(57)【要約】【課題】本体ケースの小型化を容易に図ることができるイメージセンサモジュールを提供する。【解決手段】イメージセンサモジュールＡは、本体ケース１と、本体ケース１の底部に配置され、複数の受光素子３０を長手方向に列状に搭載した受光基板３と、本体ケース１の上方部分に対向する撮像対象物からの光を複数の受光素子３０へと導くように本体ケース１の内部に配置されたレンズモジュール４と、本体ケース１の内部において、レンズモジュール４の側方に起立した姿勢で配置され、受光基板３とは別に複数の発光素子５０を長手方向に列状に搭載した発光基板５とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケースと、
上記本体ケースの第１方向裏側部分に配置され、上記第１方向と直角である第２方向に配列された複数の受光素子を搭載した受光基板と、
上記本体ケースの第１方向表側部分に対向する撮像対象物からの光を上記複数の受光素子へと導くように上記本体ケースの内部に配置されたレンズモジュールと、
を備えたイメージセンサモジュールであって、
上記ケースの内部において、上記レンズモジュールに対して上記第１および第２方向のいずれに対しても直角である第３方向に離間した位置に、上記第１および第２方向を面内方向とする姿勢で配置され、上記受光基板とは別に上記第２方向に配列された複数の発光素子を搭載した発光基板をさらに備えていることを特徴とする、イメージセンサモジュール。
【請求項２】
上記発光基板は、上記レンズモジュールの方に上記複数の発光素子を向けた状態で配置されている、請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項３】
上記複数の発光素子の上記第３方向正面には、これらの発光素子からの光を上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向に向けて反射するための反射面が設けられている、請求項２に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項４】
上記複数の発光素子を搭載した上記発光基板の搭載面は、光を反射可能な面からなり、
上記反射面としては、上記複数の発光素子からの光を反射して上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向へと直接向かわせる直接反射面と、上記複数の発光素子からの光を上記搭載面に向けて反射し、この搭載面を介して上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向へと反射光を間接的に向かわせる間接反射面とが設けられている、請求項３に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項５】
上記直接反射面は、上記間接反射面に対して上記第１方向表側寄りに配置されている、請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項６】
上記間接反射面は、凹曲面とされている、請求項４または５に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項７】
上記複数の発光素子と上記間接反射面とは、上記第１方向において重なっている、請求項４ないし６のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項８】
上記発光基板は、上記レンズモジュールの方とは反対側に上記複数の発光素子を向けた状態で配置されており、
上記複数の発光素子の上記第３方向正面には、これらの発光素子からの光を上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向に向けて反射するための反射面が設けられている、請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項９】
上記反射面は、凹曲面とされている、請求項８に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１０】
上記受光基板、上記レンズモジュール、および上記発光基板は、一組の光学システムとして設けられており、上記本体ケースには、上記光学システムの複数組が組み込まれている、請求項１ないし９のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１１】
上記本体ケースの内部において、上記レンズモジュールに対して上記第３方向において上記発光基板と反対側には、上記複数の発光素子とは異なる波長の光を発する光源ユニットが配置されている、請求項１ないし１０のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１２】
上記光源ユニットは、上記複数の発光素子とは異なる波長の光を発する光源と、この光源からの光を上記第２方向に延びる線状光として出射する導光部材とを有する、請求項１１に記載の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、たとえば密着型のイメージセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイメージセンサモジュールとしては、特許文献１に開示されたものがある。同文献に開示されたイメージセンサモジュールは、いわゆる密着型に分類されるものである。この種のイメージセンサモジュールは、複数の受光素子や発光素子、これらを搭載した基板、およびレンズモジュールを本体ケースに収容して構成されている。受光素子および発光素子は、レンズモジュールの直下となる遮蔽空間、および遮蔽空間から隔離された導光空間にそれぞれ位置するように、本体ケースの底部に配置された一つの基板に並んで搭載されている。導光空間を形成する壁面は、光を反射可能な面からなり、発光素子からの光は、壁面で反射しながらレンズモジュールの上方に位置する撮像対象物へと導かれるようになっている。
【０００３】
しかしながら、上記従来のイメージセンサモジュールでは、本体ケースの内部にある程度の広さをもつ導光空間を確保しなければならないため、本体ケースの小型化を図りにくいという難点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２３８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、本体ケースの小型化を容易に図ることができるイメージセンサモジュールを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明により提供されるイメージセンサモジュールは、本体ケースと、上記本体ケースの第１方向裏側部分に配置され、上記第１方向と直角である第２方向に配列された複数の受光素子を搭載した受光基板と、上記本体ケースの第１方向表側部分に対向する撮像対象物からの光を上記複数の受光素子へと導くように上記本体ケースの内部に配置されたレンズモジュールと、を備えたイメージセンサモジュールであって、上記ケースの内部において、上記レンズモジュールに対して上記第１および第２方向のいずれに対しても直角である第３方向に離間した位置に、上記第１および第２方向を面内方向とする姿勢で配置され、上記受光基板とは別に上記第２方向に配列された複数の発光素子を搭載した発光基板をさらに備えていることを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記発光基板は、上記レンズモジュールの方に上記複数の発光素子を向けた状態で配置されている。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記複数の発光素子の上記第３方向正面には、これらの発光素子からの光を上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向に向けて反射するための反射面が設けられている。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記複数の発光素子を搭載した上記発光基板の搭載面は、光を反射可能な面からなり、上記反射面としては、上記複数の発光素子からの光を反射して上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向へと直接向かわせる直接反射面と、上記複数の発光素子からの光を上記搭載面に向けて反射し、この搭載面を介して上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向へと反射光を間接的に向かわせる間接反射面とが設けられている。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記直接反射面は、上記間接反射面に対して上記第１方向表側寄りに配置されている。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記間接反射面は、凹曲面とされている。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記複数の発光素子と上記間接反射面とは、上記第１方向において重なっている。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記発光基板は、上記レンズモジュールの方とは反対側に上記複数の発光素子を向けた状態で配置されており、上記複数の発光素子の上記第３方向正面には、これらの発光素子からの光を上記レンズモジュールの上記第１方向表側方向に向けて反射するための反射面が設けられている。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記反射面は、凹曲面とされている。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記受光基板、上記レンズモジュール、および上記発光基板は、一組の光学システムとして設けられており、上記本体ケースには、上記光学システムの複数組が組み込まれている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記本体ケースの内部において、上記レンズモジュールに対して上記第３方向において上記発光基板と反対側には、上記複数の発光素子とは異なる波長の光を発する光源ユニットが配置されている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態としては、上記光源ユニットは、上記複数の発光素子とは異なる波長の光を発する光源と、この光源からの光を上記第２方向に延びる線状光として出射する導光部材とを有する。
【００１８】
このような構成によれば、本体ケースの内部において、受光基板とは別の発光基板がたとえば厚み方向に起立した姿勢で縦置きに配置される。そのため、発光基板とレンズモジュールとの間隔を狭めやすくなり、本体ケースの内部にそれほど広い空間を確保する必要もなく、本体ケースの小型化を容易に図ることができる。
【００１９】
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】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
図１および図２は、本発明にかかるイメージセンサモジュールの一実施形態を示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＡは、撮像対象物に密着した状態でこの撮像対象物を読み取るものである。このイメージセンサモジュールＡは、長手方向を主走査方向とした長矩形状からなり、本体ケース１、透光カバー２、受光基板３、レンズモジュール４、発光基板５、リフレクタ６、および光源ユニット７を備えている。
【００２２】
図１に示すように、本体ケース１は、一定方向に延びた長手状を呈している。本体ケース１の上部は、撮像対象物へと光を照射したり撮像対象物からの光を取り込むために開口されており、この上部開口が透光カバー２によって閉塞される。本体ケース１の内部には、レンズモジュール４、発光基板５、リフレクタ６、および光源ユニット７が収容され、その底部には、受光基板３が組み込まれる。図２に示すように、本体ケース１の内部において受光基板３とレンズモジュール４との間には、遮蔽空間Ｓが形成される。
【００２３】
透光カバー２は、たとえば透明な樹脂あるいはガラスからなる。透光カバー２の外表面には、撮像対象物が密接した状態とされ、この撮像対象物から透光カバー２を透過した光が本体ケース１の内部へと導かれる。
【００２４】
受光基板３は、複数の受光素子３０を長手方向に列状に搭載した基板である。この受光基板３は、本体ケース１の底部に横置き姿勢で配置されている。受光素子３０は、遮蔽空間Ｓにおいてレンズモジュール４の直下に位置し、このレンズモジュール４を通過してきた光を受光すると、その受光量に応じたレベルの画素信号を出力する。
【００２５】
レンズモジュール４は、長手状のホルダ４０に結像用の複数のロッドレンズ４１を列状に保持したものである。各ロッドレンズ４１は、透光カバー２の外表面上に焦点が設定されているとともに、その焦点上の像を各受光素子３０に結像させるように設定されている。
【００２６】
発光基板５は、複数の発光素子５０を長手方向に列状に搭載した基板である。この発光基板５は、本体ケース１の内部でレンズモジュール４の側方に起立した姿勢とされ、各発光素子５０をレンズモジュール４の方に向けた状態で縦置きに配置されている。各発光素子５０を搭載した発光基板５の搭載面５ａは、光を反射可能な面からなる。発光素子５０は、たとえば赤外線ＬＥＤからなり、本体ケース１の上方寄りに偏るように発光基板５に搭載されている。
【００２７】
リフレクタ６は、発光素子５０からの光をレンズモジュール４の上方に向けて反射させるためのものである。このリフレクタ６の反射面は、発光素子５０の正面に位置するように形成されている。この反射面としては、発光素子５０からの光を反射してレンズモジュール４の上方へと直接向かわせる直接反射面６ａと、発光素子５０からの光を発光基板５の搭載面５ａに向けて反射し、この搭載面５ａを介してレンズモジュール４の上方へと反射光を間接的に向かわせる間接反射面６ｂとがある。直接反射面６ａは、本体ケース１の上部寄りとなるリフレクタ６の先端部に平坦な斜面として形成されている。間接反射面６ｂは、発光素子５０と概ね上下方向に重なる位置で直接反射面６ａに続いて凹曲面をなすように形成されている。図２には、直接反射面６ａを介して導かれた光を符号Ｌ１、間接反射面６ｂを介して導かれた光を符号Ｌ２、これらの直接反射面６ａや間接反射面６ｂを介することなくレンズモジュール４の上方へと導かれる光を符号Ｌ３で示している。このような直接反射面６ａおよび間接反射面６ｂは、発光素子５０から撮像対象物までの光路長を長くするほか、発光素子５０からの光を本体ケース１の長手方向（図２の紙面を貫く方向）に拡散させる作用もあり、撮像対象物に対して光の強度分布を均一化させる役割をもつ。
【００２８】
光源ユニット７は、導光部材７０および光源基板７１を有して構成されている。この光源ユニット７は、本体ケース１の内部において発光基板５が配置されたレンズモジュール４の側方に対してその反対側に配置されている。導光部材７０は、一定方向に延びた長手状を呈し、端部からの光をレンズモジュール４の上方へと長手方向に延びる線状光として導くものである。光源基板７１は、発光素子５０とは異なる波長の光、たとえばＲＧＢの光をそれぞれ発する光源７２Ｒ，７２Ｇ，７２Ｂを搭載した基板であり、導光部材７０の端部に付設されている。このような光源ユニット７は、可視光としての光を発光素子５０とは別に撮像対象物に向けて照射する。
【００２９】
このような構成を備えたイメージセンサモジュールＡによれば、光源ユニット７から可視光を照射すると、この可視光による像がレンズモジュール４を介して受光素子３０に結像する。また、光源ユニット７から可視光を照射しない状態において、発光素子５０から赤外線を照射すると、赤外線による像がレンズモジュール４を介して受光素子３０に結像する。これにより、撮像対象物の可視光画像と赤外線画像が得られる。
【００３０】
赤外線は、可視光に比べて波長が長いため散乱しにくい性質がある。一方、発光素子５０から照射されたほとんどの赤外線は、直接反射面６ａおよび間接反射面６ｂを経由して撮像対象物に達する。これにより、直接反射面６ａや間接反射面６ｂによって光路長が長くなり、色々な方向に拡散しながら赤外線が撮像対象物に達する。そのため、濃淡ムラの少ない赤外線画像を得ることができる。
【００３１】
このような発光素子５０を搭載した発光基板５は、本体ケース１の内部に起立した姿勢で縦置きに配置される。そのため、発光素子５０からレンズモジュール４の上方へと赤外線を導くための空間を小さくしても、効率よく赤外線を撮像対象物へと導くことができる。これにより、異なる複数の発光手段として発光基板５と光源ユニット７を収容する本体ケース１であっても、そのような本体ケース１の小型化を容易に図ることができる。
【００３２】
図３および図４は、本発明にかかるイメージセンサモジュールの他の実施形態を示している。なお、先述した実施形態によるものと同一または類似の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図３に示すイメージセンサモジュールＢでは、発光基板５が各発光素子５０をレンズモジュール４の方とは反対側に向けた姿勢で縦置きに配置されている。一方、リフレクタ６の反射面６ｃは、レンズモジュール４の方とは反対側で発光素子５０の正面に位置するように形成されており、発光素子５０からの光を反射してレンズモジュール４の上方へと直接向かわせる凹曲面になっている。このような反射面６ｃによっても、発光素子５０から撮像対象物までの光路長を長くするほか、発光素子５０からの光を本体ケース１の長手方向（図２の紙面を貫く方向）に拡散させる作用もあり、撮像対象物に対して光の強度分布が均一化される。
【００３４】
したがって、図３のイメージセンサモジュールＢによっても、先述した実施形態によるものと同様の利点を得ることができる。すなわち、発光素子５０からレンズモジュール４の上方へと赤外線を導くための空間をできる限り小さくしても、濃淡ムラの少ない赤外線画像を得ることができ、その上、本体ケース１の小型化を容易に図ることができる。
【００３５】
図４に示すイメージセンサモジュールＣでは、受光基板３、レンズモジュール４、発光基板５、およびリフレクタ６からなる２組の光学システムＸ１，Ｘ２が本体ケース１の内部に隣接して収容されている。たとえば、一方の光学システムＸ１に含まれる発光基板５は、赤外線ＬＥＤの発光素子５０を搭載したものとされ、他方の光学システムＸ２に含まれる発光基板５は、白色光源５０’を搭載したものとされる。一方の光学システムＸ１では、透光カバー２の右側を撮像対象物が通過する際にその撮像対象物の赤外線画像が得られ、他方の光学システムＸ２では、透光カバー２の左側を撮像対象物が通過する際にその撮像対象物の可視光画像が得られる。
【００３６】
このような図４のイメージセンサモジュールＣによっても、発光素子５０や白色光源５０’からレンズモジュール４の上方へと光を導くための空間をできる限り小さくすることができるので、２組の光学システムＸ１，Ｘ２を内蔵させた上で本体ケース１の小型化を容易に図ることができる。なお、３組以上の光学システムを内蔵したものであっても、従来の構造に比べれば本体ケースの小型化を図ることができる。
【００３７】
本発明は、上記した各実施形態の内容に限定されるものではない。本発明にかかる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。
【００３８】
たとえば、本体ケースの内部には、受光基板、レンズモジュール、および発光基板からなる少なくとも１組の光学システムが収容されており、その発光基板が起立した姿勢で縦置きに配置されていればよい。
【００３９】
発光素子は、赤外線ＬＥＤや白色光源に限らず、これらとは異なる波長を発するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかるイメージセンサモジュールの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すイメージセンサモジュールの要部断面図である。
【図３】本発明にかかるイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す要部断面図である。
【図４】本発明にかかるイメージセンサモジュールの他の実施形態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ，Ｂ，Ｃ  イメージセンサモジュール
Ｘ１，Ｘ２  光学システム
１          本体ケース
２          透光カバー
３          受光基板
３０        受光素子
４          レンズモジュール
５          発光基板
５ａ        発光基板の搭載面
５０        発光素子
６          リフレクタ
６ａ        直接反射面
６ｂ        間接反射面
６ｃ        反射面
７          光源ユニット
【図１】
2010093693.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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