(57)【要約】      （修正有）【課題】光ラインセンサユニットの受光出力補正方法及び受光出力補正システム及びこれに用いられる光ラインセンサユニットを提供する。【解決手段】広い色再現域を有する第１光ラインセンサユニットを基準光ラインセンサユニットとし、色再現域の狭い第２光ラインセンサユニットの基準カラーチャートを読み取ったと出力を第１光ラインセンサユニットが該基準カラーチャートを読み取った出力値をパラメータとし、各パラメータに係る係数を行列要素として表し、最小二乗法で決定し、該行列の逆行列を求め、第２光ラインセンサユニットの色再現域を第１光ラインセンサユニットに近い色再現域とし、紙葉類の真偽を判定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光ラインセンサユニットを用いて取得した受光出力に基づいて、第２光ラインセンサユニットの受光出力を補正する受光出力補正方法であって、
前記第１光ラインセンサユニットは、
少なくとも３色以上の色光を発光させることができる第１光源部と、
前記第１光源部からの色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第１受光部とを備え、
前記３色以上の色光が混色しないように前記色光を独立に発光させるか、又は、任意の色光のスペクトルが他の色光のスペクトルに混在しないように狭帯域のスペクトルで発光させ、予め定めた基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第１受光部で受光させることにより、各色の第１基準受光出力を取得するものであり、
前記第２光ラインセンサユニットは、
前記少なくとも３色以上の色光又は白色光を発光させることができる第２光源部と、
前記第２光源部からの色光又は白色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第２受光部とを備え、
前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、前記基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより、各色の第２基準受光出力を取得するものであって、
前記第２基準受光出力により前記第１基準受光出力が係数行列を用いた線形関数で表される場合における前記係数行列の行列要素を最小二乗法で算出するとともに、
前記第２光ラインセンサユニットで前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、対象物からの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより各色の受光出力を取得し、それらの各色の受光出力に対して、前記係数行列の行列要素に基づいて算出された前記係数行列の逆行列を用いて補正を行うことを特徴とする光ラインセンサユニットの受光出力補正方法。
【請求項２】
第１光ラインセンサユニットを用いて取得した受光出力に基づいて、第２光ラインセンサユニットの受光出力を補正する受光出力補正システムであって、
前記第１光ラインセンサユニットは、
少なくとも３色以上の色光を発光させることができる第１光源部と、
前記第１光源部からの色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第１受光部とを備え、
前記３色以上の色光が混色しないように前記色光を独立に発光させるか、又は、任意の色光のスペクトルが他の色光のスペクトルに混在しないように狭帯域のスペクトルで発光させ、予め定めた基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第１受光部で受光させることにより、各色の第１基準受光出力を取得するものであり、
前記第２光ラインセンサユニットは、
前記少なくとも３色以上の色光又は白色光を発光させることができる第２光源部と、
前記第２光源部からの色光又は白色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第２受光部とを備え、
前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、前記基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより、各色の第２基準受光出力を取得するものであって、
前記第２基準受光出力により前記第１基準受光出力が係数行列を用いた線形関数で表される場合における前記係数行列の行列要素を最小二乗法で算出するとともに、
前記第２光ラインセンサユニットで前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、対象物からの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより各色の受光出力を取得し、それらの各色の受光出力に対して、前記係数行列の行列要素に基づいて算出された前記係数行列の逆行列を用いて補正を行うことを特徴とする光ラインセンサユニットの受光出力補正システム。
【請求項３】
少なくとも３色以上の色光が混色しないように前記色光を独立に発光させるか、又は、任意の色光のスペクトルが他の色光のスペクトルに混在しないように狭帯域のスペクトルで発光させ、前記色光が照射された予め定めた基準カラーチャートからの反射光又は透過光を受光させることにより取得した各色の第１基準受光出力に基づいて、受光出力を補正する光ラインセンサであって、
前記少なくとも３色以上の色光又は白色光を発光させることができる第２光源部と、
前記第２光源部からの色光又は白色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第２受光部と、
前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を.発光させ、前記基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより取得した各色の第２基準受光出力に基づいて算出された、前記第２基準受光出力により前記第１基準受光出力が係数行列を用いた線形関数で表される場合における前記係数行列の行列要素の逆行列を記憶する記憶部とを備え、
前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、対象物からの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより各色の受光出力を取得し、それらの各色の受光出力に対して、前記係数行列の逆行列を用いて補正を行うことを特徴とする光ラインセンサユニット。
【請求項４】
前記第２基準受光出力により前記第１基準受光出力が区分線形関数で表される場合には、各区分ごとに係数行列の行列要素の逆行列が前記記憶部に記憶されることを特徴とする請求項３に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項５】
前記３色以上の色光は、ＬＥＤが発する色光であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項６】
前記３色以上の色光は、ＬＤが発する色光であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項７】
前記３色以上の色光は、ＬＥＤが発する色光とＬＤが発する色光を混合した色光であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項８】
前記白色光は、青色若しくは紫色のＬＥＤと蛍光体により発せられることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項９】
前記３色以上の色光を同時に発光させる場合には、ＲＧＢ３色ＬＥＤを同時に点灯させるか、ＲＧＶ３色ＬＥＤを同時に点灯させるか、前記３色ＬＥＤと白色ＬＥＤを混合した光源を同時に点灯させるか、ＲＧＢ３色ＬＤを同時に点灯させるか、ＲＧＶ３色ＬＤを同時に点灯させるか、前記３色ＬＤと白色ＬＥＤを混合した光源を同時に点灯させるか、あるいは、ＬＥＤとＬＤと白色ＬＥＤを混合した光源を同時に点灯させることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１０】
前記白色光の出力が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間、及び、９０％から１０％に立ち下がるまでの時間のそれぞれが、２μ秒以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１１】
前記蛍光体が、ＹＡＧ蛍光体であることを特徴とする請求項８に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１２】
長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成された導光体と、
前記導光体の長手方向に沿って設けられ、前記導光体の内部に入射した光を拡散させて前記出射面から出射させる光拡散パターンと、
前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる光源とをさらに備え、
前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源であり、
前記第２光源部は、前記導光体の長手方向における前記一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に前記光源と異なった色光を入射させることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１３】
長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成された導光体と、
前記導光体の長手方向に沿って設けられ、前記導光体の内部に入射した光を拡散させて前記出射面から出射させる光拡散パターンと、
前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる光源とをさらに備え、
前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源であり、
前記第２光源部は、前記導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から前記導光体の内部に前記光源と異なった色光を入射させることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１４】
長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成された導光体と、
前記導光体の長手方向に沿って並べて設けられ、前記導光体の内部に任意の色光を入射させる光源とをさらに備え、
前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源であり、
前記第２光源部は、前記導光体の長手方向に沿って前記光源と異なる配置で設けられていることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１５】
長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成された導光体と、
前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる光源とをさらに備え、
前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源であり、
前記第２光源部は、前記導光体の長手方向に沿って前記光源と異なる配置で設けられていることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１６】
長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成された導光体と、
前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる光源と、
前記導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から前記導光体の内部に前記光源と異なった色光を入射させる別の光源とをさらに備え、
前記各光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源であり、
前記第２光源部は、前記導光体の長手方向に沿って前記光源と異なる配置で設けられていることを特徴とする請求項３〜１１のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１７】
前記少なくとも３色以上の色光を発光させる複数の単色光源のうち、青色の単色光を発光させる単色光源の発光スペクトルのピーク波長が、前記白色光の青色波長領域における発光スペクトルのピーク波長よりも短波長であることを特徴とする請求項３〜１６のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【請求項１８】
前記第２光源部から出射され、対象物で反射又は透過した光を導くためのレンズアレイをさらに備え、
前記第２受光部は、前記レンズアレイにより収束された光を受光し、電気信号に変換することを特徴とする請求項３〜１７のいずれか一項に記載の光ラインセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば紙幣、有価証券などの紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットの受光出力補正方法及び受光出力補正システム、並びに、これに用いられる光ラインセンサユニットに関し、特に紙葉類の色再現に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットの中には、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源や白色ＬＥＤ光源を用いて紙葉類のカラー画像を取得できるものがある。白色ＬＥＤ光源としては、紫外線ＬＥＤと蛍光体を組み合わせたものや、紫色又は青色などの可視光ＬＥＤと蛍光体を組み合わせたものなどが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を用いる場合、従来は、各単色ＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯させることによりカラー画像を取得していた。近年、紙葉類の読み取り速度の高速化が求められてきており、各単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させるとともに、受光部側にカラーフィルタを設けることにより、従来の３倍の速度で読み取り可能な構成が提案されている。白色ＬＥＤ光源を用いた構成においても同様に、紙葉類の読み取り速度の高速化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５３８８２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、上記のような従来の方式では、色再現の観点において問題があった。具体的には、ディスプレイやプリンタなどの一般的な電子機器では、ｓＲＧＢと呼ばれる国際電気標準会議（ＩＥＣ）が定めたＲＧＢ色空間の国際標準規格が採用されている。このｓＲＧＢに則った色調整を行うことにより、入力時と出力時の色の差異を少なくすることが可能である。光ラインセンサユニットにおいても、ｓＲＧＢを採用することが好ましいが、ｓＲＧＢの色域を忠実に再現できるような光源が存在しないという問題、或いは、そもそもＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯した場合や、蛍光体方式白色ＬＥＤ光源のみ点灯した場合では、ｓＲＧＢの色域を満足しないという問題があり、また更には、かなりの種類の紙葉類については、ｓＲＧＢの色域に収まるのではあるが、ｓＲＧＢの色域に収まらない紙葉類も少なくはなく、しかも該紙葉類が主要な紙葉類であるという問題も浮上してきた。
【０００６】
図８は、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に点灯させたときの発光スペクトルを示した図である。このように、Ｒ（赤色）に対応する発光スペクトルのピーク波長は約６５０ｎｍ、Ｇ（緑色）に対応する発光スペクトルのピーク波長は約５２０ｎｍ、Ｂ（青色）に対応する発光スペクトルのピーク波長は約４６０ｎｍである。
【０００７】
図９は、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときの発光スペクトルを示した図である。
但し、このように、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときには、各単色ＬＥＤ光源を個別に点灯させたときと同様に、約６５０ｎｍ、約５２０ｎｍ、約４６０ｎｍをピーク波長とする３つのピークが現れる。
【０００８】
ｓＲＧＢの色域においては、Ｇ（緑色）に対応する発光スペクトルの主波長が約５５０ｎｍとなる。そのため、上記のようにＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させた場合のＧ（緑色）に対応する発光スペクトルのピーク波長（約５２０ｎｍ）との差異が大きく、ｓＲＧＢの色域を忠実に再現することができない。
【０００９】
図１０は、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときの色域をｓＲＧＢの色域と比較して示したｘｙ色度図である。ｓＲＧＢの色域は実線で示されており、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させ、かつ、ＲＧＢ色分解フィルタ、ＲＧＢセンサの分光感度その他の分光特性を考慮したときの色域を点線で示す。ここで、ＲＧＢ色分解フィルタは、クロストークがあえて大きいものを選択した。図１０の実線が、ｓＲＧＢの色域であり、点線がＲＧＢ単色のＬＥＤ光源を同時に点灯した場合の色再現域である。
【００１０】
このように、ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときの色域は、ｓＲＧＢの色域に対して大きく相違している。そこで、ＲＧＢ各色のスペクトル強度を調整することによりｓＲＧＢの色域に近付けることも考えられるが、それには限界があり、ｓＲＧＢの色域に近付けることは困難である。
【００１１】
図１１は、白色ＬＥＤ光源を点灯させたときの発光スペクトルを示した図である。このように、白色ＬＥＤ光源を点灯させたときには、約４６０ｎｍをピーク波長とするシャープな発光スペクトルと、約５５０ｎｍをピーク波長とするブロードな発光スペクトルとが現れる。
【００１２】
ブロードな発光スペクトルのピーク波長（約５５０ｎｍ）は、ｓＲＧＢの色域を再現する観点からは好ましい波長であるが、ｓＲＧＢの色域を忠実に再現することはできない。白色ＬＥＤ光源における蛍光体の量を変更すれば、図１１に破線で示すように各ピークの強度を調整することが可能であるが、ｓＲＧＢの色域に一致させることはやはり困難である。白色ＬＥＤ光源の色再現域をｓＲＧＢ色域と比較したものが、図１２である。図１２の実線が、ｓＲＧＢ色域、点線が、白色ＬＥＤ光源の色再現域である。
【００１３】
前述の蛍光体方式の白色ＬＥＤ光源とＲＧＢ単色のＬＥＤ光源を組み合わせれば、ｓＲＧＢの色域にマッチングを取ることが可能であることが分かっており、白色ＬＥＤ光源とＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときの色域をｓＲＧＢの色域と比較してその結果について図１３Ａ及び図１３Ｂに示す。図１３Ａは、白色ＬＥＤ光源と単色のＲＧＢＬＥＤ光源を同時に点灯したときの合成スペクトルである。図１３Ｂは、その際の色再現域をｓＲＧＢの色域と比較したものである。
【００１４】
本願発明者は、以上のように、紙葉類に関しては、ｓＲＧＢ域へのカラーマッチングを検討してきたが、ある種の紙葉類については、彩度が低いものの、中間色において、ｓＲＧＢの色域を超えるものがあることが判明しており、それに対しては、例えば、ＮＴＳＣ色域やＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢ色域のような更に広い色域が必要であることを新たに見出した。
【００１５】
本願発明では、前記「カラーマッチングによる色再現の良化」の観点ではなく、「色再現域の拡大による色再現の良化」ついて提案する。これによって、中間色の紙葉類の読み取り精度が向上し、その結果、紙葉類の真偽判別がより正確になることが期待される。
【００１６】
更に、色再現域を拡大する手法は、印刷機器に見られるように、補色を用いた６色などの多色インクによるものがあるが、加色混合方式にこの手法を応用すると、紙葉類鑑別用の光ラインセンサユニットにおいては、可視光源だけではなく、紫外光源や赤外光源も用いるため、光源数が増え、光源を配置する基板が大きくなり、更に導光体の入光部の寸法が大きくなり、ひいては、光ラインセンサユニット全体寸法が大きくなる。そのため、市場の趨勢であるダウンサイジングに逆行することになるため、まずは、光源は４色以下に抑えることが好ましい。また、ＮＴＳＣ色域やＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢ色域以上の色域が実現できるならば、３色以下の光源がより好ましい。更に、光源の経時変化に対する制御の容易性を考慮すれば、高速の蛍光体方式の白色ＬＥＤ光源がより好ましい。
【００１７】
前述した如く、導光体の端部にＬＥＤを配置するサイドライト方式においては、ダウンサイジングの要求を満たすには、３色の単色ＬＥＤ光源を用いることが好ましく、更には、蛍光体方式の白色ＬＥＤ光源がより好ましいのではあるが、直下型のＬＥＤ配置においては、工夫をすれば、４色を超えるＬＥＤ配置においてもダウンサイジングの要求を満たす可能性はある。加えて、サイドライト方式においても、サイズの制約が許される場合は、４色を超える数の光源を用いることが出来ることは言うまでもない。
【００１８】
紙葉類が、ｓＲＧＢ色域を超えた例を図１４Ａ〜図１４Ｃに示す。測定は市販の色彩色度計を用いた。
図１４Ａに、シアン領域と黄色領域がｓＲＧＢ域をはみ出している例を示した。図１４Ｂに、緑色領域が、ｓＲＧＢ域をはみ出している例を示した。図１４Ｃに、シアン領域がｓＲＧＢ域をはみ出している例を示した。
図１４Ａ〜図１４Ｃの破線はＮＴＳＣの色域を示し、一点鎖線はＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢの色域を示し、実線はｓＲＧＢの色域を示す。いずれの紙葉類も、ＮＴＳＣやＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢの色域に含まれている。
【００１９】
以上のように、ある種の紙葉類においては、ｓＲＧＢ域よりも広い色再現域を必要とする。即ち、ｓＲＧＢの色域よりもより広いＮＴＳＣの色域以上の色再現域が必要になる。
【００２０】
前述した如く、単色ＲＧＢＬＥＤ光源を順次に点灯した際には、ＮＴＳＣ色域やＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢ色域を超える色再現域を満足していたのであるが、より高速化が求められるにつれ、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯する方式や蛍光体方式の高速の白色ＬＥＤ光源が必要となった。しかしながら、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯した場合や蛍光体方式白色ＬＥＤ光源の色再現域は極めて狭く、ｓＲＧＢの色域でさえ満足せず、しかも、ある種の紙葉類においては、ｓＲＧＢ色域を超えることから、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯する場合と同等の色再現域の実現に向けた新たな手法の開発が必要である。
【００２１】
図１５にＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯する方式の色再現域を示す。ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯する方式の色再現域はＮＴＳＣ比で１２０％以上であることを確認している。Ａｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢ色域に対しても同様である。図１５の破線はＮＴＳＣの色域を示し、一点鎖線はＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢの色域を示し、細実線はｓＲＧＢの色域を示し、太実線はＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯する方式の色域を示す。
【００２２】
ところで、印刷分野においては、ｓＲＧＢ色域を超える色再現域を有している。図１６にJapan Color（登録商標）2001の色再現域を点線で示す。Japan Color（登録商標）2001色再現域は、ｓＲＧＢ色域をかなり超えており、前記のある種の紙葉類と同様にＮＴＳＣ色域やＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢ色域等の色域を満足する色再現域を獲得する必要があり、そうしなければ、ある種の中間色の色域において、色再現が不正確になり、ひいては真偽判定も不正確になる。
【００２３】
また、前記ある種の紙葉類の色再現域とJapan Color（登録商標）2001と比較したものが、図１７Ａ〜図１７Ｃである。前記のある種の紙葉類の色域もJapan Color（登録商標）2001に包含されている。即ち、Japan Color（登録商標）2001を包含する色再現域を実現できれば、ほぼすべての紙葉類の読み取り精度が向上し、真偽判定もより正確になる。
【００２４】
本願発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ＲＧＢ色分解フィルタの透過スペクトルの裾野の切れが悪く、ＲＧＢ間のクロストークが大きい場合であっても、ｓＲＧＢの色域を超えるＮＴＳＣ以上の色域を満足することが可能であり、しかも、安価、かつ、処理速度が単色ＬＥＤ光源を順次に点灯する方式よりも高速であるライン光源及びこれを備えた光ラインセンサユニット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】
【００２５】
本願発明に係る主たるライン光源は、紙葉類を読み取る光ラインセンサユニットの照明光源として用いられるライン光源であって、白色ＬＥＤ光源、或いは、３色以上の複数の単色ＬＥＤ光源とを備える。前記白色ＬＥＤ光源は、蛍光体を蛍光させることにより白色光を発生させる。前記複数の単色ＬＥＤ光源は、異なる発光スペクトルのピーク波長を有する３色以上の単色光を発生させる。
前記ライン光源は、前記白色ＬＥＤ光源を点灯させるか、或いは、前記複数の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させて前記紙葉類を照明する。前記複数の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯する目的は、高速化にある。しかし、前述した如く、このままでは、色再現域が非常に狭くなり、ｓＲＧＢの色域でさえ満足せず、ＮＴＳＣやＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢの色域については、言うまでもない。ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させた場合や蛍光体方式の白色ＬＥＤ光源の色再現域、ＲＧＢ単色ＬＥＤを順次（独立）に点灯した際の色再現域の比較を各種色域を含め図１８に示す。図１８の破線はＮＴＳＣの色域を示し、一点鎖線はＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢの色域を示し、点線は白色ＬＥＤ光源の色域を示し、細実線はｓＲＧＢの色域を示し、太実線はＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯する方式の色域を示し、二点鎖線はＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯する方式の色域を示す。
【００２６】
そこで、例えば、予め、基準となる光ラインセンサユニットを設定しておき、前記光ラインセンサユニットについて、マクベスチャートのような基準カラーチャートに対し、３色のＲＧＢの単色ＬＥＤ光源を順次に（独立に）点灯した際の各色に対応した受光センサ出力を求める。或いは、ＲＧＶ（紫色）ＬＥＤ光源やＲＹ（黄色）ＧＢの単色ＬＥＤを順次（独立）に点灯した際の各色に対応した受光センサ出力を求めてもよい。或いは、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源と白色ＬＥＤ光源の組み合わせやＲＧＶ単色ＬＥＤ光源と白色ＬＥＤ光源の組み合わせに３色或いは４色の切り替え可能な狭帯域の光学フィルタを組み合わせてもよい。要は、まず、基準とする３色或いは、４色の色光を順次に点灯させ、各ＲＧＢ光学フィルタを有するＲＧＢ受光センサ出力を求め、或いは、ＲＹＧＢ光学フィルタを有するＲＹＧＢ受光センサ出力を求めることで、受光センサが受光する光が、受光センサが有するＲＧＢ色分解フィルタやＲＹＧＢフィルタを透過した際にクロストーク成分の無い信号を得ておく。ただし、３色又は４色に限らず、少なくとも３色以上の色光を発光させることができればよい。
【００２７】
次に、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯した場合や、ＲＧＶ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯した場合、或いは、白色ＬＥＤ光源を点灯した場合について、受光センサが有するＲＧＢ色分解フィルタを透過して該受光センサに到達した光により得られた各ＲＧＢに対応する受光センサ出力、或いは、４色の単色ＬＥＤを同時に点灯した際に、４色に対応した４色の色分解フィルタを透過して受光センサに到達した光により得られた受光センサ出力を求める。４色を超える場合は、その色光に対応する数の受光センサ出力を求めればよい。
また、更には、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯する代わりに、色再現域の良好なＲＧＢ単色ＬＥＤ光源と白色ＬＥＤ光源を組み合わせて同時に点灯してもよく、また、ＲＧＶ単色ＬＥＤ光源と白色ＬＥＤ光源の組み合わせで同時に点灯してもよい。
【００２８】
本発明に係る受光出力補正システムでは、２つの光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット及び第２光ラインセンサユニット）を用いて、一方の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）を用いて取得した受光出力に基づいて、他方の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニット）の受光出力を補正する。
【００２９】
上述の通り、前記第１光ラインセンサユニット（基準となる光ラインセンサユニット）は、少なくとも３色以上の色光を発光させることができる第１光源部（例えば３色のＲＧＢの単色ＬＥＤ光源）を備える。また、前記第１光ラインセンサユニットは、前記第１光源部からの色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第１受光部を備える。前記第１光ラインセンサユニットは、前記３色以上の色光が混色しないように前記色光を独立に発光させるか、又は、任意の色光のスペクトルが他の色光のスペクトルに混在しないように狭帯域のスペクトルで発光させ、予め定めた基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第１受光部で受光させることにより、各色の第１基準受光出力を取得する。
【００３０】
一方、前記第２光ラインセンサユニットは、前記少なくとも３色以上の色光又は白色光を発光させることができる第２光源部を備える。また、前記第２光ラインセンサユニットは、前記第２光源部からの色光又は白色光が照射された対象物からの反射光又は透過光を受光する第２受光部を備える。前記第２光ラインセンサユニットは、前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、前記基準カラーチャートからの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより、各色の第２基準受光出力を取得する。
【００３１】
前記３色以上の色光は、ＬＥＤが発する色光であってもよいし、ＬＤが発する色光であってもよいし、ＬＥＤが発する色光とＬＤが発する色光を混合した色光であってもよい。前記白色光は、青色若しくは紫色のＬＥＤと蛍光体により発せられてもよい。
前記３色以上の色光を同時に発光させる場合には、ＲＧＢ３色ＬＥＤを同時に点灯させるか、ＲＧＶ３色ＬＥＤを同時に点灯させるか、前記３色ＬＥＤと白色ＬＥＤを混合した光源を同時に点灯させるか、ＲＧＢ３色ＬＤを同時に点灯させるか、ＲＧＶ３色ＬＤを同時に点灯させるか、前記３色ＬＤと白色ＬＥＤを混合した光源を同時に点灯させるか、あるいは、ＬＥＤとＬＤと白色ＬＥＤを混合した光源を同時に点灯させてもよい。
【００３２】
以下においては、特に３色のＬＥＤ光源の場合の一例について詳述する。
【００３３】
紙葉類用途の光ランセンサユニットにおいても、フラットベットスキャナ、デジタルカメラ、スマートフォン用のカメラ等においてもＲＧＢ色分解カラーフィルタを用いる機器は、多々あるが、何れもが、多かれ少なかれ、ＲＧＢ各色へのクロストーク成分を有する。
【００３４】
即ち、Ｒ受光センサ出力には、青色ＬＥＤ光源と緑色ＬＥＤ光源の発光スペクトルのＲ領域成分が含まれ、同様にＧ受光センサ出力には、赤色ＬＥＤ光源と青色ＬＥＤ光源の発光スペクトルのＧ領域成分が含まれ、Ｂ受光センサ出力には、赤色ＬＥＤ光源と緑色ＬＥＤ光源の発光スペクトルのＢ領域成分が含まれる。
【００３５】
或いは、ＲＧＢ色分解フィルタのクロストーク成分を無くするために、受光センサのＲＧＢ色分解フィルタの透過スペクトルを狭帯域にする方法が考えられるが、ＲＧＢ色分解フィルタの各色に対する透過率が極めて低くなり、それに伴い、ＲＧＢ色分解フィルタの透過光量が減少し、ＲＧＢセンサの出力が極めて小さくなる結果、信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が劣化するため現実的ではない。また、仮に、ＳＮＲの問題は抜きにしても、ＲＧＢ色分解フィルタの層構造が複雑になり、製造コストが各段に上昇してしまうため、同じく現実的ではない。
但し、色分解フィルタのクロストーク成分を極力少なくした基準となる光ラインセンサユニットを用いることは可能である。
【００３６】
更には、ＳＮＲを向上させようとすると多重サンプリングをする必要に迫られ、その結果、処理速度が低下する。処理速度を高速化しつつ、ＳＮＲを確保するには、サンプリング回数を少なくすることが重要であり、紙葉類用途の光ラインセンサユニットにおいては、多重サンプリングを避けるべきである。
【００３７】
即ち、クロストーク成分を有する場合において、ＲＧＢ受光センサの出力を維持しつつ、しかも、クロストーク成分を極めて少なくするためには、前述した以外の手段を開発することを目指すべきである。
【００３８】
そして、ＲＧＢ色分解フィルタがクロストークを生じていても、別手段により、前記クロストーク成分を極めて少なく出来れば、ＲＧＢの単色ＬＥＤ光源を順次に（独立に）点灯した場合と同等の色再現域の広いＲＧＢ受光センサ出力が得られる。以下において、本願発明者は、前述の別手段について詳述する。
【００３９】
具体的には、前記第２基準受光出力により前記第１基準受光出力が係数行列を用いた線形関数で表される場合における前記係数行列の行列要素を最小二乗法で算出する。そして、前記第２光ラインセンサユニットで前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、前記白色光を発光させ、対象物からの反射光又は透過光を前記第２受光部で受光させることにより各色の受光出力を取得し、それらの各色の受光出力に対して、前記係数行列の行列要素に基づいて算出された前記係数行列の逆行列を用いて補正を行う。前記係数行列の行列要素の逆行列は、前記第２光ラインセンサユニットの記憶部に記憶される。前記第２基準受光出力により前記第１基準受光出力が区分線形関数で表される場合には、各区分ごとに係数行列の行列要素の逆行列が前記記憶部に記憶される。
【００４０】
例えば、任意の媒体に対するＲＧＢ単色ＬＥＤの順次（独立）に点灯した時の各ＲＧＢセンサの出力をＧn（Ｒ）、Ｇn（Ｇ）、Ｇn（Ｂ）とし、ＲＧＢ単色ＬＥＤの同時に点灯した時、或いは白色ＬＥＤの点灯時のセンサ出力をＧm（Ｒ）、Ｇm（Ｇ）、Ｇm（Ｂ）とすると、各パラメータにおいて線形関係が成り立つ場合、（式１）の関係に表される。前記線形関係は、紙葉類においては、ハイライトや黒つぶれの画像がほとんど無いという前提をおく。
紙葉類においても非線形性を考慮する必要の生じた場合は、区分線形関数で近似する等の手段を用いればよい。その際には、各ＲＧＢ受光センサの出力値に対応した行列要素を用い、任意のＲＧＢ受光センサ出力に対する行列要素を割り当てるルックアップテーブルを作成しておけばよい。そのためには、各ＲＧＢ受光センサ出力においてＧn（Ｒ）、Ｇn（Ｇ）とＧm（Ｒ）、Ｇm（Ｇ）、Ｇm（Ｂ）の関係を（式１）に対して多数求めることになる。例えば、３段階の階調に対するＧn（Ｒ）、Ｇn（Ｇ）とＧm（Ｒ）、Ｇm（Ｇ）、Ｇm（Ｂ）の関係を求めるためには２７通り、４段階の場合は、６４通りの組み合わせ、５段階の場合は１２５通りの組み合わせを求めればよい。即ち、（式１）が２７個、６４個、１２５個の方程式となる。
【数１】
2019139489.tif 000002
（式１）においては、Ｇn（Ｒ）、Ｇn（Ｇ）、Ｇn（Ｂ）並びにＧm（Ｒ）、Ｇm（Ｇ）、Ｇm（Ｂ）は各々のホワイトバランス補正していることが前提となる。
【００４１】
次に、基準カラーチャートを読ませた場合の各色に対する関係をサフィックス“ｋ”として（式２）で表す。
【数２】
2019139489.tif 000003
但し、ｋ＞９である。
例えば、マクベスチャートを用いる場合は、通常２４色あるので、各ＲＧＢセンサ出力について２４個の方程式（ＲＧＢ各色では、３×２４＝７２個の方程式）が得られ、最小二乗法により、行列要素を求めることが出来る。
【００４２】
（式２）から求めた３×３行列要素は、クロストークのある場合とクロストークの無い場合の関係を表しており、（式３）で示すように（式２）の逆行列を求めれば、白色ＬＥＤ光源の点灯時、或いは、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯した時などのＲＧＢ受光センサ出力から順次（独立）に点灯した際のＲＧＢ受光センサ出力を求めることが出来る。その結果、ＲＧＢ単色ＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合と同等の広い色再現域が得られる。（式２）の逆行列を（式３）に示す。
【数３】
2019139489.tif 000004
【００４３】
但し、前記のマクベスチャートを必ずしも用いる必要は無く、他の任意のチャートを用いても良い。
例えば、１６色の基準カラーチャートや多色であるがＲＡＬ基本色など各種の色見本を用いても良い。また、中間色の豊富な折り紙などを使った自作のカラーチャートでもよい。
【００４４】
このような方法によれば、安価なＲＧＢ色分解フィルタを用いた場合に生ずるＲＧＢ色分解フィルタのクロストーク成分を極めて少なくすることが出来る。
また、更には、所望の色再現域を「基準となるＬＥＤ光源以外に改めて別の基準となるＲＧＢ光源等のカラーチャートによるＲＧＢ受光センサ出力」を求めておけば、その色再現域に極めて近い色再現域を獲得することが出来る。
【００４５】
更に、４色の光源を用いた場合には、（式２）の行列要素が４×４の行列要素になるだけであり、（式４）にＹ（黄色）の光源を加えた場合を例示する。また仮に、更に光源が増えた場合でも行列要素や光源の色光に対応したセンサ出力などを追加すればよい。
【数４】
2019139489.tif 000005
【００４６】
更に、色分解のパラメータ数に対応した一般的な変換式を（式５）に示す。
【数５】
2019139489.tif 000006
ここで、p＝ｋである。
【００４７】
以上より、所望の色再現域を実現するためには、主波長への白色点からの延長線上に色再現域の各点がプロットされることを考慮し、光源の主波長を決め、その光源（例えば、ＲＧＢＬＥＤ光源）を順次（独立）に点灯し、ホワイトバランスを取った上で、基準カラーチャートを照明し、各ＲＧＢ受光センサ出力を求め、かつ、単色ＲＧＢＬＥＤ光源を同時に点灯した際の基準カラーチャートに対する各ＲＧＢ受光センサ出力を求め、或いは、蛍光体方式の白色ＬＥＤ光源を点灯した際の基準カラーチャートに対する各ＲＧＢ受光センサ出力を求め、或いは、単色ＲＧＢＬＥＤ光源と白色ＬＥＤ光源を組み合わせて同時に点灯させ、基準カラーチャートを照明し、各ＲＧＢ受光センサ出力を求め、順次（独立）に点灯した場合と同時に点灯した場合の関係を（式３）や（式４）で求めておけば、ＲＧＢ色分解フィルタにクロストークがある場合においても、色再現域を各段に広くすることが可能になり、紙葉類の豊富な中間色を精度よく読み取ることが可能になり、その結果、紙葉類の真偽判定も正確になる。
【００４８】
本願発明において用いる白色ＬＥＤ光源は、出力が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間、及び、９０％から１０％に立ち下がるまでの時間のそれぞれは、２μ秒以下であることが好ましい。
【００４９】
このような構成によれば、応答性の高い白色ＬＥＤ光源を用いることにより、紙葉類を高速、かつ正確に判別することができる。
【００５０】
前記蛍光体は、ＹＡＧ蛍光体であることが好ましい。
【００５１】
以上のような方法によれば、応答性の高いＹＡＧ蛍光体を用いた白色ＬＥＤ光源、或いは、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させることにより、紙葉類をより高速かつ精度よく読み取ることができる。更には、４色以上の単色ＬＥＤ光源や蛍光体を用いた白色ＬＥＤと光源と単色ＬＥＤ光源の組み合わせにおいては、紙葉類を更に精度よく読み取ることが可能になる。
【００５２】
本願発明においては、以上のように、基準光源を設定しておき、前記光源を同時に点灯した際に、該基準光源の色再現域に極めて近づける手法を主として提案してきたが、基準光源を任意として、理想的なクロストークの無い（極めて少ない）ＲＧＢ色分解フィルタにより、各色光に対応したデータを取得し、その色再現域を確認後、（式１）から（式５）にある行列要素を求め、実際に使用する光源を点灯した場合にも、前記基準光源の場合と同様に、適用可能である。例えば、単色ＲＧＢＬＥＤ光源と白色ＬＥＤ光源を透過スペクトルがシャープでクロストークの無いＲＧＢ色分解フィルタと組み合わせたＲＧＢ色光を順次（独立）に点灯し、基準とするカラーチャートに対するセンサ出力を用いてもよい。
【００５３】
要は、基準とするＲＧＢ光源の作り方の違いが存在するだけである。
【００５４】
本願発明を光ラインセンサユニットに応用する際には、例えば、ＲＧＢ３色について言えば、予め、前記光ラインセンサユニットを順次に点灯した際の基準光ラインセンサユニットを設け、独立した色光により前記基準カラーチャートに対するＲＧＢ受光センサ出力Ｇn（Ｒ）_k，Ｇn（Ｇ）_k，Ｇn（Ｂ）_kを求めておき、或いは、多重サンプリングなどのＳＮＲを維持する別手段を設けたクロストークの無い同時に点灯する基準光ラインセンサユニットにより前記基準カラーチャートに対するＲＧＢ受光センサ出力Ｇn（Ｒ）_k，Ｇn（Ｇ）_k，Ｇn（Ｂ）_kを求めておき（この場合は、製品ではないため、読み取り速度に制限を設けずともよい）、次いで、実際の製品である同時に点灯する光ラインセンサユニット毎の基準カラーチャート対するＲＧＢ受光センサ出力Ｇm（Ｒ）_k，Ｇm（Ｇ）_k，Ｇm（Ｂ）_kを（式３）により補正をすれば、前記光ラインセンサユニットを同時に点灯した場合においても該光ラインセンサユニットを前記順次に点灯する基準光ラインセンサユニットに極めて近い色再現域が実現可能になる。４色以上の光源についても（式４）や（式５）を前述した方法について適用すればよい。
【００５５】
（式３）、（式４）或いは、より一般的には、（式５）の補正マトリクスをフラッシュメモリなどの書き換え可能な記憶デバイスが備わったＦＰＧＡ（field-programmable gate array）のなどのプログラマブルロジックデバイスに固定係数と伴に演算回路として内蔵させておけば、全ての製造品に対応可能である。製造が安定していれば前記光ラインセンサユニット毎の前記基準カラーチャートでの補正は必ずしも必要ではなく、製造期間毎、ロット毎に前記基準カラーチャートを用いて代表的な製造品を補正し、同じ行列要素を同ロットの製品に用いるなどの選択肢はある。また、或いはニーズに応じて、（式３）、（式４）より一般的には、（式５）などの変換式を基礎として行列要素を適宜変更することで色再現域を変更することも可能である。その場合は前記ＦＰＧＡ内臓メモリの行列要素を書き直せばよい。更には、基準カラーチャートを変更することにより、色再現域の変更が可能である。その際には、基準ＲＧＢ単色光源を順次（独立）に点灯し、ＲＧＢ受光センサにてＧn（Ｒ）_k，Ｇn（Ｇ）_k，Ｇn（Ｂ）_kを得ておき、または、前記光源（ＬＥＤやＬＤ（laser diode）のＲＧＢ色光を順次にＲＧＢ受光センサにてＧn（Ｒ）_k，Ｇn（Ｇ）_k，Ｇn（Ｂ）_kを得ておき、ＲＧＢ光源を同時に点灯した際に得たＧm（Ｒ）_k，Ｇm（Ｇ）_k，Ｇm（Ｂ）_kを（式３）により変換すればよい。
【００５６】
また或いは、何種類かの色域の異なる基準カラーチャートについてＲＧＢ受光センサにてＧn（Ｒ）_k，Ｇn（Ｇ）_k，Ｇn（Ｂ）_kを得ておき、同じ基準カラーチャートによるＲＧＢ光源を同時に点灯した際に得たＧm（Ｒ）_k，Ｇm（Ｇ）_k，Ｇm（Ｂ）_kを求め、異なる基準カラーチャートの変換テーブルを設けておき、例えば、（国別に）色域の特徴が異なる紙葉類等に適宜適用してもよい。
【００５７】
本願発明は、サイドライト片側入射型、サイドライト両側入射型、直下型、直下型とサイドライト型（片側入射）の混合方式、又は、直下型とサイドライト型（両側入射）の混合方式などの光ラインセンサユニットに適用することができる。
【００５８】
サイドライト片側入射型の光ラインセンサユニットは、導光体と、光拡散パターンと、光源とを備える。前記導光体は、長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成されている。前記光拡散パターンは、前記導光体の長手方向に沿って設けられ、前記導光体の内部に入射した光を拡散させて前記出射面から出射させる。前記光源は、前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる。前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源である。前記第２光源部は、前記導光体の長手方向における前記一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に前記光源と異なった色光を入射させる。
【００５９】
サイドライト両側入射型の光ラインセンサユニットは、導光体と、光拡散パターンと、光源とを備える。前記導光体は、長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成されている。前記光拡散パターンは、前記導光体の長手方向に沿って設けられ、前記導光体の内部に入射した光を拡散させて前記出射面から出射させる。前記光源は、前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる。前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源である。前記第２光源部は、前記導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から前記導光体の内部に前記光源と異なった色光を入射させる。
【００６０】
直下型の光ラインセンサユニットは、導光体と、光源とを備える。前記導光体は、長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成されている。前記光源は、前記導光体の長手方向に沿って並べて設けられ、前記導光体の内部に任意の色光を入射させる。前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源である。前記第２光源部は、前記導光体の長手方向に沿って前記光源と異なる配置で設けられている。
【００６１】
直下型とサイドライト型（片側入射）の混合方式の光ラインセンサユニットは、導光体と、光源とを備える。前記導光体は、長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成されている。前記光源は、前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる。前記光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源である。前記第２光源部は、前記導光体の長手方向に沿って前記光源と異なる配置で設けられている。
【００６２】
直下型とサイドライト型（両側入射）の混合方式の光ラインセンサユニットは、導光体と、光源と、別の光源とを備える。前記導光体は、長尺形状を有し、長手方向に沿って出射面が形成されている。前記光源は、前記導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から前記導光体の内部に任意の色光を入射させる。前記別の光源は、前記導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から前記導光体の内部に前記光源と異なった色光を入射させる。前記各光源は、前記任意の色光のスペクトルを紫外域、可視域、赤外域に区分した場合に少なくとも一つの区分の色光のスペクトルを有する光源である。前記第２光源部は、前記導光体の長手方向に沿って前記光源と異なる配置で設けられている。
【発明の効果】
【００６３】
本願発明によれば、白色ＬＥＤ光源及び複数の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させて紙葉類を照明することにより、ｓＲＧＢの色域を超えた紙葉類の色再現域も精度よく読み取ることが出来、その結果、紙葉類の真偽判定が正確になる。同時に、今後、紙葉類のインクが進歩し、偽造紙幣に対抗するために中間色の色再現を豊にした際にも本願発明を用いれば、精度良く読み取ることが可能になり、真偽判定が正確に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態における光ラインセンサユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】光ラインセンサユニットの付加的な構成を概略的に示す断面図である。
【図３】ライン光源の斜視図である。
【図４】ライン光源の各構成部材を示す分解斜視図である。
【図５】ライン光源の側面図である。
【図６】受光部の素子配列を示す模式図である。
【図７】受光部における受光素子と各色フィルタの配列例を示す図である。
【図８】ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源をそれぞれ個別に点灯させたときの発光スペクトルを示した図である。
【図９】ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときの発光スペクトルを示した図である。
【図１０】ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源を同時に点灯させたときの色域をｓＲＧＢの色域と比較して示したｘｙ色度図である。
【図１１】白色ＬＥＤ光源を点灯させたときの発光スペクトルを示した図である。
【図１２】白色ＬＥＤ光源の色再現域をｓＲＧＢ色域と比較した図である。
【図１３Ａ】白色ＬＥＤと単色のＲＧＢＬＥＤを同時に点灯したときの合成スペクトルを示した図である。
【図１３Ｂ】図１３−Ａの色再現域をｓＲＧＢの色域と比較した図である。
【図１４Ａ】シアン領域とイエロー領域がｓＲＧＢ域からはみ出していることを示した図である
【図１４Ｂ】緑色領域が、ｓＲＧＢ域からはみ出していることを示した図である。
【図１４Ｃ】シアン領域がｓＲＧＢ域からはみ出していることを示した図である。
【図１５】ＲＧＢ単色ＬＥＤを順次に点灯したときの色再現域を示した図である。
【図１６】Japan Color（登録商標）2001の色再現域を示した図である。
【図１７Ａ】紙葉類が、ｓＲＧＢ色域を超えた例を示した図である。
【図１７Ｂ】紙葉類が、ｓＲＧＢ色域を超えた例を示した図である。
【図１７Ｃ】紙葉類が、ｓＲＧＢ色域を超えた例を示した図である。
【図１８】ＲＧＢ単色ＬＥＤを同時に点灯させた場合や蛍光体方式の白色ＬＥＤの色再現域、ＲＧＢ単色ＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色再現域の比較を各種色域を含めて示した図である。
【図１９Ａ】基準カラーチャートに対する単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度と単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の補正前の色度を比較した図である。
【図１９Ｂ】基準カラーチャートに対する単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度と単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の補正後の色度を比較した図である。
【図２０Ａ】基準カラーチャートに対する単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度と白色ＬＥＤを点灯した場合の補正前の色度を比較した図である。
【図２０Ｂ】基準カラーチャートに対する単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度と白色ＬＥＤを点灯した場合の補正前の色度を比較した図である。
【図２１】紙葉類１について、単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度である。
【図２１Ａ】紙葉類１について、単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の色度である。
【図２１Ｂ】紙葉類１について、単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の補正後の色度である。
【図２１Ｃ】紙葉類１について、白色ＬＥＤを点灯した場合の色度である。
【図２１Ｄ】紙葉類１について、白色ＬＥＤを点灯した場合の補正後の色度である。
【図２２】紙葉類２について、単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度である。
【図２２Ａ】紙葉類２について、単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の色度である。
【図２２Ｂ】紙葉類２について、単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の補正後の色度である。
【図２２Ｃ】紙葉類２について、白色ＬＥＤを点灯した場合の色度である。
【図２２Ｄ】紙葉類２について、白色ＬＥＤを点灯した場合の補正後の色度である。
【図２３】紙葉類３について、単色ＲＧＢＬＥＤを順次（独立）に点灯した場合の色度である。
【図２３Ａ】紙葉類３について、単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の色度である。
【図２３Ｂ】紙葉類３について、単色ＲＧＢＬＥＤを同時に点灯した場合の補正後の色度である。
【図２３Ｃ】紙葉類３について、白色ＬＥＤを点灯した場合の色度である。
【図２３Ｄ】紙葉類３について、白色ＬＥＤを点灯した場合の補正後の色度である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
＜光ラインセンサユニット＞
図１は、本発明の実施の形態における光ラインセンサユニットの構成を示す概略断面図である。
【００６６】
この光ラインセンサユニットは、筐体１６と、紙葉類を照明するためのライン光源１０と、そのライン光源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（副走査方向）に搬送される。
これらの筐体１６、ライン光源１０、受光部１２、レンズアレイ１１は、ｙ方向（主走査方向）、すなわち図１における紙面に対して垂直な方向に延びていて、図１はその断面を示している。
【００６７】
ライン光源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、白色光及び紫外光であり、さらに赤外光が出射されることもある。
この紫外光は３００ｎｍ〜４００ｎｍのピーク波長を有するもので、赤外光は１５００ｎｍまでのピーク波長を有するものである。
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。
【００６８】
ライン光源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（使用時）のごみ（紙葉類の搬送時に発生する紙粉等のダスト）の飛散や傷つきからライン光源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。ただし、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。
【００６９】
ライン光源１０の底面に対向して、ライン光源１０の両端に設置された光源部３、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。光源部３，４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、光源部３，４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光源部３，４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。
【００７０】
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紫外光遮断フィルタ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。
【００７１】
この紫外光遮断フィルタ１５は、特に限定されるものではなく、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。
【００７２】
なお、紫外光遮断フィルタ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。
【００７３】
なお、前述した光ラインセンサユニットは、ライン光源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光ラインセンサユニットであったが、図２に示すように、焦点面２０を基準にして、ライン光源１０を受光部１２と反対の位置に置いて、ライン光源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、透過型の光ラインセンサユニットであってもよい。この場合、ライン光源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。また反射型の光ラインセンサユニットと透過型の光ラインセンサユニットを両方含んでいてもよい。
【００７４】
＜ライン光源＞
図３は、図１に示される光ラインセンサユニットにおけるライン光源１０の外観を概略的に示す斜視図である。図４はライン光源１０の各構成部材の分解斜視図、図５はライン光源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光源部３と、長手方向Ｌの他方の端面付近に設けられた光源部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、光源部３及び光源部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の光学フィルタ６、第１の光学フィルタ７を有している。
【００７５】
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。
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。
【００７６】
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。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、光出射側面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。
【００７７】
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。
この光拡散パターン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Ｖ字状の溝により構成されている。この複数のＶ字状の溝の各々は、導光体１の長手方向Ｌに直交する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字状の溝は、断面が例えば二等辺三角形状を有していてもよい。
【００７８】
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、長手方向Ｌに沿ってほぼ一様の明るさで光出射側面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、照度むらを無くすことができる。
【００７９】
なお、光拡散パターンＰの溝のＶ字形状は一例であり、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。溝の深さや溝の開口幅についても、適宜変更することができる。
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。
【００８０】
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の光出射側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。
【００８１】
光源部３は、白色光（Ｗ）を発生させる白色ＬＥＤ光源３Ｗと、赤色（Ｒ）の単色光を発生させる単色ＬＥＤ光源３Ｒと、緑色（Ｇ）の単色光を発生させる単色ＬＥＤ光源３Ｇと、青色（Ｂ）の単色光を発生させる単色ＬＥＤ光源３Ｂと、紫色（Ｖ）の単色光を発生させる単色ＬＥＤ光源３Ｖとを含む。ただし、光源部３には、赤外光を発生させる赤外光源が含まれていてもよい。白色ＬＥＤ光源３Ｗは、蛍光体を蛍光させることにより白色光を発生させる光源であり、例えば青色又は紫色のＬＥＤで蛍光体を蛍光させて白色光を発生させる白色ＬＥＤ光源や、紫外域ＬＥＤで蛍光体を蛍光させて白色光を発生させる白色ＬＥＤ光源などが用いられる。蛍光体は、ＬＥＤ素子上にコーティング又は封止剤に混入され、ＬＥＤからの光に蛍光体の発光を付加させることにより、可視光域全てに出力がある白色ＬＥＤ光源となる。
【００８２】
白色ＬＥＤ光源３Ｗは、応答性が高いことが好ましく、例えば出力（相対発光強度）が１０％から９０％に立ち上がるまでの応答時間、及び、９０％から１０％に立ち下がるまでの応答時間が、２μ秒以下、特に好ましくは０．５μ秒以下である。蛍光体を蛍光させて白色光を発生させる白色ＬＥＤ光源は、蛍光体を使用していることに起因して応答性が阻害されているため、特定の蛍光体を採用することが好ましい。例えば、白色ＬＥＤ光源３ＷのＬＥＤ素子（図示せず）が紫又は青色であり、素子上に蛍光体が覆われた構造を有する。前記蛍光体として黄色発光するＹＡＧ蛍光体（ＹＡＧ：Ｃｅ（セリウムドープ酸化イットリウム、アルミニウムガーネット焼結体））を用いれば、応答速度が速い白色ＬＥＤ光源３Ｗとすることができる。
【００８３】
光源部４は、導光体１に対して紫外光を発光する紫外光源であり、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。
【００８４】
光源部３と光源部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、光源部３に電圧を印加する電極端子と光源部４に電圧を印加する電極端子とを選択することにより、光源部３及び光源部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。
【００８５】
以上の構成により、コンパクトな構成で、光源部３が設置される端面１ｅから白色光及び複数色の単色光を導光体１に入射することができ、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、前記光源部３から発光される光、又は前記光源部４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。
【００８６】
好ましくは、導光体１の光源部３が設置される端面１ｅには、４２０ｎｍ以上の可視光を透過させ、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の光学フィルタ６が設けられている。また導光体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以上の可視光を反射又は吸収することにより遮断する第１の光学フィルタ７が設けられている。
【００８７】
第２の光学フィルタ６、第１の光学フィルタ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。例えば反射させる光学フィルタであれば、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。
【００８８】
第２の光学フィルタ６、第１の光学フィルタ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の光学フィルタ６が紫外光を吸収する光学フィルタであれば、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。
【００８９】
また第１の光学フィルタ７が可視光を吸収する光学フィルタであれば、紫外光を通過させ可視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の光学フィルタ６、第１の光学フィルタ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の光学フィルタ６、第１の光学フィルタ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の光学フィルタ６、第１の光学フィルタ７を導光体１の端面１ｅ，１ｆに設けるのではなく、光源部３，４に設けることも可能である。この場合、各光源部３，４に光学フィルタ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光学フィルタ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、光源部３の封止剤に、可視光を透過させ、紫外光を遮断する物質を添加することにより、第２の光学フィルタ６を構成してもよい。同様に、光源部４の封止剤に、紫外光を透過させ、可視光を遮断する物質を添加することにより、第１の光学フィルタ７を構成してもよい。
【００９０】
第１の光学フィルタ７が、紫外光を透過させ、可視光を反射又は吸収する光学フィルタであれば、次のような利点がある。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。紫外光が光源部４から照射されるときに、その照射光が光源部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の光学フィルタ７を、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。
【００９１】
第２の光学フィルタ６が、可視光を透過させ、紫外光を反射又は吸収する光学フィルタであれば、次のような利点がある。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。光源部４から照射された紫外光が導光体１の端面１ｅを通過して光源部３に当たると、６９０ｎｍ付近の蛍光が光源部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の光学フィルタ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。
【００９２】
本発明の実施の形態では、第２の光学フィルタ６が可視光を透過させ、紫外光を反射する光学フィルタの方が好ましく、次のような利点がある。光源部４から導光体１に入射され第２の光学フィルタ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の光学フィルタ６は光源部３から照射される可視光を透過させるので、光源部３からの可視光が導光体１に入るのを妨げることもない。
【００９３】
また第１の光学フィルタ７が紫外光を透過させ、可視光を反射する光学フィルタであれば、光源部３から照射され、導光体１に入射され第１の光学フィルタ７で反射し導光体１に戻る可視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の光学フィルタ７は光源部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。
【００９４】
光源部４から発光される紫外光は、第１の光学フィルタ７を介して導光体１に入射し、光拡散パターン形成面１ｇにより拡散・屈折して、光出射側面１ｄから焦点面２０にある紙葉類（媒体）に照射される。これにより、紙葉類から蛍光が生じ、その蛍光色発光が受光部１２で検出されることにより、紫外光を用いた紙葉類の識別を行うことができる。
光源部３の白色ＬＥＤ光源から発光される白色光、単色ＬＥＤ光源３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，３Ｖから発光される複数色の単色光は、第２の光学フィルタ６を介して導光体１に入射し、光拡散パターン形成面１ｇにより拡散・屈折して、光出射側面１ｄから焦点面２０にある紙葉類（媒体）に照射される。これにより、可視光を用いた紙葉類の識別を行うことができる。
【００９５】
＜受光部＞
図６は、受光部１２の素子配列を示す模式図である。受光部１２は、ｙ方向に直線状に並べられた複数の受光素子（それぞれフォトダイオード、フォトトランジスタなどで構成される）と信号処理部２１とドライバ２２とを一体化させたセンサＩＣチップを配列し、各受光素子をカラーフィルタで覆い、これを基板上に実装したものである。ドライバ２２は受光素子を駆動するためのバイアス電流を作成し供給する回路部分であり、信号処理部２１は受光素子の光検出信号を読み取り処理する回路部分である。受光素子の種類は、限定されないが、例えばシリコンＰＮダイオード若しくはＰＩＮダイオードが用いられる。
【００９６】
紙葉類がｘ方向（副走査方向）に移動する間に、一列に並べられた受光素子を露光することによって、紙葉類の面上にｙ方向（主走査方向）に沿った所定幅の観測ラインを設定することができる。紙葉類のライン情報を読み取る露光時間（光学読取時間という）は、光源の強度、センサの波長感度などに応じて任意に設定できる。例えば紙葉類のｘ方向の移動速度はＡＴＭや紙幣処理機などでは１５００〜２０００ｍｍ／秒であり、光学読取時間として０．５〜１．０ミリ秒を採用すれば、観測ラインのｘ方向の幅は０．７５〜２ｍｍとなる。
【００９７】
本発明の実施の形態では、図６に示すように、受光部１２の一画素（画素とは、画像データを読み取り処理する空間的単位を言う）あたり複数、例えば４つの受光素子が直線状に並んで構成されている。図６では、４つの受光素子のうち、１番目の受光素子が赤（Ｒ）のカラーフィルタで覆われ、２番目の受光素子が緑（Ｇ）のカラーフィルタで覆われ、３番目の受光素子が青（Ｂ）のカラーフィルタで覆われている。そして、４番目の受光素子は透明フィルタ（Ｗ）で覆われているか、若しくは各色フィルタで覆われていない。なお前記カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は通常、３００〜４００ｎｍの紫外光に対しては不透明であり、波長８００ｎｍ以上の赤外光に対しては透過性を有する。
このように、受光部１２には、各画素に対応付けて可視光カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が設けられ、このカラーフィルタを透過した光が各受光素子に入射する。ただし、カラーフィルタは、各画素につき３色に限らない。
なお、図６では１素子のみが同一色のカラーフィルタで覆われていたが、２つ以上の受光素子が同一色のカラーフィルタで覆われていてもよい。
【００９８】
透明（Ｗ）フィルタは、いかなる着色もない「透明な」フィルタである。若しくは全てのカラーフィルタの光透過スペクトルを重ね合わせた光透過スペクトルであってもよい。例えばＲフィルタの光透過スペクトルと、Ｇフィルタの光透過スペクトルと、Ｂフィルタの光透スペクトルを重ね合わせて出来た輪郭を有する光透過スペクトルであってもよい。透過帯域をつないで包絡線を作ったときの、この包絡線と同様の光透過率を有しても良い。このような「透明フィルタ」を形成する光学フィルタの材料は、有機材料では透明なアクリル樹脂、シクロオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂の中から選ばれ、また無機系では窒化シリコン、酸化シリコンの中から選ばれる。
【００９９】
これらの各色フィルタ材料は、３００〜４００ｎｍの紫外光に対しても透明である。
なお、有機材料においては、液晶用途に用いられる紫外光吸収剤を含んだ透明材料は、紫外光に対して透明でないので、採用することは好ましくない。
このように、受光部１２は、一画素に複数の受光素子とそれらを覆う各色のカラーフィルタが搭載されているため、光源の波長を切り替えないで、それぞれが所望の波長領域の光を単独で照射できる複数の発光素子を同時に点灯させて、紙葉類の色情報を１本の観測ラインで一度に出力することが可能となる。
【０１００】
このような構成の受光部１２の光検出信号は、各受光素子の光検出信号を同時に取得した信号であり、これらは信号処理部２１に入力される。信号処理部２１は、受光部１２のＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフィルタを透過した受光素子の信号強度に基づいて、紙葉類の色情報を判別するとともに、透明（Ｗ）フィルタを透過し、若しくは、前記各色フィルタを透過しない信号強度に基づいて、当該画素に入ってくる全体光量を算出する。これにより、全体光量を分母（リファレンス）とした、各色信号の正確な光量に基づく画像データを得ることができる。
【０１０１】
ただし、受光部１２の素子配列は前記の形態に限定されるものではない。例えば、受光部１２の受光素子は図７（ａ）に示したように、ＲＧＢＷＲＧＢＷ・・・というように一列に配列されているとは限らず、二列以上に配列されたものであってもよい。図７（ｂ）は、前記受光素子が一画素あたり２×２に配列されたものであり、２列のうち１つの列（例えば下の列）の一隅に、透明（Ｗ）フィルタ又は各色フィルタ無の第二の受光素子が配列されている例を示す。図７（ｃ）は前記受光素子が一画素あたり４列に配列されたものであり、それらの４列のうち１つの列（例えば最も下の列）に、透明（Ｗ）フィルタ又は各色フィルタ無の第二の受光素子が配列されている例を示す。これらの場合でも、一画素内において、透明（Ｗ）フィルタを通して又は各色フィルタ無の受光素子で検出された光信号を記録するとともに、各カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を透過した各受光素子の信号強度を検出することができる。
また、透明（Ｗ）フィルタの代わりに、緑（Ｇ）のカラーフィルタを設けることにより、ＲＧＢＧＲＧＢＧ・・・というような配列にしてもよい。
【０１０２】
前述したように、ＲＧＢ単色光源を順次（独立）に点灯することによりＲＧＢ受光センサ出力をまず求めておき、ＲＧＢ単色光源を同時に点灯するか、或いは、蛍光体方式白色ＬＥＤ光源で得られたＲＧＢ色分解フィルタのクロストーク成分を含むＲＧＢ受光センサ出力を求めておき、更には、前記単色ＲＧＢ光源と白色ＬＥＤ光源を組み合わせて同時に点灯し、ＲＧＢ受光センサからの出力を求めておき、変換式（式１）乃至（式３）及び（式４）を用いて、クロストーク成分の無いＲＧＢ単色光源を順次（独立）に点灯した際に極めて近いＲＧＢ受光センサ出力を求めることができ、その結果、ＲＧＢ単色光源を順次（独立）に点灯した際の色再現域に極めて近く、各段に広い色再現域が得られることが確認できたのであるが、本願発明の実施形態では、前述した各種の実施形態の中で代表的な単色ＲＧＢＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯した場合を基準の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）とし、補正される側の単色ＲＧＢＬＥＤ光源を同時に点灯した場合を第２光ラインセンサユニットＡ、並びに、白色ＬＥＤ光源を点灯した場合を第２光ラインセンサユニットＢとして以下に例示する。
【０１０３】
基準の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）、及び、補正される側の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）としては、例えば図１〜図７に示したような光ラインセンサユニットをそれぞれ用いることができる。ただし、基準の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）と、補正される側の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）とで、それぞれ異なる構成を有していてもよい。
【０１０４】
基準の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）は、少なくとも３色以上の色光を発光させることができる光源部（第１光源部）を備えていればよい。当該光源部は、上述の光ラインセンサユニットの光源部３と同一であってもよいが、光源部３における白色ＬＥＤ光源３Ｗが省略された構成などであってもよい。また、当該光源部は、赤色、緑色、青色及び紫色の４色の色光を発光させる構成に限らず、少なくとも３色以上の色光を発光させることができればよい。また、当該光源部は、ＬＥＤに限らず、ＬＤなどの他の光源やそれらの組み合わせにより構成されていてもよいし、各色の組み合わせも任意である。基準の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）では、前記３色以上の色光が混色しないように色光を独立に発光させるか、又は、任意の色光のスペクトルが他の色光のスペクトルに混在しないように狭帯域のスペクトルで発光させる。そして、その光が予め定めた基準カラーチャートに照射され、当該基準カラーチャートからの反射光又は透過光が受光部１２（第１受光部）で受光される。これにより、各色の第１基準受光出力が取得される。
【０１０５】
一方、補正される側の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）は、少なくとも３色以上の色光又は白色光を発光させることができる光源部（第２光源部）を備えていればよい。当該光源部は、上述の光ラインセンサユニットの光源部３と同一であってもよいが、光源部３における白色ＬＥＤ光源３Ｗが省略された構成、又は、各単色ＬＥＤ光源３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，３Ｖが省略された構成などであってもよい。また、当該光源部は、赤色、緑色、青色及び紫色の４色の色光を発光させる構成に限らず、少なくとも３色以上の色光を発光させることができればよい。また、当該光源部は、ＬＥＤに限らず、ＬＤなどの他の光源やそれらの組み合わせにより構成されていてもよいし、各色の組み合わせも任意である。補正される側の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）では、前記３色以上の色光を同時に発光させるか、又は、白色ＬＥＤ光源３Ｗから白色光を発光させる。そして、その光が前記基準カラーチャートに照射され、当該基準カラーチャートからの反射光又は透過光が受光部１２（第２受光部）で受光される。これにより、各色の第２基準受光出力が取得される。
【０１０６】
そして、基準の光ラインセンサユニット（第１光ラインセンサユニット）により取得した第１基準受光出力と、補正される側の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）により取得した第２基準受光出力とを用いて、上述の式（１）や式（２）に例示されるような複数の行列要素からなる係数行列が、最小二乗法により算出される。この係数行列の行列要素に基づいて、当該係数行列の逆行列が算出され、光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）の記憶部に記憶される。補正される側の光ラインセンサユニット（第２光ラインセンサユニットＡ又は第２光ラインセンサユニットＢ）において、紙葉類などの対象物が読み取られたときには、対象物からの反射光又は透過光が受光部１２（第２受光部）で受光され、各色の受光出力が取得される。そして、各色の受光出力に対して、係数行列の逆行列を用いて上述の式（３）〜式（５）に例示されるような演算を行うことにより、各色の受光出力が補正される。
【０１０７】
＜ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯した場合：（第２光ラインセンサユニットＡ＞
ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）したとき、及び、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）したときに、それぞれ基準カラーチャートを読ませてＲＧＢ受光センサ出力を得、次に、Ａ／Ｄ（８ビット）変換して求めたＲＧＢ値をＣＩＥ１９３１の３×３マトリクスにより、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）値に変換し、（ｘ，ｙ）色度値を求め、更にその差分である（Δｘ、Δｙ）を基準カラーチャートのＣ１からＣ２４の各色について、Δｘ２＋Δｙ２の平方根を本願発明における色差とし、グラフ化し、図１９Ａ及び図１９Ｂに示す。図１９Ａ及び図１９Ｂにおける線分の長さが前記色差である。
【０１０８】
図１９Ａに、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯（第１光ラインセンサユニット）した場合と補正前の単色ＲＧＢＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）した際の色差を示し、図１９ＢにＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯（第１光ラインセンサユニット）した場合と単色ＲＧＢＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）した際の補正後の色差を示す。図１９Ａ及び図１９Ｂによれば、補正前の第２光ラインセンサユニットＡと第１光ラインセンサユニットの色差（線分の長さが長い）が、補正後には、小さく（線分の長さが短い）なっていることが分かる。図１９Ａ及び図１９Ｂにおける四角のマークがＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯（第１光ラインセンサユニット）した際の色度を示し、丸のマークが単色ＲＧＢＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）した際の色度を表している。
【０１０９】
＜蛍光体方式白色ＬＥＤの場合：第２光ラインセンサユニットＢ＞
ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）したときと、蛍光体方式白色ＬＥＤ光源を点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）したときに、それぞれ基準カラーチャートを読ませて、ＲＧＢ受光センサ出力を得、次にＡ／Ｄ変換（８ビット）して求めたＲＧＢ値をＣＩＥ１９３１の３×３マトリクスにより、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）値に変換し、（ｘ，ｙ）色度値を求め、更にその差分である（Δｘ、Δｙ）を基準カラーチャートのＣ１からＣ２４の各色について、図２０Ａ及び図２０Ｂに示す。
【０１１０】
図２０Ａに、補正前の蛍光体方式白色ＬＥＤ光源の点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）とＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯（第１光ラインセンサユニット）したときの色差を示し、図２０ＢにＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯したときと蛍光体方式白色ＬＥＤ光源を点灯し補正を加えたときの色差を示す。図２０Ａ及び図２０Ｂにおける四角のマークがＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次に点灯（第１光ラインセンサユニット）したときの色度を示し、丸のマークが補正前の蛍光体方式白色ＬＥＤ光源を点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）したときの色度を表している。図２０Ａ及び図２０Ｂによれば、蛍光体方式白色ＬＥＤ光源を点灯したときと単色ＲＧＢＬＥＤ光源を順次に点灯したときの色差（線分の長さ長い）が、補正後には、小さく（線分の長さが短い）なっていることが分かる。
【０１１１】
＜紙葉類の色再現性＞
紙葉類の色再現域について、基準の光源であるＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）したときと、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）したとき、更には、蛍光体方式白色ＬＥＤ光源を点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）したときの色再現域を図２１〜図２３に示す。また、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）したときと蛍光体方式白色ＬＥＤ光源を点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）したときの色再現域をそれぞれ補正した色再現域も合わせて図２１〜図２３に示す。
【０１１２】
図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２３Ａ、図２３Ｂによれば、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）について、補正前よりも補正後の色再現域が広く、かつ、ｓＲＧＢの色域を超えた領域も再現出来ており、また、単色ＲＧＢＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）したときの色再現域に近づいていることが分かる。
また、図２１Ｃ、図２１Ｄ、図２２Ｃ、図２２Ｄ、図２３Ｃ、図２３Ｄによれば、白色ＬＥＤ光源（第２光ラインセンサユニットＢ）について、補正前よりも補正後の色再現域が広く、かつ、ｓＲＧＢの色域を超えた領域も再現出来ており、また、単色ＲＧＢＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）したときの色再現域に近づいていることが分かる。
【０１１３】
本願発明においては、白色ＬＥＤ光源３Ｗの出力が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間、及び、９０％から１０％に立ち下がるまでの時間のそれぞれが、２μ秒以下であるため、応答性の高い白色ＬＥＤ光源３Ｗを用いて紙葉類を高速で読み取ることができる。
【０１１４】
特に、白色ＬＥＤ光源３Ｗが、蛍光体として応答性の高いＹＡＧ蛍光体を用いるものであるため、紙葉類をより高速で読み取ることができる。
【０１１５】
また、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯したときには、前記白色ＬＥＤ光源同等以上に高速の読み取りが可能になる。
【０１１６】
＜作用効果＞
以上のように、例えば、「色再現域の広いＲＧＢ単色光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）した場合を基準として、基準とするカラーチャートを用いて得た、各ＲＧＢ受光センサのゲイン値」と、「ＲＧＢ単色光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）した場合や白色ＬＥＤ光源を点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）した場合に、基準カラーチャートを用いて得た、各ＲＧＢセンサのゲイン値」との関係を（式１）から（式３）を介して求めることにより、色再現域の広いＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯（第１光ラインセンサユニット）した場合に極めて近い色再現域を獲得することが可能になる。
【０１１７】
ここまで、広い色再現域を実現し、中間色の色再現を正確にし、ひいては、真偽判定を正確にするために、主として、ＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を順次（独立）に点灯させた場合を基準光源とすることを述べてきたが、前述したようにＲＧＢ単色光源は、ＬＥＤに限らず、光学フィルタを用いてシャープな透過スペクトル特性を有するＲＧＢ光を作り（第１光ラインセンサユニット）、基準カラーチャートを用いてＲＧＢ単色ＬＥＤ光源を同時に点灯（第２光ラインセンサユニットＡ）した場合や白色ＬＥＤ光源を点灯（第２光ラインセンサユニットＢ）してＲＧＢ光学フィルタを介して得たＲＧＢ受光センサのゲイン値を、（式１）から（式３）を用いて、（式３）の逆行列要素を求め、前記光学フィルタを用いた場合（第１光ラインセンサユニット）のＲＧＢ受光センサゲイン値に換算してもよい。更には、基準光源としてＲＧＢ単色ＬＥＤ光源の代わりにＲＧＢＬＤ（Laser Diode）光源を用いて、（式１）から（式２）を用いて、（式３）の逆行列要素を求め、ＲＧＢＬＤのＲＧＢセンサのゲイン値に換算してもよい。その他各種色光を有する３色以上の光源を基準光源として用いてもよい。但し基準光ラインセンサユニットの色光の数と補正される側の光ラインセンサユニットの色光の数は同じである。
【０１１８】
ライン光源１０は、導光体１に対して長手方向Ｌの一方又は両方の端面から光を入射させ、光拡散パターンＰで光を拡散・屈折させるような構成に限らず、導光体１の底側面１ａ側から光出射側面１ｄを介して焦点面２０に光を直接照射するような構成（いわゆる直下型）であってもよい。この場合、紫外光源が、導光体の長手方向に沿って並べて複数設けられ、導光体の内部に紫外光を入射させるような構成であってもよい。また、赤外光源が、導光体の長手方向における一方の端面に対向し、当該一方の端面から導光体の内部に赤外光を入射させてもよい。さらに、白色ＬＥＤ光源及び複数の単色ＬＥＤ光源（ＲＧＢ各色の単色ＬＥＤ光源３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの少なくとも２つ）が、導光体の長手方向における他方の端面に対向し、当該他方の端面から導光体の内部に光を入射させてもよい。
【０１１９】
以上の実施形態では、サイドライト両側入射型の光ラインセンサユニットに本発明が適用された構成について説明した。しかし、本発明は、サイドライト両側入射型に限らず、例えばサイドライト片側入射型、直下型、直下型とサイドライト型（片側入射）の混合方式、又は、直下型とサイドライト型（両側入射）の混合方式などの他の各種方式の光ラインセンサユニットに適用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１    導光体
３    光源部
３Ｗ  白色ＬＥＤ光源
３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ，３Ｖ  単色ＬＥＤ光源
４    光源部
１０  ライン光源
１１  レンズアレイ
１２  受光部
Ｐ    光拡散パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２２】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
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【図２３Ｄ】
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