(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がより均一に近くなるような導光体、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、長手方向ｘ端部に設けられた光入射面４Ａと、長手方向ｘに延びており、光入射面４Ａから入射した光を対向する出射方向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長手方向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、長手方向ｘに沿って交互に配置された複数の平面部４３と複数の凹面部４４とで構成されており、複数の凹面部４４は複数の平面部４３よりも光を散乱させる面に形成されている。【選択図】  図４
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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、上記長手方向に沿って交互に配置された複数の平面部と複数の凹面部とで構成されており、上記複数の凹面部は上記複数の平面部よりも光を散乱させる面に形成されていることを特徴とする、導光体。
【請求項２】
上記複数の凹面部には、白色塗装が施されている、請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
上記複数の凹面部は、微細粗面とされている、請求項１に記載の導光体。
【請求項４】
上記出射方向を挟む両側面のそれぞれにおいて、上記長手方向に対して直角、かつ上記出射方向と異なる方向に突出する凸片がさらに設けられている、請求項１ないし３のいずれかに記載の導光体。
【請求項５】
請求項１ないし４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。
【請求項６】
請求項４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、
上記ケースには、上記長手方向に延びており、上記導光体の上記凸片と嵌合する溝部が形成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７】
上記光源モジュールは、赤色光、緑色光、および青色光を発する３つのＬＥＤチップを備えており、
上記３つのＬＥＤチップは、上記出射方向に直列配置されている、請求項５または６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８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凹面部が、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のこれらの凹面部によって光出射面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の上記凹面部に到達した光は、当該凹面部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は、凹面部のピッチ相当で複数の光量のピークを有することになる。このような線状光を読取対象物に照射すると、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、たとえば読取対象物を読み取って得られる画像に縦筋が生じることがあった。
【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がより均一に近くなるような導光体、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、上記長手方向に沿って交互に配置された複数の平面部と複数の凹面部とで構成されており、上記複数の凹面部は上記複数の平面部よりも光を散乱させる面に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、上記複数の凹面部によって反射される光が散乱によって分散されるために、上記光出射面から発せられる線状光の各所の光量が均一に近くなる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の凹面部には、白色塗装が施されている。この場合、たとえば上記複数の平面部を鏡面状とすると、上記複数の凹面部は、上記複数の平面部よりも光を散乱させる面となる。また、本発明の他の好ましい実施の形態においては、上記複数の凹面部は、微細粗面とされている。この場合においても、上記複数の平面部を鏡面状とすると、上記複数の凹面部は、上記複数の平面部よりも光を散乱させる面となる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光体は、上記出射方向を挟む両側面のそれぞれにおいて、上記長手方向に対して直角、かつ上記出射方向と異なる方向に突出する凸片がさらに設けられている。
【００１１】
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比較的均一な光によって読み取ることができる。また、好ましくは、導光体に上記凸片が設けられている場合、上記ケースには、上記長手方向に延びており、上記導光体の上記凸片と嵌合する溝部が形成されている。このような構成によれば、導光体を上記ケースへ組み付ける際に、容易に位置決めすることができる。
【００１２】
さらに、別の好ましい実施の形態においては、上記光源モジュールは、赤色光、緑色光、および青色光を発する３つのＬＥＤチップを備えており、上記３つのＬＥＤチップは、上記出射方向に直列配置されている。このような構成によれば、上記光源モジュールから出射される赤色光、緑色光、青色光の照射範囲が、上記出射方向および上記長手方向の双方と直交する方向に沿って不当にばらついてしてしまうことを防止することができる。
【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】
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。
【００１５】
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、図４〜図７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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図４〜図７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４および図５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。
【００２０】
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。なお、この出射方向ｚ’は、３つのＬＥＤチップ２２が直列に並ぶ方向と一致している。図４〜図７に示すように、光反射面４Ｂは、凸部４１の先端に設けられている。凸部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。光反射面４Ｂは交互に並ぶ複数の平面部４３および複数の凹面部４４によって構成されている。複数の凹面部４４は、主走査方向ｘに沿って１ｍｍごとに形成されている。本実施形態では、図７に示すように、平面部４３が平坦な鏡面となっている一方、凹面部４４は微細粗面となっている。この微細粗面は、導光体４を成形するための金型の一部をシボ加工などによりあらしたり、粒径２０μｍ〜２００μｍの金属粒子を用いてブラスト処理を施すことによって形成される。このような微細粗面であるため凹面部４４は、平面部４３よりも高い光散乱機能を有している。
【００２１】
なお、凹面部４４を上述のように微細粗面とするかわりに、凹面部４４を平面部４３同様の鏡面に形成した後に白色塗装を施してもよい。この場合、白色塗装は、たとえばホットスタンプやスクリーン印刷などによって行われる。
【００２２】
図５および図６によく表れているように、導光体４には複数の凸片４２が突出形成されている。これら凸片４２は、方向ｚ’を挟む両側面において対をなすように設けられ、主走査方向ｘにおいては複数の対が所定の間隔を隔てるように位置している。凸片４２は、主走査方向ｘに対して直角で、かつ方向ｚ’に対して直角である方向に沿って突出させられ、主走査方向ｘにおいて所定の長さを有する。なお、凸片４２は、主走査方向ｘに対して直角な方向に突出していればよく、必ずしも方向ｚ’に対して直角な方向に突出していなくもよい。出射方向である方向ｚ’と異なる方向に突出していればよい。
【００２３】
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に延びた線状光が出射される。
【００２４】
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。
【００２５】
ケース６は、主走査方向ｘに延びる略ブロック状とされており、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。図２および図３に表れているように、ケース６には、導光体４を収容するための凹部６１と、導光体４の位置決めに利用される溝部６２と、導光体４の脱落を防止するストッパ部６３とが形成されている。凹部６１は、導光体４の直径よりも大きい幅を有しており、主走査方向ｘの全長にわたって上方に開口している。溝部６２は、導光体４の凸片４２が嵌合可能な形状とされており、凸片４２の嵌合時には、出射方向（方向ｚ’）が垂直方向に対して傾斜する一定の姿勢となるように設けられている。ストッパ部６３は、導光体４の一方の凸片４２に対応する部位に設けられている。このストッパ部６３が凸片４２を係止することによって、導光体４が一定の姿勢で保持される。
【００２６】
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。
【００２７】
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。光反射面４Ｂは、１ｍｍごとに凹面部４４が配置されているため、より多くの光を光出射面４Ｃへ向けて反射させることができる。しかも、凹面部４４が光を散乱させる微細粗面となっているため、凹面部４４で反射して光出射面４Ｃへ向かう光は分散する。このため、光出射面４Ｃから出射される線状光は、主走査方向ｘおよび副走査方向ｙ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。
【００２８】
また、本実施形態では、光反射面４Ｂが凸部４１の先端に設けられているため、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うえで好適である。
【００２９】
さらに本実施形態では、導光体４を収容するケース６においては、導光体４の凸片４２に嵌合する溝部６２、および凸片４２を係止するストッパ部６３が形成されている。これにより、断面円形状の導光体４を、ケース６に対して一定の姿勢で確実に位置決めすることができる。したがって、この導光体４と、ケース６に取り付けられた光源モジュール２とは、常に所望の相対位置関係が維持されることになる。このことは、光出射面４Ｃからの線状光の各所の光量を均一にするうえで好適である。
【００３０】
またさらに、本実施形態では、３つのＬＥＤチップ２２を方向ｚ’に直列配置されている。このため、線状光が方向ｚ’と直交する方向ｙ’において赤色光、緑色光、青色光の照射範囲が不当にずれてしまうことを抑制することができる。
【００３１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係る導光体の一例を示す要部断面図である。
【図５】本発明に係る導光体の一例を示す要部底面図である。
【図６】図４のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】図６のVII-VII線に沿う断面図である。
【図８】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】
【００３３】
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    凸部
４２    凸片
４３    平面部
４４    凹面部
４Ａ    光入射面
４Ｂ    光反射面
４Ｃ    光出射面
６２    溝部
【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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