DE112018003300T5 - Lichtleiterkörper und bildlesevorrichtung - Google Patents

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light emission
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Taku MATSUZAWA
Hideki Kunishio
Daisuke Ohama
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Abstract

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lichtleiter und eine Bildlesevorrichtung aufzuzeigen, die ein zu bestrahlendes Objekt (1) effizient beleuchten können. Der Lichtleiter und die Bildlesevorrichtung weisen Folgendes auf: einen stabförmigen Lichtleiter-Hauptkörper der sich in Längsrichtung erstreckt, eine erste Stirnfläche die eine Stirnfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) entlang der Querrichtung ist, ein Lichtstreuungsmuster das Licht streut, das an der ersten Stirnfläche (3) eintritt und innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) geführt wird, und einen Lichtemissions-Oberflächenbereich der auf dem Lichtleiter-Hauptkörper entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) eine Oberfläche ist, von der aus das am Lichtstreuungsmuster (5) gestreute Licht nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) abgegeben wird, nachdem es an einer Wandoberfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) reflektiert wurde.Der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) weist eine erste Lichtemissions-Oberfläche (6a) auf, die in Längsrichtung in der Nähe der ersten Stirnfläche (3) angeordnet ist, und eine zweite Lichtemissions-Oberfläche die in die erste Lichtemissions-Oberfläche (6a) in Längsrichtung übergeht. Die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung ist kleiner als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) in der Querrichtung.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lichtleiter für eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Bildlesevorrichtung mit dem Lichtleiter.
  • STAND DER TECHNIK
  • Ein Lichtleiter besteht aus einem stabförmigen, transparenten Körper und wird für eine Beleuchtungsvorrichtung (Linienlichtquelle) verwendet. Eine Beleuchtungsvorrichtung mit dem Lichtleiter (Linien-Lichtgerät) ist beispielsweise mit einer Lichtquelle wie einer LED ausgestattet. Das von der Lichtquelle abgegebene Licht tritt an einer Stirnfläche (Lichteinfallsfläche) des Lichtleiters ein und wird innerhalb des Lichtleiters geführt. Die Beleuchtungsvorrichtung emittiert linienförmig Licht von einer Lichtemissionsfläche, die eine Seitenfläche des Lichtleiters ist. Die Beleuchtungsvorrichtung (Linienlichtquelle) mit dem Lichtleiter wird vor allem für Beleuchtungsanwendungen von Bildlesevorrichtungen wie Faksimile, Kopierer, Scanner und Banknotenerkennungsgerät eingesetzt. Einige Bildlesevorrichtungen beinhalten eine Beleuchtungsvorrichtung (Linienlichtquellenvorrichtung) in ihrem Gehäuse.
  • Einige herkömmliche Lichtleiter beinhalten Lichtleiter mit einem Aussparungsbereich, dessen Seite ausgeschnitten ist (z.B. siehe Patentdokument 1 und Patentdokument 2). Darüber hinaus weisen einige Lichtleiter eine lichtemittierende Seitenfläche auf, von der Licht emittiert wird, wobei die lichtemittierende Seitenfläche eine Linsenfläche ist (siehe z.B. Patentdokument 3). Weiterhin haben einige Lichtleiter einen stabförmigen Lichtleiter, dessen Nähe zu der Lichteintritts-Stirnfläche gering ist (siehe z.B. Patentdokument 4 und Patentdokument 5).
  • Wenn ein solcher Lichtleiter für eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, gibt es Fälle, in denen eine Drehung des Lichtleiters verhindert wird, indem eine Stirnseite des Lichtleiters mit einem Lichtleiterhalter gehalten und eine Aussparung im Lichtleiter vorgesehen wird (z.B. siehe Patentdokument 6). In vielen Fällen haben Lichtleiterhalter oft die Funktion, austretendes Licht („Lecklicht“) zu unterdrücken, das aus der Nähe der Stirnseite des Lichtleiters austritt.
  • Lecklicht aus der Nähe der Stirnseite des Lichtleiters wird vorzugsweise vergleichmäßigt, da ein großer Teil des Lichts ohne mehrfach wiederholte Reflexionen im Inneren des Lichtleiters abgegeben wird. Es gibt einen Lichtleiter, der mit dem Ziel entwickelt wurde, das in der Nähe der Stirnseite des Lichtleiters emittierte Licht durch Verwendung eines auf der Seitenfläche des Lichtleiters ausgebildeten lichtstreuungs-konkav-konvexen Bereichs zu vergleichmäßigen (siehe z.B. Patentdokument 7).
  • Weiterhin gibt es, wenn der Lichtleiter für eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, einen Lichtleiterhalter mit einem Spitzenbereich (siehe z.B. Patentdokument 8 und Patentdokument 9). Weiterhin gibt es Lichtleiter, die neben dem Lichtleiterhalter einen Verbindungsbereich oder einen Haltebereich haben, der das Licht des Lichtleiters blockieren kann und der einen Teil des Lichtleiters abdeckt oder den Lichtleiter fixiert (z.B. Patentdokument 9 und Patentdokument 10).
  • STAND DER TECHNIK
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2017-85 670 A (insbesondere siehe 9)
    • Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2010-277 940 A (insbesondere siehe 1)
    • Patentdokument 3: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2007-184 186 A (insbesondere siehe 1)
    • Patentdokument 4: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2016-178 374 A (insbesondere siehe 7)
    • Patentdokument 5: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2009-21 158 A (insbesondere siehe 2)
    • Patentdokument 6: Internationale Veröffentlichung WO 2013/114 720 (insbesondere siehe 14)
    • Patentdokument 7: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2008-140 726 A (insbesondere siehe 4 und 7)
    • Patentdokument 8: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2009-65 244 A (insbesondere siehe 1)
    • Patentdokument 9: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2015-73 264 (insbesondere siehe 1 und 7)
    • Patentdokument 10: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift JP 2015-195 152 A (insbesondere siehe 1)
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Mit der Erfindung zu lösende Probleme
  • Da herkömmliche Lichtleiter jedoch effizient Licht auf ein zu lesendes Objekt (zu bestrahlendes Objekt) abstrahlen, bringen herkömmliche Lichtleiter folgende Probleme mit sich. Der Lichtleiter mit der im Patentdokument 1 und Patentdokument 6 beschriebenen Konfigurationen berücksichtigen nur mangelhaft das Licht, das aus der Nähe der Stirnseite des Lichtleiters abgegeben wird. Der Lichtleiter der im Patentdokument 2 beschriebenen Konfigurationen hat eine komplexe Struktur, da in der Längsrichtung des Lichtleiters eine schräge Fläche über die gesamte Länge ausgebildet werden muss. Da sich die Krümmung des Lichtleiters mit der im Patentdokument 3 beschriebenen Konfiguration in der Lichtaustrittsfläche in der Haupt-Abtastrichtung ändert, breitet sich das aus einem flächennahen Bereich emittierte Licht aus, worunter die Lichtausbeute des Lichtleiters leidet. Lichtleiter einschließlich der in den Patentdruckschriften 4 und 5 beschriebenen Konfigurationen haben das Problem, dass mit zunehmendem Abstand von der Stirnfläche, an der das Licht eintritt, die Durchmesser der Lichtleiter allmählich zunehmen, so dass die Längen der Lichtleiter in der Längsrichtung groß werden.
  • Bei dem im Patentdokument 7 beschriebenen Lichtleiter werden die optischen Eigenschaften in der Nähe der Stirnfläche (Lichteinfallsfläche) verbessert, indem konkav-konvexe Bereiche auf der Lichtemissionsfläche in der Nähe der Stirnfläche (Lichteinfallsfläche) angeordnet werden und Licht an den konkav-konvexen Bereichen gestreut wird. Der Lichtleiter, der im Patentdokument 7 beschrieben wird, hat jedoch eine Struktur, in der die konkav-konvexen Bereiche auf der sich in Längsrichtung des Lichtleiters erstreckenden Lichtaustrittsfläche ausgebildet werden und in der das Licht in einer die Längsrichtung kreuzenden Querrichtung gestreut wird. Daher besteht das Problem, dass sich das vom Lichtleiter abgegebene Licht ausbreitet und die Lichtausbeute abnehmen kann. Darüber hinaus werden Lichtleiter einschließlich der in Patentdokument 8, Patentdokument 9 und Patentdokument 10 beschriebenen Konfigurationen mit dem Ziel entwickelt, Lecklicht zu unterdrücken und den Lichtleiter in der Längsrichtung zu unterstützen; diese Lichtleiter berücksichtigen nur mangelhaft die Effizienz der Lichtemission aus der Nähe der Stirnseite des Lichtleiters.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf solche Probleme konzipiert und hat zum Ziel, einen Lichtleiter und eine Bildlesevorrichtung aufzuzeigen, die das von einer Lichtaustrittsfläche emittierte Licht effizient auf ein zu lesendes Objekt (ein zu bestrahlendes Objekt) ausstrahlen können.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Ein Lichtleiter nach der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf:
    • einen stabförmiger Lichtleiter-Hauptkörper, der sich in einer Längsrichtung erstreckt;
    • eine erste Stirnfläche, das ist eine Stirnfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers entlang einer Querrichtung, die die Längsrichtung kreuzt;
    • ein Lichtstreuungsmuster, das auf dem Lichtleiter-Hauptkörper entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei das Lichtstreuungsmuster, das von der ersten Stirnfläche her in das Lichtstreuungsmuster eintritt und innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers geführt wird; und
    • ein Lichtemissions-Oberflächenbereich, der auf dem Lichtleiter-Hauptkörper entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich eine Fläche ist, von der aus das am Lichtstreuungsmuster gestreute Licht nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers abgegeben wird, nachdem es an Wandoberflächen des Lichtleiter-Hauptkörpers reflektiert wurde,
    • wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich eine erste Lichtemissions-Oberfläche und eine zweite Lichtemissions-Oberfläche beinhaltet;
      • die erste Lichtemissions-Oberfläche sich in der Nähe der ersten Stirnfläche in Längsrichtung befindet, und
      • die zweite Lichtemissions-Oberfläche in Längsrichtung an die erste Lichtemissions-Oberfläche angrenzt,
      und wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche in der Querrichtung kleiner ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche in der Querrichtung.
  • Effekt der Erfindung
  • Da nach der vorliegenden Erfindung die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche in der Querrichtung kürzer ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche in der Querrichtung, ist die Lichtmenge, die aus der Nähe der ersten Stirnfläche emittiert wird, begrenzt. Dadurch können ein Lichtleiter und eine Bildlesevorrichtung erhalten werden, die das vom Lichtleiter abgegebene Licht leicht in Längsrichtung nahezu gleichmäßig machen, ohne die Strahlungsleistung zu verringern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung (perspektivische Ansicht eines Lichtleiters nach Ausführungsform 1) nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 3 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 4 ist eine schematische Darstellung der Lichtführung in der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung (Lichtleiter nach Ausführungsform 1);
    • 5 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
    • 6 ist ein schematische Darstellung der Lichtführung der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung (Lichtleiter nach Ausführungsform 1;
    • 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Schaltungsanordnung der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt;
    • 8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung (eine perspektivische Ansicht eines Lichtleiters nach Ausführungsform 2);
    • 9 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
    • 10 ist eine schematische Darstellung des Lichtleiters der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung (Lichtleiter nach Ausführungsform 2);
    • 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung (eine perspektivische Ansicht eines Lichtleiters nach Ausführungsform 3);
    • 12 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
    • 13 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung (perspektivische Ansicht eines Lichtleiters nach Ausführungsform 4);
    • 14 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
    • 15 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
    • 16 ist eine schematische Darstellung der Lichtführung der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung (Lichtleiter nach Ausführungsform 4);
    • 17 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
    • 18 ist eine schematische Darstellung der Lichtführung der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung (Lichtleiter nach Ausführungsform 4);
    • 19 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung (eine perspektivische Ansicht eines Lichtleiters nach Ausführungsform 5);
    • 20 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung; und
    • 21 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsform 1
  • Im Folgenden wird eine Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf 1 bis 7 beschrieben. Es ist zu beachten, dass der Lichtleiter nach Ausführungsform 1 und die nachfolgend beschriebene Beleuchtungsvorrichtung in der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 enthalten sind. Lichtleiter und Beleuchtungsvorrichtungen nach Ausführungsformen 2 und 3 sind in Bildlesevorrichtungen nach Ausführungsformen 2 und 3 enthalten. Ebenso sind Lichtleiter und Beleuchtungsvorrichtungen nach den Ausführungsformen 4 und 5 in Bildlesevorrichtungen nach Ausführungsformen 4 und 5 enthalten.
  • In 1 bis 7 ist das zu beleuchtende Objekt 1 (ein Leseobjekt 1) die Bildinformation eines Manuskripts, eines Druckmaterials, eines Geldscheines, eines Wertpapiers und anderer allgemeiner Dokumente, einschließlich blattförmiger Objekte wie z.B. ein Film. Das zu beleuchtende Objekt 1 (das Leseobjekt 1) ist das mit Licht vom Lichtleiter nach Ausführungsform 1 zu bestrahlende Objekt und das Leseobjekt 1 (das zu beleuchtende Objekt 1) ist ein Objekt, dessen Bildinformationen von der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 gelesen werden.
  • In allen Ausführungsformen einschließlich Ausführungsform 1 wird die Richtung, in der das Leseobjekt 1 (das zu beleuchtende Objekt 1) transportiert wird, als Transportrichtung und die Richtung, die diese (vorzugsweise orthogonal zur Transportrichtung) schneidet, als Haupt-Abtastrichtung der Bildlesevorrichtung angenommen. Daher kann die
    Transportrichtung auch als Sub-Abtastrichtung der Bildlesevorrichtung bezeichnet werden. Der Raum, in dem das Leseobjekt 1 (das zu beleuchtende Objekt 1) befördert wird, wird als Förderweg bezeichnet. Weiterhin ist die Richtung, die sowohl die Hauptabtastrichtung als auch die Subabtastrichtung kreuzt, die Lese-Tiefenrichtung der Bildlesevorrichtung. Die Haupt-Abtastrichtung, die Sub-Abtastrichtung und die Lese-Tiefenrichtung für die Bildlesevorrichtung entsprechen der Längsrichtung, der Querrichtung und der Höhenrichtung des Lichtleiters. In 1 bis 7 werden unter Verwendung von drei Achsen, eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse, die Haupt-Abtastrichtung die Sub-Abtastrichtung (Querrichtung) und die Lese-Tiefenrichtung (Höhenrichtung) als X-Achsenrichtung, Y-Achsenrichtung und Z-Achsenrichtung bezeichnet. Der Ursprung der X-Achse ist das Zentrum der Hauptabtastrichtungslänge der Bildlesevorrichtung. Der Ursprung der Y-Achse ist das Zentrum der Sub-Abtastrichtungslänge der Bildlesevorrichtung. Der Ursprung der Z-Achse wird als Förderposition des von der Bildlesevorrichtung gelesenen Leseobjekts 1 (das zu beleuchtende Objekt 1) genommen.
  • In 1 bis 7 ist ein Lichtleiter-Hauptkörper 2 der Hauptbereich eines stabförmigen Lichtleiters, der sich in Längsrichtung erstreckt. Eine erste Stirnfläche 3 ist die Stirnseite des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 entlang der Querrichtung, die die Längsrichtung schneidet. Eine zweite Stirnfläche 4 ist eine weitere Stirnseite des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 entlang der Querrichtung. Die erste Stirnfläche 3 und die zweite Stirnfläche 4 stehen sich in Längsrichtung gegenüber. Im Lichtleiter-Hauptkörper 2 ist entlang der Längsrichtung ein Lichtstreuungsmuster 5 ausgebildet, das Licht streut, welches von der ersten Stirnfläche 3 eintritt und innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 geführt wird. Das Lichtstreuungsmuster 5 ist auf einer Seitenfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 zwischen der ersten Stirnfläche 3 und der zweiten Stirnfläche 4 ausgebildet, wobei das Lichtstreuungsmuster 5 zur ersten Stirnfläche 3 und/oder der zweiten Stirnfläche 4, also über die gesamte Seitenfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2, ausgebildet werden kann. Alternativ kann das Lichtstreuungsmuster 5 ausgebildet werden, indem ein Zwischenraum von der ersten Stirnfläche 3 und/oder von der zweiten Stirnfläche 4 vorgesehen wird.
  • In 1 bis 7 ist auf dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 entlang der Längsrichtung ein Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 ausgebildet, von dem aus das am Lichtstreuungsmuster 5 gestreute Licht nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 abgegeben wird, nachdem es an einer Wandoberfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 reflektiert wurde. Der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 beinhaltet eine erste Lichtemissions-Oberfläche 6a, die in Längsrichtung nahe der ersten Stirnfläche 3 angeordnet ist, und eine zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b, die in die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a in Längsrichtung übergeht. Die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in Querrichtung ist kleiner als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in Querrichtung. Die Breite des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a, die zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b) in Querrichtung bedeutet hier die Breite des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 als Ebene. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird der Ausdruck „eine Breite auf der Fläche in Querrichtung“ verwendet. Dieser Ausdruck wird verwendet, da die Breite auf der Oberfläche in der Querrichtung die Breite der XY-Ebene in der Normalansicht bedeutet. Denn das Verhältnis zwischen der Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und der Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b ändert sich auf der Fläche in der Querrichtung nicht, auch wenn die Fläche des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 gegenüber der Querrichtung geneigt ist. Es ist zu beachten, dass die XY-Ebene diejenige Ebene bedeutet, die sich sowohl entlang der zueinander orthogonalen X-Achsenrichtung als auch der Y-Achsenrichtung erstreckt.
  • In 1 bis 7 ist die Wandfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angrenzend an den Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 eine parabolische Oberfläche 7, und der Querschnitt der parabolischen Oberfläche 7 entlang der Querrichtung ist parabolisch. Das Lichtstreuungsmuster 5 wird an einem Brennpunkt der parabolischen Oberfläche 7 im Querschnitt entlang der Querrichtung ausgebildet. Auf dem entlang der Querrichtung ausgebildeten Querschnitt wird der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 entlang einer Geraden ausgebildet und die optische Achsrichtung des auf der parabolischen Oberfläche 7 reflektierten Lichts ist parallel zur normalen Richtung des Querschnitts (Geraden-Bereich) entlang der Querrichtung. In 4 und 6 wird eine Normallinie N des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet. Auch in den anderen Abbildungen ist die Normallinie N eine gestrichelte Linie, welche die Normallinie zum Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6, also eine Ebene, anzeigt.
  • Wie in 1 bis 4 dargestellt, beinhaltet die Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 zwei Lichtleiter nach Ausführungsform 1. Genauer gesagt, sind in der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 der eine Lichtleiter-Hauptkörper 2 und der andere Lichtleiter-Hauptkörper 2 der beiden Lichtleiter so angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen und die parabolischen Oberflächen 7 auf dem Querschnitt entlang der Querrichtung außen liegen. Zwischen dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 des einen und dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 des anderen der beiden Lichtleiter ist eine in Längsrichtung verlaufende Stablinsenanordnung 8 angeordnet, die das vom Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 emittierte und vom Leseobjekt 1 reflektierte Licht bündelt. Eine Lichtempfangs-Elementanordnung 9 empfängt das von der Stablinsenanordnung 8 gesammelte Licht. Als Stablinsenanordnung 8 kann ein weiteres separates optisches Abbildungssystem wie z.B. eine Mikrolinsenanordnung 8 verwendet werden. In diesem Fall kann nicht nur ein Linsenarray 8 (in vielen Fällen ein aufrichtender, gleichvergrößernder optischer Systemkörper) wie die Stablinsenanordnung 8 und die Mikrolinsenanordnung 8, die sich in der Haupt-Abtastrichtung (Längsrichtung) erstrecken, sondern auch ein reduzierter optischer Systemkörper verwendet werden. Daher ist es ausreichend, dass die Bildlesevorrichtung lediglich einen Abbildungslinsenkörper 8 aufweist.
  • Wie in 1 dargestellt, hält ein Lichtleiterhalter 10 den Lichtleiter-Hauptkörper 2 und weist einen Öffnungsbereich 10a und einen Durchgangslochbereich 10b auf, der an den Öffnungsbereich 10a angrenzt. Der Lichtleiterhalter 10 ist im Lichtleiter-Hauptkörper 2 an einem Ende in Längsrichtung angeordnet. Der Öffnungsbereich 10a dient zum Einfügen der ersten Stirnfläche 3 mit mindestens einem freien Teil der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a. In dem Bereich, in dem die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a über den Öffnungsbereich 10a durch den Durchgangslochbereich 10b eingefügt wird, fungiert die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a nicht als Lichtemissions-Oberflächenbereich 6. Somit kann dieser Teil als Rotationsunterdrückungsbereich 6a des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 und nicht als erste Lichtemissions-Oberfläche 6a fungieren.
  • Mindestens ein Teil der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a ist als Rotationsunterdrückungsbereich 6a ausgebildet, unter der Annahme, dass der Öffnungsbereich 10a eine Form aufweist, die der äußeren Form des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 entspricht. Auch in dem Bereich, in dem die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a über den Öffnungsbereich 10a durch den Durchgangslochbereich 10b eingefügt wird, ohne die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a im Lichtleiter-Hauptkörper 2 zu bilden, kann die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a nur in einem vom Öffnungsbereich 10a freiliegenden Bereich ausgebildet werden. Da dadurch kein Licht emittiert wird, unabhängig davon, ob der Lichtleiter-Hauptkörper 2 gegen eine Drehung gesichert ist oder nicht, kann der Rotationsunterdrückungsbereich 6a als lichtemissionsfreie Oberfläche 6a bezeichnet werden. Daher kann man sagen, dass der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 die lichtemissionsfreie Oberfläche 6a angrenzend an die erste Stirnfläche 3 zwischen der ersten Stirnfläche 3 und der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a beinhaltet. Die lichtemissionsfreie Oberfläche 6a beinhaltet auch einen Fall, in dem das emittierte Licht, sobald es vom Lichtleiterhalter 10 (Durchgangslochbereich 10b) reflektiert wird, zum Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückkehrt. Das heißt, es sind zwei Fälle gegeben, ein Fall, in dem Licht aus der Oberfläche der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a selbst austritt, und ein Fall, in dem die Oberfläche der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a lichtgeschützt ist.
  • Der Durchgangslochbereich 10b lässt Licht zwischen der Seite, an der die erste Stirnfläche 3 in den Öffnungsbereich 10a eingesetzt ist, und der gegenüberliegenden Seite passieren. Die gegenüberliegende Seite kann als Öffnungsbereich 10c konfiguriert werden. Mit anderen Worten verbindet der Durchgangslochbereich 10b den Öffnungsbereich 10a und den Öffnungsbereich 10c. Eine Lichtquelle 11 ist auf einer Seite gegenüber der Seite angebracht, an der die erste Stirnfläche 3 in den Öffnungsbereich 10a eingesetzt ist. Da der Durchgangslochbereich 10b als Lichtblockierbereich fungiert, wird die lichtemissionsfreie Oberfläche 6a ausgebildet. Das Durchgangsloch 10b wird in diesem Fall als zweiter Lichtblockierbereich 10b in den Ausführungsformen 4 und 5 näher beschrieben.
  • Die Lichtquelle 11 ist ein Lichtelement wie eine LED und/oder ein organisches Elektrolumineszenzelement (EL). Die Lichtquelle 11 ist auf einem Lichtquellen-Substrat 11a ausgebildet. Das Lichtquellen-Substrat 11a ist ein Substrat, auf dem die Lichtquelle 11 angebracht ist. Die Lichtquelle 11 und das Lichtquellen-Substrat 11a können als Lichtquelle bezeichnet werden. Das Lichtquellen-Substrat 11a und der Lichtleiterhalter 10 stehen sich gegenüber, und Licht der Lichtquelle 11 breitet sich über den Öffnungsbereich 10c zum Durchgangslochbereich 10b aus. Ein Teil oder die gesamte Lichtquelle 11 kann in das Innere des Durchgangslochbereichs 10b in enger Verbindung von Lichtquellen-Substrat 11a und Lichtleiterhalter 10 eingesetzt werden.
  • Das von der Lichtquelle 11 abgegebene Licht gelangt durch den Durchgangslochbereich 10b in die erste Stirnfläche 3 und in den Lichtleiter-Hauptkörper 2. Um das von der Lichtquelle 11 abgegebene Licht effizient auf die erste Stirnfläche 3 zu übertragen und das von der ersten Stirnfläche 3 ausgetretene Licht wieder an den Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückzuübertragen, ist für den Durchgangslochbereich 10b eine Farbe mit hohem Reflexionsgrad wie z.B. eine weiße Farbe vorzuziehen. Als Reaktion auf Bildinformationen des Leseobjekts 1 (das zu beleuchtende Objekt 1) werden für die Lichtquelle 11 Lichtquellen verwendet, die rotes Licht grünes Licht blaues Licht weißes Licht ultraviolettes Licht Infrarotlicht (IR) und dergleichen emittieren. Eine Vielzahl von Lichtquellen 11 kann vorgesehen werden und Licht mit einer Vielzahl von Wellenlängen kann gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten emittiert werden.
  • Ein Satz, bestehend aus der Lichtquelle 11 und dem Lichtleiter-Hauptkörpers 2 oder ein Satz, bestehend aus dem Lichtleiterhalter 10, der Lichtquelle 11 und dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 kann die Beleuchtungsvorrichtung nach Ausführungsform 1 sein. Weiterhin kann der Satz, bestehend aus Lichtleiterhalter 10, Lichtquelle 11 und Lichtleiter-Hauptkörper 2 als Lichtleiter gemäß Ausführungsform 1 zusammengestellt werden. Alternativ kann ein Satz, bestehend aus dem Lichtleiterhalter 10 und dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 als Lichtleiter gemäß Ausführungsform 1 zusammengestellt werden. Natürlich kann der Satz, bestehend aus Lichtquelle 11 und Lichtleiter-Hauptkörper 2 als Lichtleiter nach Ausführungsform 1 zusammengestellt werden. Dies gilt auch für andere Ausführungsformen.
  • Während die erste Stirnfläche 3 in den Lichtleiterhalter 10 eingesetzt wird, ist die zweite Stirnfläche 4 für den Einsatz in einen Lichtleiterhalter 12 ausgebildet. Der Lichtleiterhalter 12 hält den Lichtleiter-Hauptkörper 2 und weist einen Öffnungsbereich 12a und einen Lochbereich 12b angrenzend an den Öffnungsbereich 12a auf. Der Lichtleiterhalter 12 ist an einem anderen Ende des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Längsrichtung vorgesehen. Das heißt, der Lichtleiterhalter 12 befindet sich an einem Ende des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 gegenüber dem Ende auf der Seite, auf der der Lichtleiterhalter 10 vorgesehen ist. Die zweite Stirnfläche 4 wird in den Öffnungsbereich 12a eingefügt. Der Lochbereich 12b beinhaltet eine Wandfläche auf der Seite gegenüber der Seite, auf der die erste Stirnfläche 3 in den Öffnungsbereich 12a eingesetzt wird und der Lochbereich 12b ist nicht durchgehend ausgebildet. Die zweite Stirnfläche 4 kann in Kontakt mit oder nahe der Wandfläche des Lochbereichs 12b angeordnet werden. Um das aus der zweiten Stirnfläche 4 austretende Licht wieder in den Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückzugeben, ist eine Farbe mit hohem Reflexionsgrad wie z.B. eine weiße Farbe für den Lochbereich 12b und die Wandfläche des Lochbereichs 12b vorzuziehen. Obwohl nicht gezeigt, kann anstelle der Wandfläche des Lochbereichs 12b ein Öffnungsbereich 12c ähnlich dem Öffnungsbereich 10c ausgebildet werden. Vorzugsweise sollte jedoch das aus der zweiten Stirnfläche 4 austretende Licht wieder in den Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückgeführt werden, indem der Öffnungsbereich 12c mit einer weißen Platte oder dergleichen blockiert wird. Natürlich kann anstelle des Abschlusses mit der weißen Platte das Lichtquellen-Substrat 11a so angeordnet werden, dass es den Öffnungsbereich 12c blockiert und Licht von der Lichtquelle 11 zum Lochbereich 12b gesendet wird.
  • Das heißt, der Lichtleiterhalter 12 kann identisch mit dem Lichtleiterhalter 10 sein oder die gleiche Struktur wie der Lichtleiterhalter 10 haben. Insbesondere hält der Lichtleiterhalter 12 den Lichtleiter-Hauptkörper 2 und beinhaltet den Öffnungsbereich 12a und einen Durchgangslochbereich 12b angrenzend an den Öffnungsbereich 12a. Der Lichtleiterhalter 12 ist an einem anderen Ende des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Längsrichtung vorgesehen. Die zweite Stirnfläche 4 wird in den Öffnungsbereich 12a eingefügt, indem zumindest ein Teil einer später beschriebenen dritten Lichtemissions-Oberfläche 6c freigelegt wird. Die später beschriebene dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c hat eine ähnliche Funktion wie die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a. In dem Bereich, in dem die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c über den Öffnungsbereich 12a durch den Durchgangslochbereich 12b eingefügt wird, fungiert die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c nicht als Lichtemissions-Oberflächenbereich 6. Somit kann dieser Teil nicht als dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c, sondern als Rotationsunterdrückungsbereich 6b des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 fungieren. Der Rotationsunterdrückungsbereich 6b beinhaltet eine ähnliche Funktion wie der Rotationsunterdrückungsbereich 6a.
  • Unter Bezugnahme auf 1 und 2 werden Details der Bildlesevorrichtung und des Lichtleiters nach Ausführungsform 1 näher beschrieben. 1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Bildlesevorrichtung. Da die perspektivische Explosionsdarstellung einen zerlegten Zustand veranschaulicht, wird die Form des Lichtleiters freigelegt. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung, die aus dem zerlegten, wie in 1 dargestellt, in den zusammengesetzten Zustand gebracht wird. Der in 1 dargestellte Lichtleiter-Hauptkörper 2 des Lichtleiters nach Ausführungsform 1 wird beispielsweise aus Kunststoff oder Glas ausgebildet. Daher kann der Lichtleiter-Hauptkörper 2 (Lichtleiter) auch als transparenter Körper 2 bezeichnet werden. Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 erstreckt sich in der Haupt-Abtastrichtung und die erste Stirnfläche 3 wird an einem Ende in Längsrichtung ausgebildet. Die Lichtquelle 11 ist gegenüber der ersten Stirnfläche 3 angeordnet, das von der Lichtquelle 11 abgegebene Licht tritt in das Innere des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 von der ersten Stirnfläche 3 ein, breitet sich in Längsrichtung aus und wird geführt.
  • Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 beinhaltet eine ebene Fläche, die sich in Längsrichtung auf einer Seite in der Höhenrichtung erstreckt. Die ebene Fläche beinhaltet das in Längsrichtung ausgebildeten Lichtstreuungsmuster 5. Das Lichtstreuungsmuster 5 weist einen Streubereich einer vorgegebenen Länge in der Querrichtung auf. Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 weist auf der anderen Seite der Höhenrichtung den sich in Längsrichtung erstreckenden Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 auf, der Licht nach außen abgibt. Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 hat eine Seitenfläche, die die ebene Fläche und den Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 verbindet und sich in Längsrichtung erstreckt. Diese Seitenfläche hat eine parabolische Form und ist gleichzeitig eine Reflexionsfläche, die das Licht vom Lichtstreuungsmuster 5 zum Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 reflektiert.
  • Der in 1 und 2 dargestellte Abbildungslinsenkörper 8 ist die Stablinsenanordnung 8, in der viele Stablinsen in Längsrichtung angeordnet sind. Der Abbildungslinsenkörper 8 ist zwischen dem zu beleuchtenden Objekt 1 (Leseobjekt 1) und einem Sensorsubstrat 13 (Signalverarbeitungssubstrat 13) angeordnet. Der Abbildungslinsenkörper 8 wird von einem Halteelement 15 wie beispielsweise einem Kleber 15 und/oder einem Band 15 an einem Rahmen 14 gehalten. Der Abbildungslinsenkörper 8 hat die Funktion, das von der Beleuchtungsvorrichtung (dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2) abgegebene und vom Leseobjekt 1 reflektierte Licht zu fokussieren (konvergieren) und auf einem Lichtempfangselement 9 abzubilden.
  • Obwohl 1 und 2 wie vorstehend beschrieben ein Beispiel veranschaulichen, in dem das reflektierte Licht in den Abbildungslinsenkörper 8 eintritt, kann eine Konfiguration verwendet werden, in der Durchlicht in den Abbildungslinsenkörper 8 eintritt. Das heißt, die Funktionen des Abbildungslinsenkörpers 8 beinhalten die Fokussierung (Konvergenz) des von der Beleuchtungsvorrichtung (Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 des Lichtleiters-Hauptkörpers 2) abgegebenen und durch das Leseobjekt 1 übertragenen Lichts und die Bildung eines Bildes auf dem Lichtempfangselement 9. Der Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung) nach Ausführungsform 1 wird vorzugsweise auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 in Bezug auf das zu beleuchtende Objekt 1 (Leseobjekt 1) angeordnet. Wenn das zu beleuchtende Objekt 1 (das Leseobjekt 1) nicht befördert wird, kann man natürlich sagen, dass sich der Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung) gemäß Ausführungsform 1 und der Abbildungslinsenkörper 8 über den Förderweg gegenüberliegen. Viele Bildlesevorrichtungen sind so eingestellt, dass sie die optische Achse des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 mit der optischen Achse des Abbildungslinsenkörpers 8 ausrichten, wenn der Abbildungslinsenkörper 8 eine Linse eines Reduktions-Optik-Systems ist, eine optische Achse eines ersten Spiegels, zu dem das Licht des zu beleuchtenden Objekts 1 (das Leseobjekt 1) zuerst kommt, also die Z-Achse. Auch können sich zwei der Bildlesevorrichtungen nach Ausführungsform 1 über den Förderweg hinweg gegenüberstehen. In diesem Fall können die beiden Bildlesevorrichtungen in Zusammenarbeit miteinander ein Bildlesesystem nach Ausführungsform 1 bilden.
  • Das Lichtempfangselement 9 empfängt das vom Abbildungslinsenkörper 8 fokussierte (konvergierte) Licht und wandelt das Licht photoelektrisch in ein elektrisches Signal um. Ein Lichtempfangsbereich und weitere Treiberschaltungen und dergleichen, die aus einem Halbleiterchip und/oder dergleichen ausgebildet werden, sind auf dem Lichtempfangselement 9 angebracht. Das Lichtempfangselement 9 kann auch als Sensor-IC 9 bezeichnet werden. Da der Abbildungslinsenkörper 8 in 1 und 2 die Stablinsenanordnung 8 verwendet, wird das Lichtempfangselement 9 (Sensor-IC 9) zu einer Lichtempfangs-Elementanordnung 9, in der eine Vielzahl von Halbleiterchips in der Haupt-Abtastrichtung angeordnet sind. Wenn der Abbildungslinsenkörper 8 eine Linse eines reduzierenden optischen Systems ist, ist die Anzahl der Lichtempfangselemente 9 eins oder eine kleine Zahl im Vergleich zur Lichtempfangs-Elementanordnung 9. Die Lichtempfangs-Elementanordnung 9 (Lichtempfangselement 9) wird auf dem Sensorsubstrat 13 ausgebildet. Der zwischen dem Sensorsubstrat 13 und dem Abbildungslinsenkörper 8 angeordnete Rahmen 14 wird vorzugsweise aus Kunststoff, Blech oder dergleichen ausgebildet. Der Rahmen 14 blockiert das auf das Lichtempfangselement 9 von der Außenseite der Bildlesevorrichtung einfallende Licht und hat zudem eine staubabdichtende Wirkung, um zu verhindern, dass Staub und dergleichen in das Lichtempfangselement 9 eindringen.
  • Der Rahmen 14 hat einen in Längsrichtung verlaufenden flachen Rahmen-Oberflächenbereich 14c, der einen in Längsrichtung verlaufenden Rahmenöffnungsbereich 14a aufweist, ein Paar schräger Rahmenbereiche 14b, die stehend zur Seite des Leseobjekts 1 an einem Endbereich auf der Seite des Rahmenöffnungsbereichs 14a des flachen-Rahmen-Oberflächenbereichs 14c in der Querrichtung angeordnet sind, und ein Rahmenseitenwandbereich 14d, der vertikal zur Seite des Leseobjekts 1 an einem Endbereich auf der gegenüberliegenden Seite des Rahmenöffnungsbereichs 14a des flachen-Rahmen-Oberflächenbereichs 14c in der Querrichtung angeordnet ist. Das Paar schräger Rahmenbereiche 14b ist so geneigt, dass die Abstände des Rahmenöffnungsbereichs 14a in der Querrichtung zur Seite des Leseobjekts 1 hin enger werden. Das heißt, das Paar von schrägen Rahmenbereichen 14b beinhaltet eine Lücke, die sich in Längsrichtung erstreckt.
  • Halter-Anbringungsbereiche 14e sind in der gleichen Ebene wie die flachen Rahmen-Oberflächenbereiche 14c an beiden Endbereichen der flachen Rahmen-Oberflächenbereich 14c ausgebildet. Das Lichtquellen-Substrat 11a und der Lichtleiterhalter 10 sind zwischen einem der Halter-Anbringungsbereiche 14e und dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 in der Reihenfolge von der Seite des Halter-Anbringungsbereichs 14e her angeordnet und der Halter-Anbringungsbereich 14e fixiert das Lichtquellen-Substrat 11a und den Lichtleiterhalter 10. Der Lichtleiterhalter 10, in den der Lichtleiter-Hauptkörper 2 eingesetzt ist, wird mit einem Band, einem Kleber, Schrauben oder dergleichen am Halter-Anbringungsbereich 14e des Rahmens 14 befestigt. Der Lichtleiterhalter 10 wird vorzugsweise aus weißem Kunststoff oder dergleichen hergestellt. Der andere der Halter-Anbringungsbereiche 14e fixiert den Lichtleiterhalter 12, indem er den Lichtleiterhalter 12 zwischen dem anderen der Halter-Anbringungsbereiche 14e und dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 hält. Der Lichtleiterhalter 12, in den der Lichtleiter-Hauptkörper 2 eingesetzt ist, wird mit einem Band, einem Kleber, Schrauben oder dergleichen am Halter-Anbringungsbereich 14e des Rahmens 14 befestigt. Der Lichtleiterhalter 12 wird vorzugsweise aus weißem Kunststoff oder dergleichen hergestellt.
  • Es ist zu beachten, dass dann, wenn das Lichtquellen-Substrat 11a auch auf der Seite des Lichtleiterhalters 12 befestigt ist, der Lichtleiterhalter 12 und der Lichtleiterhalter 10 die gleiche Konfiguration haben. Das heißt, das Lichtquellen-Substrat 11a wird auf der Oberfläche des Lichtleiterhalters 12 (der Lichtleiterhalter 10) gegenüber der Oberfläche auf der Seite angebracht, auf der der Lichtleiter-Hauptkörper 2 eingesetzt wird. Dann ist die Lichtquelle 11 an einer Position angeordnet, die dem Öffnungsbereich 12c (dem Öffnungsbereich 10c) des Lichtleiterhalters 12 (dem Lichtleiterhalter 10) entspricht und der zweiten Stirnfläche 4 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 (der ersten Stirnfläche 3) zugewandt ist.
  • Im Folgenden wird die Beziehung zwischen dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 und dem durch den Lichtleiterhalter 10 zu fixierenden Rahmen 14 beschrieben. In 2 und 3 ist im Lichtleiter-Hauptkörper 2 die ebene Fläche, auf der das Lichtstreuungsmuster 5 ausgebildet ist, gegenüber dem flachen Rahmen-Oberflächenbereich 14c des Rahmens 14 angeordnet. In der Querrichtung ist der Lichtleiter-Hauptkörper 2 so angeordnet, dass er zwischen dem schrägen Rahmenbereich 14b und dem Rahmenseitenwandbereich 14d eingefügt ist. Dann ist eine Seitenfläche (Reflexionsfläche) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 auf der Seite des schrägen Rahmenbereichs 14b angeordnet. Die beiden Lichtleiter-Hauptkörper 2 sind symmetrisch zur optischen Achse (die Lese-Tiefenrichtung) des Abbildungslinsenkörpers 8 (Stablinsenanordnung 8) angeordnet, zwischen denen der Abbildungslinsenkörper 8 liegt. Die Stablinsenanordnung 8, der Abbildungslinsenkörper 8, wird in die Lücke zwischen dem Paar schräger Rahmenbereichs 14b eingesetzt und vom Paar schräger Rahmenbereiche 14b mit einem Klebeelement 15 wie einem Kleber oder einem Band gehalten.
  • Auf dem Sensorsubstrat 13 sind elektronische Komponenten wie das Lichtempfangselement 9, ein externer Anschluss 16 und der Signalverarbeitungs IC 17 (Application Specific Integrated Circuit (ASIC) 17) installiert. Der Signalverarbeitungs IC 17 (ASIC 17) arbeitet mit einer Central Processing Unit (CPU) 17a und einem Random Access Memory (RAM) 17b zusammen und führt die Signalverarbeitung von photoelektrischen Umwandlungsausgängen und dergleichen durch, die vom Lichtempfangselement 9 empfangen werden. Die CPU 17a, der RAM 17b und eine Signalverarbeitungsschaltung 17c des ASIC 17 werden gemeinsam als Signalverarbeitungseinheit 18 bezeichnet. Das Sensorsubstrat 13 wird mit einem Band, einem Kleber, Schrauben oder dergleichen am Rahmen 14 befestigt. Das Sensorsubstrat 13 ist an einer Oberfläche des flachen-Rahmen-Oberflächenbereichs 14c des Rahmens 14 befestigt, wobei die Oberfläche einer Oberfläche gegenüberliegt, auf der der Lichtleiter-Hauptkörper 2 angeordnet ist. Dann ist die optische Achse des Abbildungslinsenkörpers 8 auf den lichtempfangenden Teil des Lichtempfangselements 9 ausgerichtet. Mit anderen Worten ist der lichtempfangende Bereich auf der optischen Achse des Abbildungslinsenkörpers 8 angeordnet. Der am Sensorsubstrat 13 der Bildlesevorrichtung ausgebildete externe Anschluss 16 wird für den photoelektrischen Umwandlungsausgang des Lichtempfangselements 9 und für eine Ein-/Ausgangssignalschnittstelle mit dem Signalverarbeitungsausgang des photoelektrischen Umwandlungsausgangs verwendet.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 bis 6 der Lichtleiter-Körper nach Ausführungsform 1, d.h. der Lichtleiter-Hauptkörper 2, ausführlich beschrieben. 3 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung eines Bereichs, der von einer strichpunktierten Linie AA', wie in 2 dargestellt, umgeben ist. 4 ist ein schematisches Diagramm zur Lichtführung des in 3 dargestellten Lichtleiters. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Bereichs der Bildlesevorrichtung, die von einer strichpunktierten Linie BB' umgeben ist, wie in 2 dargestellt. 6 ist eine schematische Darstellung der Lichtführung des Lichtleiters, der in 5 dargestellt ist. Die strichpunktierte Linie AA' zeigt einen Querschnitt in der Nähe des Zentrums des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 einschließlich der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b des Lichtleiter-Hauptkörpers 2. Die strichpunktierte Linie BB' zeigt einen Querschnitt in der Nähe der ersten Stirnfläche 3 einschließlich der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a des Lichtleiter-Hauptkörpers 2. Der in der strichpunktierten Linie AA' dargestellte Querschnitt und der in der strichpunktierten Linie BB' dargestellte Querschnitt ist die YZ-Ebene. Es ist zu beachten, dass die YZ-Ebene eine Ebene bedeutet, die sich sowohl entlang der zueinander orthogonalen Y-Achse als auch entlang der Z-Achse erstreckt.
  • In 1, 2, 5 und 6 sind die Außenform der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und die Außenform der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b, die aneinandergrenzen, gestuft. Diese Stufe wird durch einen Aussparungsbereich 18 verursacht. 6 ist eine in Längsrichtung betrachtete Zeichnung zur Verdeutlichung der Stufe aufgrund des Aussparungsbereichs 18. Der Stufenbereich ist im Querschnitt nicht dargestellt. Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 weist den Aussparungsbereich 18 auf und die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung wird durch einen Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 festgelegt, der durch den Aussparungsbereich 18 begrenzt wird. Die Form des Aussparungsbereichs 18 ergibt sich durch Ausschneiden des Lichtleiter-Hauptkörpers 2. So kann der Aussparungsbereich 18 als Ausschnitt 18 bezeichnet werden. Natürlich kann der Ausschnitt 18 durch das tatsächliche Ausschneiden des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 ausgebildet werden.
  • Zunächst wird gemäß 3 und 4 das Licht aus dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 einschließlich der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b beschrieben. 4 ist eine schematische Darstellung eines Hauptbereichs der Peripherie eines der beiden Lichtleiter-Hauptkörper 2 aus 3. In 4 zeigt eine Vielzahl von Pfeilen Lichtstrahlen bzw. die Richtung der Lichtstrahlen an. Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 beinhaltet das Lichtstreuungsmuster 5 auf der ebenen Fläche auf der Seite des Rahmens 14. Die ebene Fläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 erstreckt sich in Längsrichtung. Das heißt, das Lichtstreuungsmuster 5 wird auch in Längsrichtung ausgebildet. Das Lichtstreuungsmuster 5 beinhaltet einen Streubereich einer vorgegebenen Länge in der Querrichtung. Das Lichtstreuungsmuster 5 besteht aus einer feinen Unebenheit der Oberfläche, einer geprägten Oberfläche, einem Siebdruck oder dergleichen, reflektiert oder bricht das sich ausbreitende (geführte) Licht im Inneren des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Längsrichtung und ändert die Ausbreitungsrichtung des Lichts, um das Leseobjekt 1 zu bestrahlen.
  • Wenn das Lichtstreuungsmuster 5 die Lichtausbreitungsrichtung ändert, um das Leseobjekt 1 zu bestrahlen, wirkt das Lichtstreuungsmuster 5 als zweite Lichtquelle. Selbst wenn sich die Lichtquelle 11 und der Farbton verschlechtert und sich die Lichtmenge mit zunehmendem Alter ändert, ändert sich das Licht also über die gesamte Längsrichtung in gleicher Weise. Eine Array-Lichtquelle weist anstelle des Lichtstreuungsmusters 5 eine Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten Punktlichtquellen (in den meisten Fällen sind die Elemente LEDs) auf und lässt das Licht von der Position, an der das Lichtstreuungsmuster 5 ausgebildet ist, in den Lichtleiter-Hauptkörperbereich 2 eintreten. Im Gegensatz zu dieser Array- Lichtquelle ändert sich beim Lichtstreuungsmuster 5 die Helligkeit und/oder der Farbton nicht bereichsspezifisch durch Alterung. Weiterhin gibt es im Lichtstreuungsmuster 5 Fälle, in denen Licht vorhanden ist, das nicht nur reflektiert, sondern auch durch den Lichtleiter-Hauptkörper 2 durchgelassen wird. Aus diesem Grund wird der flache Rahmen-Oberflächenbereich 14c des Rahmens 14c, der unter dem (der Außenseite des) Lichtstreuungsmuster 5 angeordnet ist, vorzugsweise aus einem hochreflektierenden Element wie weißem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet, und das Lichtstreuungsmuster 5 kann so das durch das Lichtstreuungsmuster 5 oder andere Teile des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 übertragene Licht zur Innenseite des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 zurückführen. Dadurch kann eine effiziente Beleuchtung erreicht werden.
  • In 3 und 4 weist der Lichtleiter-Hauptkörper 2 den flach geformten Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 (zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b) auf der Seite gegenüber der ebenen Fläche auf, auf der das Lichtstreuungsmuster 5 ausgebildet ist. Der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 (die zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b) erstreckt sich in Längsrichtung. Der Lichtleiter-Hauptkörper 2 hat eine Seitenfläche, die die ebene Fläche und den Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 zwischen der ebenen Fläche, auf der das Lichtstreuungsmuster 5 ausgebildet ist, und dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 verbindet. Die Seitenfläche erstreckt sich in Längsrichtung, und die Form, die in der YZ-Ebene zu sehen ist, ist parabolisch und ist eine das Licht reflektierende Oberfläche. Das Lichtstreuungsmuster 5 ist am Brennpunkt der parabolischen Oberfläche 7 in der YZ-Ebene ausgebildet.
  • Das von bzw. an der ersten Stirnfläche 3 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 eintretende Licht breitet sich aus und wird im Lichtleiter-Hauptkörper 2 geführt und vom Lichtstreuungsmuster 5 reflektiert. Unter dem vom Lichtstreuungsmuster 5 reflektierten Licht wird das auf die Seite des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 reflektierte Licht von der parabolischen Oberfläche 7 weiter reflektiert und wandert zum Lichtemissions-Oberflächenbereich 6. Wenn das Lichtstreuungsmuster 5 am Brennpunkt der parabolischen Oberfläche 7 liegt, wird das von der parabolischen Oberfläche 7 reflektierte Licht zu parallelen Lichtstrahlen und wandert in den Lichtemissions-Oberflächenbereich 6. Der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 ist eine ebene Fläche, und die Normalrichtung der Ebene des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 und die Richtung der von der parabolischen Fläche 7 reflektierten parallelen Lichtstrahlen sind gleich. Mit anderen Worten, die Normalrichtung der Ebene des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 und die Richtung des von der parabolischen Oberfläche 7 reflektierten parallelen Lichts sind parallel. Daher werden die auf den Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 gerichteten parallelen Lichtstrahlen meist nicht auf das Innere des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 im Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 reflektiert, und fast alle parallelen Lichtstrahlen werden vom Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 nach außen aus dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 abgegeben und beleuchten das Leseobjekt 1.
  • Wenn in der parabolischen Oberfläche 7 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 die Krümmung der parabolischen Form abnimmt und der Reflexionswinkel des Lichts vom Lichtstreuungsmuster 5 auf der parabolischen Oberfläche 7 zunimmt, tritt Licht aus der parabolischen Oberfläche 7 nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 aus. Um dieses Lecklicht zu unterdrücken, kann die parabolische Oberfläche 7 durch Metalldampfabscheidung o.ä. auf der Außenseite der Seitenfläche, die die parabolische Oberfläche 7 ist, zu einer Spiegeloberfläche gemacht werden.
  • Als nächstes wird das aus dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 ausgestrahlte Licht einschließlich der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a unter Verweis auf 5 und 6 beschrieben. 6 ist eine Ansicht, die schematisch einen Hauptbereich der Peripherie eines der beiden Lichtleiter-Hauptkörper 2 von 5 darstellt. In 6 zeigt eine Vielzahl von Pfeilen Lichtstrahlen bzw. die Richtung der Lichtstrahlen. 6 ist auch eine Querschnittsansicht des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 am seitlichen Endbereich der Lichtquelle 11 in der YZ-Ebene. Wenn das Licht von der Lichtquelle 11 in die erste Stirnfläche 3 eintritt und direkt in das Lichtstreuungsmuster 5 eintritt und das vom Lichtstreuungsmuster 5 reflektierte Licht (im Folgenden direktes Reflexionslicht) in die Nähe eines Längsrichtung-Endes des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 gelangt, wird ein Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke gezielt erzeugt und die optischen Eigenschaften neigen zur Verschlechterung.
  • Eine solche Tendenz zur Verschlechterung der optischen Eigenschaften in der Nähe des Endbereichs des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Längsrichtung kann im Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung, Bildlesevorrichtung) nach Ausführungsform 1 leicht unterdrückt werden. Insbesondere kann das direkt reflektierende Licht aus dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a) durch Änderung des Winkels des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 auf der Seite der ersten Stirnfläche 3 in der YZ-Ebene blockiert werden, um den Aussparungsbereich 18 als erste Lichtemissions-Oberfläche 6a zu bilden. Mit anderen Worten, der Grund, warum die Emission von direkt reflektiertem Licht blockiert werden kann, liegt darin, dass die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung schmaler ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in Längsrichtung. In der YZ-Ebene erscheint der Aussparungsbereich 18 als gerade Fläche. Da die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a (der Aussparungsbereich 18) nur in einem Bereich ausgebildet werden kann, ist die Länge der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a kürzer in der sich die optischen Eigenschaften verschlechtern, wenn die Länge der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in Längsrichtung verglichen werden. Um das aus dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a) emittierte Direktreflexionslicht zu blockieren, wird ein aus der Oberfläche des Aussparungsbereichs 18 und dem Direktreflexionslicht ausgebildeter Winkel Φ vorzugsweise so eingestellt, dass die parallelen Lichtstrahlen von der parabolischen Oberfläche 7 vollständig reflektiert werden (bei einem transparenten Kunststoff 40 Grad oder mehr). In dem in 5 und 6 dargestellten Aussparungsbereich 18 wird die Breite in der Querrichtung auf 1 mm und die Breite in Längsrichtung auf ca. 10 mm eingestellt.
  • Der Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung, Bildlesevorrichtung) nach Ausführungsform 1 weist Folgendes auf:
    • den stabförmigen Lichtleiter-Hauptkörper 2, der sich in Längsrichtung erstreckt;
    • die erste Stirnfläche 3, das ist eine Stirnseite des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Querrichtung;
    • das im Lichtleiter-Hauptkörper 2 entlang der Längsrichtung ausgebildete Streuungsmuster 5 für das Licht, das an der ersten Stirnfläche 3 eintritt und innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 geführt wird; und
    • den im Lichtleiter-Hauptkörper 2 entlang der Längsrichtung ausgebildeten Lichtemissions-Oberflächenbereich 6, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 eine Fläche ist, von der das am Lichtstreuungsmuster 5 gestreute Licht nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 austritt, nachdem es an einer Wandoberfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 reflektiert wurde.
  • Darüber hinaus weist der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 Folgendes auf:
    • die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a, die in der Nähe der ersten Stirnfläche 3 in Längsrichtung angeordnet ist; und
    • die zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b angrenzend an die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a in Längsrichtung.
  • Die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung ist kleiner als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Querrichtung.
  • Da es sich bei den auf das Leseobjekt 1 von der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b des Lichtleiters-Hauptkörper 2 ausgestrahlten Lichtstrahlen um parallele Lichtstrahlen handelt, ändert sich die Helligkeit der das Leseobjekt 1 erleuchtenden Beleuchtung auch bei verändertem Abstand zwischen Leseobjekt 1 und Bildlesevorrichtung nicht. Dadurch kann eine sehr stabile Beleuchtung mit großer Leuchttiefe erreicht werden. Da die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung kürzer eingestellt ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Querrichtung, wird das die optischen Eigenschaften verschlechternde Direktreflexionslicht leicht blockiert, um einheitliche Eigenschaften über die Haupt-Abtastrichtung (Längsrichtung) zu erhalten, indem der Aussparungsbereich 18 im Lichtleiter-Hauptkörper 2 ausgebildet wird. Der Lichtleiter nach Ausführungsform 1 hat den Aussparungsbereich 18 im Lichtleiter-Hauptkörper 2 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite gegenüber der parabolischen Oberfläche 7) in der Querrichtung.
  • Nun wird der Lesevorgang der Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 1 beschrieben. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Schaltungsanordnung der Bildlesevorrichtung darstellt. Hier bedeuten: SCLK ein Starttaktsignal, SO einen Signalausgang, CLK ein Taktsignal, SI einen Signaleingang und SIG Bildinformationen (Signal). Das untere linke Diagramm von 7 zeigt die Wellenform des Signalausgangs SO. Die horizontale Achse ist die Zeit t. Das untere rechte Diagramm von 7 zeigt die Wellenform (ein Zeilenbereich) der von der Signalverarbeitungsschaltung 17c ausgegebenen Bildinformationen SIG. Zunächst arbeitet das ASIC 17 mit der CPU 17a zusammen und sendet ein Lichtquellen-Einschaltsignal an eine Lichtquellen-Ansteuerschaltung 17d. Basierend auf dem empfangenen Lichtquellen-Einschaltsignal versorgt die Lichtquellen-Ansteuerschaltung 17d jede der Lichtquellen 11 für eine vorgegebene Zeit mit Strom. Die Lichtquellen 11 emittieren Licht, während die Stromversorgung erfolgt. Das von der Lichtquelle 11 abgegebene Licht gelangt von der ersten Stirnfläche 3 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in den Lichtleiter-Hauptkörper 2 und breitet sich bei wiederholter Transmission oder Reflexion aus um zum Lichtstreuungsmuster 5 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 zu gelangen. Ein Teil des im Lichtstreuungsmuster 5 eingehenden Lichts wird zur Lese-Tiefenrichtung (Höhenrichtung) reflektiert, aus dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a und die zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b) emittiert und auf das Leseobjekt 1 gestrahlt. Das auf das Leseobjekt 1 einfallende Licht wird vom Leseobjekt 1 reflektiert, vom Abbildungslinsenkörper 8 (bilderzeugendes optisches System 8) gesammelt und am Lichtempfangselement 9 wird ein Bild erzeugt. 7 veranschaulicht exemplarisch, dass das Lichtempfangselement 9 einen Lichtempfangsbereich (photoelektrische Umwandlungsschaltung) A und eine Treiberschaltung B aufweist.
  • Der Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung, Bildlesevorrichtung) nach Ausführungsform 1 beinhaltet den Lichtleiter-Hauptkörper 2 zur Führung des von der Lichtquelle 11 kommenden Lichts zu dem zu beleuchtenden Objekt 1 und beinhaltet den Aussparungsbereich 18, der eine verformte Gestalt hat, bei der ein Teil des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6, der das in den Lichtleiter-Hauptkörper 2 eintretende Licht zum zu beleuchtenden Objekt 1 abgibt, zum Einfallswinkel von 90 Grad zur optischen Achse geneigt ist.
  • Ausführungsform 2
  • Im Folgenden wird eine Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf 8 bis 10 beschrieben. Die Beschreibungen der Bezugszeichen und dergleichen entfallen bei der Konfiguration ähnlich der von Ausführungsform 1. Die 8 bis 10 entsprechen den 1, 2 und 6. Genauer gesagt, ist 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Bildlesevorrichtung (perspektivische Ansicht eines Lichtleiters). 9 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung. 10 ist eine schematische Erklärungsansicht zur Führung des Lichts der Bildlesevorrichtung (Lichtleiter). 10 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung in einem Bereich, der von einer strichpunktierten Linie BB' umgeben ist, wie in 9 dargestellt.
  • Der Lichtleiter nach Ausführungsform 1 ist konfiguriert, um unnötiges, in einen Lesebereich des Leseobjekts 1 einfallendes Licht zu blockieren, wenn das Leseobjekt 1 in der Nähe des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angeordnet ist, indem der Aussparungsbereich 18 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angeordnet ist. Andererseits ist der Lichtleiter nach Ausführungsform 2 so konfiguriert, dass er das unnötige Licht, das in den Lesebereich des Leseobjekts 1 gelangt, blockiert, wenn das Leseobjekt 1 an einer Position relativ weit vom Lichtleiter-Hauptkörper 2 entfernt platziert wird.
  • Wie in 8 bis 10 dargestellt, wird im Lichtleiter gemäß Ausführungsform 2 der Aussparungsbereich 18 auf dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 vorgesehen. Das heißt, der Aussparungsbereich 18 wird angrenzend an die parabolische Oberfläche 7 auf der Seite der parabolischen Oberfläche 7 ausgebildet, auch in diesem Fall durch Einstellen des Winkels Φ zwischen der Oberfläche des Aussparungsbereichs 18 und dem von der parabolischen Oberfläche 7 reflektierten parallelen Licht auf gleich oder größer als 40 Grad. Es entsteht Totalreflexion und es wird kein Licht auf das Leseobjekt 1 gestrahlt. Wenn sich das Leseobjekt 1 dann in einer entfernten Position befindet, erreicht das vom oberen Teil des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 abgegebene Licht aufgrund der Totalreflexion den Lesebereich des Leseobjekts 1. Wenn also die Anordnungsposition des Leseobjekts 1 weit entfernt ist, können bei einer Verschlechterung der optischen Eigenschaften in der Nähe des Endbereichs des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Längsrichtung das direkt reflektierte Licht blockiert und somit einheitliche optische Eigenschaften über die gesamte Hauptabtastrichtung erreicht werden.
  • Eine Position der Lichtemission, die eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften in der Nähe des Endbereichs des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Längsrichtung verursacht, wird durch die Einbaulage der Lichtquelle 11 und die Position des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 verändert. Die Ausführungsform 2 beschreibt daher den Fall, dass beim Platzieren des Leseobjekts 1 an einer relativ weit entfernten Stelle das Licht, das eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften verursacht, in den Lesebereich gelangt. Das heißt, im Lichtleiter nach Ausführungsform 1 wird der Aussparungsbereich 18 im Lichtleiter-Hauptkörper 2 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite gegenüber der parabolischen Oberfläche 7) in der Querrichtung ausgebildet. Im Gegensatz dazu wird im Lichtleiter nach Ausführungsform 2 der Aussparungsbereich 18 im Lichtleiter-Hauptkörper 2 auf der dem Abbildungslinsenkörper 8 gegenüberliegenden Seite (auf der Seite der parabolischen Oberfläche 7) in der Querrichtung ausgebildet. Um die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung kürzer zu machen als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Querrichtung, kann natürlich der Aussparungsbereich 18 im Lichtleiter-Hauptkörper 2 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite gegenüber der parabolischen Oberfläche 7) und auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (Seite der parabolischen Oberfläche 7) in der Querrichtung ausgebildet werden. Mit anderen Worten, es werden sowohl der Aussparungsbereich 18 des Lichtleiters nach Ausführungsform 1 als auch der Aussparungsbereich 18 des Lichtleiters nach Ausführungsform 2 ausgebildet.
  • Ausführungsform 3
  • Im Folgenden wird eine Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf 11 und 12 beschrieben. Die Beschreibungen der Bezugszeichen und dergleichen entfallen bei den ähnlichen Konfigurationen wie bei den Ausführungsformen 1 und 2. Die 11 und 12 entsprechen den 1 und 2. Konkret ist 11 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung (perspektivische Ansicht des Lichtleiters). 12 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung. Der Aussparungsbereich 18 des Lichtleiters nach Ausführungsform 3 wird mit einem Bereich ausgebildet, in dem mindestens eine äußere Form, die äußere Form der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und/oder die äußere Form der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b, die abgestuft sind, geglättet wird, wobei die äußere Form der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und die äußere Form der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b aneinander angrenzen. Mindestens eine, die äußere Form der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und/oder die äußere Form der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b kann zugespitzt sein, wobei die äußere Form der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a und die äußere Form der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b aneinander angrenzen, oder alternativ kann der gesamte Aussparungsbereich 18 zugespitzt sein. Weiterhin kann der Aussparungsbereich 18 bis auf den angrenzenden Bereich gestuft werden. Umgekehrt kann der zusammenhängende Bereich abgestuft werden.
  • Im Lichtleiter nach Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 haben die Aussparungsbereiche 18 ähnliche Formen in jeder YZ-Ebene. Im Lichtleiter nach Ausführungsform 3 kann, wie in 11 und 12 dargestellt, der Aussparungsbereich 18 jedoch sich zuspitzend verengt werden, wenn der Abstand vom Bereich der ersten Stirnfläche 3 (Lichtquelle 11) in Längsrichtung abnimmt. Mit anderen Worten verengt sich die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung in zugespitzter Art, wenn sich der Aussparungsbereich 18 der ersten Stirnfläche 3 nähert. Und diese Verbreiterung muss nicht divergent erfolgen, sie kann auch stufenförmig erfolgen. In 11 und 12 ist der Aussparungsbereich 18 an der gleichen Stelle wie in Ausführungsform 1 dargestellt, aber der Aussparungsbereich 18 in Ausführungsform 3 kann an der gleichen Stelle wie in Ausführungsform 2 stehen. Natürlich kann der Aussparungsbereich 18 im Lichtleiter-Hauptkörper 2 sowohl auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (gegenüber der parabolischen Oberfläche 7) als auch auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite der parabolischen Oberfläche 7) in der Querrichtung ausgebildet werden. Der Lichtleiter nach Ausführungsform 3 ist ein Fall, in dem sich die Breite des Aussparungsbereichs 18 in der Querrichtung ändert. Andererseits ändert sich bei den Ausführungsformen 1 und 2 die Breite des Aussparungsbereichs 18 in der Lese-Tiefenrichtung (Höhenrichtung).
  • Da sich die Breite des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 in der Querrichtung zwischen dem Bereich einschließlich des Aussparungsbereichs 18 und dem Bereich ohne den Aussparungsbereich 18 abrupt ändert, kann im Lichtleiter nach den Ausführungsformen 1 und 2 der seltene Fall auftreten, in dem die Lichtmenge aus dem Aussparungsbereich 18 abnimmt und eine Beleuchtungspegeldifferenz in der Hauptabtastrichtung entsteht. Eine gewisse Differenz der Beleuchtungsstärke kann durch Anpassung des Reflexionsgrades durch Änderung der Breite und Form des Lichtstreuungsmusters 5 unterdrückt werden. Wenn jedoch die Anpassung der Reflexion schwierig ist, ist der Aussparungsbereich 18 des Lichtleiters nach Ausführungsform 3 vorzuziehen. Mit anderen Worten wird, wie in 11 und 12 dargestellt, die Breite des Aussparungsbereichs 18 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a) in Längsrichtung kontinuierlich variiert. Das heißt, durch die Anpassung der Breite des im Lichtleiter-Hauptkörper 2 in Längsrichtung vorgesehenen Aussparungsbereichs 18 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a) kann die Änderung der durch den Aussparungsbereich 18 abgesenkten Beleuchtungsstärke ausgeglichen werden. Somit gibt es keine plötzliche Änderung der Beleuchtungsstärke und das Lichtstreuungsmuster 5 lässt sich einfach gestalten.
  • In den Ausführungsformen 1 bis 3 wurde bisher das Beispiel, in dem der Aussparungsbereich 18 nach der Form des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 ausgebildet ist, beschrieben. Die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a kann jedoch durch Abschirmung eines Teils des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 ausgebildet werden, ohne die Querschnittsform des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Querrichtung zu verändern. In diesem Fall wird aus dem Aussparungsbereich 18 ein Lichtblockierbereich 18. Mit anderen Worten entsteht, ohne die Breite des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 in der Querrichtung zu verändern, die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a durch Abschirmung des Teils des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6, der in der Nähe der ersten Stirnfläche 3 in Längsrichtung angeordnet ist. Der Aussparungsbereich 18 kann Licht eines bestimmten Winkels, wie er von der parabolischen Oberfläche 7 reflektiert wird, blockieren. Jedoch kann das Licht, das durch einen unerwarteten Weg, anders als das Licht des bestimmten Winkels, wie es von der parabolischen Oberfläche 7 reflektiert wird, nicht vollständig (total) vom Aussparungsbereich 18 reflektiert werden und kann austreten. Der Lichtblockierbereich 18 und ein nachstehend beschriebener erster Lichtblockierbereich 19 können auch das Licht blockieren, das durch einen unerwarteten Weg strömt, der von dem spezifischen Winkel des von der parabolischen Oberfläche 7 reflektierten Lichts abweicht. Natürlich können der Aussparungsbereich 18 und der Lichtblockierbereich 18 gemeinsam genutzt werden.
  • Daher weisen die Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtungen, Bildlesevorrichtungen) gemäß Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 3 mindestens einen der Bereiche, den Aussparungsbereich 18 oder den Lichtblockierbereich 18 auf. Die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung wird durch einen Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 bestimmt, der durch mindestens einen der Bereiche, den Aussparungsbereich 18 und/oder den Lichtblockierbereich 18 begrenzt ist. Der Lichtblockierbereich 18 wird vorzugsweise verspiegelt oder weiß gemacht, um das Licht an den Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückzugeben. Der Lichtblockierbereich 18 kann jedoch auch geschwärzt werden, wobei der Schwerpunkt auf der lichtblockierenden Funktion liegt. Der Lichtblockierbereich 18 kann mit dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 zusammen ausgebildet oder von ihm getrennt sein.
  • Darüber hinaus ändern sich beim Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung, Bildlesevorrichtung) nach Ausführungsformen 1 bis 3 die Querschnittsformen des Lichtleiter-Hauptkörpers in der Querrichtung nicht, und wenn ein Teil des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 abgeschirmt ist, kann der Lichtleiter ein Lichtblockierbereich sein, der ein eigener Körper ist und vom Lichtleiter-Hauptkörper 2 getrennt ist. Der Begriff „getrennt von“ beinhaltet einen Fall, in dem zumindest ein Teil des Lichtblockierbereichs und des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 miteinander in Kontakt stehen. In diesem Fall ist der Lichtblockierbereich analog zum Lichtblockierbereich 18 aufgebaut. Ein solcher Lichtblockierbereich wird als der erste Lichtblockierbereich 19 in Ausführungsform 4 und Ausführungsform 5 bezeichnet. Natürlich können der Aussparungsbereich 18 und der erste Lichtblockierbereich 19 kombiniert werden. Die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung wird durch einen Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 festgelegt, der durch den ersten Lichtblockierbereich 19 wirksam begrenzt wird. Das heißt, in der vorliegenden Anwendung bedeutet die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a offensichtlich nicht nur die physikalische Breite, sondern auch die Breite eines Bereichs, durch den das Licht im Wesentlichen abgegeben wird, wobei der Bereich innerhalb des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 enthalten ist.
  • Der Lichtleiter nach Ausführungsform 4 beinhaltet eine Konfiguration, die unnötiges Licht in den Lesebereich des Leseobjekts 1 blockiert, indem der erste Lichtblockierbereich 19 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die der parabolischen Oberfläche 7gegenüberliegende Seite) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angeordnet wird, wenn das Leseobjekt 1 an einer Stelle in der Nähe des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angeordnet ist. Das heißt, eine solche Konfiguration ersetzt den Aussparungsbereich 18 (Lichtblockierbereich 18) des Lichtleiters nach Ausführungsform 1 durch den ersten Lichtblockierbereich 19. Andererseits weist der Lichtleiter nach Ausführungsform 5 eine Konfiguration auf, die unnötiges Licht in den Lesebereich des Leseobjekts 1 blockiert, indem der erste Lichtblockierbereich 19 auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite der parabolischen Oberfläche 7) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angeordnet wird, wenn das Leseobjekt 1 an einer Position relativ weit vom Lichtleiter-Hauptkörper 2 entfernt angeordnet ist. Das heißt, eine solche Konfiguration ersetzt den Aussparungsbereich 18 (Lichtblockierbereich 18) des Lichtleiters nach Ausführungsform 2 durch den ersten Lichtblockierbereich 19.
  • Um die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung kürzer zu machen als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Querrichtung, kann natürlich in der Querrichtung der erste Lichtblockierbereich 19 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (gegenüber der Seite der parabolischen Oberfläche 7) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 und auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite der parabolischen Oberfläche 7) ausgebildet werden. Mit anderen Worten, es werden sowohl der erste Lichtblockierbereich 19 des Lichtleiters nach Ausführungsform 4 als auch der erste Lichtblockierbereich 19 des Lichtleiters nach Ausführungsform 2 ausgebildet.
  • Ausführungsform 4
  • Im Folgenden wird eine Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf 13 bis 18 beschrieben. Die Beschreibungen der Bezugszeichen und dergleichen entfallen bei Konfigurationen ähnlich den Ausführungsformen 1 bis 3. In der Ausführungsform 4 wird eine erste Lichtemissions-Oberfläche 6a ausgebildet, indem ein Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 durch den ersten Lichtblockierbereich 19 effektiv begrenzt wird. 15 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung in einem Bereich, der von einer strichpunktierte Linie AA' umgeben ist, wie in 14 dargestellt. 16 ist eine schematische Erklärungsansicht zur Lichtführung des in 15 dargestellten Lichtleiters. 17 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung in einem Bereich, der von einer strichpunktierten Linie BB' umgeben ist, wie in 14 dargestellt. 18 ist eine schematische Erläuterungsansicht zur Führung des Lichts des in 17 dargestellten Lichtleiters. Die strichpunktierte Linie AA' zeigt einen Querschnitt in der Nähe des Zentrums des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 einschließlich der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b des Lichtleiter-Hauptkörpers 2. Die strichpunktierte Linie BB' zeigt einen Querschnitt in der Nähe einer ersten Stirnfläche 3 einschließlich der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a des Lichtleiter-Hauptkörpers 2. Der in der strichpunktierten Linie AA' dargestellte Querschnitt und der in der strichpunktierte Linie BB' dargestellte Querschnitt befinden sich in der YZ-Ebene (einer Ebene, in der die Y-Achsenrichtung (Y-Achse) orthogonal zur Z-Achsenrichtung (Z-Achse) ist).
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 17 und 18 das Licht bzw. sein Weg aus dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 einschließlich der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a beschrieben. 18 ist eine Ansicht, die schematisch einen Hauptbereich der Peripherie eines der Lichtleiter-Hauptkörper 2 von 17 darstellt. In 18 zeigt eine Vielzahl von Pfeilen Lichtstrahlen an, bzw. die Richtung der Lichtstrahlen. 18 ist auch ein Querschnitt durch den Lichtleiter-Hauptkörper 2 an einem seitlichen Endbereich einer Lichtquelle 11 in der YZ-Ebene. Ähnlich wie bei der Ausführungsform 1, wenn das Licht von der Lichtquelle 11 in die erste Stirnfläche 3 eintritt und direkt in das Lichtstreuungsmuster 5 eintritt, und wenn dann das vom Lichtstreuungsmuster 5 reflektierte Licht (nachfolgend direkt reflektiertes Licht) in die Nähe eines Endbereichs des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Längsrichtung gelangt, wird leicht ein Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke gezielt erzeugt, und die optischen Eigenschaften verschlechtern sich leicht.
  • Eine solche Tendenz zur Verschlechterung der optischen Eigenschaften in der Nähe des Endbereichs des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Längsrichtung wird im Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtung, Bildlesevorrichtung) nach Ausführungsform 4 leicht verhindert. Insbesondere kann das vom Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 (die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a) direkt reflektierte Licht unterdrückt werden, indem der erste Lichtblockierbereich 19 auf dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 auf der Seite der ersten Stirnfläche 3 als Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a, also einer Breite, aus der das Licht im Wesentlichen ausgestrahlt wird, ausgebildet ist. Das heißt, im Lichtleiter nach Ausführungsform 4 können die physikalische Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6b und die physikalische Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung gleich sein (d.h. die Breite des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 kann in jeder YZ-Ebene gleich sein) und die physikalische Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a kann größer sein als die physikalische Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b. Der erste Lichtblockierbereich 19 kann mit dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 in Kontakt stehen. In diesem Fall ist der erste Lichtblockierbereich 19 ähnlich aufgebaut wie der Lichtblockierbereich 18. Der erste Lichtblockierbereich 19 kann so ausgebildet werden, dass er den Lichtleiter-Hauptkörper 2 hält, indem der erste Lichtblockierbereich 19 in Kontakt mit dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 steht.
  • Wie in 13 bis 18 dargestellt, kann der erste Lichtblockierbereich 19 wie später beschrieben mit einem Lichtleiterhalter 10 integriert werden, Da in diesem Fall der erste Lichtblockierbereich 19 aus dem Lichtleiterhalter 10 in der Haupt-Abtastrichtung herausragt, kann der erste Lichtblockierbereich 19 als vorstehender Bereich 19 bezeichnet werden. Der erste Lichtblockierbereich 19 in 13 bis 18 veranschaulicht den ersten Lichtblockierbereich 19, von dem ein Teil mit dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Kontakt steht. Der erste Lichtblockierbereich 19 kann jedoch mit dem Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 in Kontakt stehen, mit Ausnahme der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a (eine dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c) und der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b. Darüber hinaus kann der erste Lichtblockierbereich 19 im Rahmen 14 (schräger Rahmenbereich 14b) ausgebildet werden. Darüber hinaus kann der erste Lichtblockierbereich 19 auf einer Seitenfläche des Abbildungslinsenkörpers 8 ausgebildet werden oder mit der Seitenfläche des Abbildungslinsenkörpers 8 zur Unterstützung des Abbildungslinsenkörpers 8 in Kontakt stehen. Darüber hinaus kann der Lichtmissions-Oberflächenbereich 6 im Lichtleiter nach Ausführungsform 4 die lichtemissionsfreie Oberfläche 6a zusammen mit der ersten Stirnfläche 3 zwischen der ersten Stirnfläche 3 und der ersten Lichtmissions-Oberfläche 6a aufweisen.
  • Der Lichtleiter nach Ausführungsform 4 weist einen zweiten Lichtblockierbereich 10b auf. In der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a wird eine Lichtemission aus der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a durch den zweiten Lichtblockierbereich 10b wirksam unterdrückt. Die Begrenzung der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a beinhaltet auch einen Fall, in dem einmal abgegebenes Licht vom Lichtleiterhalter 10 (zweiter Lichtblockierbereich 10b) reflektiert wird und zum Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückkehrt. Das heißt, die Einschränkung der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a beinhaltet den Fall, in dem Licht von der Oberfläche der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a selbst emittiert wird und den Fall, in dem das Licht von der Oberfläche der lichtemissionsfreien Oberfläche 6a blockiert wird. Weiterhin weist der Lichtleiter nach Ausführungsform 4 den Lichtleiterhalter 10 auf, der den Lichtleiter-Hauptkörper 2 beinhaltet. Mindestens ein Bereich, der erste Lichtblockierbereich 19 und/oder der zweite Lichtblockierbereich 10b ist im Lichtleiterhalter 10 ausgebildet. Daher ist mindestens ein Bereich, der erste Lichtblockierbereich 19 und/oder der zweite Lichtblockierbereich 10b mit dem Öffnungsbereich 12c verbunden. Daher kann der zweite Lichtblockierbereich 10b auch als Lochbereich 10b bezeichnet werden.
  • Im Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtungen, Bildlesevorrichtungen) nach Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 3 wird die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a durch die Form des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 ausgebildet, oder die Lichtemissionsfläche 6a wird mit einer Folie versehen, die einen Teil des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 abschirmt. Andererseits ist der Lichtleiter nach Ausführungsform 4 dem Lichtleiter nach Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 3 in so weit überlegen, als die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung durch Ersetzen des ersten Lichtblockierbereichs 19 fein eingestellt werden kann. Der erste Lichtblockierbereich 19 ist vorzugsweise verspiegelt oder aufgehellt, um das Licht an den Lichtleiter-Hauptkörper 2 zurückzugeben, kann aber mit der Betonung der Lichtschutz-Funktion geschwärzt werden. Wenn der erste Lichtblockierbereich 19 in einem Stück mit dem Lichtleiterhalter 10 ausgebildet ist, kann die Farbe des ersten Lichtblockierbereichs 19 eine ähnliche Farbe wie die des Lichtleiterhalters 10 sein (vorzugsweise eine Farbe mit hohem Reflexionsgrad wie Weiß), oder es können verschiedene Farben verwendet werden, solange das Formen in den verschiedenen Farben möglich ist.
  • Ausführungsform 5
  • Im Folgenden wird eine Bildlesevorrichtung nach Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf 19 bis 21 beschrieben. Die Beschreibungen der Bezugszeichen und dergleichen entfallen bei Konfigurationen ähnlich den Ausführungsformen 1 bis 4. In Ausführungsform 5 wird eine erste Lichtemissions-Oberfläche 6a ausgebildet, indem ein Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 durch den ersten Lichtblockierbereich 19 wirksam begrenzt wird. Die 19 bis 21 entsprechen den 13, 14 und 19. Konkret ist 19 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Bildlesevorrichtung (perspektivische Ansicht eines Lichtleiters). 20 ist eine perspektivische Ansicht der Bildlesevorrichtung. 21 ist eine schematische Erklärungsansicht zur Führung des Lichts der Bildlesevorrichtung (Lichtleiterkörper). 21 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung in einem Bereich, der von einer strichpunktierten Linie BB' umgeben ist, wie in 20 dargestellt.
  • Der Lichtleiter nach Ausführungsform 4 ist konfiguriert, um Licht, das unnötig in den Lesebereich des Leseobjekts 1 fällt, zu blockieren, indem der erste Lichtblockierbereich 19 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 angeordnet wird, wenn sich das Leseobjekt 1 an einer Position nahe dem Lichtleiter-Hauptkörper 2 befindet. Andererseits weist der Lichtleiter nach Ausführungsform 5 eine Konfiguration auf, die unnötiges Licht zum Lesebereich des Leseobjekts 1 blockiert, wenn das Leseobjekt 1 an einer Position relativ weit vom Lichtleiter-Hauptkörper 2 entfernt angeordnet ist.
  • Wie in 19 bis 21 dargestellt, ist im Lichtleiter nach Ausführungsform 5 der erste Lichtblockierbereich 19 auf der Seite gegenüber dem Abbildungslinsenkörper 8 des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 vorgesehen. Das heißt, der erste Lichtblockierbereich 19 ist auf der Seite der parabolischen Oberfläche 7 ausgebildet. Wenn die Position des Leseobjekts 1 weit entfernt ist und die optischen Eigenschaften nahe dem Endbereich des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in Längsrichtung verschlechtert werden, kann direktes Reflexionslicht blockiert werden. Dadurch können über den gesamten Bereich in der Haupt-Abtastrichtung einheitliche optische Eigenschaften erreicht werden. Durch die Verwendung des ersten Lichtblockierbereichs 19 ist der Lichtleiter nach Ausführungsform 5 dem Lichtleiter nach Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 3 überlegen, indem die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung durch Ersetzen des ersten Lichtblockierbereichs 19 fein eingestellt werden kann.
  • Im Lichtleiter nach Ausführungsform 4 wird der erste Lichtblockierbereich 19 auf der Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die gegenüberliegende Seite der parabolischen Oberfläche 7) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Querrichtung ausgebildet. Im Gegensatz dazu wird im Lichtleiter nach Ausführungsform 5 der erste Lichtblockierbereich 19 auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite der parabolischen Oberfläche 7) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Querrichtung ausgebildet. Um die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a in der Querrichtung kürzer zu machen als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Querrichtung, kann natürlich der erste Lichtblockierbereich 19 sowohl auf der Seite des Abbildlinsenkörpers 8 (gegenüber der Seite der parabolischen Oberfläche 7) als auch auf der gegenüberliegenden Seite des Abbildungslinsenkörpers 8 (die Seite der parabolischen Oberfläche 7) des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 in der Querrichtung ausgebildet werden. Mit anderen Worten, es werden sowohl der erste Lichtblockierbereich 19 des Lichtleiters nach Ausführungsform 4 als auch der erste Lichtblockierbereich 19 des Lichtleiters nach Ausführungsform 5 ausgebildet.
  • Darüber hinaus können die ersten Lichtblockierbereiche 19 des Lichtleiters nach Ausführungsform 4 und Ausführungsform 5 die Lichtemission aus der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a nach dem gleichen Konzept wie der Aussparungsbereich 18 des Lichtleiters nach Ausführungsform 3 wirksam begrenzen. Mit anderen Worten, der erste Lichtblockierbereich 19, der einem Teil gegenüberliegt, in dem die erste Lichtemissions-Oberfläche 6a und die zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b aneinandergrenzen und das Licht effektiv abgestrahlt wird, kann zulaufend sein, oder alternativ kann der gesamte erste Lichtblockierbereich 19 zulaufend sein. Auch der erste Lichtblockierbereich 19 kann für einen anderen Bereich als den zusammenhängenden Bereich abgestuft sein. Oder umgekehrt kann der zusammenhängende Bereich abgestuft werden.
  • Bisher ist in den Ausführungsformen 1 bis 5 nur der Fall dargestellt, in dem Licht aus der Lichtquelle 11 bei der ersten Stirnfläche 3 eintritt. Das Licht von der Lichtquelle 11 kann auch bei der zweiten Stirnfläche 4 eintreten. In diesem Fall kann der Lichtleiter-Hauptkörper 2 auch die zweite Stirnfläche 4 entlang der Querrichtung, die Längsrichtung kreuzend, aufweisen, wobei die zweite Stirnfläche 4 eine Stirnfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers 2 ist, die der ersten Stirnfläche 3 gegenüber liegt, und der Lichtemissions-Oberflächenbereich 6 kann die weitere dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c aufweisen, die in der Nähe der zweiten Stirnfläche 4 in Längsrichtung angeordnet ist.
  • Die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c grenzt an die zweite Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Längsrichtung an und das Lichtstreuungsmuster 5 streut das Licht, das an der zweiten Stirnfläche 4 eintritt und innerhalb des Lichtleiters geführt wird. Die Breite der dritten Lichtemissions-Oberfläche 6c in der Querrichtung ist kleiner als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche 6b in der Querrichtung. Die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c hat vorzugsweise die gleiche Form wie die der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a. Ähnlich wie bei der ersten Lichtemissions-Oberfläche 6a ist um die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c der Aussparungsbereich 18 (Lichtblockierbereich 18) und/oder der erste Lichtblockierbereich 19 ausgebildet.
  • Daher können die Lichtleiter (Beleuchtungsvorrichtungen, Bildlesevorrichtungen) gemäß Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 5 die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c (den Aussparungsbereich 18 (den Lichtblockierbereich 18), der die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c bildet) aufweisen. Oder die Fläche des Lichtemissions-Oberflächenbereichs 6 kann durch den ersten Lichtblockierbereich 19 effektiv begrenzt werden, um die dritte Lichtemissions-Oberfläche 6c zu bilden. In diesem Fall hat der Lichtleiterhalter 12 die gleiche Konfiguration wie der Lichtleiterhalter 10.
  • In den Bildlesevorrichtungen nach Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 5 werden Fälle beschrieben, in denen es zwei Lichtleiter (den Lichtleiter-Hauptkörper 2) gibt. Es kann aber auch nur ein Lichtleiter sein. Weiterhin werden bei der Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 5 Beispiele für die Verwendung des Lichtleiters (Beleuchtungsvorrichtungen) als Reflexionslichtquelle angeführt. Wie vorstehend beschrieben, kann jedoch der Lichtleiter nach Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 5 (Beleuchtungsvorrichtung) auch als Transmissionslichtquelle verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    zu bestrahlendes Objekt (zu lesendes Objekt)
    2
    Lichtleiter-Hauptkörper (transparenter Körper)
    3
    erste Stirnfläche
    4
    zweite Stirnfläche
    5
    Lichtstreuungsmuster
    6
    Lichtemissions-Oberflächenbereich
    6a
    erste Lichtemissions-Oberfläche (Rotationsunterdrückungsbereich, lichtemissionsfreie Oberfläche)
    6b
    zweite Lichtemissions-Oberfläche (Rotationsunterdrückungsbereich)
    6c
    dritte Lichtemissions-Oberfläche
    7
    parabolische Oberfläche
    8
    Stablinsenanordnung (Mikrolinsenanordnung, Linsenanordnung, Ab bil dungslinsenkörper)
    9
    Lichtempfangs-Elementanordnung (Lichtempfangselement, Sensor-IC)
    10
    Lichtleiterhalter
    10a
    Öffnungsbereich
    10b
    Durchgangslochbereich (zweiter Lichtblockierbereich, Lochbereich)
    11
    Lichtquelle
    11a
    Lichtquellen-Substrat
    12
    Lichtleiterhalter
    12a
    Öffnungsbereich
    12b
    Lochbereich (Durchgangslochbereich)
    12c
    Öffnungsbereich
    13
    Sensorsubstrat (Signalverarbeitungssubstrat)
    14
    Rahmen
    14a
    Rahmenöffnungsbereich
    14b
    schräger Rahmenbereich
    14c
    flacher Rahmen-Oberflächenbereich
    14d
    Rahmenseitenwandbereich
    14e
    Halter-Anbringungsbereich
    15
    Klebeelement (Halteelement, Band)
    16
    externer Anschluss
    17
    Signalverarbeitungs-IC (ASIC)
    17a
    CPU
    17b
    RAM
    17c
    Signalverarbeitungsschaltung
    17d
    Lichtquellen-Ansteuerschaltung
    18
    Aussparungsbereich (Ausschnitt, Lichtblockierbereich)
    19
    erster Lichtblockierbereich (vorstehender Bereich).
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 2015195152 A [0006]

Claims (20)

  1. Lichtleiter, der Folgendes aufweist: einen stabförmigen Lichtleiter-Hauptkörper (2), der sich in Längsrichtung erstreckt; eine erste Stirnfläche (3), die eine Stirnfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) entlang einer Querrichtung ist, die die Längsrichtung kreuzt; ein Lichtstreuungsmuster (5), das im Lichtleiter-Hauptkörper (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei das Lichtstreuungsmuster (5) Licht streut, das von der ersten Stirnfläche (3) in das Lichtstreuungsmuster (5) eintritt und innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) geführt wird, und einen Lichtemissions-Oberflächenbereich (6), der auf dem Lichtleiter-Hauptkörper (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) eine Fläche ist, von der aus das am Lichtstreuungsmuster (5) gestreute Licht nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) abgegeben wird, nachdem es an einer Wandoberfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) reflektiert wurde, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) Folgendes aufweist: eine erste Lichtemissions-Oberfläche (6a), die in Längsrichtung nahe der ersten Stirnfläche (3) angeordnet ist, und eine zweite Lichtemissions-Oberfläche (6b), die mit der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in Längsrichtung zusammenhängt, wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung kleiner ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) in der Querrichtung.
  2. Lichtleiter nach Anspruch 1, der ferner Folgendes aufweist: eine parabolische Oberfläche (7) mit einem in Querrichtung parabolischen Querschnitt, wobei die parabolische Oberfläche (7) die an den Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) angrenzende Wandfläche ist, wobei das Lichtstreuungsmuster (5) an einem Brennpunkt der parabolischen Oberfläche (7) auf dem Querschnitt entlang der Querrichtung ausgebildet ist.
  3. Lichtleiter nach Anspruch 2, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) auf dem Querschnitt entlang der Querrichtung eine Gerade ist, und die Normalrichtung der Geraden und die optische Achsrichtung des an der parabolischen Oberfläche (7) reflektierten Lichts parallel sind.
  4. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Außenform der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) und die Außenform der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) aneinander angrenzen und mindestens eine der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) oder der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) gestuft ist.
  5. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Außenform der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) und die Außenform der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) aneinander angrenzen und mindestens eine der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) oder der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) zulaufend ist.
  6. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung mit abnehmendem Abstand von der ersten Stirnfläche (3) stufenweise oder zulaufend abnimmt.
  7. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Lichtleiter-Hauptkörper (2) mindestens einen Bereich, einen Aussparungsbereich (18) und/oder einen Lichtblockierbereich (18) aufweist, wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung durch einen Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs (6) bestimmt wird, der durch mindestens einen Bereich, den Aussparungsbereich (18) und/oder den Lichtblockierbereich (18) begrenzt ist.
  8. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der ferner Folgendes aufweist: einen ersten Lichtblockierbereich (19), wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung durch einen Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs (6) bestimmt wird, der durch den ersten Lichtblockierbereich (19) wirksam begrenzt wird.
  9. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der ferner Folgendes aufweist: eine zweite Stirnfläche (4) gegenüber der ersten Stirnfläche (3), wobei die zweite Stirnfläche (4) eine Stirnfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) entlang der Querrichtung ist, die die Längsrichtung kreuzt, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) ferner eine dritte Lichtemissions-Oberfläche (6c) aufweist, die in Längsrichtung nahe der zweiten Stirnfläche (4) angeordnet ist, wobei die dritte Lichtemissions-Oberfläche (6c) mit der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) in Längsrichtung verbunden ist, das Lichtstreuungsmuster (5) das in das Lichtstreuungsmuster (5) von der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) eintretende Licht streut und das Licht innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) geführt wird, und wobei die Breite der dritten Lichtemissions-Oberfläche (6c) in der Querrichtung kleiner ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) in der Querrichtung.
  10. Lichtleiter nach Anspruch 9, wobei die dritte Lichtemissions-Oberfläche (6c) die gleiche Form wie die erste Lichtemissions-Oberfläche (6a) aufweist.
  11. Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) eine lichtemissionsfreie Oberfläche aufweist, die mit der ersten Stirnfläche (3), zwischen der ersten Stirnfläche (3) und der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) zusammenhängt.
  12. Lichtleiter nach Anspruch 8, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) eine lichtemissionsfreie Oberfläche aufweist, die mit der ersten Stirnfläche (3), zwischen der ersten Stirnfläche (3) und der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) zusammenhängt, wobei die Bildlesevorrichtung ferner einen zweiten Lichtblockierbereich (10b) aufweist, und wobei in der lichtemissionsfreien Oberfläche die Lichtemission der lichtemissionsfreien Oberfläche durch den zweiten Lichtblockierbereich (10b) wirksam begrenzt wird.
  13. Lichtleiter nach Anspruch 12, der ferner Folgendes aufweist: einen Lichtleiterhalter (10, 12) zum Halten des Lichtleiter-Hauptkörpers (2), wobei mindestens ein Bereich, der erste Lichtblockierbereich (19) oder der zweite Lichtblockierbereich (10b) im Lichtleiterhalter (10, 12) ausgebildet ist.
  14. Lichtleiter nach Anspruch 13, wobei der Lichtleiterhalter (10, 12) Folgendes aufweist: einen Öffnungsbereich (10a, 12a, 12c), in den die erste Stirnfläche (3) eingefügt ist, wobei mindestens ein Teil der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) freigelegt ist; und einen Durchgangslochbereich (lOb), um Licht zwischen einer Seite des Öffnungsbereichs (10a, 12a, 12c), in die der Bereich der ersten Stirnfläche (3) eingesetzt ist, und der gegenüberliegenden Seite davon passieren zu lassen.
  15. Lichtleiter nach Anspruch 14, wobei mindestens ein Bereich, der erste Lichtblockierbereich (19) und/oder der zweite Lichtblockierbereich (10b) mit dem Öffnungsbereich (10a, 12a, 12c) verbunden ist/sind.
  16. Bildlesevorrichtung, die Folgendes aufweist: den Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, einen Abbildungslinsenkörper (8) zum Sammeln des vom Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) emittierten und vom zu lesenden Objekt (1) reflektierten Lichts oder zum Sammeln des vom Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) emittierten und durch das zu lesende Objekt (1) transmittierten Lichts; und ein Lichtempfangselement (9) zum Empfangen des durch den Abbildungslinsenkörper (8) konvergierten Lichts.
  17. Bildlesevorrichtung, die Folgendes aufweist: den Lichtleiter nach einem der Ansprüche 13 bis 15, einen Abbildungslinsenkörper (8) zum Sammeln des vom Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) emittierten und vom zu lesendes Objekt (1) reflektierten Lichts oder zum Sammeln des vom Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) emittierten und durch das zu lesende Objekt (1) transmittierten Lichts; und ein Lichtempfangselement (9) zum Empfangen des durch den Abbildungslinsenkörper (8) konvergierten Lichts.
  18. Bildlesevorrichtung, die zwei Lichtleiter, einen ersten Lichtleiter und einen zweiten Lichtleiter aufweist, wobei jeder der beiden Lichtleiter Folgendes aufweist: einen stabförmigen Lichtleiter-Hauptkörper (2), der sich in einer Längsrichtung erstreckt; eine erste Stirnfläche (3), die eine Stirnfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) entlang einer Querrichtung ist, die die Längsrichtung kreuzt; ein Lichtstreuungsmuster (5), das im Lichtleiter-Hauptkörper (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei das Lichtstreuungsmuster (5) Licht streut, das von der ersten Stirnfläche (3) in das Lichtstreuungsmuster (5) eintritt und innerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) geführt wird; einen Lichtemissions-Oberflächenbereich (6), der auf dem Lichtleiter-Hauptkörper (2) entlang der Längsrichtung ausgebildet ist, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) eine Fläche ist, von der aus das am Lichtstreuungsmuster (5) gestreute Licht nach außerhalb des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) abgegeben wird, nachdem es auf einer Wandfläche des Lichtleiter-Hauptkörpers (2) reflektiert wurde; und eine parabolische Oberfläche (7) mit einem in der Querrichtung parabolischen Querschnitt, wobei die parabolische Oberfläche (7) die an den Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) angrenzende Wandoberfläche ist, wobei der Lichtleiter-Hauptkörper (2) des ersten Lichtleiters und der Lichtleiter-Hauptkörper (2) des zweiten Lichtleiters einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die parabolischen Oberflächen (7) im Querschnitt nach außen gerichtet sind; wobei die Bildlesevorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Linsenanordnung (8), die sich in Längsrichtung erstreckt und zwischen dem Lichtleiter-Hauptkörper (2) des ersten Lichtleiters und dem Lichtleiter-Hauptkörper (2) des zweiten Lichtleiters angeordnet ist, wobei die Linsenanordnung (8) das vom Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) emittierte und von dem zu lesendes Objekt (1) reflektierte Licht konvergiert; und eine Lichtempfangs-Elementanordnung (9), die sich in Längsrichtung erstreckt, um das von der Linsenanordnung (8) konvergierte Licht zu empfangen, wobei jeder der Lichtemissions-Oberflächenbereiche (6) Folgendes aufweist: eine erste Lichtemissions-Oberfläche (6a), die in Längsrichtung nahe der ersten Stirnfläche (3) angeordnet ist; und eine zweite Lichtemissions-Oberfläche (6b), die mit der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in Längsrichtung zusammenhängt, wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung kleiner ist als die Breite der zweiten Lichtemissions-Oberfläche (6b) in der Querrichtung, wobei das Lichtstreuungsmuster (5) an einem Brennpunkt der parabolischen Oberfläche (7) auf dem Querschnitt entlang der Querrichtung ausgebildet ist, wobei der Lichtemissions-Oberflächenbereich (6) auf dem Querschnitt entlang der Querrichtung eine gerade Linie ist, und wobei die Normalrichtung der Geraden und eine optische Achsenrichtung des auf der parabolischen Oberfläche (7) reflektierten Lichts parallel sind.
  19. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 16 oder 18, die ferner Folgendes aufweist: einen Lichtleiterhalter (10, 12) zum Halten des Lichtleiter-Hauptkörpers (2), wobei der Lichtleiterhalter (10, 12) Folgendes aufweist: einen Öffnungsbereich (10a, 12a, 12c), in den der Bereich der ersten Stirnfläche (3) eingefügt ist, wobei mindestens ein Teil der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) freigelegt ist, und einen Durchgangslochbereich (10b), um Licht zwischen einer Seite des Öffnungsbereichs (10a, 12a, 12c), in den der Bereich der ersten Stirnfläche (3) eingesetzt ist, und der gegenüberliegenden Seite davon passieren zu lassen.
  20. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 18, die ferner Folgendes aufweist: einen ersten Lichtblockierbereich (19), wobei die Breite der ersten Lichtemissions-Oberfläche (6a) in der Querrichtung durch einen Bereich des Lichtemissions-Oberflächenbereichs (6) bestimmt wird, der durch den ersten Lichtblockierbereich (19) wirksam begrenzt wird.
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