(57)【要約】  画像読取装置（１）は、読取対象（Ｍ）に光を照射する導光体（２１Ａ，２２Ａ）、導光体（２１Ａ，２２Ａ）が照射した光の読取対象（Ｍ）からの反射光を結像させるレンズ体（８Ａ）、レンズ体（８Ａ）で結像された光を電気信号に変換する受光素子（１１Ａ）、および、受光素子（１１Ａ）の露光時間を制御する制御装置（１４Ａ）、を有する撮像素子（２０Ａ）と、導光体（２２Ａ）が照射した光の読取対象（Ｍ）からの透過光を結像させるレンズ体（８Ｂ）、レンズ体（８Ｂ）で結像された光を電気信号に変換する受光素子（１１Ｂ）、および、受光素子（１１Ｂ）の露光時間を制御する制御装置（１４Ｂ）、を有する撮像素子（２０Ｂ）と、を備える。
2020129437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象に光を照射する第１照明部、
前記第１照明部が照射した光の前記読取対象からの反射光を結像させる第１レンズ体、
前記第１レンズ体で結像された光を電気信号に変換する第１受光素子、および、
前記第１受光素子の露光時間を制御する第１制御装置、
を有する第１撮像素子と、
前記第１照明部が照射した光の前記読取対象からの透過光を結像させる第２レンズ体、
前記第２レンズ体で結像された光を電気信号に変換する第２受光素子、および、
前記第２受光素子の露光時間を制御する第２制御装置、
を有する第２撮像素子と、
を備える画像読取装置。
【請求項２】
前記第２撮像素子は、
前記第１照明部が前記読取対象に光を照射していないときに前記読取対象に光を照射する第２照明部をさらに有し、
前記第２レンズ体は、前記第２照明部が照射した光の前記読取対象からの反射光をさらに結像させる、
請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第１レンズ体は、前記第２照明部が照射した光の前記読取対象からの透過光をさらに結像させる、
請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記第１照明部は、  
主走査方向に延在する棒状の導光体と、
前記導光体の主走査方向の端面に対向して設けられ前記導光体の端面に光を入射する光源と、
を備え、
前記導光体は、前記導光体の端面から入射した光を反射及び散乱させて、主走査方向へ伝搬させ、前記導光体から前記読取対象の法線方向に対して斜めの方向に出射して、前記読取対象が通過する第１読取位置に光を照射する第１光反射パターン、および、前記導光体の端面から入射した光を反射及び散乱させて、主走査方向へ伝搬させ、前記導光体から前記読取対象の法線方向に出射して、前記第１読取位置から副走査方向に離隔した第２読取位置に光を照射する第２光反射パターン、を有し、
前記第１レンズ体は、前記第１読取位置の前記読取対象からの反射光を結像させ、
前記第２レンズ体は、前記第２読取位置の前記読取対象からの透過光を結像させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記第１照明部は、  
主走査方向に延在する棒状の導光体と、
前記導光体の主走査方向の端面に対向して設けられ前記導光体の端面に光を入射する光源と、
を備え、
前記導光体は、前記導光体の端面から入射した光を反射及び散乱させて、主走査方向へ伝搬させると共に  前記導光体から前記読取対象の法線方向に対して斜めの方向に出射して、前記読取対象が通過する第１読取位置に光を照射する第１光反射パターンを有し、
前記第１レンズ体は、前記第１読取位置からの反射光を結像させ、
前記第２レンズ体は、前記第１読取位置からの透過光を結像させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項６】
前記第１制御装置は、電子シャッタまたはメカニカルシャッタによって前記第１受光素子の露光時間を制御し、
前記第２制御装置は、電子シャッタまたはメカニカルシャッタによって前記第２受光素子の露光時間を制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項７】
前記第１制御装置は、前記読取対象からの反射光の読み取り周期中、前記第１受光素子の電子シャッタをパルス駆動して露光時間を制御し、
前記第２制御装置は、前記読取対象からの透過光の読み取り周期中、前記第２受光素子の電子シャッタをパルス駆動して露光時間を制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の撮像素子を備え、一方の撮像素子が読取対象からの反射光を受光し、他方の撮像素子が透過光を受光する画像読取装置がある。例えば、特許文献１には、対向する一対の撮像素子がそれぞれ読取対象からの反射光および透過光を受光する画像読取装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０６１２７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同じ光量の光を照射した場合、読取対象からの反射光の光量よりも透過光の光量の方が少ない。したがって、反射光と透過光とを同じ受光素子で受光し、同じ出力レベルを得るためには、透過光の場合は反射光の場合よりも多い光量の光を読取対象に照射する必要がある。特許文献１に記載の画像読取装置において、仮に反射光用光源および透過光用光源を共通の光源とした場合、反射光の必要光量に合わせると、透過光の出力レベルが反射光の出力レベルよりも低くなって、感度が低くなる。逆に、透過光の必要光量に合わせると、反射光の出力レベルが透過光の出力レベルよりも高くなって飽和してしまう恐れがある。【０００５】
このように、一対の撮像素子を備える画像読取装置において、反射光用光源および透過光用光源を共通の光源とすると、反射光および透過光の出力レベルを合わせることができなかった。【０００６】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、一対の撮像素子を備える画像読取装置において、共通の光源から照射された光の読取対象からの反射光および透過光の出力レベルを合わせることを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像読取装置は、第１撮像素子と、第２撮像素子とを備える。第１撮像素子は、第１照明部、第１レンズ体、第１受光素子、および、第１制御装置を有する。第１照明部は、読取対象に光を照射する。第１レンズ体は、第１照明部が照射した光の読取対象からの反射光を結像させる。第１受光素子は、第１レンズ体で結像された光を電気信号に変換する。第１制御装置は、第１受光素子の露光時間を制御する。第２撮像素子は、第２レンズ体、第２受光素子、および、第２制御装置を有する。第２レンズ体は、第１照明部が照射した光の読取対象からの透過光を結像させる。第２受光素子は、第２レンズ体で結像された光を電気信号に変換する。第２制御装置は、第２受光素子の露光時間を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、一対の撮像素子を備える画像読取装置において、各撮像素子の露光時間を制御することで、受光する光の光量を調整できるので、共通の光源から照射された光の読取対象からの反射光および透過光の出力レベルを合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像読取装置の副走査方向の断面図
【図２】実施の形態１に係る撮像素子の展開斜視図
【図３】実施の形態１に係る撮像素子の一方の導光体を通る主走査方向の断面図
【図４】実施の形態１に係る撮像素子の他方の導光体を通る主走査方向の断面図
【図５Ａ】実施の形態１に係る一方の撮像素子の副走査方向の断面図
【図５Ｂ】実施の形態１に係る他方の撮像素子の副走査方向の断面図
【図６Ａ】実施の形態１に係る受光素子の露光時間制御の一例を示す図
【図６Ｂ】実施の形態１に係る受光素子の露光時間制御の他の例を説明する図
【図７】本発明の実施の形態２に係る画像読取装置の副走査方向の断面図
【図８Ａ】第１の変形例に係る受光素子の露光時間制御の一例を示す図
【図８Ｂ】第１の変形例に係る受光素子の露光時間制御の他の例を説明する図
【図９Ａ】第２の変形例に係る受光素子の露光時間制御の一例を示す図
【図９Ｂ】第２の変形例に係る受光素子の露光時間制御の他の例を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態に係る画像読取装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像読取装置１の副走査方向の断面図を示している。図中、画像読取装置１の主走査方向をＸ、副走査方向をＹ、高さ方向をＺで示す。画像読取装置１は、副走査方向に搬送される読取対象Ｍの画像を読み取る。読取対象Ｍは例えば、紙幣、有価証券などである。画像読取装置１は、撮像素子２０Ａと撮像素子２０Ｂとを備える。撮像素子２０Ａと撮像素子２０Ｂとは、読取対象Ｍの搬送路を挟んで対向して配置されている。撮像素子２０Ａは、読取位置１７に光を照射し、読取対象Ｍの一方の面からの反射光を読み取る。また、撮像素子２０Ａは、読取位置１８に光を照射する。撮像素子２０Ｂは、撮像素子２０Ａが読取位置１８に照射した光が読取対象Ｍを透過した透過光を読み取る。また、撮像素子２０Ｂは、読取位置１８に光を照射し、読取対象Ｍの他方の面からの反射光を読み取る。撮像素子２０Ａには、反射光用光源および透過光用光源として共通の光源が実装されている。読取位置１７および読取位置１８はそれぞれ、第１読取位置および第２読取位置の例である。撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂはそれぞれ、第１撮像素子および第２撮像素子の例である。
【００１２】
撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂの部品構成について図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１に係る撮像素子２０Ａ、撮像素子２０Ｂの展開斜視図である。撮像素子２０Ａは、透明部材でできた透明板２Ａと、読取対象Ｍに光を出射する導光体２１Ａおよび導光体２２Ａと、導光体２１Ａおよび導光体２２Ａを支持する導光体支持部材３Ａと、導光体２１Ａおよび導光体２２Ａに装着されるホルダ４Ａと、光源が実装される光源基板５Ａと、光源の熱を伝導する熱伝導シート６Ａと、光源の熱を放熱する放熱板７Ａと、読取対象Ｍからの光を集めるレンズ体８Ａと、上面が開口しており部品を収納する筐体９Ａと、筐体９Ａの底面に配置されるセンサ基板１０Ａと、受光した光を電気信号に変換する受光素子１１Ａとを備える。導光体２１Ａおよび導光体２２Ａと、導光体支持部材３Ａと、ホルダ４Ａと、光源基板５Ａと、熱伝導シート６Ａと、放熱板７Ａと、レンズ体８Ａとは、筐体９Ａに収納される。
【００１３】
導光体２１Ａおよび導光体２２Ａと、光源基板５Ａと、熱伝導シート６Ａと、放熱板７Ａとは、ホルダ４Ａにより連結される。導光体２１Ａおよび導光体２２Ａは、例えば、樹脂で形成される棒状の透明体である。図２では、導光体２１Ａおよび導光体２２Ａがそれぞれ１本であるが、これに限らず、それぞれ１本以上でもよいし、導光体２２Ａのみでもよい。導光体２１Ａおよび導光体２２Ａは、導光体支持部材３Ａに支持される。レンズ体８Ａは、筐体９Ａに形成されたレンズ体支持部９１Ａに支持される。各部品を収容した筐体９Ａの上面に透明板２Ａが配置され、筐体９Ａの底面に受光素子１１Ａが実装されたセンサ基板１０Ａが配置される。受光素子１１Ａは、センサ基板１０Ａの上で主走査方向Ｘに配列されている。筐体９Ａの底面には、センサ基板１０Ａの受光素子１１Ａが実装された部分の面積よりも大きい開口部が形成されている。受光素子１１Ａは、底面の開口部から筐体９Ａの内部の空間に露出している。受光素子１１Ａは、レンズ体８Ａの光軸に合わせて配列されており、レンズ体８Ａと対向している。
【００１４】
ここまで撮像素子２０Ａの部品構成を説明したが、撮像素子２０Ｂの部品構成も同様である。撮像素子２０Ｂは、透明板２Ｂと、導光体２１Ｂおよび導光体２２Ｂと、導光体支持部材３Ｂと、ホルダ４Ｂと、光源基板５Ｂと、熱伝導シート６Ｂと、放熱板７Ｂと、レンズ体８Ｂと、筐体９Ｂと、センサ基板１０Ｂと、受光素子１１Ｂとを備える。筐体９Ｂにはレンズ体支持部９１Ｂが形成されている。図２では、導光体２１Ｂおよび導光体２２Ｂがそれぞれ１本であるが、これに限らず、それぞれ１本以上でもよいし、どちらか１本でもよい。
【００１５】
撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂの各部品について、図１、図３および図４を用いて説明する。図３は、撮像素子２０Ａの導光体２２Ａを通る主走査方向の断面であり、撮像素子２０Ｂの導光体２２Ｂを通る主走査方向の断面である。撮像素子２０Ａの光源基板５Ａの導光体２２Ａに対向する面には、光を発する光源３２Ａが実装されている。光源３２Ａは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。光源３２Ａが点灯しているときに発生する熱を放熱するため、光源基板５Ａの光源３２Ａを実装した面の反対側の面には、熱伝導シート６Ａおよび放熱板７Ａが設けられている。
【００１６】
光源３２Ａが発した光は導光体２２Ａの端面から内部に入射する。導光体２２Ａの端面から入射した光源３２Ａの光は、導光体２２Ａの内部で反射して長軸方向すなわち主走査方向に伝搬する。伝搬した光は乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ａに向かって出射される。このとき、導光体２２Ａから出射される光は、読取位置１７および読取位置１８を照射する。
【００１７】
図４は、撮像素子２０Ａの導光体２１Ａを通る主走査方向の断面であり、撮像素子２０Ｂの導光体２１Ｂを通る主走査方向の断面である。撮像素子２０Ａの光源基板５Ａの導光体２１Ａに対向する面には、光を発する光源３１Ａが実装されている。光源３１Ａが発した光は導光体２１Ａの端面から入射する。導光体２１Ａの端面から入射した光源３１Ａの光は、導光体２１Ａの内部で反射して主走査方に伝搬する。伝搬した光は乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ａに向かって出射される。このとき、導光体２１Ａから出射される光は、読取位置１７を照射する。
【００１８】
このように光源３２Ａが発した光は、導光体２２Ａによって読取位置１７および読取位置１８の読取対象Ｍに照射される。光源３１Ａが発した光は、導光体２１Ａによって読取位置１７の読取対象Ｍに照射される。撮像素子２０Ａの導光体２１Ａおよび導光体２２Ａと、ホルダ４Ａと、光源基板５Ａと、熱伝導シート６Ａと、放熱板７Ａと、光源３１Ａおよび光源３２Ａとは、第１照明部の例である。
【００１９】
図１に示すように、撮像素子２０Ａは、読取対象Ｍを副走査方向Ｙに搬送しながら、読取対象Ｍに主走査方向Ｘに延びる線状光を照射する。読取位置１７の読取対象Ｍからの反射光は、主走査方向Ｘに沿って配列された複数のレンズで構成されるレンズ体８Ａに入射する。レンズ体８Ａは、センサ基板１０Ａに配置された受光素子１１Ａ上に読取対象Ｍからの反射光を結像させる。レンズ体８Ａおよび受光素子１１Ａはそれぞれ、第１レンズ体および第１受光素子の例である。センサ基板１０Ａの受光素子１１Ａが実装された面の反対側の面には、制御装置１４Ａが配置されている。受光素子１１Ａは、反射光が結んだ像のそれぞれの画素ごとの光信号を電気信号に変換して制御装置１４Ａへ出力する。制御装置１４Ａは、受光素子１１Ａから入力された電気信号を処理し、外部に出力する。
【００２０】
ここまで、撮像素子２０Ａの部品について説明したが、撮像素子２０Ｂも撮像素子２０Ａと同様の部品を備える。図３および図４に示すように、撮像素子２０Ｂの光源基板５Ｂの導光体２１Ｂおよび導光体２２Ｂに対向する面にはそれぞれ、光を発する光源３１Ｂおよび光源３２Ｂが実装されている。光源３１Ｂが発した光は、導光体２１Ｂによって読取位置１７の読取対象Ｍに照射される。光源３２Ｂが発した光は、導光体２２Ｂによって読取位置１７の読取対象Ｍに照射される。撮像素子２０Ｂは、読取位置１８には光を照射しない。導光体２１Ｂおよび導光体２２Ｂと、ホルダ４Ｂと、光源基板５Ｂと、熱伝導シート６Ｂと、放熱板７Ｂと、光源３１Ｂおよび光源３２Ｂとは、第２照明部の例である。
【００２１】
図１に示すように、撮像素子２０Ｂは、読取対象Ｍを副走査方向Ｙに搬送しながら、読取対象Ｍに主走査方向Ｘに延びる線状光を照射する。読取位置１７の読取対象Ｍからの反射光は、主走査方向Ｘに沿って配列された複数のレンズで構成されるレンズ体８Ｂに入射する。撮像素子２０Ｂでは、さらに読取位置１８の読取対象Ｍからの透過光がレンズ体８Ｂに入射する。レンズ体８Ｂは、センサ基板１０Ｂに配置された受光素子１１Ｂ上に読取対象Ｍからの反射光および透過光を結像させる。レンズ体８Ｂおよび受光素子１１Ｂはそれぞれ、第２レンズ体および第２受光素子の例である。センサ基板１０Ｂの受光素子１１Ｂが実装された面の反対側の面には、制御装置１４Ｂが配置されている。受光素子１１Ｂは、反射光が結んだ像および透過光が結んだ像のそれぞれの画素ごとの光信号を電気信号に変換して制御装置１４Ｂへ出力する。制御装置１４Ｂは、受光素子１１Ｂから入力された電気信号を処理し、外部に出力する。
【００２２】
このように、撮像素子２０Ａは、自らの光源３１Ａおよび光源３２Ａの光が反射した読取対象Ｍの一方の面からの反射光を読み取る。撮像素子２０Ｂは、自らの光源３１Ｂおよび光源３２Ｂの光が反射した読取対象Ｍの他方の面からの反射光を読み取り、かつ、撮像素子２０Ａの光源３２Ａの光が読取対象Ｍを透過した透過光を読み取る。続いて、撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂの導光体について図５を用いて詳しく説明する。
【００２３】
図５Ａは、図３および図４に示す撮像素子２０Ａの副走査方向の断面Ｓ１−Ｓ２を示す。なお、図３は、図５Ａに示す撮像素子２０Ａの主走査方向の断面Ｓ３−Ｓ４を示す。図４は、図５Ａに示す撮像素子２０Ａの主走査方向の断面Ｓ５−Ｓ６を示す。導光体２１Ａは、撮像素子２０Ａが読み取る反射光用の光を読取対象Ｍに照射する導光体である。導光体２２Ａは、撮像素子２０Ａが読み取る反射光用の光を読取対象Ｍに照射し、かつ、撮像素子２０Ｂが読み取る透明光用の光を読取対象Ｍに照射する導光体である。導光体２１Ａは、光散乱部１５を有する。導光体２２Ａは、光散乱部１５及び光散乱部１６を有する。光散乱部１５および光散乱部１６には、白印刷、プリズムなどにより光を散乱させるパターンが形成されている。
【００２４】
導光体２１Ａの端面から入射された光は、内部で反射して主走査方に伝搬する。伝搬した光は光散乱部１５に乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ａに向かって出射される。導光体２１Ａ内の光散乱部１５は、反射した光が読取対象Ｍの法線方向に対して斜めの方向に出射し、読取位置１７を照射する位置および角度で配置されている。同様に、導光体２２Ａの端面から入射された光は、内部で反射して主走査方に伝搬する。伝搬した光は光散乱部１５に乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ａに向かって出射される。導光体２２Ａ内の光散乱部１５は、反射した光が読取対象Ｍの法線方向に対して斜めの方向に出射し、導光体２１Ａとはレンズ体８Ａを挟んで逆側から読取位置１７を照射する位置および角度で配置されている。光散乱部１５は、第１光反射パターンの例である。レンズ体８Ａに読取位置１７の読取対象Ｍからの反射光が入射される。レンズ体８Ａは、センサ基板１０Ａに配置された受光素子１１Ａ上に読取対象Ｍからの反射光を結像させる。受光素子１１Ａは、反射光が結んだ像の光信号を電気信号に変換して制御装置１４Ａへ出力する。また、導光体２２Ａの内部で反射して主走査方に伝搬した光は、光散乱部１６に乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ａに向かって出射される。導光体２２Ａ内の光散乱部１６は、反射した光が読取対象Ｍの法線方向に出射し、読取位置１８を照射する位置および角度で配置されている。光散乱部１６は、第２光反射パターンの例である。
【００２５】
つまり、導光体２２Ａの端面に対向して配置される光源３２Ａは、撮像素子２０Ａが読み取る反射光用と、撮像素子２０Ｂが読み取る透過光用とで共通の光源として配置されている。図５Ｂは、図３および図４に示す撮像素子２０Ｂの副走査方向の断面Ｓ１−Ｓ２を示す。なお、図３は、図５Ｂに示す撮像素子２０Ｂの主走査方向の断面Ｓ３−Ｓ４を示す。図４は、図５Ｂに示す撮像素子２０Ｂの主走査方向の断面Ｓ５−Ｓ６を示す。図５Ｂに示すように撮像素子２０Ｂの導光体２１Ｂおよび導光体２２Ｂも同様に、光散乱部１５を有する。撮像素子２０Ｂの導光体２２Ｂは、光散乱部１６を有しない。導光体２１Ｂの端面から入射された光は、内部で反射して主走査方に伝搬する。伝搬した光は光散乱部１５に乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ｂに向かって出射される。導光体２１Ｂ内の光散乱部１５は、反射した光が読取対象Ｍの法線方向に対して斜めの方向に出射し、読取位置１７を照射する位置および角度で配置されている。同様に、導光体２２Ｂの端面から入射された光は、内部で反射して主走査方に伝搬する。伝搬した光は光散乱部１５に乱反射されて、主走査方向に延びる線状光として透明板２Ｂに向かって出射される。導光体２２Ｂ内の光散乱部１５は、反射した光が読取対象Ｍの法線方向に対して斜めの方向に出射し、導光体２１Ｂとはレンズ体８Ｂを挟んで逆側から読取位置１７を照射する位置および角度で配置されている。
【００２６】
制御装置１４Ａおよび制御装置１４Ｂはそれぞれ、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間を制御するシャッタを備える。露光時間を制御するシャッタとしては、電子シャッタで制御する方法と、メカニカルシャッタで制御する方法がある。
【００２７】
電子シャッタとは、読み取り周期中、蓄積された電荷の掃き捨てを行うことができ、決められた時間だけ受光素子に電荷の蓄積を行うことができる機能である。読み取り周期とは、第１の画素を読み込んでから次の画素を読み込むまでの時間である。受光素子が電荷を掃き捨てているときが、電子シャッタが閉じている状態で、受光素子が電荷を蓄積しているときが、電子シャッタが開いている状態である。制御装置１４Ａおよび制御装置１４Ｂはそれぞれ、電子シャッタの駆動信号を制御することにより、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間、すなわち電荷の蓄積時間を制御することができる。
【００２８】
メカニカルシャッタとは、受光素子とレンズ体との間に配置された光を遮るシャッタである。制御装置１４Ａおよび制御装置１４Ｂはそれぞれ、メカニカルシャッタを開閉することで、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間を制御する。制御装置１４Ａおよび制御装置１４Ｂはそれぞれ、第１制御装置および第２制御装置の例である。受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間の制御について、図６を用いて説明する。
【００２９】
図６では、斜線の長方形が光源の点灯時間、矩形波の高い部分が露光時間を表している。つまり、矩形波の高低がシャッタの開閉を示している。読取対象Ｍの搬送速度は、読み取り周期と画像読取装置１の解像度とによって規定される。読取対象Ｍの搬送速度をＶ、読み取り周期をＰ、解像度をＲとすると、搬送速度Ｖは、Ｖ＝１／（Ｐ＊Ｒ）の式で表される。図６Ａの例では、撮像素子２０Ｂで反射光を読み取る１回目、３回目の読み取り周期は、撮像素子２０Ｂの光源３１Ｂおよび光源３２Ｂが点灯している。撮像素子２０Ｂの制御装置１４Ｂは、光源３１Ｂおよび光源３２Ｂが点灯している間、シャッタを開閉して反射光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ｂを露光させる。撮像素子２０Ａで反射光を読み取り、同時に、撮像素子２０Ｂで透過光を読み取る２回目、４回目の読み取り周期は、撮像素子２０Ａの光源３１Ａおよび光源３２Ａが点灯している。撮像素子２０Ａの制御装置１４Ａは、光源３１Ａおよび光源３２Ａが点灯している間、シャッタを開閉して反射光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ａを露光させる。一方、撮像素子２０Ｂの制御装置１４Ｂは、シャッタを開閉して透過光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ｂを露光させる。このとき、撮像素子２０Ａに入射する反射光と、撮像素子２０Ｂに入射する透過光の光量とは異なるが、反射光を受光する受光素子１１Ａおよび透過光を受光する受光素子１１Ｂの露光時間を制御することで、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂは同じ光量の光を受光することができる。これにより、光源３２Ａを反射光用光源と透過光用光源との共通の光源とした場合でも、反射光と透過光との出力レベルを合わせることができる。
【００３０】
光源３１Ａ、光源３２Ａ、光源３１Ｂおよび光源３２Ｂの光量は、撮像素子２０Ａの光源３２Ａは、透過光の読み取りに必要な最低限の光量以上であればよく、撮像素子２０Ａの光源３１Ｂ、撮像素子２０Ｂの光源３１Ｂおよび光源３２Ｂは、反射光の読み取りに必要な最低限の光量以上であればよい。
【００３１】
図６Ｂに示すように、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間の制御は、読み取り周期中にパルス駆動でシャッタを複数回開閉することでも実現できる。なお、露光時間を制御する方法は、電子シャッタまたはメカニカルシャッタでなくてもよい。
【００３２】
以上説明したように、実施の形態１によれば、一対の撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂを備える画像読取装置１において、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間を制御することで、受光する光の光量を調整できるので、共通の光源３２Ａから導光体２２Ａを介して照射された光の読取対象Ｍからの反射光および透過光の出力レベルを合わせることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
実施の形態１では、撮像素子２０Ａの読取位置と撮像素子２０Ｂの読取位置とが副走査方向に離れていたが、実施の形態２では、撮像素子２０Ａの読取位置と撮像素子２０Ｂの読取位置とが一致している。撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂの部品構成および機能は、実施の形態１と同様である。
【００３４】
図７は、本発明の実施の形態２に係る画像読取装置の副走査方向の断面図を示している。実施の形態２では、撮像素子２０Ａは、読取位置１９に光を照射し、読取対象Ｍの一方の面からの反射光を読み取る。撮像素子２０Ｂも、読取位置１９に光を照射し、読取対象Ｍの他方の面からの反射光を読み取る。また、撮像素子２０Ｂは、撮像素子２０Ａが読取位置１９に照射した光が読取対象Ｍを透過した透過光を読み取る。つまり、撮像素子２０Ａの光源３１Ａおよび光源３２Ａ（図示せず）を反射光用光源および透過光用光源として共用する。読取位置１９は、第１読取位置の例である。
【００３５】
実施の形態２では、撮像素子２０Ｂは、撮像素子２０Ａから読取対象Ｍの法線方向に対して斜めの方向から読取対象Ｍに照射された光が読取対象Ｍを透過した透過光を読み取る。
【００３６】
以上説明したように、実施の形態２によれば、撮像素子２０Ａおよび撮像素子２０Ｂの読取位置を一致させることができるので、画像読取装置１をコンパクトにすることができる。
【００３７】
上記の実施の形態では、撮像素子２０Ａは、読取対象Ｍからの反射光のみを読み取るが、これに限らない。第１の変形例として、撮像素子２０Ａも撮像素子２０Ｂと同様に、読取対象Ｍからの反射光だけでなく、読取対象Ｍからの透過光を読み取る構成にしてもよい。この場合、実施の形態１のように、撮像素子２０Ａの読取位置と撮像素子２０Ｂの読取位置とが副走査方向に離隔する構成では、導光体２２Ｂは、端面から入射された光を反射して、読取対象Ｍの法線方向に出射する光散乱部１６をさらに有する。つまり光源３２Ｂも光源３２Ａと同様に反射光用光源および透過光用光源として共用する。実施の形態２のように、撮像素子２０Ａの読取位置と撮像素子２０Ｂの読取位置とが一致する構成では、撮像素子２０Ａは、撮像素子２０Ｂから読取対象Ｍの法線方向に対して斜めの方向から読取対象Ｍに照射された光が、読取対象Ｍを透過した透過光を読み取る。つまり光源３１Ｂおよび光源３２Ｂも光源３１Ａおよび光源３２Ａと同様に反射光用光源および透過光用光源として共用する。この第１の変形例に係る受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間制御について、図８を用いて説明する。
【００３８】
図８では、斜線の四角が光源の点灯時間、矩形波の高い部分が露光時間を表している。つまり、矩形波の高低がシャッタの開閉を示している。図８Ａの例では、撮像素子２０Ａで透過光を読み取り、撮像素子２０Ｂで反射光を読み取る１回目、３回目の読み取り周期は、撮像素子２０Ｂの光源３１Ｂおよび光源３２Ｂが点灯している。撮像素子２０Ｂの制御装置１４Ｂは、光源３１Ｂおよび光源３２Ｂが点灯している間、シャッタを開閉して反射光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ｂを露光させる。一方、撮像素子２０Ａの制御装置１４Ａは、シャッタを開閉して透過光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ａを露光させる。撮像素子２０Ａで反射光を読み取り、撮像素子２０Ｂで透過光を読み取る２回目、４回目の読み取り周期は、撮像素子２０Ａの光源３１Ａおよび光源３２Ａが点灯している。撮像素子２０Ａの制御装置１４Ａは、光源３１Ａおよび光源３２Ａが点灯している間、シャッタを開閉して反射光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ａを露光させる。一方、撮像素子２０Ｂの制御装置１４Ｂは、シャッタを開閉して透過光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ｂを露光させる。このとき、撮像素子２０Ａに入射する反射光と、撮像素子２０Ｂに入射する透過光の光量は異なるが、反射光を受光する受光素子１１Ａおよび透過光を受光する受光素子１１Ｂの露光時間を制御することで、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂは同じ光量の光を受光することができる。これにより、光源３２Ａおよび光源３２Ｂを反射光用光源と透過光用光源との共通の光源とした場合でも、反射光と透過光との出力レベルを合わせることができる。また、図８Ｂに示すように、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間の制御は、読み取り周期中にパルス駆動でシャッタを複数回開閉することでも実現できる。
【００３９】
第２の変形例として、撮像素子２０Ｂは、読取対象Ｍからの透過光のみを読み取る構成にしてもよい。この場合、撮像素子２０Ｂは、光源３１Ｂ、光源３２Ｂ、導光体２１Ｂ、導光体２２Ｂなどの照明部を備えなくてよい。この第２の変形例に係る受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間制御について、図９を用いて説明する。
【００４０】
図９では、斜線の四角が光源の点灯時間、矩形波の高い部分が露光時間を表している。つまり、矩形波の高低がシャッタの開閉を示している。図９Ａの例では、撮像素子２０Ａで反射光を読み取り、撮像素子２０Ｂで透過光を読み取るすべての読み取り周期は、撮像素子２０Ａの光源３１Ａおよび光源３２Ａが点灯している。撮像素子２０Ａの制御装置１４Ａは、光源３１Ａおよび光源３２Ａが点灯している間、シャッタを開閉して反射光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ａを露光させる。一方、撮像素子２０Ｂの制御装置１４Ｂは、シャッタを開閉して透過光の読み取りに必要な時間だけ受光素子１１Ｂを露光させる。このとき、撮像素子２０Ａに入射する反射光と、撮像素子２０Ｂに入射する透過光の光量は異なるが、反射光を受光する受光素子１１Ａおよび透過光を受光する受光素子１１Ｂの露光時間を制御することで、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂは同じ光量の光を受光することができる。これにより、光源３２Ａを反射光用光源と透過光用光源との共通の光源とした場合でも、反射光と透過光との出力レベルを合わせることができる。また、図９Ｂに示すように、受光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂの露光時間の制御は、読み取り周期中にパルス駆動でシャッタを複数回開閉することでも実現できる。
【００４１】
上記の実施の形態では、撮像素子２０Ａの制御装置１４Ａ、撮像素子２０Ｂの制御装置１４Ｂが共に露光時間を制御する。これに限らず、図６Ａの例のように、光源３２Ａ、光源３１Ｂおよび光源３２Ｂの光量を、１回の読み取り周期あたりの撮像素子２０Ｂでの露光時間が常に最大になる光量にすれば、制御装置１４Ｂは、露光時間を制御するシャッタを備えなくてもよい。
【００４２】
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。即ち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【００４３】
本出願は、２０１８年１２月１８日に出願された、日本国特許出願特願２０１８−２３６３９３号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１８−２３６３９３号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像読取装置、２Ａ，２Ｂ  透明板、３Ａ，３Ｂ  導光体支持部材、４Ａ，４Ｂ  ホルダ、５Ａ，５Ｂ  光源基板、６Ａ，６Ｂ  熱伝導シート、７Ａ，７Ｂ  放熱板、８Ａ，８Ｂ  レンズ体、９Ａ，９Ｂ  筐体、１０Ａ，１０Ｂ  センサ基板、１１Ａ，１１Ｂ  受光素子、１４Ａ，１４Ｂ  制御装置、１５，１６  光散乱部、１７，１８，１９  読取位置、２０Ａ，２０Ｂ  撮像素子、２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ  導光体、３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ  光源、９１Ａ，９１Ｂ  レンズ体支持部、Ｍ  読取対象、Ｘ  主走査方向、Ｙ  副走査方向、Ｚ  高さ方向。
【図１】
2020129437.tif 000003
【図２】
2020129437.tif 000004
【図３】
2020129437.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
2020129437.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2020129437.tif 000010
【図７】
2020129437.tif 000011
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年12月17日(2020.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像読取装置は、第１撮像素子と、第２撮像素子とを備える。第１撮像素子は、第１照明部、第１レンズ体、第１受光素子、および、第１制御装置を有する。第１照明部は、読取対象に光を照射する。第１レンズ体は、第１照明部が照射した光の読取対象からの反射光を結像させる。第１受光素子は、第１レンズ体で結像された光を電気信号に変換する。第１制御装置は、第１受光素子の露光時間を制御する。第２撮像素子は、第２レンズ体、第２受光素子、および、第２制御装置を有する。第２レンズ体は、第１照明部が照射した光の読取対象からの透過光を結像させる。第２受光素子は、第２レンズ体で結像された光を電気信号に変換する。第２制御装置は、第２受光素子の露光時間を制御する。第１制御装置は、読取対象からの反射光の読み取り周期中、第１受光素子の電子シャッタをパルス駆動で複数回開閉して露光時間を制御する。第２制御装置は、読取対象からの透過光の読み取り周期中、第２受光素子の電子シャッタをパルス駆動で複数回開閉して露光時間を制御する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
読取対象に光を照射する第１照明部、
前記第１照明部が照射した光の前記読取対象からの反射光を結像させる第１レンズ体、
前記第１レンズ体で結像された光を電気信号に変換する第１受光素子、および、
前記第１受光素子の露光時間を制御する第１制御装置、
を有する第１撮像素子と、
前記第１照明部が照射した光の前記読取対象からの透過光を結像させる第２レンズ体、
前記第２レンズ体で結像された光を電気信号に変換する第２受光素子、および、
前記第２受光素子の露光時間を制御する第２制御装置、
を有する第２撮像素子と、
を備え、
前記第１制御装置は、前記読取対象からの反射光の読み取り周期中、前記第１受光素子の電子シャッタをパルス駆動で複数回開閉して露光時間を制御し、
前記第２制御装置は、前記読取対象からの透過光の読み取り周期中、前記第２受光素子の電子シャッタをパルス駆動で複数回開閉して露光時間を制御する画像読取装置。
【請求項２】
前記第２撮像素子は、
前記第１照明部が前記読取対象に光を照射していないときに前記読取対象に光を照射する第２照明部をさらに有し、
前記第２レンズ体は、前記第２照明部が照射した光の前記読取対象からの反射光をさらに結像させる、
請求項１に記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記第１レンズ体は、前記第２照明部が照射した光の前記読取対象からの透過光をさらに結像させる、
請求項２に記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記第１照明部は、
主走査方向に延在する棒状の導光体と、
前記導光体の主走査方向の端面に対向して設けられ前記導光体の端面に光を入射する光源と、
を備え、
前記導光体は、前記導光体の端面から入射した光を反射及び散乱させて、主走査方向へ伝搬させ、前記導光体から前記読取対象の法線方向に対して斜めの方向に出射して、前記読取対象が通過する第１読取位置に光を照射する第１光反射パターン、および、前記導光体の端面から入射した光を反射及び散乱させて、主走査方向へ伝搬させ、前記導光体から前記読取対象の法線方向に出射して、前記第１読取位置から副走査方向に離隔した第２読取位置に光を照射する第２光反射パターン、を有し、
前記第１レンズ体は、前記第１読取位置の前記読取対象からの反射光を結像させ、
前記第２レンズ体は、前記第２読取位置の前記読取対象からの透過光を結像させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記第１照明部は、
主走査方向に延在する棒状の導光体と、
前記導光体の主走査方向の端面に対向して設けられ前記導光体の端面に光を入射する光源と、
を備え、
前記導光体は、前記導光体の端面から入射した光を反射及び散乱させて、主走査方向へ伝搬させると共に、前記導光体から前記読取対象の法線方向に対して斜めの方向に出射して、前記読取対象が通過する第１読取位置に光を照射する第１光反射パターンを有し、
前記第１レンズ体は、前記第１読取位置からの反射光を結像させ、
前記第２レンズ体は、前記第１読取位置からの透過光を結像させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【国際調査報告】
2020129437.tif 000016
2020129437.tif 000017
2020129437.tif 000018
2020129437.tif 000019