光源ユニット及び紙葉類の読取装置
【課題】導光体の端面から入射される光を、効率よく集めて、一方向に出射することができる光源ユニットを提供する。
【解決手段】長手方向Ｌに延びる透明な導光体１と、導光体１の端面に配置された光源部と、導光体１を覆うカバー部材２とを有し、カバー部材２は、平面状の第一の内面２ａと、第一の内面２ａと交差する平面状の第二の内面２ｂとを有し、カバー部材２が導光体１を覆った状態で、第一の内面２ａと第二の内面２ｂとが交差してできる交差直線Ｃは、光拡散パターンＰが形成された導光体の側面（光拡散パターン形成面１ｅ）に垂直な方向から見て、光拡散パターンＰと重複している。
【効果】交差直線Ｃが光拡散パターンＰの垂直上方にあるので、第一の内面２ａ及び／又は第二の内面２ｂで反射された光は光拡散パターン形成面１ｅに再入射する。
【解決手段】長手方向Ｌに延びる透明な導光体１と、導光体１の端面に配置された光源部と、導光体１を覆うカバー部材２とを有し、カバー部材２は、平面状の第一の内面２ａと、第一の内面２ａと交差する平面状の第二の内面２ｂとを有し、カバー部材２が導光体１を覆った状態で、第一の内面２ａと第二の内面２ｂとが交差してできる交差直線Ｃは、光拡散パターンＰが形成された導光体の側面（光拡散パターン形成面１ｅ）に垂直な方向から見て、光拡散パターンＰと重複している。
【効果】交差直線Ｃが光拡散パターンＰの垂直上方にあるので、第一の内面２ａ及び／又は第二の内面２ｂで反射された光は光拡散パターン形成面１ｅに再入射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニットに関するものである。この光源ユニットは、例えば、紙幣や有価証券などの紙葉類を透過又は反射した光を受光することにより当該紙葉類を読み取る紙葉類の読取装置に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類の読取装置は、紙葉類の印刷機器や鑑別装置などにおいて、紙葉類の形状・模様などの認識に用いられる装置である。この紙葉類の読取装置は、紙葉類（「原稿」ということがある）を照明するための棒状の光源ユニットと、その光源ユニットから出射され原稿を透過した光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透過光を受光する受光素子とを備えている。光源ユニットは、その長軸方向が原稿面と平行になるように、配置されている。
【０００３】
先行技術にかかる光源ユニットの構成を、図１１に例示する。光源ユニット１００は、透明な長手状に延びる導光体１０１と、この導光体１０１の端面に配置された光源部１０３とを有する。導光体１０１の延びる方向をｚ方向とし、原稿面を向いた方向をｙ方向としている。導光体１０１の一側面には、光源部１０３から導光体１０１の端面に入射され導光体に沿ってｚ方向に進む光を拡散・屈折させて、ほぼ直角方向、すなわちｙ方向に出射させるための光拡散パターンＰが形成されている。
【０００４】
その光拡散パターンＰは、導光体１０１の一側面上に長手方向（ｚ方向）に沿って、かつ一直線状に形成されている。
この先行技術にかかる光源ユニットによれば、光源部から導光体１０１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１０１から原稿面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、原稿面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、原稿面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】
【特許文献１】特開2006-39996号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の光源ユニットの断面図を図１２に示す。光源部から導光体１０１に入射された光は紙面に垂直に進みながら、導光体１０１の一側面に形成された光拡散パターンＰで拡散・屈折され、図示のように全方位に出射するため、原稿面に向けて照射される光量、つまり図示のｙ方向に照射される光量は全体の一部でしかない。
原稿面に向けて照射される光量の割合を増加させることができれば、光源部の輝度を下げることができ、消費電力を低減することができ、また光源部の寿命も延ばすことができる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、導光体の端面から入射される光を、効率よく集めて、一方向に出射することができる光源ユニット、及びそれを用いた紙葉類の読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、導光体の端面に配置された光源部と、導光体を覆うカバー部材と、導光体の少なくとも１つの側面に形成され、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを備えるものである。カバー部材は、平面状の第一の内面と、第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、カバー部材が導光体を覆った状態で、第一の内面と第二の内面とが交差してできる交差直線は、光拡散パターンが形成された導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）に垂直な方向から見て、光拡散パターンと重複していることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光は、光拡散パターンで拡散されたときに、一部光拡散パターンを素通りして、導光体の外部に出てしまうことがある。この漏れた光は従来技術の構成では再利用できなかったが、本発明によれば、カバー部材の第一の内面及び／又は第二の内面に到達して一回〜複数回反射され、再び導光体の内部に入ることができる。
【００１０】
特に第一の内面と第二の内面とが交差してできる交差直線が光拡散パターンの垂直上方にあるので、第一の内面及び／又は第二の内面で反射された光は、光拡散パターン形成面に直接入射しやすいという特徴がある。
交差直線と光拡散パターンとは所定距離隔てられ、その間に空間が存在することが好ましい。この空間はどのような物質で満たされていても良いが、通常、空気のような導光体よりも屈折率の低い物質で満たされていることが、空間に入った光を導光体の内部に再入射させるためには望ましい。
【００１１】
光拡散パターン形成面の長手方向に沿った端辺は、カバー部材の第一の内面に接し、光拡散パターン形成面の他の端辺は、カバー部材の第二の内面に接している構成であれば、空間を隙間のない閉空間とすることが出来、この空間に集められた光が隙間から逃げるのを防ぐことが出来る。
カバー部材の第一の内面の長手方向に沿った端辺は、光拡散パターン形成面に接し、カバー部材の第二の内面の長手方向に沿った他の端辺は、光拡散パターン形成面に接している場合も同様に、空間を隙間のない閉空間とすることが出来、この空間に集められた光が隙間か逃げるのを防ぐことが出来る。
【００１２】
第一の内面と、第二の内面と、光拡散パターン形成面とによって形成される空間は、断面三角形の閉空間であってもよい。
導光体は、光拡散パターン形成面以外の第二の側面を有し、その第二の側面が曲面であれば、レンズの働きをするので、この第二の側面により、導光体から出射する光を集光して、原稿に照度の高い照明領域を形成することが出来る。
【００１３】
カバー部材が半透明又は不透明な材質で形成されているものであれば、空間との界面が反射面になり、漏れた光を戻しやすくなる。
第一の内面及び第二の内面に光反射処理がなされている場合も同様に、漏れた光を反射させて戻すことが容易にできる。
光拡散パターンの形状は限定されないが、例えば複数の断面三角形状の溝により構成され、かつその溝の方向は、導光体の長手方向と直交する方向であってもよい。
【００１４】
また本発明の光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、導光体の端面に配置された光源部と、導光体を覆うカバー部材と、導光体の少なくとも１つの側面に形成され、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを備え、カバー部材は、平面状の第一の内面と、第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、光拡散パターンが形成された導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）の長手方向に沿った一端辺は、カバー部材の第一の内面に接し、光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、カバー部材の第二の内面に接しているものである。
【００１５】
この構成により、カバー部材が導光体を覆った状態で、第一の内面と第二の内面と光拡散パターン形成面とによって、導光体の長手方向に沿う方向から見て、閉じた断面形状を有する空間を形成することができる。よって、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光は、光拡散パターンで拡散されたときに、カバー部材の第一の内面及び／又は第二の内面に到達して一回〜複数回反射され、再び導光体の内部に入ることができる。すなわち、この空間に集められた光が隙間から逃げるのを防ぐことが出来る。
【００１６】
また本発明の紙葉類の読取装置は、紙葉類からなる原稿を照明するための光源ユニットと、その光源ユニットから出射され原稿を透過した光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透過光を受光する受光素子とを備えるものであって、光源ユニットは、本発明の光源ユニットの構成を備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、導光体の端面から入射される光が導光体から出てしまっても、その光をもう一度集めて利用することが出来るので、効率の良い光源ユニットを提供することができる。
また、光源ユニットを紙葉類の読取装置に用いれば、光源部から照射される光のうち、原稿面に向けて照射される光量の割合を増加させることができるので、光源部の輝度を下げることができ、消費電力を低減することができ、光源部の寿命も延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態における紙葉類の読取装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示される紙葉類の読取装置における光源ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】光源ユニットの導光体の形状を概略的に示す斜視図である。
【図４】導光体に形成される光拡散パターンの矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図５】導光体をカバー部材で覆った状態を示す断面図である。
【図６】導光体をカバー部材で覆った状態を示す透視斜視図である。
【図７】導光体とカバー部材との間に形成される空間の断面形状と光路を示す拡大図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における導光体をカバー部材で覆った状態を示す断面図である。
【図９】導光体とカバー部材との間に形成される空間の断面形状を示す拡大図である。
【図１０】導光体とカバー部材との間に形成される空間の断面形状を示す拡大図である。上面１ａと右側面１ｂとの間に、角度の異なる２つの斜め側面１ｅ，１ｅ′が形成されている。
【図１１】従来の紙葉類の読取装置における光源ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図１２】従来のカバー部材で覆われ導光体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜読取装置＞
図１は、本発明の一実施の形態における紙葉類の読取装置の構成を示す概略断面図である。
この紙葉類の読取装置は、原稿を照明するための光源ユニット１０と、その光源ユニット１０から原稿に向けて出射され、原稿を反射した光を導くためのレンズアレイ１１と、基板に実装されそのレンズアレイ１１により導かれた透過光を受光する受光素子１２とを備えている。
【００２０】
これらの光源ユニット１０、受光素子１２、レンズアレイ１１は、一次元方向、すなわち紙面の垂直方向に延びていて、図１はその断面を示している。
光源ユニット１０は、焦点面２０に載置される原稿に向けて光を出射するものである。
光源ユニット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、必ずしも本発明に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光源ユニット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の材質はガラスにこだわらず、例えばアクリルやポリカーボネートといった透明の樹脂に必要に応じて表面にハードコートを施した部材であってもよい。
【００２１】
レンズアレイ１１は、原稿面で反射・散乱された光を受光素子１２に結像するものであり、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レンズアレイ１１として用いることができる。
受光素子１２は基板１３に実装され、透過光を受けて光電変換により光出力として画像を読み取るものである。受光素子１２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良い。またＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサであってもよい。さらに受光素子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上に駆動回路及び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。
【００２２】
なお、前述した読取装置は、光源ユニット１０から原稿に向けて出射され原稿を反射した光を受光する、反射型の読取装置であったが、光源ユニット１０を、原稿に関して上下反対の位置に置いて、光源ユニット１０から原稿に向けて出射され原稿を透過した光を受光する、透過型の読取装置であってもよい。この場合、光源ユニット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、光源ユニット１０、受光素子１２、レンズアレイ１１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。
【００２３】
＜光源ユニット＞
図２は、図１に示される紙葉類の読取装置における光源ユニット１０の構成を概略的に示す斜視図である。光源ユニット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光源部３と、導光体１の側面（上側面及び左右側面）を保持するためのカバー部材２と、導光体１の所定の側面に形成され、光源部３から導光体１の端面に入射され導光体１の長手方向Ｌに沿って進む光を拡散・屈折させて、導光体１から出射させるための光拡散パターンＰ（図３参照）とを有している。
【００２４】
光源部３には、例えば近赤外、赤、緑の各波長の光を発する３種のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられている。各ＬＥＤは、光源駆動基板（図示せず）に実装されるための端子３ａを持っていて、この端子３ａを光源駆動基板に差込み、半田付けなどで接合することにより、光源駆動基板に電気的に接続される。
なお、光源部３は導光体１の一方端部のみに設置してもよいが、必要に応じて両方の端部に設置することもできる。この場合、２つの光源部３は同一のものであってもよいし、別のものであってもよい。例えば一方の光源部３と他方の光源部３とで異なる波長の光源を実装しておけば、多数の波長を同時にあるいは切り替えて使用することができる。
【００２５】
導光体１は、アクリルやポリカーボネートなどの光透過性の高い樹脂、あるいは光学ガラスで形成される。特に光源部として紫外波長を用いる場合には導光体１として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。
この導光体１の全体形状を図３に示す。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。
【００２６】
当該断面の周囲面は、上面１ａ、左右側面１ｂ，１ｃ、底面１ｄ及び上面１ａと左右いずれかの側面１ｂ，１ｃ（この実施形態では右側面１ｂとする）との間に形成された斜め側面１ｅの５つの側面からなる。上面１ａ、左右側面１ｂ，１ｃ及び斜め側面１ｅは平面形状であり、底面１ｄはレンズの集光効果を持たせるために滑らかな凸状に形成されている。しかし底面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、底面１ｄの下側に導光体１から下向きに出射した光を集光するレンズアレイを配置するとよい。
【００２７】
上面１ａと左側面１ｃとはほぼ直角で交差し、上面１ａと右側面１ｂとは斜め側面１ｅを無視すればほぼ直角で交差している。したがって、左側面１ｃと右側面１ｂとは、互いにほぼ平行な一対の対向面を作る。
上面１ａと右側面１ｂとの境界部に形成されている斜め側面１ｅは、当該斜め側面１ｅに垂直な方向（図５に「視方向Ｄ」と図示）から見れば、斜め側面１ｅと上面１ａ，右側面１ｂとの境界線である各長辺２１，２２と、それと直角な短辺とで構成される長方形に見える。本実施の形態では、斜め側面１ｅは上面１ａと例えば約１３５度の角度をなし、右側面１ｂとも例えば約１３５度の角度をなしている。そしてこの斜め側面１ｅには光拡散パターンＰが加工・形成されている。
【００２８】
この光拡散パターンＰは、図３に示すように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（つまり受光素子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、図４にそのＩＶ−ＩＶ断面図を示すように、導光体１の斜め側面１ｅに彫刻された複数のＶ字状の溝３１により構成されている。この意味で、斜め側面１ｅを、以下「光拡散パターン形成面１ｅ」という。
【００２９】
この複数のＶ字状の溝３１の各々は、導光体１の長手方向Ｌに直交する方向（図４の紙面に垂直な方向）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３１の各々の一方端は、光拡散パターン形成面１ｅと上面１ａとの境界線２１上又はその境界線２１から一定距離手前に存在する仮想的な直線上に位置しており、他方端は光拡散パターン形成面１ｅと右側面１ｂとの境界線２２上又はその境界線２２から一定距離手前に存在する仮想的な直線上に位置している。これにより、複数のＶ字状の溝３１より構成される光拡散パターンＰは、上述したように一定の幅を維持して導光体１の長手方向Ｌに一直線状に延びるよう構成されている。
【００３０】
複数のＶ字状の溝３１は、図４に示すように、断面が例えば二等辺三角形状を有している。Ｖ字状の溝３１の溝の深さｄは、導光体１の長手方向Ｌの端部にいくほど深くなっていることが好ましい。この場合、複数のＶ字状の溝３１の各開口幅ｗは同じであるため、複数のＶ字状の溝３１の各頂角の角度は導光体１の端部側ほど小さくなっている。
この光拡散パターンＰにより、導光体１の端面１ｆから入射された光を、長手方向Ｌに沿ってほぼ一様の明るさで底面１ｄから照射することができる。これにより、導光体１の長手方向Ｌの全体において紙葉類に照射される光をほぼ一定とすることができるため、照度むらを無くすことができる。
【００３１】
なお、光拡散パターンＰの溝３１のＶ字形状は一例であり、照度むらが特に顕著にならない限り、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。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良い。溝の深さｄや溝の開口幅ｗについても、適宜変更することができる。
【００３２】
図５は、導光体１をカバー部材２で覆った状態を示す断面図であり、図６はその斜視図である。なお図６においてカバー部材２を透明なものとして描いている。しかし実際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。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した光を再び導光体１内に反射させるため、光反射率の高い白色樹脂若しくは白色塗料を塗布した樹脂の成形品、又はステンレスやアルミニウムなどの金属板で形成するのが好ましい。
【００３３】
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の上面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の上面１ａに対向する天井面２ａ、導光体１の右側面１ｂに対向する右内側面２ｂ、及び導光体１の左側面に対向する左内側面２ｃを有している。天井面２ａが「第一の内面」に相当し、右内側面２ｂが「第二の内面に相当する。これらの３つの内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「コ」の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。このため、カバー部材２で導光体１を保護することができる。
【００３４】
この覆った状態で、カバー部材２の天井面２ａが導光体１の上面１ａに密着し、カバー部材２の右内側面２ｂが導光体１の右側面１ｂに密着し、左内側面２ｂが導光体１の左側面１ｃに密着している。
カバー部材２の天井面２ａと右内側面２ｂとはほぼ直角で交差し、天井面２ａと左内側面２ｂとはほぼ直角で交差している。一方、前述したように、導光体１の上面１ａと右側面１ｂとの境界部には、光拡散パターン形成面１ｅが斜めに形成されているので、導光体１をカバー部材２で覆った状態で、この光拡散パターン形成面１ｅと天井面２ａと右内側面２ｂとによって囲まれた空間Ｓが形成される。
【００３５】
この空間Ｓは、本発明の実施形態では空気で満たされているが、空気に限らず、空気以外の気体、あるいは液体若しくはゲル状の物体で満たされていても良い。または、空間Ｓの中に透明な三角柱状の固体が介在しても良い。ただし、この空間Ｓに満たされる物質の屈折率は、導光体１やカバー部材２を構成する物質の屈折率よりも小さいことが好ましい。
【００３６】
この空間Ｓの断面形状は、光拡散パターン形成面１ｅを底辺とする三角形であり、空間Ｓは、その断面形状を保ったまま長手方向Ｌに沿って伸びている。すなわち、空間Ｓの三次元的な形状は三角柱となる。天井面２ａと右内側面２ｂとが交差する直線を「交差直線Ｃ」という。交差直線Ｃから、光拡散パターン形成面１ｅまでの距離を、図７に示すように、“Ａ”と書く。
【００３７】
導光体１の光拡散パターン形成面１ｅには、前述したように光拡散パターンＰが形成されているので、カバー部材２が導光体１を覆った状態で、天井面２ａと右内側面２ｂとが交差してできる交差直線Ｃは、光拡散パターン形成面１ｅに垂直な方向（図５の「視方向Ｄ」）から見て、光拡散パターンＰと重複することになる。
この重複状態は、斜視図である図６にも示されている。すなわち、カバー部材２の天井面２ａと右内側面２ｂとが交差してできる交差直線Ｃは、導光体１の長手方向Ｌにわたって、光拡散パターン形成面１ｅに形成された光拡散パターンＰの上方に存在している。
【００３８】
この配置に基づく作用・効果を、図５及びその拡大図である図７を用いて説明する。導光体１の内部を長手方向Ｌである紙面に垂直な方向に伝搬する光は、光拡散パターンＰに当たって反射、屈折され、任意の方向に拡散される。この場合、拡散される光の方向が導光体１の内部に向かう方向であれば、その光は原稿面の照射に利用され得るが、光拡散パターンＰに当たって拡散された光が、光拡散パターン形成面１ｅを透過して、導光体１の外部に出てしまうことがある。
【００３９】
この導光体１の外部に出る光は、図７に示すように、断面三角形の空間Ｓに侵入する。そして、カバー部材２の天井面２ａ又は右内側面２ｂで反射され、再び光拡散パターン形成面１ｅを通過して導光体１の中に入る。したがって、導光体１の内部に戻った光を、原稿面の照射に再利用することが出来る。
この場合、カバー部材２が導光体１を覆った状態で、カバー部材２の天井面２ａが導光体１の上面１ａに密着せず、カバー部材２の右内側面２ｂが導光体１の右側面１ｂに密着していなければ、空間Ｓ内の光がカバー部材２の天井面２ａと導光体１の上面１ａとの隙間、又はカバー部材２の右内側面２ｂと導光体１と右側面１ｂの隙間を通って逃げてしまい、迷光となる恐れがあるので、カバー部材２の天井面２ａは導光体１の上面１ａに密着し、カバー部材２の右内側面２ｂは導光体１の右側面１ｂに密着していることが好ましい。
【００４０】
なお、この空間Ｓ内に存在する物質の屈折率が、導光体１やカバー部材２を構成する物質の屈折率よりも小さいほうが、空間Ｓ内に光が閉じ込められにくく、空間Ｓから出て行きやすいという意味で望ましい。
このようにして本実施の形態によれば、導光体１の外部にいったん出て断面三角形の空間Ｓに侵入した光を導光体１の内部に戻すことができるので、光量が無駄に失われることを防止できる。
【００４１】
なお導光体１の底面１ｄは、レンズの集光効果を持たせるために滑らかに加工してあり、光拡散パターンＰから拡散された光を、効率よく原稿面に集光することが出来る。よって、原稿面の照度を高くして、原稿の正確な認識に寄与することができる。
なお、今までの説明では、カバー部材２は半透明又は不透明な材質で形成されているとしたが、カバー部材２の材質にかかわらず、天井面２ａ及び／又は右内側面２ｂに、光反射処理をしてもよい。光反射処理には、アルミニウムや銅などの金属を蒸着する、屈折率の異なる物質で薄膜を塗布する、などが挙げられる。このように光反射処理をすることにより、空間Ｓ内に入った光を天井面２ａ及び／又は右内側面２ｂで効率よく反射させて、原稿面の照射に利用することが出来る。
【００４２】
また、光拡散パターンＰと空間Ｓ（この変更例では空間Ｓ′という）を導光体１のいかなる部分に配置するかに関して、次のような変更例もある。図８は、導光体１をカバー部材２で覆った状態を示す断面図であり、図９は空間Ｓ′の周辺を示す部分拡大断面図である。
この構成では、光拡散パターンＰは、導光体１の上面１ａの中央部に、長手方向Ｌ（紙面に垂直な方向）に沿って、一定の幅を維持して一直線状に形成されている。カバー部材２の、導光体１の上面１ａに対向する天井面には、断面三角形状の空間Ｓ′が長手方向Ｌに沿って形成されている。この三角形の左側面２ｄが「第一の内面」に相当し、三角形の右側面２ｅが「第二の内面」に相当し、導光体１の上面１ａと、三角形の左側面２ｄと右側面２ｅとにより、断面三角形の空間Ｓ′が形成されている。
【００４３】
この実施例においても、光拡散パターンＰに当たって反射、屈折され、導光体１の外部方向に拡散された光は、断面三角形の空間Ｓ′に侵入し、カバー部材２の第一の内面２ｄ又は第二の内面２ｅで反射され、再び光拡散パターン形成面１ｅを通って導光体１の中に入る。したがって、導光体１の内部に戻った光を、原稿面の照射に利用することが出来る。
【００４４】
図５の実施例と同様、カバー部材２が導光体１の上面１ａに密着している。これによりカバー部材２の第一の内面２ｄと第二の内面２ｅと導光体１の上面１ａとで断面三角形の空間Ｓ′を形成することができる。また、第一の内面２ｄと第二の内面２ｅとに反射処理をすることも好ましい。
この図８、図９の変更例では、カバー部材２の天井面の中央部に溝状の空間Ｓ′を形成することになる。光拡散パターンＰが導光体１の上面１ａの中央部に形成されるので、光拡散パターンＰで拡散された光を光源ユニットの垂直下方に集めることができる。
【００４５】
また、次のような変更例もある。図１０は、上面１ａと左右いずれかの側面１ｂ，１ｃ（この実施形態では右側面１ｂとする）との間に、角度の異なる２つの斜め側面１ｅ，１ｅ′を形成し、両斜め側面１ｅ，１ｅ′に光拡散パターンＰを形成した例を示す。両斜め側面１ｅ，１ｅ′を合わせて「光拡散パターン形成面」という。この構成においても、いままでの実施形態と同様、光拡散パターンＰが形成された導光体の側面１ｅ，１ｅ′のうち、側面１ｅの長手方向Ｌに沿った一端辺は、カバー部材２の上面１ａに接し、側面１ｅ′の光拡散パターン形成面の長手方向Ｌに沿った他の端辺は、カバー部材２の右側面１ｂに接している。
【００４６】
このように、カバー部材２の天井面２ａは導光体１の上面１ａに密着し、カバー部材２の右内側面２ｂは導光体１の右側面１ｂに密着しているので、これらの間に、断面四角形の空間Ｓ″ができる。光拡散パターンＰを拡散して、導光体１の外部にいったん出て断面四角形の空間Ｓ″に侵入した光は、導光体１の内部に戻されるので、光量が無駄に失われることを防止できる。
【００４７】
なお、この空間Ｓ″内に存在する物質の屈折率が、導光体１やカバー部材２を構成する物質の屈折率よりも小さいほうが、空間Ｓ″に光が閉じ込められにくく、空間Ｓ″から出て行きやすいという意味で望ましい。また、前述の例と同様、カバー部材２の天井面２ａ及び／又は右内側面２ｂに、光反射処理をしてもよい。
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、前記の形態に限定されるものではない。例えば本発明では、光拡散パターンＰの形成面及びその上の空間Ｓ，Ｓ′，Ｓ″を、導光体１の光出射面を除く任意の面に配置することができる。例えば導光体１の上面１ａと左側面１ｃの間に斜め側面を作ってここに形成しても良く、導光体１の右側面１ｂに形成しても良く、導光体１の左側面１ｃに形成しても良い。また、複数の光拡散パターンＰ及びその上の空間Ｓ，Ｓ′，Ｓ″を導光体１の複数の面にそれぞれ配置してもよい。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】
【００４８】
１ 導光体
２ カバー部材
３ 光源部
１ａ 導光体の上面
１ｂ，１ｃ 左右側面
１ｄ 底面
１ｅ 斜め側面（光拡散パターン形成面）
２１，２２ 境界線
２ａ カバー部材の天井面
２ｂ 右内側面
２ｃ 左内側面
２ｄ 三角形の左側面
２ｅ 右側面
３１ Ｖ字状の溝
１０ 光源ユニット
１１ レンズアレイ
１２ 受光素子
Ｃ 交差直線
Ｄ 視方向
Ｌ 長手方向
Ｐ 光拡散パターン
Ｓ，Ｓ′，Ｓ″ 空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニットに関するものである。この光源ユニットは、例えば、紙幣や有価証券などの紙葉類を透過又は反射した光を受光することにより当該紙葉類を読み取る紙葉類の読取装置に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類の読取装置は、紙葉類の印刷機器や鑑別装置などにおいて、紙葉類の形状・模様などの認識に用いられる装置である。この紙葉類の読取装置は、紙葉類（「原稿」ということがある）を照明するための棒状の光源ユニットと、その光源ユニットから出射され原稿を透過した光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透過光を受光する受光素子とを備えている。光源ユニットは、その長軸方向が原稿面と平行になるように、配置されている。
【０００３】
先行技術にかかる光源ユニットの構成を、図１１に例示する。光源ユニット１００は、透明な長手状に延びる導光体１０１と、この導光体１０１の端面に配置された光源部１０３とを有する。導光体１０１の延びる方向をｚ方向とし、原稿面を向いた方向をｙ方向としている。導光体１０１の一側面には、光源部１０３から導光体１０１の端面に入射され導光体に沿ってｚ方向に進む光を拡散・屈折させて、ほぼ直角方向、すなわちｙ方向に出射させるための光拡散パターンＰが形成されている。
【０００４】
その光拡散パターンＰは、導光体１０１の一側面上に長手方向（ｚ方向）に沿って、かつ一直線状に形成されている。
この先行技術にかかる光源ユニットによれば、光源部から導光体１０１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１０１から原稿面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、原稿面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、原稿面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】
【特許文献１】特開2006-39996号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の光源ユニットの断面図を図１２に示す。光源部から導光体１０１に入射された光は紙面に垂直に進みながら、導光体１０１の一側面に形成された光拡散パターンＰで拡散・屈折され、図示のように全方位に出射するため、原稿面に向けて照射される光量、つまり図示のｙ方向に照射される光量は全体の一部でしかない。
原稿面に向けて照射される光量の割合を増加させることができれば、光源部の輝度を下げることができ、消費電力を低減することができ、また光源部の寿命も延ばすことができる。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、導光体の端面から入射される光を、効率よく集めて、一方向に出射することができる光源ユニット、及びそれを用いた紙葉類の読取装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、導光体の端面に配置された光源部と、導光体を覆うカバー部材と、導光体の少なくとも１つの側面に形成され、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを備えるものである。カバー部材は、平面状の第一の内面と、第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、カバー部材が導光体を覆った状態で、第一の内面と第二の内面とが交差してできる交差直線は、光拡散パターンが形成された導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）に垂直な方向から見て、光拡散パターンと重複していることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光は、光拡散パターンで拡散されたときに、一部光拡散パターンを素通りして、導光体の外部に出てしまうことがある。この漏れた光は従来技術の構成では再利用できなかったが、本発明によれば、カバー部材の第一の内面及び／又は第二の内面に到達して一回〜複数回反射され、再び導光体の内部に入ることができる。
【００１０】
特に第一の内面と第二の内面とが交差してできる交差直線が光拡散パターンの垂直上方にあるので、第一の内面及び／又は第二の内面で反射された光は、光拡散パターン形成面に直接入射しやすいという特徴がある。
交差直線と光拡散パターンとは所定距離隔てられ、その間に空間が存在することが好ましい。この空間はどのような物質で満たされていても良いが、通常、空気のような導光体よりも屈折率の低い物質で満たされていることが、空間に入った光を導光体の内部に再入射させるためには望ましい。
【００１１】
光拡散パターン形成面の長手方向に沿った端辺は、カバー部材の第一の内面に接し、光拡散パターン形成面の他の端辺は、カバー部材の第二の内面に接している構成であれば、空間を隙間のない閉空間とすることが出来、この空間に集められた光が隙間から逃げるのを防ぐことが出来る。
カバー部材の第一の内面の長手方向に沿った端辺は、光拡散パターン形成面に接し、カバー部材の第二の内面の長手方向に沿った他の端辺は、光拡散パターン形成面に接している場合も同様に、空間を隙間のない閉空間とすることが出来、この空間に集められた光が隙間か逃げるのを防ぐことが出来る。
【００１２】
第一の内面と、第二の内面と、光拡散パターン形成面とによって形成される空間は、断面三角形の閉空間であってもよい。
導光体は、光拡散パターン形成面以外の第二の側面を有し、その第二の側面が曲面であれば、レンズの働きをするので、この第二の側面により、導光体から出射する光を集光して、原稿に照度の高い照明領域を形成することが出来る。
【００１３】
カバー部材が半透明又は不透明な材質で形成されているものであれば、空間との界面が反射面になり、漏れた光を戻しやすくなる。
第一の内面及び第二の内面に光反射処理がなされている場合も同様に、漏れた光を反射させて戻すことが容易にできる。
光拡散パターンの形状は限定されないが、例えば複数の断面三角形状の溝により構成され、かつその溝の方向は、導光体の長手方向と直交する方向であってもよい。
【００１４】
また本発明の光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、導光体の端面に配置された光源部と、導光体を覆うカバー部材と、導光体の少なくとも１つの側面に形成され、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを備え、カバー部材は、平面状の第一の内面と、第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、光拡散パターンが形成された導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）の長手方向に沿った一端辺は、カバー部材の第一の内面に接し、光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、カバー部材の第二の内面に接しているものである。
【００１５】
この構成により、カバー部材が導光体を覆った状態で、第一の内面と第二の内面と光拡散パターン形成面とによって、導光体の長手方向に沿う方向から見て、閉じた断面形状を有する空間を形成することができる。よって、光源部から導光体の端面に入射され導光体の長手方向に沿って進む光は、光拡散パターンで拡散されたときに、カバー部材の第一の内面及び／又は第二の内面に到達して一回〜複数回反射され、再び導光体の内部に入ることができる。すなわち、この空間に集められた光が隙間から逃げるのを防ぐことが出来る。
【００１６】
また本発明の紙葉類の読取装置は、紙葉類からなる原稿を照明するための光源ユニットと、その光源ユニットから出射され原稿を透過した光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透過光を受光する受光素子とを備えるものであって、光源ユニットは、本発明の光源ユニットの構成を備えるものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、導光体の端面から入射される光が導光体から出てしまっても、その光をもう一度集めて利用することが出来るので、効率の良い光源ユニットを提供することができる。
また、光源ユニットを紙葉類の読取装置に用いれば、光源部から照射される光のうち、原稿面に向けて照射される光量の割合を増加させることができるので、光源部の輝度を下げることができ、消費電力を低減することができ、光源部の寿命も延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態における紙葉類の読取装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示される紙葉類の読取装置における光源ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図３】光源ユニットの導光体の形状を概略的に示す斜視図である。
【図４】導光体に形成される光拡散パターンの矢印ＶＩ−ＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図５】導光体をカバー部材で覆った状態を示す断面図である。
【図６】導光体をカバー部材で覆った状態を示す透視斜視図である。
【図７】導光体とカバー部材との間に形成される空間の断面形状と光路を示す拡大図である。
【図８】本発明の他の実施の形態における導光体をカバー部材で覆った状態を示す断面図である。
【図９】導光体とカバー部材との間に形成される空間の断面形状を示す拡大図である。
【図１０】導光体とカバー部材との間に形成される空間の断面形状を示す拡大図である。上面１ａと右側面１ｂとの間に、角度の異なる２つの斜め側面１ｅ，１ｅ′が形成されている。
【図１１】従来の紙葉類の読取装置における光源ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
【図１２】従来のカバー部材で覆われ導光体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
＜読取装置＞
図１は、本発明の一実施の形態における紙葉類の読取装置の構成を示す概略断面図である。
この紙葉類の読取装置は、原稿を照明するための光源ユニット１０と、その光源ユニット１０から原稿に向けて出射され、原稿を反射した光を導くためのレンズアレイ１１と、基板に実装されそのレンズアレイ１１により導かれた透過光を受光する受光素子１２とを備えている。
【００２０】
これらの光源ユニット１０、受光素子１２、レンズアレイ１１は、一次元方向、すなわち紙面の垂直方向に延びていて、図１はその断面を示している。
光源ユニット１０は、焦点面２０に載置される原稿に向けて光を出射するものである。
光源ユニット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、必ずしも本発明に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光源ユニット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の材質はガラスにこだわらず、例えばアクリルやポリカーボネートといった透明の樹脂に必要に応じて表面にハードコートを施した部材であってもよい。
【００２１】
レンズアレイ１１は、原稿面で反射・散乱された光を受光素子１２に結像するものであり、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レンズアレイ１１として用いることができる。
受光素子１２は基板１３に実装され、透過光を受けて光電変換により光出力として画像を読み取るものである。受光素子１２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良い。またＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサであってもよい。さらに受光素子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上に駆動回路及び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。
【００２２】
なお、前述した読取装置は、光源ユニット１０から原稿に向けて出射され原稿を反射した光を受光する、反射型の読取装置であったが、光源ユニット１０を、原稿に関して上下反対の位置に置いて、光源ユニット１０から原稿に向けて出射され原稿を透過した光を受光する、透過型の読取装置であってもよい。この場合、光源ユニット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、光源ユニット１０、受光素子１２、レンズアレイ１１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。
【００２３】
＜光源ユニット＞
図２は、図１に示される紙葉類の読取装置における光源ユニット１０の構成を概略的に示す斜視図である。光源ユニット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光源部３と、導光体１の側面（上側面及び左右側面）を保持するためのカバー部材２と、導光体１の所定の側面に形成され、光源部３から導光体１の端面に入射され導光体１の長手方向Ｌに沿って進む光を拡散・屈折させて、導光体１から出射させるための光拡散パターンＰ（図３参照）とを有している。
【００２４】
光源部３には、例えば近赤外、赤、緑の各波長の光を発する３種のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられている。各ＬＥＤは、光源駆動基板（図示せず）に実装されるための端子３ａを持っていて、この端子３ａを光源駆動基板に差込み、半田付けなどで接合することにより、光源駆動基板に電気的に接続される。
なお、光源部３は導光体１の一方端部のみに設置してもよいが、必要に応じて両方の端部に設置することもできる。この場合、２つの光源部３は同一のものであってもよいし、別のものであってもよい。例えば一方の光源部３と他方の光源部３とで異なる波長の光源を実装しておけば、多数の波長を同時にあるいは切り替えて使用することができる。
【００２５】
導光体１は、アクリルやポリカーボネートなどの光透過性の高い樹脂、あるいは光学ガラスで形成される。特に光源部として紫外波長を用いる場合には導光体１として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。
この導光体１の全体形状を図３に示す。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。
【００２６】
当該断面の周囲面は、上面１ａ、左右側面１ｂ，１ｃ、底面１ｄ及び上面１ａと左右いずれかの側面１ｂ，１ｃ（この実施形態では右側面１ｂとする）との間に形成された斜め側面１ｅの５つの側面からなる。上面１ａ、左右側面１ｂ，１ｃ及び斜め側面１ｅは平面形状であり、底面１ｄはレンズの集光効果を持たせるために滑らかな凸状に形成されている。しかし底面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、底面１ｄの下側に導光体１から下向きに出射した光を集光するレンズアレイを配置するとよい。
【００２７】
上面１ａと左側面１ｃとはほぼ直角で交差し、上面１ａと右側面１ｂとは斜め側面１ｅを無視すればほぼ直角で交差している。したがって、左側面１ｃと右側面１ｂとは、互いにほぼ平行な一対の対向面を作る。
上面１ａと右側面１ｂとの境界部に形成されている斜め側面１ｅは、当該斜め側面１ｅに垂直な方向（図５に「視方向Ｄ」と図示）から見れば、斜め側面１ｅと上面１ａ，右側面１ｂとの境界線である各長辺２１，２２と、それと直角な短辺とで構成される長方形に見える。本実施の形態では、斜め側面１ｅは上面１ａと例えば約１３５度の角度をなし、右側面１ｂとも例えば約１３５度の角度をなしている。そしてこの斜め側面１ｅには光拡散パターンＰが加工・形成されている。
【００２８】
この光拡散パターンＰは、図３に示すように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（つまり受光素子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、図４にそのＩＶ−ＩＶ断面図を示すように、導光体１の斜め側面１ｅに彫刻された複数のＶ字状の溝３１により構成されている。この意味で、斜め側面１ｅを、以下「光拡散パターン形成面１ｅ」という。
【００２９】
この複数のＶ字状の溝３１の各々は、導光体１の長手方向Ｌに直交する方向（図４の紙面に垂直な方向）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３１の各々の一方端は、光拡散パターン形成面１ｅと上面１ａとの境界線２１上又はその境界線２１から一定距離手前に存在する仮想的な直線上に位置しており、他方端は光拡散パターン形成面１ｅと右側面１ｂとの境界線２２上又はその境界線２２から一定距離手前に存在する仮想的な直線上に位置している。これにより、複数のＶ字状の溝３１より構成される光拡散パターンＰは、上述したように一定の幅を維持して導光体１の長手方向Ｌに一直線状に延びるよう構成されている。
【００３０】
複数のＶ字状の溝３１は、図４に示すように、断面が例えば二等辺三角形状を有している。Ｖ字状の溝３１の溝の深さｄは、導光体１の長手方向Ｌの端部にいくほど深くなっていることが好ましい。この場合、複数のＶ字状の溝３１の各開口幅ｗは同じであるため、複数のＶ字状の溝３１の各頂角の角度は導光体１の端部側ほど小さくなっている。
この光拡散パターンＰにより、導光体１の端面１ｆから入射された光を、長手方向Ｌに沿ってほぼ一様の明るさで底面１ｄから照射することができる。これにより、導光体１の長手方向Ｌの全体において紙葉類に照射される光をほぼ一定とすることができるため、照度むらを無くすことができる。
【００３１】
なお、光拡散パターンＰの溝３１のＶ字形状は一例であり、照度むらが特に顕著にならない限り、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。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良い。溝の深さｄや溝の開口幅ｗについても、適宜変更することができる。
【００３２】
図５は、導光体１をカバー部材２で覆った状態を示す断面図であり、図６はその斜視図である。なお図６においてカバー部材２を透明なものとして描いている。しかし実際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。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した光を再び導光体１内に反射させるため、光反射率の高い白色樹脂若しくは白色塗料を塗布した樹脂の成形品、又はステンレスやアルミニウムなどの金属板で形成するのが好ましい。
【００３３】
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の上面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の上面１ａに対向する天井面２ａ、導光体１の右側面１ｂに対向する右内側面２ｂ、及び導光体１の左側面に対向する左内側面２ｃを有している。天井面２ａが「第一の内面」に相当し、右内側面２ｂが「第二の内面に相当する。これらの３つの内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「コ」の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。このため、カバー部材２で導光体１を保護することができる。
【００３４】
この覆った状態で、カバー部材２の天井面２ａが導光体１の上面１ａに密着し、カバー部材２の右内側面２ｂが導光体１の右側面１ｂに密着し、左内側面２ｂが導光体１の左側面１ｃに密着している。
カバー部材２の天井面２ａと右内側面２ｂとはほぼ直角で交差し、天井面２ａと左内側面２ｂとはほぼ直角で交差している。一方、前述したように、導光体１の上面１ａと右側面１ｂとの境界部には、光拡散パターン形成面１ｅが斜めに形成されているので、導光体１をカバー部材２で覆った状態で、この光拡散パターン形成面１ｅと天井面２ａと右内側面２ｂとによって囲まれた空間Ｓが形成される。
【００３５】
この空間Ｓは、本発明の実施形態では空気で満たされているが、空気に限らず、空気以外の気体、あるいは液体若しくはゲル状の物体で満たされていても良い。または、空間Ｓの中に透明な三角柱状の固体が介在しても良い。ただし、この空間Ｓに満たされる物質の屈折率は、導光体１やカバー部材２を構成する物質の屈折率よりも小さいことが好ましい。
【００３６】
この空間Ｓの断面形状は、光拡散パターン形成面１ｅを底辺とする三角形であり、空間Ｓは、その断面形状を保ったまま長手方向Ｌに沿って伸びている。すなわち、空間Ｓの三次元的な形状は三角柱となる。天井面２ａと右内側面２ｂとが交差する直線を「交差直線Ｃ」という。交差直線Ｃから、光拡散パターン形成面１ｅまでの距離を、図７に示すように、“Ａ”と書く。
【００３７】
導光体１の光拡散パターン形成面１ｅには、前述したように光拡散パターンＰが形成されているので、カバー部材２が導光体１を覆った状態で、天井面２ａと右内側面２ｂとが交差してできる交差直線Ｃは、光拡散パターン形成面１ｅに垂直な方向（図５の「視方向Ｄ」）から見て、光拡散パターンＰと重複することになる。
この重複状態は、斜視図である図６にも示されている。すなわち、カバー部材２の天井面２ａと右内側面２ｂとが交差してできる交差直線Ｃは、導光体１の長手方向Ｌにわたって、光拡散パターン形成面１ｅに形成された光拡散パターンＰの上方に存在している。
【００３８】
この配置に基づく作用・効果を、図５及びその拡大図である図７を用いて説明する。導光体１の内部を長手方向Ｌである紙面に垂直な方向に伝搬する光は、光拡散パターンＰに当たって反射、屈折され、任意の方向に拡散される。この場合、拡散される光の方向が導光体１の内部に向かう方向であれば、その光は原稿面の照射に利用され得るが、光拡散パターンＰに当たって拡散された光が、光拡散パターン形成面１ｅを透過して、導光体１の外部に出てしまうことがある。
【００３９】
この導光体１の外部に出る光は、図７に示すように、断面三角形の空間Ｓに侵入する。そして、カバー部材２の天井面２ａ又は右内側面２ｂで反射され、再び光拡散パターン形成面１ｅを通過して導光体１の中に入る。したがって、導光体１の内部に戻った光を、原稿面の照射に再利用することが出来る。
この場合、カバー部材２が導光体１を覆った状態で、カバー部材２の天井面２ａが導光体１の上面１ａに密着せず、カバー部材２の右内側面２ｂが導光体１の右側面１ｂに密着していなければ、空間Ｓ内の光がカバー部材２の天井面２ａと導光体１の上面１ａとの隙間、又はカバー部材２の右内側面２ｂと導光体１と右側面１ｂの隙間を通って逃げてしまい、迷光となる恐れがあるので、カバー部材２の天井面２ａは導光体１の上面１ａに密着し、カバー部材２の右内側面２ｂは導光体１の右側面１ｂに密着していることが好ましい。
【００４０】
なお、この空間Ｓ内に存在する物質の屈折率が、導光体１やカバー部材２を構成する物質の屈折率よりも小さいほうが、空間Ｓ内に光が閉じ込められにくく、空間Ｓから出て行きやすいという意味で望ましい。
このようにして本実施の形態によれば、導光体１の外部にいったん出て断面三角形の空間Ｓに侵入した光を導光体１の内部に戻すことができるので、光量が無駄に失われることを防止できる。
【００４１】
なお導光体１の底面１ｄは、レンズの集光効果を持たせるために滑らかに加工してあり、光拡散パターンＰから拡散された光を、効率よく原稿面に集光することが出来る。よって、原稿面の照度を高くして、原稿の正確な認識に寄与することができる。
なお、今までの説明では、カバー部材２は半透明又は不透明な材質で形成されているとしたが、カバー部材２の材質にかかわらず、天井面２ａ及び／又は右内側面２ｂに、光反射処理をしてもよい。光反射処理には、アルミニウムや銅などの金属を蒸着する、屈折率の異なる物質で薄膜を塗布する、などが挙げられる。このように光反射処理をすることにより、空間Ｓ内に入った光を天井面２ａ及び／又は右内側面２ｂで効率よく反射させて、原稿面の照射に利用することが出来る。
【００４２】
また、光拡散パターンＰと空間Ｓ（この変更例では空間Ｓ′という）を導光体１のいかなる部分に配置するかに関して、次のような変更例もある。図８は、導光体１をカバー部材２で覆った状態を示す断面図であり、図９は空間Ｓ′の周辺を示す部分拡大断面図である。
この構成では、光拡散パターンＰは、導光体１の上面１ａの中央部に、長手方向Ｌ（紙面に垂直な方向）に沿って、一定の幅を維持して一直線状に形成されている。カバー部材２の、導光体１の上面１ａに対向する天井面には、断面三角形状の空間Ｓ′が長手方向Ｌに沿って形成されている。この三角形の左側面２ｄが「第一の内面」に相当し、三角形の右側面２ｅが「第二の内面」に相当し、導光体１の上面１ａと、三角形の左側面２ｄと右側面２ｅとにより、断面三角形の空間Ｓ′が形成されている。
【００４３】
この実施例においても、光拡散パターンＰに当たって反射、屈折され、導光体１の外部方向に拡散された光は、断面三角形の空間Ｓ′に侵入し、カバー部材２の第一の内面２ｄ又は第二の内面２ｅで反射され、再び光拡散パターン形成面１ｅを通って導光体１の中に入る。したがって、導光体１の内部に戻った光を、原稿面の照射に利用することが出来る。
【００４４】
図５の実施例と同様、カバー部材２が導光体１の上面１ａに密着している。これによりカバー部材２の第一の内面２ｄと第二の内面２ｅと導光体１の上面１ａとで断面三角形の空間Ｓ′を形成することができる。また、第一の内面２ｄと第二の内面２ｅとに反射処理をすることも好ましい。
この図８、図９の変更例では、カバー部材２の天井面の中央部に溝状の空間Ｓ′を形成することになる。光拡散パターンＰが導光体１の上面１ａの中央部に形成されるので、光拡散パターンＰで拡散された光を光源ユニットの垂直下方に集めることができる。
【００４５】
また、次のような変更例もある。図１０は、上面１ａと左右いずれかの側面１ｂ，１ｃ（この実施形態では右側面１ｂとする）との間に、角度の異なる２つの斜め側面１ｅ，１ｅ′を形成し、両斜め側面１ｅ，１ｅ′に光拡散パターンＰを形成した例を示す。両斜め側面１ｅ，１ｅ′を合わせて「光拡散パターン形成面」という。この構成においても、いままでの実施形態と同様、光拡散パターンＰが形成された導光体の側面１ｅ，１ｅ′のうち、側面１ｅの長手方向Ｌに沿った一端辺は、カバー部材２の上面１ａに接し、側面１ｅ′の光拡散パターン形成面の長手方向Ｌに沿った他の端辺は、カバー部材２の右側面１ｂに接している。
【００４６】
このように、カバー部材２の天井面２ａは導光体１の上面１ａに密着し、カバー部材２の右内側面２ｂは導光体１の右側面１ｂに密着しているので、これらの間に、断面四角形の空間Ｓ″ができる。光拡散パターンＰを拡散して、導光体１の外部にいったん出て断面四角形の空間Ｓ″に侵入した光は、導光体１の内部に戻されるので、光量が無駄に失われることを防止できる。
【００４７】
なお、この空間Ｓ″内に存在する物質の屈折率が、導光体１やカバー部材２を構成する物質の屈折率よりも小さいほうが、空間Ｓ″に光が閉じ込められにくく、空間Ｓ″から出て行きやすいという意味で望ましい。また、前述の例と同様、カバー部材２の天井面２ａ及び／又は右内側面２ｂに、光反射処理をしてもよい。
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、前記の形態に限定されるものではない。例えば本発明では、光拡散パターンＰの形成面及びその上の空間Ｓ，Ｓ′，Ｓ″を、導光体１の光出射面を除く任意の面に配置することができる。例えば導光体１の上面１ａと左側面１ｃの間に斜め側面を作ってここに形成しても良く、導光体１の右側面１ｂに形成しても良く、導光体１の左側面１ｃに形成しても良い。また、複数の光拡散パターンＰ及びその上の空間Ｓ，Ｓ′，Ｓ″を導光体１の複数の面にそれぞれ配置してもよい。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】
【００４８】
１ 導光体
２ カバー部材
３ 光源部
１ａ 導光体の上面
１ｂ，１ｃ 左右側面
１ｄ 底面
１ｅ 斜め側面（光拡散パターン形成面）
２１，２２ 境界線
２ａ カバー部材の天井面
２ｂ 右内側面
２ｃ 左内側面
２ｄ 三角形の左側面
２ｅ 右側面
３１ Ｖ字状の溝
１０ 光源ユニット
１１ レンズアレイ
１２ 受光素子
Ｃ 交差直線
Ｄ 視方向
Ｌ 長手方向
Ｐ 光拡散パターン
Ｓ，Ｓ′，Ｓ″ 空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の読取装置の照明光源として用いられる光源ユニットであって、
長手方向に延びる透明な導光体と、
前記導光体の端面に配置された光源部と、
前記導光体を覆うカバー部材と、
前記導光体の少なくとも１つの側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記第一の内面と前記第二の内面とが交差してできる交差直線は、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）に垂直な方向から見て、前記光拡散パターンと重複している、光源ユニット。
【請求項２】
前記交差直線と前記光拡散パターン形成面とが所定距離隔てられ、その間に空間が存在する請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った一端辺は、前記カバー部材の第一の内面に接し、前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、前記カバー部材の第二の内面に接している請求項２記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記カバー部材の第一の長手方向に沿った内面の端辺は、前記光拡散パターン形成面に接し、前記カバー部材の第二の内面の長手方向に沿った他の端辺は、前記光拡散パターン形成面に接している請求項２記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記第一の内面と、前記第二の内面と、前記光拡散パターン形成面とによって、前記導光体の長手方向に沿った方向から見て、断面三角形の空間が形成されている請求項３又は請求項４記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記導光体は、前記光拡散パターン形成面以外の第二の側面を有し、その第二の側面が曲面である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記カバー部材は半透明又は不透明な材質で形成されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記第一の内面及び／又は前記第二の内面に、光反射処理がなされている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記光拡散パターンは、複数の断面三角形状の溝により構成され、かつその溝の方向は、前記導光体の長手方向と直交する方向である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
紙葉類の読取装置の照明光源として用いられる光源ユニットであって、
長手方向に延びる透明な導光体と、
前記導光体の端面に配置された光源部と、
前記導光体を覆うカバー部材と、
前記導光体の少なくとも１つの側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）の長手方向に沿った一端辺は、前記カバー部材の第一の内面に接し、前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、前記カバー部材の第二の内面に接している、光源ユニット。
【請求項１１】
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記第一の内面と前記第二の内面と前記光拡散パターン形成面とによって、前記導光体の長手方向に沿った方向から見て、閉じた断面形状を有する空間を形成している請求項１０記載の光源ユニット。
【請求項１２】
紙葉類からなる原稿を照明するための光源ユニットと、その光源ユニットから出射され前記原稿を反射又は透過した光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透過光を受光する受光素子とを備える紙葉類の読取装置であって、
前記光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、前記導光体の端面に配置された光源部と、前記導光体の側面を覆うカバー部材と、前記導光体の一側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記第一の内面と前記第二の内面とが交差してできる交差直線は、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の一側面（「光拡散パターン形成面」という）に垂直な方向から見て、前記光拡散パターンと重複しているものである、紙葉類の読取装置。
【請求項１３】
紙葉類からなる原稿を照明するための光源ユニットと、その光源ユニットから出射され前記原稿を反射又は透過した光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透過光を受光する受光素子とを備える紙葉類の読取装置であって、
前記光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、前記導光体の端面に配置された光源部と、前記導光体の側面を覆うカバー部材と、前記導光体の一側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）の長手方向に沿った一端辺は、前記カバー部材の第一の内面に接し、前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、前記カバー部材の第二の内面に接しているものである、紙葉類の読取装置。
【請求項１】
紙葉類の読取装置の照明光源として用いられる光源ユニットであって、
長手方向に延びる透明な導光体と、
前記導光体の端面に配置された光源部と、
前記導光体を覆うカバー部材と、
前記導光体の少なくとも１つの側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記第一の内面と前記第二の内面とが交差してできる交差直線は、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）に垂直な方向から見て、前記光拡散パターンと重複している、光源ユニット。
【請求項２】
前記交差直線と前記光拡散パターン形成面とが所定距離隔てられ、その間に空間が存在する請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った一端辺は、前記カバー部材の第一の内面に接し、前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、前記カバー部材の第二の内面に接している請求項２記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記カバー部材の第一の長手方向に沿った内面の端辺は、前記光拡散パターン形成面に接し、前記カバー部材の第二の内面の長手方向に沿った他の端辺は、前記光拡散パターン形成面に接している請求項２記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記第一の内面と、前記第二の内面と、前記光拡散パターン形成面とによって、前記導光体の長手方向に沿った方向から見て、断面三角形の空間が形成されている請求項３又は請求項４記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記導光体は、前記光拡散パターン形成面以外の第二の側面を有し、その第二の側面が曲面である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記カバー部材は半透明又は不透明な材質で形成されている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記第一の内面及び／又は前記第二の内面に、光反射処理がなされている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項９】
前記光拡散パターンは、複数の断面三角形状の溝により構成され、かつその溝の方向は、前記導光体の長手方向と直交する方向である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光源ユニット。
【請求項１０】
紙葉類の読取装置の照明光源として用いられる光源ユニットであって、
長手方向に延びる透明な導光体と、
前記導光体の端面に配置された光源部と、
前記導光体を覆うカバー部材と、
前記導光体の少なくとも１つの側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）の長手方向に沿った一端辺は、前記カバー部材の第一の内面に接し、前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、前記カバー部材の第二の内面に接している、光源ユニット。
【請求項１１】
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記第一の内面と前記第二の内面と前記光拡散パターン形成面とによって、前記導光体の長手方向に沿った方向から見て、閉じた断面形状を有する空間を形成している請求項１０記載の光源ユニット。
【請求項１２】
紙葉類からなる原稿を照明するための光源ユニットと、その光源ユニットから出射され前記原稿を反射又は透過した光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透過光を受光する受光素子とを備える紙葉類の読取装置であって、
前記光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、前記導光体の端面に配置された光源部と、前記導光体の側面を覆うカバー部材と、前記導光体の一側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記第一の内面と前記第二の内面とが交差してできる交差直線は、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の一側面（「光拡散パターン形成面」という）に垂直な方向から見て、前記光拡散パターンと重複しているものである、紙葉類の読取装置。
【請求項１３】
紙葉類からなる原稿を照明するための光源ユニットと、その光源ユニットから出射され前記原稿を反射又は透過した光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透過光を受光する受光素子とを備える紙葉類の読取装置であって、
前記光源ユニットは、長手方向に延びる透明な導光体と、前記導光体の端面に配置された光源部と、前記導光体の側面を覆うカバー部材と、前記導光体の一側面に形成され、前記光源部から前記導光体の端面に入射され前記導光体の長手方向に沿って進む光を拡散・屈折させて出射させるための光拡散パターンとを有し、
前記カバー部材は、平面状の第一の内面と、前記第一の内面と交差する平面状の第二の内面とを有し、
前記カバー部材が前記導光体を覆った状態で、前記光拡散パターンが形成された前記導光体の側面（以下「光拡散パターン形成面」という）の長手方向に沿った一端辺は、前記カバー部材の第一の内面に接し、前記光拡散パターン形成面の長手方向に沿った他の端辺は、前記カバー部材の第二の内面に接しているものである、紙葉類の読取装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−８９５２（Ｐ２０１１−８９５２Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８７７８（Ｐ２００９−１４８７７８）
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２３日（２００９．６．２３）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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