JP5384707B2

JP5384707B2 - イメージセンサユニット及びこれを用いた画像読取装置

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Publication number: JP5384707B2
Application number: JP2012152286A
Authority: JP
Inventors: 智之堀口; 英将吉田; 章史藤原; 秀尚高橋
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Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-08
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Description

本発明は、複写機、イメージスキャナー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、有価証券などの記録媒体の真贋判定を行う紙葉類識別装置に関する。

一般に画像読取装置として、複写機、イメージスキャナー、ファクシミリあるいは紙幣、有価証券などの記録媒体の真贋判定を行う紙葉類識別装置などが知られている。このような画像読取装置には、被照明体の画像情報を光学的に読み取って電気信号に変換する密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）ユニットが用いられる。特許文献１および特許文献２には、密着型イメージセンサが開示されている。

特開２０１１−１２４７４１号公報特開２００７−１１６５９０号公報

密着型イメージセンサユニットでは、被照明体の読取位置（読取ライン）の照度が均一になるように照明することが要求される。例えば上述した特許文献１のように、主走査方向に所定の間隔をあけてアレイ状に配置されたＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤが配置されている領域とＬＥＤが配置されていない領域との間で被照明体を照明するときの照度が異なる虞がある。この場合、被照明体の読取位置に照度ムラが発生してしまい、画像の読み取りの品質が低下する問題が生じる。

そこで、特許文献２のイメージセンサに開示されているように、ＬＥＤから被照明体の読取位置までの光路長を長くして、各ＬＥＤからの光を拡散させることで、読取位置の照度の均一化を図ることが考えられる。しかしながら、特許文献２に開示されたイメージセンサでは、ＬＥＤチップが搭載されたＬＥＤ基板の上方に配置されている、センサＩＣ（受光素子）が搭載されたセンサ基板は、導光体に近接して配置されているために、センサ基板の大きさを小さく形成しなければならない。したがって、センサ基板上にセンサＩＣ以外のチップ類などを実装するのが困難になってしまうことがある。このため、センサ基板はコネクタなどを用いてセンサＩＣ以外のチップ類などが実装された基板などと接続させる必要が生じ、部品点数が増加する問題がある。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を増加させることなく、照度ムラを低減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を目的とする。

本発明のイメージセンサユニットは、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、被照明体を照明する光源と、前記光源が実装される第一の基板と、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、前記被照明体からの光を結像する結像素子と、前記結像素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装される第二の基板と、前記第一の基板と前記導光体と前記結像素子と前記第二の基板とが収容されるフレームと、を有し、前記第二の基板は通過孔を備えると共に、前記第一の基板よりも前記被照明体側に配置され、前記フレームは前記導光体を前記通過孔内に挿通された状態で配置することで、前記光源からの光が前記通過孔を通過して前記被照明体に照射することを特徴とする。
本発明の画像読取装置は、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を備えた画像読取装置であって、被照明体を照明する光源と、前記光源が実装される第一の基板と、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、前記被照明体からの光を結像する結像素子と、前記結像素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装される第二の基板と、前記第一の基板と前記導光体と前記結像素子と前記第二の基板とが収容されるフレームと、を有し、前記第二の基板は通過孔を備えると共に、前記第一の基板よりも前記被照明体側に配置され、前記フレームは前記導光体を前記通過孔内に挿通された状態で配置することで、前記光源からの光が前記通過孔を通過して前記被照明体に照射すると共に、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。
本発明の画像読取装置は、被照明体の画像情報を読み取る第一のイメージセンサユニットと第二のイメージセンサユニットとを上下に備えた画像読取装置であって、前記第一のイメージセンサユニットは、被照明体を照明する反射光用光源と、被照明体を照明する透過光用光源と、前記反射光用光源が実装される第一の基板と、前記反射光用光源から照射された光を前記被照明体へ導く反射光用導光体と、前記透過光用光源から照射された光を前記被照明体へ導く透過光用導光体と、前記被照明体からの光を結像する結像素子と、前記結像素子からの光を受光する受光素子と、前記透過光用光源と前記受光素子とが実装される第二の基板と、前記第一の基板と前記反射光用導光体と前記透過光用導光体と前記結像素子と前記第二の基板とが収容されるフレームと、を有し、前記第二の基板は通過孔を備えると共に、前記第一の基板よりも前記被照明体側に配置され、前記フレームは前記反射光用導光体を前記通過孔内に挿通された状態で配置することで、前記反射光用光源からの光を前記反射光用導光体を介して前記通過孔を通過させ、前記被照明体に照射すると共に、前記透過光用光源からの光を前記透過光用導光体を介して前記被照明体に照射するものであり、前記第二のイメージセンサユニットは、前記被照明体からの光を結像する結像素子と、前記結像素子からの光を受光する受光素子と、前記受光素子が実装されるセンサ基板と、前記結像素子と前記センサ基板とが収容されるフレームと、を有し、前記第一のイメージセンサユニットが前記被照明体の一方の面に対して反射光と透過光とを照射すると共に前記反射光による画像情報の読み取りを行い、前記第二のイメージセンサユニットが前記透過光による画像情報の読み取りを行うように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、第二の基板を光源が実装された第一の基板よりも被照明体側に配置し、導光体を第二基板に設けられた通過孔内に挿通された状態で配置することにより、光源から被照明体までの光路長を長くできる。これにより、照度の均一化を図ることができるため、部品点数を増加させることなく、照度ムラを低減することができる。
また、第二の基板は、通過孔を挟んで副走査方向の一方側に受光素子を実装し、通過孔を挟んで副走査方向の他方側に受光素子を駆動するための駆動回路を含んで実装することにより、受光素子と駆動回路とを離して配置できるため、受光素子への駆動回路から発生する熱の影響を低減できる。
加えて、反射光と透過光とにより画像情報の読み取りを行う画像読取装置において、透過光用光源を第二の基板に配置することにより、透過光用光源を被照明体に近づけて設けられるため、光量の低減を招くことがない。

図１は、第１の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の要部構成を示す断面図である。図２（ａ）は第１の実施形態に係るイメージセンサユニット１０の外観を示す上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は下面図である。図３は、第１の実施形態に係るイメージセンサユニット１０の分解斜視図である。図４は、センサ基板２０の外観を示す斜視図である。図５は、第２の実施形態に係るイメージセンサユニット３０の要部構成を示す断面図である。図６は、第１の実施形態の変形例であるイメージセンサユニット５０の要部構成を示す断面図である。

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および画像読取装置の好適な実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態の画像読取装置１００は、紙幣、有価証券など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。
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いて概略を説明する。本実施形態では、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も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、搬送ローラ１０１Ａ、１０１Ｂと搬送ローラ１０２Ａ、１０２Ｂとの間に、紙幣Ｓが通過可能な搬送路Ｐを構成するように間隙（本実施形態においては、搬送路Ｐ＝２．０ｍｍ）を備えて配置されており、搬送される紙幣Ｓの画像を読み取る。イメージセンサユニット１０は、紙幣Ｓの搬送路Ｐを挟んで、下側に第一のイメージセンサユニットとして下側イメージセンサユニット部１０Ａと、上側に第二のイメージセンサユニットとして上側イメージセンサユニット部１０Ｂとが配置されている。本実施形態では、下側イメージセンサユニット部１０Ａ及び上側イメージセンサユニット部１０Ｂは、図１に示す中心線Ｏｃに対して対称な同一構成である。下側イメージセンサユニット部１０Ａ及び上側イメージセンサユニット部１０Ｂは、それぞれ紙幣Ｓに反射式読み取り用の光を照射する反射光用照明部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により紙幣Ｓに対して反射光による画像情報の読み取りと透過光による画像情報の読み取りを実施することができる。下側イメージセンサユニット部１０Ａの画像読取部１１に対して上側イメージセンサユニット部１０Ｂの透過光用照明部１２が対応配置される。また下側イメージセンサユニット部１０Ａの透過光用照明部１２に対して上側イメージセンサユニット部１０Ｂの画像読取部１１が対応配置される。したがって、本実施形態では、下側イメージセンサユニット部１０Ａ及び上側イメージセンサユニット部１０Ｂにより、紙幣Ｓの表裏両面を一回の搬送で読み取ることを可能とする。

ここで、下側イメージセンサユニット部１０Ａ及び上側イメージセンサユニット部１０Ｂのうち、下側イメージセンサユニット部１０Ａを取り上げて説明する。図２は下側イメージセンサユニット部１０Ａの外観を示す図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は下面図である。下側イメージセンサユニット部１０Ａは概して長方体に形成され、その長手方向が主走査方向となり、これに直交する副走査方向は紙幣Ｓの搬送方向Ｆとなる。

１３は筐体となる部材であるフレームであり、アッパフレーム１３Ａ及びロアフレーム１３Ｂに２分割構成される。
１４はロアフレーム１３Ｂの底部に配置された基板（第一の基板）であり、主走査方向に複数配列された発光素子からなる反射光用光源１５が実装される。反射光用光源１５は、例えば赤色、緑色、青色、赤外線及び紫外線（以下、ＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶと略称する）の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子を含んで構成される。
１６は反射光用光源１５から照射した光を紙幣Ｓの一方の面（下面）の読取位置（読取ライン）Ｏ₁へと導く、主走査方向に長尺に形成された反射光用導光体である。反射光用導光体１６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る。反射光用導光体１６は、その下端面を反射光用光源１５からの光が入射する入射面１６ａ、その上端面を内部を伝搬した光が出射する反射光出射面１６ｂとして形成される。反射光出射面１６ｂは、例えば拡散作用を持つように紙幣Ｓ側へ向けて凹状に形成される。反射光用導光体１６は、反射光出射面１６ｂが紙幣Ｓに指向する状態でフレーム１３に取り付けられる。反射光用導光体１６の入射面１６ａ及び反射光出射面１６ｂ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。１７はフレーム１３の下端面から略上下方向に形成された開口を有する反射光用導光体収容部であり、反射光用光源１５の上方に反射光用導光体１６が収容可能に構成される。

１８は結像素子としてのロッドレンズアレイであり、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た構造である。１９は光を電気信号に変換する光電変換素子を備えた受光素子である。２０は受光素子１９が実装されたセンサ基板（第二の基板）である。センサ基板２０は、主走査方向を長手方向とする平板状に形成されており、アッパフレーム１３Ａにかしめなどによって固定される。センサ基板２０は受光素子１９を主走査方向に複数（図４では６つ）、配列して実装すると共に、ロッドレンズアレイ１８の光軸Ｚと実質的に一致するように配置することで、受光素子１９上に紙幣Ｓからの反射光（透過光の場合も含む）を結像させるものである。センサ基板２０には後述する反射光用導光体１６が挿入される通過孔２０ａが形成されている。アッパフレーム１３Ａの上部は、透明なカバーガラス２１によって覆われる。なお、結像素子は、ロッドレンズアレイ１８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。

この構成により、反射光用光源１５が実装された基板１４は、ロアフレーム１３Ｂの底部に配置されることで、紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁までの光路長を長くすることができる。このため、各ＬＥＤからの光を拡散させることで、読取位置Ｏ₁の照度の均一化を図ることができ、照度ムラを低減できる。また、基板１４は、イメージセンサユニット１０の底面の一部として構成されるため、基板１４の放熱性が向上する。このとき、基板１４を熱伝導率性に優れた例えばアルミニウム合金などにより形成することにより、更に放熱性を高めることが可能となる。また、基板１４の下面には、画像読取装置１００からの指示を受信するための第一のコネクタ２２が取り付けられ、ロアフレーム１３Ｂの下方から突出している。

図３に示されるように、反射光用導光体１６、ロッドレンズアレイ１８、センサ基板２０等の部材は夫々位置決めされた状態でフレーム１３の内部に嵌め込まれる。本実施形態においては、反射光用照明部１１Ａは、一対の反射光用光源１５（第一の光源として反射光用光源１５Ａ、第二の光源として反射光用光源１５Ｂ）と反射光用導光体１６（第一の導光体として反射光用導光体１６Ａ、第二の導光体として反射光用導光体１６Ｂ）とが、ロッドレンズアレイ１８の光軸Ｚを挟んで相互に配置されることで構成される。特に、反射光用導光体１６Ａと反射光用導光体１６Ｂとは、受光素子１９を挟んで対向して配置される。また、画像読取部１１は反射光用照明部１１Ａを含んで構成される。

上述する構成による画像読取部１１の基本動作について説明する。画像読取部１１は搬送ローラ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１５Ａ、１５ＢのＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶ発光素子をそれぞれ順次、点灯駆動することにより反射光用光源１５Ａ、１５Ｂを発光させる。反射光用光源１５Ａ、１５Ｂから照射された光はそれぞれの入射面１６ａから反射光用導光体１６Ａ、１６Ｂ内に入射する。入射した光は反射光用導光体１６Ａ、１６Ｂ内で反射し、すなわちその反射面により全反射しながら反射光用導光体１６Ａ、１６Ｂ内を伝搬し、紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁を指向して図１において代表的に示される矢印Ｌ₁のように反射光出射面１６ｂからそれぞれ出射される。出射された光はロッドレンズアレイ１８を挟んだ２方向から紙幣Ｓの一方の面（下面）に対して、主走査方向に亘ってライン状に均一に照射される。
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１８を介して受光素子１９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１９により電気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情報の読み取りが実施される。
なお、上側イメージセンサユニット部１０Ｂの画像読取部１１についても他方の面（上面）に対して同様に実施される。

２３はアッパフレーム１３Ａに形成された開口を有する透過光用導光体収容部である。２４は主走査方向に長尺に形成された透過光用導光体である。透過光用導光体２４は位置決めされた状態で反射光用導光体１６と副走査方向に隣接して、透過光用導光体収容部２３内部に嵌め込まれる。本実施形態では、単一の透過光用導光体２４が配置される。透過光用導光体２４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、主走査方向に細長状に形成される。２５は透過光用導光体２４の長手方向における一方の端面の近傍に配置される透過光用光源であり、センサ基板２０の主走査方向における一方側に実装される。透過光用光源２５は、例えば赤色、緑色、青色、赤外線及び紫外線（以下、ＲＧＢ、ＩＲ、ＵＶと略称する）の発光波長を持つＬＥＤからなる発光素子を含んで構成される。
透過光用導光体２４は、その長手方向における一方の端面を透過光用光源２５からの光が入射する入射面２４ａ、その上端面を内部を伝搬した光が出射する透過光出射面２４ｂ、透過光出射面２４ｂと対向する面を拡散面２４ｃとして形成される（図３参照）。透過光出射面２４ｂは、例えば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。透過光用導光体２４は、透過光出射面２４ｂが紙幣Ｓに指向する状態でアッパフレーム１３Ａに取り付けられる。また、拡散面２４ｃには、例えばシルク印刷などによる光反射性の塗料からなる光拡散パターンが形成されている。入射面２４ａ、透過光出射面２４ｂ及び拡散面２４ｃ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。
本実施形態において透過光用光源２５と透過光用導光体２４とで透過光用照明部１２が構成される。

ここで、下側イメージセンサユニット部１０Ａに設けられた透過光用照明部１２の場合、紙幣Ｓを透過した光は、上側イメージセンサユニット部１０Ｂのロッドレンズアレイ１８を介して受光素子１９により受光される。なお、これらのロッドレンズアレイ１８及び受光素子１９は、下側イメージセンサユニット部１０Ａのロッドレンズアレイ１８及び受光素子１９と同等のものである。
また、上側イメージセンサユニット部１０Ｂに設けられた透過光用照明部１２の場合、紙幣Ｓを透過した光は、下側イメージセンサユニット部１０Ａのロッドレンズアレイ１８を介して受光素子１９により受光される。

上述する構成による透過光用照明部１２の動作について説明する。透過光用照明部１２は、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２５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２５を発光させる。透過光用光源２５から照射された光は入射面２４ａから透過光用導光体２４内に入射する。入射した光は透過光用導光体２４内で反射・拡散し、すなわち拡散面２４ｃに形成された光拡散パターンによって反射・拡散されると共に、反射面により全反射しながら透過光用導光体２４内を伝搬し、紙幣Ｓの読取位置Ｏ₂を指向して図１において代表的に示される矢印Ｌ₂のように透過光出射面２４ｂから出射される。出射された光は紙幣Ｓの一方の面（下面）に対して、主走査方向に亘ってライン状に均一に照射される。
なお、照射光は紙幣Ｓを透過することで、上側イメージセンサユニット部１０Ｂのロッドレンズアレイ１８を介して受光素子１９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１９により電気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情報の読み取りが実施される。
なお、上側イメージセンサユニット部１０Ｂの透過光用照明部１２についても他方の面（上面）に対して同様に実施される。

図４は、センサ基板２０の外観を示す斜視図である。
センサ基板２０には、反射光用光源１５Ｂから照射される光がセンサ基板２０を通過させるための通過孔２０ａが形成されている。通過孔２０ａは、反射光用導光体１６Ｂの形状に合わせ、主走査方向に長孔状に形成される。
本実施形態では、図１に示すように、フレーム１３はアッパフレーム１３Ａ及びロアフレーム１３Ｂを連通して形成される反射光用導光体収容部１７を、ロッドレンズアレイ１８の光軸Ｚを挟んで両側に備えており、アッパフレーム１３Ａ及びロアフレーム１３Ｂを組み合わせることで反射光用導光体１６Ａ及び反射光用導光体１６Ｂを副走査方向に隔置された状態で保持される。
このとき、反射光用導光体１６Ｂは反射光出射面１６ｂ側をアッパフレーム１３Ａに当接しつつ、通過孔２０ａ内に挿通された保持部１３ｃによって保持されることで通過孔２０ａ内に反射光用導光体１６Ｂを配置している。

この構成により、センサ基板２０は反射光用導光体１６Ｂを通過孔２０ａ内に挿通された状態で配置されることから、反射光用光源１５Ｂから照射される光は通過孔２０ａに挿通させた反射光用導光体１６Ｂを介してセンサ基板２０を通過する。したがって、反射光用光源１５Ｂから照射される光は、通過孔２０ａ内に配置された反射光用導光体１６Ｂを介して紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁に照射される。
一方、センサ基板２０の側縁２０ｂ（図４に示す右側端）に沿って反射光用導光体１６Ａが配置されている。したがって、反射光用光源１５Ａから照射される光はセンサ基板２０の側縁２０ｂに沿って配置された反射光用導光体１６を介して紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁に照射される。

また、センサ基板２０上には、副走査方向における一方側のセンサ部２０Ａに受光素子１９が実装され、他方側の駆動部２０Ｂに透過光用光源２５及び受光素子１９（光電変換素子も含む）を駆動するための駆動回路２６等を含んだ制御チップ類が実装されている。
透過光用光源２５は、センサ基板２０に実装されることで、透過光用導光体収容部２３内に透過光用導光体２４を収容した際に、透過光用導光体２４の入射面２４ａの近傍に配置される。透過光用光源２５から照射される光は透過光用導光体２４を介して紙幣Ｓの読取位置Ｏ₂に照射される。

センサ基板２０の通過孔２０ａには複数の切欠き部２０ｃが形成される。切欠き部２０ｃは、アッパフレーム１３Ａとロアフレーム１３Ｂとを位置決めして組み付けるために、アッパフレーム１３Ａまたはロアフレーム１３Ｂに対向する方向に形成された図示しない嵌合部との干渉を避けるためのものである。また、センサ基板２０の下面には、画像読取装置１００からの指示を受信するための第二のコネクタ２７が取り付けられ、図１に示すようにロアフレーム１３Ｂに形成された貫通孔２８を介してロアフレーム１３Ｂの下方に突出している。
したがって、センサ基板２０は副走査方向にもある程度広く形成されているため、基板１４とセンサ基板２０とが光軸Ｚの方向で一部が重なり合っている。

上述したように、本実施形態のイメージセンサユニット１０は、反射光用光源１５（反射光用光源１５Ａ、反射光用光源１５Ｂ）が実装された基板１４をロアフレーム１３Ｂの底部に位置させているので、反射光用光源１５から読取位置Ｏ₁までの光路長を長くすることができる。したがって、反射光用光源１５としての各ＬＥＤから照射される光は、紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁に到達するときには反射光用導光体１６（反射光用導光体１６Ａ、反射光用導光体１６Ｂ）内で拡散されるため、読取位置Ｏ₁の照度の均一化を図ることができ、照度ムラを低減できる。
また、反射光用光源１５が実装された基板１４の上方には、受光素子１９が実装されたセンサ基板２０が配置され、このセンサ基板２０には反射光用導光体１６から照射される光を通過させるための通過孔２０ａを形成した。したがって、センサ基板２０を大きく形成でき、センサ基板２０には駆動回路２６等を含んだ制御チップ類を実装させることができる。すなわち、センサ部２０Ａに実装できない制御チップ類を駆動部２０Ｂに実装できることから、他の基板とコネクタを用いて接続させる必要がないため、部品点数を削減することができる。加えて、受光素子１９と駆動回路２６等を含んだ制御チップ類とを離して配置できることから、駆動回路２６等を含んだ制御チップ類から発生する熱を受光素子１９に伝わらないように構成できるため、受光素子１９への熱の影響を低減できる。

また、透過光用光源２５はアッパフレーム１３Ａに固定されるセンサ基板２０に配置されることから、読取位置Ｏ₂に近づけて設けられるため、光量の低減を招くことがない。すなわち、透過光用照明部１２のように一方の端面である入射面２４ａから透過光用光源２５からの光を入射させ、上端面である透過光出射面２４ｂから光を出射させる照明装置では、透過光用光源２５から紙幣Ｓの読取位置Ｏ₂までの光路長を長くすることでは照度の均一化を望めない。そのため、光量低下が生じないように、透過光用光源２５を読取位置Ｏ₂に近づけることで読取性能を向上させている。
また、基板１４及びセンサ基板２０にはそれぞれ、画像読取装置１００からの指示を受信するための第一のコネクタ２２及び第二のコネクタ２７がロアフレーム１３Ｂから突出した状態で取り付けられている。すなわち、画像読取装置１００からの指示は、第一のコネクタ２２及び第二のコネクタ２７を介してそれぞれ直接基板１４及びセンサ基板２０が受信できるので、イメージセンサユニット１０の構造を簡略化することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、紙幣Ｓを読み取る例えば一つのイメージセンサユニット３０で構成されている。図５は、本実施形態に係るイメージセンサユニット３０の要部構成を示している。なお、以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様な構成は適宜その説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態は第１の実施形態と異なり、フレーム３３を構成するロアフレーム３３Ｂの底部に固定される基板３５（第一の基板）上に実装される反射光用光源３６が主走査方向に１列のみである。また、この反射光用光源３６に対応する反射光用導光体３７も一つのみである。なお、本実施形態は第１の実施形態と同様に、センサ基板３９（第二の基板）上には、副走査方向における一方側のセンサ部３９Ａに受光素子４０が実装され、他方側の駆動部３９Ｂに受光素子４０を駆動するための駆動回路４１等を含んだ制御チップ類が実装されている。
図５に示すように構成することで、センサ基板３９に実装される受光素子４０を、フレーム３３（ロアフレーム３３Ｂ）の副走査方向の一方側に配置することができる。すなわち、本実施形態では受光素子４０がフレーム３３の副走査方向の一方側であってフレーム３３の側壁に近接した位置に配置されるため、搬送ローラ１０１Ａ、１０１Ｂにより搬送された直後の紙幣Ｓの画像情報を読み取ることができるものである。

具体的には、ロッドレンズアレイ３８の下方、且つ基板３５の上方には、受光素子４０が実装されたセンサ基板３９がアッパフレーム３３Ａにかしめなどによって固定される。センサ基板３９では、反射光用光源３６から照射される光がセンサ基板３９を通過させるために、第１の実施形態と同様に通過孔３９ａが形成される。本実施形態でも、図５に示すように、ロアフレーム３３Ｂには副走査方向に所定の間隔をおいて配置された状態で上方に突出する保持部３３ｃが主走査方向に沿って形成されている。保持部３３ｃは通過孔３９ａに挿通された状態で保持部３３ｃ間に反射光用導光体３７を保持することで、通過孔３９ａ内に反射光用導光体３７を配置している。

上述したように、本実施形態のイメージセンサユニット３０も、第１の実施形態と同様、反射光用光源３６が実装された基板３５をロアフレーム３３Ｂの底部に位置させているので、反射光用光源３６から読取位置Ｏ₁までの光路長を長くすることができる。したがって、反射光用光源３６としての各ＬＥＤから照射される光は、紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁に到達するときには拡散され、読取位置Ｏ₁の照度の均一化を図ることができる。

また、反射光用光源３６が実装された基板３５の上方に配置されたセンサ基板３９には、反射光用光源３６から照射される光を通過させて、紙幣Ｓの読取位置Ｏ₁に到達させるために、通過孔３９ａを有している。したがって、イメージセンサユニット３０では受光素子４０をフレーム３３の副走査方向の一方側であってフレーム３３の側壁に近接して配置できるので、搬送ローラ１０１Ａ、１０１Ｂにより搬送された直後の紙幣Ｓの画像情報を読み取ることができる。搬送ローラ１０１Ａ、１０１Ｂにより搬送された直後の紙幣Ｓは、光軸Ｚ方向の撓みや主走査方向への蛇行が少なく読取位置Ｏ₁に対する位置決め精度が高いために、イメージセンサユニット３０の読み取り精度を向上させることができる。

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および変更が可能である。例えば、第１及び第２の実施形態等を適宜組み合わせてもよい。
また、上述した第１及び第２の実施形態では、センサ基板２０、３９の通過孔２０ａ、３９ａには反射光用導光体１６、３７を挿通させて配置する場合について説明したが、この場合に限られない。通過孔２０ａ、３９ａは反射光用光源１５、３６から照射された光が通過できればよく、例えばセンサ基板２０、３９よりも上方に反射光用導光体１６、３７を配置してもよい。すなわち、反射光用光源１５、３６から照射された光が通過孔２０ａ、３９ａを通過した後に、反射光用導光体１６、３７に入射し、出射した後、被照明体を照明する構成であってもよい。

また、必要に応じて反射光用導光体１６、３７を用いない構成であっても構わない。図６は、第１の実施形態の変形例であるイメージセンサユニット５０の要部構成を示す断面図である。イメージセンサユニット５０は、第１の実施形態のイメージセンサユニット１０の反射光用導光体１６を削除して構成されている。この場合、反射光用導光体収容部１７の内面を光路として用いるため、反射光用導光体収容部１７の内面は連続した曲面からなる反射面とすることが望ましい。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、基板１４、３５に実装される反射光用光源１５、３６として主走査方向に沿って所定の間隔をあけてアレイ状に配置したＬＥＤについて説明したが、この場合に限られず、基板１４、３５には、ＬＥＤなどの光源を一つのみ配置してもよく、複数点在させて配置してもよい。
また、上述した第１及び第２の実施形態では、フレーム１３、３３をアッパフレーム１３Ａ、３３Ａとロアフレーム１３Ｂ、３３Ｂとで構成する場合について説明したが、この場合に限られず、アッパフレーム１３Ａ、３３Ａとロアフレーム１３Ｂ、３３Ｂとを一体で形成したフレームを用いてもよい。この場合、センサ基板２０、３９及び基板１４、３５等の構成部品をフレームの主走査方向に沿って横方向から挿入することで、フレームに組み付けることができる。

また、上述した第１の実施形態では、下側イメージセンサユニット部１０Ａ及び上側イメージセンサユニット部１０Ｂは、図１に示す中心線Ｏｃに対して対称な同一構成である場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、下側イメージセンサユニット部１０Ａ及び上側イメージセンサユニット部１０Ｂは、同一構成でなくともよい。例えば、透過光用照明部１２は片側のみ有していてもよい。

本発明のイメージセンサユニットはイメージスキャナー、ファクシミリ、複写機および紙幣、有価証券などの記録媒体の真贋判定を行う紙葉類識別装置などの画像読取装置として有効に利用される。

１０：イメージセンサユニット１０Ａ：下側イメージセンサユニット部（第一のイメージセンサユニット）１０Ｂ：上側イメージセンサユニット部（第二のイメージセンサユニット）１３：フレーム１４：基板（第一の基板）１５：反射光用光源１５Ａ：反射光用光源（第一の光源）１５Ｂ：反射光用光源（第二の光源）１６：反射光用導光体１６Ａ：反射光用導光体（第一の導光体）１６Ｂ：反射光用導光体（第二の光源）１８：ロッドレンズアレイ１９：受光素子２０：センサ基板（第二の基板）２０ａ：通過孔２０ｂ：側縁２１：カバーガラス２２：第一のコネクタ２４：透過光用導光体２５：透過光用光源２６：駆動回路２７：第二のコネクタ３０：イメージセンサユニット３３：フレーム３３Ａ：アッパフレーム３３Ｂ：ロアフレーム３５：基板（第一の基板）３６：反射光用光源３７：反射光用導光体３８：ロッドレンズアレイ３９：センサ基板（第二の基板）３９ａ：通過孔４０：受光素子５０：イメージセンサユニット１００：画像読取装置

Claims

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、
被照明体を照明する光源と、
前記光源が実装される第一の基板と、
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、
前記被照明体からの光を結像する結像素子と、
前記結像素子からの光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装される第二の基板と、
前記第一の基板と前記導光体と前記結像素子と前記第二の基板とが収容されるフレームと、
を有し、
前記第二の基板は通過孔を備えると共に、前記第一の基板よりも前記被照明体側に配置され、
前記フレームは前記導光体を前記通過孔内に挿通された状態で配置することで、前記光源からの光が前記通過孔を通過して前記被照明体に照射する
ことを特徴とするイメージセンサユニット。
前記第二の基板は、前記通過孔を挟んで副走査方向の一方側に前記受光素子が実装され、前記通過孔を挟んで副走査方向の他方側に前記受光素子を駆動するための駆動回路を含んで実装されている
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。
前記導光体は、前記通過孔に挿通された状態で配置される第一の導光体と、
前記受光素子を挟んで前記第一の導光体に対向した位置であって、前記第二の基板の側縁に沿って配置される第二の導光体とを有する
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。
前記光源は、前記第一の導光体に向かって光を照射する第一の光源と、前記第二の導光体に向かって光を照射する第二の光源とを有し、
前記第一の光源および前記第二の光源は、前記第一の基板に実装される
ことを特徴とする請求項３に記載のイメージセンサユニット。
前記第一の基板は、前記フレームから突出して配置される第一のコネクタを有し、
前記第二の基板は、前記フレーム内を挿通させて配置される第二のコネクタを有する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のイメージセンサユニット。
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を備えた画像読取装置であって、
被照明体を照明する光源と、
前記光源が実装される第一の基板と、
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、
前記被照明体からの光を結像する結像素子と、
前記結像素子からの光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装される第二の基板と、
前記第一の基板と前記導光体と前記結像素子と前記第二の基板とが収容されるフレームと、
を有し、
前記第二の基板は通過孔を備えると共に、前記第一の基板よりも前記被照明体側に配置され、
前記フレームは前記導光体を前記通過孔内に挿通された状態で配置することで、前記光源からの光が前記通過孔を通過して前記被照明体に照射すると共に、
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。
被照明体の画像情報を読み取る第一のイメージセンサユニットと第二のイメージセンサユニットとを上下に備えた画像読取装置であって、
前記第一のイメージセンサユニットは、
被照明体を照明する反射光用光源と、
被照明体を照明する透過光用光源と、
前記反射光用光源が実装される第一の基板と、
前記反射光用光源から照射された光を前記被照明体へ導く反射光用導光体と、
前記透過光用光源から照射された光を前記被照明体へ導く透過光用導光体と、
前記被照明体からの光を結像する結像素子と、
前記結像素子からの光を受光する受光素子と、
前記透過光用光源と前記受光素子とが実装される第二の基板と、
前記第一の基板と前記反射光用導光体と前記透過光用導光体と前記結像素子と前記第二の基板とが収容されるフレームと、
を有し、
前記第二の基板は通過孔を備えると共に、前記第一の基板よりも前記被照明体側に配置され、
前記フレームは前記反射光用導光体を前記通過孔内に挿通された状態で配置することで、前記反射光用光源からの光を前記反射光用導光体を介して前記通過孔を通過させ、前記被照明体に照射すると共に、
前記透過光用光源からの光を前記透過光用導光体を介して前記被照明体に照射するものであり、
前記第二のイメージセンサユニットは、
前記被照明体からの光を結像する結像素子と、
前記結像素子からの光を受光する受光素子と、
前記受光素子が実装されるセンサ基板と、
前記結像素子と前記センサ基板とが収容されるフレームと、
を有し、
前記第一のイメージセンサユニットが前記被照明体の一方の面に対して反射光と透過光とを照射すると共に前記反射光による画像情報の読み取りを行い、前記第二のイメージセンサユニットが前記透過光による画像情報の読み取りを行うように配置される
ことを特徴とする画像読取装置。