JP2017224884A - イメージセンサモジュール、および、ドキュメントスキャナ - Google Patents

Abstract

【課題】エンボス文字の認識率を向上す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。【解決手段】イメージセンサモジュール１０１において、主走査方向に延びる線状光を読取対象物８００に向けて出射する線状光源ユニット３００と、主走査方向に並ぶ複数の受光部を有する受光センサ６００と、上記読取対象物８００からの光を上記受光センサ６００に集光する正立等倍のレンズユニット４００とを備えた。そして、読取対象面８００ａからレンズユニット４００を通過する光の経路が、副走査方向ｙにおいて読取対象面８００ａの垂線を挟んで、線状光源ユニット３００から読取対象面８００ａに至る線状光の経路とは反対側に位置するようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、イメージセンサモジュール、および、ドキュメントスキャナに関する。

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。イメージセンサモジュールは、例えばドキュメントスキャナに用いられ、副走査方向に相対移動する読み取り対象物の記載内容を画像データとして読み取るためのものである。

図１１（ａ）は、従来のイメージセンサモジュールの一例を示している（例えば特許文献１参照）。同図に示されたイメージセンサモジュール１１０は、線状光源ユニット３００と、レンズユニット４００と、受光センサ６００と、受光センサ６００を支持する基板５００と、これらを収容するケース２００とを備えている。線状光源ユニット３００は、主走査方向に延びる線状光を、斜め下方から読取対象物８００に照射する。そして、読取対象物８００の照射位置の真下に配置されたレンズユニット４００は、受光センサ６００の主走査方向に配列された複数の受光部に、反射光を結像させる。受光センサ６００は、各受光部が受けた光を電気信号へと変換する。このようにして、イメージセンサモジュール１１０は、読取対象物８００の読み取りを行う。

しかしながら、例えばクレジットカードなどのエンボス文字を読み取る場合に、文字を正確に読み取れない場合がある。エンボス文字とは、エンボス加工によって読取対象物８００に打刻された文字であって、読み取り対象の面（以下では、「読取対象面」とする）から突出している文字（例えばクレジットカードのカードナンバーや名前などの文字）である。

図１１（ｂ）は、従来のイメージセンサモジュール１１０でエンボス文字が含まれる読取対象物８００を読み取った場合の問題を説明するための図であって、読取対象物８００のエンボス文字の部分であるエンボス部８１１に線状光を照射している状態を示している。読取対象物８００に照射された線状光のうち、読取対象面８００ａで拡散反射した光（拡散光）の一部（読取対象面８００ａに対して直交する方向に反射される拡散光）がレンズユニット４００に入射される。線状光源ユニット３００が、読取対象面８００ａに対して例えば入射角が角度α’となるように線状光を照射した場合、反射角が角度α’となる方向に出射される正反射光は、他の拡散光より強くなる。受光センサ６００は、正反射光より弱い拡散光を基準にして調整されている。

エンボス部８１１の平坦部分８１１ａは、読取対象面８００ａに対して略平行なので、入射角が角度α’となるように線状光が照射されると、反射角が角度α’となる方向に出射される正反射光（図１１（ｂ）太線矢印参照）は、拡散光より強くなる。レンズユニット４００には、拡散光の一部（図１１（ｂ）一点鎖線矢印参照）が入射され、この拡散光が受光センサ６００に受光される。

読取対象面８００ａと平坦部分８１１ａとを接続する曲面部分８１１ｂに線状光を照射した場合、曲面部分８１１ｂでの反射光の一部がレンズユニット４００に入射される。例えば、図１１（ｂ）の破線矢印は、曲面部分８１１ｂの一部に対して入射角が角度β’となるように入射されて、反射角が角度β’となる方向に出射し、レンズユニット４００に入射される線状光を示している。この反射光は正反射光なので、拡散光に比べると強い。また、曲面部分８１１ｂのその他の部分でも、拡散光の一部がレンズユニット４００に入射される。この拡散光でも、平坦部分８１１ａでの拡散光と同程度の強さとなるものがある。したがって、曲面部分８１１ｂでの反射光の影響で、エンボス文字の輪郭が正しく読み取れず、文字を正確に読み取れなくなる。

特開２０１４−１６５０５７号公報

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、エンボス文字の認識率を向上す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主たる課題とする。

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取対象物に向けて出射する線状光源ユニットと、主走査方向に並ぶ複数の受光部を有する受光センサと、上記読取対象物からの光を上記受光センサに集光する正立等倍のレンズユニットとを備えており、上記読取対象物の読取対象の面である読取対象面から上記レンズユニットを通過する光の経路は、副走査方向において上記読取対象面の垂線を挟んで、上記線状光源ユニットから上記読取対象面に至る上記線状光の経路とは反対側に位置することを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記読取対象面から上記レンズユニットを通過する光の経路と上記読取対象面の垂線とがなす角度は、上記線状光源ユニットから上記読取対象面に至る上記線状光の経路と上記読取対象面の垂線とがなす角度である入射角と等しい。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記イメージセンサモジュールは、上記線状光源ユニットと上記読取対象物との間に配置される透光カバーをさらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光カバーは、板状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光カバーは、上記読取対象面に対して傾斜するように配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記傾斜の角度は、５°以上であり、且つ上記入射角以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光カバーは、上記読取対象面に対して平行となるように配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光カバーは、上記レンズユニットを通過する光の進行方向に直交するように配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記透光カバーは、上記線状光源ユニット側の面に、上記線状光源ユニットからの光の反射を抑制する反射抑制部を備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記イメージセンサモジュールは、上記受光センサを搭載する基板をさらに備えており、上記受光センサは、上記受光部の受光面が上記基板とは反対側を向くよう搭載されており、上記基板は、上記レンズユニットを通過する光の進行方向と直交するように配置されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記イメージセンサモジュールは、上記線状光源ユニット、上記基板および上記レンズユニットを収容するケースをさらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの、上記読取対象物の方を向く上面は、上記基板に対して、上記入射角だけ傾斜している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは、上記上面に繋がり且つ上記基板の厚さ方向に対して上記入射角だけ傾斜した側面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの、上記読取対象物とは反対側を向く底面は、上記基板と平行である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記線状光源ユニットは、可視光を発光するＬＥＤチップと、主走査方向に延びる導光体とを備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記線状光源ユニットは、赤外光を発光するＬＥＤチップを、さらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記線状光源ユニットは、上記導光体を保持する導光体ケースをさらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光体は、主走査方向の端面であり且つ光を入射される面である入射面、および、主走査方向に延び且つ光を出射する面である出射面を有しており、上記導光体ケースは、上記導光体を、上記入射面および上記出射面を露出させつつ収容する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記受光センサは、上記線状光の正反射光を基準にして調整されている。

本発明の第２の側面によって提供されるドキュメントスキャナは、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と、上記読取対象物を、上記イメージセンサモジュールに対して副走査方向に沿って搬送する搬送手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ドキュメントスキャナは、上記イメージセンサモジュールおよび上記搬送手段を収納する筐体をさらに備えており、上記搬送手段の搬送方向は、上記筐体の底面と平行である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ドキュメントスキャナは、上記イメージセンサモジュールおよび上記搬送手段を収納する筐体をさらに備えており、上記搬送手段の搬送方向と上記筐体の底面とがなす角度が、上記線状光の経路と上記読取対象面の垂線とがなす角度と等しい。

本発明の第３の側面によって提供されるドキュメントスキャナは、本発明の第１の側面によって提供される２台のイメージセンサモジュールと、上記読取対象物を、上記２台のイメージセンサモジュールに対して副走査方向に沿って搬送する搬送手段とを備え、一方のイメージセンサモジュールは、上記読取対象物の一方の面を読取対象面として読み取りを行い、他方のイメージセンサモジュールは、上記読取対象物の他方の面を読取対象面として読み取りを行うことを特徴とする。

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。

第１実施形態に係るイメージセンサモジュールを示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 ＬＥＤユニットの一例を示す図である。 第１実施形態に係るドキュメントスキャナの一例を示す断面図である。 第１実施形態に係るイメージセンサモジュールにおいて、エンボス部に線状光を照射している状態を示す図である。 第２実施形態に係るイメージセンサモジュールを示す断面図である。 第３実施形態に係るイメージセンサモジュールを示す断面図である。 第４実施形態に係るイメージセンサモジュールを示す断面図である。 第５実施形態に係るイメージセンサモジュールを示す断面図である。 第５実施形態に係るドキュメントスキャナの一例を示す断面図である。 （ａ）は従来のイメージセンサモジュールを示す断面図であり、（ｂ）は従来のイメージセンサモジュールを用いた場合に生じる不都合を説明する図である。

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。

図１および図２は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュールを説明するための図である。図１は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュールの平面図を示しており、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を示している。なお、図１においては、透光カバー２９０および読取対象物８００を取り除いた状態を示している。以下では、主走査方向をｘ、主走査方向ｘに直交する副走査方向をｙ、主走査方向ｘおよび副走査方向ｙに直交する直交方向をｚとする。イメージセンサモジュール１０１は、例えばドキュメントスキャナなどに組み込まれて、副走査方向ｙに相対的に搬送される読取対象物８００に対して、一度の走査により主走査方向ｘに沿う細長帯状の読取領域８１０を読み取るものである。図１および図２に示すように、イメージセンサモジュール１０１は、ケース２００、線状光源ユニット３００、レンズユニット４００、基板５００、受光センサ６００、および、透光カバー２９０を備えている。

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、例えば黒色樹脂からなる。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および直交方向ｚによって規定される断面形状が、概略五角形状とされている。ケース２００は、上面２００ａ、１組の長手方向側面２００ｂ，２００ｃ、１組の短手方向側面２００ｄ，２００ｅ、第１底面２００ｆおよび第２底面２００ｇを備えている。

上面２００ａは、読取対象物８００の方を向く面（図２において上側の面）であり、主走査方向ｘおよび副走査方向ｙによって規定される平面と平行である。読取対象物８００は、上面２００ａに対して平行に搬送される。長手方向側面２００ｂは、上面２００ａの短手方向（副走査方向ｙ）の一方端から読取対象物８００とは反対側に起立している面（図２において左側の面）である。長手方向側面２００ｃは、上面２００ａの短手方向（副走査方向ｙ）の他方端から読取対象物８００とは反対側に起立している面（図２において右側の面）である。長手方向側面２００ｂ，２００ｃと上面２００ａとは、直交している。また、長手方向側面２００ｂ，２００ｃは、主走査方向ｘおよび直交方向ｚによって規定される平面と平行である。長手方向側面２００ｂ，２００ｃが、本発明の「側面」に相当する。短手方向側面２００ｄ，２００ｅは、上面２００ａの長手方向（主走査方向ｘ）両端からそれぞれ、読取対象物８００とは反対側に起立している面（図１において下側の面および上側の面）である。短手方向側面２００ｄ，２００ｅと上面２００ａとは、直交している。また、短手方向側面２００ｄ，２００ｅは、副走査方向ｙおよび直交方向ｚによって規定される平面と平行である。

第２底面２００ｇは、読取対象物８００とは反対側を向く面（図２において右下側の面）であり、主走査方向ｘおよび副走査方向ｙによって規定される平面と平行である。すなわち、上面２００ａと第２底面２００ｇとは、平行である。第１底面２００ｆは、読取対象物８００とは反対側を向く面（図２において下側の面）であり、第２底面２００ｇに対して所定の角度の傾斜を有している。本実施形態では、所定の角度を、後述する入射角と同じ角度αとしている。したがって、上面２００ａと第１底面２００ｆとがなす角度も角度αになっている。本実施形態では、副走査方向ｙを主走査方向ｘの軸（以下では、「ｘ軸」とする）に対して、図２において時計回りに角度αだけ回転させた方向を示す方向ｙ’、および、直交方向ｚをｘ軸に対して、図２において時計回りに角度αだけ回転させた方向を示す方向ｚ’を定義している（図２参照）。第１底面２００ｆは、主走査方向ｘおよび方向ｙ’によって規定される平面と平行である。第１底面２００ｆが、本発明の「底面」に相当する。

ケース２００の寸法の一例を挙げると、主走査方向ｘにおける寸法が３０〜２５０ｍｍ程度であり、副走査方向ｙにおける寸法が１０〜４０ｍｍ程度であり、直交方向ｚにおける寸法が１０〜２０ｍｍ程度である。図２に示すように、ケース２００は、図２における上下方向に開口している。下方の開口は、第１底面２００ｆに設けられており、基板５００が嵌め込まれている。上方の開口は、上面２００ａに設けられており、透光カバー２９０が嵌め込まれている。また、ケース２００の内部には、線状光源ユニット３００およびレンズユニット４００が収容されている。

線状光源ユニット３００は、読取対象物８００に対して主走査方向ｘに長く延びる線状光を照射するものである。線状光源ユニット３００は、導光体３６０、導光体ケース３８０、および、ＬＥＤユニット３２０を有している。

導光体３６０は、全体として主走査方向ｘを長手方向とする細長状であり、本実施形態においては、断面略円形状である。導光体３６０の寸法の一例を挙げると、主走査方向ｘ長さが２５〜２４０ｍｍ程度、断面の直径が３〜５ｍｍ程度である。導光体３６０は、透明材料からなり、例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（Poly methyl methacrylate、略称ＰＭＭＡ樹脂）などのアクリル樹脂からなる。導光体３６０は、主走査方向ｘにおける両端面であり、それぞれＬＥＤユニット３２０に対して正対している入射面より、ＬＥＤユニット３２０からの光が入射される。導光体３６０は、入射された光を主走査方向ｘに導きつつ、その一部を読取領域８１０に向けて出射する。これにより、主走査方向ｘに長く延びる線状光が、導光体３６０より出射される。

導光体ケース３８０は、導光体３６０を保持するとともに、導光体３６０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３８０は、導光体３６０の出射方向の面（出射面）および入射面を露出させつつ、導光体３６０を収容しており、例えば白色樹脂からなる。導光体ケース３８０の断面形状は、図２に示すように、導光体３６０の断面形状に対応する形状とされている。導光体ケース３８０の主走査方向ｘにおける両端部（導光体３６０の入射面側の端部）には、ＬＥＤユニット３２０がそれぞれ取り付けられている。

ＬＥＤユニット３２０は、導光体３６０の入射面に入射させる光を発するユニットである。ＬＥＤユニット３２０は、線状光源ユニット３００において、主走査方向ｘの両端部にそれぞれ配置されており、白色光を発する。なお、ＬＥＤユニット３２０を線状光源ユニット３００の一方の端部にのみ配置して、導光体３６０の一方の端面からのみ光を入射する構成としてもよい。

図３は、ＬＥＤユニット３２０を示す図である。

図３に示すように、ＬＥＤユニット３２０は、リード３４０、ＬＥＤケース３４５、および、ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３を備えている。リード３４０は、ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３を支持するとともにこれらを発光させるための電力を供給する経路を構成している。リード３４０のうちＬＥＤケース３４５からｚ’方向に突出する部分は、複数の端子３４１となっている。端子３４１は、ＬＥＤユニット３２０を基板５００に取り付けるために用いられる。リード３４０は、たとえばＣｕなどの金属からなる。

ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３は、ＬＥＤユニット３２０の光源である。本実施形態においては、ＬＥＤチップ３５１は赤色光を発し、ＬＥＤチップ３５２は緑色光を発し、ＬＥＤチップ３５３は青色光を発する。各光が混合されて白色光が発せられる。ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３は、リード３４０のうち同一のアイランド部に搭載されている。ＬＥＤチップ３５１は、いわゆる１ワイヤタイプであり、ＬＥＤチップ３５２，３５３は、いわゆる２ワイヤタイプである。ＬＥＤチップ３５２，３５３に過大な逆電圧が印加されることを防止するために、２つのツェナーダイオード３５０が設けられている。ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３は、導光体３６０の入射面に対して、わずかな隙間を隔てて正対している。なお、３つのＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３の発光色は、上述した色に限定されない。また、ＬＥＤユニット３２０が備えるＬＥＤチップの個数は、３個に限定されず、１，２個、あるいは４個以上であってもよい。また、ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３を搭載した白色ＬＥＤモジュールを用いるようにしてもよい。また、青色光を発するＬＥＤチップ３５３を、当該ＬＥＤチップ３５３からの光によって励起されることにより黄色光を発する蛍光物質（または、赤色光を発する蛍光物質および緑色光を発する蛍光物質を混合したもの）を含む透光樹脂で封止した白色ＬＥＤモジュールを用いるようにしてもよい。

ＬＥＤケース３４５は、例えば白色の樹脂からなり、リード３４０の一部を覆っている。本実施形態においては、ＬＥＤケース３４５は、ｘ方向視矩形状とされている。ＬＥＤケース３４５には、開口３４５ａが形成されている。開口３４５ａは、リード３４０の一部を露出している。リード３４０のうち開口３４５ａから露出した部分には、ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３が搭載されている。開口３４５ａはたとえば円形状であり、ｘ方向視において導光体３６０の入射面に内包される。また、ＬＥＤケース３４５には、導光体ケース３８０を取り付けるための凹部または凸部などが適宜形成されている。ＬＥＤケース３４５は、ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３から側方に発せられた光を上方に向けて反射するためのものである。

２つのＬＥＤユニット３２０が、ＬＥＤケース３４５の開口３４５ａが導光体３６０の入射面に対向するようにして、導光体ケース３８０の主走査方向ｘにおける両端部に、それぞれ取り付けられている。また、各ＬＥＤユニット３２０は、端子３４１によって基板５００に取り付けられている。ＬＥＤチップ３５１，３５２，３５３が発する光が混合されて、線状光源ユニット３００は、白色光の線状光を読取対象物８００に照射する。

なお、ＬＥＤユニット３２０は、白色光を発するものに限定されず、白色光に代えて単色の可視光を発するものとしてもよい。また、さらに、赤外光または紫外光を発するようにしてもよい。また、ＬＥＤユニット３２０の構成は、上述したものに限定されない。例えば、リード３４０を用いる代わりに、基板に配線パターンを形成して用いるようにしてもよい。

本実施形態では、線状光源ユニット３００から照射される線状光の、読取対象物８００の読取対象面８００ａに対する入射角は、角度α（例えば１８°）としている（図２参照）。なお、線状光源ユニット３００の構成は、上記したものに限定されない。

レンズユニット４００は、図２に示すように、読取領域８１０の図中真下（ｚ’方向）に配置されており、読取領域８１０からの光を受光センサ６００に正立等倍で結像させるための光学部品である。本実施形態のレンズユニット４００は、各々が正立等倍に結像させる複数のロッドレンズ４１０が、主走査方向ｘに配列された状態で、例えば樹脂製のレンズホルダ４２０に保持された構成とされている。レンズユニット４００を通過する光の進行方向（ｚ’方向）と、読取対象面８００ａの垂線とがなす角度は、線状光の入射角と同じ角度αとしている（図２一点鎖線矢印参照）。すなわち、読取対象面８００ａに対して角度αの入射角で入射される線状光の正反射光が、レンズユニット４００を通過するように設計されている。

基板５００は、長矩形状であり、例えばセラミックスあるいはガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料からなる基材と、この基材上に形成された配線パターンを有している。基板５００は、長手方向を主走査方向ｘとし、幅方向を方向ｙ’とし、厚さ方向を方向ｚ’とするようにして（すなわち、主走査方向ｘおよび方向ｙ’によって規定される平面と平行となり、方向ｚ’に直交するようにして）、ケース２００の下方の開口を塞ぐように、例えば熱圧着によってケース２００固定される。つまり、基板５００は、第１底面２００ｆと平行になっている。また、基板５００の裏面（図２において下側の面）は、ケース２００の第１底面２００ｆと面一になっている。また、基板５００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。

受光センサ６００は、基板５００に搭載されており、全体として主走査方向ｘに長く延びる例えば矩形状である。受光センサ６００は、主走査方向ｘに配列された複数の受光部（図示略）を有している。各受光部の受光面は、基板５００とは反対側を向くようなっている。受光センサ６００は、上記複数の受光部が受けた光を電気信号へと変換する光電変換機能を有している。上記複数の受光部には、レンズユニット４００によって読取対象物８００から進行してきた光が結像される。受光センサ６００は、線状光源ユニット３００から照射される線状光の正反射光を基準にして調整されている。

透光カバー２９０は、ケース２００の上方の開口の蓋として機能し、内部にほこり等が入らないようにして、線状光源ユニット３００、レンズユニット４００、基板５００および受光センサ６００を保護する。透光カバー２９０は、光を透過させる材質により形成されており、主走査方向ｘを長手方向とする細長い矩形の板状である。本実施形態においては、透光カバー２９０はガラス製である。なお、アクリル樹脂などの光を透過させる材質であってもよい。図２に示すように、透光カバー２９０は、ケース２００の上方の開口に嵌め込まれている。ケース２００の上方の開口には、主走査方向ｘおよび方向ｙ’によって規定される平面と平行となる段差面２００ｈが設けられている。透光カバー２９０は、長手方向を主走査方向ｘとし、幅方向を方向ｙ’とし、厚さ方向を方向ｚ’とするようにして（すなわち、主走査方向ｘおよび方向ｙ’によって規定される平面と平行となり、方向ｚ’に直交するようにして）、例えば接着剤などで、段差面２００ｈに接着されている。つまり、透光カバー２９０は、上面２００ａに対して角度αだけ傾斜して配置されており、読取対象面８００ａに対しても、角度αだけ傾斜している。

なお、読取対象面８００ａに対する透光カバー２９０の傾斜角度は、角度αに限定されない。透光カバー２９０と読取対象面８００ａとが平行の場合、透光カバー２９０の内面（図２において下側の面）２９０ａで反射した光がレンズユニット４００に入射されやすくなる。したがって、読取対象面８００ａに対する透光カバー２９０の傾斜角度は、少なくとも５°以上とすることが望ましい。一方、角度αより大きくしてもよいが、イメージセンサモジュール１０１の方向ｚ’の寸法を大きくする必要がある。したがって、当該傾斜角度は、５°以上で角度α以下であることが望ましい。なお、透光カバー２９０の内面２９０ａで反射した光がレンズユニット４００に入射されることを抑制するために、透光カバー２９０の内面２９０ａに、例えばＡＲ（Anti-Reflection）コートなどの、光の反射を抑制する反射抑制部を設けるようにしてもよい。また、ほこり等の侵入に対する他の対策が施されていれば、透光カバー２９０を設けないようにしてもよい。

図４は、イメージセンサモジュール１０１が用いられたドキュメントスキャナの一例を示している。同図に示されたドキュメントスキャナ９００は、イメージセンサモジュール１０１、筐体９１０、複数の搬送ローラ９２０、および、制御部９３０を備えている。ドキュメントスキャナ９００は、読取対象物８００を副走査方向ｙに順次搬送することにより、読取対象物８００の読取対象面８００ａに記載された内容を電子データとして読み取る。

筐体９１０は、イメージセンサモジュール１０１、複数の搬送ローラ９２０および制御部９３０を収容しており、例えば樹脂からなる。筐体９１０には、読取対象物８００を挿入する挿入口および読取り処理を終えた読取対象物８００を排出するための排出口が形成されている。イメージセンサモジュール１０１は、ケース２００の第１底面２００ｆを筐体９１０の底面９１０ａに対して角度αだけ傾けて、第２底面２００ｇが筐体９１０の底面９１０ａに対して平行になるように配置される。これにより、ケース２００の上面２００ａが筐体９１０の底面９１０ａに対して平行になる。また、ケース２００の長手方向側面２００ｂ，２００ｃおよび短手方向側面２００ｄ，２００ｅが筐体９１０の底面に直交するようにイメージセンサモジュール１０１を配置することでも、ケース２００の上面２００ａを、筐体９１０の底面９１０ａに対して平行にすることができる。これにより、読取対象物８００を筐体９１０の底面９１０ａに対して平行に搬送することで、読取対象物８００を副走査方向ｙに搬送することができる。

搬送ローラ９２０は、２つずつが対になっている。そして、一対の搬送ローラ９２０が、イメージセンサモジュール１０１に対して副走査方向ｙの上流側および下流側に、それぞれ配置されている。複数の搬送ローラ９２０の少なくともいずれかは、図示しないモータなどによって駆動される。複数の搬送ローラ９２０は、発明の「搬送手段」に相当する。

制御部９３０は、ドキュメントスキャナ９００の動作を制御するためのものであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェースなどからなる。制御部９３０は、複数の搬送ローラ９２０の駆動制御を行う。また、制御部９３０は、搬送ローラ９２０の回転に同期しながら、イメージセンサモジュール１０１の読取り処理を制御し、イメージセンサモジュール１０１から読み取りデータを受信する。この読み取りデータに基いて、制御部９３０は、読取対象物８００の読取対象面８００ａに記載された内容を電子データとして復元する。

なお、ドキュメントスキャナ９００は、イメージセンサモジュール１０１が用いられる機器構成の一例である。例えば、２つのイメージセンサモジュール１０１を互いに対向配置して、読取対象物８００の両面を同時に読み取る構成であってもよい。また、固定された読取対象物８００に対して、イメージセンサモジュール１０１を移動させる構成であってもよい。

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。

本実施形態においては、線状光源ユニット３００は、入射角が角度αとなるように、読取対象物８００の読取対象面８００ａに対して線状光を照射する。レンズユニット４００は、読取対象面８００ａでの正反射光が通過するように配置されている。すなわち、レンズユニット４００を通過する光の進行方向（ｚ’方向）と読取対象面８００ａの垂線とがなす角度が、線状光の入射角と同じ角度αになっている。そして、レンズユニット４００は、正反射光を受光センサ６００に正立等倍で結像させる。線状光源ユニット３００からエンボス部８１１の平坦部分８１１ａに線状光が照射された場合も、正反射光がレンズユニット４００を通過して受光センサ６００に受光される（図５一点鎖線矢印参照）。一方、エンボス部８１１の曲面部分８１１ｂに線状光が照射された場合は、正反射光はレンズユニット４００に入射されない（例えば、図５破線矢印参照）。曲面部分８１１ｂでの拡散光の一部はレンズユニット４００に入射されるが、正反射光に比べると極めて弱い光である。したがって、平坦部分８１１ａと曲面部分８１１ｂとでは、受光センサ６００での受光量が大きく異なるので、エンボス文字の輪郭を正しく読み取ることができ、エンボス文字の認識率を向上することができる。

また、本実施形態においては、ケース２００の上方の開口に透光カバー２９０が配置されている。したがって、内部にほこり等が入ることを防ぐことができる。また、透光カバー２９０は、読取対象面８００ａに対して角度αだけ傾斜している。したがって、透光カバー２９０の内面２９０ａで反射した光がレンズユニット４００に入射されることを抑制することができる。また、イメージセンサモジュール１０１の方向ｚ’の寸法が大きくなることを抑制することができる。

また、本実施形態においては、ケース２００の第２底面２００ｇを上面２００ａと平行としている。したがって、第２底面２００ｇがドキュメントスキャナ９００の筐体９１０の底面９１０ａに対して平行になるように、イメージセンサモジュール１０１を配置することで、ケース２００の上面２００ａを筐体９１０の底面９１０ａに対して平行とすることができる。また、ケース２００の各側面２００ｂ〜２００ｅを上面２００ａに直交するようにしている。したがって、各側面２００ｂ〜２００ｅがドキュメントスキャナ９００の筐体９１０の底面９１０ａに対して直交するように、イメージセンサモジュール１０１を配置することでも、ケース２００の上面２００ａを筐体９１０の底面９１０ａに対して平行とすることができる。

なお、本実施形態においては、レンズユニット４００は、読取対象面８００ａでの正反射光が通過するように配置されているが、これに限られない。拡散光は正反射光の経路から離れるに従って弱くなっていくので、正反射光の経路に近い拡散光は十分強いものである。したがって、レンズユニット４００は、正反射光の経路に近い拡散光が通過するようにしてもよい。例えば、正反射光から±５°程度以内の拡散光を用いることは許容される。ただし、エンボス文字の認識率をより向上するためには、レンズユニット４００に正反射光を通過させることが望ましい。

図６〜図１０は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、上記第１実施形態と同一の符号を付している。

図６は、第２実施形態に係るイメージセンサモジュールを説明するための図である。図６に示すイメージセンサモジュール１０２は、透光カバー２９０が読取対象面８００ａに対して平行に配置されている点で、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１０１と異なる。この場合、透光カバー２９０の内面２９０ａで反射した光がレンズユニット４００に入射されやすくなるので、本実施形態では、透光カバー２９０の内面２９０ａ側に、例えばＡＲコートなどの、光の反射を抑制する反射抑制部２９１を設けている。

本実施形態においても、レンズユニット４００は読取対象面８００ａでの正反射光が通過するように配置されている。したがって、エンボス文字の輪郭を正しく読み取ることができ、エンボス文字の認識率を向上することができる。また、透光カバー２９０の表面（図６において上側の面）に読取対象物８００を載置することができる。

図７は、第３実施形態に係るイメージセンサモジュールを説明するための図である。図７に示すイメージセンサモジュール１０３は、透光カバー２９０の形状が異なる点で、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１０１と異なる。透光カバー２９０は、内面２９０ａが主走査方向ｘおよび方向ｙ’によって規定される平面と平行となっており（読取対象面８００ａに対して角度αだけ傾斜しており）、外面（図７において上側の面）２９０ｂが主走査方向ｘおよび副走査方向ｙによって規定される平面と平行（読取対象面８００ａに対して平行）となっている。

本実施形態においても、レンズユニット４００は読取対象面８００ａでの正反射光が通過するように配置されている。したがって、エンボス文字の輪郭を正しく読み取ることができ、エンボス文字の認識率を向上することができる。また、透光カバー２９０の内面２９０ａで反射した光がレンズユニット４００に入射されることを抑制することができ、かつ、透光カバー２９０の外面２９０ｂに読取対象物８００を載置することができる。

図８は、第４実施形態に係るイメージセンサモジュールを説明するための図である。図８に示すイメージセンサモジュール１０４は、ケース２００の上方の開口において、線状光源ユニット３００の上方の一部を覆うように突き出した突出部２００ｉを設け、突出部２００ｉの上面を段差面２００ｈとしている点で、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１０１と異なる。突出部２００ｉは、線状光源ユニット３００が出射する線状光の妨げにならないように設けられている。なお、本実施形態においては、ケース２００において第２底面２００ｇが設けられていないが、第２底面２００ｇを設けるようにしてもよい。

本実施形態においても、レンズユニット４００は読取対象面８００ａでの正反射光が通過するように配置されている。したがって、エンボス文字の輪郭を正しく読み取ることができ、エンボス文字の認識率を向上することができる。また、段差面２００ｈが線状光源ユニット３００の上方に設けられるので、段差面２００ｈを形成するためにケース２００を方向ｙ’の長手方向側面２００ｃの向き（図８におおいて右側）に大きくする必要がない。したがって、第４実施形態に係るイメージセンサモジュール１０４は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１０１と比べて、方向ｙ’の寸法を小さくすることができる。また、透光カバー２９０の方向ｙ’の寸法も小さくすることができる。

図９は、第５実施形態に係るイメージセンサモジュールを説明するための図である。図９に示すイメージセンサモジュール１０５は、長手方向側面２００ｂ，２００ｃが第１底面２００ｆに対して直交し、第２底面２００ｇが設けられていない点で、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１０１と異なる。なお、本実施形態においても、第２底面２００ｇを設けるようにしてもよい。

図１０は、イメージセンサモジュール１０５が用いられたドキュメントスキャナの一例を示している。ドキュメントスキャナ９００’において、イメージセンサモジュール１０５は、ケース２００の第１底面２００ｆが筐体９１０の底面９１０ａに対して平行になるように配置されている。これにより、ケース２００の上面２００ａが筐体９１０の底面９１０ａに対して角度αだけ傾いている。つまり、ドキュメントスキャナ９００’においては、副走査方向ｙが、筐体９１０の底面９１０ａに対して角度αだけ傾いた方向になっている。したがって、各搬送ローラ９２０は、読取対象物８００を筐体９１０の底面９１０ａに対して平行（方向ｙ’）に搬送するのではなく、底面９１０ａに対して角度αだけ傾いた方向（副走査方向ｙ）に搬送するように配置されている。

本実施形態においても、レンズユニット４００は読取対象面８００ａでの正反射光が通過するように配置されている。したがって、エンボス文字の輪郭を正しく読み取ることができ、エンボス文字の認識率を向上することができる。また、長手方向側面２００ｂ，２００ｃを上面２００ａに対して直交させる必要がないので、ケース２００の方向ｙ’の寸法を小さくすることができる。したがって、第５実施形態に係るイメージセンサモジュール１０５は、第１実施形態に係るイメージセンサモジュール１０１と比べて、方向ｙ’の寸法を小さくすることができる。

なお、イメージセンサモジュール１０５を、図４に示すドキュメントスキャナ９００に用いてもよい。この場合、ケース２００の上面２００ａが筐体９１０の底面９１０ａに平行となるように、イメージセンサモジュール１０５を配置する必要がある。

上記第１ないし第５実施形態においては、線状光源ユニット３００が、ＬＥＤユニット３２０から入射された光を導光体３６０が主走査方向ｘに導きつつ、その一部を読取領域８１０に向けて出射することで、主走査方向ｘに長く延びる線状光を出射する場合について説明したが、これに限られない。線状光源ユニット３００は、主走査方向ｘに長く延びる線状光を出射するものであればよい。例えば、ＬＥＤチップを主走査方向ｘに複数配列し、各ＬＥＤチップから出射される光を、全体として、主走査方向ｘに長く延びる線状光として出射するようにしてもよい。また、光を出射する蛍光管を用いるようにしてもよい。

本発明に係るイメージセンサモジュールおよびドキュメントスキャナは、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およびドキュメントスキャナの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

１０１〜１０５ イメージセンサモジュール
２００ ケース
２００ａ 上面
２００ｂ 長手方向側面
２００ｃ 長手方向側面
２００ｄ 短手方向側面
２００ｅ 短手方向側面
２００ｆ 第１底面
２００ｇ 第２底面
２００ｈ 段差面
２００ｉ 突出部
２９０，２９０’ 透光カバー
２９０ａ 内面
２９０ｂ 外面
２９１ 反射抑制部
３００ 線状光源ユニット
３２０ ＬＥＤユニット
３４０ リード
３４１ 端子
３４５ ＬＥＤケース
３４５ａ 開口
３５１，３５２，３５３ ＬＥＤチップ
３６０ 導光体
３８０ 導光体ケース
４００ レンズユニット
４１０ ロッドレンズ
４２０ レンズホルダ
５００ 基板
６００ 受光センサ
８００ 読取対象物
８００ａ 読取対象面
８１０ 読取領域
８１１ エンボス部
８１１ａ 平坦部分
８１１ｂ 曲面部分
９００，９００’ ドキュメントスキャナ
９１０ 筐体
９１０ａ 底面
９２０ 搬送ローラ
９３０ 制御部
ｘ 主走査方向
ｙ 副走査方向
ｚ 直交方向
ｙ’ 方向
ｚ’ 方向

Claims (23)

1. 主走査方向に延びる線状光を読取対象物に向けて出射する線状光源ユニットと、
   主走査方向に並ぶ複数の受光部を有する受光センサと、
   上記読取対象物からの光を上記受光センサに集光する正立等倍のレンズユニットと、
   を備えており、
   上記読取対象物の読取対象の面である読取対象面から上記レンズユニットを通過する光の経路は、副走査方向において上記読取対象面の垂線を挟んで、上記線状光源ユニットから上記読取対象面に至る上記線状光の経路とは反対側に位置する、
   ことを特徴とするイメージセンサモジュール。
2. 上記読取対象面から上記レンズユニットを通過する光の経路と上記読取対象面の垂線とがなす角度は、上記線状光源ユニットから上記読取対象面に至る上記線状光の経路と上記読取対象面の垂線とがなす角度である入射角と等しい、請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
3. 上記線状光源ユニットと上記読取対象物との間に配置される透光カバーをさらに備えている、請求項２に記載のイメージセンサモジュール。
4. 上記透光カバーは、板状である、請求項３に記載のイメージセンサモジュール。
5. 上記透光カバーは、上記読取対象面に対して傾斜するように配置されている、請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
6. 上記傾斜の角度は、５°以上であり、且つ上記入射角以下である、請求項５に記載のイメージセンサモジュール。
7. 上記透光カバーは、上記読取対象面に対して平行となるように配置されている、請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
8. 上記透光カバーは、上記レンズユニットを通過する光の進行方向に直交するように配置されている、請求項４に記載のイメージセンサモジュール。
9. 上記透光カバーは、上記線状光源ユニット側の面に、上記線状光源ユニットからの光の反射を抑制する反射抑制部を備えている、請求項３ないし８のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
10. 上記受光センサを搭載する基板をさらに備えており、
    上記受光センサは、上記受光部の受光面が上記基板とは反対側を向くよう搭載されており、
    上記基板は、上記レンズユニットを通過する光の進行方向と直交するように配置されている、
    請求項２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。
11. 上記線状光源ユニット、上記基板および上記レンズユニットを収容するケースをさらに備えている、
    請求項１０に記載のイメージセンサモジュール。
12. 上記ケースの、上記読取対象物の方を向く上面は、上記基板に対して、上記入射角だけ傾斜している、
    請求項１１に記載のイメージセンサモジュール。
13. 上記ケースは、上記上面に繋がり且つ上記基板の厚さ方向に対して上記入射角だけ傾斜した側面を有する、
    請求項１２に記載のイメージセンサモジュール。
14. 上記ケースの、上記読取対象物とは反対側を向く底面は、上記基板と平行である、
    請求項１１ないし１３のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
15. 上記線状光源ユニットは、
    可視光を発光するＬＥＤチップと、
    主走査方向に延びる導光体と、
    を備えている、
    請求項１ないし１４のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
16. 上記線状光源ユニットは、赤外光を発光するＬＥＤチップを、さらに備えている、
    請求項１５に記載のイメージセンサモジュール。
17. 上記線状光源ユニットは、上記導光体を保持する導光体ケースをさらに備えている、
    請求項１５または１６に記載のイメージセンサモジュール。
18. 上記導光体は、主走査方向の端面であり且つ光を入射される面である入射面、および、主走査方向に延び且つ光を出射する面である出射面を有しており、
    上記導光体ケースは、上記導光体を、上記入射面および上記出射面を露出させつつ収容する、
    請求項１７に記載のイメージセンサモジュール。
19. 上記受光センサは、上記線状光の正反射光を基準にして調整されている、
    請求項１ないし１８のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
20. 請求項１ないし１９のいずれかに記載のイメージセンサモジュールと、
    上記読取対象物を、上記イメージセンサモジュールに対して副走査方向に沿って搬送する搬送手段と、
    を備えていることを特徴とするドキュメントスキャナ。
21. 上記イメージセンサモジュールおよび上記搬送手段を収納する筐体をさらに備えており、
    上記搬送手段の搬送方向は、上記筐体の底面と平行である、
    請求項２０に記載のドキュメントスキャナ。
22. 上記イメージセンサモジュールおよび上記搬送手段を収納する筐体をさらに備えており、
    上記搬送手段の搬送方向と上記筐体の底面とがなす角度が、上記線状光の経路と上記読取対象面の垂線とがなす角度と等しい、
    請求項２０に記載のドキュメントスキャナ。
23. 請求項１ないし１９のいずれかに記載の、２台のイメージセンサモジュールと、
    上記読取対象物を、上記２台のイメージセンサモジュールに対して副走査方向に沿って搬送する搬送手段と、
    を備え、
    一方のイメージセンサモジュールは、上記読取対象物の一方の面を読取対象面として読み取りを行い、
    他方のイメージセンサモジュールは、上記読取対象物の他方の面を読取対象面として読み取りを行う、
    ことを特徴とするドキュメントスキャナ。

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