JP3571211B2

JP3571211B2 - 光学式読取装置

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Publication number: JP3571211B2
Application number: JP11390998A
Authority: JP
Inventors: 賀津久東; 茂貴小口
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1998-04-23
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2018-04-23
Also published as: JPH11304583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式読取装置に関する。更に詳述すると、本発明は、光学式読取装置において被写体からの反射光を受光して画像信号を取り込むために設けられるレンズの特性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体を照射してその表面模様などを認識する光学式読取装置１０１では、図１２に示すように、照射手段１０２としてリング型照明が設けられているものがある。この場合、この照射手段１０２から発せられた光は被写体１０３を外側から照射した後に反射してレンズ１０５を通過し、撮像素子１０４で結像して画像信号として読み取られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにリング型の照射手段１０２を用いて被写体１０３を照射した場合、その中央よりも周辺の方を強く照射してしまうため、図１３に示すように光量分布にむらが生じて均一な照明の画像が得られなくなる問題がある。この場合、被写体１０３の外形を捉えるだけであればこれでも構わないが、コインなどの被写体１０３の画像読み取りに際しては表面模様を読み取る必要があるため、このように周辺光量が増加した画像をシェーディング補正するなど回路系・電気系で処理する必要が生じている。したがって、このような光学式読取装置１０１では補正回路も併せて設ける必要がある。
【０００４】
一方、このような構成の光学式読取装置１０１ではレンズ１０５として通常はフラットな特性を有するものが使用されているが、このレンズ１０５において光量分布を補正することができるのであれば回路系や電気系などの補正回路を設けなくてもよくなる。
【０００５】
そこで本発明は、光量分布補正をレンズで行うことができるようにした光学式読取装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明では、光学的透明体を介して被写体を照射する照射手段と、該照射手段による被写体からの反射光を受光して画像信号として取り込むためのレンズを有する光学読取手段とを備えてなる光学式読取装置において、被写体の画像を取り込むための光学的透明体の画像取込面を円形状とする一方、照射手段は画像取込面を囲むように円形状に配置して画像取込面を外周側より斜めに照射するように構成し、レンズとして、外周側より斜めに照射する照射手段による周辺光量増加を相殺してフラットな特性の光量分布が得られる程度に周辺光量特性を低下させたレンズを採用している。
【０００７】
この場合、被写体が画像取込面上において照射手段に照射されると、外周側から斜めに照射されていることから周辺光量が増加した状態で照射光が反射する。この反射光は周辺光量特性が低下したレンズを通過するので、このときに光量特性が補正され、一旦増加した周辺光量特性が相殺された状態で撮像素子などに取り込まれる。
【０００８】
請求項２記載の発明の光学式読取装置においては、光学的透明体を取り付ける前面フレームに円形状の開口部を設けて、光学的透明体の一方側を画像読み取りをされる被写体が通過する通路とする一方、光学的透明体の他方側に被写体を照射する照射手段を前面フレームの開口部を取り囲むように設けている。したがって、被写体はこの通路を通過するときに照射手段によって照射されており、この照射光は外周側から被写体に対して斜めに照射されていることから、周辺光量が増加した状態で被写体から反射している。
【０００９】
請求項３記載の発明の光学式読取装置においては、照射手段は赤外光を発光する多数の発光ダイオードを円形状に配置して構成されている。この発光ダイオードから発せられた赤外光は被写体に対し外周側から斜めに照射され、周辺光量特性が増加した反射光がレンズを通過することとなる。
【００１０】
請求項４記載の発明の光学式読取装置においては、レンズの光分布特性は、多数の発光ダイオードによる照射の光分布特性を、レンズにより結像された光を受光する撮像素子の撮像面上で均一な特性となるようにするものとされている。したがってこの場合、多数の発光ダイオードにより外周側から照射されて周辺光量特性が増加してしまった状態であっても、反射光はこのレンズを通過することにより結像した段階で光量特性が均一なものとなるように補正される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。図１〜図８、図１０および図１１に、本発明の光学式読取装置１の一実施形態を示す。この光学式読取装置１は、光学的透明体２を介して被写体１３に光線を照射する照射手段３３と、光学的透明体２を介して光線の反射による被写体１３の画像を取り込む光学読取手段４とを備えている。本実施形態では、光学式読取装置１は被写体１３としてのコインの模様を読み取ってコインの種別や真偽の判定用に使用するものとしている。但し、光学式読取装置１の用途はコイン読取に限られないのは勿論である。
【００１２】
光学式読取装置１は、光学的透明体２の被写体１３に対向する面とは反対側の面に、照射手段３３の照射光とは波長の異なる光線の反射を防止する反射防止膜４８を設けている。そして、反射防止膜４８を照射手段３３の照射光のピーク波長とは異なったピーク波長を有するようにしているので、照射手段３３により発生される照射光が光学式読取装置１の内部で内面反射することを抑制できる。これにより、光学読取手段４により読み取られた画像でのゴーストやフレアの発生を抑えることができる。
【００１３】
また、本実施形態では、照射手段３３は、赤外光線を発するＬＥＤを使用することにより約９５０ｎｍのピーク波長を有するものとしている。また、光学的透明体２の内側面に施された反射防止膜４８は、光学的透明体２にフッ化マグネシウムをコーティングすることにより形成している。本実施形態では反射防止膜４８をフッ化マグネシウムのコーティングにより成膜しているが、これには限られず反射防止膜として使用される既存のまたは新規の材質を使用することができる。
【００１４】
また、反射防止膜４８は膜厚の大きさによりピーク波長を調整することができる。本実施形態では、反射防止膜４８の膜厚は、反射防止膜４８が約６００ｎｍ前後のピーク波長を有するような厚さとしている。このため、これら照射手段３３及び反射防止膜４８のピーク波長の設定により、光学式読取装置１での内面反射を抑制することができる。本実施形態では照射手段３３のピーク波長を約９５０ｎｍとすると共に反射防止膜４８のピーク波長を約６００ｎｍとしているが、これには限られずこれら照射手段３３及び反射防止膜４８の波長を異ならせていれば良い。すなわち、照射手段３３及び反射防止膜４８のピーク波長を異ならせることにより、光学式読取装置１での内面反射を抑制することができる。
【００１５】
光学的透明体２はサファイアガラス製としている。このため、光学的透明体２を高硬度にすることができるので、金属製のコインである被写体１３を光学的透明体２に摺動させても光学的透明体２の摩耗を抑制することができる。
【００１６】
光学的透明体２は、前面フレーム１４に設けられた円形状の開口部６２に取り付けられている。そしてこの光学的透明体２の一方側は画像読み取りをされる被写体１３が通過する通路３２とされ、その表面上を被写体１３が摺動するようにされている。また、さらに、光学的透明体２は光学式読取装置１の上部の中央に位置するように、本体フレーム３に支持されたガイド部材１４に支持されている。ガイド部材１４は光学式読取装置１の前面フレームとして機能するものであり、ここには光学的透明体２より小径である円形状開口部６２を設けるようにしている。光学的透明体２の内側面には円環状の視野マスク５４が設けられている。このため、光学的透明体２が被写体１３の画像を取込可能な画像取込面５０の形状は円形となっている。本実施形態では光学的透明体２の内側面に設けた視野マスク５４を円環状としているが、これには限られず矩形等に中抜けした他の形状でも良い。
【００１７】
また、被写体１３の画像を取り込むために設けられる光学的透明体２では、その画像取込面５０が円形状とされている。このため、高価なサファイアガラスの面積を最小限に抑えられるので、製造コストを低減できると共に破損し難くすることができる。そして、この円形の光学的透明体２の被写体１３の進行方向の前後に、通路３２を形成する通路部材として機能するガイド板３４，３４が配置されている。各ガイド板３４は光学的透明体２の外縁に合致する円弧形状の凹部を有するとともに、全体としてはケース体５の形状に合致する四角形状となるように形成されている。ガイド板３４は、凹部を光学的透明体２に合わせた状態でガイド部材１４により支持されている。このため、ガイド部材１４を例えば金属製にして窒化処理等を施して硬化することができるので、被写体１３の摺動による通路３２の摩耗を減らすことができる。本実施形態では光学的透明体２を円形としてその前後にガイド板３４，３４を設けているが、これには限られず光学的透明体２を矩形として内部体１５の全面を覆うようにしても良い。
【００１８】
さらに、光学的透明体２と各ガイド板３４との表面の縁部には、テーパが形成されている。このため、被写体１３が光学的透明体２及び各ガイド板３４，３４に沿って摺動する際にこれら光学的透明体２と各ガイド板３４，３４との境目で引っ掛かることを防止することができる。
【００１９】
また、照射手段３３は、光学的透明体２の他方側、即ち被写体１３が通過する通路３２と反対となる側に前面フレーム１４の開口部６２を取り囲むように設けられており、被写体１３を暗視野照射するように光学式読取装置１の本体フレーム３にＬＥＤ基板４９を介して支持されている。即ち照射手段３３は画像取込面５０を囲むように円形状に配置されて画像取込面５０を外周側より斜めに照射するように構成され、光学的透明体２の画像取込面５０、即ち視野枠を囲むように複数配置されている。本実施形態における照射手段３３は赤外光を発光する多数の発光ダイオードを円形状に配置して構成されている。
【００２０】
またＬＥＤ基板４９には、照射手段３３の上側を覆う円環状のプリズム５１が取り付けられている。このプリズム５１は、上方に向けて照射された照射手段３３の光線を画像取込面５０に対して外周側より斜めに照射するように透過及び反射させている。
【００２１】
さらに、プリズム５１から射出された光線は拡散板５５を透過して光学的透明体２を照射している。このため、光学的透明体２を均一に照射することができる。そして、照射手段３３からの光線が光学的透明体２を透過して被写体１３を照射し、その反射光が光学的透明体２を透過して光学読取手段４に取り込まれる。
【００２２】
また、光学読取手段４は本体フレーム３と一体結合される光学支持フレーム６３に支持され、光学的透明体２を透過して入射される被写体１３からの反射光を取り込んで結像するレンズ群４１と、結像された画像を電気信号に変換する例えばＣＣＤから成る撮像素子４２とを有している。撮像素子４２は、本体フレーム３に固定されたＣＣＤ基板４３に取り付けられている。
【００２３】
ＣＣＤ基板４３は光学的透明体２に対して平行となるようにして配置され、本体フレーム３に固定された状態で取り付けられている。このＣＣＤ基板４３上には、信号を変換して出力する画像変換回路部６１として働く回路が設けられており、したがってこのＣＣＤ基板４３は画像変換回路部６１を保持する回路保持部としての役割を果たしている。
【００２４】
一方、本実施形態での回路部１２は増幅回路部５６と制御回路部５７とからなるものであり、増幅回路部５６はＡＭＰ基板５８に、制御回路部５７は制御基板５９にそれぞれ保持されている。したがってＡＭＰ基板５８と制御基板５９はそれぞれに回路を保持する回路保持部としてはたらいている。そして両基板５８，５９とも、本実施形態ではＣＣＤ基板４３に対して直交するようにしてケース体５（この場合、詳しくはケース体５の側部５２）に沿って設けられており、内部体１５の側方のスペースの有効利用が図られている。したがって増幅回路部５６および制御回路部５７は上述した画像変換回路部６１に対して直交配置されていることとなり、また本実施形態における増幅回路部５６と制御回路部５７とは、スペースを大きくとることのない２つのフレキシブルケーブル６０，６０によって図１０に示すように接続されている。よって、本体フレーム３からみて光学的透明体２側を除く他の５面に基板（ＣＣＤ基板４３、ＡＭＰ基板５８および制御基板５９）とフレキシブルケーブル６０，６０とが箱形形状を確保するように配置されているので、ケース体５と内部体１５との間のスペースの有効利用を図ることができる。
【００２５】
レンズ群４１は、外周側より斜めに照射する照射手段３３による周辺光量増加を相殺するようにレンズの周辺光量特性を低下させるようにしているものであり、いいかえればこのレンズを通過することにより反射光の周辺光量が暗くなるようにしている。この場合、鏡銅３５によって保持されているレンズ群４１を、例えば凸面形状に形成されたレンズなどを組み合わせることにより周辺光量が暗くなるように構成しても良いし、あるいは表面にコーティング処理が施されたレンズをも組み合わせて所望の光量分布を得るようにしても良い。このように構成されたレンズ群４１によれば、図１１に示すように、照射手段３３により周辺が明るくなっていても更にこのレンズ群４１を通過させることによって周辺光量特性を低下させ、最終的に撮像素子４２においてはフラットな光量となった良好な画像を得ることができる。レンズの光分布特性は、多数の発光ダイオードによる照射の光分布特性を、レンズにより結像された光を受光する撮像素子４２の撮像面上で均一な特性となるようにするものであるため、レンズ群４１としてのレンズ特性は、撮像素子４２においてフラットな光量を得るべく照射手段３３による光量特性に応じて適宜設定されるものであることはいうまでもない。
【００２６】
鏡銅３５はレンズ支持フレーム部３６に保持されている。レンズ支持フレーム部３６は本体フレーム３と一体となって形成されている。そしてレンズ支持フレーム部３６は鏡銅３５を介してレンズ群４１を中央に保持するようにしている。ここで、レンズ群４１としては広角レンズを使用している。このため、レンズ群４１の焦点距離を短くすることができるので、光学式読取装置１の全長を短縮化して小型軽量化を図ることができる。
【００２７】
そして、レンズ支持フレーム部３６の上部には、光路を囲む環状の視野マスク３７が取り付けられている。そして、視野マスク３７の内縁により光学的透明体２の周縁部の写り込みが防止される。視野マスク３７をレンズ群４１に近い位置に設けているので視野マスク３７を光学的透明体２の近辺に設けるよりも小さくすることができると共に、光学的透明体２の周縁部の写り込みを防止して被写体１３の凹凸を明確に認識することができる。
【００２８】
また、レンズ支持フレーム部３６の側部には、被写体１３が光学的透明体２の上面に存在することを検知する例えばフォトトランジスタから成る検知センサ４０が設けられている。そして、検知センサ４０の入射軸上の装置外（図１中の上部）には、検知センサ４０に向けて光線を射出するＬＥＤ３９が設けられている。このＬＥＤ３９からの光線が光学的透明体２を透過して検知センサ４０に入射するときは被写体１３が所定位置に無い状態であることが検知され、逆にＬＥＤからの光線が被写体１３により遮られて検知センサ４０に入射しないときは被写体１３が所定位置に有る状態であることが検知される。ここで、視野マスク３７をレンズ群４１に近い位置としているので、装置外のＬＥＤ３９から検知センサ４０までの光路を遮ることが無い。
【００２９】
ＬＥＤ３９は照射手段３３とは別にセンサ用光源として設けられるものであり、検知センサ（フォトトランジスタ）４０に向けてセンサ光を射出している。センサ光を検出する検出用受光素子として設けられるフォトトランジスタ４０は、本実施形態では光学読取手段４と隣接するように光学支持フレーム６３に取り付けられ、この光学読取手段４とともに同一方向からの光を受光するようにされている。この場合、フォトトランジスタ４０は光学読取手段４の受光波長域とは異なる受光波長域を有するように設けられている。例えば本実施形態では、ＬＥＤ３９として赤色光領域のセンサ光を発するものを用いて被写体１３の位置検出にこの赤色光を使用することとし、一方で画像信号用光としては赤外域の光線を使用している。
【００３０】
このようにしてフォトトランジスタ４０と光学読取手段４とで受光波長域を異ならせるとともに、光学読取手段４の光学素子表面にはセンサ光の波長をカットするコーティングを施すようにしている。この場合、光学素子とは被写体１３からの反射光を結像させるレンズ群４１、またはこのレンズ群４１により結像された光を受光する撮像素子４２を取り囲む透明部材のいずれかである。この透明部材は、特に図示していないが、撮像素子４２の素子面への塵埃などの侵入を防ぐように、ガラスなどの透明な部材により受光面を保護するために設けられている。なお、本実施形態ではレンズ群４１は５枚のレンズからなっており、このレンズ群４１にコーティングする際は１枚のレンズにのみコーティングしても良いし、あるいは複数のレンズに行っても良い。
【００３１】
本実施形態でのこのコーティングは画像信号となる赤外光のみを透過させるように設けられ、撮像素子４２に赤色領域を含む可視光領域および一部紫外線領域の光が入射しないようにしている。本実施形態ではこのためのコーティング材としてフッ化マグネシウムを用いているが、上述のような機能を発揮するものであればコーティング材は特にこれに限られることはない。
【００３２】
光学式読取装置１は、光学的透明体２を介して装置内部に画像データを取り込む光学読取手段４と、該光学読取手段４を作動させるための回路部１２とを内部に収容するケース体５を備えている。ケース体５は、光学読取手段４と光学的透明体２の間の光路及び光学読取手段４と回路部１２とを封じ込めるように形成されている。本実施形態では、回路部１２は２枚の回路基板（ＡＭＰ基板５８と制御基板５９）を有するものであり、光学読取手段４はレンズ群４１と撮像素子４２とＣＣＤ基板４３を有するものとしている。そして、光学読取手段４のレンズ群４１及びＣＣＤ基板４３と回路部１２の基板とは本体フレーム３に固定されると共に光学的透明体２はガイド部材１４を介して本体フレーム３に固定されることにより、これら光学読取手段４及び回路部１２と本体フレーム３とガイド部材１４と光学的透明体２とが全体として一体化されて内部体１５を形成している。
【００３３】
ケース体５は金属製で上側を開放した直方体形状としている。ケース体５と内部体１５との取付は、ケース体５の開放端縁５３が内部体１５のガイド部材１４の外周の段部６に嵌合することにより成される。
【００３４】
この光学式読取装置１では、回路部１２をケース体５の外部に電気的に接続するコネクタ部を、該コネクタ部の外部露出部１９の周囲に位置するパッキン支持部１７にパッキン部材１８を取り付けたユニット体１６により形成するようにしている。また、ケース体５の底部２０には、外部露出部１９をケース体５の外部に露出させる透孔から成る開口部２１が形成されている。本実施形態では開口部２１をケース体５の底部２０に形成しているが、これには限られずケース体５の側部５２に形成するようにしても良い。また、本実施形態では、コネクタ部をパッキン支持部１７にパッキン部材１８を取り付けたユニット体１６により形成しているが、これには限られない。
【００３５】
さらに、外部露出部１９が開口部２１から外部に露出すると共にパッキン部材１８がケース体５とパッキン支持部１７とに挟まれて圧接されるように、ユニット体１６をケース体５の内側に固定するようにしている。また、パッキン部材１８はゴム等の弾性体から成るものであり、本実施形態では中央に透孔を有する板状としている。このパッキン部材１８としては、市販のＯリング等を使用しても良い。
【００３６】
このため、コネクタ部をパッキン部材１８を含めたユニット体１６により形成しているので、コネクタ部をケース体５に対して汎用のねじ部材等により着脱することができる。これにより、本体部１５からのケース体５の取り外しを専用の治具を用いずに容易に行うことができるようになる。また、ケース体５とパッキン支持部１７とにパッキン部材１８が挟まれて圧接されるので、ケース体５とコネクタ部との間での密封性を向上できると共に、ケース体５とコネクタ部との間に封止剤を用いることなく封止を行うことができる。このため、ケース体５を本体フレーム３から取り外すときにコネクタ部とケース体５との間の封止剤を割ることがないので、ごみや埃の発生を防止することができる。しかも、ケース体５とコネクタ部との間に封止剤を用いていないので、外観を向上できると共に、外観の劣化に注意しながら封止剤の塗布作業を慎重に行う必要が無くなって組立の作業性を向上させることができる。
【００３７】
ここで、ユニット体１６は、コネクタ部に接続可能なケース体５の外部のコネクタが接続されると共に外部露出部を形成するコネクタソケット１９と、該コネクタソケット１９に接続固定されるコネクタ基板２２と、コネクタソケット１９及びコネクタ基板２２をケース体５に固定すると共にパッキン支持部１７を有するホルダ２３と、コネクタソケット１９の外周でパッキン支持部１７に取り付けられるパッキン部材１８とを備えている。ホルダ２３は、コネクタソケット１９を収容する収容孔２４と、ケース体５の内面に向き合う面における収容孔２４の縁部に形成されてパッキン部材１８を収容する凹形状のパッキン支持部１７と、コネクタ基板２２をホルダ２３にボルト２５によりねじ止めするための基板止め孔２６と、ケース体５の外部からのボルト２７によりホルダ２３をケース体５にねじ止めするためのホルダ止め孔２８とを備えている。
【００３８】
そして、コネクタソケット１９はコネクタ基板２２にはんだ付けにより接続固定されている。コネクタソケット１９が固定されたコネクタ基板２２は、ホルダ２３の収容孔２４にコネクタソケット１９を収容した状態でホルダ２３に対してねじ止めされている。ここで、ホルダ２３とコネクタ基板２２との接触部分には外周側から封止剤２９が塗布されている。封止剤２９としては、例えば合成樹脂製の接着剤を使用することができる。このため、ホルダ２３とコネクタ基板２２との間で封止を行うことができる。
【００３９】
さらに、コネクタソケット１９の外周を取り巻くようにパッキン部材１８が設けられている。このパッキン部材１８はパッキン支持部１７に収容されている。そして、コネクタソケット１９の先端部がケース体５の内部から開口部２１を貫通して外部に露出した状態で、ホルダ２３がケース体５に対してケース体５の外部からねじ止めされる。このため、ケース体５とホルダ２３との間でパッキン部材１８を押し潰して封止を図ることができる。しかも、コネクタソケット１９の外周にパッキン部材１８が設けられているので、コネクタソケット１９とパッキン部材１８の隙間の封止を図ることができる。
【００４０】
また、コネクタ基板２２と回路部１２とは、例えばフレキシブルケーブル３０で接続されている。このフレキシブルケーブル３０の一端はコネクタ基板２２に直接はんだ付けされて、他端はケーブルソケット３１を介して回路部１２の基板に接続されている。
【００４１】
ここで、ホルダ２３が内部体１５の外側から内側に向けて押圧されたときに、本体フレーム３に固定された回路部１２及び光学読取手段４に当接して内部体１５の外部に位置したままで内部に入り込めないようにしている。具体的には、ホルダ２３は本体フレーム３に固定された回路部１２の回路基板及び本体フレーム３に固定された光学読取手段４のＣＣＤ基板４３に弛んだ状態で当接するようにしている。さらに、コネクタ基板２２はＣＣＤ基板４３の内側に入り込んで配置されている。このため、コネクタ基板２２がＣＣＤ基板４３に内側から当接することにより、ユニット体１６が内部体１５から脱落することを防止することができる。このため、ホルダ２３が各基板１２，４３により位置決めされるので、ケース体５を内部体１５に被せてホルダ２３をねじ止めするときに作業性を向上させることができる。
【００４２】
一方、ガイド部材１４の外周面には段部６が形成されている。この段部６にケース体５の開放端縁５３が嵌合するようにしている。そして、ケース体５の開放端縁５３が突き当たる段部６の当接面６ａはケース体５の外周面に対して垂直としている。これにより、ケース体５の位置決めを確実に行うことができる。また、この段部６は本体フレーム３の周囲を一周するように連続して設けられている必要はなく、ケース体５の位置決めを行うのに必要十分な範囲で設けられていれば足りる。
【００４３】
本実施形態では、図４及び図７に示すように、段部６は１組の向き合う辺の各中央部分において段を切り欠いた形状とすることにより、当該部分にケース体５のアース部１１が位置するようにしている。但し、このような形状に特に限定されるものではないのは勿論である。
【００４４】
一方、ケース体５は、内部体１５を覆うように取り付けられる。本実施形態でのケース体５は鋼板製であり、４枚の側部５２，…，５２がそれぞれ底部２０に対して垂直に折り曲げられ、これら側部５２，…，５２同士が隅肉溶接により接合されて上部が開口する形状に形成されている。
【００４５】
このケース体５の開口端部５３には、図７及び図８に示すように、段部６に当接する突き合わせ部７が上側に突出するように設けられている。この場合、突き合わせ部７は、ケース体５をガイド部材１４に嵌合させて当該突き合わせ部７を段部６の当接面６ａに当接させたときに開放端縁５３の突き合わせ部７以外の部分と当接面６ａとの間に隙間８が形成されるようにしている。
【００４６】
この突き合わせ部７は、ケース体５の開放端縁５３から突出する台形形状に形成されたものであり、さらにこの突出する部分にケース体５をガイド部材１４にボルト４４によりねじ止め固定するためのねじ止め孔１０を設けている。この場合の４つの突き合わせ部７，…，７は開放端縁５３からの突出量がいずれの箇所でも等しくなるように設けられ、ケース体５をガイド部材１４に対して正確且つバランスよく位置決めできるようにされている。ただし突き合わせ部７の形状あるいは形態はこのようなものに限られるものでなく、例えば半円形状や三角形状とされるなど、上述のようにガイド部材１４に対してケース体５を正しく位置決めすることができ、かつケース体５の開放端縁５３と段部６の当接面６ａとの間に隙間８を形成するものであれば問題はない。このように位置決めされた状態に突き合わせ、この突き合わせ部７のねじ止め部１０をねじ止めすることによりケース体５とガイド部材１４とが固定されて光学的読取装置１が形成される。
【００４７】
また、ケース体５の開放端縁５３にはこのケース体５を接地させるためのアース部１１が設けられている。本実施形態におけるアース部１１は、隣り合う突き合わせ部７，７の間にケース体５と一体形成すると共に、開放端縁５３から突き合わせ部７よりも突出したほぼＬ字形状としている。この場合、アース部１１は先端に向かうほど細くなる形状とされ、さらに、その先端の上部側は接触性および電導性を良好に保つ尖端形状とされている。このため、アース部１１は可撓性を備える。
【００４８】
ケース体５がガイド部材１４を介して電位０である本体フレーム３に取り付けられたときは、ケース体５のアース部１１の先端が光学式読取装置１の取り付けられる光学系機器のフレーム等に当接することとなる。そして、当接したアース部１１は撓められて光学系機器のフレーム等に押し付けられているので、ケース体５の接地状態が常に維持される。なお、ここで示したアース部１１の形状や形態は一例であり、ケース体５を十分に接地させ得るものであれば特に限定されない。
【００４９】
ケース体５の開放端縁５３と段部６の当接面６ａとは突き合わせ部７により隙間８が設けられている。この隙間８には、ガイド部材１４とケース体５とを固定し、かつ密封性を高めるための封止剤９が塗布されている。本実施形態では、封止剤９として粘性が高い樹脂製の硬化性材料が用いられている。この場合、この封止剤９を隙間８に塗布すれば良いので、目視しながら隙間８の形状に合わせてむらなく塗布することができる。この封止剤９を本体フレーム３とケース体５との隙間８を埋めるように全体的に塗布するようにしても構わないが、本実施形態のように、ケース体５の開放端縁５３側のみに塗布するようにしてもガイド部材１４とケース体５との密封性を十分に保ち得るから、密封性を保つ範囲内で塗布量を少なくすることが可能である。
【００５０】
また、封止剤９はこのようにして光学式読取装置１の外周面に塗布されているため、ケース体５を内部体１５から取り外すときに好適である。即ち、硬化した封止剤９は周囲側から削り取るなどして除去することが可能であるため、ケース体５を内部体１５から容易に取り外すことができる。
【００５１】
上述した光学式読取装置１を組み立てる際は、内部体１５の組立時に回路部１２及びＣＣＤ基板４３にコネクタ部のユニット体１６を取り付けておく。そして、内部体１５にケース体５を被せて、ケース体５の底部２０の外側からボルト２７によりホルダ２３をケース体５にねじ止めする。そして、ケース体５の突き合わせ部７をガイド部材１４にねじ止めして開放端縁５３に封止剤９を塗布する。これにより、光学式読取装置１が組み立てられる。
【００５２】
また、内部体１５からケース体５を取り外すときは、開放端縁５３の封止剤９を取り除いて、突き合わせ部７及び底部２０のボルト４４，２７を取り外す。これにより、ケース体５は内部体１５に対して固定されなくなるので、内部体１５から容易に取り外すことができる。
【００５３】
さらに、上述した光学式読取装置１により被写体１３の画像の取込を行う際は、照射手段３３により照射光を発生させてプリズム５１及び拡散板５５を透過させる。この透過光は、光学的透明体２を透過して被写体１３を照射して反射される。この反射光は再び光学的透明体２を透過してレンズ群４１に入射して撮像素子４２で結像される。結像された画像は撮像素子４２により電気信号に変換される。ここで、光学的透明体２の内側面に反射防止膜４８が形成されると共に反射防止膜４８のピーク波長が照射手段３３のピーク波長と異なっているので、光学式読取装置１の内部での内面反射を抑制することができる。
【００５４】
したがって、本実施形態の光学式読取装置１によれば、照射手段３３により発生される照射光が装置内部で内面反射することを抑制できるので、光学読取手段４により読み取られた画像でのゴーストやフレアの発生を抑えることができる。このため、読取画像の判別の精度を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態の光学式読取装置１によれば、光学読取手段４のレンズ群４１として広角レンズを採用しているので、光学的透明体２と撮像素子４２との間隔を短くして光学式読取装置１の小型軽量化を図ることができる。この場合、内面反射が強くなり易い広角レンズを使用するにも拘わらず照射手段３３により発生される照射光が装置内部で内面反射することを抑制しているので、読取画像の判別の精度を向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態の光学式読取装置１によれば、コネクタ部をパッキン部材１８を含めたユニット体１６により形成しているので、コネクタ部をケース体５に対して汎用のねじ部材等により着脱することができる。これにより、ケース体５の本体部１５からの取り外しを専用の治具を用いずに容易に行うことができるようになる。
【００５７】
また、ケース体５とパッキン支持部１７とにパッキン部材１８が挟まれて圧接されるので、ケース体５とコネクタ部との間での密封性を向上できると共に、ケース体５とコネクタソケット１９との間に封止剤を用いることなく封止を行うことができる。このため、ケース体５を内部体１５から取り外すときにコネクタ部とケース体５との間の封止剤を割ることがないので、ごみや埃の発生を防止することができる。
【００５８】
しかも、ケース体５とコネクタソケット１９との間に封止剤を用いていないので、外観を向上できると共に、外観の劣化に注意しながら封止剤の塗布作業を慎重に行う必要が無くなって組立の作業性を向上させることができる。
【００５９】
また、本実施形態の光学式読取装置１では、段部６と開放端縁５３との間に隙間８を形成するようにし、この本体フレーム３とケース体５との間の隙間８を封止剤９により封止して密封性を高めている。したがって、光学式読取装置１の内部への塵埃の侵入を防止することができる。
【００６０】
しかも、封止剤９はケース体５を内部体１５に組み付けた後に外部から塗布するようにしているので、目視しながらの塗布量の調節が可能であり、余分に塗布してしまうこともないことから封止剤９が光学式読取装置１の内部へはみ出したりすることもない。また、封止剤９を後から塗布するようにしているので、ケース体５を内部体１５に組み付ける際に要する注意が少なくて済む。つまり、あらかじめ封止剤９が塗布された内部体１５にケース体５を取り付ける際には、封止剤９が他の箇所に付着しないようにしながら隙間８を形成する部分に過不足なく行き渡るようにする手間を要するが、本実施形態によればこの取り付けに要する手間および塗布に要する手間が少なく、組み立てにかかる労力が少ない。
【００６１】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば本実施形態ではホルダ２３とコネクタソケット１９とを別体としているが、これには限られずホルダ２３及びコネクタソケット１９を例えばプラスチックの射出成形により一体形成するようにしても良い。この場合、部品点数が減少する。
【００６２】
また、本実施形態では、光学式読取装置１の内外をコネクタにより接続する場合のコネクタの封止構造としているが、これには限られず光学式読取装置１の内外をケーブルにより接続する場合のケーブルの封止構造としても良い。
【００６３】
この場合、光学式読取装置１は、図９に示すように回路部１２をケース体５の外部に電気的に接続する接続ケーブル４５をケース体５より引き出す引出部を、該引出部の外部露出部４６の周囲のパッキン支持部１７にパッキン部材１８を取り付けたユニット体１６’により形成する。そして、外部露出部４６が開口部２１から外部に露出すると共にパッキン部材１８がケース体５とパッキン支持部１７とに挟まれて圧接されるようにユニット体１６’をケース体５の内側に固定する。
【００６４】
このため、引出部をパッキン部材１８を含めたユニット体１６’により形成しているので、引出部をケース体５に対して汎用のねじ部材等により着脱することができる。これにより、本体部１５からのケース体５の取り外しを専用の治具を用いずに容易に行うことができるようになる。また、ケース体５とパッキン支持部１７とにパッキン部材１８が挟まれて圧接されるので、ケース体５と引出部との間での密封性を向上できると共に、ケース体５と引出部との間に封止剤を用いることなく封止を行うことができる。このため、ケース体５を本体フレーム３から取り外すときに引出部とケース体５との間の封止剤を割ることがないので、ごみや埃の発生を防止することができる。しかも、ケース体５と引出部との間に封止剤を用いていないので、外観を向上できると共に、外観の劣化に注意しながら封止剤の塗布作業を慎重に行う必要が無くなって組立の作業性を向上させることができる。
【００６５】
さらに、ユニット体１６’は、ケース体５の外部に電気的に接続する接続ケーブル４５と、接続ケーブル４５を保持してケース体５に固定すると共に凹形状のパッキン支持部１７及びケース体５の外部に露出する外部露出部４６を有するホルダ２３と、外部露出部４６の外周でパッキン支持部１７に取り付けられるパッキン部材１８とを備えるようにする。このため、接続ケーブル４５のケース体５からの取り外しを容易に行うことができると共に、ケース体５を本体部１５から取り外すときに封止剤を割ることがないので、ごみや埃の発生を防止することができる。また、接続ケーブル４５とホルダ２３の間に封止剤４７を塗布している。このため、接続ケーブル４５とホルダ２３の間での封止を行うことができる。
【００６６】
また、上述した各実施形態ではコネクタ等の封止構造をコイン等の模様を読み取る光学式読取装置に適用した場合ついて説明しているが、これには限られずＣＤーＲＯＭ装置等の光学式読取装置に適用しても良い。この場合もケース体の本体部からの取り外しを専用の治具を用いずに容易に行うことができると共に、その取り外し時にごみや埃の発生を防止することができる。
【００６７】
上述した各実施形態では光学式読取装置１をコイン読取用に使用しているが、これには限られず例えば指紋読取用等にも使用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の発明の光学式読取装置によれば、照射手段による周辺光量増加を相殺するようにレンズの周辺光量特性を低下させるようにしているので、光量分布の補正をレンズで行い、撮像素子においてフラットな特性の光量分布を得ることができる。これにより、回路系・電気系などによるシェーディング補正をしなくても良好な画像信号が得られる。
【００６９】
また請求項２記載の発明の光学式読取装置では、光学的透明体を取り付ける前面フレームに円形状の開口部を設けて、光学的透明体の一方側を画像読み取りをされる被写体が通過する通路とする一方、光学的透明体の他方側に被写体を照射する照射手段を前面フレームの開口部を取り囲むように設けている。したがって、被写体はこの通路を通過するときに照射手段によって照射され、照射光は被写体から反射して周辺光量が増加した状態となる。
【００７０】
さらに請求項３記載の発明の光学式読取装置では、照射手段は赤外光を発光する多数の発光ダイオードを円形状に配置して構成されているので、被写体をこの発光ダイオードから発せられた赤外光により外周側から斜めに照射している。よって、被写体からの反射光は周辺光量特性が増加した状態でレンズを通過する。
【００７１】
また請求項４記載の発明の光学式読取装置では、レンズの光分布特性を、多数の発光ダイオードによる照射の光分布特性を撮像素子の撮像面上において均一な特性にするものとしているため、多数の発光ダイオードにより外周側から照射されて周辺光量特性が増加した反射光を、このレンズを通過させることにより均一な光量特性に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学式読取装置の一実施形態を示す縦断面側面図である。
【図２】光学式読取装置のコネクタ部を示す拡大断面図である。
【図３】ユニット体を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【図４】光学式読取装置を示す平面図である。
【図５】光学式読取装置を示す側面図である。
【図６】光学式読取装置を示す底面図である。
【図７】光学式読取装置を示す他の側面図である。
【図８】ケース体を示す側面図である。
【図９】光学式読取装置のコネクタ部の他の実施形態を示す拡大断面図である。
【図１０】光学式読取装置の内部体を示す平面図である。
【図１１】光学読取手段においてフラットな光分布特性を得るための構成を説明する図である。
【図１２】従来の光学式読取装置を示す概略構成図である。
【図１３】従来の光学式読取装置における被写体の光量分布を示す図である。
【符号の説明】
１光学式読取装置
２光学式透明体
４光学読取手段
１３被写体
１４ガイド部材（前面フレーム）
３２通路
３３照射手段
４１レンズ群（レンズ）
５０画像取込面
６２開口部

Claims

光学的透明体を介して被写体を照射する照射手段と、該照射手段による前記被写体からの反射光を受光して画像信号として取り込むためのレンズを有する光学読取手段とを備えてなる光学式読取装置において、前記被写体の画像を取り込むための前記光学的透明体の画像取込面を円形状とする一方、前記照射手段は前記画像取込面を囲むように円形状に配置して前記画像取込面を外周側より斜めに照射するように構成し、前記レンズとして、前記外周側より斜めに照射する照射手段による周辺光量増加を相殺してフラットな特性の光量分布が得られる程度に周辺光量特性を低下させたレンズを採用していることを特徴とする光学式読取装置。
前記光学的透明体を取り付ける前面フレームに円形状の開口部を設けて、前記光学的透明体の一方側を画像読み取りをされる前記被写体が通過する通路とする一方、前記光学的透明体の他方側に前記被写体を照射する照射手段を前記前面フレームの開口部を取り囲むように設けたことを特徴とする請求項１記載の光学式読取装置。
前記照射手段は赤外光を発光する多数の発光ダイオードを円形状に配置して構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の光学式読取装置。
前記レンズの光分布特性は、前記多数の発光ダイオードによる照射の光分布特性を、前記レンズにより結像された光を受光する撮像素子の撮像面上で均一な特性となるようにするものであることを特徴とする請求項３記載の光学式読取装置。