KR101742452B1 - 라인 광원 및 광라인 센서 유닛 - Google Patents

Abstract

도광체(1)의 양단부에 광원부(3, 4)를 설치한 구성의 라인 광원에 있어서, 도광체(1)의 일측면(1d)으로부터 지엽류를 향해 조사되는 광의 광량 저하를 막는다. 길이 방향(L)으로 연장되고, 자외광으로부터 가시광까지의 광을 투과하는 수지로 형성된 도광체(1)와, 도광체(1)의 제1 단부면(1f)에 배치되고, 자외광을 조사하는 제1 광원부(4)와, 도광체(1)의 제2 단부면(1e)에 배치되고, 가시광을 조사하는 제2 광원부(3)와, 도광체(1)의 제2 단부면(1e)과 제2 광원부(3) 사이에 배치되고, 가시광을 투과시키며, 자외광을 반사하는 제2 필터(6)와, 도광체(1)의 제1 단부면(1f)과 상기 제1 광원부(4) 사이에 배치되고, 자외광을 투과시키며, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 차단하는 제1 필터(7)를 구비한다. 제2 광원부(3)로부터 조사되는 광, 또는 제1 광원부(4)로부터 조사되는 광은, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터 출사된다.

Description

라인 광원 및 광라인 센서 유닛{LINE LIGHT SOURCE AND OPTICAL LINE SENSOR UNIT}

본 발명은, 지폐나 유가 증권 등의 지엽류(紙葉類)에 광을 출사시키는 라인 광원에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 이러한 라인 광원으로부터 출사되고, 지엽류를 투과 또는 반사한 광을 판독하는 광라인 센서 유닛에 관한 것이다.

광라인 센서 유닛은, 지엽류의 감별 등을 위해, 지엽류의 색·모양 등의 인식을 하기 위해서 이용되는 장치이다. 이 광라인 센서 유닛은, 지엽류를 조명하기 위한 라인 광원과, 그 라인 광원으로부터 출사되어 지엽류를 투과 또는 반사한 광(형광을 포함함)을 유도하기 위한 렌즈 어레이와, 그 렌즈 어레이에 의해 유도된 광을 수광하는 수광부를 구비하고 있다.

라인 광원으로부터 출사되는 광에는, 주로 지엽류의 겉과 속의 무늬 등을 판독하기 위한 가시광과, 주로 지엽류의 진위를 판별하기 위한 자외선, 적외광이 이용된다.

선행 기술에 관한 라인 광원의 전형적인 구성은, 지엽류의 반송 방향에 직각으로 기름한 형상으로 연장되는 도광체와, 도광체의 일측면에 길이 방향으로 형성된 광확산 패턴과, 도광체의 한쪽 단부면 부근에 설치된 광원부와, 도광체를 유지하기 위한 커버를 갖고 있다(특허문헌 1 참조).

이 선행 기술에 관한 라인 광원에 따르면, 광원부로부터 도광체의 일단에 입사된 광은, 광확산 패턴에 의해 확산·굴절되어, 그 일부는 도광체의 일측면으로부터 지엽류를 향해 조사된다. 이 광확산 패턴의 미세 형상을 연구함으로써, 지엽류에 대한 조사광의 길이 방향을 따른 광량의 편차를 억제하면서, 지엽류에 조사할 수 있다. 따라서, 안정된 판독이 가능해져, 지엽류의 형상·모양 등을 정확하게 인식할 수 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-39996호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2001-229722호 공보

특허문헌 1에 개시된, 도광체의 일단에 광원부를 설치하는 구성에서는, 가시광 또는 적외광을 조사하는 광원부와, 자외광을 조사하는 광원부를 설치하는 경우, 자외광을 조사하는 광원부의 용적이 크기 때문에, 도광체의 일단에 양쪽 모두의 광원부를 설치할 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한, 자외광을 조사하는 광원부로부터 자외광이 조사된 경우, 조사된 자외광이 상기 광원부를 구성하는 기체에 닿아 이차적으로 형광을 발하는 경우가 있다. 또한 자외광을 조사하는 광원부로부터 도광체의 일단면에 입사된 자외광이, 타단면을 투과하여 다른 쪽 광원부에 닿아 그곳으로부터도 이차적으로 형광이 나오는 경우가 있다. 이들 형광이 도광체에 입사되고, 수광 소자에 검출되면, 지엽류의 진위 판별의 정밀도가 저하된다.

또한, 도광체의 일단면에 조사된 광이, 도광체의 타단부에 도달하면 그곳을 투과하여 방출되어 버려, 도광체의 일측면으로부터 지엽류를 향해 조사되는 광의 광량을 확보할 수 없는 경우가 있다.

본 발명은, 이러한 실정을 감안하여, 가시광 또는 적외광을 조사하는 광원부와, 자외광을 조사하는 광원부를 양쪽 모두 설치할 수 있는, 라인 광원 및 그것을 이용한 광라인 센서 유닛을 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은, 도광체의 양단부에 광원부를 설치한 구성의 라인 광원에 있어서, 도광체의 일측면으로부터 지엽류를 향해 형광이 조사되지 않는, 라인 광원 및 그것을 이용한 광라인 센서 유닛을 제공하고자 하는 것이다.

또한 본 발명은, 도광체의 양단부에 광원부를 설치한 구성의 라인 광원에 있어서, 도광체의 일측면으로부터 지엽류를 향해 조사되는 광의 광량을 저하시키지 않는, 라인 광원 및 그것을 이용한 광라인 센서 유닛을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 일 국면에 따른 라인 광원은, 길이 방향으로 연장되고, 자외광으로부터 가시광까지의 광, 또는 자외광으로부터 가시광, 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과하는 수지로 형성된 도광체와, 상기 도광체의 제1 단부면에 배치되고, 자외광을 조사하는 제1 광원부와, 상기 도광체의 제2 단부면에 배치되고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 조사하는 제2 광원부를 구비하며, 상기 제1 광원부로부터 발광되는 광, 또는 상기 제2 광원부로부터 발광되는 광을 상기 도광체의 광출사측면으로부터 출사시킨다.

이 라인 광원에 따르면, 제1 광원부로부터 도광체에 입사되는 자외광은 제1 단부면을 통과하여 도광체에 입사되고, 제2 광원부로부터 도광체에 입사되는 광은 제2 단부면을 통과하여 도광체에 입사되기 때문에, 따라서, 가시광 또는 적외광을 조사하는 광원부와, 자외광을 조사하는 광원부를 양쪽 모두 설치할 수 있는 라인 광원이 실현된다.

본 발명의 다른 국면에 따른 라인 광원은, 길이 방향으로 연장되고, 자외광으로부터 가시광까지의 광, 또는 자외광으로부터 가시광, 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과하는 수지로 형성된 도광체와, 도광체의 제1 단부면에 배치되고, 자외광을 조사하는 제1 광원부와, 도광체의 제2 단부면에 배치되고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 조사하는 제2 광원부와, 도광체의 제1 단부면과 제1 광원부 사이에 배치되고, 자외광을 투과시키며, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 차단하는 제1 필터를 구비하고, 제1 광원부로부터 발광되는 광, 또는 제2 광원부로부터 발광되는 광을 도광체의 광출사측면으로부터 출사시킨다.

이 라인 광원에 따르면, 자외광을 조사하는 제1 광원부로부터 자외광이 발광되는 경우, 발광된 자외광이 제1 광원부를 구성하는 부재에 닿아 형광을 발하는 경우가 있다. 그래서, 제1 필터에 의해, 자외광을 투과시킴과 더불어, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 반사 또는 흡수함으로써, 상기 형광을 도광체에 입사시키지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 따른 라인 광원은, 길이 방향으로 연장되고, 자외광으로부터 가시광까지의 광, 또는 자외광으로부터 가시광, 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과하는 수지로 형성된 도광체와, 도광체의 제1 단부면에 배치되고, 자외광을 조사하는 제1 광원부와, 도광체의 제2 단부면에 배치되고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 조사하는 제2 광원부와, 도광체의 제2 단부면과 제2 광원부 사이에 배치되고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과시키며, 자외광을 차단하는 제2 필터를 갖는 것이다.

이와 같이 배치함으로써, 제2 광원부로부터 도광체를 향해, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 제2 필터를 통과하여 입사시킬 수 있다. 또한, 제1 광원부로부터 도광체 내에 입사된 자외광이, 도광체의 제2 단부면을 투과하고자 할 때, 제2 필터에 의해, 자외광을 차단함으로써, 제2 광원부에 자외광이 닿지 않도록 할 수 있다. 따라서, 제2 광원부로부터의 형광의 발생을 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 국면에 따른 라인 광원은, 상기 제2 필터와, 상기 제1 필터 양쪽 모두를 구비하는 구성이다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 라인 광원은, 제2 필터와, 제1 필터 양쪽 모두를 구비하는 구성에 있어서, 제2 필터가, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과시키고 자외광을 반사함으로써, 광의 투과를 차단하는 것으로서, 제1 필터가 자외광을 투과시키고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 반사함으로써, 광의 투과를 차단하는 것이다.

이 라인 광원에 따르면, 제1 광원부로부터 도광체에 입사되는 자외광은 제1 필터를 통과하여 도광체에 입사되고, 제2 단부면의 제2 필터로 반사되어, 도광체 내로 되돌아오기 때문에, 광이 제2 단부면으로부터 쓸데없이 방출되는 일이 없다. 마찬가지로, 제2 광원부로부터 도광체에 입사되는 광은 제2 필터를 통과하여 도광체에 입사되고, 제1 단부면에 설치된 제1 필터로 반사되어, 도광체 내로 되돌아오기 때문에, 광이 제1 단부면으로부터 쓸데없이 방출되는 일이 없다. 따라서, 도광체의 일측면으로부터 지엽류를 향해 조사되는 광의 광량을 저하시키지 않고 광량을 확보할 수 있다.

또한 본 발명의 지엽류을 판독하는 광라인 센서 유닛은, 지엽류를 조명하기 위한 전술한 어느 하나의 라인 광원과, 그 라인 광원으로부터 출사되어 상기 지엽류를 반사 또는 투과한 광을 유도하기 위한 렌즈 어레이와, 상기 렌즈 어레이에 의해 수속된 광을 수광하여 전기 신호로 변환하는 수광부를 구비하고, 상기 지엽류로부터 수광부까지의 임의의 위치에, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과시키고, 수광부에 자외광이 들어가지 않도록 자외광을 차단하는 제3 필터가 더 설치되어 있다.

이 광라인 센서 유닛에 따르면, 제1 광원부로부터 자외광이 출사된 경우, 제3 필터에 의해 상기 자외광이 직접 수광부로 들어가는 것이 차단된다. 따라서, 지엽류로부터의 형광만을 판독할 수 있고, 제2 광원부로부터 가시광 또는 적외광이 출사된 경우, 지엽류를 반사 또는 투과한 광은 제3 필터도 투과하여 수광부에 입사되고, 수광부는, 통상의 반사광 또는 투과광을 판독할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 광라인 센서 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 광라인 센서 유닛의 부가적인 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 라인 광원의 사시도이다.
도 4는 라인 광원의 각 구성 부재를 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 라인 광원의 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도되어 있다.

<광라인 센서 유닛>

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 광라인 센서 유닛의 구성을 나타낸 개략 단면도이다.

이 광라인 센서 유닛은, 케이스(16)와, 지엽류를 조명하기 위한 라인 광원(10)과, 그 라인 광원(10)으로부터 초점면(20)을 향해 출사되어 지엽류를 반사한 광을 유도하기 위한 렌즈 어레이(11)와, 기판(13)에 실장되고 렌즈 어레이(11)에 의해 유도된 투과광을 수광하는 수광부(12)를 구비하고 있다. 지엽류는 초점면(20)을 따라 일방향(엑스 x로 나타냄)으로 반송된다.

이들 케이스(16), 라인 광원(10), 수광부(12), 렌즈 어레이(11)는, y 방향, 즉 지면의 수직 방향으로 연장되어 있고, 도 1은 그 단면을 나타내고 있다.

라인 광원(10)은, 초점면(20)에 있는 지엽류를 향해 광을 출사시키는 유닛이다. 출사되는 광의 종류는 가시광과 자외광이며, 적외광이 더 출사되는 경우도 있다.

이 자외광은 파장 피크가 300 ㎚∼400 ㎚를 갖는 것이고, 적외광은 파장 피크가 1500 ㎚까지 갖는 것이다.

이들 광 중 적어도 자외광은, 다른 광과 시간적으로 겹치지 않도록 하여(즉 시간적으로 스위칭되면서) 발광된다. 적외광은, 가시광과 시간적으로 겹쳐 발광되는 경우도 있고, 시간적으로 겹치지 않도록 하여 발광되는 경우도 있다.

라인 광원(10)으로부터 출사된 광은, 보호 유리(14)를 투과하여 초점면(20)에 집광된다. 보호 유리(14)는, 반드시 필요한 것은 아니어서 생략할 수도 있지만, 사용중의 먼지의 비산이나 흠집이 나는 것으로부터 라인 광원(10)이나 렌즈 어레이(11)를 보호하기 위해서 설치하는 것이 바람직하다.

보호 유리(14)의 재질은 라인 광원(10)으로부터 출사되는 광을 투과시키는 것이면 좋고, 예컨대 아크릴 수지나 시클로올레핀계 수지 등과 같은 투명 수지여도 좋다. 단, 본 발명의 실시형태에서는, 백판 유리, 붕규산 유리 등 특히 자외광을 투과시키는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

라인 광원(10)의 바닥면에 대향하여, 라인 광원(10)의 양단에 설치된 제2 광원부(3), 제1 광원부(4)(도 4, 도 5 참조)를 고정하기 위한 기판(5)이 설치되어 있다. 이 기판(5)은 페놀, 유리에폭시 등으로 형성된 얇은 절연판이며, 그 이면에 동박으로 이루어진 배선 패턴이 형성되어 있다. 제2 광원부(3), 제1 광원부(4)의 단자를 기판(5)의 각처에 형성된 구멍에 삽입하고, 기판의 이면에 있어서 땜납 등으로 배선 패턴과 접합함으로써, 제2 광원부(3) 및 제1 광원부(4)를 기판(5)에 탑재하여 고정할 수 있음과 더불어, 소정의 구동 전원(도시하지 않음)으로부터 기판 이면의 배선 패턴을 통해 제2 광원부(3) 및 제1 광원부(4)에 전력을 공급하여 그 발광을 구동·제어할 수 있다.

렌즈 어레이(11)는, 지엽류에 의해 반사된 광을 수광부(12)에 결상하는 광학 소자이며, 셀폭 렌즈 어레이(등록상표: 니혼이타가라스 제조) 등의 로드 렌즈 어레이를 이용할 수 있다. 본 발명의 실시형태에서는, 렌즈 어레이(11)의 배율은 1(정립)로 설정되어 있다.

초점면(20)으로부터 수광부(12)까지의 임의의 위치에, 수광부(12)에 자외광이 들어가지 않도록, 자외광을 반사 또는 흡수함으로써 차단하는 「제3 필터」로서의 자외광 차단 필터막(15)을 설치하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시형태에서는, 렌즈 어레이(11)의 표면에 자외광 차단 필터막(15)을 부착하여, 자외광을 차단하는 기능을 갖게 하고 있다. 본 명세서에서 「광을 차단한다」란, 광을 반사 또는 흡수하여, 투과시키지 않는 것을 말한다.

이 자외광 차단 필터막(15)은, 특별히 한정되지 않고, 자외광이, 수광부(12)로 들어가는 것을 방지할 수 있으면, 재질·구조를 묻지 않는다. 예컨대 유기계의 자외광 흡수제를 투명 필름에 혼입 또는 코팅한 자외광 흡수 필름, 유리 표면에 산화티탄, 산화규소 등 투과율이나 굴절률이 상이한 금속 산화물 또는 유전체의 박막을 다층 증착시킴으로써 얻어지는 간섭파 필터(밴드 패스 필터) 등이 바람직하다.

또한, 자외광 차단 필터막(15)은 렌즈 어레이(11)의 출사면에 부착되어 있지만, 렌즈 어레이(11)의 입사면 또는 중간부에 부착하여도 좋고, 보호 유리(14)의 내면에 직접 증착 또는 도포하여 이용하여도 좋다. 요컨대, 지엽류에 의해 반사된 자외광이, 수광부(12)로 들어가는 것을 방지할 수 있으면 된다.

수광부(12)는 기판(13)에 실장되고, 반사광을 받아 광전 변환에 의해 전기 출력으로서 화상을 판독하는 수광 소자를 포함하여 구성되어 있다. 수광 소자의 재질·구조는 특별히 규정되는 것이 아니라, 비정질 실리콘, 결정 실리콘, CdS, CdSe 등을 이용한 포토다이오드나 포토트랜지스터를 배치한 것이어도 좋다. 또한 CCD(Charge Coupled Device) 리니어 이미지 센서여도 좋다. 또한 수광부(12)로서, 포토다이오드나 포토트랜지스터, 구동 회로 및 증폭 회로를 일체로 한 IC(Integrated Circuit)를 복수 개 배열한, 소위 멀티 칩 방식의 리니어 이미지 센서를 이용할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 기판(13) 상에 구동 회로, 증폭 회로 등의 전기 회로, 또는 신호를 외부로 취출(取出)하기 위한 커넥터 등을 설치할 수도 있다. 또한 기판(13) 상에 A/D 컨버터, 각종 보정 회로, 화상 처리 회로, 라인 메모리, I/O 제어 회로 등을 동시에 실장하여 디지털 신호로서 외부로 취출할 수도 있다.

또한, 전술한 광라인 센서 유닛은, 라인 광원(10)으로부터 지엽류를 향해 출사되어 지엽류를 반사한 광을 수광하는 반사형의 광라인 센서 유닛이지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 라인 광원(10)을, 초점면(20)을 기준으로 하여, 수광부(12)와 반대의 위치에 놓고, 라인 광원(10)으로부터 지엽류를 향해 출사되어 지엽류를 투과한 광을 수광하는, 투과형의 광라인 센서 유닛이어도 좋다. 이 경우, 라인 광원(10)의 위치가 초점면(20)의 하측이 되는 곳이 도 1의 배치와 상이할 뿐이며, 라인 광원(10) 자체의 구조는, 지금까지 설명한 것과 상이한 곳은 없다. 또한 반사형의 광라인 센서 유닛과 투과형의 광라인 센서 유닛을 양쪽 모두 포함하고 있어도 좋다.

<라인 광원>

도 3은 도 1에 도시된 광라인 센서 유닛에 있어서의 라인 광원(10)의 외관을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 4는 라인 광원(10)의 각 구성 부재의 분해 사시도, 도 5는 라인 광원(10)의 측면도이다. 또한, 도 5에서는 커버 부재(2)의 도시는 생략하고 있다.

라인 광원(10)은, 길이 방향(L)을 따라 연장되는 투명한 도광체(1)와, 길이 방향(L)의 한쪽 단부면 부근에 설치된 제2 광원부(3)와, 길이 방향(L)의 다른 쪽 단부면 부근에 설치된 제1 광원부(4)와, 도광체(1)의 각 측면(바닥측면(1a) 및 좌우측면(1b, 1c))을 유지하기 위한 커버 부재(2)와, 바닥측면(1a)과 좌우측면(1b) 사이에 비스듬하게 형성된 광확산 패턴 형성면(1g)에 형성되고, 제2 광원부(3) 및 제1 광원부(4)로부터 도광체(1)의 단부면(1e, 1f)에 입사되어 도광체(1) 내부를 진행하는 광을 확산·굴절시켜, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터 출사시키기 위한 광확산 패턴(P)을 갖고 있다. 또한 바람직하게는, 도광체(1)의 단부면(1e, 1f)에 각각 형성된 제2 필터(6), 제1 필터(7)를 갖고 있다.

도광체(1)는, 아크릴 수지 등의 광투과성이 높은 수지, 또는 광학 유리로 형성하여도 좋지만, 본 발명의 실시형태에서는, 자외광을 발광하는 제1 광원부(4)를 이용하기 때문에, 도광체(1)의 재료로서, 자외광에 대한 감쇠가 비교적 적은 불소계 수지 또는 시클로올레핀계 수지가 바람직하다(특허문헌 2 참조).

도광체(1)는, 가늘고 긴 기둥 형상이며, 그 길이 방향(L)에 직교하는 단면은, 길이 방향(L)의 어느 절단면에 있어서나, 실질적으로 동일한 형상, 동일한 치수를 하고 있다. 또한 도광체(1)의 비율, 즉 도광체(1)의 길이 방향(L)의 길이와, 그 길이 방향(L)에 직교하는 단면의 높이(H)와의 비율은 10보다도 크고, 바람직하게는 30보다도 크다. 예컨대 도광체(1)의 길이가 200 ㎜이면, 그 길이 방향(L)에 직교하는 단면의 높이(H)는 5 ㎜ 정도이다.

도광체(1)의 측면은, 광확산 패턴 형성면(1g)(도 4에 있어서 도광체(1)의 경사 커트면에 상당), 바닥측면(1a), 좌우측면(1b, 1c), 광출사측면(1d)(도 4에 있어서 도광체(1)의 상면에 상당)의 5개의 측면으로 이루어진다. 바닥측면(1a), 좌우측면(1b, 1c)은 평면 형상이고, 광출사측면(1d)은 렌즈의 집광 효과를 갖게 하기 위해서 바깥쪽을 향해 매끄러운 볼록 곡선 형상으로 형성되어 있다. 그러나 광출사측면(1d)은 반드시 볼록 형상으로 형성되어 있지 않아도 좋고, 평면 형상이어도 좋다. 이 경우, 평면(1d)에 대향하도록, 도광체(1)로부터 출사한 광을 집광하는 렌즈를 배치하면 된다.

광확산 패턴 형성면(1g) 상의 광확산 패턴(P)은, 일정한 폭을 유지하여, 도광체(1)의 길이 방향(L)을 따라 일직선형으로 연장되어 있다. 이 광확산 패턴(P)의 길이 방향(L)을 따른 치수는, 이미지 센서의 판독 길이(즉 수광부(12)의 판독 영역의 폭)보다도 길어지도록 형성되어 있다.

이 광확산 패턴(P)은, 도광체(1)의 광확산 패턴 형성면(1g)에 조각된 복수의 V자형 홈에 의해 구성되어 있다. 이 복수의 V자형 홈의 각각은, 도광체(1)의 길이 방향(L)에 직교하는 방향으로 연장되도록 형성되어 있고, 서로 동일한 길이를 갖고 있다. 복수의 V자형 홈은, 단면이 예컨대 이등변 삼각 형상을 갖고 있어도 좋다.

이 광확산 패턴(P)에 의해, 도광체(1)의 단부면(1e, 1f)으로부터 입사되고, 도광체(1)의 내부를 길이 방향(L)으로 전파되는 광을 굴절·확산시켜, 길이 방향(L)을 따라 거의 균일한 밝기로 광출사측면(1d)으로부터 조사할 수 있다. 이에 따라, 도광체(1)의 길이 방향(L)의 전체에 있어서 지엽류에 조사되는 광을 거의 일정하게 할 수 있어, 조도 불균일을 없앨 수 있다.

또한, 광확산 패턴(P)의 홈의 V자 형상은 일례이며, 조도 불균일이 현저해지지 않는 한, V자형 대신에 U자형으로 하는 등 임의로 변경할 수 있다. 광확산 패턴(P)의 폭도 일정한 폭을 유지할 필요는 없고, 도광체(1)의 길이 방향(L)을 따라 폭이 변화되는 것이어도 좋다. 홈의 깊이나 홈의 개구폭에 대해서도, 적절하게 변경할 수 있다.

커버 부재(2)는, 도광체(1)의 길이 방향(L)을 따른 가늘고 긴 형상이며, 도광체(1)의 바닥측면(1a) 및 좌우측면(1b, 1c)을 덮을 수 있도록, 도광체(1)의 광확산 패턴 형성면(1g)에 대향하는 바닥면(2a), 도광체(1)의 우측면(1b)에 대향하는 우측면(2b) 및 도광체(1)의 좌측면에 대향하는 좌측면(2c)을 갖고 있다. 이들 3개의 측면은 각각 평면을 이루고 있고, 이들 3개의 내면으로 단면이 거의 U자형인 오목부를 형성하기 때문에, 도광체(1)를 이 오목부 내에 삽입할 수 있다. 이 덮은 상태에서, 커버 부재(2)의 바닥면(2a)이 도광체(1)의 바닥측면(1a)에 밀착되고, 커버 부재(2)의 우측면(2b)이 도광체(1)의 우측면(1b)에 밀착되며, 좌측면(2c)이 도광체(1)의 좌측면(1c)에 밀착된다. 이 때문에, 커버 부재(2)로 도광체(1)를 보호할 수 있다.

또한, 커버 부재(2)는 투명한 커버에 한정되지 않고, 반투명, 또는 불투명한 것이어도 좋다. 예컨대 커버 부재(2)는, 도광체(1)의 광출사면 이외의 측면으로부터 새어 나오는 광을 다시 도광체(1) 내로 반사시키기 위해서, 반사율이 높은 백색 수지의 성형품, 또는 그 백색 수지를 도포한 수지의 성형품이어도 좋다. 또는, 커버 부재(2)를 스테인리스나 알루미늄 등의 금속체로 형성하여도 좋다.

제2 광원부(3)는 가시광, 또는 가시로부터 적외에 걸친 파장의 광을 발광하는 광원으로서, 예컨대 근적외, 적, 녹, 청의 각 파장의 광을 발하는 복수의 LED(Light Emitting Diode)가 이용된다. 또한, 적, 녹, 청을 혼재한 백색광을 발하는 경우, 적, 녹, 청의 3색을 동시 점등하여도 좋고, LED 광원의 밀봉제에 형광제를 혼입하고, 형광에 의한 백색광을 내어도 좋다.

제1 광원부(4)는, 도광체(1)에 대하여 자외광을 발광하는 광원으로서, 300 ㎚∼400 ㎚의 자외광 LED 광원 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 330 ㎚∼380 ㎚의 범위에 피크 발광 파장을 갖는 자외 발광 다이오드가 이용된다.

제2 광원부(3)와 제1 광원부(4)에는, 기판(5)에 실장되기 위한 단자(31)가 형성되어 있고, 이 단자(31)를 기판(5)에 삽입하여, 납땜 등으로 접합함으로써, 각각 구동 전원(도시하지 않음)에 전기적으로 접속된다. 구동 전원은, 제2 광원부(3)에 전압을 인가하는 전극 단자와 제1 광원부(4)에 전압을 인가하는 전극 단자를 선택함으로써, 제2 광원부(3) 및 제1 광원부(4)를 동시에, 또는 시간적으로 전환하여 발광시킬 수 있는 회로 구성으로 되어 있다. 또한 제2 광원부(3)에 내장된 복수의 LED 중 임의의 LED를 선택하여 동시에, 또는 시간적으로 전환하여 발광시킬 수도 있다.

이상의 구성에 의해, 조밀한 구성으로, 제2 광원부(3)가 설치되는 단부면(1e)으로부터 가시광 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 도광체(1)에 입사시킬 수 있고, 제1 광원부(4)가 설치되는 단부면(1f)으로부터 외광을 도광체(1)에 입사시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 광원부(4)로부터 발광되는 광, 또는 상기 제2 광원부(3)로부터 발광되는 광을, 상기 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터 출사시킬 수 있다.

바람직하게는, 도광체(1)의 제2 광원부(3)가 설치되는 단부면(1e)에는, 420 ㎚ 이상의 적외광 및 가시광을 투과시키고, 400 ㎚ 미만의 자외광을 반사 또는 흡수함으로써 차단하는 제2 필터(6)가 설치되어 있다. 또한 도광체(1)의 제1 광원부(4)가 설치되는 단부면(1f)에는, 400 ㎚ 미만의 자외광을 투과시키고, 420 ㎚ 이상의 적외광 및 가시광을 반사 또는 흡수함으로써 차단하는 제1 필터(7)가 설치되어 있다.

제2 필터(6), 제1 필터(7)는, 특별히 한정되지 않고 목적으로 하는 파장 영역을 차단하는 것이면 재질·구조를 묻지 않는다. 예컨대 반사시키는 필터라면, 유리 표면에 투과율이나 굴절률이 상이한 금속 산화물 또는 유전체의 박막을 다층 증착시킴으로써 얻어지는 간섭파 필터(밴드 패스 필터)가 바람직하다.

반사시키는 간섭파 필터로는, 예컨대, 산화규소와 오산화탄탈 등을 채용하여, 각각의 투과율이나 굴절률 및 막두께를 조정하여 다층 증착시킴으로써 원하는 밴드 패스 필터 특성을 확보함으로써 얻어진다. 또한, 당연하지만 통상의 광학 관련 산업용으로 종래부터 생산되고 있는 밴드 패스 필터로서, 요구 성능을 만족하는 것이라면 채용에 있어서 특별히 제한은 없다.

제2 필터(6), 제1 필터(7)에 간섭파 필터를 이용하는 경우, 상기 간섭파 필터만으로는 목적으로 하는 투과역을 조정할 수 없는 경우는, 그 위에 금속 또는 그 산화물, 질화물, 불화물의 박막을 이용한 필름을 겹침으로써 원하는 파장 특성을 확보하는 것이 가능하다.

제2 필터(6)가 자외광을 흡수하는 필터라면, 유기계의 자외광 흡수제를 투명 필름에 혼입 또는 코팅한 자외광 흡수 필름이어도 좋다. 또한, 간섭파 필터로, 예컨대, 산화규소와 산화티탄 등을 채용하고, 각각의 투과율이나 굴절률 및 막 두께를 조정하여 다층 증착시킴으로써 자외광을 반사, 흡수 양 기능에 의해 차단함으로써 소망 파장 특성을 확보하여도 좋다.

또한 제1 필터(7)가 가시광, 적외광을 흡수하는 필터라면, 자외광을 통과시키고 가시광, 적외광을 커트하는 물질을 필름 중에 첨가하여도 좋다.

또한, 제2 필터(6), 제1 필터(7)의 도광체(1)에 대한 설치 방법은 임의이며, 도광체(1)의 단부면(1e, 1f)에 도포 또는 증착에 의해 피복하여도 좋다. 또한 필름 형상 또는 판 형상의 제2 필터(6), 제1 필터(7)를 준비하여, 도광체(1)의 단부면(1e, 1f)에 밀착시켜 부착하거나 또는 단부면(1e, 1f)으로부터 일정한 거리를 두고 부착하여도 좋다.

또한, 제2 필터(6), 제1 필터(7)를 도광체(1)의 단부면(1e, 1f)에 설치하는 것이 아니라, 제2 광원부(3), 제1 광원부(4)에 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 각 광원부(3, 4)에 필터(6, 7)를 도포 또는 증착에 의해 피복하여도 좋고, 필름 형상 또는 판 형상의 필터(6, 7)를 준비하여, 각 광원부(3, 4)에 밀착시켜 부착하여도 좋다. 또는, 제2 광원부(3)의 밀봉제에, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과시키고, 자외광을 차단하는 물질을 첨가함으로써, 제2 필터(6)를 구성하여도 좋다. 마찬가지로, 제1 광원부(4)의 밀봉제에, 자외광을 투과시키고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 차단하는 물질을 첨가함으로써, 제1 필터(7)를 구성하여도 좋다.

제1 필터(7)가, 자외광을 투과시키고, 적외광 및 가시광을 반사 또는 흡수하는 필터라면, 다음과 같은 이점이 있다. 제1 광원부(4)가 산화알루미늄·세라믹스 소결체 등, 자외광이 닿았을 때에 파장 690 ㎚ 부근의 형광을 발하는 실장 기체를 채용하고 있는 경우를 상정한다. 자외광이 제1 광원부(4)로부터 조사될 때에, 그 조사광이 제1 광원부(4)의 실장 기체에 닿아 690 ㎚ 부근의 형광이 이차 조사되어 도광체(1) 내로 들어가는 것을 방지할 필요가 있다. 그래서, 제1 필터(7)를, 적외광 및 가시광을 반사 또는 흡수하도록 설계함으로써, 이차 조사된 형광이 도광체(1) 내로 들어가지 않도록 하면, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터의 불필요한 형광의 출사를 방지할 수 있고, 지엽류의 자외 형광의 콘트라스트를 좋게 할 수 있다. 또한, 자외광이 형광되는 것은 산화알루미늄·세라믹스 소결체뿐만 아니라, 밀봉 수지가 형광되는 경우에 대해서도 동일하게 이차 조사를 막을 수 있다.

제2 필터(6)가, 적외광 및 가시광을 투과시키고, 자외광을 반사 또는 흡수하는 필터라면, 다음과 같은 이점이 있다. 제2 광원부(3)가 산화알루미늄·세라믹스 소결체 등, 자외광이 닿았을 때에 파장 690 ㎚ 부근의 형광을 발하는 실장 기체를 채용하고 있는 경우를 상정한다. 제1 광원부(4)로부터 조사된 자외광이 도광체(1)의 단부면(1e)을 통과하여 제2 광원부(3)에 닿으면, 690 ㎚ 부근의 형광이 제2 광원부(3)로부터 이차 조사되어 도광체(1) 내로 들어오기 때문에, 이것을 방지해야 한다. 그래서, 제2 필터(6)를, 자외광을 반사 또는 흡수하도록 설계함으로써, 자외광이 도광체(1)의 단부면(1e)으로부터 밖으로 나가지 않도록 하면 제2 광원부(3)에 닿는 일이 없다. 따라서, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터의 불필요한 형광의 출사를 방지할 수 있다. 그 결과, 지엽류의 자외 형광의 콘트라스트를 좋게 할 수 있다.

본 발명의 실시형태에서는, 제2 필터(6)가 적외광 및 가시광을 투과시키고, 자외광을 반사하는 필터인 편이 바람직하고, 다음과 같은 이점이 있다. 제1 광원부(4)로부터 도광체(1)에 입사되어 제2 필터(6)로 반사하여 도광체(1)로 되돌아가는 자외광의 광량이 증가하기 때문에, 결과적으로, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터의 자외광의 출사 광량이 증대한다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 이 경우 제2 필터(6)는 제2 광원부(3)로부터 조사되는 적외광 및 가시광을 투과시키기 때문에, 제2 광원부(3)로부터의 적외광 및 가시광이 도광체(1)로 들어가는 것을 방해하는 일도 없다.

또한 제1 필터(7)가 자외광을 투과시키고, 가시광, 적외광을 반사하는 필터라면, 제2 광원부(3)로부터 조사되고, 도광체(1)에 입사되어 제1 필터(7)로 반사하여 도광체(1)로 되돌아가는 가시광, 적외광의 광량이 증가하기 때문에, 결과적으로, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터의 가시광, 적외광의 출사 광량이 증대한다고 하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 제1 필터(7)는 제1 광원부(4)로부터 조사되는 자외광을 투과시키기 때문에, 도광체(1)의 광출사측면(1d)으로부터의 자외광의 출사도 가능해진다.

이상으로, 본 발명의 실시형태를 설명하였으나, 본 발명의 실시는, 이상의 형태로 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명에서는, 제2 광원부(3)는 가시광, 또는 가시로부터 적외에 걸친 파장의 광을 발광하는 광원이지만, 가시광만을 발광하는 광원이어도 좋다. 또한 광확산 패턴(P)의 형성면을, 도광체(1)의 광출사면(1d)을 제외한 임의의 면에 배치할 수 있다. 예컨대 광확산 패턴을 바닥측면(1a)에 형성하고, 이것을 광확산 패턴(P)의 형성면으로 하여도 좋다(이 경우 바닥측면(1a)과 좌우측면(1b) 사이에 비스듬하게 면을 형성할 필요는 없음). 그 밖에 본 발명의 범위 내에서 여러 가지 변경을 행하는 것이 가능하다.

1 : 도광체 1d : 광출사측면
1e : 제2 단부면 1f : 제1 단부면
1g : 도광체(1)의 광확산 패턴 형성면 3 : 제2 광원부
4 : 제1 광원부 6 : 제2 필터
7 : 제1 필터 10 : 라인 광원
11 : 렌즈 어레이 12 : 수광부
15 : 제3 필터

Claims (10)

1. 지엽류(紙葉類)를 판독하는 광라인 센서 유닛의 조명 광원으로 이용되는 라인 광원으로서,
   길이 방향으로 연장되고, 자외광으로부터 가시광까지의 광, 또는 자외광으로부터 가시광, 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과하는 수지 혹은 광학 유리로 형성된 도광체와,
   상기 도광체의 제1 단부면에 배치되고, 자외광을 조사하는 제1 광원부와,
   상기 도광체의 길이 방향의 상기 제1 단부면에 대향하는 제2 단부면에 배치되고, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 조사하는 제2 광원부와,
   상기 도광체의 제1 단부면과 상기 제1 광원부 사이에 배치되고, 또는, 상기 도광체의 제1 단부면에 피복되어, 상기 제1 광원부로부터 조사되는 자외광을 투과시킴과 더불어, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 반사, 혹은, 차단함으로써, 상기 제1 광원부로부터 이차 조사되는 형광이 상기 도광체 내로 들어가는 것을 방지하는 제1 광학 필터와,
   상기 도광체의 제2 단부면과 상기 제2 광원부 사이에 배치되고, 또는, 상기 도광체의 제2 단부면에 피복되어, 상기 제2 광원부로부터 조사되는 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과시킴과 더불어, 자외광을 반사, 혹은, 차단함으로써, 상기 제1 광원부로부터 조사된 자외광이 상기 도광체의 제2 단부면을 통과하여 상기 제2 광원부에 닿는 것을 방지하는 제2 광학 필터
   를 구비하며,
   상기 제1 광원부로부터 발광되는 광, 또는 상기 제2 광원부로부터 발광되는 광을 상기 도광체의 광출사측면으로부터 출사시키는, 라인 광원.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 광원부로부터 조사되는 자외광은, 상기 제2 광원부로부터 조사되는 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광과 시간적으로 겹치지 않도록 하여 발광되고,
   상기 제2 광학 필터는, 자외광이 상기 제1 광원부로부터 조사될 때에, 그 자외광을 차단함으로써, 상기 제1 광원부로부터 조사된 자외광이 상기 도광체의 제2 단부면을 통과하여 상기 제2 광원부에 닿는 것을 방지하는, 라인 광원.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 광학 필터와 상기 제1 광학 필터는, 광투과율 및/또는 굴절률이 상이한 유전체의 박막 또는 금속 산화물을 다층으로 증착하여 구성된 것인, 라인 광원.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 광원부는 자외 LED와 형광제를 이용한 백색 광원인 것인, 라인 광원.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 광원부는 청색 LED와 형광제를 이용한 백색 광원인 것인, 라인 광원.
6. 제1항에 있어서,
   상기 광출사측면과 다른 상기 도광체의 측면에 광확산 패턴이 형성되어 있는, 라인 광원.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 라인 광원과, 상기 라인 광원으로부터 출사되어 상기 지엽류를 반사 또는 투과한 광을 유도하기 위한 렌즈 어레이와,
   상기 렌즈 어레이에 의해 수속(收束)된 광을 수광하고, 전기 신호로 변환하는 수광부를 구비하는 광라인 센서 유닛으로서,
   상기 지엽류로부터 수광부까지의 임의의 위치에, 가시광, 또는 가시광으로부터 적외광까지를 포함하는 파장 범위의 광을 투과시키며, 수광부에 자외광이 들어가지 않도록, 자외광을 차단하는 제3 광학 필터가 설치되어 있는, 광라인 센서 유닛.
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