JPWO2013022060A1 - イメージセンサユニット及びこれを用いた画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の画像読取装置は、被照明体に光を照射すると共に、前記被照明体からの反射光及び/又は前記被照明体を透過した透過光を読取るイメージセンサユニットを備えた画像読取装置であって、前記イメージセンサユニットは、反射光用光源からの光を反射光出射面から前記被照明体に対して照射する反射光用導光体と、透過光用光源からの光を透過光出射面から前記被照明体に対して照射する透過光用導光体と、前記被照明体からの反射光及び/又は前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、前記結像素子からの光を受光する受光素子と、前記反射光用導光体を収容可能な収容部を有するフレームと、を有し、前記収容部の一部に、前記反射光用導光体の反射光出射面の一部を覆うように前記結像素子の光軸側へ突出する遮光部を有すると共に、前記遮光部は、前記反射光用導光体に対する位置決め用基準面を有し、前記被照明体と前記イメージセンサユニットとを相対的に移動させながら、前記イメージセンサユニットによって前記被照明体の画像を読み取ることを特徴とする。
また、フレームを2分割構成とすることにより、下方からの反射光用導光体の挿入が可能となるため、組み付け性を向上できる。
また、遮光部を反射光用導光体の位置決め用基準面とすることにより、部品点数を増やすことなく、組み付け時の位置決め性を向上できる。
図1は、本発明に係るイメージセンサユニット10を備えた画像読取装置100の要部構成を示す断面図である。ここで先ず、これらの全体構成について概略を説明する。本実施形態において被照明体として典型的には紙幣Sとする。なお、紙幣Sに限らず、その他の対象物に対して本発明は適用可能である。
画像読取装置100の所定部には紙幣Sの搬送方向Fに対して、対をなして紙幣Sを挟みながら搬送するための搬送ローラ101A,101Bと搬送ローラ102A,102Bとが所定間隔おいて配置される。これらの搬送ローラ101A,101B及び102A,102Bは、駆動機構により回転駆動されるようになっており、紙幣Sは所定の搬送速度で、イメージセンサユニット10に対して搬送方向Fに相対的に移動される。
なお、イメージセンサユニット10は、画像読取部11(反射光用照明部11A)と紙幣Sを挟んで反対側に透過光用照明部12とを備えた構成とし、紙幣Sの搬送方向Fに対して、所定間隔おいて配置するものであってもよい。
14はロアフレーム13Bの底部に配置された基板であり、主走査方向に複数配列された発光素子からなる反射光用光源15が実装される。反射光用光源15は、例えば赤色、緑色、青色、赤外線及び紫外線(以下、RGB、IR、UVと略称する)の発光波長を持つLEDからなる発光素子を含んで構成される。
16は反射光用光源15から照射された光を紙幣Sの一方の面(下面)の読取位置(読取ライン)O1へと導く、主走査方向に長尺に形成された反射光用導光体である。反射光用導光体16はアクリル系の樹脂やポリカーボネート等の透明素材を用いて形成される。反射光用導光体16は、その下端面を反射光用光源15からの光が入射する入射面16a、その上端面を内部を伝搬した光が出射する反射光出射面16bとして形成される。反射光出射面16bは、例えば拡散作用を持つように紙幣S側へ向けて凹状に形成される。反射光用導光体16の入射面16a及び反射光出射面16b以外のその他の部位は実質的に反射面として形成される。反射光用導光体16には、このほか、第一係止面16cと第二係止面16dとが形成される。図3A及び図3Bに示すように、第一係止面16cは上側を向く面であり、例えば反射光用導光体16の上端に形成される。第二係止面16dは下側を向く面であり、例えば反射光出射面16bの下方に、第一係止面16cと対向するように形成される。
17はフレーム13の下端面から略上下方向に形成された開口を有する収容部であり、反射光用光源15の上方に反射光用導光体16が収容可能に構成される。反射光用導光体16は、第一係止面16c及び第二係止面16dを後述する基準面26及び段部28にそれぞれ当接することにより、反射光出射面16bが紙幣Sに指向する状態で収容部17内に取り付けられる。
照射された光は紙幣Sによって反射されることで、ロッドレンズアレイ18を介して受光素子19上に収束結像される。この収束結像された反射光は、受光素子19により電気信号に変換された後、図示しない信号処理部において処理される。
なお、上側イメージセンサユニット部10Bの画像読取部11についても他方の面(上面)に対して同様に実施される。
透過光用導光体23は、その長手方向における一方の端面を透過光用光源24からの光が入射する入射面23a、その上端面を内部を伝搬した光が出射する透過光出射面23b、透過光出射面23bと対向する面を拡散面23cとして形成される(図4参照)。透過光出射面23bは、例えば集光作用を持つように紙幣S側へ向けて凸状に形成される。透過光用導光体23は、透過光出射面23bが紙幣Sに指向する状態でアッパフレーム13Aに取り付けられる。また、拡散面23cには、例えばシルク印刷などによる光反射性の塗料からなる光拡散パターンが形成されている。入射面23a、透過光出射面23b及び拡散面23c以外のその他の部位は実質的に反射面として形成される。
24は、例えば赤色、緑色、青色、赤外線及び紫外線(以下、RGB、IR、UVと略称する)の発光波長を持つLEDからなる発光素子を含んで構成される透過光用光源である。透過光用光源24は、透過光用導光体23の長手方向における一方の端面の近傍に配置される。
本実施形態において透過光用光源24と透過光用導光体23とで透過光用照明部12が構成される。
また、上側イメージセンサユニット部10Bに設けられた透過光用照明部12の場合、紙幣Sを透過した光は、下側イメージセンサユニット部10Aのロッドレンズアレイ18を介して受光素子19により受光される。
なお、照射された光は紙幣Sを透過することで、上側イメージセンサユニット部10Bのロッドレンズアレイ18を介して受光素子19上に収束結像される。この収束結像された透過光は、受光素子19により電気信号に変換された後、図示しない信号処理部において処理される。
なお、上側イメージセンサユニット部10Bの透過光用照明部12についても他方の面(上面)に対して同様に実施される。
図5は、第一の実施形態に係るイメージセンサユニット10における要部構成例を示す部分断面図である。
図5に示すようにアッパフレーム13Aの上部には、収容部17の一部に、夫々反射光用導光体16の反射光出射面16bからロッドレンズアレイ18の光軸Z側へ突出する遮光部25を有する。図5に示すように遮光部25は反射光用導光体16の反射光出射面16bの一部を覆うように庇状に光軸Z側へ突出する。すなわち、上下方向(Z方向)で見たとき、遮光部25と反射光出射面16bとが一部で重なり合っている。遮光部25の突出量もしくは長さは、反射光用導光体16から紙幣Sに向けて適正に照射された光(図1に示す矢印L1)が、上側イメージセンサユニット部10Bの透過光用導光体23に直接入射するのを減少させるべく照射範囲を狭めるように設定される。
この構造により、第一係止面16c及び第二係止面16dとの間が固定端となる。したがって、例えば環境温度の変化による熱膨張、及び/又は、収縮による反射光用導光体16の変形の寸法変動は、第一係止面16c及び第二係止面16dとの間を起点として生じることになる。すなわち、反射光用導光体16の伸縮による影響を入射面16a側へ逃がすことで、固定端に近い反射光出射面16bへの伸縮による影響を低減できる。
また、環境温度の変化による反射光用導光体16の変形により光の照射範囲が変動することで、照り返し光の発生が不安定となる問題が生じ得る。
ここで、下側イメージセンサユニット部10Aでは、反射光用導光体16から上側イメージセンサユニット部10Bの透過光用導光体23へ照射される光の一部を遮光部25により遮光することで、反射光用照明部11Aの光の照射範囲を狭めることができる。このため、搬送路Pにおける読取位置O1に紙幣Sがない状態、及び/又は、透かし部分に対する画像読取部11による読み取り状態等において、透過光用導光体23への光の入射を低減できる。これにより、照り返し光の影響を有効に低減でき、読取画像の精度を向上できる。
同様に、上側イメージセンサユニット部10Bでは、反射光用導光体16から下側イメージセンサユニット部10Aの透過光用導光体23へ照射される光の一部を遮光部25により遮光することで、反射光用照明部11Aの光の照射範囲を狭めることができる。このため、搬送路Pにおける読取位置O2に紙幣Sがない状態、及び/又は、透かし部分に対する画像読取部11による読み取り状態等において、透過光用導光体23への光の入射を低減できる。
図6は、第二の実施形態に係るイメージセンサユニット10における要部構成例を示す部分断面図である。なお、上述した第一の実施形態と同一機能を有する部材については、同一符号を付して説明を省略する。
図6に示すようにアッパフレーム13Aの上部には、収容部17の一部に、夫々反射光用導光体16の反射光出射面16bからロッドレンズアレイ18の光軸Z側へ突出する遮光部25を有する。
なお、遮光部25Bも、遮光部25Aと同様に傾斜部29を形成してもよい。すなわち、遮光部25Bは、光軸Zに対して遮光部25Aと対称になるような傾斜部29を形成してよい。また、遮光部25A、25Bには、第一の実施形態と同様、反射光用導光体16の第一係止面16cが当接する基準面26が形成されている。
図7A〜図7Cは、それぞれ第一の実施形態、第二の実施形態及び比較例に対応する反射光用照明部11Aの要部構成を示す断面図である。図7A〜図7Cには、片側(左側)の反射光用照明部11Aによる光の状態をシミュレーションによって示している。各図の反射光用導光体16から延出する実線は、反射光用光源15から照射された光が反射光用導光体16内に入射され反射光出射面16bから出射された光を追跡したものであり、実際は光束である。
図7Aは、第一の実施形態の遮光部25を備えた反射光用照明部11Aである。図7Bは、第二の実施形態の遮光部25のうち傾斜部29が形成された遮光部25Aを備えた反射光用照明部11Aである。図7Cは、遮光部25がなく基準面26のみを備えた反射光用照明部11Aである。
図7Cに示す比較例では、遮光部25がないため反射光出射面16bからの光の照射範囲を狭めることができず、読取位置O1から副走査方向に離れた位置にまで光が照射される。一方、図7A及び図7Bに示す第一の実施形態及び第二の実施形態では、遮光部25、25Aによって反射光出射面16bからの光の照射範囲を狭め、読取位置O1近辺に導光できる。
上述する実施形態において反射光用導光体16及び遮光部25をロッドレンズアレイ18の光軸Zの両側に一対配置する例を説明したが、いずれか一方にのみ設ける場合も可能である。
透過光用照明部12における透過光用導光体23はロッドレンズアレイ18の光軸Z上にある例を説明したが、読取位置O1(O2)に透過読み取り用の光を照射できれば、ロッドレンズアレイ18の光軸Zに対して斜めに設ける場合も可能である。
また、透過光用光源24は透過光用導光体23の長手方向の一方の端面に限らず、両端に配置される場合も可能である。
反射光用照明部11Aとして、一対の反射光用光源15と反射光用導光体16とが、ロッドレンズアレイ18の光軸Zを挟んで相互に配置される構成について説明したが、一組であっても構わない。
なお、画像読取装置100としてシートフィード型の画像読取装置について説明したが、フラットベッド型の画像読取装置についても適用できる。
本発明の画像読取装置は、上述したイメージセンサユニットを有し、前記被照明体と前記イメージセンサユニットとを相対的に移動させながら、前記イメージセンサユニットによって前記被照明体の画像を読み取ることを特徴とする。
なお、遮光部25Bも、遮光部25Aと同様に傾斜部19を形成してもよい。すなわち、遮光部25Bは、光軸Zに対して遮光部25Aと対称になるような傾斜部19を形成してよい。また、遮光部25A、25Bには、第一の実施形態と同様、反射光用導光体16の第一係止面16cが当接する基準面26が形成されている。
Claims (6)
- 被照明体に光を照射すると共に、前記被照明体からの反射光及び/又は前記被照明体を透過した透過光を読取るイメージセンサユニットであって、
反射光用光源からの光を反射光出射面から前記被照明体に対して照射する反射光用導光体と、
透過光用光源からの光を透過光出射面から前記被照明体に対して照射する透過光用導光体と、
前記被照明体からの反射光及び/又は前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、
前記結像素子からの光を受光する受光素子と、
前記反射光用導光体を収容可能な収容部を有するフレームと、
を有し、
前記収容部の一部に、前記反射光用導光体の反射光出射面の一部を覆うように前記結像素子の光軸側へ突出する遮光部を有すると共に、
前記遮光部は、前記反射光用導光体に対する位置決め用基準面を有する
ことを特徴とするイメージセンサユニット。 - 前記収容部の一部として前記フレームの上部が下方に向かって拡開して開口され、前記反射光用導光体を前記収容部に対して下方から挿入可能である
ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサユニット。 - 前記反射光用導光体は、前記反射光出射面の近傍に第一係止面及び第二係止面を有し、
前記フレームは、前記収容部内に前記遮光部を備えるアッパフレームと前記収容部内に段部を備えるロアフレームとに2分割構成され、
前記遮光部に前記第一係止面を、前記第二係止面に前記段部をそれぞれ当接することで前記反射光用導光体を前記収容部内に位置決めする
ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサユニット。 - 前記反射光用導光体及び前記遮光部は前記結像素子の光軸の両側に配置され、これらの遮光部の相互間に所定幅のスリット状の開口部が形成される
ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサユニット。 - 前記遮光部の下部には傾斜部が形成される
ことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサユニット。 - 被照明体に光を照射すると共に、前記被照明体からの反射光及び/又は前記被照明体を透過した透過光を読取るイメージセンサユニットを備えた画像読取装置であって、
前記イメージセンサユニットは、
反射光用光源からの光を反射光出射面から前記被照明体に対して照射する反射光用導光体と、
透過光用光源からの光を透過光出射面から前記被照明体に対して照射する透過光用導光体と、
前記被照明体からの反射光及び/又は前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、
前記結像素子からの光を受光する受光素子と、
前記反射光用導光体を収容可能な収容部を有するフレームと、
を有し、
前記収容部の一部に、前記反射光用導光体の反射光出射面の一部を覆うように前記結像素子の光軸側へ突出する遮光部を有すると共に、
前記遮光部は、前記反射光用導光体に対する位置決め用基準面を有し、
前記被照明体と前記イメージセンサユニットとを相対的に移動させながら、前記イメージセンサユニットによって前記被照明体の画像を読み取る
ことを特徴とする画像読取装置。
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