CN107293036B - 图像传感器装置 - Google Patents

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Abstract

为了获得可获得被读取物两面的反射光信息和来自被读取物两面的透射光信息，保证传送品质并缩短传送方向尺寸，小型且通用性高的图像传感器及图像传感器装置，本发明包括：对被读取物照射光，并沿主扫描方向延伸的照明部；对来自所述被读取物的光进行成像的棒形透镜阵列；以及将利用该棒形透镜阵列成像后的光转换成电信号的光接收部，照明部照射出法线光和倾斜光，该法线光来自被读取物的法线方向，对被读取物的第一照射区域进行照射，该倾斜光从被读取物的法线方向倾斜规定的角度，对从第一照射区域向副扫描方向偏移的第二照射区域进行照射。

Description

图像传感器装置
本发明申请是国际申请号为PCT/JP2013/006171，国际申请日为2013年10月17日，进入中国国家阶段的申请号为201380054514.9，名称为“图像传感器及图像传感器装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及对具有将光进行反射的部分和使光透过的部分的读取对象(被读取物)的图像进行读取的图像传感器装置。
背景技术
作为具有将光进行反射的部分和使光透过的部分的被读取物的纸币等纸张、有价证券等，利用光学传感器来进行读取。例如，在利用光学传感器的纸张读取装置中，通过以下动作进行读取处理。首先，对纸张照射波长互不相同的多个光。接着，从所照射的光被纸张反射而得到的反射光中读取反射光信息及透射光信息，从而检测出纸张的光学信息。根据检测到的光学信息来进行纸张的真假判别或流通劣化程度的判别等。将这样的光学信息提供给读取装置的光学检测部由对纸张进行照明的照明系统、对来自纸张的反射光或透射光进行成像的成像系统、将成像后的光信息转换成电信号的光电转换元件等构成。近年来，以纸币判别需求增加等为背景，光学检测部所要求的检测信息量飞跃性地提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第4424360号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
将光学信息提供给读取装置的光学检测部所要求的光学规格多种多样。即，通过被读取物的单面信息及双面信息、或者反射光信息及透射光信息的组合来决定检测规格。在对于各种读取规格独立地进行专用开发的情况下，具有开发费用昂贵、成本上升的问题。尤其在被读取物的反射光信息和透射光信息都需要检测的情况下，需要设置与反射信息及透射信息分别对应的专用的检测机构，与使用光学传感器的其他用途(例如，仅检测反射信息即可的复印机等)相比，具有导致检测部大型化和成本上升的倾向。
因此，例如专利文献1中公开了在被读取物的一个面侧配置有包括用于读取反射光信息的照明系统、成像系统及光电转换元件等在内的图像传感器。除此以外，还公开了如下内容：即、与该图像传感器一起，在被读取物的另一个面侧配置具有与上述图像传感器(即配置在被读取物的一个面侧的图像传感器)的成像光轴一致的照射光轴的专用照明单元。上述图像传感器利用自身的照明系统对被读取物进行照明，并使来自被读取物的反射光在光电转换元件上成像，来获得反射光信息。此外，上述图像传感器还示出了如下示例：使上述专用照明单元对被读取物进行照明的光中的透过被读取物并发生散射的光经由上述图像传感器的成像透镜，并达到光电转换元件，从而透射光信息被获取到。在该示例中，为了同时获得反射光信息和透射光信息，具有与反射光信息和透射光信息分别相对应的专用的照明系统，但成像系统和光电转换元件等为共用。通过该结构，能获得空间因素良好的、通用性高的光学检测部。
然而，专利文献1所记载的结构中，在需要被读取物两面的反射光信息和来自被读取物两面的透射光信息的情况下，需要在被读取物的两侧分别配置一台图像传感器及透过用专用光学，因此光学检测部的所占面积增大。因此，具有导致读取装置整体变大的问题。此外，无法避免各侧的图像传感器和照明专用单元之间的间隙或阶差。因此，在被读取物的前端具有折痕或褶皱的情况下，具有如下问题：在传送被读取物的途中，被读取物的前端会钩住上述间隙或阶差部分，或因卡纸而导致传送困难，或对纸张或传送装置带来损伤。
本发明的目的在于解决上述问题。即，其目的在于获得一种图像传感器装置，其能获得被读取物两面的反射光信息和来自被读取物两面的透射光信息，保证传送品质并缩短传送方向尺寸，小型且通用性高。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的观点所涉及的图像传感器装置包括一对图像传感器，该图像传感器分别具备：对被读取物照射光，并沿主扫描方向延伸的照明部；对来自所述被读取物的光进行成像的棒形透镜阵列；以及将利用该棒形透镜阵列成像后的光转换成电信号的光接收部，所述照明部照射出法线光和倾斜光，该法线光来自所述被读取物的法线方向，对所述被读取物的第一照射区域进行照射，该倾斜光从所述被读取物的法线方向倾斜预定的角度，对与所述第一照射区域向副扫描方向偏移的第二照射区域进行照射。一对所述图像传感器以所述主扫描方向为轴呈点对称地夹持被读取物，并相对配置，一个所述图像传感器的所述倾斜光经所述被读取物反射后得到的反射光的光轴与另一个所述图像传感器的所述法线光透过所述被读取物后得到的透射光的光轴相一致，一个所述图像传感器的所述照明部与另一个所述图像传感器的所述照明部在互不相同的时刻点亮，在一个所述图像传感器的所述照明部的点亮时刻，由一个所述图像传感器的所述光接收部将所述反射光转换成电信号，由另一个所述图像传感器的所述光接收部将所述透射光转换成电信号。
发明效果
能获得小型且通用性高的图像传感器装置，该图像传感器装置能获得被读取物两面的反射光信息和来自被读取物两面的透射光信息，同时保证被读取物的传送品质并缩短传送方向尺寸。
附图说明
图1是本发明的实施方式1及4所涉及的图像传感器装置的剖视图。
图2是本发明的实施方式1至4所涉及的照明单元的侧面剖视图。
图3是本发明的实施方式1及4所涉及的柔性印刷基板图。
图4是本发明的实施方式1及4所涉及的导光体的剖视图。
图5是本发明的实施方式1所涉及的整体框图。
图6是本发明的实施方式1所涉及的图像传感器的时序图。
图7是本发明的实施方式1所涉及的图像传感器的时序图。
图8是朝向本发明的实施方式2所涉及的没有切口的导光体的短边方向的光路图。
图9是朝向本发明的实施方式2所涉及的导光体的短边方向的光路图。
图10是朝向本发明的实施方式2所涉及的没有切口的导光体的短边方向的光路图。
图11是朝向本发明的实施方式2所涉及的具有两个切口的导光体的短边方向的光路图。
图12是朝向本发明的实施方式2所涉及的切口方向经过调整的导光体的短边方向的光路图。
图13是朝向本发明的实施方式2所涉及的切口方向经过调整的导光体的短边方向的光路图。
图14是朝向本发明的实施方式2所涉及的在切口添加了遮光构件的导光体的短边方向的光路图。
图15是本发明的实施方式3所涉及的图像传感器装置的剖视图。
图16是本发明的实施方式3所涉及的图像传感器装置的剖视图。
图17是本发明的实施方式4所涉及的整体框图。
图18是本发明的实施方式4所涉及的图像传感器的时序图。
图19是本发明的实施方式4所涉及的图像传感器的时序图。
图20是本发明的实施方式4所涉及的由具有分光透射光谱滤光片(spectraltransmission spectrum filter)的三列构成的光电转换元件阵列的图。
具体实施方式
本发明的实施方式中，将图像传感器和图像传感器装置的读取对象(被读取物)是纸币、有价证券、支票等纸张的情况作为一个示例来进行说明，但读取对象(被读取物)只要是具有将光进行反射的部分和使光透过的部分的物体均可实施本发明。图中，相同标号表示相同或相当的部分，因此省略对它们的详细说明。
实施方式1
以下，对本发明的实施方式1所涉及的图像传感器及图像传感器装置进行说明。图1是实施方式1所涉及的图像传感器装置的剖视图。本发明的实施方式中，17是位于图像传感器装置的外部的要读取的纸币、有价证券、支票等纸张，即具有反射光信息和水印等透射光信息的纸张。
如图1所示，图像传感器装置配置成两台相同外形、相同结构的图像传感器91a及91b相互以主扫描方向为轴旋转180度，且各自的顶板玻璃1a及1b隔着一定的间隔相对，以从上下夹持纸张17。此外，纸张17构成为能通过利用传送方向上游侧及下游侧所设置的辊20的传送系统，在由上述两片顶板玻璃1a及1b产生的间隙内沿图1上的左右方向(副扫描方向)传送。纸张17的图像的读取能通过一边以一定速度传送纸张17一边同时驱动上下方的图像传感器91a和91b，并使其进行扫描来实现。
图1所示的两台图像传感器91a和91b的基本结构是外形相同、构造相同。因此，以图1下侧的图像传感器91a为中心对其结构进行阐述(以下，()内的标号表示上侧的图像传感器91b的构成部件)。图像传感器91a(91b)中，1a(1b)是顶板玻璃，2a(2b)和3a(3b)是穿过玻璃板1a(1b)对纸张17进行照明且截面为圆形的导光体，21a(21b)、22a(22b)及23a(23b)是导光体2a(2b)和3a(3b)的外周面的一部分且遍及大致整个读取宽度来设置的使光反射及散射的光散射部，5a(5b)是对来自纸张17的反射光及透射光进行成像的棒形透镜阵列，6a(6b)是将成像后的光信息转换成电信号的一维光电转换元件阵列，7a(7b)是安装一维光电转换元件阵列的印刷基板，51a(51b)是安装于印刷基板7a(7b)的信号处理部，8a(8b)是对上述构件进行保持的壳体。
接着，对照明单元进行说明。图2是表示实施方式1所涉及的照明单元的侧面剖视图。图2中9a(9b)及11a(11b)是安装光源(LED)的柔性印刷基板，10a(10b)及12a(12b)是位于各个导光体2a(2b)及3a(3b)和柔性印刷基板9a(9b)及11a(11b)之间对两者进行保持的托架。图3(a)及图3b(b)中的LED安装于柔性印刷基板9a(9b)及11a(11b)的安装区域41a～44a(41b～44b)中，使得其光轴朝向导光体2a(2b)及3a(3b)的轴向，安装区域42a(42b)及44a(44b)对应导光体2a(2b)，安装区域41a(41b)及43a(43b)对应导光体3a(3b)。此外，LED的发光波长是上述一维光电转换元件阵列具有灵敏度的波长范围，根据检测规格安装一种或波长互不相同的多种LED，经由柔性印刷基板9a(9b)及11a(11b)通过信号处理部51a(51b)对每种种类进行点亮/熄灭控制。另外，图3(a)示出了柔性印刷基板9a(9b)。图3(b)示出了柔性印刷基板11a(11b)。
此处，对实施方式1的作用和效果进行说明。图3是本发明的实施方式1所涉及的柔性印刷基板图。图2及图3(a)(图3(b))中，从安装于柔性印刷基板9a(9b)及11a(11b)的安装区域41a～44a(41b～44b)的LED射出的光射入由托架10a(11b)及12a(12b)以接近光源的方式进行保持的导光体2a(2b)和3a(3b)。
射入的光线边在导光体内表面进行全反射边前进，其中的一部分通过光散射部21a～23a(21b～23b)进行散射，该光散射部21a～23a(21b～23b)是导光体外周面的一部分且设置于与位于棒形透镜阵列5a(5b)的光轴上的纸张17上的区域17a及17b相对的位置，并遍及读取宽度方向(图1纸面的纵深方向)。图4示出了导光体2a(2b)及3a(3b)的剖视图，但通过光散射部21a～23a(21b～23b)而发生散射的光根据光的反射、折射法则，在相对于截面中心与光散射部相反侧的方向获得一定的聚光效果，并进行辐射，对图1中的纸张17进行照明。另外，图4(a)示出了导光体2a(2b)。图4(b)示出了导光体3a(3b)。
图1中，下侧的图像传感器91a的导光体2a及3a中，各个光散射部21a及22a设置于能以大约倾斜45度的角度有效地对纸张17上的位于棒形透镜阵列5a的光轴上的区域17a进行照明的位置。除此以外，导光体3a中，与光散射部22a分开设置的光散射部23a设置于能从纸张的法线方向有效地对纸张17上的位于上侧的图像传感器91b的棒形透镜阵列5b的光轴上的区域17b进行照明的位置。
上侧的图像传感器91b的导光体2b及3b中，各个光散射部21b及22b设置于能以大约倾斜45度的角度有效地对纸张17上的位于棒形透镜阵列5b的光轴上的区域17b进行照明的位置。除此以外，与导光体3b的光散射部22b分开设置的光散射部23b设置于能从纸张的法线方向有效地对纸张17上的位于下侧的图像传感器91a的棒形透镜阵列5a的光轴上的区域17a进行照明的位置。
由于采样上述那样的结构，因此下侧的图像传感器91a的一维光电转换元件阵列6a能接收如下信息：由下侧的图像传感器91a的导光体2a及3a进行照明而得到的来自纸张17上的区域17a的反射光信息、以及由上侧的图像传感器91b的导光体3b进行照明而得到的来自纸张17上的区域17b透射光信息。一维光电转换元件阵列6b对接收到的光进行光电转换，其电信息能经由信号处理部51a输出至外部。
另一方面，上侧的图像传感器91b的一维光电转换元件阵列6b能接收如下信息：由上侧的图像传感器91b的导光体2b及3b进行照明而得到的来自纸张17上的区域17b的反射光信息、以及由下侧的图像传感器91a的导光体3a进行照明而得到的来自纸张17上的区域17a的透射光信息。一维光电转换元件阵列6b对所接收到的光进行光电转换，其电信息能经由信号处理部51b输出至外部。
另外，各个一维光电转换元件阵列输出与自身所具有的分光灵敏度光谱和具有各个一维光电转换元件阵列所接收到的反射信息和透射信息的光谱的卷积成比例的电信号。一维光电转换元件阵列自身所具有的分光灵敏度光谱(因装置而)固定，因此通过边切换发光光谱互不相同的照明边进行扫描，能获得光谱不同的反射及透射信息。
然而，导光体3a及3b中在两处设有光散射部，因此光散射部的面积大约为导光体2a及2b的光散射部的2倍。因此，在入射到所有导光体2a、2b、3a、3b的光源的强度相同的情况下，与导光体2a和2b的照度相比，使导光体3a和3b从倾斜45度的角度对纸张17上的区域17a和17b分别进行照明的照度大约为其1/2。因此，在需要从倾斜45度的角度左右均等地对区域17a或17b进行照明的情况下，需要将导光体3a和3b所对应的光源的强度设定为导光体2a和2b所对应光源的强度的2倍。具体而言，能通过将安装于安装区域41a(41b)及43a(43b)的LED的个数设定为安装于安装区域42a(42b)及44a(44b)的LED的个数的大约2倍，或者将安装于安装区域41a(41b)及43a(43b)的LED的驱动电流设定为安装于安装区域42a(42b)及44a(44b)的LED的驱动电流的大约2倍，来进行校正。
接着，对光源的点亮时刻和图像传感器的输出之间的关系进行说明。图6示出了图像传感器91a的动作时刻。图6中，SSIG表示副扫描同步信号。ONSIG(R1)表示点亮信号(反射色1)。同样，ONSIG(R2)和ONSIG(R3)分别表示点亮信号(反射色2)和点亮信号(反射色3)。ONSIG(T1)表示点亮信号(透过色1)。同样，ONSIG(T2)和ONSIG(T3)分别表示点亮信号(透过色2)和点亮信号(透过色3)。OTSIG(R1)表示输出信号(反射色1)。同样，OTSIG(R2)和OTSIG(R3)分别表示输出信号(反射色2)和输出信号(反射色3)。OTSIG(T1)表示输出信号(透过色1)。同样，OTSIG(T2)和OTSIG(T3)分别表示输出信号(透过色2)和输出信号(透过色3)。另外，反射色、透过色意味着光源的波长。ON2a3a表示与导光体2a和3a相对应的波形。ON2b3b表示与导光体2b和3b相对应的波形。OUT91a表示与图像传感器91a的输出相对应的波形。
对动作进行说明。与SSIG同步地以ONSIG(R1)、ONSIG(T1)、ONSIG(R2)、ONSIG(T2)、ONSIG(R3)、ONSIG(T3)的顺序重复反射色、透过色的点亮。因此，图像传感器91a的输出信号以OTSIG(R1)、OTSIG(T1)、OTSIG(R2)、OTSIG(T2)、OTSIG(R3)、OTSIG(T3)的顺序输出。对于ONSIG(R1)及ONSIG(T1)，也参照图1进行详细说明。根据ONSIG(R1)的点亮信号，点亮图像传感器91a的导光体2a、3a，通过光散射部21a和光散射部22a进行散射、反射并从导光体2a、3a射出的、倾斜角度约为45度的光在区域17a进行反射，并被光电转换元件阵列6a接收，作为OTSIG(R1)的输出信号从图像传感器91a输出。接着，根据ONSIG(T1)的点亮信号，点亮图像传感器91b的导光体2b、3b，通过光散射部23b进行散射、反射并从导光体2a、3a射出的大约法线方向的光透过区域17a，并被光电转换元件阵列6a接收，作为OTSIG(T1)的输出信号同时从图像传感器91a输出。反射色2、3及透过色2、3也进行同样的动作。
此处，对安装有如下光源的情况进行了说明，即、作为导光体2a和3a所对应的光源具有共三种单波长的光源，以及作为导光体2b和3b所对应的光源具有共三种单波长的光源。当然，通过将共6种光源与扫描信号同步，并依次重复进行点亮、熄灭，从而能按时间序列获得与扫描信号同步且与点亮光源种类相对应的一维光电转换元件阵列的输出。同样，对于图7所示的图像传感器91b，也能在相同的时刻获得输出。另外，图7中，OUT91b示出了与图像传感器91b的输出相对应的波形。图6和图7的省略记号的不同之处在于OUT91a和OUT91b。
由此，通过同步控制上下方的图像传感器91a和91b，从而例如在点亮图像传感器91a的导光体2a和3a的某个波长的光源的时刻，图像传感器91b的导光体2b和3b熄灭。因此，在从光电转换元件6a获取来自纸张17上的规定区域的与照明波长相对应的反射信息的同一时刻，从光电转换元件6b获取来自与纸张17上的规定区域相隔一定距离的区域且与照明波长相对应的透射信息。
图5是本发明的实施方式1所涉及的整体框图。图5中，ONSIG表示点亮信号。MSIG表示主扫描方向同步信号及副扫描方向同步信号。信号处理部51a和51b如图5所示那样构成，从一维光电转换元件阵列6a和6b输出的模拟像素依次输出在利用AD转换器进行数字转换后，经过黑校正处理和白校正处理等信号处理并输出至外部，该黑校正处理进行数字运算，以使得一维光电转换元件阵列所具有的黑输出不均匀特性变得均匀，而该白校正处理进行数字运算，使得一维光电转换元件阵列所具有的灵敏度不均匀特性、照明系统及成像系统的输出不均匀特性变得均匀。
实施方式1所涉及的图像传感器(图像传感器装置)示出了在搭载有下侧的图像传感器91a及上侧的图像传感器91b的同时，还搭载有三种不同波长的LED的示例，但波长的种类并不限于此，能在上下使用不同个数的LED、不同波长的LED。
如上所述，实施方式1所涉及的图像传感器(图像传感器装置)中，通过使用分别在一个壳体内收纳有反射读取用光源和透过读取用光源的一对相对的图像传感器，从而能检测出纸张两面的反射光信息及透射光信息，并且不会牺牲传送品质，以实现读取装置内的光检测部的小型化。
实施方式2
以下，对本发明的实施方式2所涉及的图像传感器及图像传感器装置进行说明。图8是朝向实施方式2所涉及的没有切口的导光体的短边方向的光路图。图9是朝向实施方式2所涉及的导光体的短边方向的光路图。图10是朝向实施方式2所涉及的没有切口的导光体的短边方向的光路图。图11是朝向实施方式2所涉及的具有两个切口的导光体的短边方向的光路图。图12是朝向实施方式2所涉及的切口方向经过调整的导光体的短边方向的光路图。图13是朝向实施方式2所涉及的切口方向经过调整的导光体的短边方向的光路图。图14是朝向实施方式2所涉及的在切口添加遮光构件的导光体的短边方向的光路图。对图8至图14中与图4相同或者同等的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
实施方式1中搭载于壳体8的导光体2的截面为圆形。该截面形状不同的实施方式是实施方式2。光散射部21在光散射部22、23对于一根导光体2或导光体3的截面直径的散射角度较小的情况下，没有什么问题。然而，在散射角度较大的情况下，从光散射部22、23散射反射的光从导光体3射出，相对于纸张17垂直入射的光束14和以某个角度入射的光束15重叠照射在纸张17上。此时，利用照射角度不同的光进行照明，因此会产生如下问题：在纸张17具有褶皱的情况或传送时发生抖动的情况下，若玻璃板1和纸张17的距离发生变化，则照明光量有较大的变化。
图8是光散射部22的散射角度较大的情况，光束14和光束15重叠照射于纸张17。因此，通过如图9所示那样添加沿导光体3的主扫描方向延伸的切口(凹部)18，从而能切断成为光束15扩散的原因的光路，防止光束14和光束15重叠。即，导光体3在光束14的光射出区域和光束15的光散射部22之间的侧面具有沿主扫描方向延伸的切口18(凹部)，该切口18的从副扫描方向观察到的侧面由相交的两个平面构成。另外，切口18由相交的平面状的侧壁18a、18b形成，侧壁18a和侧壁18b正交，切口18的侧壁18a与光束14的光轴平行。另外，虽未图示，但同样在光散射部23的散射角度较大的情况下，导光体3在光束15的光射出区域和光束14的光散射部23之间的侧面具有沿主扫描方向延伸的切口18(凹部)，该切口18的从副扫描方向观察到的侧面由相交的两个平面构成。另外，切口18由相交的平面状的侧壁18a、18b形成，侧壁18a和侧壁18b正交，切口18的侧壁18a与光束15的光轴平行。
图10是光散射部22和23的散射角度均较大的情况。此时也同样地如图11所示那样添加两个向主扫描方向延伸的切口18、19，从而能防止光束14和15的重叠。即，导光体3在光束14的光射出区域和光束15的光散射部22之间的侧面及光束15的光射出区域和光束14的光散射部23之间的侧面具有沿主扫描方向延伸的切口18、19(凹部)，该切口18、19的从副扫描方向观察到的侧面分别由相交的两个平面构成。另外，切口18由相交的平面状的侧壁18a、18b形成，侧壁18a和侧壁18b正交，切口18的侧壁18a与光束14的光轴平行。另外，切口19由相交的平面状的侧壁19a、19b形成，侧壁19a和侧壁19b正交，切口19的侧壁19a与光束15的光轴平行。
此处，若考虑导光体的制造，则对于图11的形状，以模具的接缝将射出光束14和15的导光体侧面的中央和光散射部22和23的中央相连结的方式来进行制造。因此，导光体3的光射出部中接缝可能会使射入的光束14、15的一部分产生折射。因此，作为变形例，通过如图12所示那样改变沿主扫描方向延伸的切口18、19的一个角度，从而模具向与光束14平行的方向脱落，因此能避开光射出部上存在接缝。即，以切口18的侧壁18a与光束14的光轴平行、切口19的侧壁19b与光束14的光轴平行的方式形成切口18、19。
图12所示的导光体3中，有时光路14a所产生的光束14发生扩散，从而与光束15重叠。因此，通过图13所示那样对于沿导光体3的侧面延伸的切口18、19加上某个角度，从而能调整折射方向，防止光束14和15的重叠。即，形成切口18、19，使得侧壁18a和侧壁18b以钝角相交，侧壁19a和侧壁19b以钝角相交。另外，以切口18的侧壁18a与光束14的光轴平行、切口19的侧壁19b与光束14的光轴平行的方式形成切口18、19。
此外，也可以如图14所示那样对导光体3的切口18、19设置沿主扫描方向延伸的遮光构件13来切断光路。此时，通过利用白树脂、金属那样反射率较高的材质来制作遮光构件13，能使从导光体3漏出的光返回导光体内，因此能更有效地将光照射于纸张17。实施方式1和实施方式2的不同点在于导光体的形状。另外，也可以如图15、图16所示那样改变壳体8的形状来起到遮光构件13的功能。在接下来的实施方式3中对图15和图16所示的图像传感器(图像传感器装置)的详细情况进行说明。
实施方式3
以下，对本发明的实施方式3所涉及的图像传感器及图像传感器装置进行说明。图15是实施方式3所涉及的图像传感器装置的剖视图。图16是实施方式3所涉及的图像传感器装置的剖视图。对图15、图16中与图1相同或者同等的构成要素标注相同的标号，并省略其说明。
如实施方式1所涉及的图像传感器(图像传感器装置)的说明所使用的图1所示那样，实施方式1的壳体8中搭载有设置一个光散射部21的导光体2和设置两个光散射部的导光体3这两种导光体。另一方面，实施方式3是搭载有两个导光体3的情况，该导光体3设置有两个光散射部22、23。图15是从收纳于壳体8的导光体3射出的两束光射出到反射读取位置和与纸张17垂直的方向的情况。图16是将一个导光体3的辐射方向设置为反射读取位置和透过读取位置，将另一个导光体的辐射方向设置为反射读取位置和棒形透镜阵列5方向的情况。
在实施方式1所涉及的图像传感器(图像传感器装置)中，在图1那样搭载有反射读取专用的导光体2时，需要利用流过光源的电流、点亮时间、光源的设置数来调整从导光体2和导光体3照射出的光量。另一方面，在实施方式3所涉及的图像传感器(图像传感器装置)中，图15、图16搭载有相同的导光体3，因此无需微调就能从左右侧对棒形透镜阵列5照射相同光量。因此，具有能简单地抑制在纸张17具有褶皱等凹凸的情况下所产生的读取图像的阴影的优点。此外，无需制作反射专用的导光体2，因此可削减成本。
实施方式4
以下，对本发明的实施方式4所涉及的图像传感器及图像传感器装置进行说明。图17是实施方式4所涉及的整体框图。图18、图19是本发明的实施方式4所涉及的图像传感器的时序图。图20是实施方式4所涉及的由具有分光透射光谱滤光片的三列构成的光电转换元件阵列的图。对图17至图20中与图5至图7相同或者同等的结构要素标注相同的标号，并省略其说明。
实施方式4中，如图20所示那样在与读取宽度方向垂直的方向上搭载有由三列构成的具有一维光电转换元件阵列的光电转换元件阵列，以取代本发明的实施方式1的一维光电转换元件阵列。在各列的像素光接收部上形成有具有互不相同的分光透射光谱(此处分别为红、绿、蓝)的滤光片，因此各列的光电转换元件阵列能在各自接收的光信息中，仅将具有对应的分光透射光谱的光信息转换成电信号。
与图5、图6、图7相同，图17、图18、图19中ONSIG表示点亮信号。MSIG表示主扫描方向同步信号及副扫描方向同步信号。SSIG表示副扫描同步信号。ONSIG(R1)表示点亮信号(反射色1)。同样，ONSIG(R2)和ONSIG(R3)分别表示点亮信号(反射色2)和点亮信号(反射色3)。ONSIG(T1)表示点亮信号(透过色1)。同样，ONSIG(T2)和ONSIG(T3)分别表示点亮信号(透过色2)和点亮信号(透过色3)。OTSIG(R1)表示输出信号(反射色1)。同样，OTSIG(R2)和OTSIG(R3)分别表示输出信号(反射色2)和输出信号(反射色3)。OTSIG(T1)表示输出信号(透过色1)。同样，OTSIG(T2)和OTSIG(T3)分别表示输出信号(透过色2)和输出信号(透过色3)。另外，反射色、透过色意味着光源的波长。ON2a3a表示与导光体2a和3a相对应的波形。ON2b3b表示与导光体2b和3b相对应的波形。OUT91a表示与图像传感器91a的输出相对应的波形。OUT91b表示与图像传感器91a的输出相对应的波形。
实施方式4中，与实施方式1相同，作为光源也搭载有发光波长互不相同的多个LED，但其点亮时刻与实施方式1不同。即，实施方式1中，按时序列依次点亮、熄灭波长不同的LED，获得各个波长所对应的输出信号。另一方面，实施方式4中，同时点亮波长不同的LED。
图18表示图像传感器91a的动作时刻。此处，作为导光体2a和3a所对应的光源安装有具有共三种单波长的LED，并且作为导光体2b和3b所对应的光源安装有具有共三种单波长的LED。同时点亮导光体2a和3a所对应的三种光源，并同时点亮导光体2b和3b所对应的三种光源，且前者和后者被控制成与扫描信息同步，并在每一个扫描期间交替重复点亮、熄灭。具有互不相同的分光透射光谱的各个一维光电转换元件阵列输出与自身所具有的分光灵敏度光谱和具有自身所接收的反射信息和透射信息的光谱的卷积成比例的电信号。其结果是，利用不同的三种光源波长进行照明，能同时获得经漫射后的光信息通过分别不同的三种滤光片并分光而得到的输出。
在与SSIG同步地同时点亮反射色的ONSIG(R1)、ONSIG(R2)、ONSIG(R3)后，重复同时点亮透过色的ONSIG(T1)、ONSIG(T2)、ONSIG(T3)。因此，图像传感器91a的输出信号在同时输出OTSIG(R1)、OTSIG(R2)、OTSIG(R3)后，同时输出OTSIG(T1)、OTSIG(T2)、OTSIG(T3)。也参照图1进行详细说明。根据ONSIG(R1)、ONSIG(R2)、ONSIG(R3)的点亮信号，图像传感器91a的导光体2a、3a点亮，通过光散射部21a和光散射部22a进行散射、反射并从导光体2a、3a射出的、倾斜角度约45度的光在区域17a进行反射，并被光电转换元件阵列6a接收，作为OTSIG(R1)、OTSIG(R2)、OTSIG(R3)的输出信号同时从图像传感器91a输出。接着，根据ONSIG(T1)、ONSIG(T2)、ONSIG(T3)的点亮信号，图像传感器91b的导光体2b、3b点亮，通过光散射部23b进行散射、反射并从导光体2a、3a射出的大约法线方向的光透过区域17a，并被光电转换元件阵列6a接收，作为OTSIG(T1)、OTSIG(T2)、OTSIG(T3)的输出信号同时从图像传感器91a输出。对于图19所示的图像传感器91b，也能以相同的时刻获得输出。
由此，通过同步控制上下方的图像传感器91a和91b，从而在点亮图像传感器91a的导光体2a和3a所对应的光源的时刻，熄灭图像传感器91b的导光体2b和3b所对应的光源。因此，在从光电转换元件6a获取来自纸张17上的规定区域的反射信息的同一时刻，从光电转换元件6b获取来自与纸张17上的规定区域相隔一定距离的区域的透射信息。
信号处理部51a和51b如图17所示那样构成，从光电转换元件阵列6a和6b输出的三种模拟像素依次输出首先在利用多路复用器进行多多路复用后，利用AD转换器进行数字转换，经过黑校正处理和白校正处理等信号处理并输出至外部，该黑校正处理进行数字运算，以使得各个一维光电转换元件阵列所具有的黑输出不均匀特性变得均匀，该白校正处理进行数字运算，使得一维光电转换元件阵列所具有的灵敏度不均匀特性、照明系统及成像系统的输出不均匀特性变得均匀。
此处，示出了在搭载有下侧的图像传感器91a及上侧的图像传感器91b的同时，搭载有三种不同波长的LED的示例，但波长的种类并不限于此，能在上下册使用不同个数的LED、不同波长的LED。也能用荧光体激励的白色LED取代互不相同的多个LED。
如上所述，实施方式4所涉及的图像传感器(图像传感器装置)中，通过使用分别在一个壳体内收纳有反射读取用光源和透过读取用光源的一对相对的图像传感器，从而能检测出纸张两面的反射光信息及透射光信息，并且不会牺牲传送品质，实现读取装置内的光检测部的小型化。
此处，对实施方式1至4所涉及的图像传感器和实施方式1至4所涉及的图像传感器装置之间的关系进行说明。实施方式1至4所涉及的图像传感器装置中，一对实施方式1至4所涉及的图像传感器以主扫描方向为轴呈点对称地夹持被读取物，并相对配置，一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的倾斜光经被读取物反射后得到的反射光的光轴与另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的所述法线光透过所述被读取物后得到的透射光的光轴相一致。
实施方式1至4所涉及的图像传感器装置中，一对实施方式1至4所涉及的图像传感器以主扫描方向为轴呈点对称地夹持被读取物，并相对配置，一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第一照射区域位于另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第二照射区域的相反侧，另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第一照射区域位于一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第二照射区域的相反侧，一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的棒形透镜阵列对从一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的照射部照射出的倾斜光经一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第二照射区域反射后得到的反射光和从另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的照射部照射出的法线光透过一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第二照射区域后而得到的透射光的合成光进行成像，另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的棒形透镜阵列对从另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的照射部照射出的倾斜光经另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第二照射区域反射后得到的反射光和从一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的照射部照射出的法线光透过另一个(实施方式1至4所涉及的)图像传感器的第二照射区域后而得到的透射光的合成光进行成像。
标号说明
1 玻璃板
2 导光体
3 导光体
5 棒形透镜阵列
6 光电转换元件阵列
7 印刷基板
8 壳体
9 柔性印刷基板
10 托架
11 柔性印刷基板
12 托架
13 遮光构件
14 光束
14a 光束
15 光束
16 接缝
17 纸张
17a 纸张17的区域
17b 纸张17的区域
18 切口(凹部)
18a 切口18的侧壁
18b 切口18的侧壁
19 切口(凹部)
19a 切口19的侧壁
19b 切口19的侧壁
20 辊
21～23 光散射部(光反射图案)
41～44 光源安装部
63 带蓝滤光片的一维光电转换元件阵列
64 带绿滤光片的一维光电转换元件阵列
65 带红滤光片的一维光电转换元件阵列
51 信号处理部
91 图像传感器

Claims (9)

1.一种图像传感器装置，其特征在于，包括：
沿主扫描方向延伸的第一照明部，该第一照明部设置于被读取物的一侧，利用法线光和倾斜光来照明所述被读取物，该法线光从所述被读取物的法线方向对所述被读取物的第一照射区域进行照射，该倾斜光对于从所述第一照射区域向副扫描方向偏移的第二照射区域，从所述被读取物的法线方向倾斜预定的角度；
沿主扫描方向延伸的第二照明部，该第二照明部相对于所述第一照明部夹着所述被读取物位于另一侧，且对所述第一照射区域进行照明；
第一棒形透镜阵列，该第一棒形透镜阵列相对于所述被读取物设置在与所述第一照明部相同的一侧，对来自所述第二照射区域的光进行成像；
第一光接收部，该第一光接收部将由该第一棒形透镜阵列成像的光转换成电信号；
第二棒形透镜阵列，该第二棒形透镜阵列相对于所述被读取物设置在与所述第二照明部相同的一侧，对来自所述第一照射区域的光进行成像；以及
第二光接收部，该第二光接收部将由该第二棒形透镜阵列成像的光转换成电信号，
照射所述法线光的所述第一照明部与所述第二棒形透镜阵列相对地配置，所述第一照明部利用所述法线光照明的所述第一照射区域是所述第二棒形透镜阵列的光轴上的区域。
2.如权利要求1所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述法线光和所述倾斜光从一个导光体发出。
3.如权利要求1或2所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述第一照明部与所述第二照明部在互不相同的时刻点亮，在所述第一照明部的点亮时刻，由所述第一光接收部将所述倾斜光被所述被读取物反射后的反射光转换成电信号，由所述第二光接收部将所述法线光透过所述被读取物后的透射光转换成电信号，在所述第二照明部的点亮时刻，由所述第二光接收部将来自所述第二照明部的光被所述被读取物反射后的反射光转换成电信号。
4.如权利要求1或2所述的图像传感器装置，其特征在于，
从所述第一照明部发出的所述法线光的光轴与所述第二棒形透镜阵列的光轴一致。
5.如权利要求1或2所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述第一照明部包括：在主扫描方向上延伸，使从端部入射的光向所述主扫描方向传输的棒状的导光体；设置于该导光体的主扫描方向的端部，对所述导光体的端部照射光的光源；以及主扫描方向上的两列光反射图案，该两列光反射图案使从所述导光体的端部入射的光反射及散射，并从所述导光体的光射出区域射出光，
一列所述光反射图案射出所述倾斜光，另一列所述光反射图案射出所述法线光。
6.如权利要求1或2所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述第一照明部和所述第二照明部分别具有波长互不相同的多个光源，
所述第一光接收部和所述第二光接收部分别在主扫描方向上具有多列光电转换元件组，
多列所述光电转换元件组的每一列均形成有具有互不相同的透射光谱的滤光片，并且以列为单位读取出光电转换信号。
7.如权利要求1或2所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述第一照明部和所述第二照明部分别具有利用荧光体激励的白色光源，
所述第一光接收部和所述第二光接收部分别在主扫描方向上具有多列光电转换元件组，
多列所述光电转换元件组的每一列均形成有具有互不相同的透射光谱的滤光片，并且以列为单位读取出光电转换信号。
8.如权利要求1或2所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述第一照明部和所述第二照明部分别具有波长互不相同的多个光源，
所述第一照明部的多个光源与所述第二照明部的多个光源根据每个波长在互不相同的时刻点亮。
9.如权利要求6所述的图像传感器装置，其特征在于，
所述第一照明部的所有光源组与所述第二照明部的所有光源组在互不相同的时刻点亮。
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