(57)【要約】【課題】入射口に受けた光を均一化しながら出射口へと効率よく導く。【課題を解決するための手段】スペクトルセンサ用光均一化結合装置で、光ガイド側の入射口から光学系部側の出射口へ至る導光部である貫通孔内側面を反射ミラーによって形成して、この反射ミラーの形状及びサイズが、入射口全面からの入射光量に対する出射口全面からの出射光量の比が第１所定割合以上となる第１条件、入射口での入射光の入射位置を変更しても各入射位置で入射された入射光量と出射口全面からの出射光量との比の変動幅が該出射光量が最大値を示すときの比の第２所定割合以下となる第２条件、及び入射口での入射光の入射位置を変更しても変動する出射口中心位置での出射光量の最小値が最大値の第３所定割合以上となる第３条件の全ての条件を満たすように設定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類からの光を受光するための光ガイド、該光ガイドで受光した光からスペクトルを生成するための光学系部及び生成された前記スペクトルを撮像するためのセンサ部を有するスペクトルセンサで、前記光ガイドと前記光学系部との間を光学的に結合するスペクトルセンサ用光均一化結合装置であって、
前記光ガイド側の入射口から前記光学系部側の出射口へ至る貫通孔内側面を形成する反射ミラーを有し、
前記反射ミラーの形状及びサイズが、
前記入射口全面からの入射光量に対する前記出射口全面からの出射光量の比が第１所定割合以上となる第１条件、
前記入射口での入射光の入射位置を変更しても各入射位置で入射された入射光量と前記出射口全面からの出射光量との比の変動幅が前記出射光量が最大値を示すときの比の第２所定割合以下となる第２条件、及び
前記入射口での入射光の入射位置を変更しても変動する前記出射口の中心位置での出射光量の最小値が最大値の第３所定割合以上となる第３条件
の全ての条件を満たすように設定されることを特徴とするスペクトルセンサ用光均一化結合装置。
【請求項２】
前記第１所定割合が３０％、前記第２所定割合が３０％、前記第３所定割合が５０％に設定されることを特徴とする請求項１に記載のスペクトルセンサ用光均一化結合装置。
【請求項３】
前記反射ミラーが、前記入射口と前記入射口より面積の小さい前記出射口を底面として角錐台形状を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のスペクトルセンサ用光均一化結合装置。
【請求項４】
前記入射口の幅方向中央を通る垂直面と、前記角錐台形状の前記幅方向の２つの各側面との間の角度が１３．５度以下であり、前記入射口の高さ方向中央を通る垂直面と、前記角錐台形状の前記高さ方向の２つの各側面との間の角度が４．６度以下であることを特徴とする請求項３に記載のスペクトルセンサ用光均一化結合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学特性を測定するスペクトルセンサで測定対象物側からの光を入射口に受けてセンサ側の出射口へと導くスペクトルセンサ用光均一化結合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙葉類の光学特性を測定するスペクトルセンサでは、紙葉類に光を照射して、紙葉類で反射された光や紙葉類を透過した光からスペクトルを生成している。スペクトルは、プリズム等を含む光学系によって生成された干渉縞をＣＣＤ等の撮像素子によって撮像して取得される。撮像されるスペクトルは測定対象となる紙葉類の光学特性に応じて変化するため、スペクトルから得られる特徴に基づいて紙葉類の光学特性を評価することができる。スペクトルを正確に測定するためには、紙葉類からの光を、輝度ムラを生じさせることなく均一化した状態でプリズム等へ導光する必要がある。
【０００３】
光を均一化しながら導光する技術として、例えば、ケーラー照明がある。ケーラー照明では、集光レンズ及び投影レンズの２つのレンズを利用して、集光レンズにより集光した光を投影レンズにより均一化する。また、例えば、特許文献１のように、反射層を有する板材を筒状に成形した光集光部により光源からの光を集光かつ導光する技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ケーラー照明に係る従来技術では複数のレンズを利用する必要があるため、構造が複雑になり製造コストも高くなるという問題がある。また、特許文献１に係る従来技術によれば構造を単純化して製造コストを抑制することができるが、この技術を小型のスペクトルセンサに適用しようとすると、入射光量に対する出射光量の割合を示す出射効率が低下して、センサ性能に影響するという問題がある。
【０００６】
具体的には、特許文献１に開示された光集光部は、映像をスクリーンに投影するプロジェクタ用装置で利用されるもので、入射口には光源からの光が直接入射される。また、出射口のサイズも大きく出射効率が問題になることはない。これに対して、紙葉類の光学特性を測定するスペクトルセンサでは、紙葉類からの反射光や透過光を入射光とするため、光源からの光を直接入射する場合に比べて入射光量が小さくなる。また、プロジェクタ装置に比べてサイズの小さいスペクトルセンサでは、出射口の幅が数ｍｍ程度しかない場合もあり、出射光量がさらに小さくなる。出射口で十分な出射光量が得られないと、スペクトルセンサのセンサ性能が低下して測定対象物の光学特性を正確に測定することができない。このため、小型のスペクトルセンサで光学系部品を結合するために、光を均一化して輝度ムラの発生を抑制しながら光学特性を測定するのに十分な出射光量を得ることができる技術が求められていた。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたもので、測定対象物からの光を入射口に受けてこの光を均一化しながらセンサ側の出射口へと効率よく導くことができるスペクトルセンサ用光均一化結合装置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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、紙葉類からの光を受光するための光ガイド、該光ガイドで受光した光からスペクトルを生成するための光学系部及び生成された前記スペクトルを撮像するためのセンサ部を有するスペクトルセンサで、前記光ガイドと前記光学系部との間を光学的に結合するスペクトルセンサ用光均一化結合装置であって、前記光ガイド側の入射口から前記光学系部側の出射口へ至る貫通孔内側面を形成する反射ミラーを有し、前記反射ミラーの形状及びサイズが、前記入射口全面からの入射光量に対する前記出射口全面からの出射光量の比が第１所定割合以上となる第１条件、前記入射口での入射光の入射位置を変更しても各入射位置で入射された入射光量と前記出射口全面からの出射光量との比の変動幅が前記出射光量が最大値を示すときの比の第２所定割合以下となる第２条件、及び前記入射口での入射光の入射位置を変更しても変動する前記出射口の中心位置での出射光量の最小値が最大値の第３所定割合以上となる第３条件の全ての条件を満たすように設定されることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記発明において、前記第１所定割合が３０％、前記第２所定割合が３０％、前記第３所定割合が５０％に設定されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記発明において、前記反射ミラーが、前記入射口と前記入射口より面積の小さい前記出射口を底面として角錐台形状を形成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、上記発明において、前記入射口の幅方向中央を通る垂直面と、前記角錐台形状の前記幅方向の２つの各側面との間の角度が１３．５度以下であり、前記入射口の高さ方向中央を通る垂直面と、前記角錐台形状の前記高さ方向の２つの各側面との間の角度が４．６度以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型のスペクトルセンサで利用されるスペクトルセンサ用光均一化結合装置において、入射口から出射口へ至る貫通孔内側面を形成する反射ミラーの形状及びサイズが、全入射光のうち所定割合以上の光を出射口から出射し、入射口での入射位置が変わっても、全出射光量が所定割合以上変動せずかつ出射口中心位置での出射光量の最小値が最大値の所定割合以上となるように設定されているので、光ガイドで受光した紙葉類からの光を入射口から入射して、均一化しながら紙葉類の光学特性を取得するのに十分な光量の光を光学系部に向けて出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置を含むスペクトルセンサの構造概略を説明する図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置内部での光の進行について説明する図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置の内面形状を説明する図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置の入射口での光の入射位置と出射口から出射する光の強度分布の関係を説明する図である。
【図６】図６は、本実施形態に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置で入射口から出射口までの距離を変更した場合の入射光量と出射光量の関係を説明する図である。
【図７】図７は、スペクトルセンサ用光均一化結合装置の構造について説明する図である。
【図８】図８は、スペクトルセンサ用光均一化結合装置を含むスペクトルセンサの異なる構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、この発明に係るスペクトルセンサ用光均一化結合装置の好適な実施例を詳細に説明する。以下では、スペクトルセンサ用光均一化結合装置を利用して、紙葉類からの光を受光する光ガイドと光学系部との間を光学的に結合する場合を例に説明する。なお、以下では、スペクトルセンサ用光均一化結合装置を「光カップリング装置」と記載する。
【００１５】
まず、図１を参照しながら、本実施形態に係る光カップリング装置１が利用されるスペクトルセンサ１００の構造概略を説明する。スペクトルセンサ１００は、光ガイド１０と、光カップリング装置１と、光学系部２０と、センサ部３０とを有しており、紙葉類３の光学特性を示す光を電気信号に変換して外部の信号処理部へ出力する機能を有している。例えば、図１（ｃ）に示すように、スペクトルセンサ１００では、光源２から紙葉類３に光を照射して、紙葉類３から反射された光を光ガイド１０の１６個の受光部２１２ａ〜２１２ｐで受光する。
【００１６】
光ガイド１０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、アクリル樹脂等の透明部材によって成形された４枚の導光板１０ａ〜１０ｄから形成される。導光板１０ａは紙葉類３に対向するように設けられた４つの受光部２１２ａ〜２１２ｄを有し、各受光部２１２ａ〜２１２ｄは、紙葉類３からの高さが同一となるようにＸ軸方向に１列等間隔に配置されている。４つの受光部２１２ａ〜２１２ｄで受光された光は、内部で全反射されながらＸ軸方向へ導かれて、出射部２１２ｑから光学系部２０へ向けて出射される。他の導光板１０ｂ〜１０ｄも同様の機能を有している。図１（ｂ）に示すように、４枚の導光板１０ａ〜１０ｄを光カップリング装置１側の端部がＹ軸方向に揃うように配置した状態で、１６個の各受光部２１２ａ〜２１２ｐがＸ軸方向に１列等間隔に配置される。図１（ｂ）に示すように、紙葉類３を、搬送路４上でＹ軸方向に搬送することにより、Ｘ軸方向に１列に配置された受光部２１２ａ〜２１２ｐで紙葉類全面の光学特性を測定することができる。４枚の導光板１０ａ〜１０ｄから出射した光が、光カップリング装置１への入射光となる。
【００１７】
光学系部２０の内部には、図示していないが、所定波長の光をカットするためのカットフィルター、光を拡散するための拡散板、干渉縞を生成するための偏光板及びプリズム、干渉縞を撮像するセンサ部３０での焦点を合わせるためのレンズ等が含まれている。
【００１８】
センサ部３０には、図示していないが、光学系部２０によって生成された干渉縞を撮像するための撮像素子であるＣＣＤ、このＣＣＤの制御を行うための基板等が含まれている。光ガイド１０によって紙葉類３からの光を受光して、この光から光学系部２０によって干渉縞を生成して、この干渉縞をセンサ部３０によって撮像する。
【００１９】
スペクトルセンサ１００は、例えば、紙葉類３を識別する紙葉類識別装置で利用される。紙葉類識別装置では、センサ部３０から出力された信号から、例えば、入射光の周波数とその強度特性を示す分布図を生成して紙葉類３の種類や真偽等を識別する処理が行われる。
【００２０】
次に、本実施形態に係る光カップリング装置１について詳細を説明する。光カップリング装置１は、光ガイド１０から出射される光を光学系部２０に導光する機能を有する。図２は、光カップリング装置１内部での光の進み方を説明する図である。光カップリング装置１では、光ガイド１０側の開口部である入射口（図面左側）に比べてセンサ部３０側の開口部である出射口（図面右側）の面積が小さくなっており、入射口と出射口とを結ぶ導光部の内面が反射ミラーによって形成されている。光カップリング装置１の入射口から導光部内に入射した光は、導光部の外側に至ることなく、導光部内面の反射ミラーによって反射されながら進行する。
【００２１】
図２に示すように、入射口の点４１から破線で示すように入射した光は、内面の反射ミラーで反射されて、出射口から出射する。一方、入射口の点４２から実線で示すように入射した光は、内面の反射ミラーでの反射を繰り返した後、出射口へ至ることなく、入射口から出射する戻り光となる。このように、光カップリング装置１の入射口から入射する光は、入射する位置及び角度によって、出射口から光学系部２０へ向けて出射する場合と、戻り光として入射口へ戻ってしまう場合とがあり、この戻り光が出射効率低下の原因となる。戻り光の発生量は光カップリング装置１の構造によって異なるため、光カップリング装置１の構造を適切なものとして、光学特性の測定に必要な出射効率を実現する必要がある。スペクトルセンサ１００によって紙葉類３の識別処理を行うためには、出射効率が３０％以上であることが望ましい。
【００２２】
次に、小型のスペクトルセンサ１００に利用可能な大きさで、３０％以上の出射効率を得ることができる光カップリング装置１の具体的な構造について説明する。図３は、光カップリング装置１の外観を示す斜視図である。図３に示すように、光カップリング装置１は、光ガイド１０側から光学系部２０側への貫通孔を有し、この貫通孔が、入射した光を導く導光部となる。導光部の内面には、入射した光を反射するように４枚の反射ミラー１１１〜１１４が利用される。すなわち、角錐台形状の２つの底面を開口部とする貫通孔で、孔内の４つの側面が４枚の反射ミラー１１１〜１１４によって形成される。
【００２３】
図４は、光カップリング装置１で４枚の反射ミラー１１１〜１１４によって形成される導光部の形状を説明する図である。図４（ａ）は、導光部の大きさを説明する図である。また、図４（ｂ）及び（ｃ）は、各々、導光部を含むＹ軸に垂直な断面図及びＺ軸に垂直な断面図を示している。図４（ａ）に示すように、開口部である入射口１０１及び出射口１０２は、各々、縦２２ｍｍ×横１５ｍｍ、縦１８ｍｍ×横３ｍｍの矩形形状を有している。これらの入射口１０１及び出射口１０２の大きさは、後述する条件を満たすように設定されたものである。稜線の長さＨ（ｍｍ）についても、出射効率が３０％以上となるように決定されるがこれについては後述する。
【００２４】
図５は、図４に示した光カップリング装置１の入射口１０１で異なる位置に光源を置いた場合の出射口１０２での出射光の強度の分布を示す図である。図５（ａ）左図に示すように、入射口１０１の中心付近の位置２０１と、Ｙ軸方向では中央であるがＺ軸方向では端部に当たる位置２０２と、Ｙ軸方向及びＺ軸方向で共に端部となる位置２０３との各々に光源の位置を設定する。そして、図５（ａ）右図に示すように、出射口１０２の下端を０（ゼロ）ｍｍとして上端の１８ｍｍの位置までのＺ軸方向の出射強度の分布を示したものが同図（ｂ）である。図５（ｂ）に示すように、光源を中心位置２０１とした場合の出射強度の分布曲線３０１では、出射強度がほぼ均一となり高い出射強度を得ることができる。光源をＹ軸方向中央位置のままＺ軸方向端部へ移動した位置２０２とした場合の分布曲線３０２では、出射強度の分布はほぼ均一となるが、中心位置２０１を光源とした場合に比べて出射強度は低くなる。また、光源を入射口１０１上隅の位置２０３とした場合の分布曲線３０３では、Ｚ＝１８ｍｍ付近では中心位置２０１を光源とした場合と同様に高い出射強度を得られるが、この位置から離れるにつれて出射強度が低下して、同図Ｚ＝０（ゼロ）ｍｍの位置では出射強度が略０（ゼロ）となる。
【００２５】
このように、入射口１０１から入射する光の位置によって、出射口１０２から出射する光の強度分布が大きく変化する。そこで、入射口１０１から入射する光と出射口１０２から出射する光との関係について３つの条件を設定して、光カップリング装置１の構造がこれらの全条件を満たすように設計されている。
【００２６】
まず、入射口１０１全面から入射する光量に対する出射口１０２全面から出射する光量の割合を示す出射効率が３０％以上であることを第１条件とする。この第１条件は、入射光量に対して、紙葉類３の光学特性を測定するのに十分な出射光量が得られることを条件とするものである。
【００２７】
次に、図５に示すように、入射口１０１での光源の位置を変更しても、出射口１０２全面から得られる光量の変動幅が、全ての入射位置で得られた光量のうち最大値を示す光量の３０％以内であることを第２条件とする。すなわち、入射口１０１から入射する光の位置が変化したときの、出射口１０２全面から得られる光の変化に対する条件である。第２条件は、図５（ｂ）に示すように、各入射位置における出射強度の分布曲線３０１〜３０３を得て、各分布曲線から出射光の光量である積分値を算出した場合に、積分値が最大値を示す分布曲線３０１と最小値を示す分布曲線３０３との間で、その差が最大値の３０％以内となることを条件とするものである。図５は、入射光の光量を同一としたときの出射光の強度分布を示しているので、言い換えれば、入射光量に対する出射光量の比について、最大値を示すときと最小値を示すときとの変動差が最大値の３０％以内であることを条件とするものである。
【００２８】
さらに、図５に示すように、入射口１０１での光源の位置を変更しても、出射口１０２の中心位置で得られる光量が、全ての入射位置で得られた光量のうち最大値を示す光量の５０％以上となることを第３条件とする。すなわち、入射口１０１から入射する光の位置が変化したときの、出射口１０２中心位置から得られる光の変化に対する条件である。第３条件は、図５（ｂ）に示すように、各入射位置における出射強度の分布曲線３０１〜３０３を得て、Ｚ＝９ｍｍの位置での出射強度が最大値を示す分布曲線３０１での値をＳｍａｘとして、Ｚ＝９ｍｍの位置での出射強度が最小値を示す分布曲線３０３での値がＳｍａｘの５０％以上となることを条件とするものである。
【００２９】
第２条件及び第３条件は、十分な出射光量が得られることに加えて、入射光の位置により出射光量が大きく変動することなく均一な光が得られることを条件とするものである。なお、図５の例では、光源の位置を同図（ａ）に示す３つの位置２０１〜２０３として、得られた出射光の分布曲線３０１〜３０３を同図（ｂ）に示しており、各条件を、同図の結果を例に用いて説明した。しかし、上記第１条件〜第３条件の各条件を満たすか否かを実際に判定するに当たっては、図５（ａ）に示す３２箇所（図中円形状）を光源位置として、光源からの光の拡散角度を６０度として判定を行っている。
【００３０】
第１条件〜第３条件の全ての条件を満たせば、出射口１０２から出射する光は均一化されて輝度ムラのない光となり、かつ、この光を光学系部２０に向けて出射することにより紙葉類３の光学特性を測定して紙葉類３の識別処理に利用することができる。
【００３１】
図６は、第１条件及び第２条件を検証した結果の例を示す図である。図６（ａ）に示すように、光の入射位置を、出射口１０２からの出射光量が最大となる入射口１０１中心の入射位置２０４と、出射光量が最小となる入射口１０１の隅部の入射位置２０５とに設定する。図６（ｂ）は、横軸を稜線Ｈ（ｍｍ）の長さとして、縦軸に、入射位置２０４から光が入射した場合の出射効率と、入射位置２０５から光が入射した場合の出射効率と、これらの出射効率の比とを示したものである。図６（ｂ）では、左側の縦軸が各入射位置２０４及び２０５での出射効率を示し、右側の縦軸が出射効率の比（％）を示している。
【００３２】
入射口１０１の中心を入射位置２０４とした場合には、稜線Ｈが長くなるほど、すなわち入射口１０１から出射口１０２までの距離が離れるほど、光源からの距離が離れるために出射効率が低下する。これに対して、入射口１０１の隅部を入射位置２０５とした場合には、稜線Ｈが長くなるほど、導光部内面の反射ミラー１１１〜１１４で反射されながらＸ軸方向へ進行して出射口１０２へ至る光量が増えるため出射効率が向上する。図６（ｂ）に示すように、稜線Ｈの長さをＨ＝１５ｍｍ以上とすることで、入射位置２０４及び２０５の両方で第１条件を満たし出射効率が３０％以上となる。また、稜線Ｈの長さをＨ＝２５ｍｍ以上とすることで、入射位置２０４の場合の出射効率に対する入射位置２０５の場合の出射効率が７０％以上の値を示す。すなわち、入射位置２０４及び２０５から同じ光量の光が入射した場合に、出射する光量の変動が、出射光量が最大となる入射位置２０５の光量の３０％以内となるので第２条件を満たす。
【００３３】
また、図６（ａ）に示す稜線Ｈの長さをＨ＝２５ｍｍとすれば、図５（ａ）に示す３２箇所の各位置を入射位置として第３条件を満たす。以上の結果から、稜線Ｈの長さをＨ＝２５ｍｍ以上とすることで、第１条件〜第３条件の全ての条件を満たすことができる。
【００３４】
すなわち、図４に示すように、導光部が４つの反射ミラー１１１〜１１４によって形成される光カップリング装置１で、図中の稜線Ｈの長さをＨ＝２５ｍｍとすることにより、入射口１０１に入射した光を均一化しながら出射口１０２から出射させると共に、紙葉類３の光学特性を測定するのに十分な出射光量を得ることができる。また、縦、横及び奥行きの全てが３０ｍｍ以下の小型の光カップリング装置１を実現して、図１に示すように、小型のスペクトルセンサ１００に利用することが可能となる。
【００３５】
図７は、上述した第１条件〜第３条件の全ての条件を満たす光カップリング装置１の構造を説明する図である。図７（ａ）は光カップリング装置１の導光部の構造、同図（ｂ）は導光部をＹ軸方向から見た側面図、同図（ｃ）は導光部をＺ軸方向から見た上面図を示している。また、図７（ｄ）は、全条件を満たすときの、入射口１０１の幅α１と出射口１０２の幅α２との関係を示す数式と、入射口１０１の高さβ１と出射口１０２の高さβ２との関係とを示す数式とを示している。ここで、図７（ｄ）に示すＬは入射口１０１と出射口１０２との間の距離、角度θαはＸＺ平面と導光部側面の反射ミラー１１１（１１３）との間の角度、角度θβはＸＹ平面と導光部側面の反射ミラー１１２（１１４）との間の角度である。なお、図７（ｂ）に示すように入射口１０１の高さ方向中心線と出射口１０２の高さ方向中心線は一致し、同図（ｃ）に示すように入射口１０１の幅方向中心線と出射口１０２の幅方向中心線は一致する。角度θαが１３．５度以下、角度θβが４．６度以下となるように、導光部各側面の反射ミラー１１１〜１１４を形成することにより、第１条件〜第３条件の全ての条件を満たす構造とすることができる。なお、導光部は、上述したように縦、横及び奥行きの全てが３０ｍｍ以下の小型の光カップリング装置１に形成される大きさを有している。
【００３６】
光カップリング装置１を利用するスペクトルセンサ１００の構造は、図１に示すものに限定されるものではない。図８は、スペクトルセンサ１００の異なる構造例を示すものである。図８に示すように、光ガイド１０から光カップリング装置１へ向けて光の進行方向を９０度折り曲げる導光部５を利用すれば、スペクトルセンサ１００のＸ軸方向のサイズを小さくすることが可能となる。この場合、導光部５は、光ガイド１０の出射部２１２ｑ側を延長して９０度折り曲げて形成してもよいし、光ガイド１０と光カップリング装置１との間を接続する光ファイバの束等によって形成したものであても構わない。なお、光の進行方向を折り曲げる角度は、スペクトルセンサ１００の大きさとこれを設置するスペースに応じて決定されるもので９０度に限定されるものではない。
【００３７】
上述してきたように、本実施形態によれば、紙葉類３に合わせて形成した光ガイド１０側の入射口１０１の大きさと光学系部２０側の出射口１０２の大きさとが異なる場合でも、これらを光カップリング装置１によって光学的に結合することができる。また、光カップリング装置１をスペクトルセンサ１００に合わせて縦、横及び奥行きが数十ｍｍの小型の装置としながら、光ガイド１０の受光部２１２ａ〜２１２ｐから受光した光を入射口１０１から入射して均一化すると共に、紙葉類３の光学特性を測定して識別処理を行うのに十分な光量を出射口１０２から光学系部２０へ向けて出射させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明は、紙葉類等の光学特性を測定する小型のスペクトルセンサで、光ガイド側の入射口と光学系部側の出射口の大きさが異なる場合に、これらの間を光学的に結合するために有用な技術である。
【符号の説明】
【００３９】
１  光カップリング装置
２  光源
３  紙葉類
４  搬送路
５  導光部
１０  光ガイド
１０ａ〜１０ｄ  導光板
２０  光学系部
３０  センサ部
１００  スペクトルセンサ
１０１  入射口
１０２  出射口
１１１〜１１４  反射ミラー
２１２ａ〜２１２ｐ  受光部
２１２ｑ    出射部
【図１】
2014123071.tif 000003
【図２】
2014123071.tif 000004
【図３】
2014123071.tif 000005
【図４】
2014123071.tif 000006
【図５】
2014123071.tif 000007
【図６】
2014123071.tif 000008
【図７】
2014123071.tif 000009
【図８】
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