CN107148641B - 图像读取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的图像读取装置包括：磁回路，该磁回路包括磁体(11)和磁轭(12)，该磁体(11)设置于片状的被读取介质(1)沿着其片表面的方向被传送的传送面(P)的一侧且在与传送面(P)正交的方向上具有不同的磁极，该磁轭(12)设置于磁体(11)的传送面(P)一侧的磁极，该磁回路在与传送面(P)正交的方向上产生磁场；磁阻效应元件芯片(14)，该磁阻效应元件芯片(14)设置于磁回路与传送面(P)之间，且当被读取介质(1)沿传送面(P)被传送时，在磁读取区域(202)检测磁场的传送方向分量的强度变化；导光体(4)，该导光体(4)设置于夹着传送面(P)与磁回路相对的一侧，且向传送面(P)的磁读取区域(202)照射光；以及成像光学系统(5)和受光部(7)，该成像光学系统(5)和受光部(7)设置于夹着传送面(P)与磁回路相对的一侧。

Description

图像读取装置
技术领域
本发明涉及一种包含磁读取的图像读取。更详细而言，涉及一种对片状的被读取介质的图像信息和磁性图案信息(磁信息)进行检测的图像读取装置。
背景技术
以往，在处理片状的被读取介质、例如纸币、支票或代金券等有价证券的装置、例如自动交易装置、存折补登机或自动售票机等中，设有图像读取和磁读取等的传感器，以获取被读取介质的印刷图案的光学图像和磁性图案等各种信息。例如，在专利文献1的纸片类处理装置中，图像读取和磁读取的传感器独立地配置于自动交易装置内，将各传感器所读取到的信息作为位置彼此无关的信息进行处理。
例如在专利文献2中，记载了虽然并未包括光学传感器和磁传感器，但包括在主扫描方向上配置有多个且分别独立的成像光学系统的图像读取装置。在专利文献2的图像读取装置中，分别包括成像光学系统的多个单元使各列的各单元在主扫描方向上呈交错状配置，以使得可在单元间补全成像图像。而且，对各单元所拍摄到的图像信息进行合成以制成原件图像。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012-84059号公报
专利文献2：日本专利特开2012-143003号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1所记载的纸片类处理装置的结构中，尽管设有图像读取装置和磁读取装置，但是其分别独立配置，因此各自的读取位置和读取范围不同，无法将获取到的信息作为相关联的一个信息进行处理。此外，由于光学图像和磁性图案没有图像上的关系，因此无法如专利文献2的图像读取装置中的图像信息的合成那样将它们进行合成。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到一种可将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联的图像读取装置。
用于解决问题的技术方案
为了到达上述目的，本发明所涉及的图像读取装置包括：磁回路，该磁回路包括磁体和磁轭，该磁体设置于包含磁组分的片状的被读取介质沿着其片表面的方向被传送的传送面的一侧且在与传送面正交的方向上具有不同的磁极，该磁轭设置于磁体的传送面一侧的磁极，该磁回路在传送面的第一磁读取区域在与传送面正交的方向上产生磁场；磁阻效应元件，该磁阻效应元件设置于磁回路与传送面之间，且当被读取介质沿传送面被传送时，在第一磁读取区域检测磁场的传送方向分量的强度变化；第一光源，该第一光源设置于夹着传送面与磁回路相对的一侧，且向传送面的第一磁读取区域照射光；以及第一成像光学系统和第一受光部，该第一成像光学系统和第一受光部设置于夹着传送面与磁回路相对的一侧，第一成像光学系统将传送面的包含第一磁读取区域中的传送方向的至少一部分在内的光学读取区域成像于第一受光部。
发明效果
根据本发明，由于在光学图像的读取位置和磁读取位置，读取范围重复，因此可同时获取光学图像和磁性图案的信息，能够将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联。其结果是，能够提高被读取介质的识别精度。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
图2是实施方式1所涉及的图像读取装置的立体图。
图3是实施方式1所涉及的光学读取部的与主扫描方向正交的剖视图。
图4是实施方式1所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖视图。
图5是实施方式1所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖面上的磁力线图。
图6A是实施方式1所涉及的磁阻效应元件的磁场矢量图。
图6B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁场矢量图。
图6C是被读取介质远离磁阻效应元件时的磁场矢量图。
图7是表示光学读取区域和磁读取区域的图。
图8是表示光学读取区域和磁读取区域的变形例的图。
图9是表示本发明的实施方式2所涉及的光学读取区域和磁读取区域的图。
图10是本发明的实施方式3所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
图11是实施方式3所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖视图。
图12是实施方式3所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖面上的磁力线图。
图13是表示实施方式3所涉及的磁读取部的检测动作的图。
图14A是实施方式3所涉及的磁阻效应元件的磁场矢量图。
图14B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁场矢量图。
图14C是被读取介质来到磁阻效应元件的位置时的磁场矢量图。
图14D是被读取介质远离磁阻效应元件时的磁场矢量图。
图15是本发明的实施方式4所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
图16是实施方式4所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖视图。
图17是表示实施方式4所涉及的磁读取部的检测动作的图。
图18A是实施方式4所涉及的磁阻效应元件的磁场矢量图。
图18B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁场矢量图。
图18C是被读取介质来到磁阻效应元件的位置时的磁场矢量图。
图18D是被读取介质远离磁阻效应元件时的磁场矢量图。
图19是本发明的实施方式5所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
图20是实施方式5所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖视图。
图21是本发明的实施方式6所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
图22是本发明的实施方式7所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
图23是本发明的实施方式8所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，图中，对于相同或相当的部分附加相同的标号。图中的X轴、Y轴及Z轴表示在被读取介质沿着其片表面的方向被传送的传送面上设定了原点的正交坐标系。X轴方向(X轴正方向)是被读取介质的传送方向。Z轴方向(Z轴正方向、Z轴负方向)是与片表面正交的方向。Y轴方向是与片表面内的传送方向正交的方向。Y轴方向是图像读取装置的主扫描方向。片表面的传送方向是图像读取装置的副扫描方向。
实施方式1.
图1是本发明的实施方式1所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。图2是实施方式1所涉及的图像读取装置的立体图。本实施方式的图像读取装置不仅读取光学图像而且还读取磁性图案，但这里称为图像读取装置。其中，并非是指光学读取是主要的，磁性读取是次要的。
本发明的实施方式1中的图像读取装置中，在纸币、有价证券或支票等包含磁组分的片状的被读取介质1沿着其片表面的方向被传送的传送面P的一侧(图1中为上侧，即Z轴正方向侧)配置有光学读取部2。在传送面P的另一侧(图1中为下侧，即Z轴负方向侧)配置有磁读取部3。
通过使被读取介质1在光学读取部2与磁读取部3之间通过，从而利用光学读取部2获取被读取介质1的开头位置信息及图案信息等光学图像，利用磁读取部3检测位于被读取介质1内的磁性体以获取磁性图案。另外，位于被读取介质1内的磁性体包含由磁墨水印刷而成的部分。即，位于被读取介质1内的磁性体还包含存在于被读取介质1的表面的部分。将传送被读取介质1的面称为传送面P，将传送的方向(图1中为从左往右，即X轴正方向)称为传送方向或副扫描方向。将与传送面P平行且与传送方向(副扫描方向)正交的方向(与图1的纸面正交的方向)称为主扫描方向。光学读取部2从被读取介质1获取主扫描方向(与传送方向(副扫描方向)正交的方向、即Y轴方向)上的光学图像。磁读取部3从被读取介质1获取主扫描方向上的磁性图案。
光学读取部2由密接图像传感器(以下也称为CIS)、摄像头或缩小光学系统等构成。以CIS为示例来说明光学读取部2的结构。在光学读取部2中，导光体4、成像光学系统5及受光部7收纳于壳体8，分别保持于规定的位置。导光体4是如下光源：在主扫描方向的端部包括LED等发光元件(未图示)，将光从主扫描方向侧面的光射出部向传送面P的光学读取区域201照射。成像光学系统5对从导光体4射出且由被读取介质1反射后的光进行聚光，成像于受光部7。受光部7载放于传感器基板6，将由成像光学系统5成像后的光学读取区域201的像转换成电信号。壳体8的传送面P一侧由透过体9覆盖，该透过体9使从导光体4射出的光及由被读取介质1反射后的光透过，且由玻璃或丙烯板等形成。透过体9保护导光体4、成像光学系统5及受光部7。
磁读取部3包括磁体11、磁轭(磁性载体)12、磁轭20、非磁性载体13、磁阻效应元件芯片(MR芯片)14、及连接MR芯片14的输出端子的基板15，该磁体11在N极和S极与传送面P正交的方向上,朝+Z方向排列N极且朝-Z方向排列S极。磁轭(磁性载体)12配置于磁体11的传送面P一侧的与传送面P相对的端面，安装有MR芯片14。在非磁性载体13上，安装有基板15、及放大MR芯片14的输出的放大器IC(未图示)等。磁轭20配置成以使得与磁体11的远离传送面P一侧的端面相接。磁轭12和磁轭20是为了提高磁场均匀性而配置的。另外，磁回路包括磁体11、磁轭12及磁轭20。当然，也可仅将磁体11作为磁回路。此外，也可将从磁读取部3中去除磁回路后的结构称为磁读取部3，也可仅将MR芯片14称为磁读取部3。
MR芯片14载放于磁轭12的传送面P一侧，在传送面P的磁读取区域202检测磁场的传送方向分量的强度变化。MR芯片14检测磁读取区域202的磁信息(磁性图案信息)以作为电阻值的变化并进行电气输出。从MR芯片14输出的电信号经由放大输出的放大器IC(未图示)和基板15并通过信号线17传输到信号处理基板16。信号处理基板16对从MR芯片14输出的电信号进行处理，输出磁性图案的信息。磁体11、磁轭12、磁轭20、非磁性载体13、MR芯片14、基板15和信号线17收纳于壳体19，保持于规定的位置。信号处理基板16安装于壳体19的与传送面P相反的一侧。壳体19的传送面P一侧由保护MR芯片14的非磁性体的罩盖18覆盖。
图3是实施方式1所涉及的光学读取部的与主扫描方向正交的剖视图。图3是将图1的光学读取部2放大后的图。从设置于导光体4的主扫描方向的端部的LED(未图示)发出的光向导光体4射入，在导光体4内沿主扫描方向传播。导光体4的剖面为正圆形或大致为圆形，沿着主扫描方向形成有使光散射或反射的光散射层(光散射区域)。光散射层在导光体4表面由白色的丝网印刷图案或蒸镀图案构成。作为其他方法，也可利用在导光体4上设置切槽的方法、或使导光体4的表面变得粗糙的方法来构成光散射层。适当地调整光散射层的图案形状及图案间距来形成光散射层，以使得在整个主扫描方向上获得均匀的光辐射。
通过导光体4的内部导光路的光由光散射层进行散射，从相对于导光体4的光传播方向中心轴而与光散射层相对的部分的射出部(光射出部)向被读取介质1一侧辐射。从导光体4射出的光对传送面P(被读取介质1)的光学读取区域201进行照明。
对光学读取区域201进行照明的光由被读取介质1反射，作为散射光向作为成像光学系统的成像光学系统5射入，由成像光学系统5聚光，从而光学读取区域201被成像于受光部7。受光部7中，利用光电二极管等对成像后的光学读取区域201的像进行受光并转换成电信号。从受光部7输出的电信号由传感器基板6进行信号处理，从而得到光学读取区域201的光学图像。
图4是实施方式1所涉及的光学读取部的与主扫描方向正交的剖视图。图4是将图1的磁读取部3放大后的图。图5是实施方式1所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖面上的磁力线图。
从磁体11发出的磁力线100从磁体11的N极通过磁轭12向空间射出。配置于磁体11的N极部的磁轭12中，磁力线100集中，从而磁轭12上表面附近(磁体11的传送路径侧端部附近)的磁通密度变大。从磁轭12向空间射出的磁力线100向磁轭20射入，并返回到磁体11的S极。通过使用这种形状的磁轭12、磁轭20，从而磁力线100通过空间的部分变小，因此可得到较大的磁通密度。
使用图6A～图6C对于磁读取部3的检测原理进行说明。磁场矢量(磁通密度)23表示MR芯片14的位置上的磁力线100的方向。垂直方向分量23a表示磁场矢量23的与传送面P垂直的分量。传送方向分量23b表示磁场矢量23的传送方向的分量(Hx)。
向空间射出的磁力线100以在与主扫描方向正交的剖面上朝磁体11的中心线11a的左右扩展的形状进行分布。图5的MR芯片14上的MR元件14a(未图示)配置在相比于中心线11a稍许朝传送方向偏离的位置，MR元件14a中，存在磁通密度较大的垂直方向分量23a的同时，还稍许存在传送方向分量23b。下面，说明磁读取部3的作用。
实施方式1中，在设置有MR元件14a的位置，存在磁通密度较大的垂直方向分量23a的同时还存在较小的传送方向分量23b。这是由于考虑将MR元件14a设置在稍许远离磁体11的中心线11a的位置。通过这样配置，从而能够对MR元件14a提供为了使MR元件14a适当地动作而所需的传送方向的偏置磁场。
若包含磁性体的被读取介质1向这种状态的部位通过，则磁场分布会发生变化。此时，施加到MR元件14a的磁场矢量23的方向会稍许发生变化。即使磁场矢量23的方向的变化很微小，由于作为传送方向分量23b的比例会发生较大的变化，因此也能够利用MR元件14a充分地检测出该变化。
图6A是实施方式1所涉及的磁阻效应元件的磁场矢量图。磁力线100在配置有MR元件14a的附近，与传送面P交叉的交叉磁场即垂直方向分量23a成为矢量的主要分量。由于MR元件14a相比于磁体11的中心线11a稍许朝传送方向偏离，因此如图6A所示，磁场矢量23从垂直方向稍许朝传送方向倾斜。该磁场的传送方向分量23b起到作为MR元件14a的偏置磁场的作用。
图6B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁场矢量图。若包含磁性体的被读取介质1靠近磁读取区域202，则如图6B所示，磁场矢量23以被被读取介质1吸引的方式朝被读取介质1一侧倾斜。因此，磁场矢量23的传送方向分量23b变小。图6B中，以二点划线示出没有被读取介质1时的磁场矢量23。
图6C是被读取介质远离磁阻效应元件时的磁场矢量图。图6C中，也以二点划线示出没有被读取介质1时的磁场矢量23。若包含磁性体的被读取介质1远离，则如图6C所示，磁场矢量23以被被读取介质1牵引的方式朝被读取介质1一侧倾斜，传送方向分量23b变大。由于被读取介质1的磁性体朝传送方向移动，从而感测传送方向分量23b的磁性的MR元件14a的电阻值发生变化。因而，由于被读取介质1的通过，导致传送方向的传送方向分量23b发生变化，因此感测传送分量的磁性的MR元件14a的电阻值发生变化，能够检测出被读取介质1的磁分量。
由于该磁场矢量23的变化是因被读取介质1的磁性体通过而引起的，因此通过采用这种结构，从而能够检测出被读取介质1的通过。其结果是，能够读取因被读取介质1而引起的微小的磁场变化。
图7是表示光学读取区域和磁读取区域的图。受光部7和MR芯片14在主扫描方向上延伸，光学读取区域(被照射区域)201和磁读取区域202在主扫描方向上呈较长的形状。图1及图7中，光学读取部2的光学读取区域(被照射区域)201和磁读取部3的磁读取区域202以相一致的方式进行配置。因而，导光体4向传送面P的磁读取区域202照射光。由此，由于读取区域相一致，从而可同时得到同一部位的图像信息和磁信息，因此能够将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联。其结果是，能够得到高精度的信息。
图8是表示光学读取区域和磁读取区域的变形例的图。图8中，光学读取部2的光学读取区域(被照射区域)201和磁读取部3的磁读取区域202在主扫描方向上相一致，但在传送方向上相偏离而局部重叠。虽然光学读取部2的光学读取区域(被照射区域)201和磁读取部3的磁读取区域202并非全部相一致，但是由于存在传送方向上重复的区域，因此对于重复区域，可同时得到同一部位的图像信息和磁信息。因此，可得到光学图像和磁性图案无误差且高精度的数据，能够高精度地实施纸币或有价证券等被读取介质1的适合性判定。另外，即使在光学读取部2的光学读取区域(被照射区域)201和磁读取部3的磁读取区域202在主扫描方向上重复且错开的情况下，也可起到相同的作用效果。
另外，本实施方式1中，说明了使用CIS以作为光学读取部2的示例。实施方式1的光学读取部2不局限于CIS。作为光学读取部2，也可使用将光学读取区域201缩小成像于CCD(电荷耦合器件)图像传感器或CMOS图像传感器等拍摄元件的光学系统。
实施方式2.
图9是表示本发明的实施方式2所涉及的光学读取区域和磁读取区域的图。图9中，磁读取部3的磁读取区域202是光学读取区域201的主扫描方向的一部分。在纸币或有价证券的磁信息部仅限于被读取介质1的一部分、或者磁信息部的应判定部分有限等无需读取被读取介质1的整个主扫描方向的情况下，通过采用图9的结构，从而能够将磁读取部3的磁读取区域202限定于设想为磁性体通过的区域。通过限定磁读取区域202，从而可使磁读取部3小型化，减少部件数量。另外，由于光学读取部2的光学读取区域201和磁读取部3的磁读取区域202在副扫描方向上重复，因此可得到与实施方式1相同的作用效果。
实施方式3.
图10是本发明的实施方式3所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。图11是实施方式3所涉及的光学读取部的与主扫描方向正交的剖视图。图11是将图10的磁读取部3放大后的图。实施方式3是对于实施方式1将磁读取部3的结构改变后而得到的，光学读取部2的结构与实施方式1相同。
实施方式3中的磁读取部3采用仅对由包含硬磁性体的墨水印刷而成的、或者包含硬磁性体的物质而形成的纸币或支票等具有硬磁性体的被读取介质1的硬磁性体进行检测的情况下的结构。磁体11具有在传送方向(X方向)上排列的N极和S极的磁极，朝+X方向具有S极，朝-X方向具有N极。沿与主扫描方向正交的面(XZ面)来观察磁体11，磁轭21被设置成覆盖磁体11的与传送面P相对的面以外的部分。非磁性体13被设置于磁体11的与传送面P相对的面。磁阻效应元件芯片(MR芯片)14在磁体11的N极与S极之间，被配置于非磁性体13与被读取介质1之间。MR芯片14的输出端子与基板15相连接。图10及图11中，MR芯片14配置于磁体11的N极与S极之间的中央部。
图12是实施方式3所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖面上的磁力线图。根据实施方式3的磁读取部3的结构，如图12所示，磁力线100成为从磁体11的N极端部的磁轭向磁体11的S极端部的磁轭产生的漏磁场，大体上沿着传送方向(X方向)。图12中，从磁体11的N极发出的磁场通过磁轭21的内部而向磁体11的S极射入。由此，若利用磁轭21覆盖磁体11的周围，则磁场集中于磁轭21。然而，如图12所示，由于在磁体11的上侧没有磁轭，因此虽然很微小，但磁力线的一部分向空间即磁轭21的外部射出，存在从磁体11的N极端部的磁轭向磁体11的S极端部的磁轭产生的漏磁场。由于MR芯片14配置于磁体11的N极与S极之间的中央部，因此在磁读取区域202中，磁场可视为与传送方向平行。本发明的实施方式3中，将该微小的漏磁场用作为偏置磁场。
图13是表示实施方式3所涉及的磁读取部的检测动作的图。图13中，MR芯片14上的配置有MR元件14a(未图示)的位置的偏置磁场100随着预先被磁化的硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b靠近MR元件14a之后再远离MR元件14a而发生变化。由于MR元件14a如上所述通过磁体11和磁轭21而被提供对于动作而言适当的偏置磁场100，因此能够高灵敏度地检测出因硬磁性体1a而引起的偏置磁场100的变化。下面，使用图14A～图14D，进行详细说明。
图14A是实施方式3所涉及的磁阻效应元件的磁场矢量图。图14B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁场矢量图。图14C是被读取介质来到磁阻效应元件的位置时的磁场矢量图。图14D是被读取介质远离磁阻效应元件时的磁场矢量图。图14A～图14D示出对实施方式3所涉及的磁读取部的检测原理进行说明的磁场变化。图13中，由磁力线100形成的偏置磁场100在配置有MR芯片14的附近，与传送路径平行的分量成为主要分量。该偏置磁场100的X方向分量起到作为MR芯片14的偏置磁场100的作用。将其设为偏置磁场的X方向分量100x。
图14A示出没有被预先磁化的硬磁性体1a时的偏置磁场100的X方向分量Hx的大小和方向。图14B～图14D中，与偏置磁场100平行的虚线箭头示出图14A中的偏置磁场100的大小。例如，若如图14A所示，以朝+X方向产生N极且朝-X方向产生S极的方向而被预先磁化的硬磁性体1a靠近MR元件14a，则如图14B所示，在MR元件14a的位置，偏置磁场100的X方向分量Hx的方向与硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b的X方向分量的方向成为相同方向。因此，施加到MR元件14a的偏置磁场100x(Hx)变大。
若硬磁性体1a来到MR元件14a的位置，则如图14C所示，在MR元件14a的位置，偏置磁场100的X方向分量Hx的方向与硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b的X方向分量的方向成为相反方向。因此，施加到MR元件14a的偏置磁场100x(Hx)变小。若硬磁性体1a远离MR元件14a，则如图14D所示，在MR元件14a的位置，偏置磁场100的X方向分量Hx的方向与硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b的X方向分量的方向成为相同方向。因此，施加到MR元件14a的偏置磁场100x(Hx)变大。由此，感测X方向分量的磁性的MR元件14a的电阻值发生变化，能够检测出硬磁性体1a。即，随着硬磁性体1a(被读取介质1)通过，传送方向(X方向)的偏置磁场100x(Hx)的大小发生变化，因此感测X方向分量的磁性的MR元件14a的电阻值发生变化，能够检测出硬磁性体1a。
由于偏置磁场100的变化是由于硬磁性体1a的通过而引起的，因此通过采用实施方式3那样的结构，从而能够检测出硬磁性体1a的通过。其结果是，可提供能够读取因硬磁性体1a而引起的微小的磁场变化的磁读取部3。若这样来构成磁读取部3，则在MR芯片14附近，几乎不会利用磁体11、磁轭12向纸币等被读取介质1(硬磁性体1a)施加磁场。即使在被读取介质1中包含不会自行产生磁场的软磁性体的情况下，由于不会检测出软磁性体，因此也能够区分硬磁性体和软磁性体。
通过如上述那样来构成磁读取部3，由于可高灵敏度地检测出硬磁性体1a，并且对于软磁性体大体上没有灵敏度，因此可提供能够区分硬磁性体和软磁性体的磁传感器。
根据本结构，几乎不会向被读取介质1施加磁场。因此，由于不会检测出不会自行产生磁场的软磁性体，因此能够仅检测出自行产生磁场的硬磁性体。
实施方式3中，也如图10所示，由于光学读取区域201与磁读取区域202相一致，可同时得到同一部位的图像信息和硬磁性体的磁信息，因此能够将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联。其结果是，能够得到高精度的信息。
实施方式4.
图15是本发明的实施方式4所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。图16是实施方式4所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖视图。图16是将图15的磁读取部3放大后的图。实施方式4是对于实施方式1将磁读取部3的结构改变后而得到的，光学读取部2的结构与实施方式1相同。
实施方式4中的磁读取部3与实施方式3相同，采用仅对由包含硬磁性体的墨水印刷成的、或者包含硬磁性体的物质而形成的纸币或支票等具有硬磁性体的被读取介质1的硬磁性体进行检测的情况下的结构。图15中，磁体11具有在与传送面P正交的方向(Z方向)上排列的N极和S极这样的彼此不同的磁极，朝+Z方向具有N极，朝-Z方向具有S极。磁轭22配置于磁体11的与传送面P相对的面，磁轭20被配置成以使得覆盖磁体11的配置有磁轭22的面以外的部分。图15中，MR芯片14在磁体11的N极侧的磁轭22和磁体11的传送方向长度的中央部，配置于磁轭22与被读取介质1的传送路径之间。
实施方式4所涉及的磁读取部3的结构中，在磁体11的传送面P一侧配置有磁轭22，磁轭20被配置成以使得覆盖磁体11的配置有磁轭22的面以外的部分。因此，与实施方式1相比，从磁极越过磁轭22而朝向Z方向的磁场变小，朝向X方向的磁场变大。
若这样构成磁传感器装置，则能够将利用磁体11、磁轭22及磁轭20施加到纸币(硬磁性体)的磁场抑制得较小。其结果是，由于对不会自行产生磁场的软磁性体的检测水平下降，因此能够区分硬磁性体和软磁性体。
图17是表示实施方式4所涉及的磁读取部的检测动作的图。实施方式4所涉及的磁读取部3中，如图17所示，将从磁极越过磁轭22而在Z方向上朝向磁轭20的微小磁场用作为偏置磁场100。磁体11的在传送面P上的漏磁场极小，由于软磁性体不会产生磁场，因此即使软磁性体靠近磁读取区域202，偏置磁场100也不会发生变化。因而，软磁性体不会被磁读取部3检测出。
例如，如图17所示，由于以朝+X方向产生N极且朝-X方向产生S极的方向而被预先磁化的硬磁性体1a会自行产生硬磁性体磁场1b，因此，若硬磁性体1a靠近MR元件14a而通过，则偏置磁场如图18A～图18D所示那样发生变化。对于磁读取部3中的硬磁性体1a的检测原理，参照图18A～图18D进行说明。
图18A是实施方式4所涉及的磁阻效应元件的磁场矢量图。图17的MR芯片14上的MR元件14a(图17中未图示)配置在相比于磁体11的传送方向的中心线11a稍许朝传送方向偏离的位置，MR元件14a中，存在磁通密度的垂直方向分量23a的同时，还存在传送方向分量23b。另外，图18A中，磁场矢量23朝传送方向一侧即+X方向一侧有一些倾斜。
实施方式4中，在设置有MR元件14a的位置，存在磁通密度的垂直方向分量23a的同时还存在传送方向分量23b。这是由于将MR元件14a设置在稍许远离磁体11的中心线11a的位置。通过这样配置，从而能够对MR元件14a提供为了使MR元件14a适当地动作而所需的传送方向的偏置磁场。
若包含磁性体的被读取介质1(硬磁性体1a)向这种状态的部位通过，则磁场分布会发生变化。此时，施加到MR元件14a的磁场矢量23的方向会稍许发生变化。即使磁场矢量23的方向的变化很微小，由于作为传送方向分量23b的比例会发生较大的变化，因此也能够利用MR元件14a充分地检测出该变化。
图18A中，磁场矢量23在配置有MR元件14a的附近，与传送面P交叉的交叉磁场即垂直方向分量23a和传送方向分量23b为相同程度的大小。由于MR元件14a相比于磁体11的中心线11a稍许朝传送方向偏离，因此如图18A所示，磁场矢量23从垂直方向朝传送方向倾斜。该磁场的传送方向分量23b起到作为MR元件14a的偏置磁场的作用。
图18B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁场矢量图。例如，如图18B所示，若包含以朝+X方向产生N极且朝-X方向产生S极的方向而被预先磁化的磁性体(硬磁性体1a)的被读取介质1靠近MR元件14a，则如图18B所示，在MR元件14a的位置，磁场矢量23的X方向分量Hx的方向与硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b的X方向分量的方向成为相同方向。因而，磁场矢量23与被读取介质1(硬磁性体1a)所具有的硬磁性体磁场1b合成，以远离被读取介质1(硬磁性体1a)的方式朝传送方向侧(+X方向)倾斜。因此，磁场矢量23的传送方向分量23b变大。图18B中，以虚线箭头示出没有被读取介质1(硬磁性体1a)时的磁场矢量23。
图18C是被读取介质来到磁阻效应元件的位置时的磁场矢量图。图18C中，也以虚线箭头示出没有被读取介质1(硬磁性体1a)时的磁场矢量23。若包含磁性体的被读取介质1(硬磁性体1a)来到MR元件14a的位置，则如图18C所示，在MR元件14a的位置，磁场矢量23的X方向分量Hx的方向与硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b的X方向分量的方向成为相反方向。因而，磁场矢量23与被读取介质1(硬磁性体1a)所具有的硬磁性体磁场1b合成，朝与传送方向相反一侧(-X方向)倾斜，因此传送方向分量23b变小。
图18D是被读取介质远离磁阻效应元件时的磁场矢量图。图18D中，也以虚线箭头示出没有被读取介质1(硬磁性体1a)时的磁场矢量23。若包含磁性体的被读取介质1(硬磁性体1a)远离MR元件14a，则如图18D所示，在MR元件14a的位置，磁场矢量23的X方向分量Hx的方向与硬磁性体1a的硬磁性体磁场1b的X方向分量的方向成为相同方向。因而，磁场矢量23与被读取介质1(硬磁性体1a)所具有的硬磁性体磁场1b合成，以被被读取介质1(硬磁性体1a)吸引的方式朝传送方向侧(+X方向)倾斜。因此，磁场矢量23的传送方向分量23b变大。由于被读取介质1(硬磁性体1a)的磁性体朝传送方向移动，从而感测传送方向分量23b的磁性的MR元件14a的电阻值发生变化。因而，由于被读取介质1(硬磁性体1a)的通过，导致磁场矢量23的传送方向的传送方向分量23b发生变化，因此感测传送分量的磁性的MR元件14a的电阻值发生变化，能够检测出被读取介质1(硬磁性体1a)的磁分量。
如图15所示，光学读取区域201和磁读取区域202相一致，可同时得到同一部位的图像信息和硬磁性体的磁性信息，因此能够将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联。其结果是，能够得到高精度的信息。
实施方式5.
图19是本发明的实施方式5所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。图20是实施方式5所涉及的磁读取部的与主扫描方向正交的剖视图。图20是将图19的磁读取部3放大后的图。实施方式5是对于实施方式1将磁读取部3的结构改变后而得到的，光学读取部2的结构与实施方式1相同。
实施方式5中的磁读取部3与实施方式3及实施方式4相同，采用仅对由包含硬磁性体的墨水印刷成的、或者包含硬磁性体的物质而形成的纸币或支票等具有硬磁性体的被读取介质1的硬磁性体进行检测的情况下的结构。图19中，磁体11具有在与传送面P正交的方向(Z方向)上排列的N极和S极这样的彼此不同的磁极，朝+Z方向具有N极，朝-Z方向具有S极。磁轭22配置于磁体11的与传送面P相对的面，磁轭20被配置成以使得覆盖磁体11的配置有磁轭22的面以外的部分，并且朝传送面P一侧突出。图19中，MR芯片14在磁体11的传送面P一侧的磁轭22和磁体11的传送方向长度的中央部，配置于磁轭22与被读取介质1的传送面P之间。
实施方式5的磁读取部3的结构中，在磁体11的N极侧端部的传送方向侧面配置有磁轭22，并且磁轭20配置成以使得覆盖磁体11的面对磁轭22的部位以外的部分且朝传送路径一侧突出。因此，与实施方式4相比，从磁极越过磁轭22而朝向Z方向的磁场变小，朝向X方向的磁场变得更大。
若这样构成磁传感器装置，则与实施方式4相比，在MR芯片14附近，能够进一步减小利用磁体11、磁轭22及磁轭20施加到纸币(硬磁性体)的磁场。其结果是，由于对不会自行产生磁场的软磁性体的检测水平进一步变小，因此能够进一步区分硬磁性体和软磁性体。
如图19所示，光学读取区域201和磁读取区域202相一致，可同时得到同一部位的图像信息和硬磁性体的磁性信息，因此能够将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联。其结果是，能够得到高精度的信息。
实施方式6.
图21是本发明的实施方式6所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。实施方式6包括在磁读取部3的传送方向上排列的光学读取部(第二光学读取部)200。实施方式6的图像读取装置是对实施方式1的结构增加了光学读取部200而得到的。光学读取部200配置于传送面P的磁读取部3一侧。光学读取部200由导光体(第二导光体)24、成像光学系统(第二成像光学系统)25及受光部(第二受光部)27构成。导光体24、成像光学系统25及受光部27与实施方式1的导光体4、成像光学系统5及受光部7分别相同。受光部27载放于信号处理基板16。成像光学系统25将传送面P的磁回路一侧的光学读取区域(第二光学读取区域)101成像于受光部27。信号处理基板16对从受光部27输出的电信号进行处理，得到光学读取区域101的光学图像。
实施方式6中，在实施方式1的基础上，光学读取部200配置于传送面P的磁读取部3一侧。因此，还可得到被读取介质1的位于磁读取部3一侧的光学读取区域(101)的图像信息。由此，实施方式6的图像读取装置中，可得到被读取介质1的两面的图像信息。其结果是，被读取介质1的识别精度进一步提高。
另外，对于磁读取部3的磁回路，可选择实施方式1、3至5中的任一结构。即，可采用将光学读取部200与实施方式3、实施方式4或实施方式5的图像读取装置进行组合的结构。
实施方式7.
图22是本发明的实施方式7所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。实施方式7在实施方式6的结构的基础上，包括在光学读取部2的传送方向上排列的磁读取部(第二磁读取部(硬磁性体读取部))300。磁读取部300配置于传送面P的光学读取部2一侧。磁读取部300包括在传送方向上排列有N极和S极的磁体31、磁轭41、非磁性载体33、磁阻效应元件芯片(MR芯片)34、及连接MR芯片34的输出端子的基板35。从MR芯片34输出的电信号经由放大输出的放大器IC(未图示)和基板35并通过信号线37传输到传感器基板6。传感器基板6对从MR芯片34输出的电信号进行处理，输出磁性图案的信息。
实施方式7中，在实施方式6的基础上，检测硬磁性体的磁读取部300配置于传送面P的光学读取部2一侧。因此，在被读取介质1的磁读取部3一侧可得到磁图像的软磁性体的信息，并且在光学读取部2一侧可得到硬磁性体的信息。由此，实施方式7的图像读取装置中，不仅可得到被读取介质1的两面的图像信息，而且可得到软磁性体、硬磁性体双方的磁信息。其结果是，被读取介质1的识别精度进一步提高。
如图22所示，光学读取区域101和磁读取区域102相一致，可同时得到同一部位的图像信息和硬磁性体的磁性信息，因此能够将读取到的光学图像及磁性图案、与光学图像及磁性图案的位置关系相关联。其结果是，能够得到高精度的信息。
另外，对于磁读取部300(第二磁读取部)，可选择实施方式3至5中的任一结构。实施方式7的磁读取部300是与实施方式3的磁读取部3相同的结构。作为磁读取部300，可采用与实施方式4或实施方式5的磁读取部3相同的结构。此外，图22中，也可采用使图像读取装置旋转180°后的结构。这等同于在图22中使传送方向变得相反。
实施方式7中，若无需读取被读取介质1的磁读取部3一侧的面的图像信息，则也可不包括光学读取部200。此时，也可将磁读取部300配置在传送面P的与磁读取部3相同的一侧。
实施方式8.
图23是本发明的实施方式8所涉及的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖视图。实施方式8在实施方式6的结构的基础上，光学读取部2包括导光体(第三导光体)44。导光体44配置在传送面P的光学读取部2一侧、即与光学读取部200相对的一侧。导光体44的光向传送面P的与光学读取部101相反一侧照射。导光体44的光轴(虚线箭头)与成像光学系统25的光轴(实线箭头)相同。即，在成像光学系统25中，从被读取介质1的相反侧照射导光体44的光，导光体44的光轴(虚线箭头)、与来自导光体24的光由被读取介质1反射并向成像光学系统25射入的光的光轴(实线箭头)相同。由此，受光部27接收以下光：即，来自导光体24的光由被读取介质1反射后的反射光、和来自导光体44的光透过被读取介质1后的透过光。
实施方式8中，在实施方式6的基础上，照射透过光的导光体44配置于传送面P的与光学读取部200相对的一侧。因此，在被读取介质1如纸币的水印部那样具有透过性的图案的情况下，通过来自导光体44的透过光可得到被读取介质1的水印图像信息。由此，实施方式8中，不仅可得到被读取介质1的两面的反射图像信息及软磁性体的磁信息，而且可得到水印图像信息。其结果是，被读取介质1的识别精度进一步提高。
光学读取部200中，如果只要得到透过光的图像，则也可不包括导光体24。此时，也可将成像光学系统25及受光部27配置于传送面P的与成像光学系统5相同的一侧，将导光体44配置于传送面P的磁读取部3一侧。
实施方式1至实施方式8的结构只是示例，本发明并不局限于这些结构。例如，磁体11或磁体31的磁极的排列并不局限于图示的情况，也可分别将N极和S极相反地排列。此外，在各个实施方式中，被读取介质1的传送方向也可与图示的相反。
本发明在不脱离本发明的广义精神和范围的前提下，可采用各种实施方式及其变形。此外，上述实施方式用于说明本发明，并非限定本发明的范围。本发明的范围并非由实施方式来示出，而是由权利要求书来示出。而且，在权利要求书内及在其等同的发明意义的范围内实施的各种变形被视为在本发明的范围内。
本申请主张基于2014年10月3日申请的、包含说明书、权利要求书、附图及摘要的、日本国专利申请2014-204376号的优先权。日本国专利申请2014-204376号的披露内容通过参照整体包含在本申请中。
标号说明
1 被读取介质，1a 硬磁性体，1b 硬磁性体磁场，2 光学读取部，3 磁读取部，4 导光体，5 成像光学系统，6 传感器基板，7 受光部，8 壳体，9 透过体，11 磁体，11a 中心线，12 磁轭，13 非磁性载体，14 磁阻效应元件芯片(MR芯片)，14a MR元件，15 基板，16 信号处理基板，17 信号线，18 罩盖，19 壳体，20 磁轭，21 磁轭，22 磁轭，23 磁场矢量，23a 垂直方向分量，23b 传送方向分量，24 导光体(第二导光体)，25 成像光学系统(第二成像光学系统)，27 受光部(第二受光部)，31 磁体，33 非磁性载体，34 磁阻效应元件芯片(MR芯片)，35 基板，37 信号线，41 磁轭，44 导光体(第三导光体)，100 磁力线(偏置磁场)，101光学读取区域(第二光学读取区域)，102 磁读取区域(第二磁读取区域)，200 光学读取部(第二光学读取部)，201 光学读取区域，202 磁读取区域，300 磁读取部(第二磁读取部)，P传送面。

Claims (4)

1.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
磁回路，该磁回路设置于包含磁组分的片状的被读取介质沿着其片表面的方向被传送的传送面的一侧，所述磁回路通过对设置在所述磁回路与所述传送面之间、且安装于非磁性载体并被非磁性罩盖覆盖的磁阻效应元件的配置，对所述磁阻效应元件产生主要分量与传送方向平行的偏置磁场；
磁阻效应元件，该磁阻效应元件检测出包含磁组分的片状的所述被读取介质中的、在所述传送面的磁读取区域中由所述偏置磁场产生磁场的所述被读取介质在所述传送面上被传送时的所述偏置磁场的传送方向分量的强度变化，且所述磁阻效应元件安装于所述非磁性载体，并被所述非磁性罩盖覆盖；
第一光源，该第一光源设置于夹着所述传送面与所述磁回路及所述磁阻效应元件相对的一侧，且向所述传送面的所述磁读取区域照射光；以及
第一成像光学系统和第一受光部，该第一成像光学系统和第一受光部设置于夹着所述传送面与所述磁回路及所述磁阻效应元件相对的一侧，
所述第一成像光学系统对从所述第一光源射出且被所述传送面的包含所述磁读取区域中的传送方向上的至少一部分在内的第一光学读取区域中的所述被读取介质反射后的光进行集中，并成像于所述第一受光部。
2.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
磁回路，该磁回路设置于包含磁组分的片状的被读取介质沿着其片表面的方向被传送的传送面的一侧，该磁回路包括磁体和磁轭，该磁体在与传送方向平行的方向上具有不同的磁极，该磁轭设置于所述磁体的双方磁极，所述磁回路通过对设置在所述磁回路与所述传送面之间、且安装于非磁性载体并被非磁性罩盖覆盖的磁阻效应元件的配置，对所述磁阻效应元件产生主要分量与所述传送方向平行的偏置磁场；
磁阻效应元件，该磁阻效应元件检测出包含磁组分的片状的所述被读取介质中的、在所述传送面的磁读取区域中由所述偏置磁场产生磁场的所述被读取介质在所述传送面上被传送时的所述偏置磁场的传送方向分量的强度变化，且所述磁阻效应元件安装于所述非磁性载体，并被所述非磁性罩盖覆盖；
第一光源，该第一光源设置于夹着所述传送面与所述磁回路及所述磁阻效应元件相对的一侧，且向所述传送面的所述磁读取区域照射光；以及
第一成像光学系统和第一受光部，该第一成像光学系统和第一受光部设置于夹着所述传送面与所述磁回路及所述磁阻效应元件相对的一侧，
所述第一成像光学系统对从所述第一光源射出且被所述传送面的包含所述磁读取区域中的传送方向上的至少一部分在内的第一光学读取区域中的所述被读取介质反射后的光进行集中，并成像于所述第一受光部。
3.如权利要求1或2所述的图像读取装置，其特征在于，包括：
第二光源，该第二光源设置于所述传送面的所述磁回路一侧，且从所述磁回路一侧向所述传送面的第二光学读取区域照射光；以及
第二成像光学系统和第二受光部，该第二成像光学系统和第二受光部设置于所述传送面的所述磁回路一侧，
所述第二成像光学系统将所述第二光学读取区域成像于所述第二受光部。
4.如权利要求3所述的图像读取装置，其特征在于，
包括第三光源，该第三光源设置于夹着所述传送面与所述第二成像光学系统相对的一侧，且从所述传送面的所述第二光学读取区域的相反侧照射光轴与所述第二成像光学系统的光轴相同的光。
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