JP6579863B2 - 読取装置および透過光源ユニット - Google Patents

Description

本発明は、読取装置および透過光源ユニットに関する。

従来、紙幣などの紙葉類を読取る画像読取装置は、紙葉類からの光を検出して電気信号に変換するイメージセンサユニットを有する。このような画像読取装置に適用されるイメージセンサユニットは、例えば、紙葉類に線状光を照射する線状光源と、紙葉類からの反射光を検出して電気信号に変換するイメージセンサとを有する。そして、イメージセンサユニットは、線状光源によって紙葉類に光を照射し、その反射光をイメージセンサによって検出することによって、紙葉類の反射読取を行う。

さらに、紙葉類の透過読取が可能な画像読取装置には、透過読取のため光源装置として、透過光源ユニットを有するものがある。このような透過光源ユニットは、例えば、ＬＥＤなどの点状光源と、点状光源が発する光を線状化する（点光源を線光源化する）棒状の導光体を有する。そして、透過光源ユニットは、紙葉類の搬送経路を挟んで、イメージセンサユニットに対向して配置される。イメージセンサユニットのイメージセンサは、透過光源ユニットが出射して紙葉類を透過した光を検出し、検出した光を電気信号に変換する。このように、イメージセンサユニットは、透過光源ユニットが発する光を用いて、紙葉類の透過読取を行う。

ところで、反射読取を行う際には、紙葉類の範囲（外形の輪郭）の識別精度の向上のため、紙葉類とその周囲外側（以下、背景と称する）とのコントラストが高いことが好ましい。特に、輝度の高い紙葉類を読み取る場合には、背景の輝度は紙葉類に比較して低いことが好ましく、黒色であることがより好ましい。しかしながら、透過光源ユニットがイメージセンサユニットに対向して配置される構成では、イメージセンサユニットの線状光源が出射した光が透過光源ユニットの導光体に入射し、導光体に入射した光がイメージセンサユニットに向けて出射することがある。このような光を、照り返し光と称する。照り返し光がイメージセンサユニットに入射すると、イメージセンサが出力する画像は、紙葉類の存在しない箇所（すなわち背景）の輝度が高くなり、画像の紙葉類と背景とのコントラストが低下する。

特開２０１３−５５６４６号公報

紙葉類と背景とのコントラストの低下を防止する構成としては、特許文献１には、イメージセンサユニットの線状光源と透過光源ユニットの導光体との間に、偏光フィルタや遮光シートを配置する構成が開示されている。しかしながら、このような構成では、偏光フィルタや遮光シートが必要になるため、部品点数の増加や構成の複雑化を招くことになる。

上述した実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、部品点数の増加や構成の複雑化を招くことなく、照り返し光を低減して紙葉類と背景とのコントラストの向上を図ることができる画像読取装置を提供することである。

前記課題を解決するため、本発明は、読取対象物を読み取る読取装置であって、第１の光源部が射出する光を前記読取対象物に向けて導く第１の導光体と、前記第１の導光体を収容する第１のフレームと、を有する透過光源ユニットと、第２の光源部が射出する光を前記読取対象物に向けて導く第２の導光体を有する反射光源ユニットと、前記第１の光源部から出射して前記読取対象物を透過した光および前記第２の光源部から出射して前記読取対象物で反射した光を検出するように配置されたイメージセンサと、を有し、前記第１の導光体は、前記第１の光源部から出射した光を拡散する第１の光拡散面と、該第１の光拡散面で拡散された光を前記読取対象物に向けて射出する第１の光出射面と、を有し、前記第１のフレームの内周面のうち、該第１の光拡散面と対向する面が黒色であり、前記第１の光拡散面には、前記第１の光出射面の法線に対して傾斜する傾斜面を有する凹部と凸部の少なくとも一方が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、イメージセンサユニットから透過光源ユニットの第１の導光体に入射した光は、第１の導光体に設けられる凹部または凸部の傾斜面において、第１の光出射面とは異なる方向に向けて反射する。このため、照り返し光を抑制して画像のコントラストを高めることができる。そして、第１の導光体に凹部や凸部を設けるのみでよいから、画像読取装置の部品点数の増加を招かない。このように、部品点数の増加を招くことなく、照り返し光を抑制して画像のコントラストを高めることができる。

図１は、画像読取装置の要部の構成例を模式的に示す図である。 図２は、透過光源ユニットの構成例を模式的に示す分解斜視図である。 図３は、透過光源ユニットの構成例を模式的に示す外観斜視図である。 図４Ａは、第１の導光体の構成例を示す外観斜視図である。 図４Ｂは図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。 図５Ａは、第１の導光体の構成例を示す外観斜視図である。 図５Ｂは図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図である。 図６Ａは、凸部の変形例を模式的に示す断面図である。 図６Ｂは、凹部の変形例を模式的に示す断面図である。 図７Ａは、複数の光反射部どうしの間隔を模式的に示す図である。 図７Ｂは、複数の光反射部どうしの間隔を模式的に示す図である。 図８は、イメージセンサユニットの構成例を模式的に示す分解斜視図である。 図９は、イメージセンサユニットの構成例を模式的に示す外観斜視図である。 図１０は、実施例と比較例のシミュレーション結果を示すグラフである。

以下、本発明を適用できる実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態では、透過光源ユニットとイメージセンサユニットとを有する画像読取装置を示す。各図においては、透過光源ユニットとイメージセンサユニットの三次元の各方向を、Ｘ，Ｙ，Ｚの各矢印で示す。Ｘ方向は主走査方向であり、Ｙ方向は副走査方向であり、Ｚ方向は上下方向である。なお、上下方向については、紙葉類Ｓの搬送経路Ｐから見て透過光源ユニットが配置される側を上側とし、イメージセンサユニットが配置される側を下側とする。本発明において、「光」とは、可視光のみならず、可視光以外の波長域の電磁波（例えば、赤外線や紫外線）も含むものとする。

＜画像読取装置＞
まず、画像読取装置１の要部の構成例について、図１を参照して説明する。図１は、画像読取装置１の要部の構成例を模式的に示す図であり、主走査方向に直角な面で切断した断面構造を示す図である。図１に示すように、画像読取装置１は、透過光源ユニット２と、イメージセンサユニット３と、搬送ローラー１１と、制御部１２と、画像識別部１３とを有する。画像読取装置１には、読取対象物である紙葉類Ｓの搬送経路Ｐが設定される。そして、透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３は、紙葉類Ｓの搬送経路Ｐを挟み、所定の間隔をおいて対向して配置される。すなわち、透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３との間の隙間が、紙葉類Ｓの搬送経路Ｐとなる。制御部１２は、透過光源ユニット２と、イメージセンサユニット３と、搬送ローラー１１の図略の駆動力源を制御する。また、制御部１２は、画像読取装置１の図略の各部を制御する。搬送ローラー１１は、図略の駆動力源によって回転し、紙葉類Ｓを副走査方向に搬送する。

なお、画像読取装置１が、透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３を副走査方向に移動させる駆動機構を有し、紙葉類Ｓに対して透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３とを副走査方向に移動させる構成であってもよい。要は、透過光源ユニット２およびイメージセンサユニット３と、読取対象物である紙葉類Ｓとを、副走査方向に相対的に移動させる構成であればよい。

透過光源ユニット２は、第１の光源部２０１を有しており、搬送経路Ｐを搬送される紙葉類Ｓに向けて上側から光を照射する。イメージセンサユニット３は、第２の光源部３０１を有しており、搬送経路Ｐを搬送される紙葉類Ｓに向けて下側から光を照射する。透過光源ユニット２の第１の光源部２０１から紙葉類Ｓに照射された光は、紙葉類Ｓを透過してイメージセンサユニット３に入射する。イメージセンサユニット３の第２の光源部３０１から紙葉類Ｓに照射された光は、紙葉類Ｓで反射してイメージセンサユニット３に入射する。イメージセンサユニット３に設けられるイメージセンサ３４１は、第１の光源部２０１が出射して紙葉類Ｓを透過した光と、第２の光源部３０１が出射して紙葉類Ｓで反射した光を検出し、電気信号である画像信号に変換する。画像識別部１３は、イメージセンサ３４１が出力した画像信号を用いて、搬送経路Ｐを搬送される紙葉類Ｓを識別する。なお、画像読取装置１の動作の詳細については後述する。

＜透過光源ユニット＞
次に、透過光源ユニット２の構成例について、図２と図３を参照して説明する。図２は、透過光源ユニット２の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図３は、透過光源ユニット２の構成例を模式的に示す外観斜視図である。図２と図３に示すように、透過光源ユニット２は、第１の光源部２０１と、第１のフレーム２３と、第１のカバー部材２４とを有する。第１の光源部２０１は、さらに、点状光を出射する第１の光源２２と、第１の光源２２が出射した光を線状化する（線光源化する）第１の導光体４とを有する。そして、第１の光源部２０１は、紙葉類Ｓの搬送経路Ｐに向けて、すなわちイメージセンサユニット３に向けて、主走査方向に長い線状光を出射する。

第１の光源部２０１の第１の光源２２には、例えば、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）と赤外線（Ｉｒ）と紫外線（ＵＶ）の各波長域の光を発する発光素子を有する光源が適用できる。具体的には、第１の光源２２には、前述の各波長域のＬＥＤが纏めてパッケージされた多色ＬＥＤなどが適用できる。なお、第１の光源２２の具体的な構成は特に限定されるものではなく、画像読取装置１の仕様などに応じて適宜設定される。例えば、第１の光源２２の発光波長の帯域は特に限定されない。第１の光源２２は、前述の各波長域の光を発する発光素子の全てを有していてもよく、一部のみを有していてもよい。また、図２においては、透過光源ユニット２が２つの第１の光源２２を有する構成を示すが、１つの第１の光源２２を有する構成であってもよい。

第１の導光体４は、第１の光源２２が出射する光を線状化（線光源化）する光学部材である。第１の導光体４は、主走査方向に長い棒状の構成を有し、アクリル系の樹脂材料などといった、透明な材料により一体に形成される。第１の導光体４の長手方向（主走査方向）の一方の端面または両方の端面には、第１の光源２２が出射する光を入射させる第１の光入射面４１が設けられる。第１の導光体４の側面には、入射した光を拡散させる第１の光拡散面４２と、拡散した光を外部（すなわち、紙葉類Ｓの搬送経路Ｐに向けて出射する第１の光出射面４３とが設けられる。なお、第１の導光体４の構成の詳細については後述する。

第１のフレーム２３は、透過光源ユニット２の筐体の例である。第１のフレーム２３は、主走査方向に長い直方体状の形状を有しており、遮光性を有する材料により一体に形成される。例えば、第１のフレーム２３は、黒色に着色された（黒色の塗料を含有する）ポリカーボネートにより一体に形成される。

第１のフレーム２３には、第１の導光体収容室２３１と、第１の光源２２の数に応じた数の第１の光源収容室２３２が設けられる。第１の導光体収容室２３１は、第１の導光体４が収容される領域であり、主走査方向に長く下側が開口する溝状の構成を有する。第１の光源収容室２３２は、第１の光源２２が収容される領域であり、第１の導光体収容室２３１の主走査方向（長手方向）の外側に設けられ、第１の導光体収容室２３１と繋がっている。なお、第１の導光体４の長手方向の両方の端面に第１の光入射面４１が設けられる構成であれば、第１の光源収容室２３２は、第１の導光体収容室２３１の両方の端部の主走査方向の外側に設けられる。第１の導光体４の長手方向の一方の端部にのみ第１の光入射面４１が設けられる構成であれば、第１の光源収容室２３２は、第１の導光体収容室２３１の一方（第１の光入射面４１が位置する側）の端部の主走査方向の外側にのみ設けられる。

第１のカバー部材２４は、第１のフレーム２３の下側（搬送経路Ｐの側）に取り付けられる板状の部材である。第１のカバー部材２４は、第１のフレーム２３に収容される各部材を保護する機能や、第１のフレーム２３の内部に塵埃などの異物が侵入することを防止する機能や、紙葉類Ｓを平面状に保持する機能などを有する。第１のカバー部材２４は、全体が透明であるか、または透明な部分を有する。第１のカバー部材２４は、例えば、アクリルなどの透明な樹脂材料から形成される。

＜第１の導光体＞
ここで、第１の導光体４の構成例について、図４Ａ〜図５Ｂを参照して説明する。図４Ａと図５Ａは、第１の導光体４の構成例を示す外観斜視図であり、長手方向の端部近傍を拡大して示す図である。図４Ｂは図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図であり、図５Ｂは図５ＡのＶＢ−ＶＢ線断面図であり、いずれも第１の導光体４を副走査方向に直角な平面で切断した断面を示す図である。

第１の導光体４は、主走査方向に長い棒状の構成を有する（図２参照）。第１の導光体４の長手方向の両方または一方の端面には、第１の光入射面４１が設けられる。なお、長手方向の端面の一部分に第１の光入射面４１が設けられる構成であってもよく、端面の全域が第１の光入射面４１である構成であってもよい。そして、図４Ａと図５Ａに示すように、第１の導光体４の側面の下側（搬送経路Ｐに対向する側）には、搬送経路Ｐの読取ラインＯに向けて光を出射する第１の光出射面４３が設けられる。第１の光出射面４３は、読取ラインＯに向けて線状光を出射できるように、主走査方向に長く、主走査方向視で下側に向かって凸となる円弧状の断面を有する。第１の光出射面４３の主走査方向の長さは、画像読取装置１が対応する紙葉類Ｓの幅（主走査方向の寸法）に応じて設定される。例えば、Ａ３サイズの紙葉類Ｓの読取に対応する場合には、第１の光出射面４３の長手方向寸法は、Ａ３サイズの紙葉類Ｓの幅に応じた寸法に設定される。

第１の導光体４の側面の上側、すなわち、第１の光出射面４３の反対側には、第１の光拡散面４２が設けられる。第１の光拡散面４２は、第１の光出射面４３から出射される光の強度の主走査方向分布を均一化する機能を有する。第１の光拡散面４２は、主走査方向に長い帯状に形成される面である。本実施形態では、第１の光拡散面４２は、主走査方向および副走査方向に平行な平面である構成を示す。ただし、第１の光拡散面４２は曲面であってもよい。第１の光拡散面４２には、図４Ａと図４Ｂに示すように、複数の光反射部４４の例である複数の凹部４５が設けられるか、図５Ａと図５Ｂに示すように、複数の光反射部４４の例である複数の凸部４６が設けられる。これらの光反射部４４の例である凹部４５と凸部４６は、第１の導光体４の内部を進行する光を反射する機能を有する。なお、図４Ａと図４Ｂは、第１の光拡散面４２に光反射部４４として凹部４５のみが設けられる構成を示し、図５Ａと図５Ｂは、第１の光拡散面４２に光反射部４４として凸部４６のみが設けられる構成を示すが、これらの構成に限定されない。第１の光拡散面４２には、複数の光反射部４４が設けられ、複数の光反射部４４には、凹部４５と凸部４６の少なくとも一方が含まれる構成であればよい。すなわち、第１の光拡散面４２には、複数の光反射部４４として、凹部４５と凸部４６の両方が設けられる（凹部４５と凸部４６が混在する）構成であってもよい。

図４Ａと図４Ｂに示すように、凹部４５は、断面が略「Ｖ」字形状の溝が適用される。また、図５Ａと図５Ｂに示すように、凸部４６は、断面が略三角形の突起状の構造物が適用される。そして、凹部４５と凸部４６は、第１の導光体４の長手方向（主走査方向）に直交する方向に延伸するか、または、長手方向に対して傾斜する方向に延伸する。図４Ａと図５Ａでは、凹部４５と凸部４６が、それぞれ第１の導光体４の長手方向に直交する方向に延伸する構成を例に示すが、第１の導光体４の長手方向に対して傾斜する方向に延伸する構成であってもよい。凹部４５と凸部４６は、第１の導光体４の長手方向とは平行ではない方向に延伸する構成であればよい。なお、凹部４５と凸部４６の具体的な寸法は限定されないが、例えば、幅は２ｍｍで深さまたは高さは１ｍｍが適用できる。

図４Ｂに示すように、凹部４５は、副走査方向視で、上下方向（すなわち、副走査方向視における第１の光出射面４３の法線方向）および第１の導光体４の長手方向（主走査方向）に対して傾斜する複数の傾斜面４５１（本実施形態では２つの傾斜面４５１）を有する。また、図５Ｂに示すように、凸部４６も、副走査方向視で、上下方向および第１の導光体４の長手方向に対して傾斜する複数の傾斜面４６１（本実施形態では２つの傾斜面４６１）を有する。このような構成によれば、第１の光入射面４１から入射して第１の導光体４の内部を進行する光を、第１の光出射面４３の側に向けて反射させることができる。このため、第１の光入射面４１から入射して光反射部４４（凹部４５や凸部４６の傾斜面４５１，４６１）で反射した光は、第１の光出射面４３から下側に向かって出射する。

このように、光反射部４４の例である凹部４５と凸部４６は、それぞれ、上下方向および第１の導光体４の長手方向に対して傾斜する傾斜面４５１，４６１を有する構成であればよい。また、これらの傾斜面４５１，４６１は平面に限られず、曲面であってもよい。例えば、凹部４５と凸部４６は、断面形状が略円弧形状であってもよい。このような構成であれば、第１の光入射面４１から入射して第１の導光体４の内部を進行する光を、第１の光出射面４３の側に向けて反射させることができる。

なお、光反射部４４である凹部４５は、図４Ｂに示すような「Ｖ」字形状の溝に限定されない。同様に、光反射部４４である凸部４６も、断面略三角形の突起状の構造物に限定されない。図６Ａは、凹部４５の変形例を模式的に示す断面図であり、図４Ｂに対応する図である。図６Ｂは、凸部４６の変形例を模式的に示す断面図であり、図５Ｂに対応する図である。凹部４５は、図６Ａに示すように、断面略円弧形状（例えば半円形状）の溝であってもよい。また、凸部４６は、図６Ｂに示すように、断面略円弧形状の突起状の構造物であってもよい。さらに、凹部４５と凸部４６は、断面略円弧形状以外の形状であってもよい。要は、光反射部４４（凹部４５と凸部４６）は、副走査方向視で、上下方向および主走査方向に対して傾斜する傾斜面４５１，４６１を有する構成であればよい。そして、これらの傾斜面４５１，４６１は、平面ではなく曲面であってもよい。このような構成であっても、前述の効果を奏することができる。

ここで、図７Ａと図７Ｂを参照して、光反射部４４どうしの間隔の例について説明する。図７Ａと図７Ｂは、複数の光反射部４４どうしの間隔を模式的に示す図である。なお、図７Ａは、長手方向の両方の端面に第１の光入射面４１が設けられる場合を示し、図７Ｂは、長手方向の一方の端面に第１の光入射面４１が設けられる場合を示す。

図７Ａに示すように、長手方向の両方の端面に第１の光入射面４１が設けられる構成においては、光反射部４４（凹部４５と凸部４６）どうしの間隔は、長手方向の端部（図中のＡ部とＣ部）において最も大きく、長手方向の中央部（図中のＢ部）において最も小さい。このような構成であると、第１の光出射面４３から出射される光の強度の主走査方向分布の不均一の抑制を図ることができる。すなわち、長手方向の両方の端面に設けられる２つの第１の光入射面４１のそれぞれから光が入射する構成であると、第１の光入射面４１から入射して第１の導光体４の内部を進行する光の強度は、長手方向の両方の端部において最も強く、中央部において最も弱くなる。このため、例えば、第１の光拡散面４２に光反射部４４が設けられない構成や、光反射部４４どうしの間隔が均一な構成であると、第１の光出射面４３から出射される光の強度は、長手方向の両方の端部において最も強くなり、中央部において最も弱くなる。

そこで、本実施形態のように、光反射部４４どうしの間隔を、長手方向の中央部において小さくし、長手方向の両端部において中央部よりも大きくする。なお、光反射部４４どうしの間隔は、長手方向の端部から中央部に向かって、連続的にまたは段階的に徐々に小さくなる構成が適用できる。このような構成であると、長手方向の中央部において第１の光出射面４３に向かって反射する光量を、長手方向の両方の端部よりも多くできる。したがって、第１の光出射面４３から出射される光の強度の主走査方向分布の不均一の抑制を図ることができる。このように、光反射部４４どうしの間隔は、第１の導光体４の第１の光入射面４１から離れるにしたがって大きくなる構成であればよい。

また、図７Ｂに示すように、長手方向の一方の端面に第１の光入射面４１が設けられる構成においては、光反射部４４どうしの間隔は、第１の光入射面４１が設けられる側の端部（図中のＤ部）において最も大きく、その反対側の端部（図中のＦ部）において最も小さい。また、長手方向の中央部（図中のＥ部）における光反射部４４どうしの間隔は、第１の光入射面４１が設けられる側の端部（図中のＤ部）における間隔より小さく、反対側の端部（図中のＦ部）における間隔よりも大きい。このように、光反射部４４どうしの間隔は、第１の導光体４の第１の光入射面４１から離れるにしたがって大きくなる構成であればよい。このような構成によれば、前記同様の理由により、第１の光出射面４３から出射される光の強度の主走査方向分布の不均一の抑制を図ることができる。

さらに、光反射部４４の例である凹部４５と凸部４６が、前述のような傾斜面４５１，４６１を有する構成であると、照り返し光の抑制を図ることができる。詳細は後述する。なお、照り返し光とは、第２の光源部３０１から出射して第１の光源部２０１の第１の導光体４に入射し、第１の導光体４の内部や透過光源ユニット２の各部で反射して第１の導光体４からイメージセンサユニット３に向けて出射する光をいうものとする。

＜透過光源ユニットの組み付け構成＞
ここで、透過光源ユニット２の組み付け構成について説明する。第１の導光体４は、第１のフレーム２３の第１の導光体収容室２３１に、第１の光出射面４３が下側を向く姿勢で収容される。このような構成であると、第１の導光体４の第１の光拡散面４２は、第１の導光体収容室２３１の内周面に対向する。前述のとおり、第１のフレーム２３は黒色に着色された樹脂材料により形成される。このため、第１の導光体収容室２３１の内周面の全体が黒色である。したがって、第１の導光体４の第１の光拡散面４２は、黒色の面に対向することになる。なお、第１のフレーム２３は、全体が黒色でなくてもよい。照り返し光の抑制を図るためには、第１の導光体収容室２３１の内周面のうち、少なくとも、第１の導光体４の第１の光拡散面４２と対向する面が黒色であればよい。

第１の光源２２は、第１の光源収容室２３２に収容される。前述のとおり、第１の光源収容室２３２と第１の導光体収容室２３１とは繋がっている。このため、第１の光源収容室２３２に収容された第１の光源２２が出射する光は、第１の導光体収容室２３１に収容された第１の導光体４の第１の光入射面４１に入射する。第１のフレーム２３の下側には、第１のカバー部材２４が取付けられる。第１の導光体４の第１の光出射面４３から出射した光は、第１のカバー部材２４を透過して、透過光源ユニット２の下側に向かって出射する。

＜イメージセンサユニット＞
次に、イメージセンサユニット３の構成例について、図８と図９を参照して説明する。図８は、イメージセンサユニット３の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図９は、イメージセンサユニット３の構成例を模式的に示す外観斜視図である。イメージセンサユニット３は、搬送経路Ｐを搬送される紙葉類Ｓに向けて下側から光を照射する。そして、イメージセンサユニット３は、イメージセンサユニット３が照射して紙葉類Ｓで反射した反射光と、透過光源ユニット２が照射して紙葉類Ｓを透過した透過光を検出して、紙葉類Ｓの反射光と透過光の画像を得る。

図８に示すように、イメージセンサユニット３は、２組の第２の光源部３０１と、集光体３３と、回路基板３４と、筐体の例である第２のフレーム３５と、第２のカバー部材３６とを有する。２組の第２の光源部３０１は、それぞれ、第２の光源３１と、第２の光源３１が発する光を線状化する（線光源化する）第２の導光体３２とを有する。

第２の光源３１には、第１の光源２２と同じ構成が適用される。このため、説明は省略する。第２の導光体３２は、第２の光源３１が発する光を線状化（線光源化）する光学部材である。第２の導光体３２は、主走査方向に長い棒状の構成を有し、アクリル系の樹脂材料などといった透明な材料により一体に形成される。第２の導光体３２の長手方向（主走査方向）の端面には、第２の光源３１が発する光を入射させる第２の光入射面３２１が設けられる。なお、長手方向の端面の一部分に第２の光入射面３２１が設けられる構成であってもよく、長手方向の端面の全域が第２の光入射面３２１として機能する構成であってもよい。さらに、第２の光入射面３２１は、第２の導光体３２の長手方向の両方の端面に設けられる構成であってもよく、一方の端面にのみ設けられる構成であってもよい。

第２の導光体３２の側面の搬送経路Ｐを向く側には、第２の光出射面３２２が設けられる。第２の光出射面３２２は、搬送経路Ｐの読取ラインＯに向けて線状光を出射する面である。第２の光出射面３２２は、主走査方向に細長い帯状の形状を有する。第２の光出射面３２２の主走査方向の長さは、第１の導光体４の第１の光出射面４３と同様に、画像読取装置１が対応する紙葉類Ｓの幅（主走査方向の寸法）に応じて設定される。そして、第２の光出射面３２２は、紙葉類Ｓの読取ラインＯ（図１参照）に向けて光を出射するように、主走査方向視において、紙葉類Ｓの読取ラインＯに向かって凸となる曲面に形成される。

第２の導光体３２の側面のうち、第２の光出射面３２２の反対側には、第２の光入射面３２１から入射した光を拡散させる第２の光拡散面３２３が設けられる（図１参照）。第２の光拡散面３２３は、第２の光出射面３２２と同様に、主走査方向に細長い帯状の形状を有する。第２の光拡散面３２３には、第２の光入射面３２１から入射した光を拡散するための拡散パターンが設けられる。このような拡散パターンとしては、例えば、光を乱反射する塗料、例えば白色のインクにより印刷されたドットパターンなどが適用される。

集光体３３は、紙葉類Ｓからの透過光と反射光をイメージセンサ３４１の表面に結像する光学部材である。集光体３３には、例えば、複数の正立等倍結像型の結像素子（ロッドレンズ）が主走査方向に直線状に配列された構成のロッドレンズアレイが適用される。なお、集光体３３は、結像素子が長手方向に直線的に配列される構成を有していればよい。例えば、集光体３３は、結像素子が複数列配列されている構成であってもよい。なお、集光体３３には、各種マイクロレンズアレイなど、従来公知の各種集光機能を有する光学部材が適用できる。

回路基板３４は、主走査方向に長い矩形状の構成を有する。回路基板３４の上面には、イメージセンサ３４１が設けられるとともに、第２の光源３１が実装される。回路基板３４の下面には、外部（例えば、制御部１２として機能する制御回路や、画像識別部１３として機能する演算回路）と電気的に接続するためのコネクタ３４２が実装される。

イメージセンサ３４１は、集光体３３により結像した光を電気信号（画像信号）に変換して出力する。イメージセンサ３４１は、集光体３３からの光を受光できるように、受光面（受光素子が光を検出する面）を上側に向けて実装される。イメージセンサ３４１には、例えば、イメージセンサＩＣアレイが適用される。イメージセンサＩＣアレイは、複数のイメージセンサＩＣが回路基板３４の上面に主走査方向に直線状に実装されることによって構成される。イメージセンサＩＣは、イメージセンサユニット３の読取の解像度に応じた複数の受光素子（光電変換素子と称することもある）から構成される。このように、イメージセンサ３４１は、複数のイメージセンサＩＣ（受光素子）が、主走査方向に直線状に配列されて構成される。なお、イメージセンサ３４１は、複数のイメージセンサＩＣが直線状に配列される構成であればよく、それ以外の構成は特に限定されない。例えば、イメージセンサＩＣが千鳥配列のように複数列配列される構成であってもよい。なお、イメージセンサ３４１を構成するイメージセンサＩＣには、従来公知の各種イメージセンサＩＣが適用できる。

第２のフレーム３５は、イメージセンサユニット３の筐体の例である。第２のフレーム３５は、例えば、主走査方向に長い直方体状の形状を有しており、第１のフレーム２３と同様に、遮光性を有する樹脂材料により一体に形成される。

第２のフレーム３５には、２つの第２の導光体収容室３５１と、第２の光源３１に応じた数の第２の光源収容室３５２と、集光体収容室３５３と、回路基板収容室３５４（図１参照）とが設けられる。２つの第２の導光体収容室３５１は、２つの第２の導光体３２のそれぞれが収容される領域であり、いずれも、主走査方向に長く上側が開口する溝状の領域である。集光体収容室３５３は、集光体３３が収容される領域であり、主走査方向に長く上下方向に貫通するスリット穴状の領域である。回路基板収容室３５４は、回路基板３４を収容する領域であり、下側が開口する領域である。そして、２つの第２の導光体収容室３５１は、副走査方向に所定の距離をおいて互いに平行に設けられる。集光体収容室３５３は、２つの第２の導光体収容室３５１の間に設けられる。なお、２つの第２の導光体収容室３５１と集光体収容室３５３は、いずれも、長手方向が主走査方向に平行である。

複数の第２の光源収容室３５２は、第２の光源３１が収容される領域であり、第２の導光体収容室３５１の主走査方向（長手方向）の外側に設けられ、第２の導光体収容室３５１と繋がっている。なお、第２の導光体３２の長手方向の両方の端部に第２の光入射面３２１が設けられる構成であれば、第２の光源収容室３５２は、第２の導光体収容室３５１の長手方向の両側に設けられる。第２の導光体３２の長手方向の一方の端部に第２の光入射面３２１が設けられる構成であれば、第２の光源収容室３５２は、第２の導光体収容室３５１の長手方向の一方の端部であって、第２の光入射面３２１が位置する側に設けられる。回路基板収容室３５４は、第２のフレーム３５の下部、特に集光体収容室３５３よりも下側に設けられる。そして、回路基板収容室３５４と集光体収容室３５３とは、主走査方向に長いスリット穴状の開口部によって、光が通過可能に連通している。

このほか、第２のフレーム３５には、画像読取装置１に取り付けるための図略の取付部などが設けられる。なお、取付部の構成は、特に限定されない。取付部は、第２のフレーム３５を画像読取装置１に取り付けることができる構成であればよい。

第２のカバー部材３６は、第２のフレーム３５の上側（搬送経路Ｐの側）に取り付けられる板状の部材である。第２のカバー部材３６は、全体が透明であるか、または、透明な部分を有する。第２のカバー部材３６は、例えば、アクリルなどの透明な樹脂材料から形成される。第２のカバー部材３６は、第２のフレーム３５に収容される各部材を保護する機能や、第２のフレーム３５の内部に塵埃などの異物が侵入することを防止する機能や、紙葉類Ｓを平面状に保持する機能などを有する。

＜イメージセンサユニットの組み付け構成＞
ここで、イメージセンサユニット３の組み付け構成について、図１を参照して説明する。集光体３３は、第２のフレーム３５の集光体収容室３５３に収容され、第２のフレーム３５に接着されて固定される。集光体３３を接着する接着剤には、例えば公知の各種紫外線硬化型の接着剤が適用される。図１に示すように、集光体収容室３５３に収容された集光体３３の主走査方向視での光軸Ｌは、上下方向に平行で搬送経路Ｐ（紙葉類Ｓの搬送方向）と直交する。そして、主走査方向視における搬送経路Ｐと集光体３３の光軸Ｌとの交点（主走査方向に延伸する直線）が、イメージセンサユニット３が紙葉類Ｓを読取る位置である読取ラインＯとなる。

第２の導光体３２は、第２のフレーム３５の２つの第２の導光体収容室３５１のそれぞれに収容される。第２のフレーム３５には、副走査方向に弾性変形可能な押さえ片３５５が設けられる。第２の導光体収容室３５１に収容された第２の導光体３２は、これらの押さえ片３５５によって、集光体収容室３５３に近い側の内周面に付勢されて当接する。これにより、第２の導光体３２は、第２のフレーム３５に位置決めされた状態に維持される。なお、第２の導光体３２は、搬送経路Ｐの読取ラインＯに向けて光を出射できるように、第２の光出射面３２２から出射される光軸Ｍは、集光体３３の光軸Ｌに対して所定の角度をもって傾斜している。

第２の光源３１は、第２の光源収容室３５２に収容される。第２の光源収容室３５２は、第２の導光体収容室３５１の長手方向の外側に設けられ、第２の導光体収容室３５１と繋がっている。このような構成であると、第２の光源３１が第２の光源収容室３５２に収容されると、第２の光源３１が第２の導光体収容室３５１に収容された第２の導光体３２の第２の光入射面３２１に対向する。このため、第２の光源３１が出射する光は、第２の導光体３２の第２の光入射面３２１に照射され、第２の光入射面３２１から第２の導光体３２の内部に入射する。

回路基板３４は、第２のフレーム３５の下側から回路基板収容室３５４に収容され、第２のフレーム３５に固定される。回路基板３４が回路基板収容室３５４に収容された状態では、イメージセンサ３４１の受光面は、集光体３３の光軸Ｌ上で、かつ集光体３３の下側の焦点に位置する。これにより、読取ラインＯからの光は、集光体３３を通過してイメージセンサ３４１の受光面に結像する。また、第２の光源収容室３５２に収容された第２の光源３１は、回路基板３４に接続される。これにより、第２の光源３１は、回路基板３４を通じて動作用の電力が供給されて発光する。

＜画像読取装置の動作＞
次に、画像読取装置１の動作について説明する。図１に示すように、画像読取装置１においては、透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３とが、紙葉類Ｓの搬送経路Ｐを挟んで対向して配置される。そして、主走査方向視において、透過光源ユニット２の第１の光源部２０１が出射する光軸Ｎと、イメージセンサユニット３の集光体３３の光軸Ｌとは一致する。画像読取装置１は、対向して配置されるイメージセンサユニット３と透過光源ユニット２とによって、紙葉類Ｓの反射読取と透過読取の両方を行うことができる。ここでは、画像読取装置１が紙葉類Ｓを識別する機能を有する紙葉類識別装置である例を示し、読取対象物（識別対象物）の紙葉類Ｓとして紙幣を例に示す。

画像読取装置１の制御部１２は、図略の駆動機構を制御して搬送ローラー１１を回転させ、搬送ローラー１１によって紙幣（紙葉類Ｓ）を副走査方向に搬送する。すなわち本実施形態では、紙幣を副走査方向に搬送することにより、紙幣と透過光源ユニット２およびイメージセンサユニット３とを副走査方向に相対的に移動させる。そして、画像読取装置１は、紙幣を副走査方向に搬送しつつ、透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３とにより、紙幣（紙葉類Ｓ）の透過読取と反射読取とを行う。

画像読取装置１の制御部１２は、紙幣を読取る場合には、透過光源ユニット２の第１の光源２２とイメージセンサユニット３の第２の光源３１の各色の発光素子を順次点灯する。第１の光源２２が出射する光は、第１の導光体４の第１の光入射面４１からその内部に入射して内部を進行する。そして、第１の光拡散面４２の光反射部４４で反射するなどし、第１の光出射面４３から読取ラインＯに向けて出射する。第１の光出射面４３は主走査方向に長いことから、第１の光源２２が出射する光は第１の導光体４によって線状化（線光源化）される。読取ラインＯに紙幣が存在する場合には、第１の導光体４から出射された光は、紙幣を透過し、イメージセンサユニット３の集光体３３に入射し、集光体３３によってイメージセンサ３４１の受光面に結像する。イメージセンサ３４１は、集光体３３によって結像した光を電気信号（画像信号）に変換して出力する。画像読取装置１は、このようにして紙幣の透過読取を行う。

イメージセンサユニット３の第２の光源３１が出射した光は、第２の導光体３２の第２の光入射面３２１から内部に入射して内部を進行する。そして、第２の光拡散面３２３で反射するなどし、第２の光出射面３２２から読取ラインＯに向けて出射する。読取ラインＯに紙幣が存在する場合には、第２の導光体３２から出射された光は、紙幣で反射してイメージセンサユニット３の集光体３３に入射し、集光体３３によってイメージセンサ３４１の受光面に結像する。イメージセンサ３４１は、集光体３３によって結像した光を電気信号（画像信号）に変換して出力する。画像読取装置１は、このようにして紙幣の反射読取を行う。

そして、画像読取装置１は、第１の光源２２の各色の発光素子が発する各色の透過光と、第２の光源３１の各色の発光素子が発する各色の反射光とを全て読取ることで、１走査ラインの読取動作を完了する。画像読取装置１は、搬送ローラー１１を回転させて紙幣を搬送し、紙幣の全体にわたって透過読取と反射読取を行う。例えば、可視光を照射して紙幣に設けられる所定のパターンを可視光画像として読み取るとともに、赤外線を照射して紙幣を赤外画像として読取る。

その後、画像識別部１３は、紙幣の真贋判定を行う。例えば、画像識別部１３は、予め用意された真券である紙幣に可視光線および赤外線を照射することで得られた真券紙幣画像と、真贋判定時に判定対象となる紙幣の可視光画像と赤外画像とを比較することで行う。これは、真券である紙幣には、可視光下と、赤外光下とから得られる画像がそれぞれ異なるような領域が設けられているためである。

＜照り返し光の抑制＞
ここで、照り返し光を抑制するメカニズムについて説明する。前述のとおり、照り返し光とは、第２の光源部３０１から出射して第１の光源部２０１の第１の導光体４に入射し、第１の導光体４の内部や透過光源ユニット２の各部で反射して第１の導光体４からイメージセンサユニット３に向けて出射する光をいう。反射読取を行う際には、紙葉類Ｓとその周囲外側（すなわち背景）とのコントラストが高いことが好ましい。特に、輝度の高い紙葉類Ｓを読取る場合には、紙葉類Ｓの周囲外側の輝度は、紙葉類Ｓに比較して低いことが好ましく、黒色にあることがより好ましい。そこで、本実施形態では、照り返し光を抑制してコントラストを高める。

透過光源ユニット２とイメージセンサユニット３とが紙葉類Ｓの搬送経路Ｐを挟んで対向して配置される構成であると、読取ラインＯに紙葉類Ｓが存在しない場合には、イメージセンサユニット３の第２の光源部３０１が出射した光は、第１の導光体４の第１の光出射面４３に入射する。また、紙葉類Ｓの幅（主走査方向寸法）が第２の導光体３２の第２の光出射面３２２の長さより小さい場合には、紙葉類Ｓの幅方向外側を通過した光は、第１の導光体４の第１の光出射面４３に入射する。

第１の導光体４において、第１の光出射面４３から入射した光が第１の光拡散面４２で反射すると、第１の光出射面４３から下側に向かって出射する。この光が照り返し光として集光体３３に入射し、イメージセンサ３４１によって検出されることになる。このため、照り返し光が生じると、イメージセンサ３４１が出力する画像は、紙葉類Ｓの周囲外側の領域の輝度が高くなる。その結果、イメージセンサ３４１が出力する画像は、紙葉類Ｓの内側の領域と外側の領域とのコントラストが低くなる。したがって、読取品位が低下する。例えば、紙葉類Ｓの例である紙幣を識別する際に、紙葉類Ｓの外縁（輪郭）の認識の精度が低下することがある。

これに対して、本実施形態の構成によれば、第１の光出射面４３に入射した光のうち、第１の光拡散面４２の光反射部４４（凹部４５や凸部４６）に到達した光は、傾斜面４５１，４６１において反射する。これらの傾斜面４５１，４６１は、前述のとおり、上下方向（副走査方向視における第１の光出射面４３の法線方向）に対して傾斜している。このため、上下方向に平行な方向に進む光や、上下方向に平行に近い方向に進む光は、傾斜面４５１，４６１において、上下方向とは異なる方向に反射する。すなわち、傾斜面４５１，４６１で反射した光が、直接的に第１の光出射面４３に到達することが抑制される。したがって、照り返し光を抑制できる。

また、光反射部４４ではない部分、すなわち、第１の光拡散面４２の平面の部分に到達した光は、第１の光拡散面４２から外部（上側）に出射する。第１の光拡散面４２は、第１の導光体収容室２３１の内周面に対向している。第１の導光体収容室２３１の内周面は黒色であるから、第１の光拡散面４２から出射した光が第１の導光体収容室２３１の内周面で反射して再び第１の光拡散面４２から内部に入射することが抑制される。第１の光拡散面４２から入射した光が第１の光出射面４３から出射すると、照り返し光となってイメージセンサユニット３の集光体３３に入射することがあるが、第１の導光体収容室２３１の内周面での反射が抑制されるから、照り返し光が抑制される。

このように、本実施形態によれば、照り返し光を抑制して、イメージセンサ３４１が出力する画像の紙葉類Ｓが写っている領域とその周囲外側の領域とのコントラストを高めることができる。特に、照り返し光を抑制できるから、紙葉類Ｓの周囲外側の輝度を紙葉類Ｓに比較して低くし、黒色に近付けることができる。このため、例えば、輝度の高い紙葉類Ｓの読取りにおいて、読取の精度（紙葉類Ｓの範囲の認識の精度）を高めることができる。そして、本実施形態によれば、照り返し光の抑制のために遮光板などを設けなくてもよいから、部品点数の増加や構成の複雑化を招くことがない。さらに、本実施形態によれば、第１の導光体４から出射される光の強度の主走査方向分布の不均一の抑制を図ることができるから、透過読取の画質の向上を図ることができる。

なお、説明および図示を省略した部分については、従来の画像読取装置１と同じ構成が適用できる。また、画像識別部１３は回路基板３４に設けられる構成であってもよい。このほか、本実施形態においては、可視光線および赤外線を照射することで紙幣を可視光画像および赤外画像として読み取る構成を示したが、この構成に限定されない。例えば、紫外線を照射する構成であっても構わない。また、紙葉類Ｓの例として紙幣を示したが、紙葉類Ｓの種類は限定されるものではない。例えば、紙葉類Ｓとしては、各種有価証券やＩＤカードなどが適用できる。

＜実施例＞
次いで、本発明の実施例について説明する。本発明者は、第２の光源３１により光を出射させた場合にイメージセンサにより検出される光の強度（輝度値）の主走査方向分布を、シミュレーションにより計算した。図１０は、実施例と比較例のシミュレーション結果を示すグラフである。本発明の第１の実施例として、第１の導光体４に凹部４５が設けられる例を示し、第２の実施例として凸部４６が設けられる例を示す。凹部４５は断面略「Ｖ」字形状の溝であり、凸部４６は断面略三角形の突起状の構造物である。一方、比較例として、第１の光拡散面４２に白色のインクによりドットパターンが印刷された例を示す。

比較例では、輝度値が主走査方向の中央部で高くなり、両端部で低くなるという結果が得られた。このように、比較例では、光の強度の主走査方向分布が不均一になるという結果となった。これに対して、第１の実施例は、比較例と比べて、輝度値が全体的に低く、かつ、光の強度の主走査方向分布が均一であるという結果が得られた。また、第２の実施例は、比較例と比較して、輝度値が全体的に低くなるという結果が得られた。このように、本発明の実施例によれば、白色のインクによりドットパターンが印刷された従来例の構成に比較して、照り返し光を抑制（低減）できることが確認された。

以上、本発明の実施形態および実施例について詳細に説明したが、前述の実施形態および実施例は、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、前述の実施形態および実施例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る。

例えば、前記実施形態では、画像読取装置の例として、紙葉類識別装置を示したが、画像読取装置は紙葉類識別装置に限定されない。透過読取に対応する画像読取装置であれば、各種スキャナーやコピー機などであってもよい。透過読取に対応する画像読取の機能を有する画像読取装置であれば、種類を問わずに適用できる。

また、前記実施形態では、イメージセンサユニットが２組の第２の光源部を有する構成を示したが、イメージセンサユニットが有する第２の光源部の数は限定されない。

本発明は、透過光源ユニットとイメージセンサユニットを有する画像読取装置に有効に利用できるものである。このような画像読取装置としては、例えば、イメージスキャナー、ファクシミリ、複写機、複合機、紙幣の識別装置などが挙げられる。そして、本発明によれば、部品点数の増加を招くことなく、照り返し光の抑制を図ることができ、読取品位の向上を図ることができる。

１：画像読取装置、２：透過光源ユニット、２０１：第１の光源部、２２：第１の光源、２３：第１のフレーム、２３１：第１の導光体収容室、２３２：第１の光源収容室、２４：第１のカバー部材、３：イメージセンサユニット、４：第１の導光体、４１：第１の光入射面、４２：第１の光拡散面、４３：第１の光出射面、４４：光反射部、４５：凹部、４５１：傾斜面、４６：凸部、４６１：傾斜面、Ｓ：紙葉類、Ｐ：搬送経路、Ｌ：集光体の光軸、Ｍ：第２の導光体の光出射面の光軸、Ｎ：第１の光出射面から出射される光軸、Ｏ：読取ライン

Claims (5)

1. 読取対象物を読み取る読取装置であって、
   第１の光源部が射出する光を前記読取対象物に向けて導く第１の導光体と、前記第１の導光体を収容する第１のフレームと、を有する透過光源ユニットと、
   第２の光源部が射出する光を前記読取対象物に向けて導く第２の導光体を有する反射光源ユニットと、
   前記第１の光源部から出射して前記読取対象物を透過した光および前記第２の光源部から出射して前記読取対象物で反射した光を検出するように配置されたイメージセンサと、
   を有し、
   前記第１の導光体は、前記第１の光源部から出射した光を拡散する第１の光拡散面と、該第１の光拡散面で拡散された光を前記読取対象物に向けて射出する第１の光出射面と、を有し、
   前記第１のフレームの内周面のうち、該第１の光拡散面と対向する面が黒色であり、
   前記第１の光拡散面には、前記第１の光出射面の法線に対して傾斜する傾斜面を有する凹部と凸部の少なくとも一方が設けられる
   ことを特徴とする読取装置。
2. 前記凹部は、断面がＶ字形状または円弧形状で、前記第１の導光体の長手方向に直交する方向または傾斜する方向に延伸する溝であり、
   前記凸部は、断面が三角形または円弧形状で、前記第１の導光体の長手方向に直交する方向または傾斜する方向に延伸する突起状の構造物である
   ことを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 前記第１の導光体の長手方向の一方の端面には、前記第１の光源部から出射した光が入射する第１の光入射面が設けられ、
   前記凹部または前記凸部の間隔は、前記第１の光入射面から離れるにしたがって小さくなる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
4. 前記第１の導光体の長手方向の両方の端面には、前記第１の光源部から出射した光が入射する第１の光入射面が設けられ、
   前記凹部または前記凸部の間隔は、前記長手方向の両方の端面から長手方向の中央に向かうにしたがって小さくなる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の読取装置。
5. 第２の光源部が射出する光を読取対象物に向けて導く第２の導光体を有する反射光源ユニットと、透過光源ユニットから出射され前記読取対象物を透過した光および前記第２の光源部から出射して前記読取対象物で反射した光を検出するように配置されたイメージセンサと、を有する読取装置に用いられる前記透過光源ユニットであって、
   第１の光源部が射出する光を前記読取対象物に向けて導く第１の導光体と、
   前記第１の導光体を収容する第１のフレームと、を備え、
   前記第１の導光体は、前記第１の光源部から出射した光を拡散する第１の光拡散面と、該第１の光拡散面で拡散された光を前記読取対象物に向けて射出する第１の光出射面と、を有し、
   前記第１のフレームの内周面のうち、該第１の光拡散面と対向する面が黒色であり、
   前記第１の光拡散面には、前記第１の光出射面の法線に対して傾斜する傾斜面を有する凹部と凸部の少なくとも一方が設けられる
   ことを特徴とする透過光源ユニット。

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