特許 7049094 ライン光源及びこれを備えた光ラインセンサユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-29

(45)【発行日】2022-04-06

(54)【発明の名称】ライン光源及びこれを備えた光ラインセンサユニット

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20220330BHJP

   G02B 6/00 20060101ALI20220330BHJP

   G03B 27/54 20060101ALI20220330BHJP

   H04N 1/028 20060101ALI20220330BHJP

   H04N 1/04 20060101ALI20220330BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220330BHJP

【ＦＩ】

F21S2/00 431

F21S2/00 438

G02B6/00 331

G03B27/54 A

H04N1/028 Z

H04N1/04 101

F21Y115:10 500

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2017208036

(22)【出願日】2017-10-27

(65)【公開番号】P2019079765

(43)【公開日】2019-05-23

【審査請求日】2020-08-05

(73)【特許権者】

【識別番号】510192019

【氏名又は名称】株式会社ヴィーネックス

(74)【代理人】

【識別番号】100141852

【弁理士】

【氏名又は名称】吉本 力

(74)【代理人】

【識別番号】100152571

【弁理士】

【氏名又は名称】新宅 将人

(72)【発明者】

【氏名】龍満 和明

【審査官】當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１４１４６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００８／０１３２３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３４１１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０３３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００９３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４９０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０２０９４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｇ０２Ｂ ６／００

Ｈ０４Ｎ １／０２８

Ｈ０４Ｎ １／０４

Ｇ０３Ｂ ２７／５４

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットの照明光源として用いられるライン光源であって、
長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成された導光体と、
前記導光体の長手方向における少なくとも一方の端面に対向し、当該端面から前記導光体の内部に光を入射させる少なくとも１つの光源と、
前記導光体の長手方向に沿って設けられ、前記導光体の内部に入射した光を拡散させて前記出射面から出射させる光拡散パターンと、
前記光拡散パターンにおける前記光源側の端部と前記光源とを結ぶ主光路上に設けられ、前記光源から前記導光体の内部に入射する光の一部の角度を変換する角度変換機能を有する角度変換反射部と、
前記角度変換反射部で角度変換された光を反射させる反射面により形成され、当該反射面で反射した光を前記光源からの光とともに前記導光体の内部に導くためのミキシング空間と、
前記導光体の前記端面に対向して配置され、前記ミキシング空間が内部に形成された筒状部材とを備え、
前記角度変換反射部は、環状部と、当該環状部の内方に配置された遮蔽部とを含み、前記遮蔽部が、前記環状部から離間した位置において、前記光拡散パターンにおける前記光源側の端部と前記光源とを結ぶ主光路上に設けられ、
前記ミキシング空間は、前記光源から遠ざかるにつれて断面積が光源側の端部の面積に対し、少なくとも同等以上の面積になるように形成されており、
前記角度変換反射部により角度変換された光のうち前記光源側に戻る光が、前記ミキシング空間において前記角度変換反射部と前記光源との間を少なくとも１回以上往復し、かつ、前記角度変換反射部は、前記主光路上の光を前記光拡散パターンに対し遮るように配置されていることを特徴とするライン光源。

【請求項2】

前記角度変換反射部は、拡散反射、鏡面反射又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有することを特徴とする請求項１に記載のライン光源。

【請求項3】

前記導光体の前記端面に対向して配置されるように前記ミキシング空間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のライン光源。

【請求項4】

前記導光体の前記端面には、前記光源を収容する凹部が形成されており、
前記角度変換反射部は、前記凹部内に設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のライン光源。

【請求項5】

前記導光体の前記出射面における前記凹部に対向する位置に設けられた遮光部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のライン光源。

【請求項6】

前記遮光部は、光源の波長に対して任意の透過率を有する光学フィルタであるか、又は、光学フィルタと拡散素材との組み合わせからなることを特徴とする請求項５に記載のライン光源。

【請求項7】

前記遮光部には、任意の少なくとも１つの開口部が形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のライン光源。

【請求項8】

前記導光体の前記端面における前記光源からの光が入射する入射領域の面積をＤとし、前記導光体の前記端面に対する前記角度変換反射部の投影面積をＳとした場合に、８＜（Ｄ＋Ｓ）／Ｓ＜１２の関係式を満たすことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のライン光源。

【請求項9】

前記角度変換反射部の表面が、曲面若しくは異なる種類の曲面の組み合わせからなる拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のライン光源。

【請求項10】

前記角度変換反射部の表面が、平面若しくは異なる角度を有する平面の組み合わせからなる拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のライン光源。

【請求項11】

前記角度変換反射部の表面が、平面及び曲面の組み合わせからなる拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のライン光源。

【請求項12】

前記少なくとも１つの光源には、
前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に、紫外光を入射させる第１光源と、
前記導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から前記導光体の内部に、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を入射させる第２光源とが含まれることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載のライン光源。

【請求項13】

前記導光体の一方の端面と前記第１光源との間に配置され、紫外光を透過させるとともに、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を遮断する第１光学フィルタをさらに備え、
前記角度変換反射部は、前記光拡散パターンにおける前記第１光源側の端部と前記第１光源とを結ぶ主光路上に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載のライン光源。

【請求項14】

前記導光体の他方の端面と前記第２光源との間に配置され、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を透過させるとともに、紫外光を遮断する第２光学フィルタをさらに備え、
前記角度変換反射部は、前記光拡散パターンにおける前記第２光源側の端部と前記第２光源とを結ぶ主光路上に設けられていることを特徴とする請求項１２又は１３に記載のライン光源。

【請求項15】

請求項１～１４のいずれか一項に記載のライン光源と、
前記ライン光源から出射され、前記紙葉類で反射又は透過した光を導くためのレンズアレイと、
前記レンズアレイにより収束された光を受光し、電気信号に変換する受光部と、
前記紙葉類と前記受光部との間に設けられ、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を透過させ、前記受光部に紫外光が入らないように、紫外光を遮断する第３光学フィルタとを備えることを特徴とする光ラインセンサユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば紙幣、有価証券などの紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットの照明光源として用いられるライン光源、及び、これを備えた光ラインセンサユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットとして、長尺形状の導光体と、導光体の端部に設けられる光源とを備えるユニットが利用されている。この光ライセンサユニットでは、導光体の周面の一部に、長手方向に沿うようにして出射面が形成されている。また、導光体には、出射面と対向する位置に、長手方向に沿うようにして光拡散パターンが形成されている。この光ライセンサユニットでは、光源から出射された光が、導光体の内面で複数回反射した後、光拡散パターンに入射する。そして、光拡散パターンに入射した光は、光拡散パターンによって拡散され、その拡散された光が、出射面から出射する。このようにして、光ライセンサユニットでは、出射面からライン状の光が出射される（例えば、下記特許文献１参照）。

【0003】

このような光ライセンサユニットにおいて、ライン状に出射される光の照度（強度分布）が、照射位置によって異なることがある。具体的には、光ライセンサユニットから出射されるライン状の光のうち、光源近傍の出射面から出射される光の強度が極端に高くなることがある。このことは、光源から出射された光が導光体内面で反射することなく直接光拡散パターンに入射し、その拡散された光が出射面から出射することなどに起因している。このような光の強度の不均一（照度むら）は、その後の画像処理などにおける不具合の原因となる。

【0004】

このような点から、特許文献１に記載の光ライセンサユニットでは、導光体の出射面のうち、光源近傍の部分に、光を分散させるための微細な凹凸がシボ加工により形成されている。この光ライセンサユニットでは、光源近傍の出射面から出射する光を導光体に形成された凹凸で拡散させることで、光源近傍の出射面から出射する光の強度を低下させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－１４５７１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記のような従来の光ライセンサユニットでは、光源近傍の出射面から出射する光の全ては、導光体に形成された凹凸で拡散されてしまう。そのため、導光体内で複数回反射してから光拡散パターンで拡散されて光源近傍の出射面から出射される光のように、本来必要な光まで拡散させてしまい、光の利用効率が低下するといった不具合があった。

【0007】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、導光体から出射する光の強度の不均一性を抑制でき、かつ、光の利用効率の低下を抑制できるライン光源及びこれを備えた光ラインセンサユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るライン光源は、紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットの照明光源として用いられるライン光源である。前記ライン光源は、導光体と、少なくとも１つの光源と、光拡散パターンと、角度変換反射部とを備える。前記導光体は、長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成されている。前記少なくとも１つの光源は、前記導光体の長手方向における少なくとも一方の端面に対向し、当該端面から前記導光体の内部に光を入射させる。前記光拡散パターンは、前記導光体の長手方向に沿って設けられ、前記導光体の内部に入射した光を拡散させて前記出射面から出射させる。前記角度変換反射部は、前記光拡散パターンにおける前記光源側の端部と前記光源とを結ぶ主光路上に設けられ、前記光源から前記導光体の内部に入射する光の一部の角度を変換する角度変換機能を有する。例えば、反射面を鏡面にすれば、反射角度のみ変換され、光源にほとんどの光が戻る。拡散面であれば、導光体入光部に一部の光が到達し、残りの光が光源に戻る。

【0009】

ここで、主光路とは、入光部近傍の光拡散パターンの主走査方向における光源側の端部の任意の１点と光源の任意の１点とを結ぶ導光体の屈折率、及び、レンズ付きＬＥＤの場合はレンズの屈折率も含めた関係で決まるある立体角の光線群で囲まれる領域において中心となる光路を意味する。
大きさを有する光源からは、多数の点光源の上記の立体角がその数存在することになるので、ある領域を遮蔽する必要があり、そのため、主光路近傍を遮断する必要がある。

【0010】

このような構成によれば、角度変換反射部は、光拡散パターンにおける光源側の端部と光源とを結ぶ主光路近傍に設けられる。そして、光源から出射されて導光体の内部に入射する光の一部は、角度変換反射部で角度変換されて、反射又は拡散される。

【0011】

そのため、光源から出射された光のうち、導光体の内面で反射することなく、光拡散パターンにおける光源側の端部に直接向かう光を、角度変換（拡散も含む）させ、又は、光源側に戻すことにより、光拡散パターンに直接入射しないようにすることできる。
その結果、光源から出射されて直接光拡散パターンに入射する光の量を調整又は低減できる。そして、入光部近傍において光拡散パターンで拡散される光の強度が極端に高くなることを抑制できる。
よって、導光体から出射する光の入光部近傍の強度の不均一性を抑制できる。

【0012】

また、光源からの光のうち、導光体からの出射光の強度の不均一性の要因となる光のみを、角度変換反射部において拡散又は反射させることにより、その光量を調整又は低減することができる。

【0013】

そのため、光の利用効率を維持しながら主走査方向への光強度分布を均一にできる。
このように、本発明に係るライン光源によれば、導光体から出射する光の強度の不均一性を抑制でき、かつ、光の利用効率の低下を抑制できる。

【0014】

また、前記角度変換反射部は、拡散反射、鏡面反射又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有してもよい。

【0015】

このような構成によれば、光源から出射された光が、光拡散パターンに直接入射することを確実に防止できる。

【0016】

また、前記ライン光源は、ミキシング空間をさらに備えてもよい。前記ミキシング空間は、前記角度変換反射部で角度変換された光を反射させる反射面により形成され、当該反射面で反射した光を前記光源からの光とともに前記導光体の内部に導く。

【0017】

このような構成によれば、光源から出射した光のうち、角度変換反射部で拡散反射又は角度変換された光を、ミキシング空間に形成された反射面で反射させて、導光体の内部に入射させることができる。又は、光源側への戻り光は、反射面で再び反射され、ミキシング空間を経て、再び角度変換反射部に入射し、拡散反射又は角度変換されて、一部が導光体入光部に入射し、残りが戻り光となる。角度変換反射部に入射せずに導光体端面に入射した光は、入光部近傍の光拡散パターンに入射せず、光拡散パターンから離れた位置に入射する。

【0018】

すなわち、光源から出射した光のうち、角度変換反射部に入射する光は、光源側に戻り、又は、導光体入光部に入射する。また、光源から出射した光のうち、角度変換反射部に入射しない光は、直接導光体入光部に入射する。
また、光源側への戻り光は、光源側の反射面で反射されて再び導光体側に向かう。そして、この導光体側に向かう光のうち、角度変換反射部に入射する光は、光源側に戻り、又は、導光体入光部に入射する。また、導光体側に向かう光のうち、角度変換反射部に入射しない光は、直接導光体入光部に入射する。光源側の反射面は、各々の波長に応じた高反射素材（素材）を用いるか、又は、高反射素材でコーティングされており、再帰反射効率を良好にしている。

【0019】

このように、角度変換反射部における光の拡散反射又は角度変換、及び、反射面での光の反射を繰り返すことにより、入光部近傍の光拡散パターンに直接入射する光量を制限又は調整ができ、光強度分布が均一になる。
しかも、上記したように、再帰光の利用による効果により、光利用効率の低下を抑制できる。
言い換えれば、入光部近傍の光強度の上昇分を他の部分に振り分けることにより、光利用効率を低下させることなく、光強度分布の均一性を高めることが可能になる。

【0020】

また、前記ライン光源において、前記導光体の前記端面に対向して配置されるように前記ミキシング空間が形成されていてもよい。
このような構成によれば、適切な位置にミキシング空間を形成することができる。

【0021】

また、前記ライン光源は、筒状部材をさらに備えてもよい。前記筒状部材は、前記導光体の前記端面に対向して配置され、前記ミキシング空間が内部に形成されている。前記ミキシング空間は、前記光源から遠ざかるにつれて断面積が光源側の端部の面積に対し、少なくとも同等以上の面積になるように形成されていてもよい。

【0022】

このような構成によれば、ミキシング空間を形成する反射面で反射する光の出射強度が平行に近づき、導光体入光部端面におけるフレネル損失を少なくでき、ミキシング空間を通過した光を効率よく導光体の内部に入射させることができる。
フレネル損失とは、光が異なる媒質に入射する際に、入射角度により反射率（透過率）が変わり、入射角度が増加すると反射率が増大することを意味しており、フレネルの式で表される。
なお、ミキシング空間の内面の反射面は、鏡面又は鏡面に近い表面性を有することが好ましい。
前記のラッパ型のような拡がる断面形状を有するミキシング空間は、その内面で反射した際に反射角度がより導光体の光軸に近づき、そのため、導光体端面に入射した際に入射角度が小さくなるため、導光体と空気の界面での透過率が向上することによって、入射効率が増大する。

【0023】

また、前記導光体の前記端面には、前記光源を収容する凹部が形成されていてもよい。前記角度変換反射部は、前記凹部内に設けられていてもよい。
このような構成によれば、ライン光源の小型化を実現できる。

【0024】

また、前記ライン光源は、遮光部をさらに備えてもよい。前記遮光部は、前記導光体の前記出射面における前記凹部に対向する位置に設けられている。

【0025】

このような構成によれば、光源から出射された光が、角度変換反射部で拡散反射又は角度変換され、導光体出射面に向かい、導光体入光部近傍の出射面から直接外部に出射することを抑制できる。

【0026】

また、前記遮光部は、光源の波長に対して任意の透過率を有する光学フィルタであるか、又は、光学フィルタと拡散素材との組み合わせからなるものであってもよい。

【0027】

このような構成によれば、導光体入光部近傍の光を取り出すことができる。

【0028】

また、前記遮光部には、任意の少なくとも１つの開口部が形成されていてもよい。

【0029】

このような構成によれば、導光体入光部近傍の光を取り出すことができる。

【0030】

また、前記導光体の前記端面における前記光源からの光が入射する入射領域の面積をＤとし、前記導光体の前記端面に対する前記角度変換反射部の投影面積をＳとした場合に、８＜（Ｄ＋Ｓ）／Ｓ＜１２の関係式を満たしてもよい。

【0031】

このような構成によれば、角度変換反射部を、光源からの光を拡散反射又は角度変換するのに適した大きさに構成できる。

【0032】

また、前記角度変換反射部の表面が、曲面若しくは異なる種類の曲面の組み合わせからなる拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有してもよい。

【0033】

このような構成によれば、角度変換反射部の表面形状を、曲面若しくは異なる種類の曲面の組み合わせで形成するという簡易な構成で、角度変換反射部に角度変換機能を持たせることができる。

【0034】

また、前記角度変換反射部の表面が、平面若しくは異なる角度を有する平面の組み合わせからなる拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有してもよい。

【0035】

このような構成によれば、角度変換反射部の表面形状を、平面若しくは異なる角度を有する平面の組み合わせで形成するという簡易な構成で、角度変換反射部に角度変換機能を持たせることができる。

【0036】

また、前記角度変換反射部の表面が、平面及び曲面の組み合わせからなる拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有してもよい。

【0037】

このような構成によれば、角度変換反射部の表面形状を、平面及び曲面の組み合わせで形成するという簡易な構成で、角度変換反射部に角度変換機能を持たせることができる。

【0038】

また、前記少なくとも１つの光源には、第１光源と、第２光源とが含まれてもよい。前記第１光源は、前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に、紫外光を入射させる。前記第２光源は、前記導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から前記導光体の内部に、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を入射させる。
このような構成によれば、紫外光、可視光、又は、可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を選択し、その光を光源から出射させて、導光体の内部に入射させることができる。
そのため、導光体の出射面から最適な光を出射させることができる。

【0039】

また、前記ライン光源は、第１光学フィルタをさらに備えてもよい。前記第１光学フィルタは、前記導光体の一方の端面と前記第１光源との間に配置され、紫外光を透過させるとともに、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を遮断する。前記角度変換反射部は、前記光拡散パターンにおける前記第１光源側の端部と前記第１光源とを結ぶ主光路上に設けられていてもよい。

【0040】

このような構成によれば、第１光源から出射された紫外光のみを第１光学フィルタで透過させて導光体内部に入射させることができる。例えば、第１光源が、酸化アルミニウム・セラミック焼結体など、紫外光が当たったときに蛍光を発する実装基板を採用している場合には、第１光源からの照射光が実装基板に当たり、蛍光が二次照射されることとなる。上記した構成であれば、第１光源から二次照射される蛍光が導光体内部に入ることを、第１光学フィルタにより防止できる。

【0041】

また、前記ライン光源は、第２光学フィルタをさらに備えてもよい。前記第２光学フィルタは、前記導光体の他方の端面と前記第２光源との間に配置され、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を透過させるとともに、紫外光を遮断する。前記角度変換反射部は、前記光拡散パターンにおける前記第２光源側の端部と前記第２光源とを結ぶ主光路上に設けられていてもよい。

【0042】

このような構成によれば、第２光源から出射された可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光のみを第２光学フィルタで透過させて導光体内部に入射させることができる。例えば、第２光源が、酸化アルミニウム・セラミック焼結体など、紫外光が当たったときに蛍光を発する実装基板を採用している場合には、第１光源からの照射光が導光体を通過して第２光源の実装基板に当たり、蛍光が二次照射されることとなる。上記した構成であれば、第１光源から照射される紫外光が第２光源に入射することを、第２光学フィルタにより防止できる。そして、第２光源において蛍光が二次照射されることを防止できる。

【0043】

本発明に係る光ラインセンサユニットは、前記ライン光源と、レンズアレイと、受光部と、第３光学フィルタとを備える。前記レンズアレイは、前記ライン光源から出射され、前記紙葉類で反射又は透過した光を導く。前記受光部は、前記レンズアレイにより収束された光を受光し、電気信号に変換する。前記第３フィルタは、前記紙葉類と前記受光部との間に設けられ、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を透過させ、前記受光部に紫外光が入らないように、紫外光を遮断する。

【0044】

このような構成によれば、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光のみを第３フィルタを透過させて、受光部で受光させることができる。
そのため、受光部の近傍において、紫外光により蛍光が二次照射されることを防止できる。

【発明の効果】

【0045】

本発明によれば、角度変換反射部は、光拡散パターンにおける光源側の端部と光源とを結ぶ主光路近傍に設けられる。光源から出射されて導光体の内部に入射する光の一部は、角度変換反射部で角度変換されて、反射又は拡散される。光源から出射されて直接拡散パターンに向かう光は、角度変換反射部で拡散反射又は角度変換される結果、光源から出射されて直接光拡散パターンに入射する光の量を調整又は低減できる。よって、導光体から出射する光の入光部近傍の強度の不均一性を抑制できる。また、光源からの光のうち、導光体からの出射光の強度の不均一性の要因となる光のみを、角度変換反射部で、拡散反射又は角度変換させるため、その光量を低減させることができる。しかも、再帰光反射効果を用いるため、光の利用効率の低下を抑制できる。
以上述べたように、角度変換反射部を導入することにより、入光部近傍の光拡散パターンに光源から出射した光が直接入射しなくなることで、入光部近傍の出射光の強度の不均一性を抑制できる、と同時に、角度変換反射部で光源側に戻った光を再利用（再帰光の利用）することで、光利用効率の低下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0046】

【図1】本発明の実施の形態における光ラインセンサユニットの構成を概略的に示す断面図である。

【図2】光ラインセンサユニットの付加的な構成を概略的に示す断面図である。

【図3】ライン光源の斜視図である。

【図4】ライン光源の各構成部材を示す分解斜視図である。

【図5】ライン光源の側面図である。

【図6】ライン光源の一方の端部の側断面図である。

【図7】一方の角度変換反射部の正面図である。

【図8】ライン光源の他方の端部の側断面図である。

【図9】他方の角度変換反射部の正面図である。

【図10】光ライセンサユニットにおける紙葉類に対する光の強度分布を示したグラフである。

【図11A】従来の光ライセンサユニットにおける光の強度分布を立体的に示したグラフである。

【図11B】図１１Ａとは別の従来の光ライセンサユニットにおける光の強度分布を立体的に示したグラフである。

【図11C】角度変換反射部の投影面積が大きい場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を立体的に示したグラフである。

【図11D】角度変換反射部の投影面積が中程度の大きさの場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を示したグラフである。

【図11E】角度変換反射部の投影面積が小さい場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を立体的に示したグラフである。

【図12】光ライセンサユニットにおける光の利用効率を示したグラフである。

【図13】本発明の第２実施形態に係るライン光源の側断面図である。

【図14】本発明の第３実施形態に係るライン光源の側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0047】

＜第１実施形態＞
＜光ラインセンサユニット＞
図１は、本発明の実施の形態における光ラインセンサユニットの構成を示す概略断面図である。
この光ラインセンサユニットは、筐体１６と、紙葉類を照明するためのライン光源１０と、そのライン光源１０から焦点面２０に向けて出射され紙葉類で反射した光を導くためのレンズアレイ１１と、基板１３に実装され、レンズアレイ１１により導かれた透過光を受光する受光部１２とを備えている。紙葉類は焦点面２０に沿って一方向ｘ（副走査方向）に搬送される。

【0048】

これらの筐体１６、ライン光源１０、受光部１２、レンズアレイ１１は、ｙ方向（主走査方向）、すなわち，図１における紙面に対して垂直な方向に延びていて、図１はその断面を示している。
ライン光源１０は、焦点面２０にある紙葉類に向けて光を出射するユニットである。出射される光の種類は可視光、白色光及び紫外光であり、さらに赤外光が出射されることもある。

【0049】

この紫外光は、３００ｎｍ～４００ｎｍの波長範囲にピーク波長を有するもので、赤外光は、１５００ｎｍまでの波長範囲にピーク波長を有するものである。
これらの光のうち少なくとも紫外光は、他の光と時間的に重ならないようにして（すなわち時間的にスイッチングされながら）発光される。赤外光は、可視光と時間的に重なって発光されることもあり、時間的に重ならないようにして発光されることもある。

【0050】

ライン光源１０から出射された光は、保護ガラス１４を透過して焦点面２０に集光される。保護ガラス１４は、必ずしも必要ではなく省略することもできるが、使用中（使用時）のごみ（紙葉類の搬送時に発生する紙粉等のダスト）の飛散や傷つきからライン光源１０やレンズアレイ１１を保護するために設置することが望ましい。

【0051】

保護ガラス１４の材質は、ライン光源１０から出射される光を透過させるものであれば良く、例えば、アクリル樹脂やシクロオレフィン系樹脂などといった透明の樹脂であってもよい。ただし、本発明の実施の形態では、白板ガラス、ホウケイ酸ガラスなど特に紫外光を透過させるものを使用するのが好ましい。

【0052】

ライン光源１０の底面に対向して、ライン光源１０の両端に設置された第１光源３、第２光源４（図４、図５参照）を固定するための基板５が設置されている。この基板５は、フェノール、ガラスエポキシなどで形成された薄い絶縁板であり、その裏面に銅箔からなる配線パターンが形成されている。第１光源３が実装される基板６、及び、第２光源４が実装される基板７のそれぞれに接続された端子（コネクタ）を基板５の各所に形成された孔に挿入し、基板５の裏面において半田などで配線パターンと接合することにより、第１光源３及び第２光源４を、基板５に搭載し固定することができるとともに、所定の駆動電源（図示せず）から基板裏面の配線パターンを通して第１光源３及び第２光源４に電力を供給してその発光を駆動・制御することができる。

【0053】

レンズアレイ１１は、紙葉類で反射された光を受光部１２に結像（収束）する光学素子であり、セルフォックレンズアレイ（登録商標：日本板硝子製）などのロッドレンズアレイを用いることができる。本発明の実施の形態では、レンズアレイ１１の倍率は、１（正立）に設定されている。

【0054】

焦点面２０から受光部１２までの任意の位置に、受光部１２に紫外光が入らないように、紫外光を反射又は吸収することにより遮断する紫外光遮断光学フィルタ１５を設けることが好ましい。本発明の実施の形態では、レンズアレイ１１の表面に紫外光遮断光学フィルタ１５を取り付け、紫外光を遮断する機能を持たせている。本明細書で「光を遮断する」とは、光を反射又は吸収して、透過させないことをいう。

【0055】

この紫外光遮断光学フィルタ１５は、特に限定されるものではなく、紫外光が、受光部１２へ入るのを防止することができれば、材質・構造を問わない。例えば、有機系の紫外光吸収剤を透明フィルムに混入あるいはコーティングした紫外光吸収フィルム、ガラス表面に酸化チタン、酸化珪素など透過率や屈折率の異なる金属酸化物もしくは誘電体の薄膜を多層蒸着することで得られる干渉フィルタ（バンドパスフィルタ）などが好ましい。紫外光遮断光学フィルタ１５が、第３光学フィルタの一例である。

【0056】

なお、紫外光遮断光学フィルタ１５は、レンズアレイ１１の出射面に取り付けられているが、レンズアレイ１１の入射面又は中間部に取り付けられてもよく、保護ガラス１４の内面に直接蒸着又は塗布して用いられてもよい。要するに、紙葉類で反射された紫外光が、受光部１２へ入るのを防止することができればよい。

【0057】

受光部１２は、基板１３に実装され、反射光を受けて光電変換により電気出力として画像を読み取る受光素子を含んで構成されている。受光素子の材質・構造は、特に規定されるものではなく、アモルファスシリコン、結晶シリコン、ＣｄＳ、ＣｄＳｅなどを用いたフォトダイオードやフォトトランジスタを配置したものであってもよい。また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサであってもよい。さらに受光部１２として、フォトダイオードやフォトトランジスタ、駆動回路及び増幅回路を一体としたＩＣ（Integrated Circuit）を複数個並べた、いわゆるマルチチップ方式のリニアイメージセンサを用いることもできる。また、必要に応じて基板１３上に駆動回路、増幅回路などの電気回路、あるいは信号を外部に取り出すためのコネクタなどを実装することもできる。さらに、基板１３上にＡ／Ｄコンバータ、各種補正回路、画像処理回路、ラインメモリ、Ｉ／Ｏ制御回路などを同時に実装してデジタル信号として外部に取り出すこともできる。

【0058】

なお、前述した光ラインセンサユニットは、ライン光源１０から紙葉類に向けて出射され紙葉類で反射した光を受光する反射型の光ラインセンサユニットであったが、図２に示すように、焦点面２０を基準にして、ライン光源１０を受光部１２と反対の位置に置いて、ライン光源１０から紙葉類に向けて出射され紙葉類を透過した光を受光する、透過型の光ラインセンサユニットであってもよい。この場合、ライン光源１０の位置が焦点面２０の下側になるところが図１の配置と異なるのみで、ライン光源１０自体の構造は、今まで説明したものと異なるところはない。また反射型の光ラインセンサユニットと透過型の光ラインセンサユニットを両方含んでいてもよい。

【0059】

＜ライン光源＞
図３は、図１に示される光ラインセンサユニットにおけるライン光源１０の外観を概略的に示す斜視図である。図４は、ライン光源１０の各構成部材の分解斜視図、図５は、ライン光源１０の側面図である。なお、図５では、カバー部材２の図示を省略している。

【0060】

ライン光源１０は、長手方向Ｌに沿って延びる透明な導光体１と、長手方向Ｌの一方の端面付近に設けられた第１光源３と、長手方向Ｌの他方の端面付近に設けられた第２光源４と、導光体１の各側面（底側面１ａ及び左右側面１ｂ，１ｃ）を保持するためのカバー部材２と、底側面１ａと右側面１ｂとの間に斜めに形成された光拡散パターン形成面１ｇに形成され、第１光源３及び第２光源４から導光体１の端面１ｆ，１ｅに入射され導光体１の中を進む光を拡散・屈折させて、導光体１の光出射側面１ｄから出射させるための光拡散パターンＰとを有している。

【0061】

導光体１は、アクリル樹脂などの光透過性の高い樹脂、あるいは光学ガラスで形成してもよいが、本発明の実施の形態では、紫外光を発光する第１光源３を用いるので、導光体１の材料として、紫外光に対する減衰が比較的少ないフッ素系樹脂あるいはシクロオレフィン系樹脂が好ましい。
導光体１は、細長い柱状であり、その長手方向Ｌに直交する断面は、長手方向Ｌのどの切り口においても、実質的に同じ形状、同じ寸法をしている。また導光体１のプロポーション、すなわち導光体１の長手方向Ｌの長さと、その長手方向Ｌに直交する断面の高さＨとの比率（高さＨに対する長手方向Ｌの長さの比率）は、１０よりも大きく、好ましくは３０よりも大きい。例えば、導光体１の長さが２００ｍｍであれば、その長手方向Ｌに直交する断面の高さＨは、５ｍｍ程度である。

【0062】

導光体１の側面は、光拡散パターン形成面１ｇ（図４において導光体１の斜めカット面に相当）、底側面１ａ、左右側面１ｂ，１ｃ、光出射側面１ｄ（図４において導光体１の上面に相当）の５つの側面からなる。底側面１ａ、左右側面１ｂ，１ｃは、平面形状であり、光出射側面１ｄは、レンズの集光効果を持たせるために外向きに滑らかな凸の曲線状に形成されている。しかし、光出射側面１ｄは、必ずしも凸状に形成されていなくてもよく、平面形状であってもよい。この場合、光出射側面１ｄに対向するように、導光体１から出射した光を集光するレンズを配置するとよい。

【0063】

光拡散パターン形成面１ｇ上の光拡散パターンＰは、一定の幅を維持して、導光体１の長手方向Ｌに沿って一直線状に延びている。この光拡散パターンＰの長手方向Ｌに沿った寸法は、イメージセンサの読取長（つまり受光部１２の読取領域の幅）よりも長くなるように形成されている。
この光拡散パターンＰは、導光体１の光拡散パターン形成面１ｇに付与された複数のＶ字状の溝により構成されている。Ｖ字状の溝の加工方法には各種あり、射出成型やプレスなどの金型にＶ字状の加工溝を形成し、成型時に溝が形成される手法が一般的であるが、他にも精密彫刻などの手法もある。この複数のＶ字状の溝の各々は、導光体１の長手方向Ｌに直交する方向に延びるよう形成されており、互いに同じ長さを有している。複数のＶ字状の溝の断面は、例えば、二等辺三角形状であってもよいし、非対称三角形であってもよい。また、頂角部分が丸みを帯びていてもよい。

【0064】

この光拡散パターンＰにより、導光体１の端面１ｅ，１ｆから入射され、導光体１の内部を長手方向Ｌに伝搬する光を屈折・拡散させ、長手方向Ｌに沿って光出射側面１ｄから照射することができる。
なお、光拡散パターンＰの溝のＶ字形状は、一例であり、Ｖ字形に代えてＵ字形にするなど任意に変更することができる。更には、各種形状（半球、三角錐、四角錘、半円柱）のドットパターンであってもよい。光拡散パターンＰの幅も一定の幅を維持する必要はなく、導光体１の長手方向Ｌに沿って幅が変化するものであってもよい。溝の深さや溝の開口幅についても、適宜変更することができる。ドットパターンにおいても一定の面積密度である必要は無く、主走査方向や副走査方向に任意に面積密度を変化させてもよい。

【0065】

カバー部材２は、導光体１の長手方向Ｌに沿った細長い形状であり、導光体１の底側面１ａ及び左右側面１ｂ，１ｃを覆うことができるように、導光体１の光拡散パターン形成面１ｇに対向する底面２ａ、導光体１の右側面１ｂに対向する右側面２ｂ、及び導光体１の左側面１ｃに対向する左側面２ｃを有している。これらの３つの側面のそれぞれは、平面をなしており、これらの３つの内面で断面がほぼ矩形状の凹部を形成するので、導光体１をこの凹部の中に挿入することができる。この覆った状態で、カバー部材２の底面２ａが導光体１の底側面１ａに空気層を介して密着し、カバー部材２の右側面２ｂが導光体１の右側面１ｂに密着し、左側面２ｃが導光体１の左側面１ｃに空気層を介して密着する。このため、カバー部材２で導光体１を保護することができる。

【0066】

なお、カバー部材２は、透明なカバーに限定されず、半透明、又は不透明なものであってもよい。例えば、カバー部材２は、導光体１の光出射側面１ｄ以外の側面より漏れ出す光を再び導光体１内に反射させるために、反射率の高い白色樹脂の成形品、又はその白色樹脂を塗布した樹脂の成形品であってもよい。または、カバー部材２をステンレスやアルミニウムなどの金属体で形成してもよい。

【0067】

第１光源３は、基板６に実装されている。第１光源３は、導光体１に対して紫外光を発光する紫外光源であり、３００ｎｍ～４００ｎｍの紫外光ＬＥＤ光源等が使用可能である。第１光源３として、好ましくは、３３０ｎｍ～３８０ｎｍの範囲にピーク発光波長を有するレンズモールド型の紫外発光ダイオードが用いられる。紫外線発光ダイオードの基板には、セラミック基板が用いられており、紫外線を高効率で反射することができる。

【0068】

第２光源４は、基板７に実装されている。第２光源４は、可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光を発光する光源であり、例えば、近赤外、赤、緑、青の各波長の光を発する表面実装型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。また、赤、緑、青を混在した白色光を発する場合、赤、緑、青の3色を同時点灯してもよい。表面実装型のＬＥＤには、可視光や近赤外線を高効率で反射する樹脂モールド基板が用いられている。

【0069】

基板６及び基板７のそれぞれには、端子３０が形成されていて、この端子３０を基板５に差込み、半田付けなどで接合することにより、第１光源３及び第２光源４のそれぞれが、駆動電源（図示せず）に電気的に接続される。駆動電源は、第１光源３に電圧を印加する電極端子と第２光源４に電圧を印加する電極端子とを選択することにより、第１光源３及び第２光源４を同時に、若しくは、時間的に切り替えて発光させることができる回路構成となっている。

【0070】

以上の構成により、コンパクトな構成で、第１光源３が設置される端面１ｆから紫外光を導光体１に入射することができ、第２光源４が設置される端面１ｅから可視光、又は、可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を導光体１に入射することができる。これにより、前記第１光源３から発光される光、又は前記第２光源４から発光される光を、光拡散パターンＰにより屈折・拡散させて、前記導光体１の光出射側面１ｄから出射することができる。

【0071】

また、ライン光源１０において、導光体１の一方の端面には、第１筒状部材８が取り付けられており、導光体１の他方の端面には、第２筒状部材９が取り付けられている。基板６は、第１筒状部材８における導光体１と反対側の端面（一方の端面）に取り付けられている。基板７は、第２筒状部材９における導光体１と反対側の端面（他方の端面）に取り付けられている。図５に示すように、第１筒状部材８内には、第１光学フィルタ１８が設けられており、第２筒状部材９内には、第２光学フィルタ１９が設けられている。なお、第１筒状部材８及び第２筒状部材９の詳細な構成については、後述する。

【0072】

第１光学フィルタ１８は、導光体１の端面１ｆに対向しており、第２光学フィルタ１９は、導光体１の端面１ｅに対向している。
第１光学フィルタ１８は、４００ｎｍ未満の紫外光を透過させ、４２０ｎｍ以上の可視光を反射又は吸収することにより遮断する光学フィルタである。

【0073】

第２光学フィルタ１９は、４２０ｎｍ以上の可視光を透過させ、４００ｎｍ未満の紫外光を反射又は吸収することにより遮断する光学フィルタである。
第１光学フィルタ１８及び第２光学フィルタ１９は、特に限定するものではなく、目的とする波長域を遮断するものであれば材質・構造を問わない。例えば、反射させる光学フィルタであれば、ガラス表面に透過率や屈折率の異なる金属酸化物もしくは誘電体の薄膜を多層蒸着することで得られる干渉フィルタ（バンドパスフィルタ）が好ましい。

【0074】

反射させる干渉フィルタとしては、例えば、酸化珪素と五酸化タンタルなどを採用し、それぞれの透過率や屈折率及び膜厚を調整して多層蒸着することにより所望のバンドパスフィルタ特性を確保することで得られる。なお、当然ながら通常の光学関連産業用に従来から生産されているバンドパスフィルタで、要求性能を満足するものであれば、採用に際して特に制限はない。

【0075】

第１光学フィルタ１８及び第２光学フィルタ１９に干渉フィルタを用いる場合、前記干渉フィルタのみでは目的とする透過域を調整出来ない場合は、さらにその上に金属又はその酸化物、窒化物、フッ化物の薄膜を用いたフィルムを重ねることで所望の波長特性を確保することが可能である。

【0076】

第２光学フィルタ１９が紫外光を吸収する光学フィルタであれば、有機系の紫外光吸収剤を透明フィルムに混入あるいはコーティングした紫外光吸収フィルムであってもよい。また、干渉フィルタで、例えば、酸化珪素と酸化チタンなどを採用し、それぞれの透過率や屈折率及び膜厚を調整して多層蒸着することにより紫外光を反射、吸収両機能により遮断することで所望波長特性を確保してもよい。

【0077】

また、第１光学フィルタ１８が可視光を吸収する光学フィルタであれば、紫外光を通過させ可視光をカットする物質をフィルムの中に添加してもよい。
なお、第１光学フィルタ１８及び第２光学フィルタ１９の導光体１への設置方法は任意であり、導光体１の端面１ｆ，１ｅに塗布又は蒸着により形成してもよい。また、フィルム状もしくは板状の第１光学フィルタ１８及び第２光学フィルタ１９を用意し、導光体１の端面１ｅ，１ｆに密着させて、もしくは端面１ｅ，１ｆから一定の距離をおいて取り付けてもよい。

【0078】

また、第１光学フィルタ１８及び第２光学フィルタ１９のそれぞれを、第１光源３及び第２光源４のそれぞれに設けることも可能である。この場合、各光源３，４に第１光学フィルタ１８，第２光学フィルタ１９を塗布又は蒸着により形成してもよいし、フィルム状もしくは板状の第１光学フィルタ１８，第２光学フィルタ１９を用意し、各光源３，４に密着させて取り付けてもよい。あるいは、第１光源３の封止剤に、紫外光を透過させ、可視光を遮断する物質を添加することにより、第１光学フィルタ１８を構成してもよい。同様に、第２光源４の封止剤に、可視光を透過させ、紫外光を遮断する物質を添加することにより、第２光学フィルタ１９を構成してもよい。

【0079】

第１光学フィルタ１８が、紫外光を透過させ、可視光を反射又は吸収する光学フィルタであれば、次のような利点がある。第１光源３が酸化アルミニウム・セラミックス焼結体など、紫外光が当たった時に波長６９０ｎｍ付近の蛍光を発する実装基体を採用している場合を想定する。紫外光が第１光源３から照射されるときに、その照射光が第１光源３の実装基体に当たり６９０ｎｍ付近の蛍光が二次照射されて導光体１の中に入ることを防止する必要がある。そこで、第１光学フィルタ１８を、可視光を反射又は吸収するように設計することにより、二次照射された蛍光が導光体１の中に入らないようにすれば、導光体１の光出射側面１ｄからの不要な蛍光の出射を防止することができ、紙葉類の紫外蛍光のコントラストを良くすることができる。なお、紫外光が蛍光するものは酸化アルミニウム・セラミックス焼結体だけでなく、封止樹脂が蛍光する場合についても同様に二次照射を防ぐことができる。

【0080】

第２光学フィルタ１９が、可視光を透過させ、紫外光を反射又は吸収する光学フィルタであれば、次のような利点がある。第２光源４が酸化アルミニウム・セラミックス焼結体など、紫外光が当たった時に波長６９０ｎｍ付近の蛍光を発する実装基体を採用している場合を想定する。第１光源３から照射された紫外光が導光体１の端面１ｅを通過して第２光源４に当たると、６９０ｎｍ付近の蛍光が第２光源４から二次照射されて導光体１の中に入って来るので、これを防止する必要がある。そこで、第２光学フィルタ１９を、紫外光を反射又は吸収するように設計することにより、紫外光が導光体１の端面１ｅから外に出ないようにすれば第２光源４に当たることがない。したがって、導光体１の光出射側面１ｄからの不要な蛍光の出射を防止することができる。その結果、紙葉類の紫外蛍光のコントラストを良くすることができる。

【0081】

また、第１光学フィルタ１８が紫外光を透過させ、可視光を反射する光学フィルタであれば、第２光源４から照射され、導光体１に入射され第１光学フィルタ１８で反射し導光体１に戻る可視光の光量が増加するので、結果として、導光体１の光出射側面１ｄからの可視光の出射光量が増大するという効果が得られる。また第１光学フィルタ１８は第１光源３から照射される紫外光を透過させるので、導光体１の光出射側面１ｄからの紫外光の出射も可能になる。

【0082】

また、第２光学フィルタ１９が可視光を透過させ、紫外光を反射する光学フィルタの方が好ましく、次のような利点がある。第１光源３から導光体１に入射され第２光学フィルタ１９で反射し導光体１に戻る紫外光の光量が増加するので、結果として、導光体１の光出射側面１ｄからの紫外光の出射光量が増大するという効果が得られる。この場合、第２光学フィルタ１９は、第２光源４から照射される可視光を透過させるので、第２光源４からの可視光が導光体１に入るのを妨げることもない。

【0083】

ライン光源１０において、第１光源３から発光される紫外光は、第１光学フィルタ１８を介して導光体１に入射し、光拡散パターン形成面１ｇにより拡散・屈折して、光出射側面１ｄから焦点面２０にある紙葉類（媒体）に照射される。これにより、紙葉類から蛍光が生じ、その蛍光色発光が受光部１２で検出されることにより、紫外光を用いた紙葉類の識別を行うことができる。

【0084】

また、第２光源４から発光される可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光は、第２光学フィルタ１９を介して導光体１に入射し、光拡散パターン形成面１ｇにより拡散・屈折して、光出射側面１ｄから焦点面２０にある紙葉類（媒体）に照射される。これにより、可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光を用いた紙葉類の識別を行うことができる。

【0085】

＜受光部＞
受光部１２は、ｙ方向に直線状に並べられた複数の受光素子（それぞれフォトダイオード、フォトトランジスタなどで構成される）を配列し、これを基板上に実装したものである。受光素子の種類は、限定されないが、例えばシリコンＰＮダイオード若しくはＰＩＮダイオードが用いられる。

【0086】

紙葉類がｘ方向（副走査方向）に移動する間に、一列に並べられた受光素子を露光することによって、紙葉類の面上にｙ方向（主走査方向）に沿った所定幅の観測ラインを設定することができる。紙葉類のライン情報を読み取る露光時間（光学読取時間という）は、光源の強度、センサの波長感度などに応じて任意に設定できる。例えば、紙葉類のｘ方向の移動速度は、ＡＴＭや紙幣処理機などでは１５００～２０００ｍｍ／秒であり、光学読取時間として０．５～１．０ミリ秒を採用すれば、観測ラインのｘ方向の幅は０．７５～２ｍｍとなる。

【0087】

＜筒状部材及び角度変換反射部＞
図６は、ライン光源１０の一方の端部の側断面図である。
上記したように、ライン光源１０では、導光体１の一方の端面１ｆに第１筒状部材８が対向するように配置されている。第１筒状部材８には、第１光源３が実装された基板６が取り付けられている。また、第１筒状部材８の内部には、第１光学フィルタ１８とともに角度変換反射部４０が設けられている。

【0088】

第１筒状部材８は、円筒状に形成されている。第１筒状部材８の中心軸は、導光体１の中心軸と一致している。すなわち、第１筒状部材８及び導光体１は、中心軸Ａを共有している。第１筒状部材８の内径は、一方の端部（図６の右端部）から他方の端部に向かうにつれて大きくなっている。すなわち、第１筒状部材８の内周面８１は、一方の端縁から他方の端縁に向かうにつれて広がるテーパー状に形成されている。第１筒状部材８の内周面８１は、光を反射させる反射面として形成されている。

【0089】

また、第１筒状部材８の内部空間が、ミキシング空間５０である。ミキシング空間５０は、第１光源３から遠ざかるにつれて断面積が第１光源３側の端部の面積に対し、少なくとも同等以上の面積になるように形成されている。具体的には、ミキシング空間５０は、導光体１に近づくにつれて（第１光源３から遠ざかるにつれて）断面積が大きくなるように形成されている。
基板６は、第１筒状部材８の一方の端面（図６の右端面）に取り付けられている。第１光源３は、基板６における導光体１との対向面（第１筒状部材８側の面）に設けられている。第１光源３は、樹脂モールドレンズ３１により覆われている。

【0090】

第１光学フィルタ１８は、第１筒状部材８の他端部の内部空間に設けられている。換言すれば、第１光学フィルタ１８は、ミキシング空間５０内において他方側（導光体１側）に配置されている。第１光学フィルタ１８は、導光体１の端面１ｆに対向している。
角度変換反射部４０は、第１筒状部材８内（ミキシング空間５０）に配置されており、かつ、第１光源３と第１光学フィルタ１８との間に配置されている。

【0091】

図７は、角度変換反射部４０の正面図である。図７では、角度変換反射部４０を、中心軸Ａに沿う方向から見た状態が示されている。
図６及び図７に示すように、角度変換反射部４０は、環状部４０１と、遮蔽部４０２と、保持部４０３とを備えている。

【0092】

環状部４０１は、一定の厚みを有しており、円環状に形成されている。
遮蔽部４０２は、環状部４０１の内方に配置されている。遮蔽部４０２は、正面視形状が楕円状であり、中心に向かって厚みが増す構造となっている。遮蔽部４０２の表面は、光を高効率に拡散反射又は角度変換する反射面として形成されている。

【0093】

遮蔽部４０２は、所謂曲面で形成されているが、非球面、球面、或いは、非球面と球面の組み合わせなどの各種形態があり、その何れかを、入光部近傍の光強度の急激な上昇を抑制する効果、並びに、光利用効率、距離特性、コストなどを考慮して決める。また、必ずしも、曲面である必要は無く、多面体や各種多面体の組み合わせであってもよいし、単なる平板でもよい。要は、光源から出射した光が、入光部近傍の光拡散パターンに直接入射させないように各種パラメータを考慮して形状を決めればよい。

【0094】

例えば、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２の表面が、曲面若しくは異なる種類の曲面の組み合わせからなり、拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有するものであってもよい。
また、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２の表面が、平面若しくは異なる角度を有する平面の組み合わせからなり、拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有するものであってもよい。
また、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２の表面が、平面及び曲面の組み合わせからなり、拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有するものであってもよい。

【0095】

保持部４０３は、遮蔽部４０２の外縁の複数箇所から環状部４０１の内縁に向かって棒状に延びている。保持部４０３は、遮蔽部４０２を環状部４０１の内方に位置した状態で保持している。
角度変換反射部４０において、環状部４０１、遮蔽部４０２及び保持部４０３以外の領域が、第１光源３からの光が入射する入射領域４０４となる。正面視（図７に示す状態）における入射領域４０４の面積をＤとし、正面視（図７に示す状態）における環状部４０１、遮蔽部４０２及び保持部４０３の面積をＳとした場合に、８＜（Ｄ＋Ｓ）／Ｓ＜１２の関係式が満たされる。正面視における環状部４０１、遮蔽部４０２及び保持部４０３の面積とは、導光体１の端面１ｆに対する角度変換反射部４０の投影面積である。

【0096】

角度変換反射部４０は、環状部４０１が第１筒状部材８の内周面８１に取り付けられることで、ミキシング空間５０内に配置されている。角度変換反射部４０は、ミキシング空間５０内において、第１光学フィルタ１８に近接している。そして、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２は、ミキシング空間５０内における下方側に配置されており、中心軸Ａよりも下方側（光拡散パターンＰ側）に配置されている。遮蔽部４０２は、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）と、第１光源３とを結ぶ主光路Ｂ上に配置されている。

【0097】

遮蔽部４０２は、入光部近傍の光拡散パターンＰの主走査方向における両端の任意の１点と第１光源３の任意の１点を結ぶ導光体１の屈折率、及び、モールドレンズ型ＬＥＤの場合はレンズの屈折率も含めた関係で決まるある立体角の光線群で囲まれる領域を遮蔽する位置に配置され、かつ、導光体１の入光部近傍の光拡散パターンＰに直接入射させない大きさを有している。遮蔽部４０２の中心は、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）と、第１光源３とを結ぶ主光路Ｂ上に配置されている。

【0098】

図８は、ライン光源１０の他方の端部の側断面図である。
ライン光源１０では、導光体１の他方の端面１ｅに第２筒状部材９が対向するように配置されている。第２筒状部材９には、第２光源４が実装された基板７が取り付けられている。また、第２筒状部材９の内部には、第２光学フィルタ１９とともに角度変換反射部６０が設けられている。

【0099】

第２筒状部材９は、光軸方向において、第１筒状部材８よりも厚みの薄い円筒状に形成されている。第２筒状部材９の中心軸は、導光体１の中心軸と一致している。すなわち、第２筒状部材９及び導光体１は、中心軸Ａを共有している。第２筒状部材９の内径は、他方の端部（図８の右端部）から一方の端部に向かうにつれて大きくなっている。すなわち、第２筒状部材９の内周面９１は、第２光源４側の端縁から導光体１の入光部側の端縁に向かうにつれて広がるテーパー状に形成されている。第２筒状部材９の内周面９１は、光を反射させる反射面として形成されている。

【0100】

また、第２筒状部材９の内部空間が、ミキシング空間５３である。ミキシング空間５３は、第２光源４から遠ざかるにつれて断面積が第２光源４側の端部の面積に対し、少なくとも同等以上の面積になるように形成されている。具体的には、ミキシング空間５３は、導光体１に近づくにつれて（第２光源４から遠ざかるにつれて）断面積が大きくなるように形成されている。
基板７は、第２筒状部材９の他方の端面（図８の右端面）に取り付けられている。第２光源４は、基板７における導光体１との対向面（第２筒状部材９側の面）に設けられている。第２光源４は、表面実装型のＬＥＤであって、白色光源４１と、複数の単色光源４２とを備えている。

【0101】

白色光源４１は、基板７の中央部よりもやや上方側に配置されており、単色光源４２は、基板７の中央部よりもやや下方側に配置されている。
白色光源４１は、白色光（Ｗ）を発生させる白色ＬＥＤ光源である。
単色光源４２は、単色光を発生させる単色ＬＥＤ光源である。図８では、単色光源４２は、１つのみが示されているが、実際には、複数（例えば、３つ）設けられている。

【0102】

第２光学フィルタ１９は、第２筒状部材９の一端部の内部空間に設けられている。換言すれば、第２光学フィルタ１９は、ミキシング空間５３内において一方側（導光体１側）に配置されている。第２光学フィルタ１９は、導光体１の端面１ ｅに対向している。
角度変換反射部６０は、第２筒状部材９内（ミキシング空間５３）に配置されており、かつ、第２光源４と第２光学フィルタ１９との間に配置されている。

【0103】

図９は、角度変換反射部６０の正面図である。図９では、角度変換反射部６０を、中心軸Ａに沿う方向から見た状態が示されている。
図８及び図９に示すように、角度変換反射部６０は、環状部６０１と、第１遮蔽部６０２と、第２遮蔽部６０３と、保持部６０４とを備えている。

【0104】

環状部６０１は、一定の厚みを有しており、円環状に形成されている。
第１遮蔽部６０２は、環状部６０１の内方において、やや上方側に配置されている。第１遮蔽部６０２は、正面視形状が楕円状である。第１遮蔽部６０２の表面は、光を高効率に拡散反射又は角度変換する反射面として形成されている。

【0105】

第２遮蔽部６０３は、環状部６０１の内方において、やや下方側に配置されている。第２遮蔽部６０３は、第１遮蔽部６０２の下方に間隔を隔てて配置されている。第２遮蔽部６０３は、正面視形状が楕円状である。第２遮蔽部６０３の表面は、光を高効率に拡散反射又は角度変換する反射面として形成されている。第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３のそれぞれは、中心に向かって厚みが増す構造となっている。

【0106】

第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３のそれぞれは、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２と同様に、各種形態をとることが可能である。
保持部６０４は、第１遮蔽部６０２の外縁の複数箇所、及び、第２遮蔽部６０３の外縁の複数箇所から環状部６０１の内縁に向かって棒状に延びている。保持部６０４の一部は、第１遮蔽部６０２と第２遮蔽部６０３とを接続している。保持部６０４は、第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３を環状部６０１の内方に位置した状態で保持している。

【0107】

角度変換反射部６０において、環状部６０１、第１遮蔽部６０２、第２遮蔽部６０３及び保持部６０４以外の領域が、第２光源４からの光が入射する入射領域６０５となる。正面視（図９に示す状態）における入射領域６０５の面積をＤとし、正面視（図９に示す状態）における環状部６０１、第１遮蔽部６０２、第２遮蔽部６０３及び保持部６０４の面積をＳとした場合に、８＜（Ｄ＋Ｓ）／Ｓ＜１２の関係式が満たされる。正面視における環状部６０１、第１遮蔽部６０２、第２遮蔽部６０３及び保持部６０４の面積とは、導光体１の端面１ｅに対する角度変換反射部６０の投影面積である。

【0108】

角度変換反射部６０は、環状部６０１が第２筒状部材９の内周面９１に取り付けられることで、ミキシング空間５３内に配置されている。角度変換反射部６０は、ミキシング空間５３内において、第２光学フィルタ１９に近接している。そして、角度変換反射部６０の第１遮蔽部６０２は、ミキシング空間５３内における中央部に配置されており、角度変換反射部６０の第２遮蔽部６０３は、ミキシング空間５３内における下方側に配置されており、中心軸Ａよりも下方側（光拡散パターンＰ側）に配置されている。第１遮蔽部６０２は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、白色光源４１とを結ぶ主光路Ｃ上に配置されている。第２遮蔽部６０３は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、単色光源４２とを結ぶ主光路Ｄ上に配置されている。

【0109】

第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３のそれぞれは、入光部近傍の光拡散パターンＰの主走査方向における両端の任意の１点と第２光源４の任意の１点を結ぶ導光体１の屈折率、及び、モールドレンズ型ＬＥＤの場合はレンズの屈折率も含めた関係で決まるある立体角の光線群で囲まれる領域を遮蔽する位置に配置され、かつ、導光体１の入光部近傍の光拡散パターンＰに直接入射させない大きさを有している。第１遮蔽部６０２の中心は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、白色光源４１とを結ぶ主光路Ｃ上に配置されている。第２遮蔽部６０３の中心は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、単色光源４２とを結ぶ主光路Ｄ上に配置されている。
角度変換反射部４０，６０は、拡散反射、鏡面反射又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有している。

【0110】

ライン光源１０において、第１光源３から紫外光が出射されると、その紫外光の多くは、角度変換反射部４０の入射領域４０４を通過し、さらに、第１光学フィルタ１８を透過して、導光体１の端面１ｆから導光体１内部に入射する。

【0111】

一方、第１光源３から出射された紫外光のうち、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）に向かう紫外光は、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２で拡散反射又は角度変換される。具体的には、第１光源３から出射された紫外光のうち、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）に向かう紫外光は、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２の表面で反射されて、ミキシング空間５０の内部に向かう。そして、その反射光は、第１筒状部材８の内周面８１で再度反射される。このとき、紫外光は、角度変換反射部４０に再入射し、拡散反射し、再び、導光体１の入光部端面１ｆに向かい、角度変換反射部４０に再入射する光もあれば、角度変換反射部４０の入射領域４０４から導光体１の端面１ｆに向かう光もある。このように、角度変換反射部４０と第１光源３との間を往復しながら、角度変換反射部４０の入射領域４０４から導光体１の入光部の端面１ｆに向かう光が増加する。そして、その光は、第１光学フィルタ１８を透過して、導光体１の端面１ｆから導光体１内部に入射する。

【0112】

そして、導光体１の内部に入射した紫外光は、導光体１の内面で複数回反射した後、光拡散パターンＰにより拡散されて、光出射側面１ｄから出射する。

【0113】

また、ライン光源１０において、第２光源４から可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光が出射されると、その光の多くは、角度変換反射部６０の入射領域６０５を通過し、さらに、第２光学フィルタ１９を透過して、導光体１の端面１ｅから導光体１内部に入射する。

【0114】

一方、第２光源４から出射された可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光のうち、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）に向かう光は、角度変換反射部６０の第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３のそれぞれの表面で反射されて、第２筒状部材９のミキシング空間５３の内部に向かう。そして、その反射光は、第２筒状部材９の内周面９１で再度反射され、角度変換反射部６０に再入射し、拡散反射し、再び、導光体１の入光部端面１ｅに向かい、角度変換反射部６０に再入射する光もあれば、角度変換反射部６０の入射領域６０５から導光体１の端面１ｅに向かう光もある。このように、角度変換反射部６０と第２光源４との間を往復しながら、角度変換反射部６０の入射領域６０５から導光体１の入光部の端面１ｅに向かう光が増加する。そして、その光は、第２光学フィルタ１９を透過して、導光体１の端面１ｅから導光体１内部に入射する。
そして、導光体１の内部に入射した可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光は、導光体１の内面で複数回反射した後、光拡散パターンＰにより拡散されて、光出射側面１ｄから出射する。

【0115】

このように、ライン光源１０では、第１光源３から出射される紫外光のうち、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）に向かう紫外光は、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２で拡散反射されるか角度変換される。同様に、第２光源４から出射される可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光のうち、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）に向かう光は、角度変換反射部６０の第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３で拡散反射されるか角度変換される。そのため、第１光源３及び第２光源４のそれぞれから出射される光が、光拡散パターンＰに直接入射することを抑制できる。

【0116】

図１０は、光ライセンサユニットにおける紙葉類に対する光の強度分布を示したグラフである。図１０では、横軸が主走査方向における位置を表しており、縦軸が光の強度を表している。図１０の各グラフに対応する光ライセンサユニットでは、便宜上、ライン光源における光源を１のみ設けている。図１０では、横軸において、数値が小さいほど（左側であるほど）光源側の位置であることを示している。

【0117】

図１０において、グラフＢ２は、従来の光ライセンサユニットにおける光の強度分布を示している。具体的には、グラフＢ２の光強度分布を示す光ライセンサユニットでは、筒状部材において、角度変換反射部が設けられていない。さらに、図１０において、グラフＢ１は、従来の別の光ラインセンサユニットの光の強度分布を表している。具体的には、グラフＢ１に対応する光ラインセンサユニットでは、平行光束に近い成分を選択的に導光体に入射させる目的で絞りを入れた場合で、かつ、角度変換反射部を設けていない。

【0118】

グラフＢ１、Ｂ２から、ライン光源において角度変換反射部を設けない場合には、ライン光源から出射される光のうち、光源に近い位置における光の強度が極端に強くなることが確認できる。

【0119】

図１０において、グラフＡ１，Ａ２，Ａ３は、本願発明の光ライセンサユニット（ライン光源１０を備えた光ライセンサユニット）における光の強度分布を示している。グラフＡ１は、角度変換反射部４０の投影面積が大きい場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を示している。グラフＡ３は、角度変換反射部４０の投影面積が小さい場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を示している。グラフＡ２は、角度変換反射部４０の投影面積が、グラフＡ３のユニットよりも大きく、かつ、グラフＡ１のユニットよりも小さい場合（角度変換反射部４０の投影面積の大きさが中程度の場合）の光ライセンサユニットにおける光強度分布を示している。すなわち、ライン光源１０における角度変換反射部４０の投影面積の大きさを比べると、Ａ３＜Ａ２＜Ａ１となる。

【0120】

グラフＡ１，Ａ２，Ａ３から、角度変換反射部４０を備えるライン光源１０を用いた場合には、光源側の端部における光の強度の急上昇が改善される（光の強度分布が均一化される）ことが確認できる。また、角度変換反射部４０の投影面積が大きいほど、光の強度の均一性（平坦性）が増すことが確認できる。

【0121】

このことから、光ライセンサユニットでは、ライン光源１０のように、光拡散パターンにおける端部と光源とを結ぶ主光路上に角度変換反射部を設けることが、光の強度の均一性の観点から有効であることが分かる。

【0122】

図１１Ａは、従来の光ライセンサユニットにおける光の強度分布を立体的に示したグラフである。図１１Ｂは、従来の別の光ラインセンサユニットにおける光の強度分布を立体的に示したグラフである。図１１Ａに対応する光ライセンサユニットでは、筒状部材において、角度変換反射部が設けられていない。また、図１１Ｂに対応する光ラインセンサユニットでは、筒状部材において、角度変換反射部が設けられておらず、かつ、平行光束に近い成分を選択的に導光体に入射させる目的で絞りが入れられている。

【0123】

図１１Ｃ～図１１Ｅは、本願発明の光ライセンサユニット（ライン光源１０を備えた光ライセンサユニット）における光の強度分布を立体的に示したグラフである。具体的には、図１１Ｃのグラフは、角度変換反射部４０の投影面積が大きい場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を立体的に示している。図１１Ｅのグラフは、角度変換反射部４０の投影面積が小さい場合の光ライセンサユニットにおける光強度分布を立体的に示している。図１１Ｄのグラフは、角度変換反射部４０の投影面積が、図１１Ｅのグラフのユニットよりも大きく、かつ、図１１Ｃのグラフのユニットよりも小さい場合（角度変換反射部４０の投影面積の大きさが中程度の場合）の光ライセンサユニットにおける光強度分布を示している。

【0124】

なお、図１１Ａ～図１１Ｅの左側の図では、上下方向の軸が光の強度を表しており、紙面と直交する方向の軸が主走査方向における位置を表しており、左右方向の軸が副走査方向における位置を表している。また、図１１Ａ～図１１Ｅの右側のグラフは、左側のグラフの角度を変えてより立体的にみたものであり、グラフの左上部が導光体１の入光部であり、右下部が、入光部と反対側に位置を表す。
図１１Ａ～図１１Ｅのグラフに対応する光ライセンサユニットでは、便宜上、ライン光源における光源を１のみ設けている。図１１Ａ～図１１Ｅでは、奥側であるほど光源側の位置であることを示している。

【0125】

図１１Ａ及び図１１Ｂから、ライン光源において角度変換反射部を設けない場合には、ライン光源から出射される光のうち、光源に近い位置における光の強度が極端に強くなることが確認できる。
図１１Ｃ～図１１Ｅから、角度変換反射部４０を備えるライン光源１０を用いた場合には、光源側の端部における光の強度の急上昇が改善される（光の強度の均一性が増す）ことが確認できる。また、図１１Ｃに示すように、角度変換反射部４０の投影面積が大きいほど、光の強度の均一性が増すことが確認できる。

【0126】

さらに、図１１Ｃ～図１１Ｅのグラフは、図１１Ｂのグラフと比べて、副走査方向（左右方向の軸）において、均一性の増した強度の光が出射される位置の幅が大きくなっていることが確認できる。また、図１１Ａと比べても副走査方向の光強度の均一性が同等であり、かつ、導光体１の入光部近傍の光強度の上昇が少ないことが分かる。このように、導光体１の入光部近傍の光強度の上昇が抑制できると同時に、副走査方向において均一性の増した強度の光が出射される部分が大きくなれば、副走査方向に送り出される紙葉類がぶれるなどして、光の焦点位置と紙葉類との相対位置が多少ずれる場合であっても、主走査方向に均一な光強度で光を出射できる。すなわち、ライン光源において角度変換反射部を設けることで、導光体１の入光部近傍の光強度の上昇を抑えると同時に光の焦点位置と紙葉類との相対位置のずれの許容範囲を大きくすることができる（距離特性が向上する）。

【0127】

図１２は、光ライセンサユニットにおける光の利用効率を示したグラフである。図１２において、グラフｂ１及びｂ２は、従来の光ライセンサユニットにおける光の利用効率を表している。図１２の小文字の数字と、図１０の大文字の数字がそれぞれ対応している。図１２において、グラフａ１～ａ３は、本願発明の光ライセンサユニットにおける光の利用効率を表している。具体的には、グラフａ１は、角度変換反射部４０の投影面積が大きい場合の光ライセンサユニットにおける光の利用効率を示している。グラフａ３は、角度変換反射部４０の投影面積が小さい場合の光ライセンサユニットにおける光の利用効率を示している。グラフａ２は、角度変換反射部４０の投影面積が、グラフａ３のユニットよりも大きく、かつ、グラフａ１のユニットよりも小さい場合（角度変換反射部４０の投影面積の大きさが中程度の場合）の光ライセンサユニットにおける光強度分布を示している。

【0128】

これらのグラフから、投影面積の大きい角度変換反射部４０を備えるライン光源１０を用いた場合（ａ１の場合）には、従来のライン光源を用いた場合（ｂ２の場合）に比べて光の利用効率がやや減少するが、その減少幅は小さいことが分かる。また、投影面積が中程度の角度変換反射部４０を備えるライン光源１０を用いた場合（ａ２の場合）、及び、投影面積が小さい角度変換反射部４０を備えるライン光源１０を用いた場合（ａ３の場合）には、従来のライン光源を用いた場合（ｂ１及びｂ２の場合）に比べて光の利用効率が増加することが分かる。特に、投影面積が小さい角度変換反射部４０を備えるライン光源１０（ａ３）を用いることが、光の利用効率の観点からは有効であることが分かる。更に従来の別のライン光源であるｂ１の場合（絞りのある場合）に比べて、角度変換反射部を設けたａ１～ａ３の全ての場合について光利用効率が上回っていることが分かる。

【0129】

なお、上記したライン光源１０において、光拡散パターンＰにおける端部とは、例えば、長尺方向における光拡散パターンＰの全体の寸法（長さ）に対して、光拡散パターンＰの端縁からの寸法（長さ）が０．５～５％となる部分である。
さらに、光拡散パターンＰにおける端部とは、例えば、光拡散パターンＰの端縁からの寸法（長さ）が１～１０ｍｍとなる部分である。
このような構成であれば、光ライセンサユニットにおける光の強度の均一化を有効に実現できる。

【0130】

＜作用効果＞
本実施形態では、図６及び図８に示すように、ライン光源１０は、角度変換反射部４０，６０を備えている。ライン光源１０の一方の端部において、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２は、光拡散パターンＰにおける第１光源３側の端部と第１光源３とを結ぶ主光路Ｂ上に設けられる。また、ライン光源１０の他方の端部において、角度変換反射部６０の第１遮蔽部６０２は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、白色光源４１とを結ぶ主光路Ｃ上に設けられる。角度変換反射部６０の第２遮蔽部６０３は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、単色光源４２とを結ぶ主光路Ｄ上に設けられる。

【0131】

そのため、第１光源３から出射された紫外光のうち、導光体１の内面で反射されることなく光拡散パターンＰにおける第１光源３側の端部に直接向かう紫外光は、角度変換反射部４０の遮蔽部４０２で拡散反射されるか、角度変換される。同様に、第２光源４から出射された可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光のうち、導光体１の内面で反射されることなく光拡散パターンＰにおける第２光源４側の端部に直接向かう光は、角度変換反射部６０の第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３で拡散反射されるか、角度変換される。

【0132】

その結果、第１光源３から出射されて導光体１の入光部近傍の光拡散パターンＰに直接入射する紫外光の量を調整又は低減できる。そして、入光部近傍において光拡散パターンで拡散される光の強度が極端に高くなることを抑制できる。また、同様に、第２光源４から出射されて導光体１の入光部近傍の光拡散パターンＰに直接入射する可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光の量を調整又は低減できる。そして、入光部近傍において光拡散パターンで拡散される光の強度が極端に高くなることを抑制できる。
よって、導光体１から出射する光の強度の不均一性を抑制できる。

【0133】

また、導光体１では、第１光源３からの紫外光、及び、第２光源４からの可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光のうち、導光体１からの出射光の強度の不均一性の要因となる光のみを、角度変換反射部４０で拡散反射させるか、角度変換させて、光利用効率を犠牲にせずに、その光量を調整又は低減することができる。
このように、ライン光源１０によれば、導光体１から出射する光の強度の不均一性を抑制でき、かつ、光の利用効率の低下を抑制できる。

【0134】

また、本実施系形態では、角度変換反射部４０，６０は、拡散反射、鏡面反射又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有する。
そのため、第１光源３及び第２光源４のそれぞれから出射された光が、拡散パターンＰに直接入射することを確実に防止できる。

【0135】

また、本実施形態では、第１光源３から出射した紫外光のうち、角度変換反射部４０で反射した紫外光は、ミキシング空間５０を区画する第１筒状部材８の内周面８１で反射されて、第１光源３と角度変換反射部４０の遮蔽部４０２との間を往復しながら、ついには、導光体１の内部に入射される。同様に、第２光源４から出射した可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光のうち、角度変換反射部６０で反射した光は、第２筒状部材９の内周面９１で反射されて、第２光源４と角度変換反射部６０の第１遮蔽部６０２及び第２遮蔽部６０３との間を往復しながら、ついには、導光体１の内部に入射される。
そのため、第１光源３から出射される紫外光、及び、第２光源４から出射される可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光の利用効率の低下を抑制できる。

【0136】

また、本実施形態では、ライン光源１０において、ミキシング空間５０，５３は、導光体１の端面１ｆ，１ｅに対向して配置するように形成されている。
そのため、適切な位置にミキシング空間５０，５３を形成することができる。

【0137】

また、本実施形態では、図６に示すように、第１筒状部材８に形成されるミキシング空間５０は、第１光源３から遠ざかるにつれて断面積が第１光源３側の端部の面積に対し、少なくとも同等以上の面積になるように形成されている。具体的には、第１光源３から遠ざかるにつれて断面積が大きくなるように形成されている。同様に、第２筒状部材９に形成されるミキシング空間５３は、第２光源４から遠ざかるにつれて断面積が第２光源４側の端部の面積に対し、少なくとも同等以上の面積になるように形成されている。具体的には、ミキシング空間５３は、第２光源４から遠ざかるにつれて断面積が大きくなるように形成されている。

【0138】

そのため、第１筒状部材８の内周面８１で反射する紫外光、及び、第２筒状部材９の内周面９１で反射する可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光を、効率よく導光体１の内部に入射させることができる。

【0139】

また、本実施形態では、ライン光源１０において、角度変換反射部４０，６０の入射領域４０４，６０５の面積をＤとし、導光体１の端面に対する角度変換反射部４０，６０の投影面積をＳとした場合に、８＜（Ｄ＋Ｓ）／Ｓ＜１２の関係式が満たされる。

【0140】

そのため、ライン光源１０において、角度変換反射部４０を、第１光源３からの紫外光を拡散反射又は角度変換するのに適した大きさに構成できる。同様に、ライン光源１０において、角度変換反射部６０を、第２光源４からの可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光を拡散反射又は角度変換するのに適した大きさに構成できる。

【0141】

また、本実施形態では、角度変換反射部４０，６０は、その表面が、例えば、曲面若しくは異なる種類の曲面の組み合わせからなることで、拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有する。

【0142】

そのため、角度変換反射部４０，６０の表面形状を、曲面若しくは異なる種類の曲面の組み合わせで形成するという簡易な構成で、角度変換反射部４０，６０に角度変換機能を持たせることができる。

【0143】

また、本実施形態では、角度変換反射部４０，６０は、その表面が、例えば、平面若しくは異なる角度を有する平面の組み合わせからなることで、拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有する。

【0144】

そのため、角度変換反射部４０，６０の表面形状を、平面若しくは異なる角度を有する平面の組み合わせで形成するという簡易な構成で、角度変換反射部に角度変換機能を持たせることができる。

【0145】

また、本実施形態では、角度変換反射部４０，６０は、その表面が、平面及び曲面の組み合わせからなることで、拡散反射機能、鏡面反射機能又は拡散反射と鏡面反射とを含む反射による角度変換機能を有する。

【0146】

そのため、角度変換反射部の表面形状を、平面及び曲面の組み合わせで形成するという簡易な構成で、角度変換反射部に角度変換機能を持たせることができる。

【0147】

また、本実施形態では、図５に示すように、ライン光源１０は、光源として、第１光源３及び第２光源４を備えている。

【0148】

そのため、紫外光、可視光、又は、可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を選択し、その光を光源から出射させて、導光体１の内部に入射させることができる。
そのため、導光体１の光出射側面１ｄから最適な光を出射させることができる。

【0149】

また、本実施形態では、図５に示すように、ライン光源１０は、導光体１の一方の端面１ｆと第１光源３との間に配置される第１光学フィルタ１８を備えている。第１光学フィルタ１８は、紫外光を透過させるとともに、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を遮断する。

【0150】

そのため、第１光源３から出射された紫外光のみを第１光学フィルタ１８で透過させて導光体１内部に入射させることができる。例えば、第１光源３が、酸化アルミニウム・セラミック焼結体など、紫外光が当たったときに蛍光を発する実装基板を採用している場合には、第１光源３からの照射光が実装基板に当たり、蛍光が二次照射されることとなる。本実施形態のライン光源１０であれば、第１光源３から二次照射される蛍光が導光体１内部に入ることを、第１光学フィルタ１８により防止できる。

【0151】

また、本実施形態では、図５に示すように、ライン光源１０は、導光体１の他方の端面１ｅと第２光源４との間に配置される第２光学フィルタ１９を備えている。第２光学フィルタ１９は、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を透過させるとともに、紫外光を遮断する。

【0152】

そのため、第２光源４から出射された可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光のみを第２光学フィルタ１９で透過させて導光体１内部に入射させることができる。例えば、第２光源が、酸化アルミニウム・セラミック焼結体など、紫外光が当たったときに蛍光を発する実装基板を採用している場合には、第１光源３からの照射光が導光体１を通過して第２光源４の実装基板に当たり、蛍光が二次照射されることとなる。本実施形態のライン光源１０であれば、第１光源３から照射される紫外光が第２光源４に入射することを、第２光学フィルタ１９により防止できる。そして、第２光源４において蛍光が二次照射されることを防止できる。

【0153】

また、本実施形態では、図１に示すように、光ラインセンサユニットは、レンズアレイ１１と、紫外光遮断光学フィルタ１５とを備えている。紫外光遮断光学フィルタ１５は、焦点面２０（紙葉類）と受光部１２との間に設けられている。紫外光遮断光学フィルタ１５は、可視光、又は可視光から赤外光までを含む波長範囲の光を透過させ、受光部１２に紫外光が入らないように、紫外光を遮断する。
そのため、受光部１２の近傍において、紫外光により蛍光が二次照射されることを防止できる。

【0154】

＜第２実施形態＞
図１３は、本発明の第２実施形態に係るライン光源１０の側断面図である。図１３では、ライン光源１０における一方の端部周辺が示されている。
上記した第１実施形態では、ライン光源１０において、基板６は、第１筒状部材８に取り付けられており、基板７は、第２筒状部材９に取り付けられている。

【0155】

対して、第２実施形態では、ライン光源１０は、第１筒状部材８及び第２筒状部材９を備えておらず、導光体１の端面に基板６及び基板７が取り付けられている。
具体的には、第２実施形態では、導光体１の一方の端面１ｆには、軸方向内方側（図１３において左方側）に窪む凹部１ｈが形成されている。

【0156】

凹部１ｈは、半球状（ドーム状）であって、導光体１の内方に向かって窪んでいる。なお、図１３では、導光体１の端面１ｆのみが示されているが、導光体１の他方の端面１ｅにも同様に、凹部１ｈが形成されている。
導光体１の端面１ｆには、基板６が取り付けられている。第１光源３及び樹脂モールドレンズ３１は、導光体１の凹部１ｈ内に配置（収容）されている。

【0157】

導光体１の端面１ｆの凹部１ｈの内面には、第１光学フィルタ５５が配置されている。ここで、配置とは、貼り付け、蒸着などの手段により、干渉フィルタを形成することを表す。この第１光学フィルタ５５は、第１実施形態の第１光学フィルタ１８と同様のものである。

【0158】

第１光学フィルタ５５には、角度変換反射部７０が設けられている。角度変換反射部７０の表面は、光を反射する反射面として形成されている。角度変換反射部７０は、中心軸Ａよりも下方側（光拡散パターンＰ側）に設けられている。角度変換反射部７０は、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）と、第１光源３とを結ぶ主光路Ｅ上に配置されている。

【0159】

導光体１の光出射側面１ｄにおける凹部１ｈと対向する位置には、遮光部５６が設けられている。なお、図１３では、導光体１の一方の端部のみが示されているが、導光体１の他方の端部でも同様に、遮光部５６が設けられている。

【0160】

また、図示しないが、導光体１の端面１ｅには、基板７が取り付けられている。また、導光体１の端面１ｅの凹部１ｈの内面には、第１実施形態の第２光学フィルタ１９と同様のフィルタが配置されている。そして、その光学フィルタの表面には、角度変換反射部７０が設けられている。この角度変換反射部７０は、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、第２光源４とを結ぶ主光路上に配置されている。

【0161】

ライン光源１０において、第１光源３から紫外光が出射されると、その紫外光のうち、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第１光源３側の端部）に向かう光は、角度変換反射部７０の表面で拡散反射又は角度変換される。角度変換反射部７０で拡散反射又は角度変換された紫外光、及び、第１光源３から出射された紫外光のうち、導光体１の一方の端部側から上方（光出射側面１ｄ側）に向かう光は、遮光部５６によって遮られる。そして、角度変換反射部７０で拡散反射又は角度変換されなかった紫外光、又は、角度変換反射部７０で反射された後、凹部１ｈから出射して遮光部５６及びカバー部材２により反射を繰り返して、角度変換反射部７０以外の部分から導光体１内に向かう紫外光は、第１光学フィルタ５５を透過して、導光体１の内部に入射する。

【0162】

また、ライン光源１０において、第２光源４から可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光が出射されると、その光のうち、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）に向かう光は、角度変換反射部７０の表面で拡散反射又は角度変換される。角度変換反射部７０で拡散反射又は角度変換された光、及び、第２光源４から出射された光のうち、導光体１の他方の端部側から上方（光出射側面１ｄ側）に向かう光は、遮光部５６によって遮られる。そして、角度変換反射部７０で拡散反射又は角度変換されなかった光、又は、角度変換反射部７０で反射された後、凹部１ｈから出射して遮光部５６の導光体１側の面及びカバー部材２の内壁により反射を繰り返して、角度変換反射部７０以外の部分から導光体１内に向かう光は、光学フィルタを透過して、導光体１の内部に入射する。

【0163】

このように、第２実施形態では、図１３に示すように、ライン光源１０は、第１筒状部材８及び第２筒状部材９を備えておらず、導光体１の端面に基板６及び基板７が取り付けられている。導光体１の端面には、凹部１ｈが形成されている。角度変換反射部７０は、凹部１ｈに設けられている。ミキシング空間における反射面は、凹部１ｈを包み込む遮光部５６の導光体１側の面及びカバー部材２の内壁になる。
以上より、ライン光源１０の小型化を実現できる。

【0164】

また、第２実施形態では、図１３に示すように、ライン光源１０は、遮光部５６を備えている。遮光部５６は、導光体１の光出射側面１ｄにおける凹部に対向する位置に設けられている。

【0165】

そのため、第１光源３から出射されて角度変換反射部７０で拡散反射又は角度変換された後の紫外光が、導光体１の光出射側面１ｄから直接外部に出射することを抑制できると同時に、遮光部５６をミキシング空間を形成する反射面として機能させることができる。同様に、第２光源４から出射されて角度変換反射部７０で拡散反射又は角度変換された後の可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光が、導光体１の光出射側面１ｄから直接外部に出射することを抑制できる。なお、遮光部５６の一部に少なくとも１つの開口部を形成するか、又は、遮光部５６の素材として、光源波長に対する半透過性の素材（光学フィルタ）を用いることにより、入光部近傍の光の一部を取り出すことができる。遮光部５６は、光学フィルタと拡散素材との組み合わせであってもよい。これにより、遮光部５６を導光体１の全長にわたって使用することが可能となる。

【0166】

また、第２実施形態では、図１３に示すように、ライン光源１０は、一方の端部の凹部１ｈ内に設けられる第１光学フィルタ５５を備えている。また、図示しないが、ライン光源１０は、他方の端部の凹部１ｈ内に設けられる光学フィルタを備えている。又は、導光体１の他方の端部には、凹部１ｈを設けずともよく、さらには、凹部１ｈと第１実施形態の筒状部８，９との組み合わせであってもよい。

【0167】

そのため、第１光源３及び第２光源４から出射された光のうち、特定の波長範囲の光のみを光学フィルタで透過させて導光体１内部に入射させることができる。また、光学フィルタが凹部１ｈ内に設けられるため、ライン光源１０の小型化を実現できる。導光体１の両端部に凹部１ｈを設ける場合には、遮光部５６の一部に少なくとも１つの開口部を形成するか、又は、遮光部５６の素材として、光源波長に対する半透過性の素材（光学フィルタ）を用いることにより、入光部近傍の光の一部を取り出すことができる。遮光部５６は、光学フィルタと拡散素材との組み合わせであってもよい。これにより、遮光部５６を導光体１の全長にわたって使用することが可能となる。

【0168】

＜第３実施形態＞
図１４は、本発明の第３実施形態に係るライン光源１０の側断面図である。
第３実施形態のライン光源１０は、その端面に形成される凹部１ｉの形状が、第２実施形態のライン光源１０の凹部１ｈと異なっている。
具体的には、第３実施形態では、導光体１の一方の端面１ｆには、中心軸方向内方側（図１４において左方側）に窪む凹部１ｉが形成されている。

【0169】

凹部１ｉは、正面視円形状であって、導光体１の内方に向かって窪んでいる。なお、図１４では、導光体１の端面１ｆのみが示されているが、導光体１の他方の端面１ｅにも同様に、凹部１ｉが形成されている。

【0170】

導光体１の端面１ｆの凹部１ｉには、第１光学フィルタ５７が配置されている。第１光学フィルタ５７は、凹部１ｉにおける中心軸方向内方側の端面に設けられている。この第１光学フィルタ５５は、第１実施形態の第１光学フィルタ１８（第２実施形態の第１光学フィルタ５５）と同様のものである。第１光学フィルタ５７には、角度変換反射部７０が設けられている。角度変換反射部７０は、第２実施形態と同様に、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）と、第１光源３とを結ぶ主光路Ｅ上に配置されている。

【0171】

また、図示しないが、導光体１の端面１ｅには、基板７が取り付けられている。また、導光体１の端面１ｅの凹部１ｉの内面には、第１実施形態の第２光学フィルタ１９と同様の光学フィルタが配置されている。そして、その光学フィルタの表面には、光学フィルタと別体として角度変換反射部７０が設けられている。この角度変換反射部７０は、第２実施形態と同様に、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）と、第２光源４とを結ぶ主光路上に配置されている。

【0172】

ライン光源１０において、第１光源３から紫外光が出射されると、その紫外光のうち、光拡散パターンＰにおける他方の端部（第２光源４側の端部）に向かう光は、角度変換反射部７０の表面で拡散反射又は角度変換される。角度変換反射部７０で拡散反射若しくは角度変換されなかった紫外光、又は、角度変換反射部７０で拡散反射若しくは角度変換された後、凹部１ｉで反射を繰り返して、角度変換反射部７０以外の部分から導光体１内に向かう紫外光は、第１光学フィルタ５７を透過して、導光体１の内部に入射する。

【0173】

また、ライン光源１０において、第２光源４から可視光、又は可視から赤外にわたる波長の光が出射されると、その光のうち、光拡散パターンＰにおける一方の端部（第１光源３側の端部）に向かう光は、角度変換反射部７０の表面で拡散反射又は角度変換される。角度変換反射部７０で拡散反射若しくは角度変換されなかった光、又は、角度変換反射部７０で拡散反射若しくは角度変換された後、凹部１ｉで反射を繰り返して、角度変換反射部７０以外の部分から導光体１内に向かう光は、光学フィルタを透過して、導光体１の内部に入射する。

【0174】

このように、第３実施形態では、図１４に示すように、導光体１の一方の端面には、軸方向内方側に窪む凹部１ｉが形成されている。凹部１ｉは、正面視円形状であって、導光体１の内方に向かって窪んでいる。導光体１の端面１ｆの凹部１ｉには、光学フィルタが配置されている。光学フィルタは、凹部１ｉにおける軸方向内方側の端面に設けられている。
このような構成により、導光体１の端部において、光学フィルタを容易に設けることができる。

【0175】

また、この場合においても、導光体１の両端部に凹部１ｉを設ける場合には、遮光部５６の一部に少なくとも１つの開口部を形成するか、又は、遮光部５６の素材として、光源波長に対する透過率を調整できる素材（光学フィルタ）を用いることにより、入光部近傍の光の一部を取り出すことができる。遮光部５６は、光学フィルタと拡散素材との組み合わせであってもよい。これにより、遮光部５６を導光体１の全長にわたって使用することが可能となる。凹部の形状として、凹部１ｉと第２実施形態の凹部１ｈとの組み合わせや、他の図示しない凹部形状との組み合わせを用いることができる。
さらに、第２実施形態と同様、導光体１の他方の端部には、凹部１ｉを設けずともよく、さらには、凹部１ｉと第１実施形態の筒状部８，９との組み合わせであってもよい。

【0176】

＜変形例＞
以上の実施形態では、光拡散パターンＰは、導光体１に形成されるとして説明した。しかし、光拡散パターンＰは、導光体１に近接して配置される別部材として構成されてもよい。

【0177】

また、以上の実施形態では、角度変換反射部４０，６０，７０は、導光体１の端面の近傍において、別部材として構成されるとして説明した。しかし、導光体１の端面に角度変換反射部が形成されていてもよい。

【符号の説明】

【0178】

１ 導光体
１ｄ 光出射側面
１ｅ，１ｆ 端面
１ｇ 光拡散パターン形成面
１ｈ，１ｉ 凹部
２ カバー部材
３ 第１光源
４ 第２光源
８ 第１筒状部材
９ 第２筒状部材
１０ ライン光源
１２ 受光部
１５ 紫外光遮断光学フィルタ
１８，５５，５７ 第１光学フィルタ
１９ 第２光学フィルタ
４０，６０，７０ 角度変換反射部
５０，５３ ミキシング空間
５６ 遮光部
８１，９１ 内周面
４０４，６０５ 入射領域
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ 主光路
Ｐ 光拡散パターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図12】

【図13】

【図14】