JP2018082433A - Image sensor unit, paper identification device, image reading device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イメージセンサユニット、紙葉類識別装置、画像読取装置、画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image sensor unit, a paper sheet identification device, an image reading device, and an image forming device.
紙葉類識別装置や画像読取装置や画像形成装置などに適用されるイメージセンサユニットは、光源と、光源が発する光を線状化して被照明体に向けて出射する(線光源化する)長尺状の導光体とを有するものがある。このような導光体は、全体として細長い棒状の形状を有している。そして、その長手方向の端部には、光源が発する光を入射(入光)させる入光面が設けられており、長手方向の側面には、入射した光を外部(被照明体)に向けて光を出射する光出射面とが設けられている。 An image sensor unit applied to a paper sheet identification device, an image reading device, an image forming device, or the like is a light source and a length that linearizes light emitted from the light source and emits the light toward an object to be illuminated (uses a linear light source). Some have a long light guide. Such a light guide has an elongated rod-like shape as a whole. A light incident surface on which light emitted from the light source is incident (incident) is provided at the end in the longitudinal direction. The incident light is directed to the outside (illuminated body) on the side surface in the longitudinal direction. And a light emitting surface for emitting light.
このような導光体として、特許文献1には、光出射面が設けられた直線棒状の部分と、この直線棒状の部分の長手方向の端部に設けられ下側に向かって湾曲している部分とを有し、湾曲している部分の端面(すなわち下面)に入光面が設けられる構成が開示されている。入光面に入射した光は、湾曲している部分を通過して直線棒状の部分に至り、直線棒状の部分に設けられている光出射面から被照明体に向けて出射する。
As such a light guide,
イメージセンサユニットが読取対象部に向けて出射する光量を多くするためには、光源から出射されて導光体の入光面に入射した光が、導光体から漏れることなく光出射面に到達することが好ましい。しかしながら、導光体に湾曲している部分は光が漏れやすい。 In order to increase the amount of light emitted from the image sensor unit toward the reading target part, the light emitted from the light source and incident on the light incident surface of the light guide reaches the light output surface without leaking from the light guide. It is preferable to do. However, light is likely to leak from the portion curved to the light guide.
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、湾曲している部分が設けられた導光体において、湾曲している部分からの漏れ光を抑制することである。 In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is to suppress leakage light from a curved portion in a light guide provided with a curved portion.
前記課題を解決するため、本発明は、光源と、前記光源からの光を被照明体に導く導光体と、前記被照明体からの光を電気信号に変換する光電変換素子と、を有しており、前記導光体は、棒部と前記棒部の端に設けられた湾曲部と、を有し、前記湾曲部は、前記光源が発する光が入光する入光面を有し、前記入光面から入射した前記光の進行方向を変えることで前記光を前記棒部へ導くイメージセンサユニットであって、前記光を反射する反射材を有し、前記反射材は前記湾曲部の表面に密着していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a light source, a light guide that guides light from the light source to an illuminated body, and a photoelectric conversion element that converts light from the illuminated body into an electrical signal. The light guide has a rod portion and a curved portion provided at an end of the rod portion, and the curved portion has a light incident surface on which light emitted from the light source enters. An image sensor unit that guides the light to the rod portion by changing a traveling direction of the light incident from the light incident surface, the reflector having a reflective material that reflects the light, and the reflective material is the curved portion. It is characterized by being in close contact with the surface.
本発明によれば、導光体の湾曲している部分からの漏れ光を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress leakage light from the curved portion of the light guide.
以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態では、イメージセンサユニットと、このイメージセンサユニットが適用された紙葉類識別装置、画像読取装置(画像形成装置)を示す。各図においては、イメージセンサユニットの三次元の各方向を、それぞれX、Y、Zの各矢印で示す。X軸方向は主走査方向であり、Y軸方向は副走査方向であり、Z軸方向は上下方向である。主走査方向については、光源が配置される側を「基端側」と称し、その反対側を「先端側」と称する。上下方向については、使用の際に被照明体Pに向ける側を上側とし、その反対側を下側とする。また、本発明において、「光」とは、可視光のみならず、赤外線や紫外線など、可視光以外の波長域の電磁波も含むものとする。 Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described in detail with reference to the drawings. In an embodiment of the present invention, an image sensor unit, a paper sheet identification apparatus and an image reading apparatus (image forming apparatus) to which the image sensor unit is applied are shown. In each figure, the three-dimensional directions of the image sensor unit are indicated by X, Y, and Z arrows, respectively. The X-axis direction is the main scanning direction, the Y-axis direction is the sub-scanning direction, and the Z-axis direction is the vertical direction. Regarding the main scanning direction, the side on which the light source is arranged is referred to as “base end side”, and the opposite side is referred to as “tip side”. About the up-down direction, let the side which faces to the to-be-illuminated body P in use be an upper side, and let the opposite side be a lower side. In the present invention, “light” includes not only visible light but also electromagnetic waves in a wavelength region other than visible light, such as infrared rays and ultraviolet rays.
本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットは、副走査方向に相対的に移動する被照明体P(読取対象物)に向けて光を照射し、被照明体Pからの光によって、被照明体Pの画像を読取る。また、本発明の実施形態に係るイメージセンサユニットは、被照明体Pの反射読取りと透過読取りの両方式に対応している。例えば、2基のイメージセンサユニットを対向して配置することによって、被照明体Pの透過読取りと両面の反射読取りが可能である。 An image sensor unit according to an embodiment of the present invention irradiates light toward an object to be illuminated P (reading object) that moves relatively in the sub-scanning direction, and the light from the object to be illuminated P emits light. P image is read. The image sensor unit according to the embodiment of the present invention is compatible with both reflection reading and transmission reading of the object P to be illuminated. For example, by arranging two image sensor units to face each other, it is possible to perform transmission reading of the illuminated object P and reflection reading on both sides.
<イメージセンサユニット>
(全体構成)
まず、本発明の実施形態に係るイメージセンサユニット1の全体構成の例について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、イメージセンサユニット1の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図2は、イメージセンサユニット1の構成例を模式的に示す外観斜視図である。図3は、イメージセンサユニット1の構成例を模式的に示す主走査方向視の図であり、フレーム11を主走査方向に直角な平面で切断した状態を示す。図1〜図3に示すように、本発明の実施形態に係るイメージセンサユニット1は、主回路基板13と、導光体2と、集光体12と、フレーム11とを有している。主回路基板13には、光源14と、イメージセンサ15と、コネクタ16とが設けられている。
<Image sensor unit>
(overall structure)
First, the example of the whole structure of the
光源14は主回路基板13に設けられており、後述する導光体2の入光面23に向けて光を出射する。光源14には、例えば、赤(R)と緑(G)と青(B)と赤外線(Ir)と紫外線(UV)の各波長の光を発する表面実装型のLEDが適用できる。光源14が表面実装型のLEDのような表面実装型の発光素子であれば、上側に向けて光を出射できるように、主回路基板13の上側の面に実装される。ただし、光源14は表面実装型の発光素子に限定されるものではない。また、光源14が発する光の波長域は、イメージセンサユニット1の仕様や、対応する読取対象物である被照明体Pの種類などに応じて適宜設定されるものであり、特に限定されない。
The
導光体2は、光源14が発する光を線状化(線光源化)して外部(被照明体Pの読取ラインO)に向けて出射する光学部材である。導光体2は、主走査方向に長い直線棒状の棒部21と、棒部21の主走査方向(長手方向)の基端側の端部から延伸して下側に向かって曲がっている湾曲部22とを有しており、全体として主走査方向に長い棒状の形状を有している。湾曲部22の端部には、光源14から光を入射するための入光面23が設けられる。棒部21には、入射した光を拡散させる光拡散面211と、被照明体Pの読取ラインOに向けて出射する光出射面212とが設けられる。導光体2は、例えばアクリル系の樹脂材料などといった透明な材料からなり、棒部21と湾曲部22とが一体に形成されている。導光体2の製造方法としては、例えば射出成形が適用される。この場合、導光体2の棒部21と湾曲部22は、射出成形によって一体に成形される。なお、導光体2の構成の詳細については後述する。
The
集光体12は、被照明体Pからの反射光や透過光をイメージセンサ15(後述)の受光面に結像させる(集光する)光学部材である。集光体12には、例えば、ロッドレンズアレイが適用される。ロッドレンズアレイは、複数の正立等倍結像型の結像素子(ロッドレンズ)を有しており、これら複数の結像素子が主走査方向に直線状に並べて配置されているという構成を有する。なお、集光体12は、主走査方向に直線状に配列されている複数の結像素子を有する構成であればよい。例えば、結像素子の列の数は限定されず、結像素子の列が複数設けられている構成であってもよい。また、集光体12には、ロッドレンズアレイに限定されるものではなく、公知の各種の結像機能(集光機能)を有する光学部材が適用できる。
The
主回路基板13は、光源14とイメージセンサ15とコネクタ16とが設けられた回路基板である。図1と図3に示すように、主回路基板13は、主走査方向に長い配線板131と、配線板131の上側の面に設けられている光源14およびイメージセンサ15と、配線板131の下側の面に設けられているコネクタ16とを有する。
The
イメージセンサ15は、集光体12により結像した光を電気信号に変換して出力する。イメージセンサ15には、集光体12を透過した光を受光できるように受光面を上側に向けて設けられている。イメージセンサ15には、例えば、イメージセンサICアレイが適用される。イメージセンサICアレイは、複数のイメージセンサICが配線板131の上側の面に主走査方向に並べて実装されることによって形成される。それぞれのイメージセンサICは、複数の光電変換素子を有している。そして、イメージセンサユニット1の読取りの主走査方向の画素数に応じた光電変換素子が主走査方向に並ぶように、所定の数のイメージセンサICが配線板131の上側の面に主走査方向に並べて実装されている。なお、イメージセンサ15は、読取りの主走査方向の画素数に応じた数の光電変換素子が、読取解像度に応じたピッチで、主走査方向に直線状に配列されている構成であればよく、具体的な構成は限定されない。例えば、複数の光電変換素子を有する複数のイメージセンサICが千鳥状に配列されている構成であってもよく、複数列配列されている構成であってもよい。また、イメージセンサ15を形成するイメージセンサICには、公知の各種イメージセンサICが適用できる。
The
コネクタ16は、主回路基板13と外部とを電気的に接続するために設けられている。このコネクタ16の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種コネクタが適用できる。
The
フレーム11は、イメージセンサユニット1の筐体である。フレーム11は、例えば、全体として主走査方向に長い直方体状の形状を有しており、遮光性を有する材料により一体に形成されている。このような材料としては、黒色に着色されたポリカーボネートが適用できる。また、本発明の実施形態では、フレーム11は、導光体2を覆うカバーとしての機能を含んでいてもよい。この場合、導光体2から漏れた光がフレーム11の内周面で反射して再び導光体2に入射することが抑制されるように、フレーム11の内周面の反射率は、60%未満であることが好ましく、30%未満であることがより好ましい。また、この場合には、前述のとおり黒色であることが好ましい。
The
フレーム11には、導光体収容室111と、集光体収容室112と、主回路基板収容室113とが設けられている。導光体収容室111は導光体2を収容する領域であり、集光体収容室112は集光体12を収容する領域である。導光体収容室111と集光体収容室112は、いずれも、上側が開口している溝状や凹状の領域であり、それらの長手方向は主走査方向に平行で、かつ、互いに平行である。主回路基板収容室113は、主回路基板13を収容するための領域であり、主走査方向に長く下側が開口した溝状や凹状の領域である。主回路基板収容室113は、導光体収容室111と集光体収容室112の下側に設けられている。そして、導光体収容室111の主走査方向の基端側の端部近傍(導光体2の湾曲部22を収容する部分)と主回路基板収容室113とは、上下方向に貫通する貫通孔状の開口部を通じて繋がっている。また、集光体収容室112と主回路基板収容室113の間には、集光体12を通過した光が通過可能な光路が設けられている。この光路は、主走査方向に長く上下方向に貫通するスリット状の貫通孔が適用される。
The
このほか、イメージセンサユニット1は、フレーム11の上側を覆うフレームカバーを有していてもよい。フレームカバーは例えば主走査方向に長い板状の構成が適用できる。そして、少なくとも、導光体2の光出射面212から出射された光の経路および被照明体Pからの光の経路となる部分が透明である。フレームカバーには、例えば、アクリルなどの透明な樹脂材料の板や、ガラス板などが適用される。イメージセンサユニット1がフレームカバーを有する構成においては、フレームカバーは、フレーム11に収容される各部材を保護する機能や、フレーム11の内部に塵埃などの異物が侵入することを防止する機能や、被照明体Pが紙葉類である場合に被照明体Pを平面に保持する機能などを有する。
In addition, the
また、フレーム11が導光体2を覆うカバーとしての機能を有していてもよいが、フレーム11とは別に導光体2を覆うカバーを有していてもよい。フレーム11とは別に導光体2を覆うカバーを有する場合には、フレーム11の内周面の反射率は前述の通りでなくてもよい。
Further, the
(イメージセンサユニットの組み付け)
次いで、イメージセンサユニット1の組み付け構成について説明する。導光体2は、フレーム11の上側から導光体収容室111に収容される。フレーム11には、導光体2を保持する所定の数の導光体保持部114が設けられており、導光体収容室111に収容された導光体2は、これら導光体保持部114によってフレーム11に位置決めされた状態に保持される。なお、導光体保持部114は、導光体2を位置決めした状態に保持できる構成であればよく、具体的な構成は限定されない。また、フレーム11とは別体の導光体保持部材を用いる構成であってもよい。
(Assembly of image sensor unit)
Next, the assembly configuration of the
集光体12は、フレーム11の上側から集光体収容室112に収容される。そして、接着剤などによって、フレーム11に位置決めされた状態で固定される。例えば、集光体12は、上側の焦点が読取ラインOまたはその近傍に位置し、下側の焦点がイメージセンサ15の受光面に位置するように位置決めされる。集光体12の固定には、例えば紫外線硬化型の接着剤が適用できる。
The
光源14は、導光体2の入光面23に向けて光を出射できるように、配線板131の上側の面に実装される。イメージセンサ15は、上側から入射した光を検出できるように、配線板131の上側の面に設けられる。コネクタ16は、配線板131の下側の面に設けられる。そして、光源14とイメージセンサ15とコネクタ16とを有する主回路基板13は、下側から主回路基板収容室113に収容され、フレーム11に固定される。なお、主回路基板13の固定構造は特に限定されるものではなく、例えば、接着剤を用いて固定する構成や、フレーム11の一部をカシメて固定する構成などが適用できる。
The
図3に示すように、導光体収容室111に導光体2が収容され、主回路基板収容室113に主回路基板13が収容されると、導光体2の湾曲部22の基端側の端部は、集光体収容室112と主回路基板収容室113とを連通するように設けられた開口部に入り込んだ状態となる。そして、主回路基板13の光源14と導光体2の湾曲部22の端面に設けられている光出射面212とが対向する。このため、光源14が上側に向けて出射する光は、導光体2の入光面23に入射する。また、主回路基板13のイメージセンサ15の各光電変換素子の受光面は、集光体収容室112に収容された集光体12の光軸上で、かつ、集光体12の下側の焦点に位置する。このような構成によれば、被照明体Pからの光は、集光体12によりイメージセンサ15の各光電変換素子の受光面に結像する。
As shown in FIG. 3, when the
(導光体)
次に、導光体2の構成例について、図4などを参照して説明する。図4は、導光体2の基端側の端部近傍を副走査方向に直角な面で切断した断面を示す断面図である。導光体2は、直線棒状の棒部21と、棒部21の基端側の端部から延伸するように設けられる湾曲部22とを有し、棒部21と湾曲部22とが一体に形成される。なお、図4中の矢印Qは、導光体2の内部を進行する光を模式的に示す矢印である。
(Light guide)
Next, a configuration example of the
棒部21は、その中心線C2が主走査方向に延伸する直線である部分である。棒部21の外周面には、光出射面212と光拡散面211(図3参照)とが設けられている。光出射面212は、主走査方向に長い線状光を被照明体Pの読取ラインOに向けて出射する面であり、主走査方向に長い形状を有する面である。また、光出射面212は、出射した光が被照明体Pの読取ラインOに集まるような形状、例えば、主走査方向視において被照明体Pの読取ラインOに向かって膨出する曲面に形成されている。光拡散面211は、導光体2の内部を進行する光を拡散(乱反射)させる面であり、光を拡散(乱反射)させる光拡散パターンが設けられている。そして、光拡散面211は光出射面212と同様に主走査方向に長い形状を有しており、光拡散面211において拡散(乱反射)した光が光出射面212から出射するように、光出射面212の反対側に光出射面212と平行に設けられる(図3参照)。この光拡散パターンは、主走査方向の先端側に向かうにしたがって、光の拡散の程度が高くなるように構成される。例えば、光拡散パターンとして光を乱反射させる塗料からなるドットパターンが適用され、この場合には、ドットパターンの密度が先端側に向かうにしたがって高くなる。なお、棒部21の外周面のうち、光出射面212と光拡散面211以外の面は、導光体2の内部を進行する光を反射させる光反射面として機能する。
The
湾曲部22は、導光体2の主走査方向(長手方向)の基端側に棒部21に一体に設けられており、棒部21の基端側の端部からさらに基端側に延伸しつつ下側に向かって湾曲している。換言すると、湾曲部22は、その中心線C1が、棒部21の中心線C2と交差する方向に延伸する部分をいう。また、湾曲部22は、棒部21の長手方向に交差する方向に延伸する部分をいうものであってもよい。例えば、湾曲部22の中心線C1は、副走査方向視において円弧状に湾曲しており、棒部21との境界では棒部21の中心線C2と平行(主走査方向に平行)であり、基端側の端部(棒部21とは反対側の端部)では上下方向に略平行である。なお、湾曲部22の湾曲の曲率半径は一定でなくてもよい(換言すると、湾曲部22の中心線C1は円の一部を抜き出した曲線でなくてもよい)。例えば、湾曲部22の中心線C1は、楕円の一部を抜き出した曲線や、その他各種関数で表される曲線や、関数で表すことが困難な自由曲線であってもよい。そして、湾曲部22の中心線方向の一方の端部(基端側の端部)(端面)は下側を向いており、この端部(端面)には入光面23が設けられる。なお、湾曲部22の基端側の端部(端面)の全体が入光面23であってもよく、端部の一部に入光面23が設けられる構成であってもよい。また、湾曲部22を中心線C1で直角な面で切断した場合の断面形状は特に限定されないが、例えば円形や楕円形などが適用できる。
The
このような構成であると、光源14が発して入光面23から導光体2の湾曲部22の内部に進入した光は、湾曲部22を進行する際に湾曲部22の表面(外部との界面)で反射して進行方向を変え、棒部21に至る。そして、棒部21に至った光は、棒部21を先端側に向かって進行し、光出射面212から被照明体Pの読取ラインOに向かって出射する。
With such a configuration, the light emitted from the
湾曲部22の表面に入射する光の入射角αが臨界角よりも大きい場合には、入射した光は全反射するが、入射角αが臨界角未満である場合には、一部が導光体2の外部に漏れ出る漏れ光となる。漏れ光が多くなると棒部21に到達する光の量が減少するため、光出射面212から被照明体Pの読取ラインOに向けて出射される光の量も減少する。このため、光の無駄を少なくして光出射面212から出射される光の量を多くする(減少を抑制する)ためには、湾曲部22における漏れ光を抑制することが好ましい。また、漏れ光を抑制することにより、消費電力の削減を図ることができる。
When the incident angle α of light incident on the surface of the
そこで、湾曲部22の表面の所定の範囲に、入射した光を反射させる反射材3が設けられる構成とする。これにより、湾曲部22からの漏れ光を抑制して光の無駄の減少を図る。なお、反射材3は、湾曲部22の表面の所定の範囲に密着するように(湾曲部22の表面と反射材3との間に隙間が存在しないように)設けられる。反射材3が湾曲部22の表面に密着するように設けられる構成であると、湾曲部22の表面と反射材3との隙間からの漏れ光を防止できる。また、密着しない構成(隙間が存在する構成)に比較して、反射材3で反射する光の経路を短くできるから、反射光の減衰を抑制できる。
Therefore, a configuration is adopted in which the reflecting
このような反射材3としては、例えば、反射率が高い材料からなる(または反射率が高い材料を含む)堆積層や貼付膜が適用でき、これら堆積層や貼付膜が湾曲部22の表面の所定の範囲に密着するように設けられる構成が適用できる。堆積層としては、例えば、塗装(塗膜が設けられる構成)や、めっきが施される構成(めっき層が設けられる構成)が適用できる。貼付膜としては、例えば、反射率の高い材料からなる(または反射率の高い材料を含む)シートなどが密着するように貼り付けられる構成が適用できる。
As such a
反射率が高い材料からなる(または反射率が高い材料を含む)塗料としては、各種の白色塗料や銀色塗料が適用できる。この場合、このような塗料を湾曲部22の表面の所定の範囲に直接に印刷(塗布)することにより、湾曲部22の表面に密着した反射材3が形成される。反射材3としてのめっき層の形成には、例えば無電解めっきが適用できる。この場合、導光体2の湾曲部22の表面に直接にめっき層を形成することにより、湾曲部22の表面に密着した反射材3が形成される。反射率の高い材料を含むシートとしては、反射層とこの反射層の表面に設けられた接着剤や粘着材の層とを有するシール(鏡面シール)が適用できる。シールを用いる構成であれば、塗料やめっきを用いる構成に比較して、反射材3の形成が容易である。このように、反射材3として、光源14が発して導光体2の湾曲部22の内部を進行する光を反射させる堆積層や貼付膜が適用できる。ただし、反射材3の構成は特に限定されるものではなく、光源14が発する波長域の光を反射する構成であればよい。また、反射材3の反射率は高いほど好ましい。例えば85%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましい。
As a paint made of a material having a high reflectance (or including a material having a high reflectance), various white paints and silver paints can be applied. In this case, the
次に、反射材3が設けられる所定の範囲の例について、図5A〜図5Cを参照して説明する。図5A〜図5Cは、反射材3が設けられる所定の範囲の例を模式的に示す図であり、副走査方向視の側面図である。図5A〜図5Cにおいては、網目模様が施される範囲が、反射材3が設けられる範囲を示す(図1と図2も同様であり、図5Aの例を示す)。
Next, an example of a predetermined range in which the
図5Aは、湾曲部22の上部に反射材3が設けられる構成の例を示す。このような構成であれば、反射材3を設ける範囲を大きくすることなく、漏れ光を抑制できる。入光面23から入射した光の多くは、湾曲部22の表面の上部で最初に反射する(図4参照)。そこで、入光面23から入射した光が最初に反射する範囲に反射材3が設けられる構成とすることにより、漏れ光を抑制できる。なお、湾曲部22の上部とは、例えば、湾曲部22の幅(副走査方向寸法)が最大の箇所よりも湾曲の半径方向外側(曲率半径の方向の外側)をいうものとする。
FIG. 5A shows an example of a configuration in which the
図5Bは、湾曲部22の上部の一部であっての棒部21に近い側の端部寄りに反射材3が設けられる構成の例を示す。このような構成であれば、反射材3が設けられる範囲を図5Aに占める例よりも狭くしつつ、湾曲部22からの漏れ光を抑制できる。その理由は次のとおりである。入光面23から入射した光の多くは、湾曲部22の表面の上部で最初に反射する(図4参照)。副走査方向視において、湾曲部22の表面の上部は円弧状に湾曲しており、その面方向は棒部21に近づくにしたがって上下方向から水平方向(主走査方向)に近づいていく。このため、入射する光の入射角αは位置によって異なり、棒部21に近づくにしたがって小さくなる。入射角αが臨界角より大きいと、入射した光は全反射するため漏れ光が発生しない。これに対して、入射角αが臨界角よりも小さくなると、入射した光の一部は反射せずに外部に漏れ出る漏れ光となる。前記のとおり、入射する光の入射角αは棒部21に近づくにしたがって小さくなることから、湾曲部22の上部のうち、入光面23に近い側においては漏れ光が生じにくく、棒部21に近づくにしたがって漏れ光が生じやすくなる。そこで、湾曲部22の上部のうち、棒部21に近い側の端部寄りに反射材3が設けられる構成とする。特に、光源14から出射されて入光面23から入射した光のうち、最初に入射する光(すなわち、他の箇所で反射してから入射する光を除く)の入射角αが臨界角よりも小さくなる範囲を含むように反射材3が設けられる構成とする。このような構成によれば、漏れ光を抑制できる。
FIG. 5B shows an example of a configuration in which the
図5Cは、湾曲部22の全域に反射材3が設けられる構成の例を示す。図5Cに示すように、湾曲部22の表面の全域に反射材3が設けられる構成であってもよい。このような構成であると、湾曲部22からの漏れ光を抑制できる。特に、図5Cに示す例では、湾曲部22の下側(湾曲の半径方向中心側)にも反射材3が設けられる構成であるから、下側からの漏れ光も抑制できる。前記のとおり、入光面23から入射した光の多くは、まず、湾曲部22の表面の上部(湾曲の半径方向外側)で反射し、その反射光の一部は湾曲部22の表面の下部(湾曲の半径方向中心側)にも入射することがある。このため、湾曲部22の下部にも反射材3が設けられる構成であれば、入光面23から入射して最初に導光体2の表面に入射した光のみならず、1回以上表面で反射した光が漏れ光となることを抑制できる。例えば、図5Cに示す構成の場合には、反射材3の反射率が98%であると、反射材3を設けない場合と比較して、1.28倍の光の量の向上となる。なお、湾曲部22の表面の下部とは、湾曲の半径方向中心側をいう。例えば、湾曲部22の幅(副走査方向寸法)が最大の箇所よりも湾曲の半径方向中心側(曲率半径の方向の中心側)をいうものとする。
FIG. 5C shows an example of a configuration in which the
以上説明したとおり、湾曲部22の表面の少なくとも一部の所定の範囲に、反射材3が密着するように設けられると、漏れ光を抑制することができる。この場合、反射材3は、湾曲部22の上部(湾曲の半径方向外側)の一部であって棒部21に近い側の端部寄りの部分を含む範囲に設けられる構成であることが好ましい。さらに、湾曲部22の上部(湾曲の半径方向外側)の一部または全部に加えて、湾曲部22の下部(湾曲の半径方向中心側)にも反射材3が設けられる構成であってもよい。このような構成により、漏れ光を抑制することができ、光出射面212から被照明体Pの読取ラインOに向けて出射する光の量の向上を図ること(減少を抑制すること)ができる。また、漏れ光を抑制することにより、光の無駄を抑制できるから、消費電力の削減を図ることができる。さらに、漏れ光を抑制することにより、漏れ光に起因する迷光を抑制できるから、読取の画質の向上を図ることができる。
As described above, leakage light can be suppressed when the
なお、反射材3が設けられる所定の範囲について、図5A〜図5Cを参照して説明したが、反射材3が設けられる範囲は図5A〜図5Cに示す範囲に限定されるものではない。例えば、漏れ光がどの位置で生じやすいかは、導光体2の湾曲部22の具体的な形状によって異なることがある。このため、反射材3が設けられる所定の範囲は、湾曲部22の具体的な形状によって決定することができる。例えば、図5Cでは、湾曲部22の表面の全体に反射材3が設けられる構成を示すが、湾曲部22の湾曲の半径方向の中心側の一部または全体と、半径方向の外側の一部に設けられる構成であってもよい。より具体的には、反射材3が、湾曲部22の湾曲の半径方向の中心側の一部または全体と、半径方向の外側の一部であって棒部21に近い側の端部寄りの部分(図5B参照)に設けられる構成であってもよい。また、反射材3が、湾曲部22の湾曲の半径方向の中心側の一部または全体と、半径方向の外側の一部であって入光面23に近い側の端部寄りの部分に設けられる構成であってもよい。さらに、反射材3が、湾曲部22の湾曲の半径方向の中心側の全体と、半径方向の外側の一部であって入光面23に近い側の端部と棒部21に近い側の端部との中間の部分に設けられる構成であってもよい。なお、これらの場合、反射材3は、湾曲部22の湾曲の半径方向の中心側の全体に設けられる構成であることが好ましいが、一部に設けられる構成であってもよい。
Although the predetermined range in which the
(イメージセンサユニットの動作)
ここで、イメージセンサユニット1の読取動作について説明する。光源14は各色の光を順次発する。光源14が発する光は、導光体2の入光面23からその内部に入射し、湾曲部22の内部を進行して棒部21に到達する。棒部21に到達した光は、主走査方向の先端側に向かって進行する。棒部21を進行する光は、光拡散面211で反射することにより拡散する。そして、導光体2の棒部21の内部を進行した光は、導光体2の光出射面212から被照明体Pの読取ラインO(図3参照)に向けて出射する。光出射面212は主走査方向に長い形状を有しているため、光出射面212から出射される光は主走査方向に長い線状光となる。被照明体Pからの反射光は、集光体12を透過してイメージセンサ15の受光面に結像する。イメージセンサ15は、集光体12によって結像した光を検出して電気信号に変換する。そして、イメージセンサユニット1は、被照明体Pに光を照射して反射光を検出する動作を、被照明体Pに副走査方向に相対的に移動しながら、短時間で周期的に繰り返す。このような動作によって、イメージセンサユニット1は、被照明体Pに設けられている所定のパターン(例えば、ホログラム)を可視光画像として読取るとともに、被照明体Pの赤外線画像と紫外線画像とを読取る。
(Operation of image sensor unit)
Here, the reading operation of the
<紙葉類識別装置>
次に、イメージセンサユニット1が適用された紙葉類識別装置5について、図6を参照して説明する。図6は、紙葉類識別装置5の要部の構成例を模式的に示す図であり、主走査方向に直角な面での断面を示す図である。
<Paper sheet identification device>
Next, a paper sheet identification device 5 to which the
紙葉類識別装置5は、被照明体Pである紙葉類、例えば紙幣などに光を照射するとともに、紙幣からの光を読取り、読取った光を用いて紙幣の種類や真贋の識別を行う。なお、紙葉類識別装置5に適用されるイメージセンサユニット1の主回路基板13に設けられる光源14は、可視光と、赤外線と、紫外線とを発することができる。
The paper sheet identification device 5 irradiates a paper sheet, which is an object to be illuminated P, such as a banknote with light, reads light from the banknote, and identifies the type and authenticity of the banknote using the read light. . Note that the
図6に示すように、紙葉類識別装置5は、2基のイメージセンサユニット1と、紙幣を搬送する搬送ローラー51と、コネクタ16に配線接続された識別手段としての画像識別部52とを有する。また、紙葉類識別装置5には、紙幣を副走査方向に搬送するための搬送経路Aが設定される。そして、2基のイメージセンサユニット1は、紙幣の搬送経路Aを挟んで対向するように設けられている。なお、集光体12の上側(紙幣側)の焦点Fは、搬送経路Aの上下方向の中央に設定される。
As shown in FIG. 6, the paper sheet identification device 5 includes two
このような構成の紙葉類識別装置5の動作は、次のとおりである。紙葉類識別装置5に適用された2基のイメージセンサユニット1のそれぞれは、前述した動作によって、紙幣に設けられている所定のパターンを可視光画像として読取る。さらに、紙幣の赤外線画像を読取るとともに、紙幣の紫外線画像を読取る。また、一方のイメージセンサユニット1の導光体2の光出射面212から紙幣に照射された光は、紙幣を透過して他方のイメージセンサユニット1の集光体12に入射し、他方のイメージセンサユニット1のイメージセンサ15の受光面に結像する。他方のイメージセンサユニット1のイメージセンサ15は、受光した透過光を可視光画像と赤外線画像と紫外線画像として読取る。このように、紙葉類識別装置5は、紙幣の両面の反射読取りが可能であるとともに、透過読取りが可能である。
The operation of the paper sheet identification device 5 having such a configuration is as follows. Each of the two
その後、画像識別部52は、予め用意された真券である紙幣に可視光線、赤外線および紫外線を照射することで得られた真券紙幣画像と、真贋判定時に判定対象となる紙幣の可視光画像、赤外線画像および紫外線画像とを比較することで、紙幣の真贋判定を行う。これは、真券である紙幣には、可視光下と赤外線下と紫外線下で得られる画像がそれぞれ異なるような領域が設けられているためである。なお、説明および図示を省略した部分については、従来の紙葉類識別装置と同じ構成が適用できる。また、画像識別部52は、イメージセンサユニット1の主回路基板13に設けられている構成であってもよい。
Then, the
なお、ここでは、紙葉類識別装置5が2基のイメージセンサユニット1を有する構成を例示したが、本発明の実施形態に係る紙葉類識別装置5は、2基のイメージセンサユニット1を有する構成に限定されない。例えば、2基のうちの一方のイメージセンサユニット1に代えて、透過光源を有する構成であってもよい。すなわち、紙葉類識別装置5は、1基のイメージセンサユニット1と、このイメージセンサユニット1に対向して設けられる透過光源を有する構成であってもよい。この場合、透過光源は、イメージセンサユニット1と同様に、所定の波長域の線状光を紙幣の読取ラインOに照射できる。このような構成によれば、紙幣の片面の反射読取りが可能であるとともに、紙幣の透過読取りが可能である。さらに、紙葉類識別装置5が1基のイメージセンサユニット1を有し、透過光源を有さない構成であってもよい。この場合には、紙葉類識別装置5は、紙幣の片面の反射読取りが可能である。
Here, the configuration in which the paper sheet identification device 5 includes the two
なお、本実施形態においては、可視光線と赤外線と紫外線とを照射することで紙幣を可視光画像と赤外線画像と紫外線画像として読取る構成を示したが、この構成に限定されない。例えば、可視光と赤外線と紫外線のいずれか1種または2種を照射する構成であっても構わない。また、被照明体Pとしての紙葉類に紙幣が適用される構成を示したが、紙葉類の種類は限定されるものではない。例えば、各種有価証券やIDカードなどについても読取ができる。 In addition, in this embodiment, although the structure which reads a banknote as a visible light image, an infrared image, and an ultraviolet image by irradiating visible light, infrared rays, and an ultraviolet-ray was shown, it is not limited to this structure. For example, the structure which irradiates any 1 type or 2 types of visible light, infrared rays, and an ultraviolet-ray may be sufficient. Moreover, although the structure by which a banknote is applied to the paper sheets as the to-be-illuminated body P was shown, the kind of paper sheets is not limited. For example, various securities and ID cards can be read.
<画像読取装置(画像形成装置)>
次に、本発明の実施形態に係る画像読取装置9の構成例について、図7と図8を参照して説明する。ここでは、画像読取装置9として、画像読取部93と画像形成部92とを有する複合機(画像読取機能を有する画像形成装置)を例に示す。本発明の実施形態に係る画像読取装置9には、本発明の実施形態に係るイメージセンサユニット1が適用されている。図7は、本発明の実施形態に係る画像読取装置9の外観斜視図である。図8は、本発明の実施形態に係る画像読取装置9の筺体の内部に設けられている画像形成部92を抜き出して示した斜視図である。図7と図8に示すように、画像読取装置9は、フラットベッド方式のスキャナとインクジェット方式のプリンタとの複合機(MFP;Multifunction Printer)である。画像読取装置9は、画像を読取る画像読取手段としての画像読取部93と、画像を形成する画像形成手段としての画像形成部92とを有する。そして、画像読取装置9の画像読取部93には、イメージセンサユニット1が組み込まれる。
<Image reading apparatus (image forming apparatus)>
Next, a configuration example of the
図7に示すように、画像読取装置9には、操作部94が設けられている。操作部94には、操作メニューや各種メッセージなどを表示する表示部941と、画像読取装置9を操作するための各種操作ボタン942が設けられている。
As shown in FIG. 7, the
画像読取装置9の画像読取部93は、被照明体Pを載置するプラテンガラス911と、プラテンガラス911に対して開閉可能なプラテンカバー912と、本発明の実施形態に係るイメージセンサユニット1と、イメージセンサユニット1を駆動する駆動機構とを有する。なお、プラテンガラス911およびプラテンカバー912と、本発明の実施形態に係るイメージセンサユニット1を駆動する駆動機構については、公知の各種構成が適用できる。
The
図8に示すように、画像読取装置9の筺体91の内部には、画像形成部92が設けられている。画像形成部92は、搬送ローラー921と、ガイドシャフト922と、インクジェットカートリッジ923と、モーター926と、一対のタイミングプーリー927とを有する。搬送ローラー921は、駆動源の駆動力によって回転し、記録媒体としての印刷用紙Rを副走査方向に搬送する。ガイドシャフト922は棒状の部材であり、その軸線が印刷用紙Rの主走査方向に平行となるように画像読取装置9の筺体91に固定されている。
As shown in FIG. 8, an
インクジェットカートリッジ923は、ガイドシャフト922上をスライドすることによって、印刷用紙Rの主走査方向に往復動できる。インクジェットカートリッジ923は、例えば、シアンC、マゼンタM、イエローY、黒Kのインクを備えたインクタンク924(924Y,924M,924C,924K)と、これらのインクタンク924(924Y,924M,924C,924K)にそれぞれ設けられた吐出ヘッド925(925Y,925M,925C,925K)から構成されている。一対のタイミングプーリー927の一方は、モーター926の回転軸に取付けられている。そして、一対のタイミングプーリー927は、印刷用紙Rの主走査方向に互いに離れた位置に設けられている。タイミングベルト928は、一対のタイミングプーリー927に平行掛けに巻き掛けられ、所定の箇所がインクジェットカートリッジ923に連結されている。
The
画像読取装置9の画像読取部93は、イメージセンサユニット1が読取った画像を、印刷に適した形式の電気信号に変換する。そして、画像読取装置9の画像形成部92は、画像読取部93のイメージセンサユニット1が変換した電気信号に基づいて、搬送ローラー921、モーター926、インクジェットカートリッジ923を駆動し、印刷用紙Rに画像を形成する。このほか、画像読取装置9の画像形成部92は、外部から入力された電気信号に基づいて画像を形成することができる。なお、画像読取装置9のうち、画像形成部92の構成および動作は、従来公知の各種プリンタと同じ構成が適用できる。したがって、詳細な説明は省略する。なお、画像形成部92としてインクジェット方式による画像読取装置9を説明したが、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式などどのような方式であっても構わない。
The
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述の実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, above-mentioned embodiment is only a specific example in implementing this invention. The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、画像読取装置として画像読取部と画像形成部とを有する複合機(画像形成装置)を示したが、画像読取装置はこのような構成に限定されない。本発明の画像読取装置には、各種複写機やファクシミリやスキャナ(例えば、フラットベッドスキャナ、シートフィードスキャナ、ハンディスキャナ)などといった画像読取機能を有する装置も含まれる。また、本発明の実施形態では、画像読取装置として、画像読取手段と画像形成手段とを有する画像形成装置を示したが、本発明は、画像形成手段を有さない画像読取装置も含まれる。 For example, in the above-described embodiment, a multifunction peripheral (image forming apparatus) including an image reading unit and an image forming unit is shown as the image reading device. However, the image reading device is not limited to such a configuration. The image reading apparatus of the present invention includes apparatuses having an image reading function such as various copying machines, facsimile machines, and scanners (for example, a flatbed scanner, a sheet feed scanner, and a handy scanner). In the embodiment of the present invention, an image forming apparatus having an image reading unit and an image forming unit is shown as the image reading apparatus. However, the present invention includes an image reading apparatus having no image forming unit.
本発明は、イメージセンサユニットと、イメージセンサユニットを備える紙葉類識別装置、画像読取装置に有効な技術である。そして、本発明によれば、導光体の湾曲部における漏れ光を抑制し、読取対象物に向けて出射する光量の減少を抑制できる。 The present invention is a technique effective for an image sensor unit, a paper sheet identification apparatus including the image sensor unit, and an image reading apparatus. And according to this invention, the leakage light in the curved part of a light guide can be suppressed, and the reduction | decrease of the light quantity radiate | emitted toward a reading target object can be suppressed.
1:イメージセンサユニット、11:フレーム、111:導光体収容室、112:集光体収容室、113:主回路基板収容室、114:導光体保持部、12:集光体、13:主回路基板、131:配線板、14:光源、15:イメージセンサ、16:コネクタ、2:導光体、21:導光体の棒部、211:導光体の光拡散面、212:導光体の光出射面、22:導光体の湾曲部、23:導光体の入光面、3:反射材、Q:導光体の内部を進行する光、C1:導光体の湾曲部の中心線、C2:導光体の棒部の中心線 1: image sensor unit, 11: frame, 111: light guide housing chamber, 112: light collector housing chamber, 113: main circuit board housing chamber, 114: light guide holder, 12: light collector, 13: Main circuit board 131: Wiring board 14: Light source 15: Image sensor 16: Connector 2: Light guide 21: Light guide rod part 211: Light diffusion surface of light guide 212: Guide Light exit surface of light body, 22: curved portion of light guide, 23: light entrance surface of light guide, 3: reflector, Q: light traveling inside light guide, C 1 : light guide Center line of curved part, C 2 : Center line of rod part of light guide
Claims (9)
前記光源からの光を被照明体に導く導光体と、
前記被照明体からの光を電気信号に変換する光電変換素子と、
を有しており、
前記導光体は、棒部と前記棒部の端に設けられた湾曲部と、を有し、
前記湾曲部は、前記光源が発する光が入光する入光面を有し、前記入光面から入射した前記光の進行方向を変えることで前記光を前記棒部へ導くイメージセンサユニットであって、
前記光を反射する反射材を有し、
前記反射材は前記湾曲部の表面に密着していることを特徴とするイメージセンサユニット。 A light source;
A light guide that guides light from the light source to the body to be illuminated;
A photoelectric conversion element that converts light from the illuminated body into an electrical signal;
Have
The light guide has a bar part and a curved part provided at an end of the bar part,
The curved portion is an image sensor unit having a light incident surface on which light emitted from the light source is incident, and guiding the light to the rod portion by changing a traveling direction of the light incident from the light incident surface. And
A reflective material that reflects the light;
The image sensor unit, wherein the reflective material is in close contact with the surface of the curved portion.
前記イメージセンサユニットと紙葉類である被照明体とを相対的に移動させながら、前記被照明体からの光を読み取る画像読取手段と、
前記被照明体の真贋を識別する識別手段と、
を備える紙葉類識別装置であって、
前記イメージセンサユニットは、請求項1から6のいずれか1項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする紙葉類識別装置。 An image sensor unit;
Image reading means for reading light from the illuminated body while relatively moving the image sensor unit and the illuminated body that is a paper sheet;
Identifying means for identifying the authenticity of the illuminated object;
A paper sheet identification device comprising:
The sheet sensor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the image sensor unit is the image sensor unit according to any one of claims 1 to 6.
前記イメージセンサユニットを被照明体に対して相対的に移動させながら、前記被照明体からの光を読取る画像読取手段と、
を備える画像読取装置であって、
前記イメージセンサユニットは、請求項1から6のいずれか1項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする画像読取装置。 An image sensor unit;
Image reading means for reading light from the illuminated body while moving the image sensor unit relative to the illuminated body;
An image reading apparatus comprising:
The image reading apparatus according to claim 1, wherein the image sensor unit is the image sensor unit according to claim 1.
前記イメージセンサユニットを被照明体に対して相対的に移動させながら、前記被照明体からの光を読取る画像読取手段と、
画像を形成する画像形成手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記イメージセンサユニットは、請求項1から6のいずれか1項に記載のイメージセンサユニットであることを特徴とする画像形成装置。 An image sensor unit;
Image reading means for reading light from the illuminated body while moving the image sensor unit relative to the illuminated body;
An image forming means for forming an image;
An image forming apparatus comprising:
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image sensor unit is the image sensor unit according to claim 1.
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