導光体および紙葉類の印刷パターン読取装置

【課題】傾斜する光出射面から効率よく光を反射させることができる、光拡散パターンを有する導光体および紙葉類の認識装置を提供する。
【解決手段】導光体本体１２０Ａは、光出射面１２０ａと鋭角(α)をなす側面１２０ｂを有し、この側面１２０ｂには、導光体本体１２０Ａの長手方向に延びる断面が三角形状の凹部溝１２１が設けられ、この凹部溝１２１の一方の側面が、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇを構成し、この対向面１２０ｇに光拡散パターン１２０ｅが設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、導光体および紙葉類の印刷パターン読取装置に関する。この発明は、たとえば金融端末機器、印刷機器などにおいて印刷物や記載事項などの印刷パターンを読み取り、印刷物の真偽や、印刷品質の検査を行なう判別装置に用いられる紙葉類の印刷パターン読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類の印刷パターン読取装置は、たとえば、金融端末機器において紙幣や有価証券の鑑別装置や、印刷機器などにおいて紙葉類の形状などの認識に用いられる装置である。この紙葉類の印刷パターン読取装置は、基板上に受光素子を直線状に配したセンサと、原稿を照明するための棒状の導光体を含む照明装置と、原稿を透過あるいは反射した光を各受光素子に導くためのレンズアレイとから構成される。
【０００３】
このような紙葉類の印刷パターン読取装置として、下記特許文献１および特許文献２には、紙葉類の形状などを正確に認識でき、かつ安定した読み取りが可能で、かつ出射光の光量や光軸のばらつきを抑制することを目的とした紙葉類の印刷パターン読取装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−４６７２６号公報
【特許文献２】特開２００６−３９９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０および図１１に、背景技術における紙葉類の印刷パターン読取装置の証明装置に採用される導光体２００を示す。この導光体２００は、長手方向に延びる導光体本体２００ａを有し、その横断面形状は、光出射面２００ｂが傾斜する台形形状（一組の対辺が平行な四角形）を有している。この光出射面２００ｂと鋭角をなして隣接する側面２００ｃには、長手方向に沿って、所定のパターンからなる白色塗料を用いた光拡散層２００ｄが設けられている。導光体本体２００ａの側面２００ｅから入射された光は、光拡散層２００ｄにより反射して光出射面２００ｂから出光する。
【０００５】
しかし、光拡散層２００ｄにおいては、図１１に示すように光が散乱することから、光拡散層２００ｄに到達した光が効率よく光出射面２００ｂ側に向かって反射するとは限らず、より効果的に照度を向上させることが求められている。
【０００６】
上記特許文献２には、光反射効率を高めるために、光拡散層として複数の楔状の溝を設ける構成が開示されている。この複数の楔状の溝２００ｆを側面２００ｃに設けた構成を図１２に示す。溝２００ｆを反射した光は、溝の下方方向に向けて効率良く反射させることができる。しかし、光出射面２００ｂが傾斜する台形形状を有する導光体２００においては、光出射面２００ｂ側に向かって光を効率良く反射させることはできない。
【０００７】
したがって、この発明は上記課題を解決することにあり、傾斜する光出射面から効率よく光を反射させることができる、光拡散パターンを有する導光体および紙葉類の印刷パターン読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に基づいた導光体においては、紙葉類の印刷パターン読取装置の照明装置に採用される導光体であって、当該導光体は、長手方向に延びる導光体本体を備え、上記導光体本体は、光出射面と、この光出射面に対して平行に配置され、光拡散パターンが設けられる対向面とを含み、上記光拡散パターンは、複数の楔状の溝により構成される。
【０００９】
この発明に基づいた紙葉類の印刷パターン読取装置においては、基板上に受光素子を配し、照明装置により照射された光を紙葉類に反射させて、この反射光をレンズアレイを通して上記受光素子に導き、印刷パターンを読み取る、紙葉類の印刷パターン読取装置であって、上記照明装置は、上述した導光体と、上記導光体の少なくとも一方の端面付近に配置された光源とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に基づいた導光体および紙葉類の印刷パターン読取装置によれば、光拡散パターンが、光出射面に対して平行に配置された対向面に設けられていることから、光拡散パターンを反射した光を、効率良く光出射面に向けて反射させることができる。その結果、光出射面から出射される光の照度を向上させることが可能となり、この導光体を用いた照明装置における長手方向の照度の均一化を図るとともに、紙葉類の印刷パターン読取装置における読み取り精度の向上も図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の各実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する書各実施の形態においては、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１における印刷パターン読取装置１０Ａの構成について図を参照しながら説明する。
【００１３】
（印刷パターン読取装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態１における印刷パターン読取装置の構成の一例を概略的に示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態の印刷パターン読取装置１０Ａは、原稿７の一方面側に所定の距離を隔てて配置され、照明装置１Ａと、レンズアレイ２と、基板４上に配置された受光素子３と、保護ガラス６と、これらを支持する筐体５とを有している。
【００１４】
受光素子３の材質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などを含む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、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、フォトダイオードやフォトトランジスタと駆動回路やアンプ回路とを一体としたＩＣ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。
【００１５】
また、必要に応じて基板４上にドライブＩＣやアンプ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。
【００１６】
図２は、図１中の受光素子を説明するためのブロック図である。さらに図２のブロック図に示すように基板４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、デジタル信号を外部に取り出すこともできる。
【００１７】
レンズアレイ２は原稿面で散乱された光を受光素子３に等倍で結像する。レンズアレイ２として、セルフォックレンズアレイ（Ｒ）（日本板硝子製）などのロッドレンズアレイを用いることもできる。
【００１８】
保護ガラス６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。しかし、レンズアレイ２や照明装置１Ａを、使用中のごみの飛散や傷つきから保護するために、保護ガラス６を設置することが望ましい。また、保護ガラス６の材質は、ガラスにこだわらず、たとえば、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。
【００１９】
（照明装置１Ａの構成）
図３および図４は、図１の印刷パターン読取装置に用いられる照明装置の構成を示す斜視図および導光体の斜視図である。図２および図３を参照して、照明装置１Ａは、長手方向に延びる導光体１２Ａと、長手方向の両端部に設けられた光源ユニット１３，１３と、導光体１２を保持するためのカバー１４とを有している。
【００２０】
導光体１２Ａ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。特に光源として紫外波長を用いる場合には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。
【００２１】
導光体１２Ａは、導光体本体１２０Ａと、この導光体本体１２０Ａの端面１２０ｆを含み、この端面１２０ｆは、導光体本体１２０Ａが延びる長手方向の両端に形成されている。両端面１２０ｆの近傍にはそれぞれ、光源ユニット１３が設けられている。２つの光源ユニット１３は、同一のものであっても良いし、別のものであっても良い。たとえば、一方の光源ユニット１３と他方の光源ユニット１３とに発光波長の異なるＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を設置すれば、複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。
【００２２】
また、光源ユニット１３に、異なる発光波長を有する複数の発光素子を含み、異なる発光波長を順次切り替えて点灯させて使用することもできる。また、異なる発光波長を有する複数の発光素子のうち、少なくとも一種類は近赤外波長を主波長とするＬＥＤを用いることもできる。
【００２３】
なお、図３中に示す構成に限らず、光源ユニット１３は、導光体１２Ａが延びる長手方向の一方端にのみ配置されても良い。光源ユニット１３は、導光体１２Ａの長手方向の少なくとも一方の端面付近に配置される。
【００２４】
（導光体１２Ａの具体的構成）
次に、図５および図６を参照して、導光体１２Ａの具体的構成について説明する。なお、図５は、図４中Ｖ−Ｖ線矢視断面を示し、図６は、図４中のＶＩで囲まれる領域の図であり、（Ａ）は部分拡大図、（Ｂ）は長手方向に沿った（Ａ）中のＢ線矢視断面図である。
【００２５】
導光体１２Ａは、長手方向に延びる導光体本体１２０Ａを備え、導光体本体１２０Ａ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、または光学ガラスで形成されている。特に光源として紫外波長を用いる場合には、導光体本体１２０Ａ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用いられることが好ましい。
【００２６】
図５に示すように、導光体本体１２０Ａは、光出射面１２０ａと、この光出射面１２０ａに対して平行に配置され、光拡散パターン１２０ｅが設けられる対向面１２０ｇとを含んでいる。この光拡散パターン１２０ｅは、複数の楔状の溝２ａにより構成されている。
【００２７】
（導光体本体１２０Ａの断面形状）
本実施の形態における導光体本体１２０Ａの具体的な断面形状は、図５に示すように、光出射面１２０ａと鋭角(α)をなす側面１２０ｂ、この側面１２０ｂに対して平行に配置される側面１２０ｄ、側面１２０ｂおよび側面１２０ｄに対して直交する側面１２０ｃを有し、光出射面１２０ａが傾斜した台形形状を有している。本実施の形態において、鋭角(α)の一例としては、４５度である。
【００２８】
側面１２０ｂには、導光体本体１２０Ａの長手方向に延びる断面が三角形状の凹部溝１２１が設けられ、この凹部溝１２１の一方の側面が、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇを構成し、この対向面１２０ｇに光拡散パターン１２０ｅが設けられている。また、光拡散パターン１２０ｅは、光出射面１２０ａの一端ｃ１から延びる法線ｎ１と、光出射面１２０ａの他端ｃ２から延びる法線ｎ２とによって挟まれる領域に位置する対向面１２０ｇに設けられている。なお、凹部溝１２１の形状として、三角形状を示しているが、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇが形成される溝であれば、溝の断面形状は三角形に限定されない。
【００２９】
（光拡散パターン１２０ｅ）
図５に示すように、光拡散パターン１２０ｅは、導光体本体１２０Ａの対向面１２０ｇ表面に形成された複数の楔状の溝２ａにより構成されている。この複数の楔状の溝２ａの各々は、長手方向に一直線状に整列するように配置され、導光体本体１２０Ａの長手方向に直交する方向（短手方向）に延びるよう形成されており、短手方向に互いに同じ長さを有している。
【００３０】
また、複数の楔状の溝２ａは、図６（Ｂ）に示すように断面がたとえば二等辺三角形状を有し、その深さ（Ｄ１）はすべて均一となるように設けられている。また複数の楔状の溝２ａの各開口幅（Ｗ１）もすべて均一となるように設けられている。溝２ａの深さ（Ｄ１）は、１００μｍ〜１４０μｍであり、溝２ａの開口幅（Ｗ１）はたとえば７０μｍである。
【００３１】
また複数の楔状の溝２ａの各々は同じピッチで形成されている。溝２ａ同士のピッチは好ましくは受光素子同士のピッチ以下であり、より好ましくは受光素子同士のピッチの１／４以下である。受光素子同士のピッチはたとえば５００μｍであり、溝２ａ同士のピッチはたとえば１００μｍである。
【００３２】
以上、本実施の形態における印刷パターン読取装置１０Ａによれば、複数の楔状の溝２ａのそれぞれが上記のように構成されているため、導光体１２Ａの端面１２０ｆから入射された光は端部におけるよりも中央部においてより拡散されるとともに、光を光出射面１２０ａに向けて反射させられる。これにより、図５中の矢印で示すように、導光体１２Ａの長手方向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。
【００３３】
その結果、光出射面１２０ａから出射される光の照度を向上させることが可能となり、この導光体１２Ａを用いた照明装置における長手方向の照度の均一化を図るとともに、紙葉類の印刷パターン読取装置における読み取り精度の向上を図ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２における印刷パターン読取装置１０Ｂの構成について、図７および図８を参照して説明する。図７は、本発明の実施の形態２における印刷パターン読取装置の構成の一例を概略的に示す断面図であり、図８は、導光体本体１２０Ｂの構造を示す断面図である。
【００３５】
本実施の形態における印刷パターン読取装置１０Ｂの基本的構成は、上記実施の形態１における印刷パターン読取装置１０Ａと同じである。相違点は、上記実施の形態１における印刷パターン読取装置１０Ａは、導光体１２Ａの断面の長手方向を原稿７の平面に対して並行に配置した構成について説明したが、図７に示すように、本実施の形態における印刷パターン読取装置１０Ｂにおいては、導光体１２Ｂの断面の長手方向を原稿７の平面に対して垂直に配置する構成を採用している。この構成を採用することで、鉛直方向には大きくなるものの、平面的に見た場合の照明装置の大きさを小さくすることができる。
【００３６】
（導光体本体１２０Ｂの断面形状）
図８を参照して、照明装置１Ｂに用いられる導光体１２Ｂの具体的構成について説明する。導光体１２Ｂは、実施の形態１における導光体１２Ａと同様に長手方向に延びる導光体本体１２０Ｂを備えている。
【００３７】
この導光体本体１２０Ｂは、光出射面１２０ａと鋭角(α)をなす側面１２０ｂ、この側面１２０ｂに対して平行に配置される側面１２０ｄ、側面１２０ｂおよび側面１２０ｄに対して直交する側面１２０ｃを有し、光出射面１２０ａが傾斜した台形形状を有している。本実施の形態において、鋭角(α)の一例は、４５度である。
【００３８】
側面１２０ｂには、実施の形態１における導光体本体１２０Ａの場合と同様に、導光体本体の長手方向に延びる断面が三角形状の凹部溝１２１が設けられ、この凹部溝１２１の一方の側面が、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇを構成し、この対向面１２０ｇに光拡散パターン１２０ｅが設けられている。
【００３９】
光拡散パターン１２０ｅは、光出射面１２０ａの一端ｃ１から延びる法線ｎ１と、光出射面１２０ａの他端ｃ２から延びる法線ｎ２とによって挟まれる領域に位置する対向面１２０ｇに設けられている。なお、凹部溝１２１の形状として、三角形状を示しているが、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇが形成される溝であれば、溝の断面形状は三角形に限定されない。
【００４０】
本実施の形態における印刷パターン読取装置１０Ｂにおいても、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇに光拡散パターン１２０ｅが設けられていることにより、導光体の端面から入射された光は端部におけるよりも中央部においてより拡散されるとともに、光出射面１２０ａに向けて反射させられる。これにより、導光体の長手方向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。
【００４１】
その結果、光出射面１２０ａから出射される光の照度を向上させることが可能となり、この導光体本体１２０Ｂを用いた照明装置における長手方向の照度の均一化を図るとともに、紙葉類の印刷パターン読取装置における読み取り精度の向上を図ることができる。
【００４２】
また、導光体本体として図５および図８に示す台形形状に代わり、図９に示すようような平行四辺形の断面形状を有する導光体本体１２０Ｄを採用することも可能である。この導光体本体１２０Ｄも、光出射面１２０ａに対して平行に配置される対向面１２０ｇを有し、この対向面１２０ｇに光拡散パターン１２０ｅが設けられている。
【００４３】
また、光拡散パターン１２０ｅは、光出射面１２０ａの一端ｃ１から延びる法線ｎ１と、光出射面１２０ａの他端ｃ２から延びる法線ｎ２とによって挟まれる領域に位置する対向面１２０ｇに設けられている。
【００４４】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１における印刷パターン読取装置の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】図１中の受光素子を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における印刷パターン読取装置に用いられる照明装置の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１における印刷パターン読取装置に用いられる導光体の斜視図である。
【図５】図４中Ｖ−Ｖ線矢視断面図である。
【図６】図４中のＶＩで囲まれる領域の図であり、（Ａ）は部分拡大図、（Ｂ）は長手方向に沿った断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２における印刷パターン読取装置の構成の一例を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における導光体本体の構造を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態における導光体本体の構造を示す断面図である。
【図１０】背景技術における紙葉類の認識装置の証明装置に採用される導光体を示す斜視図である。
【図１１】背景技術における紙葉類の認識装置の証明装置に採用される導光体の断面構造を示す図である。
【図１２】背景技術における紙葉類の認識装置の証明装置に採用される導光体の断面構造を示す他の図である。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ，１Ｂ照明装置、２レンズアレイ、２ａ楔状の溝、３受光素子、４基板、５筐体、６保護ガラス、７原稿、１０Ａ，１０Ｂ印刷パターン読取装置、１２Ａ，１２Ｂ導光体、１３光源ユニット、１４カバー、１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｄ導光体本体、１２０ａ光出射面、１２０ｂ，１２０ｄ側面、１２０ｇ対向面、１２０ｅ光拡散パターン、１２０ｆ端面、１２１凹部溝。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の印刷パターン読取装置の照明装置に採用される導光体であって、
当該導光体は、長手方向に延びる導光体本体を備え、
前記導光体本体は、光出射面と、前記光出射面と鋭角をなす側面を有し、
前記側面には、前記導光体本体の長手方向に延びる凹部溝が設けられ、前記凹部溝内に、前記光出射面に対して平行に配置され、前記光出射面の一端から延びる法線と、前記光出射面の他端から延びる法線とによって挟まれる領域に位置し、光拡散パターンが設けられる対向面を有し、
前記光拡散パターンは、複数の楔状の溝により構成されるとともに、前記複数の楔状の溝の各々は、前記導光体本体の長手方向の直交方向に同じ長さを有し、かつ、長手方向に一直線状に整列されている、導光体。
【請求項２】
前記鋭角は、４５度である、請求項１に記載の導光体。
【請求項３】
基板上に受光素子を配し、照明装置により照射された光を紙葉類に反射させてこの反射光をレンズアレイを通して前記受光素子に導き、印刷パターンを読み取る、紙葉類の印刷パターン読取装置であって、
前記照明装置は、
請求項１または請求項２に記載の導光体と、
前記導光体の少なくとも一方の端面付近に配置された光源と、
を備える、紙葉類の印刷パターン読取装置。
【請求項４】
前記光源は、異なる発光波長を有する複数の発光素子を含み、異なる発光波長を順次切り替えて点灯させることを特徴とする、請求項３に記載の紙葉類の印刷パターン読取装置。
【請求項５】
前記異なる発光波長を有する複数の発光素子のうち、少なくとも一種類は近赤外波長を主波長とするＬＥＤであることを特徴とする、請求項４に記載の紙葉類の印刷パターン読取装置。

【図１】