DE112014000937B4 - Lichtleiter und Bildlesevorrichtung - Google Patents

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Abstract

Lichtleiter (2), der sich entlang einer Längsrichtung erstreckt und einen bogenförmigen äußeren Formgebungsbereich zumindest in einem Teil eines transversalen Querschnitts aufweist, bei dem es sich um einen Querschnitt entlang einer die Längsrichtung schneidenden Transversalrichtung handelt, wobei der Lichtleiter (2) Folgendes aufweist:- einen Lichtstreuungsbereich (2a), der an einer Seitenfläche des Lichtleiters (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist und zum Reflektieren von im Inneren des Lichtleiters (2) geführtem Licht ausgebildet ist; und- einen lichtemittierenden Oberflächenbereich (2d), der zumindest einen Teil eines äußeren Formgebungsbereichs beinhaltet und an einer dem Lichtstreuungsbereich (2a) gegenüberliegenden Seitenfläche entlang der Längsrichtung ausgebildet ist und zum Emittieren von von dem Lichtstreuungsbereich (2a) reflektiertem Licht zur Außenseite des Lichtleiters ausgebildet ist; und- wobei der lichtemittierende Oberflächenbereich (2d) mit einem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) und einem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) ausgebildet ist, die kontinuierlich längs einer Vielzahl von Wendepunkten (2e) in der Längsrichtung miteinander verbunden sind, wobei der erste lichtemittierende Oberflächenbereich (2b) eine größere umfangsmäßige Länge als der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich (2c) in dem transversalen Querschnitt aufweist und wobei eine Krümmung des Umfangs des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (2b) in dem transversalen Querschnitt in Richtung von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) weg mit zunehmender Entfernung von den Wendepunkten (2e) kontinuierlich größer wird; und- wobei eine Normallinie (NL) auf den Lichtstreuungsbereich (2a), die durch das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs (2a) in dem transversalen Querschnitt hindurchgeht, derart angeordnet ist, dass sie den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) kreuzt, und ein Punkt, an dem die Normallinie den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) kreuzt, an dem Umfang des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (2b) auf einer Seite in der Nähe des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (2c) in dem transversalen Querschnitt angeordnet ist, wobei die Wendepunkte (2e) entlang der Transversalrichtung näher zum zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) sind als der Punkt, an dem die Normallinie (NL) den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) kreuzt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich sowohl auf eine Bildlesevorrichtung, die ein Bild von einem Lesezielobjekt aufnimmt, als auch auf einen in der Bildlesevorrichtung verwendeten Lichtleiter, wobei der Lichtleiter zum linearen Abstrahlen von Licht auf das Lesezielobjekt in der Bildlesevorrichtung verwendet wird.
  • Hierbei ist zu berücksichtigen, dass unter dem hierin auch verwendeten Begriff „Lichtführung“ grundsätzlich ein Lichtleiter zu verstehen ist.
  • Einschlägiger Stand der Technik
  • Die Druckschrift US 2011/0299138 A1 betrifft eine Lichtquellenvorrichtung sowie eine Bildlesevorrichtung mit einer solchen Lichtquellenvorrichtung. Die Lichtquellenvorrichtung weist eine Lichtquelle und ein lichtleitendes Element auf. Das lichtleitende Element führt das von der Lichtquelle emittierte Licht von einem Endabschnitt in X-Richtung ein und bewirkt, dass sich das Licht in X-Richtung ausbreitet, und emittiert anschließend das Licht von einem Lichtaustrittsbereich an einem Ende in Z-Richtung, die orthogonal zur X-Richtung ist.
  • Die Druckschrift US 2013/0009037 A1 betrifft eine Kontaktbildsensoreinheit mit einer Lichtquelle, einem stabförmigen Lichtleiter und einem Sensorsubstrat.
  • Die Druckschrift JP 2011-71696 A betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, die in der Lage ist, Lichtstrahlen, die in einer Hauptabtastrichtung gleichförmig und für das Lesen eines Bilds ausreichend sind, auf einen Lesebereich zu emittieren, indem die Verringerung der Lichtmenge in der Nähe des Zentrums einer Beleuchtungseinrichtung in der Hauptabtastrichtung verbessert wird.
  • Die Druckschrift US 2009/0010020 A1 betrifft eine lineare Beleuchtungsvorrichtung, die in einer Bildsensoreinheit verwendet wird.
  • Eine Bildlesevorrichtung wird seit langem in solchen Geräten, wie einem Faxgerät, einem Kopierer, einem Scanner, einem Geldnoten-Unterscheidungsgerät, einem Prüfgerät und einem Fingerabdruck-Authentifizierungsgerät, verwendet. Lesezielobjekte für eine Bildlesevorrichtung umfassen eine große Vielzahl von Objekten, wie z.B. ein Manuskript, ein Buch, eine Seite eines Magazins, ein Dokument, ein Bild, ein Foto, ein Dia-Bild, einen Film, eine Banknote, ein Wertpapier, eine Platte, eine elektronische Komponente und einen Fingerabdruck. Die Bildlesevorrichtung erzeugt ein Bild von einem Lesezielobjekt in einer derartigen Weise, dass ein Fotodetektor (Erfassungselement) von dem Lesezielobjekt reflektiertes Licht empfängt. In Abhängigkeit von der Eigenschaft des Lesezielobjekts und dem Zweck des Lesevorgangs kann es einen Fall geben, in dem es sich bei von einem Fotodetektor empfangenen reflektierten Licht um Licht handelt, das nicht nur Wellenlängen von sichtbarem Licht, sondern auch Wellenlängen von nicht-sichtbarem Licht beinhaltet. Bei einer Lichtquelle, die innerhalb oder außerhalb von der Bildlesevorrichtung installiert ist, d.h. bei der Lichtquelle (Beleuchtungsvorrichtung), die das Lesezielobjekt mit Licht bestrahlt, um reflektiertes Licht von dem Lesezielobjekt zu empfangen, kann in manchen Fällen ein Lichtquellenelement verwendet werden, das nicht nur sichtbares Licht emittiert, sondern auch Licht mit anderen Wellenlängen als denen von sichtbarem Licht emittiert. Als Lichtquellenelement für die Lichtquelle (Beleuchtungsvorrichtung) wird häufig ein Lichtquellenelement (Punktlichtquelle), wie z.B. eine LED (lichtemittierende Diode) oder ein organisches EL-Element (Elektrolumineszenzelement), verwendet.
  • Im Allgemeinen wird eine Richtung, in der ein Lesezielobjekt transportiert bzw. weiter bewegt wird, als Nebenabtastrichtung (Förderrichtung) der Bildlesevorrichtung bezeichnet. Eine Richtung, die die Nebenabtastrichtung kreuzt (und häufig orthogonal zu dieser ist) wird als Hauptabtastrichtung der Bildlesevorrichtung bezeichnet. Fotodetektoren in der Bildlesevorrichtung sind häufig entlang der Hauptabtastrichtung angeordnet. Eine Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) der Bildlesevorrichtung ist eine Richtung, die die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung kreuzt (und häufig orthogonal zu diesen ist). Hinsichtlich einer in der Bildlesevorrichtung verwendeten Lichtquelle ist ferner in einem Fall, in dem Licht von einem Lichtquellenelement in einer Lichtführung geführt wird und anschließend ein Lesezielobjekt mit dem Licht bestrahlt wird und auch die Lichtführung eine stabförmige Erstreckung aufweist, die Relation zwischen einer Längsrichtung und einer Transversalrichtung in der Lichtführung folgendermaßen definiert. Die Längsrichtung in der Lichtführung entspricht der Hauptabtastrichtung in der Bildlesevorrichtung, und die Transversalrichtung in der Lichtführung entspricht der Nebenabtastrichtung in der Bildlesevorrichtung.
  • Eine Konfiguration der Lichtquelle, bei der von einem Lichtquellenelement emittiertes Licht in einer Lichtführung geführt wird und anschließend auf ein Lesezielobjekt abgestrahlt wird, ist folgendermaßen. Die bei der Bildlesevorrichtung verwendete Lichtführung weist einen Lichtstreuungsbereich, der sich entlang der Längsrichtung erstreckt, sowie einen lichtemittierenden Oberflächenbereich in einer Oberfläche gegenüber dem Lichtstreuungsbereich auf . Bei einer solchen Lichtführung, wie sie vorstehend beschrieben ist, pflanzt sich von einem Endbereich in der Längsrichtung einfallendes Licht in der Längsrichtung fort und wird in dem Lichtstreuungsbereich gestreut reflektiert, und linear abgestrahltes Licht wird von dem lichtemittierenden Oberflächenbereich gegenüber von dem Lichtstreuungsbereich emittiert, um einen Lesebereich bestrahlen (siehe z.B. Patentdokumente 1 bis 6). Es sei erwähnt, dass es sich bei dem Lesebereich um einen Bestrahlungsbereich auf einer Lesefläche handelt, die mit Licht von der Lichtquelle bestrahlt wird.
  • Als Lichtführung, die für eine Bildlesevorrichtung verwendet wird, existiert ferner auch eine Lichtführung, bei der ohne die Verwendung des Lichtstreuungsbereichs Licht übertragen wird, das von einer Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten Lichtquellenelementen (Punktlichtquellen) emittiert wird, und linear abgestrahltes Licht von dem lichtemittierenden Oberflächenbereich emittiert wird, um den Lesebereich zu bestrahlen (siehe z.B. Patentdokument 7).
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2003-046 726 A (siehe insbesondere 4
    • Patentdokument 2: Internationale Patentveröffentlichung WO 2005/001529 A1 (siehe insbesondere 1)
    • Patentdokument 3: Internationale Patentveröffentlichung WO 2006/049 206 A1 (siehe insbesondere 3)
    • Patentdokument 4: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2009-075 184 A (siehe insbesondere 1)
    • Patentdokument 5: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2010-277 940 A (siehe insbesondere 11 und 12)
    • Patentdokument 6: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2002-232 648 A (siehe insbesondere 3)
    • Patentdokument 7: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung JP 2006-067 551 A (siehe insbesondere 18).
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Bei der in dem Patentdokument 1 offenbarten Erfindung führt eine Verbreiterung der lichtemittierenden Oberfläche (des lichtemittierenden Oberflächenbereichs) der Lichtführung dazu, dass das abgestrahlte Licht in der Transversalrichtung breit wird, so dass eine Beleuchtungsstärkenänderung aufgrund einer Änderung einer Position des Lesezielobjekts in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) unterdrückt wird. Bei der in dem Patentdokument 2 offenbarten Erfindung ist eine Seitenfläche der Lichtführung mit zwei Arten von gekrümmten Oberflächen mit unterschiedlichen Formgebungen ausgebildet, und somit ist eine Lichtfokussierungsposition auf zwei Positionen verlagert, die jeweils der jeweiligen gekrümmten Oberfläche entsprechen, so dass eine Beleuchtungsstärkenänderung aufgrund einer Änderung einer Position des Lesezielobjekts in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) unterdrückt wird. Es sei erwähnt, dass unter der Position des Lesezielobjekts eine Position in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) einer Lesefläche bei einem zugeführten bzw. transportierten Lesezielobjekt zu verstehen ist.
  • Bei der Erfindung, wie sie in den Patentdokumenten 3 bis 6 offenbart ist, wird Licht gesammelt, indem die lichtemittierende Oberfläche (der lichtemittierende Oberflächenbereich) der Lichtführung kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet ist. Bei der in Patentdokument 7 offenbarten Erfindung wird die Beleuchtungsstärke in der Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) sichergestellt, indem die lichtemittierende Oberfläche (der lichtemittierende Oberflächenbereich) der Lichtführung mit zwei planen Oberflächen mit verschiedenen Winkeln ausgebildet ist.
  • Wenn bei einer Bildlesevorrichtung das Lesezielobjekt ein buchartiges Dokument, wie z.B. ein Buch oder eine Zeitschrift ist, bei dem bzw. der eine Vielzahl von Papierblättern gebunden ist und diese an einer Seite festgelegt sind, wird das Bild auf einer Talseite des geöffneten Buchdokuments, d.h. auf der Innenseite des Buchdokuments, als Lesefläche gelesen, und daher ist die Lesefläche nicht eben. In ähnlicher Weise ist beim Lesen eines Lesezielobjekts, wie z.B. einer Banknote die eine Oberflächenunebenheit aufweist, die Lesefläche nicht eben. Das bedeutet, es ist eine Unebenheit in der Lesefläche des Lesezielobjekts, wie z.B. einem Buchdokument oder einer Banknote, vorhanden. Da bei einer Bildlesevorrichtung Licht von einer Lichtquelle schräg abgestrahlt wird, um reflektiertes Licht zu empfangen, kommt es somit zu einer Kontrastdifferenz bei dem gelesenen Bild aufgrund der Unebenheit der Lesefläche.
  • Um bei einer Bildlesevorrichtung eine Kontrastdifferenz aufgrund der Unebenheit der Lesefläche zu unterdrücken, ist es bevorzugt, eine Lichtquelle verwenden, die Licht mit hoher Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in Bezug auf die Distanz (Tiefe) zwischen einem Abdeckglas, auf dem das Lesezielobjekt platziert ist oder dieses passiert, und der Position des Lesezielobjekts abstrahlen kann. Es sei erwähnt, dass unter der Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in Bezug auf die Distanz (Tiefe) zwischen dem Abdeckglas und der Position des Lesezielobjekts die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) zu verstehen ist.
  • Die Richtung in Bezug auf die Distanz (Tiefe) zwischen dem Abdeckglas und der Position des Lesezielobjekts entspricht der vorstehend genannten Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung), bei der es sich häufig um eine Richtung handelt, entlang der eine Lichtachse eines optischen Abbildungssystems in der Bildlesevorrichtung verläuft. Bei einer Bildlesevorrichtung, bei der die Lichtachse in einem optischen Abbildungssystem durch Reflexion unter Verwendung optischer Komponenten, wie z.B. Spiegeln, gekrümmt ist, erstreckt sich eine Lichtachse zwischen dem Lesezielobjekt und einer ersten optischen Komponente entlang der Lesetiefenrichtung.
  • Ferner ist es in einem Fall, in dem die Lichtachse des optischen Abbildungssystems in der Bildlesevorrichtung auf die Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) verlagert ist, bevorzugt, dass die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Nebenabtastrichtung ebenfalls hoch ist. In ähnlicher Weise ist es in einem Fall, in dem Sensoren in der Bildlesevorrichtung geteilt sind und in zwei Reihen oder mehr angeordnet sind und jeweilige Lesebereiche in der Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) voneinander beabstandet sind, bevorzugt, dass die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Nebenabtastrichtung ebenfalls hoch ist.
  • Bei der Bildlesevorrichtung mit einer Konfiguration, wie sie in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist die lichtemittierende Oberfläche verbreitert, so dass das abgestrahlte Licht in der Transversalrichtung breit wird und dadurch die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung und der Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) gesteigert ist. Da jedoch das abgestrahlte Licht extensiv diffundiert, besteht ein Problem in einer Reduzierung der Beleuchtungsstärke in dem Lesebereich. Bei der Bildlesevorrichtung mit der in dem Patentdokument 2 offenbarten Konfiguration wird durch zwei Arten von gekrümmten Oberflächen reflektiertes Licht emittiert, damit die Lichtfokussierungsposition zu zwei Positionen in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) verlagert wird, so dass eine Beleuchtung mit hoher Beleuchtungsstärke sowie hoher Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) realisiert werden kann. Es besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) keine Berücksichtigung findet.
  • Bei der Bildlesevorrichtung mit einer Konfiguration, wie sie in den Patentdokumenten 3 bis 6 offenbart ist, ist eine lichtemittierende Oberfläche (lichtemittierende Oberflächenbereich) der Lichtführung kreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet, so dass Licht in der Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) gesammelt werden kann und eine hohe Beleuchtungsstärke erzielt werden kann. Es besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung keine Berücksichtigung findet. Bei der Bildlesevorrichtung mit einer Konfiguration, wie sie in dem Patentdokument 7 offenbart ist, wird die Beleuchtungsstärke sichergestellt, indem die lichtemittierende Oberfläche (der lichtemittierende Oberflächenbereich) einer Lichtführung mit zwei planen Oberflächen mit unterschiedlichen Winkeln ausgebildet ist. Da jedoch das abgestrahlte Licht nicht gesammelt, sondern durch die planen Oberflächen diffundiert wird, besteht ein Problem dahingehend, dass die Beleuchtungsstärke vermindert wird.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Lichtführung, die hohe Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) und der Transversalrichtung aufweist und mit der eine Lichtabstrahlung unter Aufrechterhaltung einer hohen Beleuchtungsstärke realisiert werden kann, sowie in der Schaffung einer Bildlesevorrichtung, die diese Lichtführung verwendet.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Lichtleiter gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lichtleiters in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 4 angegeben sind.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Bildlesevorrichtung gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen 5 und 6 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung wird somit insbesondere ein nachfolgend auch als „Lichtführung“ bezeichneter Lichtleiter geschaffen, der sich entlang einer Längsrichtung erstreckt und einen bogenförmigen äußeren Formgebungsbereich zumindest in einem Teil eines transversalen Querschnitts aufweist, bei dem es sich um einen Querschnitts entlang einer die Längsrichtung schneidenden Transversalrichtung handelt, wobei der Lichtleiter insbesondere Folgendes aufweist: einen Lichtstreuungsbereich, der an einer Seitenfläche der Lichtführung entlang der Längsrichtung ausgebildet ist und zum Reflektieren von im Inneren der Lichtführung geführtem Licht vorgesehen ist; und einen lichtemittierenden Oberflächenbereich, der zumindest einen Teil des äußeren Formgebungsbereichs aufweist und an einer dem Lichtstreuungsbereich gegenüberliegenden Seitenfläche entlang der Längsrichtung ausgebildet ist und zum Emittieren von von dem Lichtstreuungsbereich reflektiertem Licht zur Außenseite der Lichtführung vorgesehen ist. Der lichtemittierende Oberflächenbereich ist mit einem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich und einem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich ausgebildet, die kontinuierlich ausgebildet sind, wobei der erste lichtemittierende Oberflächenbereich eine größere umfangsmäßige Länge als der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich in dem transversalen Querschnitt aufweist und wobei die Krümmung des Umfangs des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs in dem transversalen Querschnitt in Richtung von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich weg größer wird. Eine Normallinie auf den Lichtstreuungsbereich, die durch ein Zentrum des Lichtstreuungsbereichs in dem transversalen Querschnitt hindurchgeht, ist derart angeordnet, dass sie den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich kreuzt, und ein Punkt, an dem die Normallinie den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich kreuzt, ist an dem Umfang des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs auf einer Seite in der Nähe des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs in dem transversalen Querschnitt angeordnet.
  • Wirkung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Licht mit hoher Lichtflussdichte von dem lichtemittierenden Oberflächenbereich emittiert, und das emittierte Licht wird in dem Lesebereich des Lesezielobjekts gesammelt, so dass sich ein Effekt dahingehend ergibt, dass die Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Transversalrichtung gleichmäßig ist, die Beleuchtungsstärke hoch gehalten bleibt und Beleuchtungslicht mit geringfügiger Schwankung der Beleuchtungsstärke in der Tiefenrichtung erzielt werden kann.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 eine Schnittdarstellung entlang einer Transversalrichtung bei einer Lichtführung und einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Lichtführung und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Anordnung eines Sensor-IC bei einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 4 eine Schnittdarstellung entlang einer Transversalrichtung bei einem nicht zur beanspruchten Erfindung gehörenden Vergleichsbeispiel für die Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verteilung der Beleuchtungsstärke und der Lichtemissionswege bei einem nicht zur beanspruchten Erfindung gehörenden Vergleichsbeispiel für die Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 6 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verteilung der Beleuchtungsstärke und der Lichtemissionswege bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 8 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 9 eine Schnittdarstellung entlang der Längsrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 10 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 11 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 12 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 13 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 14 eine Perspektivansicht bei Betrachtung aus der Längsrichtung der Lichtführung und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 15 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Anordnung des Sensor-IC bei der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 16 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
    • 17 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
    • 18 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
    • 19 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
    • 20 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
    • 21 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung; und
    • 22 eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei einer Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Eine Lichtführung und eine Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung werden anhand der 1 bis 15 beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Bestandteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung derselben verzichtet wird. Es sei erwähnt, dass eine Richtung, in der ein Lesezielobjekt 1 bewegt bzw. transportiert wird, als Nebenabtastrichtung (Förderrichtung) der Bildlesevorrichtung bezeichnet wird. Eine Richtung, die die Nebenabtastrichtung kreuzt oder rechtwinklig zu dieser ist, wird als Hauptabtastrichtung der Bildlesevorrichtung bezeichnet. Die Beziehung zwischen der Lichtführung (Lichtführung 2) und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ist folgendermaßen. Die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ist derart ausgebildet, dass ein Bestrahlungsbereich 1a, der sich entlang der Hauptabtastrichtung des Lesezielobjekts 1 erstreckt und einem Lesebereich einer Lesefläche entspricht, mit linearem Licht bestrahlt wird, das von der Lichtführung 2 emittiert wird, wobei das von der Lichtführung 2 emittierte Licht (Beleuchtungslicht) von dem Lesezielobjekt 1 reflektiert und konvergiert wird und das konvergiert Licht empfangen wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Beispiel veranschaulicht, bei dem die Hauptabtastrichtung rechtwinklig zu der Nebenabtastrichtung ist. Es sei erwähnt, dass der Bestrahlungsbereich 1a in den Zeichnungen als ein von einer gestrichelten Linie umgebener Bereich schematisch dargestellt ist.
  • Weiterhin handelt es sich bei einer Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 um eine Richtung, die die Hauptabtastrichtung und die Nebenabtastrichtung kreuzt oder rechtwinklig zu diesen ist. Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Beispiel veranschaulicht, bei dem die Lesetiefenrichtung rechtwinklig zu der Hauptabtastrichtung und der Nebenabtastrichtung ist. Bei der Lesetiefenrichtung handelt es sich häufig um eine Richtung, entlang der eine Lichtachse eines optischen Abbildungssystems 8 in der Bildlesevorrichtung verläuft. In einem Fall, in dem die Lichtachse in dem optischen Abbildungssystem 8 unter Verwendung von optischen Komponenten, wie z.B. Spiegeln, durch Reflexion gekrümmt wird, verläuft eine Lichtachse zwischen dem Lesezielobjekt 1 und einer ersten optischen Komponente entlang der Lesetiefenrichtung.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden ein lineares optisches Abbildungssystem 8, in dem eine Vielzahl von optischen Komponenten des optischen Abbildungssystems, wie z.B. Linsen, in einem Matrixformat angeordnet ist, sowie ein linearer optischer Empfänger 11 (Sensor-IC 11), in dem eine Vielzahl von Fotodetektoren in einem Matrixformat angeordnet ist, als Beispiel angenommen und für die Erläuterung verwendet. Somit handelt es sich bei der Hauptabtastrichtung um eine Richtung, entlang der sich das optische Abbildungssystem 8 und der optische Empfänger 11 erstrecken. Der optische Empfänger 11 (Sensor-IC 11) empfängt in dem optischen Abbildungssystem 8 konvergiertes Licht. In den Zeichnungen ist die Hauptabtastrichtung (Längsrichtung) als X-Achsen-Richtung bezeichnet, die Nebenabtastrichtung (Transversalrichtung) ist als Y-Achsen-Richtung bezeichnet, und die Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) ist als Z-Achsen-Richtung bezeichnet. Die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse definieren ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem.
  • Die Relation zwischen der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird nachfolgend noch ausführlicher beschrieben. Bei der Lichtführung 2 handelt es sich um ein stabförmiges Element, das sich entlang der Längsrichtung erstreckt und aus einem transparenten Harzmaterial gebildet ist, wie z.B. Acryl oder Polycarbonat. Die Lichtführung 2 ist im Inneren der Bildlesevorrichtung angebracht oder außerhalb der Bildlesevorrichtung angeordnet. Als ein Beispiel der Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die beiden Lichtführungen 2, zwischen denen das optische Abbildungssystem 8 angeordnet ist, in der Nebenabtastrichtung angeordnet, wobei aber auch nur eine einzige Lichtführung 2 vorgesehen sein kann.
  • Von einem Lichtquellenelement 3 emittiertes Licht wird im Inneren der Lichtführung 2 geführt und dann von einer Seitenfläche emittiert, die sich entlang der Längsrichtung erstreckt, so dass der entlang der Hauptabtastrichtung des Lesezielobjekts 1 verlaufende Bestrahlungsbereich 1a mit linearem Licht bestrahlt wird. Die Längsrichtung in der Lichtführung 2 entspricht somit der Hauptabtastrichtung in der Bildlesevorrichtung, und die Transversalrichtung in der Lichtführung 2 entspricht der Nebenabtastrichtung in der Bildlesevorrichtung. Innerhalb der Seitenflächen, die sich entlang der Längsrichtung der Lichtführung 2 erstrecken, wird eine Oberfläche, von der Licht als Beleuchtungslicht wirksam emittiert wird, als lichtemittierender Oberflächenbereich bezeichnet. Da das Lesezielobjekt 1 entlang der Förderrichtung (Nebenabtastrichtung) transportiert wird, bewegt sich der Bestrahlungsbereich 1a in dem Lesezielobjekt 1 auf dem Lesezielobjekt 1 nach und nach voran, während sich das zugeführte Lesezielobjekt 1 weiter bewegt.
  • 1 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Bildlesevorrichtung, die die Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 aufweist. Die Transversalrichtung (Y-Achsen-Richtung) entspricht der horizontalen Richtung in 1. Die Längsrichtung (X-Achsen-Richtung) entspricht der Tiefenrichtung in 1. Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei der Anordnungsrichtung des Sensor-IC 11 um die Längsrichtung (Hauptabtastrichtung). Die Lesetiefenrichtung, d.h. die Tiefenrichtung (Z-Achsen-Richtung) ist die vertikale Richtung in 1, und diese entspricht der Richtung, in der die Distanz zwischen dem Lesezielobjekt 1 und einer transparenten Platte 7 (Abdeckglas 7) vorhanden ist. Es sei erwähnt, dass es sich bei 2 um eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Bildlesevorrichtung handelt, die die Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 aufweist, und 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer Anordnung eines Sensor-IC 11 in der Bildlesevorrichtung mit der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 zeigt.
  • Die Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand einer Konfiguration erläutert, bei der die Lichtführung 2, das optische Abbildungssystem 8 und der Sensor-IC 11 (der die nachfolgend beschriebenen Sensor-ICs 11od und 11ev aufweist) vorhanden sind. Die Lichtführung 2 wird zum Bestrahlen des Bestrahlungsbereichs 1a des Lesezielobjekts 1 verwendet. Das optische Abbildungssystem 8 konvergiert das gestreute Licht (reflektierte Licht), bei dem es sich um das Licht von der Lichtführung 2 handelt, das von dem Bestrahlungsbereich 1a des Lesezielobjekts 1 reflektiert wird. Der Sensor-IC 11 empfängt das in dem optischen Abbildungssystem 8 konvergierte Licht. Selbstverständlich kann die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß der vorliegenden Erfindung auch außerhalb der Bildlesevorrichtung angeordnet sein.
  • Bei den Lesezielobjekten 1 handelt es sich um zu lesende Medien (mit Licht zu bestrahlende Objekte), die bildliche Information (Bildinformation) aufweisen, wie z.B. ein Manuskript, ein Buch, eine Seite eines Magazins, ein Dokument, ein Bild, ein Foto, ein Dia-Bild, einen Film, eine Banknote, ein Wertpapier, eine Platte, eine elektronische Komponente, einen Fingerabdruck sowie weitere Dokumente im Allgemeinen. Das Lesen des Lesezielobjekts 1 wird in einer derartigen Weise ausgeführt, dass der Bestrahlungsbereich 1a in der Nebenabtastrichtung bewegt wird, indem das Lesezielobjekt 1 in der Transversalrichtung voran bewegt wird, während die Bildlesevorrichtung fixiert ist, oder indem die Bildlesevorrichtung in der Nebenabtastrichtung bewegt wird, während das Lesezielobjekt 1 fixiert ist, oder dergleichen. Um weitere Details anzuführen, sei ein Fall genannt, in dem das Lesezielobjekt 1 auf der transparenten Platte 7 durch ein nicht dargestelltes Förderelement bzw. Voranbewegungselement weiter bewegt wird und ein lineares Bild des dem Bestrahlungsbereich 1a entsprechenden Flächenbereichs nacheinander von der Bildlesevorrichtung gelesen wird, wobei es einen weiteren Fall gibt, in dem das Lesezielobjekt 1 auf der transparenten Platte 7 angeordnet wird und ein lineares Bild des dem Bestrahlungsbereich 1a entsprechenden Flächenbereichs nacheinander von der Bildlesevorrichtung gelesen wird, indem die eigentliche Bildlesevorrichtung in der Förderrichtung bewegt wird. In beiden Fällen kann die transparente Platte 7 von der Bildlesevorrichtung getrennt werden. Es sei erwähnt, dass in einem Fall, in dem das Lesezielobjekt 1 durch das nicht dargestellte Förderelement transportiert wird, eine Bildlesevorrichtung vorhanden ist, bei der die transparente Platte 7 nicht installiert sein muss.
  • Die Lichtführung 2 besitzt einen Bereich mit bogenartiger Außenform zumindest in einem Teil des transversalen Querschnitts (Querschnitt in Transversalrichtung), wobei es sich um einen Querschnitt entlang der die Längsrichtung schneidenden Transversalrichtung handelt. Weiterhin sind in der Lichtführung 2 ein Lichtstreuungsbereich 2a und ein lichtemittierender Oberflächenbereich gebildet. Das bedeutet, der sich entlang der Längsrichtung erstreckende Lichtstreuungsbereich 2a ist an einer Seitenfläche der Lichtführung 2 vorgesehen, und der lichtemittierende Oberflächenbereich ist an der Oberfläche gegenüber von dem Lichtstreuungsbereich 2a vorgesehen. Genauer gesagt, es ist der Lichtstreuungsbereich 2a an der Seitenfläche ausgebildet, die sich entlang der Längsrichtung in der Lichtführung 2 erstreckt, wobei der Lichtstreuungsbereich 2a das Licht reflektiert, das durch das Innere der Lichtführung 2 hindurchgeführt wird. Der lichtemittierende Oberflächenbereich besitzt zumindest einen Teil des äußeren Formgebungsbereichs der Lichtführung 2, der an einer entlang der Längsrichtung verlaufenden Seitenfläche an der dem Lichtstreuungsbereich 2a gegenüberliegenden Stelle gebildet ist und das von dem Lichtstreuungsbereich 2a reflektierte Licht zur Außenseite der Lichtführung 2 emittiert.
  • Bei dem Lichtquellenelement 3 handelt es sich um ein lichtemittierendes Element (Punktlichtquelle), wie z.B. eine LED oder ein organisches EL-Element, und es sind eine oder mehrere Lichtquellenelemente auf einer Leiterplatte 4 angebracht und unter Verwendung eines Halters 5 derart installiert, dass sie der in Längsrichtung gelegenen Endfläche der Lichtführung 2 (der Endfläche entlang der Transversalrichtung) zugewandt gegenüberliegen. Die Lichtführung 2, das Lichtquellenelement 3, die Leiterplatte 4 und der Halter 5 können als Lichtquelle der Bildlesevorrichtung (Beleuchtungsvorrichtung) bezeichnet werden, oder die Lichtführung 2 und das Lichtquellenelement 3 können als Lichtquelle der Bildlesevorrichtung (Beleuchtungsvorrichtung) bezeichnet werden.
  • Die Details der Bildlesevorrichtung (Beleuchtungsvorrichtung) gemäß Ausführungsbeispiel 1 sind folgendermaßen. In dem jeweiligen ebenen Halter 5 sind Öffnungen gebildet, und der Endbereich der Lichtführung 2 in der Längsrichtung ist in eine jeweilige Öffnung eingesetzt. In dem Halter 5 ist die Leiterplatte 4 auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet, auf der die Lichtführung 2 eingeführt ist, und das Lichtquellenelement 3 ist auf der Leiterplatte 4 an der Stelle angeordnet, die der Öffnung entspricht, in die die Lichtführung 2 eingeführt ist, und dadurch tritt das Licht von dem Lichtquellenelement 3 in die Lichtführung 2 ein. Ferner kann das Lichtquellenelement 3 in die Öffnung des Halters 5 eingesetzt sein, oder die Leiterplatte 4 neben dem Lichtquellenelement 3 kann in die Öffnung des Halters 5 eingesetzt sein. Es sei erwähnt, dass im Inneren des Halters 5 ein Stufenbereich vorhanden ist, wobei der Stufenbereich als Konstruktion zur Verriegelung der Lichtführung 2 verwendet werden kann. Der Endbereich der Lichtführung 2, der durch den im Inneren des Halters 5 gebildeten Stufenbereich festgelegt ist, ragt nicht über den Stufenbereich hinaus in das Innere des Halters 5 hinein, und hierdurch kann die Distanz zwischen dem Lichtquellenelement 3 und dem Endbereich der Lichtführung 2 korrekt aufrechterhalten werden. Durch das Ausbilden des Stufenbereichs kann auch ein optisches Filter in einfacher Weise zwischen dem Lichtquellenelement 3 und dem Endbereich der Lichtführung 2 angeordnet werden.
  • Der lichtemittierende Oberflächenbereich der Lichtführung 2 ist mit einem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und einem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c ausgebildet, die kontinuierlich aneinander anschließen. Hinsichtlich des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b und des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c besitzt der erste lichtemittierende Oberflächenbereich 2b in dem transversalen Querschnitt, bei dem es sich um den Querschnitt entlang der Transversalrichtung handelt, eine größere Länge in Umfangsrichtung als der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c, und die Krümmung des Umfangs des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung wird mit zunehmender Entfernung von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c größer. Es sei erwähnt, dass der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c derart angeordnet ist, dass er der Seite des Lesezielobjekts 1 (Bestrahlungsbereich 1a) zugewandt ist.
  • In der Lichtführung 2 ist der Lichtstreuungsbereich 2a an einer Stelle über der Hauptabtastrichtung derart ausgebildet, dass die Relation zwischen der Normallinie NL auf den Lichtstreuungsbereich 2a und dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b folgendermaßen ist. Die Normallinie NL zu dem Lichtstreuungsbereich 2a, die durch das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung hindurchgeht, kreuzt den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b. Die Stelle, an der die Normallinie NL den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b kreuzt, ist an dem Umfang des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b auf einer Seite in der Nähe des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung angeordnet. Es sei erwähnt, dass es sich bei dem Lichtstreuungsbereich 2a um ein Prisma handeln kann (das dem nachfolgend noch beschriebenen „Lichtstreuungs-Prisma 101“entspricht), das aus einer an der Seitenfläche der Lichtführung 2 gebildeten Unebenheit besteht, oder aber der Lichtstreuungsbereich derart ausgebildet sein kann, dass ein Farbmaterial mit einer Farbe mit hohem Reflexionsvermögen, wie z.B. Weiß, auf die Seitenfläche der Lichtführung 2 aufgebracht oder aufgedruckt ist, oder ein Band mit einer Farbe mit hohem Reflexionsvermögen, wie z.B. Weiß, auf die Seitenfläche der Lichtführung 2 aufgebracht ist. Zum Erzielen einer gleichmäßigen Beleuchtungsstärke an dem Bestrahlungsbereich 1a in der Hauptabtastrichtung (Längsrichtung) ist ferner mit zunehmender Distanz von den Lichtquellenelementen 3 eine Struktur in dem Lichtstreuungsbereich 2a zunehmend dichter ausgebildet, oder die Breite der Struktur ist größer ausgebildet, oder es können beide Maßnahmen ergriffen werden.
  • Ein sich entlang der Hauptabtastrichtung erstreckender Reflektor 6 ist außerhalb von der Lichtführung 2 an einer dem Lichtstreuungsbereich 2a der Lichtführung 2 zugewandten Stelle angeordnet und aus einem Material mit hohem Reflexionsvermögen gebildet, wie z.B. einem weißen Harzmaterial, einem weißen Band und einem Aluminiumband. Wenn der Lichtstreuungsbereich 2a der Lichtführung 2 aus dem Prisma gebildet ist, reflektiert der Reflektor 6 durch den Lichtstreuungsbereich 2a hindurchgehendes Licht und veranlasst das reflektierte Licht zum Wiedereintritt in die Lichtführung 2. Selbst wenn der Lichtstreuungsbereich 2a durch Beschichtung, Drucken oder Aufstreichen usw. gebildet ist, kann der Reflektor 6 derart ausgebildet sein, dass er Leckagelicht von der Peripherie des Lichtstreuungsbereichs 2a zum Wiedereintritt in die Lichtführung 2 veranlasst. Es sei erwähnt, dass in einem Fall, in dem keine Notwendigkeit besteht, das durch den Lichtstreuungsbereich 2a hindurchgehende Licht sowie das durch einen Bereich in der Nähe des Lichtstreuungsbereichs 2a hindurchgehende Licht zum Wiedereintritt in die Lichtführung 2 zu veranlassen, oder wenn wenig Licht durch die Lichtführung 2 hindurchgeht, der Reflektor 6 nicht notwendig ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen 8(c) eine Bildlesevorrichtung exemplarisch beschrieben, bei der der Reflektor 6 erforderlich ist.
  • Die transparente Platte 7 ist derart ausgebildet, dass von der Lichtführung 2 emittiertes Licht durch diese hindurchgeht und auf das Lesezielobjekt 1 abgestrahlt wird, und auch das von dem Lesezielobjekt 1 reflektierte Licht durch die transparente Platte 7 hindurchgeht, wobei das reflektierte Licht in das optische Abbildungssystem 8 eintritt. Die transparente Platte 7 ist aus einem transparenten Glas usw. oder aus einem transparenten Harzmaterial, wie z.B. einem Acryl oder einem Polycarbonat gebildet. Bei einem System der Bildlesevorrichtung, bei dem das Lesezielobjekt 1 transportiert wird, bildet ferner die transparente Platte 7 (Abdeckglas 7) häufig einen Bestandteil eines Förderwegs des Lesezielobjekts 1.
  • In einem Fall, in dem das Lesezielobjekt 1 in Kontakt mit der transparenten Platte 7 transportiert wird, ist der Brennpunkt des optischen Abbildungssystem 8 in einem Bereich in der Nähe der Oberfläche angeordnet, an der das Lesezielobjekt 1 mit der transparenten Platte 7 in Kontakt tritt. Das bedeutet, in der Nähe der Oberfläche, an der das Lesezielobjekt 1 mit der transparenten Platte 7 in Kontakt tritt, entspricht der Bestrahlungsbereich 1a dem Bereich, an dem die optische Achse des optischen Abbildungssystems 8 die transparente Platte 7 kreuzt. In einem Fall dagegen, in dem die transparente Platte 7 nicht mit dem Lesezielobjekt 1 in Kontakt tritt, wie dies in 1 gezeigt ist, entspricht der Bereich, an dem die optische Achse des optischen Abbildungssystem 8 das Lesezielobjekt 1 kreuzt, dem Bestrahlungsbereich 1a. In einem Fall, in dem das Lesezielobjekt 1 in Kontakt mit der transparenten Platte 7 transportiert wird, entspricht der Bereich, in dem die optische Achse des optischen Abbildungssystem 8 das Lesezielobjekt 1 kreuzt, natürlich auch dem Bestrahlungsbereich 1a.
  • Das optische Abbildungssystem 8 ist derart ausgebildet, dass es das von dem Lesezielobjekt 1 in dem Bestrahlungsbereich 1a des Lesezielobjekts 1 reflektierte Licht sammelt (konvergiert). Bei der in 1 und 2 dargestellten Bildlesevorrichtung 8 wird in exemplarischer Weise ein optisches Abbildungssystem 8 beschrieben, bei dem ein optisches Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung, wie z.B. eine Stablinsenanordnung oder eine Mikrolinsenanordnung verwendet wird. Die Stablinsenanordnung (Mikrolinsenanordnung) ist entlang der Hauptabtastrichtung angeordnet. Somit handelt es sich bei dem optischen Abbildungssystem 8 um eine lineare Stablinsenanordnung 8 (Mikrolinsenanordnung 8), bei der eine Vielzahl von Stablinsen (Mikrolinsen) in einem Matrixformat angeordnet ist, oder um ein optisches Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung.
  • Der Sensor-IC 11 empfängt das von dem optischen Abbildungssystem 8 gesammelte (konvergierte) Licht und gibt ein elektrisches Signal ab, das durch fotoelektrische Umwandlung des Lichts erzeugt wird. Wie in 3 gezeigt, sind Fotodetektoren auf einer Sensorplatte 21 in Längsrichtung linear angeordnet, so dass ihre Länge gleich oder größer ist als eine effektive Leselänge der Bildlesevorrichtung. In 3 zeigt die strichpunktierte Linie, dass die Anordnungsrichtung der Fotodetektoren die X-Achsen-Richtung (Längsrichtung) ist. Ein Signalverarbeitungs-IC 51 nimmt eine Signalverarbeitung eines elektrischen Signals vor, das von dem Sensor-IC 11 abgegeben wird, wobei ein IC (integrierte Schaltung) eine Signalverarbeitung in Verbindung mit einer CPU und einem RAM ausführt. Der Signalverarbeitungs-IC 51 ist aus integrierten Schaltungen oder dergleichen gebildet, wie z.B. einer ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und einem FPGA (feldprogrammierbare Gate-Array). Der Signalverarbeitungs-IC 51 ist zusammen mit weiteren Komponenten auf der Sensorplatte 21 angeordnet. Ein externer Verbinder 41 wird als Schnittstelle für Eingangs-/Ausgangs-Signale verwendet, die einen Signalverarbeitungsausgang des Signalverarbeitungs-IC 51 beinhalten.
  • Ein Gehäuse 9 dient zur Aufnahme oder zum Halten der Lichtführung 2, des Lichtquellenelements 3, der Leiterplatte 4, des Halters 5, des Reflektor 6, des optischen Abbildungssystem 8 und der Sensorplatte 21. Das Gehäuse 9 ist aus einem Metall oder einem Harzmaterial gebildet, wobei zumindest ein Teil desselben eine Lichtabschirmeigenschaft oder dergleichen aufweist. Der Reflektor 6 kann an der Seite des Gehäuses 9 oder an der Seite der Lichtführung 2 gebildet sein. Das bedeutet, es bestehen keine Einschränkungen solange Leckagelicht von der Lichtführung 2 zu der Lichtführung 2 zurückgeführt werden kann. Natürlich ist der Reflektor 6 nicht unbedingt notwendig. Ferner besteht in einem Fall, in dem die transparente Platte 7 in der Bildlesevorrichtung installiert ist, ein Beispiel dahingehend, dass das Gehäuse 9 die transparente Platte 7 trägt. Bei diesem Beispiel kann der Raum im Inneren des das optische Abbildungssystem 8 aufnehmenden Gehäuses 9 mittels der transparenten Platte 7 dicht verschlossen sein. Es sei erwähnt, dass bei der in 2 gezeigten auseinandergezogenen Perspektivansicht der Bildlesevorrichtung die Konfiguration zwar derart ist, dass die Halter 5 beim dichten Verschließen der Endbereiche entlang der Nebenabtastrichtung (Y-Achsen-Richtung) bei der Bildlesevorrichtung eine Rolle spielen, jedoch ist die Konfiguration nicht darauf beschränkt.
  • Als nächstes wird die Arbeitsweise der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 beschrieben. Von dem Lichtquellenelement 3 emittiertes Licht tritt durch den Endbereich in Längsrichtung der Lichtführung 2 (die Endfläche entlang der transversalen Richtung) in die Lichtführung 2 ein. Das in die Lichtführung 2 eintretende Licht pflanzt sich im Inneren der Lichtführung 2 in der Längsrichtung fort und wird reflektiert und gestreut, wenn das Licht auf den Lichtstreuungsbereich 2a auftrifft, und anschließend wird ein Teil des Lichts von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b oder von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c emittiert. Das von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b oder dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c emittierte Licht geht durch die transparente Platte 7 hindurch, um das Lesezielobjekt 1 mit Licht zu bestrahlen, und wird an dem Lesezielobjekt 1 in dem Bestrahlungsbereich 1a des Lesezielobjekts 1 reflektiert. Streulicht, das reflektiert wird (reflektiertes Licht), tritt durch die transparente Platte 7 hindurch und wird in dem optischen Abtastsystem 8 gesammelt (konvergiert) und wird dann von dem Sensor-IC 11 empfangen, um nach der fotoelektrischen Umwandlung als elektrisches Signal nach außen abgegeben zu werden.
  • 4 zeigt einen transversalen Querschnitt entlang der Transversalrichtung einer Lichtführung 2 bei einem Vergleichsbeispiel, das einen bogenförmigen lichtemittierenden Oberflächenbereich 2d aufweist. 5(a) zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Transversalrichtung der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel, bei dem die lichtemittierende Oberfläche mit einer gekrümmten Oberfläche gebildet ist. 5(b) zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung von Lichtemissionswegen der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel, bei dem die lichtemittierende Oberfläche mit der gekrümmten Oberfläche gebildet ist. Bei dem in 5(a) gezeigten Verteilungsdiagramm ist entlang der vertikalen Achse die Beleuchtungsstärke aufgetragen. Die horizontale Achse veranschaulicht die Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Y-Achsen-Richtung (Nebenabtastrichtung). Die Stelle, an der die Y-Achsen-Richtung die strichpunktierte Linie kreuzt, befindet sich in der Nähe des Zentrums des Bestrahlungsbereichs 1a. An der Stelle, an der die die Verteilung darstellende Linie P1 die strichpunktierte Linie in 5(a) kreuzt, ist die Beleuchtungsstärke am höchsten. Die in 5(a) dargestellte strichpunktierte Linie entspricht der optischen Achse des optischen Abbildungssystems 8.
  • Die Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel besitzt eine ähnliche Konfiguration wie bei den Patentdokumenten 3 bis 6 mit der Offenbarung, dass „die lichtemittierende Oberfläche einer Lichtführung zum Sammeln von lichtkreisförmig oder ellipsenförmig ausgebildet ist“. In den 4 und 5(b) ist eine Normallinie NL auf den Lichtstreuungsbereich 2a, die in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung durch das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a hindurchgeht, durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Die Normallinie NL in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung geht bei dem Vergleichsbeispiel durch das Zentrum des lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2d der Lichtführung 2 hindurch. Darüber hinaus hat die Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel eine liniensymmetrische Formgebung in Bezug auf die Normallinie NL als Achse in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung. 5 kann als schematische Darstellung betrachtet werden, wenn die Y-Achse der 5(a) als Förderweg des Lesezielobjekts 1 betrachtet wird und das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a auf der Verlängerungslinie der Normallinie NL der 5(b) liegend angenommen wird. Die Normallinie NL der 5(b) ist in Bezug auf das nicht dargestellte Lesezielobjekt 1 geneigt. D.h. die Normallinie NL der 5(b) ist in Bezug auf die Y-Achsen-Richtung Richtung geneigt.
  • Die Lichtführung 2 bei dem in 4 und 5(b) dargestellten Vergleichsbeispiel weist einen bogenartigen äußeren Formgebungsbereich auf, der sich entlang der Längsrichtung erstreckt und in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung liegt, die die Längsrichtung kreuzt. Ferner weist die Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel den Lichtstreuungsbereich 2a auf, der entlang der Längsrichtung an der Seitenfläche gebildet ist und der das intern geführte Licht reflektiert, und weist ferner den lichtemittierenden Oberflächenbereich 2d auf, der an der Seitenfläche entlang der Längsrichtung gebildet ist und sich gegenüber von dem Lichtstreuungsbereich 2a befindet und das von dem Lichtstreuungsbereich 2a reflektierte Licht emittiert.
  • Bei der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel kann emittiertes Licht nahezu parallel zu der Normallinie NL erzielt werden, indem die Formgebung des lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2d in der in 5(b) gezeigten Weise eingestellt wird. Das von dem Lichtstreuungsbereich 2a reflektierte und gestreute Licht wird jedoch mit nicht-gleichmäßiger Intensität in allen Richtungen gestreut, und ein Verhältnis des Lichts, das bei einem kleinen Winkel in Bezug auf die Normallinie NL des Lichtstreuungsbereichs 2a reflektiert wird, ist groß. Wie in 5(a) gezeigt, führt die Verteilung der Beleuchtungsstärke somit zu einer konvexen Verteilung mit einem Spitzenwert der Beleuchtungsstärke auf der Verlängerungslinie der Normallinie NL der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel. Ferner ist, wie bei 5(b) beschrieben, die Normallinie NL geneigt. Bei einem Lichtstrahl von der Lichtquelle 2 in dem Vergleichsbeispiel ist somit die Distanz zu der Bestrahlungsfläche in dem Maß größer, in dem die Distanz auf der rechten Seite von der strichpunktierten Linie des in 5(b) gezeigten Verteilungsdiagramms größer ist, so dass das emittierte Licht zum Expandieren neigt und der Verteilungsbereich der Beleuchtungsstärke auf der rechten Seite breit ist. Somit kann bei der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel keine gleichmäßige Verteilung der Beleuchtungsstärke über den gesamten Bereich erzielt werden, der mit der Breite der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel in der Transversalrichtung vergleichbar ist, und die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) ist gering.
  • 6 zeigt einen transversalen Querschnitt entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1. Eine in 6 gezeigte Lichtführung 2 veranschaulicht lediglich die Lichtführung 2 bei der in den 1 und 2 gezeigten Bildlesevorrichtung. In 6 sowie der nachfolgend beschriebenen 7(b) ist eine Normallinie NL auf den Lichtstreuungsbereich 2a, die durch das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung hindurchgeht, durch die strichpunktierte Linie dargestellt. Die Lichtführung 2 besitzt einen planen Bereich 2f, der den sich entlang der Längsrichtung erstreckenden Lichtstreuungsbereich 2a aufweist, sowie den lichtemittierenden Oberflächenbereich (den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und den zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c), der auf einer gegenüberliegenden Seite von dem planen Bereich 2f vorgesehen ist. Genauer gesagt, es ist der Lichtstreuungsbereich 2a an dem planen Bereich 2f gebildet, der eben ist und an der Seitenfläche der Lichtführung 2 entlang der Längsrichtung vorgesehen ist. In dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung ist der Lichtstreuungsbereich 2a im Zentrum des planen Bereichs 2f gebildet. Mit anderen Worten, die Normallinie NL geht durch das Zentrum des planen Bereichs 2f hindurch.
  • Bei dem lichtemittierenden Oberflächenbereich ist die Formgebung in dem zu der Längsrichtung rechtwinkligen Querschnitt, d.h. die Formgebung in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung, eine Kombination aus dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b (erste gekrümmte Oberfläche) mit einer konvex gekrümmten Oberfläche sowie aus dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c (zweite gekrümmte Oberfläche) mit einer konvex gekrümmten Oberfläche, die sich in der Krümmungsform von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b unterscheidet. Der erste lichtemittierende Oberflächenbereich 2b und der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c sind an einem Wendepunkt 2e (Fortsetzungspunkt) sanft und kontinuierlich miteinander verbunden. Während der Begriff „Wendepunkt“ verwendet wird, da 6 den transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung der Lichtführung 2 darstellt, erstreckt sich die Lichtführung 2 entlang der Längsrichtung, und daher ist in Wirklichkeit eine Vielzahl von Wendepunkten in der Längsrichtung angeordnet.
  • Ein zweiter planer Bereich 2g, der eben ausgebildet ist und an einer Seitenfläche der Lichtführung 2 entlang der Längsrichtung vorgesehen ist, ist zwischen dem planen Bereich 2f der in 6 gezeigten Lichtführung 2 und dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b angeordnet. Ferner ist ein dritter planer Bereich 2h, der eben ausgebildet ist und an einer Seitenfläche der Lichtführung 2 entlang der Längsrichtung vorgesehen ist, zwischen dem planen Bereich 2f und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c angeordnet. In dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung sind die Formgebungen des zweiten planen Bereichs 2g, des dritten planen Bereichs 2h sowie des planen Bereichs 2f selbstverständlich gerade. In dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung ist die Länge der geraden Linie des zweiten planen Bereichs 2g kürzer als die des dritten planen Bereichs 2h.
  • Wie in 6 gezeigt, ist in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung der Wendepunkt 2e an einer Stelle angeordnet, an der die gestrichelte Linie L1, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a auf der Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c hindurchgeht, den lichtemittierenden Oberflächenbereich der Lichtführung 2 kreuzt. Die gestrichelte Linie L1 ist rechtwinklig zu dem planen Bereich 2f. Bei dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung kann der Schnittpunkt der gestrichelten Linie L1 und des lichtemittierenden Oberflächenbereichs der Lichtführung 2 natürlich in dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c angeordnet sein, indem die Breite des Lichtstreuungsbereichs 2a erweitert wird. Jedoch ist ein Kompromiss erforderlich, da die Lichtsammelfähigkeit durch den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und den zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c vermindert ist. Mit anderen Worten kann man sagen, dass nicht nur durch die Formgebung des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b und des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c sondern auch durch Vergrößern oder Verkleinern der Breite des Lichtstreuungsbereichs 2a die Lichtsammelfähigkeit der Lichtführung 2 eingestellt werden kann. Es sei erwähnt, dass bei dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung der Wendepunkt 2e von dem Schnittpunkt der Normallinie NL und dem lichtemittierenden Oberflächenbereich (dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b) zur Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c verlagert (versetzt) ist.
  • 7(a) zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Transversalrichtung bei der Lichtführung 2. 7(b) zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Lichtemissionswege bei der Lichtführung 2. In dem Verteilungsdiagramm der 7(a) ist entlang der vertikalen Achse die Beleuchtungsstärke aufgetragen. Die horizontale Achse veranschaulicht die Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Y-Achsen-Richtung (Nebenabtastrichtung). Die Position, an der die Y-Achsen-Richtung eine gestrichelte Linie kreuzt, befindet sich in etwa im Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a. Die in 7(a) dargestellte strichpunktierte Linie entspricht der optischen Achse des optischen Abbildungssystems 8. In 7(b) ist ein optischer Weg bzw. Lichtweg 61 durch die gestrichelte Linie dargestellt. Das sich auf dem Lichtweg 61 bewegende Licht ist zum Bestrahlen des Zentrums des Bestrahlungsbereichs 1a angeordnet.
  • Der Lichtweg 61 in 7(b) wird im Folgenden beschrieben. Das Licht, das sich auf dem Lichtweg (dem optischen Weg im Inneren der Lichtführung 2) auf der Normallinie NL, d.h. zu dem Lichtstreuungsbereichs 2a bewegt und das durch das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung hindurchgeht, wird durch den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b gebrochen, wenn es von der Lichtführung 2 emittiert wird. Ein optischer Weg, über den sich das gebrochene Licht bewegt, ist der Lichtweg 61. In ähnlicher Weise zu 5 für Vergleichszwecke kann 7 als schematische Darstellung betrachtet werden, wenn die Y-Achse der 7(a) als Förderweg des Lesezielobjekts 1 betrachtet wird und das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a als auf der Verlängerungslinie des Lichtweges 61 in 7(b) liegend angenommen wird.
  • Die Normallinie NL und der Lichtweg 61 in 7(b) sind in Bezug auf das nicht dargestellte Lesezielobjekt 1 geneigt. Das bedeutet, die Normallinie NL und der Lichtweg 61 in 7(b) sind in Bezug auf die Y-Achse geneigt. Wenn man den kleineren Winkel (den innenliegenden Winkel) von den Winkeln, in denen die Winkel (dem innenliegenden Winkel) von den Winkeln vergleicht, in denen der Lichtweg 61 die Y-Achse (das Lesezielobjekt 1) kreuzt, wird der Winkel, in dem der Lichtweg 61 die Y-Achse (das Lesezielobjekt 1) kreuzt, größer als der Winkel, in dem die Normallinie NL die Y-Achse (das Lesezielobjekt 1) kreuzt.
  • Wie in 7(a) gezeigt, ist die Beleuchtungsstärke zwar an dem Punkt am höchsten, an dem die die Verteilung der Beleuchtungsstärke darstellende Linie P2 die strichpunktierte Linie kreuzt, jedoch versteht es sich, dass der Spitzenbereich um eine Position zentriert ist, an der die die Verteilung der Beleuchtungsstärke darstellende Linie P2 die strichpunktierte Linie kreuzt und sich entlang der Y-Achsen-Richtung (Nebenabtastrichtung) ausbreitet. Als Vergleichsobjekt ist die die Verteilung in 5(a) veranschaulichende Linie P1 hinzugefügt, wobei diese in 7(a) durch die jeweils durch zwei Punkte unterbrochene Linie dargestellt ist. Ähnlich der Linie P2, die die Verteilung der Beleuchtungsstärke darstellt, befindet sich der Peak der durch jeweils zwei Punkte unterbrochenen Linie an der Position, an der die durch jeweils zwei Punkte unterbrochene Linie P1 die strichpunktierte Linie kreuzt, wobei der Wert bei dieser höher ist als bei der die Verteilung der Beleuchtungsstärke darstellenden Linie P2. Es versteht sich jedoch, dass im Vergleich zu der die Verteilung der Beleuchtungsstärke darstellenden Linie P2 der Spitzenbereich der durch jeweils zwei Punkte unterbrochenen Linie P1 sich weniger über die Y-Achsen-Richtung (Nebenabtastrichtung) ausbreitet und eine spitze Formgebung aufweist. Dagegen versteht es sich, dass der Spitzenbereich der die Verteilung der Beleuchtungsstärke darstellenden Linie P2 im Vergleich zu der durch jeweils zwei Punkte unterbrochenen Linie P1 sich stärker über die Y-Achsen-Richtung (Nebenabtastrichtung) ausbreitet und eine abgeflachte Formgebung aufweist.
  • Das Licht von dem Lichtquellenelement 3, das im Inneren der Lichtführung 2 geführt wird und in dem Lichtstreuungsbereich 2a in Richtung der Normallinie NL reflektiert wird, wird von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b gebrochen, wobei dies dazu führt, dass das Licht den in 7(b) dargestellten Lichtweg 61 durchläuft. Lichtstrahlen, die von dem Lichtstreuungsbereich 2a in einem kleinen Winkel in Bezug auf die Normallinie NL reflektiert werden, werden meist in dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b gebeugt, was dazu führt, dass die Lichtstrahlen nahezu parallel zu dem Lichtweg 61 werden. Wie in 6 gezeigt, hat in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung der erste lichtemittierende Oberflächenbereich 2b mit zunehmender Nähe zu der Seitenfläche ein steileres Gefälle, d.h. in Richtung von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c (dem Wendepunkt 2e) weg sowie näher zu dem zweiten planen Bereich 2g hin. Die Krümmung des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b wird nämlich mit zunehmender Entfernung von dem Wendepunkt 2e größer. Das von dem Lichtstreuungsbereich 2a eintretende Licht wird somit an dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b stark gebeugt, und das von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b emittierte Licht ist das zu dem Lichtweg 61 nahezu parallele emittierte Licht, wobei der Lichtweg 61 als Referenz dient. Die Lichtstrahlen werden an dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b stark gebeugt, und dadurch wird die Lichtflussdichte des emittierten Lichts hoch und die Beleuchtungsstärke wird gesteigert. Selbstverständlich handelt es sich bei dem Lichtweg 61 auch um einen Lichtweg für das von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b emittierte Licht. Ferner ist bei der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c an dem Wendepunkt 2e sanft mit dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b verbunden, wobei der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c Lichtstrahlen in einer derartigen Weise emittiert, dass der Gradient in der Nähe des Wendepunkts 2e der gleiche ist wie bei dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b.
  • Es folgt nun ein Vergleich, bei dem der lichtemittierende Oberflächenbereich (erster lichtemittierender Oberflächenbereich 2b, zweiter lichtemittierender Oberflächenbereich 2c) der Lichtführung (Lichtführung 2 gemäß der Darstellung in 6 und 7) gemäß Ausführungsbeispiel 1 und der lichtemittierende Oberflächenbereich (lichtemittierender Oberflächenbereich 2d) der Lichtführung 2 bei dem Vergleichsbeispiel gemäß 4 und 5 durch die Normallinie NL jeweils in zwei Bereiche unterteilt sind. Bei der Lichtführung (Lichtführung 2 gemäß der Darstellung in 6 und 7) gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird im Gegensatz zu einem Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs, der sich näher bei der Seite des Bestrahlungsbereichs 1a befindet (zumeist dem aus dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c gebildeten lichtemittierenden Oberflächenbereich) die Lichtflussdichte des emittierten Lichts in dem übrigen Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs auf der gegenüberliegenden Seite (dem lichtemittierenden Oberflächenbereich, der nur aus dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b gebildet ist) hoch, und dadurch wird die Beleuchtungsstärke verbessert. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Y-Achsen-Richtung erzielt werden, und das Licht wird derart gesammelt, dass das emittierte Licht nahezu parallel ist, so dass die Beleuchtungsstärke hoch ist und die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) verbessert werden kann. Im Gegensatz dazu ist bei der Lichtführung 2 bei dem in 4 und 5 gezeigten Vergleichsbeispiel in den beiden Teilen des lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2d, die durch die Normallinie NL geteilt sind, aufgrund der Tatsache, dass der eine Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2d, der sich näher bei der Seite des Bestrahlungsbereichs 1a befindet, und der andere Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2d auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf eine als Normallinie NL dienende Achse symmetrisch sind, die Lichtflussdichte des emittierten Lichts in den beiden Teilen des durch die Normallinie NL geteilten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2d nicht so unterschiedlich.
  • In Anbetracht des vorstehend beschriebenen Grunds kann gemäß der Darstellung in 7(a) anstelle der Kennlinie mit einer solchen steilen Kurve wie bei der Linie P1 (durch jeweils zwei Punkte unterbrochene gestrichelte Linie), die die Verteilung der Beleuchtungsstärke bei der Lichtführung 2 des Vergleichsbeispiels darstellt, die Verteilung der Beleuchtungsstärke, die durch die abgeflachte Linie P2 (durchgezogene Linie) in der Y-Achsen-Richtung dargestellt ist und um den Bestrahlungsbereich 1a zentriert ist, bei der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 erzielt werden. Der Grund hierfür besteht darin, dass das Licht, das von dem Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs auf der gegenüberliegenden Seite von dem anderen Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs in der Nähe der Seite des Bestrahlungsbereichs 1a emittiert wird, von dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b im Vergleich zu dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c stark gebrochen wird, und dass der Bestrahlungsbereich 1a auf der Verlängerungslinie des Lichtwegs 61 anstatt auf der Verlängerungslinie der Normallinie NL angeordnet ist. Es versteht sich von selbst, dass es sich bei dieser Anordnung nicht um eine essenzielle Bedingung handelt, jedoch kann die Beleuchtungsstärke durch diese Anordnung in einfacher Weise gleichmäßig gemacht werden.
  • Ferner kann bei der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 zur Steigerung der Lichtflussdichte der von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c emittierten Lichtstrahlen eine gekrümmte Formgebung ähnlich der des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b vorgesehen sein.
  • Die ähnliche gekrümmte Formgebung ist derart ausgebildet, dass das Gefälle des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c mit zunehmender Nähe zu der Seitenfläche, die mit dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c in Kontakt steht, d.h. in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung von dem Wendepunkt 2e weg sowie näher zu dem dritten planen Bereich 2h hin, steiler wird. Die Krümmung des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c wird also mit zunehmender Entfernung von dem Wendepunkt 2e größer. Auch in einem Fall, in dem die Formgebung für den zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c aufgegriffen wird, ist es selbstverständlich notwendig, auch den lichtemittierenden Oberflächenbereich mit dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c auszubilden, die kontinuierlich sind, sowie eine Relation derart aufrechtzuerhalten, dass der erste lichtemittierende Oberflächenbereich 2b eine größere Länge in Umfangsrichtung als der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung aufweist.
  • Bei einer in 8 dargestellten Lichtführung 2 handelt es sich um eine Variation der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1, wobei die Lichtführung 2 in der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 installiert ist. 8(a) zeigt einen transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung 2, 8(b) zeigt einen Querschnitt der Lichtführung 2, wobei die Peripherie des Lichtstreuungsbereichs 2a in dem in 8(a) dargestellten Querschnitt vergrößert ist, und 8(c) zeigt einen Querschnitt der Bildlesevorrichtung, bei dem die Peripherie der Lichtführung 2 in einem Fall vergrößert ist, in dem die in 8(a) gezeigte Lichtführung 2 in dem Gehäuse 9 der Bildlesevorrichtung installiert ist. Es sei erwähnt, dass es sich bei dem in 8(c) gezeigten Gehäuse 9 (Bildlesevorrichtung) um einen Fall handelt, in dem die Vorrichtung keinen Reflektor 6 aufweist. In dem transversalen Querschnitt als Querschnitt in der Transversalrichtung besteht die anhand der 1, 2, 6 und 7 beschriebene Lichtführung 2 aus linearen planen Bereichen, d.h. dem planen Bereich 2f, dem zweiten planen Bereich 2g und dem dritten planen Bereich 2h mit Ausnahme der lichtemittierenden Oberflächenbereiche (dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b, dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c). Jedoch kann die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt in der Transversalrichtung auch eine gekrümmte Formgebung ähnlich den lichtemittierenden Oberflächenbereichen in den zusätzlich zu den lichtemittierenden Oberflächenbereichen vorhandenen Bereichen aufweisen.
  • Bei der in 8 gezeigten Lichtführung 2 sind Bereiche, die dem planen Bereich 2f und dem zweiten planen Bereich 2g entsprechen, durch einen gekrümmten Oberflächenbereich 2r ersetzt. Selbstverständlich kann der dritte plane Bereich 2h in einer gekrümmten Formgebung vorliegen. Der gekrümmte Oberflächenbereich 2r, der mit einer gekrümmten Formgebung an der Seitenfläche der Lichtführung 2 entlang der Längsrichtung vorgesehen ist, ist in kontinuierlicher Weise mit dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b ausgebildet. Bei dem gekrümmten Oberflächenbereich 2r handelt es sich um eine gekrümmte Formgebung in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt in der Transversalrichtung. Der dritte plane Bereich 2h, der eben ist und an der Seitenfläche der Lichtführung entlang der Längsrichtung vorgesehen ist, ist zwischen dem gekrümmten Oberflächenbereich 2r und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c angeordnet.
  • Der Lichtstreuungsbereich 2a ist an der in 8 gezeigten Lichtführung 2 gebildet. Das bedeutet, der sich entlang der Längsrichtung erstreckende Lichtstreuungsbereich 2a ist an der Seitenfläche der Lichtführung 2 angeordnet, und der lichtemittierende Oberflächenbereich (erster lichtemittierender Oberflächenbereich 2b und zweiter lichtemittierender Oberflächenbereich 2c) ist an der gegenüberliegenden Oberfläche von dem Lichtstreuungsbereich 2a vorgesehen. Genauer gesagt, es ist der Lichtstreuungsbereich 2a an dem gekrümmten Oberflächenbereich 2r gebildet, bei dem es sich um eine gekrümmte Seitenfläche der Lichtführung 2 entlang der Längsrichtung handelt und die das im Inneren der Lichtführung 2 geführte Licht reflektiert. In den 8(a) und 8(b) ist die Normallinie NL auf eine tangentiale Linie TL (durch jeweils zwei Punkte unterbrochene gestrichelte Linie), die durch das Zentrum des gekrümmten Lichtstreuungsbereichs 2a in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung hindurchgeht, in strichpunktierter Linie veranschaulicht.
  • Bei der in 8 gezeigten Lichtführung 2, wie auch bei der anhand der 1, 2, 6 und 7 beschriebenen Lichtführung 2 ist, wie in 8(a) gezeigt, in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung der Wendepunkt 2e an der Stelle angeordnet, an der die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a auf der Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c hindurchgehende gestrichelte Linie L1 den lichtemittierenden Oberflächenbereich der Lichtführung 2 kreuzt. Das bedeutet, in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung ist der Wendepunkt 2e von dem Schnittpunkt der Normallinie NL und des lichtemittierenden Oberflächenbereichs (des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b) der Lichtführung 2 auf die Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c verlagert (versetzt). In dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung kann der Schnittpunkt der gestrichelten Linie L1 und des lichtemittierenden Oberflächenbereichs der Lichtführung 2 natürlich auch in dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c angeordnet sein, indem die Breite des Lichtstreuungsbereichs 2a vergrößert wird
  • Somit wird auch bei der in 8 gezeigten Lichtführung 2 im Gegensatz zu einem näher bei der Seite des Bestrahlungsbereichs 1a liegenden Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs (in erster Linie dem lichtemittierenden Oberflächenbereich, der aus dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c gebildet ist) die Lichtflussdichte des emittierten Lichts in dem anderen Teil des lichtemittierenden Oberflächenbereichs auf der gegenüberliegenden Seite (dem lichtemittierenden Oberflächenbereich, der nur aus dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b gebildet ist) hoch, so dass auf diese Weise die Beleuchtungsstärke verbessert ist. Auf diese Weise kann eine gleichmäßige Verteilung der Beleuchtungsstärke in der Y-Achsen-Richtung erzielt werden, und das Licht wird derart gesammelt, dass das emittierte Licht nahezu parallel ist, so dass die Beleuchtungsstärke hoch ist und die Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Lesetiefenrichtung (Tiefenrichtung) verbessert werden kann.
  • Als nächstes wird eine Relation zwischen der Beleuchtungsstärke und der Krümmung des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b und des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c in dem transversalen Querschnitt als Querschnittsfläche entlang der Transversalrichtung beschrieben. Genauer gesagt, es wird 7 als schematische Darstellung betrachtet, und die Beleuchtungsstärke wird für einen Fall beschrieben, in dem der kleinere Winkel (der innenliegende Winkel) von den Winkeln, mit denen die Normallinie NL das Lesezielobjekt 1 kreuzt, 45° beträgt und der kleinere Winkel (der innenliegende Winkel) von den Winkeln, mit denen der Lichtweg 61 das Lesezielobjekt 1 kreuzt, 49° beträgt. Es sei erwähnt, dass der Bereich, in dem der Lichtweg 61 das Lesezielobjekt 1 kreuzt, dem zentralen Bereich des Bestrahlungsbereichs 1a entspricht. Das bedeutet, der Bereich, in dem die Normallinie NL das Lesezielobjekt 1 kreuzt, ist von dem Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a versetzt
  • 9 zeigt eine Schnittdarstellung des Lichtstreuungsbereichs 2a der Lichtführung 2 in der Längsrichtung, wie dieser anhand der 1, 2, 6 und 7 beschrieben worden ist. Als ein spezielles Beispiel handelt es sich bei dem Material für die Lichtführung 2 um ein Acryl, wobei die Höhe des Querschnitts in der Transversalrichtung 5 mm beträgt, die Breite desselben 5 mm beträgt und die Breite des Lichtstreuungsbereichs 2a einen Wert von 1 mm besitzt. Der Lichtstreuungsbereich 2a besitzt eine Ausbildung, bei der eine Vielzahl von Lichtstreuungs-Prismen 101 mit einer Höhe und Breite von jeweils ca. 100 µm in der in 9 gezeigten Weise angeordnet ist. D.h. der Lichtstreuungsbereich 2a ist durch eine Vielzahl von Lichtstreuungs-Prismen 101 gebildet. Ein vergrößerter Bereich der Lichtstreuungs-Prismen 101 ist in dem in 9 von der gestrichelten Linie umgebenen Bereich dargestellt. Es sei erwähnt, dass unter der Höhe des Querschnitts in der Transversalrichtung die entlang der gestrichelten Linie L1 vorhandene Distanz zwischen dem Lichtstreuungsbereich 2a und dem Wendepunkt 2e in dem transversalen Querschnitt als den Querschnitt entlang der Transversalrichtung zu verstehen ist. Unter der Breite des Querschnitts in der Transversalrichtung ist die Distanz zwischen dem zweiten planen Bereich 2g und dem dritten planen Bereich 2h in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung zu verstehen.
  • 10 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Transversalrichtung bei der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1, wobei zusätzlich Koordinaten in der Querschnittsdarstellung hinzugefügt sind, um Gradienten bei dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c zu beschreiben. Bei dem Koordinatensystem der 10 handelt es sich um ein zweidimensionales orthogonales Koordinatensystem, das eine Achse α und eine Achse β verwendet, wobei der Wendepunkt 2e als Ursprung definiert ist, eine Linie senkrecht zu dem Lichtstreuungsbereich 2a als Achse β definiert ist und eine zu der Achse β orthogonale Linie in dem Querschnitt in Transversalrichtung als Achse α definiert ist. Was die Abmessungen der Lichtführung 2 anbelangt, beträgt die vorstehend genannte Höhe des Querschnitts in der Transversalrichtung 5 mm, und die vorstehend genannte Breite desselben beträgt 5 mm. Somit sind in 10 die Koordinaten des Schnittpunkts der Achse α und der gestrichelten Linie, die den zweiten planen Bereich 2g verlängert, (3, 0), und die Koordinaten des Schnittpunkts der Achse α und der gestrichelten Linie, die den dritten planen Bereich 2h verlängert, sind (-2, 0). Ferner liegt der Schnittpunkt des planen Bereichs 2f und der Achse β bei (0, 5).
  • Bei dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 wird die Krümmung des Umfangs in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung mit zunehmender Entfernung von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c größer. Somit ist es hinsichtlich der Formgebung des Umfangs des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung bevorzugt, eine Kurve zu verwenden, die man aus der Formel für eine Ellipse aus Formeln für eine quadratische Kurve erhält. Es wird erläutert, dass für die Formgebung des Umfangs des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung durch Verwendung einer Kurve, die man durch Anwenden einer Formel für eine asphärische Oberfläche zum Bilden einer asphärischen Linse erhält, die Leistungseigenschaften der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 noch weiter verbessert werden.
  • Hierbei wird als Beispiel die Formel für eine asphärische Oberfläche beschrieben, bei der ein Ausdruck vierter Ordnung und ein Ausdruck sechster Ordnung zu einer Formel für eine quadratische Kurve addiert sind. Die Formel für eine asphärische Oberfläche, bei der ein Ausdruck vierter Ordnung und ein Ausdruck sechster Ordnung zu der Formel für eine quadratische Kurve addiert sind, ist die nachfolgende Formel 1. In der Formel 1 stellt R einen Krümmungsradius dar, und K stellt eine konische Konstante dar. A4 und A6 stellen einen asphärischen Koeffizienten für den Ausdruck vierter Ordnung bzw. einen asphärischen Koeffizienten für den Ausdruck sechster Ordnung dar. Hinsichtlich der Koordinaten werden die in 10 gezeigten Achsen α und β verwendet und somit das zweidimensionale orthogonale Koordinatensystem, bei dem der Ursprung an dem Wendepunkt 2e platziert ist. β = α 2 / [ R + √ { R 2 − ( 1 + K ) ⋅ α 2 } ] + A 4 ⋅ α 4 + A 6 ⋅ α 6
    Figure DE112014000937B4_0001
  • In der Formel 1 wird davon ausgegangen, dass der erste lichtemittierende Oberflächenbereich 2b durch die Formgebung (Kurve) ausgedrückt wird, wenn R = 3,8 mm, K = 0,4, A4 = 0,0014 und A6 = 0,0008 betragen, wobei angenommen wird, dass der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c durch die Formgebung (Kurve) ausgedrückt wird, wenn R = 3,6 mm, K = 0,4, A4 = 0 und A6 = 0,0001 betragen. Ein Gradient bei dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c wird in 10 durch den Absolutwert von θ(α) zum Ausdruck gebracht, wobei die Gradienten in der Nähe des Wendepunkts 2e (Ursprung) |θ(0,5)| = 7,5° und |θ(-0,5)| = 7,9° betragen, wobei es sich um ähnliche Werte handelt, und die Gradienten an dem Schnittpunkt mit dem zweiten planen Bereich 2g und dem dritten planen Bereich 2h (Seitenfläche) |θ(3)| = 66° und |θ(-2)| = 31° betragen, wobei somit der Gradient des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b größer ist. Ferner ist der Lichtweg 61 in einem Winkel von 4° in Bezug auf die Normallinie NL geneigt, wie dies vorstehend beschrieben worden ist. Bei der Neigung von 4° handelt es sich um den in 10 durch θ61 dargestellten Winkel (θ61 = 4°).
  • In einem Fall, in dem die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 mit den vorstehend beschriebenen Konditionen ausgebildet ist, besitzt die Verteilung der Beleuchtungsstärke bei der Lichtführung 2 eine Gleichmäßigkeit von 92 % in dem 4 mm-Bereich in der Transversalrichtung, die volle Breite bei dem halben Maximum von 10,8 mm sowie die Gleichmäßigkeit von 93 % in der Tiefenrichtung von 1 mm. Wie in der Formel 1 gezeigt, kann somit der Gradient an einer weiter von dem Ursprung entfernten Stelle größer gemacht werden, indem die Ausdrücke höherer Ordnung zu der Formel für eine quadratische Kurve hinzu addiert werden, im Vergleich zu der normalen Formel einer Ellipse, d.h. der Formel für eine Ellipse unter den Formeln für eine quadratische Kurve, so dass eine Lichtführung 2 mit höherer Beleuchtungsstärke als in einem Fall verwirklicht werden kann, in dem die Formel für eine Ellipse verwendet wird.
  • Bisher sind bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 Beispiele beschrieben worden, bei denen in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung die Normallinie NL die Lichtführung 2 an einer von dem Wendepunkt 2e versetzten Stelle kreuzt und die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a auf der Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c hindurchgehende unterbrochene Linie L1 durch den Wendepunkt 2e hindurchgeht (wie dargestellt). Ferner wird bei der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ein Beispiel beschrieben, bei dem die Normallinie NL die Lichtführung 2 an der Stelle kreuzt, die von dem Wendepunkt 2e auf die Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c versetzt ist (nicht dargestellt). Im Folgenden wird jedoch beschrieben, dass die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 und die in der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 installierte Lichtführung 2 nicht auf die vorstehend beschriebene Konstruktion beschränkt sind.
  • Dabei wird eine Lichtführung 2 anhand der 11 und 12 beschrieben, in denen die Normallinie NL die Lichtführung 2 an einer Stelle kreuzt, die von dem Wendepunkt 2e versetzt ist, und die gestrichelte Linie L1, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a auf der Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c hindurchgeht, die Lichtführung 2 an einer Stelle kreuzt, die von dem Wendepunkt 2e auf die Seite des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b versetzt ist. Hierbei handelt es sich um eine Variation der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 sowie der in der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 installierten Lichtführung 2. Außerdem wird eine Lichtführung 2 anhand der 13 beschrieben, bei der die Normallinie NL die Lichtführung 2 an einer von dem Wendepunkt 2e versetzten Stelle kreuzt, und obwohl die gestrichelte Linie L1, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a auf der Seite des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c hindurchgeht, durch den Wendepunkt 2e hindurchgeht, ist das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a auf die Seite des zweiten planen Bereichs 2g verlagert. Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine Variation der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 sowie der in der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 installierten Lichtführung 2.
  • Die 11 und 12 zeigen transversale Querschnitte als Querschnitte entlang der Transversalrichtung, wobei sie jeweils eine Variation der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 darstellen. In den 6 und 7 ist z.B. ein Fall beschrieben worden, bei dem sich der Wendepunkt 2e auf der gestrichelten Linie L1 befindet, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a hindurchgeht. Wie in 11 und 12 gezeigt ist, kann jedoch bei der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 der Wendepunkt 2e derart angeordnet sein, dass er im Vergleich zu der Anordnung bei der in 6 gezeigten Lichtführung 2 auf die Seite des dritten planen Bereichs 2h (Seitenfläche) verlagert ist, so dass die gestrichelte Linie L1, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a hindurchgeht, nicht durch den Wendepunkt 2e hindurchgeht. Die in 11 gezeigte Lichtführung 2 veranschaulicht einen Fall, in dem das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a dem Zentrum des planen Bereichs 2f entspricht. Die in 12 gezeigte Lichtführung 2 veranschaulicht einen Fall, in dem das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a von dem Zentrum des planen Bereichs 2f versetzt ist, wobei das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a auf die Seite des zweiten planen Bereichs 2g (den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b) verlagert ist. In 12 handelt es sich bei der durch jeweils zwei Punkte unterbrochenen gestrichelten Linie L2 um eine Normallinie, die durch den planen Bereich 2f hindurchgeht. Das bedeutet, bei der durch jeweils zwei Punkte unterbrochenen gestrichelten Linie L2 handelt es sich um die Normallinie L2 (die der in 6 und 7 gezeigten Normallinie NL entspricht).
  • Als nächstes wird eine Variation der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 anhand der 13 beschrieben, in der die gestrichelte Linie L1 der in 12 gezeigten Lichtführung 2 durch den Wendepunkt 2e hindurchgeht. 13 zeigt einen transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung. In den 6 und 7 ist z.B. der Wendepunkt 2e der gestrichelten Linie L1 gemeinsam, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a hindurchgeht, und das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a, das dem Zentrum des planen Bereichs 2f entspricht, ist in den 6, 7 und 11 gemeinsam vorgesehen. Bei der in 13 gezeigten Lichtführung 2 befindet sich der Wendepunkt 2e auf der gestrichelten Linie L1, die durch den Endbereich des Lichtstreuungsbereichs 2a hindurchgeht, und das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs 2a ist von dem Zentrum des planen Bereichs 2f versetzt, und somit ist die Konstruktion derart, dass die in 6 und 7 gezeigte Lichtführung 2 mit der in 12 gezeigten Lichtführung 2 kombiniert ist.
  • Bei der Lichtführung 2 ist in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung eine Position, an der die Normallinie NL auf den Lichtstreuungsbereich 2a die Lichtführung 2 kreuzt, in dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b angeordnet, so dass der Wendepunkt 2e der Lichtführung 2 auf der Seite des dritten planen Bereichs 2h (Seitenfläche) platziert werden kann. Es ergibt sich somit ein Vorteil dahingehend, dass das emittierte Licht in einfacher Weise stark gebeugt wird. Dies gilt auch für die in 8 gezeigten Lichtführung 2. Ferner führt die Verlagerung des Lichtstreuungsbereichs 2a von dem Zentrum des planen Bereichs 2f auf die Seite des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (den zweiten planen Bereich 2g (Seitenfläche)) zu einem Anstieg bei den Lichtstrahlen, die von der Verlagerungsseite emittiert werden. Durch die Verlagerung des Lichtstreuungsbereichs 2a zu dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b (dem zweiten planen Bereich 2g), d.h. die Seite, auf der das emittierte Licht diffus abgestrahlt wird und die Beleuchtungsstärke tendenziell vermindert wird, kann somit eine Reduzierung der Beleuchtungsstärke kompensiert werden. Dieses Merkmal kann auch bei der in 8 gezeigten Lichtführung 2 Anwendung finden.
  • Als optisches Abbildungssystem 8 der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 ist bisher das optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung anhand der 1 und 2 exemplarisch beschrieben worden, das eine Stablinsenanordnung 8 oder eine Mikrolinsenanordnung 8 usw. verwendet. Anhand der 14 wird nun beschrieben, dass das optische Abbildungssystem 8, das bei der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 angewendet werden kann, nicht auf das optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung beschränkt ist. 14 zeigt eine Perspektivansicht bei Betrachtung aus der Längsrichtung der Bildlesevorrichtung, die zwei in Transversalrichtung separierte Lesepositionen aufweist, gemäß Ausführungsbeispiel 1.
  • Die in 14 gezeigte Bildlesevorrichtung weist entlang der Hauptabtastrichtung zwei Reihen bzw. Linien von Lesepositionen auf. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Lesepositionen auf den beiden Linien bei der in 14 gezeigten Bildlesevorrichtung in einer zueinander versetzten Anordnung vorgesehen sind. Was den Sensor-IC 11 anbelangt, sind somit ein Sensor-IC 11od und ein Sensor-IC 11ev in zwei Reihen angeordnet. Ferner sind Fotodetektoren des Sensor-IC 11od und des Sensor-IC 11ev in einer versetzten Anordnung zueinander vorgesehen, wobei eine Vielzahl derselben in einem Matrixformat angeordnet ist. Der Sensor-IC 11od ist auf einer Sensorplatte 22 gebildet, und der Sensor-IC 11ev ist auf einer Sensorplatte 23 gebildet. Da 14 eine Perspektivansicht der Bildlesevorrichtung bei Betrachtung aus der Längsrichtung zeigt, sind in der Zeichnung sowohl der Sensor-IC 11od als auch der Sensor-IC 11ev in einer versetzten Anordnung zu sehen. Die Details des Sensor-IC 11od und des Sensor-IC 11ev werden nachfolgend anhand der 15 noch beschrieben.
  • Bei der in 14 gezeigten Bildlesevorrichtung ist das optische Abbildungssystem 8, bei dem es sich um das optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung bei der in 1 und 2 gezeigten Bildlesevorrichtung handelt, durch ein weiteres optisches Abbildungssystem ersetzt, wobei zwei Linien von Lesebereichen vorhanden sind, die in Transversalrichtung getrennt sind. Bei dem in 14 gezeigten optischen Abbildungssystem 8 werden Lichtwege durch einen Spiegel mit gekrümmter Oberfläche bzw. Krümmungsspiegel 31, einen Krümmungsspiegel 32, einen Krümmungsspiegel 33, einen Krümmungsspiegel 34, einen Planspiegel 35, einen Planspiegel 36, eine Apertur 37 und eine Apertur 38 gebildet. Da die beiden Linien der in Transversalrichtung separierten Lesebereiche in der in 14 gezeigten Bildlesevorrichtung vorgesehen sind, wird die Bildlesevorrichtung als eine Vorrichtung betrachtet, bei der der Bestrahlungsbereich 1a in der Transversalrichtung (Nebenabtastrichtung) breit ist. In 14 ist die Lichtführung 2 ebenfalls derart angeordnet, dass der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c der Seite des Lesezielobjekts 1 zugewandt ist. Da ferner der Lichtweg durch die Reflexion unter Verwendung der Krümmungsspiegel und der Planspiegel gefaltet ist, erstreckt sich die optische Achse des optischen Abbildungssystems 8 entlang der Lesetiefenrichtung zwischen dem Lesezielobjekt 1 und einer ersten optischen Komponente.
  • Da 14 eine Perspektivansicht der Bildlesevorrichtung bei Betrachtung aus der Längsrichtung zeigt, sind in der Zeichnung die beiden Lichtwege und die optischen Komponenten zu sehen, die das den jeweiligen Lichtweg durchlaufende Licht sammeln (konvergieren) obwohl diese Wege und Komponenten in einer versetzten Anordnung zueinander vorgesehen sind. Bei den beiden Lichtwegen handelt es sich um den Lichtweg, auf dem das reflektierte Licht, das über den Krümmungsspiegel 31, den Planspiegel 35, die Apertur 37 und den Krümmungsspiegel 33 läuft, von dem Sensor-IC 11od empfangen wird, sowie um den Lichtweg, auf dem das reflektierte Licht, das über den Krümmungsspiegel 32, den Planspiegel 36, die Apertur 38 und den Krümmungsspiegel 34 läuft, von dem Sensor-IC 11ev empfangen wird.
  • Die in 14 gezeigte Bildlesevorrichtung wird nun ausführlich beschrieben. Das von der Lichtführung 2 emittierte Licht (Beleuchtungslicht) wird auf das zu transportierende Lesezielobjekt 1 abgestrahlt, und das Reflexionslicht, das an dem Lesezielobjekt 1 reflektiert wird, wird von dem Sensor-IC 11 (Sensor-IC 11od, Sensor-IC 11ev) empfangen. Die Erläuterung wird nun für jede Leseposition in den beiden Reihen des Sensor-IC 11od und des Sensor-IC 11ev angegeben. Es sei erwähnt, dass der Sensor-IC 11od an der Sensorplatte 22 gebildet ist, die an einer dem Krümmungsspiegel 33 zugewandten Position angeordnet ist. Der Sensor-IC 11ev ist an der Sensorplatte 23 gebildet, die an einer dem Krümmungsspiegel 34 zugewandten Position angeordnet ist. Die Sensorplatte 22 und die Sensorplatte 23 sind durch das Gehäuse 9 in Bereichen gehalten, die dem Boden (Basisplatte) des Gehäuses 9 zugewandt sind.
  • Als erstes setzt sich der Lichtweg des von dem Sensor-IC 11od empfangenen reflektierten Lichts in der Nebenabtastrichtung (Y-Achsen-Richtung) mit wiederholter Reflexion fort. Wie in 14 gezeigt, pflanzt sich das reflektierte Licht von dem Lesezielobjekt 1 durch Reflexion über den Krümmungsspiegel 31, den Planspiegel 35, die Apertur 37 und den Krümmungsspiegel 33 in der Nebenabtastrichtung (Y-Achsen-Richtung) fort und wird von dem Sensor-IC 11od empfangen. Der Krümmungsspiegel 31 ist an der dem Lesezielobjekt 1 zugewandten Position an dem Boden (Basisplatte) des Gehäuses 9 angeordnet und in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen. Der Planspiegel 35 ist an der rückwärtigen Oberfläche (dem unteren Bereich) des die Lichtführung 2 in dem Gehäuse 9 haltenden Bereichs angeordnet und in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen. Der Krümmungsspiegel 33 ist an der der Sensorplatte 22 (Sensor-IC 11od) zugewandten Position an dem Boden (Basisplatte) des Gehäuses 9 angeordnet und in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen. In dem Gehäuse 9 ist ein Lichtabschirmbereich 9a, der das reflektierte Licht von dem Krümmungsspiegel 31 abschirmt, so dass es nicht direkt auf den Krümmungsspiegel 33 auftrifft, entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) gebildet. Die Apertur 37, bei der es sich um eine Öffnung in dem Lichtabschirmbereich 9a zwischen dem Planspiegel 35 und dem Krümmungsspiegel 33 handelt, ist in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) angeordnet. Der Lichtabschirmbereich 9a erstreckt sich entlang der Z-Achsen-Richtung von einem Bereich zwischen dem Krümmungsspiegel 31 und dem Krümmungsspiegel 33 in Richtung auf den Planspiegel 35 und ist zwischen dem Planspiegel 35 und dem Krümmungsspiegel 36 zur Seite des Lichtwegs geneigt. Die Apertur 37 ist in dem geneigten Bereich gebildet.
  • In ähnlicher Weise pflanzt sich der Lichtweg des von dem Sensor-IC 11ev reflektierten Lichts unter wiederholter Reflexion in der Nebenabtastrichtung (Y-Achsen-Richtung) fort. Es sei erwähnt, dass sich gemäß der Darstellung in 14 der Lichtweg des von dem Sensor-IC 11ev empfangenen reflektierten Lichts in derselben Y-Achsen-Richtung fortsetzt wie der Lichtweg des von dem Sensor-IC 11od empfangenen reflektierten Lichts, sich jedoch in der entgegengesetzten Richtung fortsetzt. Wie in 14 gezeigt, pflanzt sich das reflektierte Licht von dem Lesezielobjekt 1 durch Reflexion über den Krümmungsspiegel 32, den Planspiegel 36, die Apertur 38 und den Krümmungsspiegel 34 in der Nebenabtastrichtung (Y-Achsen-Richtung) fort und wird von dem Sensor-IC 11ev empfangen. Der Krümmungsspiegel 32 ist an der dem Lesezielobjekt 1 zugewandten Position an dem Boden (Basisplatte) des Gehäuses 9 angeordnet und in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen. Der Planspiegel 36 ist an der rückwärtigen Oberfläche (dem unteren Bereich) des die Lichtführung 2 in dem Gehäuse 9 haltenden Bereichs angeordnet sowie in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen. Der Krümmungsspiegel 34 ist an der der Sensorplatte 23 (Sensor-IC 11ev) zugewandten Position an dem Boden (Basisplatte) des Gehäuses 9 angeordnet und in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen. In dem Gehäuse 9 ist ein Lichtabschirmbereich 9a, der das reflektierte Licht von dem Krümmungsspiegel 32 derart abschirmt, dass dieses nicht direkt auf den Krümmungsspiegel 34 auftrifft, entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) ausgebildet. Die Apertur 38, bei der es sich um eine Öffnung in dem Lichtabschirmbereich 9a zwischen dem Planspiegel 36 und dem Krümmungsspiegel 34 handelt, ist in einem Matrixformat entlang der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) angeordnet. Der Lichtabschirmbereich 9a erstreckt sich entlang der Z-Achsen-Richtung von einem Bereich zwischen dem Krümmungsspiegel 32 und dem Krümmungsspiegel 34 in Richtung auf den Planspiegel 36 und ist zwischen dem Planspiegel 36 und dem Krümmungsspiegel 34 zur Seite des Lichtwegs geneigt. Die Apertur 38 ist in dem geneigten Bereich gebildet.
  • Der Lichtweg des von dem Sensor-IC 11od empfangenen reflektierten Lichts und der Lichtweg des von dem Sensor-IC 11ev empfangenen reflektierten Lichts sind einander abwechselnd (versetzte Anordnung) mit einem dazwischen vorhandenen Spalt in der X-Achsen-Richtung angeordnet, und wenn der Spalt aufgehoben wird, sind die Lichtwege symmetrisch. Somit sind auch die Lichtführung 2, das Gehäuse 9 und das optische Abbildungssystem 8 in ihrer Konstruktion symmetrisch ausgebildet, wenn der Spalt aufgehoben ist. Als nächstes werden der Sensor-IC 11od und der Sensor-IC 11ev, die den Lichtwegen entsprechen und einander abwechselnd (versetzte Anordnung) mit einem Spalt in der X-Achsen-Richtung angeordnet sind, unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
  • 15 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer Anordnung des Sensor-IC 11od (ungeradzahliger Sensor-IC 11od) und des Sensor-IC 11ev (geradzahliger Sensor-IC 11ev) bei der Bildlesevorrichtung, die mit der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 versehen ist. Der Sensor-IC 11od (ungeradzahliger Sensor-IC 11od) und der Sensor-IC 11ev (geradzahliger Sensor-IC 11ev) sind zu dem in 3 gezeigten Sensor-IC 11 äquivalent. Wie in 15 gezeigt, sind der ungeradzahlige Sensor-IC 11od und der geradzahlige Sensor-IC 11ev einander abwechselnd in einer versetzten Anordnung auf der Sensorplatte 22 bzw. der Sensorplatte 23 angeordnet. Die versetzte Anordnung entspricht dem Lichtweg über den Krümmungsspiegel 31, den Planspiegel 35, die Apertur 37 und den Krümmungsspiegel 33 sowie dem Lichtweg über den Krümmungsspiegel 32, den Planspiegel 36, die Apertur 38 und den Krümmungsspiegel 34.
  • In 15 veranschaulicht die strichpunktierte Linie, dass die Anordnung der Fotodetektoren in der X-Achsen-Richtung (Längsrichtung) vorliegt. Ferner zeigen die unterbrochenen Linien parallel zu der Y-Achsen-Richtung an, dass ein Zwischenraum zwischen dem ungeradzahligen Sensor-IC 11od und dem benachbarten geradzahligen Sensor-IC 11ev vorhanden sind, die in einer versetzten Anordnung vorgesehen sind. Die Zwischenräume sind vorgesehen, um Streulicht zwischen den Lichtwegen und zwischen den Fotodetektoren zu vermeiden. Das heißt, der Sensor-IC 11od und der Sensor-IC 11ev sind in der X-Achsen-Richtung nicht überlappend angeordnet. Es sei erwähnt, dass auch dann, wenn es sich bei dem optischen Abbildungssystem 8 um das optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung handelt, der Sensor-IC 11 bei der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 in einer versetzten Anordnung in der Hauptabtastrichtung (X-Achsen-Richtung) vorgesehen sein kann, in derselben Weise wie der Sensor-IC 11od (ungeradzahliger Sensor-IC 11od) und der Sensor-IC 11ev (geradzahliger Sensor-IC 11ev). Selbstverständlich muss in dem vorstehend beschriebenen Fall jedes optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung in Übereinstimmung mit dem Sensor-IC 11 in der versetzten Anordnung vorgesehen sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass dann, wenn das optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung und der Sensor-IC 11 in einer versetzten Anordnung vorgesehen sind, ein Teil der benachbarten Bereiche derselben allgemein in der X-Achsen-Richtung (Hauptabtastrichtung) überlappend angeordnet ist. Dies ist notwendig, um die Bilder zwischen den benachbarten Sensor-ICs zu verbinden, die versetzt angeordnet sind.
  • Bei der anhand der 14 und 15 beschriebenen Bildlesevorrichtung wird das von dem Lesezielobjekt 1 reflektierte Licht auf den beiden Lichtwegen in dem Sensor-IC 11od oder dem Sensor-IC 11ev gesammelt. Das Licht auf dem einen Lichtweg wird in dem Sensor-IC 11od über den Krümmungsspiegel 31, den Krümmungsspiegel 33, den Planspiegel 35 und die Apertur 37 gesammelt. Das Licht auf dem anderen Lichtweg wird in dem Sensor-IC 11ev über den Krümmungsspiegel 32, den Krümmungsspiegel 34, den Planspiegel 36 und die Apertur 38 gesammelt. Der Sensor-IC 11od und der Sensor-IC 11ev empfangen jeweils das gesammelte Licht, und der Sensor-IC 11od und der Sensor IC 11ev erzeugen jeweils ein Ausgangssignal. Die abgegebenen elektrischen Signale werden von einem Verbinder 42 und einem Verbinder 43 zu einer Signalverarbeitungsplatte 34 übertragen und in einem Speicher 52 gespeichert. An der in dem Speicher 52 gespeicherten Bildinformation wird durch den Signalverarbeitungs-IC 51 eine Bildkopplung und Signalverarbeitung ausgeführt. Es sei erwähnt, dass der externe Verbinder 41 als Schnittstelle für Eingangs-/Ausgangssignale verwendet wird, die einen Signalverarbeitungsausgang des Signalverarbeitungs-IC 51 beinhalten.
  • Bei der Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 lässt sich in einfacher Weise eine in der Transversalrichtung (Y-Achsen-Richtung) breite Beleuchtungsstärke erzielen. Somit ist die Lichtführung bei der in 14 gezeigten Bildlesevorrichtung anwendbar, die zwei in der Transversalrichtung (Y-Achsen-Richtung) voneinander beabstandete Lesepositionen aufweist, und ist auch bei dem vorstehend beschriebenen Fall anwendbar, in dem das optische Aufrichtsystem 8 mit gleicher Vergrößerung und der Sensor-IC 11 in einer versetzten Anordnung vorhanden sind. In einem Fall z.B., in dem der Lichtweg von dem optischen Abbildungssystem 8 (Krümmungsspiegel 31, Krümmungsspiegel 32) zu dem Lesezielobjekt 1 vertikal ist und die Lesepositionen sich an zwei Positionen (zwei Linien) befinden, die 3,2 mm in der Transversalrichtung voneinander beabstandet sind, ist es bevorzugt, dass Bestrahlungslicht mit einer gleichmäßigen Beleuchtungsstärke mit etwa 4 mm Breite in der Transversalrichtung erzielt werden kann, um die Beleuchtungsstärke in den beiden (in zwei Linien vorhandenen) Lesepositionen gleichmäßig zu machen. Die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 1 lässt sich in einfacher Weise bei der Bildlesevorrichtung mit den beiden Lesepositionen anwenden.
  • Bei den beiden Lichtführungen 2, die in 1 und 2 gezeigt sind, sind zwar die Lichtwege 61 der Lichtführung 2 nicht dargestellt, jedoch wird von jedem der Lichtwege 61 angenommen, dass dieser das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a kreuzt und dass das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a dem Zentrum der Leseposition entspricht. Ferner sind bei den beiden Lichtführungen 2, die in 14 gezeigt sind, die Lichtwege 61 der Lichtführung 2 zwar nicht dargestellt, jedoch wird von jedem der Lichtwege 61 angenommen, dass dieser das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a kreuzt und dass sich das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a zwischen den in zwei Linien vorhandenen Lesepositionen befindet. Selbstverständlich kann jeder der Lichtwege 61 der beiden in 14 gezeigten Lichtführungen 2 die in der Nähe befindliche Leseposition schneiden. In diesem Fall schneiden sich Verlängerungslinien der Lichtwege 61 der beiden Lichtführungen 2 auf der den Lichtführungen 2 gegenüberliegenden Seite von dem Lesezielobjekt 1, d.h. auf der gegenüberliegenden Seite von der Lesefläche des Lesezielobjekts 1.
  • Somit besitzt die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 mindestens zwei Lichtführungen 2, wobei die Vielzahl der Leseführungen 2 derart angeordnet ist, dass sich die Normallinien NL in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung schneiden. Ferner besitzt die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1, bei der ein Punkt, an dem sich die Normallinien NL schneiden, zwischen dem Lesezielobjekt 1 und den Lichtführungen 2 angeordnet ist, das optische Abbildungssystem 8, um reflektiertes Licht zu konvergieren, bei dem es sich um das von den Lichtführungen 2 emittierte und von dem Lesezielobjekt 1 reflektierte Licht handelt. Es sei erwähnt, dass in dem vorstehend beschriebenen Fall, in dem sich die Verlängerungslinien der Lichtwege 61 der beiden Lichtführungen 2 auf der gegenüberliegenden Seite von der Lesefläche des Lesezielobjekts 1 schneiden, d.h. bei der das Zentrum des Bestrahlungsbereichs 1a an der jeweiligen Leseposition angeordnet ist, die Position der Stelle, an der sich die Normallinien NL schneiden, nicht auf eine Position zwischen dem Lesezielobjekt 1 und dem optischen Abbildungssystem 8 beschränkt ist. Die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 weist somit das optische Abbildungssystem 8 zum Konvergieren von reflektiertem Licht auf, bei dem es sich um das von den Lichtführungen 2 emittierte und von dem Lesezielobjekt 1 reflektierte Licht handelt. Natürlich kann die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 auch nur eine Lichtführung 2 aufweisen.
  • Ausführungsbeispiel 2
  • Eine Lichtführung und eine Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung werden anhand der 16 und 17 beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Bestandteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung solcher Teile verzichtet wird. Da der Unterschied zwischen der Lichtführung und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 sowie der Lichtführung und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 lediglich in der Formgebung der Lichtführung 2 besteht, wird auf jede weitere Beschreibung verzichtet. Die 16 und 17 zeigen transversale Querschnitte der Lichtführungen gemäß Ausführungsbeispiel 2, bei denen es sich um Querschnitte entlang der Transversalrichtung handelt.
  • Wie in 16 gezeigt, ist die Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 2 derart ausgebildet, dass die in 6 gezeigten Lichtführung 2, die zur Beschreibung der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 verwendet worden ist und mit ihrer Normallinie NL (gestrichelte Linie L1) geneigt installiert ist, einen vierten planen Bereich 71 (horizontalen planen Bereich 71) an der Unterseite aufweist, der sich entlang der Längsrichtung (X-Achsen-Richtung) erstreckt. Die nachfolgende Beschreibung geht von der Annahme aus, dass es sich bei der Y-Achsen-Richtung um die horizontale Richtung handelt und das Liniensegment des vierten planen Bereichs 71 im Querschnitt entlang der Transversalrichtung horizontal angeordnet ist.
  • Die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 2, die mit dem vierten planen Bereich 71 ausgestattet ist, kann derart installiert werden, dass der vierte plane Bereich 71 gegen eine Montageebene des Gehäuses 9, in dem die Lichtführung 2 installiert ist, gedrückt ist oder an dieser anliegt. Auf diese Weise können positionsmäßige Schwankungen in der Tiefenrichtung der Lichtführung 2 vermindert werden. Darüber hinaus kann eine Montagedimension in der Z-Achsen-Richtung reduziert werden. Insbesondere ist in einem Fall, in dem die Lichtführung 2 in einem Winkel von θ° zu der Y-Achse angeordnet ist, der vierte plane Bereich 71 durch Abschrägen bzw. Abfasen des rechtwinkligen Eckbereichs gebildet, so dass die Montagedimension in der horizontalen Tiefenrichtung, d.h. in der Z-Achsen-Richtung im Vergleich zu der Situation vor der Abfasung um die Tiefe des vierten planen Bereichs 71 × cos θ × sin θ vermindert ist. Infolgedessen werden z.B. bei der Bildlesevorrichtung, die das in 14 gezeigte optische Abbildungssystem 8 aufweist, durch Reduzieren der Montagedimension der Lichtführung 2 in der Z-Achsen-Richtung ein Freiheitsgrad hinsichtlich der Montagepositionen für den Planspiegel 35 und den Planspiegel 36 sowie Optionen für die Formgebung des Gehäuses 9 vergrößert.
  • In 17 ist an der in 16 gezeigten Lichtführung 2 ferner ein fünfter planer Bereich 72 (vertikaler planer Bereich 72) gebildet, der sich entlang der Längsrichtung (X-Achsen-Richtung) erstreckt. Bei der Beschreibung wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Z-Achsen-Richtung um die vertikale Richtung handelt und es sich bei der Y-Achsen-Richtung um die horizontale Richtung handelt und dass das Liniensegment des fünften planen Bereichs 72 in dem Querschnitt entlang der Transversalrichtung vertikal ist. Durch die Ausbildung mit dem vierten planen Bereich 71 und dem fünften planen Bereich 72 kann die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 2 positionsmäßige Schwankungen der Lichtführung 2 in der Tiefenrichtung, d.h. in der Z-Achsen-Richtung, vermindern. Außerdem kann die Lichtführung in einer derartigen Weise installiert werden, dass der fünfte plane Bereich 72 gegen eine Seitenwandebene gedrückt ist oder an dieser anliegt, die in einer Montageposition in dem Gehäuse 9, in dem die Lichtführung 2 installiert ist, parallel zu der Transversalrichtung ist. Auf diese Weise können positionsmäßige Schwankungen der Lichtführung 2 in der Transversalrichtung vermindert werden, und darüber hinaus lässt sich eine Montagedimension in der Transversalrichtung klein halten.
  • Der zweite plane Bereich 2g, der eben ist und entlang der Längsrichtung an der Seitenfläche der Lichtführung 2 ausgebildet ist, und der vierte plane Bereich 71 sind zwischen dem in 16 gezeigten planen Bereich 2f und dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b angeordnet. Ferner sind der zweite plane Bereich 2g, der eben ist und entlang der Längsrichtung an der Seitenfläche der Lichtführung 2 ausgebildet ist, und der vierte plane Bereich 71 zwischen dem in 17 gezeigten planen Bereich 2f und dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b angeordnet, und weiterhin sind der dritte plane Bereich 2h, der eben ist und entlang der Längsrichtung an der Seitenfläche der Lichtführung 2 ausgebildet ist, und der fünfte plane Bereich zwischen dem planen Bereich 2f und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c angeordnet. Selbstverständlich können ohne die Ausbildung des vierten planen Bereichs 71 die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 2 sowie die in der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 installierte Lichtführung 2 nur den fünften planen Bereich 72 aufweisen. In dem vorstehend beschriebenen Fall können positionsmäßige Schwankungen der Lichtführung 2 in der Transversalrichtung vermindert werden.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • Eine Lichtführung und eine Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung werden anhand der 18 bis 22 beschrieben. In den Zeichnungen sind gleiche oder entsprechende Bestandteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung derselben verzichtet wird. Da der Unterschied zwischen der Lichtführung und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 sowie der Lichtführung und der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 und 2 lediglich in der Formgebung der Lichtführung 2 besteht, wird auf jegliche weitere Beschreibungen verzichtet. Die 18 bis 22 zeigen transversale Querschnitte der Lichtführungen gemäß Ausführungsbeispiel 3, bei denen es sich um Querschnitte entlang der Transversalrichtung handelt. Bei der in 6 gezeigten Lichtführung 2, die als ein Beispiel der Lichtführung gemäß Ausführungsbeispiel 1 beschrieben worden ist, sind Seitenflächen mit Ausnahme des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b und des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c mit drei Ebenen ausgebildet, die in dem transversalen Querschnitt als dem Querschnitt entlang der Transversalrichtung der Lichtführung 2 zueinander orthogonal sind. Es gibt somit einen Fall, bei dem dann, wenn das reflektierte Licht in einem Einfallswinkel auf die vorgenannten Ebenen auftrifft, der geringer ist als ein Gesamtreflexionswinkel, das von dem Lichtstreuungsbereich 2a reflektierte Licht durch die vorstehend genannten Ebenen hindurchgeht und nicht zur Beleuchtung beiträgt. Das Ausführungsbeispiel 3 zielt auf eine Reduzierung von Licht ab, das nicht zur Beleuchtung beiträgt.
  • Die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 3 ist mit einer Kombination aus einer Vielzahl von gekrümmten Oberflächen und Ebenen ausgebildet. In dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung schneiden sich benachbarte Ebenen mit Ausnahme des Lichtstreuungsbereichs 2a, des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b und des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c in einem Winkel von etwa 120° bis 180°. Die in 18 gezeigte Lichtführung 2 ist mit dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b, dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c, dem planen Bereich 2f, einem planen Bereich 81, einem planen Bereich 82, einem planen Bereich 83, einem planen Bereich 84 und einem planen Bereich 85 ausgebildet. Bei der in 19 gezeigten Lichtführung 2 ist der in 18 gezeigte plane Bereich 2f durch den gekrümmten Oberflächenbereich 2r ersetzt. Die in 20 gezeigte Lichtführung 2 ist mit dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b, dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c, dem planen Bereich 2f, einem planen Bereich 86, einem planen Bereich 87, einem gekrümmten Oberflächenbereich 91 und einem gekrümmten Oberflächenbereich 92 ausgebildet. Die in 21 gezeigte Lichtführung 2 ist mit dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b, dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c, dem planen Bereich 2f, einem gekrümmten Oberflächenbereich 93 und einem planen Bereich 94 ausgebildet. Bei der in 22 dargestellten Lichtführung 2 ist der in 21 gezeigte plane Bereich 2f durch den gekrümmten Oberflächenbereich 2r ersetzt.
  • Wenn bei der in 22 gezeigten Lichtführung 2 der gekrümmte Oberflächenbereich 93, der gekrümmte Oberflächenbereich 94 und der gekrümmte Oberflächenbereich 2 sanft und kontinuierlich ohne Unebenheit ausgebildet sind, werden diese insgesamt als gekrümmter Oberflächenbereich 2r betrachtet. In diesem Fall kann man sagen, dass die Formgebung ähnlich der Formgebung der in 8 gezeigten Lichtführung ist. Die in 8 gezeigte Lichtführung 2 ist somit als Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 3 erkennbar. Wenn der in 8 gezeigte dritte plane Bereich 2h durch den gekrümmten Oberflächenbereich 92 ersetzt wird, besitzt die in 22 gezeigte Lichtführung 2 eine ähnliche Formgebung wie die in 8 gezeigte Lichtführung 2.
  • Bei den in 18 bis 22 gezeigten Lichtführungen 2 sind die Formgebungen des planen Bereichs 81, des planen Bereichs 82, des planen Bereichs 83, des planen Bereichs 84, des planen Bereichs 85, des planen Bereichs 86, des planen Bereich 87, des gekrümmten Oberflächenbereichs 91, des gekrümmten Oberflächenbereichs 92, des gekrümmten Oberflächenbereichs 93 und des gekrümmten Oberflächenbereichs 94 in dem transversalen Querschnitt als dem Querschnitt entlang der Transversalrichtung derart ausgebildet, dass das von dem Lichtstreuungsbereich 2a reflektierte Licht auf die Bereiche in einem Winkel auftrifft, der gleich einem oder größer als ein Gesamtreflexionswinkel ist. Das Licht im Inneren der Lichtführung 2 erfährt somit eine wiederholte Gesamtreflexion, wie dies in den 18 bis 22 durch jeweils durch zwei Punkte unterbrochene gestrichelte Linien dargestellt ist, so dass das auf den Lichtstreuungsbereich 2a auftreffende Licht wiederum verstärkt ist. Die Rate, mit der das Licht durch die Lichtführung 2 hindurchgeht und somit nicht zur Beleuchtung beiträgt, ist somit vermindert, und die Effizienz der Lichtnutzung ist verbessert.
  • Die Lichtführung (Lichtführung 2) gemäß Ausführungsbeispiel 3 zielt ab auf eine Verminderung des Lichts, das nicht zur Beleuchtung beiträgt. Das bedeutet, die Formgebung der Lichtführung 2 in dem transversalen Querschnitt als Querschnitt entlang der Transversalrichtung ist derart ausgebildet, dass es zu keiner Leckage von Licht von anderen Bereichen als dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c kommt, die als lichtemittierende Oberflächenbereiche ausgebildet sind. Selbstverständlich kann in der Lichtführung 2 (Lichtführung 2) gemäß der vorliegenden Erfindung der Bereich des Gehäuses 9, in dem die Lichtführung 2 in der Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung platziert ist, in einer derartigen Weise ausgebildet sein, dass der erste lichtemittierende Oberflächenbereich 2b und der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich 2c nur dann freiliegen, wenn die Lichtführung 2 in diesem Bereich platziert ist. Das bedeutet, der Bereich kann derart ausgebildet sein, dass das Licht in den Oberflächenbereichen mit Ausnahme des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2b und des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs 2c abgeschirmt wird und es somit zu keiner Leckage von Licht aus den anderen Bereichen als dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2b und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich 2c kommt, die als lichtemittierende Oberflächenbereiche vorgesehen sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lesezielobjekt
    1a
    Bestrahlungsbereich
    2
    Lichtführung
    2a
    Lichtstreuungsbereich
    2b
    erster lichtemittierender Oberflächenbereich (erste gekrümmte Oberfläche)
    2c
    zweite lichtemittierender Oberflächenbereich (zweite gekrümmte Oberfläche)
    2d
    lichtemittierender Oberflächenbereich
    2e
    Wendepunkt (Fortsetzungspunkt)
    2f
    planer Bereich
    2g
    zweiter planer Bereich
    2h
    dritter planer Bereich
    2r
    gekrümmter Oberflächenbereich
    3
    Lichtquellenelement (LED)
    4
    Leiterplatte
    5
    Halter
    6
    Reflektor
    7
    transparente Platte (Abdeckglas)
    8
    optisches Abbildungssystem
    9
    Gehäuse
    9a
    Lichtabschirmbereich
    11
    Sensor-IC (optischer Empfänger)
    11od
    Sensor-IC (ungeradzahliger Sensor-IC)
    11ev
    Sensor-IC (geradzahliger Sensor-IC)
    21
    Sensorplatte
    22
    Sensorplatte
    23
    Sensorplatte
    24
    Signalverarbeitungsplatte
    31
    Krümmungsspiegel
    32
    Krümmungsspiegel
    33
    Krümmungsspiegel
    34
    Krümmungsspiegel
    35
    Planspiegel
    36
    Planspiegel
    37
    Apertur
    38
    Apertur
    41
    externer Verbinder
    42
    Verbinder für Sensorsignal
    43
    Verbinder für Sensorsignal
    51
    Signalverarbeitungs-IC
    52
    Speicher
    61
    Lichtweg
    71
    vierter planer Bereich (horizontaler planer Bereich)
    72
    fünfter planer Bereich (vertikaler planer Bereich)
    81
    planer Bereich
    82
    planer Bereich
    83
    planer Bereich
    84
    planer Bereich
    85
    planer Bereich
    86
    planer Bereich
    87
    planer Bereich
    91
    gekrümmter Oberflächenbereich
    92
    gekrümmter Oberflächenbereich
    93
    gekrümmter Oberflächenbereich
    94
    gekrümmter Oberflächenbereich
    101
    Lichtstreuungs-Prisma
    NL
    Normallinie

Claims (6)

  1. Lichtleiter (2), der sich entlang einer Längsrichtung erstreckt und einen bogenförmigen äußeren Formgebungsbereich zumindest in einem Teil eines transversalen Querschnitts aufweist, bei dem es sich um einen Querschnitt entlang einer die Längsrichtung schneidenden Transversalrichtung handelt, wobei der Lichtleiter (2) Folgendes aufweist: - einen Lichtstreuungsbereich (2a), der an einer Seitenfläche des Lichtleiters (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist und zum Reflektieren von im Inneren des Lichtleiters (2) geführtem Licht ausgebildet ist; und - einen lichtemittierenden Oberflächenbereich (2d), der zumindest einen Teil eines äußeren Formgebungsbereichs beinhaltet und an einer dem Lichtstreuungsbereich (2a) gegenüberliegenden Seitenfläche entlang der Längsrichtung ausgebildet ist und zum Emittieren von von dem Lichtstreuungsbereich (2a) reflektiertem Licht zur Außenseite des Lichtleiters ausgebildet ist; und - wobei der lichtemittierende Oberflächenbereich (2d) mit einem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) und einem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) ausgebildet ist, die kontinuierlich längs einer Vielzahl von Wendepunkten (2e) in der Längsrichtung miteinander verbunden sind, wobei der erste lichtemittierende Oberflächenbereich (2b) eine größere umfangsmäßige Länge als der zweite lichtemittierende Oberflächenbereich (2c) in dem transversalen Querschnitt aufweist und wobei eine Krümmung des Umfangs des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (2b) in dem transversalen Querschnitt in Richtung von dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) weg mit zunehmender Entfernung von den Wendepunkten (2e) kontinuierlich größer wird; und - wobei eine Normallinie (NL) auf den Lichtstreuungsbereich (2a), die durch das Zentrum des Lichtstreuungsbereichs (2a) in dem transversalen Querschnitt hindurchgeht, derart angeordnet ist, dass sie den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) kreuzt, und ein Punkt, an dem die Normallinie den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) kreuzt, an dem Umfang des ersten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (2b) auf einer Seite in der Nähe des zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereichs (2c) in dem transversalen Querschnitt angeordnet ist, wobei die Wendepunkte (2e) entlang der Transversalrichtung näher zum zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) sind als der Punkt, an dem die Normallinie (NL) den ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) kreuzt.
  2. Lichtleiter (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsbereich (2a) an einem planen Bereich (2f) gebildet ist, der eben ist und an einer Seitenfläche des Lichtleiters (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist.
  3. Lichtleiter (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter planer Bereich (2g), der eben ist und an einer Seitenfläche des Lichtleiters (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, zwischen dem planen Bereich (2f) und dem ersten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2b) angeordnet ist.
  4. Lichtleiter (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter planer Bereich (2h), der eben ist und an einer Seitenfläche des Lichtleiters (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, zwischen dem planen Bereich (2f) und dem zweiten lichtemittierenden Oberflächenbereich (2c) angeordnet ist.
  5. Bildlesevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: - einen Lichtleiter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4; - ein optisches Abbildungssystem (8) zum Konvergieren von reflektiertem Licht, wobei es sich bei dem reflektierten Licht um Licht handelt, das von dem Lichtleiter (2) emittiert und von einem Lesezielobjekt (1) reflektiert wird; und - einen optischen Empfänger (11) zum Empfangen von von dem optischen Abbildungssystem konvergiertem Licht.
  6. Bildlesevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes aufweist: - mindestens zwei Lichtleiter (2, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl der Lichtleiter (2, 2) derart angeordnet ist, dass sich die entsprechende Vielzahl der durch das jeweilige Zentrum des Lichtstreuungsbereichs (2a) verlaufenden Normallinien in dem transversalen Querschnitt schneidet, wobei die Stelle, an der sich die Normallinien schneiden, zwischen einem Lesezielobjekt (1) und den Lichtleitern (2, 2) angeordnet ist; - ein optisches Abbildungssystem (8) zum Konvergieren von reflektiertem Licht, wobei es sich bei dem reflektierten Licht um Licht handelt, das von dem Lichtleiter (2) emittiert und von dem Lesezielobjekt (1) reflektiert wird; und - einen optischen Empfänger (11) zum Empfangen von von dem optischen Abbildungssystem konvergiertem Licht.
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