DE112016000829T5

DE112016000829T5 - Lichtleitkörper, Lichtquellenvorrichtung und Bildlesevorrichtung

Info

Publication number: DE112016000829T5
Application number: DE112016000829.5T
Authority: DE
Inventors: Toru Aramaki; Fumika Oshiyama; Taku MATSUZAWA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2036-02-20
Also published as: JPWO2016133216A1; US20180041661A1; JP6150020B2; US10027846B2; DE112016000829B4; DE112016007592B3; WO2016133216A1; CN107347257A; CN107347257B

Abstract

Ein Lichtleiterkörper (2) weist einen Lichtleiterhauptkörper (21), einen Bandbereich (4) und radiale Mikrostrukturen (5) auf. Der Lichtleiterhauptkörper (21) ist säulenförmig ausgebildet, und Licht tritt von mindestens einem Endbereich (3) in den Lichtleiterhauptkörper (21) ein. Der Bandbereich (4) ist derart ausgebildet, dass er sich in Längsrichtung eines Bereichs einer Umfangsfläche des Lichtleiterhauptkörpers (21) erstreckt. Die radialen Mikrostrukturen (5) sind im Bandbereich (4) angeordnet und als Mikrostrukturen ausgebildet, die jeweils vorstehende Teile aufweisen, die sich radial in mindestens drei Richtungen in einem Bandbereichsabschnitt von einem Referenzpunkt aus erstrecken.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtleiterkörper, eine Lichtquellenvorrichtung und eine in einer Bildlesevorrichtung verwendete Lichtquellenvorrichtung, insbesondere bei einem Faxgerät, einem Kopierer, einem Finanzterminal und dergleichen.
Stand der Technik
Eine Bildlesevorrichtung wird in Geräten, wie z. B. einem Faxgerät, einem Kopierer und einem Finanzterminal verwendet, und die Bildlesevorrichtung führt das Vervielfältigen von Originalkopien aus, wobei die Echtheit von Papiergegenständen und der Grad der durchblendungsbedingten Abnutzung unterschieden wird. Um ein Lesezielobjekt mit Licht zu bestrahlen, weist die Bildlesevorrichtung einen Lichtleiterkörper auf, der Licht, das von einem Lichtquellenelement in den Lichtleiterkörper eintritt, hindurchlässt.
Die in der Patentliteratur 1 offenbarte Bildlesevorrichtung weist eine lineare Lichtquellenvorrichtung auf. Die lineare Lichtquellenvorrichtung besitzt einen säulenförmigen Kunststoff-Lichtleiterkörper und ein Lichtquellenelement, das Licht an den Lichtleiterkörper emittiert. Ein Bandbereich ist in einem Bereich einer Umfangsfläche des Lichtleiterkörpers ausgebildet, und es sind ausgesparte Bereiche oder vorstehende Bereiche ausgebildet, die sich linear in der Breitenrichtung des Bandbereichs erstrecken. Licht, das von einem Endbereich des Lichtleiterkörpers eintritt, wird von einem dem Bandbereich gegenüberliegenden Bereich emittiert.
Eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem Lichtleiterkörper ist in der Patentliteratur 2 offenbart. In einem Bereich einer Umfangsfläche des Lichtleiterkörpers wird ein Lichtstreuungselement durch das Anbringen einer Folie, Bedrucken einer Beschichtung und dergleichen ausgebildet. Das Licht, das von einem Endbereich des Lichtleiterkörpers in den Lichtleiterkörper eintritt, wird von einem Bereich, der einem Lichtstreubereich gegenüberliegt, emittiert.
Der in den Patentliteratur-Veröffentlichungen 3 und 4 offenbarte Lichtleiterkörper weist eine Reflexionsfläche auf, in der Lichtreflexionselemente ausgebildet sind. Das Lichtreflexionselement ist mittels einer Halb-Ellipsenform ausgebildet, die in einer Emissionsebene des Lichtleiterkörpers vorsteht. Die Form des Lichtreflexionselements variiert mit der Position der Anordnung in einer Hauptabtastrichtung.
Literaturliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Internationale Veröffentlichung WO 2008/108210 A1
Patentliteratur 2: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP H10-126 581 A
Patentliteratur 3: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2014-235 881 A
Patentliteratur 4: Ungeprüfte Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2014-235 882 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Aufgrund der Ausbildung der ausgesparten Bereiche oder der vorstehenden Bereiche linear in der Breitenrichtung, weist der in der Patentliteratur 1 offenbarte Lichtleiterkörper ein Problem dahingehend auf, dass das emittierte Licht in der Breitenrichtung schwierig zu verteilen ist. Ferner ist eine Präzision während der Montage mit der Bildlesevorrichtung erforderlich, und der Montagevorgang ist mühsam. Aufgrund des Auftretens einer Verzerrung bei dem Beleuchtungswinkel in der Längsrichtung, kann es ferner auch während des Abtastens einer Originalkopie, die Vorsprünge und Aussparungen aufweist, zu dem Auftreten von Schatten kommen.
Der in der Patentliteratur 2 offenbarte Lichtleiterkörper weist ein Problem dahingehend auf, dass das präzise Ausformen des Streuelements schwierig ist und gleichmäßige Eigenschaften schwierig zu erhalten sind. Ferner ist eine Weiterverarbeitung für das Streuelement nach dem Ausformen durch Spritzgießen und dergleichen erforderlich, und die Anzahl der Verarbeitungsschritte ist hoch. Ferner erhöhen sich für Breitbandanwendungen die Kosten, aufgrund der Anforderung, das Streuelement mittels einer mehrfarbigen gemischten Farbe oder einer Folie auszubilden.
Der in den Patentliteratur-Veröffentlichungen 3 und 4 offenbarte Lichtleiterkörper hat dahingehend ein Problem, dass der Lichtleiterkörper zwar in der Lage ist, die gleichmäßige Lichtverteilung von direktem Licht und indirektem Licht in jeder Position der Nebenabtastrichtung zu gewährleisten, jedoch ist der Lichtleiterkörper nicht in der Lage, die gleichmäßige Lichtverteilung in der Hauptabtastrichtung zu gewährleisten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Probleme zu lösen, indem ein Lichtleiterkörper, eine Lichtquellenvorrichtung und eine Bildlesevorrichtung angegeben werden, die eine gleichmäßige Beleuchtung eines Lesezielobjekts ermöglichen.
Lösung des Problems
Um die Aufgabe zu lösen, weist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Lichtleiterkörper Folgendes auf:
einen säulenförmigen Hauptkörper, in den Licht von mindestens einem Endbereich eintritt;
einen Bandbereichsabschnitt, der derart ausgebildet ist, dass er sich in einer Längsrichtung in einem Bereich einer Umfangsfläche des Hauptkörpers erstreckt; und
eine Vielzahl von Lichtreflexionselementen, die in dem Bandbereichsabschnitt angeordnet sind, wobei jedes Lichtreflexionselement von der Vielzahl von Lichtreflexionselementen mittels einer Mikrostruktur ausgebildet ist, die vorstehende Teile aufweist, die sich radial in mindestens drei Richtungen von einem Referenzpunkt im Bandbereichsabschnitt erstrecken.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Gemäß der Erfindung kann das Lesezielobjekt gleichmäßig beleuchtet werden.
Kurze Beschreibung der Figuren:
In den Figuren zeigen:
1 eine geneigte perspektivische Ansicht einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung;
2A eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
2B eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
3 eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
4A eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 1;
4B eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 1;
5 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
6 eine Draufsicht der radialen Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
7A eine Querschnittsansicht der radialen Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
7B eine Querschnittsansicht der radialen Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
8 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5a gemäß Ausführungsform 1;
9 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5b gemäß Ausführungsform 1;
10 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5c gemäß Ausführungsform 1;
11 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5d gemäß Ausführungsform 1;
12 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5e gemäß Ausführungsform 1;
13 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5f gemäß Ausführungsform 1;
14 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5g gemäß Ausführungsform 1;
15 eine geneigte perspektivische Ansicht einer radialen Mikrostruktur 5h gemäß Ausführungsform 1;
16 ein Diagramm von gestreuten Lichtstrahlen für die radiale Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
17 ein Diagramm von gestreuten Lichtstrahlen für die radiale Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
18 ein Diagramm von gestreuten Lichtstrahlen für die radiale Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1;
19 eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 eines Vergleichsbeispiels;
20 eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 eines anderen Vergleichsbeispiels;
21 eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 eines weiteren Vergleichsbeispiels;
22 ein Diagramm, dass die Relation zwischen dem Strahlungswinkel und der Beleuchtungsintensität des Beleuchtungslichts für den Lichtleiterkörper 2 gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
23A eine Ansicht, die die Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel für das Beleuchtungslicht von einem Lichtleiterkörper 2 gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt;
23B eine Ansicht, die die Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel für das Beleuchtungslicht von dem Lichtleiterkörper 2 gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
24A ein Funktions-Blockdiagramm der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
24B einen Graphen eines analogen Ausgangssignals der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
24C einen Graphen eines digitalen Ausgangssignals der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
25A eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung;
25B eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 2;
26A eine geneigte perspektivische Ansicht eines anderen Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 2;
26B eine Ansicht einer oberen Oberfläche des anderen Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 2;
27 eine Querschnittsansicht einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 3;
28 eine geneigte perspektivische Ansicht einer Mikrostruktur 5i gemäß Ausführungsform 3;
29 eine geneigte perspektivische Ansicht einer Mikrostruktur 5j gemäß Ausführungsform 3;
30A eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 3;
30B eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 3;
31A eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 4;
31B eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 4;
32A eine geneigte perspektivische Ansicht des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 4;
32B eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 4.
Beschreibung der Ausführungsformen
Ausführungsform 1
Ausführungsform 1 wird unter Verwendung der 1 bis 24 näher beschrieben. Eine Bildlesevorrichtung gemäß den Ausführungsformen wird nachfolgend als ”Bildlesevorrichtung 11” bezeichnet. 1 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1. Die Bildlesevorrichtung 11 ist ein Kontaktbildsensor (CIS).
Die in 1 dargestellte X-Achsenrichtung wird als Hauptabtastrichtung der Bildlesevorrichtung 11 verstanden. Die Y-Achsenrichtung wird als Nebenabtastrichtung der Bildleseeinrichtung 11 verstanden, die senkrecht zur Hauptabtastrichtung ist. Die Nebenabtastrichtung ist die Förderrichtung, in der ein Lesezielobjekt MM transportiert wird.
Die Z-Achsenrichtung ist die Richtung der Achse senkrecht zur X-Y-Ebene, die durch die X-Achse und die Y-Achse definiert ist. Die Z-Achsenrichtung ist die optische Achsenrichtung der optischen Abbildungssysteme 9a und 9b der Bildlesevorrichtung 11. Die Z-Achsenrichtung ist die Richtung, die sich auf die Brennpunkttiefe der optischen Abbildungssysteme 9a und 9b bezieht, und diese Richtung wird auch als ”Lesetiefenrichtung” bezeichnet.
2A zeigt eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung 11 entlang einer virtuellen Ebene S, die eine Ebene parallel zu der Z-X-Ebene ist, die, wie in 1 dargestellt, mittels der Z-Achse und der X-Achse definiert ist. Insbesondere ist die virtuelle Ebene S ein Querschnitt eines Bereichs, der sich mit einem der Lichtquellenelemente 1 kreuzt, die auf einer Platte mit Lichtquellenelementen 10 angeordnet sind.
Die Bildlesevorrichtung 11 weist Folgendes auf: eine Bildlesevorrichtung 11b, die Licht ausliest, das von einem Lichtleiterkörper 2a emittiert wird und das Lesezielobjekt MM durchdringt, und eine Bildlesevorrichtung 11a, die Licht ausliest, das von einem Lichtleiterkörper 2b emittiert wird und das Lesezielobjekt MM durchdringt. In einer Ebene parallel zur Y-Z-Ebene, die mittels der Y-Achse und der Z-Achse definiert ist, sind die Lichtquellenelemente 1 auf der Platte mit Lichtquellenelementen 10 an einer Endfläche 3 und einer gegenüberliegenden Endfläche des Lichtleiterkörpers 2b angeordnet.
Das Lesezielobjekt MM ist das beleuchtete Objekt, wobei das Objekt beispielsweise eines der folgenden Objekte sein kann: eine Originalkopie, ein Buch, eine Zeitschrift, ein schriftliches Dokument (allgemeines schriftliches Dokument), ein Bild, ein Foto, einen Folienfilm, einen Film, eine Banknote, ein Wertpapier, ein Substrat, ein elektronisches Bauteil oder einen Fingerabdruck.
2B zeigt eine vergrößerte Ansicht innerhalb eines in 2A dargestellten gestrichelten Bereichs I und stellt einen Fall dar, bei dem Konkavitäten und Vorsprünge in dem Lesezielobjekt MM vorhanden sind. Die Pfeile geben die Richtungen von Lichtstrahlen an, die von dem Lichtleiterkörper 2 emittiert werden. Wenn der Emissionswinkel wie in der Figur verzerrt ist, kann ein Bereich, der nicht von Licht getroffen wird, wie beispielsweise der Bereich JJ, der mittels einer dicken Linie angedeutet ist, auf dem Lesezielobjekt MM erzeugt werden und im gescannten Bild können Schatten auftreten.
3 zeigt eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung 11 in einer virtuellen Ebene T, die eine Ebene parallel zu der Z-Y-Ebene ist, die mittels der Z-Achse und der Y-Achse, wie in 1, definiert ist. Das von dem Lichtleiterkörper 2a emittierte Licht durchdringt ein Abdeckelement 6a und durchdringt das Lesezielobjekt MM. Ferner durchdringt das Licht ein Abdeckelement 6b, ein optisches Abbildungssystem 9b und wird auf eine Leitungssensoreinheit 8b fokussiert.
Das Licht, das von dem Lichtleiterkörper 2b emittiert wird, durchdringt das Abdeckelement 6a, wird von dem Lesezielobjekt MM reflektiert, durchdringt erneut das Abdeckelement 6a, durchdringt ein optisches Abbildungssystem 9a und wird auf einen Leitungssensor 8a fokussiert. Nachfolgend können die Lichtleiterkörper 2a und 2b gemeinsam als ”Lichtleiterkörper 2” bezeichnet werden. Eine ähnliche Terminologie wird für andere Elemente verwendet, die durch Anhängen der Buchstaben ”a” und ”b” identifiziert werden.
Die optischen Abbildungssysteme 9a und 9b besitzen eine Vielzahl von Linsen, die entlang der Hauptabtastrichtung angeordnet sind, und als Linsenanordnungen ausgebildet sind, die reflektiertes Licht auf die Leitungssensoreinheiten 8a bzw. 8b fokussieren. Das optische Abbildungssystem 9 kann auch als ”Linsenanordnungseinheit 9” bezeichnet werden. Die nachfolgende Beschreibung beschreibt ein Beispiel eines Falles, bei dem das optischen Abbildungssystem 9 mehrere Stablinsen aufweist, die in einem Arraymuster angeordnet sind, d. h. bei dem das optische Abbildungssystem 9 eine Stablinsenanordnungseinheit aufweist, die eine Stablinsenanordnung zwischen Platten sandwichartig aufnimmt.
Jedoch kann auch eine andere Linsenanordnung verwendet werden, wie beispielsweise eine Mikrolinsenanordnung, die ein aufrechtes, nicht vergrößerndes optisches System in der gleichen Weise wie die Stablinsenanordnung darstellt. Wenn die Mikrolinsenanordnung verwendet wird, ist das optische Abbildungssystem 9 als eine Vielzahl von Mikrolinsen ausgebildet, d. h. als eine Mikrolinsenanordnungseinheit ausgebildet, die die Mikrolinsenanordnung zwischen Platten sandwichartig aufnimmt.
Das optische Abbildungssystem 9 ist derart angeordnet, dass die optische Achse senkrecht zur Oberfläche der Originalkopie steht, welche die Lesefläche des Lesezielobjekts MM ist. Weiterhin funktioniert das optische Abbildungssystem 9 mittels einer Fokussierung des hindurchgelassenen Lichts oder reflektierten Lichts von dem Lesezielobjekt MM auf eine sensorintegrierte Schaltung bzw. einen Sensor IC 8, welcher ein Photorezeptor ist. Der Sensor IC 8 weist eine Leitungssensoreinheit 8 auf, die mittels einer Vielzahl von Fotorezeptorelementen ausgebildet ist, die entlang der Hauptabtastrichtung an einer Oberfläche einer Platte 7 in einer Richtung angeordnet sind.
Die Leitungssensoreinheit 8 kann auch als ”Sensoranordnungseinheit 8” bezeichnet werden. Der Sensor IC 8 empfängt Licht, das mittels des optischen Abbildungssystem 9 fokussiert ist, wandelt das empfangene Licht photoelektrisch um und gibt ein elektrisches Signal aus. Eine Photorezeptoreinheit ist in dem Sensor IC 8 angebracht, und die Photorezeptoreinheit weist Komponenten, wie einen Halbleiterchip sowie Komponenten, wie eine Treiberschaltung auf. Diese Komponenten sind an der Oberfläche in der einen Richtung, an einer Oberfläche in einer anderen Richtung, und im Inneren der Platte 7 angeordnet.
Auf den Platten 7a und 7b sind elektronische Komponenten mit einer Platte 10 mit optischem Element angeordnet. Die angeordneten elektronischen Komponenten und deren Betrieb werden nachfolgend im Detail beschrieben.
Die 4A und 4B zeigen geneigte perspektivische Ansichten des Lichtleiterkörpers 2. Der Lichtleiterkörper 2 weist einen Lichtleiterhauptkörper 21 auf, der sich in der X-Achsen-Richtung in dem Koordinatensystem von 1 und 2 erstreckt. Ein sich in Längsrichtung erstreckender Bandbereich 4 ist in einem Bereich der Umfangsfläche des Lichtleiterhauptkörpers 21 ausgebildet.
4A zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht, die derart gesehen wird, wenn der Lichtleiterkörper 2 aus einem Winkel betrachtet wird, derart, dass der Bandbereich 4 direkt nach oben positioniert ist. 4B zeigt eine Draufsicht, die derart gesehen wird, wenn der Lichtleiterkörper 2 aus einem Winkel betrachtet wird, derart, dass der Bandbereich 4 direkt nach oben positioniert ist.
Die Oberfläche des Bandbereichs 4 definiert ein Koordinatensystem, das parallel zu einer U-V-Ebene ist, die mittels einer U-Achse und einer V-Achse definiert ist. Die W-Achse ist als Achse in der Richtung senkrecht zur U-V-Ebene definiert, wobei die U-Achse als Achse parallel zur Längsrichtung des Lichtleiterkörpers 2 definiert ist, und die V-Achse als Achse parallel zur Querrichtung des Lichtleiterkörpers 2 definiert ist. Wie in den 3 und 4 ersichtlich ist, fällt ferner die U-Achse mit der X-Achse zusammen.
Über den gesamten Bandbereich 4 sind ausgesparte oder vorstehende radiale Mikrostrukturen 5 in einem zweidimensionalen (U-Achsen-Richtung und V-Achsen-Richtung) Gittermuster angeordnet. Das heißt, in dem Bandbereich 4, der entlang der Längsrichtung (U-Achsen-Richtung) in einem Bereich der Umfangsfläche des Lichtleiterhauptkörpers 21 ausgebildet ist, sind die radialen Mikrostrukturen 5 zweidimensional in Richtung der Umfangsfläche und in Längsrichtung des Lichtleiterhauptkörpers 21 angeordnet. Ferner ist ein Bereich des Musters in 4 und der verbleibende Bereich weggelassen.
Unter Zuhilfenahme einer geraden Linie senkrecht zum Bandbereich 4 und parallel zur W-Achse als Referenzachse, und unter Verwendung des Schnittpunktes dieser Referenzachse mit dem Bandbereich 4 als Referenzpunkt, wird jede der radialen Mikrostrukturen 5 von vorstehenden Teilen gebildet, die sich radial von dem Referenzpunkt aus in mindestens drei Richtungen entlang der U-V-Ebene parallel zum Bandbereich 4 erstrecken.
Der Lichtleiterkörper 2 ist aus einem Material gebildet, das Licht hindurchlässt, wie z. B. Kunststoff oder Glas, und ist ein Lichtleiterkörper, der sich in der U-Achsen-Richtung erstreckt. Der Lichtleiterkörper 2 wird durch integriertes Ausformen des Lichtleiterhauptkörpers 21, des Bandbereichs 4 und der radialen Mikrostrukturen 5 mittels eines Formverfahrens, wie z. B. Spritzgießen, ausgebildet.
Licht, das von dem Lichtquellenelement 1 emittiert wird, das in der Nähe der Endfläche 3 angeordnet ist und der Endfläche 3 zugewandt ist, tritt durch die Endfläche 3 in den Lichtleiterkörper 2 ein. Das Licht, das in den Lichtleiterkörper 2 eintritt, wird mittels der ausgesparten oder vorstehenden radialen Mikrostrukturen 5 reflektiert oder gebrochen, die an dem Bandbereich 4 ausgebildet sind, der sich in U-Achsen-Richtung erstreckt. Ferner wird das Licht von dem Bereich der Umfangsfläche gegenüberliegend von dem Bandbereich 4 des Lichtleiterkörpers 2 emittiert. Aufgrund der Lichtausbreitung auf besagte Art und Weise, fungiert der Lichtleiterkörper 2 als Lichtquellenvorrichtung.
Obwohl in 4 ein Fall dargestellt ist, bei dem ein Höhenunterschied zwischen der Umfangsfläche des Lichtleiterhauptkörpers 21 und des Bandbereichs 4 besteht, kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei der es keinen Höhenunterschied zwischen der Umfangsfläche des Lichtleiterhauptkörpers 21 und des Bandbereichs 4 gibt. Ferner ist die Oberfläche des Bandbereichs 4 nicht notwendigerweise flach ausgebildet, und diese Oberfläche kann gekrümmt sein.
Weiterhin wird die Sicherstellung einer gleichmäßigen Beleuchtung in der Hauptabtastrichtung mittels einer Anordnung mit einer geringen Dichte der radialen Mikrostrukturen 5 in der Nähe des Lichtquellenelements 1 und einer Anordnung mit höherer Dichte mit zunehmender Entfernung von dem Lichtquellenelement 1 gewährleistet.
Weiterhin wird die Sicherstellung der Gleichmäßigkeit in der Nebenabtastrichtung mittels einer Anpassung der Spärlichkeit in der Nebenabtastrichtung gewährleistet. Obwohl die Spärlichkeit in der Nebenabtastrichtung in Abhängigkeit von der Form des Lichtleiterhauptkörpers 21 variiert, der in dem Lichtleiterkörper 2 enthalten ist, kann in dem Beispiel der vorliegenden Ausführungsform eine Gleichmäßigkeit gewährleistet werden, indem die radialen Mikrostrukturen 5 mit einer niedrigen Dichte an beiden Endbereichen und mit einer hohen Dichte im Zentrum der Nebenabtastrichtung angeordnet werden.
5 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht der ausgesparten oder vorstehenden radialen Mikrostrukturen 5, die im Bandbereich 4 des Lichtleiterhauptkörpers 21 ausgebildet sind. 6 stellt eine Draufsicht auf die radiale Mikrostruktur 5 von 5 dar, welche direkt von oben gesehen wird. Unter Zuhilfenahme einer geraden Linie senkrecht zum Bandbereich 4 als Referenzachse und unter Verwendung des Schnittpunktes dieser Referenzachse mit dem Bandbereich 4 als Referenzpunkt, ist die radiale Mikrostruktur 5 als sechsseitige sternförmige konisch geformte Struktur ausgebildet, die sechs vorstehende Teile aufweist, welche sich radial entlang der gesamten Peripherie von dem Referenzpunkt erstrecken.
In einem Fall, bei dem die radiale Mikrostruktur 5 die sechsseitige sternförmige konisch geformte Struktur wie in 5 und 6 aufweist und als Vorsprung ausgebildet ist, beträgt die Höhe etwa 20 μm. In einem Fall, bei dem die radiale Mikrostruktur 5 als Vertiefung ausgebildet ist, beträgt die Tiefe etwa 20 μm.
Der Durchmesser eines virtuellen Kreises, der die Scheitelbereiche 51 der radial geformten vorstehenden Teile miteinander verbindet, beträgt etwa 120 μm, und der Durchmesser eines virtuellen Kreises, der die Bodenbereiche 52 der radial geformten vorstehenden Teile miteinander verbindet, beträgt etwa 60 μm.
7A zeigt eine Ansicht, welche die Querschnitte C1, C2 und C3 der radialen Mikrostruktur 5 entlang der Ebenen senkrecht zu der Oberfläche der Seite durch die geraden Linien L1, L2 bzw. L3 veranschaulicht, wie es in 6 dargestellt ist. Wie in 6 gezeigt ist, verläuft die gerade Linie L1 durch die einander gegenüberliegenden Scheitelbereiche 51. Die gerade Linie L2 verläuft durch die einander gegenüberliegenden Bodenbereiche 52. Die gerade Linie L3 bildet eine gerade Linie senkrecht zu einer geraden Linie, die durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft.
Der Querschnitt C1 ist ein Querschnitt, der durch die einander gegenüberliegenden Scheitelbereiche 51 verläuft, der durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft und die geringste Neigung aufweist. Wie in 7A dargestellt, ist der Querschnitt C1 wie ein Hügel geformt, welcher gewölbte Neigungsflächen aufweist. Das heißt, dass die radiale Mikrostruktur 5 derart ausgebildet ist, dass ein Querschnitt, welcher durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft und die geringste Neigung aufweist, eine hügelartige Form aufweist, welche gewölbte Neigungsflächen umfasst.
Der Querschnitt C2 ist ein Querschnitt, der durch die einander gegenüberliegenden Bodenbereiche 52 verläuft, der durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft, und die steilste Neigung aufweist. Wie in 7A dargestellt, ist der Querschnitt C2 wie ein Hügel geformt, der gewölbte Neigungsflächen aufweist. Das heißt, dass die radiale Mikrostruktur 5 derart ausgebildet ist, dass ein Querschnitt, welcher durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft und die steilsten Neigungsflächen aufweist, die Form eines Hügels aufweist, welcher gewölbte Neigungsflächen umfasst.
Der Querschnitt C3 ist ein Querschnitt des vorstehenden Teils der radialen Mikrostruktur 5 und ist ein Querschnitt, der entlang einer Ebene senkrecht zu einer Linie verläuft, die durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft. Wie in 7A dargestellt, ist der Querschnitt C3 als Hügel geformt, welcher gewölbte Neigungsflächen aufweist. Das heißt, dass die radiale Mikrostruktur 5 derart ausgebildet ist, dass ein Querschnitt der radialen Mikrostruktur 5, welcher entlang einer Ebene senkrecht zu einer geraden Linie verläuft, die durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur 5 verläuft, wie ein Hügel ausgebildet ist, der gewölbte Neigungsflächen aufweist.
Die Form dieser radialen Mikrostruktur ist nicht zwingend auf die Formen der 5 und 6 eingeschränkt. Wie in den geneigten perspektivischen Ansichten der 8 bis 15 dargestellt ist, kann eine annähernd ähnliche Leistung wie mit der radialen Mikrostruktur 5 von 5 und 6 erzielt werden, solange vorstehende Teile vorgesehen sind, welche sich radial von dem Zentrum aus erstrecken. Die Anzahl der vorstehenden Teile, die sich von dem Zentrum erstrecken, kann frei gewählt werden. Allerdings wird das Ausformen aus Kunststoff oder Glas vereinfacht, wenn die Anzahl der vorstehenden Teile abnimmt.
Im Gegensatz dazu wird die erwartete Streuung in mehreren Richtungen gleichmäßiger, wenn die Anzahl der vorstehenden Teile zunimmt. Die radialen Mikrostrukturen 5a bis 5h der 8 bis 15 sind weitere Beispiele von Formen, die optische Eigenschaften ähnlich denen der radialen Mikrostruktur 5 erhalten. Die Form der radialen Mikrostruktur 5 ist nicht auf diese Formen beschränkt.
Bei der Ausführungsform 1 zeigt 8 die radiale Mikrostruktur 5a, die eine sechsflügelartige Form aufweist. 9 zeigt die radiale Mikrostruktur 5b, die eine sechsseitige Stern-Fallschirm-ähnliche konische Form aufweist. 10 zeigt die radiale Mikrostruktur 5c, die eine achtseitige Stern-Konus-Form aufweist. 11 zeigt die radiale Mikrostruktur 5d, die eine dreiflügelartige Form aufweist.
12 zeigt die radiale Mikrostruktur 5e, die eine Fallschirm-ähnliche Seestern-Form aufweist. 13 zeigt die radiale Mikrostruktur 5f, die eine dreiseitige Stern-Konus-Form aufweist. 14 zeigt die radiale Mikrostruktur 5g, die eine sechsseitige (bergförmige) Stern-Form aufweist. 15 zeigt die radiale Mikrostruktur 5h, die eine siebenflügelartige Form aufweist.
Ferner ist es nicht zwingend notwendig, dass die Form der radialen Mikrostruktur mit der Form von 7A übereinstimmt. Der Querschnitt, der durch das Zentrum der radialen Mikrostruktur verläuft und der die geringste Neigungsfläche aufweist, kann wie ein Hügel geformt sein, der konkave Neigungsflächen aufweist, beispielhaft wie ein Hügel, der lineare Neigungsflächen aufweist oder kann eine Form aufweisen, die mehrere Hügel umfasst. Ferner ist die Form der radialen Mikrostruktur nicht auf Formen beschränkt, die von der Oberfläche des Bandbereichs 4, wie in 7A dargestellt ist, vorstehen. Die radiale Mikrostruktur kann auch eine Form aufweisen, die von der Oberfläche des Bandbereichs 4, wie in 7B dargestellt ist, vertieft ist.
Die 16 bis 18 zeigen schematisch die Lichtstreuung an der radialen Mikrostruktur 5 von 4. 16 zeigt die Lichtstreuung, wenn die U-V-Ebene von der W-Achsenrichtung betrachtet wird. 17 zeigt die Lichtstreuung, wenn die V-W-Ebene von der U-Achsenrichtung betrachtet wird, die mittels der V-Achse und W-Achse definiert ist. 18 zeigt die Lichtstreuung, wenn die W-U-Ebene von der V-Achsenrichtung betrachtet wird, die mittels der W-Achse und U-Achse definiert ist.
Das von dem Lichtquellenelement 1 emittierte und von der Endfläche 3 in den Lichtleiterkörper 2 eintretende Licht wird aufgrund der Vorsprünge und Aussparungen der Oberfläche der auf dem Bandbereich 4 gebildeten radialen Mikrostrukturen 5 mittels wiederholter Mehrfachbrechung und Reflexion, einschließlich Totalreflexion, innerhalb der U-V-Ebene, innerhalb der V-W-Ebene und innerhalb der W-U-Ebene gestreut.
Die in den 16 bis 18 gezeigten Lichtstrahlen sind Beispiele und zeigen nur einzelne Wege des gestreuten Lichtes. Das Licht, das in den Lichtleiterkörper 2 eintritt, durchläuft verschiedene Arten von Lichtwegen, wird in viele Richtungen gestreut und wird von dem Umfangsflächenbereich abgestrahlt, der dem Bandbereich 4 des Lichtleiterhauptkörpers 21 gegenüberliegt, der in dem Lichtleiterkörper 2 enthalten ist.
Die 16 bis 18 zeigen die Lichtstreuung im Fall der in den 5 und 6 dargestellten radialen Mikrostruktur 5, die eine sechsseitige sternförmige konisch geformte Struktur aufweist. 16 zeigt ein Diagramm von gestreuten Lichtstrahlen, das die Lichtstreuung innerhalb der U-V-Ebenen-Richtung darstellt, wenn man die U-V-Ebene von der W-Achsen-Richtung betrachtet.
Für die radiale Mikrostruktur 5 in der U-V-Ebene weist der Scheitelbereich 51 des radial geformten vorstehenden Teils eine vorstehende gekrümmte Linie auf, wobei der Bodenbereich 52 des radial geformten vorstehenden Teils eine konkave gekrümmte Linie aufweist, und der Seitenbereich 53 zwischen dem Scheitelbereich und dem Bodenbereich des radial geformten vorstehenden Teils eine gerade Linie aufweist.
Somit haben der Scheitelbereich 51, der Bodenbereich 52, und der Seitenbereich 53 des radial geformten vorstehenden Teils jeweils unterschiedliche Lichtreflexionswinkel, und das Licht, das in den Lichtleiterkörper 2 eintritt, erfährt eine wiederholte komplexe Streuung mittels Brechung und Reflexion, einschließlich Totalreflexion, innerhalb der U-V-Ebene.
17 zeigt ein Diagramm von gestreuten Lichtstrahlen, das die Lichtstreuung innerhalb der V-W-Ebenen-Richtung darstellt, wenn man die V-W-Ebene von der U-Achsen-Richtung betrachtet. Die radiale Mikrostruktur 5 weist eine konkave gekrümmte Linie in der V-W-Ebene auf. Somit sind die Lichtreflexionswinkel in jedem der ausgesparten Bereiche unterschiedlich voneinander, und das Licht, das in den Lichtleiterkörper 2 eintritt, erfährt eine wiederholte komplexe Streuung mittels Brechung und Reflexion, einschließlich Totalreflexion, innerhalb der V-W-Ebene. Weiterhin ist die Streuung jenem Fall ähnlich, in dem die radiale Mikrostruktur 5 eine vorstehende gekrümmte Linie in der V-W-Ebene aufweist.
18 zeigt ein Diagramm von gestreuten Lichtstrahlen, das die Lichtstreuung innerhalb der W-U-Ebenen-Richtung darstellt, wenn man die W-U-Ebene von der V-Achsen-Richtung betrachtet. Die radiale Mikrostruktur 5 weist eine konkave gekrümmte Linie in der W-U-Ebene auf.
Somit sind die Winkel der Lichtausbreitung mittels Reflexion und Brechung in jedem ausgesparten Bereich unterschiedlich voneinander, und das Licht, das in den Lichtleiterkörper 2 eintritt, erfährt eine wiederholte komplexe Streuung mittels Brechung und Reflexion, einschließlich Totalreflexion, innerhalb der W-U-Ebene. Weiterhin ist die Streuung jenem Fall ähnlich, in dem die radiale Mikrostruktur 5 eine vorstehende gekrümmte Linie in der W-U-Ebene aufweist.
Obwohl die Lichtstreuung im oben beschriebenen Fall der sechsseitigen sternförmigen konischen Struktur radialen Mikrostruktur 5 beschrieben ist, wird für die in den 8 bis 15 dargestellten radialen Mikrostrukturen 5a bis 5h eine ähnliche Wirkung im Betrieb erzielt. Wie in den 8 bis 15 gezeigt ist, weist die Form vorzugsweise einen Symmetriepunkt am Schnittpunkt der Referenzachse und des Bandbereichs 4 auf, oder eine lineare Symmetrie relativ zu einer geraden Linie parallel zur V-Achse.
Ferner ist bei der Ausführungsform 1 ein Fall in 17 angedeutet, bei dem die radiale Mikrostruktur 5 als Aussparung in Bezug auf den Umfangsflächenbereich des Lichtleiterhauptkörpers 21 ausgebildet ist. Allerdings kann eine ähnliche Leistung erzielt werden, indem die radiale Mikrostruktur als Vorsprung in Bezug auf den Umfangsflächenbereich des Lichtleiterhauptkörpers 21 ausgebildet ist.
Das heißt, die radiale Mikrostruktur 5 kann als eine Aussparung im Bandbereich 4 oder als ein Vorsprung ausgebildet sein, oder kann durch ein Vermischen von Konkavitäten und Vorsprüngen gebildet werden. Ferner können radiale Mikrostrukturen vermischt und gebildet werden, welche unterschiedliche Formen und Anzahlen von vorstehenden Teilen aufweisen, wie es in den 8 bis 15 dargestellt ist.
Aufgrund der Lichtstreuung in mehreren Richtungen in der oben erwähnten Weise, wird das Licht, welches das Lesezielobjekt MM beleuchtet, gleichmäßig verteilt. 19 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 eines Vergleichsbeispiels. Wie in 19 dargestellt ist, findet eine Verzerrung im Beleuchtungswinkel in Richtung der U-Achsen-Richtung, welche die Längsrichtung ist, in einer Mikrostruktur 105 statt, die linear in der V-Achsen-Richtung ausgebildet ist, die die Breitenrichtung des Bandbereichs 4 darstellt. So entstehen Schatten beim Lesen einer Originalkopie, welche Vorsprünge und Aussparungen aufweist.
Die Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 kann dieses Problem mittels einer gleichmäßigen Streuung im Einfallswinkel lösen. Ferner ist eine breite Streuung in V-Achsen-Richtung des Lichtes, das von der Mikrostruktur 105 von 19 emittiert wird, schwierig. Weiterhin ist eine sehr präzise Montage während der Montage mit der Bildlesevorrichtung erforderlich, und der Montagevorgang ist zeitaufwändig. Bei der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 kann die radiale Mikrostruktur 5 eine gute Lichtstreuung in der V-Achsen-Richtung bewirken, wie in den 16 und 17 dargestellt ist, und somit dieses Problem lösen.
Weiterhin zeigt 20 eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 eines anderen Vergleichsbeispiels. Wie in 20 dargestellt, ist auch im Falle eines einfachen Gittermusters von Halbkugeln oder im unterschiedlichen Fall einer zweidimensionalen Anordnung auf der Oberfläche des Bandbereichs 4 parallel zu der U-V-Ebene, eine stärkere Lichtstreuung in V-Achsen-Richtung möglich, als für die in 19 dargestellte Mikrostruktur 105.
Allerdings werden die emittierten Lichtstrahlen in einer bestimmten Richtung mittels einer einfachen Form, wie beispielsweise der halbkugelförmigen Form, konzentriert. Weiterhin gibt es eine unzureichende Lichtstreuung in der U-Achsen-Richtung (Hauptabtastrichtung) und die Verzerrung des Beleuchtungswinkels in U-Achsen-Richtung kann nicht gelöst werden.
Somit entstehen unnatürliche Schatten, wenn eine Originalkopie gelesen wird, welche Vorsprünge und Aussparungen aufweist. In einem Fall, in dem die Konkavitäten oder Vorsprünge prismenförmig ausgebildet sind, wie in den 5 bis 15 gezeigt ist, und zweidimensional auf dem Bandbereich 4 angeordnet sind, wird eine gleichmäßige Beleuchtung der Originalkopie erreicht.
21 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht eines Lichtleiterkörpers 2 eines weiteren anderen Vergleichsbeispiels. In diesem Vergleichsbeispiel werden Lichtstreuungselemente 205 auf dem Bandbereich 4 mittels Aufbringens einer Folie oder einer Beschichtung ausgebildet, die Licht reflektiert. Wenn das Lichtstreuungselement 205, wie in 21 gezeigt ist, ausgebildet ist, hängt die nutzbare Wellenlänge von den Reflexionseigenschaften der Beschichtung oder Folie ab.
Allerdings werden die Reflexionseigenschaften des Lichtleiterkörpers 2 in dieser Ausführungsform mittels des Brechungsindex des Lichtleiterhauptkörpers 21 bestimmt, und die Änderung des Brechungsindex ist geringfügig für Wellenlängen, die das Material durchdringen. Somit gibt es nahezu keine Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichtes, und verschiedene Wellenlängen können gleichzeitig verwendet werden, solange die Wellenlängen den Lichtleiterhauptkörper 21 durchdringen.
Allerdings muss im Falle der Verwendung einer extrem kurzen Wellenlänge, wie beispielsweise des UV-Lichtes, ein Material für den Lichtleiterhauptkörper 21 ausgewählt werden, welches sich aufgrund des UV-Lichtes nicht verschlechtert.
Bevorzugte Beispiele für das in der Nähe der Endfläche 3 des vorgenannten Lichtleiterkörpers 2 angeordnete Lichtquellenelement 1 sind Punktlichtquellenelemente, wie beispielsweise, ohne besondere Einschränkung, Leuchtdioden (LEDs) und organische Elektrolumineszenz-Elemente (organische EL-Elemente).
22 zeigt ein Diagramm, in dem eine Beleuchtungswinkel-Intensitätsverteilung in der U-Achsenrichtung (Längsrichtung) für eine Simulation von Beleuchtungslicht von dem in 4A dargestellten Lichtleiterkörper 2 aufgetragen ist, wobei die radialen Mikrostrukturen 5 auf dem Bandbereich 4 ausgebildet sind. Weiterhin zeigt 22 das Beleuchtungslicht des Lichtleiterkörpers 2 des Vergleichsbeispiels, welches in den 19 und 21 gezeigt ist, in denen sich lineare Mikrostrukturen in der V-Achsenrichtung (Breitenrichtung) im Bandbereich 4 erstrecken.
Das heißt, 22 zeigt ein Diagramm, welches die Relation zwischen der Beleuchtungsintensität und dem Strahlungswinkel des Beleuchtungslichts für den Lichtleiterkörper 2 darstellt, der Licht in der W-U-Ebene projiziert, wobei die W-Achsen-Richtung 0° beträgt und die U-Achsen-Richtung ±90° beträgt.
In 22 zeigt die durchgezogene Kurve die Ergebnisse einer Simulation der radialen Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1. Die gestrichelte Kurve zeigt die Ergebnisse der Simulation der linearen Mikrostruktur des Vergleichsbeispiels, das in den 19 und 21 dargestellt ist. Als Referenz werden die Ergebnisse einer Simulation mittels der gepunkteten Kurve gezeigt, wobei eine Streuungsstruktur mit einer Weißbeschichtung verwendet wurde.
23 wird nachfolgend zur detaillierten Beschreibung der Ergebnisse der Simulationen verwendet, welche in 22 angegeben wurden. 23 zeigt eine Ansicht, welche die Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel für das Beleuchtungslicht von dem simulierten Lichtleiterkörper 2 darstellt. In 23 beträgt die W-Achsen-Richtung 0° und die U-Achsen-Richtung beträgt ±90°, entsprechend der Achsen in 22. In 23 entspricht die Länge des Pfeils, der das Beleuchtungslicht anzeigt, der Beleuchtungsintensität des Beleuchtungslichtes.
23A zeigt die Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel des Beleuchtungslichts für die lineare Mikrostruktur des Vergleichsbeispiels, das mittels der gestrichelten Kurve in 22 dargestellt ist. Wie in 23A dargestellt ist, wird die Länge des Pfeils, die die Beleuchtungslichtintensität anzeigt, in der Nähe eines Strahlungswinkels von 20° nach außen projiziert und die Werte der Längen der Pfeile, die die Beleuchtungslichtintensität bei anderen Strahlungswinkeln angeben, sind nahezu gleich 0. Das heißt, dass das von der linearen Mikrostruktur des Vergleichsbeispiels reflektierte Licht konzentriert und in einer bestimmten Richtung abgestrahlt wird.
23B zeigt die Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel des Beleuchtungslichtes für die radiale Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1, die mittels der durchgezogenen Kurve von 22 dargestellt ist. Wie in 23B dargestellt, ist die Beleuchtungslichtintensität vom Strahlungswinkel –90° bis +90° kleiner als die Beleuchtungsintensität der Spitzenintensität des Beleuchtungslichts bei Verwendung der linearen Mikrostruktur des Vergleichsbeispiels.
Allerdings ist die Veränderung der Beleuchtungslichtintensität vom Strahlungswinkel –90° bis +90° gering. Das heißt, dass das Licht, das von der radialen Mikrostruktur 5 reflektiert wird, streut und in verschiedenen Richtungen ohne Verzerrung in eine bestimmte Richtung gleichmäßig beleuchtet.
Es tritt eine große Verzerrung in der Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel auf, wenn die lineare Mikrostruktur des Vergleichsbeispiels verwendet wird. Andererseits nimmt für die radiale Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1 die Änderung der Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel in ähnlicher Weise wie die Streuungsstruktur mit Weißbeschichtung ab, und ermöglicht eine gleichmäßige Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel in der Längsrichtung.
Auch wenn die Originalkopie Vorsprünge und Aussparungen aufweist, bestrahlt Licht die Vorsprünge und Aussparungen aus allen Richtungen, so dass die Vorsprünge und Aussparungen gleichmäßig beleuchtet werden können. Somit kann ein Bild gelesen werden, das keine Schatten aufweist. Ferner können aufgrund der geringen Wellenlängenabhängigkeit auch bei Verwendung einer Lichtquelle, die eine frei wählbare Wellenlänge aufweist, gleichmäßige Beleuchtungseigenschaften erzielt werden. Ferner sind die oben beschriebenen 22 und 23 für den Fall beschrieben, bei dem die W-Achsen-Richtung 0° beträgt und die U-Achsen-Richtung ±90° beträgt.
In ähnlicher Weise ist für den Fall, bei dem die W-Achsen-Richtung 0° beträgt und die V-Achsen-Richtung für die radiale Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1 ±90° beträgt, die Änderung der Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel des Beleuchtungslichtes klein. Das von der radialen Mikrostruktur 5 reflektierte Licht streut gleichmäßig und beleuchtet in verschiedenen Richtungen ohne eine Verzerrung in einer bestimmten Richtung. Somit kann mittels der radialen Mikrostruktur 5 gemäß Ausführungsform 1 eine gleichmäßige Beleuchtungsintensität gegenüber dem Strahlungswinkel auch in der Querrichtung erzielt werden.
Als nächstes wird der Betrieb der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Die hier beschriebene Bildlesevorrichtung 11 weist ein internes Lichtquellenelement 1 auf, und das vom Lichtquellenelement 1 emittierte Licht wird innerhalb des Lichtleiterkörpers 2 geführt und beleuchtet das Lesezielobjekt MM.
24 zeigt ein Funktionsblockdiagramm und eine Grafik, die ein analoges Ausgangssignal der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 darstellt. 24A ist das Funktionsblockdiagramm der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1. Jedes der im Funktionsblockdiagramm angezeigten Elemente ist auf den Platten 7a und 7b angeordnet.
Die Bildlesevorrichtung 11 ist als CIS ausgebildet und umfasst folgende Komponenten: das Lichtquellenelement 1, den Sensor IC 8, das optische Abbildungssystem 9, eine Signalverarbeitungs-IC 14, eine Steuerschaltung der Lichtquellen 15, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) 16 und einen externen Anschluss (nicht dargestellt). Der Signalverarbeitungs-IC 14 führt zusammen mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 14a und einem Arbeitsspeicher (RAM) 14b eine Signalverarbeitung des photoelektrisch umgewandelten Ausgangssignals des von dem Sensor IC 8 empfangenen Lichtes durch.
Die CPU 14a, der RAM 14b und die Signalverarbeitungsschaltung 14c, die in dem Signalverarbeitungs-IC 14 enthalten ist, werden gemeinsam als ”Signalprozessor 14” bezeichnet. Der externe Anschluss fungiert als Signalschnittstelle für den Eingang-Ausgang, einschließlich des Ausgangssignals des photoelektrisch umgewandelten Ausgangssignals des Sensors IC 8 und des Ausgangssignals des verarbeiteten Signals hiervon.
Der Betrieb der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 wird nachfolgend beschrieben. Zu Beginn überträgt die in dem Signalverarbeitungs-IC 14 enthaltene CPU 14a ein Lichtquellen-Einschaltsignal an die Steuerschaltung der Lichtquellen 15. Die Steuerschaltung der Lichtquellen 15 liefert auf der Basis des empfangenen Lichtquellen-Einschaltsignals eine jeweilige vorgegebene Zeitperiodenstromversorgung zu jedem der mehreren Lichtquellenelemente 1.
Das von dem Lichtquellenelement 1 erzeugte Beleuchtungslicht tritt von der Endfläche 3 aus in den Lichtleiterkörper 2 ein, durchdringt wiederholt die radialen Mikrostrukturen 5 oder wird von diesen reflektiert, und beleuchtet das Lesezielobjekt MM. Auch in einem Fall, bei dem das Lichtquellenelement 1 außerhalb der Bildlesevorrichtung 11 angeordnet ist, kann das Lichtquellenelement 1 von der Bildlesevorrichtung 11 angesteuert und gesteuert werden.
Das von dem Lesezielobjekt MM reflektierte oder hindurchgelassene Licht wird mittels des optischen Abbildungssystem 9 auf den Sensor IC 8 fokussiert. Der Sensor IC 8 ist ein Photorezeptorelement, das als Photorezeptor fungiert, der einen Halbleiterchip und dergleichen aufweist, der das fokussierte Licht empfängt, das empfangene Licht photoelektrisch umwandelt, und ein umgewandeltes elektrisches Signal ausgibt. Der Sensor IC 8 weist weitere Komponenten, wie beispielsweise eine Treiberschaltung, auf.
Der ASIC 16 erzeugt aus einem Taktgenerator ein Taktsignal (CLK) synchron mit einem Systemtakt (SCLK) und erzeugt synchron mit dem Taktsignal CLK ein Startsignal (SI). Der Photorezeptor erhält zum Zeitpunkt des Startsignals SI ein hotoelektrisch umgewandeltes analoges Ausgangssignal (SO). Ein Beispiel des analogen Ausgangssignals SO ist mittels der Grafik in 24B gezeigt. In dieser Grafik zeigt die vertikale Achse den Ausgangswert an und die horizontale Achse gibt die Zeit (t) an.
Für die 24A, wie oben beschrieben wurde, werden die CPU 14a, der RAM 14b und die Signalverarbeitungsschaltung 14c, die in dem Signalverarbeitungs-IC 14 enthalten ist, gemeinsam als ”Signalprozessor 14” bezeichnet. Das analoge Ausgangssignal SO wird mittels einer A/D-Wandlerschaltung 17 analogdigital (A/D) umgewandelt, und die Signalverarbeitungsschaltung 14c führt eine Verarbeitung, wie beispielsweise eine All-bit-Korrektur und eine Schattierungskorrektur, einschließlich einer Zwischenspeicherung durch.
Die Korrektur der Signaldaten erfolgt durch das Erfassen von Daten aus dem RAM-Bereich, der Standarddaten speichert, und dem RAM-Bereich, der die Signaldaten speichert. Anschließend wird eine Berechnungsverarbeitung durchgeführt. Danach gibt der Signalprozessor 14 Bilddaten des Lesezielobjektes MM als digitales Ausgangssignal (SIG) aus. Diese Bilddaten können an eine Vorrichtung außerhalb der Bildlesevorrichtung gesendet werden, oder können nach einer weiteren Bildverarbeitung innerhalb der Bildlesevorrichtung 11 an eine externe Vorrichtung gesendet werden. 24C zeigt eine Grafik, welche ein Beispiel des digitalen Ausgangssignals SIG darstellt.
In dieser Grafik zeigt die vertikale Achse den 8-Bit-Ausgangswert an, und die horizontale Achse zeigt die Zeit in einem einzelnen Zeilenabschnitt an. Da die Bildlesevorrichtung 11 als Leitungssensor ausgebildet ist, wird die horizontale Achse in einzelnen Zeilenabschnitt-Zeiteinheiten aufgetragen. Das heißt, dass die Bildlesevorrichtung 11 das Lesezielobjekt MM einer einzelnen Zeile in der Hauptabtastrichtung liest und das Lesezielobjekt MM in der Nebenabtastrichtung überträgt, um die nächste Zeile zu lesen.
Auf diese Weise weist die Bildlesevorrichtung 11 gemäß der Ausführungsform 1 folgende Komponenten auf: die Lichtleiterkörper 2a und 2b, die Platten 7a und 7b, die Leitungssensoreinheiten 8a und 8b, und die Linsenanordnungseinheiten 9a und 9b. Licht tritt von der Endfläche 3 ein, und der Lichtleiterkörper 2 reflektiert und bricht das Licht mittels der radialen Mikrostrukturen 5 auf dem Bandbereich 4, emittiert das Licht des dem Bandbereich 4 des Lichtleiterhauptkörpers 21 gegenüberliegenden Bereichs, ermöglicht die Transmission durch das Abdeckelement 6, das aus transparentem Kunststoff oder Glas gebildet sein kann, und beleuchtet das Lesezielobjekt MM.
Auf den Oberflächen in einer Richtung der Platten 7a und 7b sind die Leitungssensoreinheiten 8a und 8b angeordnet, die mittels einer Vielzahl von entlang der Hauptabtastrichtung angeordneten Photorezeptorelementen gebildet sind, und Linsenanordnungseinheiten 9a und 9b mit einer Vielzahl von Linsen, die entlang der Hauptabtastrichtung angeordnet sind, um das reflektierte und hindurchgelassene Licht auf die Leitungssensoreinheiten 8a und 8b zu fokussieren.
In dem Bandbereich 4 des Lichtleiterkörpers 2 der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 sind radiale Mikrostrukturen 5 ausgebildet, die mindestens drei radial geformte Vorsprünge aufweisen. Durch die Verwendung dieser Art von Form wird das in die radiale Mikrostruktur 5 eintretende Licht wiederholt reflektiert und durch einen komplexen Lichtstrahlengang übertragen, und dann von dem Lichtleiterkörper 2 emittiert.
Somit ist das emittierte Licht gleichmäßig verteilt, und wenn die Originalkopie Falten aufweist, kann das Auftreten von Schatten unterdrückt werden. Ferner unterscheidet sich die radiale Mikrostruktur 5 von der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Mikrostruktur, da Licht auch in Querrichtung des Bandbereichs 4 gestreut werden kann. Somit kann der Lichtleiterkörper 2 einfach mit der Bildlesevorrichtung 11 angeordnet werden, was die Wahrscheinlichkeit einer sicheren Montage erhöht.
Um eine gleichmäßige Emission von Licht zu gewährleisten, ist es bei dem in der Patentliteratur 2 beschriebenen Lichtstreuelement erforderlich, Schritte zur Herstellung des Lichtstreuelements durchzuführen, welche von dem Ausformen des Lichtleiterkörpers getrennt erfolgen. Allerdings sind bei der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1 diese Schritte nicht notwendig.
Ferner sind die radialen Mikrostrukturen 5 in einem Gittermuster angeordnet und werden somit leicht hergestellt. Ferner gibt es bei dem in der Art des in der Patentliteratur 2 beschriebenen Lichtstreuungselements keine Auswahl der verwendeten Wellenlängen. Somit ist es möglich, Licht mit einem breiten Wellenlängenbereich und eine Lichtquelle mit einer frei wählbaren Wellenlänge zu verwenden.
Obwohl der in den Patentliteratur-Veröffentlichungen 3 und 4 beschriebene Lichtleiterkörper in der Lage ist, in der Nebenabtastrichtung an verschiedenen Positionen in der Hauptabtastrichtung ein gleichmäßiges Beleuchtungslicht zu gewährleisten, ist dieser Lichtleiterkörper nicht in der Lage, eine Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichts in der Hauptabtastrichtung zu gewährleisten.
Die Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 ist jedoch auch in der Lage, ein gleichmäßiges Beleuchtungslicht in der Längsrichtung (Hauptabtastrichtung) zu gewährleisten, anstatt nur ein gleichmäßiges Beleuchtungslicht in der Querrichtung zu gewährleisten, die die Nebenabtastrichtung ist. Diese Gleichmäßigkeit ermöglicht eine gleichmäßige Beleuchtung sogar einer Originalkopie, die Vorsprünge und Aussparungen aufweist, und ermöglicht das Lesen von Bildern ohne das Auftreten von unnatürlichen Schatten.
Ausführungsform 2
Die Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 2 wird unter Verwendung der 25 und 26 beschrieben. 25 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht und eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 2, und 26 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht und eine Ansicht einer oberen Oberfläche eines anderen Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 2.
Obwohl die radialen Mikrostrukturen 5 in einem Gittermuster zur leichteren Herstellung bei der Ausführungsform 1 angeordnet sind, ist eine solche Anordnung nicht einschränkend. Bei der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 2 sind die radialen Mikrostrukturen 5 in einem Zick-Zack-Gittermuster angeordnet, das sich in der U-Achsen-Richtung und in der benachbarten V-Achsen-Richtung erstreckt, wie in der 25 gezeigt ist.
In einem separaten Beispiel ist die Anordnung, die in 26 dargestellt ist, zufällig ausgebildet. In der gleichen Weise wie bei der Ausführungsform 1, kann die Dichte der radialen Mikrostrukturen 5 in der Nähe des Lichtquellenelements 1 niedrig sein, und die Dichte kann mit dem Abstand von der Lichtquelle 1 ansteigen, um die Sicherung einer gleichmäßigen Beleuchtung zu gewährleisten.
Bei der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 2 sind die radialen Mikrostrukturen 5 in einem Zick-Zack- oder Zufallsmuster angeordnet. Somit wird die Streuung in mehreren weiteren Richtungen realisiert, und es kann eine weitere Gleichmäßigkeit des emittierten Lichts gewährleistet werden. Ferner erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass Licht auf den radialen Mikrostrukturen 5 von dem Lichtquellenelement 1 auftrifft, und dies hat die Wirkung einer Erhöhung der Lichtintensität, die vom Lichtleiterkörper 2 emittiert wird, zur Folge.
Ausführungsform 3
Die 27 bis 30 werden zur Beschreibung der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 3 verwendet. 27 zeigt eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 3. 28 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht einer Mikrostruktur 5i gemäß Ausführungsform 3. 29 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht einer Mikrostruktur 5j gemäß Ausführungsform 3. 30 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht und eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 3. Bei der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 1, tritt Licht von den Lichtquellenelementen 1, die in der Nähe von beiden Endbereichen 3 in Längsrichtung des Lichtleiterkörpers 2 angeordnet sind, von beiden Endbereichen 3 in den Lichtleiterkörper 2 ein.
Andererseits wird bei der Bildlesevorrichtung 11 gemäß Ausführungsform 3 eine einseitige Lichtquellenvorrichtungskonfiguration verwendet, bei der, wie in 27 gezeigt ist, das Lichtquellenelement 1 nur in der Nähe eines Endbereichs 3 des Lichtleiterkörpers 2 angeordnet ist, und Licht nur von dem Endbereich 3 der Seite, an der das Lichtquellenelement 1 angeordnet ist, in den Lichtleiterkörper 2 eintritt. Eine einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung 18a ist als einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung auf der Reflexionsseite ausgebildet, und eine einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung 18b ist als einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung auf der Transmissionsseite ausgebildet.
Die radiale Mikrostruktur gemäß Ausführungsform 3 wird nachfolgend beschrieben. Gemäß Ausführungsform 1 wird, wie in den 5 bis 15 gezeigt ist, eine Form verwendet, bei der sich vorstehende Teile entlang des gesamten Umfangs radial erstrecken, an einer Referenzachse als Ursprungspunkt zentriert sind, wobei als Referenzachse eine gerade Linie senkrecht auf den Bandbereich 4 verwendet wird.
Andererseits weist die radiale Mikrostruktur gemäß Ausführungsform 3, wie in den 28 und 29 gezeigt ist, eine Form auf, bei der sich drei vorstehende Teile radial von dem Zentrum innerhalb eines Halbkreises erstrecken. Ferner kann die Anzahl der vorstehenden Teile eine beliebige Zahl größer oder gleich 3 sein.
In einem Fall, in dem die Einfallrichtung des Lichts, das in den Lichtleiterhauptkörper 21 eintritt, der in dem Lichtleiterkörper 2 enthalten ist, das Zentrum des Lichtleiterkörpers 2 der Längsrichtung (X-Achsen-Richtung) durchdringt, wie in den 1 und 2 dargestellt, ist, und eine Symmetrie relativ zu einer Ebene parallel zur Y-Z-Ebene gegeben ist, weist die radiale Mikrostruktur vorzugsweise eine Form auf, die eine Punktsymmetrie gegenüber dem Schnittpunkt des Bandbereichs 4 und der Referenzachse, oder eine lineare Symmetrie relativ zu einer geraden Linie parallel zur V-Achse aufweist, wie es in den 5 bis 15 gezeigt ist.
Bei einer einseitigen Lichtquellen-Bildlesevorrichtung 18, die mittels einer Anordnung des Lichtquellenelements 1 an einem Endbereich 3 in Längsrichtung des Lichtleiterkörpers 2, wie in 27 dargestellt ist, konfiguriert ist, ist es jedoch nicht erforderlich, die Symmetrie der radialen Mikrostruktur notwendigerweise aufrechtzuerhalten.
Wie in 30 dargestellt ist, weist diese Konfiguration nur in Richtung des Endbereichs 3, an dem das Lichtquellenelement 1 eingebaut ist, vorstehende Teile auf, und eine Wirkung, welche die gleiche ist, wie die mittels der symmetrischen Mikrostruktur erhaltene Wirkung, kann auch durch die Anordnung der radialen Mikrostrukturen 5i und 5j erzielt werden, wie in den 28 und 29 gezeigt ist.
Bei der Ausführungsform 3 tritt der Großteil des Lichtes von dem Lichtquellenelement 1, welcher in den Lichtleiterhauptkörper 21 eintritt, der in dem Lichtleiterkörper 2 enthalten ist und wie in der 30 gezeigt ist, in die radialen Mikrostrukturen aus der Richtung ein, in der sich die vorstehenden Teile der radialen Mikrostruktur 5i befinden.
Obwohl die Form der Mikrostruktur asymmetrisch ausgebildet ist, ermöglicht die Verwendung dieser Konfiguration die Gewährleistung einer Wirkung, welche jener der radialen Mikrostruktur 5 bei der Ausführungsform 1 ähnlich ist. Ein Teil der Form der radialen Mikrostruktur kann bei der Ausführungsform 3 vereinfacht werden, und diese Vereinfachung hat die Wirkung, dass das Ausformen des Lichtleiterkörpers 2 vereinfacht wird.
Ausführungsform 4
31 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht und eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 4. In den Ausführungsformen 1 bis 3 sind die Richtungen der zweidimensionalen Anordnung der radialen Mikrostrukturen 5 in dem Bandbereich 4 in jeder Ausführungsform derart ausgerichtet, dass eine lineare Symmetrie in Bezug auf die Längsrichtung des Lichtleiterkörpers 2 vorliegt.
Wie jedoch in 31 gezeigt ist, ermöglicht die zweidimensionale Anordnung der Ausführungsform 4 im Bandbereich 4 eine Rotation eines Positionswinkels um eine mittels der Höhenrichtung definierte und durch das Zentrum der Bodenfläche der radialen Mikrostruktur 5 verlaufende Achse.
Aufgrund der Ausbildung der radialen Mikrostruktur 5 mit Konkavitäten oder Vorsprüngen in der oben erwähnten Art und Weise, trifft einfallendes Licht auf die verschiedenen Oberflächen, und dies ermöglicht den Erhalt von gleichmäßig emittiertem Licht. Weiterhin können aufgrund der Anordnung, wobei die vorstehenden Teile einer gegebenen radialen Mikrostruktur 5 dem Intervall zwischen den vorstehenden Teilen der benachbarten radialen Mikrostruktur 5 zugewandt sind, die radialen Mikrostrukturen 5 mit höherer Dichte angeordnet werden, was zu einer Erhöhung der Lichtmenge, die vom Lichtleiterkörper 2 emittiert wird, führt.
Ausführungsform 5
32 zeigt eine geneigte perspektivische Ansicht und eine Ansicht einer oberen Oberfläche des Lichtleiterkörpers 2 gemäß Ausführungsform 5. In den Ausführungsformen 1 bis 4 sind die radialen Mikrostrukturen 5 gleicher Größe zweidimensional im Bandbereich 4 angeordnet. Wie in 32 gezeigt ist, sind jedoch bei der Ausführungsform 5 radiale Mikrostrukturen 5 mit unterschiedlichen Größen angeordnet.
Mittels der Ausbildung der radialen Mikrostrukturen 5 mit unterschiedlichen Größen in der oben erwähnten Weise werden die Winkel und die Intensitäten des Streulichts komplexer, und die erhaltene Lichtemission weist eine größere Gleichmäßigkeit auf.
Die vorstehenden Ausführungsformen dienen dem Zweck der Beschreibung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Der Umfang der vorliegenden Beschreibung ist mittels der beigefügten Ansprüche im Gegensatz zu den Ausführungsformen angegeben. Verschiedene Modifikationen, die innerhalb des Umfangs der Ansprüche oder ihrer Äquivalente vorgenommen werden, sind in den Umfang der vorliegenden Erfindung einzubeziehen.
Zum Beispiel kann, obwohl die Ausführungsformen 2 bis 5 die Anordnung, die Form und/oder die Größe der radialen Mikrostrukturen 5 im Vergleich zur Ausführungsform 1 verändern, eine Konfiguration verwendet werden, welche derartige Änderungen kombiniert. Die Beispiele der Ausführungsformen 2 und 5 können kombiniert werden, und radiale Mikrostrukturen 5 mit unterschiedlichen Größen können zickzackförmig angeordnet sein. Dieses Beispiel ist nicht als einschränkend anzusehen, und die radialen Mikrostrukturen 5 können mittels einer freien Auswahl einer Kombination der Beispiele der Ausführungsformen ausgebildet werden.
Obwohl das Lichtquellenelement 1 nur in der Nähe eines der Endbereiche 3 des Lichtleiterkörpers 2 bei der Ausführungsform 3 angeordnet ist, ist diese Anordnung nicht beschränkend. Bezogen auf den Lichtleiterkörper 2, in dem radiale Mikrostrukturen 5 der Ausführungsform 3 ausgebildet sind, die so geformt sind, dass sich die vorstehenden Teile innerhalb des Halbkreises von dem Zentrum aus erstrecken, können die Lichtquellenelemente 1 in der Nähe der beiden Endbereiche 3 des Lichtleiterkörpers 2 angeordnet sein.
Obwohl Beispiele oben beschrieben sind, bei denen radiale Mikrostrukturen 5 der gleichen Form in dem Bandbereich 4 ausgebildet sind, wie in 4 gezeigt, ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Es kann auch eine Konfiguration verwendet werden, die eine Kombination der radialen Mikrostrukturen 5 mit unterschiedlichen Formen, wie sie in den 5 bis 15, 28 und 29 gezeigt werden, verwendet werden. In einer solchen Konfiguration kann eine Anordnung verwendet werden, die radiale Mikrostrukturen 5 der gleichen Form zusammen oder zufällig platziert.
Der vorstehende Text beschreibt einige beispielhafte Ausführungsformen in erläuternder Weise. Obwohl die vorstehende Diskussion spezifische Ausführungsformen zeigt, wird der Fachmann erkennen, dass Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von dem weiteren Gegenstand und Umfang der Erfindung abzuweichen.
Dementsprechend sind die Beschreibung und die Figuren nur in einem illustrativen und nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen. Die detaillierte Beschreibung ist daher nicht einschränkend zu verstehen, und der Umfang der Erfindung wird nur durch die beigefügten Ansprüche definiert, zusammen mit dem vollen Umfang von Äquivalenten, auf die sich diese Ansprüche beziehen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2015-031335 , welche am 20. Februar 2015 eingereicht wurde, einschließlich der Beschreibung, den Ansprüchen, den Zeichnungen und der Zusammenfassung, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise auf einen Lichtleiterkörper, eine Lichtquellenvorrichtung, und eine Bildlesevorrichtung zur Verwendung in einer Vorrichtung, wie beispielsweise einem Faxgerät, einem Kopierer, oder einem Finanzterminal anwendbar.
Bezugszeichenliste

1: Lichtquellenelement
2: Lichtleiterkörper
21: Lichtleiterhauptkörper (Hauptkörper)
2a: Lichtleiterkörper (Lichtleiterkörper für eine Transmissionslichtquelle)
2b: Lichtleiterkörper (Lichtleiterkörper für eine Reflexionslichtquelle)
3: Endfläche (Endbereich)
4: Bandbereich
5: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
51: Vorstehender Bereich (vorstehender Bereich der radialen Mikrostruktur 5)
52: Ausgesparter Bereich (ausgesparter Bereich der radialen Mikrostruktur 5)
53: Seitenbereich (seitlicher Bereich der radialen Mikrostruktur 5)
5a: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5b: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5c: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5d: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5e: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5f: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5g: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5h: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5i: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
5j: Radiale Mikrostruktur (Lichtreflexionselement)
6: Abdeckelement
6a: Abdeckelement (Abdeckelement für reflektiertes Licht auf der Leseseite)
6b: Abdeckelement (Abdeckelement für hindurchgelassenes Licht auf der Leseseite)
7: Platte
7a: Platte (Platte für reflektiertes Licht auf der Leseseite)
7b: Platte (Platte für hindurchgelassenes Licht auf der Leseseite)
8: Leitungssensoreinheit (Sensor IC)
8a: Leitungssensoreinheit (Sensor IC für reflektiertes Licht auf der Leseseite)
8b: Leitungssensoreinheit (Sensor IC für hindurchgelassenes Licht auf der Leseseite)
9: Optisches Abbildungssystem (Linsenanordnungseinheit)
9a: Optisches Abbildungssystem (Linsenanordnungseinheit für reflektiertes Licht auf der Leseseite)
9b: Optisches Abbildungssystem (Linsenanordnungseinheit für hindurchgelassenes Licht auf der Leseseite)
10: Platte mit Lichtquellenelement
11: Bildlesevorrichtung
11: Bildlesevorrichtung (reflexionsseitige Bildlesevorrichtung)
11b: Bildlesevorrichtung (transmissionsseitige Bildlesevorrichtung)
14: Signalprozessor (Signalverarbeitungs-IC)
14a: CPU
14b: RAM
14c: Signalverarbeitungsschaltung
15: Steuerschaltung der Lichtquellen
16: ASIC
17: A/D-Wandlerschaltung
18: Einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung
18a: Einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung (einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung auf der Reflexionsseite)
18b: Einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung (einseitige Lichtquellen-Bildlesevorrichtung auf der Transmissionsseite)
105: Mikrostruktur
205: Lichtstreuungselement
MM: Lesezielobjekt

Claims

Lichtleiterkörper, der Folgendes aufweist: einen säulenförmigen Hauptkörper, in den Licht von mindestens einem Endbereich eintritt; einen Bandbereichsabschnitt, der derart ausgebildet ist, dass er sich in einer Längsrichtung in einem Bereich einer Umfangsfläche des Hauptkörpers erstreckt; und eine Vielzahl von Lichtreflexionselementen, die in dem Bandbereichsabschnitt angeordnet sind, wobei jedes Lichtreflexionselement der Vielzahl von Lichtreflexionselementen mittels einer Mikrostruktur ausgebildet ist, die vorstehende Teile aufweist, die sich radial in mindestens drei Richtungen von einem Referenzpunkt im Bandbereichsabschnitt erstrecken.
Lichtleiterkörper nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche des Bandbereichsabschnitts flach oder gekrümmt ausgebildet ist.
Lichtleiterkörper nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl von Lichtreflexionselementen in Längsrichtung und in einer Richtung der Umfangsfläche des Hauptkörpers zweidimensional angeordnet ist.
Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzahl der vorstehenden Teile der Mikrostruktur von einigen der Vielzahl von Lichtreflexionselementen von der Anzahl der vorstehenden Teile der Mikrostruktur von anderen der Vielzahl von Lichtreflexionselementen verschieden ist.
Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lichtreflexionselement der Vielzahl von Lichtreflexionselementen eine sechsseitige Sternkonusform aufweist.
Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Form des Lichtreflexionselements der Vielzahl von Lichtreflexionselementen – symmetrisch in Bezug zum Referenzpunkt ist, oder – symmetrisch in Bezug zu einer durch den Referenzpunkt verlaufenden geraden Linie ist, wobei die gerade Linie senkrecht zur Längsrichtung und zu einer anderen geraden Linie ist, die durch den Referenzpunkt und senkrecht zum Bandbereichsabschnitt verläuft.
Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Größe von einigen von der Vielzahl von Lichtreflexionselementen von der Größe der anderen der Vielzahl von Lichtreflexionselementen verschieden ist.
Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtreflexionselemente Folgendes aufweisen: Lichtreflexionselemente, die mittels vorstehender Bereiche gebildet sind, die von der Umfangsfläche des Hauptkörpers vorstehen, oder Lichtreflexionselemente, die mittels ausgesparter Bereichen gebildet sind, die in die Umfangsfläche des Hauptkörpers eingelassen sind.
Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtreflexionselemente im Bandbereich derart angeordnet sind, dass die Lichtreflexionselemente, die mittels vorstehender Bereiche gebildet sind, von der Umfangsfläche des Hauptkörpers vorstehen, und die Lichtreflexionselemente, die mittels ausgesparter Bereiche gebildet sind, in die Umfangsfläche des Hauptkörpers eingelassen sind.
Lichtquellenvorrichtung, die Folgendes aufweist: – einen Lichtleiterkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und – ein Lichtquellenelement, das dem Endbereich des Lichtleiterkörpers zugewandt ist, wobei die Lichtquellenvorrichtung Licht von einem Bereich ausgibt, der dem Bandbereichsabschnitt der Umfangsfläche des Lichtleiterkörpers gegenüberliegt.
Bildlesevorrichtung, die Folgendes aufweist: – eine Lichtquellenvorrichtung nach Anspruch 10; und – ein optisches Abbildungssystem, um Licht, das von der Lichtquellenvorrichtung emittiert und von einem Lesezielobjekt reflektiert oder durch das Lesezielobjekt hindurchgelassen wird, auf ein Photorezeptorelement zu fokussieren.