图像传感器 【技术领域】
本发明涉及图像输入装置、图像写入装置中使用的图像传感器和LED打印头，尤其涉及装载棒状透镜的长粘结型图像传感器。
背景技术
作为装载棒状透镜阵的器件，日本专利公开2002-218159号公报图1中揭示装载用第1和第2框架夹持的棒状透镜阵的图像传感器。日本专利公开2001-150729号公报图1中揭示在封装盒和框体中将3个棒状透镜封装成一体的写入装置。
日本专利公开2002-218159号公报图1中，1是图像传感器，2是玻璃板，3是框架，6是光源，8是沿一个方向排列的多个棒状透镜组成的棒状透镜阵，9是感光元件，10是传感器衬底，18是原稿。其中，棒状透镜阵8在一个方向延伸，用1个棒状透镜阵组成。
日本专利公开2001-150729号公报的图1中，1是发光元件阵衬底，2是发光元件串，3是棒状透镜阵，4是封装盒，5是框体，8是连接构件。其中，棒状透镜阵3在一个方向延伸，但在与延伸方向垂直的方向有重叠区，不是纯直线排列(1维排列)。
又，日本专利公开2001-150729号公报的图1中，1是发光元件衬底，2是发光元件串，3A、3B、3C是棒状透镜阵，4是封装盒，5是框体，8是连接构件。
这里，3个棒状透镜阵3A、3B、3C在一个方向延伸，但在与延伸方向垂直的方向有重叠区，不是纯直线排列(1维排列)。
【专利文献1】
日本专利公开2002-218259号公报
日本专利公开2001-150729号公报
已有的图像传感器，其结构如以上那样组成，因而用适应读取宽度地1个棒状透镜阵构成装载的棒状透镜，存在的问题是：设计长图像传感器时，必须使用符合其读取宽度的专用棒状透镜阵，从而不得不做成高价的棒状透镜阵。又，长写入装置中使用多个棒状透镜阵，但写入线并非1维排列，因而相邻棒状透镜阵附近的棒状透镜，其图像的成像位置各自不同，写入时需要进行图像写入线位置偏移的电校正。
本发明是为消除上述问题而完成的，其目的为：提供装有不拘长状排成1维的廉价棒状透镜阵的图像传感器。
【发明内容】
本发明的图像传感器，包括对被摄体照射光的光源、将汇聚被摄体上反射的光的各棒状透镜直线状排列成各自隔离而且将位于直线状排列的棒状透镜的最端部的棒状透镜相邻配置成相互连接的透镜阵、在整个规定读取宽度上对棒状透镜中成像的光进行感光的感光元件、以及将连续配置的多个所述棒状透镜阵固定在整个规定读取宽度上的框架。
又，本发明的图像传感器，位于相邻配置的棒状透镜阵的最端部的透镜之间的间隙中填充密封剂。
又，本发明的图像传感器，用涂敷成覆盖填充在位于相邻配置的棒状透镜阵的最端部的棒状透镜之间的间隙中的密封剂的粘结剂、将连续配置的多个棒状透镜阵与框架固定。
又，本发明的图像传感器，用分别涂敷在位于相邻配置的棒状透镜阵的最端部的棒状透镜之间的间隙中的密封剂两侧附近的粘结剂、将连续配置的多个棒状透镜阵与框架固定。
又，本发明的图像传感器，在整个规定读取宽度上，以缓冲材料为中介，将连续配置的多个棒状透镜阵固定在框架上。
又，本发明的图像传感器，包括对被摄体照射光的光源、将汇聚被摄体上反射的光的各棒状透镜直线状排列成各自隔离而且将位于直线状排列的棒状透镜的最端部的棒状透镜相邻配置成相互连接的透镜阵、在整个规定读取宽度上对棒状透镜中成像的光进行感光的感光元件、在整个固定读取宽度上以缓冲材料为中介地固定连续配置的多个棒状透镜阵并同时在与缓冲材料之间设置多个贯通孔的框架、以及插入贯通孔的螺钉，用螺钉调整棒状透镜阵各自的倾角。
又，本发明的图像传感器，包括对被摄体照射光的光源、将汇聚被摄体上反射的光的各棒状透镜直线状排列成各自隔离而且将位于直线状排列的棒状透镜的最端部的棒状透镜相邻配置成相互连接的透镜阵、在整个规定读取宽度上对棒状透镜中成像的光进行感光的感光元件、在整个规定读取宽度上以缓冲材料为中介地固定连续配置的多个棒状透镜阵的框架、以及插入在缓冲材料与框架之间的调整垫，用调整垫调整棒状透镜阵各自的倾角。
本发明的图像传感器，包括对被摄体照射光的光源、将汇聚被摄体上反射的光的各棒状透镜直线状排列成各自隔离而且将位于直线状排列的棒状透镜的最端部的棒状透镜相邻配置成相互连接的透镜阵、在整个规定读取宽度上对棒状透镜中成像的光进行感光的感光元件、在整个固定读取宽度上以缓冲材料为中介地固定连续配置的多个棒状透镜阵的框架。
因此，通过使长方形棒状透镜阵相互连接(接合)，能使用通用棒状透镜阵，具有即使是长状的，也能构成廉价的图像传感器的优点。
又，本发明的图像传感器，包括对被摄体照射光的光源、将汇聚被摄体上反射的光的各棒状透镜直线状排列成各自隔离而且将位于直线状排列的棒状透镜的最端部的棒状透镜相邻配置成相互连接的透镜阵、在整个规定读取宽度上对棒状透镜中成像的光进行感光的感光元件、在整个固定读取宽度上以缓冲材料为中介地固定连续配置的多个棒状透镜阵并同时在与缓冲材料之间设置多个贯通孔的框架、以及插入贯通孔的螺钉。
因此，从框架外侧用螺钉对各个棒状透镜阵施加按压，将其倾斜校正到规定位置，因而能调整棒状透镜阵相对于原稿和感光元件的成像位置，可在大读取宽度上实现图像不模糊的高图像质量读取。
【附图说明】
图1是本发明实施例1的图像传感器的截面图。
图2是说明本发明实施例1的图像传感器的棒状透镜阵周边部用的图。
图3是示出市售棒状透镜阵的形状的俯视图。
图4是本发明实施例1的棒状透镜阵的加工方法的说明图。
图5是本发明实施例1的棒状透镜阵的加工方法的说明图。
图6是说明本发明实施例2的图像传感器的棒状透镜阵周边部用的图。
图7是说明本发明实施例3的图像传感器的棒状透镜阵周边部用的图。
图8是本发明实施例4的图像传感器的截面图。
图9是说明本发明实施例4的图像传感器的棒状透镜阵的倾角调整的图。
附图中，2是玻璃板，6是光源，9是感光元件(传感器IC)，10是传感器衬底，11是L形板，16是树脂(遮光部件)，18是原稿(被摄体)，30是框架，30a是第1框架，30b是第2框架，80是棒状透镜阵，81是棒状透镜，82是侧板，83是粘结剂(虚拟粘结剂)，84是端部加工区，85是密封剂，86是终端板，110是缓冲材料(双面胶带)，120是粘结剂，124是粘结剂，130是调整螺钉(螺钉)，130a是右调整螺钉，130b是左调整螺钉。
最佳实施方式
实施例1
下面。说明本发明的实施例1。图1是示出本发明的图像传感器的组成的截面图。2是位于被摄体(原稿和纸币等)运行面的玻璃板，6是对被摄体进行照明的线型光源，9是对被摄体上反射的光进行感光的感光元件(传感器IC)，10是配置感光元件的传感器衬底，11是支持传感器衬底10的L形板，16是防外光用的屏蔽构件，18是位于图像传感器上部与图像传感器相对地在玻璃板2的是表面运行的原稿，30是收装玻璃板2、传光源6、感器衬底10等的框架并且由第1框架30a和第2框架30b组成。80是由第1框架30a和第2框架30b夹持的棒状透镜阵，110是粘结并固定框架30和棒状透镜阵80的缓冲材料(双面胶带)。
图2是装在图像传感器中的棒状透镜阵80的周边部的俯视图。图中，81是棒状透镜，82是侧板，83是虚拟固定棒状透镜81与侧板82的粘结剂(虚拟粘结剂)，85是填充在棒状透镜阵80的端部的遮光用密封剂。
接着，说明其作用。图3是通用(市售)棒状透镜阵的俯视图，通常在棒状透镜阵的两端部设置终端板86。把图3a所示形状的称为1列排列型透镜，图3b所示形状的则称为2列排列型透镜，2列排列型透镜的棒状透镜81排成锯齿状。本发明的图像传感器的目的为：确保有效读取宽度超过900mm的长读取区，因而连接(接合)图3所示的市售棒状透镜阵。例如使用280mm宽的棒状透镜阵时，需要3个棒状透镜阵和1个比280mm短的棒状透镜阵。
图4说明使用市售棒状透镜阵并去除棒状透镜阵的不需要部分的手段。根据图3a所示的1列排列型透镜，本实施例的棒状透镜阵80中，棒状透镜81之间的间距(p)为0.7mm，棒状透镜的直径(d)为0.6mm，因而棒状透镜81之间的间距仅0.1mm。因此，机械加工(铣削加工)时，取出1个棒状透镜81。
首先，如图4(a)所示，用铣削铣掉去除的规定的12个棒状透镜81周边的4个部位的侧板82，并铣掉规定的棒状透镜81。其次，铣掉与去除的透镜相邻的棒状透镜81外周端部位的侧板82(加斜线部分84)。即，从侧板81的侧面外侧磨削到棒状透镜81的外周，从而去除一个侧板82。这时，磨削位置以去除的棒状透镜81的外周最端部为基准，距离是棒状透镜81的半径以下为妥。
图4(b)示出从侧板81的侧面外侧磨削到棒状透镜81的外周，从而去除一个侧板82时的状态。
磨削距离为半径以上时，发生棒状透镜81剥落；反之，磨削距离为0.1mm以下，则接合棒状透镜阵80后的组装工序(接合工序)中，由于相邻棒状透镜阵80端部侧板82的变动和光轴方向铣削精度的偏差，成为各个棒状透镜阵80的光轴倾斜的原因。
接着，已将棒状透镜81和侧板82固定的不需要的粘结剂由于粒径细，在位于最端部的部位上能用简单的刷理去除。图3(b)所示的2列排列型透镜中，去除相邻锯齿状排列的2个棒状透镜阵81，用与去除1列排列型的1个侧板82时相同的手段进行加工。
用图5说明棒状透镜阵的端部有终端板86时的加工方法。图5(a)示出市售的2列排列型透镜的端部，图5(b)拿掉终端板86，而且示出侧板82的区域(黑部54)。棒状透镜阵端部的铣削加工中，没有去除棒状透镜81的作业，因而侧板82的去除首先进行去除终端板86用的磨削。
接着，去除侧板82时，本实施例用基于铣削加工的磨削(切削)进行，以便棒状透镜81的材料是玻璃、透明塑料都能加工，但如果棒状透镜81的材料是玻璃，也可用激光加工实施。图5(c)是连接加工后的2列排列型透镜时的连接模式图。在2列排列型透镜的情况下，端部2个棒状透镜81分别具有同时与对方的棒状透镜阵80端部2个棒状透镜81接合的单元。图5(a)和图5(b)中，切削了两个侧板82的4个部位，但目的是接合端部棒状透镜81，因而可相互仅切削一方的侧板82后，将其组合并加以接合。
接着，说明作为图像传感器的装配顺序。
图2中，在框架30(即第1框架30a和第2框架39b)上贴双面胶带110。
图2中，双面胶带110连续，但可以局部没有双面胶带110，大致连续。
连续固定的理由如下。
图像传感器加有温度变化时，由于框架30和棒状透镜阵80的热膨胀系数不同，读取宽度(纵向)方向上常数尺寸差。
结果，棒状透镜阵80上加有应力。
因此，通过在纵向的大致整个长度上，利用双面胶带110将棒状透镜阵80固定在框架30(即第1框架30a和第2框架39b)上，吸收应力。
反之，进行局部固定，则固定部分的应力小，但压力集中到不固定的部分，没有粘结棒状透镜阵80的接合部分时，在各棒状透镜阵80的接合部分产生大应力。
接着，预先使贴在框架30上的双面胶带110对位后，进行机械(夹具)接合，使去掉棒状透镜阵80的端部侧的棒状透镜81相互连接，而且棒状透镜阵80的上表面对齐。
这时，涂敷密封剂85，使其淹没棒状透镜扎80的端部间隙。
通过涂敷密封剂85，提高棒状透镜81局部露出的部分的遮光效果。
棒状透镜81露出部分的尺寸最大位1.2mm最小位0.2mm，因而以遍及此区域的涂覆宽度涂敷密封剂85。
最好在作为光轴方向的棒状透镜81高度的整个区域涂敷密封剂85，但涂敷高度为棒状透镜81高度的一半左右，也能确保通信读取性能。
密封剂85在本实施例中具有软性接合效果，因而使用硅类树脂粘结剂。为了防止棒状透镜81的漏光和外光入射，密封剂85使用黑的，但对遮光效果而言，只要不透明，半浊色也能确保遮光性能。
关于密封剂85的遮光效果，本实施例中，密封剂85存在需要涂敷最大1.2mm的情况，为了确保该遮光效果，进行最大1.2mm的涂敷。
然而，密封剂涂覆区为0.2mm~0.5mm时，也能预期设在两侧的画出材料110的遮光效果，因而未必需要涂敷密封剂85。
本实施例中，框架30a中使用双面胶带110，装贴棒状透镜阵80，但框架30b可预先装贴棒状透镜阵80。图2中对相邻连接一侧的2个棒状透镜阵80说明了透镜阵的连接，但由于目的是得到长图像传感器，棒状透镜阵80的两端分别与相邻的棒状透镜阵80连接，所以可直线连接3个以上的棒状透镜阵80。
对框架30和棒状透镜阵80进行固定时，将双面胶带110用作缓冲材料，但只要是UV粘结剂和硅粘结剂的软性粘结剂，同样奏效。图2中以缓冲材料为中介，固定棒状透镜阵80和框架30，但使用UV粘结剂和硅粘结剂时，直接连接棒状透镜阵80的侧面和框架30的上表面，也有相应的效果。
综上所述，本实施例1中，对通用规格的棒状透镜阵的端部进行加工，并连接成各棒状透镜阵80的端口棒状透镜81相连后，在框架30的大致整个长度上固定棒状透镜阵80，将密封剂85填充到棒状透镜阵80之间的间隙，使棒状透镜81以外发的光不通过，因而连接部中图像不模糊，而且不必使用长棒状透镜阵，就能实现使用廉价棒状透镜阵的高图像质量的长图像传感器。
实施例1中，使用缓冲材料110将各棒状透镜阵80与框架30固定，但实施例2中还说明进一步强化地固定棒状透镜阵80与框架30的方法。
实施例2
下面，用图6说明本发明的实施例2。与图2相同的符号表示相同或相当的部分。图6中，120是粘结剂，涂敷在实施例1所说明的图像传感器中用密封剂55连接棒状透镜阵80的区域，以进一步强化固定棒状透镜阵80与框架30。图6中，在框架30a和框架30b双方都涂敷粘结剂120。即，用双面胶带110将棒状透镜阵80连续固定在框架30的两侧，但双面胶带110分厚度为0.1mm左右，而且是软性的粒子粘结剂，因而具有局部容易剥落的特性。
例如在成为整个长度上固定的双面胶带110因温度变化而局部剥落，从而仅在远离棒状透镜阵80的部位接合的状态时，棒状透镜阵80之间的接合部加有应力。因此，通过对棒状透镜阵80的接合部涂敷粘结剂120，棒状透镜阵80接合部的周边部必然不拘双面胶带的剥落位置，得到固定。所以，即使应力集中在棒状透镜阵80的接合部，也能维持棒状透镜阵80与框架30的稳定接合固定。
即，在棒状透镜阵80的端部相互连接的棒状透镜81分开，使端部的棒状透镜81之间形成间隙，则棒状透镜阵80之间呈现为扭曲或弯曲。
这意味着原稿18(参考图1)的固定读取光轴位置与各棒状透镜81的光轴偏离，因而成为图像模糊的原因。
因此，本实施例中，能防止此现象。
相连的棒状透镜81相互按压，从而产生压缩应力，使棒状透镜81不破坏。
密封剂85的涂敷宽度为0.2mm至1.2mm，因而涂敷粘结剂120，以具有覆盖涂敷适当范围的密封剂85的区域的涂敷宽度，使棒状透镜81与框架30(第1框架30a和第2框架30b)接合。
而且，接合得不以密封剂85为中介，不直接接触棒状透镜81。
又以不冒出棒状透镜阵80的上表面的高度涂敷粘结剂120。
粘结剂120在本实施例中用硅类粘结剂对框架30涂敷相邻棒状透镜阵80的端部区域两侧，但用聚胺酯类粘结剂也同样奏效。为了进一步强化固定，可用环氧树脂类粘结剂，相邻棒状透镜阵80的端部接合区最好是不大为超过粘结剂85的最大涂敷宽度(即1.2mm)以上的点接合。通过进行点接合，能减小热膨胀时双金属效应造成的相对于棒状透镜阵80的直线性的弯曲变化。
棒状透镜阵80的固定，即使在框架30a或框架30b，仅一方涂敷粘结剂120，也能确保与框架30的强化固定。
至此，可知本发明实施例2中，利用粘结剂120，在棒状透镜阵80的连接部分固定棒状透镜阵80与框架30(框架30a和框架30b)，因而具有实施例1中阐述的效果，同时即使在整个长度上固定的双面胶带110因温度变化而部分剥落，也由于接合部涂敷粘结剂120，能防止棒状透镜阵80弯曲和棒状透镜81破坏，可获得稳定的棒状透镜阵80与框架30的固定。
实施例2在相邻棒状透镜阵80的端部周边涂敷粘结剂，实施例3中说明在棒状透镜阵80的端部以外涂敷粘结剂的方法。
实施例3
下面，用图7说明本发明的实施例3。图7中，124是涂敷在避开棒状透镜阵80的端部周边的区域中的粘结剂。图7中，在连接30a和框架30b双方都涂敷粘结剂124。粘结剂124涂敷在棒状透镜阵80的接合部分附近，但不涂敷在接近端部棒状透镜81的圆周部的区域。与作为接合手段相比，密封剂85更侧重于将遮光效应作为主体，因而虽然具有相邻端口棒状透镜81的接合效应和棒状透镜81的遮光效应，但无助于固定棒状透镜阵80和框架30。
反之，粘结剂124将固定棒状透镜阵80与框架30(第1框架30a和第2框架b)作为目的，因而通常一凝固就坚牢。尤其棒状透镜81的材料为玻璃时其质脆，因而将粘结剂124涂敷在端部棒状透镜81的圆周部分时，圆周部分中由于棒状透镜81与粘结剂124的热膨胀系数不同，粘结剂124剥掉棒状透镜81的玻璃圆周部，使棒状透镜81的光学成像功能劣化。
本实施例中，结构上做成使粘结剂124确实不接触端部棒状透镜81的外露圆周部附近。实施例2结构上做成使部棒状透镜81不通过密封剂85与粘结剂120接触，但本实施例中，在相邻棒状透镜阵80的端部附近两侧点涂并点接粘结剂124，使其与密封剂85的涂覆区隔离。利用以上的结构，能防止渗透的粘结剂124流入端部棒状透镜81造成的欠妥。
棒状透镜阵80的固定，即使仅在框架30a或框架39b单方涂敷粘结剂124，也能确保与框架30的强化固定。
综上所述，实施例3中，棒状透镜阵80的连接部分，避开密封剂85的涂覆区在其邻近周边分散涂敷粘结剂124，使该粘结剂确实不接触端部棒状透镜81的圆周部附近，所以不会因粘结剂124流入密封剂85而使相邻棒状透镜阵80的端部棒状透镜81的光学特性劣化，具有确保图像传感器读取质量稳定的效果。
实施例1至实施例3说明了棒状透镜阵80的连接及其固定方法，但实施例4中说明插入图像传感器的棒状透镜阵80在插入后的光轴调整。
实施例4
图8是示出实施例4的图像传感器的组成的截面图。与图1相同的符号表示相同或相当的部分。图8中，130a是设置在框架30a方的调整螺钉，130b是设置在框架30b方的调整螺钉。
接着，说明作用。图9是说明插入到框架30的棒状透镜阵80的设置状态的模式图。图9中，显然以偏离图像传感器原来的设计光轴的角度θ读取原稿时，应读取的图像位置偏移。插入多个棒状透镜阵80的图像传感器中，需要调整各光轴，使其与原来的设计光轴一致。
通常，即使直线连接3个棒状透镜阵80，由于棒状透镜阵80外形公差造成的形状差异、框架30制造时发生的形状偏差、双面胶带110的厚度偏差，2个棒状透镜阵80的光轴位置与光轴方向相对不同。尤其光轴方向由于成像距离比较长，呈现为成像位置变化大。棒状透镜阵80与设计光轴的偏离(θ)即使在1度以内，像素密度600dpi的图像传感器产生1像素左右的读取偏差。即，连接一棒状透镜阵80与另一棒状透镜阵80时，不拘读取像素部分是一直线，在棒状透镜阵80的连接部分(连接点)呈现为具有1像素份额的级差的直线图像。也就是说，在写入装置等输出方不会再现实际的图像。
图9中，用将倾斜设置的各棒状透镜阵80设置在框架30上的调整螺钉130(调整螺钉130a和调整螺钉130b)进行使棒状透镜阵80的光轴合在原来的光轴上的调整。用投影仪进行调整，使棒状透镜阵80垂直竖立。本实施例中，预先在框架30a和框架30b设置在各棒状透镜阵80的侧面与框架30的外侧侧面之间贯穿的M2.5的螺孔。
例如，在图9的纸面上，前面的棒状透镜阵80偏右，因而用调整螺钉130b使其合在设计光轴上。用虚线表示的棒状透镜阵80偏左，因而用调整螺钉130a使其合在设计光轴上。或者仅调整哪一个棒状透镜阵80，就使2个棒状透镜阵80无相对倾斜。
调整这些棒状透镜阵80的倾斜用的棒状透镜阵80的移动距离是仅几十微米的微小距离，因而用作为缓冲材料的厚度为100μm的双面胶带110的伸缩就能吸收棒状透镜阵80的移动造成的畸变。因此，棒状透镜阵80与框架30的接合强度不变差，并且密封剂85使用软性粘结剂，所以没有看到端部棒状透镜81剥离造成的缺陷。再者，调整各棒状透镜阵80的调整螺钉130最好相对于各棒状透镜阵80，在框架30中的一个上有2处。
综上所述，本实施例中，装备调整螺钉130，能将连续设置的棒状透镜阵80各自装配后的倾角调整为所希望的倾角，因而能准确读取实际的图像。
又，本实施例中，使用调整螺钉130，以调整棒状透镜阵80的倾角，能从图像传感器的外部进行调整，但也可用自攻螺钉和铆钉等，代替调整螺钉130；调整后，调整螺钉130和铆钉在证实棒状透镜阵80与框架30的固定状态坚牢后，可部分或全部去除。
又，在棒状透镜阵80与框架30之间预先设置具有0.03mm左右厚度的微小单片调整垫，进行各棒状透镜阵80的倾斜校正，也具有与调整螺钉130的伸出调整类似的相应效果。
无须阐述，本发明实施例1至4中说明的图像传感器的棒状透镜阵80加工、装配方法可用于要求形状较长的图像写入装置和一般复印机中用的棒状透镜阵。