JP5536150B2

JP5536150B2 - イメージセンサユニット及び画像読取装置

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Publication number: JP5536150B2
Application number: JP2012161534A
Authority: JP
Inventors: 修一霜田; 智之堀口; 英将吉田; 章史藤原; 秀尚高橋
Original assignee: Canon Components Inc
Current assignee: Canon Components Inc
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-07-02
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Description

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真贋判定を行う画像読取装置に関する。

この種の画像読取装置をはじめとして、特に紙幣、有価証券等の真贋判定を行う画像読取装置において、例えば特許文献１に記載のものが知られている。

特開２００７−１９４７９７号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術においては、反射読取時に原稿がない状態（例えば紙幣を連続して読み取る際の紙幣間の隙間、傷・破れ等の破損部分）では、反射型光源から出射した光線が、原稿とは反対側に配置された導光体（ラッパ型導光体）に入って再反射した後、再度出射して受光素子に入ってしまうことがあった。また、透かし部分の読み取り時に透かし部分を透過した光線が生じた際も同様であった。かかる迷光（後述する照り返し光）はイメージセンサユニットの出力においてノイズ成分となり、原稿がある場合の出力信号（信号成分）と迷光によるノイズ成分との差分が小さくなり、コントラストが不鮮明になり読取画像の精度が低下する等の問題を招来する。

本発明はかかる実情に鑑み、迷光の影響を低減することで読取画像の精度を向上できるイメージセンサユニット及び画像読取装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のイメージセンサユニットは、被照明体に対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りとを実施するイメージセンサユニットであって、第１の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第１の導光体と、前記第１の導光体とは前記被照明体が通過可能な搬送路を挟んで配置され、第２の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第２の導光体と、前記第１の光源からの光のうち前記被照明体によって反射された反射光、又は、前記第２の光源からの光のうち前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、前記結像素子により集光された光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、前記第１の導光体と前記第２の導光体の間、かつ、前記搬送路よりも前記第１の導光体側に、第１の偏光フィルタを配置し、前記第１の導光体と前記第２の導光体の間、かつ、前記搬送路よりも前記第２の導光体側に、第２の偏光フィルタを配置し、前記第１の偏光フィルタと前記第２の偏光フィルタの偏光角が直交していることを特徴とする。

また、本発明のイメージセンサユニットにおいて、被照明体に対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りとを実施するイメージセンサユニットであって、第１の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第１の導光体と、前記第１の導光体とは前記被照明体が通過可能な搬送路を挟んで配置され、第２の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第２の導光体と、前記第１の光源からの光のうち前記被照明体によって反射された反射光、又は、前記第２の光源からの光のうち前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、前記結像素子により集光された光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、前記第１の導光体と前記第２の導光体の間、かつ、前記搬送路よりも前記第２の導光体側に、前記結像素子の光軸方向と平行なルーバーが設けられたルーバーフィルムを配置したことを特徴とする。
また、本発明のイメージセンサユニットにおいて、被照明体に対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りとを実施するイメージセンサユニットであって、第１の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第１の導光体と、前記第１の導光体とは前記被照明体が通過可能な搬送路を挟んで配置され、第２の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第２の導光体と、前記第１の光源からの光のうち前記被照明体によって反射された反射光、又は、前記第２の光源からの光のうち前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、前記結像素子により集光された光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、前記第１の光源は赤外光以外の光を発し、前記第２の光源は赤外光を発し、前記第２の導光体の出光面側にゲルマニウム層を配置したことを特徴とする。

また、本発明の画像読取装置は、上記何れかのイメージセンサユニットと前記被照明体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。

本発明によれば、照り返し光を有効に遮蔽することにより、読取対象物である被照明体と背景とのコントラストを鮮明にし、高い読み取り精度を確保することができる。

図１は、本発明に係るイメージセンサユニットを備えた画像読取装置の断面を示す模式図である。図２は、本発明に係るイメージセンサユニットにおける画像読取部の構成例を示す分解斜視図である。図３は、本発明に係るイメージセンサユニットにおける透過光用照明部の構成例を示す分解斜視図である。図４は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材としての遮光シートを備えた例の断面を示す模式図である。図５（ａ）は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材を設けた場合のイメージセンサユニットの出力信号の例を示す図、図５（ｂ）は遮光部材を設けない場合のイメージセンサユニットの出力信号の例を示す図である。図６は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材としての遮光シートを備えた別の例の断面を示す模式図である。図７は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて透過用光源の照明深度特性についてのシミュレーション結果を示す図である。図８は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて反射用光源の照明深度特性についてのシミュレーション結果を示す図である。図９は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光シートのスリットの開口幅と照り返し光との関係についてのシミュレーション結果を示す図である。図１０は、本発明のイメージセンサユニットにおいて紙幣に対して反射読取を実施して得られた画像の例を示す図である。図１１は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材としての遮光シートを備えた更に別の例の断面を示す模式図である。図１２は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材としてのルーバーフィルムを備えた例の断面を示す模式図である。図１３は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材としての光学フィルタを備えた例の断面を示す模式図である。図１４（ａ）は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材として可視光を吸収する光学フィルタ（ゲルマニウム層を添着したカバーガラス）と白基準部材とを併用した例を示す模式図であり、図１４（ｂ）は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材として可視光を吸収する光学フィルタ（ゲルマニウム層を添着したカバーガラス）と白基準部材とを併用した別の例を示す模式図である。図１５は、図１４における白黒の濃度変化のカーブの例を示す図である。図１６は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材としてのゲルマニウム層を備えた例の断面を示す模式図である。図１７は、本発明に係るイメージセンサユニットにおいて遮光部材として透過光用導光体自体により構成される例の断面を示す模式図である。

以下、図面に基づき、本発明によるイメージセンサユニット及び画像読取装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態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の要部構成を示している。ここで先ず、これらの全体構成につき概略を説明する。
画像読取装置１００は、紙幣、有価証券等の記録媒体の真贋判定を行う紙葉類識別装置として機能する。この実施形態において、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とが所定の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に相対的に搬送される。

イメージセンサユニット１０は図示のように、搬送ローラ１０１Ａ，１０１Ｂと搬送ローラ１０２Ａ，１０２Ｂの間にて紙幣Ｓが通過可能な搬送路Ｐ上に、搬送路Ｐを挟んで上下に配置され、搬送される紙幣Ｓの画像を読み取る。本実施形態においてイメージセンサユニット１０は、紙幣Ｓに反射光式読み取り用の光を照射する反射式読取用照明部１１Ａを含む画像を読み取る画像読取部１１と、紙幣Ｓに透過式読み取り用の光を照射する透過光用照明部１２とを備えている。画像読取部１１（反射光用照明部１１Ａ）及び透過光用照明部１２からの光を画像読取部１１がそれぞれ読み取ることで、紙幣Ｓに対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りを実施することができる。

画像読取部１１は、筐体となる部材であるフレーム１３内に、図１では概略図に示した反射光用光源１５（第１の光源）からの光を紙幣Ｓの一方の面（下面）の読取位置（読取ライン）Ｏへと導く反射光用導光体１４（第１の導光体）と反射光用導光体１４の長手方向端部に配置された反射光用光源１５（図２参照）とからなる反射光用照明部１１Ａを備える。また、紙幣Ｓからの反射光（後述のように透過光の場合も含む）を後述する受光素子１８に結像させる結像素子としてのロッドレンズアレイ１６と、センサ基板１７上に配置固定された受光素子１８と、フレーム１３の上部を覆う透明なカバーガラス１９とを備える。

フレーム１３は、典型的には樹脂材料を用いて概略棒状に形成され、図１の紙面に直交する方向がフレーム１３の長手方向（主走査方向）となる。ここで、図２は画像読取部１１の主要構成を示しており、フレーム１３をはじめとして各部材は主走査方向に長尺に形成される。図２においては、フレーム１３等の詳細構造もしくは形状については省略されているが、フレーム１３の内部には反射光用導光体１４、ロッドレンズアレイ１６、基板１７更には反射光用光源１５を嵌め込むこと等により収容可能な部位が形成される。

反射光用導光体１４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、この例では一対の反射光用導光体１４が、ロッドレンズアレイ１６の光軸を挟んで相互に配置される。各反射光用導光体１４はその長手方向における一方側端面を反射光用光源１５からの光が入光する入光面１４ａ、その上端面を内部を伝播した光が出射する反射光出射面１４ｂ、反射光出射面１４ｂと対向する面を拡散面１４ｃとして形成される。そして図１において代表的に示される光が矢印Ｌ₁のように紙幣Ｓの読取位置Ｏに向けて照射される。

この場合、図１のようにフレーム１３に取り付けられた状態で紙幣Ｓ側の部位が反射光出射面１４ｂとして、フレーム１３から露出し、この反射光出射面１４ｂにて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。また、入光面１４ａ、反射光出射面１４ｂ及び拡散面１４ｃ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。入光面１４ａから入光した光は反射光用導光体１４内で反射及び拡散し、即ちその反射面により全反射しながら反射光用導光体１４内を伝播しつつ、反射光出射面１４ｂから出射し、そして紙幣Ｓに対して主走査方向にライン状に実質的に均一に照射される。

入光面１４ａには反射光用光源１５が配置される。図２の図示例では反射光用導光体１４の一方側端面に反射光用光源１５が配置されるが、反射光用導光体１４の両側端面に反射光用光源１５を設けてもよい。反射光用光源１５として例えば赤色、緑色及び青色の３色（以下、ＲＧＢと略称する）の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子、更には赤外線（以下、ＩＲと略称する）及び紫外線（以下、ＵＶと略称する）を発光するＬＥＤからなる発光素子を含んで構成される。

ロッドレンズアレイ１６は、例えば複数の正立等倍結像型のロッドレンズが主走査方向に直線状に配列されてなり、紙幣Ｓ側に光の入光面を、また受光素子１８側に光の出射面を有する。このように一対の反射光用導光体１４が副走査方向に相互に隔置されており、それらの中央位置にロッドレンズアレイ１６が配置される。なお、結像素子は、ロッドレンズアレイ１６に限られず、例えばマイクロレンズアレイであってもよい。
受光素子１８はロッドレンズアレイ１６の光軸と実質的に一致するように配置され、紙幣Ｓからの反射光（後述のように透過光の場合も含む）を電気信号に変換する光電変換素子を含んで構成される。

上述する構成でなる画像読取部１１の基本動作において、搬送ローラ１０１Ａ，１０１Ｂ及び１０２Ａ，１０２Ｂにより、所定の搬送速度で搬送方向Ｆに搬送される紙幣Ｓに対し、反射光用光源１５のＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶ発光素子を順次、点灯駆動することにより反射光用光源１５を発光させる。反射光用光源１５から照射された光は反射光用導光体１４内を伝播して、ロッドレンズアレイ１６を挟んだ２方向から紙幣Ｓの表面の読取位置Ｏに対して、主走査方向においてライン状に均一に照射される。この照射光は紙幣Ｓによって反射されることで、ロッドレンズアレイ１６を介して受光素子１８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１８により電気信号（出力信号）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。

このようにしてＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶ全ての反射光を１走査ライン分読み取ることで、紙幣Ｓの主走査方向における１走査ラインの読取動作を完了する。１走査ラインの読取動作終了後、紙幣Ｓの副走査方向への移動に伴い、上述する構成と同様に次の１走査ライン分の読取動作が行われる。このように紙幣Ｓを搬送方向Ｆに搬送しながら１走査ライン分ずつ読取動作を繰り返すことで、紙幣Ｓの全面が順次走査されて反射光による画像の読取りが実施される。

次に透過光用照明部１２は、筐体となる部材であるフレーム２０内に、図１では概略図示した透過光用光源２２（第２の光源）からの光を紙幣Ｓの他方の面（上面）の読取位置（読取ライン）Ｏへと導く透過光用導光体２１（第２の導光体）と、透過光用導光体２１の長手方向端部に配置された透過光用光源２２と、フレーム２０の下部を覆う透明なカバーガラス２３とを備える。なお、透過光用照明部１２の場合、紙幣Ｓに照射された光は紙幣Ｓを透過し、画像読取部１１内に設けられたロッドレンズアレイ１６によりセンサ基板１７上の受光素子１８に結像する。

フレーム２０は、典型的には樹脂材料を用いて概略棒状に形成され、図１の紙面に直交する方向がフレーム２０の長手方向（主走査方向）となる。ここで、図３は透過光用照明部１２の主要構成を示しており、フレーム２０をはじめとして各部材は主走査方向に長尺に形成される。図３においては、フレーム２０の詳細構造もしくは形状については省略されているが、フレーム２０の内部には透過光用導光体２１や透過光用光源２２を嵌め込むこと等により収容可能な部位が形成される。

透過光用導光体２１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、この例では単一の透過光用導光体２１が、ロッドレンズアレイ１６の光軸上において紙幣Ｓを挟んで受光素子１８とは反対側に配置される。透過光用導光体２１はその長手方向における一方側端面を反射光用光源１５からの光が入光する入光面２１ａ、その下端面を内部を伝播した光が出射する透過光出射面２１ｂ、透過光出射面２１ｂと対向する面を拡散面２１ｃとして形成される。そして図１において代表的に示される光が矢印Ｌ₂のように紙幣Ｓの読取位置Ｏに向けて直交方向から照射される。

この場合、図１のようにフレーム２０に取り付けられた状態で紙幣Ｓ側の部位が透過光出射面２１ｂとして、フレーム２０から露出し、この透過光出射面２１ｂにて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。また、入光面２１ａ及び透過光出射面２１ｂ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。入光面２１ａから入光した光は透過光用導光体２１内で反射及び拡散し、即ちその反射面により全反射しながら透過光用導光体２１内を伝播しつつ、透過光出射面２１ｂから出射し、そして紙幣Ｓに対して主走査方向にライン状に実質的に均一に照射される。

入光面２１ａには透過光用光源２２が配置される。図３の図示例では透過光用導光体２１の一方側端面に透過光用光源２２が配置されるが、透過光用導光体２１の両側端面に透過光用光源２２を設けてもよい。透過光用光源２２として例えばＲＧＢ３色の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子、更にはＩＲ及びＵＶを発光するＬＥＤからなる発光素子を含んで構成される。

上述する構成でなる透過光用照明部１２の基本動作において、搬送ローラ１０１Ａ，１０１Ｂ及び１０２Ａ，１０２Ｂにより、所定の搬送速度で搬送方向Ｆに搬送される紙幣Ｓに対し、透過光用光源２２のＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶ発光素子を順次、点灯駆動することにより、透過光用光源２２を発光させる。透過光用光源２２から照射された光は透過光用導光体２１内を伝播して、紙幣Ｓの表面の読取位置Ｏに対して、主走査方向においてライン状に均一に照射される。この照射光は紙幣Ｓを透過することで、ロッドレンズアレイ１６を介して受光素子１８の光電変換素子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１８により電気信号（出力信号）に変換された後、信号処理部において処理される。透過光による画像の読取りの場合も同様にして、ＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶ全ての透過光を１走査ライン分読み取ることで、紙幣Ｓの主走査方向における１走査ラインの読取動作を完了する。１走査ラインの読取動作終了後、紙幣Ｓの副走査方向への移動に伴い、上述する構成と同様に次の１走査ライン分の読取動作が行われる。このように紙幣Ｓを搬送方向Ｆに搬送しながら１走査ライン分ずつ読取動作を繰り返すことで、紙幣Ｓの全面が順次走査されて透過光による画像の読取りが実施される。

ところで、例えば紙幣Ｓを連続して読み取る際の紙幣Ｓ間の隙間、傷・破れ等の破損部分、または、透かし部分等のように画像読取部１１からの光が透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に直接入光し、その後、ロッドレンズアレイ１６に再出射されることがある。かかる迷光等を含む所謂、照り返し光はイメージセンサユニット１０の出力においてノイズ成分となり、紙幣Ｓがある場合の出力信号（信号成分）と迷光によるノイズ成分との差分が小さくなり、そのままではコントラストが不鮮明になり読取画像の精度が低下する等の問題が生じ得る。

さて、本発明においてイメージセンサユニット１０は画像読取部１１と透過光用照明部１２を有し、透過型及び反射型を併用した構成となっている。特に本発明では画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に図４に示されるように、画像読取部１１側から透過光用照明部１２側への光（図４、矢印Ｌ）の一部を遮蔽する遮光手段としての遮光部材１を配置する。
この実施形態では特に遮光部材１は、透過光用照明部１２の透過光用導光体２１の透過光出射面２１ｂ側に配置された遮光カバーもしくは遮光シート１Ａにより構成される。この遮光シート１Ａは、主走査方向に形成されたスリット２を有し、スリット２は副走査方向に所定の開口幅Ｗを有する。

遮光シート１Ａとして、画像読取部１１のフレーム１３自体の一部として形成することができ、あるいは別体のカバー部材を付設してもよい。更に、遮光シート１Ａは別体のシート部材を添着するものであってもよいし、カバーガラス２３と一体であってもよい。いずれの場合も遮光シート１Ａにおける画像読取部１１側の一方の面は光吸収特性を有し、透過光用照明部１２側の他方の面は光反射特性を有することが望ましい。

本発明のイメージセンサユニット１０において、画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に遮光部材１としての遮光シート１Ａを設けることで、特に画像読取部１１による読取時に画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線を、図４のように有効に遮蔽することができる。この場合、画像読取部１１及び透過光用照明部１２間に挟まれた搬送路Ｐ上に紙幣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による読取状態等において、遮光シート１Ａは特に有効に作用し、照り返し光に起因するイメージセンサユニット１０の出力信号中のノイズ成分を低く抑えることができる。

図５（ａ）は本発明により遮光部材１を設けた場合のイメージセンサユニット１０、具体的には画像読取部１１の受光素子１８の出力信号を示し、図５（ｂ）は比較例として遮光部材１を設けない場合のイメージセンサユニット１０の出力信号を示している。遮光部材１、この例では遮光シート１Ａを設けない場合、搬送路Ｐ上に紙幣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による読取状態等において、画像読取部１１の反射光用導光体１４から出射した光が照り返し光となって、透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に到達し、更にそのまま透過光経路（矢印Ｌ₂）を通って受光素子１８で受光されてしまう。このためイメージセンサユニット１０の出力信号は、図５（ｂ）のように大幅に増加する。ここで、紙幣Ｓ等を読み取る場合、読み取った画像において紙幣Ｓの背景は黒色が望ましく、紙幣Ｓのエッジ検出に効果的に作用する。背景対応部分で照り返し光が受光されると、紙幣Ｓと背景とのコントラストが低下し、そのままでは検出精度あるいは画像品位を低下させてしまう。本発明ではそのような照り返し光を有効に遮蔽することにより、Ｓ／Ｎ比を向上して高品位の画像を得ることができる。なお、理想的には搬送路Ｐ上に紙幣Ｓがない状態では出力信号を０とすることが望ましいが、実際上完全に０にするのは困難である。本発明ではこのような状況下でもかなり理想に近いかたちで、照り返し光の影響をなくすることができる。

また、遮光部材１は図６に示されるように画像読取部１１の反射光用導光体１４の反射光出射面１４ｂ側に配置することも可能である。遮光部材１は遮光カバーもしくは遮光シート１Ｂにより構成され、この遮光シート１Ｂのスリット２′は副走査方向に所定の開口幅Ｗ′を有する。
遮光シート１Ｂとして、透過光用照明部１２のフレーム２０自体の一部として形成することができ、あるいは別体のカバー部材を付設してもよい。更に、遮光シート１Ｂは別体のシート部材を添着するものであってもよいし、カバーガラス１９と一体であってもよい。いずれの場合も遮光シート１Ｂにおける画像読取部１１側の一方の面は光吸収特性を有し、透過光用照明部１２側の他方の面は光反射特性を有することが望ましい。

本発明のイメージセンサユニット１０において、画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に遮光部材１としての遮光シート１Ｂを設けることで、特に画像読取部１１による読取時に画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図６、矢印Ｌ）を、有効に遮蔽することができる。従って、この場合にも照り返し光が透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に到達するのを防止することができる。そして、遮光シート１Ａの場合と同様の作用効果を有する。

上述したように遮光シート１Ａ及び遮光シート１Ｂは単独で用いる場合でも、それぞれ優れた遮光効果を有する。また、遮光シート１Ａ及び遮光シート１Ｂを併用することも可能である。

ここで、画像読取部１１及び透過光用照明部１２のそれぞれ反射側光源及び透過側光源の照明深度特性についてのシミュレーション結果を説明する。例えば図７は、透過側光源の照明深度特性についてのシミュレーション結果を示しており、照明深度（図７、横軸ｚ）と相対照度（図７、縦軸）との関係を、遮光シート１Ａ（図４参照）のスリット２の開口幅Ｗを変化させて表したものである。この場合、開口幅Ｗを１．５ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲で変化させている。なお、照明深度ｚ（ｍｍ）は具体的には、透過側光源のカバーガラス２３と反射側光源のカバーガラス１９相互の間隙が２ｍｍであり、その中心部に焦点（ピント）があることを意味している。上述したように遮光シート１Ａは照り返し光の侵入防止作用の点で優れた機能を発揮するが、開口幅Ｗを１．５ｍｍ程度まで狭くし過ぎると照度が不十分となり、従って遮光シート１Ａのスリット２の開口幅Ｗは、最低２ｍｍ以上であるのが好ましい。

同様に図８は、反射側光源の照明深度特性について、照明深度と相対照度との関係を、遮光シート１Ｂ（図６参照）のスリット２′の開口幅Ｗ′を変化させたときのシミュレーション結果を示している。この場合、開口幅Ｗ′を５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲で変化させている。遮光シート１Ｂについても優れた照り返し光侵入防止機能を有するが、その開口幅Ｗ′としては６．０ｍｍ程度まで狭くし過ぎると照度が不十分となり、従って遮光シート１Ｂのスリット２の開口幅Ｗは、最低６．５ｍｍ以上であるのが好ましい。

更に、図９は、遮光シート１Ａ及び遮光シート１Ｂのスリット２，２′の開口幅Ｗ，Ｗ′と照り返し光との関係についてのシミュレーション結果を示している。この場合、透過光用照明部１２側（透）の遮光シート１Ａのスリット２の開口幅ｗを１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲で、また画像読取部１１側（反）の遮光シート１Ｂのスリット２′の開口幅Ｗ′を６．０ｍｍ〜７．５ｍｍの範囲でそれぞれ変化させ、そして透過側光源へ入光する光量を比較したものである。遮光シート１Ａ及び遮光シート１Ｂいずれも設けない場合の照り返し光の光量を基準値１．００とし、これに対する比率が各々示される。

図９に示したように照り返し光を有効に減少させるためには、遮光シート１Ａのスリット２の開口幅Ｗとして２．０ｍｍ〜３．０ｍｍで、遮光シート１Ｂのスリット２′の開口幅Ｗ′として６．５ｍｍ〜７．５ｍｍである範囲Ｐが適当である。このうち特に遮光シート１Ａのスリット２の開口幅ｗ＝２．５ｍｍで、遮光シート１Ｂのスリット２′の開口幅Ｗ′＝７．０ｍｍが最適である。

ここで図１０は、本発明のイメージセンサユニット１０を備えた画像読取装置１００の画像読取部１１において、紙幣Ｓに対して反射読取を実施して得られた画像の例を示している。前述したように紙幣Ｓ等の読み取った画像において紙幣Ｓの背景は黒色が望ましく、紙幣Ｓのエッジ検出に効果的に作用する。本発明によれば、照り返し光を有効に遮蔽してその影響を低減することにより、紙幣Ｓと背景とのコントラストを鮮明にし、高い検出精度を確保することができる。

次に図１１は、画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に配置される遮光部材１として、別の例を示している。なお、以下の説明において同一又は対応する部材には適宜同一符号を用いて説明する。
この例では遮光部材１は透過光用照明部１２において、その透過光用導光体２１を両側から挟むように傾斜して配置された遮光シート１Ｃにより構成される。遮光シート１Ｃは、主走査方向に形成されたスリット２を有し、スリット２は副走査方向に所定の開口幅Ｗを有する。

この例において特に画像読取部１１による読取時に搬送路Ｐ上に紙幣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による読取状態等において、画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図１１、矢印Ｌ）を遮光シート１Ｃにより反射させることで、有効に遮蔽することができる。なお、透過光用照明部１２において透過光用光源２２から透過光用導光体２１に入光した光は、図１１の矢印Ｌ₂のように紙幣Ｓに向けて照射される。

図１２は、画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に配置される遮光部材１として、更に別の例を示している。
この例では遮光部材１は透過光用照明部１２において、例えばカバーガラス２３に添着されたルーバーフィルム１Ｄにより構成される。ルーバーフィルム１Ｄのルーバーは、ロッドレンズアレイ１６の光軸方向を指向して形成される。

この例において特に画像読取部１１による読取時に搬送路Ｐ上に紙幣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による読取状態等において、画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図１２、矢印Ｌ）は、ルーバーフィルム１Ｄによって有効に遮蔽される。なお、透過光用照明部１２において透過光用光源２２から透過光用導光体２１に入光した光は、図１２の矢印Ｌ₂のように紙幣Ｓに向けて照射される。その光は更に、ルーバーフィルム１Ｄのルーバーの間を通って紙幣Ｓに到達することができる。
なお、ルーバーフィルム１Ｄとして透明層と遮光層が交互に配置されて成形されたものであっても構わないし、ブラインド状に遮光板が設けられた構造であっても構わない。

また、上記の場合の他に例えばカバーガラス２３に、ロッドレンズアレイ１６の光軸近傍が平坦であり、この平坦部よりも外側が副走査方向にノコ歯状に成形されたフレネルレンズ形状を付してなる光学フィルム（図示せず）を添着することも可能である。
この光学フィルムによればフレネルレンズ部において、画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線を有効に遮蔽することができる。
更に、反射光用導光体１４の反射光出射面１４ｂ側と透過光用導光体２１の透過光出射面２１ｂ側にそれぞれ偏光フィルタを配置することも可能である。この場合、偏光角を直交させることで画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線を有効に遮蔽することができる。

図１３は、画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に配置される遮光部材１として、更に別の例を示している。
この例では遮光部材１は透過光用照明部１２において、例えばカバーガラス２３に添着された光学フィルタ１Ｅにより構成される。この場合、画像読取部１１の反射光用光源１５の発光波長と透過光用照明部１２の透過光用光源２２の発光波長とが相異し、光学フィルタ１Ｅは反射光用光源１５、即ち画像読取部１１の反射光用導光体１４から出射された光を吸収すると共に、透過光用光源２２即ち透過光用照明部１２の透過光用導光体２１から出射された光については透過させるようになっている。

この例において特に画像読取部１１による読取時に搬送路Ｐ上に紙幣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による読取状態等において、画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図１３、矢印Ｌ）は、光学フィルタ１Ｅによって吸収されることで有効に遮蔽される。なお、透過光用照明部１２において透過光用光源２２から透過光用導光体２１に入光した光は、図１３の矢印Ｌ₂のように紙幣Ｓに向けて照射される。その光は更に、光学フィルタ１Ｅを透過して紙幣Ｓに到達する。

上記の場合、画像読取部１１の反射光用光源１５の発光波長と透過光用照明部１２の透過光用光源２２の発光波長の組合せの例として、例えば反射光用光源１５が緑色光で、透過光用光源２２が赤色光とする。そして、緑色光を吸収する光学フィルタ１Ｅを用いることで、赤色光は透過するが、緑色光は吸収する作動環境を構成することができる。
なお、光学フィルタ１Ｅにおいて吸収された波長は透過光として使用ができない。例えば可視光を吸収する光学フィルタ１Ｅを用いた場合、透過光として使用できる波長はＩＲ、ＵＶとなる。

反射光用光源１５が可視光で、透過光用光源２２が赤外光とする。そして、可視光を吸収する光学フィルタ１Ｅを用いることで、赤外光は透過するが、可視光は吸収する作動環境を構成することができる。この場合、光学フィルタ１Ｅを透過光用照明部１２側に配置することで、紙幣Ｓの表面の読取位置Ｏに亘った黒色の背景部材として利用できることから、紙幣Ｓのエッジ検出を効果的に行える利点を奏する。

また、例えば白基準値を得るために白基準部材３０を用いた場合、光学フィルタ１Ｅと白基準部材３０とを同時に用いることで、より正確な白基準値を得られることが可能となる。さらに、白黒の濃度変化のカーブを取得することで、反射光用照明部１１Ａと透過光用照明部１２位置関係を確認できる（図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５参照）。このとき副走査方向における光学フィルタ１Ｅの幅はロッドレンズアレイ１６のレンズの直径以上であり、主走査方向においては白基準部材３０と接していることが望ましい。

なお、白基準値とは、シェーディング補正を行う際に使用する基準値であり、白色の一様な濃度分布を持つ画像に対するデータである。シェーディング補正は紙幣Ｓの階調の再現性を高めるために行うものである。具体的には、紙幣Ｓへの照射光を適正化する光量調整と、受光素子１８の画像信号出力に対する増幅率を適正化するゲイン調整とを行う。更に、反射光用光源１５・透過光用光源２２・ロッドレンズアレイ１６の光量ムラや受光素子１８の感度ムラを画素単位で補正する際に用いるものである。

図１６は、画像読取部１１の反射光用導光体１４と透過光用照明部１２の透過光用導光体２１との間に配置される遮光部材１として、更に別の例を示している。
この例では遮光部材１は透過光用照明部１２において、例えばカバーガラス２３に添着されたゲルマニウム層１Ｆにより構成される。この場合、画像読取部１１の反射光用光源１５の発光波長と透過光用照明部１２の透過光用光源２２の発光波長とが相異し、ゲルマニウム層１Ｆは反射光用光源１５、即ち画像読取部１１の反射光用導光体１４から出射された光を反射すると共に、透過光用光源２２即ち透過光用照明部１２の透過光用導光体２１から出射された光については透過させるようになっている。この例では遮光部材１がゲルマニウム層１Ｆによって構成されるため、反射光用光源１５からの可視光が反射されると共に、透過光用光源２２からの赤外光が透過される場合の例とする。

この例において特に画像読取部１１による読取時に搬送路Ｐ上に紙幣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による読取状態等において、画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図１６、矢印Ｌ）は、鏡面状態となっているゲルマニウム層１Ｆによって反射されることで有効に遮蔽される。なお、透過光用照明部１２において透過光用光源２２から透過光用導光体２１に入光した光は、図１６の矢印Ｌ₂のように紙幣Ｓに向けて照射される。その光は更に、ゲルマニウム層１Ｆを透過して紙幣Ｓに到達することができる。
なお、ゲルマニウム層１Ｆを添着したカバーガラス２３を用いた場合、透過光として使用できる波長はＩＲとなる。このため、白基準部材３０を併用することで前述の光学フィルタ１Ｅを用いた例と同様の効果を奏するものである。カバーガラス２３をゲルマニウムで形成した場合も同様である。

以上の実施形態において遮光部材１として、別体（フレーム２０、カバーガラス１９およびカバーガラス２３と一体の場合を含む）に構成した例を説明した。このように別体構成の場合の他に、図１７に示したように例えば透過光用照明部１２の透過光用導光体２１自体により同等の構成とすることができる。即ち、透過光用導光体２１の透過光出射面２１ｂの副走査方向に沿った幅ｗは、透過光用導光体２１自体の他の部位よりも幅狭である。

透過光用導光体２１の透過光出射面２１ｂの幅ｗを幅狭とすることにより、画像読取部１１側から透過式読取部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図１７、矢印Ｌ）は、透過光用導光体２１に対して極めて入光し難くなる。即ち、透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光を実質的に遮光することができる。

更に、図１７に示されるように透過光用導光体２１の側面２１ｃ、画像読取部１１側から透過光用照明部１２の透過光用導光体２１に入ろうとする光線（図１７、矢印Ｌ）に対して、これを正反射するように角度設定される。
透過光用導光体２１の側面２１ｃをこのように成形することで、実質的に遮光部材１として機能させることが可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
上記実施形態において説明した具体的数値等は、本発明の例示であり、それらの数値にのみ限定されるものはない。

１遮光部材、１Ａ，１Ｂ，１Ｃ遮光シート、１Ｄルーバーフィルム、１Ｅ光学フィルタ、１Ｆゲルマニウム層、２，２′ スリット、１０イメージセンサユニット、１１画像読取部、１２透過光用照明部、１３，２０フレーム、１４反射光用導光体（第１の導光体）、１５反射光用光源（第１の光源）、１６ロッドレンズアレイ、１７センサ基板、１８受光素子、２１透過光用導光体（第２の導光体）、２２透過光用光源（第２の光源）、１００画像読取装置、Ｐ搬送路、Ｓ紙幣（被照明体）。

Claims

被照明体に対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りとを実施するイメージセンサユニットであって、
第１の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第１の導光体と、
前記第１の導光体とは前記被照明体が通過可能な搬送路を挟んで配置され、第２の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第２の導光体と、
前記第１の光源からの光のうち前記被照明体によって反射された反射光、又は、前記第２の光源からの光のうち前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、
前記結像素子により集光された光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、
前記第１の導光体と前記第２の導光体の間、かつ、前記搬送路よりも前記第１の導光体側に、第１の偏光フィルタを配置し、
前記第１の導光体と前記第２の導光体の間、かつ、前記搬送路よりも前記第２の導光体側に、第２の偏光フィルタを配置し、
前記第１の偏光フィルタと前記第２の偏光フィルタの偏光角が直交していることを特徴とするイメージセンサユニット。
被照明体に対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りとを実施するイメージセンサユニットであって、
第１の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第１の導光体と、
前記第１の導光体とは前記被照明体が通過可能な搬送路を挟んで配置され、第２の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第２の導光体と、
前記第１の光源からの光のうち前記被照明体によって反射された反射光、又は、前記第２の光源からの光のうち前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、
前記結像素子により集光された光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、
前記第１の導光体と前記第２の導光体の間、かつ、前記搬送路よりも前記第２の導光体側に、前記結像素子の光軸方向と平行なルーバーが設けられたルーバーフィルムを配置したことを特徴とするイメージセンサユニット。
被照明体に対して反射光による画像読取りと透過光による画像読取りとを実施するイメージセンサユニットであって、
第１の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第１の導光体と、
前記第１の導光体とは前記被照明体が通過可能な搬送路を挟んで配置され、第２の光源からの光を前記被照明体に対して照射する第２の導光体と、
前記第１の光源からの光のうち前記被照明体によって反射された反射光、又は、前記第２の光源からの光のうち前記被照明体を透過した透過光を結像する結像素子と、
前記結像素子により集光された光を電気信号に変換する受光素子と、を有し、
前記第１の光源は赤外光以外の光を発し、
前記第２の光源は赤外光を発し、
前記第２の導光体の出光面側にゲルマニウム層を配置したことを特徴とするイメージセンサユニット。
請求項１乃至３の何れか１項に記載のイメージセンサユニットと前記被照明体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。