技术领域
[0001] 本
发明涉及的是读取介质上的图像的接触式图像传感器(Contact Image Sensor)。
背景技术
[0002]
现有技术下,作为读取纸等的介质上的图像的图像传感器,已知的有将与介质上的图像等倍的图像成像于受光元件上的接触式图像传感器(例如参照
专利文献1)。在专利文献1所记载的接触式图像传感器中,接收被介质反射的光的受光元件安装于筐体的下端侧,对介质照射光的LED阵列安装于筐体的上端侧。另外,在筐体的上端侧,配置有用于将被介质反射的光成像于受光元件上的
柱状透镜,且在筐体的上端侧固定有孔径
角限制部件,以将该柱状透镜
覆盖。在孔径角限制部件的侧面上,设有将来自LED阵列的光向介质反射的镜面部。
[0003] 专利文献1:日本公开
公报、特开2009-111544号
发明内容
[0004] 在利用接触式图像传感器读取图像的介质中,例如也存在如折子那样在其中央部分上具有合页部(弯曲部)的册子状的介质,其中,该合页部通过将用线装订的部分折弯而形成。在利用接触式图像传感器读取该册子状介质的合页部附近的图像时,在合页部的附近照射有来自LED等的
光源的光,但是由于合页部被折弯,因此在合页部的附近容易产生阴影。另外,由于合页部的弯曲状态等的影响,从载置介质的玻璃盖片等的表面至合页部为止的距离容易发生变动,因此,被照射于合页部的附近的光量容易发生变动。因此,在利用接触式图像传感器读取册子状介质的合页部附近的图像时,图像的读取
精度容易降低。
[0005] 因此,本发明的课题在于,提供一种即使在读取册子状介质的合页部附近的图像时,也能够抑制图像的读取精度的降低的接触式图像传感器。
[0006] 为了解决上述课题,本发明的接触式图像传感器是读取介质上的图像的接触式图像传感器,其特征在于,设有受光元件、成像光学系统、发光体以及反射面,上述受光元件接收被配置于接触式图像传感器的主扫描线上的介质的被读取部反射的光,上述成像光学系统将被读取部的图像成像于受光元件上,上述发光体用于对被读取部照射光,上述反射面配置于成像光学系统的侧旁并将从发光体射出的光的一部分向被读取部反射;从发光体至被读取部为止的光程长度,比从受光元件至被读取部为止的光程长度长;在将由接触式图像传感器的景深和接触式图像传感器的主扫描方向确定的平面作为虚拟平面,将由虚拟平面和发光体确定的空间作为虚拟空间时,在虚拟空间的接触式图像传感器的副扫描方向上的外侧,未配置有将从发光体射出的光向被读取部反射的反射体。
[0007] 在本发明的接触式图像传感器中,从用于对介质的被读取部照射光的发光体至被读取部为止的光程长度,比从受光元件至被读取部为止的光程长度长。因此,能够使从发光体至被读取部为止的距离变得较长,从而能够使直接照射于被读取部上的光接近于平行光。另外,在本发明中,由于将从发光体射出的光的一部分向被读取部反射的反射面配置于成像光学系统的侧旁,因此,能够使从反射面至被读取部为止的距离变得较长,从而能够使被反射面反射而照射于被读取部上的光接近于平行光。因此,即使从玻璃盖片的表面等的载置介质的面(介质载置面)至被读取部为止的距离发生变动,照射于被读取部上的光量也难以发生变动。另外,在本发明中,由于反射面配置于成像光学系统的侧旁,因此,能够通过从发光体直接照射于被读取部上的光和经由反射面而被照射于被读取部上的光,抑制与从介质载置面至被读取部为止的距离相对应的光量的变动。
[0008] 另外,在本发明中,在由虚拟平面和发光体确定的虚拟空间的、接触式图像传感器的副扫描方向上的外侧,未配置有将从发光体射出的光向被读取部反射的反射体。因此,能够减少从倾斜方向照射于被读取部上的光的成分,其结果是,能够相对地增加从与主扫描方向和副扫描方向垂直相交的垂直方向照射于被读取部上的光的成分。因此,即使被读取部是册子状介质的合页部的附近,也能够抑制在被读取部上产生阴影。
[0009] 这样,在本发明中,能够抑制与从介质载置面至被读取部为止的距离相对应的光量的变动,并且,即使被读取部是册子状介质的合页部的附近,也能够抑制在被读取部上产生阴影。因此,在本发明中,即使在读取册子状介质的合页部附近的图像时,也能够抑制图像的读取精度的降低。
[0010] 另外,在本发明中,由于能够相对地增加从垂直方向照射于被读取部上的光的成分,因此,即使被读取部是册子状介质的页面的弯折部分,也能够抑制在被读取部上产生阴影。因此,在本发明中,即使在读取册子状介质的页面的弯折部分的图像时,也能够抑制图像的读取精度的降低。
[0011] 在本发明中,以反射面的角度、
位置和/或扩散度被设定为,在景深内的、从发光体直接照射的直射光的光量减少的范围内,被反射面反射而照射的反射光的光量增加为佳。这样构成的话,在景深内,能够有效地抑制与从介质载置面至被读取部为止的距离相对应的光量的变动。另外,该情况下,以反射面的角度、位置和/或扩散度被设定为,使直射光和反射光的混合光的光量在景深内呈略均匀为佳。这样构成的话,在景深内,能够防止与从介质载置面至被读取部为止的距离相对应的光量的变动。
[0012] 在本发明中,以反射面形成为将来自发光体的光进行
镜面反射的镜面状为佳。这样构成的话,由于能够防止从发光体射出的光被反射面漫反射,因此,变得容易控制景深内的反射光的光量分布。因此,能够在景深内的、直射光的光量减少的范围内适当地增加反射光的光量。
[0013] 在本发明中,接触式图像传感器设有例如保持成像光学系统的光学系统保持部件,且反射面被固定或形成于光学系统保持部件的侧面。该情况下,能够利用光学系统保持部件而比较容易地配置反射面。
[0014] 在本发明中,以成像光学系统和光学系统保持部件配置于不会将从发光体直接照射于虚拟平面上的光遮断的位置上为佳。这样构成的话,在景深内难以产生光量急剧下降的间断点。因此,在景深内,能够有效地抑制与从介质载置面至被读取部为止的距离相对应的光量的变动。
[0015] 在本发明中,以发光体和反射面配置于成像光学系统的副扫描方向上的两侧为佳。这样构成的话,由于能够从副扫描方向的两侧对被读取部照射光,因此,能够有效地抑制在被读取部上产生阴影。
[0016] 在本发明中,以接触式图像传感器设有安装受光元件的
基板,发光体是光源并被安装于该基板上为佳。这样构成的话,与另外设置光源用的基板的情况相比较,能够简化接触式图像传感器的构成。因此,能够使接触式图像传感器小型化。
[0017] 在本发明中,以排列于主扫描方向上的多个光源被安装于基板上为佳。这样构成的话,由于能够从多个光源对被读取部照射光,因此,能够有效地抑制在被读取部上产生阴影。
[0018] 在本发明中,例如在虚拟空间的副扫描方向上的外侧,配置有不将从发光体射出的光反射的非反射部件。该情况下,能够通过非反射部件减少从倾斜方向照射于被读取部上的光的成分。
[0019] 在本发明中,成像光学系统例如是在主扫描方向上排列有多个棒状透镜的棒状透镜阵列。
[0020] 如上所述,在本发明的接触式图像传感器中,即使在读取册子状介质的合页部的图像时,也能够抑制图像的读取精度的降低。
附图说明
[0021] 图1是用于从侧面对本发明实施方式涉及的接触式图像传感器的概略构成进行说明的图。
[0022] 图2是表示从图1所示的接触式图像传感器中将玻璃盖片和玻璃
支撑部件拆除后的状态的俯视图。
[0023] 符号说明
[0024] 1 图像传感器(接触式图像传感器)
[0025] 2 介质
[0026] 2b 被读取部
[0027] 3 受光元件
[0028] 4 棒状透镜阵列(成像光学系统)
[0029] 5 光源(发光体)
[0030] 6 透镜保持部件(光学系统保持部件)
[0031] 8 玻璃支撑部件(非反射部件)
[0032] 9 基板
[0033] 11a 反射面
[0034] D 景深
[0035] X 主扫描方向
[0036] Y 副扫描方向
[0037] P 虚拟平面
[0038] S 虚拟空间
具体实施方式
[0039] 以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0040] (接触式图像传感器的构成)
[0041] 图1是用于从侧面对本发明实施方式涉及的接触式图像传感器1的概略构成进行说明的图。图2是表示从图1所示的接触式图像传感器1中将玻璃盖片(cover glass)7和玻璃支撑部件8拆除后的状态的俯视图。
[0042] 接触式图像传感器1(以下,称为“图像传感器1”),是用于读取通过印刷等形成于介质2上的文字或符号、图形(以下,称为“图像”)的装置,且装载在设有介质2的搬送机构等的图像读取装置上进行使用。本方式的图像传感器1,适用于具有合页部2a的折子等册子状的介质2的图像的读取。
[0043] 如图1、图2所示,该图像传感器1设有受光元件3、作为成像光学系统的棒状透镜阵列(Rod lens array)4、作为发光体的多个光源5、作为光学系统保持部件的透镜保持部件6、载置介质2的玻璃盖片7、以及支撑玻璃盖片7的两个玻璃支撑部件8,其中,受光元件3接收被配置于图像传感器1的主扫描线上的介质2的被读取部2b反射的光,棒状透镜阵列4将被读取部2b的图像成像于受光元件3上,多个光源5用于对被读取部2b照射光,透镜保持部件6将棒状透镜阵列4进行保持。除玻璃盖片7以外的这些构成配置于省略图示的筐体的内部。
[0044] 另外,图1、图2所示的X方向是图像传感器1的主扫描方向,Y方向是图像传感器1的副扫描方向。另外,与X方向和Y方向垂直相交的Z方向,与受光元件3和棒状透镜阵列4的光轴方向略一致。另外,在以下的说明中,将Z方向中的Z1方向侧作为“上”侧,将Z2方向侧作为“下”侧。
[0045] 受 光 元 件3是 例 如 CCD(Charge Coupled Device、电 荷 耦 合 器 件) 或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor、互补型金属
氧化物
半导体)等的摄像器件。该受光元件3安装在被配置于图像传感器1的下面侧的基板9上。具体地说,受光元件3安装于图像传感器1的副扫描方向上的基板9的略中心位置。另外,受光元件3配置于被读取部2b的下方。
[0046] 棒状透镜阵列4,设有排列于图像传感器1的主扫描方向上的多个棒状透镜(省略图示)。棒状透镜阵列4固定于透镜保持部件6的上端侧,且配置于受光元件3的上方。
[0047] 光源5是例如LED(Light Emitting Diode、发光
二极管),向上射出放射状的光。该光源5安装于基板9上。具体地说,如图2所示,在主扫描方向上,多个光源5以规定的间隔安装于基板9上。另外,如图1、图2所示,光源5在基板9上被安装于副扫描方向上的受光元件3的两侧。也就是说,光源5在副扫描方向上配置于棒状透镜阵列4和透镜保持部件6的两侧。因此,从光源5至被读取部2b为止的光程长度,比从受光元件3至被读取部2b为止的光程长度长。
[0048] 透镜保持部件6在主扫描方向上形成为细长的四角柱状。具体地说,透镜保持部件6形成为从主扫描方向观察时的形状呈等腰梯形的四角柱状,透镜保持部件6的副扫描方向的两侧面成为倾斜面6a,其中,该倾斜面6a以随着朝向下侧而向副扫描方向的外侧扩展那样地倾斜。
[0049] 在两个倾斜面6a上,分别形成有将从光源5射出的光的一部分向被读取部2b反射的反射面11a。也就是说,在棒状透镜阵列4的副扫描方向上的两侧形成有反射面11a。在本方式中,在倾斜面6a上粘附有反射板11,反射板11的表面成为反射面11a。反射板11在主扫描方向上形成为细长的长方形,如图2所示,在倾斜面6a的主扫描方向上的大致整个区域上形成有反射面11a。本方式的反射面11a,形成为将来自光源5的光进行镜面反射(也就是说扩散度小)的镜面状。在本方式中,反射板11例如由
铝板形成,其表面进行镜面反射,通过适度地使其表面变粗糙而发生少许扩散,从而形成为将来自上述光源5的光进行镜面反射(也就是说扩散度小)的镜面状。
[0050] 玻璃支撑部件8由不反射光的材料形成。例如,玻璃支撑部件8由黑色等的
树脂材料形成。另外,玻璃支撑部件8在主扫描方向上形成为细长的
块状,并设有配置于光源5的副扫描方向上的外侧的侧面部8a和配置于光源5的上方的上面部8b。上面部8b被形成为从侧面部8a的上端朝向副扫描方向的内侧突出。本方式的玻璃支撑部件8是不将从光源5射出的光反射的非反射部件。
[0051] 两个玻璃支撑部件8,以在上面部8b的副扫描方向上的内侧端彼此间形成有规定的间隙那样,被固定于图像传感器1的筐体中。在上面部8b的表面上固定有玻璃盖片7。玻璃盖片7的表面成为载置介质2的介质载置面7a。另外,上面部8b的背面,以随着朝向下方而向副扫描方向的外侧扩展那样地倾斜。
[0052] 在本方式中,如图1所示,若将由图像传感器1的景深D和主扫描方向确定(规定)的平面作为虚拟平面P的话,则棒状透镜阵列4和透镜保持部件6被配置于不会将从光源5直接照射于虚拟平面P上的光L遮断的位置上。
[0053] 另外,在本方式中,若将由虚拟平面P和光源5确定的空间(更具体地说,是由虚拟平面P和光源5的发光点确定的空间)作为虚拟空间S的话,则玻璃支撑部件8配置于虚拟空间S的副扫描方向上的外侧。如上所述,玻璃支撑部件8由不反射的材料形成,因而不会将从光源5射出的光反射。也就是说,在本方式中,在虚拟空间S的副扫描方向上的外侧,未配置有将从光源5射出的光向被读取部2b反射的反射体。
[0054] 在此,从光源5直接照射于被读取部2b上的直射光的光量,随着远离介质载置面7a而减少。例如在景深D内,离介质载置面7a的距离与直射光的光量的关系如图1的曲线图内的曲线C1所示。
[0055] 在本方式中,反射面11a的角度、位置以及扩散度被设定为,在景深D内的、直射光的光量减少的范围内,被反射面11a反射而照射于被读取部2b上的反射光的光量增加。也就是说,反射面11a的角度、位置以及扩散度被设定为,使反射光的光量随着远离介质载置面7a而增加。具体地说,反射面11a的角度、位置以及扩散度被设定为,使直射光和反射光的混合光的光量在景深D内呈略均匀。因此,例如在景深D内,离介质载置面7a的距离与反射光的光量的关系如图1的曲线图内的曲线C2所示,离介质载置面7a的距离与混合光的光量的关系如图1的曲线图内的直线C3所示。
[0056] (本方式的主要效果)
[0057] 如以上所说明那样,在本方式中,从光源5至被读取部2b为止的光程长度,比从受光元件3至被读取部2b为止的光程长度长。因此,能够使从光源5至被读取部2b为止的距离变得较长,从而能够使从光源5直接照射于被读取部2b上的直射光接近于平行光。另外,在本方式中,由于反射面11a形成于透镜保持部件6的倾斜面6a上,因此,能够使从反射面11a至被读取部2b为止的距离变得较长,从而能够使被反射面11a反射而照射于被读取部2b上的反射光接近于平行光。因此,在本方式中,即使由于合页部2a等的弯曲状态等的影响而从介质载置面7a至被读取部2b为止的距离发生变动,照射于被读取部2b上的光量也难以发生变动。
[0058] 另外,在本方式中,由于棒状透镜阵列4和透镜保持部件6配置于不会将从光源5直接照射于虚拟平面P上的光L遮断的位置上,因此,在景深D内难以产生光量急剧下降的间断点(break point)。另外,在本方式中,由于在透镜保持部件6的倾斜面6a上形成有反射面11a,因此,能够通过从光源5直接照射于被读取部2b上的直射光和经由反射面11a而被照射于被读取部2b上的反射光的混合光,抑制与从介质载置面7a至被读取部2b为止的距离相对应的光量的变动。特别是在本方式中,反射面11a的角度、位置以及扩散度被设定为,在景深D内的、直射光的光量减少的范围内反射光的光量增加,从而混合光的光量在景深D内呈略均匀。因此,在本方式中,在景深D内能够防止与从介质载置面7a至被读取部2b为止的距离相对应的光量的变动。
[0059] 另外,在本方式中,在虚拟空间S的副扫描方向上的外侧配置有玻璃支撑部件8,且在虚拟空间S的副扫描方向上的外侧未配置有将从光源5射出的光向被读取部2b反射的反射体。因此,在本方式中,能够减少从倾斜方向照射于被读取部2b上的光的成分,其结果是,能够相对地增加从下侧照射于被读取部2b上的光的成分。因此,在本方式中,即使被读取部2b是册子状的介质2的合页部2a的附近,也能够抑制在被读取部2b上产生阴影。另外,在本方式中,即使被读取部2b是册子状的介质2的页面的弯折部分,也能够抑制在被读取部2b上产生阴影。
[0060] 特别是在本方式中,光源5和反射面11a配置于被读取部2b的副扫描方向上的两侧,且在主扫描方向上排列有多个光源5。因此,能够从副扫描方向的两侧且从多个光源5对被读取部2b照射光。因此,能够有效地抑制在被读取部2b上产生阴影。
[0061] 这样,在本方式中,能够抑制与从介质载置面7a至被读取部2b为止的距离相对应的光量的变动,并且,即使被读取部2b是册子状的介质2的合页部2a的附近,也能够抑制在被读取部2b上产生阴影。因此,在本方式中,即使在读取册子状的介质2的合页部2a附近的图像时,也能够抑制图像的读取精度的降低。另外,在本方式中,由于即使被读取部2b是册子状的介质2的页面的弯折部分,也能够抑制在被读取部2b上产生阴影,因此,即使在读取册子状的介质2的页面的弯折部分的图像时,也能够抑制图像的读取精度的降低。
[0062] 在本方式中,反射面11a被形成为将来自光源5的光进行镜面反射的镜面状。因此,能够防止从光源5射出的光在反射面11a漫反射。因此,容易控制景深D内的反射光的光量分布,从而能够在景深D内的、直射光的光量减少的范围内适当地增加反射光的光量。
[0063] 在本方式中,光源5被安装在安装有受光元件3的基板9上。因此,与另外设置光源5用的基板的情况相比较,能够简化图像传感器1的构成,从而能够使图像传感器1小型化。
[0064] 在本方式中,粘附在倾斜面6a上的反射板11的表面成为反射面11a。因此,在本方式中,能够利用透镜保持部件6而比较容易地将反射面11a配置于棒状透镜阵列4的侧旁。
[0065] (其他实施方式)
[0066] 上述方式是本发明的适宜方式的一例,但是并不限于此,在不改变本发明要旨的范围内能够进行各种
变形实施。
[0067] 在上述方式中,光源5被安装在安装有受光元件3的基板9上。除此之外,例如也可以将光源5安装于与基板9分开设置的基板上。该情况下,将安装光源5的基板配置为,使从光源5至被读取部2b为止的光程长度,比从受光元件3至被读取部2b为止的光程长度长。例如,将安装光源5的基板配置在基板9的下侧。
[0068] 在上述方式中,光源5是LED,但是,光源5也可以是LED以外的其他光源。另外,在上述方式中,用于对被读取部2b照射光的发光体是光源5,但是,用于对被读取部2b照射光的发光体,也可以是向上射出放射状的光的、具有缝隙(开口部)的导光体。也就是说,本
说明书中的发光体,只要是具有呈放射状地射出光的发光部分的物体即可。该情况下,通过该导光体的缝隙和虚拟平面P而确定虚拟空间S。另外,该情况下,从该导光体的缝隙至被读取部2b为止的光程长度,比从受光元件3至被读取部2b为止的光程长度长。
[0069] 在上述方式中,反射面11a被形成为扩散度小的镜面状,但是,反射面11a也可以形成为其扩散度变大。例如,反射面11a也可以是白色的平面。另外,在上述方式中,粘附在倾斜面6a上的反射板11的表面成为反射面11a,但是,也可以将透镜保持部件6形成为倾斜面6a本身成为反射面11a。例如,透镜保持部件6由白色的树脂材料形成,白色的倾斜面6a本身成为反射面11a也是可以的。另外,也可以与透镜保持部件6分开地形成粘附反射板11的反射板粘附部件,并将该反射板粘附部件配置于透镜保持部件6的侧旁。
[0070] 另外,在上述方式中,反射板11由铝板形成,其表面进行镜面反射,但适度地使其表面变粗糙而发生少许扩散。但是,反射板并不限于铝板。作为能够形成镜面的材料,除了铝以外还可以是镍、
银、
钛、不锈
钢、汞等。
[0071] 在上述方式中,玻璃支撑部件8由黑色的树脂材料等不反射光的材料形成。除此之外,例如玻璃支撑部件8也可以由反射光的材料形成。该情况下,在侧面部8a的副扫描方向的内侧面和上面部8b的背面上,粘附有不反射光的薄板、或者形成不反射光的涂层。
[0072] 在上述方式中,在虚拟空间S的副扫描方向上的外侧配置有玻璃支撑部件8。除此之外,例如也可以在虚拟空间S的副扫描方向上的外侧不配置玻璃支撑部件8。该情况下也能够减少从倾斜方向照射于被读取部2b上的光的成分,其结果是,能够相对地增加从下侧照射于被读取部2b上的光的成分。
[0073] 在上述方式中,光源5和反射面11a配置于被读取部2b的副扫描方向上的两侧,但是,也可以将光源5和反射面11a配置于被读取部2b的副扫描方向上的一侧。另外,在上述方式中,将被读取部2b的图像成像于受光元件3上的成像光学系统是棒状透镜阵列4,但是,将被读取部2b的图像成像于受光元件3上的成像光学系统,也可以是柱状透镜等的其他光学元件。另外,在上述方式中,直射光和反射光的混合光的光量在景深D内呈略均匀,但是,只要在景深D内的、直射光的光量减少的范围内反射光的光量增加的话,混合光的光量在景深D内不呈略均匀也可以。