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(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】2023-04-18
(45)【発行日】2023-04-26
(54)【発明の名称】ライン照明光源
(51)【国際特許分類】
F21V 8/00 20060101AFI20230419BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20230419BHJP
F21V 23/00 20150101ALI20230419BHJP
G07D 7/00 20160101ALI20230419BHJP
G07D 7/12 20160101ALI20230419BHJP
F21Y 103/00 20160101ALN20230419BHJP
F21Y 113/13 20160101ALN20230419BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20230419BHJP
【ＦＩ】
F21V8/00 330
F21S2/00 230
F21V23/00 110
G07D7/00 D
G07D7/12
F21Y103:00
F21Y113:13
F21Y115:10
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2019028610
(22)【出願日】2019-02-20
(65)【公開番号】P2020136091
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-01-21
(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
(72)【発明者】
【氏名】龍満 和明
【審査官】山崎 晶
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１５２１７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１５７６６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－１１３８５９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２１Ｖ ８／００
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｖ ２３／００
Ｇ０７Ｄ ７／００
Ｇ０７Ｄ ７／１２
Ｆ２１Ｙ １０３／００
Ｆ２１Ｙ １１３／１３
Ｆ２１Ｙ １１５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
密着型光学ラインセンサに搭載されるライン照明光源であって、透光部材からなる長尺状の導光体と、
前記導光体の長手方向の少なくとも一方の端部に配置される光源部と、を備え、
前記導光体は、
前記光源部に対向し、前記光源部から出射される光を入光させる入光面と、
前記導光体の長手方向に沿った一側面に形成され、前記光源部から入光した光を外部に出光させる出光面と、
前記出光面に対向する前記導光体の長手方向に沿った他側面に形成され、前記光源部から入光した光の進行方向を変える光偏向面と、を備え、
前記光偏向面には、前記導光体の短手方向に対して略平行方向に延びる第１の稜線を有する凹部又は凸部を含む第１の反射部が前記導光体の長手方向に配列形成されており、
前記光偏向面の前記入光面近傍には、前記導光体の長手方向に対して略平行方向に延びる第２の稜線を有する凹部又は凸部を含む第２の反射部が前記導光体の短手方向に配列形成されており、
前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の位置によって異なっており、前記導光体の短手方向の中央部を最大として、前記導光体の短手方向の端部に向かって漸次減少することを特徴とするライン照明光源。
【請求項2】
密着型光学ラインセンサに搭載されるライン照明光源であって、
透光部材からなる長尺状の導光体と、
前記導光体の長手方向の少なくとも一方の端部に配置される光源部と、を備え、
前記導光体は、
前記光源部に対向し、前記光源部から出射される光を入光させる入光面と、
前記導光体の長手方向に沿った一側面に形成され、前記光源部から入光した光を外部に出光させる出光面と、
前記出光面に対向する前記導光体の長手方向に沿った他側面に形成され、前記光源部から入光した光の進行方向を変える光偏向面と、を備え、
前記光偏向面には、前記導光体の短手方向に対して略平行方向に延びる第１の稜線を有する凹部又は凸部を含む第１の反射部が前記導光体の長手方向に配列形成されており、
前記光偏向面の前記入光面近傍には、前記導光体の長手方向に対して略平行方向に延びる第２の稜線を有する凹部又は凸部を含む第２の反射部が前記導光体の短手方向に配列形成されており、
前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の位置によって異なっており、前記導光体の短手方向の中央部を最小として、前記導光体の短手方向の端部に向かって漸次増加することを特徴とするライン照明光源。
【請求項3】
密着型光学ラインセンサに搭載されるライン照明光源であって、
透光部材からなる長尺状の導光体と、
前記導光体の長手方向の少なくとも一方の端部に配置される光源部と、を備え、
前記導光体は、
前記光源部に対向し、前記光源部から出射される光を入光させる入光面と、
前記導光体の長手方向に沿った一側面に形成され、前記光源部から入光した光を外部に出光させる出光面と、
前記出光面に対向する前記導光体の長手方向に沿った他側面に形成され、前記光源部から入光した光の進行方向を変える光偏向面と、を備え、
前記光偏向面には、前記導光体の短手方向に対して略平行方向に延びる第１の稜線を有する凹部又は凸部を含む第１の反射部が前記導光体の長手方向に配列形成されており、
前記光偏向面の前記入光面近傍には、前記導光体の長手方向に対して略平行方向に延びる第２の稜線を有する凹部又は凸部を含む第２の反射部が前記導光体の短手方向に配列形成されており、
前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の位置によって異なっており、前記導光体の短手方向の一方の端部を最小として、前記導光体の短手方向の他方の端部に向かって漸次増加することを特徴とするライン照明光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、密着型光学ラインセンサに搭載されるライン照明光源に関するものである。
【背景技術】
【0002】
密着型光学ラインセンサは、紙葉類の鑑別などのために、紙葉類の色・模様などの認識をするために用いられる装置である。この密着型光学ラインセンサは、紙葉類を照明するためのライン照明光源と、そのライン照明光源から出射され紙葉類を透過又は反射した光（蛍光を含む）を導くためのレンズアレイと、そのレンズアレイにより導かれた光を受光する受光部とを備えている。
【0003】
ライン照明光源から出射される光には、主に紙葉類の表と裏の図柄などを読み取るための可視光と、主に紙葉類の真偽を判別するための紫外線、赤外光とが用いられる。
先行技術にかかるライン照明光源の典型的な構成は、紙葉類の搬送方向に直角に長手状に延びる導光体と、導光体の一側面に長手方向に形成された光拡散パターン（光偏向面）と、導光体の一方の端面付近に設けられた光源部と、導光体を保持するためのカバーとを有している（特許文献１～３参照）。
先行技術にかかるライン照明光源の典型的な構成は、紙葉類の搬送方向に直角に長手状に延びる導光体と、導光体の一側面に長手方向に形成された光拡散パターン（光偏向面）と、導光体の一方の端面付近に設けられた光源部と、導光体を保持するためのカバーとを有している（特許文献１～３参照）。
【0004】
この先行技術にかかるライン照明光源によれば、光源部から導光体の一端に入射された光は、光拡散パターンにより拡散・屈折されて、その一部は導光体の一側面から紙葉類に向けて照射される。この光拡散パターンの微細形状を工夫することにより、紙葉類への照射光の長手方向に沿う光量のばらつきを抑制しながら、紙葉類に照射することができる。よって、安定した読み取りが可能となり、紙葉類の形状・模様などを正確に認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００６－３９９９６号公報
【文献】特開２００１－２２９７２２号公報
【文献】国際公開第２０１５／１８６５６６号
【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、従来の構成では、導光体の一端面に照射された光の強度分布が、導光体の端部において急峻となり、紙葉類への照射光の長手方向における光量のばらつきが大きくなるため、安定した読み取りが出来なくなり、紙葉類の形状・模様などを正確に認識できなくなるという問題があった。
本発明は、かかる実情に鑑み、導光体の長手方向における光量のばらつきを低減することのできるライン照明光源を提供しようとするものである。
本発明は、かかる実情に鑑み、導光体の長手方向における光量のばらつきを低減することのできるライン照明光源を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
従来技術の光拡散パターン（光偏向面）は、導光体の底側面にあり、導光体の長手方向に直交する凹凸部を成している。この方法は、可視光、紫外光、近赤外光を用いる場合に問題となる。
即ち、導光体の長手方向に向かい、光源部に近い導光体の入光部近傍の光強度分布が、各波長で異なり、しかも、急峻な強度分布となることを抑制する効果に乏しいことが問題となる。従来は、「ミキシングゾーン」と呼ばれる各波長を混合させる領域を設けることにより、前記の波長毎に異なる強度分布や急峻な強度分布を回避していた。しかし、近年のダウンサイジングの流れから、前記のミキシングゾーンの短距離化が求められている。
即ち、導光体の長手方向に向かい、光源部に近い導光体の入光部近傍の光強度分布が、各波長で異なり、しかも、急峻な強度分布となることを抑制する効果に乏しいことが問題となる。従来は、「ミキシングゾーン」と呼ばれる各波長を混合させる領域を設けることにより、前記の波長毎に異なる強度分布や急峻な強度分布を回避していた。しかし、近年のダウンサイジングの流れから、前記のミキシングゾーンの短距離化が求められている。
【0008】
そこで、本願発明者が鋭意検討した結果、以下に述べる解決策を見出した。即ち、導光体の長手方向に対し略直交する光拡散パターン（第１の反射部）に加えて、光源部に近い導光体の入光部近傍に前記の光拡散パターン（第１の反射部）に略直交する光拡散パターン（第２の反射部）を新たに加えることで、前記の入光部近傍の各波長で異なる光強度分布や急峻な強度分布（通称「ツノ」）が抑制でき、しかも、従来よりも短距離のミキシングゾーンを実現できることを見出した。また、導光体の長手方向の光強度分布を適宜調整するためには前記の光拡散パターンの長さを変えて、分布を持たせると、より一層の効果が得られることが判明した。
【0009】
また、前記の「ツノ」を抑制する効果については、光拡散パターンだけでなく、導光体を収容するカバー部材の光拡散パターンに対向する面（拡散反射部材）に開口部を設けることにより、導光体の長手方向の強度分布の調整精度が高まることも見出した。更に、開口部の寸法、形状、分布等は、「ツノ」の形状により、適宜変更すればよいことも判明した。
【0010】
本発明の一局面に係るライン照明光源は、密着型光学ラインセンサに搭載されるライン照明光源であって、透光部材からなる長尺状の導光体と、前記導光体の長手方向の少なくとも一方の端部に配置される光源部と、を備える。前記導光体は、入光面と、出光面と、光偏向面と、を備える。前記入光面は、前記光源部に対向し、前記光源部から出射される光を入光させる。前記出光面は、前記導光体の長手方向に沿った一側面に形成され、前記光源部から入光した光を外部に出光させる。前記光偏向面は、前記出光面に対向する前記導光体の長手方向に沿った他側面に形成され、前記光源部から入光した光の進行方向を変える。前記光偏向面には、前記導光体の短手方向に対して略平行方向に延びる第１の稜線を有する凹部又は凸部を含む第１の反射部が前記導光体の長手方向に配列形成されている。前記光偏向面の前記入光面近傍には、前記導光体の長手方向に対して略平行方向に延びる第２の稜線を有する凹部又は凸部を含む第２の反射部が前記導光体の短手方向に配列形成されている。
【0011】
このライン照明光源によれば、光偏向面の入射面近傍には、第１の反射部だけでなく第２の反射部も配列形成されている。第１の反射部は、導光体の短手方向に対して略平行方向に延びる第１の稜線を有する凹部又は凸部を含むのに対して、第２の反射部は、導光体の長手方向に対して略平行方向に延びる第２の稜線を有する凹部又は凸部を含む。これらの第１及び第２の反射部で光源部から入光した光を反射させることにより、光が拡散されるため、導光体の端部において光の強度分布が急峻となるのを防止できる。したがって、導光体の長手方向における光量のばらつきを低減することができる。
【0012】
前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の位置によって異なっていることが好ましい。この場合、導光体の長手方向の位置によって第２の反射部の密度を異ならせることができるため、光の強度分布の強弱に対応する密度で第２の反射部を配列形成することができる。したがって、導光体の長手方向における光量のばらつきをより効果的に低減することができる。
【0013】
一例として、前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の中央部を最大として、前記導光体の短手方向の端部に向かって漸次減少するものであってもよい。
他の例として、前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の中央部を最小として、前記導光体の短手方向の端部に向かって漸次増加するものであってもよい。
さらに他の例として、前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の一方の端部を最小として、前記導光体の短手方向の他方の端部に向かって漸次増加するものであってもよい。
他の例として、前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の中央部を最小として、前記導光体の短手方向の端部に向かって漸次増加するものであってもよい。
さらに他の例として、前記第２の反射部における前記導光体の長手方向に対して略平行方向に沿った長さは、前記導光体の短手方向の一方の端部を最小として、前記導光体の短手方向の他方の端部に向かって漸次増加するものであってもよい。
【0014】
本発明の他の局面に係るライン照明光源は、密着型光学ラインセンサに搭載されるライン照明光源であって、透光部材からなる長尺状の導光体と、前記導光体の長手方向の少なくとも一方の端部に配置される光源部と、を備える。前記導光体は、入光面と、出光面と、光偏向面と、を備える。前記入光面は、前記光源部に対向し、前記光源部から出射される光を入光させる。前記出光面は、前記導光体の長手方向に沿った一側面に形成され、前記光源部から入光した光を外部に出光させる。前記光偏向面は、前記出光面に対向する前記導光体の長手方向に沿った他側面に形成され、前記光源部から入光した光の進行方向を変える。前記光偏向面には、前記導光体の短手方向に対して平行又は所定角度で傾斜する方向に延びる第１の稜線を有する凹部又は凸部を含む第１の反射部が前記導光体の長手方向に配列形成されている。前記光偏向面の前記入光面近傍には、前記第１の反射部の前記第１の稜線に対して交差する方向に延びる第２の稜線を有する凹部又は凸部を含む第２の反射部が前記導光体の短手方向に配列形成されている。
【0015】
前記ライン照明光源は、前記導光体の出射面以外の面に対向する拡散反射部材を備えていてもよい。前記拡散反射部材は前記光偏向面に対向する位置に少なくとも１つの開口部を有している。
前記開口部の開口形状は、矩形であってもよい。
前記開口部における前記導光体の短手方向に沿った開口幅は、前記導光体の長手方向の位置によって異なっていてもよい。この場合、前記開口部の開口形状は、三角形であってもよい。あるいは、前記開口部の開口形状は、台形であってもよい。
前記開口部の開口形状は、矩形であってもよい。
前記開口部における前記導光体の短手方向に沿った開口幅は、前記導光体の長手方向の位置によって異なっていてもよい。この場合、前記開口部の開口形状は、三角形であってもよい。あるいは、前記開口部の開口形状は、台形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の実施の形態における密着型光学ラインセンサの構成を概略的に示す断面図である。
【図2】密着型光学ラインセンサの付加的な構成を概略的に示す断面図である。
【図3】ライン照明光源の斜視図である。
【図4】ライン照明光源の各構成部材を示す分解斜視図である。
【図5】ライン照明光源の側面図であり、また、ミキシングゾーンを示す。
【図6】従来技術の導光体における光拡散パターンの例である。
【図7】本発明の導光体における光拡散パターンの一例である。
【図8】本発明の導光体における光拡散パターンの別の例である。
【図16】各波長の光に対するカバー部材２の透過率の測定結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
＜密着型光学ラインセンサ＞
図１は、本発明の実施の形態における密着型光学ラインセンサの構成を示す概略断面図である。
本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
＜密着型光学ラインセンサ＞
図１は、本発明の実施の形態における密着型光学ラインセンサの構成を示す概略断面図である。
【0018】
この密着型光学ラインセンサは、筐体１６と、紙葉類を照明するためのライン照明光源１０と、そのライン照明光源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方向）に搬送される。
これらの筐体１６、ライン照明光源１０、受光部１２、レンズアレイ１１は、ｙ方向、すなわち紙面に垂直な方向に延びていて、図１はその断面を示している。
これらの筐体１６、ライン照明光源１０、受光部１２、レンズアレイ１１は、ｙ方向、すなわち紙面に垂直な方向に延びていて、図１はその断面を示している。
【0019】
ライン照明光源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と紫外光であり、さらに赤外光が出射されることもある。
この紫外光は波長ピークが３００ｎｍ～４００ｎｍを有するもので、赤外光は波長ピークが１５００ｎｍまで有するものである。
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。
この紫外光は波長ピークが３００ｎｍ～４００ｎｍを有するもので、赤外光は波長ピークが１５００ｎｍまで有するものである。
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。
【0020】
ライン照明光源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、使用中のごみの飛散や傷つきからライン照明光源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。
保護ガラス１４の材質はライン照明光源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、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。
保護ガラス１４の材質はライン照明光源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、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。
【0021】
ライン照明光源１０の底面に対向して、ライン照明光源１０の両端に設置された第２の光源部３、第１の光源部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２の光源部３、第１の光源部４の端子を基板５の各所に形成された孔に挿入し、基板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２の光源部３及び第１の光源部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２の光源部３及び第１の光源部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。
【0022】
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。
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「第３のフィルタ」としての紫外光遮断フィルタ膜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フィルタ膜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。
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「第３のフィルタ」としての紫外光遮断フィルタ膜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フィルタ膜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。
【0023】
この紫外光遮断フィルタ膜１５は、特に限定するものではなく、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。
【0024】
なお、紫外光遮断フィルタ膜１５はレンズアレイ１１の出射面に取り付けていたが、レンズアレイ１１の入射面又は中間部に取り付けてもよく、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。
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。
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。
【0025】
なお、前述した密着型光学ラインセンサは、ライン照明光源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密着型光学ラインセンサであったが、図２に示すように、ライン照明光源１０を、焦点面２０を基準にして、受光部１２と反対の位置に置いて、ライン照明光源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、透過型の密着型光学ラインセンサであってもよい。この場合、ライン照明光源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、ライン照明光源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。また反射型の密着型光学ラインセンサと透過型の密着型光学ラインセンサを両方含んでいてもよい。
＜ライン照明光源＞
＜ライン照明光源＞
【0026】
図３は、図１に示される密着型光学ラインセンサにおけるライン照明光源１０の外観を概略的に示す斜視図である。図４はライン照明光源１０の各構成部材の分解斜視図、図５はライン照明光源１０の側面図である。なお図５ではカバー部材２の図示は省略している。
ライン照明光源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２の光源部３と、長手方向Ｌの他方の端面付近に設けられた第１の光源部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と左右側面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２の光源部３及び第１の光源部４から導光体１の端面１ｅ，１ｆ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。また好ましくは、導光体１の端面１ｅ，１ｆにそれぞれ形成された第２のフィルタ６、第１のフィルタ７を有している。
ライン照明光源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２の光源部３と、長手方向Ｌの他方の端面付近に設けられた第１の光源部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と左右側面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２の光源部３及び第１の光源部４から導光体１の端面１ｅ，１ｆ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。また好ましくは、導光体１の端面１ｅ，１ｆにそれぞれ形成された第２のフィルタ６、第１のフィルタ７を有している。
【0027】
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の光源部４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（特許文献２参照）。
導光体１は、長尺状の透光部材からなる。本実施形態において、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。
導光体１は、長尺状の透光部材からなる。本実施形態において、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。
【0028】
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。左右側面１ｂ，１ｃは、光源部４，３に対向しており、光源部４，３から出射される光を導光体１内に入光させる入光面を構成している。光出射側面１ｄは、導光体１の長手方向Ｌに沿った側面（一側面）において光源部３，４から入射した光を外部に出射させる出射面を構成している。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、平面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。
【0029】
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。光拡散パターンＰは、光出射側面１ｄに対向する導光体１の長手方向に沿った側面（他側面）に形成されており、光源部３，４から入射した光の進行方向を変える光偏向面を構成している。
【0030】
従来技術の光拡散パターンＰの代表的な構成を図６に示す。図６では、導光体１の一方の端部の構成を示しているが、本実施形態のように導光体１の長手方向Ｌの両端部に光源部３，４が配置された構成の場合、導光体１の他方の端部も同様の構成を有していてもよい。
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に彫刻された複数の凹凸状のプリズム１０１により構成されている。プリズム１０１は、光を反射させることにより進行方向を変える反射部（第１の反射部）を構成している。図６に示す従来の光拡散パターンＰでは、複数の凹凸状のプリズム１０１の各々が、導光体１の長手方向Ｌに直交する方向（短手方向Ｓ）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。各プリズム１０１は、長手方向Ｌに間隔を隔てて互いに平行に延びている。各プリズム１０１間の間隔は、図６に示すように、導光体１の長手方向Ｌの端部から中央部側に向かって徐々に狭くなることが好ましい。複数のプリズム１０１は、断面が例えば二等辺三角形状を有するＶ字状の凹部により構成されている。ただし、各プリズム１０１は、凹部により構成されるものに限らず、凸部により構成されるものであってもよいし、凹部及び凸部の少なくとも一方を含むものであってもよい。
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に彫刻された複数の凹凸状のプリズム１０１により構成されている。プリズム１０１は、光を反射させることにより進行方向を変える反射部（第１の反射部）を構成している。図６に示す従来の光拡散パターンＰでは、複数の凹凸状のプリズム１０１の各々が、導光体１の長手方向Ｌに直交する方向（短手方向Ｓ）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。各プリズム１０１は、長手方向Ｌに間隔を隔てて互いに平行に延びている。各プリズム１０１間の間隔は、図６に示すように、導光体１の長手方向Ｌの端部から中央部側に向かって徐々に狭くなることが好ましい。複数のプリズム１０１は、断面が例えば二等辺三角形状を有するＶ字状の凹部により構成されている。ただし、各プリズム１０１は、凹部により構成されるものに限らず、凸部により構成されるものであってもよいし、凹部及び凸部の少なくとも一方を含むものであってもよい。
【0031】
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・拡散させることができる。その結果、導光体１の長手方向Ｌにおける光量のばらつきを低減し、照度むらを抑制することができる。しかしながら、図６に示すような従来の光拡散パターンＰでは、光源部３，４から光が入光する導光体１の端部において、波長毎に異なる強度分布や急峻な強度分布が生じていた。
【0032】
ミキシングゾーンＭｚを図５に示す。ミキシングゾーンＭｚは、光源部３，４から導光体１に入光する光の各波長を混合させる領域である。すなわち、第２の光源部３から導光体１に入光する光は、導光体１の当該光源部３側の端部に位置するミキシングゾーンＭｚにおいて、各波長が混合される。一方、第１の光源部４から導光体１に入光する光は、導光体１の当該光源部４側の端部に位置するミキシングゾーンＭｚにおいて、各波長が混合される。ミキシングゾーンＭｚを設けることにより、前記の波長毎に異なる強度分布や急峻な強度分布を回避し得るが、近年のダウンサイジングの流れから、ミキシングゾーンＭｚの短距離化が求められている。そのため、導光体１の長手方向ＬにおけるミキシングゾーンＭｚの幅が短くても、長手方向Ｌにおける光量のばらつきを低減することができるような構成が望まれている。
【0033】
図７は、光拡散パターンＰの一例を示した概略図である。この例では、従来のプリズム１０１（第１の反射部）に加えて、当該プリズム１０１とは異なる方向に延びるプリズム１０２（第２の反射部）が光拡散パターンＰに含まれている。プリズム１０１及びプリズム１０２は、それぞれ光拡散パターンＰに複数形成されている。
【0034】
各プリズム１０１は、導光体１の短手方向Ｓに対して略平行方向に延びる稜線（第１の稜線）を有する凹部又は凸部を含む。各プリズム１０１は、導光体１の長手方向Ｌに互いに間隔を隔てて平行に配列されている。各プリズム１０１の稜線は、導光体１の短手方向Ｓに対して完全に平行に限らず、若干傾斜して延びていてもよい。また、各プリズム１０１の稜線は、導光体１の短手方向Ｓに対して所定角度（例えば４５°以内）で傾斜する方向に延びていてもよい。
【0035】
各プリズム１０２は、光拡散パターンＰにおける入光面近傍にのみ形成されている。入射面近傍とは、導光体１の長手方向Ｌの端面から所定距離の範囲Ｒ内である。当該範囲Ｒの長手方向Ｌの長さは、導光体１の全体の長さの４分の１以下であることが好ましい。また、当該範囲Ｒは、ミキシングゾーンＭｚの範囲に対応していてもよい。
各プリズム１０２は、導光体１の長手方向Ｌに対して略平行方向に延びる稜線（第２の稜線）を有する凹部又は凸部を含む。各プリズム１０２は、導光体１の短手方向Ｓに互いに間隔を隔てて平行に配列されている。各プリズム１０２の稜線は、導光体１の長手方向Ｌに対して完全に平行に限らず、若干傾斜して延びていてもよい。また、各プリズム１０２の稜線は、導光体１の長手方向Ｌに対して所定角度（例えば４５°以内）で傾斜する方向に延びていてもよい。また、各プリズム１０２の稜線は、各プリズム１０１の稜線に対して直交する方向に延びるものに限らず、交差する方向に延びていればよい。
各プリズム１０２は、導光体１の長手方向Ｌに対して略平行方向に延びる稜線（第２の稜線）を有する凹部又は凸部を含む。各プリズム１０２は、導光体１の短手方向Ｓに互いに間隔を隔てて平行に配列されている。各プリズム１０２の稜線は、導光体１の長手方向Ｌに対して完全に平行に限らず、若干傾斜して延びていてもよい。また、各プリズム１０２の稜線は、導光体１の長手方向Ｌに対して所定角度（例えば４５°以内）で傾斜する方向に延びていてもよい。また、各プリズム１０２の稜線は、各プリズム１０１の稜線に対して直交する方向に延びるものに限らず、交差する方向に延びていればよい。
【0036】
図８は、光拡散パターンＰの別の例を示した概略図である。図７の例では、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが、導光体１の短手方向Ｓの位置にかかわらず同一である。これに対して、図８の例では、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが、導光体１の短手方向Ｓの位置によって異なっている。
【0037】
より具体的には、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さは、導光体１の短手方向Ｓの中央部を最大として、導光体１の短手方向Ｓの端部（図８における上方及び下方）に向かって漸次減少している。言い換えれば、導光体１の長手方向Ｌの位置によって各プリズム１０２の密度が異なっている。すなわち、導光体１の端面から中央部側に向かって、各プリズム１０２の密度が徐々に減少している。
【0038】
図９は、図６～図８の各光拡散パターンＰを有する導光体１を用いたときの受光部１２における受光出力の測定結果を示した図である。図９の横軸は、導光体１の長手方向Ｌに沿って並べて配置された受光部１２の各センサ画素の番号である。また、図９の縦軸は、各センサ画素のセンサ出力（受光強度）の値である。この図９では、焦点面２０に紙葉類等の媒体が存在しない状態で光源部３，４から光を照射し、各センサ画素のセンサ出力を測定した結果を示している。
【0039】
図９に破線で示すように、図６の従来の光拡散パターンＰを有する導光体１を用いた場合には、入光面近傍に急峻な強度分布が現れている。これに対して、図７の光拡散パターンＰを有する導光体１を用いた場合（図９の一点鎖線）や、図８の光拡散パターンＰを有する導光体１を用いた場合（図９の実線）には、入光面近傍における急峻な強度分布が抑制されている。
【0040】
このように、光拡散パターンＰの入射面近傍に、従来のプリズム１０１（第１の反射部）だけでなく、当該プリズム１０１とは異なる方向に延びるプリズム１０２（第２の反射部）も配列形成し、これらのプリズム１０１，１０２で光源部３，４から入光した光を反射させることにより、光が拡散されるため、導光体１の端部において光の強度分布が急峻となるのを防止できる。したがって、導光体１の長手方向Ｌにおける光量のばらつきを低減することができる。
【0041】
ただし、図７の光拡散パターンＰを有する導光体１を用いた場合（導光体１の長手方向Ｌに沿ったプリズム１０２の密度分布がない場合）、図９に一点鎖線で示すように、入光面近傍における急峻な強度分布が抑制される一方で、受光強度が多少下がり過ぎる部分が発生している。これに対して、図８の光拡散パターンＰを有する導光体１を用いた場合（導光体１の長手方向Ｌに沿ったプリズム１０２の密度分布がある場合）には、図９に実線で示すように、入光面近傍における急峻な強度分布が抑制され、かつ、受光強度が下がり過ぎる部分の発生も抑制されている。
このように、導光体１の長手方向Ｌの位置によってプリズム１０２の密度を異ならせることにより、光の強度分布の強弱に対応する密度でプリズム１０２を配列形成することができるため、導光体１の長手方向Ｌにおける光量のばらつきをより効果的に低減することができる。
このように、導光体１の長手方向Ｌの位置によってプリズム１０２の密度を異ならせることにより、光の強度分布の強弱に対応する密度でプリズム１０２を配列形成することができるため、導光体１の長手方向Ｌにおける光量のばらつきをより効果的に低減することができる。
【0042】
図１０は、図８の光拡散パターンＰの変形例を示した概略図である。また、図１１は、図８の光拡散パターンＰの別の変形例を示した概略図である。図１０及び図１１の例では、図８の場合と同様に、導光体１の長手方向Ｌの位置によって各プリズム１０２の密度が異なっており、導光体１の端面から中央部側に向かって、各プリズム１０２の密度が徐々に減少している。
【0043】
具体的には、図１０の例では、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが、導光体１の短手方向Ｓの中央部を最小として、導光体１の短手方向Ｓの端部（図１０における上方及び下方）に向かって漸次増加している。
図１１の例では、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが、導光体１の短手方向Ｓの一方の端部（図１０における下方）を最小として、導光体１の短手方向Ｓの他方の端部（図１０における上方）に向かって漸次増加している。ただし、図１０の上方においてプリズム１０２の長さを最小として、下方に向かって長さが漸次増加するような構成であってもよい。
図１１の例では、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが、導光体１の短手方向Ｓの一方の端部（図１０における下方）を最小として、導光体１の短手方向Ｓの他方の端部（図１０における上方）に向かって漸次増加している。ただし、図１０の上方においてプリズム１０２の長さを最小として、下方に向かって長さが漸次増加するような構成であってもよい。
【0044】
なお、光拡散パターンＰの凹凸状のプリズム１０１，１０２は一例であり、照度むらが顕著にならない限り、Ｖ字形に代えてコ字状（矩形状）又はＵ字形にするなど任意に変更することができる。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。凹凸の深さや凹凸の開口幅についても、適宜変更することができる。
【0045】
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の左側面に対向する左側面２ｃを有している。これらの３つの側面はそれぞれ平面をなしており、これらの３つの内面で断面がほぼＵ字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。
【0046】
別の実施形態として、カバー部材２における光拡散パターンＰに対向する位置に開口部２０１を設けてもよい。図１２～図１５は、カバー部材２の底面２ａに開口部２０１を形成する態様について説明するための図である。カバー部材２の底面２ａは、導光体１の光出射側面１ｄ（出射面）以外の面に対向する拡散反射部材であり、本実施形態では光拡散パターン形成面１ｇに対向している。カバー部材２の底面２ａには、光拡散パターンＰに対向する位置に少なくとも１つの開口部２０１が形成されている。
【0047】
図１２は、図８の光拡散パターンＰに対応する開口部２０１の例を示した図である。図１２Ａは、図８の光拡散パターンＰを示しており、図１２Ｂ－１、図１２Ｂ－２及び図１２Ｂ－３は、それぞれカバー部材２の底面２ａに形成された開口部２０１の例を示している。
【0048】
開口部２０１が形成される範囲は、光拡散パターンＰの各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対向する範囲と略一致している。すなわち、導光体１の長手方向Ｌに沿った開口部２０１の長さは、各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対応する長さである。また、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅は、導光体１の短手方向Ｓにおける一端部のプリズム１０２と他端部のプリズム１０２との距離に略一致していてもよい。
【0049】
図１２Ｂ－１の例では、開口部２０１の開口形状が矩形状である。すなわち、導光体１の長手方向Ｌに沿った開口部２０１の長さは一定であり、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅も一定である。これに対して、図１２Ｂ－２及び図１２Ｂ－２の例では、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅（開口幅）が、導光体１の長手方向Ｌの位置によって異なっている。
図１２Ｂ－２の開口部２０１の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に減少している。
図１２Ｂ－３の開口部２０１の開口形状も台形状であるが、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に増加している。
ただし、開口部２０１は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
図１２Ｂ－２の開口部２０１の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に減少している。
図１２Ｂ－３の開口部２０１の開口形状も台形状であるが、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に増加している。
ただし、開口部２０１は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
【0050】
図１３は、図１１の光拡散パターンＰに対応する開口部２０１の例を示した図である。図１３Ａは、図１１の光拡散パターンＰを示しており、図１３Ｂ－１、図１３Ｂ－２及び図１３Ｂ－３は、それぞれカバー部材２の底面２ａに形成された開口部２０１の例を示している。
【0051】
開口部２０１が形成される範囲は、光拡散パターンＰの各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対向する範囲と略一致している。すなわち、導光体１の長手方向Ｌに沿った開口部２０１の長さは、各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対応する長さである。導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅は、図１２の例よりも短く、短手方向Ｓの中心に対して一方に偏って形成されている。
【0052】
図１３Ｂ－１の例では、開口部２０１の開口形状が矩形状である。すなわち、導光体１の長手方向Ｌに沿った開口部２０１の長さは一定であり、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅も一定である。これに対して、図１３Ｂ－２及び図１３Ｂ－２の例では、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅（開口幅）が、導光体１の長手方向Ｌの位置によって異なっている。
図１３Ｂ－２の開口部２０１の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に増加している。さらに具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１３の上側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して平行であり、短手方向Ｓの他端側（図１３の下側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して傾斜している。
図１３Ｂ－３の開口部２０１の開口形状も台形状であり、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に増加しているが、形状が図１３Ｂ－２とは異なっている。具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１３の上側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して傾斜しており、短手方向Ｓの他端側（図１３の下側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して平行である。
ただし、開口部２０１は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
図１３Ｂ－２の開口部２０１の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に増加している。さらに具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１３の上側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して平行であり、短手方向Ｓの他端側（図１３の下側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して傾斜している。
図１３Ｂ－３の開口部２０１の開口形状も台形状であり、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った開口部２０１の幅が徐々に増加しているが、形状が図１３Ｂ－２とは異なっている。具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１３の上側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して傾斜しており、短手方向Ｓの他端側（図１３の下側）における開口部２０１の側辺は長手方向Ｌに対して平行である。
ただし、開口部２０１は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
【0053】
図１３Ｂ－１、図１３Ｂ－２及び図１３Ｂ－３のいずれの例においても、開口部２０１は、各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが短い側（図１３の下側）に偏って形成されている。各プリズム１０２における導光体１の長手方向Ｌに沿った長さが短い側（図１３の下側）においては、プリズム１０２で光が拡散されにくくなるが、その領域に対向する位置に偏って開口部２０１を形成し、当該領域におけるカバー部材２の底面２ａでの反射光を減少させることにより、プリズム１０２の作用だけでは十分に低減できない光量のばらつきを抑制することができる。
【0054】
図１４は、図８の光拡散パターンＰに対応する開口部２０１の別の例を示した図である。図１４Ａは、図８の光拡散パターンＰを示しており、図１４Ｂ－１、図１４Ｂ－２及び図１４Ｂ－３は、それぞれカバー部材２の底面２ａに形成された開口部２０１の別の例を示している。
【0055】
この例では、導光体１の長手方向Ｌに沿って複数の開口部２０１が並べて形成されている。各開口部２０１は導光体１の短手方向Ｓに沿って延びており、長手方向Ｌに間隔を隔てて互いに平行に配置されている。複数の開口部２０１が形成される範囲は、光拡散パターンＰの各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対向する範囲と略一致している。すなわち、導光体１の長手方向Ｌにおける一端部の開口部２０１と他端部の開口部２０１との距離は、各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対応している。また、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さは、導光体１の短手方向Ｓにおける一端部のプリズム１０２と他端部のプリズム１０２との距離に略一致していてもよい。
【0056】
図１４Ｂ－１の例では、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状が矩形状である。すなわち、導光体１の長手方向Ｌに配列された各開口部２０１は、導光体１の短手方向Ｓに沿った長さが一定である。これに対して、図１４Ｂ－２及び図１４Ｂ－２の例では、導光体１の長手方向Ｌに配列された各開口部２０１は、導光体１の短手方向Ｓに沿った長さが長手方向Ｌの位置によって異なっている。
図１４Ｂ－２の例では、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に減少している。
図１４Ｂ－３の例でも、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は台形状であるが、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に増加している。
ただし、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
図１４Ｂ－２の例では、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に減少している。
図１４Ｂ－３の例でも、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は台形状であるが、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に増加している。
ただし、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
【0057】
図１５は、図１１の光拡散パターンＰに対応する開口部２０１の別の例を示した図である。図１５Ａは、図１１の光拡散パターンＰを示しており、図１５Ｂ－１、図１５Ｂ－２及び図１５Ｂ－３は、それぞれカバー部材２の底面２ａに形成された開口部２０１の別の例を示している。
【0058】
この例では、導光体１の長手方向Ｌに沿って複数の開口部２０１が並べて形成されている。各開口部２０１は導光体１の短手方向Ｓに沿って延びており、長手方向Ｌに間隔を隔てて互いに平行に配置されている。複数の開口部２０１が形成される範囲は、光拡散パターンＰの各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対向する範囲と略一致している。すなわち、導光体１の長手方向Ｌにおける一端部の開口部２０１と他端部の開口部２０１との距離は、各プリズム１０２が形成されている範囲Ｒに対応している。導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さは、図１４の例よりも短く、短手方向Ｓの中心に対して一方に偏って形成されている。
【0059】
図１５Ｂ－１の例では、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状が矩形状である。すなわち、導光体１の長手方向Ｌに配列された各開口部２０１は、導光体１の短手方向Ｓに沿った長さが一定である。これに対して、図１４Ｂ－２及び図１４Ｂ－２の例では、導光体１の長手方向Ｌに配列された各開口部２０１は、導光体１の短手方向Ｓに沿った長さが長手方向Ｌの位置によって異なっている。
図１５Ｂ－２の例では、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に増加している。さらに具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１５の上側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して平行に並んでおり、短手方向Ｓの他端側（図１５の下側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して傾斜する方向に並んでいる。
図１５Ｂ－３の例でも、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は台形状であり、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に増加しているが、形状が図１５Ｂ－２とは異なっている。具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１５の上側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して傾斜する方向に並んでおり、短手方向Ｓの他端側（図１５の下側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して平行に並んでいる。
ただし、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
図１５Ｂ－２の例では、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、台形状である。より具体的には、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に増加している。さらに具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１５の上側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して平行に並んでおり、短手方向Ｓの他端側（図１５の下側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して傾斜する方向に並んでいる。
図１５Ｂ－３の例でも、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は台形状であり、導光体１の長手方向Ｌの端面側から中央部側に向かって、導光体１の短手方向Ｓに沿った各開口部２０１の長さが徐々に増加しているが、形状が図１５Ｂ－２とは異なっている。具体的には、導光体１の短手方向Ｓの一端側（図１５の上側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して傾斜する方向に並んでおり、短手方向Ｓの他端側（図１５の下側）における各開口部２０１の端部は長手方向Ｌに対して平行に並んでいる。
ただし、複数の開口部２０１により形成される全体の開口形状は、矩形状や台形状に限らず、三角形状などの他の形状であってもよい。
【0060】
図１２～図１５に例示したように、カバー部材２の底面２ａに開口部２０１を設け、光拡散パターンＰと共に用いることで、入光面近傍における急峻な強度分布の抑制精度が増大し、導光体１の長手方向Ｌの光強度分布がより均一になる。
【0061】
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の光出射面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。
【0062】
第２の光源部３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複数の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し、ＬＥＤ光源の封止剤に蛍光剤を混入し、蛍光による白色光を出してもよい。
第１の光源部４は、導光体１に対して紫外光を発光する光源であり、３００ｎｍ～４００ｎｍの紫外光ＬＥＤ光源等が使用可能である。好ましくは３３０ｎｍ～３８０ｎｍの範囲にピーク発光波長を有する紫外発光ダイオードが用いられる。
第１の光源部４は、導光体１に対して紫外光を発光する光源であり、３００ｎｍ～４００ｎｍの紫外光ＬＥＤ光源等が使用可能である。好ましくは３３０ｎｍ～３８０ｎｍの範囲にピーク発光波長を有する紫外発光ダイオードが用いられる。
【0063】
第２の光源部３と第１の光源部４には、基板５に実装されるための端子３１が形成されていて、この端子３１を基板５に差込み、半田付けなどで接合することにより、それぞれ駆動電源（図示せず）に電気的に接続される。駆動電源は、第２の光源部３に電圧を印加する電極端子と第１の光源部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２の光源部３及び第１の光源部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。また第２の光源部３に内蔵された複数のＬＥＤのうち任意のＬＥＤを選択して同時に、若しくは時間的に切り替えて発光させることもできる。
【0064】
以上の構成により、コンパクトな構成で、第２の光源部３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、第１の光源部４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る。これにより、前記第１の光源部４から発光される光、又は前記第２の光源部３から発光される光を、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。
【0065】
好ましくは、導光体１の第２の光源部３が設置される端面１ｅには、４２０ｎｍ以上の赤外光及び可視光を透過させ、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第２のフィルタ６が設けられている。また導光体１の第１の光源部４が設置される端面１ｆには、４００ｎｍ未満の紫外光を透過させ、４２０ｎｍ以上の赤外光及び可視光を反射又は吸収することにより遮断する第１のフィルタ７が設けられている。
【0066】
第２のフィルタ６、第１のフィルタ７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。
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。
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。
【0067】
第２のフィルタ６、第１のフィルタ７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。
第２のフィルタ６が紫外光を吸収するフィルタであれば、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。
第２のフィルタ６が紫外光を吸収するフィルタであれば、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。
【0068】
また第１のフィルタ７が可視光、赤外光を吸収するフィルタであれば、紫外光を通過させ可視光、赤外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２のフィルタ６、第１のフィルタ７の導光体１への設置方法は任意であり、導光体１の端面１ｅ，１ｆに塗布又は蒸着により被覆してもよい。またフィルム状もしくは板状の第２のフィルタ６、第１のフィルタ７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。
また、第２のフィルタ６、第１のフィルタ７を導光体１の端面１ｅ，１ｆに設けるのではなく、第２の光源部３、第１の光源部４に設けることも可能である。この場合、各光源部３，４にフィルタ６，７を塗布又は蒸着により被覆してもよいし、フィルム状もしくは板状のフィルタ６，７を用意し、各光源部３，４に密着させて取り付けてもよい。あるいは、第２の光源部３の封止剤に、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のフィルタ６を構成してもよい。同様に、第１の光源部４の封止剤に、紫外光を透過させ、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物質を添加することにより、第１のフィルタ７を構成してもよい。
なお、第２のフィルタ６、第１のフィルタ７の導光体１への設置方法は任意であり、導光体１の端面１ｅ，１ｆに塗布又は蒸着により被覆してもよい。またフィルム状もしくは板状の第２のフィルタ６、第１のフィルタ７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。
また、第２のフィルタ６、第１のフィルタ７を導光体１の端面１ｅ，１ｆに設けるのではなく、第２の光源部３、第１の光源部４に設けることも可能である。この場合、各光源部３，４にフィルタ６，７を塗布又は蒸着により被覆してもよいし、フィルム状もしくは板状のフィルタ６，７を用意し、各光源部３，４に密着させて取り付けてもよい。あるいは、第２の光源部３の封止剤に、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のフィルタ６を構成してもよい。同様に、第１の光源部４の封止剤に、紫外光を透過させ、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物質を添加することにより、第１のフィルタ７を構成してもよい。
【0069】
第１のフィルタ７が、紫外光を透過させ、赤外光及び可視光を反射又は吸収するフィルタであれば、次のような利点がある。第１の光源部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。紫外光が第１の光源部４から照射されるときに、その照射光が第１の光源部４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のフィルタ７を、赤外光及び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。
【0070】
第２のフィルタ６が、赤外光及び可視光を透過させ、紫外光を反射又は吸収するフィルタであれば、次のような利点がある。第２の光源部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。第１の光源部４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の光源部３に当たると、６９０ｎｍ付近の蛍光が第２の光源部３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のフィルタ６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の光源部３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。
【0071】
本発明の実施の形態では、第２のフィルタ６が赤外光及び可視光を透過させ、紫外光を反射するフィルタの方が好ましく、次のような利点がある。第１の光源部４から導光体１に入射され第２のフィルタ６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のフィルタ６は第２の光源部３から照射される赤外光及び可視光を透過させるので、第２の光源部３からの赤外光及び可視光が導光体１に入るのを妨げることもない。
【0072】
また第１のフィルタ７が紫外光を透過させ、可視光、赤外光を反射するフィルタであれば、第２の光源部３から照射され、導光体１に入射され第１のフィルタ７で反射し導光体１に戻る可視光、赤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からの可視光、赤外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のフィルタ７は第１の光源部４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。
【0073】
更に、導光体１の光拡散パターン形成面１ｇに従来の光拡散パターン１０１に加え、光拡散パターン１０２を設けることにより急峻な強度分布の抑制効果を発揮することが可能になる。また更に、光拡散パターン１０２に加え導光体１のカバー部材２の光源部３，４に近い入光部近傍において、光拡散パターン１０２に対向する面に開口部２０１を設けることにより高精度に導光体１の長手方向における光強度分布が調整可能になる。
また、本実施形態では、主として紫外光源と可視・近赤外光源とを対向させて用いる例について述べたが、紫外光源のみ片側光源として配置する構成や、可視光源及び近赤外光源の少なくとも一方を片側光源として配置する構成であってもよい。すなわち、光源部は、導光体１の長手方向Ｌの両端部に配置された構成に限らず、いずれか一方の端部にのみ配置された構成であってもよい。また、紫外光源と可視光源を対向させて配置する構成、或いは、紫外光源と近赤外光源を対向配置した構成でもよく、また、各々の光源に適した分布をとることも可能である。
ちなみに、本実施形態で主に述べた導光体１の長手方向Ｌに延びるプリズム１０２は、紫外光源側と可視・近赤外光源側とで異なるプリズムパターンを用いている。
また、本実施形態では、主として紫外光源と可視・近赤外光源とを対向させて用いる例について述べたが、紫外光源のみ片側光源として配置する構成や、可視光源及び近赤外光源の少なくとも一方を片側光源として配置する構成であってもよい。すなわち、光源部は、導光体１の長手方向Ｌの両端部に配置された構成に限らず、いずれか一方の端部にのみ配置された構成であってもよい。また、紫外光源と可視光源を対向させて配置する構成、或いは、紫外光源と近赤外光源を対向配置した構成でもよく、また、各々の光源に適した分布をとることも可能である。
ちなみに、本実施形態で主に述べた導光体１の長手方向Ｌに延びるプリズム１０２は、紫外光源側と可視・近赤外光源側とで異なるプリズムパターンを用いている。
【0074】
図１６は、各波長の光に対するカバー部材２の透過率の測定結果を示した図である。この図１６では、複数の製品Ａ，Ｂについて各波長の光の透過率が示されている。図１６が示す測定結果の通り、波長が４００ｎｍ以下の紫外領域においては、カバー部材２による光の吸収率が急激に増加する。したがって、紫外光源からの光に対しては、カバー部材２における開口部２０１の有無にかかわらずカバー部材２からの反射光は少ないため、開口部２０１を形成することにより入光面近傍における急峻な強度分布の抑制精度を増大させることは困難である。そのため、導光体１の長手方向Ｌに延びるプリズム１０２は、紫外光源に対し、極めて有効である。
【0075】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、以上の形態に限定されるものではない。例えば本発明では、第２の光源部３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ったが、可視光のみを発光する光源であってもよい。また光拡散パターンＰの形成面を、導光体１の光出射面１ｄを除く任意の面に配置することができる。例えば光拡散パターンを底側面１ａに形成して、これを光拡散パターンＰの形成面としてもよい（この場合底側面１ａと左右側面１ｂとの間に斜めに面を形成する必要はない）。その他本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【0076】
１ 導光体
１ａ 底側面
１ｄ 光出射側面
１ｅ 第２の端面
１ｆ 第１の端面
１ｇ 光拡散パターン形成面
３ 第２の光源部
４ 第１の光源部
６ 第２のフィルタ
７ 第１のフィルタ
１０ ライン照明光源
１１ レンズアレイ
１２ 受光部
１５ 第３のフィルタ
Ｐ 光拡散パターン
Ｍｚ ミキシングゾーン
１０１，１０２ プリズム
２０１ 開口部
１ａ 底側面
１ｄ 光出射側面
１ｅ 第２の端面
１ｆ 第１の端面
１ｇ 光拡散パターン形成面
３ 第２の光源部
４ 第１の光源部
６ 第２のフィルタ
７ 第１のフィルタ
１０ ライン照明光源
１１ レンズアレイ
１２ 受光部
１５ 第３のフィルタ
Ｐ 光拡散パターン
Ｍｚ ミキシングゾーン
１０１，１０２ プリズム
２０１ 開口部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】