JP5384873B2 - イメージセンサモジュール - Google Patents

Description

本発明は、たとえば紙幣読み取り装置に用いられるイメージセンサモジュールに関する。

図７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（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、ケース９１に、複数のセンサチップ９３が搭載された基板９２、レンズユニット９４、および線状光源９６が収容された構成とされている。線状光源９６は、導光体９６ａおよびＬＥＤチップ９６ｂを有している。ＬＥＤチップ９６ｂが発した光は、導光体９６ａに入射することにより、主走査方向に延びる線状光として出射される。この線状光は、読み取り対象物である紙幣Ｐｍによって反射された後に、レンズユニット９４によってセンサチップ９３に結像される。これにより、紙幣の表面に印刷された文字や図柄を読み取ることができる。

上記紙幣読み取り装置は、紙幣Ｐｍが正規の機関によって適切に製造されたものであるかを識別する機能を有する。この識別を行うために、上記紙幣読み取り装置のメーカーは独自のノウハウを蓄積している。たとえば、紙幣Ｐｍに可視光以外の赤外線や紫外線を照射し、その反射光の読み取りを行ったり、これらの光を紙幣Ｐｍの裏側から照射し、その透過光の読み取りを行ったりしている。このような読み取りを行うには、イメージセンサモジュールＸとして、光源９６から出射される光の波長を異ならせた複数のものを用意したり、光源９６を備えないものを用意したりする必要がある。このような異なる仕様の複数のイメージセンサモジュールＸを別々に用意することは、イメージセンサモジュールＸの設計および製造を複雑化させ、上記紙幣読み取り装置のコスト増を招来していた。

特開２０００−１２５０８０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、様々な読み取り態様に対応可能なイメージセンサモジュールを提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるイメージセンサモジュールは、主走査方向に配列された複数の受光部を有する受光手段と、読み取り対象物からの光を上記複数の受光部に結像するレンズユニットと、上記レンズユニットおよび上記受光手段を保持するフレームと、を備えるイメージセンサモジュールであって、上記フレームは、上記レンズユニットに対して副走査方向一方側に位置しており、上記主走査方向および上記副走査方向のいずれに対しても直角である方向に起立し、かつ、この方向おいて上記読み取り対象物側を向く位置決め面を有する１以上のリブを備えることを特徴としている。

このような構成によれば、上記イメージセンサモジュールをたとえば紙幣読み取り装置に組み込む場合に、上記位置決め面を利用して上記イメージセンサモジュールの位置決めを正確に行うことができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記フレームは、上記主走査方向両端寄りに位置し、上記主走査方向内方を向く、１対の内向き端面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記リブの上記主走査方向側面によって規定される空間は、上記副走査方向において上記レンズユニットとは反対側に開放されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記リブには、上記副走査方向において上記レンズユニット寄りに位置し、上記主走査方向および上記副走査方向のいずれに対しても直角である方向において上記読み取り対象物寄りに位置する切り欠きが形成されている。このような構成によれば、上記切り欠きを通して光を行き来させることが可能であり、上記切り欠きによって光源からの光が吸収されることを抑制することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで離間配置された複数の上記リブを備える。このような構成によれば、上記イメージセンサモジュールが主走査方向軸周りに傾くことを抑制できる。

本発明の好ましい実施の形態においては、複数の上記リブは、上記主走査方向における位置が互いに異なっている。このような構成によれば、上記イメージセンサモジュールが撓むことを防止可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記主走査方向を長手方向とする基板、および上記主走査方向に沿ってこの基板に搭載された複数のＬＥＤチップ、を有する基板光源をさらに備えており、上記基板の上記主走査方向端面が上記リブの上記主走査方向側面に対向している。

本発明の好ましい実施の形態においては、それぞれが、上記主走査方向を長手方向とする基板、および上記主走査方向に沿ってこの基板に搭載された複数のＬＥＤチップを有する、複数の基板光源をさらに備えており、上記複数の基板光源は、上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで離間配置されており、かつ、各上記基板光源の上記基板の主走査方向端面が、上記リブの上記主走査方向側面に対向している。このような構成によれば、上記基板光源を上記フレームに対して容易かつ正確に位置決めすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の基板光源の上記ＬＥＤチップのいずれかは、上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで反対側に位置する上記リブのいずれかと、上記主走査方向における位置が一致している。このような構成によれば、上記読み取り対象物への照度分布を均一化するのに適している。

本発明の好ましい実施の形態においては、ＬＥＤチップ、およびこのＬＥＤチップからの光を上記主走査方向に延びる線状光として出射する長尺状の導光体を有する導光体光源をさらに備えており、上記導光体光源は、上記副走査方向において上記リブを挟んで上記レンズユニットとは反対側に配置されている。

このように、本発明にかかるイメージセンサモジュールによれば、たとえば紙幣読み取り装置メーカーは、上記基板光源および上記導光体光源などの光源を備えない上記イメージセンサモジュールを購入すれば、必要に応じて上記基板光源または上記導光体光源を組み込んだ上記イメージセンサモジュールを構成可能である。これは、たとえば、紙幣読み取り装置のコスト低減に有利である。

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。

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、本発明の第１実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＡ１は、フレーム１、基板２、複数のセンサチップ３、レンズユニット４を備えている。図２に示すように、イメージセンサモジュールＡ１は、ケースＣｓに収容されることにより、紙幣読み取り装置Ｂ１を構成するモジュールであり、紙幣Ｐｍの裏側に配置された光源ユニットＬｕからの透過光を利用して紙幣Ｐｍに印刷された内容を読み取る。

フレーム１は、イメージセンサモジュールＡ１の土台となるものであり、たとえば黒色の樹脂からなる。フレーム１は、主走査方向であるｘ方向を長手方向とする長尺状であり、ｘ方向両端にブロック状の部分が形成されている。これらのブロック状の部分は、ｘ方向内方を向く内向き端面１ａを有している。フレーム１には、副走査方向であるｙ方向中央に、レンズユニット４を保持するための凹部が形成されている。

フレーム１には、２つの内向き端面１ａに挟まれた領域に、３つのリブ１１が形成されている。本実施形態においては、２つのリブ１１と１つのリブ１１とが、レンズユニット４を挟んでｙ方向に離間配置されている。また、３つのリブ１１は、ｘ方向における位置が互いに異なっている。各リブ１１は、ｚ方向に起立しており、ｚ方向を向く位置決め面１１ａ、およびｘ方向を向く２つの側面１１ｂを有している。また、各リブ１１には、ｙ方向レンズユニット４寄り、かつｚ方向紙幣Ｐｍ寄りの部分に切り欠き１１ｃが形成されている。

基板２は、たとえばセラミックまたはガラスエポキシ樹脂からなる長矩形状であり、複数のセンサチップ３が実装されている。基板２は、フレーム１の下部にはめ込まれている。また、基板２には、イメージセンサモジュールＡ１をたとえば紙幣読み取り装置Ｂ１に接続するためのコネクタ（図示略）が設けられている。

複数のセンサチップ３は、ｘ方向に配列されており、上面に設けられた図示しない複数の受光面（受光部）に受けた光に応じた起電力を生じ、さらにこの起電力から受光部ごとの輝度信号を出力可能に構成されている。本実施形態においては、紙幣Ｐｍを透過した光を複数のセンサチップ３によって受光することにより、紙幣Ｐｍの印刷内容を画像データとして読み取ることができる。

レンズユニット４は、紙幣Ｐｍから向かってきた光を複数のセンサチップ３に結像させる光学部品である。レンズユニット４は、たとえばｘ方向に配列された複数の円柱状のレンズが樹脂製のハウジングに保持された構成とされている。

図２に示すように、イメージセンサモジュールＡ１は、たとえばケースＣｓおよび光源ユニットＬｕを有する紙幣読み取り装置Ｂ１に組み込まれる。ケースＣｓには、イメージセンサモジュールＡ１を収容可能な凹部が形成されている。この凹部にイメージセンサモジュールＡ１を組み込むときには、３つのリブ１１の位置決め面１１ａをケースＣｓに当接させることにより、イメージセンサモジュールＡ１のケースＣｓに対する位置決めを行う。イメージセンサモジュールＡ１の上方には、光源ユニットＬｕが配置されている。光源ユニットＬｕからたとえば赤外線などの光が出射された状態で、イメージセンサモジュールＡ１と光源ユニットＬｕとの間を紙幣Ｐｍが送られる。紙幣Ｐｍを透過した光をイメージセンサモジュールＡ１が読み取ることにより、紙幣Ｐｍの印刷内容を画像データとして取得できる。

次に、イメージセンサモジュールＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、リブ１１を用いることにより、イメージセンサモジュールＡ１のケースＣｓに対する位置決めを適切に行うことができる。３つのリブ１１がレンズユニット４を挟んでｙ方向両側に配置されていることにより、イメージセンサモジュールＡ１がｙ軸周りに傾いてしまうことを防止できる。また、３つのリブ１１がｘ方向において異なる位置に配置されていることにより、イメージセンサモジュールＡ１が撓んでしまうことを防止可能である。

図３〜図６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、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図３および図４は、本発明の第２実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＡ２は、複数の基板光源５を備える点が、上述した実施形態と異なっている。

各基板光源５は、基板５１および複数のＬＥＤチップ５２を備えている。基板５１は、ｘ方向を長手方向とする長尺状であり、たとえばセラミックまたはガラスエポキシ樹脂からなる。複数のＬＥＤチップ５２は、たとえば紫外線または赤外線を発光可能に構成されており、ｘ方向に配列されている。複数のＬＥＤチップ５２のいくつかは、リブ１１のｙ方向正面に位置するように配置されている。たとえば、図３に示すように、あるＬＥＤチップ５２は、ｘ方向中央のリブ１１を通り、かつｙ方向に延びる基準線Ｌｂ上に配置されている。これと同様の、他の２つのリブ１１のｙ方向正面にも、それぞれＬＥＤチップ５２が配置されている。

図３に示すように、５つの基板光源５は、レンズユニット４を挟んでｙ方向両側に分けて配置されている。４つの基板光源５は、リブ１１の側面１１ｂとフレーム１の内向き端面１ａとの間に配置されており、各基板５１の端面が、側面１１ｂおよび内向き端面１ａと当接し、またはごく接近して正対している。残りの一つの基板光源５は、２つのリブ１１に挟まれるように配置されている。この基板光源５の基板５１の両端面は、リブ１１の側面１１ｂと当接し、またはごく接近して正対している。各基板光源５は、基板５１のうち複数のＬＥＤチップ５２が搭載された面が、レンズユニット４の上方領域を仰ぐような姿勢で設けられている。

上述したとおり、５つの基板光源５は、内向き端面１ａと側面１１ｂとに挟まれた空間、および互いに向き合う側面１１ｂどうしに挟まれた空間に配置されている。これらの空間は、ｙ方向に大きく開放されている。５つの基板光源５をフレーム１に取り付けるときには、基板光源５をフレーム１に対してｙ方向にスライドさせるように挿入する。

イメージセンサモジュールＡ２は、基板光源５からの紫外線または赤外線を紙幣Ｐｍに向けて照射し、紙幣Ｐｍから向かってきた光をセンサチップ３によって受光することにより、紙幣Ｐｍの印刷内容を画像データとして読み取る。

このような実施形態によれば、紙幣Ｐｍの印刷に用いられたインクの、紫外線または赤外線によって励起されることによって発光し、またはこれらの光を反射あるいは吸収するという性質に応じて、紙幣Ｐｍの印刷内容を読み取ることが可能である。

一般的に紫外線を発光するＬＥＤチップ５２は、たとえば可視光を発光するＬＥＤチップと比べて輝度が低い。しかし、基板光源５によれば、必要とされる光量を達成可能な数のＬＥＤチップ５２を配置しやすい。これにより、紙幣Ｐｍの印刷内容をより鮮明に読み取ることができる。リブ１１に設けられた切り欠き１１ｃは、このリブ１１を挟んでｘ方向一方側にあるＬＥＤチップ５２からの光がｘ方向他方側に進行することを許容する。これは、ＬＥＤチップ５２からの光がリブ１１によって吸収されてしまうことを抑制するのに適しており、紙幣Ｐｍに照射する光量を増大するのに好ましい。また、リブ１１のｙ方向正面にＬＥＤチップ５２を配置することにより、ｘ方向においてリブ１１がある場所とそうでない場所との光量のバラツキを抑制することができる。これは、紙幣Ｐｍに照射される光の照度分布の均一化に寄与し、より適切に紙幣Ｐｍの読み取りを行うのに適している。

紙幣読み取り装置Ｂ２をはじめとする紙幣読み取り装置にとって最も重要なことは、紙幣Ｐｍが正規の機関によって適切に製造されたものであるかをいかに正確に識別できるかである。紙幣Ｐｍに使用されるインクの種類などは一般に公開されないため、どのような波長の光をどのように照射すればこのような識別を実現できるかは、紙幣読み取り装置の各メーカーが独自に研究する項目である。このため、紙幣Ｐｍの識別方法は、各メーカー独自のノウハウとなっている。これらのメーカーは、ノウハウ漏えいを防止するために、イメージセンサモジュールＡ２をはじめとするイメージセンサモジュールメーカーに、基板光源５を組み込まない状態でイメージセンサモジュールを納入することを希望する場合がある。そして、紙幣読み取り装置メーカーが、独自のノウハウに基づいて基板光源５などの光源を組み込むのである。

本実施形態のイメージセンサモジュールＡ２は、基板光源５を組み込む空間がｙ方向に大きく開口しているため、紙幣読み取り装置メーカーが容易に基板光源５を組み込むことができる。また、このときに内向き端面１ａおよび側面１１ｂを利用すれば、基板光源５の位置決めを正確に行うことができる。また、基板光源５を組み込まなければ、上述したイメージセンサモジュールＡ１として用いることができる。これにより、複数のイメージセンサモジュールＡ１を購入した上で、そのいくつかをイメージセンサモジュールＡ２として用いるといった合理的な使用が可能である。

図５は、本実施形態の第３実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示している。本実施形態のイメージセンサモジュールＡ３は、２つの導光体光源６を備える点が、上述した実施形態と異なっている。

２つの導光体光源６は、レンズユニット４および３つのリブ１１を挟んでｙ方向に離間して平行に配置されている。導光体光源６は、導光体６１およびＬＥＤチップ６２を備えている。導光体６１は、ｘ方向を長手方向とする長尺状であり、たとえばメタクリル酸メチル樹脂 (ＰＭＭＡ)などの透明な樹脂からなる。ＬＥＤチップ６２は、たとえば可視光を発光可能に構成されており、導光体６１の端面に正対する位置に配置されている。本実施形態においては、赤色光、緑色光、青色光を発する３つのＬＥＤチップ６２が設けられている。ＬＥＤチップ６２からの光は、導光体６１に入射することにより、ｘ方向に広がる線状光として導光体６１から出射される。

このような実施形態によれば、紙幣Ｐｍに可視光を照射した場合に像として現れる印刷内容を読み取ることができる。また、本実施形態から理解されるように、イメージセンサモジュールＡ１，Ａ２，Ａ３は、光源の有無以外の構成が互いに共通である。したがって、たとえば紙幣読み取り装置メーカーは、多数のイメージセンサモジュールＡ１を購入すれば、必要に応じてイメージセンサモジュールＡ１，Ａ２，Ａ３を効率よく合理的に作り分けることができる。

本発明に係る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。

リブ１１の個数は、上述した実施形態の個数に限定されず、適宜増減してよい。リブ１１や基板光源５、導光体光源６は、レンズユニット４のｙ方向片側のみに設けてもよい。本発明にかかるイメージセンサモジュールは、紙幣読み取り装置に用いるのに適しているが、このイメージセンサモジュールの用途はこれに限定されず、さまざまな画像読み取り装置に用いることができる。

本発明の第１実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示す斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態に基づくイメージセンサモジュールを示す斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 従来のイメージセンサモジュールの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３ イメージセンサモジュール
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 紙幣読み取り装置
Ｐｍ 紙幣（読み取り対象物）
ｘ （主走査）方向
ｙ （副走査）方向
ｚ 方向
１ フレーム
２ 基板
３ センサチップ（受光手段）
４ レンズユニット
５ 基板光源
６ 導光体光源
１ａ 内向き端面
１１ リブ
１１ａ 位置決め面
１１ｂ （主走査方向）側面
１１ｃ 切り欠き
５１ 基板
５２ ＬＥＤチップ
６１ 導光体
６２ ＬＥＤチップ

Claims (8)

1. 主走査方向に配列された複数の受光部を有する受光手段と、
   読み取り対象物からの光を上記複数の受光部に結像するレンズユニットと、
   上記レンズユニットおよび上記受光手段を保持するフレームと、
   を備えるイメージセンサモジュールであって、
   上記フレームは、上記レンズユニットに対して副走査方向一方側に位置しており、上記主走査方向および上記副走査方向のいずれに対しても直角である方向に起立し、かつ、この方向おいて上記読み取り対象物側を向く位置決め面を有する１以上のリブを備えるとともに、
   上記主走査方向を長手方向とする基板、および上記主走査方向に沿ってこの基板に搭載された複数のＬＥＤチップ、を有する基板光源をさらに備えており、
   上記基板の上記主走査方向端面が上記リブの上記主走査方向側面に対向していることを特徴とする、イメージセンサモジュール。
2. 上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで上記１以上のリブとは離間配置され、上記主走査方向および上記副走査方向のいずれに対しても直角である方向に起立し、かつ、この方向おいて上記読み取り対象物側を向く位置決め面を有する追加のリブを備える、請求項１に記載のイメージセンサモジュール。
3. 主走査方向に配列された複数の受光部を有する受光手段と、
   読み取り対象物からの光を上記複数の受光部に結像するレンズユニットと、
   上記レンズユニットおよび上記受光手段を保持するフレームと、
   を備えるイメージセンサモジュールであって、
   上記フレームは、上記主走査方向および上記副走査方向のいずれに対しても直角である方向に起立し、かつ、この方向おいて上記読み取り対象物側を向く位置決め面を有するとともに、上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで離間配置された複数のリブを備え、
   それぞれが、上記主走査方向を長手方向とする基板、および上記主走査方向に沿ってこの基板に搭載された複数のＬＥＤチップを有する、複数の基板光源をさらに備えており、
   上記複数の基板光源は、上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで離間配置されており、かつ、
   各上記基板光源の上記基板の主走査方向端面が、上記リブの上記主走査方向側面に対向していることを特徴とする、イメージセンサモジュール。
4. 上記複数の基板光源の上記ＬＥＤチップのいずれかは、上記副走査方向において上記レンズユニットを挟んで反対側に位置する上記リブのいずれかと、上記主走査方向における位置が一致している、請求項３に記載のイメージセンサモジュール。
5. 複数の上記リブは、上記主走査方向における位置が互いに異なっている、請求項３または４に記載のイメージセンサモジュール。
6. 上記フレームは、上記主走査方向両端寄りに位置し、上記主走査方向内方を向く、１対の内向き端面を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
7. 上記リブの上記主走査方向側面によって規定される空間は、上記副走査方向において上記レンズユニットとは反対側に開放されている、請求項１ないし６のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。
8. 上記リブには、上記副走査方向において上記レンズユニット寄りに位置し、上記主走査方向および上記副走査方向のいずれに対しても直角である方向において上記読み取り対象物寄りに位置する切り欠きが形成されている、請求項１ないし７のいずれかに記載のイメージセンサモジュール。

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