(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に延びる線状光を読み取り対象物に向けて出射する発光ユニットと、
主走査方向に並べられた複数の受光部を有する受光手段と、
上記読み取り対象物からの光を上記受光手段に集光するレンズユニットと、
上記発光ユニット、上記受光手段、および上記レンズユニットを収容するケースと、を備えており、
上記発光ユニットは、主発光波長領域の光を発するとともに長矩形状であり且つ発光部位である活性層が長手方向一方寄りに配置されている２つの主ＬＥＤチップを有するＬＥＤモジュールと、主走査方向に延びる棒状の導光体と、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記主発光波長領域とは異なる主蛍光波長領域の光を発する主蛍光体と、を有しており、
上記導光体は、上記ＬＥＤモジュールからの光が入射する主走査方向端面である入射面、上記入射面から長手方向に進行してきた光を反射する主走査方向に延びた反射面、および上記反射面から進行してきた光を主走査方向に延びる線状光として出射する主走査方向に延びた出射面を有しており、
上記発光ユニットは、上記主発光波長領域の光および上記主蛍光波長領域の光を混色させることにより白色の線状光を出射し、
上記複数の受光部は、互いに異なる第１ないし第３波長領域の光を受光する第１ないし第３グループに属するものを含み、
上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が一致するように直列に配置され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】
主走査方向に延びる線状光を読み取り対象物に向けて出射する発光ユニットと、
主走査方向に並べられた複数の受光部を有する受光手段と、
上記読み取り対象物からの光を上記受光手段に集光するレンズユニットと、
上記発光ユニット、上記受光手段、および上記レンズユニットを収容するケースと、を備えており、
上記発光ユニットは、主発光波長領域の光を発するとともに長矩形状であり且つ発光部位である活性層が長手方向一方寄りに配置されている２つの主ＬＥＤチップを有するＬＥＤモジュールと、主走査方向に延びる棒状の導光体と、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記主発光波長領域とは異なる主蛍光波長領域の光を発する主蛍光体と、を有しており、
上記導光体は、上記ＬＥＤモジュールからの光が入射する主走査方向端面である入射面、上記入射面から長手方向に進行してきた光を反射する主走査方向に延びた反射面、および上記反射面から進行してきた光を主走査方向に延びる線状光として出射する主走査方向に延びた出射面を有しており、
上記発光ユニットは、上記主発光波長領域の光および上記主蛍光波長領域の光を混色させることにより白色の線状光を出射し、
上記複数の受光部は、互いに異なる第１ないし第３波長領域の光を受光する第１ないし第３グループに属するものを含み、
上記２つの主ＬＥＤチップは、２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が平行となり、かつ短手方向において互いに対面しない配置とされ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３】
上記受光手段は、上記第１ないし第３グループごとに信号出力休止時間を挟んで順次光電変換処理を行うことが可能とされており、
上記発光ユニットは、上記信号出力休止時間に含まれる発光休止時間における消灯を挟んで、点灯を繰り返すことが可能とされている、請求項１または２に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項４】
上記発光ユニットは、上記主発光波長領域および上記主蛍光波長領域のいずれとも異なる補助光波長領域の光を発する補助光手段を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項５】
上記補助光手段は、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記補助光波長領域の光を発する補助蛍光体である、請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項６】
上記補助光手段は、上記補助光波長領域の光を発する補助ＬＥＤチップである、請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項７】
上記発光ユニットからの線状光の波長スペクトルは、上記補助光波長領域において極大値を有する、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】
上記主発光波長領域は、青色光領域であり、上記主蛍光波長領域は、黄色光領域である、請求項４ないし７のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項９】
上記補助光波長領域は、赤色光領域である、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２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が平行となり、かつ短手方向において互いに対面する配置とされているとともに、互いの上記活性層が上記長手方向において反対側に配置されている、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２つの主ＬＥＤチップは、個別に発光可能とされている、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ＬＥＤモジュールは、上記２つの主ＬＥＤチップを収容する凹部を有するＬＥＤケースを備えている、請求項１ないし１１のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１３】
上記凹部内には、上記２つの主ＬＥＤチップを覆い、上記主蛍光体を含む透光樹脂が設けられている、請求項１２に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１４】
上記透光樹脂は、上記導光体の上記入射面との間に隙間を有する、請求項１３に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１５】
上記透光樹脂は、上記２つの主ＬＥＤチップを覆う部分の厚さが互いに異なる、請求項１４に記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１６】
上記ＬＥＤモジュールは、上記２つの主ＬＥＤチップを覆う透明な透光樹脂を有し、
上記発光ユニットは、上記入射面を覆い、上記主蛍光体を含む蛍光体シートを有する、請求項１ないし１２のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１７】
上記ＬＥＤモジュールは、上記２つの主ＬＥＤチップを覆い、上記主蛍光体を含むドーム状の透光樹脂を有しており、
上記導光体の入射面が、上記透光樹脂に沿う凹面状とされている、請求項１ないし１２のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１８】
上記第１波長領域は赤色光領域であり、上記第２波長領域は緑色光領域であり、上記第３波長領域は青色光領域である、請求項１ないし１７のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
【請求項１９】
上記第１ないし第３グループに含まれる複数の受光部は、これらのグループ毎に主走査方向に沿って配列されており、かつ互いに平行に配置されている、請求項１８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、イメージセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
読み取り対象物に記載された内容を画像データとして読み取るために、イメージセンサモジュールが広く用いられている。このようなイメージセンサモジュールにおいては、主走査方向に延びる線状光を読み取り対象物に向けて出射し、その反射光をセンサＩＣなどの光電変換機能を有する受光手段によって受光する。線状光を生成するための光源としては、たとえば冷陰極管が用いられている（特許文献１参照）。冷陰極管からは、白色光が発せられる。この白色光は、導光体などによって線状光に変換される。
【０００３】
イメージセンサモジュールの読み取り品質を高める要請としては、たとえば読み取り対象物の画像の色調をより忠実に読み取り、画像データとして再現することが挙げられる。忠実な色再現を実現するには、たとえば線状光の波長スペクトルを読み取り対象物や受光手段に合わせて微調整することが好ましい。しかしながら、冷陰極管の発する光の色調を微調整することは非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６４５７４号公報
【発明の概要】
【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、読み取り対象物の画像の色をより忠実に再現することが可能な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する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１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、主走査方向に延びる線状光を読み取り対象物に向けて出射する発光ユニットと、主走査方向に並べられた複数の受光部を有する受光手段と、上記読み取り対象物からの光を上記受光手段に集光するレンズユニットと、上記発光ユニット、上記受光手段、および上記レンズユニットを収容するケースと、を備えており、上記発光ユニットは、主発光波長領域の光を発する１以上の主ＬＥＤチップを有するＬＥＤモジュールと、主走査方向に延びる棒状の導光体と、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記主発光波長領域とは異なる主蛍光波長領域の光を発する主蛍光体と、を有しており、上記導光体は、上記ＬＥＤモジュールからの光が入射する主走査方向端面である入射面、上記入射面から長手方向に進行してきた光を反射する主走査方向に延びた反射面、および上記反射面から進行してきた光を主走査方向に延びる線状光として出射する主走査方向に延びた出射面を有しており、上記発光ユニットは、上記主発光波長領域の光および上記主蛍光波長領域の光を混色させることにより白色の線状光を出射し、上記複数の受光部は、互いに異なる第１ないし第３波長領域の光を受光する第１ないし第３グループに属するものを含むことを特徴としている。
【０００７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光手段は、上記第１ないし第３グループごとに信号出力休止時間を挟んで順次光電変換処理を行うことが可能とされており、上記発光ユニットは、上記信号出力休止時間に含まれる発光休止時間における消灯を挟んで、点灯を繰り返すことが可能とされている。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光ユニットは、上記主発光波長領域および上記主蛍光波長領域のいずれとも異なる補助光波長領域の光を発する補助光手段を有する。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補助光手段は、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記補助光波長領域の光を発する補助蛍光体である。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補助光手段は、上記補助光波長領域の光を発する補助ＬＥＤチップである。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光ユニットからの線状光の波長スペクトルは、上記補助光波長領域において極大値を有する。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主発光波長領域は、青色光領域であり、上記主蛍光波長領域は、黄色光領域である。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補助光波長領域は、赤色光領域である。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光ユニットは、２つの主ＬＥＤチップを備える。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各主ＬＥＤチップは、長矩形状であり、発光部位である活性層が長手方向一方寄りに配置されている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が平行となり、かつ短手方向において互いに対面する配置とされているとともに、互いの上記活性層が上記長手方向において反対側に配置されている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が一致するように直列に配置されている。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が平行となり、かつ短手方向において互いに対面しない配置とされている。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、個別に発光可能とされている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、上記１以上の主ＬＥＤチップを収容する凹部を有するＬＥＤケースを備えている。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹部内には、上記１以上の主ＬＥＤチップを覆い、上記主蛍光体を含む透光樹脂が設けられている。
【００２２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光樹脂は、上記導光体の上記入射面との間に隙間を有する。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、２つの上記主ＬＥＤチップを有しており、上記透光樹脂は、上記２つの主ＬＥＤチップを覆う部分の厚さが互いに異なる。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、上記１以上の主ＬＥＤチップを覆う透明な透光樹脂を有し、上記発光ユニットは、上記入射面を覆い、上記主蛍光体を含む蛍光体シートを有する。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、上記１以上の主ＬＥＤチップを覆い、上記主蛍光体を含むドーム状の透光樹脂を有しており、上記導光体の入射面が、上記透光樹脂に沿う凹面状とされている。
【００２６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１波長領域は赤色光領域であり、上記第２波長領域は緑色光領域であり、上記第３波長領域は青色光領域である。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１ないし第３グループに含まれる複数の受光部は、これらのグループ毎に主走査方向に沿って配列されており、かつ互いに平行に配置されている。
【００２８】
本発明の第２の側面によって提供される発光ユニットは、主走査方向に延びる線状光を出射する発光ユニットであって、主発光波長領域の光を発する１以上の主ＬＥＤチップを有するＬＥＤモジュールと、主走査方向に延びる棒状の導光体と、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記主発光波長領域とは異なる主蛍光波長領域の光を発する主蛍光体と、を有しており、上記導光体は、上記ＬＥＤモジュールからの光が入射する主走査方向端面である入射面、上記入射面から長手方向に進行してきた光を反射する主走査方向に延びた反射面、および上記反射面から進行してきた光を主走査方向に延びる線状光として出射する主走査方向に延びた出射面を有しており、上記発光ユニットは、上記主発光波長領域の光および上記主蛍光波長領域の光を混色させることにより白色の線状光を出射することを特徴としている。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主発光波長領域および上記主蛍光波長領域のいずれとも異なる補助光波長領域の光を発する補助光手段を有する。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補助光手段は、上記主発光波長領域の光によって励起されることにより上記補助光波長領域の光を発する補助蛍光体である。
【００３１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補助光手段は、上記補助光波長領域の光を発する補助ＬＥＤチップである。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記線状光の波長スペクトルは、上記補助光波長領域において極大値を有する。
【００３３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記主発光波長領域は、青色光領域であり、上記主蛍光波長領域は、黄色光領域である。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記補助光波長領域は、赤色光領域である。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、２つの主ＬＥＤチップを備える。
【００３６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記各主ＬＥＤチップは、長矩形状であり、発光部位である活性層が長手方向一方寄りに配置されている。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が平行となり、かつ短手方向において互いに対面する配置とされているとともに、互いの上記活性層が上記長手方向において反対側に配置されている。
【００３８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が一致するように直列に配置されている。
【００３９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、互いの長手方向が平行となり、かつ短手方向において互いに対面しない配置とされている。
【００４０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記２つの主ＬＥＤチップは、個別に発光可能とされている。
【００４１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、上記１以上の主ＬＥＤチップを収容する凹部を有するＬＥＤケースを備えている。
【００４２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記凹部内には、上記１以上の主ＬＥＤチップを覆い、上記主蛍光体を含む透光樹脂が設けられている。
【００４３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光樹脂は、上記導光体の上記入射面との間に隙間を有する。
【００４４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、２つの上記主ＬＥＤチップを有しており、上記透光樹脂は、上記２つの主ＬＥＤチップを覆う部分の厚さが互いに異なる。
【００４５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、上記１以上の主ＬＥＤチップを覆う透明な透光樹脂を有し、上記発光ユニットは、上記入射面を覆い、上記主蛍光体を含む蛍光体シートを有する。
【００４６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤモジュールは、上記１以上の主ＬＥＤチップを覆い、上記主蛍光体を含むドーム状の透光樹脂を有しており、上記導光体の入射面が、上記透光樹脂に沿う凹面状とされている。
【００４７】
このような構成によれば、上記発光ユニットにおいて、上記主発光波長領域の光と上記主蛍光波長領域の光とを混色させることにより、白色光を適切に出射することができる。上記受光手段は、上記第１ないし第３波長領域の光を個別に受光可能であるため、読み取り対象物に白色光を照射すれば、いわゆるフルカラーの読み取りを行うことができる。したがって、読み取り対象物に記載された画像の色をより忠実に再現することができる。
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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平面図である。
【図２】図１のイメージセンサモジュールを示す底面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図１のイメージセンサモジュールに用いられる発光ユニットを示す正面図である。
【図５】図４の発光ユニットに用いられるＬＥＤモジュールを示す要部正面図である。
【図６】図５のＬＥＤモジュールを示す要部拡大正面図である。
【図７】図５のＬＥＤモジュールを示す背面図である。
【図８】図５のＬＥＤモジュールを示す側面図である。
【図９】図４の発光ユニットの図５のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部断面図である。
【図１０】図１のイメージセンサモジュールに用いられるセンサＩＣを示す要部平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１２】図１のイメージセンサモジュールを用いた画像読み取り処理を示すタイミングチャートである。
【図１３】参考例としてのイメージセンサモジュールの波長スペクトルを示すグラフである。
【図１４】図１のイメージセンサモジュールの波長スペクトルを示すグラフである。
【図１５】図５のＬＥＤモジュールの変形例を示す要部拡大正面図である。
【図１６】図５のＬＥＤモジュールの他の変形例を示す要部拡大正面図である。
【図１７】図５のＬＥＤモジュールの他の変形例を示す要部拡大正面図である。
【図１８】図５のＬＥＤモジュールの他の変形例を示す要部拡大正面図である。
【図１９】図５および図９の発光ユニットの変形例を示す要部断面図である。
【図２０】図５および図９の発光ユニットの他の変形例を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
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。
【００５１】
図１〜図３は、本発明に係るイメージセンサモジュールの一例を示している。本実施形態のイメージセンサモジュール１０１は、ケース２００、基板３００、発光ユニット４００、レンズユニット５００およびセンサＩＣ６００を備えている。イメージセンサモジュール１０１は、たとえばスキャナに組み込まれることにより、読み取り対象物の画像を画像データとして読み取るために用いられる。
【００５２】
ケース２００は、イメージセンサモジュール１０１の外形を構成し、その他の構成要素を収容している。ケース２００は、主走査方向ｘに長く延びており、副走査方向ｙおよび厚さ方向ｚ（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）によって規定される断面形状が、概略矩形状とされている。ケース２００の材質としては、たとえば液晶ポリマ樹脂が挙げられる。
【００５３】
基板３００は、主走査方向ｘを長手方向、副走査方向ｙを幅方向とする長矩形状であり、たとえば、ガラスエポキシ樹脂、またはセラミックスからなる。基板３００には、センサＩＣ６００が搭載されており、発光ユニット４００が接続されている。また、基板３００には、イメージセンサモジュール１０１を上記スキャナなどに接続するためのコネクタが取り付けられている。
【００５４】
発光ユニット４００は、図４および図９に示すように、ＬＥＤモジュール４１０、導光体４６０および導光体ケース４６５を有しており、白色の線状光を出射可能に構成されている。
【００５５】
ＬＥＤモジュール４１０は、図５〜図９に示すように、リード４２０、ＬＥＤケース４３０、２つのＬＥＤチップ４４１、２つのツェナーダイオード４４５および透光樹脂４５０を有している。なお、図５および図６においては、理解の便宜上、透光樹脂４５０を省略している。
【００５６】
リード４２０は、２つのＬＥＤチップ４４１および２つのツェナーダイオード４４５を支持し、これらに電流を流すためのものであり、たとえばＣｕ合金などの金属からなる。リード４２０は、ダイボンディング部４２１および複数の端子部４２２を有する。ダイボンディング部４２１は、リード４２０のほぼ中央に位置し、２つのＬＥＤチップ４４１および２つのツェナーダイオード４４５がダイボンディングされる。複数の端子部４２２は、ＬＥＤケース４３０から厚さ方向ｚ下方に向けて延びており、基板３００に対してＬＥＤモジュール４１０（発光ユニット４００）を取り付けるために用いられる。ＬＥＤケース４３０は、略矩形状であり、たとえば白色樹脂からなる。ＬＥＤケース４３０は、リード４２０を部分的に覆っている。ＬＥＤケース４３０には、凹部４３１が形成されている。凹部４３１は、ダイボンディング部４２１を露出させる円形状とされている。
【００５７】
２つのＬＥＤチップ４４１は、本発明でいう主ＬＥＤチップに相当し、ダイボンディング部４２１に対してたとえば絶縁樹脂ペーストによってダイボンディングされている。図５および図６においては、発光ユニット４００の線状光の出射方向中心線を一点鎖線で示している。本実施形態においては、２つのＬＥＤチップ４４１は、この出射方向中心線を挟んで並べられている。各ＬＥＤチップ４４１は、長矩形状であり、いわゆる２ワイヤタイプとして構成されている。ＬＥＤチップ４４１は、リード４２０に対してワイヤを介して接続されている。ＬＥＤチップ４４１は、たとえばＧａＮ系半導体からなるｎ型半導体層、ｐ型半導体層およびこれらに挟まれた活性層を有しており、青色光を発する。すなわち、本実施形態においては、本発明でいう主発光波長領域が青色光領域となっている。図６において斜線が付された部分は、上記活性層が存在する部位である。本図によく表れているように、２つのＬＥＤチップ４４１は、互いの長手方向が平行な姿勢とされている。さらに、互いの上記活性層がこれらの長手方向において同じ側に位置している。また、２つのＬＥＤチップ４４１は、それぞれ個別に発光させることが可能である。
【００５８】
２つのツェナーダイオード４４５は、２つのＬＥＤチップ４４１が静電破壊することを回避するためのものであり、たとえばＡｇペーストを用いてダイボンディング部４２１にダイボンディングされている。各ツェナーダイオード４４５は、リード４２０のうちダイボンディング部４２１以外の部位に対してワイヤを介して接続されている。
【００５９】
図９に示すように、透光樹脂４５０は、ＬＥＤケース４３０の凹部４３１内において、２つのＬＥＤチップ４４１および２つのツェナーダイオード４４５とこれらに接続された複数のワイヤとを覆うように形成されている。透光樹脂４５０は、メチル系またはジメチル系などの透明なシリコーン樹脂に主蛍光体が混入された材質からなる。この主蛍光体は、ＬＥＤチップ４４１からの青色光によって励起されることにより、黄色光を発する。すなわち、本実施形態においては、主蛍光波長領域の光が黄色光とされている。これにより、ＬＥＤモジュール４１０からは、青色光と黄色光とが混色することによって得られる白色光が出射される。さらに、透光樹脂４５０には、光の拡散を目的として、たとえば酸化チタンを混入してもよい。本実施形態においては、透光樹脂４５０の表面は、ＬＥＤケース４３０の表面に対して若干凹んでいる。また、透光樹脂４５０のうち一方のＬＥＤチップ４４１を覆う部分と、他方のＬＥＤチップ４４１を覆う部分とは、互いの主走査方向ｘにおける厚さが異なっている。
【００６０】
さらに本実施形態においては、透光樹脂４５０が補助蛍光体を含んでいる。この補助蛍光体は、青色光によって励起されることにより主蛍光としての黄色光とは異なる、補助蛍光を発するものである。本実施形態においては、この補助蛍光は、赤色光である。
【００６１】
導光体４６０は、主走査方向ｘに延びる棒状であり、たとえば透明なＰＭＭＡ樹脂に代表されるアクリル樹脂などからなる。図３および図９に示すように、導光体４６０は、入射面４６１、反射面４６２、および出射面４６３を有する。入射面４６１は、導光体４６０の主走査方向ｘにおける一端面であり、ＬＥＤモジュール４１０のＬＥＤチップ４４１と正対している。本実施形態においては、入射面４６１と透光樹脂４５０との間には隙間が設けられている。反射面４６２は、主走査方向ｘに長く延びており、入射面４６１から入射した後に導光体４６０内を進行してきた光を、図３における左斜め上方向に向けて反射する。反射面４６２は、たとえば複数の溝が主走査方向ｘに密に並べられた構成とされている。出射面４６３は、主走査方向ｘに長く延びており、反射面４６２によって反射された光を、主走査方向ｘに延びる線状光として出射する。
【００６２】
導光体ケース４６５は、導光体４６０をＬＥＤモジュール４１０に対して固定するとともに、導光体４６０から光が不当に漏れてしまうことを防止するためのものである。導光体ケース４６５は、たとえば白色樹脂からなり、図３に示すように、導光体４６０のうち反射面４６２が形成された側の部分をほぼ全長にわたって囲む形状とされている。また、導光体ケース４６５のうちＬＥＤモジュール４１０に取り付けられる部分は、略矩形板状とされている。
【００６３】
レンズユニット５００は、読み取り対象物から厚さ方向ｚに進行してきた光を、正立等倍でセンサＩＣ６００に集光する。レンズユニット５００は、複数のレンズ５１０とレンズホルダ５２０とからなる。複数のレンズ５１０は、それぞれの光軸が厚さ方向ｚに沿っており、主走査方向ｘに配列されている。レンズホルダ５２０は、不透明な樹脂からなり、複数のレンズ５１０を保持している。
【００６４】
センサＩＣ６００は、本発明で言う受光手段の一例であり、基板３００に搭載されている。図１０および図１１に示すように、センサＩＣ６００は、複数の受光部６１０および複数のフィルタ６２０を備える。
【００６５】
複数のフィルタ６２０は、第１フィルタ６２１、第２フィルタ６２２、および第３フィルタ６２３からなる。これらの第１〜第３フィルタ６２１，６２２，６２３は、それぞれが主走査方向ｘに延びる帯状であり、副走査方向ｙに間隔を置いて互いに平行に配置されている。本実施形態においては、第１フィルタ６２１は、赤色光を選択的に透過させるものであり、赤色以外の可視光を減衰させる。第２フィルタ６２２は、緑色光を選択的に透過させるものであり、緑色以外の可視光を減衰させる。第３フィルタ６２３は、青色光を選択的に透過させるものであり、青色以外の可視光を減衰させる。
【００６６】
複数の受光部６１０は、第１グループ６１１、第２グループ６１２、および第３グループ６１３に分けられている。第１〜第３グループ６１１，６１２，６１３は、各々が主走査方向ｘに沿って配列されている。また、第１〜第３グループ６１１，６１２，６１３は、副走査方向ｙに間隔を置いて互いに平行に配置されている。第１グループ６１１は、第１フィルタ６２１によって覆われており、第２グループ６１２は、第２フィルタ６２２によって覆われており、第３グループ６１３は、第３フィルタ６２３によって覆われている。
【００６７】
レンズユニット５００によって集光された光は、第１〜第３フィルタ６２１，６２２，６２３を透して、第１〜第３グループ６１１，６１２，６１３に受光される。第１グループ６１１は、集光された光の赤色成分を受光し、第２グループ６１２は、集光された光の緑色成分を受光し、第３グループ６１３は、集光された光の青色成分を受光する。センサＩＣ６００は、たとえばパッド６３０から、第１グループ６１１、第２グループ６１２、第３グループ６１３ごとに、受光した光の強度に応じた強さの電気信号を出力する光電変換機能を有する。
【００６８】
図１２は、イメージセンサモジュール１０１を用いた画像読み取り処理のタイミングチャートを示している。図中の信号ＬＥＤは、Ｈｉ状態の時にＬＥＤモジュール４１０のＬＥＤチップ４４１が点灯していることを示している。信号ＣＬＫは、いわゆるクロック信号であり、１パルスが１画素の読み取りを規定している。信号Ａｏは、イメージセンサモジュール１０１によって読み込まれた画像データをアナログ信号として出力するタイミングを示しており、Ｈｉ状態の時にたとえばスキャナ側に出力されている。
【００６９】
まず、期間ＤｒＲに信号ＬＥＤがＨｉとなり、発光ユニット４００から白色の線状光が出射される。この期間ＤｒＲにおいては、センサＩＣ６００の複数の受光部６１０のうち第１グループ６１１に属するものによって、赤色光についての光電変換処理がなされる。この光電変換処理は、主走査方向ｘに沿った１列分である。この１列分の信号は、期間ＤｒＲの後の期間ＡｏＲにおいて上記スキャナにアナログ信号として一括して出力される。
【００７０】
次に、期間ＤｒＲの終了時点から所定の発光休止時間を経たのちに期間ＤｒＧが始まる。期間ＤｒＧにおいては、発光ユニット４００から白色の線状光が再び出射され、センサＩＣ６００の複数の受光部６１０のうち第２グループ６１２に属するものによって、緑色光についての光電変換処理がなされる。この緑色光についての信号は、期間ＤｒＲの後であって、期間ＡｏＲの終了時点から所定の信号出力休止時間を経たのちに始まる期間ＡｏＧにおいて上記スキャナにアナログ信号として一括して出力される。
【００７１】
さらに、期間ＤｒＧの終了時点から所定の発光休止時間を経たのちに期間ＤｒＢが始まる。期間ＤｒＢにおいては、発光ユニット４００から白色の線状光が再び出射され、センサＩＣ６００の複数の受光部６１０のうち第３グループ６１３に属するものによって、青色光についての光電変換処理がなされる。この青色光についての信号は、期間ＤｒＢの後であって、期間ＡｏＧの終了時点から所定の信号出力休止時間を経たのちに始まる期間ＡｏＢにおいて上記スキャナにアナログ信号として一括して出力される。これらの処理により、主走査方向ｘの１列分について、赤色光、緑色光、青色光についての画像データの読み取りが完了する。これらの処理を副走査方向ｙに沿って順次実行することにより、読み取り対象物の全面に対して読み取り処理を行うことができる。以上の処理においては、発光休止時間は、信号出力休止時間よりも短く設定されることが一般的であり、最長でも信号出力休止時間と同じ長さである。
【００７２】
次に、イメージセンサモジュール１０１の作用について説明する。
【００７３】
本実施形態によれば、発光ユニット４００において、主発光波長領域の光としての青色光と主蛍光波長領域の光としての黄色光とを混色させることにより、白色光を適切に出射することができる。センサＩＣ６００は、赤色光、青色光および緑色光を個別に受光可能であるため、読み取り対象物に白色光を照射すれば、いわゆるフルカラーの読み取りを行うことができる。したがって、読み取り対象物に記載された画像の色をより忠実に再現することができる。
【００７４】
本実施形態においては、赤色光を補助蛍光として発する補助蛍光体が採用されている。これにより、発光ユニット４００から出射される白色光の波長スペクトルをより忠実な色の再現に適したものとすることができる。たとえば、図１３は、主発光波長領域の光として青色光を採用し、主蛍光波長領域の光として黄色光を採用した場合の出射光の波長スペクトルである。一方、図１４は、本実施形態の発光ユニット４００から出射される光の波長スペクトルである。両者を比較すると、図１４に示す波長スペクトルには、６２０ｎｍを含む波長領域に極大値が認められる。この波長領域は、いわゆる赤色領域であり、赤色光を発する補助蛍光体を採用することによって赤色領域の強度が高められたことが認められる。このような波長スペクトルの光は、図１３に示された波長スペクトルの光と比べて、色の再現性をより高めるのに適している。
【００７５】
図１２を参照して説明した通り、本実施形態においては、読み取り対象物の読み取り処理において、ＬＥＤモジュール４１０が、必要なタイミングでのみ点灯し、不要なタイミングでは、消灯している状態を繰り返しており、常時点灯するものではない。これにより、発光ユニット４００、ひいてはイメージセンサモジュール１０１の省電力化を図ることができる。
【００７６】
個別に点灯可能である２つのＬＥＤチップ４４１を備えることにより、読み取りに必要とされる光量に応じて、１つのＬＥＤチップ４４１のみを点灯させるといった使用形態が実現できる。これは、読み取り時の明るさを適切に設定可能であるとともに、省電力化にも寄与する。
【００７７】
透光樹脂４５０と入射面４６１との間に隙間を設けておくことにより、たとえば透光樹脂４５０の一部のみが入射面４６１に接することに起因する色のばらつきを抑制することができる。特に、ＬＥＤチップ４４１は発光時に発熱するため、透光樹脂４５０の熱膨張が予想される。上記隙間を設けることにより、透光樹脂４５０が熱膨張しても、透光樹脂４５０全体が入射面４６１から離間した状態を保つことができる。
【００７８】
透光樹脂４５０のうち、２つのＬＥＤチップ４４１を覆う部分の厚さが互いに異なることにより、一方のＬＥＤチップ４４１の光によって励起される蛍光の光量と他方のＬＥＤチップ４４１の光によって励起される蛍光の光量とが異なる。これにより、２つのＬＥＤチップ４４１の付近から発せられる白色光の波長スペクトルが互いに異なるものとなる。このため、一方のＬＥＤチップ４４１のみを光らせた状態、他方のＬＥＤチップ４４１のみを光らせた状態、双方のＬＥＤチップ４４１を光らせた状態において、波長スペクトルが異なる白色光を出射することが可能である。したがって、よりきめ細やかな色の再現を行うことができる。
【００７９】
図１５〜図２０は、イメージセンサモジュール１０１の各部の変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００８０】
図１５は、ＬＥＤモジュール４１０の変形例を示している。本変形例においては、２つのＬＥＤチップ４４１は、互いの活性層がそれぞれの長手方向において反対側に位置するように配置されている。このような構成によれば、２つのＬＥＤチップ４４１の活性層どうしが、互いが発した光を吸収してしまうことを防止可能である。上記活性層が設けられている部位（図１５における斜線部）は、リード４２０からの高さが周囲よりも高くなっている部位である。この部位が隣接することを避けることは、光の吸収を抑制するのに適している。
【００８１】
図１６は、ＬＥＤモジュール４１０の他の変形例を示している。本変形例においては、２つのＬＥＤチップ４４１は、互いの長手方向が一致するように直列に配置されている。このような構成によっても、ＬＥＤチップ４４１どうしが互いの光を吸収してしまうことを抑制することができる。
【００８２】
図１７は、ＬＥＤモジュール４１０の他の変形例を示している。本変形例においては、２つのＬＥＤチップ４４１は、それぞれの長手方向において互いに重ならない配置とされており、それぞれの短手方向において互いに対向していない。このような構成によっても、ＬＥＤチップ４４１どうしが互いの光を吸収してしまうことを抑制することができる。
【００８３】
図１８は、ＬＥＤモジュール４１０の他の変形例を示している。本変形例においては、図６に示した構成に加えて、ＬＥＤチップ４４２が追加された構成とされている。ＬＥＤチップ４４２は、本発明でいう補助ＬＥＤチップに相当し、補助光波長領域の光としてのたとえば赤色光を発する。このような構成によれば、ＬＥＤモジュール４１０（発光ユニット４００）から出射される白色光の波長スペクトルを、赤色光領域において相対強度がより高いものとすることができる。これにより、色の再現性をさらに高めることができる。また、図５および図１８から理解されるように、ＬＥＤチップ４４２は、２つのＬＥＤチップ４４１とは別に、単独で発光させることができる。これは、たとえば、ＬＥＤチップ４４２に流れる電流を制御することにより、発光ユニット４００から出射される白色光の波長スペクトルを任意に調整するといった手法が実現できる。
【００８４】
図１９は、発光ユニット４００の変形例を示している。本変形例においては、透光樹脂４５０は、透明な樹脂のみからなり、蛍光体を含んでいない。そして、本変形例の発光ユニット４００は、蛍光体シート４５１を備えている。蛍光体シート４５１は、本発明でいう主蛍光体、さらに補助蛍光体を含む、樹脂を主成分とするシートである。蛍光体シート４５１は、たとえば導光体４６０の入射面４６１に貼り付けられており、ＬＥＤモジュール４１０の凹部４３１を覆っている。本変形例においては、透光樹脂４５０は、２つのＬＥＤチップ４４１および２つのツェナーダイオード４４５を覆う程度の大きさのドーム状とされており、凹部４３１の内部全域を埋めるものでなくてもよい。このような構成によれば、２つのＬＥＤチップ４４１から蛍光体シート４５１までの距離を比較的正確に決定することができる。これにより、ＬＥＤチップ４４１からの青色光と、蛍光体シート４５１からの黄色光、さらには赤色光との混色割合を所望の割合により近づけることができる。
【００８５】
図２０は、発光ユニット４００の他の変形例を示している。本変形例においては、上述した主蛍光体さらには補助蛍光体を含む透光樹脂４５０が、ドーム状に形成されている。そして、導光体４６０の入射面４６１は、透光樹脂４５０に沿った凹面とされている。透光樹脂４５０は、入射面４６１とわずかな隙間を隔てて、入射面４６１に収容されている。このような構成によれば、導光体４６０とＬＥＤモジュール４１０のたとえばリード４２０とをより近づけることが可能であり、発光ユニット４００の主走査方向ｘにおける寸法を読み取り長さを変更することなく短縮することができる。
【００８６】
本発明に係る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。
【符号の説明】
【００８７】
１０１  イメージセンサモジュール
２００  ケース
３００  基板
４００  発光ユニット
４１０  ＬＥＤモジュール
４２０  リード
４２１  ダイボンディング部
４２２  端子部
４３０  ＬＥＤケース
４３１  凹部
４４１  （主）ＬＥＤチップ
４４３  活性層
４４２  （補助）ＬＥＤチップ
４４５  ツェナーダイオード
４５０  透光樹脂
４５１  蛍光体シート
４６０  導光体
４６１  入射面
４６２  反射面
４６３  出射面
４６５  導光体ケース
５００  レンズユニット
５１０  レンズ
５２０  レンズホルダ
６００  センサＩＣ（受光手段）
６１０  受光部
６１１  第１グループ
６１２  第２グループ
６１３  第３グループ
６２０  フィルタ
６２１  第１フィルタ
６２２  第２フィルタ
６２３  第３フィルタ
６３０  パッド
ｘ      主走査方向
ｙ      副走査方向
ｚ      厚さ方向
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１３】
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【図１４】
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