KR101600207B1

KR101600207B1 - 이미지 센서 유닛 및 이것을 사용한 화상 판독 장치

Info

Publication number: KR101600207B1
Application number: KR1020147003036A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 호리구치; 히데마사 요시다; 아키후미 후지와라; 히데히사 다카하시
Original assignee: 케논 콤포넨트 가부시키가이샤
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2016-03-04
Also published as: CN103718539A; WO2013022060A1; JPWO2013022060A1; CN103718539B; JP5797270B2; US9094562B2; KR20140048958A; US20140320937A1

Abstract

반사광용 광원(15)으로부터의 광을 반사광 출사면(16b)으로부터 지폐 S에 대하여 조사하는 반사광용 도광체(16)와, 투과광용 광원(24)으로부터의 광을 투과광 출사면(23b)으로부터 지폐 S에 대하여 조사하는 투과광용 도광체(23)와, 지폐 S로부터의 반사광 및/또는 지폐 S를 투과한 투과광을 결상하는 로드 렌즈 어레이(18)와, 로드 렌즈 어레이(18)에 의해 집광된 광을 수광하는 수광 소자(19)와, 반사광용 도광체(16)를 수용 가능한 수용부(17)를 갖는 프레임(13)을 갖는다. 수용부(17)의 일부에, 반사광용 도광체(16)의 반사광 출사면(16b)으로부터 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z측으로 돌출된 차광부(25)를 가짐과 함께, 차광부(25)는 반사광용 도광체(16)에 대한 위치 결정용 기준면(26)을 갖는다. 미광의 영향을 저감시킬 수 있어, 판독 화상의 정밀도가 향상된다.

Description

이미지 센서 유닛 및 이것을 사용한 화상 판독 장치{IMAGE SENSOR UNIT AND IMAGE READING DEVICE UTILIZING SAME}

본 발명은 복사기, 이미지 스캐너 혹은 팩시밀리 등의 화상 판독 장치에 사용되는 이미지 센서 유닛 및 이미지 센서 유닛을 사용한 화상 판독 장치에 관한 것이다. 특히, 지폐, 유가 증권 등의 기록 매체의 진위 판정을 행하는 화상 판독 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 화상 판독 장치를 비롯해서, 특히 지폐 등의 진위 판정을 행하는 화상 판독 장치에 있어서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다.

일본 특허 공개 제2007-116590호 공보

그러나, 상술한 특허문헌 1에 개시된 종래 기술에 있어서는, 반사 판독 시에 원고가 없는 상태(예를 들어 지폐를 연속해서 판독할 때의 지폐간의 간극, 흠집이나 찢어짐 등의 파손 부분)에서는, 반사광용 광원으로부터 조사한 광이, 원고와는 반대측에 배치된 투과광용 도광체에 들어가서 재반사한 후, 다시 조사함으로써 미광이 발생하는 경우가 있다. 또한, 워터 마크 부분의 판독 시에 워터 마크 부분을 투과한 광이 생겼을 때도 마찬가지였다. 이러한 미광(후술하는 반사광)은 이미지 센서 유닛의 출력에 있어서 노이즈 성분으로 되고, 원고가 있는 경우의 출력(신호 성분)과 미광에 의한 노이즈 성분의 차분이 작아져서, 콘트라스트가 불선명해져서 판독 화상의 정밀도가 저하하는 등의 문제를 초래한다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여, 미광의 영향을 저감시킴으로써 판독 화상의 정밀도를 향상시킬 수 있는 이미지 센서 유닛 및 화상 판독 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 이미지 센서 유닛은, 피조명체에 광을 조사함과 함께, 상기 피조명체로부터의 반사광 및/또는 상기 피조명체를 투과한 투과광을 판독하는 이미지 센서 유닛이며, 반사광용 광원으로부터의 광을 반사광 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 반사광용 도광체와, 투과광용 광원으로부터의 광을 투과광 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 투과광용 도광체와, 상기 피조명체로부터의 반사광 및/또는 상기 피조명체를 투과한 투과광을 결상하는 결상 소자와, 상기 결상 소자로부터의 광을 수광하는 수광 소자와, 상기 반사광용 도광체를 수용 가능한 수용부를 갖는 프레임을 갖고, 상기 수용부의 일부에, 상기 반사광용 도광체의 반사광 출사면의 일부를 덮도록 상기 결상 소자의 광축측으로 돌출된 차광부를 가짐과 함께, 상기 차광부는, 상기 반사광용 도광체에 대한 위치 결정용 기준면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 화상 판독 장치는, 피조명체에 광을 조사함과 함께, 상기 피조명체로부터의 반사광 및/또는 상기 피조명체를 투과한 투과광을 판독하는 이미지 센서 유닛을 구비한 화상 판독 장치이며, 상기 이미지 센서 유닛은, 반사광용 광원으로부터의 광을 반사광 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 반사광용 도광체와, 투과광용 광원으로부터의 광을 투과광 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 투과광용 도광체와, 상기 피조명체로부터의 반사광 및/또는 상기 피조명체를 투과한 투과광을 결상하는 결상 소자와, 상기 결상 소자로부터의 광을 수광하는 수광 소자와, 상기 반사광용 도광체를 수용 가능한 수용부를 갖는 프레임을 갖고, 상기 수용부의 일부에, 상기 반사광용 도광체의 반사광 출사면의 일부를 덮도록 상기 결상 소자의 광축측으로 돌출된 차광부를 가짐과 함께, 상기 차광부는, 상기 반사광용 도광체에 대한 위치 결정용 기준면을 갖고, 상기 피조명체와 상기 이미지 센서 유닛을 상대적으로 이동시키면서, 상기 이미지 센서 유닛에 의해 상기 피조명체의 화상을 판독하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 수용부의 일부를 반사광용 도광체의 차광부로 함으로써, 반사광용 도광체로부터의 광의 조사 범위를 좁혀, 투과광용 도광체로의 광의 입사를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 미광(반사광)을 저감시킬 수 있기 때문에, 부품 개수를 늘리지 않고, 판독 대상물인 피조명체와 배경의 콘트라스트를 선명하게 하여, 높은 판독 정밀도를 확보할 수 있다.

또한, 프레임을 2분할 구성으로 함으로써, 하방으로부터의 반사광용 도광체의 삽입이 가능해지기 때문에, 조립성을 향상시킬 수 있다.

또한, 차광부를 반사광용 도광체의 위치 결정용 기준면으로 함으로써, 부품 개수를 늘리지 않고, 조립 시의 위치 결정성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 이미지 센서 유닛을 구비한 화상 판독 장치의 주요부 구성을 도시하는 단면도.
도 2a는 본 발명에 관한 하측 이미지 센서 유닛부의 외관을 도시하는 상면도.
도 2b는 본 발명에 관한 하측 이미지 센서 유닛부의 외관을 도시하는 정면도.
도 2c는 본 발명에 관한 하측 이미지 센서 유닛부의 외관을 나타내는 하면도.
도 3a는 본 발명에 관한 반사광용 도광체의 구성을 도시하는 사시도이며, 반사광 출사면 측에서 본 도면.
도 3b는 본 발명에 관한 반사광용 도광체의 구성을 도시하는 사시도이며, 입사면 측에서 본 도면.
도 4는 본 발명에 관한 하측 이미지 센서 유닛부의 구성예를 도시하는 분해 사시도.
도 5는 제1 실시 형태에 관한 이미지 센서 유닛에 있어서의 주요부 구성예를 도시하는 부분 단면도.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 이미지 센서 유닛에 있어서의 주요부 구성예를 도시하는 부분 단면도.
도 7a는 제1 실시 형태에 관한 반사광용 조명부에 의한 광의 상태를 시뮬레이션에 의해 도시한 도면.
도 7b는 제2 실시 형태에 관한 반사광용 조명부에 의한 광의 상태를 시뮬레이션에 의해 도시한 도면.
도 7c는 비교예에 관한 반사광용 조명부에 의한 광의 상태를 시뮬레이션에 의해 도시한 도면.

이하, 본 발명을 적용할 수 있는 이미지 센서 유닛 및 화상 판독 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 이미지 센서 유닛(10)을 구비한 화상 판독 장치(100)의 주요부 구성을 도시하는 단면도이다. 여기에서 우선, 이들 전체 구성에 대하여 개략을 설명한다. 본 실시 형태에 있어서 피조명체로서 전형적으로는 지폐 S라 한다. 또한, 지폐 S에 한하지 않고, 그 밖의 대상물에 대하여 본 발명은 적용 가능하다.

화상 판독 장치(100)의 소정부에는 지폐 S의 반송 방향 F에 대하여, 쌍을 이루어서 지폐 S를 물어서 반송하기 위한 반송 롤러(101A, 101B)와 반송 롤러(102A, 102B)가 소정 간격을 두고 배치된다. 이들 반송 롤러(101A, 101B 및 102A, 102B)는, 구동 기구에 의해 회전 구동되도록 되어 있고, 지폐 S는 소정의 반송 속도로, 이미지 센서 유닛(10)에 대하여 반송 방향 F로 상대적으로 이동된다.

이미지 센서 유닛(10)은, 반송 롤러(101A, 101B)와 반송 롤러(102A, 102B) 사이에, 지폐 S가 통과 가능한 반송로 P를 구성하도록 간극(본 실시 형태에 있어서는, 반송로 P의 폭=2.0㎜)을 구비하여 배치되어 있고, 반송되는 지폐 S의 화상을 판독한다. 이미지 센서 유닛(10)은, 지폐 S의 반송로 P를 사이에 두고, 하측에 이미지 센서 유닛부(10A)(이하, 하측 이미지 센서 유닛부(10A)라고 함), 상측에 이미지 센서 유닛부(10B)(이하, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)라고 함)가 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 하측 이미지 센서 유닛부(10A) 및 상측 이미지 센서 유닛부(10B)는, 도 1에 도시하는 중심선 Oc에 대하여 대칭인 동일 구성이다. 하측 이미지 센서 유닛부(10A) 및 상측 이미지 센서 유닛부(10B)는 각각 지폐 S에 반사식 판독용 광을 조사하는 반사광용 조명부(11A)를 포함하는 화상을 판독하는 화상 판독부(11)와, 지폐 S에 투과식 판독용 광을 조사하는 투과광용 조명부(12)를 구비하고 있다. 화상 판독부(11)(반사광용 조명부(11A)) 및 투과광용 조명부(12)에 의해 지폐 S에 대하여 반사광에 의한 판독과 투과광에 의한 판독을 실시할 수 있다. 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 화상 판독부(11)에 대하여 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 투과광용 조명부(12)가 대응 배치된다. 또한 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 투과광용 조명부(12)에 대하여 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 화상 판독부(11)가 대응 배치된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 하측 이미지 센서 유닛부(10A) 및 상측 이미지 센서 유닛부(10B)에 의해, 지폐 S의 표리 양면을 1회의 반송으로 판독하는 것을 가능하게 한다.

또한, 이미지 센서 유닛(10)은, 화상 판독부(11)(반사광용 조명부(11A))와 지폐 S를 사이에 두고 반대측에 투과광용 조명부(12)를 구비한 구성으로 하고, 지폐 S의 반송 방향 F에 대하여, 소정 간격을 두고 배치하는 것이어도 된다.

여기서, 하측 이미지 센서 유닛부(10A) 및 상측 이미지 센서 유닛부(10B) 중, 하측 이미지 센서 유닛부(10A)를 예로 들어 설명한다. 도 2a는 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 외관을 도시하는 상면도이다. 도 2b는 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 외관을 도시하는 정면도이다. 도 2c는 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 외관을 나타내는 하면도이다. 하측 이미지 센서 유닛부(10A)는 대체로 직육면체로 형성되고, 그 길이 방향이 주주사 방향으로 되고, 이것에 직교하는 부주사 방향은 지폐 S의 반송 방향 F로 된다.

참조 부호 13은 하우징으로 되는 부재인 프레임이며, 어퍼 프레임(13A) 및 로어 프레임(13B)으로 2분할 구성된다.

참조 부호 14는 로어 프레임(13B)의 저부에 배치된 기판이며, 주주사 방향으로 복수 배열된 발광 소자로 이루어지는 반사광용 광원(15)이 실장된다. 반사광용 광원(15)은, 예를 들어 적색, 녹색, 청색, 적외선 및 자외선(이하, RGB, IR, UV라 약칭)의 발광 파장을 갖는 LED로 이루어지는 발광 소자를 포함하여 구성된다.

참조 부호 16은 반사광용 광원(15)으로부터 조사된 광을 지폐 S의 한쪽 면(하면)의 판독 위치(판독 라인) O₁로 유도하는, 주주사 방향으로 길게 형성된 반사광용 도광체이다. 반사광용 도광체(16)는 아크릴계의 수지나 폴리카르보네이트 등의 투명 소재를 사용해서 형성된다. 반사광용 도광체(16)는, 그 하단부면을 반사광용 광원(15)으로부터의 광이 입사하는 입사면(16a), 그 상단부면을 내부를 전반한 광이 출사하는 반사광 출사면(16b)으로서 형성된다. 반사광 출사면(16b)은, 예를 들어 확산 작용을 갖도록 지폐 S측을 향해서 오목 형상으로 형성된다. 반사광용 도광체(16)의 입사면(16a) 및 반사광 출사면(16b) 이외의 그 외의 부위는 실질적으로 반사면으로서 형성된다. 반사광용 도광체(16)에는, 이 외에, 제1 걸림 지지면(16c)과 제2 걸림 지지면(16d)이 형성된다. 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 제1 걸림 지지면(16c)은 상측을 향하는 면이며, 예를 들어 반사광용 도광체(16)의 상단부에 형성된다. 제2 걸림 지지면(16d)은 하측을 향하는 면이며, 예를 들어 반사광 출사면(16b)의 하방에, 제1 걸림 지지면(16c)과 대향하도록 형성된다.

참조 부호 17은 프레임(13)의 하단부면으로부터 대략 상하 방향으로 형성된 개구를 갖는 수용부이며, 반사광용 광원(15)의 상방에 반사광용 도광체(16)가 수용 가능하게 구성된다. 반사광용 도광체(16)는, 제1 걸림 지지면(16c) 및 제2 걸림 지지면(16d)을 후술하는 기준면(26) 및 단차부(28)에 각각 접촉함으로써, 반사광 출사면(16b)이 지폐 S로 지향하는 상태에서 수용부(17) 내에 장착된다.

참조 부호 18은 결상 소자로서의 로드 렌즈 어레이이며, 예를 들어 복수의 정립 등배 결상형의 로드 렌즈가 주주사 방향으로 직선 형상으로 배열된 구조이다. 참조 부호 19는 광을 전기 신호로 변환하는 광전 변환 소자를 구비한 수광 소자이다. 참조 부호 20은 수광 소자(19)가 실장된 센서 기판이다. 센서 기판(20)은 수광 소자(19)를 주주사 방향으로 복수 배열하여 실장함과 함께, 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z와 실질적으로 일치하도록 배치함으로써, 수광 소자(19) 위에 지폐 S로부터의 반사광(투과광의 경우도 포함)을 수렴 결상시키는 것이다. 센서 기판(20)에는 반사광용 도광체(16)가 삽입되는 통과 구멍(20a)이 형성되어 있다. 또한, 센서 기판(20)은 어퍼 프레임(13A)의 저부에 코오킹 등에 의해 고정된다. 어퍼 프레임(13A)의 상부는, 투명한 커버(21)에 의해 덮인다. 커버(21)는 투명한 유리 등을 사용하여 형성된 커버 본체(21a)와, 커버 본체(21a)를 보유 지지하는 외측 프레임(21b)을 갖고 있다. 외측 프레임(21b)은, 광이 투과하지 않도록 흑색 등으로 착색되어 있다. 또한, 상술한 결상 소자는, 로드 렌즈 어레이(18)에 한정되지 않고, 예를 들어 마이크로렌즈 어레이여도 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 반사광용 도광체(16), 로드 렌즈 어레이(18), 센서 기판(20) 등의 부재는 각각 위치 결정된 상태에서 프레임(13)의 내부에 끼워 넣어진다. 본 실시 형태에 있어서는, 반사광용 조명부(11A)는, 한 쌍의 반사광용 광원(15)과 반사광용 도광체(16)가, 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z를 사이에 두고 서로 배치됨으로써 구성된다. 화상 판독부(11)는 반사광용 조명부(11A)를 포함하여 구성된다.

상술하는 구성에 의한 화상 판독부(11)의 기본 동작에 대하여 설명한다. 화상 판독부(11)는 반송 롤러(101A, 101B 및 102A, 102B)에 의해 소정의 반송 속도로 반송 방향 F로 반송되는 지폐 S에 대하여, 반사광용 광원(15)의 RGB, IR, UV 발광 소자를 차례로, 점등 구동함으로써 반사광용 광원(15)을 발광시킨다. 반사광용 광원(15)으로부터 조사된 광은 입사면(16a)으로부터 반사광용 도광체(16) 내로 입사한다. 입사한 광은 반사광용 도광체(16) 내에서 반사하고, 즉 그 반사면에 의해 전반사하면서 반사광용 도광체(16) 내를 전반하고, 지폐 S의 판독 위치 O₁을 지향하여 도 1에서 대표적으로 나타나는 화살표 L₁과 같이 반사광 출사면(16b)으로부터 출사된다. 출사된 광은 로드 렌즈 어레이(18)를 사이에 둔 2 방향으로부터 지폐 S의 한쪽 면(하면)에 대하여, 주주사 방향에 걸쳐서 라인 형상으로 균일하게 조사된다.

조사된 광은 지폐 S에 의해 반사됨으로써, 로드 렌즈 어레이(18)를 통해서 수광 소자(19) 위에 수렴 결상된다. 이 수렴 결상된 반사광은, 수광 소자(19)에 의해 전기 신호로 변환된 후, 도시하지 않은 신호 처리부에 있어서 처리된다.

이와 같이 해서 RGB, IR, UV 모든 반사광을 1주사 라인분 판독함으로써, 지폐 S의 주주사 방향에 있어서의 1주사 라인의 판독 동작을 완료한다. 1주사 라인의 판독 동작 종료 후, 지폐 S의 부주사 방향으로의 이동에 수반하여, 상술과 마찬가지로 다음 1주사 라인분의 판독 동작이 행해진다. 이와 같이 지폐 S를 반송 방향 F로 반송하면서 1주사 라인분씩 판독 동작을 반복함으로써, 지폐 S의 전체면이 차례로 주사되어 반사광에 의한 화상 정보의 판독이 실시된다.

또한, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 화상 판독부(11)에 대해서도 다른 쪽 면(상면)에 대하여 마찬가지로 실시된다.

참조 부호 22는 어퍼 프레임(13A)에 형성된 개구를 갖는 수용부이다. 참조 부호 23은 주주사 방향으로 길게 형성된 투과광용 도광체이다. 투과광용 도광체(23)는, 반사광용 도광체(16)와 부주사 방향으로 인접하여, 수용부(22) 내부에 끼워 넣어진다. 투과광용 도광체(23)는 아크릴계의 수지나 폴리카르보네이트 등의 투명 소재를 사용해서, 주주사 방향으로 가늘고 긴 형상으로 형성된다.

투과광용 도광체(23)는, 그 길이 방향에 있어서의 한쪽 단부면을 투과광용 광원(24)으로부터의 광이 입사하는 입사면(23a), 그 상단부면을 내부를 전반한 광이 출사하는 투과광 출사면(23b), 투과광 출사면(23b)과 대향하는 면을 확산면(23c)으로서 형성된다(도 4 참조). 투과광 출사면(23b)은, 예를 들어 집광 작용을 갖도록 지폐 S측을 향해서 볼록 형상으로 형성된다. 투과광용 도광체(23)는, 투과광 출사면(23b)이 지폐 S로 지향하는 상태에서 어퍼 프레임(13A)에 장착된다. 또한, 확산면(23c)에는, 예를 들어 실크 인쇄 등에 의한 광 반사성의 도료로 이루어지는 광 확산 패턴이 형성되어 있다. 입사면(23a), 투과광 출사면(23b) 및 확산면(23c) 이외의 그 외의 부위는 실질적으로 반사면으로서 형성된다.

참조 부호 24는, 예를 들어 적색, 녹색, 청색, 적외선 및 자외선(이하, RGB, IR, UV라 약칭)의 발광 파장을 갖는 LED로 이루어지는 발광 소자를 포함하여 구성되는 투과광용 광원이다. 투과광용 광원(24)은, 투과광용 도광체(23)의 길이 방향에 있어서의 한쪽 단부면의 근방에 배치된다.

본 실시 형태에 있어서 투과광용 광원(24)과 투과광용 도광체(23)로 투과광용 조명부(12)가 구성된다.

여기서, 하측 이미지 센서 유닛부(10A)에 설치된 투과광용 조명부(12)의 경우, 지폐 S를 투과한 광은, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 로드 렌즈 어레이(18)를 통해서 수광 소자(19)에 의해 수광된다. 또한, 이들 로드 렌즈 어레이(18) 및 수광 소자(19)는 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 로드 렌즈 어레이(18) 및 수광 소자(19)와 동등한 것이다.

또한, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)에 설치된 투과광용 조명부(12)의 경우, 지폐 S를 투과한 광은, 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 로드 렌즈 어레이(18)를 통해서 수광 소자(19)에 의해 수광된다.

상술하는 구성에 의한 투과광용 조명부(12)의 동작에 대하여 설명한다. 투과광용 조명부(12)는, 반송 롤러(101A, 101B 및 102A, 102B)에 의해 소정의 반송 속도로 반송 방향 F로 반송되는 지폐 S에 대해, 투과광용 광원(24)의 RGB, IR, UV 발광 소자를 차례로, 점등 구동함으로써, 투과광용 광원(24)을 발광시킨다. 투과광용 광원(24)으로부터 조사된 광은 입사면(23a)으로부터 투과광용 도광체(23) 내로 입사한다. 입사한 광은 투과광용 도광체(23) 내에서 반사·확산되고, 즉 확산면(23c)에 형성된 광 확산 패턴에 의해 반사·확산됨과 함께, 반사면에 의해 전반사하면서 투과광용 도광체(23) 내를 전반하고, 지폐 S의 판독 위치 O₂를 지향하여 도 1에서 대표적으로 나타나는 화살표 L₂와 같이 투과광 출사면(23b)으로부터 출사된다. 출사된 광은 지폐 S의 한쪽 면(하면)에 대하여, 주주사 방향에 걸쳐서 라인 형상으로 균일하게 조사된다.

또한, 조사된 광은 지폐 S를 투과함으로써, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 로드 렌즈 어레이(18)를 통해서 수광 소자(19) 상에 수렴 결상된다. 이 수렴 결상된 투과광은, 수광 소자(19)에 의해 전기 신호로 변환된 후, 도시하지 않은 신호 처리부에 있어서 처리된다.

이와 같이 해서 RGB, IR, UV 모든 투과광을 1주사 라인분 판독함으로써, 지폐 S의 주주사 방향에 있어서의 1주사 라인의 판독 동작을 완료한다. 1주사 라인의 판독 동작 종료 후, 지폐 S의 부주사 방향으로의 이동에 수반하여, 상술과 마찬가지로 다음 1주사 라인분의 판독 동작이 행해진다. 이와 같이 지폐 S를 반송 방향 F로 반송하면서 1주사 라인분씩 판독 동작을 반복함으로써, 지폐 S의 전체면이 차례로 주사되어 투과광에 의한 화상 정보의 판독이 실시된다.

또한, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 투과광용 조명부(12)에 대해서도 다른 쪽 면(상면)에 대하여 마찬가지로 실시된다.

(제1 실시 형태)

도 5는 제1 실시 형태에 관한 이미지 센서 유닛(10)에 있어서의 주요부 구성예를 도시하는 부분 단면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이 어퍼 프레임(13A)의 상부에는, 수용부(17)의 일부에, 각각 반사광용 도광체(16)의 반사광 출사면(16b)으로부터 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z측으로 돌출된 차광부(25)를 갖는다. 도 5에 도시한 바와 같이 차광부(25)는 반사광용 도광체(16)의 반사광 출사면(16b)의 일부를 덮도록 차양 형상으로 광축 Z측으로 돌출된다. 즉, 상하 방향(Z 방향)에서 보았을 때, 차광부(25)와 반사광 출사면(16b)이 일부에서 서로 겹쳐져 있다. 차광부(25)의 돌출량 혹은 길이는, 반사광용 도광체(16)로부터 지폐 S를 향하여 적정하게 조사된 광(도 1에 도시하는 화살표 L₁)이, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 투과광용 도광체(23)에 직접 입사하는 것을 감소시키기 위해 조사 범위를 좁히도록 설정된다.

프레임(13)에는 반사광용 도광체(16)를 수용하는 수용부(17)가 형성된다. 어퍼 프레임(13A)의 상부는, 수용부(17)의 일부를 구성하도록 하방을 향함에 따라서 부주사 방향으로 확대 개방하여 개구된다. 따라서 반사광용 도광체(16)는 수용부(17)에 대하여 하방으로부터 삽입 가능해진다. 차광부(25)에는 기준면(26)(위치 결정용 기준면)이 형성되어 있고, 반사광용 도광체(16)를 하방으로부터 삽입할 때에, 반사광용 도광체(16)의 제1 걸림 지지면(16c)이 접촉함으로써 반사광용 도광체(16)를 위치 결정할 수 있다.

이 구성에 의해, 반사광용 도광체(16) 및 차광부(25)는 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z의 양측에 한 쌍으로 배치되고, 이들 차광부(25)의 상호간에 소정폭(개구폭 W₁, W₂)의 슬릿 형상의 개구부가 형성된다. 이 개구폭 W는 차광부(25)의 광축 Z측으로의 돌출량의 대소에 따라서 광협 변화하고, 차광부(25)의 차광 효율과의 관계에 의해 최적의 값이 선택된다(본 실시 형태에서는, W₁=5.5㎜, W₂=5.5㎜이다).

프레임(13)은, 어퍼 프레임(13A) 및 로어 프레임(13B)이 서로 맞춤면(27)에 포개져, 일체화된다. 조립 시에 있어서, 어퍼 프레임(13A)에 대해서 반사광용 도광체(16)를 수용부(17)에 하방으로부터 삽입함으로써, 각각 반사광용 도광체(16)의 상단부에 설치된 제1 걸림 지지면(16c)이 기준면(26)에 접촉한다. 이때 각 부재가 서로 위치 결정된다. 그 후, 어퍼 프레임(13A)과 로어 프레임(13B)을 상하 방향으로 결합함으로써, 로어 프레임(13B)에 형성된 단차부(28)가 제2 걸림 지지면(16d)에 접촉함으로써, 반사광용 도광체(16)가 수용부(17) 내에 장착된다. 이와 같이, 기준면(26)을 차광부(25)에 설치함으로써, 이 부위에서 차광 효과와 위치 결정 작용의 양쪽을 유효하게 발휘시킬 수 있다.

이때, 반사광용 도광체(16)의 제1 걸림 지지면(16c)은, 어퍼 프레임(13A)에 형성되는 하측을 향하는 면(기준면(26))에 대향한다. 한편, 반사광용 도광체(16)의 제2 걸림 지지면(16d)은, 로어 프레임(13B)에 형성되는 단차부(28)의 상측을 향하는 면에 대향한다. 이와 같이, 반사광용 도광체(16)는 어퍼 프레임(13A)과 로어 프레임(13B)에 의해 반사광 출사면(16b)을 끼워서, 반사광용 도광체(16)의 양측으로부터 협지됨으로써, 수용부(17) 내에 위치 결정되어 보유 지지된다.

이 구조에 의해, 제1 걸림 지지면(16c) 및 제2 걸림 지지면(16d) 사이가 고정단으로 된다. 따라서, 예를 들어 환경 온도의 변화에 의한 열팽창, 및/또는, 수축에 의한 반사광용 도광체(16)의 변형의 치수 변동은, 제1 걸림 지지면(16c) 및 제2 걸림 지지면(16d) 사이를 기점으로 해서 발생하게 된다. 즉, 반사광용 도광체(16)의 신축에 의한 영향을 입사면(16a) 측으로 놓침으로써, 고정단에 가까운 반사광 출사면(16b)으로의 신축에 의한 영향을 저감시킬 수 있다.

그런데, 예를 들어 반사 판독 시에 지폐 S가 없는 상태(예를 들어 지폐를 연속해서 판독할 때의 지폐간의 간극, 흠집이나 찢어짐 등의 파손 부분)를 상정한다. 이 경우, 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 반사광용 조명부(11A)로부터의 광이, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 투과광용 조명부(12)의 투과광용 도광체(23)에 직접 입사하고, 그 후, 로드 렌즈 어레이(18)에 다시 조사됨으로써 미광이 발생하는 경우가 있다. 이러한 미광 등을 포함하는 소위, 반사광은 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 출력에 있어서 노이즈 성분으로 되고, 지폐 S가 있는 경우의 출력(신호 성분)과 반사광에 의한 노이즈 성분의 차분이 작아져, 그대로로는 콘트라스트가 불선명해져 판독 화상의 정밀도가 저하하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

또한, 환경 온도의 변화에 의한 반사광용 도광체(16)의 변형에 의해 광의 조사 범위가 변동함으로써, 반사광의 발생이 불안정해지는 문제가 발생할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서 하측 이미지 센서 유닛부(10A) 및 상측 이미지 센서 유닛부(10B)는 화상 판독부(11)(반사광용 조명부(11A))와 투과광용 조명부(12)를 갖고, 투과형 및 반사형을 병용한 구성으로 되어 있다.

여기서, 하측 이미지 센서 유닛부(10A)에서는, 반사광용 도광체(16)로부터 상측 이미지 센서 유닛부(10B)의 투과광용 도광체(23)로 조사되는 광의 일부를 차광부(25)에 의해 차광함으로써, 반사광용 조명부(11A)의 광의 조사 범위를 좁힐 수 있다. 이로 인해, 반송로 P에 있어서의 판독 위치 O₁에 지폐 S가 없는 상태, 및/또는, 워터 마크 부분에 대한 화상 판독부(11)에 의한 판독 상태 등에 있어서, 투과광용 도광체(23)로의 광의 입사를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 반사광의 영향을 유효하게 저감시킬 수 있어, 판독 화상의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

마찬가지로, 상측 이미지 센서 유닛부(10B)에서는, 반사광용 도광체(16)로부터 하측 이미지 센서 유닛부(10A)의 투과광용 도광체(23)로 조사되는 광의 일부를 차광부(25)에 의해 차광함으로써, 반사광용 조명부(11A)의 광의 조사 범위를 좁힐 수 있다. 이로 인해, 반송로 P에 있어서의 판독 위치 O₂에 지폐 S가 없는 상태, 및/또는, 워터 마크 부분에 대한 화상 판독부(11)에 의한 판독 상태 등에 있어서, 투과광용 도광체(23)로의 광의 입사를 저감시킬 수 있다.

또한, 차광부(25)는 프레임(13)(어퍼 프레임(13A))과 일체 성형되기 때문에, 별도 차광 부재를 설치할 필요가 없다. 이에 의해 차광 부재의 제조 및 조립 비용이 발생하지 않고, 더하여 장치 구조가 간소화된다. 또한, 몰드에 의한 성형으로 차광부(25)의 상호간의 슬릿이 높은 치수 정밀도를 확보할 수 있는 데다가, 프레임(13)을 2분할 구성으로 함으로써 장치의 조립 시에 반사광용 도광체(16)의 하방으로부터의 삽입이 가능해지기 때문에, 조립성을 향상시킬 수 있다. 또한, 차광부(25)를 반사광용 도광체(16)의 위치 결정용 기준면으로 함으로써, 위치 결정성 등을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 걸림 지지면(16c) 및 제2 걸림 지지면(16d) 사이를 고정단으로 함으로써, 환경 온도의 변화 등에 의한 반사광용 도광체(16)의 신축에 의한 영향을 입사면(16a) 측으로 놓칠 수 있다. 따라서, 반사광 출사면(16b)에 있어서 변형의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 반사광 출사면(16b)의 변동을 저감시킬 수 있다. 이로 인해, 환경 온도의 변화가 발생해도 광의 조사 범위를 안정시킬 수 있어, 차광부(25)에 의한 차광 효과를 유효하게 발휘시킬 수 있으며, 반사광의 저감을 효과적으로 행할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 6은 제2 실시 형태에 관한 이미지 센서 유닛(10)에 있어서의 주요부 구성예를 도시하는 부분 단면도이다. 또한, 상술한 제1 실시 형태와 동일 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 6에 도시한 바와 같이 어퍼 프레임(13A)의 상부에는, 수용부(17)의 일부에, 각각 반사광용 도광체(16)의 반사광 출사면(16b)으로부터 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z측으로 돌출된 차광부(25)를 갖는다.

본 실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이 좌우의 차광부(25)(좌측을 차광부(25A)로 하고, 우측을 차광부(25B)로 함)에서, 돌출량 및 형상이 다르다. 차광부(25A)는 좌측의 반사광용 도광체(16)의 반사광 출사면(16b)의 일부를 덮을 때까지 차양 형상으로 광축 Z측으로 돌출된다. 한편, 차광부(25B)는 반사광용 도광체(16)의 반사광 출사면(16b)까지 도달하지 않고, 제1 걸림 지지면(16c)을 덮도록 차양 형상으로 광축 Z측으로 돌출된다. 또한, 차광부(25A)의 하부에는, 경사부(19)(본 실시 형태에서는, 경사 각도 α= 대략 60°)가 형성되어 있다. 경사부(19)는 반사광 출사면(16b)으로부터 조사된 광의 조도를 저하시키지 않고, 조사 범위를 좁힐 수 있다. 또한, 차광부(25B)측에서는, 차광부(25B)의 선단부와 커버(21)의 외측 프레임(21b)(커버 본체(21a)를 지지하는 지지부(21c))을 연결하는 직선(도 6에 나타내는 가상선 V)이, 차광부(25A)의 경사부(19)의 경사 각도와 동일한 경사 각도로 형성되어 있다. 따라서, 차광부(25B)측에서는, 차광부(25B)와 커버(21)의 외측 프레임(21b)에 의해, 반사광 출사면(16b)으로부터 조사된 광의 조도를 저하시키지 않고, 조사 범위를 좁힐 수 있다.

또한, 차광부(25B)도, 차광부(25A)와 마찬가지로 경사부(19)를 형성해도 된다. 즉, 차광부(25B)는, 광축 Z에 대하여 차광부(25A)와 대칭이 되는 경사부(19)를 형성해도 된다. 또한, 차광부(25A, 25B)에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 반사광용 도광체(16)의 제1 걸림 지지면(16c)이 접촉하는 기준면(26)이 형성되어 있다.

이어서, 본 발명을 적용할 수 있는 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 효과의 검증 결과에 대하여 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명한다. 또한, 상술한 각 실시 형태와 동일 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 설명을 생략한다.

도 7a 내지 도 7c는, 각각 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 비교예에 대응하는 반사광용 조명부(11A)의 주요부 구성을 도시하는 단면도이다. 도 7a 내지 도 7c에는, 편측(좌측)의 반사광용 조명부(11A)에 의한 광의 상태를 시뮬레이션에 의해 나타내고 있다. 각 도면의 반사광용 도광체(16)로부터 연장되는 실선은, 반사광용 광원(15)으로부터 조사된 광이 반사광용 도광체(16) 내로 입사되어 반사광 출사면(16b)으로부터 출사된 광을 추적한 것이며, 실제는 광속이다.

도 7a는 제1 실시 형태의 차광부(25)를 구비한 반사광용 조명부(11A)이다. 도 7b는 제2 실시 형태의 차광부(25) 중 경사부(29)가 형성된 차광부(25A)를 구비한 반사광용 조명부(11A)이다. 도 7c는 차광부(25)가 없고 기준면(26)만을 구비한 반사광용 조명부(11A)이다.

도 7c에 나타내는 비교예에서는, 차광부(25)가 없기 때문에 반사광 출사면(16b)으로부터의 광의 조사 범위를 좁힐 수 없어, 판독 위치 O₁로부터 부주사 방향으로 이격된 위치에까지 광이 조사된다. 한편, 도 7a 및 도 7b에 나타내는 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 차광부(25, 25A)에 의해 반사광 출사면(16b)으로부터의 광의 조사 범위를 좁혀서, 판독 위치 O₁ 부근에 도광할 수 있다.

또한, 이하의 표 1은 제1 실시 형태, 제2 실시 형태 및 비교예에 있어서, 판독 위치 O₁에 있어서의 편측(좌측)의 반사광용 조명부(11A)에 의한 조도값을 나타내는 것이다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예와 제2 실시 형태의 조도값은 동일한 정도로, 그들과 비교해서, 제1 실시 형태의 조도값은 저하하고 있다. 이것은, 조사 효율과 조사 범위의 광협 변화(조사 범위의 광협에 의한 투과광용 도광체(23)로 입사하는 광의 증감에 수반하여, 반사광도 증감한다)가 상반된 관계인 것을 나타내고 있다. 이에 의해, 경사부(29)의 경사 각도는, 판독 위치 O₁(O₂)에 있어서의 조사 효율과, 조사 범위의 광협 변화에 의한 반사광의 관계에 있어서 적절히 설정할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

상술하는 실시 형태에 있어서 반사광용 도광체(16) 및 차광부(25)를 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z의 양측에 한 쌍 배치하는 예를 설명했지만, 어느 한쪽에만 설치하는 경우도 가능하다.

투과광용 조명부(12)에 있어서의 투과광용 도광체(23)는 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z 상에 있는 예를 설명했지만, 판독 위치 O₁(O₂)에 투과 판독용 광을 조사할 수 있으면, 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z에 대하여 비스듬히 설치하는 경우도 가능하다.

또한, 투과광용 광원(24)은 투과광용 도광체(23)의 길이 방향의 한쪽 단부면에 한하지 않고, 양단에 배치되는 경우도 가능하다.

반사광용 조명부(11A)로서, 한 쌍의 반사광용 광원(15)과 반사광용 도광체(16)가, 로드 렌즈 어레이(18)의 광축 Z를 사이에 두고 서로 배치되는 구성에 대하여 설명했지만, 1세트여도 상관없다.

또한, 화상 판독 장치(100)로서 시트 피드형 화상 판독 장치에 대하여 설명했지만, 플랫베드형의 화상 판독 장치에 대해서도 적용할 수 있다.

본 발명의 이미지 센서 유닛은, 복사기, 이미지 스캐너 혹은 팩시밀리 등의 화상 판독 장치로서 유효하게 이용된다.

Claims

피조명체에 광을 조사함과 함께, 상기 피조명체로부터의 반사광 및 상기 피조명체를 투과한 투과광을 판독하는 이미지 센서 유닛이며,
반사광용 광원으로부터의 광을 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 반사광용 도광체와,
투과광용 광원으로부터의 광을 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 투과광용 도광체와,
상기 피조명체로부터의 반사광 및 상기 피조명체를 투과한 투과광을 결상하는 결상 소자와,
상기 결상 소자로부터의 광을 수광하는 수광 소자와,
상기 반사광용 도광체를 수용 가능한 수용부를 갖는 프레임을 포함하고,
상기 반사광용 도광체는, 상기 반사광용 도광체의 출사면에 근접한, 상기 결상 소자의 광축에서 먼 측에, 상기 프레임과 접촉하는 제1 걸림 지지부를 갖고,
상기 프레임은, 상기 제1 걸림 지지부와 접촉하고, 상기 반사광용 도광체의 출사면의 일부를 덮는 차광부를 갖고,
상기 반사광용 도광체는, 상기 광축에 가까운 측에, 상기 반사광용 도광체의 출사면과 대향하고, 상기 프레임과 접촉하는 제2 걸림 지지부를 갖고,
상기 프레임은, 상기 제2 걸림 지지부와 접촉하는 단차부를 갖고,
상기 반사광용 도광체는, 상기 차광부와 상기 단차부로 협지됨으로써 위치 결정되고,
상기 결상 소자의 광축에 따른 방향을 상하 방향으로 하고, 상기 피조명체측을 상방, 반대측을 하방으로 하면,
상기 수용부의 일부로서 상기 프레임의 상부가 하방을 향해서 확대 개방되어 개구되고, 상기 반사광용 도광체를 상기 수용부에 대하여 하방으로부터 삽입 가능한 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제1항에 있어서,
상기 프레임은, 상기 수용부 내에 상기 차광부를 구비하는 어퍼 프레임과 상기 수용부 내에 상기 단차부를 구비하는 로어 프레임으로 2분할 구성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제1항에 있어서,
상기 반사광용 도광체 및 상기 차광부는 상기 결상 소자의 광축의 양측에 배치되고, 이들 차광부의 상호간에 소정폭의 슬릿 형상의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제1항에 있어서,
상기 차광부의 하부에는 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
피조명체에 광을 조사함과 함께, 상기 피조명체로부터의 반사광 및 상기 피조명체를 투과한 투과광을 판독하는 이미지 센서 유닛이며,
반사광용 광원으로부터의 광을 입사면으로부터 입사시켜 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 반사광용 도광체와,
투과광용 광원으로부터의 광을 출사면으로부터 상기 피조명체에 대하여 조사하는 투과광용 도광체와,
상기 피조명체로부터의 반사광 및 상기 피조명체를 투과한 투과광을 결상하는 결상 소자와,
상기 결상 소자로부터의 광을 수광하는 수광 소자와,
상기 반사광용 도광체와 상기 결상 소자를 수용 가능한 프레임을 포함하고,
상기 결상 소자의 광축에 따른 방향을 상하 방향으로 하고, 상기 피조명체측을 상방, 반대측을 하방으로 하면,
상기 반사광용 광원은, 상기 반사광용 도광체의 입사면으로부터 간격을 두고서 하방에 배치되고,
상기 반사광용 도광체는, 상기 반사광용 도광체의 출사면 중 상기 결상 소자의 광축에서 먼 측에, 상기 프레임과 접촉하는 제1 걸림 지지부를 갖고,
상기 프레임은, 상기 제1 걸림 지지부에 상하 방향의 상방으로부터 접촉하고, 상기 반사광용 도광체의 출사면의 일부를 덮는 차광부를 갖고,
상기 반사광용 도광체는, 상기 광축에 가까운 측에, 상기 반사광용 도광체의 출사면과 대향하고, 상기 반사광용 도광체의 입사면보다 상방에서 상기 프레임과 접촉하는 제2 걸림 지지부를 갖고,
상기 프레임은, 상기 제2 걸림 지지부에 상하 방향의 하방으로부터 접촉하는 단차부를 갖고,
상기 반사광용 도광체는, 상기 차광부와 상기 단차부로 협지됨으로써 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제5항에 있어서,
상기 프레임의 상부가 하방을 향해서 확대 개방되어 개구되고, 상기 반사광용 도광체를 상기 프레임에 대하여 하방으로부터 삽입 가능한 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제5항에 있어서,
상기 프레임은, 상기 차광부를 구비하는 어퍼 프레임과 상기 단차부를 구비하는 로어 프레임으로 2분할 구성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제5항에 있어서,
상기 반사광용 도광체 및 상기 차광부는 상기 결상 소자의 광축의 양측에 배치되고, 이들 차광부의 상호간에 소정폭의 슬릿 형상의 개구부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제5항에 있어서,
상기 차광부의 하부에는 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서 유닛.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 이미지 센서 유닛을 포함하고,
상기 피조명체와 상기 이미지 센서 유닛을 상대적으로 이동시키면서, 상기 이미지 센서 유닛에 의해 상기 피조명체의 화상을 판독하는 것을 특징으로 하는 화상 판독 장치.