图像读取装置的制作方法

本发明涉及图像读取装置。

背景技术：

存在如下图像读取装置：具备一对拍摄元件，一个拍摄元件接受来自读取对象的反射光，另一个拍摄元件接受透射光。例如，专利文献1中公开了如下图像读取装置：相对的一对拍摄元件分别接受来自读取对象的反射光以及透射光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/061274号

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在照射相同的光量的光的情况下，相对于来自读取对象的反射光的光量，透射光的光量较少。因此，为了用相同的受光元件接受反射光和透射光，并得到相同的输出电平，在透射光的情况下，需要对读取对象照射比反射光的情况更多光量的光。在专利文献1所记载的图像读取装置中，假设将反射光用光源和透射光用光源设为共通的光源的情况下，若与反射光的所需光量相一致，则透射光的输出电平变得比反射光的输出电平要低，灵敏度降低。反之，若与透射光的所需光量相一致，则反射光的输出电平变得比透射光的输出电平要高，有可能发生饱和。

由此，在具备一对拍摄元件的图像读取装置中，若将反射光用光源和透射光用光源设为共通的光源，则无法使反射光和透射光的输出电平相一致。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在具备一对拍摄元件的图像读取装置中，使从共通的光源照射来的光的来自读取对象的反射光和透射光的输出电平相一致。

用于解决技术问题的技术手段

为了达到上述目的，本发明所涉及的图像读取装置包括第1拍摄元件和第2拍摄元件。第1拍摄元件具有第1照明部、第1透镜体、第1受光元件和第1控制装置。第1照明部将光照射到读取对象。第1透镜体使第1照明部所照射的光的来自读取对象的反射光成像。第1受光元件将由第1透镜体成像后的光转换为电信号。第1控制装置对第1受光元件的曝光时间进行控制。第2拍摄元件具有第2透镜体、第2受光元件和第2控制装置。第2透镜体使第1照明部所照射的光的来自读取对象的透射光成像。第2受光元件将由第2透镜体成像后的光转换为电信号。第2控制装置对第2受光元件的曝光时间进行控制。

发明效果

根据本发明，在具备一对拍摄元件的图像读取装置中，通过控制各拍摄元件的曝光时间，从而能对接受的光的光量进行调整，因此，能使从共通的光源照射来的光的来自读取对象的反射光和透射光的输出电平相一致。

附图说明

图1本发明实施方式1所涉及的图像读取装置的副扫描方向的剖视图。

图2是实施方式1所涉及的拍摄元件的展开立体图。

图3是通过实施方式1所涉及的拍摄元件的一个导光体的主扫描方向的剖视图。

图4是通过实施方式1所涉及的拍摄元件的另一个导光体的主扫描方向的剖视图。

图5a是实施方式1所涉及的一个拍摄元件的副扫描方向的剖视图。

图5b是实施方式1所涉及的另一个拍摄元件的副扫描方向的剖视图。

图6a是示出实施方式1所涉及的受光元件的曝光时间控制的一个示例的图。

图6b是说明实施方式1所涉及的受光元件的曝光时间控制的其它示例的图。

图7本发明实施方式2所涉及的图像读取装置的副扫描方向的剖视图。

图8a是示出第1变形例所涉及的受光元件的曝光时间控制的一个示例的图。

图8b是说明第1变形例所涉及的受光元件的曝光时间控制的其它示例的图。

图9a是示出第2变形例所涉及的受光元件的曝光时间控制的一个示例的图。

图9b是说明第2变形例所涉及的受光元件的曝光时间控制的其它示例的图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式所涉及的图像读取装置进行详细说明。另外，对附图中相同或相当的部分附加相同标号。

(实施方式1)

图1示出本发明实施方式1所涉及的图像读取装置1的副扫描方向的剖视图。图中，用x表示图像读取装置1的主扫描方向，用y表示副扫描方向，用z表示高度方向。图像读取装置1对沿副扫描方向传送的读取对象m的图像进行读取。读取对象m例如是纸币、有价证券等。图像读取装置1包括拍摄元件20a和拍摄元件20b。拍摄元件20a与拍摄元件20b夹着读取对象m的传送路径相对地配置。拍摄元件20a将光照射到读取位置17，并读取来自读取对象m的一个面的反射光。此外，拍摄元件20a将光照射到读取位置18。拍摄元件20b读取拍摄元件20a照射到读取位置18的光透过读取对象m后的透射光。此外，拍摄元件20b将光照射到读取位置18，并读取来自读取对象m的另一个面的反射光。拍摄元件20a安装有共通的光源，以作为反射光用光源和透射光用光源。读取位置17和读取位置18分别是第1读取位置和第2读取位置的示例。拍摄元件20a和拍摄元件20b分别是第1拍摄元件和第2拍摄元件的示例。

使用图2来说明拍摄元件20a和拍摄元件20b的部件结构。图2是实施方式1所涉及的拍摄元件20a、拍摄元件20b的展开立体图。拍摄元件20a包括：由透明构件构成的透明板2a；对读取对象m射出光的导光体21a和导光体22a；支承导光体21a和导光体22a的导光体支承构件3a；安装于导光体21a和导光体22a的支架4a；安装有光源的光源基板5a；对光源的热进行传导的热传导片材6a；对光源的热进行散热的散热板7a；对来自读取对象m的光进行收集的透镜体8a；上表面开口且对部件进行收纳的壳体9a；配置于壳体9a的底面的传感器基板10a；以及将接收到的光转换为电信号的受光元件11a。导光体21a和导光体22a、导光体支承构件3a、支架4a、光源基板5a、热传导片材6a、散热板7a、透镜体8a收纳于壳体9a。

导光体21a和导光体22a、光源基板5a、热传导片材6a与散热板7a通过支架4a相连结。导光体21a和导光体22a例如是由树脂形成的棒状的透明体。图2中，导光体21a和导光体22a分别为1根，但并不限于此，可以分别为1根以上，也可以仅具有导光体22a。导光体21a和导光体2a由导光体支撑构件3a来支承。透镜体8a由形成于壳体9a的透镜体支承部91a来支承。收纳了各部件的壳体9a的上表面配置有透明板2a，壳体9a的底面配置有安装了受光元件11a的传感器基板10a。受光元件11a在传感器基板10a上沿主扫描方向x排列。壳体9a的底面形成有比基板10a的安装有受光元件11a的部分的面积要大的开口部。受光元件11a从底面的开口部露出到壳体9a的内部的空间。受光元件11a与透镜体8a的光轴相匹配地排列，并与透镜体8a相对。

至此对拍摄元件20a的部件结构进行了说明，但拍摄元件20b的部件结构也相同。拍摄元件20b包括透明板2b、导光体21b和导光体22b、导光体支承构件3b、支架4b、光源基板5b、热传导片材6b、散热板7b、透镜体8b、壳体9b、传感器基板10b和受光元件11b。壳体9b形成有透镜体支承部91b。图2中，导光体21b和导光体22b分别为1根，但并不限于此，可以分别为1根以上，也可以是任一方具有1根。

使用图1、图3和图4来说明拍摄元件20a和拍摄元件20b的各部件。图3是通过拍摄元件20a的导光体22a的主扫描方向的剖面，并且是通过拍摄元件20b的导光体22b的主扫描方向的剖面。拍摄元件20a的光源基板5a的与导光体22a相对的面安装有发出光的光源32a。光源32a例如是led(lightemittingdiode：发光二极管)芯片。为了对光源32a点亮时产生的热进行散热，在光源基板5a的安装有光源32a的面的相反侧的面设有热传导片材6a和散热板7a。

光源32a发出的光从导光体22a的端面入射到内部。从导光体22a的端面入射的光源32a的光在导光体22a的内部反射并沿长轴方向、即主扫描方向传播。传播来的光发生漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2a射出。此时，从导光体22a射出的光照射读取位置17和读取位置18。

图4是通过拍摄元件20a的导光体21a的主扫描方向的剖面，并且是通过拍摄元件20b的导光体21b的主扫描方向的剖面。拍摄元件20a的光源基板5a的与导光体21a相对的面安装有发出光的光源31a。光源31a发出的光从导光体21a的端面入射。从导光体21a的端面入射的光源31a的光在导光体21a的内部反射并沿主扫描方向传播。传播来的光发生漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2a射出。此时，从导光体21a射出的光照射读取位置17。

由此，光源32a发出的光通过导光体22a照射到读取位置17和读取位置18的读取对象m。光源31a发出的光通过导光体21a照射到读取位置17的读取对象m。拍摄元件20a的导光体21a和导光体22a、支架4a、光源基板5a、热传导片材6a、散热板7a、光源31a和光源32a是第1照明部的示例。

如图1所示，拍摄元件20a在副扫描方向y上传送读取对象m的同时，对读取对象m照射沿主扫描方向x延伸的线状光。来自读取位置17的读取对象m的反射光入射到透镜体8a，该透镜体8a由沿着主扫描方向x排列的多个透镜所构成。透镜体8a使来自读取对象m的反射光在配置于传感器基板10a的受光元件11a上成像。透镜体8a和受光元件11a分别是第1透镜体和第1受光元件的示例。传感器基板10a的安装有受光元件11a的面的相反侧的面配置有控制装置14a。受光元件11a将反射光所成的像各自的每个像素的光信号转换为电信号并输出到控制装置14a。控制装置14a对从受光元件11a输入的电信号进行处理，并输出到外部。

至此，对拍摄元件20a的部件进行了说明，但拍摄元件20b也具备与拍摄元件20a同样的部件。如图3和图4所示，拍摄元件20b的光源基板5b的与导光体21b和导光体22b相对的面分别安装有发出光的光源31b和光源32b。光源31b发出的光通过导光体21b照射到读取位置17的读取对象m。光源32b发出的光通过导光体22b照射到读取位置17的读取对象m。拍摄元件20b不对读取位置18照射光。导光体21b和导光体22b、支架4b、光源基板5b、热传导片材6b、散热板7b、光源31b和光源32b是第2照明部的示例。

如图1所示，拍摄元件20b在副扫描方向y上传送读取对象m的同时，对读取对象m照射沿主扫描方向x延伸的线状光。来自读取位置17的读取对象m的反射光入射到透镜体8b，该透镜体8b由沿着主扫描方向x排列的多个透镜所构成。拍摄元件20b中，来自读取位置18的读取对象m的透射光进一步入射到透镜体8b。透镜体8b使来自读取对象m的反射光和透射光在配置于传感器基板10b的受光元件11b上成像。透镜体8b和受光元件11b分别是第2透镜体和第2受光元件的示例。传感器基板10b的安装有受光元件11b的面的相反侧的面配置有控制装置14b。受光元件11b将反射光所成的像和透射光所成的像各自的每个像素的光信号转换为电信号并输出到控制装置14b。控制装置14b对从受光元件11b输入的电信号进行处理，并输出到外部。

由此，拍摄元件20a读取自身的光源31a和光源32a的光反射后的来自读取对象m的一个面的反射光。拍摄元件20b读取自身的光源31b和光源32b的光反射后的来自读取对象m的另一个面的反射光，并且读取拍摄元件20a的光源32a的光透过读取对象m后的透射光。接着，使用图5来详细说明拍摄元件20a和拍摄元件20b的导光体。

图5a示出图3和图4所示的拍摄元件20a的副扫描方向的剖面s1-s2。另外，图3示出图5a所示的拍摄元件20a的主扫描方向的剖面s3-s4。图4示出图5a所示的拍摄元件20a的主扫描方向的剖面s5-s6。导光体21a是将拍摄元件20a读取的反射光用的光照射到读取对象m的导光体。导光体22a是将拍摄元件20a读取的反射光用的光照射到读取对象m、并且将拍摄元件20b读取的透明光用的光照射到读取对象m的导光体。导光体21a具有光散射部15。导光体22a具有光散射部15和光散射部16。光散射部15和光散射部16形成有通过白色影印、棱镜等使光散射的图案。

从导光体21a的端面入射的光在内部反射并在主扫描方向上传播。传播来的光被光散射部15漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2a射出。导光体21a内的光散射部15以反射后的光沿相对于读取对象m的法线方向倾斜的方向射出、并照射读取位置17的位置和角度来配置。同样地，从导光体22a的端面入射的光在内部反射并在主扫描方向上传播。传播来的光被光散射部15漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2a射出。导光体22a内的光散射部15以如下位置和角度来配置：反射后的光沿相对于读取对象m的法线方向倾斜的方向射出，且与导光体21a夹着透镜体8a而从相反一侧照射读取位置17。光散射部15是第1光反射图案的示例。来自读取位置17的读取对象m的反射光入射到透镜体8a。透镜体8a使来自读取对象m的反射光在配置于传感器基板10a的受光元件11a上成像。受光元件11a将反射光所成的像的光信号转换为电信号并输出到控制装置14a。此外，在导光体22a的内部反射并沿主扫描方向传播的光被光散射部16漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2a射出。导光体22a内的光散射部16以反射后的光沿读取对象m的法线方向射出、并照射读取位置18的位置和角度来配置。光散射部16是第2光反射图案的示例。

即，与导光体22a的端面相对配置的光源32a作为共通的光源配置为拍摄元件20a读取的反射光用、以及拍摄元件20b读取的透射光用。图5b示出图3和图4所示的拍摄元件20b的副扫描方向的剖面s1-s2。另外，图3示出图5b所示的拍摄元件20b的主扫描方向的剖面s3-s4。图4示出图5b所示的拍摄元件20b的主扫描方向的剖面s5-s6。如图5b所示，拍摄元件20b的导光体21b和导光体22b也同样具有光散射部15。拍摄元件20b的导光体22b不具有光散射部16。从导光体21b的端面入射的光在内部反射并在主扫描方向上传播。传播来的光被光散射部15漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2b射出。导光体21b内的光散射部15以反射后的光沿相对于读取对象m的法线方向倾斜的方向射出、并照射读取位置17的位置和角度来配置。同样地，从导光体22b的端面入射的光在内部反射并在主扫描方向上传播。传播来的光被光散射部15漫反射，并作为沿主扫描方向延伸的线状光向着透明板2b射出。导光体22b内的光散射部15以如下位置和角度来配置：反射后的光沿相对于读取对象m的法线方向倾斜的方向射出，且与导光体21b夹着透镜体8b而从相反一侧照射读取位置17。

控制装置14a和控制装置14b分别具备控制受光元件11a和受光元件1b的曝光时间的快门。作为控制曝光时间的快门，存在用电子快门来控制的方法、以及用机械快门来控制的方法。

电子快门具有如下功能：能在读取周期中进行所累积的电荷的扫除，并能对受光元件进行预定时间的电荷的累积。读取周期是从读取第1像素到读取下一像素的时间。在受光元件扫除电荷时，电子快门处于关闭状态，在受光元件累积电荷时，电子快门处于打开状态。控制装置14a和控制装置14b分别控制电子快门的驱动信号，由此能控制受光元件11a和受光元件11b的曝光时间、即电荷的累积时间。

机械快门是配置在受光元件与透镜体之间的遮挡光的快门。控制装置14a和控制装置14b分别使机械快门开闭，由此来控制受光元件11a和受光元件11b的曝光时间。控制装置14a和控制装置14b分别是第1控制装置和第2控制装置的示例。关于受光元件11a和受光元件11b的曝光时间的控制，使用图6来说明。

图6中，斜线的长方形表示光源的点亮时间，矩形波的较高的部分表示曝光时间。即，矩形波的高低表示快门的开闭。读取对象m的传送速度由读取周期和图像读取装置1的分辨率来规定。若将读取对象m的传送速度设为v、将读取周期设为p、将分辨率设为r，则传送速度v用v＝1/(p*r)的公式来表示。图6a的示例中，在由拍摄装置20b读取反射光的第1个、第3个读取周期中，拍摄元件20b的光源31b和光源32b点亮。在光源31b和光源32b点亮的期间，拍摄元件20b的控制装置14b使快门开闭以使受光元件11b曝光有反射光的读取所需的时间。在由拍摄元件20a读取反射光、同时由拍摄元件20b读取透射光的第2个、第4个读取周期中，拍摄元件20a的光源31a和光源32a点亮。在光源31a和光源32a点亮的期间，拍摄元件20a的控制装置14a使快门开闭以使受光元件11a曝光有反射光的读取所需的时间。另一方面，拍摄元件20b的控制装置14b使快门开闭以使受光元件11b曝光有透射光的读取所需的时间。此时，入射到拍摄元件20a的反射光与入射到拍摄元件20b的透射光的光量不同，但通过控制接受反射光的受光元件11a和接受透射光的受光元件11b的曝光时间，从而受光元件11a和受光元件11b能接受相同光量的光。由此，即使将光源32a设为反射光用光源和透射光用光源的共通的光源的情况下，也能使反射光与透射光的输出电平相一致。

对于光源31a、光源32a、光源31b和光源32b的光量，拍摄元件20a的光源32a是透射光的读取所需的最低限度的光量以上即可，拍摄元件20a的光源31b、拍摄元件20b的光源31b和光源32b是反射光的读取所需的最低限度的光量以上即可。

如图6b所示，受光元件11a和受光元件11b的曝光时间的控制也能通过在读取周期中利用脉冲驱动使快门开闭多次来实现。

另外，控制曝光时间的方法不是电子快门或机械快门也无妨。

如以上所说明的那样，根据实施方式1，在具备一对拍摄元件20a和拍摄元件20b的图像读取装置1中，通过控制受光元件11a和受光元件11b的曝光时间，从而能调整接受的光的光量，因此，能使从共通的光源32a经由导光体22a照射来的光的来自读取对象m的反射光和透射光的输出电平相一致。

(实施方式2)

实施方式1中，拍摄元件20a的读取位置和拍摄元件20b的读取位置在副扫描方向上隔开，但在实施方式2中，拍摄元件20a的读取位置与拍摄元件20b的读取位置相一致。拍摄元件20a和拍摄元件20b的部件结构和功能与实施方式1相同。

图7示出本发明实施方式2所涉及的图像读取装置的副扫描方向的剖视图。实施方式2中，拍摄元件20a将光照射到读取位置19，并读取来自读取对象m的一个面的反射光。拍摄元件20b也将光照射到读取位置19，并读取来自读取对象m的另一个面的反射光。此外，拍摄元件20b读取拍摄元件20a照射到读取位置19的光透过读取对象m后的透射光。即，将拍摄元件20a的光源31a和光源32a(未图示)作为反射光用光源和透射光用光源来共用。读取位置19是第1读取位置的示例。

实施方式2中，拍摄元件20b读取从拍摄元件20a从相对于读取对象m的法线方向倾斜的方向照射到读取对象m的光透过读取对象m后的透射光。

如以上所说明的那样，根据实施方式2，能使拍摄元件20a和拍摄元件20b的读取位置相一致，因此，能使图像读取装置1变得紧凑。

上述实施方式中，拍摄元件20a仅读取来自读取对象m的反射光，但并不限于此。作为第1变形例，拍摄元件20a也与拍摄元件20b同样地，可以构成为不仅读取来自读取对象m的反射光，还读取来自读取对象m的透射光。该情况下，如实施方式1那样，在拍摄元件20a的读取位置与拍摄元件20b的读取位置在副扫描方向上隔开的结构中，导光体22b还具有光散射部16，该光散射部16将从端面入射的光反射，并沿读取对象m的法线方向射出。即，光源32b也与光源32a同样地，作为反射光用光源和透射光用光源来共用。如实施方式2那样，在拍摄元件20a的读取位置与拍摄元件20b的读取位置相一致的结构中，拍摄元件20a读取从拍摄元件20b从相对于读取对象m的法线方向倾斜的方向照射到读取对象m的光透过读取对象m后的透射光。即，光源31b和光源32b也与光源31a和光源32a同样地，作为反射光用光源和透射光用光源来共用。关于该第1变形例所涉及的受光元件11a和受光元件11b的曝光时间控制，使用图8来说明。

图8中，斜线的方形表示光源的点亮时间，矩形波的较高部分表示曝光时间。即，矩形波的高低表示快门的开闭。图8a的示例中，在由拍摄元件20a读取透射光、由拍摄装置20b读取反射光的第1个、第3个读取周期中，拍摄元件20b的光源31b和光源32b点亮。在光源31b和光源32b点亮的期间，拍摄元件20b的控制装置14b使快门开闭以使受光元件11b曝光有反射光的读取所需的时间。另一方面，拍摄元件20a的控制装置14a使快门开闭以使受光元件11a曝光有透射光的读取所需的时间。在由拍摄元件20a读取反射光、由拍摄元件20b读取透射光的第2个、第4个读取周期中，拍摄元件20a的光源31a和光源32a点亮。在光源31a和光源32a点亮的期间，拍摄元件20a的控制装置14a使快门开闭以使受光元件11a曝光有反射光的读取所需的时间。另一方面，拍摄元件20b的控制装置14b使快门开闭以使受光元件11b曝光有透射光的读取所需的时间。此时，入射到拍摄元件20a的反射光与入射到拍摄元件20b的透射光的光量不同，但通过控制接受反射光的受光元件11a和接受透射光的受光元件11b的曝光时间，从而受光元件11a和受光元件11b能接受相同光量的光。由此，即使将光源32a和光源32b设为反射光用光源和透射光用光源的共通的光源的情况下，也能使反射光与透射光的输出电平相一致。此外，如图8b所示，受光元件11a和受光元件11b的曝光时间的控制也能通过在读取周期中利用脉冲驱动使快门开闭多次来实现。

作为第2变形例，拍摄元件20b可以构成为仅读取来自读取对象m的透射光。该情况下，拍摄元件20b可以不具备光源31b、光源32b、导光体21b、导光体22b等照明部。关于该第2变形例所涉及的受光元件11a和受光元件11b的曝光时间控制，使用图9来说明。

图9中，斜线的方形表示光源的点亮时间，矩形波的较高部分表示曝光时间。即，矩形波的高低表示快门的开闭。图9a的示例中，在由拍摄元件20a读取反射光、由拍摄装置20b读取透射光的所有读取周期中，拍摄元件20a的光源31a和光源32a点亮。在光源31a和光源32a点亮的期间，拍摄元件20a的控制装置14a使快门开闭以使受光元件11a曝光有反射光的读取所需的时间。另一方面，拍摄元件20b的控制装置14b使快门开闭以使受光元件11b曝光有透射光的读取所需的时间。此时，入射到拍摄元件20a的反射光与入射到拍摄元件20b的透射光的光量不同，但通过控制接受反射光的受光元件11a和接受透射光的受光元件11b的曝光时间，从而受光元件11a和受光元件11b能接受相同光量的光。由此，即使将光源32a设为反射光用光源和透射光用光源的共通的光源的情况下，也能使反射光与透射光的输出电平相一致。此外，如图9b所示，受光元件11a和受光元件11b的曝光时间的控制也能通过在读取周期中利用脉冲驱动使快门开闭多次来实现。

上述实施方式中，拍摄元件20a的控制装置14a、拍摄元件20b的控制装置14b均对曝光时间进行控制。并不限于此，如图6a所示，若将光源32a、光源31b和光源32b的光量设为每1个读取周期的拍摄元件20b中的曝光时间始终为最大的光量，则控制装置14b不具备控制曝光时间的快门也无妨。

另外，本发明在不脱离本发明的广义思想与范围的情况下，可实现各种实施方式和变形。此外，上述实施方式用于对本发明进行说明，而不对本发明的范围进行限定。即，本发明的范围由权利要求书来示出，而非实施方式。并且，在权利要求的范围内及与其同等发明意义的范围内实施的各种变形也被视为在本发明的范围内。

本申请基于2018年12月18日提出申请的日本专利申请特愿2018-236393号。本说明书中参照并引入日本专利申请特愿2018-236393号的说明书、专利权利要求书、及全部附图。

标号说明

1图像读取装置

2a、2b透明板

3a、3b导光体支承构件

4a、4b支架

5a、5b光源基板

6a、6b热传导片材

7a、7b散热板

8a、8b透镜体

9a、9b壳体

10a、10b传感器基板

11a、11b受光元件

14a、14b控制装置

15、16光散射部

17、18、19读取位置

20a、20b拍摄元件

21a、21b、22a、22b导光体

31a、31b、32a、32b光源

91a、91b透镜体支承部

m读取对象

x主扫描方向

y副扫描方向

z高度方向。