DE112013006158T5

DE112013006158T5 - Lichtleiter, Lichtquellenvorrichtung und Bildleseeinrichtung

Info

Publication number: DE112013006158T5
Application number: DE112013006158.9T
Authority: DE
Inventors: Akiko FUJIUCHI; Taku MATSUZAWA; Hironobu Arimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2033-12-14
Also published as: CN108012045A; DE112013006158B4; JP6092254B2; JPWO2014097995A1; US20150316706A1; CN108132493A; US9946009B2; US20180203178A1; US20160370532A1; CN108132494B; CN104871521A; CN108012045B; US10162096B2; TWI518372B; CN108055419A; WO2014097995A1; CN104871521B; TW201439595A; US9841549B2; CN108132493B

Abstract

Ein Lichtleiter (1) weist Folgendes auf: einen ersten Austrittsbereich (1b) zum Emittieren von ersten Austrittslicht; einen zweiten Austrittsbereich (1c) zum Emittieren von zweitem Austrittslicht in einer Richtung, die sich von der Richtung des ersten Austrittslichts unterscheidet; und einen Reflexionsbereich (1a) zum Reflektieren von Licht, das in den Lichtleiter (1) eintritt, zu jedem von erstem Austrittsbereich (1b) und zweitem Austrittsbereich (1c). Der erste Austrittsbereich (1b) und der zweite Austrittsbereich (1c) haben eine erste gekrümmte Fläche bzw. eine zweite gekrümmte Fläche, die jeweils einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweisen. Der zweite Austrittsbereich (1c) ist mit dem ersten Austrittsbereich (1b) in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden. Der Reflexionsbereich (1a) ist in einer Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich (1b) und dem zweiten Austrittsbereich (1c) zugewandt ist, und zwar an einer Position, die in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung von einer Position verschoben ist, wo eine Normale zu der Ebene durch einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten Austrittsbereich (1b) und dem zweiten Austrittsbereich (1c) hindurchgeht.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtleiter zum Emittieren von Licht in zwei Richtungen, eine Lichtquellenvorrichtung, die den Lichtleiter verwendet, sowie eine Bildleseeinrichtung, die den Lichtleiter verwendet.
Stand der Technik
Lichtquellenvorrichtungen für die Verwendung in Bildleseeinrichtungen und dergleichen werden in Faxgeräten, Multifunktionsgeräten oder in Geräten zum Lesen von Wertpapieren und dergleichen verwendet. Solch eine Bildleseeinrichtung beleuchtet ein zu lesendes Dokument oder Papier mit Licht aus einer Lichtquellenvorrichtung in mehreren Richtungen.
Licht, das von solch einem zu lesenden Objekt reflektiert wird oder durch dieses hindurchgeht, wird mittels der Bildleseeinrichtung abgebildet, und zwar durch ein Abbildungselement, wie eine Linse und einen Spiegel auf ein fotoelektrisches Umsetzungselement, wie z. B. einen komplementären Metalloxid-Halbleiter-Sensor (CMOS-Sensor) und einen Sensor mit ladungsgekoppelter Schaltung (CCD-Sensor), um die optischen Informationen des zu lesenden Objekts zu detektieren.
Die Bildleseeinrichtung verwendet die erhaltenen Bildinformationen, um Dokumente zu kopieren, für eine Authentizitätsprüfung der Währung des Papiers, für eine Prüfung des Abnutzungsgrads infolge des Umlaufs oder dergleichen. Die reduzierte Größe von Bildleseeinrichtungen und die erhöhte Lesegeschwindigkeit in den vergangenen Jahren machen es erforderlich, dass die Lichtquellenvorrichtungen miniaturisiert werden und hocheffizient werden.
Einige konventionelle Lichtquellenvorrichtungen, die eine solche Beleuchtung in mehreren Richtungen erfordern, sind wie folgt aufgebaut. Beispielsweise beschreibt Patentliteratur 1 eine Bildleseeinrichtung, die ein zu lesendes Objekt mit Licht in mehreren Richtungen beleuchtet, und zwar unter Verwendung eines einzelnen Lichtleiters und eines Spiegels.
Patentliteratur 2 offenbart einen verzweigten Lichtleiter, der aus einem einzelnen Lichtleiter erhalten wird, indem Lichtumlenkflächen an mehreren Positionen des einzelnen Lichtleiters auf eine solche Weise angeordnet werden, dass sich die vertikalen Ebenen schneiden, die in der Längsrichtung der Lichtumlenkflächen verlaufen (siehe 2). Patentliteratur 2 offenbart auch einen Lichtleiter, der eine Lichtumlenkfläche und zwei Austrittsbereiche hat (Bereiche, welche Flächen aufweisen, aus welchen das Licht austritt) (siehe 10).
Patentliteratur 3 offenbart eine Lichtquellenvorrichtung, die zum Lesen von Dokumenten verwendet wird. Die Lichtquellenvorrichtung weist Folgendes auf: eine lineare Lichtquelle, eine stabförmige Linse, die parallel zu der linearen Lichtquelle angeordnet ist, und einen linearen Reflektor, der an der gegenüberliegenden Seite der stabförmigen Linse von der linearen Lichtquelle parallel zu der stabförmigen Linse an einer Position angeordnet ist, so dass er eine zweite optische Achsenebene der stabförmigen Linse schneidet.
Die stabförmige Linse hat eine erste optische Achsenebene, die optische Achsen enthält, welche durch eine erste lineare Brennpunktgruppe gehen, welche erste Brennpunkte enthält, und eine zweite optische Achsenebene, welche optische Achsen enthält, die durch eine zweite lineare Brennpunktgruppe gehen, welche zweite Brennpunkte enthält. Die erste lineare Brennpunktgruppe und die zweite lineare Brennpunktgruppe sind in der Nähe der Position angeordnet, wo die zweite optische Achsenebene des Lichts, das von dem linearen Reflektor reflektiert worden ist, die erste optische Achsenebene schneidet.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung (Kokai) JP 2008-219 244 A
Patentliteratur 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung (Kokai) JP 2008-216 409 A .
Patentliteratur 3: Japanisches Patent Nr. 5087337

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Beide Lichtleiter, die in der Patentliteratur 1 und 2 offenbart sind, sind jedoch so angeordnet, dass sich die Lichtumlenkflächen der Lichtleiter schneiden, was zu Schwierigkeiten infolge von komplizierten Herstellungsverfahren führt.
Bei dem in der Patentliteratur 2 offenbarten Lichtleiter ist die Lichtumlenkfläche über die gesamte Fläche hinweg angeordnet, wie in 10 von Patentliteratur 2 veranschaulicht. Es ergibt sich folglich das Problem, das Licht auftritt, welches aus dem Grenzbereich zwischen den Austrittsbereichen 5a und 5b austritt, d. h. Streulicht, das in einer Richtung austritt, die von den gewünschten Richtungen verschieden ist. Außerdem verringert der kleinere Querschnitt des Lichtleiters die Größe einer Eintrittsfläche 2. Folglich ergibt sich das Problem einer schlechten Anpassung an eine Lichtquelle mit großer Helligkeit, die eine große lichtemittierende Fläche aufweist.
Bei der Lichtquellenvorrichtung, die zum Lesen von Dokumenten verwendet wird und in der Patentliteratur 3 offenbart ist, sind die ersten und zweiten linearen Brennpunktgruppen in der Nähe der Position angeordnet, wo die zweite optische Achsenebene des Lichts, das von dem linearen Reflektor reflektiert worden ist, die erste optische Achsenebene schneidet. Dies führt zu gleichen Mengen von Licht der ersten und zweiten optischen Achsen, so dass sich das Problem ergibt, dass sich die Beleuchtungsstärke des Lichts zum Beleuchten der Dokumentfläche mit Licht, das eine längere Weglänge entlang der zweiten optischen Achse aufweist, von der Beleuchtungsstärke des Lichts zum Beleuchten der Dokumentfläche mit Licht entlang der ersten optischen Achse unterscheidet.
Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Folgendes anzugeben: einen bidirektionalen lichtemittierenden Lichtleiter, der kompakt und einfach aufzubauen ist, und der eine große Beleuchtungseffizienz hat; eine Lichtquelle, die den Lichtleiter verwendet; und eine Bildleseeinrichtung, die den Lichtleiter verwendet.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, Folgendes auf: einen ersten Austrittsbereich zum Emittieren von erstem Austrittslicht; einen zweiten Austrittsbereich zum Emittieren von zweitem Austrittslicht in einer Richtung, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen Reflexionsbereich zum Reflektieren von Licht, das in den Lichtleiter eintritt, und zwar zu jedem von erstem Austrittsbereich und zweitem Austrittsbereich.
Der erste Austrittsbereich hat eine erste gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich hat eine zweite gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich ist mit dem ersten Austrittsbereich in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden.
Der Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist, und zwar an einer Position, die in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung von einer Position verschoben ist, wo eine Normale zu der Ebene durch einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Austrittsbereich hindurchgeht.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, Folgendes auf: einen ersten Austrittsbereich zum Emittieren von erstem Austrittslicht; einen zweiten Austrittsbereich zum Emittieren von zweitem Austrittslicht in einer Richtung, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich; und einen zweiten Reflexionsbereich.
Der erste Austrittsbereich hat eine erste gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich hat eine zweite gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich ist mit dem ersten Austrittsbereich in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden.
Der erste Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist. Der zweite Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist.
Der Abstand zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem ersten Reflexionsbereich ist kürzer als der Abstand zwischen dem zweiten Austrittsbereich und dem zweiten Reflexionsbereich.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, Folgendes auf: einen ersten Austrittsbereich zum Emittieren von erstem Austrittslicht; einen zweiten Austrittsbereich zum Emittieren von zweitem Austrittslicht in einer Richtung, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich; und einen zweiten Reflexionsbereich.
Der erste Austrittsbereich hat eine erste gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich hat eine zweite gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich ist mit dem ersten Austrittsbereich in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden.
Der erste Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist. Der zweite Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist.
Der erste Reflexionsbereich hat eine Fläche, die größer ist als die Fläche des zweiten Reflexionsbereiches.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, Folgendes auf: einen ersten Austrittsbereich zum Emittieren von erstem Austrittslicht; einen zweiten Austrittsbereich zum Emittieren von zweitem Austrittslicht in einer Richtung, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich; und einen zweiten Reflexionsbereich.
Der erste Austrittsbereich hat eine erste gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich hat eine zweite gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich ist mit dem ersten Austrittsbereich in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden.
Der erste Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist. Der zweite Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist.
Die optische Achse des ersten Austrittslichts schneidet die optische Achse des zweiten Austrittslichts.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, Folgendes auf: einen ersten Austrittsbereich zum Emittieren von erstem Austrittslicht; einen zweiten Austrittsbereich zum Emittieren von zweitem Austrittslicht in einer Richtung, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich; einen zweiten Reflexionsbereich; und mindestens eine Aussparung.
Der erste Austrittsbereich hat eine erste gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich hat eine zweite gekrümmte Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist. Der zweite Austrittsbereich ist mit dem ersten Austrittsbereich in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden.
Der erste Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist. Der zweite Reflexionsbereich ist in einer Ebene angeordnet, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist.
Die mindestens eine Aussparung verläuft in der Längsachsenrichtung und ist an einer der Positionen oder an beiden Positionen zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Reflexionsbereich und zwischen dem zweiten Austrittsbereich und dem ersten Reflexionsbereich angeordnet.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Lichtquellenvorrichtung einen Lichtleiter gemäß einem von dem ersten bis fünften Aspekt auf, sowie einen Reflektor, der dem ersten Austrittsbereich des Lichtleiters zugewandt ist und in der Längsachsenrichtung verläuft. Der Lichtleiter bestrahlt ein zu bestrahlendes Objekt mit zweitem Austrittslicht. Der Reflektor bestrahlt das zu bestrahlende Objekt, indem er das erste Austrittslicht von dem Lichtleiter reflektiert.
Gemäß einem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildleseeinrichtung die Lichtquellenvorrichtung gemäß dem sechsten Aspekt auf, ein optisches Abbildungssystem zum Fokussieren von Streulicht, wobei das Streulicht das zweite Austrittslicht und das von dem Reflektor reflektierte Licht ist, die auf das zu bestrahlende Objekt reflektiert werden, sowie einen Lichtempfänger zum Empfangen des Lichts, das von dem optischen Abbildungssystem fokussiert worden ist.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Bildleseeinrichtung Folgendes auf: den Lichtleiter gemäß einem des ersten bis fünften Aspekts auf, und zwar zum Bestrahlen des zu bestrahlenden Objekts mit jedem von erstem Austrittslicht und zweitem Austrittslicht; ein optisches Abbildungssystem zum Fokussieren von Streulicht, wobei das Streulicht das erste Austrittslicht und das zweite Austrittslicht von dem Lichtleiter darstellt, die auf das zu bestrahlende Objekt reflektiert werden; und einen Lichtempfänger zum Empfangen des Lichts, das von dem optischen Abbildungssystem fokussiert worden ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann Folgendes erhalten werden: ein bidirektionaler lichtemittierender Lichtleiter, der kompakt und einfach aufzubauen ist und eine große Beleuchtungseffizienz aufweist; eine Lichtquellenvorrichtung, die den Lichtleiter verwendet; und eine Bildleseeinrichtung, die den Lichtleiter verwendet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Draufsicht bei Betrachtung von der Seite einer Lichtumlenkfläche des Lichtleiters gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt eines Lichtleiters mit herkömmlicher Konfiguration zeigt;
6 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine Draufsicht bei Betrachtung von der Seite einer Lichtumlenkfläche des Lichtleiters gemäß der zweiten Ausführungsform;
8 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
9 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
11 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der vierten Ausführungsform zeigt;
13 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
15 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der sechsten Ausführungsform zeigt;
17 eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der siebenten Ausführungsform zeigt;
19 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
20 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt eines Lichtleiters ohne eine Nut zeigt, was verschieden ist von dem Lichtleiter gemäß der achten Ausführungsform;
21 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt eines Lichtleiters ohne eine Nut zeigt, was verschieden ist von dem Lichtleiter gemäß der achten Ausführungsform;
22 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters mit zwei Nuten gemäß der achten Ausführungsform zeigt;
23 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters mit Nuten gemäß der achten Ausführungsform zeigt, wobei die Schnittrichtung angepasst ist;
24 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters mit Nuten gemäß der achten Ausführungsform zeigt, wobei dessen Schnittebenenwinkel angepasst ist;
25 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters mit Nuten gemäß der achten Ausführungsform zeigt, wobei die Nuten jeweils mit einem Licht-Blockierelement versehen sind;
26 eine Explosionsansicht, die die Struktur einer Lichtquellenvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
27 eine Explosionsansicht, die ein Lichtquellenteil der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zeigt;
28 eine Draufsicht der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform;
29A eine vergrößerte Querschnittsansicht der näheren Umgebung des longitudinalen Endes der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform;
29B eine longitudinale Querschnittsansicht der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform;
30A eine Abwicklungsansicht eines plattenartigen Elements, das ein Gehäuse gemäß der neunten Ausführungsform bildet;
30B eine Abwicklungsansicht eines plattenartigen Elements, das eine Lichtleiter-Halterung gemäß der neunten Ausführungsform bildet;
30C eine Abwicklungsansicht eines plattenartigen Elements, das eine Spiegel-Montagefläche gemäß der neunten Ausführungsform bildet;
31A ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt der gesamten Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zeigt;
31B ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt in der Nähe des Endes der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zeigt;
32 ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zeigt;
33 eine Ansicht eines Querschnitts senkrecht zu einer Haupt-Abtastrichtung einer Bildleseeinrichtung, die einen Bildsensor gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
34 eine Explosionsansicht der Bildleseeinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform;
35 eine externe Ansicht mit der Glas-Seite nach oben, und zwar der Bildleseeinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform;
36 eine externe Ansicht mit der Seite einer Signalverarbeitungs-Leiterplatte nach oben, und zwar der Bildleseeinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform;
37 eine Ansicht eines Querschnitts senkrecht zu einer Haupt-Abtastrichtung einer Bildleseeinrichtung, die einen Bildsensor gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht des Lichtleiters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Draufsicht bei Betrachtung von der Seite einer Lichtumlenkfläche des Lichtleiters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad (den Weg des Lichts) im Longitudinalquerschnitt (die Longitudinalrichtung wird nachstehend auch als „Längsachsenrichtung” bezeichnet) des Lichtleiters ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hier bezieht sich die „transversale” Richtung auf irgendeine der Richtungen senkrecht zu der Längsachsenrichtung (der Longitudinalrichtung), usw.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verläuft in der Längsachsenrichtung, und das einfallende Licht tritt in den Lichtleiter 1 ausgehend von einem Eintrittsbereich ein, der an dessen Ende in Längsachsenrichtung angeordnet ist. Der Lichtleiter 1 weist Folgendes auf: eine Lichtumlenkfläche (einen Reflexionsbereich) 1a zum Reflektieren von Licht, das in den Lichtleiter 1 eintritt; einen Austrittsbereich (einen ersten Austrittsbereich) 1b zum Emittieren von Primärlicht (von erstem Austrittslicht) 1h; und einen Austrittsbereich (einen zweiten Austrittsbereich) 1c zum Emittieren von Sekundärlicht (von zweitem Austrittslicht) 1i in einer Richtung, die sich von der Richtung des Primärlichts (des ersten Austrittslichts) 1h unterscheidet.
Der Austrittsbereich 1b hat eine erste gekrümmte Fläche (eine erste Austrittsfläche) mit einem konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung. Der Austrittsbereich 1c verläuft weiter zum Austrittsbereich 1b (schließt an diesen an), und zwar in der Richtung, die senkrecht zu der Längsachsenrichtung ist. Er hat eine zweite gekrümmte Fläche (eine zweite Austrittsfläche) mit einem konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung.
Die Lichtumlenkfläche 1a ist am Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen des Primärlichts 1h und des Sekundärlichts 1i angeordnet. Die Lichtumlenkfläche 1a reflektiert Licht, das in den Lichtleiter 1 eintritt, zu jedem der Austrittsbereiche 1b und 1c. Diese Lichtumlenkfläche 1a teilt das Licht, das in den Lichtleiter 1 eintritt, in Primärlicht 1h und Sekundärlicht 1i auf (spaltet dieses auf).
Die Austrittsbereiche 1b und 1c sind an einem linearen gemeinsamen Verbindungsbereich (einem Verbindungsbereich) verbunden, der in der Longitudinalrichtung verläuft. Die Austrittsbereiche 1b und 1c, die an dem gemeinsamen Verbindungsbereich verbunden sind, bilden dazwischen eine konkave Form im transversalen Querschnitt aus.
Die Lichtumlenkfläche 1a ist in einer Ebene angeordnet, die den Austrittsbereichen 1b und 1c zugewandt ist. Die Lichtumlenkfläche 1a ist versetzt (verschoben), und zwar ausgehend von einer Linie, die vertikal zu der Ebene verläuft und durch den gemeinsamen Verbindungsbereich geht, zu dem Austrittsbereich (zu dem ersten Austrittsbereich) 1b in der Richtung, die senkrecht zu der Längsachsenrichtung ist.
Genauer gesagt: Die Lichtumlenkfläche 1a ist in der Ebene angeordnet, die dem ersten Austrittsbereich 1b und dem zweiten Austrittsbereich 1c zugewandt ist, und zwar an einer Position, die in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung von einer Position verschoben ist, wo die Normale zu der Ebene durch den gemeinsamen Verbindungsbereich zwischen dem ersten Austrittsbereich 1b und dem zweiten Austrittsbereich 1c hindurchgeht.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Das Profil des Lichtleiters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung, ist aus drei geraden Linien und drei gekrümmten Linien gebildet (siehe 1).
Insbesondere weist der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung Folgendes auf: die Lichtumlenkfläche 1a, die Austrittsbereiche 1b und 1c mit gekrümmten Flächen, eine Bodenfläche, die mit der Lichtumlenkfläche 1a versehen ist, eine Seitenfläche 1d, die die Bodenfläche mit dem Austrittsbereich 1b verbindet, und eine Seitenfläche 1e, die die Bodenfläche mit dem gekrümmten Austrittsbereich 1c verbindet.
Die Lichtumlenkfläche 1a weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf. Wenn eine Normale eingezeichnet wird, und zwar ausgehend von einer linearen Aussparung, die longitudinal verläuft (gemeinsamer Verbindungsbereich), und die eine Begrenzungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1b und 1c bildet, hin zu der Bodenfläche, die mit der Lichtumlenkfläche 1a versehen ist, dann ist die Lichtumlenkfläche 1a auf der Seite des Austrittsbereichs 1b in Bezug auf die Normale angeordnet und so versetzt (verschoben), dass die Lichtumlenkfläche 1a auf der Seite des Austrittsbereichs 1c nicht vorhanden ist.
Wie in 3 gezeigt, läuft das Licht, das in den Lichtleiter 1 ausgehend von einer Eintrittsfläche 1g eintritt, die an dessen longitudinalen Ende angeordnet ist, longitudinal, wobei es an der Wandfläche des Lichtleiters 1 wiederholt reflektiert wird. Ein Teil des longitudinal laufenden Lichts trifft auf die Lichtumlenkfläche 1a.
Der Teil des Lichts, der auf die Lichtumlenkfläche 1a trifft, wird reflektiert und folglich ausgehend von dem Austrittsbereich 1b, der der Lichtumlenkfläche 1a zugewandt ist, als lineares Primärlicht 1h emittiert, das in der Longitudinalrichtung verläuft. Der Teil des Lichts, der auf die Lichtumlenkfläche 1a trifft, tritt aus dem Austrittsbereich 1c als lineares Sekundärlicht 1i aus, das in der Longitudinalrichtung verläuft. Auf diese Weise emittiert ein einzelner Lichtleiter Licht in zwei Richtungen. Licht, welches nicht auf die Lichtumlenkfläche 1a trifft, wird innerhalb des Lichtleiters 1 longitudinal geleitet und tritt aus der anderen Eintrittsfläche 1g an dem Ende aus, das der Eintrittsfläche 1g gegenüberliegt.
Wie in 4 gezeigt, trifft das Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, auf die Austrittsbereiche 1b und 1c auf, und es wird unter einem Ausrichtungswinkel oder Orientierungswinkel fokussiert, und zwar durch die gekrümmten Flächen der Austrittsbereiche 1b und 1c. Wie oben beschrieben, weist die Lichtumlenkfläche 1a ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf.
Wenn außerdem eine Normale eingezeichnet wird, und zwar ausgehend von einer linearen Aussparung, die longitudinal verläuft, und die eine Begrenzungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1b und 1c bildet, hin zu der Bodenfläche, dann ist die Lichtumlenkfläche 1a auf der Seite des Austrittsbereichs 1b der Bodenfläche in Bezug auf die Normale angeordnet und auf der Seite des Austrittsbereichs 1c nicht vorhanden. Daher ist die Lichtintensität des Primärlichts 1h ausreichend größer als die Lichtintensität des Sekundärlichts 1i.
Die Orientierungswinkel des Primärlichts 1h und des Sekundärlichts 1i können gesteuert werden, und zwar unter einem Winkel gemäß den jeweiligen Formen der Austrittsbereiche 1b und 1c. Die Bodenfläche 1k des Lichtleiters 1 mit Ausnahme der Lichtumlenkfläche 1a dient als eine Lichtleitfläche zum longitudinalen Leiten des Lichts in ihrem Inneren mittels Reflexion, ähnlich zu den anderen Flächen des Lichtleiters 1. Die Bodenfläche 1k und die Seitenflächen 1d und 1e des Lichtleiters 1 sind eben, was einen einfachen mechanischen Aufbau ermöglicht.
Ein herkömmliches Beispiel wird nachstehend beschrieben, um die Wirkungen des Lichtleiters 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen.
5 veranschaulicht den optischen Pfad eines Lichtleiters mit herkömmlicher Konfiguration im transversalen Querschnitt. In dieser Zeichnung ist die Lichtumlenkfläche 1a über die gesamte Bodenfläche hinweg angeordnet. Wenn eine Normale eingezeichnet wird, und zwar ausgehend von einer linearen Aussparung, welche eine Begrenzungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1b und 1c bildet, hin zu der Bodenfläche, dann wird folglich eine unbeabsichtigte Lichtemission verursacht, und zwar durch Reflexion von dem Lichtumlenkbereich 1a mit Ausnahme eines Bereichs, der auf der Seite des Austrittsbereichs 1b in Bezug auf die Normale angeordnet ist, d. h. ein Bereich, der auf der Seite des Austrittsbereichs 1c in Bezug auf die Normale angeordnet ist, und ein Bereich, der der Begrenzungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1b und 1c entspricht, sind mit der Lichtumlenkfläche 1a versehen. Dadurch tritt ein dahingehendes Problem auf, dass das Sekundärlicht 1i zunimmt.
Außerdem ist die Lichtumlenkfläche 1a in der Transversalrichtung breit. Folglich wird dafür gesorgt, dass das Austrittslicht Licht in verschiedenen Richtungen enthält. Dies führt zu einem Problem von breiteren Orientierungswinkeln. Ferner wird das Licht von der Lichtumlenkfläche 1a, die auf der Normalen angeordnet ist, welche von der Begrenzungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1b und 1c zu der Bodenfläche gezogen wird, zu Streulicht, das von der Begrenzungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1b und 1c austritt. Dies verursacht Schwierigkeiten, Licht nur in zwei gewünschten Richtungen zu erhalten.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann unbeabsichtigte Lichtemissionen unterbinden oder verringern. Im Ergebnis kann Licht erhalten werden, das in zwei gewünschte Richtungen aufgeteilt ist.
Zweite Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
6 ist eine Querschnittsansicht des Lichtleiters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 ist eine Draufsicht bei Betrachtung von der Seite einer Lichtumlenkfläche des Lichtleiters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 6 bis 8 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 1 bis 4. Deren weitere erneute Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Lichtumlenkfläche 1L auf, zusätzlich zu der Konfiguration des Lichtleiters 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Eine Lichtumlenkfläche 1a als ein erster Reflexionsbereich ist an einer Bodenfläche (Ebene) 1k angeordnet, die einem Austrittsbereich (einem ersten Austrittsbereich) 1b zugewandt ist. Eine Lichtumlenkfläche 1L, als ein zweiter Reflexionsbereich, ist an einer Bodenfläche (Ebene) 1m angeordnet, die einem Austrittsbereich (einem zweiten Austrittsbereich) 1c zugewandt ist. Der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1b und der Lichtumlenkfläche 1a ist kürzer als der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1c und der Lichtumlenkfläche 1L.
Die Austrittsbereiche 1b und 1c sind an einem gemeinsamen Verbindungsbereich verbunden, um eine konkave Form im Querschnitt auszubilden, der senkrecht zur Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 ist (siehe 6). Die Lichtumlenkflächen 1a und 1L sind parallel in einer Richtung angeordnet, die senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 ist (siehe 7).
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Das Profil des Lichtleiters 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung ist aus fünf geraden Linien und zwei gekrümmten Linien gebildet (siehe 6).
Insbesondere weist der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung Folgendes auf: die Lichtumlenkfläche 1a, die Austrittsbereiche 1b und 1c mit gekrümmten Flächen, eine Bodenfläche 1k, die mit der Lichtumlenkfläche 1a versehen ist, eine Seitenfläche 1d, die die Bodenfläche 1k mit dem Austrittsbereich 1b verbindet, eine Bodenfläche 1m, die mit der Lichtumlenkfläche 1L versehen ist, eine Seitenfläche 1e, die die Bodenfläche 1m mit dem Austrittsbereich 1c verbindet, und eine Seitenfläche, die die Bodenflächen 1k und 1m verbindet.
Die Lichtumlenkfläche 1a weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf und ist dem Austrittsbereich 1b zugewandt. Die Lichtumlenkfläche 1L weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf und ist dem Austrittsbereich 1c zugewandt, und die Bodenflächen 1k und 1m sind zueinander parallel.
Der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1b und der Lichtumlenkfläche 1a ist kürzer als der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1c und der Lichtumlenkfläche 1L. Die Lichtumlenkflächen 1a und 1L sind parallel in einer Richtung angeordnet, die senkrecht zu der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 ist (siehe 7).
Wie in 8 gezeigt, trifft Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, auf die Austrittsbereiche 1b und 1c und wird unter einem Orientierungswinkel von den gekrümmten Flächen der Austrittsbereiche 1b und 1c fokussiert. Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, trifft auf den Austrittsbereich 1b auf und wird unter einem Orientierungswinkel von der gekrümmten Fläche des Austrittsbereichs 1b fokussiert.
Da der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1b und der Lichtumlenkfläche 1a kürzer ist als der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1c und der Lichtumlenkfläche 1L, trifft Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, auf die Austrittsbereiche 1b und 1c auf. Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, trifft jedoch nicht auf den Austrittsbereich 1c auf.
Daher ist die Lichtintensität des Primärlichts 1h ausreichend größer als die Lichtintensität des Sekundärlichts 1i. Die Lichtumlenkflächen 1a und 1L weisen ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf. Die Orientierungswinkel des Primärlichts 1h und des Sekundärlichts 1i können gesteuert werden, und zwar unter einem Winkel gemäß den jeweiligen Formen der Austrittsbereiche 1b und 1c.
Die Bodenflächen 1k und 1m des Lichtleiters 1 mit Ausnahme der Lichtumlenkflächen 1a und 1L dienen als Lichtleitflächen, ähnlich zu den anderen Flächen des Lichtleiters 1 Die Bodenflächen und die Seitenflächen 1d und 1e des Lichtleiters 1 sind eben, was einen einfachen mechanischen Aufbau ermöglicht.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, dass der einzelne Lichtleiter 1 Licht in zwei Richtungen emittiert.
Dritte Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 9 bis 10 beschrieben.
9 ist eine Querschnittsansicht eines Lichtleiters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 9 bis 10 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 6 bis 8. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat ein Profil im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung, oder ein transversales Profil, das aus fünf geraden Linien und zwei gekrümmten Linien gebildet ist (siehe 9).
Insbesondere hat der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Bodenfläche 1k mit einer Lichtumlenkfläche 1a, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft, und eine Bodenfläche 1m mit einer Lichtumlenkfläche 1L, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft. Die Bodenfläche 1m ist außerhalb eines runden Lichtleiters angeordnet. Die Bodenflächen 1k und 1m schließen sich glatt an, und zwar durch eine Seitenfläche 1d. Ein Austrittsbereich 1b und die Bodenfläche 1m schließen sich glatt an, und zwar durch eine Seitenfläche 1e.
Das heißt, dass die Lichtumlenkflächen 1a und 1L jeweils Normalen aufweisen, die in verschiedene Richtungen zeigen (siehe 9). Der Querschnitt senkrecht zu der Längsrichtung des Lichtleiters 1 hat eine konvexe Form, die von einer runden Form mittels der Seitenflächen 1d und 1e und der Bodenfläche 1m nach außen vorsteht.
Die Lichtumlenkfläche 1a weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf und ist an der äußeren Peripherie des runden Teils im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung angeordnet. Eine erste gekrümmte Fläche des Austrittsbereichs 1b und eine zweite gekrümmte Fläche des Austrittsbereichs 1c haben die gleiche Krümmung, und die Austrittsbereiche 1b und 1c bilden eine glatte, kontinuierliche gekrümmte Fläche. Der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1b und der Lichtumlenkfläche 1a ist kürzer als der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1c und der Lichtumlenkfläche 1L.
Wie in 10 dargestellt, wird Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1b fokussiert, wohingegen Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1c fokussiert wird. Die optische Achse des Primärlichts 1h, das von dem Austrittsbereich 1b austritt, schneidet die optische Achse des Sekundärlichts 1i, das von dem Austrittsbereich 1c emittiert wird.
Wie oben beschrieben, ist die Lichtumlenkfläche 1L im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung an der Spitze eines konvex geformten Bereichs angeordnet, der einen Teil der runden Form des Lichtleiters 1 bildet, und sie weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung auf.
Die Bodenfläche 1m steht ausreichend von dem runden Bereich im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung vor. Folglich kann die Richtung des Lichts gesteuert werden, und zwar infolge der Reflexion an den Seitenflächen 1d und 1e.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, dass der einzelne Lichtleiter Licht in zwei Richtungen emittiert.
Außerdem ist der Abstand von der Lichtumlenkfläche 1a zu dem Austrittsbereich 1b kürzer als der Abstand von der Lichtumlenkfläche 1L zu dem Austrittsbereich 1c. Daher ist die Menge des Primärlichts 1h, das von dem Austrittsbereich 1b emittiert wird, größer als die Menge des Sekundärlichts 1i, das von dem Austrittsbereich 1c emittiert wird.
Vierte Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 11 bis 12 beschrieben. 11 ist eine Querschnittsansicht des Lichtleiters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 11 bis 12 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 9 bis 10. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist aus einem transparenten Harz gebildet und verläuft in der Longitudinalrichtung. Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Form von zwei Kreisen (runden Teilen) 110 und 111 im transversalen Querschnitt, die so verbunden sind, dass die Kreise eine gemeinsame Sehne aufweisen. Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Bodenfläche 1k mit einer Lichtumlenkfläche 1a, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft, und eine Bodenfläche 1m mit einer Lichtumlenkfläche 1L, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft.
Im transversalen Querschnitt ist die Bodenfläche 1m außerhalb eines runden Lichtleiters angeordnet. Die Bodenflächen 1k und 1m schließen sich glatt an, und zwar durch eine gekrümmte Seitenfläche 1d. Ein Austrittsbereich 1b und die Bodenfläche 1m schließen sich glatt an, und zwar durch eine gekrümmte Seitenfläche 1e.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein stabförmiges Element, das in der Longitudinalrichtung verläuft und einen runden Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung hat. Die Lichtumlenkfläche 1a weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf. Die Lichtumlenkfläche 1a ist an der äußeren Peripherie des runden Teils 110 im transversalen Querschnitt angeordnet. Austrittsbereiche 1b und 1c sind an verschiedenen Positionen des runden Teils 110 im transversalen Querschnitt ausgebildet und bilden eine glatte, kontinuierliche gekrümmte Fläche.
Außerdem befindet sich die Normale zu der Bodenfläche 1m auf einer Linie, die durch die Zentren von zwei Kreisen 110 und 111 geht. Der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1b und der Lichtumlenkfläche 1a ist kürzer als der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1c und der Lichtumlenkfläche 1L.
Wie in 12 dargestellt, wird Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1b fokussiert, wohingegen Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1c fokussiert wird. Die optische Achse des Primärlichts 1h, das von dem Austrittsbereich 1b austritt, schneidet die optische Achse des Sekundärlichts 1i, das von dem Austrittsbereich 1c emittiert wird.
Wie oben beschrieben, ist die Lichtumlenkfläche 1L im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung an der Spitze eines konvex geformten Bereichs angeordnet, der einen Teil des Kreises 110 des Lichtleiters 1 bildet, und sie weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung auf.
Die Bodenfläche 1m steht ausreichend von dem Kreis 110 im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung vor. Folglich kann die Richtung des Lichts gesteuert werden, und zwar infolge der Abschirmwirkung der Bereiche, welche die zwei Kreise 110 und 111 verbinden.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, dass der einzelne Lichtleiter Licht in zwei Richtungen emittiert.
Außerdem ist der Abstand von der Lichtumlenkfläche 1a zu dem Austrittsbereich 1b kürzer als der Abstand von der Lichtumlenkfläche 1L zu dem Austrittsbereich 1c. Daher ist die Menge des Primärlichts 1h, das von dem Austrittsbereich 1b emittiert wird, größer als die Menge des Sekundärlichts 1i, das von dem Austrittsbereich 1c emittiert wird.
Fünfte Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 13 bis 14 beschrieben. 13 ist eine Querschnittsansicht des Lichtleiters gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 13 bis 14 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 9 bis 10. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Form, die erhalten wird, indem drei Seiten eines Rechtecks mit einem Kreis im transversalen Querschnitt verbunden werden (siehe 13).
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Bodenfläche 1m mit einer Lichtumlenkfläche 1L, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft, und eine ebene Fläche 1k mit einer Lichtumlenkfläche 1a, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft. Die ebene Fläche 1k schließt sich glatt an einen Austrittsbereich 1c an. Im transversalen Querschnitt ist die Bodenfläche 1m außerhalb des runden Bereichs angeordnet. Eine Seitenfläche (ein Seitenwandbereich) 1d ist eben.
Das eine Ende der einen Seitenfläche (des einen Seitenwandbereichs) 1d ist senkrecht zu einem Ende (dem linken Ende in 13) der Bodenfläche 1m (der Fläche, die dem zweiten Austrittsbereich 1c zugewandt ist), und zwar im transversalen Querschnitt. Das andere Ende der einen Seitenfläche (des einen Seitenwandbereichs) 1d verläuft so, dass es an eine erste gekrümmte Fläche eines ersten Austrittsbereichs 1b anschließt (dass es an den Austrittsbereich 1b glatt anschließt), und zwar im transversalen Querschnitt.
Das eine Ende der anderen Seitenfläche 1e ist senkrecht zu dem anderen Ende (dem rechten Ende in 13) der Bodenfläche 1m, und das andere Ende der anderen Seitenfläche 1e schließt an ein Ende (das untere Ende in 13) der ebenen Fläche 1k im transversalen Querschnitt an. Außerdem haben die ebene Fläche 1k und die Bodenfläche 1m jeweils Normalen, die in verschiedene Richtungen zeigen.
Die Lichtumlenkfläche 1a weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf und ist an der äußeren Peripherie eines runden Teils transversalen Querschnitt angeordnet. Die erste und zweite gekrümmte Fläche weisen die gleiche Krümmung auf, und die Austrittsbereiche 1b und 1c bilden eine glatte, kontinuierliche gekrümmte Fläche. Der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1b und der Lichtumlenkfläche 1a ist kürzer als der Abstand zwischen dem Austrittsbereich 1c und der Lichtumlenkfläche 1L.
Wie in 14 dargestellt, wird Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1b fokussiert, wohingegen Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1c fokussiert wird. Außerdem reflektiert die Seitenfläche 1d Licht, das von dem Reflexionsbereich 1L reflektiert wird, zu dem Austrittsbereich 1c und leitet Licht in der Längsachsenrichtung des Lichtleiters 1. Die Bodenfläche 1m steht ausreichend von dem Kreis im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung vor. Folglich kann die Richtung des Lichts gesteuert werden, und zwar infolge der Reflexion an den Seitenflächen 1d und 1e.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, dass der einzelne Lichtleiter Licht in zwei Richtungen emittiert.
Außerdem ist der Abstand von der Lichtumlenkfläche 1a zu dem Austrittsbereich 1b kürzer als der Abstand von der Lichtumlenkfläche 1L zu dem Austrittsbereich 1c. Daher ist die Menge des Primärlichts 1h, das von dem Austrittsbereich 1b emittiert wird, größer als die Menge des Sekundärlichts 1i, das von dem Austrittsbereich 1c emittiert wird.
Sechste Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 15 bis 16 beschrieben.
15 ist eine Querschnittsansicht des Lichtleiters gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 16 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 15 bis 16 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 9 bis 10. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. In einem Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung bildet der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Form, die erhalten wird, indem eine Ellipse mit einem Kreis verbunden wird (siehe 15).
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Bodenfläche 1m mit einer Lichtumlenkfläche 1L, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft, und eine ebene Fläche 1k mit einer Lichtumlenkfläche 1a, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft. Die ebene Fläche 1k schließt sich glatt an einen Austrittsbereich 1c an. Im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung ist die Bodenfläche 1m außerhalb eines runden Lichtleiters angeordnet.
Die eine Seitenfläche 1d der Bodenfläche 1m ist eine gekrümmte Fläche und hat eine konvexe Form im transversalen Querschnitt. Im transversalen Querschnitt ist ein Ende der einen Seitenfläche (des Seitenwandbereichs) 1d verbunden mit einem Ende (dem linken Ende in 15) einer Ebene, die einem zweiten Austrittsbereich 1c zugewandt ist. Im transversalen Querschnitt verläuft das andere Ende der einen Seitenfläche (des Seitenwandbereichs) 1d so, dass es an eine erste gekrümmte Fläche eines ersten Austrittsbereichs 1b anschließt. Die andere Seitenfläche 1e der Bodenfläche 1m schließt an die ebene Fläche 1k an.
Die Seitenflächen 1d und 1e haben jeweils einen identischen Brennpunkt auf der Lichtumlenkfläche 1L, so dass Licht, welches von der Lichtumlenkfläche 1L gestreut wird, als kollimiertes Licht reflektiert wird. Außerdem haben die ebene Fläche 1k und die Bodenfläche 1m jeweils Normalen, die in verschiedene Richtungen zeigen.
Die Lichtumlenkfläche 1a weist ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßige Form entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 auf und ist an der äußeren Peripherie des runden Teils im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung angeordnet. Der Austrittsbereich 1b hat eine glatte, gekrümmte Fläche (eine erste gekrümmte Fläche) und ist kontinuierlich in Bezug auf den ebenen Austrittsbereich 1c. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Austrittsbereich 1c eine Ebene, aber er kann auch eine gekrümmte Fläche sein.
Wie in 16 dargestellt, wird Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1b fokussiert, wohingegen Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1c fokussiert wird. Außerdem reflektiert die Seitenfläche 1d Licht, das von dem Reflexionsbereich 1L reflektiert wird, zu dem Austrittsbereich 1c und leitet Licht in der Längsachsenrichtung des Lichtleiters 1.
Die Bodenfläche 1m steht ausreichend von dem Kreis im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung vor. Folglich kann die Richtung des Lichts gesteuert werden, und zwar infolge der Reflexion an den Seitenflächen 1d und 1e.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, dass der einzelne Lichtleiter 1 Licht in zwei Richtungen emittiert.
Siebente Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 17 bis 18 beschrieben.
17 ist eine Querschnittsansicht des Lichtleiters gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 18 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 17 bis 18 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 9 bis 10. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. In einem Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung bildet der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Form, die erhalten wird, indem vier gerade Linien mit einem Kreis verbunden werden.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Bodenfläche 1k mit einer Lichtumlenkfläche 1a, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft, und eine Bodenfläche 1m mit einer Lichtumlenkfläche 1L, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft. Eine Seitenfläche 1f schließt glatt an einen Austrittsbereich 1c an. Die andere Seitenfläche 1f schließt glatt an einen Austrittsbereich 1b an. Die eine Seitenfläche 1f und die andere Seitenfläche 1f schließen über die Bodenflächen 1k und 1m aneinander an.
Außerdem haben die ebene Fläche 1k und die Bodenfläche 1m jeweils Normalen, die in verschiedene Richtungen zeigen. Die Austrittsbereiche 1b und 1c bilden glatte, kontinuierliche gekrümmte Flächen. Die Lichtumlenkfläche 1a hat eine Fläche, die größer ist als die Fläche der Lichtumlenkfläche 1L. Das heißt, die Lichtumlenkfläche 1a hat eine transversale Länge, die länger ist als die Länge der Lichtumlenkfläche 1L.
Wie in 18 dargestellt, wird Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1b fokussiert, wohingegen Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1L reflektiert wird, unter einem Orientierungswinkel mittels des Austrittsbereichs 1c fokussiert wird.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht es, dass der einzelne Lichtleiter Licht in zwei Richtungen emittiert.
Die Lichtumlenkfläche 1a hat eine Fläche, die größer ist als die Fläche der Lichtumlenkfläche 1L, so dass die Menge von Primärlicht 1h, das von dem Austrittsbereich 1b emittiert wird, größer ist als die Menge des Sekundärlichts 1i, das von dem Austrittsbereich 1c emittiert wird.
Achte Ausführungsform
Die Struktur und der Betrieb eines Lichtleiters gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 19 bis 25 beschrieben.
19 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt des Lichtleiters gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 19 bis 25 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 9 bis 10. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Kreisform im Querschnitt senkrecht zu der Longitudinalrichtung.
Eine Seitenfläche 1f zwischen einem ersten Austrittsbereich 1b und eine Lichtumlenkfläche 1L sind mit einer Nut (einer Aussparung) 1p entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung versehen. Die Nut 1p ist aus ebenen Seitenflächen 1f und 1r gebildet. Die Seitenflächen 1f und 1r sind im transversalen Querschnitt senkrecht zueinander. Die Seitenfläche 1f der Nut 1p ist parallel zu der optischen Achse des Primärlichts 1h im transversalen Querschnitt.
Der Lichtleiter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Bodenfläche 1k mit einer Lichtumlenkfläche 1a, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft, und eine Bodenfläche 1m mit einer Lichtumlenkfläche 1L, die entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung verläuft. Austrittsbereiche 1c und 1b bilden eine glatte, kontinuierliche gekrümmte Fläche und sind im transversalen Querschnitt glatt miteinander verbunden. Die andere Seitenfläche 1f der Nut 1p schließt glatt an den Austrittsbereich 1b im transversalen Querschnitt an.
Die eine Seitenfläche 1f und die andere Seitenfläche 1r sind zueinander senkrecht 1m transversalen Querschnitt, wie oben beschrieben. Die andere Seitenfläche 1r schließt sich im transversalen Querschnitt an den Austrittsbereich 1c an, und zwar über Bodenflächen 1k und 1m, eine gekrümmte Fläche 1e, die glatt kontinuierlich in Bezug auf den Austrittsbereich 1c ist, und dergleichen. Außerdem haben die ebene Fläche 1k und die Bodenfläche 1m jeweils Normalen, die in verschiedene Richtungen zeigen.
Ein Lichtleiter 1, wie er in 20 gezeigt ist, ist dahingehend verschieden von dem Lichtleiter 1, der in 19 dargestellt ist, dass die Seitenfläche keine Nuten hat, und dass die Lichtumlenkfläche 1L stärker streut. In diesem Fall ist das Sekundärlicht 1i stärker ausgedehnt und überlappt sich folglich mit dem Primärlicht 1h. Die Ausleuchtung eines zu beleuchtenden Objekts (eines zu lesenden Objekts) mit Licht in diesem überlappten Zustand bewirkt, dass das Sekundärlicht 1i einen größeren Einfallswinkel in Bezug auf das zu beleuchtende Objekt hat.
Dies führt zu einer Verschiebung der Ausleuchtungsposition und zu großen Veränderungen der Helligkeit, wenn der Abstand zwischen einem Glas, auf welchem das zu beleuchtende Objekt montiert ist, und dem zu beleuchtenden Objekt in Abhängigkeit von der Positionierung variiert. Demzufolge blockiert ein Anordnen der Nut 1p auf der Seitenfläche des Lichtleiters 1, wie in 19 dargestellt, den optischen Pfad, der ein breiteres Sekundärlicht 1i zur Folge haben kann.
21 veranschaulicht einen Lichtleiter 1 mit Lichtumlenkflächen 1a und 1L, die große Streuwinkel haben. Wie in 22 dargestellt, beseitigt oder verringert dieser Lichtleiter 1 auch das Überlappen von Primärlicht 1h und Sekundärlicht 1i, indem Nuten 1p und 1q in den Seitenflächen vorgesehen sind. Hierbei wird die Nut 1p durch ebene Flächen 1f und 1r gebildet. Die Seitenflächen 1f und 1r sind zueinander senkrecht. Die Nut 1q ist aus ebenen Seitenflächen 1e und 1n gebildet. Die Seitenflächen 1e und 1n sind zueinander senkrecht. Die Seitenfläche 1f ist außerdem parallel zu der optischen Achse des Primärlichts 1h. Die Seitenfläche 1e ist parallel zu der optischen Achse des Sekundärlichts 1i.
Der Lichtleiter 1, wie er in 22 dargestellt ist, ist mit den Nuten 1p und 1q versehen, so dass die Seitenfläche 1f der Nut 1p parallel zu der optischen Achse des Primärlichts 1h ist, und dass die Seitenfläche 1e der Nut 1q parallel zu der optischen Achse des Sekundärlichts 1i ist. In diesem Fall ist es notwendig, dass eine Form in einer Richtung senkrecht zu dem Durchschnittswinkel der Licht-Austrittswinkel von Primärlicht 1h und Sekundärlicht 1i geöffnet ist, so dass folglich die Verbindungsstelle der Form zwischen den Austrittsbereichen 1c und 1b gebildet wird. Die Verbindungslinie der Form zwischen den Austrittsbereichen 1c und 1b kann zu einer Brechung des Austrittslichts führen.
Der Lichtleiter 1, wie er in 23 als ein weiteres modifiziertes Beispiel dargestellt ist, ist folglich mit Nuten 1p und 1q versehen, so dass die Seitenfläche 1f der Nut 1p parallel zu der optischen Achse des Primärlichts 1h ist, und dass die Seitenfläche 1n der Nut 1q parallel zu der optischen Achse des Primärlichts 1h ist. Dies verhindert es, dass die Verbindungslinie zwischen den Austrittsbereichen 1c und 1b gebildet wird, da die Form in der Richtung des Primärlichts 1h geöffnet ist.
Nur die Nuten des Lichtleiters 1, wie in 23 dargestellt, bewirken einen optischen Pfad 1h' von Licht, das in den Lichtleiter von der Nut 1q wieder eintritt, nachdem es von der Seitenfläche der Nut 1q ausgetreten ist. Das Primärlicht 1h kann sich dadurch breit verteilen. Als ein weiteres modifiziertes Beispiel können demzufolge geneigte Seitenflächen der Nuten 1p und 1q ausgebildet werden, wie bei dem Lichtleiter 1 in 24 dargestellt, um durch diesen optischen Pfad zu verhindern, dass sich das Primärlicht 1h breiter verteilt. Das heißt, die Seitenflächen 1e und 1n und die Seitenflächen 1f und 1r sind so ausgebildet, dass die Schnittwinkel zwischen den Seitenflächen 1e und 1n und zwischen den Seitenflächen 1f und 1r stumpfe Winkel sind.
Wie bei einem Lichtleiter 1, wie er in 25 dargestellt ist, kann außerdem Licht blockiert werden, indem Licht-Blockierelemente 30 vorgesehen werden, welche in Bezug auf ihre Größe so ausgebildet sind, dass sie in die Nuten 1p und 1q passen. Das Licht-Blockierelement 30 kann aus einem hochreflektierenden Material, wie z. B. Metall und einem weißen Harz gebildet sein. Dies ermöglicht es, dass Licht, das aus dem Lichtleiter 1 austritt, wieder in den Lichtleiter 1 eintritt. Folglich wird die Ausleuchtungs-Lichtmenge vergrößert.
Neunte Ausführungsform
Eine Lichtquellenvorrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine verzweigte lineare Lichtquellenvorrichtung beschrieben, die einen Lichtleiter 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet.
26 ist eine Explosionsansicht, die die Struktur der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 27 ist eine Explosionsansicht, die einen Lichtquellenteil der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 28 ist eine Draufsicht der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
29A ist eine Querschnittsansicht der näheren Umgebung des longitudinalen Endes der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 29B ist eine longitudinale Querschnittsansicht der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
30A ist eine Abwicklungsansicht eines plattenartigen Elements, das ein Gehäuse gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. 30B ist eine Abwicklungsansicht eines plattenartigen Elements, das eine Lichtleiter-Halterung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet. 30C ist eine Abwicklungsansicht eines plattenartigen Elements, das eine Spiegel-Montagefläche gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet.
31A ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 31B ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt in der Nähe des Endes der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung oder in der Nähe eines Lichtemitters gemäß der neunten Ausführungsform zeigt. 32 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die Struktur und der Betrieb der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf die 26 bis 32 beschrieben. Der Lichtleiter 1 ist, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Er weist eine Lichtumlenkfläche 1a entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung auf, sowie gekrümmte Austrittsbereiche 1b und 1c.
Ein Spiegel (Reflektor) 12 ist parallel zu dem Lichtleiter 1 in der Longitudinalrichtung angeordnet. Er reflektiert Primärlicht 1h, das von dem Lichtleiter 1 emittiert wird, und er emittiert das reflektierte Sekundärlicht in der Richtung eines Dokumentenhalters. Der Spiegel 12 ist z. B. aus einer metallisierten Fläche gebildet und hat eine dünne plattenartige oder flächenkörperartige Form, die in der Longitudinalrichtung verläuft. Der Spiegel 12 ist an der Spiegel-Montagefläche 6g eines Gehäuses 6 mittels Adhäsion oder dergleichen befestigt, und er wird in geeignetem Abstand und Winkel in Bezug auf den Lichtleiter 1 und den Dokumentenhalter gehalten.
Ein Lichtemitter 2 ist ein Lichtquellenelement, wie z. B. eine Leuchtdioden-Lichtquelle (LED), und er ist an einer Lichtemitter-Montageplatte 4 durch Löten oder dergleichen befestigt. Der Lichtemitter 2 wird mit Strom von der Lichtemitter-Montageplatte 4 betrieben, um Licht zu emittieren. Der Lichtemitter 2 emittiert Licht, und das Licht tritt in den Lichtleiter 1 von seiner einen longitudinalen Endfläche ein.
Ein Lichtemitter 3 ist ein Lichtquellenelement, wie z. B. eine Leuchtdioden-Lichtquelle (LED), und er ist an einer Lichtemitter-Montageplatte 5 durch Löten oder dergleichen befestigt. Der Lichtemitter 3 wird mit Strom von der Lichtemitter-Montageplatte 5 betrieben, um Licht zu emittieren. Der Lichtemitter 3 emittiert Licht, und das Licht tritt in den Lichtleiter 1 von einer von dessen Endflächen ein, und zwar auf derjenigen Seite, welche der Seite des Lichtemitters 2 des Lichtleiters 1 gegenüberliegt.
Ein optisches Filter 10 ist ein Element, das einen Flächenkörper aus Glas oder Polyethylen-Terephthalatharz (PET) als ein Basismaterial verwendet, um die optischen Eigenschaften zu verändern. Das optische Filter 10 ist ein Filter, welches Anregungslicht erhält, wobei es beispielsweise Phosphor oder dergleichen verwendet, oder ein Bandpassfilter oder dergleichen, das unnötige Wellenlängen entfernt.
Das optische Filter 10 ist auf einer Halterung 8 mittels Adhäsion oder dergleichen befestigt. Das optische Filter 10 kann zwischen dem Lichtemitter 2 und dem Lichtleiter 1 angeordnet sein, so dass es dem Lichtemitter 2 gegenüberliegt, und das optische Filter 10 kann zwischen dem Lichtemitter 3 und dem Lichtleiter 1 angeordnet sein, so dass es dem Lichtemitter 3 gegenüberliegt.
Die Halterung 8 hält die Lichtemitter-Montageplatte 4, das optische Filter 10 und eine Rippe 9, und sie beseitigt oder verringert unerwünschtes Licht von den Lichtemittern 2 und 3 und dem Lichtleiter 1. Ein Endbereich, der die eine Endfläche einer Lichtleiter-Halterung 7 beinhaltet, kann in die eine longitudinale Endfläche der Halterung 8 eingeführt werden. Auf der gegenüberliegenden Seite der Endfläche des Halters 8 in der Longitudinalrichtung können die Lichtemitter-Montageplatte 4 und der Lichtemitter 2 so angeordnet sein, dass sie dem Lichtleiter 1 zugewandt sind.
Außerdem ist ein Endbereich, der die eine Endfläche der Lichtleiter-Halterung 7 enthält, in die eine longitudinale Endfläche der Halterung 8 eingeführt, und auf der gegenüberliegenden Seite der Halterung 8 in der Longitudinalrichtung können die Lichtemitter-Montageplatte 5 und der Lichtemitter 3 so angeordnet sein, dass sie dem Lichtleiter 1 zugewandt sind.
Die Halterung 8 hat eine Fläche zum Halten des optischen Filters 10 auf der Seite, wo der Endbereich der Lichtleiter-Halterung 7 eingeführt ist. Die Halterung 8 hat auf deren gegenüberliegender Fläche eine Fläche zum Befestigen der Lichtemitter-Montageplatte 4 oder 5. Die Halterung 8 hat eine Öffnung, deren Größe dem Lichtemitter 2 entspricht, und zwar auf der Fläche zum Befestigen der Lichtemitter-Montageplatte 4.
Die Fläche zum Halten des optischen Filters 10 hat eine Öffnung, deren Größe dem Lichtleiter 1 entspricht. Außerdem hat die Halterung 8 eine Öffnung, deren Größe dem Lichtemitter 3 entspricht, und zwar auf der Fläche zum Befestigen der Lichtemitter-Montageplatte 5. Die Fläche zum Halten des optischen Filters 10 hat eine Öffnung, deren Größe dem Lichtleiter 1 entspricht.
Mit anderen Worten: Wenn der Lichtemitter 2 oder 3 eine ausreichend kleinere Fläche als die Fläche der Endfläche des Lichtleiters 1 aufweist, dann hat die Halterung 8 eine konische Struktur. Der Bereich, der der offenen Seite eines Rillenbereichs der Lichtleiter-Halterung 7 entspricht, wie unten beschrieben, ist so geformt, dass er in Richtung der Seite des Lichtleiters 1 vorsteht, im Vergleich zu den übrigen Bereichen.
Die Lichtleiter-Halterung 7 ist aus einer dünnen Platte gebildet, wie z. B. einer Metallplatte, die eine große Lichtreflektivität aufweist. Sie hat einen Rillenbereich 7d, der als eine lange Rille in der Longitudinalrichtung ausgebildet ist. Der Lichtleiter 1 ist in dem Rillenbereich 7d angeordnet und wird darin in der Longitudinalrichtung gehalten. Die offene Seite des Rillenbereichs 7d ist ein Austrittsbereich für Licht, das aus dem Lichtleiter 1 austritt.
Die Lichtleiter-Halterung 7 weist Lichtleiter-Haltelöcher 7a bis 7c auf. Das Lichtleiter-Halteloch 7a ist an der Bodenfläche innerhalb der langen Rille an dem longitudinalen Mittelbereich ausgebildet. Das Lichtleiter-Halteloch 7b ist an der inneren Fläche auf der offenen Seite zwischen dem longitudinalen Mittelbereich und dem longitudinalen Ende ausgebildet. Das Lichtleiter-Halteloch 7c ist an der inneren Fläche auf der offenen Seite zwischen dem longitudinalen Mittelbereich und dem longitudinalen Ende gegenüber von dem Lichtleiter-Halteloch 7b ausgebildet.
Die Lichtleiter-Halterung 7 hält den Lichtleiter 1 an einer geeigneten Position in Bezug auf den Spiegel 12 und das Gehäuse 6. Sie kann Streulicht zurückführen, und zwar von deren Seitenfläche und der Rückseite der Lichtumlenkfläche 1a zurück in den Lichtleiter 1. Dies verhindert oder verringert die Emission von unerwünschtem Licht von anderen Bereichen als den Austrittsbereichen 1b und 1c.
Außerdem ist die Lichtleiter-Halterung 7 entlang der Longitudinalrichtung mittels Falzens oder dergleichen umgebogen, und zwar an der offenen Seite von deren langer Rille, um den Lichtleiter 1 zu halten. Diese Verarbeitung bewirkt, dass die Schnittfläche des Metallblechs von der offenen Seite aus weniger sichtbar ist.
Das Gehäuse 6 ist aus einem Metallblech mit guter Verarbeitbarkeit, wie z. B. einem Eisenmaterial und einem Aluminiummaterial gebildet. Durch Umbiegen des plattenartigen Elements nach innen an den Positionen, die durch die doppelt-gestrichtelten Linien in 30 angezeigt sind, wird ein bootförmiges Gehäuse ausgebildet.
Mit anderen Worten: Das plattenartige Element wird nach innen gebogen, und zwar an der einen Längsseite des rechteckigen Bodens, um eine Längsseitenwand zu bilden. Das plattenartige Element wird auch an der anderen Längsseite des Bodens nach innen gebogen, um einen vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Transversalrichtung des Bodens zu bilden. Außerdem wird das plattenartige Element auf der kurzen Seite des Bodens nach innen gebogen, um eine kurze Seitenwand zu bilden.
Die Reihenfolge des Umbiegens kann geeignet variiert werden. Durch ein solches Umbiegen des plattenartigen Elements wird das Gehäuse 6 gebildet. Die Längsseitenwand des Gehäuses 6 wird mittels Falzens oder dergleichen umgebogen. Diese Verarbeitung bewirkt, dass die Schnittfläche des Metallblechs von der offenen Seite aus weniger sichtbar ist.
Das Gehäuse 6 weist Haltelöcher (Lichtleiter-Halterungs-Haltelöcher) 6a, 6b und 6c auf. Das Halteloch 6a ist in der Bodenfläche am longitudinalen Mittelbereich ausgebildet. Das Halteloch 6b ist in der Bodenfläche zwischen dem Halteloch 6a und dem Ende ausgebildet. Das Halteloch 6c ist in der Bodenfläche zwischen dem Halteloch 6a und dem Ende auf derjenigen Seite ausgebildet, die der Seite des Haltelochs 6b gegenüberliegt.
Das Gehäuse 6 weist ferner eine Öffnung 6d auf, die in der Bodenfläche entlang der Longitudinalrichtung ausgebildet ist, sowie ein Beleuchtungseinrichtungs-Montageloch 6e. Die Lichtleiter-Halterung 7 und der Spiegel 12 sind folglich in der Longitudinalrichtung, in der Transversalrichtung und in der Vertikalrichtung fixiert.
Das Halteloch 6a ist ein rundes Loch, das in der Bodenfläche des Gehäuses 6 ausgebildet ist. Das Halteloch 6a ist in dem longitudinalen Mittelbereich zwischen der Öffnung 6d und Halter 6f für die Lichtleiter-Halterung in der Transversalrichtung angeordnet. Das Einführen eines Stiftes 7e der Lichtleiter-Halterung 7 in das Halteloch 6a ermöglicht es, dass die Position der Lichtleiter-Halterung 7 in der Longitudinalrichtung und der Transversalrichtung fixiert ist.
Das Halteloch 6b ist ein longitudinales Langloch, das in der Bodenfläche des Gehäuses 6 angeordnet ist. Das Halteloch 6b ist an dem einen longitudinalen Ende zwischen der Öffnung 6d und der longitudinalen Seitenfläche des Gehäuses 6 in der Transversalrichtung angeordnet. Das Einführen eines Stiftes 7f der Lichtleiter-Halterung 7 in das Halteloch 6b ermöglicht es, dass die Position der Lichtleiter-Halterung 7 in der Longitudinalrichtung und der Transversalrichtung fixiert ist.
Das Halteloch 6c ist ein longitudinales Langloch, das in der Bodenfläche des Gehäuses 6 angeordnet ist. Das Halteloch 6c ist an dem anderen longitudinalen Ende der Seite vorgesehen, welche der Seite des Haltelochs 6b gegenüberliegt, und zwar zwischen der Öffnung 6d und der longitudinalen Seitenfläche des Gehäuses 6 in der transversalen Richtung. Das Einführen eines Stiftes 7g der Lichtleiter-Halterung 7 in das Halteloch 6c ermöglicht es, dass die Position der Lichtleiter-Halterung 7 in der Longitudinalrichtung und der Transversalrichtung fixiert ist.
Die Öffnung 6d ist ein Loch, das entlang der Longitudinalrichtung der Bodenfläche des Gehäuses 6 ausgebildet ist. Die Öffnung 6d ermöglicht es, dass Bildinformationen eines zu lesenden Objekts (Streulicht, das von dem mit Licht zu beleuchtenden Objekt reflektiert wird) durch diese hindurch auf einen Bildgeber (eine Linse und einen Bildsensor) geleitet werden, so dass unnötiges Licht mit Ausnahme der Bildinformationen beseitigt oder verringert wird.
Die Befestigungslöcher 6e der Beleuchtungseinrichtung sind Löcher, die an beiden longitudinalen Enden der Bodenfläche des Gehäuses 6 vorgesehen sind, um die Lichtquellenvorrichtung an einer Leseeinrichtung zu befestigen.
Die Spiegel-Montagefläche 6g ist ein Element zum Halten des Spiegels 12.
Die Spiegel-Montagefläche 6g verläuft in der Longitudinalrichtung und ist transversal außerhalb der Öffnung 6d vorgesehen. Die Spiegel-Montagefläche 6g ermöglicht das präzise Halten des Spiegels 12 unter jeglichem Winkel.
Falls die Spiegel-Montagefläche 6g so vorgesehen ist, dass sie direkt kontinuierlich in Bezug auf die Bodenfläche des Gehäuses 6 verläuft, dann ist die Spiegel-Montagefläche 6g, die einen Winkel zum Befestigen des Spiegels 12 definiert, zu nahe an der Öffnung 6d, so dass die Herstellung mit ausreichender Genauigkeit schwierig wird.
Die Spiegel-Montagefläche 6g gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht derart vorgesehen, dass sie direkt kontinuierlich in Bezug auf die Bodenfläche des Gehäuses 6 verläuft, sondern sie ist auf der Fläche angebracht, die von der Bodenfläche des Gehäuses 6 umgebogen ist. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Spiegel-Montagefläche 6g den Spiegel 12 mit Präzision hält.
Die Spiegel-Montagefläche 6g verläuft nicht über die gesamte Länge, und eine Fläche, die an die Gehäuse-Bodenfläche angrenzt, auf welcher die Spiegel-Montagefläche 6g nicht vorgesehen ist, und die auf der Seite der Spiegel-Montagefläche 6g in Bezug auf die Öffnung 6d vorgesehen ist, ist vertikal von der Gehäuse-Bodenfläche umgebogen. Dadurch wird die Festigkeit des Gehäuses erhöht.
Die Fläche kann auch in der Richtung entgegengesetzt zu der Bodenfläche umgebogen werden, um eine Befestigungsfläche der Lichtquellenvorrichtung zu bilden. Die Spiegel-Montagefläche 6g hat eine Fläche, die ausreicht, damit sich der Spiegel 12 nicht durchbiegt; insbesondere variieren die optimale Fläche und die Anordnung der Spiegel-Montagefläche 6g in Abhängigkeit des Gewichts und der Steifigkeit des Spiegels 12.
Die Rippe 9 wird an der Halterung 8 zusammen mit der Lichtemitter-Montageplatte 4 und einem Wärmeleiter 15 befestigt, indem eine Schraube 13 in ein Halterungs-Halteloch 6j eingeführt wird, das zwischen der Öffnung 6d un dem Beleuchtungseinrichtungs-Montageloch 6e in der Longitudinalrichtung des Gehäuses 6 vorgesehen ist, wie in der 29A gezeigt. Die Lichtemitter-Montageplatte 4 kann an dem Wärmeleiter 15 beispielsweise mittels Klebstoffen, Adhäsiven oder dergleichen befestigt werden.
Die Lichtleiter-Halterung 7 ist ein Element zum Halten des Lichtleiters 1. Die Lichtleiter-Halterung 7 beseitigt oder verringert das Austreten von Licht, das aus den Lichtemittern 2 und 3 emittiert wird, und des Lichts von dem Lichtleiter 1 in Bezug auf die Lichtquellenvorrichtung nach außen, und zwar ausgehend von unerwünschten Orten.
Die Lichtleiter-Halterung 7 ist aus einem dünnen Plattenmaterial gebildet, und sie wird an dem Gehäuse 6 durch Crimpen, Adhäsionskleben oder dergleichen fixiert. Die Lichtleiter-Halterung 7 hat eine Länge, die kleiner ist als die volle Länge des Gehäuses 6, und die Lichtleiter-Halterung 7 und die Halterung 8 sind an ihren jeweiligen Endflächen einander zugewandt. Der Spalt zwischen den Endflächen in der Längsrichtung der Lichtleiter-Halterung 7 und der Halterung 8 ist größer als das Ausmaß der Ausdehnung der Lichtleiter-Halterung 7 infolge ihrer Temperaturkennlinie.
Die Lichtleiter-Halterung 7 hat eine Öffnung, welche die Austrittsbereiche 1b und 1c des Lichtleiters 1 freilegt. Beide Enden der Bereiche zum Halten des Lichtleiters 1 sind in die Halterung 8 eingeführt.
Der Wärmeleiter 15, der ein Element zum Ableiten von Wärme bildet, ist aus einem Material mit hohem Adhäsisionsvermögen und hoher thermischer Leitfähigkeit gebildet, beispielsweise aus einem Silikon-Flächenkörper oder dergleichen. Der Wärmeleiter 15 ist zwischen der Lichtemitter-Montageplatte 4 und der Rippe 9 angeordnet, sowie zwischen der Lichtemitter-Montageplatte 5 und der Rippe 9.
Die Rippe 9 und das Gehäuse 6 kühlen die Lichtemitter 2 und 3. Insbesondere wird Wärme, die von dem Lichtemitter 2 erzeugt wird, durch die Lichtemitter-Montageplatte 4 zu dem Wärmeleiter 15 und der Rippe 9 und weiter zu dem Gehäuse 6 geleitet, um von dem ganzen Gehäuse 6 abgeführt zu werden. Wärme, die von dem Lichtemitter 3 erzeugt wird, wird durch die Lichtemitter-Montageplatte 5 zu dem Wärmeleiter 15 und der Rippe 9 und weiter zu dem Gehäuse 6 geleitet, um von dem ganzen Gehäuse 6 abgeführt zu werden.
31A ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt der gesamten Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zeigt. 31B ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Longitudinalquerschnitt in der Nähe des Endes der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform zeigt. 32 ist ein Diagramm, das den optischen Pfad im Transversalquerschnitt der Lichtquellenvorrichtung gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ein Teil des von den Lichtemittern 2 und 3 auf den Lichtleiter 1 einfallenden Lichts tritt in den Lichtleiter 1 direkt ein, wohingegen der Rest oder ein Teil des Rests des einfallenden Lichts von dem konischen Bereich der Innenwand der Halterung gestreut wird und dann in den Lichtleiter 1 eintritt, wie es in 31A und 31B durch Pfeile angedeutet ist. Licht, das in den Lichtleiter 1 eintritt, breitet sich longitudinal durch wiederholte Reflexion an der Wandfläche des Lichtleiters 1 aus, und ein Teil des Lichts trifft auf ein weißes gedrucktes Muster oder eine unregelmäßig geformte Lichtumlenkfläche 1a auf, die entlang der Longitudinalrichtung des Lichtleiters 1 ausgebildet sind.
Licht, das nicht auf die Lichtumlenkfläche 1a einfällt, breitet sich longitudinal innerhalb des Lichtleiters 1 aus und tritt aus der Endfläche aus, die der Eintrittsfläche gegenüberliegt. Licht, das von dem Ende austritt, wird von dem konischen Bereich der Halterung 8 gestreut und tritt erneut in den Lichtleiter 1 ein.
Licht, das auf die Lichtumlenkfläche 1a einfällt, wird mittels Reflexion von dem Austrittsbereich 1c emittiert, welcher der Lichtumlenkfläche 1a zugewandt ist, und zwar in der Richtung des beleuchteten Teils des Dokumentenhalters als lineares Sekundärlicht 1i, das sich longitudinal ausbreitet, wie in 32 dargestellt.
Ein Teil der Halterung 8, die der offenen Seite der Rille der Lichtleiter-Halterung 7 entspricht, steht zu der Seite des Lichtleiters 1 vor, im Vergleich zu den anderen Bereichen. Folglich tritt sehr wenig nicht-gleichförmiges Licht aus dem Lichtleiter 1 an dem Ende des Lichtleiters 1 aus.
Andererseits tritt ein Teil des Lichts, das auf die Lichtumlenkfläche 1a einfällt, aus dem Austrittsbereich 1b auf den Spiegel 12 auf, und zwar als lineares Primärlicht 1h, das sich longitudinal ausbreitet. Primärlicht 1h, das zum Spiegel 12 austritt, wird von dem Spiegel 12 reflektiert und tritt in der Richtung des beleuchteten Teils des Dokumentenhalters als lineares Primärlicht 1h aus, das sich longitudinal ausbreitet.
In 32, die eine Ansicht eines Querschnitts am longitudinalen Mittelbereich ist, zeigen die Pfeile von der Lichtumlenkfläche 1a des Lichtleiters 1 in Richtung des Dokumentenhalters jeweils einen optischen Hauptpfad an, auf welchem Licht, das von der Lichtumlenkfläche 1a reflektiert worden ist, das zu lesende Objekt erreicht.
Die verzweigte lineare Lichtquellenvorrichtung, die den Lichtleiter 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet, wird in der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die verzweigte lineare Lichtquellenvorrichtung kann jedoch auch den Lichtleiter 1 gemäß irgendeiner von der zweiten bis achten Ausführungsform anstelle des Lichtleiters 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwenden. Bei solch einem modifizierten Beispiel ist der Lichtleiter 1 in der verzweigten linearen Lichtquellenvorrichtung angeordnet, so dass Sekundärlicht 1i in Richtung des Spiegels 12 austritt, so dass Wirkungen und Vorteile ähnlich zu der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden können.
Zehnte Ausführungsform
Eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 33 bis 36 beschrieben. Eine Bildleseeinrichtung, die einen Lichtleiter 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet, wird in der zehnten Ausführungsform beschrieben.
33 ist eine Ansicht eines Querschnitts senkrecht zu einer Haupt-Abtastrichtung (der Longitudinalrichtung) einer Bildleseeinrichtung, die einen Bildsensor gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. 34 ist eine Explosionsansicht der Bildleseeinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 35 ist eine externe Ansicht mit der Glas-Seite nach oben, und zwar der Bildleseeinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 36 ist eine externe Ansicht mit der Seite einer Signalverarbeitungs-Leiterplatte nach oben, und zwar der Bildleseeinrichtung gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein zu lesendes Objekt (ein zu beleuchtendes Objekt) 17 ist ein Objekt, das außerhalb eines Bildsensors platziert wird. Das zu lesende Objekt 17 wird mit Austrittslicht für die auf der Oberfläche zu lesenden Informationen beleuchtet. Typische Beispiele eines solchen Objekts sind Papier-Flächenkörper, wie z. B. Papiergeld, Wertpapiere und Schecks. Das zu lesende Objekt 17 weist beispielsweise Folgendes auf: Informationen über das reflektierte Licht, die von dem Licht angezeigt werden, das von dessen Oberfläche reflektiert wird; Informationen über das hindurchgehende Licht in Bezug auf Wasserzeichen; oder dergleichen.
Der Lichtleiter 1 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Der Lichtleiter 1 weist entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung die Lichtumlenkfläche 1a und die Austrittsbereiche 1b und 1c auf, die gekrümmte Flächen haben. Der Lichtleiter 1 emittiert lineares Licht in zwei Richtungen, und zwar mittels linearer Lichtemission von jedem der Austrittsbereiche 1b und 1c.
Der Lichtleiter 18 ist ein stabförmiges Element, das aus einem transparenten Harz gebildet ist und in der Longitudinalrichtung verläuft. Der Lichtleiter 18 weist entlang der gesamten longitudinalen Ausdehnung eine Lichtumlenkfläche 18a und einen Austrittsbereich mit einer gekrümmten Fläche auf. Der Lichtleiter 18 emittiert lineares Licht in der einen Richtung mittels linearer Lichtemission von dem Austrittsbereich.
Der Lichtleiter 1 beleuchtet das zu lesende Objekt 17 mit Sekundärlicht 1i, und zwar unmittelbar oberhalb einer Stablinsen-Anordnung 21, d. h. an einer zu beleuchtenden Leseposition, wie in 33 dargestellt. Der Lichtleiter 1 beleuchtet eine Position außerhalb (auf der linken Seite in der Zeichnung) der Leseposition mit Primärlicht 1h.
Der Lichtleiter 18 beleuchtet mit Licht das zu lesende Objekt 17, welches unmittelbar oberhalb der Stablinsen-Anordnung 21 angeordnet ist, d. h. an der Leseposition.
Ein Lichtemitter 2a ist ein Lichtquellenelement, wie z. B. eine Leuchtdioden-Lichtquelle (LED), und er ist an einer Lichtemitter-Montageplatte 4 durch Löten oder dergleichen befestigt. Der Lichtemitter 2a wird mit Strom von der Lichtemitter-Montageplatte 4 betrieben, um Licht zu emittieren. Der Lichtemitter 2a emittiert einfallendes Licht, das in den Lichtleiter 1 von seiner einen longitudinalen Endfläche eintritt.
Der Lichtemitter 2b ist ein Lichtquellenelement, wie z. B. eine Leuchtdioden-Lichtquelle (LED), und er ist an einer Lichtemitter-Montageplatte 4 durch Löten oder dergleichen befestigt. Der Lichtemitter 2b wird mit Strom von der Lichtemitter-Montageplatte 4 betrieben, um Licht zu emittieren. Der Lichtemitter 2b emittiert einfallendes Licht, das in den Lichtleiter 18 von seiner einen longitudinalen Endfläche eintritt.
Eine Abdeckung 23 und eine transparente Platte 22 weisen darauf eine Transportfläche auf, entlang welcher das zu lesende Objekt 17 transportiert wird, wie in 33 dargestellt. Falls Anlagen, wie z. B. Kopiergeräte und Bankterminals, welche die Bildleseeinrichtung beinhalten, mit einer oder beiden von Abdeckung 23 und transparenter Platten 22 ausgestattet sind, dann kann die Bildleseeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder beide von Abdeckung 23 und transparenter Platte 22 nicht aufweisen.
Die Abdeckung 23 ist aus einem Harz, aus einem Metall oder dergleichen gebildet und hält die transparente Platte 22. Die transparente Platte 22 ist ein transparentes plattenartiges Element, das aus einem Material, wie z. B. Glas oder Plastik gefertigt ist, und sie ist an der Abdeckung 23 mittels Adhäsion oder dergleichen fixiert. Die Abdeckung 23 hat auf der inneren Fläche Klauen zum Andrücken der oberen Flächen der Endbereiche der Lichtleiter 1 und 18. Dadurch fixiert sie die Lichtleiter 1 und 18 transversal und vertikal.
Ein Gehäuse 6 ist aus einem Rahmen gebildet. Das Gehäuse 6 hat einen Bereich zum Halten der Abdeckung 23, die an dem Kantenbereich der einen Öffnung des Gehäuses 6 entlang zumindest der X-Richtung ausgebildet ist, wie in 35 gezeigt. Das Gehäuse 6 hat darin eine Rille zum Halten der Stablinsen-Anordnung 21. Die Stablinsen-Anordnung 21 ist longitudinal, transversal und vertikal an dem Gehäuse 6 durch Adhäsion oder dergleichen fixiert.
Außerdem hat das Gehäuse 6 auf der Innenfläche Klauen zum Halten der unteren Flächen der Endbereiche der Lichtleiter 1 und 18 und zum Fixieren der Lichtleiter 1 und 18 transversal und vertikal. Das Gehäuse 6 haltert die Lichtleiter 1 und 18, die Stablinsen-Anordnung 21, die Lichtemitter-Montageplatte 4, die Abdeckung 23 und eine Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19.
Die Stablinsen-Anordnung 21 (das optische Abbildungssystem) verläuft longitudinal und ist an dem Gehäuse 6 befestigt. Die Stablinsen-Anordnung 21 ist zwischen den Lichtleitern 1 und 18 in der Transversalrichtung angeordnet (der Richtung der Y-Achse in 34 und der Links-Rechts-Richtung in 37). Die Stablinsen-Anordnung 21 ist parallel zu den Lichtleitern 1 und 18 in der Longitudinalrichtung angeordnet (der X-Achsenrichtung in 34). Die Stablinsen-Anordnung 21 bildet Licht, das von den Lichtleitern 1 und 18 emittiert wird und von dem zu lesenden Objekt reflektiert wird, auf ein Sensor-IC 20 ab.
Der Sensor-IC 20 (der Lichtempfänger) ist ein Solid-State-Bildsensor, wie z. B. ein CMOS und ein CCD. Der Sensor-IC 20 ist an der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 mittels Chipbondens oder dergleichen befestigt, und es ist mit anderen Elementen mittels Drahtbondens oder dergleichen verbunden. Der Sensor-IC 20 ist so angeordnet, dass es parallel zu der Stablinsen-Anordnung 21 verläuft. Der Sensor-IC 20 wird von der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 angesteuert und konvertiert (konvertiert auf fotoelektrische Weise) Lichtinformationen, die durch die Stablinsen-Anordnung 21 einfallen, in ein elektrisches Signal.
Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 ist mechanisch und elektrisch mit dem Sensor-IC 20 verbunden, und sie fixiert der Sensor-IC 20 und steuert es an. Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 ist mit einem Verbinder 24 versehen. Die Energie für den Betrieb wird mittels des Verbinders 24 der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 zugeführt. Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 überträgt ein elektrisches Signal über den Verbinder 24. Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 betreibt die Lichtemitter 2 und 3 über den Verbinder 24. Der Verbinder 24 ist in mehrere Bereiche geteilt, und zwar in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung (Verwendung zum Betrieb eines Sensors, einer LED) und dergleichen.
Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 hat Einführungslöcher 19a, 19b und 19c, wie in 34 dargestellt. Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 ist longitudinal, transversal und vertikal mittels Befestigungselementen, wie z. B. Schrauben befestigt, die in jede der Platten-Befestigungslöcher 19d, 19e und 19f eingeführt sind, welche an der Unterseite des Gehäuses 6 vorgesehen sind. Das Einführungsloch 19a der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 und das Platten-Befestigungsloch 19d des Gehäuses 6 sind auf der gleichen Linie in der vertikalen Richtung des Sensor-ICs 20 (der Z-Achsenrichtung in 34) und in der Mitte des Sensor-ICs 20 in der Longitudinalrichtung (der X-Achsenrichtung in 34) vorgesehen.
Die Einführungslöcher 19a und 19b der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 und die Platten-Befestigungslöcher 19e und 19f des Gehäuses 6 sind auf der gleichen Linie in der vertikalen Richtung des Sensor-ICs 20 (der Z-Achsenrichtung in 34 und in der Ausdehnung des Sensor-ICs 20 in der Longitudinalrichtung (der X-Achsenrichtung in 34) vorgesehen.
Wenn die Befestigungsbereiche (Einführungslöcher 19b und 19c sowie Platten-Befestigungslöcher 19e und 19f) an solchen Orten vorgesehen werden, wird es möglich, dass die relative Position zwischen der Stablinsen-Anordnung 21 und dem Sensor-IC 20 mit hoher Präzision bestimmt wird.
Die Lichtemitter-Montageplatte 4, auf welcher die Lichtemitter 2a und 2b befestigt sind, hat einen Binder 26. Die Lichtemitter-Montageplatte 4 ist so angeordnet, dass die Fläche, die der Befestigungsfläche gegenüberliegt, auf welcher die Lichtemitter 2a und 2b angebracht sind, in Kontakt mit der Kontaktfläche 6m der Lichtquellenplatte ist, die innerhalb des Gehäuses entlang der Haupt-Abtastrichtung vorgesehen ist. Der Binder 26 geht durch das Einführungsloch 19a, 19b oder 19c des Gehäuses 6 und ist mit dem Verbinder 24 verbunden, der auf der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 montiert ist.
Die Stablinsen-Anordnung 21 ist ein Beispiel für ein optisches Abbildungssystem zum Bündeln von Licht, das von den Lichtleitern 1 und 18 emittiert wird und von dem zu lesenden Objekt 17 reflektiert wird. Die Stablinsen-Anordnung 21 ist ein optisches Element; beispielsweise einen Linsenanordnung zum Bündeln von Licht auf einem Liniensensor (Sensor-Anordnung), wie z. B. eine Stablinsen-Anordnung und eine Makrolinsen-Anordnung, oder eine Kombination von optischen Elementen; beispielsweise einer Linse oder einem Spiegel, die einen Bildsensor (eine Bildleseeinrichtung) eines optischen Reduktionssystems bilden.
Die zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit der Stablinsen-Anordnung 21 beschrieben. Die Stablinsen-Anordnung ist so konfiguriert, dass mehrere aufgerichtete Einheits-Vergrößerungs-Stablinsen in der Haupt-Abtastrichtung des Bildsensors angeordnet sind und mit einem Rahmen oder dergleichen fixiert werden.
Aus Gründen der Einfachheit wird jedoch nur eine kastenförmige Kontur, die in der Haupt-Abtastrichtung ausgedehnt ist, in der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Außerdem wird der Brennpunkt der Stablinsen-Anordnung 21 so angeglichen, dass er sich auf der Fläche befindet, auf welcher das zu lesende Objekt angeordnet ist (oder auf der Fläche zum Transportieren des zu lesenden Objekts, für den Fall, dass das zu lesende Objekt transportiert wird).
Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 ist eine Leiterplatte mit einem darauf montierten Sensor-IC 20. Sie hat einen (nicht dargestellten) Verbinder, um einen externen Anschluss zu ermöglichen. Der Sensor-IC 20, das das Licht empfängt, welches von der Stablinsen-Anordnung 21 gebündelt worden ist und das empfangene Licht fotoelektrisch konvertiert, ist so auf der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 montiert, dass es nur entlang der Leselänge in der Haupt-Abtastrichtung angeordnet ist. Außerdem stellt der Verbinder das elektrische Signal, das fotoelektrisch mittels des Sensor-ICs (des Sensor-ICs 20) der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 konvertiert worden ist, als ein Bildsignal nach außen hin zur Verfügung.
Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 ist an der anderen Öffnungsfläche des Gehäuses 6 mit Befestigungselementen, wie z. B. Schrauben befestigt. Die Befestigungselemente sind nicht auf Schrauben beschränkt, sondern können auch Stifte, Niete oder dergleichen sein. Außerdem kann die andere Öffnungsseite des Gehäuses 6 auch einen gestuften Bereich ähnlich zu dem gestuften Bereich mit innerer Länge der einen Öffnungsseite des Gehäuses 6, wie oben beschrieben, aufweisen, d. h. die andere Öffnungsseite des Gehäuses 6 hat ebenfalls einen gestuften Bereich mit einer kürzeren inneren Länge. Die Signalverarbeitungs-Leiterplatte 19 kann fixiert sein, indem sie in den gestuften Bereich eingepasst ist. Ein weiteres Befestigungselement, wie die oben beschriebenen Schrauben und jegliche andere Befestigungen können verwendet werden.
Licht, das in den Lichtleiter 1 von dessen Endfläche einfällt, breitet sich innerhalb des Lichtleiters 1 longitudinal aus und wird durch die Lichtumlenkfläche 1a in einer Richtung reflektiert, beispielsweise irgendeine der Richtungen senkrecht zur Longitudinalrichtung, und es tritt als Primärlicht 1h oder Sekundärlicht 1i aus. Licht, das in den Lichtleiter 18 von dessen Endfläche einfällt, breitet sich innerhalb des Lichtleiters 18 longitudinal aus und wird durch die Lichtumlenkfläche 18a in einer Richtung reflektiert, beispielsweise irgendeine der Richtungen senkrecht zur Longitudinalrichtung, und es tritt in der Beleuchtungsrichtung des Sekundärlichts 1i des Lichtleiters 1 aus.
Sekundärlicht 1i von dem Lichtleiter 1 und Licht von dem Lichtleiter 18 werden von dem zu lesenden Objekt 17 reflektiert und von der Stablinsen-Anordnung 21 gebündelt, um auf den Sensor-IC 20 abgebildet zu werden. Primärlicht 1h von dem Lichtleiter 1 beleuchtet eine Fläche, die verschieden ist von der Fläche des zu lesenden Objekts 17, das mit dem Sekundärlicht 1i beleuchtet wird, und es geht durch das zu lesende Objekt 17 hindurch. Die Verwendung des Lichtleiters 1 ermöglicht es folglich, dass die Bildleseeinrichtung zwei verschiedene Flächen beleuchtet.
Die zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für eine Bildleseeinrichtung beschrieben, die den Lichtleiter 1 der ersten Ausführungsform verwendet. Die Bildleseeinrichtung kann jedoch auch den Lichtleiter 1 gemäß irgendeiner von zweiter bis achter Ausführungsform anstelle des Lichtleiters 1 gemäß der ersten Ausführungsform verwenden. Bei solch einem modifizierten Beispiel ist der Lichtleiter 1 in der Bildleseeinrichtung angeordnet, so dass Primärlicht und Sekundärlicht ähnlich zu dem Lichtleiter 1 gemäß der zehnten Ausführungsform emittiert werden, so dass Wirkungen und Vorteile ähnlich zu der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden können.
Elfte Ausführungsform
Eine Lichtquellenvorrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 37 beschrieben. Eine Bildleseeinrichtung, die den Lichtleiter gemäß der ersten Ausführungsform verwendet, wird in der elften Ausführungsform beschrieben.
37 ist eine Ansicht eines Querschnitts senkrecht zu einer Haupt-Abtastrichtung einer Bildleseeinrichtung, die einen Bildsensor gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. In 37 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Komponenten wie diejenigen der 32 und 33. Deren weitere Beschreibungen werden hier weggelassen.
Licht, das in den Lichtleiter 1 von dessen Endfläche einfällt, breitet sich innerhalb des Lichtleiters 1 longitudinal aus und wird durch die Lichtumlenkfläche 1a in einer Richtung reflektiert, beispielsweise irgendeine der Richtungen senkrecht zur Longitudinalrichtung, und es tritt als Primärlicht 1h oder Sekundärlicht 1i aus. Ein zu lesendes Objekt 17 wird direkt mit Sekundärlicht 1i beleuchtet.
Primärlicht 1h wird von einem Spiegel 12 reflektiert, und das zu lesende Objekt 17 wird mit dem reflektierten Primärlicht 1h von der Seite beleuchtet, die der Seite des Sekundärlichts 1i in Bezug auf eine Stablinsen-Anordnung 21 gegenüberliegt. Primärlicht 1h und Sekundärlicht 1i, die aus dem Lichtleiter 1 austreten und das zu lesende Objekt beleuchten, werden von dem zu lesenden Objekt 17 reflektiert und von der Stablinsen-Anordnung 21 dazu veranlasst, gebündelt zu werden, um auf ein Sensor-IC 21 abgebildet zu werden.
Die vorliegende Ausführungsform kann eine Bildleseeinrichtung zur Verfügung stellen, welche es ermöglicht, dass ein einzelner Lichtleiter 1 das zu lesende Objekt 17 mit Licht aus zwei unterschiedlichen Richtungen beleuchtet.
Die elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für eine Bildleseeinrichtung beschrieben, die den Lichtleiter 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Bildleseeinrichtung kann jedoch auch den Lichtleiter 1 gemäß irgendeiner von der zweiten bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwenden. Auch in diesem Fall ist der Lichtleiter 1 in der Bildleseeinrichtung angeordnet, so dass Primärlicht und Sekundärlicht ähnlich zu dem Lichtleiter 1 gemäß der elften Ausführungsform emittiert werden, so dass Wirkungen und Vorteile ähnlich zu dieser Ausführungsform erhalten werden können.
Obwohl vorstehend einige beispielhafte Ausführungsformen und modifizierte Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst jegliche geeignete Kombination der Ausführungsformen und der modifizierten Beispiele, sowie dazu geeignet hinzugefügte Modifikationen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf der Basis der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-278410 , die am 20. Dezember 2012 eingereicht wurde, sowie der japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-045671 , die am 7. März 2013 eingereicht wurde. Deren gesamte Offenbarung wird durch Bezugnahme hier aufgenommen.
Bezugszeichenliste

1: Lichtleiter
1a: Lichtumlenkfläche (Reflexionsbereich)
1b: Austrittsbereich (erster Austrittsbereich)
1c: Austrittsbereich (zweiter Austrittsbereich)
1d, 1e, 1f: Seitenfläche
1n, 1r: Seitenfläche
1g: Eintrittsfläche
1h: Primärlicht (erstes Austrittslicht)
1h': Optischer Pfad
1i: Sekundärlicht (zweites Austrittslicht)
1k, 1m: Bodenfläche (Ebene)
1L: Lichtumlenkfläche (Reflexionsbereich)
1p, 1q: Nut (Aussparung)
2, 2a, 2b, 3: Lichtemitter
4, 5: Lichtemitter-Montageplatte
6: Gehäuse
6a, 6b, 6c: Halteloch
6d: Öffnung
6e: Beleuchtungseinrichtungs-Montageloch
6f: Halter für die Lichtleiter-Halterung
6g: Spiegel-Montagefläche
6j: Halterungs-Halteloch
7: Lichtleiter-Halterung (Lichtleiter-Gehäuse)
7a, 7b, 7c: Lichtleiter-Halteloch
7d: Rillenbereich
7e, 7f, 7g: Stift
8: Halterung
9: Rippe
10, 11: Optisches Filter
12: Spiegel
13, 14: Schraube
15: Wärmeleiter
16: Binder
17: zu lesendes Objekt
18: Lichtleiter
18a: Lichtumlenkfläche (Reflexionsbereich)
19: Signalverarbeitungs-Leiterplatte
19a, 19b, 19c: Einführungsloch
19d, 19e, 19f: Platten-Befestigungsloch
20: Sensor-IC
21: Stablinsen-Anordnung (optisches Abbildungssystem)
22: Transparente Platte
23: Abdeckung
24: Verbinder
26: Binder
30: Licht-Blockierelement
110, 111: Kreis des Lichtleiters 1

Claims

Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, wobei der Lichtleiter Folgendes aufweist: einen ersten Austrittsbereich mit einer ersten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, und der dazu konfiguriert ist, erstes Austrittslicht zu emittieren; einen zweiten Austrittsbereich mit einer zweiten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, der mit dem ersten Austrittsbereich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden ist, und der dazu konfiguriert ist, zweites Austrittslicht in einer Richtung zu emittieren, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; und einen Reflexionsbereich, der konfiguriert ist zum Reflektieren von Licht, das in den Lichtleiter eintritt, und zwar zu jedem von dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Austrittsbereich, wobei der Reflexionsbereich in einer Ebene angeordnet ist, die dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist, und zwar an einer Position, die in der Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung von einer Position verschoben ist, in der eine Normale zu der Ebene durch einen Verbindungsbereich zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Austrittsbereich hindurchgeht.
Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, wobei der Lichtleiter Folgendes aufweist: einen ersten Austrittsbereich mit einer ersten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, und der dazu konfiguriert ist, erstes Austrittslicht zu emittieren; einen zweiten Austrittsbereich mit einer zweiten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, der mit dem ersten Austrittsbereich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden ist, und der dazu konfiguriert ist, zweites Austrittslicht in einer Richtung zu emittieren, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist; und einen zweiten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem ersten Reflexionsbereich kürzer ist als der Abstand zwischen dem zweiten Austrittsbereich und dem zweiten Reflexionsbereich.
Lichtleiter nach Anspruch 2, wobei der erste Austrittsbereich und der zweite Austrittsbereich verbunden sind, um dazwischen eine konkave Form im Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung zu bilden.
Lichtleiter nach Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Reflexionsbereich und der zweite Reflexionsbereich parallel in der Richtung angeordnet sind, die senkrecht zu der Längsachsenrichtung ist.
Lichtleiter nach Anspruch 2, wobei die optische Achse des ersten Austrittslichts die optische Achse des zweiten Austrittslichts schneidet.
Lichtleiter nach Anspruch 5, wobei die erste gekrümmte Fläche und die zweite gekrümmte Fläche die gleiche Krümmung aufweisen.
Lichtleiter nach Anspruch 5, der ferner Folgendes aufweist: einen Seitenwandbereich, der die erste gekrümmte Fläche und eine Ebene verbindet, welche dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist, wobei die erste gekrümmte Fläche und die zweite gekrümmte Fläche die gleiche Krümmung aufweisen, und der Seitenwandbereich Licht, das von dem zweiten Reflexionsbereich reflektiert wird, zu dem zweiten Austrittsbereich reflektiert und das reflektierte Licht in der Längsachsenrichtung leitet.
Lichtleiter nach Anspruch 7, wobei der Seitenwandbereich eben ist.
Lichtleiter nach Anspruch 7, wobei der zweite Austrittsbereich eine zweite gekrümmte Fläche aufweist, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist.
Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, wobei der Lichtleiter Folgendes aufweist: einen ersten Austrittsbereich mit einer ersten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, und der dazu konfiguriert ist, erstes Austrittslicht zu emittieren; einen zweiten Austrittsbereich mit einer zweiten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, der mit dem ersten Austrittsbereich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden ist, und der dazu konfiguriert ist, zweites Austrittslicht in einer Richtung zu emittieren, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist; und einen zweiten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist, wobei der erste Reflexionsbereich eine Fläche aufweist, die größer ist als die Fläche des zweiten Reflexionsbereiches.
Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, wobei der Lichtleiter Folgendes aufweist: einen ersten Austrittsbereich mit einer ersten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, und der dazu konfiguriert ist, erstes Austrittslicht zu emittieren; einen zweiten Austrittsbereich mit einer ebenen Fläche, die einen linearen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, oder mit einer zweiten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, der mit dem ersten Austrittsbereich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden ist, und der dazu konfiguriert ist, zweites Austrittslicht in einer Richtung zu emittieren, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist; und einen zweiten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist, wobei die optische Achse des ersten Austrittslichts die optische Achse des zweiten Austrittslichts schneidet.
Lichtleiter, der sich in einer Längsachsenrichtung erstreckt und ein Ende in der Längsachsenrichtung hat, von welchem Licht in den Lichtleiter eintritt, wobei der Lichtleiter Folgendes aufweist: einen ersten Austrittsbereich mit einer ersten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, und der dazu konfiguriert ist, erstes Austrittslicht zu emittieren; einen zweiten Austrittsbereich mit einer zweiten gekrümmten Fläche, die einen konvexen Querschnitt senkrecht zu der Längsachsenrichtung aufweist, der mit dem ersten Austrittsbereich in einer Richtung senkrecht zu der Längsachsenrichtung verbunden ist, und der dazu konfiguriert ist, zweites Austrittslicht in einer Richtung zu emittieren, die von der Richtung des ersten Austrittslichts verschieden ist; einen ersten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem ersten Austrittsbereich zugewandt ist; einen zweiten Reflexionsbereich, der in einer Ebene angeordnet ist, die dem zweiten Austrittsbereich zugewandt ist; und mindestens eine Aussparung, die in der Längsachsenrichtung verläuft und an einer der Positionen oder an beiden Positionen zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Reflexionsbereich und zwischen dem zweiten Austrittsbereich und dem ersten Reflexionsbereich angeordnet ist.
Lichtleiter nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Aussparung durch Ebenen gebildet wird, die in der Längsachsenrichtung verlaufen und sich gegenseitig schneiden.
Lichtleiter nach Anspruch 13, wobei die Aussparung zwischen dem ersten Austrittsbereich und dem zweiten Reflexionsbereich durch eine Ebene gebildet wird, die parallel zu der optischen Achse des ersten Austrittslichts verläuft, und durch eine Ebene gebildet wird, die die zu der optischen Achse des ersten Austrittslichts parallele Ebene schneidet, und die Aussparung zwischen dem zweiten Austrittsbereich und dem ersten Reflexionsbereich durch eine Ebene gebildet wird, die parallel zu der optischen Achse des zweiten Austrittslichts verläuft, und durch eine Ebene gebildet wird, die die zu der optischen Achse des zweiten Austrittslichts parallele Ebene schneidet.
Lichtleiter nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine Aussparung durch eine Ebene parallel zu der optischen Achse des ersten Austrittslichts und durch eine Ebene gebildet wird, die die zu der optischen Achse des ersten Austrittslichts parallele Ebene schneidet.
Lichtleiter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Schnittwinkel zwischen den Ebenen, welche die mindestens eine Aussparung bildet, 90° beträgt.
Lichtleiter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei der Schnittwinkel zwischen den Ebenen, welche die mindestens eine Aussparung bildet, ein stumpfer Winkel ist.
Lichtleiter nach Anspruch 16, der ferner ein Licht-Blockierelement aufweist, das in der mindestens einen Aussparung angeordnet ist.
Lichtquellenvorrichtung, die Folgendes aufweist: – einen Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Lichtleiter dazu konfiguriert ist, ein zu beleuchtendes Objekt mit dem zweiten Austrittslicht zu beleuchten; und – einen Reflektor, der dem ersten Austrittsbereich des Lichtleiters zugewandt ist, der in der Längsachsenrichtung verläuft, und der dazu konfiguriert ist, das zu beleuchtende Objekt zu beleuchten, indem er das erste Austrittslicht von dem Lichtleiter reflektiert.
Bildleseeinrichtung, die Folgendes aufweist: – eine Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 19; – ein optisches Abbildungssystem, das dazu konfiguriert ist, Streulicht zu fokussieren, wobei das Streulicht das zweite Austrittslicht und das Licht ist, das von dem Reflektor reflektiert wird, die auf das zu beleuchtende Objekt reflektiert werden; und – einen Lichtempfänger, der dazu konfiguriert ist, das Licht zu empfangen, das von dem optischen Abbildungssystem fokussiert wird.
Bildleseeinrichtung, die Folgendes aufweist: – einen Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der Lichtleiter dazu konfiguriert ist, ein zu beleuchtendes Objekt mit jedem von erstem Austrittslicht und zweitem Austrittslicht zu beleuchten; – ein optisches Abbildungssystem, das dazu konfiguriert ist, Streulicht zu fokussieren, wobei das Streulicht das erste Austrittslicht und das zweite Austrittslicht von dem Lichtleiter sind, die auf das zu beleuchtende Objekt reflektiert werden; und – einen Lichtempfänger, der dazu konfiguriert ist, das Licht zu empfangen, das von dem optischen Abbildungssystem fokussiert wird.