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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Lichtführung verwendet, welche einfallendes Licht emittiert, sowie eine Bild-Abtastvorrichtung.
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Stand der Technik
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Bild-Abtastvorrichtungen, wie z. B. Faksimile-Geräte, Kopiergeräte und Wertpapier-Leseeinrichtungen strahlen Licht aus einer Beleuchtungsvorrichtung auf ein Dokument oder ein Blatt Papier ab, welche ein Abtastobjekt darstellen. Sie veranlassen, dass reflektiertes Licht und/oder transmittiertes Licht davon bildgebend auf ein photoelektrisches Umwandlungselement, wie z. B. Komplementär-Metalloxid-Halbleiter-Sensoren (CMOS-Sensoren) oder Sensoren mit ladungsgekoppelten Einrichtungen (CCD-Sensoren) durch ein Bild-Ausbildungselement, wie z. B. eine Linse oder einen Spiegel fällt, und sie detektieren die Lichtinformation des Abtastobjekts.
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Außerdem können Bild-Abtastvorrichtungen ein Dokument kopieren, sie können bestimmen, ob das Blatt Papier echt oder gefälscht ist, und sie können den Grad der Abnutzung während des Umlaufs bestimmen, und zwar unter Verwendung von Bildinformationen, die aus der Lichtinformation des Abtastobjekts erzeugt werden. In jüngster Zeit erfordert die Miniaturisierung von Bild-Abtastvorrichtungen und die Beschleunigung der Lesegeschwindigkeit eine Miniaturisierung und eine hohe Effizienz von Beleuchtungsvorrichtungen.
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Patentliteratur 1 beschreibt eine Beleuchtungsvorrichtung, bei welcher Lichtquellen entlang der äußeren Peripherie des Querschnitts der Lichtführung angeordnet sind, um zu veranlassen, dass das Licht gleichmäßig in den Endbereich der Lichtführung eintritt, und um zu veranlassen, dass das Licht effizient nach außen emittiert wird.
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Patentliteratur 2 beschreibt eine Beleuchtungsvorrichtung mit hoher Effizienz, bei welcher Lichtquellen zum Emittieren von Licht in roter, grüner und blauer Farbe zu dem Endbereich der Lichtführung angeordnet sind. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auf einfache Weise die Emissionsfarben anpassen, indem sie den Wert der Lichtemission von jeder Lichtquelle anpasst.
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Patentliteratur 3 beschreibt eine Beleuchtungsvorrichtung, bei welcher eine Lichtführung und eine LED-Lichtquelle angeordnet sind, die Licht in einer Haupt-Abtastrichtung emittiert. Die Größe der Beleuchtungsvorrichtung wird verringert, indem ein Licht-Blockierelement in der Nähe der Lichtführung angeordnet wird, welche das Licht emittiert, und sie zielt auf eine Gleichmäßigkeit der Beleuchtungsstärke in der Haupt-Abtastrichtung.
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Literaturverzeichnis
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Kokai-Veröffentlichung JP 2009-182 399 A
- Patentliteratur 2: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Kokai-Veröffentlichung JP 2012-204 197 A
- Patentliteratur 3: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Kokai-Veröffentlichung JP H10-233 890 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die in der Patentliteratur 1 bis 3 beschriebenen Lichtführungen müssen jedoch den Strom des emittierten Lichts gemäß der Form der Lichtführung steuern. Jede der in der Patentliteratur 1 bis 3 beschriebenen Beleuchtungsvorrichtungen benötigt eine Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung, welche den Lichtstrom emittiert, der sich zu einem gewissen Grad ausbreitet, und eine Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung, welche den Lichtstrom als ungefähr paralleles Licht emittiert, was dahingehende Probleme nach sich zieht, dass die Anzahl von Komponenten vergrößert wird und die Beleuchtungsvorrichtung komplex wird.
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Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtung der oben erwähnten Umstände verwirklicht worden. Ihre Aufgabe ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung zu vereinfachen, welche eine Reflexionbeleuchtung und eine Transmissionsbeleuchtung hat, indem die Reflexionbeleuchtung und die Transmissionsbeleuchtung ausgebildet werden, indem der gleiche Typ von Lichtführungen verwendet wird, und indem die Anzahl der Typen von Teilen verringert wird.
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Lösung des Problems
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, weist die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: einen ersten Beleuchtungsbereich und einen zweiten Beleuchtungsbereich, die jeweils eine stangenartige Lichtführung aufweisen, welche eine peripherieförmige Endfläche hat, die zumindest einen Teil eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel beinhaltet, und Lichtquellen-Elemente, welche so vorgesehen sind, dass sie einer Endfläche der Lichtführung zugewandt sind.
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Bei der Lichtführung des zweiten Beleuchtungsbereichs tritt Licht in den bestimmten Bereich ein, in welchem der Fokus eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel enthalten ist, der bzw. die in der Form der Endfläche der Lichtführung enthalten ist. Bei der Lichtführung des ersten Beleuchtungsbereichs tritt Licht in einen Bereich ein, welcher nicht der bestimmte Bereich ist, in welchem der Fokus eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel enthalten ist, der bzw. die in der Form der Endfläche der Lichtführung enthalten ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit nur einem Typ von Lichtführung die Reflexionbeleuchtung und die Transmissionsbeleuchtung erzielt werden, indem die Bedingung der Einfallsposition des Lichts verändert wird, welches in die Lichtführung eintritt. Daher können Beleuchtungsvorrichtungen, die mit Reflexionbeleuchtung und Transmissionsbeleuchtung ausgestattet sind, vereinfacht werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Querschnitt einer Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Ansicht der Bild-Abtastvorrichtung mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
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3 ist eine Explosionsansicht der Bild-Abtastvorrichtung mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
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4 ist eine Darstellung, die eine flexible Leiterplatte gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
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5 ist ein seitlicher Querschnitt der Beleuchtungsvorrichtung, die in der Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 enthalten ist;
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6A ist eine Darstellung, die den Lichtstrom veranschaulicht, der zur Reflexionbeleuchtung geeignet ist;
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6B ist eine Darstellung, die den Lichtstrom veranschaulicht, der zur Transmissionsbeleuchtung geeignet ist;
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7A ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an der Mitte der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung angeordnet ist;
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7B ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an einer Position angeordnet ist, die geringfügig näher an der äußeren Peripherie als an der Mitte der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt;
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7C ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an einer Position angeordnet ist, die fast an der äußeren Peripherie der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt;
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8A ist eine Darstellung, die den Lichtstrom zeigt, der von der Lichtführung emittiert wird, wenn eine Lichtquelle an einem Umfang angeordnet ist, der nahe bei der äußeren Peripherie der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt, wobei die Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist;
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8B ist eine Darstellung, die den Lichtstrom zeigt, der von der Lichtführung emittiert wird, wenn eine Lichtquelle an einem Umfang angeordnet ist, der nahe bei dem Brennpunkt der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt, wobei die Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist;
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9A ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an einer Position von einem der zwei Brennpunkte einer Ellipse angeordnet ist;
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9B ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle geringfügig entfernt von dem Brennpunkt in Richtung der Mitte der Ellipse angeordnet ist;
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9C ist eine Darstellung, wenn eine Lichtquelle ungefähr an der Mitte der Ellipse angeordnet ist;
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10 ist ein Schaubild, das das Betriebs-Timing einer Bild-Abtastvorrichtung zeigt;
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11 ist ein Gesamt-Blockdiagramm der Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
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12 ist eine Darstellung, die den Zustand zeigt, in welchem eine Halterung mit keinem Licht-Blockierstück in der Lichtführung gemäß Ausführungsform 1 von der Haupt-Abtastrichtung aus angeordnet ist
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13 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem eine Halterung mit einem Licht-Blockierstück in der Lichtführung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung von der Haupt-Abtastrichtung aus angeordnet ist;
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14 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierstück zu der Halterung gemäß Ausführungsform 2 hinzugefügt ist;
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15 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierstück zu der Halterung gemäß Ausführungsform 2 hinzugefügt ist;
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16 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an der Licht-Einfallsebene der Lichtführung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
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17 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an der Licht-Einfallsebene der Lichtführung gemäß Ausführungsform 3 vorgesehen ist;
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18 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an der Licht-Einfallsebene der Lichtführung gemäß Ausführungsform 3 vorgesehen ist;
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19 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an dem Implementationsbereich der Lichtquelle gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
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20 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an dem Implementationsbereich der Lichtquelle gemäß Ausführungsform 4 vorgesehen ist;
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21 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an dem Implementationsbereich der Lichtquelle gemäß Ausführungsform 4 vorgesehen ist;
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22 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil des runden Querschnitts der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung D-geschnitten ist;
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23 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei Vorsprünge und ein Quadrat mit einem Teil des runden Querschnitts der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung kombiniert sind;
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24 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei Quadrate und ein Kreis kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden;
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25 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei zwei Arten von Ellipsen kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden;
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26 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei zwei Kreise kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden, so dass die zwei Kreise teilweise überlagert sind; und
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27 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei zwei Ellipsen kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden, so dass sie teilweise überlagert sind.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ausführungsform 1.
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1 ist ein Querschnitt einer Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Bild-Abtastvorrichtungen, die eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 haben. 3 ist eine Explosionsansicht der Bild-Abtastvorrichtungen, die eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 haben. Ein Blatt Papier 17 ist ein Abtastobjekt außerhalb der Bild-Abtastvorrichtungen. Das Blatt Papier 17 ist ein Blatt Wertpapier, wie z. B. eine Banknote, ein Staatspapier, ein Scheck und dergleichen.
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Das Blatt Papier 17 wird auf einem oberen Glas 1 in der Links-Rechts-Richtung (in der y-Richtung) in 1 gefördert, und zwar mittels Rollen 20, die auf der stromaufwärtigen Seite (in Förderrichtung) und der stromabwärtigen Seite (in Förderrichtung) angeordnet sind. Nachfolgend wird die Links-Rechts-Richtung (die y-Richtung) gemäß 1 als die Unterabtastrichtung bezeichnet, und die Aufwärts-Abwärts-Richtung (die z-Richtung) wird als die Tiefenrichtung bezeichnet. Wie in 2 und 3 gezeigt, wird außerdem die Richtung (die x-Richtung), die senkrecht zu einer Ebene ist, die durch die Links-Rechts-Richtung (die y-Richtung) und die Aufwärts-Abwärts-Richtung (die z-Richtung) definiert wird, als die Haupt-Abtastrichtung bezeichnet.
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Außerdem sind die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung in jeder der Zeichnungen die Haupt-Abtastrichtung, die Unterabtastrichtung bzw. die Tiefenrichtung. Das Lesen eines Bildes des Blatts Papier 17 wird durch Betreiben der Bild-Abtastvorrichtung und durch Abtasten erzielt, während das Blatt Papier 17 bei konstanter Geschwindigkeit gefördert wird.
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Die Bild-Abtastvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet eine Bild-Abtastvorrichtung 91, die eine Beleuchtungsvorrichtung aufweist und reflektiertes Licht empfängt, und eine Bild-Abtastvorrichtung 91a, die transmittiertes Licht empfängt. Die Bild-Abtastvorrichtung 91 weist Folgendes auf: ein oberes Glas 1, Lichtführungen 2 für Reflexionbeleuchtung, die einen Lesebereich 18 über dem oberen Glas 1 beleuchtet, eine Lichtführung 3 für Transmissionsbeleuchtung, die einen Lesebereich 18a beleuchtet, und einen Licht-Streuungsbereich 21 und einen Licht-Streuungsbereich 31, die jeweils linear entlang der Haupt-Abtastrichtung einer jeden der inneren Flächen der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 angeordnet sind.
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Außerdem weist die Bild-Abtastvorrichtung 91 ein Stablinsen-Array 5 auf, das das reflektierte Licht von dem Blatt Papier 17 auf dem Lesebereich 18 abbildet, und ein Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen (ein Sensor-IC), das die Lichtinformation, die von dem Stablinsen-Array 5 abgebildet worden ist, in ein elektrisches Signal konvertiert. Ferner weist die Bild-Abtastvorrichtung 91 eine Leiterplatte 7 auf, auf welcher das Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen montiert ist, einen Signalprozessor 51, der auf der Leiterplatte 7 montiert ist, sowie ein Gehäuse 8, um diese Teile zu halten.
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Die Bild-Abtastvorrichtung 91a weist Folgendes auf: ein oberes Glas 1a, ein Stablinsen-Array 5a, das das transmittierte Licht von dem Blatt Papier 17 auf dem Lesebereich 18a abbildet, und ein Array 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen (ein Sensor-IC), das die Lichtinformation, die von dem Stablinsen-Array 5a abgebildet worden ist, in ein elektrisches Signal umwandelt. Ferner weist die Bild-Abtastvorrichtung 91a eine Leiterplatte 7a auf, auf welcher das Array 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen montiert ist, einen Signalprozessor 51a, der auf der Leiterplatte 7a montiert ist, sowie ein Gehäuse 8a um diese Teile zu halten.
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Wie in 3 dargestellt, halten Halterungen 10 und 12 eine flexible Leiterplatte 9 und eine flexible Leiterplatte 11, auf welcher die Lichtquellen, die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 montiert sind. Lichtquellen sind in einem Gebiet 43 und einem Gebiet 44 der flexiblen Leiterplatte 11 montiert. Auf ähnliche Weise hat die Leiterplatte 9 ein Montagegebiet für eine Lichtquelle. Hier wird für die Lichtquellen 2 und die Lichtquelle 3 ein Beispiel einer stangenartigen Lichtführung beschrieben, deren Endflächenform des Endbereichs in Longitudinalrichtung ein Kreis oder eine Ellipse ist. Ohne Einschränkung auf dieses Beispiel kann jedoch die stangenartige Lichtführung auch eine Lichtführung sein, deren Endflächenform des Endbereichs in Longitudinalrichtung einen Teil eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel beinhaltet. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen.
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4 ist eine Darstellung, die eine flexible Leiterplatte gemäß Ausführungsform 1. veranschaulicht. Lichtquellen 4 (nicht dargestellt) sind in einem Gebiet 41 und einem Gebiet 42 der flexiblen Leiterplatte 9 und in dem Gebiet 43 und dem Gebiet 44 der flexiblen Leiterplatte 11 montiert. Das Gebiet 42 und das Gebiet 44 korrespondieren zu der Lichtführung 3, und das Gebiet 41 und das Gebiet 43 korrespondieren zu den Lichtführungen 2. Die Lichtführungen 4 sind so montiert, dass deren optische Achsen der Axialrichtung der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 zugewandt sind.
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Außerdem ist die Wellenlänge des emittierten Lichts der Lichtquellen 4 in einem Wellenlängenbereich, in welchem das oben genannte Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen empfindlich ist. Gemäß den Detektions-Spezifikationen ist bzw. sind ein Typ oder eine Mehrzahl von Typen von Lichtquellen 4 montiert, die voneinander verschiedene Wellenlängen haben. Die Lichtquellen 4 werden von dem (nicht dargestellten) Signalprozessor 51 steuerbar ein- und ausgeschaltet, und zwar über die flexiblen Leiterplatten 9 und 11 für jeden Typ.
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5 ist ein seitlicher Querschnitt der Beleuchtungsvorrichtung, die in der Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 1. enthalten ist. Die Beleuchtungsvorrichtung, die in der Bild-Abtastvorrichtung 91 enthalten ist, weist Folgendes auf: die Lichtquellen 4, die Lichtführungen 2, die Lichtführung 3, die flexible Leiterplatte 9 und die flexible Leiterplatte 11, auf welcher die Lichtquellen 4 montiert sind, die Halterung 10 und die Halterung 12. Die Halterung 10 ist zwischen den Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 und der flexiblen Leiterplatte 9 angeordnet.
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Die Halterung 12 ist zwischen den Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 und der flexiblen Leiterplatte 11 angeordnet. Die Halterung 10 und die Halterung 12 halten die Lichtführungen 2, die Lichtführung 3, die flexible Leiterplatte 9 und die flexible Leiterplatte 11. Die Lichtquellen 4 können irgendetwas sein, das Licht emittiert, wie z. B. eine LED, eine organische Elektroluminiszenz, eine Lampe, eine Laser-Lichtquelle und dergleichen.
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In dieser Beleuchtungsvorrichtung bilden zumindest die Lichtführungen 2 und die Lichtquellen 4, die dem Endbereich der Lichtführungen 2 zugewandt sind, einen ersten Beleuchtungsbereich (einen Beleuchtungsbereich für reflektiertes Licht), und zumindest die Lichtführung 3 und die Lichtquellen 4, die dem Endbereich der Lichtführung 3 zugewandt sind, bilden einen zweiten Beleuchtungsbereich (einen Beleuchtungsbereich für transmittiertes Licht).
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Wie in 5 gezeigt, werden die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 so gehalten, dass sie den Lichtquellen nahe kommen, und zwar mittels der Halterung 10 bzw. der Halterung 12. Das Licht, das von den Lichtquellen 4 emittiert wird, die auf der flexiblen Leiterplatte 9 und der flexiblen Leiterplatte 11 montiert sind, tritt in die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 von den Endflächen der Endbereiche der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 aus ein. Teile des einfallenden Lichts werden an dem Licht-Streuungsbereich 21 und dem Licht-Streuungsbereich 31 gestreut, wenn das Licht sich weiter vorwärts ausbreitet, während es vollständig an der Innenfläche der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 reflektiert wird.
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6A ist eine Darstellung, die den Lichtstrom veranschaulicht, der zur Reflexionbeleuchtung geeignet ist. 6B ist eine Darstellung, die den Lichtstrom veranschaulicht, der zur Transmissionsbeleuchtung geeignet ist. 6A veranschaulicht ein Beispiel der Lichtführung 2, deren Querschnitt ein Kreis ist. 6B veranschaulicht ein Beispiel der Lichtführung 3 deren Querschnitt eine Ellipse ist. Wie in 6A und 6B dargestellt, gilt Folgendes:
Gemäß dem Reflexionsgesetz für Licht wird das Licht, das an dem Licht-Streuungsbereich 21 und dem Licht-Streuungsbereich 31 gestreut worden ist, in die entgegengesetzte Richtung zu dem Licht-Streuungsbereich 21 und dem Licht-Streuungsbereich 31 abgestrahlt, und zwar in Bezug auf die Querschnitts-Mitte, während sie eine konstante lichtbündelnde Wirkung erzielen. Das Licht, das von der Lichtführung 2 und der Lichtführung 3 emittiert wird, beleuchtet das Blatt Papier 17.
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7A ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an der Mitte der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung angeordnet ist. 7B ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an einer Position angeordnet ist, die geringfügig näher an der äußeren Peripherie als an der Mitte der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt.
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7C ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an einer Position angeordnet ist, die fast an der äußeren Peripherie der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt. Die 7A bis 7C zeigen ein Beispiel der Lichtführung 2, deren Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist. Der Brennpunkt des Kreises ist die Mitte des Kreises, und das Licht, das von der Mitte eines Kreises emittiert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass es zu der Mitte zurückkehrt, wenn das Licht am Umfang des Kreises reflektiert wird.
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Wenn die Lichtquellen 4, die nahe einer punktförmigen Lichtquelle liegen, im Brennpunkt angeordnet sind, wie in 7A dargestellt, breitet sich daher das Licht aus, während es in der Lichtführung 2 totalreflektiert wird. Falls jedoch die Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung erfolgt, dann setzt das Licht nur die Reflexion in einem bestimmten Gebiet auf dem Umfang einer Seitenfläche der Lichtführung fort.
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Daher wird der Winkel des Lichts, das in den Licht-Streuungsbereich 21 eintritt, zu Null Grad in Richtung der kurzen Länge, und das Licht, das von der Lichtführung 2 emittiert wird, breitet sich nicht in der Unterabtastrichtung aus und wird auf das Blatt Papier 17 in einem Zustand abgestrahlt, in welchem es nahezu paralleles Licht ist, das zur Transmissionsbeleuchtung geeignet ist. Wie in 7B oder in 7C dargestellt, gilt hingegen Folgendes, wenn der Abstand zwischen der äußeren Peripherie der Lichtführung 2 und die Montageposition der Lichtquellen 4 zunimmt: Das Licht beginnt, unter verschiedenen Winkeln in Richtung der kurzen Länge des Licht-Streuungsbereichs 21 einzutreten. Das Licht, das von der Lichtführung 2 emittiert wird, breitet sich folglich in der Unterabtastrichtung aus und wird in einem Lichtstrom emittiert, der zur Reflexionbeleuchtung geeignet ist.
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8A ist eine Darstellung, die den Lichtstrom zeigt, der von der Lichtführung emittiert wird, wenn eine Lichtquelle an einem Umfang angeordnet ist, der nahe bei der äußeren Peripherie der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt, wobei die Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist. 8B ist eine Darstellung, die den Lichtstrom zeigt, der von der Lichtführung emittiert wird, wenn eine Lichtquelle an einem Umfang angeordnet ist, der nahe bei dem Brennpunkt der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung liegt, wobei die Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist. 8A und 8B zeigen ein Beispiel der Lichtführung 2, deren Abschlussbereich ein Kreis ist. Wie in 8A dargestellt, gilt Folgendes:
Wenn die Lichtquellen 4 entlang eines Umfangs angeordnet sind, der nahe bei der äußeren Peripherie der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 liegt, dann wird das Licht, das von der Lichtführung 2 emittiert wird, ein Lichtstrom, der zur Reflexionbeleuchtung geeignet ist. Wie in 8B dargestellt, gilt Folgendes: Wenn die Lichtquellen 4 entlang eines Umfangs nahe dem Brennpunkt (der Mitte) der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 angeordnet sind, dann wird das Licht, das von der Lichtführung 2 emittiert wird, ein nahezu paralleler Lichtstrom, der zur Transmissionsbeleuchtung geeignet ist.
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Wenn jedoch der Abstand zwischen der äußeren Peripherie der Lichtführung 2 und der Montageposition der Lichtquellen 4 abnimmt, dann breitet sich das Licht, das von der Lichtführung 2 emittiert wird, in der Unterabtastrichtung aus. Folglich nimmt die Beleuchtungsstärke auf dem Blatt Papier 17 ab. Folglich stehen die Zusammenbau-Wahrscheinlichkeit und die Beleuchtungsstärke der Lichtführung 2 in einem Kompromissverhältnis. Daher ist es notwendig, die Lichtquellen 4 innerhalb eines Vorgaberadius anzuordnen, der die Beleuchtungsstärke und die Zusammenbau-Wahrscheinlichkeit erfüllt, die zum Lesen des Bildes erforderlich sind.
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Bei der Bild-Abtastvorrichtung 91, die in 1 dargestellt ist, gilt daher Folgendes: Wenn die Lichtführungen, deren Formen der Endfläche des Endbereichs identisch sind, für die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 verwendet werden, und wenn die Lichtquellen 4 entlang eines Umfangs angeordnet sind, der nahe der äußeren Peripherie der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführungen 2 angeordnet sind, dann wird das Licht, das von den Lichtführungen 2 emittiert wird, ein Lichtstrom, der zur Reflexionbeleuchtung geeignet ist.
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Wenn die Lichtquellen 4 entlang eines Umfangs nahe dem Brennpunkt (der Mitte) der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 3 angeordnet sind, dann wird das Licht ein Lichtstrom, der nahezu paralleles Licht darstellt, welches zur Transmissionsbeleuchtung geeignet ist. Das heißt, man kann einen Lichtstrom erhalten, der zur Reflexionbeleuchtung geeignet ist, und einen Lichtstrom, der nahezu paralleles Licht ist, das zur Transmissionsbeleuchtung geeignet ist, indem die Anordnungen der Lichtquellen 4 unter Verwendung von Lichtführungen variiert werden, welche die gleiche Endflächenform haben.
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In 1 sind die Lichtführungen 2 der Bild-Abtastvorrichtung 91 an einer Position angeordnet, bei welcher das Licht, das von dem Licht-Streuungsbereich 21 emittiert wird, effizient den Lesebereich 18 unter einem Diagonalwinkel von ungefähr 45° beleuchtet.
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9A ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle an einer Position von einem der zwei Brennpunkte einer Ellipse angeordnet ist. 9B ist eine Darstellung von Lichtstrahlen, welche sich ausbreiten, während sie an einer inneren Fläche der Lichtführung bei Betrachtung von der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung in der Haupt-Abtastrichtung totalreflektiert werden, wenn eine Lichtquelle geringfügig entfernt von dem Brennpunkt in Richtung der Mitte der Ellipse angeordnet ist. 9C ist eine Darstellung, wenn eine Lichtquelle ungefähr an der Mitte der Ellipse angeordnet ist.
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9A bis 9C zeigen ein Beispiel der Lichtführung 2, deren Endfläche des Endbereichs eine Ellipse ist. Auch in einem Fall, in welchem die Endfläche des Endbereichs der Lichtführung eine Ellipse ist, gilt Folgendes: Ähnlich zu dem Fall, in welchem die Endfläche des Endbereichs der Lichtführung ein Kreis ist, wird der Einfallswinkel des Lichtstroms in Richtung der kurzen Länge des Licht-Streuungsbereichs 21 durch die Anordnung der Lichtquellen 4 an einer Position nahe dem Brennpunkt begrenzt, und der Lichtstrom wird auf das Blatt Papier 17 abgestrahlt, wobei er einen nahezu parallelen Lichtstrom bildet.
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Der Lichtstrom wird auf das Blatt Papier 17 ausgebreitet und abgestrahlt, indem die Lichtquellen 4 an einer Position entfernt von dem Brennpunkt angeordnet werden. Auf diese Weise gilt selbst in den Fall, in welchem die Endfläche des Endbereichs eine Ellipse ist, Folgendes: Ähnlich zu dem Fall, in welchem die Endfläche des Endbereichs der Lichtführung ein Kreis ist, kann der Emissionswinkel des Lichtstroms, der von der Lichtführung emittiert wird, durch die Anordnungsposition der Lichtquellen 4 in Bezug auf den Brennpunkt angepasst werden.
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Unter Verwendung der oben genannten Konfiguration kann das Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen der Bild-Abtastvorrichtung 91 reflektiertes Licht von dem Blatt Papier 17 auf dem Lesebereich 18 empfangen, der von den Lichtführungen 2 der Bild-Abtastvorrichtung 91 beleuchtet wird. Das Array 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen der Bild-Abtastvorrichtung 91a kann transmittiertes Licht von dem Blatt Papier 17 auf dem Lesebereich 18a empfangen, der von der Lichtführung 3 der Bild-Abtastvorrichtung 91 beleuchtet wird. Die Lichtinformation auf dem reflektierten Licht und dem transmittierten Licht kann nach außen mittels des Signalprozessors 51 ausgegeben werden.
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Außerdem geben das Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen und das Array 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen ein elektrisches Signal aus, das proportional zu dem Faltungsintegral-Wert der Empfindlichkeitsspektren des Arrays 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen und des Arrays 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen und den Spektren des reflektierten Lichts und des transmittierten Lichts ist, das von dem Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen und dem Array 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen empfangen wird.
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Die Empfindlichkeitsspektren des Arrays 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen und des Arrays 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen sind Werte, die für jede Einrichtung festgelegt sind. Daher kann die Lichtinformation des reflektierten Lichts und des transmittierten Lichts von verschiedenen Spektren erhalten werden, indem abgetastet wird, während die Beleuchtung mit voneinander verschiedenen Emissionsspektren verändert wird. Nachfolgend wird das Verhältnis zwischen dem Beleuchtungs-Timing der Lichtquellen und der Ausgabe der Bild-Abtastvorrichtung beschrieben.
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10 ist ein Schaubild, das das Betriebs-Timing einer Bild-Abtastvorrichtung zeigt. Hier ist ein Fall beschrieben, in welchem die Lichtquellen, die insgesamt drei Typen von einzelnen Wellenlängen haben, als Lichtquellen implementiert sind, die zu den Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 korrespondieren. Die Ausgaben des Arrays 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen und des Arrays 6a von fotoelektrischen Umwandlungselementen, die mit einem Abtastsignal synchronisiert sind und zu den Typen der Lichtquellen korrespondieren, können in chronologischer Reihenfolge erhalten werden, indem sie sequenziell und wiederholt ein- und ausgeschaltet werden, während insgesamt drei Typen von Lichtquellen mit dem Abtastsignal synchronisiert werden.
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Auf dieses Weise kann die Lichtinformation des reflektierten Lichts, die zu der Beleuchtungs-Wellenlänge der Lichtquellen 4 korrespondiert, von dem Blatt Papier 17 auf dem Lesebereich 18 bezogen werden, und zwar beispielsweise zu einem Zeitpunkt, bei welchem die Lichtquellen 4 durch Steuern und Synchronisieren der Bild-Abtastvorrichtung 91 eingeschaltet werden. Auf ähnliche Weise kann die Lichtinformation des transmittierten Lichts von dem Blatt Papier 17 auf dem Lesebereich 18a, die zu der Beleuchtungswellenlänge der Lichtquellen 4 korrespondiert, beispielsweise zu dem Zeitpunkt bezogen werden, bei welchem die Lichtquellen 4 eingeschaltet werden.
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Außerdem ist es möglich, die Farbinformation zu lesen, ohne das Betriebs-Timing zu verschieben, wie in 10 gezeigt, indem in der Unterabtastrichtung Sensor-ICs angeordnet werden, welche rote, grüne, blaue und dergleichen Farbfilter haben, die jeweils angeordnet sind und die in der Haupt-Abtastrichtung verlaufen. Hier ist ein Beispiel dargestellt, in welchem Lichtquellen 4 mit drei Typen von verschiedenen Wellenlänge in der Bild-Abtastvorrichtung 91 angeordnet sind. Die Typen von Wellenlängen sind jedoch nicht darauf beschränkt.
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11 ist ein Gesamt-Blockdiagramm der Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 1. Der Signalprozessor 51 der Bild-Abtastvorrichtung 91 weist als funktionale Bauteile Folgendes auf: einen Signalausgang 52, einen Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 53, eine Schwarz-Korrektureinrichtung 54, eine Weiß-Korrektureinrichtung 55 und eine Bildausgabe 56. Ein Steuerungsprogramm führt Prozesse des Signalausgangs 52, des A/D-Umsetzers 53, der Schwarz-Korrektureinrichtung 54, der Weiß-Korrektureinrichtung 55 und der Bildausgabe 56 durch, und zwar unter Verwendung von Hardware, wie z. B. einem Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer), einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), Speichern und dergleichen als Ressourcen.
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Der Signalausgang 52 sendet eine Einschaltsignal und ein Ausschaltsignal an jede der Lichtquellen 4. Außerdem sendet der Signalausgang 52 ein Hauptabtast-Synchronisationssignal und ein Unterabtast-Synchonisationssignal an das Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen. Der A/D-Umsetzer 53 konvertiert digital eine elektrische Signalausgabe von dem Array 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen.
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Die Schwarz-Korrektureinrichtung 54 führt einen Schwarz-Korrekturprozess für das elektrische Signal aus, das mittels des A/D-Umsetzers 53 digital konvertiert worden ist (nachstehen als Bildinformation bezeichnet). In dem Schwarz-Korrekturprozess wird die Bildinformation digital berechnet, um die heterogenen Eigenschaften der Schwarzausgabe des Arrays 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen homogen zu machen. Die Weiß-Korrektureinrichtung 55 führt einen Weiß-Korrekturprozess aus, in welchem die Bildinformation, die in dem Schwarz-Korrekturprozess verarbeitet worden ist, digital berechnet wird, um die heterogenen Empfindlichkeits-Eigenschaften des Arrays 6 von fotoelektrischen Umwandlungselementen homogen zu machen, und um die heterogenen Ausgabeeigenschaften infolge des Beleuchtungssystems und/oder des Bild-Ausbildungssystems homogen zu machen. Die Bildausgabe 56 gibt die Bildinformation, die in diesen Prozessen verarbeitet worden ist, nach außen aus.
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In dem Beispiel gemäß 11 überträgt die Bildausgabe 56 die Bildinformation an die Bildverarbeitungsrichtung nach außen, die einen Bildprozessor hat. Der Bildprozessor führt beispielsweise ein Kopieren eines Dokuments, eine Bestimmung, ob Blätter Papier echt oder gefälscht sind und/oder eine Bestimmung des Grades der Abnutzung während des Umlaufs aus, wobei er die empfangenen Bildinformation verwendet. Außerdem kann der Bildprozessor in der Bild-Abtastvorrichtung 91 enthalten sein.
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Der Signalprozessor 51a der Bild-Abtastvorrichtung 91a weist auf ähnliche Weise als funktionale Bauteile Folgendes auf: einen Signalausgang 52a, einen A/D-Umsetzer 53a, eine Schwarz-Korrektureinrichtung 54a, eine Weiß-Korrektureinrichtung 55a und eine Bildausgabe 56a.
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Wie oben beschrieben, kann die Bild-Abtastvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform 1 eine Reflexionbeleuchtung und eine Transmissionsbeleuchtung in einem Typ von Lichtführung durchführen, indem sie die Bedingungen der Einfallspositionen des Lichts verändert, indem sie Lichtquellen anordnet, bei welchen das Licht in eine Lichtführung bei den Einfallspositionen des Lichts eintritt. Folglich kann eine Beleuchtungsvorrichtung mit Reflexionbeleuchtung und Transmissionsbeleuchtung vereinfacht werden. Insbesondere ist die Beleuchtungsverteilung auf das Blatt Papier 17 dann zur Transmissionsbeleuchtung geeignet, wenn die Lichtquellen 4 in dem bestimmten Bereich angeordnet werden, welcher einen Brennpunkt eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel enthält, der in der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 3 enthalten ist.
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Die Beleuchtungsverteilung auf das Blatt Papier 17 wird zur Reflexionbeleuchtung geeignet gemacht, wenn die Lichtquellen 4 in einem Bereich angeordnet werden, der nicht der bestimmte Bereich ist, der einen Brennpunkt eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel enthält, der in der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführungen 2 enthalten ist. Daher kann die Reflexionbeleuchtung und die Transmissionsbeleuchtung in der gleichen Lichtführung durchgeführt werden.
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Außerdem wird ein Beispiel beschrieben, in welchem die Anordnung der Lichtquellen 4 den Lichtstrom der Reflexionbeleuchtung ausbreitet und den Lichtstrom der Transmissionsbeleuchtung fokussiert. Die Lichtquellen 4 können jedoch nach dem Brennpunkt der Lichtführung angeordnet werden, um den Lichtstrom zu fokussieren, wenn die Licht-Fokussierfähigkeit der Lichtführung der Reflexionbeleuchtung schwach ist. Auf ähnliche Weise können die Lichtquellen 4 entfernt von dem Brennpunkt angeordnet sein, um den Lichtstrom auszubreiten, wenn die Licht-Fokussierfähigkeit der Lichtführung der Transmissionsbeleuchtung zu stark ist.
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Ausführungsform 2.
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Bei der Ausführungsform 1 begrenzt die Anordnung der Lichtquellen 4 das Gebiet, in welchem das Licht von der Licht-Einfallsebene der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 eintritt. Die Lichtmenge, die zum Lesen von Bildern notwendig ist, kann jedoch unzureichend sein, wenn die Anzahl der Lichtquellen 4 begrenzt ist, welche entlang des Umfangs der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung angeordnet werden können, wie bei der Ausführungsform 1, und wenn die Lichtquellen 4 mit einer Mehrzahl von Farben angeordnet werden.
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Bei der Ausführungsform 2 ist daher ein Licht-Blockierstück in einer Halterung eingesetzt, welche die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 hält. Dies kann das Gebiet begrenzen, in welchem Licht von der Licht-Einfallsebene der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 eintritt, und zwar ungeachtet der Anordnungspositionen der Lichtquellen 4.
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12 ist eine Darstellung, die den Zustand zeigt, in welchem eine Halterung mit keinem Licht-Blockierstück in der Lichtführung gemäß Ausführungsform 1 von der Haupt-Abtastrichtung aus angeordnet ist. Die Halterung 10 und die Halterung 12 ohne Licht-Blockierstück sind in den Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 von der Haupt-Abtastrichtung aus angeordnet.
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13 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem eine Halterung mit einem Licht-Blockierstück in der Lichtführung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung von der Haupt-Abtastrichtung aus angeordnet ist. Die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 sind aus der gleichen Lichtführung (der gleichen Form der Endfläche des Endbereichs) gebildet, und 13 veranschaulicht einen Lichtleiter, dessen Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist.
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Das Licht-Blockierstück 102 und das Licht-Blockierstück 122 sind in der Halterung 101 und der Halterung 121 angeordnet, so dass das Licht nicht in den bestimmten Bereich eintritt, in welchem die Brennpunkte der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 enthalten sind, und das Licht-Blockierstück 103 und das Licht-Blockierstück 123 sind in der Halterung 101 und der Halterung 121 angeordnet, so dass das Licht nicht in einen Bereich eintritt, der nicht der bestimmte Bereich ist, in welchem der Brennpunkte der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 3 enthalten sind. Die Halterung 101 und die Halterung 121 sind in der Haupt-Abtastrichtung zusammengebaut.
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14 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierstück zu der Halterung gemäß Ausführungsform 2. hinzugefügt ist. Das Licht wird in den Lichtführungen 2, wie in 14 dargestellt, in einem Zustand übertragen, in welchem die Halterung 101 und die Halterung 121 zusammengebaut sind, wie in 13 dargestellt.
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15 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierstück zu der Halterung gemäß Ausführungsform 2. hinzugefügt ist. Das Licht wird in den Lichtführungen 3, wie in 15 dargestellt, in einem Zustand übertragen, in welchem die Halterung 101 und die Halterung 121 zusammengebaut sind, wie in 13. dargestellt.
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Die Halterung 101 und die Halterung 121, die das Licht-Blockierstück 102, das Licht-Blockierstück 122, das Licht-Blockierstück 103 und das Licht-Blockierstück 123 enthalten, können aus irgendeinem Material sein, falls das Licht dort nicht hindurchgeht. Die Halterung 101 und die Halterung 121 sind vorzugsweise aus weißem Harz oder aus einem Material mit hohem Reflexionsvermögen gebildet, wenn die Beleuchtungseffizienzen berücksichtigt werden. Wenn das Licht-Blockierstück 102, das Licht-Blockierstück 122, das Licht-Blockierstück 103 und das Licht-Blockierstück 123 vor einer lichtemittierenden Fläche der Lichtquellen 4 angeordnet sind, dann wird das Licht, das auf die Licht-Blockierstücke auftrifft, in die Richtung der flexiblen Leiterplatte 9 und der flexiblen Leiterplatte 11 reflektiert.
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Das Licht, das auf die flexible Leiterplatte 9 und die flexible Leiterplatte 11 auftrifft, wird weiter reflektiert, und es tritt in einen Bereich ein, der nicht der bestimmte Bereich ist, welcher die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 enthält, und es tritt in den bestimmten Bereich ein, welcher einen Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 3 enthält. Folglich können die Licht-Eintrittsbereiche der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 begrenzt sein, ungeachtet der Einstellungsposition der Lichtquellen 4. In diesem Fall kann das Licht effizient auf das Blatt Papier 17 durch Beschichtungsfarbe oder eine Plattierung oder ein Aufdampfungsmaterial mit einem hohen Reflexionsvermögen abgestrahlt werden, und zwar auf die flexible Leiterplatte 9 und die flexible Leiterplatte 11. Außerdem kann die flexible Leiterplatte zu Aluminiumplatten mit hohem Reflexionsvermögen verändert werden.
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Außerdem wird das Licht, das in die Lichtführungen 2 und in die Lichtführung 3 eingetreten ist und diese durchdrungen hat, ohne an dem Licht-Streuungsbereich 21 und dem Licht-Streuungsbereich 31 gestreut zu werden, an einer Ebene an der Seite der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 des Licht-Blockierstücks 102, des Licht-Blockierstücks 122, des Licht-Blockierstücks 103 und des Licht-Blockierstücks 123 der Halterung 101 und der Halterung 121 reflektiert, und das Licht wird zu den Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 zurückgeführt. Folglich kann das Licht wirkungsvoll auf das Blatt Papier 17 abgestrahlt werden.
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Das Licht, das durch die Lichtführungen 2 hindurchgeht, wird an dem Licht-Blockierstück 102 und dem Licht-Blockierstück 122 reflektiert, und es tritt wieder in die Lichtführungen 2 aus dem bestimmten Bereich ein, der den Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung enthält. Wenn sich das Licht in der Lichtführung ausbreitet und dabei einen Weg nimmt, der in 7C dargestellt ist, dann wird jedoch der Weg niemals der in 7A dargestellte Weg.
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Wie oben beschrieben, kann die Bild-Abtastvorrichtung dieser Ausführungsform 2 das Gebiet begrenzen, in welchem das Licht in die Lichtführung eintritt, indem die Halterung 101 und die Halterung 121 angeordnet werden, welche das Licht-Blockierstück 102, das Licht-Blockierstück 122, das Licht-Blockierstück 103 und das Licht-Blockierstück 123 haben, und zwar ungeachtet der Anordnungspositionen der Lichtquellen 4. Daher kann der Soll-Lichtstrom erhalten werden, die Anzahl von anordnenbaren Lichtquellen 4 kann erhöht werden, und eine hellere Beleuchtung oder eine Beleuchtung mit einer Mehrzahl von Farben kann erzielt werden.
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Ausführungsform 3.
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Bei der Ausführungsform 3 ist ein Licht-Blockierbereich in der Licht-Einfallsebene der Lichtführungen 2 und der Lichtführung 3 vorgesehen. Die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 sind aus der gleichen Lichtführung (der gleichen Form der Endfläche des Endbereichs) gebildet. Bei der Ausführungsform 3 wird eine Lichtführung als ein Beispiel beschrieben, deren Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist.
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Ein jedes geeignetes Material kann für den Licht-Blockierbereich verwendet werden, wenn das Licht dort nicht hindurchgeht. Es ist jedoch ein Material mit höherem Reflexionsvermögen wünschenswert, wenn die Beleuchtungseffizienz berücksichtigt wird. Weiße Farbe, Seidendruck, Plattierung, Metalldampf-Abscheidung, lichtreflektierendes Band oder dergleichen können vorgesehen werden. Außerdem kann ein Flächenkörper-Material, weißes Harz oder dergleichen in die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 selbst eingefüllt werden, und zwar durch Einsetzformen oder Zweifarb-Formen.
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16 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an der Licht-Einfallsebene der Lichtführung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. In dem Beispiel von 16 ist der Licht-Blockierbereich 201 in dem bestimmten Bereich vorgesehen, welcher einen Brennpunkt der Licht-Einfallsebene der Lichtführungen 2 enthält, und der Licht-Blockierbereich 301 ist in einem Bereich (in der Nähe der äußeren Peripherie) vorgesehen, welcher nicht der bestimmte Bereich ist, der einen Brennpunkt der Licht-Einfallsebene der Lichtführung 3 enthält.
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17 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an der Licht-Einfallsebene der Lichtführung gemäß Ausführungsform 3 vorgesehen ist. Das Licht breitet sich in den Lichtführungen 2 aus, wie in 17 gezeigt, und zwar in einem Zustand, in welchem der Licht-Blockierbereich 201 in dem bestimmten Bereich vorgesehen ist, welcher einen Brennpunkt der Licht-Einfallsebene der Lichtführungen 2 enthält, wie in 16 gezeigt.
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18 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an der Licht-Einfallsebene der Lichtführung gemäß Ausführungsform 3 vorgesehen ist. Das Licht breitet sich in der Lichtführung 3 aus, wie in 18 gezeigt, und zwar in einem Zustand, in welchem der Licht-Blockierbereich 301 in einem Bereich (in der Nähe der äußeren Peripherie) vorgesehen ist, der nicht der bestimmte Bereich ist, welcher einen Brennpunkt der Licht-Einfallsebene der Lichtführung 3 enthält, wie in 16 gezeigt.
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Wie oben beschrieben, gilt ähnlich zu Ausführungsform 2 Folgendes: Die Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 kann das optische Gebiet begrenzen, in welchem das Licht in die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 eintritt, und zwar ungeachtet der Anordnungspositionen der Lichtquellen 4. Daher kann der Soll-Lichtstrom erhalten werden, die Anzahl von anordnenbaren Lichtquellen 4 kann erhöht werden, und eine hellere Beleuchtung oder eine Beleuchtung mit einer Mehrzahl von Farben kann erzielt werden.
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Ausführungsform 4.
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Bei der Ausführungsform 4 ist ein Licht-Blockierbereich in dem Implementationsbereich der Lichtquellen vorgesehen. Ein jegliches Material kann für den Licht-Blockierbereich verwendet werden, wenn das Licht dort nicht hindurchgeht. Es ist jedoch ein Material mit höherem Reflexionsvermögen wünschenswert, wenn die Beleuchtungseffizienz berücksichtigt wird. Weiße Farbe, Seidendruck, Plattierung, Metalldampf-Abscheidung, lichtreflektierendes Band oder dergleichen können beispielsweise vorgesehen werden. Die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 sind aus der gleichen Lichtführung (der gleichen Form der Endfläche des Endbereichs) gebildet. Bei der Ausführungsform 4 wird eine Lichtführung als ein Beispiel beschrieben, deren Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist.
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19 ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an dem Implementationsbereich der Lichtquelle gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist. In dem Beispiel von 19 sind Licht-Blockierbereiche 411, ein Licht-Blockierbereich 421, Licht-Blockierbereiche 431 und ein Licht-Blockierbereich 441 an den Gebieten 41, dem Gebiet 42, den Gebieten 43 bzw. dem Gebiet 44 vorgesehen, wo die Lichtquellen 4 der flexiblen Leiterplatte 9 und der flexiblen Leiterplatte 11 implementiert sind. Die Licht-Blockierbereiche 411 und die Licht-Blockierbereiche 431 sind in der Nähe der Mitte der Gebiete 41 und der Gebiete 43 vorgesehen. Der Licht-Blockierbereich 421 und der Licht-Blockierbereich 441 sind in der Nähe der äußeren Peripherie des Gebiets 42 bzw. des Gebiets 44 vorgesehen.
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20 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Reflexionbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an dem Implementationsbereich der Lichtquelle gemäß Ausführungsform 4. vorgesehen ist. Das Licht breitet sich in den Lichtführungen 2 aus, wie in 20 gezeigt, und zwar in einem Zustand, in welchem ein Licht-Blockierbereich in einem Lichtquellen-Implementierungsbereich vorgesehen ist, welcher zu einem bestimmten Bereich korrespondiert, welcher einen Brennpunkt der zugewandten Licht-Einfallsebenen der Lichtführungen 2 enthält, wie in 19 gezeigt.
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21 ist eine Darstellung, die die Transmission von Licht in der Lichtführung für die Transmissionsbeleuchtung in einem Zustand zeigt, in welchem ein Licht-Blockierbereich an dem Implementationsbereich der Lichtquelle gemäß Ausführungsform 4 vorgesehen ist. Das Licht breitet sich in den Lichtführungen 3 aus, wie in 21 gezeigt, und zwar in einem Zustand, in welchem ein Licht-Blockierbereich in einem Lichtquellen-Implementierungsbereich vorgesehen ist, welcher zu einem (in der Nähe der äußeren Peripherie) korrespondiert, der nicht der bestimmte Bereich ist, welcher einen Brennpunkt der zugewandten Licht-Einfallsebenen der Lichtführung 3 enthält, wie in 19 gezeigt.
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Wie oben beschrieben, gilt ähnlich wie bei der Ausführungsform 2 und der Ausführungsform 3 Folgendes: Die Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 kann das optische Gebiet begrenzen, in welchem das Licht in die Lichtführungen 2 und die Lichtführung 3 eintritt, und zwar ungeachtet der Anordnungspositionen der Lichtquellen 4. Daher kann der Soll-Lichtstrom erhalten werden, die Anzahl von anordnenbaren Lichtquellen 4 kann erhöht werden, und eine hellere Beleuchtung oder eine Beleuchtung mit einer Mehrzahl von Farben kann erzielt werden.
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Ausführungsform 5.
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Die Ausführungsformen 1 bis 4 beschreiben Lichtführungen, deren Brennpunkte der Form der Endfläche des Endbereichs, wie z. B. eines Kreises und/oder einer Ellipse eindeutig sind. Ausführungsform 5 betrifft jedoch eine Lichtführung, deren Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs nicht eindeutig ist. Nachfolgend wird ein Einstellverfahren eines fiktiven Fokus beschrieben, wenn der Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 mit dem Licht-Streuungsbereich 21 nicht eindeutig ist. Das gleiche gilt für die Lichtführung 3.
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22 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung, wobei ein Teil des runden Querschnitts der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung D-geschnitten ist. In diesem Fall existiert ein vollständiger Brennpunkt nicht, was verschieden ist von der Lichtführung 2, deren Form der Endfläche des Endbereichs ein Kreis ist. Da ein Teil einer Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung ein Kreis ist, kann der Brennpunkt jedoch als der Brennpunkt des Kreises angenommen werden, bevor der Kreis D-geschnitten wird. Wenn die Form der Endfläche des Endbereichs wie in 22 dargestellt ist, wird daher der Brennpunkt der Näherungskurve 19, die durch einen Kreis angenähert ist, so eingestellt, dass er ein fiktiver Fokus F der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 ist.
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23 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei Vorsprünge und ein Quadrat mit einem Teil des runden Querschnitts der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung kombiniert sind. In der Lichtführung 2, in welcher die Form der Endfläche des Endbereichs eine Kombination eines Kreises und von Quadraten ist, kann die Näherung nur durch einen kreisförmigen Bereich vorgenommen werden, welcher dem Licht-Streuungsbereich 21 zugewandt ist, in welchem ein Brennpunkt existiert.
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Da die Näherungskurve 19 ebenfalls kreisförmig ist, ist folglich der fiktive Fokus F in der ungefähren Mitte der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 angeordnet. Obwohl Vorsprünge 22 zu der Seitenfläche der Lichtführung 2 hinzugefügt sind, können außerdem die Vorsprünge 22 vernachlässigt werden, da deren Fläche relativ zu dem Querschnitt der Lichtführung 2 klein ist, und die Vorsprünge 22 beeinflussen die Ausbreitung des Lichts in der Lichtführung 2 nicht sehr stark.
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24 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei Quadrate und ein Kreis kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden. Dies ist ein Beispiel einer Form, bei welcher ein Teil eines Kreises mit der Form der Endfläche des Endbereichs beschnitten ist. Die Näherungskurve 19 wird in diesem Fall ebenfalls kreisförmig. Der fiktive Fokus F ist in der ungefähren Mitte der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 angeordnet.
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25 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei zwei Arten von Ellipsen kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden. In diesem Fall wird der fiktive Fokus F aus der Näherungskurve 19a einer Ebene bestimmt, die dem Licht-Streuungsbereich 21 zugewandt ist, und der Näherungskurve 19b einer Ebene, auf welcher der Licht-Streuungsbereich 21 vorgesehen ist. Da sowohl die Näherungskurve 19a, als auch die Näherungskurve 19b Ellipsen sind, gibt es zwei fiktive Fokuspunkte Fa und zwei fiktive Fokuspunkte Fb, d. h. es gibt insgesamt vier fiktive Fokuspunkte F. Da die fiktiven Fokuspunkte Fa nahe dem Licht-Streuungsbereich 21a jedoch außerhalb der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung 2 angeordnet sind, können die fiktiven Fokuspunkte Fa vernachlässigt werden.
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26 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei zwei Kreise kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden, so dass die zwei Kreise teilweise überlagert sind. In diesem Fall werden die Näherungskurve 19a und die Näherungskurve 19b für jeden Kreis eingestellt, welcher in der Form der Endfläche des Endbereichs enthalten ist, und die Fokuspunkte werden als die fiktiven Fokuspunkte F der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung eingestellt.
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Da sowohl die Näherungskurve 19a, als auch die Näherungskurve 19b in 26 kreisförmig sind, würde es zwei fiktive Fokuspunkte geben, nämlich den fiktiven Fokus Fa und den fiktiven Fokus Fb. Außerdem veranschaulicht 26 einen Fall, in welchem die Kreise kombiniert sind. Auf ähnliche Weise kann man in den Fällen der Kombination von zwei oder mehr Formen oder von Kombinationen mit einer Ellipse eine Näherungskurve 19 erhalten und den Brennpunkt als den fiktiven Fokus einstellen.
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27 ist ein Querschnitt des Lichtleiters gemäß Ausführungsform 5, wobei zwei Ellipsen kombiniert sind, um die Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung zu bilden, so dass sie teilweise überlagert sind. Auf ähnliche Weise wie 25 können in diesem Fall zwei Ellipsen als die Näherungskurve 19a und die Näherungskurve 19b eingestellt werden. In dem Fall von 27, der verschieden ist von 25, gilt Folgendes: Da sich alle vier fiktiven Fokuspunkte Fa und Fb in der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung befinden, müssen die Lichtquellen 4, der Licht-Blockierbereich 201 und dergleichen unter Berücksichtung aller fiktiven Fokuspunkte Fa und Fb angeordnet werden.
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Wie oben beschrieben, kann die Bild-Abtastvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 eine Lichtführung verwenden, deren Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung nicht eindeutig ist, indem der Brennpunkt der Näherungskurve eines Kreises, einer Ellipse oder einer Parabel betrachtet wird, der bzw. die in der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung enthalten ist, und zwar als der Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung. Obwohl nicht eigens dargestellt, gilt Folgendes: Selbst für den Fall, dass ein Teil einer Parabel in der Form der Endfläche enthalten ist, kann der Brennpunkt der Näherungskurve einer Parabel auf ähnliche Weise als der Brennpunkt der Form der Endfläche des Endbereichs der Lichtführung angesehen werden.
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Vorstehend sind einige beispielhafte Ausführungsformen zum Zwecke der Erläuterung beschrieben. Obwohl die vorstehende Diskussion spezifische Ausführungsformen präsentiert, werden Fachleute erkennen, dass Veränderungen der Form und der Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den breiteren Umfang der Erfindung zu verlassen. Demzufolge müssen die Beschreibung und die Zeichnungen als Erläuterung und nicht im beschränkenden Sinn verstanden werden. Die detaillierte Beschreibung darf daher nicht in einer einschränkenden Weise verstanden werden, und der Umfang der Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche definiert, einhergehend mit dem gesamten Bereich von Äquivalenten, welche diese Ansprüche umfassen.
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-053335 inklusive der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnungen und der Zusammenfassung, die am 17. März 2014 eingereicht wurde, wobei deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise bei Bild-Abtastvorrichtungen, wie z.B. einem Faksimile-Gerät, einem Kopiergerät, einer Lesevorrichtung für Wertpapiere und dergleichen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a
- oberes Glas
- 2, 3
- Lichtführung
- 4
- Lichtquelle
- 5, 5a
- Stablinsen-Array
- 6, 6a
- Array von fotoelektrischen Umwandlungselementen
- 7, 7a
- Leiterplatte
- 8, 8a
- Gehäuse
- 9, 11
- Flexible Leiterplatte
- 10, 12
- Halterung
- 17
- Blatt Papier
- 18, 18a
- Lesebereich
- 19, 19a, 19b
- Näherungskurve
- 20
- Rolle
- 21, 31
- Licht-Streuungsbereich
- 22
- Vorsprung
- 41 bis 44
- Gebiet
- 51, 51a
- Signalprozessor
- 52, 52a
- Signalausgang
- 53, 53a
- A/D-Umsetzer
- 54, 54a
- Schwarz-Korrektureinrichtung
- 55, 55a
- Weiß-Korrektureinrichtung
- 56, 56a
- Bildausgabe
- 91, 91a
- Bild-Abtastvorrichtung
- 101, 121
- Halterung
- 102, 103, 122, 123
- Licht-Blockierstück
- 201, 211, 301, 311, 411, 421, 431, 441
- Licht-Blockierbereich
- F, Fa, Fb
- fiktiver Fokus
