2024年6月14日发(作者：)
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN2.9
(22)申请日 2014.04.03
(71)申请人 三菱电机株式会社
地址 日本东京
(72)发明人 森本卓男 尾込智和 庄司俊明 樋野雅司 荒牧徹 伊藤笃
(74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公司
代理人 宋俊寅
(51)
G07D7/04
G07D7/12
H04N1/00
H04N1/12
H04N1/19
(10)申请公布号 CN 105122316 A
(43)申请公布日 2015.12.02
权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
图像读取装置
(57)摘要
磁体(11)设置在片状的被读取介质
(1)沿着其片材面的方向传送的传送面P的
一侧，在与传送面(P)垂直的方向上产生磁
场。磁阻效应元件(14)设置在磁体(11)与传
送面(P)之间，在传送面(P)上对被读取介质
(1)进行传送时，在磁读取区域(202)中检测
磁场的传送方向上的分量的强度变化。导
光体(4)夹着传送面(P)设置在与磁体(11)相
对的一侧，向传送面(P)的磁读取区域(202)
照射光。成像光学系统(5)和受光部(7)夹着
传送面(P)设置在与磁体(11)相对的一侧。
并且，成像光学系统(5)将传送面(P)的磁读
取区域(202)中包含传送方向的至少一部分
的光学读取区域(201)成像到受光部(7)中。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种图像读取装置，其特征在于，包括：磁回路，该磁回路设置在
磁阻效应元件，该磁阻效应元件设置在所述磁回路与所述传送面之间，
光源，该光源夹着所述传送面设置在与所述磁回路相对的一侧，并向
成像光学系统以及受光部，该成像光学系统以及受光部夹着所述传送
所述成像光学系统将所述传送面的所述磁读取区域中包含传送方向的
2.如权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，
所述磁回路、所述磁阻效应元件、所述成像光学系统以及所述受光部
至少一部分的光学读取区域成像在所述受光部中。
面设置在与所述磁回路相对的一侧，
所述传送面的所述磁读取区域照射光；以及
片状的被读取介质沿着其片材面的方向传送的传送面的一侧，在与该传送
面垂直的方向上产生磁场；
在所述传送面上对所述被读取介质进行传送时，在磁读取区域中检测所述
磁场的传送方向的分量的强度变化；
分别在与所述传送面平行且与所述传送方向垂直的主扫描方向上延伸，所
述磁读取区域与所述光学读取区域在所述主扫描方向上重复。
3.如权利要求2所述的图像读取装置，其特征在于，
所述磁读取区域的主扫描方向的长度比所述光学读取区域的主扫描方
4.如权利要求1至3的任一项所述的图像读取装置，其特征在于，
所述磁阻效应元件放置在所述磁回路的所述传送面一侧。
5.如权利要求1至4的任一项所述的图像读取装置，其特征在于，
所述磁回路在与所述传送面正交的方向上具有互不相同的磁极，从与
6.如权利要求1至5的任一项所述的图像读取装置，其特征在于，
所述磁回路在与其所述传送面侧的所述传送面相对的端部上具有磁
7.如权利要求1至6的任一项所述的图像读取装置，其特征在于，
轭。
向的长度短。
所述传送面侧的所述传送面相对的端面上产生与所述传送面垂直的磁场。
所述磁回路具有与远离所述传送面一侧的端面相接的底部、以及从该
底部在所述传送方向的两侧向所述传送面延伸的延伸部，并且包括与主扫
描方向垂直的截面为U字形的磁轭，该主扫描方向与所述传送面平
述传送方向垂直。 行并与所
8.如权利要求1至7的任一项所述的图像读取装置，其特征在于，包括：
第二光源，该第二光源设置在所述传送面的所述磁回路一侧，并向所
设置在所述传送面的所述磁回路一侧的第二成像光学系统以及第二受
所述第二成像光学系统将所述第二光学读取区域成像到所述第二受光
述传送面的所述磁回路侧的第二光学读取区域照射光；以及
光部，
部中。
说 明 书
技术领域
本发明涉及包含磁读取的图像读取。更详细而言，涉及对片状的被读
背景技术
以往，在对片状的被读取介质、例如纸币、支票或兑换券等有价证券
也存在不具备光学传感器和磁传感器的情况，例如专利文献2中记载了
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2012－84059号公报
具备在主扫描方向上配置有多个且分别独立的成像光学系统。在专利文献2
的图像读取装置中，光学系统的多个单元配置成各列的各个单元在主扫描
方向上呈交错状，使得成像图像能在单元之间补全。并且，对各单元所拍
摄到的图像信息进行合成来生成原始图像。
进行处理的装置、例如自动取款机、存折记账机或售票机等中，设置有图
像读取及磁读取等的传感器，获取被读取介质的印刷图案的光学图像以及
磁性图案等各种信息。例如，专利文献1的纸币类处理装置具备光学传感器
和磁传感器作为第一种传感器。这些图像读取和磁读取的传感器单独配置
在自动取款机内，将各传感器所获取到的信息作为位置相互无关的信息进
行处理。
取介质的图像信息以及磁性图案信息(磁信息)进行检测的图像读取装置。
专利文献2：日本专利特开2012－143003号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的纸币类处理装置的结构中，虽然设置了图像读取
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于将光学图像和磁性图案的位
解决技术问题的技术方案
为了实现上述目的，本发明的图像读取装置包括磁回路、磁阻效应元
件、光源、成像光学系统、以及受光部。磁回路设置在片状的被读取介质
沿着其片材面的方向传送的传送面的一侧，在与该传送面垂直的方向上产
生磁场。磁阻效应元件设置在磁回路与传送面之间，在传送面上对被读取
介质进行传送时，在磁读取区域中检测磁场的传送方向的分量的强度变化。
光源夹着传送面设置在与磁回路相对的一侧，并向传送面的磁读取区
射光。成像光学系统和受光部夹着传送面设置在与磁回路相对的一侧。
像光学系统将传送面的磁读取区域中包含传送方向的至少一部分的光
取区域成像到受光部中。
置关系也作为信息进行读取。
装置、磁读取装置，但由于它们单独配置，因此各自的读取位置和读取范
围不同，无法将所获取的信息作为同一信息进行处理。此外，由于光学图
像和磁性图案没有图像上的关系，因此无法像专利文献2的图像读取装置的
图像信息合成那样对它们进行合成。
域照
成
学读
发明效果
根据本发明，由于光学图像的读取位置和磁读取位置上的读取范围重
复，因此能同时获取光学图像与磁性图案的信息，从而也能将光学图像与
磁性图案的位置关系作为信息进行读取。其结果是，能提高被读取介质的
识别精度。
附图说明
图1是本发明实施方式1的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖面
图2是实施方式1所涉及的图像读取装置的立体图。
图3是实施方式1的光学读取部的与主扫描方向正交的剖面图。
图4是实施方式1的磁读取部的与主扫描方向正交的剖面图。
图5是表示图4中磁回路的磁力线分布的图。
图6A是实施方式1的磁阻效应元件的磁力线矢量图。
图6B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁力线矢量图。
图6C是被读取介质离开磁阻效应元件时的磁力线矢量图。
图7是表示光学读取部与磁读取部的读取区域的图。
图8是表示光学读取部与磁读取部的读取区域的变形例的图。
图。
图9是表示本发明实施方式2的光学读取部和磁读取部的读取区域的图。
图10是本发明实施方式3的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖面
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，对图中相同
实施方式1.
图1是本发明实施方式1的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖面
2是实施方式1所涉及的图像读取装置的立体图。本实施方式的图像
置不仅读取光学图像，也读取磁性图案，但这里称为图像读取装置。
本发明实施方式1的图像读取装置在将纸币、有价证券
性成分的片状的被读取介质1沿着其片材面的方向传送
(图1中为上侧)，配置有光学读取部2。传送面P的另
配置有磁性读取部3。
然而，并不是以光学读取为主，以磁性读取为辅。
图。图
读取装
或相当的部分标注相同的标号。
图。
或支票等包含磁
的传送面P的一侧
一侧(图1中为下侧)
使被读取介质1通过光学读取部2与磁性读取部3之间，从而在光学读取
部2中获取被读取介质1的初始位置信息、图案信息等光学图像，并在磁性
读取部3中检测位于被读取介质1内的磁性体来获取磁性图案。另外，位于
被读取介质1内的磁性体包含利用磁性油墨印刷得到的磁性体。即，位于被
读取介质1内的磁性体还包含存在于被读取介质1表面的磁性体。将传送被
读取介质1的面称为传送面P，将传送的方向(图1中为从左向右)称为传送
方向或副扫描方向。将与传送面P平行且与传送方向(副扫描方向)正交的
方向(与图1的纸面正交的方向)称为主扫描方向。光学读取部2从被读取
介质1获取主扫描方向(与传送方向(副扫描方向)正交的方向)上的光学
图像。磁性读取部3从被读取介质1获取主扫描方向(与传送方向(副扫描
方向)正交的方向)上的磁性图案。
光学读取部2由接触式图像传感器(下面也称为CIS)、摄像头或缩小
统等构成。以CIS为例对光学读取部2的结构进行说明。光学读取部2
确
光学系
的壳体8中收纳有导光体4、成像光学系统5以及受光部7，分别保持在已
定的位置。导光体4的主扫描方向的端部包括LED等发光元件，是
方向侧面的光射出部向传送面P的光学读取区域201照射光的
学系统5对从导光体4射出并由被读取介质1反射的光
7中成像。受光部7放置在传感器基板6上，将
学读取区域201的像转换成电信号。壳体
该透过体9使从导光体4射出的光
玻璃或亚克力板等形成。透
行保护。
从主扫描
光源。成像光
进行聚焦，并在受光部
由成像光学系统5所成像的光
8的传送面P一侧被透过体9覆盖，
以及由被读取介质1反射的光透过，并且由
过体9对导光体4、成像光学系统5和受光部7进
磁读取部3包括：N极和S极排列在与传送面P正交的
磁轭12、磁轭13、磁阻效应元件(MR元件)14、以及与
子相连的基板15。磁轭12配置在磁体11的传
面上。磁轭13具有与磁体11的远离传送
该底部在磁体11的传送方向的两
向垂直的截面形成为U字
外，磁回路具备磁体
作为磁回路。此外，
读取部3，也可以仅
方向上的磁体11、
MR元件14的输出端
送面P一侧与传送面P相对的端
面P一侧的端面相接的底部、以及从
侧向传送面P延伸的延伸部，且与主扫描方
形。磁轭12和磁轭13配置成以提高磁场均匀性。另
11、磁轭12、以及磁轭13。当然，也可以仅把磁体11
也可以将从磁读取部3中去除了磁回路后的结构称为磁
将MR元件14称为磁读取部3。
磁阻效应元件(MR元件)14放置在磁轭12的传送面P一侧，在传送面P
线
的磁读取区域202中检测磁场的传送方向的分量的强度变化。磁阻效应元件
14对磁读取区域202的磁信息(磁性图案信息)进行检测，并作为电阻值的
变化来进行电学输出。从MR元件14输出的电信号经由基板15并通过信号
17传输到信号处理基板16。信号处理基板16对从MR元件14输出
行处理，输出磁性图案的信息。磁体11、磁轭12、磁轭13、
板15以及信号线17收纳在壳体19中，并保持在已确
板16安装在壳体19的与传送面P相反的一侧。
MR元件14的非磁性体的顶板18覆盖。
的电信号进
MR元件14、基
定的位置。信号处理基
壳体19的传送面P一侧被保护
图3是实施方式1的光学读取部的与主扫描方向正交的剖面图。图3是将
图1的光学读取部2放大后的图。从设置在导光体4的主扫描方向端部的
(未图示)发出的光入射到导光体4，并在导光体4内沿主扫描方向传
导光体4的截面为正圆形状或大致圆形，形成有使光沿着主扫描方向
反射的光散射层(光散射区域)。光散射层在导光体4表面由白
案或蒸镀图案构成。作为其它方法，也可以利用在导光体4上
法、或使导光体4的表面变粗糙的方法来构成光散射层。
方向上获得均匀的光辐射，对光散射层的图案形状、图
整来形成光散射层。
LED
播。
散射或
色的丝印图
设置切口的方
为了在整个主扫描
案间距进行适当调
通过导光体4的内部导光路的光会被光散射层散射，从导光体4的相对
于光传播方向中心轴而与光散射层相对的部分的射出部(光射出部)，向
被读取介质1一侧辐射。从导光体4射出的光对传送面P(被读取介质1)的
光学读取区域201进行照明。
对光学读取区域201进行照明的光由被读取介质1反射，作为散射光入
等
射到作为成像光学系统的成像光学系统5，由成像光学系统5进行聚焦，使
得光学读取区域201在受光部7中进行成像。受光部7中，利用光电二极管
对成像后的光学读取区域201的像进行受光，并转换为电信号。从受
输出的电信号由传感器基板6进行信号处理，获得光学读取区域201
图像。
光部7
的光学
图4是实施方式1的磁读取部的与主扫描方向正交的剖面图。图4是将图
从磁体11发出的磁力线21从磁体11的N极射出到空间。磁力线21集中在
的
磁体11的N极端部，磁体11上表面附近(磁体11的传送路径侧端部附近)
磁通密度变大。从磁体11射出到空间的磁力线21入射到磁轭13的
通过磁轭13内部返回到磁体11的S极，形成闭环。通过使用
13，使得磁力线21通过空间的部分变小，因此能获得
1的磁读取部3放大后的图。图5是表示图4中磁回路的磁力线分布的图。
侧壁部，
这种形状的磁轭
较大的磁通密度。
磁通矢量22表示MR元件14的位置上的磁通方向。垂直方向分量22a表示
的
射出到空间的磁力线21以在与主扫描方向垂直的截面上向磁体11的中
心线11a的左右扩散的形式分布。因此，如图5的MR元件14所示那样，
中心线11a略向传送方向偏移的位置上，在存在磁通密度较大的垂直
量22a的同时，也存在微量的传送
行说明。
磁通矢量22的与传送面P垂直的分量。传送方向分量22b表示磁通矢量22
传送方向的分量。
在较
方向分
方向分量22b。下面对磁读取部3的作用进
图5中，在设置MR元件14的位置，存在较大磁通密度的垂直方向分量
稍
22a，同时也存在较小的传送方向分量22b。认为这是因为MR元件设置在
许离开中心线11a的位置。通过采用这种配置，从而能将MR元件
动作所需的传送方向的偏置磁场提供给MR元件14。 14进行适当
若在这种状态下包含磁性体的被读取介质1通过，则磁场分布会产生变
通
化。此时，施加在MR元件14上的磁通矢量22的方向会略微变化。虽然磁
矢量22的方向略微变化，但传送方向分量22b的比率会产生较大变
能利用MR元件14充分检测到该变化。 化，因而
图6A是实施方式1的磁阻效应元件的磁力线矢量图。磁力线21在配置MR
成
元件14的附近以与传送面P交叉的交叉磁场、即垂直方向分量22a为主要
分。由于MR元件14与中心线11a相比稍向传送方向偏移，因此如
磁通矢量22从垂直方向稍向传送方向倾斜。该磁场的传送方
MR元件14的偏置磁场的作用。
图6A所示，
向分量22b起到
图6B是被读取介质靠近磁阻效应元件时的磁力线矢量图。若包含磁性
向
体的被读取介质1靠近磁读取介质202，则如图6B所示，磁通矢量22以被
被读取介质1吸引的方式向被读取介质1倾斜，因此传送方向的传送
量22b变小。图6B中，用虚线箭头标记示出没有被读取介质
22。
方向分
1时的磁通矢量
图6C是被读取介质离开磁阻效应元件时的磁力线矢量图。图6C中，用
读
虚线箭头标记示出没有被读取介质1时的磁通矢量22。若包含磁性体的被
取介质1离开，则如图6C所示，磁通矢量22以向被读取介质1拉伸
被读取介质1一侧倾斜，因此传送方向分量22b变大。由于被
性体向传送方向移动，从而
值发生变化。因此，
的方式向
读取介质1的磁
对传送方向分量22b进行感磁的MR元件14的电阻
由于被读取介质1的通过使得传送方向的传送方向分量
对传送分量进行感磁的MR元件14的电阻值发生变化，能
质1的磁分量。
22b产生变化，因此
检测被读取介
该磁通矢量22的变化因被读取介质1的磁性体的通过而产生，因此通过
图7是表示光学读取部与磁读取部的读取区域的图。受光部7和磁阻效
部
应元件14在主扫描方向上延伸，光学读取区域(被照射区域)201和磁读取
区域202采用在主扫描方向上较长的形状。图1和图7中，配置成光学读取
2的光学读取区域(被照射区域)201与磁读取部3的磁读取区域202一
因此，导光体4向传送面P的磁读取区域202照射光。通过如上述那
区域一致，从而能同时获得同一位置的图像信息和磁信息，因
图像与磁性图案的位置关系也作为信息进行读取。其结果是，
度较高的信息。
采用这种结构，能检测被读取介质1的通过。其结果是，能读取被读取介质
1引起的磁场的微小变化。
致。
样使读取
此能将光学
能够获得精
图8是表示光学读取部与磁读取部的读取区域的变形例的图。图8中，
虽然光学读取部2的光学读取区域(被照射区域)201与磁读取部3的磁读取
区域202在主扫描方向上一致，但在传送方向上有偏差，从而部分重复。虽
然光学读取部2的光学读取区域(被照射区域)201与磁读取部3的磁读取区
域202并非完全一致，但由于在传送方向上存在重复的区域，因此针对重复
区域能同时获得同一位置的图像信息和磁信息。因此，能获得光学图像与
磁性图案的误差较少的精度良好的数据，能以良好的精度实施纸币等被读
取介质1的适合性判定。另外，即使在光学读取部2的光学读取区域(被照
射区域)201与磁读取部3的磁读取区域202在主扫描方向上重复并偏移的情
况下，也能起到同样的作用效果。
另外，本实施方式1中，对使用CIS作为光学读取部2
实施方式1的光学读取部2不限于CIS。也可以
成像到CCD(电荷耦合元件)等中的光学系
的例子进行了说明。
使用将光学读取区域201缩小
统作为光学读取部2。
实施方式2.
图9是表示本发明实施方式2的光学读取部和磁读取部的读取区域的图。图
一
9中，磁读取部3的磁读取区域202成为光学读取区域201的主扫描方向的
部分。在纸币等被读取介质1的磁信息部只需要对一部分等、不需要
取介质1的整个主扫描方法进行读取的情况下，通过采用图9
磁读取部3的磁读取区域202限定为设想磁性体会通过
读取区域202，从而能使磁读取部3小型化，也
由于光学读取部2的光学读取区域201与
描方向上重复，因此能获得与实施
对被读
的结构，能将
的区域。通过限定磁
能减少元器件数量。另外，
磁读取部3的磁读取区域202在副扫
方式1同样的作用效果。
实施方式3.
图10是本发明实施方式3的图像读取装置的与主扫描方向正交的剖面
光
处
图。实施方式3的磁读取部3具备光学读取部(第二光学读取部)20。光学
读取部20配置在传送面P的磁回路一侧。光学读取部20由导光体(第二导
体)24、成像光学系统(第二成像光学系统)25、以及受光部(第二受光
部)27构成。导光体24、成像光学系统25、以及受光部27分别等同于实施
方式1的导光体4、成像光学系统5、以及受光部7。受光部27放置在信号
理基板16上。成像光学系统25将传送面P的磁回路侧的光学读取区
像到受光部27中。信号处理基板16对从受光部27输出的电
获取光学读取区域101的光学图像。
域101成
信号进行处理，
实施方式3中，在实施方式1的基础上，光学读取部20配置在传送面P
息
的磁读取部3一侧，因此也能获得被读取介质1的磁读取部3一侧的图像信
(101)。实施方式3的图像读取装置中，获得被读取介质1两面的图
其结果是，被读取介质1的识别精度进一步提高。 像信息。
在不脱离本发明的广义实质与范围的情况下，可对本发明提出各种实
本申请以于2013年4月5日提出申请的，包含有说明书、专利权利要求
的范围，附图、以及摘要的日本专利申请2013－79745号为基础主张优先权。
日本专利申请2013-79745号的公开内容通过引用作为整体包含于本
中。
施方式以及变形。另外，上述实施方式仅用来对本发明进行说明，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的范围来表示，而
不是由实施方式来表示。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视为在本发明的范围内。
申请
标号说明
1被读取介质
2光学读取部
3磁读取部
4导光体
5成像光学系统
6传感器基板
7受光部
8壳体
9透过体
11磁体
11a中心线
12磁轭
13磁轭
14MR元件
15基板
16信号处理基板
17信号线
18顶板
19壳体
20光学读取部(第二光学读取部)
21磁力线
22磁通矢量
22a垂直方向分量
22b传送方向分量
24导光体(第二导光体)
25成像光学系统(第二成像光学系统)
27受光部(第二受光部)
101光学读取区域(第二光学读取区域)
201光学读取区域
202磁读取区域
P传送面
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