(57)【要約】【課題】光出射面から発せられる線状光の各所の光量の均一化を図りつつ、容易に製造することが可能な導光体、およびこの導光体を備えたイメージセンサモジュールを提供すること。【解決手段】全体として直線状に延び、かつ略円柱形状に形成されており、主走査方向ｘ端部に設けられた光入射面４Ａと、主走査方向ｘに延びており、光入射面４Ａから入射した光を対向する方向ｚ’に向けて反射させる光反射面４Ｂと、光反射面４Ｂから進行してきた光を主走査方向ｘに延びる線状光として出射させる光出射面４Ｃと、を備える導光体４であって、光反射面４Ｂは、主走査方向ｘに延びて形成された凹部４１の底部に設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体として直線状に延び、かつ略円柱形状に形成されており、
長手方向端部に設けられた光入射面と、上記長手方向に延びており、上記光入射面から入射した光を対向する出射方向に向けて反射させる光反射面と、上記光反射面から進行してきた光を上記長手方向に延びる線状光として出射させる光出射面と、を備える導光体であって、
上記光反射面は、上記長手方向に延びて形成された凹部の底部に設けられていることを特徴とする、導光体。
【請求項２】
上記光反射面には、塗装が施されている、請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
上記塗装は白色である、請求項２に記載の導光体。
【請求項４】
上記光反射面は、微細粗面に形成されている、請求項１に記載の導光体。
【請求項５】
上記凹部は、その幅が、上記長手方向において上記光入射面から離間するほど連続的に広がる領域を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載の導光体。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の導光体と、上記光入射面に正対する光源モジュールと、上記導光体を収容するケースと、上記長手方向に沿って配列され、読取対象物によって反射された線状光を受光する受光センサと、を備えることを特徴とする、イメージセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばフラットベッドスキャナなどに用いられる導光体、およびイメージセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の導光体およびこれを用いたイメージセンサモジュールの一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたイメージセンサモジュールＸは、基板９１、光源モジュール９２、複数のセンサＩＣチップ９３、導光体９４、およびケース９５を備えている。基板９１は、絶縁基板であり、複数のセンサＩＣチップ９３が主走査方向ｘに配列されている。光源モジュール９２は、赤色光、緑色光、青色光を発するＬＥＤチップ９２ａを備えている。
【０００３】
導光体９４は、主走査方向ｘに延びる棒状であり、たとえば透明なアクリル樹脂からなる。導光体９４には、光入射面９４ａ、光反射面９４ｂ、および光出射面９４ｃが形成されている。光入射面９４ａからは、光源モジュール９２が発した光が入射する。光反射面９４ｂは、主走査方向ｘと直角である方向にそれぞれが延びている複数のテーパ状の溝が、主走査方向ｘに所定のピッチで配列された構成とされている。導光体９４内を進行してきた光は、光反射面９４ｂのこれらの溝によって光出射面９４ｃに向けて反射される。光出射面９４ｃからは、主走査方向ｘに延びる線状光が出射される。この線状光を読取対象物に照射することにより、その反射光をセンサＩＣチップ９３によって受光する。これにより、読取対象物に記載された内容を電子データとして取り込むことができる。
【０００４】
上記構成のイメージセンサモジュールＸにおいては、光反射面９４ｂの上記溝に到達した光は、当該溝のテーパ面で反射されて略一定の方向に向かう。そうすると、光出射面９４ｃから出射される線状光については、溝ピッチ相当で複数の光量のピークが生じることになる。このようなことでは、読取対象物における主走査方向ｘの全長域の照度に大きなバラつきが生じてしまい、読取対象物を読み取って得られる画像の質が低下してしまう。これに対し、上記溝ピッチを狭くして出射される線状光の各所の光量の均一化を図ることが考えられる。しかしながら、導光体９４は、一般に射出成形によって形成される。上記溝ピッチを狭くするには、成形金型において高い寸法精度が要求される。このことは、金型の製作に困難を来すことになり、ひいては導光体の製造も困難になるという不都合があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２７５４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、光出射面から発せられる線状光の各所の光量の均一化を図りつつ、容易に製造することが可能な導光体、およびこの導光体を備えたイメージセンサモジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面によって提供される導光体は、全体として直線状に延び、かつ略円柱形状に形成されており、長手方向端部に設けられた光入射面と、上記長手方向に延びており、上記光入射面から入射した光を対向する出射方向に向けて反射させる光反射面と、上記光反射面から進行してきた光を上記長手方向に延びる線状光として出射させる光出射面と、を備える導光体であって、上記光反射面は、上記長手方向に延びて形成された凹部の底部に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、上記光反射面が上記凹部の底部に設けられているため、上記光反射面とそれ以外の部分との境界を正確に規定することができる。したがって、上記光反射面に一様な光散乱反射機能を持たせることにより、上記光出射面から発せられる線状光の各所の光量の均一化を図ることが可能である。また、上記光反射面が上記導光体内部に食い込むように形成されるため、上記導光体の外部へ不当に漏れる光を減らし、上記線状光の光量を全体として増やすことが可能となっている。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記光反射面には、塗装が施されている。この塗装の色はたとえば、白色が好ましい。このような構成によれば、たとえば、上記凹部に塗料を流し込むことにより容易に上記光反射面に一様な光散乱反射機能を付与することができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記光反射面は、微細粗面に形成されている。このような構成によれば、上記光反射面に一様な光散乱反射機能を付与することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹部は、その幅が、上記長手方向において上記光入射面から離間するほど連続的に広がる領域を有する。このような構成によれば、上記光入射面から遠ざかるにつれて上記光入射面から到達する光量が低下する一方で、上記光入射面から遠ざかるにつれて上記光反射面による光反射量を増加させることができる。このため、上記導光体は、上記光出射面から発せられる線状光の各所の光量の均一化を図ることが可能となっている。
【００１２】
本発明の第２の側面によって提供されるイメージセンサモジュールは、本発明の第１の側面によって提供される導光体と、上記光入射面に正対する光源モジュールと、上記導光体を収容するケースと、上記長手方向に沿って配列され、読取対象物によって反射された線状光を受光する受光センサと、を備えることを特徴とする。このような構成によれば、読取対象物の内容を均一な色調で読み取ることができる。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２は、本発明に係るイメージセンサモジュールの一例を、図３〜図５は、本発明に係る導光体の一例を、それぞれ示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＡは、基板１、光源モジュール２、複数のセンサＩＣチップ３、導光体４、レンズアレイ５、およびケース６を備えている。イメージセンサモジュールＡは、図２に示すようにたとえば原稿載置台Ｓｔ上に置かれた原稿Ｄｃに対して、副走査方向ｙに相対動させられながら、原稿Ｄｃの記載内容を画像データとして読み取るものとして構成されている。
【００１５】
図１および図２に示すように、基板１は、たとえばアルミナまたは窒化アルミなどのセラミック製であり、主走査方向ｘを長辺方向、副走査方向ｙを短辺方向とする長矩形状とされている。基板１は、ケース６の下端に取り付けられており、ケース６に対する位置決めがなされている。基板１には、複数のセンサＩＣチップ３が搭載されている。
【００１６】
光源モジュール２は、光源基板２０、複数の端子２１、３つのＬＥＤチップ２２、およびケース２３を具備して構成されている。光源基板２０は、矩形状であり、たとえばセラミック製である。または、光源基板２０は、補強部材とポリイミド樹脂との複合材、あるいはガラスエポキシ樹脂からなる。複数の端子２１は、光源モジュール２を基板１に接続するためのものである。各端子２１は、一端がクリップ状とされている。各端子２１は、このクリップ状の部分によって光源基板２０に取り付けられている。３つのＬＥＤチップ２２は、たとえば赤色光、緑色光、および青色光を発光するものであり、光源基板２０に直列に搭載されている。ケース２３は、たとえば白色樹脂製であり、３つのＬＥＤチップ２２を囲っている。
【００１７】
複数のセンサＩＣチップ３は、それぞれが受光部（図示略）を有する平面視長矩形状の半導体チップであり、本発明で言う受光センサの一例である。複数のセンサＩＣチップ３は、主走査方向ｘに沿って基板１上に搭載されており、図２に示すようにレンズアレイ５の直下に配置されている。センサＩＣチップ３は、光電変換機能を有しており、受光量に対応した出力レベルの画像信号を出力するように構成されている。
【００１８】
図３〜図５に示すように、導光体４は、たとえば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などのアクリル樹脂からなる透明度が高い部材であり、全長にわたって断面略円形状を有する略円柱形状とされている。導光体４は、たとえば金型を用いた射出成形によって形成されたものであり、光入射面４Ａ、光反射面４Ｂ、および光出射面４Ｃを有している。光入射面４Ａは、図１に示すように光源モジュール２からの光を導光体４内に導入するための面であり、導光体４の主走査方向ｘにおける一端面によって構成されている。光入射面４Ａは、光源モジュール２からの光が散乱することを防止するために、鏡面仕上げとされており、本実施形態においては、図３および図４に示すようにゆるやかな凸状とされている。本実施形態においては、導光体４は、全長が２３０ｍｍ程度、直径が４ｍｍ程度とされている。
【００１９】
光反射面４Ｂは、光入射面４Ａから主走査方向ｘに沿って進行してきた光を、この光反射面４Ｂに対向して設けられた光出射面４Ｃに向けて方向ｚ’（出射方向）に沿って反射させるための面である。図３〜図５に示すように、光反射面４Ｂは、凹部４１の底部に設けられている。凹部４１は、主走査方向ｘに延びる断面略矩形の帯状とされている。本実施形態では、凹部４１の底部は平面状とされ、この底部部分に白色塗装４２が施されることによって光散乱機能を有する光反射面４Ｂが形成されている。白色塗装４２は、たとえばディスペンサーを用いた塗布によって形成される。なお、白色塗装４２の形成は、インクジェットを用いる方法や、塗料を流し込む方法によっても可能である。
【００２０】
本実施形態では、凹部４１は、その幅寸法（方向ｙ’における寸法）が、光入射面４Ａから遠ざかるほどその幅が連続して一様に広がるように形成されている。凹部４１の幅寸法は、たとえば０．２〜０．８５ｍｍとっている。また、本実施形態においては、凹部４１は、深さが０．２〜０．５ｍｍ程度とされている。図５においては、凹部４１の底部に設けられた光反射面４Ｂによって反射された光の経路の例を仮想線で示している。
【００２１】
光出射面４Ｃは、原稿Ｄｃに向けて光を出射する面であり、主走査方向ｘに延びている。光出射面４Ｃからは、主走査方向ｘに延び、ｚ’方向に沿って進行する線状光が出射される。
【００２２】
レンズアレイ５は、原稿Ｄｃによって反射された光を複数のセンサＩＣチップ３に正立等倍で集束するためのものである。レンズアレイ５は、主走査方向ｘに延びるブロック状のホルダと主走査方向ｘに沿って配列された複数のレンズとを備えている。これらのレンズは、その光軸が主走査方向ｘおよび副走査方向ｙのいずれに対しても直角である方向ｚに延びている。
【００２３】
ケース６は、合成樹脂製であり、主走査方向ｘに延びる略ブロック状とされている。ケース６は、基板１、光源モジュール２、複数のセンサＩＣチップ３、導光体４、およびレンズアレイ５を収容している。
【００２４】
次に、上記構成の導光体４、およびこの導光体４を備えたイメージセンサモジュールＡの作用について説明する。
【００２５】
本実施形態によれば、光源モジュール２から発せられて導光体４内を進行する光は、光反射面４Ｂによって反射され、光出射面４Ｃから出射される。白色塗装４２が施された光反射面４Ｂは、主走査方向ｘに沿って一様な光散乱反射機能を有しており、光出射面４Ｃから出射する線状光は、主走査方向ｘの全長域にわって各所の光量がほぼ均一な状態となっている。したがって、原稿Ｄｃの記載内容を均一な色調の画像データとして読み取ることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、光反射面４Ｂが凹部４１の底部に設けられているため、光反射面４Ｂとそれ以外の部分との境界を正確に規定することができる。このため、断面略円形状とされた導光体４においても光反射面４Ｂとそれ以外の部分との境界を正確に規定することができる。このことは、光出射面４Ｃから出射する線状光の各所の光量を均一にする上で好適である。
【００２７】
またさらに、図５に示すように、光反射面４Ｂは導光体４の内部に食い込むように形成されているため、光反射面４Ｂで乱反射した光が導光体４の外部へ漏れにくく、また、導光体４から漏れ出る光がｚ’方向に沿って進行する、このため、導光体４は、無駄となる光が少ないためより明るい線状光を出射可能となっている。したがって、導光体４を備えたイメージセンサモジュールＡは、より明るい線状光によって原稿Ｄｃの記載内容を好ましく読み取ることができる。
【００２８】
光入射面４Ａから入射して導光体４内の各所に到達する光の量は、光入射面４Ａから遠ざかるにつれて低下する傾向にある。これに対し、本実施形態では、上述のように光入射面４Ａから遠ざかるにつれて、光反射面４Ｂの幅が大きくなっている。このため、導光体４は、光出射面４Ｃから発せられる線状光の各所の光量の均一化を好ましく図ることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、凹部４１に白色塗料を流し込むことにより、比較的容易に光反射面４Ｂを形成することが可能となっている。
【００３０】
本発明に係る導光体、およびイメージセンサモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る導光体、およびイメージセンサモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３１】
上記実施形態では、凹部４１の幅は連続して一様に広がるように形成されているが、凹部４１の一部において一定幅の領域があっても構わない。たとえば、光入射面４Ａの近傍においては到達する光の量が十分に大きいことを考慮し、凹部４１のうち光入射面４Ａに近い方の端部は幅狭な一定幅領域としてもよい。また、主走査方向ｘに進行して端面に到達し、当該端面において反射して戻ってくる光を考慮して、凹部４１のうち光入射面４Ａから遠い方の端部を幅広な一定幅領域としてもよい。
【００３２】
また、光反射面４Ｂが設けられる凹部４１が、光入射面４Ａから遠ざかるにつれて幅が段階的に変化する構成としてもよい。また、導光体４の長手方向において凹部４１が一連に設けられた構成に代えて、上記長手方向において分離するように複数の凹部を設けてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、光反射面４Ｂに白色塗装４２が用いられているが、塗装の色は自在に設定可能であり、導光体４は塗装の色に応じた線状光を出射することが可能である。
【００３４】
また、上記実施形態では、凹部４１に白色塗装４２が施されているが、導光体４を形成する金型における凹部４１の底面と対応する部分を微細粗面とすることにより、凹部４１の底面を微細粗面に形成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るイメージセンサモジュールの一例を示す要部断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る導光体の一例を示す要部断面図である。
【図４】本発明に係る導光体の一例を示す要部底面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】従来のイメージセンサモジュールの一例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ      イメージセンサモジュール
Ｄｃ    原稿（読取対象物）
Ｓｔ    原稿載置台
ｘ      主走査方向（長手方向）
ｙ      副走査方向
ｙ’    方向
ｚ      方向
ｚ’    方向（出射方向）
１      基板
２      光源モジュール
３      センサＩＣチップ（受光センサ）
４      導光体
５      レンズアレイ
６      ケース
２０    光源基板
２１    端子
２２    ＬＥＤチップ
４１    凹部
４２    白色塗装
４Ａ    光入射面
４Ｂ    光反射面
４Ｃ    光出射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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