イメージセンサユニットおよび画像読取装置
【課題】紙幣に出射される照射光の照度分布の均一化を図る。
【解決手段】
紙幣Ｓの画像情報を読み取るイメージセンサユニット１であって、発光モジュール１６と、発光モジュール１６から照射された光を紙幣Ｓへ導く導光体２とを備え、導光体２は、発光モジュール１６が発する光を入射する入射面２１と、入射面２１から入射した光を反射する反射面２２と、反射面２２で反射した光を紙幣Ｓに向けて出射する出射面２３とを備えると共に、反射面２２は複数の連続した平面からなる。
【解決手段】
紙幣Ｓの画像情報を読み取るイメージセンサユニット１であって、発光モジュール１６と、発光モジュール１６から照射された光を紙幣Ｓへ導く導光体２とを備え、導光体２は、発光モジュール１６が発する光を入射する入射面２１と、入射面２１から入射した光を反射する反射面２２と、反射面２２で反射した光を紙幣Ｓに向けて出射する出射面２３とを備えると共に、反射面２２は複数の連続した平面からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、イメージスキャナあるいはファクシミリ等の画像読取装置に使用されるイメージセンサユニット及びイメージセンサユニットを用いた画像読取装置に関する。特に、紙幣、有価証券等の記録媒体の画像情報を読み取るイメージセンサユニットと、記録媒体の真贋判定を行う画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙幣を取り扱う画像読取装置は、たとえば、特許文献１が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１６５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような画像読取装置においては、イメージセンサユニットと透過読み取り用の光源ユニットとの間には、紙幣がスムーズに通過できるように、所定の寸法の隙間が形成される。そして、反射読み取り用の光源から出射される照射光の照度分布（特に、通過する紙幣の法線方向の照度分布）が均一であることが好ましい。たとえば、照度分布が不均一であると、紙幣がその法線方向に変位した場合や、波打った紙幣が通過した場合に、イメージセンサユニットの側に偏って通過した部分と、透過読み取り用の光源ユニットの側に偏って通過した部分とで、紙幣に照射される照射光の照度が異なる。そうすると、紙幣からの反射光の照度が不均一になり、読取りの精度が低下するおそれがある。
【０００５】
上述した実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、紙幣などの被照明体の通過領域に出射される照射光の照度分布、特に、通過する被照明体の被読取面の法線方向についての照度分布の均一化を図ることができるイメージセンサユニットおよび画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、被照明体の画像情報を読み取るイメージセンサユニットであって、光源と、前記光源から照射された光を前記被照明体へ導く導光体と、を備え、前記導光体は、前記光源が発する光を入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、を備えると共に、前記反射面は複数の平面からなることを特徴とする。
また、本発明は、被照明体の画像情報を読み取る画像読取装置であって、光源と、前記光源が発する光を入射する入射面と、複数の平面からなり前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、を備える導光体と、を有するイメージセンサユニットを備え、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情報を読み取ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、導光体の出射面から出射される照射光の照度分布、特に被照明体の法線方向の照度分布の均一化を図ることによって、被照明体からの反射光の照度の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明を適用できる実施形態にかかるイメージセンサユニットの構成を、模式的に示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明を適用できる実施形態にかかるイメージセンサユニットの構成を、模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、導光体の構成を示す斜視図であり、（ａ）は入射面の側から見た図、（ｂ）は反射面の側から見た図、（ｃ）は出射面の側から見た図である。
【図４】図４は、導光体と光源との位置関係と、イメージセンサユニットの光路とを示す断面図である。
【図５】図５は、導光体の入射面の構成の変形例を示す図であり、導光体を入射面の側から見た斜視図である。
【図６】図６は、本発明を適用できる実施形態にかかる画像読取装置の構成を、模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、比較例にかかるイメージセンサユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインにおける上下方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフ、図８（ｂ）は、比較例４乃至７において、読取ラインにおける上下方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフである。図８（ｃ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインにおける副走査方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフ、図８（ｄ）は、比較例４乃至７において、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
まず、本発明を適用できる実施形態にかかるイメージセンサユニット１の全体的な構成について、図１と図２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の構成を模式的に示す断面図である。なお、図中の矢印Ｆは、被照明体としての紙幣Ｓの搬送方向を示す。また、図中の一点鎖線Ｐは、紙幣Ｓの搬送軌跡を示す。なお、説明の便宜上、イメージセンサユニット１のうち、紙幣Ｓが通過する側をイメージセンサユニット１の上側と称し、その反対側を下側と称する。図１と図２に示すように、イメージセンサユニット１は、導光体２と、ハウジング１１と、光源基板１６と、結像素子としてのロッドレンズアレイ１４と、センサ基板１７と、カバー部材１５とを備える。
【００１１】
ハウジング１１は、イメージセンサユニット１の筐体となる部材であり、アッパーハウジング１２とロアハウジング１３とからなる。アッパーハウジング１２とロアハウジング１３は、主走査方向に長い棒状の部材であり、上下方向に分離可能に結合する。アッパーハウジング１２とロアハウジング１３は、いずれも上下方向に貫通する開口部が形成される長い額縁状の部材である。アッパーハウジング１２とロアハウジング１３は、たとえば、黒色に着色された樹脂材料などといった、遮光性を有する材料により形成される。アッパーハウジング１２には、副走査方向の両端部に形成される側壁部１２１と、側壁部１２１どうしの間に設けられる上側保持部１２２とが形成される。上側保持部１２２は、ロッドレンズアレイ１４とセンサ基板１７とを保持する部分であり、主走査方向に延伸する二本のリブにより構成される。そして、二本のリブの間に、ロッドレンズアレイ１４を上側から嵌め込んで保持できる。ロアハウジング１３には、副走査方向の両端部に形成される側壁部１３１と、側壁部１３１どうしの間に設けられる下側保持部１３２とが形成される。下側保持部１３２は、導光体２とセンサ基板１７とを保持する部分である。下側保持部１３２は、上側に向かって突出し主走査方向に延伸する略平行な二本のリブと、二本のリブの間に形成される底部とを有する。そして、二本のリブのそれぞれと、側壁部１３１のそれぞれとの間に、導光体２を上側から嵌め込んで収容できる。また、二本のリブの間に、センサ基板１７を上側から嵌め込んで収容できる。
【００１２】
光源基板１６は、主走査方向に長い矩形状の基板１６１と、この基板１６１の表面に実装される二組の発光モジュール１６２とを有する。二組の発光モジュール１６２は、主走査方向に延伸する線状光源である。そして二組の発光モジュール１６２は、所定の距離をおいて互いに平行に実装される。また、二組の発光モジュール１６２は、所定の単数または複数の色の光を発することができる。たとえば、二組の発光モジュール１６２には、赤色と緑色と青色の各色の発光素子（たとえば、ＬＥＤ素子）が、主走査方向に実装される構成が適用できる。さらに、二組の発光モジュール１６２は、これらの発光素子に加えて、紫外線を発する素子（たとえば、紫外線ＬＥＤ）や赤外線を発する素子（たとえば、赤外線ＬＥＤ）が実装される構成であってもよい。
【００１３】
ロッドレンズアレイ１４は、紙幣Ｓからの光（画像情報）をセンサ基板１７に設けられる光電変換モジュール１７２上に結像するための部材である。ロッドレンズアレイ１４は、紙幣Ｓからの光が入射する入射面と、光電変換モジュール１７２へ光を出射する出射面とを有する。ロッドレンズアレイ１４には、たとえば、複数の正立等倍型のロッドレンズが主走査方向に直線状に配列される構成が適用できる。なお、結像素子としてロッドレンズアレイ１４を示したが、結像素子はロッドレンズアレイ１４に限定されない。結像素子は、マイクロレンズアレイなど公知の各種レンズアレイが適用できる。光電変換モジュール１７２は、ロッドレンズアレイ１４の出射面から出射される光を受光し、電気信号に変換する。センサ基板１７は、主走査方向に長い略矩形の基板１７１と、この基板１７１に実装され主走査方向に延伸する線状の光電変換モジュール１７２とを有する。たとえば、光電変換モジュール１７２は、主走査方向に直線状に並べて実装される複数の光電変換素子を含んで構成される。また、光電変換モジュール１７２として、ラインセンサが適用される構成であってもよい。なお、光電変換素子とラインセンサには、公知の各種光電変換素子とラインセンサが適用できる。
【００１４】
カバー部材１５は、導光体２やロッドレンズアレイ１４を保護する機能や、イメージセンサユニット１内へのゴミ等の侵入を防止する機能を有する。カバー部材１５は、アッパーハウジング１２の上部に設けられる。カバー部材１５には、ガラスや透明な樹脂材料などからなる略透明な平板状の部材であり、その面方向が紙幣Ｓの搬送方向Ｆに平行になるように設けられる。
【００１５】
導光体２は、発光モジュール１６２が発する光を、紙幣Ｓに向かって出射する光学部材である。このように、発光モジュール１６２と導光体２とは、紙幣Ｓを照明する照明装置として機能する。導光体２は、主走査方向に長い棒状の部材であり、たとえば、アクリル樹脂やポリカーボネートなどといった、略透明な材料により形成される。導光体２には、発光モジュール１６２が発する光を入射する入射面２１と、入射面２１から入射した光を反射する反射面２２と、反射面２２で反射した光を外部（＝紙幣Ｓ）の読取ラインＲに向けて出射する出射面２３とが形成される。
ここで、導光体２の構成の詳細について、主に図３を参照して説明する。図３（ａ）は、導光体２を入射面２１の側から見た斜視図である。図３（ｂ）は、導光体２を反射面２２の側から見た斜視図である、図３（ｃ）は、導光体２を出射面２３の側から見た斜視図である。
【００１６】
入射面２１は、導光体２の下部に形成される面である。入射面２１は、主走査方向に長い細帯状の平面であり、主走査方向から見ると副走査方向に対して所定の角度（本実施形態では２７°）をもって傾斜する。
反射面２２は、導光体２の上側寄りであって、副走査方向の一側に形成される。反射面２２は、主走査方向に長い細帯状の複数の連続した平面（本実施形態では４枚）が組み合わさって構成される。反射面２２を構成する複数の平面のそれぞれと入射面２１とがなす角度は、互いに相違する。反射面２２は、複数の平面がそれぞれ円弧状の曲線（楕円または放物線等の曲線、本実施形態ではＲ＝１７．４）に沿って配列され、隣接する面が互いに鈍角（本実施形態では１７５°）を成して連続して形成されている。
出射面２３は、導光体２の上部であって副走査方向の他の一側（＝入射面２１と対向する側）に形成される面である。出射面２３は、主走査方向に直角な面で切断した輪郭線が凹状の凹面（本実施形態ではＲ＝３．３ｍｍ）である。なお、出射面２３の凹面は、たとえば、主走査方向に直角な面で切断した輪郭線が円弧状の曲線（楕円または放物線等の曲線）となる曲面であってもよい。また、主走査方向に直角な面で切断した輪郭線が、複数の直線から構成される折れ線であってもよい。すなわち、反射面２２と同様に複数の平面が組み合わさって構成される面であってもよい。入射面２１及び出射面２３以外の反射面２２を含むその他の面は実質的に反射面として作用する。
なお、実施形態における入射面２１、反射面２２および出射面２３は、必要とされる照度分布に応じて曲面の曲率、形状を選択できる。
【００１７】
導光体２には、このほか、ハウジング１１に位置決めするための第一係止面２４と第二係止面２５とが形成される。第一係止面２４は、上側を向く面であり、たとえば、導光体２の上端に形成される。第二係止面２５は下側を向く面であり、たとえば、出射面２３の下方に、第一係止面２４と対向するように形成される。
【００１８】
次に、イメージセンサユニット１の組み付け構成について、図１と図２を参照して説明する。アッパーハウジング１２の上側保持部１２２には、ロッドレンズアレイ１４が上側から組み付けられ、センサ基板１７は下側から組み付けられる。さらにアッパーハウジング１２の上部には、カバー部材１５が上側から組み付けられる。また、ロアハウジング１３の下側保持部１３２の二本のリブのそれぞれと側壁部１３１との間に、二本の導光体２がそれぞれ上側から組み付けられる。さらに、ロアハウジング１３の下部には、光源基板１６が下側から組み付けられる。
【００１９】
そして、アッパーハウジング１２とロアハウジング１３とが上下方向に結合される。そうすると、光源基板１６に実装される二組の発光モジュール１６２のそれぞれと、二本の導光体２のそれぞれの入射面２１とが、所定の隙間をおいて対向する。なお、発光モジュール１６２は上側に向かって光を発するように構成される。一方、導光体２の入射面２１は副走査方向に対して所定の角度をもって傾斜している。すなわち、発光モジュール１６２と導光体２の入射面２１とは、所定の角度をもって傾斜して対向する。したがって、発光モジュール１６２が発する光は、入射面２１に対して直角ではなく傾斜する方向から入射する。
【００２０】
導光体２は、反射面２２が形成される側がアッパーハウジング１２の側壁部１２１およびロアハウジング１３の側壁部１３１の側に位置し、出射面２３が紙幣Ｓの読取ラインＲを向くように収容される。このため、導光体２の出射面２３から出射される照射光は、全体として、ロッドレンズアレイ１４の側に向かって傾斜するように斜め上側に向かって進行する。
【００２１】
導光体２の第一係止面２４は、アッパーハウジング１２に形成される下側を向く面に対向する。一方、導光体２の第二係止面２５は、ロアハウジング１３に形成される上側を向く面に対向する。このように、導光体２は、アッパーハウジング１２とロアハウジング１３とによって挟まれる領域に収容されることによって位置決めされて保持される。
【００２２】
センサ基板１７は、アッパーハウジング１２の上側保持部１２２とかしめ等によって位置決めされて保持される。そして、ロッドレンズアレイ１４の出射面（＝下側の面）と、センサ基板１７に実装される光電変換モジュール１７２とが対向する。そして、ロッドレンズアレイ１４の光軸Ｃ上に、光電変換モジュール１７２が位置する。また、ロッドレンズアレイ１４の入射面（＝上側の面）と、カバー部材１５とが対向する。カバー部材１５の上側であって、ロッドレンズアレイ１４の光軸Ｃ上の位置が、紙幣Ｓの読取ラインＲとなる。
【００２３】
ここで、イメージセンサユニット１の光路について説明する。図４は、光源基板１６の発光モジュール１６２と導光体２との位置関係と、イメージセンサユニット１の光路を模式的に示す断面図である。なお、図４においては、一方の導光体２のみを示すが、他方の導光体２も同様である。図４に示すように、透過読み取り用の光源ユニット５１や他のイメージセンサユニット１が、イメージセンサユニット１に所定の隙間をおいて対向して配設される。そして、イメージセンサユニット１と透過読み取り用の光源ユニット５１との間、またはイメージセンサユニット１どうしの間には、紙幣Ｓが通過可能な領域が形成される。この領域を、紙幣Ｓの通過領域Ａと称する。
【００２４】
図４に示すように、発光モジュール１６２が発する光は、導光体２の入射面２１からその内部に入射する。発光モジュール１６２の発光面と入射面２１とは傾斜して対向しており、かつ、入射面２１はその法線が反射面２２に向かうように傾斜している。このため、入射した光は入射面２１で屈折して反射面２２に達する。反射面２２を構成する複数の平面は、入射面２１との角度が互いに異なるため、反射面２２に達した光は複数の平面のそれぞれで反射し、互いに異なる方向に向かって進行する。反射面２２で反射した反射光は、収束せずに拡散した後、出射面２３から出射し、カバー部材１５を通過して読取ラインＲに到達する。出射面２３は、主走査方向に直角な面で切断した断面が凹状の凹面であるため、出射面２３から出射する照射光は収束せずに拡散する。このように、導光体２に入射した光は、反射面２２と出射面２３において拡散する。このため、紙幣Ｓの通過領域Ａの読取ラインＲに到達する照射光の照度分布を、上下方向（＝紙幣Ｓの表面の法線方向）および副走査方向について均一にすることができる。
【００２５】
さらに、このような構成によれば、入射面２１から入射した光は、反射面２２の側に向かって屈折する。このため、入射面２１から入射した光を効率よく出射面２３方向に導くことができる。
【００２６】
なお、導光体２の入射面２１の法線と発光モジュール１６２の発光面とがなす角度は、特に限定されるものではない。この角度は、発光モジュール１６２が発する光を屈折させて反射面２２に導くとともに、直接的に出射面２３に到達しないようにできる角度であればよい。したがって、この角度は、導光体２の屈折率や、入射面２１と出射面２３との距離などに応じて適宜設定される。
【００２７】
また、導光体２は、主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる構成を有していてもよい。図５は、主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる導光体２の構成を、模式的に示す斜視図である。図５に示すように、導光体２の入射面２１に、主走査方向に連続する複数の凹凸が形成される。このような構成であると、発光モジュール１６２が発する光は、導光体２の入射面において、凹凸によって主走査方向に屈折して拡散する。したがって、このような構成によれば、主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる。なお、入射面２１に形成される凹凸のピッチと、発光モジュール１６２に配列されるＬＥＤ素子のピッチとは、一致していなくてもよい。凹凸のピッチとＬＥＤ素子のピッチとが一致していないと、凹凸とＬＥＤ素子の位置関係がバラバラになるため、照度の分布に周期性が現れることを防止できる。
【００２８】
次いで、本発明を適用できる実施形態である画像読取装置５について、図６を参照して説明する。図６は、画像読取装置５の要部の構成を、模式的に示す断面図である。画像読取装置５は、紙幣Ｓを光学的に読み取るために、イメージセンサユニット１を備える。ここで示す画像読取装置５はシートフィード型の画像読取装置であり、紙幣Ｓをその面方向に搬送しながら、両面に対して透過読み取りと反射読み取りとを実施する。図５に示すように、画像読取装置５は、二組のイメージセンサユニット１と、二組の透過読み取り用の光源ユニット５１と、所定の数の搬送ローラ５２とを有する。透過読み取り用の光源ユニット５１は、イメージセンサユニット１が紙幣Ｓの透過読み取りを実施する際の光源である。透過読み取り用の光源ユニット５１は、発光モジュール１６２と同様な効果を奏する線状光源であればよく、公知の各種線状光源が適用できる。たとえば、透過読み取り用の光源ユニット５１には、発光素子が主走査方向に直列的に配列される構成や、発光素子が発する光を線状光源化する棒状の導光体を備える構成が適用できる。搬送ローラ５２は、図略の動力機構によって回転し、紙幣Ｓは所定の搬送速度で、イメージセンサユニット１に対して搬送方向Ｆに相対的に移動することができる。
【００２９】
図５中の矢印Ｆは、搬送ローラ５２による紙幣Ｓの搬送方向を示す。図５中の一点鎖線Ｐは、紙幣Ｓの搬送軌跡を示す。二組のイメージセンサユニット１は、紙幣Ｓの搬送方向Ｆに並べて配設される。そして、二組のイメージセンサユニット１のそれぞれは、二組の透過読み取り用の光源ユニット５１のそれぞれと、紙幣Ｓの搬送軌跡Ｐを挟んで対向する。また、二組のイメージセンサユニット１および二組の透過読み取り用の光源ユニット５１は、互いに反対向きの姿勢（たとえば、紙幣Ｓに対して１８０°反転した姿勢）で配設される。そして、一方のイメージセンサユニット１および一方の透過読み取り用の光源ユニット５１が、紙幣Ｓの一方の表面に対して反射読み取りと透過読み取りとを実施する。また、他方のイメージセンサユニット１および他方の透過読み取り用の光源ユニット５１が、紙幣Ｓの他方の表面に対して反射読み取りと透過読み取りとを実施する。
【００３０】
反射読み取りは、発光モジュール１６２が１走査ライン毎に赤色の光を照射してセンサ基板１７が反射光を受光する動作と、緑色の光を照射して反射光を受光する動作と、青色の光を照射して反射光を受光する動作とを有する。発光モジュール１６２が赤外線を発する素子と紫外線を発する素子を有する場合には、さらに、赤外線を照射して紙幣Ｓで反射した赤外線を受光する動作と、紫外線を照射して紙幣Ｓで反射した紫外線を受光する動作とを有する。また、透過読み取りは、透過読み取り用の光源ユニット５１が１走査ライン毎に赤色の光を照射してセンサ基板１７が透過光を受光する動作と、緑色の光を照射して透過光を受光する動作と、青色の光を照射して透過光を受光する動作とを有する。同様に、発光モジュール１６２が赤外線を発する素子と紫外線を発する素子を有する場合には、さらに、赤外線を照射して紙幣Ｓを透過した赤外線を受光する動作と、紫外線を照射して紙幣Ｓを透過した紫外線を受光する動作とを有する。そして、画像読取装置５は、搬送ローラ５２によって紙幣Ｓを搬送しながら、前述の各動作を１走査ライン分ずつ周期的に繰り返す。このようにして画像読取装置５は、紙幣Ｓの一回の搬送で、紙幣Ｓの両面に対して反射読取りと透過読取りとを実施する。
【００３１】
なお、イメージセンサユニット１のうち、図示および説明を省略した部分については、従来公知の各種イメージセンサユニットと同じ構成が適用できる。同様に、画像読取装置５のうち、図示および説明を省略した部分については、従来公知の各種シートフィード型の画像読取装置が適用できる。
また、画像読取装置５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。
【００３２】
イメージセンサユニット１および画像読取装置５による効果は次のとおりである。紙幣Ｓが波打っていると、紙幣Ｓが紙幣Ｓの通過領域Ａを通過する際に、読取ラインＲにおいて紙幣Ｓとカバー部材１５との距離が変化する。ここで、仮に導光体２の出射面２３から出射される照射光の照度分布が上下方向（＝紙幣Ｓの法線方向）について不均一であると、たとえば、カバー部材１５の側に偏って通過した部分と、透過読み取り用の光源ユニット５１の側に偏って通過した部分とで、照度が相違する。そうすると、読取精度が低下するおそれがある。しかしながら、紙幣Ｓに照射される照射光は、導光体２によって上下方向の照度分布が均一化されている。このため、カバー部材１５の側に偏って通過した部分に対しても、透過読み取り用の光源ユニット５１の側に偏って通過した部分に対しても、均一な照度の照射光を照射できる。したがって、読取精度の低下を防止できる。
【００３３】
次に、本発明を適用できる実施形態の効果の検証結果について説明する。
図７は、代表例として、入射面２１を平面、反射面２２を曲面、出射面２３を平面にそれぞれ形成される導光体２（後述する比較例７に相当）を備えるイメージセンサユニット９の構成を模式的に示す断面図である。なお、実施形態であるイメージセンサユニット１と共通の構成については同じ符号を付して示す。
以下の表１は、入射面２１、反射面２２、出射面２３の組み合わせをもとに比較例１乃至７としたものである。
【００３４】
【表１】
【００３５】
それ以外は、実施形態であるイメージセンサユニット１と共通の構成を有する。
【００３６】
ここで、図８（ａ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインＲにおける上下方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ａ）中の上下方向位置の「０ｍｍ」が、紙幣Ｓの通過領域Ａの上下方向の中心を示す。図８（ｂ）は、比較例４乃至７において、読取ラインＲにおける上下方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ｂ）中の上下方向位置の「０ｍｍ」が、紙幣Ｓの通過領域Ａの上下方向の中心を示す。図８（ｃ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ｃ）中の副走査方向位置の「０ｍｍ」が、読取ラインＲの位置を示す。図８（ｄ）は、比較例４乃至７において、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ｄ）中の副走査方向位置の「０ｍｍ」が、読取ラインＲの位置を示す。また、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、片側（左側）の照明装置による照度分布を示すものであり、いずれも、読取ラインＲにおける照度測定値を１とする相対照度を示す。
【００３７】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、読取ラインＲにおける上下方向位置についての照度分布は、紙幣Ｓの通過領域Ａの上下方向位置の中心近傍において照度が最大となり、そこから離れるにしたがって徐々に照度が低下する傾向を有する。また、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布も同様に、読取ラインＲ近傍において照度が最大となり、そこから副走査方向に離れるにしたがって徐々に照度が低下する傾向を有する。
実施形態は、上下方向位置および副走査方向位置における読み取りラインＲ近傍の照度の変動幅が比較例１乃至７よりも小さい。これは、出射面２３においては、出射面２３を凹面にすることで照射光に対する拡散効果が生じることから、均一な照度分布となったためと考えられる。また、反射面２２においては、反射面２２が曲面の場合、曲面で反射した光が集光するため、読み取りラインＲ近傍を局所的に照明することで照明幅が狭くなり照度の変動幅が大きい。これに対して、反射面２２が複数の平面で構成した場合、集光作用が軽減することから、均一な照度分布となったと考えられる。
紙幣Ｓの読み取りにおいては、照度分布が不均一である場合、たとえば紙幣Ｓが上下方向に変位した場合や、波打った紙幣Ｓが通過した場合であっても読取りの精度や画質が低下するおそれがある。このため、上下方向位置および副走査方向位置における読み取りラインＲ近傍についての照射光の照度分布は均一であることが好ましい。このため、実施形態における構成が紙幣Ｓの読取の精度や画質の低下を抑制できることが確認できる。
【００３８】
表２は、実施形態および比較例１乃至７において、読み取りラインＲにおける片側（左側）の照明装置による照度値を示すものである。
【００３９】
【表２】
【００４０】
入射面２１における傾斜の有無の効果を検証する場合、他の形状が同一となる実施形態と比較例４、比較例１と比較例５、比較例２と比較例６、比較例３と比較例７とをそれぞれ比較する必要がある。
表２に示すように、上述するすべての場合において、入射面２１に傾斜を備えることで照度値が向上している。これは、傾斜によって屈折効果が生じ、発光モジュール１６２が発する光を入射面２１から反射面２２側へ屈折することで効率よく導光することができることから、読み取りラインＲにおける照射光の照度を向上（＝照射効率の向上）できるためと考えられる。
以上の検証により、実施形態における入射面２１、反射面２２および出射面２３の組み合わせにおいて最も効果が高いため、上下方向位置および副走査方向位置における読み取りラインＲ近傍の照度分布の均一化を図ることが可能となるばかりでなく、照度の向上を図ることが可能となる。
【００４１】
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り、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。たとえば、被照明体の例として、紙幣Ｓを示したが、有価証券や小切手などであってもよい。反射読取りを行いたい被照明体であればよく、被照明体の種類は限定されない。
【００４２】
また、前述の実施形態においては、透過読み取り用の光源ユニット５１がイメージセンサユニット１に対向して配設される構成を示したが、本発明は、このような構成に限定されない。たとえば、二組のイメージセンサユニット１が、紙幣Ｓが通過可能な隙間をおいて互いに対向して配設される構成であってもよい。このような構成によれば、紙幣Ｓの両面について反射読み取りを実施できる。さらに、イメージセンサユニット１が透過読み取り用の光源を備える構成であってもよい。そして、透過読み取り用の光源を備える二組のイメージセンサユニット１が、紙幣Ｓが通過可能な隙間をおいて対向して配設される構成であってもよい。このような構成によれば、紙幣Ｓの両面を反射読み取りできるとともに、一方のイメージセンサユニット１に設けられる透過読み取り用の光源が発する光を用い、他方のイメージセンサユニット１によって紙幣Ｓの透過読み取りを実施できる。この場合、透過読み取り用の光源を備えるイメージセンサユニット１は片側のみであっても構わない。
また、イメージセンサユニット１は、発光モジュール１６２と導光体２とからなる照明装置を二組備えているが、一組であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、イメージセンサユニットおよび画像読取装置として有効な技術である。
【符号の説明】
【００４４】
１：イメージセンサユニット、２：導光体、１６：光源基板、２１：入射面、２２：反射面、２３：出射面、５：画像読取装置、Ａ：通過領域、Ｃ：光軸、Ｆ：搬送方向、Ｐ：搬送軌跡、Ｒ：読取ライン、Ｓ：紙幣
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、イメージスキャナあるいはファクシミリ等の画像読取装置に使用されるイメージセンサユニット及びイメージセンサユニットを用いた画像読取装置に関する。特に、紙幣、有価証券等の記録媒体の画像情報を読み取るイメージセンサユニットと、記録媒体の真贋判定を行う画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙幣を取り扱う画像読取装置は、たとえば、特許文献１が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１６５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような画像読取装置においては、イメージセンサユニットと透過読み取り用の光源ユニットとの間には、紙幣がスムーズに通過できるように、所定の寸法の隙間が形成される。そして、反射読み取り用の光源から出射される照射光の照度分布（特に、通過する紙幣の法線方向の照度分布）が均一であることが好ましい。たとえば、照度分布が不均一であると、紙幣がその法線方向に変位した場合や、波打った紙幣が通過した場合に、イメージセンサユニットの側に偏って通過した部分と、透過読み取り用の光源ユニットの側に偏って通過した部分とで、紙幣に照射される照射光の照度が異なる。そうすると、紙幣からの反射光の照度が不均一になり、読取りの精度が低下するおそれがある。
【０００５】
上述した実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、紙幣などの被照明体の通過領域に出射される照射光の照度分布、特に、通過する被照明体の被読取面の法線方向についての照度分布の均一化を図ることができるイメージセンサユニットおよび画像読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、被照明体の画像情報を読み取るイメージセンサユニットであって、光源と、前記光源から照射された光を前記被照明体へ導く導光体と、を備え、前記導光体は、前記光源が発する光を入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、を備えると共に、前記反射面は複数の平面からなることを特徴とする。
また、本発明は、被照明体の画像情報を読み取る画像読取装置であって、光源と、前記光源が発する光を入射する入射面と、複数の平面からなり前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、を備える導光体と、を有するイメージセンサユニットを備え、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情報を読み取ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、導光体の出射面から出射される照射光の照度分布、特に被照明体の法線方向の照度分布の均一化を図ることによって、被照明体からの反射光の照度の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明を適用できる実施形態にかかるイメージセンサユニットの構成を、模式的に示す分解斜視図である。
【図２】図２は、本発明を適用できる実施形態にかかるイメージセンサユニットの構成を、模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、導光体の構成を示す斜視図であり、（ａ）は入射面の側から見た図、（ｂ）は反射面の側から見た図、（ｃ）は出射面の側から見た図である。
【図４】図４は、導光体と光源との位置関係と、イメージセンサユニットの光路とを示す断面図である。
【図５】図５は、導光体の入射面の構成の変形例を示す図であり、導光体を入射面の側から見た斜視図である。
【図６】図６は、本発明を適用できる実施形態にかかる画像読取装置の構成を、模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、比較例にかかるイメージセンサユニットの構成を模式的に示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインにおける上下方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフ、図８（ｂ）は、比較例４乃至７において、読取ラインにおける上下方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフである。図８（ｃ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインにおける副走査方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフ、図８（ｄ）は、比較例４乃至７において、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布（相対照度）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
まず、本発明を適用できる実施形態にかかるイメージセンサユニット１の全体的な構成について、図１と図２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の構成を模式的に示す断面図である。なお、図中の矢印Ｆは、被照明体としての紙幣Ｓの搬送方向を示す。また、図中の一点鎖線Ｐは、紙幣Ｓの搬送軌跡を示す。なお、説明の便宜上、イメージセンサユニット１のうち、紙幣Ｓが通過する側をイメージセンサユニット１の上側と称し、その反対側を下側と称する。図１と図２に示すように、イメージセンサユニット１は、導光体２と、ハウジング１１と、光源基板１６と、結像素子としてのロッドレンズアレイ１４と、センサ基板１７と、カバー部材１５とを備える。
【００１１】
ハウジング１１は、イメージセンサユニット１の筐体となる部材であり、アッパーハウジング１２とロアハウジング１３とからなる。アッパーハウジング１２とロアハウジング１３は、主走査方向に長い棒状の部材であり、上下方向に分離可能に結合する。アッパーハウジング１２とロアハウジング１３は、いずれも上下方向に貫通する開口部が形成される長い額縁状の部材である。アッパーハウジング１２とロアハウジング１３は、たとえば、黒色に着色された樹脂材料などといった、遮光性を有する材料により形成される。アッパーハウジング１２には、副走査方向の両端部に形成される側壁部１２１と、側壁部１２１どうしの間に設けられる上側保持部１２２とが形成される。上側保持部１２２は、ロッドレンズアレイ１４とセンサ基板１７とを保持する部分であり、主走査方向に延伸する二本のリブにより構成される。そして、二本のリブの間に、ロッドレンズアレイ１４を上側から嵌め込んで保持できる。ロアハウジング１３には、副走査方向の両端部に形成される側壁部１３１と、側壁部１３１どうしの間に設けられる下側保持部１３２とが形成される。下側保持部１３２は、導光体２とセンサ基板１７とを保持する部分である。下側保持部１３２は、上側に向かって突出し主走査方向に延伸する略平行な二本のリブと、二本のリブの間に形成される底部とを有する。そして、二本のリブのそれぞれと、側壁部１３１のそれぞれとの間に、導光体２を上側から嵌め込んで収容できる。また、二本のリブの間に、センサ基板１７を上側から嵌め込んで収容できる。
【００１２】
光源基板１６は、主走査方向に長い矩形状の基板１６１と、この基板１６１の表面に実装される二組の発光モジュール１６２とを有する。二組の発光モジュール１６２は、主走査方向に延伸する線状光源である。そして二組の発光モジュール１６２は、所定の距離をおいて互いに平行に実装される。また、二組の発光モジュール１６２は、所定の単数または複数の色の光を発することができる。たとえば、二組の発光モジュール１６２には、赤色と緑色と青色の各色の発光素子（たとえば、ＬＥＤ素子）が、主走査方向に実装される構成が適用できる。さらに、二組の発光モジュール１６２は、これらの発光素子に加えて、紫外線を発する素子（たとえば、紫外線ＬＥＤ）や赤外線を発する素子（たとえば、赤外線ＬＥＤ）が実装される構成であってもよい。
【００１３】
ロッドレンズアレイ１４は、紙幣Ｓからの光（画像情報）をセンサ基板１７に設けられる光電変換モジュール１７２上に結像するための部材である。ロッドレンズアレイ１４は、紙幣Ｓからの光が入射する入射面と、光電変換モジュール１７２へ光を出射する出射面とを有する。ロッドレンズアレイ１４には、たとえば、複数の正立等倍型のロッドレンズが主走査方向に直線状に配列される構成が適用できる。なお、結像素子としてロッドレンズアレイ１４を示したが、結像素子はロッドレンズアレイ１４に限定されない。結像素子は、マイクロレンズアレイなど公知の各種レンズアレイが適用できる。光電変換モジュール１７２は、ロッドレンズアレイ１４の出射面から出射される光を受光し、電気信号に変換する。センサ基板１７は、主走査方向に長い略矩形の基板１７１と、この基板１７１に実装され主走査方向に延伸する線状の光電変換モジュール１７２とを有する。たとえば、光電変換モジュール１７２は、主走査方向に直線状に並べて実装される複数の光電変換素子を含んで構成される。また、光電変換モジュール１７２として、ラインセンサが適用される構成であってもよい。なお、光電変換素子とラインセンサには、公知の各種光電変換素子とラインセンサが適用できる。
【００１４】
カバー部材１５は、導光体２やロッドレンズアレイ１４を保護する機能や、イメージセンサユニット１内へのゴミ等の侵入を防止する機能を有する。カバー部材１５は、アッパーハウジング１２の上部に設けられる。カバー部材１５には、ガラスや透明な樹脂材料などからなる略透明な平板状の部材であり、その面方向が紙幣Ｓの搬送方向Ｆに平行になるように設けられる。
【００１５】
導光体２は、発光モジュール１６２が発する光を、紙幣Ｓに向かって出射する光学部材である。このように、発光モジュール１６２と導光体２とは、紙幣Ｓを照明する照明装置として機能する。導光体２は、主走査方向に長い棒状の部材であり、たとえば、アクリル樹脂やポリカーボネートなどといった、略透明な材料により形成される。導光体２には、発光モジュール１６２が発する光を入射する入射面２１と、入射面２１から入射した光を反射する反射面２２と、反射面２２で反射した光を外部（＝紙幣Ｓ）の読取ラインＲに向けて出射する出射面２３とが形成される。
ここで、導光体２の構成の詳細について、主に図３を参照して説明する。図３（ａ）は、導光体２を入射面２１の側から見た斜視図である。図３（ｂ）は、導光体２を反射面２２の側から見た斜視図である、図３（ｃ）は、導光体２を出射面２３の側から見た斜視図である。
【００１６】
入射面２１は、導光体２の下部に形成される面である。入射面２１は、主走査方向に長い細帯状の平面であり、主走査方向から見ると副走査方向に対して所定の角度（本実施形態では２７°）をもって傾斜する。
反射面２２は、導光体２の上側寄りであって、副走査方向の一側に形成される。反射面２２は、主走査方向に長い細帯状の複数の連続した平面（本実施形態では４枚）が組み合わさって構成される。反射面２２を構成する複数の平面のそれぞれと入射面２１とがなす角度は、互いに相違する。反射面２２は、複数の平面がそれぞれ円弧状の曲線（楕円または放物線等の曲線、本実施形態ではＲ＝１７．４）に沿って配列され、隣接する面が互いに鈍角（本実施形態では１７５°）を成して連続して形成されている。
出射面２３は、導光体２の上部であって副走査方向の他の一側（＝入射面２１と対向する側）に形成される面である。出射面２３は、主走査方向に直角な面で切断した輪郭線が凹状の凹面（本実施形態ではＲ＝３．３ｍｍ）である。なお、出射面２３の凹面は、たとえば、主走査方向に直角な面で切断した輪郭線が円弧状の曲線（楕円または放物線等の曲線）となる曲面であってもよい。また、主走査方向に直角な面で切断した輪郭線が、複数の直線から構成される折れ線であってもよい。すなわち、反射面２２と同様に複数の平面が組み合わさって構成される面であってもよい。入射面２１及び出射面２３以外の反射面２２を含むその他の面は実質的に反射面として作用する。
なお、実施形態における入射面２１、反射面２２および出射面２３は、必要とされる照度分布に応じて曲面の曲率、形状を選択できる。
【００１７】
導光体２には、このほか、ハウジング１１に位置決めするための第一係止面２４と第二係止面２５とが形成される。第一係止面２４は、上側を向く面であり、たとえば、導光体２の上端に形成される。第二係止面２５は下側を向く面であり、たとえば、出射面２３の下方に、第一係止面２４と対向するように形成される。
【００１８】
次に、イメージセンサユニット１の組み付け構成について、図１と図２を参照して説明する。アッパーハウジング１２の上側保持部１２２には、ロッドレンズアレイ１４が上側から組み付けられ、センサ基板１７は下側から組み付けられる。さらにアッパーハウジング１２の上部には、カバー部材１５が上側から組み付けられる。また、ロアハウジング１３の下側保持部１３２の二本のリブのそれぞれと側壁部１３１との間に、二本の導光体２がそれぞれ上側から組み付けられる。さらに、ロアハウジング１３の下部には、光源基板１６が下側から組み付けられる。
【００１９】
そして、アッパーハウジング１２とロアハウジング１３とが上下方向に結合される。そうすると、光源基板１６に実装される二組の発光モジュール１６２のそれぞれと、二本の導光体２のそれぞれの入射面２１とが、所定の隙間をおいて対向する。なお、発光モジュール１６２は上側に向かって光を発するように構成される。一方、導光体２の入射面２１は副走査方向に対して所定の角度をもって傾斜している。すなわち、発光モジュール１６２と導光体２の入射面２１とは、所定の角度をもって傾斜して対向する。したがって、発光モジュール１６２が発する光は、入射面２１に対して直角ではなく傾斜する方向から入射する。
【００２０】
導光体２は、反射面２２が形成される側がアッパーハウジング１２の側壁部１２１およびロアハウジング１３の側壁部１３１の側に位置し、出射面２３が紙幣Ｓの読取ラインＲを向くように収容される。このため、導光体２の出射面２３から出射される照射光は、全体として、ロッドレンズアレイ１４の側に向かって傾斜するように斜め上側に向かって進行する。
【００２１】
導光体２の第一係止面２４は、アッパーハウジング１２に形成される下側を向く面に対向する。一方、導光体２の第二係止面２５は、ロアハウジング１３に形成される上側を向く面に対向する。このように、導光体２は、アッパーハウジング１２とロアハウジング１３とによって挟まれる領域に収容されることによって位置決めされて保持される。
【００２２】
センサ基板１７は、アッパーハウジング１２の上側保持部１２２とかしめ等によって位置決めされて保持される。そして、ロッドレンズアレイ１４の出射面（＝下側の面）と、センサ基板１７に実装される光電変換モジュール１７２とが対向する。そして、ロッドレンズアレイ１４の光軸Ｃ上に、光電変換モジュール１７２が位置する。また、ロッドレンズアレイ１４の入射面（＝上側の面）と、カバー部材１５とが対向する。カバー部材１５の上側であって、ロッドレンズアレイ１４の光軸Ｃ上の位置が、紙幣Ｓの読取ラインＲとなる。
【００２３】
ここで、イメージセンサユニット１の光路について説明する。図４は、光源基板１６の発光モジュール１６２と導光体２との位置関係と、イメージセンサユニット１の光路を模式的に示す断面図である。なお、図４においては、一方の導光体２のみを示すが、他方の導光体２も同様である。図４に示すように、透過読み取り用の光源ユニット５１や他のイメージセンサユニット１が、イメージセンサユニット１に所定の隙間をおいて対向して配設される。そして、イメージセンサユニット１と透過読み取り用の光源ユニット５１との間、またはイメージセンサユニット１どうしの間には、紙幣Ｓが通過可能な領域が形成される。この領域を、紙幣Ｓの通過領域Ａと称する。
【００２４】
図４に示すように、発光モジュール１６２が発する光は、導光体２の入射面２１からその内部に入射する。発光モジュール１６２の発光面と入射面２１とは傾斜して対向しており、かつ、入射面２１はその法線が反射面２２に向かうように傾斜している。このため、入射した光は入射面２１で屈折して反射面２２に達する。反射面２２を構成する複数の平面は、入射面２１との角度が互いに異なるため、反射面２２に達した光は複数の平面のそれぞれで反射し、互いに異なる方向に向かって進行する。反射面２２で反射した反射光は、収束せずに拡散した後、出射面２３から出射し、カバー部材１５を通過して読取ラインＲに到達する。出射面２３は、主走査方向に直角な面で切断した断面が凹状の凹面であるため、出射面２３から出射する照射光は収束せずに拡散する。このように、導光体２に入射した光は、反射面２２と出射面２３において拡散する。このため、紙幣Ｓの通過領域Ａの読取ラインＲに到達する照射光の照度分布を、上下方向（＝紙幣Ｓの表面の法線方向）および副走査方向について均一にすることができる。
【００２５】
さらに、このような構成によれば、入射面２１から入射した光は、反射面２２の側に向かって屈折する。このため、入射面２１から入射した光を効率よく出射面２３方向に導くことができる。
【００２６】
なお、導光体２の入射面２１の法線と発光モジュール１６２の発光面とがなす角度は、特に限定されるものではない。この角度は、発光モジュール１６２が発する光を屈折させて反射面２２に導くとともに、直接的に出射面２３に到達しないようにできる角度であればよい。したがって、この角度は、導光体２の屈折率や、入射面２１と出射面２３との距離などに応じて適宜設定される。
【００２７】
また、導光体２は、主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる構成を有していてもよい。図５は、主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる導光体２の構成を、模式的に示す斜視図である。図５に示すように、導光体２の入射面２１に、主走査方向に連続する複数の凹凸が形成される。このような構成であると、発光モジュール１６２が発する光は、導光体２の入射面において、凹凸によって主走査方向に屈折して拡散する。したがって、このような構成によれば、主走査方向の照度分布の均一化を図ることができる。なお、入射面２１に形成される凹凸のピッチと、発光モジュール１６２に配列されるＬＥＤ素子のピッチとは、一致していなくてもよい。凹凸のピッチとＬＥＤ素子のピッチとが一致していないと、凹凸とＬＥＤ素子の位置関係がバラバラになるため、照度の分布に周期性が現れることを防止できる。
【００２８】
次いで、本発明を適用できる実施形態である画像読取装置５について、図６を参照して説明する。図６は、画像読取装置５の要部の構成を、模式的に示す断面図である。画像読取装置５は、紙幣Ｓを光学的に読み取るために、イメージセンサユニット１を備える。ここで示す画像読取装置５はシートフィード型の画像読取装置であり、紙幣Ｓをその面方向に搬送しながら、両面に対して透過読み取りと反射読み取りとを実施する。図５に示すように、画像読取装置５は、二組のイメージセンサユニット１と、二組の透過読み取り用の光源ユニット５１と、所定の数の搬送ローラ５２とを有する。透過読み取り用の光源ユニット５１は、イメージセンサユニット１が紙幣Ｓの透過読み取りを実施する際の光源である。透過読み取り用の光源ユニット５１は、発光モジュール１６２と同様な効果を奏する線状光源であればよく、公知の各種線状光源が適用できる。たとえば、透過読み取り用の光源ユニット５１には、発光素子が主走査方向に直列的に配列される構成や、発光素子が発する光を線状光源化する棒状の導光体を備える構成が適用できる。搬送ローラ５２は、図略の動力機構によって回転し、紙幣Ｓは所定の搬送速度で、イメージセンサユニット１に対して搬送方向Ｆに相対的に移動することができる。
【００２９】
図５中の矢印Ｆは、搬送ローラ５２による紙幣Ｓの搬送方向を示す。図５中の一点鎖線Ｐは、紙幣Ｓの搬送軌跡を示す。二組のイメージセンサユニット１は、紙幣Ｓの搬送方向Ｆに並べて配設される。そして、二組のイメージセンサユニット１のそれぞれは、二組の透過読み取り用の光源ユニット５１のそれぞれと、紙幣Ｓの搬送軌跡Ｐを挟んで対向する。また、二組のイメージセンサユニット１および二組の透過読み取り用の光源ユニット５１は、互いに反対向きの姿勢（たとえば、紙幣Ｓに対して１８０°反転した姿勢）で配設される。そして、一方のイメージセンサユニット１および一方の透過読み取り用の光源ユニット５１が、紙幣Ｓの一方の表面に対して反射読み取りと透過読み取りとを実施する。また、他方のイメージセンサユニット１および他方の透過読み取り用の光源ユニット５１が、紙幣Ｓの他方の表面に対して反射読み取りと透過読み取りとを実施する。
【００３０】
反射読み取りは、発光モジュール１６２が１走査ライン毎に赤色の光を照射してセンサ基板１７が反射光を受光する動作と、緑色の光を照射して反射光を受光する動作と、青色の光を照射して反射光を受光する動作とを有する。発光モジュール１６２が赤外線を発する素子と紫外線を発する素子を有する場合には、さらに、赤外線を照射して紙幣Ｓで反射した赤外線を受光する動作と、紫外線を照射して紙幣Ｓで反射した紫外線を受光する動作とを有する。また、透過読み取りは、透過読み取り用の光源ユニット５１が１走査ライン毎に赤色の光を照射してセンサ基板１７が透過光を受光する動作と、緑色の光を照射して透過光を受光する動作と、青色の光を照射して透過光を受光する動作とを有する。同様に、発光モジュール１６２が赤外線を発する素子と紫外線を発する素子を有する場合には、さらに、赤外線を照射して紙幣Ｓを透過した赤外線を受光する動作と、紫外線を照射して紙幣Ｓを透過した紫外線を受光する動作とを有する。そして、画像読取装置５は、搬送ローラ５２によって紙幣Ｓを搬送しながら、前述の各動作を１走査ライン分ずつ周期的に繰り返す。このようにして画像読取装置５は、紙幣Ｓの一回の搬送で、紙幣Ｓの両面に対して反射読取りと透過読取りとを実施する。
【００３１】
なお、イメージセンサユニット１のうち、図示および説明を省略した部分については、従来公知の各種イメージセンサユニットと同じ構成が適用できる。同様に、画像読取装置５のうち、図示および説明を省略した部分については、従来公知の各種シートフィード型の画像読取装置が適用できる。
また、画像読取装置５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。
【００３２】
イメージセンサユニット１および画像読取装置５による効果は次のとおりである。紙幣Ｓが波打っていると、紙幣Ｓが紙幣Ｓの通過領域Ａを通過する際に、読取ラインＲにおいて紙幣Ｓとカバー部材１５との距離が変化する。ここで、仮に導光体２の出射面２３から出射される照射光の照度分布が上下方向（＝紙幣Ｓの法線方向）について不均一であると、たとえば、カバー部材１５の側に偏って通過した部分と、透過読み取り用の光源ユニット５１の側に偏って通過した部分とで、照度が相違する。そうすると、読取精度が低下するおそれがある。しかしながら、紙幣Ｓに照射される照射光は、導光体２によって上下方向の照度分布が均一化されている。このため、カバー部材１５の側に偏って通過した部分に対しても、透過読み取り用の光源ユニット５１の側に偏って通過した部分に対しても、均一な照度の照射光を照射できる。したがって、読取精度の低下を防止できる。
【００３３】
次に、本発明を適用できる実施形態の効果の検証結果について説明する。
図７は、代表例として、入射面２１を平面、反射面２２を曲面、出射面２３を平面にそれぞれ形成される導光体２（後述する比較例７に相当）を備えるイメージセンサユニット９の構成を模式的に示す断面図である。なお、実施形態であるイメージセンサユニット１と共通の構成については同じ符号を付して示す。
以下の表１は、入射面２１、反射面２２、出射面２３の組み合わせをもとに比較例１乃至７としたものである。
【００３４】
【表１】
【００３５】
それ以外は、実施形態であるイメージセンサユニット１と共通の構成を有する。
【００３６】
ここで、図８（ａ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインＲにおける上下方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ａ）中の上下方向位置の「０ｍｍ」が、紙幣Ｓの通過領域Ａの上下方向の中心を示す。図８（ｂ）は、比較例４乃至７において、読取ラインＲにおける上下方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ｂ）中の上下方向位置の「０ｍｍ」が、紙幣Ｓの通過領域Ａの上下方向の中心を示す。図８（ｃ）は、実施形態および比較例１乃至３において、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ｃ）中の副走査方向位置の「０ｍｍ」が、読取ラインＲの位置を示す。図８（ｄ）は、比較例４乃至７において、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布を示すグラフであり、図８（ｄ）中の副走査方向位置の「０ｍｍ」が、読取ラインＲの位置を示す。また、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、片側（左側）の照明装置による照度分布を示すものであり、いずれも、読取ラインＲにおける照度測定値を１とする相対照度を示す。
【００３７】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、読取ラインＲにおける上下方向位置についての照度分布は、紙幣Ｓの通過領域Ａの上下方向位置の中心近傍において照度が最大となり、そこから離れるにしたがって徐々に照度が低下する傾向を有する。また、図８（ｃ）、（ｄ）に示すように、読取ラインＲにおける副走査方向位置についての照度分布も同様に、読取ラインＲ近傍において照度が最大となり、そこから副走査方向に離れるにしたがって徐々に照度が低下する傾向を有する。
実施形態は、上下方向位置および副走査方向位置における読み取りラインＲ近傍の照度の変動幅が比較例１乃至７よりも小さい。これは、出射面２３においては、出射面２３を凹面にすることで照射光に対する拡散効果が生じることから、均一な照度分布となったためと考えられる。また、反射面２２においては、反射面２２が曲面の場合、曲面で反射した光が集光するため、読み取りラインＲ近傍を局所的に照明することで照明幅が狭くなり照度の変動幅が大きい。これに対して、反射面２２が複数の平面で構成した場合、集光作用が軽減することから、均一な照度分布となったと考えられる。
紙幣Ｓの読み取りにおいては、照度分布が不均一である場合、たとえば紙幣Ｓが上下方向に変位した場合や、波打った紙幣Ｓが通過した場合であっても読取りの精度や画質が低下するおそれがある。このため、上下方向位置および副走査方向位置における読み取りラインＲ近傍についての照射光の照度分布は均一であることが好ましい。このため、実施形態における構成が紙幣Ｓの読取の精度や画質の低下を抑制できることが確認できる。
【００３８】
表２は、実施形態および比較例１乃至７において、読み取りラインＲにおける片側（左側）の照明装置による照度値を示すものである。
【００３９】
【表２】
【００４０】
入射面２１における傾斜の有無の効果を検証する場合、他の形状が同一となる実施形態と比較例４、比較例１と比較例５、比較例２と比較例６、比較例３と比較例７とをそれぞれ比較する必要がある。
表２に示すように、上述するすべての場合において、入射面２１に傾斜を備えることで照度値が向上している。これは、傾斜によって屈折効果が生じ、発光モジュール１６２が発する光を入射面２１から反射面２２側へ屈折することで効率よく導光することができることから、読み取りラインＲにおける照射光の照度を向上（＝照射効率の向上）できるためと考えられる。
以上の検証により、実施形態における入射面２１、反射面２２および出射面２３の組み合わせにおいて最も効果が高いため、上下方向位置および副走査方向位置における読み取りラインＲ近傍の照度分布の均一化を図ることが可能となるばかりでなく、照度の向上を図ることが可能となる。
【００４１】
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り、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。たとえば、被照明体の例として、紙幣Ｓを示したが、有価証券や小切手などであってもよい。反射読取りを行いたい被照明体であればよく、被照明体の種類は限定されない。
【００４２】
また、前述の実施形態においては、透過読み取り用の光源ユニット５１がイメージセンサユニット１に対向して配設される構成を示したが、本発明は、このような構成に限定されない。たとえば、二組のイメージセンサユニット１が、紙幣Ｓが通過可能な隙間をおいて互いに対向して配設される構成であってもよい。このような構成によれば、紙幣Ｓの両面について反射読み取りを実施できる。さらに、イメージセンサユニット１が透過読み取り用の光源を備える構成であってもよい。そして、透過読み取り用の光源を備える二組のイメージセンサユニット１が、紙幣Ｓが通過可能な隙間をおいて対向して配設される構成であってもよい。このような構成によれば、紙幣Ｓの両面を反射読み取りできるとともに、一方のイメージセンサユニット１に設けられる透過読み取り用の光源が発する光を用い、他方のイメージセンサユニット１によって紙幣Ｓの透過読み取りを実施できる。この場合、透過読み取り用の光源を備えるイメージセンサユニット１は片側のみであっても構わない。
また、イメージセンサユニット１は、発光モジュール１６２と導光体２とからなる照明装置を二組備えているが、一組であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、イメージセンサユニットおよび画像読取装置として有効な技術である。
【符号の説明】
【００４４】
１：イメージセンサユニット、２：導光体、１６：光源基板、２１：入射面、２２：反射面、２３：出射面、５：画像読取装置、Ａ：通過領域、Ｃ：光軸、Ｆ：搬送方向、Ｐ：搬送軌跡、Ｒ：読取ライン、Ｓ：紙幣
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明体の画像情報を読み取るイメージセンサユニットであって、
光源と、
前記光源から照射された光を前記被照明体へ導く導光体と、
を備え、
前記導光体は、
前記光源が発する光を入射する入射面と、
前記入射面から入射した光を反射する反射面と、
前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、
を備えると共に、
前記反射面は複数の平面からなることを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項２】
前記入射面は前記光源に傾斜して対向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。
【請求項３】
前記出射面は主走査方向に直角な面で切断した断面が凹状な曲線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。
【請求項４】
前記入射面には、主走査方向に凹凸が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のイメージセンサユニット。
【請求項５】
被照明体の画像情報を読み取る画像読取装置であって、
光源と、
前記光源が発する光を入射する入射面と、複数の平面からなり前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、を備える導光体と、
を有するイメージセンサユニットを備え、
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情報を読み取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
前記入射面は前記光源に傾斜して対向することを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記出射面は主走査方向に直角な面で切断した断面が凹状な曲線であることを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記入射面には、主走査方向に凹凸が形成されることを特徴とする請求項５または６に記載の画像読取装置。
【請求項１】
被照明体の画像情報を読み取るイメージセンサユニットであって、
光源と、
前記光源から照射された光を前記被照明体へ導く導光体と、
を備え、
前記導光体は、
前記光源が発する光を入射する入射面と、
前記入射面から入射した光を反射する反射面と、
前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、
を備えると共に、
前記反射面は複数の平面からなることを特徴とするイメージセンサユニット。
【請求項２】
前記入射面は前記光源に傾斜して対向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。
【請求項３】
前記出射面は主走査方向に直角な面で切断した断面が凹状な曲線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。
【請求項４】
前記入射面には、主走査方向に凹凸が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のイメージセンサユニット。
【請求項５】
被照明体の画像情報を読み取る画像読取装置であって、
光源と、
前記光源が発する光を入射する入射面と、複数の平面からなり前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を前記被照明体に向けて出射する出射面と、を備える導光体と、
を有するイメージセンサユニットを備え、
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情報を読み取ることを特徴とする画像読取装置。
【請求項６】
前記入射面は前記光源に傾斜して対向することを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記出射面は主走査方向に直角な面で切断した断面が凹状な曲線であることを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。
【請求項８】
前記入射面には、主走査方向に凹凸が形成されることを特徴とする請求項５または６に記載の画像読取装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５５６４８（Ｐ２０１３−５５６４８Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６３５３６（Ｐ２０１２−１６３５３６）
【出願日】平成２４年７月２４日（２０１２．７．２４）
【出願人】（０００１０４６２９）キヤノン・コンポーネンツ株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月２４日（２０１２．７．２４）
【出願人】（０００１０４６２９）キヤノン・コンポーネンツ株式会社 (49)
【Ｆターム（参考）】
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