JPH07240816A

JPH07240816A - イメージスキャナー

Info

Publication number: JPH07240816A
Application number: JP6029862A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okushiba; 浩之奥芝; Yoshinori Morita; 啓徳森田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-09-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高性能且つ高信頼性の読み取り装置を低コスト
に製造する。【構成】高分子材料から成る筺体１２に高分子材料から
成る単一のレンズ１１を一体的に固定もしくは成形し、
この筺体１２にＬＥＤ１５と、半導体チップ２０とを設
けるとともに、この半導体チップ２０の光電変換素子配
列面上に１００μｍ以下の厚みの光透過性樹脂層２８を
被覆した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はペン型バーコードスキャ
ナー、パソコン、ワープロ等に用いられ、高い読み取り
精度を達成したイメージスキャナーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】市場に出回っている原稿
読み取り装置は、原稿に光を照射し、その反射光を単一
のレンズでもってＣＣＤのような受光素子に集光させる
という構成である。この種の読み取り装置には、レンズ
としてガラス製のものを採用しており、その曲率半径が
小さくなるに伴って、鏡面研磨等の加工性が厳しくな
り、高価になるという問題点があった。また、曲率半径
が小さいガラス製レンズであれば、温度特性がきわめて
劣化するという問題点もあった。

【０００３】従って、この曲率半径が余りにも小さくな
らない程度に、その曲率半径が決定されており、実際に
は物体像面との距離間隔は５０〜７０ｃｍである（倍率
Ｍ＝約０．２）。このような設定に基づいて、反射鏡を
余分に取り付け、その反射鏡により光路を屈折させ、装
置自体を小型にしている。

【０００４】また、曲率半径が小さいレンズを介してＣ
ＣＤに集光させる方式であれば、その光学系を厳密に設
定する必要があり、厳密に設定しても、長時間使用する
と徐々にずれるので、微調整が必要になるという問題点
もあった。

【０００５】更にまた、このＣＣＤは非常に高精度であ
るために、ｐウエルやｎウエルを何十も形成しなければ
ならず、そのために幾度も不純物やイオンの注入、表面
酸化、拡散等を行わなければならず、歩留り低下の原因
になっていた。しかも、このＣＣＤのチップ上に比較的
大きな面積でもって周辺回路や処理回路を形成してお
り、そのチップの寸法を小さくするには限界があった。

【０００６】以上のように、上記構成の原稿読み取り装
置は、画像を単一のガラス製レンズでもってＣＣＤに集
光させる方式であるが、近年、この種の原稿読み取り装
置に代わる密着型の原稿読み取り装置が活発に開発され
ている。本発明者等は既に図１０及び図１１に示すよう
な長尺形状の密着型原稿読み取り装置を提案した。図１
０はその原稿読み取り装置の分解斜視図であり、図１１
は図１０のＸ−Ｘ線断面図である。

【０００７】これらの図によれば、１は光源、２はレン
ズ、３はレンズ２を支持する筐体、４は半導体チップ、
５は半導体チップ４が載置される電気絶縁性基板であ
る。この光源１は発光ダイオードや蛍光灯等から成り、
原稿６の斜め下方に原稿６に対し平行となるように配置
し、そして、原稿６の下面に対し斜めに投光する。この
原稿６の下方には、複数個のレンズ２を直線状に配列
し、各レンズ２はアルミニウム等から成る筐体３に支持
する。各レンズ２は原稿６での反射光を幾つかのブロッ
クに分割するとともに、各ブロックの反射光をそれぞれ
個別に半導体チップ４（このチップ４上には多数の光電
変換素子４ａが配列されている）に縮小照射させる。

【０００８】かくして上記構成の原稿読み取り装置で
は、光源１が原稿６に投光し、その反射光を幾つかのブ
ロックに分割するとともに各ブロックの反射光をレンズ
２を介して半導体チップ４の光電変換素子４ａ上に照射
させ、その照射光を光電変換させることによって原稿６
の画像を読み取る。

【０００９】しかしながら、上記提案の長尺形状原稿読
み取り装置では、複数個のレンズ２と複数個の半導体チ
ップ４を使用するために、各レンズ２と、その光学系に
対応する半導体チップ４とを誤差がないように正確に配
置設定しなければならないが、製造上の誤差により厳密
な設定ができない場合には、各々の読み取り系の継ぎ目
で読み取り画素がずれたり、あるいは原稿浮きによって
画素がだぶる、という問題点があった。

【００１０】本発明者等は、上述した問題点を解決する
ために、高分子材料から成る筺体に高分子材料から成る
単一のレンズを超音波溶着により一体化させたり、ある
いは二色成形法により一体的に成形し、更にこの筺体に
光源と、多数の光電変換素子が直線状に配列された半導
体チップとを設け、その光源が原稿を光照射し、その反
射光をレンズを介して半導体チップに集光させるように
したイメージスキャナーを提案した（特願平５−３２４
１７８号、特願平６−２５５１０号参照）。

【００１１】上記構成のイメージスキャナーでは、図９
に示すように電気絶縁性基板１９の上に多数の光電変換
素子が直線状に配列された半導体チップ２０を設け、そ
れらの光電変換素子やワイヤボンディング等を保護する
ために、その半導体チップ２０全体に樹脂を塗布するこ
とが行われる。

【００１２】しかしながら、この塗布樹脂は凸状となる
ために、光が凸状樹脂を介して光電変換素子に入射する
と、凸レンズ効果や光散乱が生じて、精度の高い読み取
りが行われず、そのために高い測長精度が要求されるバ
ーコードリーダー等に適していないという問題点があ
る。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】本発明のイメージスキ
ャナーは、被検知体との対向面を有する高分子材料から
成る筺体に高分子材料から成る単一のレンズを一体的に
固定もしくは成形し、この筺体に光源と、多数の光電変
換素子が直線状に配列された半導体集積回路とを設ける
とともに、この半導体集積回路の光電変換素子配列面上
に１００μｍ以下の厚みの光透過性樹脂層を被覆し、光
源が被検知体を光照射し、その反射光をレンズにより集
光させながら光透過性樹脂層を介して半導体集積回路の
光電変換素子に受光させるようにしたものである。

【００１４】

【作用】上記構成のイメージスキャナーは、長尺形状の
装置ではないので、前述した継ぎ目がなく、製造誤差に
よって画素がずれたり、原稿浮きによって画素がだぶる
ことがない。また、ＣＣＤ方式であれば、光学系を厳密
に設定しなければならず、また、それに伴い微調整を行
う工程が必要になるという問題点があったが、本発明の
イメージスキャナーでは、レンズと筺体とを高分子材料
で、両者を一体的に固定もしくは成形しているので、標
準偏差σが著しく小さくなり、これにより、半導体集積
回路とレンズと光源との位置関係が精確となり、この光
学系が非常に精度の高いものとなり、その結果、高精度
でもって量産ができ、しかも、この高精度寸法が長期間
にわたって安定しており、高品質且つ長期信頼性のイメ
ージスキャナーが提供できる。

【００１５】しかも、上記構成のイメージスキャナーに
よれば、集光用のレンズが高分子材料から成るので、そ
の曲率半径を適宜任意に設定することができ、また、そ
の曲率半径を容易に小さくでき、これにより、物体像面
との距離間隔を短くでき、その結果、その製作費が低減
でき、また、温度特性がきわめて向上する。また、レン
ズの曲率半径が小さくできることで光路が短くなり、こ
れにより、装置が小型になり、従来のような反射鏡等の
付設機構も不要となる。

【００１６】更に本発明においては、ＣＣＤに代えて多
数の光電変換素子が直線状に配列された半導体集積回路
を用いて、その受光部がフォトダイオードをＦＥＴやシ
フトレジスターで逐次読み出す構成であり、これによ
り、その半導体集積回路の形成には周辺回路がほとんど
なく、Ｃ−ＭＯＳプロセス（このプロセスも多くて３回
の注入拡散でよい）でよく、その結果、その半導体集積
回路が小型にできるので、その搭載基板の寸法が小さく
なり、イメージスキャナー自体の小型化が達成できる。
また、少ない工程のＣ−ＭＯＳプロセスであり、これに
伴って製造歩留りが向上する。

【００１７】更にまた本発明においては、半導体集積回
路上に光電変換素子やワイヤボンディング等を保護する
ために、１００μｍ以下の厚みの光透過性樹脂層を被覆
するとともに、その樹脂層の表面を平坦にしている。こ
れにより、この塗布樹脂層を介して光電変換素子に光入
射しても、その層自体に凸レンズ効果や光散乱が生じな
くなり、その結果、精度の高い読み取りが行われ、高い
測長精度が要求されるバーコードリーダー等に適する。

【００１８】

【実施例】

（本発明のイメージスキャナーの搭載例）図４は本発明
のイメージスキャナーである原稿読み取り装置７を搭載
するワードプロセッサー８であり、プリンタ機構部９に
おいて、インクリボンカセットの代わりに原稿読み取り
装置７を装着し、ワードプロセッサー８の本体と電気的
に接続し、原稿を読み取る。実際には、この原稿読み取
り装置７は収納用のカセット１０に装着し、このカセッ
ト１０をＭ方向に移動しながら、そのワードプロセッサ
ー８に取り付けた原稿を読み取り、その情報をワードプ
ロセッサー８の本体へ送る。また、この原稿読み取り装
置７の寸法はカセット１０に比べて小さくして、そのカ
セット１０内に信号増幅用のＩＣや駆動回路の一部、レ
ベル調整用トリマー等の電子回路基板を収納する。

【００１９】（原稿読み取り装置７の構成例）上記原稿
読み取り装置７の具体的構成を図１〜図３により説明す
る。図１はこの装置７の斜視図であり、図２は図１に示
す切断面線Ｙ−Ｙによる断面概略図であり、また、図３
は例えばアクリル系樹脂から成る透光性プラスチックの
レンズ１１の外観図である。

【００２０】これらの図において、１２は例えばガラス
繊維強化ポリカーボネートや、ＡＢＳ樹脂から成る黒色
プラスチック製の不透光性筐体であり、この筐体１２に
光源搭載面１３を形成し、この光源搭載面１３にＬＥＤ
搭載基板１４を配置する。この基板１４の上に４個のＬ
ＥＤ１５を配列し、更にこれらＬＥＤ１５の上に例えば
ポリカーボネイトから成る透光性プラスチックの保護カ
バー１６を設ける。この保護カバー１６には、上記ＬＥ
Ｄ１５の配列に沿って長手状の凸レンズ１６ａを形成し
ている。

【００２１】また、この筐体１２の内部に凹部１７を形
成し、この凹部１７の最奥にほぼ円形状の穴１８を形成
する。この穴１８に対向するように図３のレンズ１１を
筐体１２に固定する。このレンズ１１の主要部はほぼ円
柱形状であり、その中央部は凸レンズ１１ａであり、そ
の凸レンズ１１ａの全周囲には円筒状の鍔部１１ｂを形
成する。

【００２２】更に上記凹部１７の開口面には、電気絶縁
性基板１９を設け、それを図示するビスでもって筐体１
２に固定する。この電気絶縁性基板１９の上には半導体
チップ２０を配置する。この半導体チップ２０は上面に
多数の光電変換素子を有し、シリコン等からなる半導体
チップの上面に従来周知のフォトリソグラフィー技術や
イオンビーム加工法等によって製作する。

【００２３】また、この電気絶縁性基板１９は例えばガ
ラスエポキシ樹脂等から成り、その上面に銅等から成る
所定の導体パターン（図示せず）を有しており、その導
体パターンの一部に半導体チップ２０の各電極をボンデ
ィングワイヤ等を介して電気的接続させる。更に電気絶
縁性基板１９の裏面側にも導体パターンを形成し、しか
も、その裏面導体パターン上にチップレジスター、チッ
プコンデンサー等をリフローハンダにて電気的に接続さ
せる。２１は駆動回路と接続するためのコネクターであ
る。また、この電気絶縁性基板１９には上記ＬＥＤ１５
の発光用電極パターンも形成し、２２はこの電極パター
ンとＬＥＤ１５とを接続するためのリードである。

【００２４】更にまた、この筐体１２の一部には取り付
け穴２３が形成されており、この取り付け穴２３でもっ
て収納用カセット１０に装着する。即ち、上記構成の原
稿読み取り装置７をワードプロセッサー８に装着するに
当たっては、ワードプロセッサー８の移動ステージ（原
稿読み取り装置７を具備したカセット１０やインクリボ
ンを搭載する台）の上にある位置決め用ピンに対して、
原稿読み取り装置７の取り付け穴２３を勘合させ、機械
的にクリップするだけでよい。そして、このように配設
するに際して、原稿読み取り装置７の配置方向は図１に
示すＭ方向である。

【００２５】また、上記構成の原稿読み取り装置７にお
いては、図１に示すように原稿２４をＮ方向に送る。こ
の原稿の送りともに、４個のＬＥＤ１５でもってライン
状に光照射を行い、この光を凸レンズ１６ａでもって集
光しながら、原稿２４にもライン状に光照射する。その
反射光を穴１８を介してレンズ１１を通過させ、半導体
チップ２０の多数の光電変換素子の配列に沿うように集
光させる。

【００２６】かくして、ワードプロセッサー８に原稿読
み取り装置７を装着し、原稿２４を挿入し、この原稿２
４の送り出しとともに、原稿読み取り装置７をＭ方向に
走査し、そして、ＬＥＤ１５とレンズ１１と半導体チッ
プ２０による読み取り光学系により原稿の情報を電気信
号に変換し、その信号を更にワードプロセッサー８の本
体へ送る。尚、本実施例においては、原稿２４は原稿読
み取り装置７と接触しない場合であるが、接触してもよ
い。

【００２７】（半導体チップ２０への樹脂の塗布）図５
は半導体チップ２０が電気絶縁性基板１９に固定された
状態を示す平面図であり、図６は半導体チップ２０の断
面図である。図５に示す半導体チップ２０によれば、フ
ォトダイオードやフォトトランジスタなどの６４個の光
電変換素子Ｐ１〜Ｐ６４から成る受光面２５と、走査開
始信号が入力される端子ＳＩ、走査クロック信号が入力
される端子ＣＬＫ、電源が接続される端子ＶＤＤ、グラ
ンド端子ＧＮＤ、読取信号を出力する端子ＳＩＧ、アナ
ログ回路用のグランド端子ＡＧＮＤ、及び走査終了信号
を出力する端子ＳＯを有し、これらの各端子は電気絶縁
性基板１９に形成された配線パターン２６に対してボン
ディングワイヤ２７で電気的に接続する。

【００２８】図６によれば、高さＢが約０．４ｍｍであ
る半導体チップ２０及び電気絶縁性基板１９の表面に
は、劣化防止や耐環境対策のために，シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエーテルアミドなどの光透過性樹脂
層２８が約１００μｍ以下の厚みＴで形成している。

【００２９】この樹脂層２８をシリコーン樹脂により形
成する場合、それを７重量％の濃度になるように溶媒で
あるｎ−ヘプタンに溶解すると、粘度が１．３センチス
トークス（室温２５℃）となり、次に溶解したシリコー
ン樹脂をディスペンサなどで半導体チップ２０の上方か
ら１滴落下させて点滴塗布し、その後に加熱槽に投入
し、温度１５０℃で約１時間加熱して硬化させたとこ
ろ、硬度１８（ＪＩＳ−Ａ）、絶縁破壊電圧２０ｋＶ／
ｍｍの光透過性樹脂層２８を形成することができた。

【００３０】この光透過性樹脂層２８の膜厚を干渉膜厚
計で測定したところ、サンプル数ｎ＝１６で平均膜厚ｘ
＝１３．６μｍ、標準偏差σ＝２．１μｍという値が得
られ、その透過率は波長λ＝５５０μｍで９２．７％と
なった。

【００３１】次に本発明者等は表１に示すように光透過
性樹脂層２８の厚みを幾通りにも変えて、その特性を測
定した。

【００３２】

【表１】

【００３３】光透過性樹脂層２８は、その厚みに応じて
次のように作製した。上述と同様に、膜厚１μｍまたは
５μｍの光透過性樹脂層２８を形成する場合には、シリ
コーン樹脂の濃度を３重量％にして、上記と同じ条件で
点滴塗布し，硬化させた。また、膜厚５０μｍまたは１
００μｍの光透過性樹脂層２８を形成するには、濃度７
重量％のシリコーン樹脂を多数回点滴塗布し、その後に
硬化させた。比較例である膜厚０．５ｍｍ、０．８ｍ
ｍ、１．０ｍｍの樹脂層を形成するには、溶媒に希釈し
ない濃度１００重量％のシリコーン樹脂を点滴塗布し，
硬化させた。

【００３４】かくして膜厚の異なる光透過性樹脂層２８
を、それぞれ半導体チップ２０に形成したものについ
て、空間分解能を表すＭＴＦ（Modulation Transfer Fu
nction) と、感度ばらつきを表すＰＲＮＵ(Photo Respo
nse Non-Uniformity) を測定し、更に信頼性試験を行っ
たところ、表１に示す通りの結果が得られた。

【００３５】尚、ＭＴＦは図７に示すように、矩形波の
白黒の組が１ｍｍ当たり４組存在する４ＬＰ／ｍｍの空
間周波数における振幅Ｖを、白地を読み取ったときの振
幅Ｗで除算して１００倍した値、即ち、

【００３６】

【数１】

【００３７】という定義式を用いて算出した。このＭＴ
Ｆの数値が大きいほど、解像度が良好であることを示
す。

【００３８】また、ＰＲＮＵは半導体チップ２０の１個
内の感度ばらつきを示す値であり、ＶＭＡＸを光学濃度
ＯＤ値が０．０７のコート紙を読み取ったときの出力の
最大値とし、ＶＭＩＮを光学濃度が０．０７のコート紙
を読み取ったときの出力の最小値とすると、

【００３９】

【数２】

【００４０】という定義式を用いて算出した値である。
このＰＲＮＵの数値が小さいほど、感度ばらつきが少な
いことを示す。

【００４１】また、信頼性試験は温度８５℃、湿度８５
％の雰囲気に５００時間通電状態で放置して加速劣化さ
せ、電極腐食などの異常発生の有無を調べた。

【００４２】表１に示す結果から明らかな通り、膜厚１
００μｍ以下であれば、ＭＴＦの数値が大きく、解像度
が良好であり、更にＰＲＮＵの数値が小さくて感度ばら
つきが少なく、しかも、電極腐食などの異常発生がなか
った。これに対して、膜厚１００μｍより超えると、図
８に示すように半導体チップ２０のエッジでは“タレ”
が生じて、樹脂自体が凸状になり、読取感度が低下し、
画像分解能の劣化を招き、更にその凸状のレンズ効果に
よって光の収束や発散が生じて、画像歪みや感度ばらつ
きを招いていた。

【００４３】（原稿読み取り装置７の製造工程）レンズ
１１と筺体１２との一体的成形品は、例えば二色成形法
により作製する。或いはレンズ１１を筺体１２に一体的
に固定するには、例えば超音波溶着法を用いる（特願平
５−３２４１７８号、特願平６−２５５１０号参照）。

【００４４】このようなレンズ１１と筺体１２との一体
品に、ＬＥＤ１５が予めリフローハンダ付けされたＬＥ
Ｄ搭載基板１４を両面テープでもって貼り付ける。その
後に保護カバー１６を超音波溶着により固定する。

【００４５】また、所定の導体パターンを有する電気絶
縁性基板１９の上にダイマウント装置でもって半導体チ
ップ２０を実装し、更にこの半導体チップ２０をワイヤ
ボンディングにより電気的接続し、その後に光透過性樹
脂層２８を塗布形成する。その他、各種電子部品チップ
を設ける。

【００４６】然る後に、この電気絶縁性基板１９を上記
筐体１２に組立て、コネクター２１やリード２２を設
け、その後に光量調整を行う。

【００４７】（原稿読み取り装置７の光学系）次に原稿
読み取り装置７の光学系を図８により詳述する。図８
は、ＬＥＤ１５と凸レンズ１６から成る光源２９、原稿
２４、レンズ１１、半導体チップ２０によって構成する
光学系であり、矢印の光路が示す通り、光源２９が原稿
２４に対してライン状に光照射し、原稿２４の反射光を
レンズ１１を介して半導体チップ２０の光電変換素子配
列に沿うように更に集光させる。

【００４８】また同図において、屈折率ｎ、焦点距離ｆ
のレンズ１１に対して、ｄ１は原稿２４の反射面と、そ
の反射面と対向するレンズ１１の最突出曲面部３０との
間隔、ｄ３は半導体チップ２０と、そのチップ２０と対
向するレンズ１１の最突出曲面部３１との間隔であり、
ｄ２はレンズ１１の厚み（最突出曲面部３０と最突出曲
面部３１との間隔）である。

【００４９】本発明者等が繰り返し行った実験によれ
ば、このレンズ１１の倍率Ｍを、０．３≦Ｍ≦１．５、
好適には０．３≦Ｍ≦０．４の範囲に設定することがで
き、また、物体像面間距離Ｌ（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）を、
１０≦Ｌ（ｍｍ）≦３０、好適には１０≦Ｌ（ｍｍ）≦
２０にできた。

【００５０】また、これらの設定範囲にする際に、この
レンズ１１の屈折率ｎを、ｎ≦１．６にすればよい。こ
の範囲に設定すると、非球面レンズを光学設計した際
に、歪曲収差を±０．２％以下に容易に設定することが
でき、また、スポットダイヤグラムにおいて異常像が解
消できた。

【００５１】かくして、ガラスレンズでもってＣＣＤに
集光させる従来の読み取り装置においては、そのレンズ
の倍率Ｍが０．２以下であり、その物体像面間距離Ｌ
が、５０ｍｍ≦Ｌであるのに対して、本発明の原稿読み
取り装置７では、その倍率Ｍが顕著に大きくでき、ま
た、その物体像面間距離Ｌが顕著に小さくできた。

【００５２】例えば、レンズ１１の屈折率ｎが１．４９
１、その焦点距離ｆが４．０６８、その明るさＦ₀が
２．０８６６であり、このレンズ１１の最突出曲面部３
０の曲率が４．７１６ｍｍ、最突出曲面部３１の曲率が
２．４８４ｍｍであり、また、ｄ１が１２．４ｍｍ、ｄ
２が４．０６ｍｍ、ｄ３が４．５４ｍｍである場合に
は、物体像面間距離Ｌが２１ｍｍ、倍率Ｍが０．４にな
った。そして、このような光学系において、ＭＴＦ（解
像度）の温度変化は、０℃〜４０℃の温度範囲で、２０
％以下となった。レンズ１１の倍率Ｍについては、その
温度範囲で、１％以下となった。

【００５３】本発明者等は、上記のような光学系の原稿
読み取り装置７を１０個作製して、ＭＴＦを測定したと
ころ、その最大値は８２．６％となり、最小値は６７．
０％となった。然るに、ガラスレンズでもってＣＣＤに
集光させる従来の読み取り装置においては、同様に１０
個作製したところ、ＭＴＦの最大値は５０％となり、そ
の最小値は２５％となった。

【００５４】この半導体チップ２０上面の光電変換素子
の素子数については、１０００以下、更に４００以下で
あればよい。例えば、プリンターの印字幅は８ｍｍが主
流であり、最大でも１６ｍｍ幅であるが、紙送りの機構
を共有とする場合が多いので、この読み取り幅は８〜１
６ｍｍとなる。そこで、８ドット／ｍｍ（２００ＤＰ
Ｉ）の読み取り設定をした場合には、６４画素〜１２８
画素、また、２４ドット／ｍｍ（６００ＤＰＩ）の読み
取り設定をした場合には、１９２画素〜３８４画素が必
要となる。

【００５５】また、本発明者等は、筐体１２をその熱膨
張率ρが５．０×１０^-5Ｋ^-1以下である材料により形
成すると、ｄ３の変動が大きくなることを見出した。即
ち、ρ＜５．０×１０^-5Ｋ^-1であれば、ｄ３の変動が
小さくなり、これに伴ってレンズ１１の倍率Ｍに狂いが
生じ易くなること判明した。加えて、筐体１２の内部に
応力歪みを発生させないためにもρ＜５．０×１０^-5Ｋ
^-1にするとよい。本実施例では、筐体１２をガラスフ
ィラーが３０％含有するポリカーボネート樹脂により作
成したことにより上記のような目的が優位に達成でき
た。

【００５６】尚、本発明は、上記実施例の限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
変更、改善等は何ら差し支えない。

【００５７】

【発明の効果】以上の通り、本発明のイメージスキャナ
ーによれば、筺体に光源と、単一のレンズと、多数の光
電変換素子が直線状に配列された半導体集積回路とを設
けた光学系において、レンズと筺体とを高分子材料によ
り成すとともに、両者を一体的に固定もしくは成形した
構成であり、これにより、測長精度が大幅の向上し、し
かも、そのイメージスキャナーを高精度でもって量産が
でき、更にこの高精度寸法が長期間にわたって安定して
おり、従来のような長尺状原稿読み取り装置と対比して
も、製造誤差によって画素がずれたり、原稿浮きによっ
て画素がだぶることがなく、その結果、高性能且つ長期
信頼性のイメージスキャナーが提供できた。また、ＣＣ
Ｄ方式と比べても、本発明のイメージスキャナーは、光
学系を厳密に設定する必要がなく、また、長時間使用し
ても徐々にずれることがないので、微調整を行う工程が
必要なくなった。

【００５８】また、本発明は、ＣＣＤに代えて多数の光
電変換素子が直線状に配列された半導体集積回路を用い
ており、これにより、その半導体集積回路が小型にで
き、これに伴って装置自体の小型化が達成できた。しか
も、少ない工程のＣ−ＭＯＳプロセスであり、これに伴
って製造歩留りが向上した。

【００５９】本発明のイメージスキャナーにおいては、
透光性高分子材料から成るレンズを採用しており、これ
により、その曲率半径を適宜任意に設定することがで
き、その曲率半径を容易に小さくできるので、物体像面
との距離間隔を短くでき、その結果、その製作費が低減
でき、また、温度特性がきわめて向上した。しかも、光
学系の縮小に伴って、装置が小型になり、従来のような
反射鏡等の付設機構も不要となった。

【００６０】更に本発明においては、製造歩留まりが大
幅に向上し、組立の工程数が減少するので、製造管理が
容易になり、これに伴って製造コストが低減できた。

【００６１】また本発明においては、半導体集積回路の
光電変換素子配列面上に１００μｍ以下の厚みの光透過
性樹脂層を被覆してその樹脂層の表面を平坦にしてお
り、この樹脂層を介して光電変換素子に光入射しても、
その層自体に凸レンズ効果や光散乱が生じなくなり、そ
の結果、精度の高い読み取りが行われ、高い測長精度が
要求されるバーコードリーダー等に適するようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のイメージスキャナーの斜視図である。

【図２】実施例のイメージスキャナーの断面図である。

【図３】実施例のレンズの斜視図である。

【図４】実施例のイメージスキャナーを搭載するワード
プロセッサーの斜視図である。

【図５】実施例における電気絶縁性基板上の半導体チッ
プの部分平面図である。

【図６】実施例における半導体チップの断面図である。

【図７】ＭＴＦの定義を示すグラフである。

【図８】実施例のイメージスキャナーの光学系を示す説
明図である。

【図９】比較例における半導体チップの断面図である。

【図１０】従来の原稿読み取り装置の斜視図である。

【図１１】図１０の原稿読み取り装置のＸ−Ｘ線断面図
である。

【符号の説明】

７原稿読み取り装置１１レンズ１２筐体１５ＬＥＤ１９電気絶縁性基板２０半導体チップ２４原稿２７ボンディングワイヤ２８光透過性樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検知体との対向面を有する高分子材料
から成る筺体に高分子材料から成る単一のレンズを一体
的に固定もしくは成形し、この筺体に光源と、多数の光
電変換素子が直線状に配列された半導体集積回路とを設
けるとともに、該半導体集積回路の光電変換素子配列面
上に１００μｍ以下の厚みの光透過性樹脂層を被覆し、
上記光源が被検知体を光照射し、その反射光をレンズに
より集光させながら光透過性樹脂層を介して半導体集積
回路の光電変換素子に受光させるようにしたイメージス
キャナー。