(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態1.
本発明の実施形態1にかかるイメージセンサ10について、図を参照しながら以下に説明する。
【0011】
図1は、本発明の実施の形態1に係るイメージセンサ10の斜視図である。イメージセンサ10は、
図1に示すように、x方向を主走査方向、y方向を副走査方向、z方向を読取深度方向とする。
図1におけるイメージセンサ10において、x方向の全長の中心部(後述する
図4におけるx方向中心線)をx方向の原点、y方向の全長の中心部(後述する
図2におけるy方向中心線)をy方向の原点、z方向においては、透明体2の後述する原稿Mに面する面をz方向の原点とする。
【0012】
図2は、本発明の実施の形態1に係るイメージセンサ10において、
図1におけるA−A’面における断面図である。原稿Mは、例えば、紙幣、有価証券、その他の一般文書のイメージ情報である被読取媒体(被照射体)である。
【0013】
透明体2は、例えば樹脂やガラスで構成されており、y方向に所定の幅を有してx方向に延在している。透明体2は、原稿Mに対面してフレーム1に固定されている。
【0014】
フレーム1は、遮光性の材料、例えば金属で形成されている。フレーム1は、xz面に平行でx方向(主走査方向)に沿った平面形状の側面1aと1bとを、y方向(副走査方向)の両側に有している。側面(平面)1aが
図2において、中心線CL1に対し左側に位置する側面であり、側面(平面)1bが、
図2において、中心線CL1に対し右側に位置する側面である。なお、中心線CL1とは、イメージセンサ10のy方向(副走査方向)の長さの中心(中央)に位置する。フレーム1において側面(平面)1bのz方向の先端にはy方向(副走査方向)に平行でx方向(主走査方向)に沿って延在する平端部を有する。フレーム1は、この平端部からz方向に突出した突出部を有し、この突出部の先端に、透明体2が装着され、この突出部の内部に、後述する結像光学系7が設置されている。
【0015】
結像光学系7は、例えば、アレイ状に配列したロッドレンズ
であり、原稿MとセンサIC11との間に設置されている。
本実施の形態1において、結像光学系7は
、接着剤
又はテープなど
でレンズ固定用プレート6に固定されて、保持されている。
結像光学系7の主走査方向(x方向)の側面が、レンズ固定用プレート6の主走査方向(x方向)の側面に固定されている。結像光学系7を貼り付けした(固定した)レンズ固定用プレート6は、フォーカス調整用長穴1m(
図1に図示)を通じてフレーム1にねじで固定している。結像光学系7は、その光軸が原稿Mの読取面(原稿面)に対して垂直に配置されており、原稿Mからの反射光や透過光をセンサIC11に結像させる機能を有する。
【0016】
センサIC11は、結像光学系7で収束された光を受光し、光電変換して電気信号を出力する。センサIC11には、半導体チップ等で構成され、受光した光を光電変換する受光部、および受光部やその他の回路を駆動する駆動回路等が搭載されている。
【0017】
センサIC11は、基板9に接着剤で固定されている。基板9は、別の機能を有する基板8と共に基板支持プレート5に固定されている。基板8および基板9は接着剤、テープ、ねじなどの固定部材で基板支持プレート5に固定される。
【0018】
フレーム1において、基板8と基板9が固定された基板支持プレート5と結像光学系7との間に設置されたフレーム1の部分は、結像光学系7を通らずにイメージセンサ10の外部からセンサIC11に入射して来る光を遮るとともに、センサIC11にゴミなどが進入することを防ぐ防塵効果もある。
【0019】
フレーム1には、カバー3とカバー12がねじ14およびねじ15で、それぞれフレーム1の平坦面(フレーム1の突出部の左側の平坦面)と側面(平面)1bに取り付けされる。カバー3には、イメージセンサ10を傾けて設置できるようにx方向に延在する斜面3aが形成されている。斜面3a側のフレーム1には、カバー3の斜面3aと傾斜角度が同じで、カバー3と干渉しないようにx方向に延在する斜面1gが設けられている。斜面1gは、側面(平面)1aとフレーム1の平坦面との間に設けられている。
【0020】
カバー12はフレーム1の平面1bを全て覆うのではなく、フレーム1の平面1bの原稿M側の一部は、カバー12から露出している平面1j部分を有する。
【0021】
図3は、本発明の実施の形態1に係るイメージセンサ10の副走査方向(y方向)の側面図(yz面図)である。
【0022】
フレーム1のy方向の側面(すなわちx方向の端面)は封止板4で光漏れ、埃の進入が無いよう、封止される。フレーム1のy方向の側面は封止板4を介して、取り付け対象物へ固定される。イメージセンサ10を取り付け対象物へ固定する際、イメージセンサ10を水平に保ちつつ設置する必要がある。そのため、y方向に平行な直線上(
図3では、基準線RL1と表示)に丸穴1cと長穴1dを配置し、取り付け対象物に設けられているパイロットピンと嵌合させることにより、位置精度を担保する。ここで、基準線RL1は「第2の基準線」に対応する。それに加え、イメージセンサ10を取り付け対象物と強固に固定するために、本実施の形態1では、フレーム1のx方向の両端部の端面(y方向の側面)に配置されたねじタップ1eを4箇所使い取り付け対象物とねじ止めする。
【0023】
図4は、本発明の実施の形態1に係るイメージセンサ10の主走査方向(x方向)の側面図(xz面図)である。
【0024】
図4において、
図3で示すように、フレーム1のy方向の右側に存在する平面1bには、カバー12に覆われていなく露出している平面1jが存在する。フレーム1の平面1jにはイメージセンサ10のx方向の中心線CL2を基準にx方向に対称に設けられた長穴1kと、イメージセンサ10のx方向の中心線CL2を基準にx方向に対称に設けられたねじタップ1fが存在している。例えば、長穴1kを例に挙げると、図中、長穴1kは中心線CL2を対称の基準として、当該中心線CL2の両側に配置されている。すなわち、少なくとも1組の長穴1kは、その一方が他方に対して中心線CL2を基準として対称となるように配置されている。
かつ、長穴1kとねじタップ1fは、フレーム1のx方向の両端部の両側面部に配置された長穴1d同士を結んだ直線上(
図4では、基準線RL2と表示)に配置される。即ち、基準線RL2(「第1の基準線」に対応)は、イメージセンサ10のx方向に沿った側面(y方向の端面)において、x方向(主走査方向)に平行となる線分である。
なお、基準線RL1と基準線RL2とは、フレーム1のx方向の両端部において交差している。すなわち、基準線RL1は、y方向(副走査方向)に平行であって、基準線RL2と交差するように設定される。
【0025】
また、フレーム1の平面1bの反対側(フレーム1のy方向の左側)にはレンズ固定
用プレート当て面1iおよびフォーカス調整用長穴1mが存在する。長穴1kとねじタップ1fはこれらと反対面に配置される。これにより取り付け金具13やイメージセンサ10を取り付けるためのその他構造物に邪魔されることなく、フォーカス合わせ作業をすることと自重によるソリを回避することを両立することができる。
【0026】
なお、上述の説明では、長穴1kおよびねじタップ1fは、それぞれ中心線CL2をx方向の対称の基準線としていたが、この対称の基準線を中心線CL2以外に設定してもよい。具体的には、中心線CL2に平行な直線であれば、中心線CL2と異なる直線を上記対称の基準線としてもよい。また、上述では対称の基準線が1つの場合を説明したが、対称の基準線が複数あってもよい。
【0027】
図5は、実施の形態1に係る取り付け金具をイメージセンサに取り付けた状態を示す斜視図である。上述のとおり、フレーム1の平面1bのカバー12より露出している平面1jは、取り付け金具13において平面形状であるイメージセンサ締結面13dに直接接触する。
図6は、実施の形態1に係るイメージセンサの取り付け金具の斜視図である。上述のとおり、この取り付け金具13はフレーム1の固定に使用される。
図7は、実施の形態1に係るイメージセンサの取り付け金具の側面図である。
【0028】
図6において取り付け金具13の構造を説明する。取り付け金具13は、イメージセンサ10のx方向(主走査方向)に沿った側面に締結されるイメージセンサ側締結部13f(第1の締結部)と、イメージセンサ側締結部13f(第1の締結部)と交差し、y方向(副走査方向)に延在し、取り付け対象物に締結される取り付け対象物締結部13e(第2の締結部)と、を備えている。イメージセンサ側締結部13f(第1の締結部)と取り付け対象物締結部13e(第2の締結部)とは、別々の部材で構成され、ねじ13sにてお互いが締結されている。
【0029】
イメージセンサ側締結部13f(第1の締結部)は、イメージセンサ10に接する平面であるイメージセンサ締結面13d(第1の締結面)に、x方向(主走査方向)に平行な直線上に、x方向(主走査方向)に沿って複数のパイロットピン13a(位置決めピン13a)を有している。パイロットピン13a(位置決めピン13a)は、取り付け金具13をイメージセンサ10に取り付ける(締結する)際に、位置決めを行なうピンである。パイロットピン13a(位置決めピン13a)は、y方向(主走査方向)に平行な直線上にy方向(主走査方向)に沿って、複数配置されている。
【0030】
取り付け対象物締結部13e(第2の締結部)は、取り付け対象物に接する取り付け対象物締結面13g(第2の締結面)に、y方向(副走査方向)に長軸を有しx方向(主走査方向)に短軸を有し、z方向に貫通した貫通穴である長穴をx方向(主走査方向)およびy方向(副走査方向)に複数有している。
【0031】
具体的には、
図7に示すように、イメージセンサ締結面13d(第1の締結面)の延長線13
j(イメージセンサ締結面13dの仮想面、第1の仮想面ともいう)と取り付け対象物締結面13g(第2の締結面)の延長線13
i(取り付け対象物締結面13gの仮想面、第2の仮想面ともいう)との交差角度13Lが90度の角度で交差している(直交している)。
【0032】
イメージセンサ10の長穴1kは、
図6に示す取り付け金具13のパイロットピン13aとすきまばめで嵌合する。
たとえばφ3mmの長穴1kとパイロットピン13aの嵌合を考えると、長穴1kのはめあい公差をH10(+0.025mm/−0.000mm)とし、パイロットピン13aのはめあい公差g5(−0.002mm/−0.006mm)となるので、イメージセンサ10は0.031mm以内の精度で取り付け対象物に組み込む。これはイメージセンサ10の読取深度方向(z方向)の取り付け要求精度と比較して十分に小さいので、許容することができる。
【0033】
取り付け金具13のパイロットピン13a(
図6および7に図示)を長穴1k(
図4Aおよび
図4Bに図示)に挿入することにより(すきまばめで嵌合することにより)取り付け対象物に精度良く位置決め後、イメージセンサ10のねじタップ1fと取り付け金具13の
ねじの通し穴13bにねじを通して、取り付け金具13をイメージセンサ10に完全固定して装着する。上述のようにイメージセンサ10に取り付け金具13を取り付けることで、イメージセンサ装置を構成することができる。
【0034】
図4におけるイメージセンサ10において長穴1k(「位置決め穴」に対応)は2箇所以上配置されており、この長穴1kにより、取り付け金具13を水平に(即ち、主走査方向に平行に)に保ちながら、イメージセンサ10に取り付けることができる。ねじタップ1fは、基準線RL2上において、x方向に2箇所以上存在し、イメージセンサ10と取り付け金具13を強固に固定する。長穴1kは2箇所以上配置されているが、長穴1kが少なくとも1箇所設けていれば、残りのねじ止め用の位置決め穴は丸穴でも長穴であってもよい。ここで、長穴1kおよび丸穴はともに「位置決め穴」に対応する。イメージセンサ10は複数の「位置決め穴」を有し、当該複数の「位置決め穴」のうち少なくとも1つが長穴1kで構成されていればよい。上述の構成の場合、位置決めピン13aが少なくとも1つの長穴1kに挿入されることによりすきまばめで嵌合され、結果としてイメージセンサ用取り付け金具13とイメージセンサ10とが互いに固定(装着)される。これにより、イメージセンサ用取り付け金具13とイメージセンサ10との固定を精度良く行うことができる。
【0035】
イメージセンサ10を長尺化する場合、重量増加によるz方向の自重そりによるMTF(modulation transfer function:空間解像度)値の悪化、および、イメージセンサ10、特にフレーム1の共振周波数の低下による共振現象が懸念される。
【0036】
長穴1kとねじタップ1fがイメージセンサ10のx方向に沿った側面に配置されることにより、取り付け金具13を水平に(即ち主走査方向に平行に)保ち固定でき、取り付け金具13をねじ等で取り付け対象物に固定することにより、イメージセンサ10を取り付け対象物に設置した際に発生するz方向のそりを抑制する。それに加えて、イメージセンサ10はねじタップ1fで強固に固定されているため、振動環境下において、振動の節となる。そのため、イメージセンサ10の共振周波数を改善(上昇)させることができ、共振現象によるイメージセンサ10の破損を防止することができる。なお、長穴1kとねじタップ1fは、x方向に平行な同一直線上にx方向に沿って配置されていることが望ましい。
【0037】
イメージセンサ10がx方向に長尺化すると、課題としてフレーム1の押し出し成型時のソリがある。z方向のソリは長穴1kとパイロットピン13aで解決することができる。しかし、y方向のソリについては上記構造だけでは解決することができない。
【0038】
取り付け金具13において平面形状であるイメージセンサ締結面13dにはフレーム1の長穴1kと嵌合するパイロットピン13aとフレーム1のねじタップ1fに嵌合するねじの通し穴13b(イメージセンサ締結用貫通穴13b)が配置されている。取り付け金具13にはy方向に長い長穴13cが設けられている。これは取り付け対象物への取り付けねじ用の通し穴(長穴)である。長穴にすることにより、フレーム1の製造時に発生する押し出し成型のソリ(フレーム1のy方向のそり)を吸収しながら、取り付け金具13を取り付け対象物へ取り付けることができ、取り付け金具13がイメージセンサ10に外力を加えてy方向のそりを増大させることを防ぐことができる。そのため、y方向の読取精度を損なうことなく、z方向のイメージセンサ10の自重によるソリを抑制することができる。ねじの通し穴13bは、パイロットピン13aが配置されている
x方向に平行な同一直線上に、
x方向に沿って、設けられている。
【0039】
図8は、本発明の実施の形態1によるイメージセンサ10および取り付け金具13の、
図5におけるB−B’面における断面図である。フレーム1の平面1bのカバー12より露出している平面1jは、取り付け金具13のイメージセンサ締結面13dと接触している。
そのため、取り付け金具13において平面で形成されたイメージセンサ締結面13dに対面する平面1jは、平坦であるため、精度良く取り付け金具13がイメージセンサ10に取り付けられ、ひいては、イメージセンサ10が精度良く取り付け対象物に取り付けられる。もしフレーム1において、y方向の右側平面1bのカバー12より露出している部分(平面1j)がない場合、板金であるカバー12を介して取り付け金具13をフレーム1に固定することになるため、平坦性を確保することが困難となる。すなわち、イメージセンサ10の取り付け対象物への取り付け精度が低下する。本実施の形態では、上述のような取り付け精度の低下が生じず、イメージセンサ10が精度良く取り付け対象物に取り付けられる。
それに加え、ねじ16は、フレーム1の平面1j上に設けられたねじタップ1fと取り付け金具13のイメージセンサ締結面13d上に設けられたねじ
の通し穴13bとを通じて、フレーム1と取り付け金具13を強固に固定して、振動環境において振動の節となり、共振周波数を上げる役割を果たしている。
【0040】
上述の実施例では、イメージセンサ10に取り付け金具13を1つ装着した構成を説明したが、複数の取り付け金具13をイメージセンサ10に装着した構成としてもよい。この場合、取り付け金具13を装着する箇所には、対応する長穴1kとねじタップ1fの組を設けることで、取り付け金具13をイメージセンサ10に装着する構成とすることができる。
【0041】
実施の形態2.
図9は、実施の形態2に係る取り付け金具をイメージセンサに取り付けた状態を示す斜視図である。
図10は、実施の形態2に係るイメージセンサの取り付け金具の斜視図であり、
図11、
図12は、実施の形態2に係るイメージセンサの取り付け金具の側面図である。
図13は、本発明の実施の形態2に係るイメージセンサ10および取り付け金具113の、
図9におけるC−C’面での断面図である。
図9から
図12において、
図1から
図8と同一若しくは同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。なお、取り付け金具113は、取り付け対象物締結面113gに凹み部113hを有している以外は、取り付け金具13の符号13aから13Lと、取り付け金具113の符号113aから113Lとは、作用効果は同様である。また、
図12において、イメージセンサ締結面113dの延長線113
j(イメージセンサ締結面113dの仮想面、第1の仮想面ともいう)と取り付け対象物締結面113gの延長線113
i(取り付け対象物締結面113gの仮想面、第2の仮想面ともいう)との交差角度113Lが90度の角度で交差している(直交している)。
【0042】
実施の形態2における取り付け金具113は、実施の形態1の
図6に示す取り付け金具13において、
取り付け対象物締結部13eとイメージセン
サ側締結部13fとが一体に形成されているものであり、作用効果は取り付け金具13と同様である。
【0043】
実施の形態3.
図14は、実施の形態3に係る取り付け金具をイメージセンサに取り付けた状態を示す斜視図である。
図15は、実施の形態3に係るイメージセンサの取り付け金具の斜視図であり、
図16、
図17は、実施の形態3に係るイメージセンサの取り付け金具の側面図である。
【0044】
図15から
図17は、実施の形態3に係る取り付け金具213であり、取り付け対象物へのあて面である取り付け対象物締結面
213gを傾斜面とすることによりイメージセンサ10を斜めに固定するようにした形態である。
図14から
図17において、
図1から
図13と同一若しくは同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。なお、取り付け金具213は、取り付け金具113の符号113aから113Lと、取り付け金具213の符号213aから213Lとは、作用効果は同様である。また、
図17において、イメージセンサ締結面213dの延長線213j(イメージセンサ締結面213dの仮想面、第1の仮想面ともいう)と取り付け対象物締結面213gの延長線213i(取り付け対象物締結面213gの仮想面、第2の仮想面ともいう)との交差角度213Lは、両面が向き合う側において90度未満の鋭角の角度で交差している。
【0045】
本実施の形態3は、
図18に示すように、長尺、かつ傾斜可能なイメージセンサを提供することを目的としている。そのため取り付け金具213の取り付け対象物締結面213g形状を傾斜構造とすることにより、イメージセンサの斜め固定を可能にする。なお、
図18において、R軸、Q軸、X軸は、それぞれイメージセンサの斜め固定に対する読取深度方向、副走査方向、主走査方向である。
なお、
図15から
図17の取り付け金具213は、取り付け金具113の変形例であるが、
図6の取り付け金具13のように対象物締結面13gを傾斜面とした構成としても良い。