DE69617835T3

DE69617835T3 - Lineare Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE69617835T3
Application number: DE69617835T
Authority: DE
Inventors: Tetsuroh Takarazuka-shi Nakamura; Kouki Katano-shi Hongou; Eiichiro Kishiwada-shi Tanaka; Shinji Kita-ku Fujiwara; Takahiko Osaka-shi Murata; Yuka Ikoma-gun Kajita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: KR100262237B1; EP1104163A2; DE69617835D1; EP1104163B1; EP0760577A3; EP0760577B1; EP1615419A1; DE69636765D1; KR970014092A; DE69636552D1; EP1104163A3; EP0760577A2; EP1128658A2; DE69636552T2; US6072171A; EP1128658A3; EP1615419B1; DE69617835T2; US6127675A; EP0760577B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lineare Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten einer Oberfläche eines Dokuments in einer optischen Bildlesevorrichtung, wie zum Beispiel einer Direktkontakt-Bildsensoreinheit.
2. Beschreibung der verwandten Technik:
Optische Bildlesevorrichtungen sind weit verbreitet in Vorrichtungen, wie zum Beispiel einem kompakten Facsimilegerät oder einem Strichcodeleser, verwendet worden, welche ein Dokument optisch lesen. Eine solche optische Bildlesevorrichtung beleuchtet das Dokument, empfängt das vom Dokument reflektierte Licht und erhält dann elektrische Signale, die ein Bild auf dem Dokument entsprechen, in Übereinstimmung mit der Menge des reflektierten Lichtes. Als eine Beleuchtungsvorrichtung der Vorrichtung dieses Typs wird eine LED-Anordnung, die durch in einer Linie angeordnete LED-Chips ausgebildet wird, verwendet.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr ein Beispiel der herkömmlichen linearen Beleuchtungseinrichtung beschrieben, die als optische Bildlesevorrichtung verwendet wird.
Die 19 zeigt die Ausbildung einer herkömmlichen, optischen Bildleseeinrichtung. In 19 wird ein Dokument 141 unter die optische Bildleseeinrichtung gelegt. Die optische Bildleseeinrichtung umfasst: Eine LED-Anordnung als lineare Beleuchtungseinrichtung 142 zum Beleuchten des Dokuments 141; eine Stablinsenanordnung 143 zum Fokussieren von Lichtstrahlen, die durch das Dokument 141 reflektiert werden; und eine fotoelektrische Umwandlungselement-Anordnung 144 zum Empfangen der fokussierten Lichtstrahlen, um die Lichtstrahlen in elektrische Signale umzuwandeln. Wie in 20 gezeigt ist, ist die LED-Anordnung durch das Anordnen mehrerer LED-Chips 152 in linearer Weise auf einem Substrat 151 aufgebaut, auf welchem eine Schaltungsleiterschicht ausgebildet ist.
Die Funktion der optischen Bildleseeinrichtung und der linearen Beleuchtungseinrichtung mit den obigen Ausgestaltungen wird im Weiteren beschrieben.
Zunächst werden Lichtstrahlen, die von der LED-Anordnung 142 emittiert werden, auf das Dokument 141 abgestrahlt, das gelesen werden soll. Die Lichtstrahlen, die von dem Dokument 141 reflektiert werden, werden durch die Stablinsenanordnung 143 fokussiert, und sie werden dann auf die fotoelektrische Umwandlungselement-Anordnung 144 gerichtet, um so die Lichtstrahlen in elektrische Signale entsprechend einem Bild auf dem Dokument 141 umzuwandeln.
Im Allgemeinen wird das Dokument 141 optisch gelesen, während die optische Bildleseeinrichtung das Dokument 141 abtastet bzw. scannt. In dem Fall der Verwendung der LED-Anordnung 142 als Beleuchtungseinrichtung ist eine Richtung, entlang welcher das Dokument 141 gescannt wird (im Weiteren einfach eine „Sub-Scanning-Richtung" genannt) senkrecht zu einer Richtung, in welcher die LED-Chips angeordnet sind. Um das Dokument 141 genau zu lesen, erfordert die optische Bildleseeinrichtung, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Teil des Dokuments 141 mit einer schmalen Breite in der Sub-Scanning-Richtung beleuchtet. Zusätzlich muss die Beleuchtung einheitlich in einer Richtung senkrecht zur Sub-Scanning-Richtung sein (im Weiteren als „Haupt-Scanning-Richtung" bezeichnet).
In dem Fall der Verwendung der LED-Anordnung 142 ist es jedoch schwierig, das Dokument 141 gleichförmig in der Haupt-Scanning-Richtung zu beleuchten und zwar aufgrund der Variation in der Lichtmenge, die von jedem der LED-Chips 152 emittiert wird und dessen Ausrichtung beeinflusst. Um die nachteiligen Effekte dieser Ausrichtung der LED-Chips 152 zu verringern, muss die Anzahl der LED-Chips 152 erhöht werden. Alternativ kann, wenn der Abstand zwischen der Oberfläche des Dokuments 141 und der LED-Anordnung 142 größer gemacht wird, der Effekt der Ausrichtung der LED-Chips 152 verringert werden. Beispielsweise in dem Fall, wo eine Anordnung von 24 LED-Chips als Beleuchtungseinrichtung verwendet wird, sollte der Abstand zwischen dem Dokument und der LED-Anordnung auf 9 bis 10 mm eingestellt werden, um ein Dokument von A4-Größe mit einem befriedigend gleichförmigen Licht zu beleuchten.
Wenn die Beleuchtung in der Haupt-Scanning-Richtung nicht einheitlich ist, sind die elektrischen Signale, die gemäß der Lichtmenge erhalten werden, welche durch die fotoelektrische Umwandlungselement-Anordnung 144 empfangen wird, ebenfalls von geringer Einheitlichkeit (PRNU). Die geringe Einheitlichkeit der elektrischen Signale erhöht die Produktskosten der optischen Bildleseeinrichtung in dem Fall, wo die erhaltenen elektrischen Signale einer Signalkorrekturverarbeitung unterzogen werden (beispielsweise einer Schattierungskorrektur). Außerdem erschweren elektrische Signale mit geringer Einheitlichkeit die Fähigkeit zur Signalkorrekturverarbeitung. Andererseits kann in dem Fall, wo die Signalkorrekturverarbeitung nicht durchgeführt wird, beispielsweise wenn ein einheitlich graues Dokument durch die optische Bildlesevorrichtung gelesen wird, ein hell beleuchteter Teil als weiß wiedergegeben werden. Ähnlicherweise kann ein nicht ausreichend beleuchteter, dunkler Teil als schwarz wiedergegeben werden.
Die 22A und 22B zeigen Querschnittsansichten einer Direktkontakt-Bildabtasteinheit, welche die oben genannte, herkömmliche Beleuchtungseinrichtung verwendet. Ein Dokument 64 wird so angeordnet, dass es in engem Kontakt mit einem Ende einer optischen Faseranordnung 63 steht, und es wird mit Licht aus einer darüber angeordneten LED-Anordnung 65 beleuchtet. Das reflektierte Licht, welches die Informationen des Dokuments trägt, wird auf eine Lichtempfängeranordnung 62 gerichtet, die an dem anderen Ende der optischen Faseranordnung 63 vorgesehen ist, um in Bildsignale umgewandelt zu werden.
Bei der Bildabtasteinheit, die oben beschrieben wurde, variiert jedoch die Beleuchtungsstärke auf der Oberfläche des Dokuments stark, da die LED-Anordnung 65 als Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird. Da die Empfindlichkeit des Abtasters stark variiert, verschlechtert sich somit die Bildleseleistung. Da es notwendig ist, das Dokument 64 wie oben beschrieben in einen Abstand von der LED-Anordnung 65 zu bringen, wird die Einheit selbst außerdem groß. Deshalb wird eine größere Anzahl an LED-Chips benötigt, was die Kosten der Einheit erhöht.
Wenn die LED-Anordnung 65 näher an die Oberfläche des Dokuments 64 herangebracht wird, um ein S/N-Verhältnis zu erhöhen, wird darüber hinaus die PRNU der elektrischen Signale weiter beeinträchtigt, und zwar wegen des nachteiligen Effekts der Ausrichtung jedes der LED-Chips.
Als Nächstes wird ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen optischen Bildleseeinrichtung unter Bezugnahme auf die 21 beschrieben.
Die 21 zeigt die Ausbildung einer weiteren herkömmlichen optischen Farbbildleseeinrichtung. In 21 werden drei fluoreszierende Lampen 142R, 142G und 142B als Beleuchtungseinrichtung verwendet. Die drei fluoreszierenden Lampen 142R, 142G und 142B sind jeweils für rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht vorgesehen (im Weiteren einfach als R, G und B bezeichnet). Die fluoreszierenden Lampen 142R, 142G und 142B werden jeweils einzeln in zeitlich unterteilter Weise erleuchtet. Ein farbiger Lichtstrahl, der aus einer der jeweiligen fluoreszierenden Lampen emittiert wird, wird durch ein Dokument 141 reflektiert, um auf einer fotoelektrischen Umwandlungselement-Anordnung 144 durch eine Stablinsenanordnung 143 fokussiert zu werden. Die fotoelektrische Umwandlungselement-Anordnung 144 empfängt den fokussierten Lichtstrahl, um ihn in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Diese Tätigkeit wird abfolgend für R, G und B wiederholt, damit die Farbe des Dokuments 141 analysiert werden kann.
Bei dieser Ausgestaltung kann das Dokument 141 einheitlich in der Haupt-Scanning-Richtung beleuchtet werden. Jedoch werden die drei fluoreszierenden Lampen 142R, 142G und 142B, die jeweils R, G und B entsprechen, benötigt, was es schwierig macht, geringe Kosten und eine Reduktion der Abmessungen für die optische Farbbildleseeinrichtung zu realisieren.
Aus der EP 0 663 756 A2 und aus der EP 0 607 930 A2 sind lineare Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Lineare Beleuchtungseinrichtungen dieser Art haben jedoch keine ausreichende lineare Beleuchtungsverteilung. Aus der JP-A-6-21940 und der JP-A-7-14414 sind lineare Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lineare Beleuchtungseinrichtung und einen Direktkontakt-Bildabtaster bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden und insbesondere eine linearere Beleuchtungsverteilung bereitstellen.
Diese Aufgabe wird durch eine lineare Beleuchtungseinrichtung und einen Abtaster, jeweils gemäß den Ansprüchen 1 und 51 gelöst. Die Unteransprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 1 zeigt.
2 ist eine Lichtemissionsverteilung (Ausrichtung) der Lichtemitter nach Beispiel 1.
3 ist eine zweidimensionale Ansicht, welche das Verhalten von Lichtstrahlen zeigt, die in das Innere einer Leiteinrichtung gemäß Beispiel 1 eintreten.
4A bis 4E sind Aufsichten, die jeweils Beispiele für die Form eines Lichtstreuungsabschnittes gemäß Beispiel 1 zeigen, und die 4F ist eine Querschnittsansicht der 4E.
5 zeigt den Oberflächenzustand des Lichtstreuungsabschnittes.
6 zeigt die Form eines Endquerschnittes der Leiteinrichtung.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leiteinrichtung einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 2 zeigt.
8A ist eine perspektivische Ansicht, die eine lineare Beleuchtungsvorrichtung gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt; und die 8B ist eine Querschnittsansicht hiervon.
9A bis 9D sind Aufsichten, die jeweils Beispiele für die Form des Lichtstreuungsabschnitts gemäß Beispiel 3 zeigen, und die 9E ist eine Querschnittsansicht der 9D.
10A ist eine perspektivische Ansicht, die eine kegelstumpfförmige Leiteinrichtung einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt; und die 10B ist eine Endquerschnittsansicht hiervon.
11a bis 11F sind Aufsichten, die Beispiele für die Form einer Lichtstreuungsschicht gemäß Beispiel 4.
12A ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere kegelstumpfförmige Leiteinrichtung gemäß Beispiel 4 zeigt; und die 12B ist eine Endquerschnittsansicht hiervon.
13 zeigt einen Querschnitt der Leiteinrichtung.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine kegelförmige Leiteinrichtung gemäß Beispiel 5 zeigt.
15A zeigt eine Vorderansicht, die einen Lichtemitter darstellt, welcher in einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 6 enthalten ist; und die 15B ist eine Seitenansicht hiervon.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Ausgestaltung eines Lichtemitters in einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 6 zeigt.
17 ist eine perspektivische Ansicht, die noch eine weitere Ausgestaltung einer Leiteinrichtung einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 6 zeigt.
18A bis 18D sind Aufsichten, die jeweils Beispiele für die Form des Lichtstreuungsabschnittes gemäß Beispiel 6 zeigen; und die 18E ist eine Seitenansicht der 18D.
19 zeigt die Ausgestaltung einer herkömmlichen Zwischenbildleseeinrichtung.
20 zeigt die Ausgestaltung einer herkömmlichen LED-Anordnung, die als lineare Beleuchtungseinrichtung dient.
21 ist eine Seitenansicht, die die Ausgestaltung einer herkömmlich optischen Bildleseeinrichtung zeigt.
22A und 22B sind Querschnittsansichten, die eine herkömmliche Bildabtasteinheit zeigen.
23A und 23E sind Querschnittsansichten, die jeweils lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 7 zeigen.
24A ist eine Querschnittsansicht, die eine Modifizierung des Beispiels 7 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, aufgenommen entlang einer Haupt-Scanning-Richtung; und die 24B ist eine weitere Querschnittsansicht der linearen Beleuchtungseinrichtung, aufgenommen entlang einer Sub-Scanning-Richtung.
25A ist eine Querschnittsansicht, die eine weitere Modifizierung gemäß Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung zeigt, aufgenommen entlang einer Haupt-Scanning-Richtung; und die 25B ist eine weitere Querschnittsansicht der linearen Beleuchtungsvorrichtung, aufgenommen entlang einer Sub-Scanning-Richtung.
26A und 26B sind Querschnittsansichten, die jeweils Modifizierungen des Beispiels 7 zeigen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung mit Hilfe erläuternder Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung wird bei den Ausführungsformen realisiert, die in den 8A, 8B, 9B, 11A, 11C, 17 und 18B gezeigt sind.
Beispiel 1
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 1 wird beschrieben.
Die 1 bis 6 zeigen die Ausgestaltung einer zylindrischen linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 1. Die 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 1 zeigt. Die lineare Beleuchtungseinrichtung umfasst: eine Leiteinrichtung 1, einen Lichtstreuungsabschnitt 2 und Lichtemitter 3. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Leiteinrichtung 1 Endflächen 4a und 4b und eine Lichtemissionsfläche 5. Die 2 zeigt eine Lichtemissionsverteilung (Ausrichtung) der Lichtemitter 3. Die 3 zeigt zweidimensional das Verhalten der Lichtstrahlen, die in das Innere der Leiteinrichtung 1 eintreten. Die 4A bis 4E zeigen Beispiele für die Form des Lichtstreuungsabschnittes 2, der an der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist. 5 zeigt den Oberflächenzustand des Lichtstreuungsabschnitts 2, der auf der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist. Die 6 zeigt die Form eines Querschnitts der Leiteinrichtung 1. In allen oben genannten Zeichnungen werden dieselben Bauteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Die Funktion der linearen Beleuchtungseinrichtung mit der obigen Ausgestaltung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Im Beispiel 1 ist eine zylindrische lineare Beleuchtungseinrichtung als ein Beispiel einer säulenförmigen linearen Beleuchtungseinrichtung der Einfachheit halber dargestellt.
Die Leiteinrichtung 1 ist durch Spritzguss oder Extrusion aus einem Material hergestellt, das eine Lichtdurchlässigkeit von 80% oder höher hat (gemäß dem ASTM-Messverfahren D1003), sowie einen Brechungsindex im Bereich von 1,4 bis 1,7. Als ein solches Material kann beispielsweise ein Harz, wie zum Beispiel ein Acrylharz, Polycarbonatharz, Polystyrenharz oder Polyvinylchlorid oder ein lichtdurchlässiges Material, wie zum Beispiel Glas verwendet werden. Der Lichtstreuungsabschnitt 2 ist an einem Teil einer zylindrischen Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet. Da die Oberfläche der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes 2 glatt sein sollte, wird – wenn notwendig – ein Verfahren, wie zum Beispiel Polieren für die Oberfläche der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes 2 durchgeführt. Alternativ kann der Lichtstreuungsabschnitt 2 dadurch hergestellt werden, dass eine Rille an einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet und dann eine Lichtstreuungsschicht auf der Rille bereitgestellt wird.
Die Lichtemitter 3, von denen jeder ein lichtemittierendes Element, wie zum Beispiel eine lichtemittierende Diode, umfasst, sind an den Endflächen 4a und 4b angebracht und stehen mit diesen in Kontakt. Die Lichtemitter 3 haben eine Lichtemissions-Winkelverteilung (Ausrichtung), die beispielsweise im Bereich von 30 bis 150° liegen, wie in 2 gezeigt ist. Wenn die Lichtemitter 3 erleuchtet werden, gehen Lichtstrahlen, die von den Lichtemittern 3 emittiert werden, durch die Endflächen 4a und 4b hindurch, um so in das Innere der Leiteinrichtung 1 einzutreten. Innerhalb der Leiteinrichtung 1 verhalten sich die Lichtstrahlen so, wie dies in 3 gezeigt ist und zwar gemäß dem Snell'schen Gesetz, das durch die folgende Formel 1 ausgedrückt wird. Formel 1

i:: Winkel zwischen Lichtstrahlen 31, die aus dem Inneren der Leiteinrichtung in die Luft hinein wandern, und der Normalen der Oberfläche der Leiteinrichtung
r:: Brechungswinkel, wenn die Lichtstrahlen 31 in Luft emittiert werden
n_r:: Brechungsindex von Luft (d.h. 1)
n_i:: Brechungsindex er Leiteinrichtung (1,4 bis 1,7)

Spezieller werden Lichtstrahlen, welche auf die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 mit Winkeln auftreffen, die kleiner sind als ein kritischer Winkel (i₀ = sin^–1(1/n_i)), durch die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 so gebrochen, dass sie in die Luft zurückführen, wie dies als 31 in 3 gezeigt ist. Andererseits werden Lichtstrahlen, welche mit Winkeln auf die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 auftreffen, die gleich oder größer sind als der kritische Winkel, vollständig durch die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 reflektiert. Dies ist als 32 in 3 gezeigt, wo Lichtstrahlen, die durch das Innere der Leiteinrichtung 1 hindurchgehen, wiederholt vollständig durch deren Seitenflächen reflektiert werden. Wenn ein Teil der Lichtstrahlen 32 auf dem Lichtstreuungsabschnitt 2 auftreffen, wird dieser Teil der Lichtstrahlen 32 gestreut, anstatt vollständig reflektiert zu werden.
Die gestreuten Lichtstrahlen verhalten sich ebenfalls gemäß dem Snell'schen Gesetz an der Oberfläche der Leiteinrichtung 1, die das nächste Ziel der Lichtstrahlen ist. Ein Teil der gestreuten Lichtstrahlen, deren Einfallswinkel bezüglich der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 kleiner ist als der kritische Winkel, tritt in die Luft hinaus aus, um so als Beleuchtungslichtstrahlen 34 zu dienen. Andererseits wird der verbleibende Teil der Lichtstrahlen, deren Einfallswinkel bezüglich der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 gleich oder größer ist als der kritische Winkel, vollständig reflektiert, wie bei 33 in 3 gezeigt ist. Dasselbe Phänomen wie oben beschrieben, tritt in Längsrichtung der Leiteinrichtung auf, abhängig davon, ob das nächste Ziel des Lichtstrahles der Lichtstreuungsabschnitt 3 oder die Seitenflächen der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes 2 ist. Außerdem tritt dasselbe Phänomen wiederholt in Querschnittsrichtung der Leiteinrichtung 1 auf.
Obwohl die zylindrische Leiteinrichtung 1, wie sie in 1 gezeigt hat, als Beispiel beschrieben wurde, kann die Leiteinrichtung 1 andere Formen, wie zum Beispiel eine polygonale Säulenform haben. Ferner kann, obwohl der Lichtstreuungsabschnitt 2 an der Oberfläche der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 als ein kontinuierlicher Teil mit einer konstanten Breite ausgebildet ist, eine Breite oder eine Fläche des Lichtstreuungsabschnittes 2 variiert werden, wenn sie von beiden Enden der Leiteinrichtung 1 zu deren Mittelabschnitt läuft, um einheitliche Beleuchtungslichtstrahlen zu erhalten.
Die 4A bis 4E zeigen Beispiele anderer möglicher Formen des Lichtstreuungsabschnittes 2. Die 4A zeigen den Lichtstreuungsabschnitt 2 mit einer sich allmählich vergrößernden Breite, wenn er von beiden Endflächen 4a und 4b zum Mittelabschnitt hinläuft, wobei sie als ein kontinuierlicher Teil ausgebildet ist. Die 4B zeigt die Lichtstreuungsabschnitte 2 mit einer konstanten Breite, die an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 bei konstanten Intervallen ausgebildet sind. Die 4C zeigt die Lichtstreuungsabschnitte 2, die bei konstanten Intervallen ausgebildet sind und welche eine sich allmählich vergrößernde Breite aufweisen, wenn sie von beiden Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 zum Mittelabschnitt hin laufen. Die 4D zeigt die Lichtstreuungsabschnitte 2 mit konstanter Breite, die bei sich allmählich verkleinernden Intervallen ausgebildet sind, wenn sie von beiden Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 zum Mittelabschnitt hin laufen. Die 4e zeigt den Lichtstreuungsabschnitt 2, der an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist, für den Fall, wo eine Totalreflexionsschicht 41 an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme der Lichtausgangsfläche 5 und der Endflächen 4a und 4b ausgebildet ist, die in Kontakt mit den Lichtemittern 3 stehen. Als Totalreflexionsschicht 41 kann ein Dünnfilm aus Metall, wie zum Beispiel Palladium, Eisen, Chrom, Aluminium, Silber oder Nickel oder Legierungen hiervon verwendet werden. Alternativ wird die Totalreflexionsschicht 41 durch die Verarbeitung von Farbstoff bzw. Tinte ausgebildet, der diese Legierungsbestandteile oder Legierungspartikel enthält, und zwar durch Dampfablagerung, Sputtern, Transferieren, Plattieren, Aufstreichen, Bedrucken oder ähnliches.
Die Oberfläche des Lichtstreuungsabschnittes 2, der an der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist, kann aufgeraut werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Oberflächenzustand des Lichtstreuungsabschnittes 2 ein solcher ist, dass die mittlere Mittellinienrauigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013)a und die Maximalhöhe Rmax im Bereich von (400 bis 0,05)S gemäß den Oberflächenrauigkeiten liegt, die im JIS-Standard B0601 aufgezeigt sind. Alternativ kann der Querschnitt des Lichtstreuungsabschnittes 2 eine dreieckige Wellenform (oder Sägezahnoberfläche) mit einer Teilung im Bereich von 50 μm bis 2000 μm und einer Höhe an den Spitzen im Bereich von 20 μm bis 800 μm haben, wie in 5 gezeigt ist. In jedem Fall kann eine Lichtverwendungseffizienz im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, wo der Lichtstreuungsabschnitt 2 nicht aufgeraut oder so ausgeformt ist, dass er eine dreieckige Wellen- oder Sägezahnform hat. Durch das Aufrauen der Oberfläche des Lichtstreuungsabschnitts oder das Ausbilden des Lichtstreuungsabschnittes mit dreieckiger Wellen- oder Sägezahnform kann ein Einfallswinkel der Lichtstrahl, welche vorher durch gegenüberliegende Seitenflächen der Leiteinrichtung 1 total reflektiert wurden, gegenüber dem vorhergehenden Einfallswinkel verändert werden. Dies verhindert, dass die Lichtstrahlen, die einmal vollständig an den Seitenflächen der Leiteinrichtung 1 reflektiert werden, in der Leiteinrichtung 1 bleiben, während sie wiederholt reflektiert werden, und es verbessert deshalb die Lichtverwendungseffizienz. Demgemäß kann die Beleuchtungseffizienz ebenfalls verbessert werden.
Alternativ können in dem Fall, wo die Leiteinrichtung 1 eine zylindrische Form hat, wie in Beispiel 1 gezeigt ist, zwei Flächenabschnitte an der Lichtausgangsfläche 5 der Leiteinrichtung 1 so ausgebildet werden, dass ein Winkel, der zwischen den beiden Flächen ausgebildet wird, 90° beträgt, wie dies in der Querschnittsansicht der 6 gezeigt ist.
Wie oben beschrieben, umfasst die lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Beispiel 1 die Leiteinrichtung, die aus einem lichtdurchlässigen Material ausgebildet ist, sowie den Lichtstreuungsabschnitt, der an der Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildet ist. Die Lichtemitter sind so angeordnet, dass sie mit beiden Endflächen der Leiteinrichtung in Kontakt stehen, so dass die Lichtstrahlen, die durch die Lichtemitter emittiert werden, von beiden Endflächen her in die Leiteinrichtung eintreten. Dann wandern die Lichtstrahlen durch das Innere der Leiteinrichtung, während sie durch die Seitenflächen der Leiteinrichtung vollständig reflektiert werden. Auf der Oberfläche der Leiteinrichtung ist der Lichtstreuungsabschnitt ausgebildet, um die Lichtstrahlen, die darauf einfallen, so zu streuen, dass sie in die Luft geführt werden. Der Lichtstreuungsabschnitt ist entlang einer Längsrichtung der Leiteinrichtung angeordnet, d.h. in der Haupt-Scanning-Richtung. Als Resultat emittiert die Leiteinrichtung Licht einheitlich in der Haupt-Scanning-Richtung.
Beispiel 2
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 2 wird beschrieben.
Die 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leiteinrichtung einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 2 beschreibt. In 7 sind Bestandteile, die durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden, wie in Beispiel 1 auch dieselben Bestandteile. Jedoch unterscheidet sich die lineare Beleuchtungseinrichtung, die in 7 gezeigt ist, von derjenigen, die in 1 gezeigt ist, darin, dass eine Lichtstreuungsschicht 71 anstelle des Lichtstreuungsabschnittes 2 vorgesehen ist.
Die Lichtstreuungsschicht 71 ist aus einem lichtstreuenden Material ausgebildet, das einen höheren Brechungsindex hat als die Leiteinrichtung 1, und aus einem lichtdurchlässigen Harz mit ungefähr demselben Brechungsindex wie die Leiteinrichtung 1, auf dem Teil der Oberfläche der Leiteinrichtung 1, und zwar durch Bedrucken, Beschichten unter Verwendung einer Rollenbeschichtungsvorrichtung, Bestreichen oder ähnliches. Beispielsweise wird Titanoxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Kalziumcarbonat oder Siliziumoxid als lichtstreuendes Material verwendet und ein Siliziumharz wird als lichtdurchlässiges Harz verwendet. Alternativ kann die Lichtstreuungsschicht 71 in derselben Weise hergestellt werden, wie diejenige des Lichtstreuungsabschnittes 2, der in den 4A bis 4F gezeigt ist.
Alternativ kann die Lichtstreuungsschicht 71 auf der gesamten Oberfläche oder auf einem Teil des Lichtstreuungsabschnittes 2 ausgebildet werden. In diesem Fall werden die Lichtstrahlen wirksamer gestreut als im Vergleich mit dem Fall, wo die Oberfläche der Leiteinrichtung 1, auf welcher die Lichtstreuungsschicht 71 ausgebildet wird (die Schnittstelle zwischen der Lichtstreuungsschicht 71 und der Leiteinrichtung 1) glatt ist. Deshalb wird der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad der linearen Beleuchtungseinrichtung um 20% oder mehr verbessert.
Beispiel 3
In den Beispielen 1 und 2 geht ein großer Teil der Lichtstrahlen, die von den Lichtemittern 3 emittiert werden und in das Innere der Leiteinrichtung 1 von einer Endfläche her eintreten, nachteiligerweise aus der gegenüberliegenden Endfläche heraus, ohne auf die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 zu treffen. Deshalb dient nur ein Teil der Lichtstrahlen, die von den Lichtemittern 3 emittiert werden, als Beleuchtungslichtstrahlen 34. Mit anderen Worten werden die Lichtstrahlen, die von den Lichtemittern 3 emittiert werden, nicht vollständig genutzt, und deshalb ist es schwierig, eine Beleuchtung zu realisieren, bei der die Menge des Beleuchtungslichtes ausreicht.
Im Weiteren wird eine lineare Beleuchtungseinrichtung, welche eine ausreichende Lichtmenge als Beleuchtungslicht bereitstellen kann, als eine Vorrichtung gemäß Beispiel 3 beschrieben.
Die 8A und 8B sind eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht, die jeweils eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigen. Die lineare Beleuchtungseinrichtung im Beispiel 3 unterscheidet sich von derjenigen aus Beispiel 1 darin, dass die lineare Beleuchtungseinrichtung eine V-förmige Schnittfläche 81 aufweist. In den 8A und 8B werden dieselben Bestandteile wie in 1 durch dieselben Bezugszeichen, wie in 1 bezeichnet. Obwohl die Lichtemitter 3 so angeordnet sind, dass sie in Kontakt mit den Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 stehen, wie dies in 1 gezeigt ist, werden die Lichtemitter 3 in den 8A und 8B der Einfachheit halber weggelassen.
Die V-förmige Schnittfläche 81 wird ausgebildet durch das Schneiden der zylindrischen Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 in einer solchen Weise, dass sowohl eine Breite als auch eine Tiefe der Schnittfläche allmählich größer werden, wenn sie sich dem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung 1 von den Endflächen 4a und 4b her nähert und im Mittelabschnitt maximal groß wird.
Die Funktion der linearen Beleuchtungseinrichtung mit dem obigen Aufbau wird im Weiteren beschrieben.
Wenn die Lichtemitter 3 erleuchtet werden, treten Lichtstrahlen, die durch die Lichtemitter 3 emittiert werden, in das Innere der Leiteinrichtung 1 von den Endflächen 4a und 4b her ein. Dann verhalten sich die Lichtstrahlen, welche auf die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 treffen, in derselben Weise wie diejenigen bei der linearen Beleuchtungseinrichtung aus dem Beispiel 1, um so als Beleuchtungslichtstrahlen 34 zu dienen. Ein großer Teil der Lichtstrahlen, die nicht auf die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 treffen, fallen auf die V-förmige Schnittfläche 81, die an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist. Auf der gesamten Oberfläche oder auf einem Teil der Oberfläche der V-förmigen Schnittfläche 81 ist der Lichtstreuungsabschnitt 2 ausgebildet. Deshalb werden Lichtstrahlen, die auf die V-förmige Schnittfläche 81 fallen, ebenfalls gestreut, so dass ein Teil von ihnen den Lichtleiter 1 als Beleuchtungslichtstrahlen 34 verlässt. Auf diese Weise können im Beispiel 3 die Lichtstrahlen, die durch die Lichtemitter 3 emittiert werden, wirksamer als beim Beispiel 1 und 2 zur Beleuchtung verwendet werden.
Im Beispiel 3 ist der Lichtstreuungsabschnitt 2 auf der gesamten Seitenfläche der V-förmigen Schnittfläche 81 als durchgängiger Teil ausgebildet. Um Beleuchtungslichtstrahlen zu erhalten, deren Menge in der Haupt-Scanning-Richtung einheitlich ist, kann die Breite oder eine Fläche des Lichtstreuungsabschnittes 2, der auf der Seitenfläche der V-förmigen Schnittfläche 81 ausgebildet ist, variiert werden, wenn dieser sich dem Mittelabschnitt zwischen den beiden Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 nähert.
Andere mögliche Formen des Lichtstreuungsabschnittes 2 sind in den 9A bis 9D gezeigt. Die 9A zeigt die Lichtstreuungsabschnitte 2, die eine konstante Breite haben und an der Seitenfläche der V-förmigen Schnittfläche 81 bei konstanten Intervallen ausgebildet sind. Die 9B zeigt Lichtstreuungsabschnitte 2 mit allmählich ansteigender Breite, wenn sie sich dem Mittelabschnitt zwischen den beiden Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 annähern, ausgebildet an konstanten Intervallen. Die 9C zeigt Lichtstreuungsabschnitte 2 mit einer konstanten Breite bei allmählich verringerten Intervallen, wenn sie sich dem Mittelabschnitt von beiden Endflächen 4a und 4b her annähern. Die 9D zeigt einen Lichtstreuungsabschnitt 2 in dem Fall, wo eine Totalreflexionsschicht 91 auf der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes, der Lichtausgangsfläche 5 und der Endflächen 4a und 4b ausgebildet ist.
Ferner ist es möglich, den Lichtstreuungsabschnitt 2, der in den 9A bis 9D gezeigt ist, durch die Lichtstreuungsschicht 71 so wie im Beispiel 2 zu ersetzen. Alternativ kann die Lichtstreuungsschicht 71 auf der gesamten Fläche oder auf einem Teil des Lichtstreuungsabschnittes 2 ausgebildet sein, der auf der gesamten Seitenfläche oder einem Teil der V-förmigen Schnittfläche 81 ausgebildet ist.
Als Totalreflexionsschicht 91 kann ein Dünnfilm aus Metall, wie zum Beispiel Palladium, Eisen, Chrom, Aluminium, Silber oder Nickel oder Legierungen hiervon verwendet werden. Alternativ kann die Totalreflexionsschicht 41 durch die Verarbeitung von Farbstoff bzw. Tinte ausgebildet werden, welche diese Legierungsfragmente oder Legierungspartikel enthält, und zwar durch Dampfablagerung, Sputtern, Transferieren, Plattieren, Bestreichen, Bedrucken oder ähnliches.
Es ist vorzuziehen, dass die Oberflächenbeschaffenheit des Lichtstreuungsabschnittes 2, der an der Seitenfläche der V-förmigen Schnittfläche 81 ausgebildet ist, eine solche ist, dass die mittlere Mittellinien-Rauigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013)a liegt und die maximale Höhe Rmax im Bereich von (400 bis 0,05)S liegt, und zwar gemäß der Oberflächenrauigkeit, die durch den JIS-Standard B0601 aufgezeigt wird. Alternativ kann der Querschnitt des Lichtstreuungsabschnittes 2, der auf der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist, eine dreieckige Wellenform (oder eine Sägezahnoberfläche) haben, mit einer Teilung im Bereich von 500 μm bis 2000 μm und einer Höhe an den Spitzen im Bereich von 20 μm bis 800 μm. In jedem Fall kann der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad der Beleuchtungseinrichtung, wie in Beispiel 1 beschrieben, verbessert werden.
Wie oben beschrieben, wird die V-förmige Schnittfläche dadurch ausgebildet, dass die zylindrische Seitenfläche der Leiteinrichtung so geschnitten wird, dass eine Breite und eine Tiefe der Schnittfläche sich allmählich vergrößern, wenn sie sich von den Lichteinfallsflächen der Leiteinrichtung zum Mittelabschnitt hin bewegt und der Mittelabschnitt maximal wird. Mit einer solchen Ausgestaltung wird es nicht nur für Lichtstrahlen, welche auf die Seitenflächen der Leiteinrichtung auftreffen, sondern auch für einen großen Teil der Lichtstrahlen, die nicht auf die Seitenflächen der Leiteinrichtung auftreffen, möglich, durch Lichtstreuungsabschnitt und/oder -schicht gestreut zu werden. Deshalb kann die Anzahl der Lichtstrahlen, die durch das Innere der Leiteinrichtung von einer Endfläche zur gegenüberliegenden Endfläche wandern, ohne reflektiert oder gestreut zu werden, verkleinert werden, was den Ausleuchtungs-Wirkungsgrad der Beleuchtungseinrichtung erhöht.
Beispiel 4
Im Weiteren wird eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 4 beschrieben.
Die 10A ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leiteinrichtung mit Kegelstumpfform für eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt, und die 10B ist eine Querschnittsansicht hiervon. Die 11A bis 11F zeigen verschiedene Formen für eine Lichtstreuungsschicht, die an der Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildet ist. Die 13 zeigt einen Querschnitt der Leiteinrichtung. In den 10A und 10B, 11A bis 11F und 13 tragen Bestandteile, wie diejenigen, die in den vorgenannten Zeichnungen gezeigt wurden, dieselben Bezugszeichen. Obwohl die Lichtemitter 3 so angeordnet sind, dass sie mit den Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 in Kontakt stehen, werden die Lichtemitter 3 in den 10A und 10B der Einfachheit halber weggelassen.
Die Leiteinrichtung im Beispiel 4 unterscheidet sich von denjenigen aus den Beispielen 1 bis 3 darin, dass die Leiteinrichtung eine solche Kegelstumpfform hat, das eine Querschnittsfläche der Leiteinrichtung 1 sich allmählich vergrößert, wenn sie sich dem Mittelabschnitt von den beiden Enden 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 nähert, und im Mittelabschnitt minimal wird, mit einer Fläche von 70% oder weniger der Querschnittsfläche einer der Endflächen 4a und 4b. Eine solche Kegelstumpfform der Leiteinrichtung verbessert die Einheitlichkeit in der Haupt-Scanning-Richtung im Vergleich mit den Formen im Beispiel 1 bis 3.
Obwohl die kegelstumpfförmige Leiteinrichtung als günstiges Beispiel beschrieben worden ist, kann die Leiteinrichtung eine solche polygonale Kegelstumpfform haben, dass eine Querschnittsfläche allmählich größer wird, wenn sie sich dem Mittelabschnitt von beiden Endflächen der Leiteinrichtung her nähert und im Mittelabschnitt minimal wird, während die Querschnittsform gleich derjenigen der Endfläche gehalten wird.
Die Funktion der Leiteinrichtung der linearen Beleuchtungseinrichtung mit dem obigen Aufbau wird nun beschrieben.
Wenn die Lichtemitter beleuchtet werden, treten Lichtstrahlen in das Innere der Leiteinrichtung 1 von beiden Endflächen 4a und 4b her ein. Die Lichtstrahlen werden in derselben Weise reflektiert und gestreut, wie bei der linearen Beleuchtungseinrichtung, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde. Außerdem werden die Lichtstrahlen, die von einer Endfläche zur gegenüberliegenden Endfläche wandern, allmählich geschärft, während sie sich zum Mittelabschnitt hin bewegen. Deshalb kann die Menge der Beleuchtungslichtstrahlen 34, die von einem Abschnitt in der Umgebung des Mittelabschnitts der Leiteinrichtung emittiert werden, erhöht werden, wodurch der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad verbessert und eine Uneinheitlichkeit der Beleuchtung eliminiert wird.
Wie oben beschrieben, hat die Leiteinrichtung 1 eine solche Kegelstumpfform, dass ein Querschnitt sich allmählich verkleinert, wenn er sich dem Mittelabschnitt zwischen beiden Endflächen nähert und im Mittelabschnitt minimal wird. Die Leiteinrichtung 1 umfasst den Lichtstreuungsabschnitt 2, der an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist. Mit einer solchen Form und Ausbildung kann die Menge der Beleuchtungslichtstrahlen, die aus einem Abschnitt in der Umgebung des Mittelabschnittes aus der Leiteinrichtung austritt, erhöht werden. Als Resultat kann der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad erhöht werden, während die Uneinheitlichkeit der Beleuchtung verringert wird.
Der Lichtstreuungsabschnitt 2 mit konstanter Breite ist an dem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 als durchgehender Teil in 10A ausgebildet. Um Beleuchtungslichtstrahlen zu erhalten, deren Menge in der Haupt-Scanning-Richtung (der Längsrichtung) einheitlich ist, kann jedoch die Breite oder die Fläche des Lichtstreuungsabschnittes 2 von beiden Endflächen her zum Mittelabschnitt der Leiteinrichtung 1 hin variiert werden.
Die 11A bis 11B zeigen andere mögliche Formen für den Lichtstreuungsabschnitt 2. Die 11A zeigt den Lichtstreuungsabschnitt 2 mit allmählich ansteigender Breite, wenn er sich dem Mittelabschnitt von beiden Enden 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 nähert, wobei er als durchgehender Teil ausgebildet ist. Die 11B zeigt Lichtstreuungsabschnitte 2 mit einer konstanten Breite, welche bei konstanten Intervallen ausgebildet sind. Die 11C zeigt Lichtstreuungsabschnitte 2 mit allmählich ansteigender Breite, wenn sie sich dem Mittelabschnitt zwischen beiden Enden 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 nähern, wobei sie bei bestimmten Intervallen ausgebildet sind. Die 11D zeigt Lichtstreuungsabschnitte 2 mit konstanter Breite, welche bei allmählich abnehmenden Intervallen ausgebildet sind, wenn sie sich dem Mittelabschnitt von beiden Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 nähern. Die 11E zeigt einen Lichtstreuungsabschnitt 2 in dem Fall, wo eine Totalreflexionsschicht 111 an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes 2, der Lichtausgangsfläche 5 und der Endflächen 4a und 4b ausgebildet ist. Die 11F zeigt einen Lichtstreuungsabschnitt 2, der so ausgebildet ist, dass ein Verhältnis des Durchmessers eines Querschnitts der Leiteinrichtung 1 zu einer Breite des Lichtstreuungsabschnittes 2 entlang der Längsrichtung der Leiteinrichtung 1 konstant gehalten wird.
Darüber hinaus ist es möglich, den Lichtstreuungsabschnitt 2, der in den 10A und 10B gezeigt ist, durch die Lichtstreuungsschicht 71 zu ersetzen. Ferner kann die Lichtstreuungsschicht 71 auf der gesamten Seitenfläche des in den 10A und 10B gezeigten Lichtstreuungsabschnittes 2 oder auf einem Teil davon ausgebildet werden. In dem Fall der 11E wird als Totalreflexionsschicht 111 ein Dünnfilm aus Metall, wie zum Beispiel Palladium, Eisen, Chrom, Aluminium, Silber oder Nickel oder Legierungen hiervon verwendet. Alternativ kann die Totalreflexionsschicht 111 durch das Verarbeiten eines Farbstoffs oder einer Tinte ausgebildet werden, die diese Legierungsfragmente oder Legierungspartikel enthält, und zwar durch Dampfablagerung, Sputtern, Transferieren, Plattieren, Bestreichen, Bedrucken oder ähnliches.
Es ist vorzuziehen, dass die Oberflächenbeschaffenheit des Lichtstreuungsabschnittes 2, der auf der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist, eine solche ist, dass die mittlere Mittellinien-Rauigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013)a liegt, und die maximale Höhe Rmax im Bereich von (400 bis 0,05)S liegt, und zwar gemäß den Oberflächenrauigkeiten, die im JIS Standard B0601 aufgezeigt sind. Alternativ kann der Querschnitt des Lichtstreuungsabschnittes 2, der auf der Oberfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet ist, eine Dreiecks-Wellenform aufweisen (oder eine Sägezahnoberfläche), mit einer Teilung im Bereich von 50 μm bis 2000 μm und einer Höhe an den Spitzen im Bereich von 20 μm bis 800 μm. In jedem Fall kann der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad der Beleuchtungseinrichtung im Vergleich mit dem Fall gesteigert werden, wo der Lichtstreuungsabschnitt nicht aufgeraut ist oder nicht so ausgebildet ist, dass er eine Dreiecks-Wellenform oder eine Sägezahnform aufweist, wie im Beispiel 1 beschrieben wurde.
Die 12A ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere kegelstumpfförmige Leiteinrichtung 1 zeigt, und die 12B ist eine Querschnittsansicht hiervon. Anstelle der in 10A gezeigten Form, kann die Leiteinrichtung 1 eine Form haben, wie sie in 12A gezeigt ist. Wie in 12A gezeigt ist, hat die Leiteinrichtung 1 eine solche Kegelstumpfform, bei der eine Querschnittsfläche in der Längsrichtung zwischen beiden Endflächen 4a und 4b der Leiteinrichtung 1 abnimmt, wenn sie sich dem Mittelabschnitt von beiden Endflächen 4a und 4b her nähert und im Mittelabschnitt minimal wird. Ferner wird durch das Verbinden von Punkten auf dem Umfang von Querschnitten in Längsrichtung der Leiteinrichtung 1 eine gerade Linie, welche sich im Wesentlichen parallel zur Achse der Leiteinrichtung 1 erstreckt, erhalten. Die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 mit der geraden Linie wird so positioniert, dass sie dem Dokument zugewandt ist. Ein Abschnitt in der Umgebung dieser geraden Linie dient als Lichtausgangsoberfläche 5. Die gesamte Fläche oder ein Teil der anderen Seitenfläche dient als Lichtstreuungsabschnitt 2. Eine Querschnittsform der Leiteinrichtung 1 kann eine solche Form sein, bei der zwei Ebenen an der Lichtausgangsfläche 5 der Leiteinrichtung 1 ausgebildet sind, so dass sie einen Winkel von 90° zwischen sich ausbilden, wie in 13 gezeigt ist, solange die Leiteinrichtung eine Kegelstumpfform hat, wie sie im Beispiel 4 beschrieben wurde.
Um die Lichtstrahlen, welche von einer Endfläche der Leiteinrichtung 1 her eintreten und aus der anderen Endfläche austreten, ohne reflektiert oder gestreut zu werden, zu verwenden, ist es notwendig, dass die Leiteinrichtung 1 als eine Form ausgebildet wird, die erhalten wird durch das Anbringen zweier Kegel aneinander an ihren Scheiteln, so dass die Leiteinrichtung 1 eine gerade Linie aufweist, welche dem Dokument zugewandt ist, wie bei der Form, die in 12A gezeigt ist, und zwar anstatt einer Kegelstumpfform. Jedoch ist es in Hinsicht auf die Festigkeit der Leiteinrichtung 1 besser, wenn der Mittelabschnitt der Leiteinrichtung 1 eine gewisse Dicke aufweist.
Die Vergleichsdaten zwischen den linearen Beleuchtungseinrichtungen, die in den 12A und 12B gemäß Beispiel 4 gezeigt sind, und einer herkömmlichen linearen Beleuchtungseinrichtung werden aufgezeigt. Bei der linearen Beleuchtungseinrichtung, die in den 12A und 12B gezeigt ist, ist ein Durchmesser jeder der Endflächen 4a und 4b 5 mm, ein Durchmesser eines Querschnitts im Mittelabschnitts ist 2,7 mm, eine Breite der Lichtstreuungsschicht ist 1 mm und eine Tiefe einer Rille ist 0,5 mm.
[Tabelle 1]
Wie oben beschrieben, umfasst eine lineare Beleuchtungseinrichtung nach den Beispielen 1 bis 4 Lichtemitter an Endflächen einer Leiteinrichtung, die aus lichtdurchlässigem Material hergestellt ist. Die Leiteinrichtung hat eine Säulenform oder eine Kegelstumpfform. Ferner ist eine V-förmige Schnittfläche oder eine Rille an mindestens einer Oberfläche der Leiteinrichtung ausgebildet. Die V-förmige Schnittfläche oder eine Rille wird so behandelt, dass sie eine aufgeraute Fläche oder eine Dreiecks-Wellenform aufweist, um einen Lichtstreuungsabschnitt auszubilden. Als Resultat wird eine Uneinheitlichkeit der Ausleuchtung in der Haupt-Scanning-Richtung auf der Oberfläche des Dokuments, das ausgeleuchtet werden soll, eliminiert. Deshalb kann die Beleuchtung erhöht werden, ohne die Einheitlichkeit der Beleuchtung zu verschlechtern, und zwar sogar, wenn die lineare Beleuchtungseinrichtung sehr nahe an die Oberfläche des Dokuments herangeführt wird. Da die lineare Beleuchtungseinrichtung sehr nahe an die Oberfläche des Dokuments herangeführt werden kann, kann der Einsatz der linearen Beleuchtungseinrichtung nach Beispiel 1 bis 4, die bei einem Beleuchtungssystem der optischen Bildleseeinrichtung verwendet wird, zur Verringerung der Abmessungen der gesamten Einrichtung beitragen. Somit ist es möglich, die lineare Beleuchtungseinrichtung in Maschinen einzubauen, die kompakt sein müssen, wie zum Beispiel tragbare Faxgeräte. Außerdem kann, weil die Anzahl der Bauteile für die Lichtemitter verringert werden kann, eine Kostenreduktion realisiert werden.
Beispiel 5
Unter Bezugnahme auf die 14 wird das Beispiel 5 für die Beleuchtungseinrichtung beschrieben. Der Einfachheit halber wird der Lichtemitter 3 in 14 weggelassen.
Die obigen Beispiele 1 bis 4 zeigen den Fall, wo Licht in die Leiteinrichtung 1 eintritt, die so bereitgestellt wird, dass sie sich entlang der Haupt-Scanning-Richtung erstreckt und zwar von beiden Endflächen her. Andererseits tritt im Beispiel 5 Licht von einer Endfläche her in die Leiteinrichtung ein. Um zu bewirken, dass das Licht von einer der Endflächen her eintritt und ein einheitliches Ausleuchtungslicht in der Haupt-Scanning-Richtung zu erzielen, wird ins Auge gefasst, dass die Leiteinrichtung 1 als Kegelform ausgebildet wird, wie in 14 gezeigt ist. In 14 und in dem Fall, wo die Leiteinrichtung 1 eine solche Form hat, dass die Seitenfläche eine gerade Linie parallel zur Längsrichtung der Leiteinrichtung 1 aufweist, und Lichtstrahlen aus der Umgebung der geraden Linie emittiert werden, wird der Lichtstreuungsabschnitt 2 oder die Lichtstreuungsschicht 71 an der Position vorgesehen, die der geraden Linie im Wesentlichen zugewandt ist. Das Licht, welches in die Leiteinrichtung 1 eintritt, verhält sich in derselben Weise, wie gemäß Beispiel 1 beschrieben, um aus einem Abschnitt 5 in der Umgebung der geraden Linie auszutreten.
In dem Fall, wo das Licht von nur einer Endfläche der Leiteinrichtung 1 her eintritt, die sich in der Haupt-Scanning-Richtung erstreckt, ist die Form der Leiteinrichtung 1 nicht auf diejenige, die in 14 gezeigt ist, beschränkt. Alternativ kann die Leiteinrichtung 1 eine solche Form haben, dass die Leiteinrichtung 1, wie sie in den Beispielen 1 bis 4 oben gezeigt wurde, im Mittelabschnitt geschnitten wird und eine Schnittfläche zu einer reflektiven Fläche oder einer Spiegelfläche gemacht wird.
Wenn das Licht von einer der Endflächen der Leiteinrichtung 1 eingebracht wird, wie im Beispiel 5 gezeigt ist, kann das Verhältnis der Länge des Teils, der tatsächlich dazu in der Lage ist, Beleuchtungslicht zu emittieren, zu der Länge der gesamten Beleuchtungseinrichtung in Längsrichtung im Vergleich zum Beispiel 1 bis 4 erhöht werden. Dies liegt darin, dass der Teil, der nicht zur Beleuchtung in der Beleuchtungseinrichtung beiträgt, verkleinert wird. Da nur ein emittiertes Licht bei der Ausgestaltung nach Beispiel 5 ausreicht, kann darüber hinaus die Anzahl der Lichtemitter, wie zum Beispiel der LED-Chips, verringert werden.
Ferner wird das Licht, das von einer Endfläche der Leiteinrichtung 1 her eintritt, geschärft, wenn es zur anderen Fläche in der Form wandert, die in 14 gezeigt ist. Das Licht, das auf die andere Endfläche auftrifft, wird in anderer Form reflektiert. Somit kann das Licht, das von einer Endfläche her eintritt und aus der anderen Endfläche austritt, ohne reflektiert und gestreut zu werden, eliminiert werden. Deshalb kann gemäß Beispiel 5 der Licht-Ausleuchtungs-Wirkungsgrad für das Licht, das vom Lichtemitter emittiert wird, weiter gegenüber demjenigen in den Beispielen 1 bis 4 erhöht werden.
Beispiel 6
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 6 wird unten unter Bezugnahme auf die 15A bis 15B beschrieben. Während ein lichtemittierendes Element, welche Licht in einem bestimmten Wellenlängenband emittiert, bei einem der Lichtemitter 3 in den Beispielen 1 bis 5 vorgesehen ist, sind lichtemittierende Elemente 21, 22 und 23, die jeweils R-, G- und B-Licht emittieren, in einem einzigen Lichtemitter 3 beim Beispiel 6 vorgesehen, wie in den 15A und 15B gezeigt ist. Bis auf diesen Punkt gleicht das Beispiel 6 dem Beispiel 1. Deshalb wird die Beschreibung der Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung des Beispiels 6 weggelassen.
Die lichtemittierenden Elemente 21, 22 und 23 werden abfolgend in zeitunterteilter Weise erleuchtet, wodurch Lichtstrahl der jeweiligen Farbe in zeitunterteilter Weise als Beleuchtungslichtstrahlen 34 emittiert werden. Anstelle der abfolgenden Erleuchtung des Rotlicht emittierenden Elements 21, des Grünlicht emittierenden Elements 22 und des Blaulicht emittierenden Elements 23, die in jedem der Lichtemitter 3 enthalten sind, in einer zeitunterteilten Weise, können die Elemente 21, 22 und 23 gleichzeitig erleuchtet werden. In diesem Fall ist ein Farbfilter vor einem Lichtaufnahmeabschnitt (nicht gezeigt) zur Aufnahme des reflektierten Lichtes vom Dokument vorgesehen, um das Licht in die jeweiligen Farben zu trennen.
Ferner kann anstelle der Lichtemitter 3, die so ausgestaltet sind, dass sie das Rotlicht emittierende Element 21 und das Grünlicht emittierende Element 22 und das Blaulicht emittierende Element 23 umfassen, wie in 2 gezeigt ist, ein Lichtemitter unabhängig für jede Farbe ausgebildet werden. In einem solchen Fall, wie in 7 gezeigt, können ein Rotlichtemitter 71, ein Grünlichtemitter 72 und ein Blaulichtemitter 73 in abfolgender Weise in engen Kontakt mit der Leiteinrichtung 1 gebracht werden und zwar durch das Drehen eines Substrats 74, auf welchem drei Lichtemitter 72, 73 und 74 vorgesehen sind, wodurch die drei Lichtemitter abfolgend erleuchtet werden. In diesem Fall können der Rotlichtemitter 71, der Grünlichtemitter 72 und der Blaulichtemitter 73 jeweils LEDs sein, die ihre eigene Farbe aufweisen.
Wie in Beispiel 1 ist gemäß Beispiel 6 der Lichtstreuungsabschnitt 2 für die Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 vorgesehen, die aus lichtdurchlässigem Material hergestellt ist. Dann werden die Lichtemitter 3 so angeordnet, dass sie in Kontakt mit den Lichtauftreffsoberflächen (den Endflächen) 4a und 4b sind, welche die Achse der Leiteinrichtung 1 senkrecht schneiden, um so die lichtemitierenden Elemente für die drei Farben des Lichtemitters 3 in einer zeitunterteilten Weise zu erleuchten. Deshalb existiert für jede Farbe immer eine Gruppe zahlloser Lichtstrahlen, welche durch die Grenze zwischen dem Inneren der Leiteinrichtung 1 und der Luft reflektiert werden, um so durch das Innere der Leiteinrichtung 1 zu wandern, und eine andere Gruppe zahlloser Lichtstrahlen, die durch den Lichtstreuungsabschnitt 2 so gestreut werden, dass sie in die Luft geführt werden. Folglich werden Lichtstrahlen, die frei von einer Ausleuchtungs-Uneinheitlichkeit sind, von der Lichtausgangsfläche 5 der Leiteinrichtung 1 in zeitunterteilter Weise abgestrahlt. Als Resultat wird ein Farbdokument, das auf die optische Farbbildleseeinrichtung gelegt wird, einheitlich für jede Farbe beleuchtet.
Ferner kann durch eine Modifizierung des Beispiels 6 eine Lichtstreuungsschicht 81 bereitgestellt werden, wie in Beispiel 2. Bei dieser Ausbildung kann für den Fall, wo die drei lichtemittierenden Elemente 21, 22 und 23 in jedem Lichtemitter 3 vorgesehen sind, wie in den 15A und 15B gezeigt ist, und für den Fall, wo der Lichtemitter unabhängig für jede Farbe vorgesehen ist, wie in 16 gezeigt ist, ein Licht jeder Farbe wirksam gestreut werden. Als Resultat kann ein Beleuchtungs-Wirkungsgrad für die lineare Beleuchtungseinrichtung um 20% oder mehr erhöht werden.
Als Nächstes wird eine weitere Modifizierung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel 6 beschrieben. Bei dieser Modifizierung ist, wie im Beispiel 3, eine V-förmige Schnittfläche 121 an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet, wie in 16 gezeigt ist. Die V-förmige Schnittfläche 121 wird ausgebildet durch das Schneiden der zylindrischen Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 in einer Weise, dass sowohl die Breite als auch die Tiefe der Schnittfläche allmählich ansteigt, wenn sie sich dem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung 1 zwischen den Endflächen 4a und 4b nähert und im Mittelabschnitt maximal wird. Der Lichtstreuungsabschnitt 2 wird über die gesamte Oberfläche der V-förmigen Schnittfläche 121 ausgebildet. Der Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1, welche der V-förmigen Schnittfläche 121 zugewandt ist, dient als Lichtausgangsfläche 5. Alternativ kann der Lichtstreuungsabschnitt 2 als ein Muster ausgebildet werden, wie es in einer der 18A bis 18C gezeigt ist und zwar auf einem Teil der V-förmigen Schnittfläche 121. Alternativ kann eine Totalreflexionsschicht 131 an der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 mit Ausnahme der V-förmigen Schnittfläche 121 und der Lichtausgangsfläche 5 vorgesehen werden. Ferner arbeitet die Beleuchtungseinrichtung gemäß dieser Modifizierung in den 17 und 18A bis 18D ebenfalls dann, wenn der Lichtstreuungsabschnitt 2 durch die Lichtstreuungsschicht 71 ersetzt wird, wie in Beispiel 2 beschrieben wird. Wenn die Lichtstreuungsschicht 71 auf der gesamten Oberfläche oder einem Teil des Lichtstreuungsabschnittes 2 ausgebildet wird, kann der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad weiter verbessert werden. Als Material für die Totalreflexionsschicht 131 kann jedwedes der Materialien verwendet werden, die für die obigen Beispiele als Materialien der Totalreflexionsschicht beschrieben wurden.
Auch bei dieser Modifizierung kann, wenn die Oberfläche des Lichtstreuungsabschnittes 2 aufgeraut oder als eine Dreiecksform (Sägezahnoberfläche) ausgebildet wird, wie oben beschrieben wurde, der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad weiter verbessert werden.
Ferner kann, wie im Beispiel 4 beschrieben, die Leiteinrichtung 1 eine Form haben, die erhalten wird durch das Befestigen zweier Kegelstümpfe an ihren Endflächen mit den kleineren Durchmessern. Bei einer solchen Form kann die Menge des Beleuchtungslichtes, die aus der Lichtausgangsoberfläche 5 in die Umgebung der Leiteinrichtung 1 emittiert wird, im Vergleich mit der Leiteinrichtung 1 erhöht werden, die lediglich eine V-förmige Schnittfläche verwendet. Der Grund hierfür ist der folgende: Da eine Querschnittsfläche der Leiteinrichtung 1 allmählich abnimmt, wenn sie sich von den Endflächen 4a und 4b zum Mittelabschnitt hin bewegt, werden die Lichtstrahlen, die von den Endflächen 4a und 4b zum Mittelabschnitt hin wandern, allmählich geschärft. Als Resultat wird die Einheitlichkeit der Beleuchtung weiter verbessert. Auch in dem Fall, wo die Leiteinrichtung 1 eine solche Form hat, können der Lichtstreuungsabschnitt 2 und/oder die Lichtstreuungsschicht 71 in gleicher Weise ausgebildet werden.
Wie oben beschrieben, umfasst die lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: Die säulenförmige Leiteinrichtung, die aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist; den Lichtstreuungsabschnitt, der auf mindestens einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildet ist; und den Lichtemitter, der in der Umgebung beider Endflächen vorgesehen ist, welche die Achse der Leiteinrichtung annähern queren. Das Licht, das aus dem Lichtemitter emittiert wird, kann in das Innere der Leiteinrichtung eintreten. Dann wird das Licht, welches in die Leiteinrichtung 1 eintritt, wiederholt reflektiert, bis das Licht den Lichtstreuungsabschnitt 2 erreicht. Wenn das Licht den Lichtstreuungsabschnitt 2 erreicht, wird das Licht durch den Lichtstreuungsabschnitt 2 gestreut, um so aus der Fläche nach außen auszutreten, die den Lichtstreuungsabschnitt 2 zugewandt ist. Der Lichtstreuungsabschnitt 2 ist als ein kontinuierlicher Teil oder partiell entlang der Längsrichtung der Leiteinrichtung 1 vorgesehen. Deshalb ist das Licht, das aus der Leiteinrichtung 1 austritt, in der Längsrichtung der Leiteinrichtung 1, d.h. in der Haupt-Scanning-Richtung, einheitlich.
Der Lichtemitter ist so aufgebaut, dass rot (Wellenlänge im Bereich von 600 nm bis 700 nm), grün (Wellenlänge im Bereich von 500 nm bis 600 nm) und blau (Wellenlänge im Bereich von 400 nm bis 500 nm) abwechselnd in einer zeitlich unterteilten Weise erleuchtet werden. Das Farblicht, das aus den Lichtemittern austritt, tritt in das Innere der Leiteinrichtung von den Endflächen her ein und verhält sich gemäß dem Snell'schen Gesetz.
Spezieller gehen die Lichtstrahlen, welche auf die Seitenfläche der Leiteinrichtung mit Winkeln auftreffen, die kleiner sind als der kritische Winkel, durch die Seitenfläche der Leiteinrichtung hindurch, um so in die Luft auszutreten. Andererseits gehen die Lichtstrahlen, deren Einfallswinkel außerhalb des kritischen Winkels liegen, nicht durch die Seitenfläche der Leiteinrichtung hindurch und sie werden wiederholt vollständig an der Grenze zwischen der Leiteinrichtung und der Luft reflektiert. Wenn ein Teil der Lichtstrahlen auf den Lichtstreuungsabschnitt trifft, wird dieser Teil der Lichtstrahl gestreut anstatt vollständig reflektiert zu werden. Die gestreuten Lichtstrahlen verhalten sich gemäß dem Snell'schen Gesetz an der Grenze zwischen der Leiteinrichtung und der Luft, die das nächste Ziel der gestreuten Lichtstrahlen ist. Die gestreuten Lichtstrahlen, welche mit Winkeln an diesem nächsten Ziel ankommen, die kleiner sind als der kritische Winkel, gehen aus der Lichtausgangsfläche in die Luft hinein, um so als Beleuchtungslichtstrahlen mitzuwirken. Da das gleiche Phänomen unzählige Male in allen Richtungen der Querschnitte senkrecht zur Achse der Leiteinrichtung wiederholt wird, werden die Beleuchtungslichtstrahlen, die aus der Lichtausgangsfläche austreten, annähernd einheitlich in Axialrichtung (Längsrichtung) der Leiteinrichtung. Die Lichtstrahlen mit Farben, die jeweils R, G und B entsprechen, werden in einer zeitunterteilten Weise abgestrahlt, und die Farben eines Farbdokuments können auf der Beleuchtungsseite unterschieden werden.
Die Leiteinrichtung ist so aufgebaut, dass eine Form eines Querschnittes, der senkrecht zur Achse der Leiteinrichtung liegt, annähern kreisförmig oder polygonal ist, und eine Fläche des Querschnitts ist konstant. Als Resultat wird die Form der Leiteinrichtung vereinfacht, um ihre Herstellung zu vereinfachen. Außerdem wird die annähernd V-förmige Schnittfläche ausgebildet durch das Schneiden der Seitenfläche der Leiteinrichtung in schräger und planarer Weise, so dass eine Breite der Schnittfläche allmählich ansteigt, wenn sie sich von den Lichteingangsflächen wegbewegt. Dann wird der Lichtstreuungsabschnitt auf der annähernd V-förmigen Schnittfläche ausgebildet. Als Resultat kann die Menge des Lichtes, welches an einer Endfläche eintritt und von der anderen ausleckt, reduziert werden, um so den Ausleuchtungs-Wirkungsgrad zu verbessern. Alternativ kann die Leiteinrichtung eine annähernd kegelstumpfförmige Form oder eine annähernd säulenstumpfförmige Polygon-Form annehmen und zwar in der Weise, dass die Form eines Querschnitts senkrecht zur Achse annähern kreisförmig oder polygonal ist und eine Fläche des Querschnitts sich allmählich verkleinert, wenn sie sich von beiden Endflächen der Leiteinrichtung her dem Mittelabschnitt nähert, um dort minimal zu werden. Auch in diesem Fall kann die Menge der Lichtstrahlen, welche in das Innere der Leiteinrichtung von einer Endfläche der Leiteinrichtung her eintreten und an der anderen Endfläche nach außen leckt, reduziert werden, wodurch der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad verbessert wird. Ferner wird durch das Verbinden an einem Punkt an einem Außenumfang jedes Querschnitts, der die Achse senkrecht schneidet, durch eine Linie parallel zur Achse der Leiteinrichtung die Lichtausgangsfläche der Leiteinrichtung annähern linear, wodurch ein linearer Bereich geschaffen wird, der durch das Beleuchtungslicht beleuchtet wird. Durch das Ausbilden zweier Ebenen in der Umgebung der Lichtausgangsfläche der Leiteinrichtung in einer Weise, dass diese annähernd 90° zwischen sich ausbilden, wird die Lichtausgangsfläche der Leiteinrichtung planar. Als Resultat kann ein Bereich, der durch das Beleuchtungslicht beleuchtet wird, planar sein.
Ferner wird durch das Ausbilden eines Lichtstreuungsabschnittes mit einer konstanten Breite auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung in Axialrichtung als kontinuierlicher Teil, oder durch das Ausbilden der Lichtstreuungsabschnitte in Axialrichtung bei konstanten Intervallen die Ausbildung der Lichtstreuungsabschnitte vereinfacht. Alternativ kann durch das Ausbilden des Lichtstreuungsabschnittes in einer solchen Weise, dass die Breite größer wird, wenn er sich von beiden Endflächen der Leiteinrichtung zum Mittelabschnitt hin bewegt, die Menge des Beleuchtungslichtes in der Umgebung des Mittelabschnittes der Leiteinrichtung 1 erhöht werden. Als Resultat kann das Phänomen, bei dem die Menge des Lichtes im Allgemeinen abnimmt, wenn es sich von dem Lichtemitter wegbewegt, reduziert werden. Alternativ kann durch das Ausbilden der Lichtstreuungsabschnitte auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung in Axialrichtung bei konstanten Intervallen, so dass eine Breite größer wird, wenn sie sich von beiden Endflächen der Leiteinrichtung her zum Mittelabschnitt hin bewegen, die Menge des Beleuchtungslichtes in der Umgebung des Mittelabschnittes der Leiteinrichtung 1 erhöht werden. Alternativ kann derselbe Effekt erzielt werden durch das Ausbilden des Lichtstreuungsabschnittes auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung in Axialrichtung bei konstanten Intervallen, so dass die Intervalle kleiner werden, wenn sie sich von beiden Endflächen der Leiteinrichtung her zum Mittelabschnitt hin bewegen. Ferner kann durch das Bereitstellen der Totalreflexionsschicht in dem Bereich außerhalb des Lichtstreuungsabschnittes und der Lichtausgangsflächen die Lichtleckage nach außen von dem Bereich mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes und der Lichtausgangsflächen eliminiert werden, um so die Menge des Beleuchtungslichtes zu erhöhen, das aus der Lichtausgangsfläche austritt, wodurch der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad erhöht wird.
Wenn die Lichtstreuungsschicht anstelle des Lichtstreuungsabschnittes bereitgestellt wird, kann in gleiche Weise ein annähernd einheitliches Beleuchtungslicht von der Lichtausgangsfläche der Leiteinrichtung emittiert werden. Durch das Bereitstellen der Lichtstreuungsschicht auf dem Gesamtlichtstreuungsabschnitt oder einem Teil davon wird die Menge des Lichtes, welches gestreut und dann gebrochen wird, um in die Luft hinein auszutreten, erhöht. Als Resultat wird der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad erhöht. Die Lichtstreuungsschicht ist aus einem Gemisch eines Lichtstreuers mit einem Brechungsindex, der größer ist als derjenige der Leiteinrichtung, und eines lichtdurchlässigen Harzes aufgebaut, das einen Brechungsindex hat, der annähernd gleich demjenigen der Leiteinrichtung ist. Deshalb können, da die Lichtstreuungsschicht annähernd dieselben Eigenschaften hat, wie die Leiteinrichtung, die Wärmewiderstandsfähigkeit, Wetterbeständigkeit und ähnliches verbessert werden. Durch das Ausbilden des Lichtemitters durch die lichtemittierende Diode, kann die Zeit, die benötigt wird, um R-, G- und B-, in zeitlich unterteilter Weise zu emittieren, verkürzt werden.
Da die lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 6 und die Modifizierungen davon die obigen Effekte aufweisen, kann eine Uneinheitlichkeit der Beleuchtung in der Haupt-Scanning-Richtung verringert werden. Ferner wird gemäß Beispiel 6 und dessen Modifizierungen die Beleuchtung mit drei Farben, d.h. R, G und B, mit einer Leiteinrichtung möglich. Deshalb kann die optische Farbbildleseeinrichtung, welche das Dokument, das gelesen werden soll, mittels der Beleuchtungseinrichtung beleuchtet, verkleinert werden. Somit ist es möglich, die lineare Beleuchtungseinrichtung in ein kompaktes Farb-Faxgerät oder Farb-Kopiergerät einzubringen, was zur Verringerung der Größe solcher Geräte beiträgt. Ferner können die Kosten gesenkt werden, da ein Beleuchtungssystem, das dazu in der Lage ist, Lichtstrahl aus R, G und B in zeitunterteilter Weise zu emittieren, in einfacher Ausgestaltung hergestellt werden kann.
Beispiel 7
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Beispiel 7 wird beschrieben. Die 23A bis 23E sind Querschnittsansichten, die jeweils lineare Beleuchtungseinrichtungen gemäß Beispiel 7 zeigen. Die 23A und 23E zeigen Querschnitte entlang der Haupt-Scanning-Richtung, und die 23B, 23C und 23D zeigen Querschnitte entlang einer Sub-Scanning-Richtung. Die Lichteinfallsfläche ist in Beispiel 7 als Dreieckswellenfläche mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung ausgebildet. Durch diese Form kann die Einheitlichkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung weiter verbessert werden. Auch in dem Falle, wo die Lichtausgangsfläche als eine Dreieckswellenfläche ausgebildet ist, anstelle der Lichteinfallsfläche, kann die Einheitlichkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung in gleicher Weise verbessert werden. Wie in 23A gezeigt ist, ist es, wenn sowohl die Lichteinfallsfläche als auch die Lichtausgangsfläche als Dreieckswellenflächen ausgebildet sind, effektiv, um die Einheitlichkeit des Beleuchtungslichtes zu verbessern. In diesem Falle können eine Höhe an einer Spitze einer Dreieckswelle, einen Winkel einer Neigung und eine Steigung der Lichteinfallsfläche und der Lichtausgangsfläche entweder dieselben sein oder sich voneinander unterscheiden. In jedem der oben beschriebenen Fälle kann eine Dreieckswellenfläche durch eine Fläche ersetzt werden, die eine Sägezahnform im Querschnitt aufweist.
Wie in 23B gezeigt ist, kann die transparente Platte 343 eine Fassform aufweisen, die sich in der Haupt-Scanning-Richtung erstreckt und sie kann so platziert werden, dass ihre gekrümmte Fläche als Lichtausgangsfläche dient. Die transparente Platte 343 ist nur in der Sub-Scanning-Richtung mit einer Linsenfunktion versehen, wenn sie eine solche Form annimmt, wodurch die Breite in der Sub-Scanning-Richtung des Lichtes, das von der transparenten Platte 343 emittiert wird, weiter reduziert wird.
Wie in 23C gezeigt ist, ist die transparente Platte 343 so ausgebildet, dass eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung schmaler in der Richtung weg von der Anordnung lichtemittierender Elemente 342 wird. Alternativ, wie in 23D gezeigt, ist die transparente Platte 343 so ausgebildet, dass eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung bis zu einem bestimmten Abstand von der Anordnung lichtemittierender Elemente 342 konstant gehalten wird, und dann allmählich abnimmt, wenn sie den bestimmten Abstand überschreitet. In jedem Fall kann, da eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung des Lichtes, das in die transparente Platte 343 eintritt, allmählich geschärft wird, eine Beleuchtung mit einer geringeren Breite in der Sub-Scanning-Richtung realisiert werden als vergleichsweise bei der Beleuchtungseinrichtung, welche die transparente Platte 343 umfasst, mit einer konstanten Breite in der Sub-Scanning-Richtung, wie beim Beispiel 10.
Ferner kann, wie in 23E gezeigt ist, ein Brechungsindex eines Teils der transparenten Platte 343 dadurch variiert werden, dass mehrere Hohlräume in der transparenten Platte 343 ausgebildet werden. Jeder der Hohlräume kann beispielsweise eine zylindrische Form oder eine dreieckige Prismenform aufweisen, die sich in der Sub-Scanning-Richtung erstreckt. In dem Fall, wo der Hohlraum eine dreieckige Prismenform aufweist, sind die Hohlräume so ausgebildet, dass eine Seitenfläche der Lichteinfallsfläche der transparenten Platte 343 gegenüberliegt und eine Kante (die einer Spitze eines dreieckigen Querschnitts entspricht), welche der Seitenfläche gegenüberliegt, näher an der Lichteinfallsfläche als an der Seitenfläche liegt. In dieser Weise wird durch das Bereitstellen der Hohlräume mit einer Säulenform, die sich in der Sub-Scanning-Richtung in der transparenten Platte 343 erstrecken, das Licht in der transparenten Platte 343 gestreut. Deshalb kann ein Beleuchtungslicht, das in der Haupt-Scanning-Richtung einheitlicher ist, erhalten werden.
Im Weiteren werden zwei Modifizierungen des Beispiels 7 unter Bezugnahme auf die 24A bis 24B beschrieben. Bei diesen Modifizierungen wird die transparente Platte 343 aus dem Beispiel 7 durch die transparenten Platten 343a und 343b ersetzt. Jede der transparenten Platten 343a und 343b hat im Wesentlichen dieselbe Länge wie das Schaltungssubstrat 341, und zwar sowohl in der Längsrichtung (Haupt-Scanning-Richtung) als auch in der Seitenrichtung (der Sub-Scanning-Richtung) des Schaltungssubstrats 341. In der Richtung senkrecht zur Haupt-Scanning-Richtung und der Sub-Scanning-Richtung ist eine Gesamtlänge, die erhalten wird durch das Addieren der Länge der transparenten Platte 343a zu der Länge der transparenten Platte 343b im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen der Anordnung der LED-Chips 342 und dem Dokument, das durch die lineare Beleuchtungseinrichtung beleuchtet werden soll.
Bei einer Modifizierung ist die Lichtausgangsfläche der transparenten Platte 341a, welche der Fläche neben den LED-Chips 342 gegenüberliegt, als eine Dreieckswellenfläche mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung ausgebildet, wie durch 344a in 24A angezeigt. Aufgrund dieser Form kann die Einheitlichkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung verbessert werden, wie in Beispiel 1 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben wurde. Bei einer anderen Modifizierung ist die Lichteinfallsfläche der transparenten Platte 343b, welche neben der transparenten Platte 343a liegt, als Dreieckswellenfläche mit vorbestimmtem Winkel und vorbestimmter Teilung ausgebildet, wie durch 344b in 25A angezeigt ist. Deshalb kann die Einheitlichkeit des Beleuchtungslichts, das aus der Fläche gegenüber der Dreiecks-Wellenfläche 344b austritt, ebenfalls verbessert werden. Alternativ können sowohl die Lichtaustrittsfläche 344a der transparenten Platte 343a als auch die Lichteinfallsfläche 344b der transparenten Platte 343b als Dreieckswellenfläche ausgebildet werden. In diesem Fall können die Höhe an der Spitze der Dreieckswelle, der Winkel einer Neigung und eine Teilung der Lichteinfallsfläche und der Lichtaunfallsfläche entweder dieselben sein oder sich voneinander unterscheiden. In jedem der oben beschriebenen Fälle kann die Dreieckswellenfläche durch eine Fläche ersetzt werden, die eine Sägezahnform im Querschnitt aufweist.
Wie in 26A gezeigt ist, kann die transparente Platte 343b eine Fassform haben, die sich in der Haupt-Scanning-Richtung erstreckt, und sie kann so platziert werden, dass ihre gebogene Fläche als Lichtaustrittsfläche dient. Die transparente Platte 343b ist nur in der Sub-Scanning-Richtung mit einer Linsenfunktion versehen, indem sie eine solche Form annimmt, wodurch eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung des Lichtes, das von der transparenten Platte 343b emittiert wird, weiter reduziert wird.
Wie in 26B gezeigt ist, sind beide transparente Platte 343a und 343b so ausgebildet, dass eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung in der Richtung weg von der Anordnung lichtemittierende Elemente 342 schmaler wird. Alternativ können die transparenten Platten 343a und 343b so ausgebildet werden, dass eine Breite einer transparenten Platte in der Sub-Scanning-Richtung konstant gehalten wird, während eine Breite der anderen transparenten Platte in der Sub-Scanning-Richtung allmählich in Richtung weg von den LED-Chips 342 abnimmt. Im letzten Fall hat die Lichteinfallsfläche der transparenten Platte 343b eine schmalere Breite als diejenige der Lichtaustrittsfläche der transparenten Platte 343a. In jedem Fall kann, da eine Breite in die Sub-Scanning-Richtung des durch die LED-Chips 342 emittierten Lichtes allmählich geschärft wird, die Beleuchtung mit einer geringeren Breite in der Sub-Scanning-Richtung realisiert werden.
Auch in dem Fall, wo zwei transparente Platten verwendet werden, um das Licht, das von den LED-Chips 342 emittiert wird, in der Haupt-Scanning-Richtung zu erweitern, kann darüber hinaus ein Brechungsindex eines Teils mindestens einer der transparenten Platten 343a und 343b variiert werden, und zwar durch das Ausbilden mehrerer Hohlräume darin. In diesem Fall kann, obwohl sowohl die Lichtaustrittsfläche der transparenten Platte 343a als auch die Lichteintrittsfläche der transparenten Platte 343b flach sind, der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad aufgrund der Streuung des Lichtes durch die Hohlräume verbessert werden. Jeder der Hohlräume kann beispielsweise eine zylindrische Form oder eine dreieckige Prismenform haben, die sich in der Sub-Scanning-Richtung erstreckt. In dem Fall, wo der Hohlraum eine Dreiecks-Prismenform aufweist, werden die Hohlräume so ausgebildet, dass eine Seitenfläche der Lichteinfallsfläche der transparenten Platte 343a gegenüberliegt und eine Kante (die einer Spitze eines dreieckigen Querschnitts entspricht), welche der Seitenfläche gegenüberliegt, näher an der Lichteinfallsfläche liegt als die Seitenfläche. Auf diese Weise wird durch die Bereitstellung der Hohlräume mit einer Säulenform, die sich in der Sub-Scanning-Richtung in mindestens einer der transparenten Platten 343a und 343b erstreckt, Licht beim Durchgang gestreut, was zu einer Verbesserung des Ausleuchtungs-Wirkungsgrades und der Einheitlichkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung führt.
Auch bei den Modifizierungen des Beispiels 7, wenn Hohlräume auf dem Substrat 341 ausgebildet werden und lichtstreuende Elemente dann auf den Bodenflächen der Hohlräume befestigt werden, nachdem die Bodenflächen und die Umfänge der Hohlräume zu Spiegelflächen oder reflektierenden Flächen gemacht wurden, kann zusätzlich die Einheitlichkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung sowie der Ausleuchtungs-Wirkungsgrad verbessert werden.
Verschiedene andere Modifizierungen werden für Fachleute offensichtlich sein und sind ohne Weiteres von diesen durchführbar, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen.
Demgemäß soll der Umfang der anliegenden Ansprüche nicht auf die hier vorgebrachte Beschreibung beschränkt sein, sondern die Ansprüche sind breit auszulegen.

Claims

Beleuchtungseinrichtung mit: einer Leiteinrichtung (1) aus lichtdurchlässigem Material, die sich in einer ersten Richtung erstreckt, wobei sie eine Seitenfläche und mindestens eine Stirnfläche (4a, 4b) aufweist; einer Lichtemissionseinrichtung (3), die es Licht gestattet, in das Innere der Leiteinrichtung (1) von der mindestens einen Stirnfläche (4a, 4b) der Leiteinrichtung (1) einzutreten; und einem Lichtstreuungsabschnitt (2), der an einer Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist und sich in einer ersten Richtung erstreckt, um das Licht, das auf ihn fällt, zu streuen, wodurch mindestens ein Teil des Lichtes, das in das Innere der Leiteinrichtung (1) eintritt, aus einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung austritt, welcher dem Lichtstreuungsabschnitt (2) zugewandt ist, wodurch ein im Wesentlichen lineares Beleuchtungslicht entlang der ersten Richtung bereitgestellt wird, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) an der Seitenfläche der Leiteinrichtung mit einer variierten Breite quer zur ersten Richtung ausgebildet ist; und dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtung (1) aus einer zylindrischen Form in einer solchen Weise ausgebildet ist, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) so ausgebildet ist, dass die Breite und Tiefe vergrößert werden, wenn er sich einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) von mindestens einer Endfläche her nähert.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leiteinrichtung (1) zwei Endflächen (4a, 4b) hat, die einander gegenüberliegen, und die Lichtemissionseinrichtung (3) zwei Lichtemitter umfasst, um es dem Licht zu gestatten, von den zwei Stirnflächen (4a, 4b) in die Leiteinrichtung (1) einzutreten.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine Aussparung umfasst, die in der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist, und eine Lichtstreuungsschicht (71), die auf der Aussparung vorgesehen ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine raue Oberfläche hat.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, bei der der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine mittlere, durchschnittliche Rauigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013)a aufweist, und bei der die maximal konvexe Höhe Rmax im Bereich von (400 bis 0,05)S liegt, gemäß den Oberflächenrauigkeiten, die im JIS-Standard B0601 aufgezeigt sind.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Oberfläche des Lichtstrahlungsabschnittes (2) eine dreieckige Wellenform oder eine Sägezahnform hat.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, bei der die Oberfläche des Lichtstreuungsabschnittes (2) eine dreieckige Wellenform hat, mit einer Teilung im Bereich von 50 μm bis 2000 μm und einer Höhe an einer Spitze im Bereich von 20 μm bis 800 μm.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstrahlungsabschnitt (2) an einer Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) als ein kontinuierlicher Teil in der ersten Richtung ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Totalreflexionsschicht (111) auf der gesamten Seitenfläche der Leiteinrichtung mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes (2) und des Teils der Seitenfläche, welcher dem Lichtstreuungsabschnitt zugewandt ist, ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Lichtstreuungsabschnitt (2) mindestens teilweise eine Streuungsschicht umfasst.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, bei der die Streuungsschicht (2) aus einem Lichtstreuer und einem lichtdurchlässigen Harz ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, bei der ein Brechungsindex des Lichtstreuers größer ist als derjenige der Leiteinrichtung (1).
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, bei der ein Brechungsindex des lichtdurchlässigen Harzes im Wesentlichen gleich demjenigen der Leiteinrichtung (1) ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, bei der der Lichtstreuer TiO₂ ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 14, bei der das lichtdurchlässige Harz ein Siliziumharz ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das lichtdurchlässige Material eine Lichtdurchlässigkeit von 80% oder mehr gemäß der ASTM-Messmethode D1003 hat.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials im Wesentlichen im Bereich von 1,4 bis 1,7 liegt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das lichtdurchlässige Material ein Acrylmaterial ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das lichtdurchlässige Material ein Polycarbonat ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Leiteinrichtung (1) zwei gegenüberliegende Stirnflächen hat und die Lichtemissionseinrichtung (3) es dem Licht gestattet, von einer der beiden Stirnflächen in die Leiteinrichtung (1) einzutreten, wobei die andere Stirnfläche eine Spiegelfläche oder eine reflektierende Fläche ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtemissionseinrichtung (3) mindestens eine lichtemittierende Diode hat.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, bei der jeder der beiden Lichtemitter (3) mindestens eine lichtemittierende Diode hat.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Lichtemissionseinrichtung (3) eine Lichtemissions-Winkelverteilung im Bereich von 30 bis 150° hat.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Leiteinrichtung (1) eine Säulenform hat, die sich in der ersten Richtung erstreckt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 24, bei der die Breite des Lichtstreuungsabschnittes (2) in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung sich allmählich steigert, wenn sie sich einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung von den beiden Stirnflächen her nähert.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 24, bei welcher der Lichtstreuungsabschnitt (2) an konstanten Intervallen in der ersten Richtung ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 24, bei welcher der Lichtstreuungsabschnitt (2) in der ersten Richtung an Intervallen ausgebildet ist, wobei die Intervalle allmählich abnehmen, wenn sie sich von den beiden Stirnflächen (4a, 4b) der Leiteinrichtung (1) dem Mittelabschnitt nähern.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, bei der die Streuschicht der gesamten Oberfläche oder an einem Teil des Lichtstreuungsabschnittes (2) ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 24, bei der zwei Ebenen, die einen vorbestimmten Winkel miteinander einschließen, in dem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) vorgesehen sind, welcher dem Lichtstreuungsabschnitt zugewandt ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 29, bei welcher der vorbestimmte Winkel 90° beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 24, bei der eine V-förmige Schnittfläche (81), welche eine solche Form hat, dass eine Breite und eine Tiefe in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung allmählich ansteigen, wenn sie sich einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) von den beiden Stirnflächen (4a, 4b) her nähert, in der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 31, bei welcher der Lichtstreuungsabschnitt (2) auf einer gesamten Oberfläche oder einem Teil der V-förmigen Schnittfläche (81) ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Leiteinrichtung (1) eine solche Form hat, dass eine Querschnittsfläche der Leiteinrichtung (1) allmählich abnimmt, wenn sie sich einem Mittelabschnitt zwischen den beiden Stirnflächen (4a, 4b) nähert.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 33, bei welcher der Lichtstreuungsabschnitt (2) in einer ersten Richtung als ein kontinuierlicher Teil ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 34, bei welcher die Breite des Lichtstreuungsabschnittes (2) in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung allmählich ansteigt, wenn sie sich einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) zwischen den beiden Stirnflächen (4a, 4b) nähert.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 33, bei welcher der Lichtstreuungsabschnitt (2) in der ersten Richtung bei konstanten Intervallen ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 33, bei welcher der Lichtstreuungsabschnitt (2) in einer ersten Richtung bei Intervallen ausgebildet ist, die sich allmählich verringern, wenn sie sich einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) zwischen den beiden Stirnflächen (4a, 4b) nähern.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 33, bei welcher ein Querschnitt der Leiteinrichtung (1) eine gleiche Form hat wie diejenige der beiden Stirnflächen (4a, 4b), und bei welcher jede der beiden Stirnflächen (4a, 4b) einen polygonalen Querschnitt aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 38, bei welcher der Querschnitt kreisförmig ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 39, bei welcher zwei Ebenen, die einen vorbestimmten Winkel zueinander einnehmen, in dem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet sind, welcher dem Lichtstreuungsabschnitt (2) zugewandt ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 40, bei welcher der vorbestimmte Winkel 90° beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 33, bei welcher der Querschnitt eines Mittelabschnittes der Leiteinrichtung (1) 70% oder weniger der Fläche des Querschnittes jeder der beiden Stirnflächen (4a, 4b) beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 42, bei welcher die Lichtemissionseinrichtung rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht zeitlich geteilt emittiert.
Lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 43, bei welcher die Lichtemissionseinrichtung (3) lichtemittierende Dioden (21, 22, 23) umfasst, die jeweils das rote Licht, das grüne Licht und das blaue Licht emittieren.
Direktkontakt-Bildabtasteinrichtung einer optischen Faseranordnung (201, 246) mit mehreren optischen Fasern zur Übertragung von Licht von einem Dokument (251) zu einem lichtempfangenen Element (242); einer transparenten Platte (203, 247), die so angeordnet ist, dass sie in Kontakt mit der optischen Faseranordnung (201, 246) steht, welche zwei Stirnflächen aufweist; einem Paar lichtundurchlässiger Substrate (208, 248), die so angeordnet sind, dass sie die optische Faseranordnung (201, 246) und die transparente Platte (203, 247) zwischen sich aufnehmen; einer Lichtemissionseinrichtung (250), die es Licht gestattet, auf die transparente Platte (203, 247) auf einer der beiden Endflächen der transparenten Platte (203, 247) einzufallen; einer Lichtsperrschicht (252), die auf der anderen der beiden Stirnflächen der transparenten Platte (203, 247) ausgebildet ist; wobei die Anordnung des lichtempfangenen Elementes (242) mehrere lichtempfangene Elemente umfasst, die an einem Ende der Vielzahl der optischen Fasern vorgesehen sind, wobei die Lichtemissionseinrichtung (250) eine lineare Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 44 ist und ein lineares Beleuchtungslicht auf das Dokument (251) entlang der ersten Richtung emittiert.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 45, bei der jede aus der Vielzahl der optischen Fasern einen Kern (211), eine Mantelschicht (212), die an einer äußeren Oberfläche des Kerns (211) vorgesehen ist, und eine Lichtabsorptionsschicht (213) umfasst, die an einer äußeren Oberfläche der Mantelschicht (212) vorgesehen ist.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 45, die ferner eine Linseneinrichtung umfasst, die zwischen einer der beiden Stirnflächen der transparenten Platte (203) und der Lichtemissionseinrichtung (250) angeordnet ist, wobei die Linseneinrichtung das Beleuchtungslicht nur in einer zweiten Richtung, senkrecht zur ersten Richtung, konvergiert.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 45 bis 47, bei der der Brechungsindex der Leiteinrichtung der linearen Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen gleich demjenigen der transparenten Platte (203) ist.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 45, bei der das Material der transparenten Platte (203) dasselbe ist, wie das lichtübertragende Material, welches die Leiteinrichtung (1) der linearen Beleuchtungseinrichtung ausbildet.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 45, bei der die lineare Beleuchtungseinrichtung unter Verwendung eines transparenten Harzes, welches im Wesentlichen denselben Brechungsindex wie die Leiteinrichtung (1) und die transparente Platte (203) aufweist, mit der transparenten Platte (203) verbunden ist, während die Leiteinrichtung (1) und die transparente Platte (3) optisch angepasst werden.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 47, bei der ein Brechungsindex der Linseneinrichtung im Wesentlichen derselbe ist, wie derjenige der transparenten Platte (203).
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 47, bei der die Linseneinrichtung und die transparente Platte (203) aus demselben Material hergestellt sind.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 51, bei der die Linseneinrichtung mit der transparenten Platte (203) verbunden ist, unter Verwendung eines transparenten Harzes, das im Wesentlichen denselben Brechungsindex wie die Linseneinrichtung und die transparente Platte (203) hat, während die Linseneinrichtung und die transparente Platte (203) optisch angeglichen werden.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit nach Anspruch 45, bei der ein Winkel, bei welchem das Beleuchtungslicht von der linearen Beleuchtungseinrichtung auf das Dokument fällt, im Bereich von 0 bis 50° liegt.