DE69636552T2

DE69636552T2 - Lineare Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE69636552T2
Application number: DE69636552T
Authority: DE
Inventors: Tetsuroh Takarazuka-shi Nakamura; Kouki Katano-shi Hongou; Eiichiro Kishiwada-shi Tanaka; Shinji Kobe-shi 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: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2016-03-02
Also published as: EP1104163A2; EP0760577A2; EP1128658A2; DE69636552D1; US6127675A; DE69617835T2; DE69617835T3; EP1615419B1; DE69636765D1; US6072171A; EP0760577B2; DE69617835D1; KR970014092A; EP1104163B1; US5969343A; KR100262237B1; EP1615419A1; EP1128658A3; DE69636765T2; EP0760577B1

Description

HINTERGRUUND 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 einem 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 28 zeigt die Ausbildung einer herkömmlichen, optischen Bildleseeinrichtung. In 28 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 29 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 31A und 31B 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 30 beschrieben.
Die 30 zeigt die Ausbildung einer weiteren herkömmlichen optischen Farbbildleseeinrichtung. In 30 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.
EP 0 663 756 A2 offenbart eine Beleuchtungseinrichtung, eine eine solche Einrichtung verwendende Bildvorrichtung und ein eine solche Vorrichtung verwendendes Informationsverarbeitungssystem um einen Lichtstrahl, welcher von mindestens zwei Lichtemissionselementen mit unterschiedlichen Bereichen von Lichtemissionswellenlängen emittiert wird, durch einen Lichtleiter auf ein Original zu werfen. Eine Oberfläche des Lichtleiters ist mit einer Streuungs- und Reflexionsoberfläche auf einer Ebene durch Aufrauhen der Oberfläche oder Ausbildung einer Lichtstreuungs- und Reflexionsfarbe EP 0 607 930 A2 lehrt einen Lichtleiter für eine Beleuchtungseinrichtung, wobei der Lichtleiter auf das Emittieren des Lichts von einer seiner Flächen aus angepasst ist. Der Lichtleiter ist mit einem ausgesparten Abschnitt auf einer Fläche gegenüber der Lichtemittierungsfläche ausgestattet und umfasst eine Reflexionsfläche zum Streuen und/oder Reflektieren von Licht, welches in den Lichtleiter von einer seiner Stirnflächen aus durch eine Lichtemissionseinrichtung eingeleitet wird. Die Lichtemissionseinrichtung ist an einer von der normalen Linie zu der Reflexionsfläche aus abweichenden Position vorgesehen.
EP 0 600 487 A2 lehrt eine Direktkontaktbildabtastsensoreinrichtung mit einer optischen Faseranordnungsplatine, wobei eine Licht absorbierende Schichten aufweisende optische Faseranordnung und ein transparentes Glaselement zwischen zwei undurchsichtigen Glassubstraten eingeschlossen sind, wodurch optische Nebensignale, Lichtflackern und Ungleichmäßigkeiten der Lichtmenge zu einer beleuchteten Oberfläche hin reduziert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die lineare Beleuchtungseinrichtung und eine Direktkontaktbildabtastsensoreinheit, wie in den Ansprüchen 1 und 54 offenbart.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das lichtdurchlässige Material eine Lichtdurchlässigkeit von 80% oder mehr auf (gemäß ASTM Messungsmethode D1003).
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt ein Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials im Wesentlichen im Bereich von 1,4 bis 1,7.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das lichtdurchlässige Material Acryl.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das lichtdurchlässige Material Polycarbonat.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen auf und die Lichtemissionseinrichtung umfasst zwei Lichtemitter um es dem Licht zu gestatten in die Leiteinrichtung von den zwei Stirnflächen aus einzutreten.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen auf und die Lichtemissionseinrichtung gestattet es dem Licht, in die Leiteinrichtung von einer der beiden Stirnflächen aus einzutreten, wobei die andere Stirnfläche eine Spiegelfläche oder eine Reflexionsfläche ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Lichtstreuungsabschnitt eine in einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildete Aussparung und eine auf der Aussparung ausgebildete Lichtstreuungsschicht.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Lichtstreuungsabschnitt eine raue Oberfläche auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Lichtstreuungsabschnitt eine durchschnittliche Rauhigkeit R_a im Bereich von (100 bis 0,013) a auf und die maximale Höhe R_max ist im Bereich von (400 bis 0,05) S bezüglich der in JIS Standard B0601 angezeigten Oberflächenrauhigkeit.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Oberfläche des Lichtstreuungsabschnittes eine dreieckige Wellenform auf 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.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Totalreflexionsschicht auf der gesamten Seitenfläche der Leiteinrichtung mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes und des dem Lichtstreuungsabschnitt zugewandten Abschnittes ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lichtstreuungsabschnitt eine Streuschicht.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Streuschicht aus einem Lichtstreuer und einem lichtdurchlässigem Harz ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Brechungsindex des Lichtstreuers größer als der der Leiteinrichtung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Brechungsindex des lichtdurchlässigen Harzes im Wesentlichen gleich dem der Leiteinrichtung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lichtstreuer TiO₂.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lichtstreuer TiO₂ und das lichtdurchlässige Harz ein Siliziumharz.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Lichtemissionseinrichtung mindestens eine Licht emittierende Diode auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jede der zwei Lichtemissionseinrichtungen mindestens eine Licht emittierende Diode auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Lichtemissionseinrichtung eine Lichtemissionswinkelverteilung im Bereich von 30° bis 150° auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung eine sich in der ersten Richtung erstreckende Säulenform auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt eine Breite des Lichtstreuungsabschnittes in einer auf die erste Richtung senkrechten zweiten Richtung von den zwei Stirnflächen aus zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung hin allmählich zu.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lichtstreuungsabschnitt in einer konstanten Form ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt eine Fläche des Lichtstreuungsabschnittes von den zwei Stirnflächen aus zu einem Mittelabschnitt hin allmählich zu.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lichtstreuungsabschnitt in der ersten Richtung in Intervallen ausgebildet, wobei die Intervalle von den zwei Stirnflächen der Leiteinrichtung aus zu einem Mittelabschnitt hin allmählich abnehmen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Lichtstreuungsabschnitt aus einem Lichtstreuer und einem lichtdurchlässigen Harz gefertigt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung eine polygonale Säulenform auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung eine zylindrische Form auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind zwei Ebenen, welche einen vorbestimmten Winkel zwischen sich einschließen, in einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildet, welche dem Lichtstreuungsabschnitt gegenüber liegt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der vorbestimmte Winkel 90°.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine V-förmige Schnittfläche, welche eine solche Form hat, dass eine Breite und eine Tiefe in einer auf der ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung von den zwei Stirnflächen aus zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung hin allmählich zunehmen, auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung eine solche Form auf, dass eine Querschnittsfläche der Leiteinrichtung zwischen den zwei Stirnflächen zu einem Mittelabschnitt hin allmählich abnimmt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Querschnitt der Leiteinrichtung eine ähnliche Form wie jede der zwei Stirnflächen auf und jede der zwei Stirnflächen weist einen polygonalen Querschnitt auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein Querschnitt der Leiteinrichtung eine ähnliche Form wie jede der zwei Stirnflächen auf und jede der zwei Stirnflächen weist einen kreisförmigen Querschnitt auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Seitenfläche der Leiteinrichtung eine gerade Linie parallel zur ersten Richtung, wobei die gerade Linie einen Punkt auf einem Umfang einer der Stirnflächen mit einem entsprechenden Punkt auf einem Umfang der anderen der Stirnflächen verbindet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung einen kreisförmigen Querschnitt auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung, welche dem Lichtstreuungsabschnitt zugewandt ist, die gerade Linie und wenigstens ein Teil des Lichtstrahls geht von einer Umgebung der geraden Linie hinaus.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt eine Fläche eines Querschnitts eines Mittelabschnitts der Leiteinrichtung 70% oder weniger von einer Fläche von jeder der zwei Stirnflächen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung emittiert die Lichtemissionseinrichtung rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht zeitlich getrennt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Lichtemissionseinrichtung drei Licht emittierende Dioden, welche entsprechend das rote Licht, das grüne Licht und das blaue Licht emittieren.
Gemäß einem anderen Aspekt dieser Erfindung umfasst eine Direktkontaktbildabtastsensoreinheit dieser Erfindung: eine optische Faseranordnung, welche eine Vielzahl von optischen Fasern umfasst; eine transparente Platine, welche so angeordnet ist, dass sie in Kontakt mit der optischen Faseranordnung steht, welche zwei Stirnflächen aufweist; einem Paar undurchsichtiger Substrate, welche so angeordnet sind, dass sie die optische Faseranordnung und die transparente Platine zwischen sich einschließen; Lichtemissionseinrichtungen, die es dem Licht gestatten, von einer der zwei Stirnflächen der transparenten Platine auf die transparente Platine einzufallen; einer Lichtsperrschicht, welche auf der anderen der zwei Stirnflächen der transparenten Platine ausgebildet ist; und eine Anordnung von Lichtempfangselementen, welche eine Vielzahl von Lichtempfangselementen umfasst, die an einem Ende der Vielzahl von optischen Fasern vorgesehen sind, wobei die Lichtemissionseinrichtung eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 ist und lineares Beleuchtungslicht entlang der ersten Richtung zu einem Dokument hin emittiert.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jede der Vielzahl der optischen Fasern einen Kern, eine auf der äußeren Oberfläche des Kern vorgesehene Mantelschicht und eine auf der äußeren Oberfläche der Mantelschicht vorgesehene Lichtabsorptionsschicht auf.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Direktkontaktbildabtaster ferner eine Linseneinrichtung, welche zwischen einer der zwei Stirnflächen der transparenten Platine und der Lichtemissionseinrichtung angeordnet ist, wobei die Linseneinrichtung das Beleuchtungslicht nur in einer auf die erste Richtung senkrechten zweiten Richtung bündelt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung der linearen Beleuchtungseinrichtung zwei Stirnflächen auf, wobei ein Querschnitt der Leiteinrichtung senkrecht zur ersten Richtung gleich dem jeder der zwei Stirnflächen ist, eine Fläche des Querschnitts der Leiteinrichtung von den zwei Stirnflächen aus zu einem Mittelabschnitt hin allmählich abnimmt und wobei die Lichtemissionseinrichtung es dem Licht gestattet, von den beiden Stirnflächen aus in die Leiteinrichtung einzutreten.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt eine Breite der Lichtdiffusionsschicht in einer auf die erste Richtung senkrechten zweiten Richtung zwischen den zwei Stirnflächen der Leiteinrichtung zu einem Mittelabschnitt hin allmählich zu.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Breite der Lichtstreuungsschicht in einer auf die erste Richtung senkrechten zweiten Richtung konstant.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Fläche der Leiteinrichtung eine gerade Linie, welche durch Verbindung entsprechender Punkte auf den zwei Stirnflächen gebildet wird und im Wesentlichen parallel zur ersten Richtung ist, eine Umgebung der geraden Linie der Seitenfläche einer der beiden Stirnflächen der transparenten Platine, wobei das Beleuchtungslicht von der Umgebung der geraden Linie aus emittiert wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung einen kreisförmigen Querschnitt auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leiteinrichtung zwei Stirnflächen und eine sich in der ersten Richtung erstreckende Säulenform auf und eine konstante Form eines die erste Richtung senkrecht kreuzenden Querschnitts und wobei die Lichtemissionseinrichtung es dem Licht gestattet, zwischen den beiden Stirnflächen in das innere der Leiteinrichtung einzutreten.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt eine Breite in einer die erste Richtung der Lichtstreuungsschicht senkrecht kreuzenden zweiten Richtung zwischen den zwei Stirnflächen zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung hin allmählich zu, um im Mittelabschnitt maximal groß zu sein.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein zur ersten Richtung senkrechter Querschnitt der Leiteinrichtung kreisförmig.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Brechungsindex der Leiteinrichtung der linearen Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen gleich dem der transparenten Platine.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Material der transparenten Platine das gleiche wie das lichtdurchlässige Material, welches die Leiteinrichtung der linearen Beleuchtungseinrichtung bildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die lineare Beleuchtungseinrichtung mit der transparenten Platine über ein transparentes Harz verbunden, welches im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie die Leiteinrichtung und die transparente Platine aufweist, während es die Leiteinrichtung und die transparente Platine optisch anpasst.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Brechungsindex der Linseneinrichtung im Wesentlichen der gleiche wie der der transparenten Platine.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Linseneinrichtung und die transparente Platine aus dem gleichen Material.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Linseneinrichtung mit der transparenten Platine über ein transparentes Harz verbunden, welches im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie die Linseneinrichtung und die transparente Platine aufweist, während es die Linseneinrichtung und die transparente Platine optisch anpasst.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Lichtemissionseinrichtung mindestens eine Licht emittierende Diode auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Lichtemissionseinrichtung drei Licht emittierende Dioden auf, welche entsprechend rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht emittieren.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Winkel, mit welchem das Beleuchtungslicht von der linearen Beleuchtungseinrichtung auf das Dokument fällt, im Bereich von 0° bis 50°.
Alternativ umfasst die lineare Beleuchtungseinrichtung dieser Erfindung: ein sich in der ersten Richtung erstreckendes Substrat; eine auf dem Substrat vorgesehene und in der ersten Richtung angeordnete Lichtemissionsanordnung; und eine Faseranordnungsplatine, welche eine Vielzahl von Gruppen von Fasern aufweist, welche so angeordnet sind, dass sie den Licht emittierenden Elementen der Anordnung bezüglich entsprechen, wobei Licht von jedem der Licht emittierenden Elemente auf einer Seitenfläche einer entsprechenden Gruppe der Fasern einfällt und von der anderen Seitenfläche ausgeht, wodurch es ein Dokument bestrahlt, welches so angeordnet ist, dass es der Anordnung der Licht emittierenden Elemente mit linearem Beleuchtungslicht entlang der ersten Richtung zugewandt ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Vielzahl von Wölbungen auf einer Stirnseite der Substrate, auf welcher die Licht emittierende Anordnung vorgesehen ist, ausgebildet, wobei jeder der Licht emittierenden Elemente auf einer Fußfläche einer entsprechenden Wölbungen vorgesehen ist, und wobei die Fußfläche und die Seitenfläche jeder der Wölbungen reflektierende Flächen oder Spiegelflächen sind.
Alternativ umfasst die lineare Beleuchtungseinrichtung dieser Erfindung zum Bestrahlen eines Dokuments, welches so angeordnet ist, dass es dem Licht emittierenden Element zugewandt ist, mit linearem Beleuchtungslicht entlang einer ersten Richtung ferner: ein sich in der ersten Richtung erstreckendes Substrat; und eine Licht emittierende Anordnung, welche auf dem Substrat vorgesehen ist und in der ersten Richtung angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von Wölbungen auf einer Fläche des Substrats ausgebildet ist, auf welchem die Licht emittierende Anordnung vorgesehen ist, wobei jeder der Licht emittierenden Elemente auf einer Fußfläche einer entsprechenden Wölbung vorgesehen ist, und wobei die Fußfläche und eine Seitenfläche jeder der Wölbungen reflektierende Flächen oder Spiegelflächen sind.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine lineare Beleuchtungseinrichtung ferner eine transparente Platine, welche auf dem Licht emittierenden Element vorgesehen ist, wobei die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments ist, eine Länge der transparenten Platine in der Haupt-Scanning-Richtung im Wesentlichen die gleiche, wie die der Anordnung der Licht emittierenden Elemente ist, wenigstens ein Teil der transparenten Platine eine Länge in einer Sub-Scanning-Richtung des Dokuments hat, welche im Wesentlichen die gleiche wie die eines jeden Licht emittierenden Elements in der zweiten Richtung ist und eine Länge der transparenten Platine in einer Richtung, welche zur Haupt-Scanning-Richtung und der Sub-Scanning-Richtung senkrecht ist, im Wesentlichen die gleiche ist, wie eine Teilung zwischen der Anordnung der Licht emittierenden Elemente und dem Dokument.
Alternativ umfasst eine lineare Beleuchtungseinrichtung zum Bestrahlen eines Dokuments, welches so angeordnet ist, dass es der Anordnung der Licht emittierenden Elemente zugewandt ist, mit linearem Beleuchtungslicht entlang einer ersten Richtung ferner: ein sich in der ersten Richtung erstreckendes Substrat; eine Licht emittierende Anordnung, welche auf dem Substrat vorgesehen ist und in der ersten Richtung angeordnet ist; und eine auf der Anordnung der Licht emittierenden Elemente vorgesehene transparente Platine, wobei die erste Richtung parallel zur Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments ist, eine Länge der transparenten Platine in der Haupt-Scanning-Richtung im Wesentlichen die gleiche wie die der Licht emittierenden Anordnung ist, wobei wenigstens ein Teil der transparenten Platine eine Länge in einer Sub-Scanning-Richtung des Dokuments, welche im Wesentlichen die gleiche wie die jeder der Licht emittierenden Elemente in der zweiten Richtung ist und eine Länge der transparenten Platine in einer Richtung, welche zur Haupt-Scanning-Richtung und der Sub-Scanning-Richtung senkrecht ist, im Wesentlichen die gleiche ist, wie eine Teilung zwischen der Anordnung der Licht emittierenden Elemente und dem Dokument.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine Form eines umgekehrten Kegels in einer zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als eine Achse aufweist.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine umgekehrte ellipsenartige Kegelform in einer auf die Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als eine Achse aufweist und in der Haupt-Scanning-Richtung länger ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zur Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine kegelstumpfartige Rotationsform, welche durch kreisförmige Rotation einer Parabel (quadratische Kurve) um eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung gebildet wird und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als eine Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zur Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine kegelstumpfartige Rotationsform, welche durch elliptische Rotation einer Parabel (quadratische Kurve) um eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung gebildet wird und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zur Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine kegelstumpfartige Rotationsform, welche durch kreisförmige Rotation einer kubischen Kurve oder einer höheren mehrdimensionalen Kurve um eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung gebildet wird und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine kegelstumpfartige Rotationsform, welche durch elliptische Rotation einer kubischen Kurve oder einer höheren mehrdimensionalen Kurve um eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung gebildet wird und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine kegelstumpfartige Rotationsform, welche durch kreisförmige Rotation einer willkürlichen Kurve um eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung gebildet wird und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zur Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine kegelstumpfartige Rotationsform, welche durch elliptische Rotation einer willkürlichen Kurve um eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechte Richtung gebildet wird und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine umgekehrte Kegelstumpfform mit einer zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten dritten Richtung und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments und jede der Wölbungen hat eine umgekehrte ellipsenartige Kegelstumpfform, welche eine zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechte dritte Richtung und eine Sub-Scanning-Richtung des Dokuments als Achse aufweist und in der Haupt-Scanning-Richtung länger ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine der ersten Fläche zugewandte zweite Fläche, wobei die erste Fläche eine dreiecksförmige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche mit einem ersten vorbestimmten Winkel und einer ersten vorbestimmten Teilung ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine der ersten Fläche zugewandte zweite Fläche, wobei die zweite Fläche eine dreiecksförmige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche mit einem zweiten vorbestimmten Winkel und einer zweiten vorbestimmten Teilung ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Fläche eine dreiecksförmige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche mit einem zweiten vorbestimmten Winkel und einer zweiten vorbestimmten Teilung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, der Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche zugewandte Fläche, wobei ein Teil des der zweiten Fläche zugewandten Querschnitts der transparenten Platine entlang der Sub-Scanning-Richtung eine gekrümmte Fläche ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, der Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche zugewandte Fläche und eine Länge der transparenten Platine in der Sub-Scanning-Richtung nimmt von der ersten Fläche aus zu der zweiten Fläche hin allmählich ab.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, der Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche zugewandte Fläche und die transparente Platine umfasst einen die erste Fläche umfassenden ersten Teil, welcher eine konstante Breite in der Sub-Scanning-Richtung hat und einen zweiten, die zweite Fläche umfassenden zweiten Teil, der eine Breite hat, die in der Sub-Scanning-Richtung allmählich abnimmt in einer Richtung weg von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente, welche der Anordnung der Licht emittierenden Elemente ferner ist als der erste Teil, wobei die zweite Fläche einen vorbestimmten Winkel in Bezug zur ersten Fläche ausbildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die transparente Platine eine Vielzahl von Abschnitten mit einem zu dem der ihrigen Umgebung unterschiedlichen Brechungsindex, wodurch Licht von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente auf die transparente Platine fällt, so dass das Licht als das Beleuchtungslicht emittiert wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vielzahl der Abschnitte eine Vielzahl von Aushöhlungen, welche in der transparenten Platine ausgebildet sind.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jede aus der Vielzahl von Aushöhlungen eine zylindrische Form mit einer Achse in der Sub-Scanning-Richtung auf.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche zugewandte Fläche, wobei jede aus der Vielzahl von Aushöhlungen eine dreiecksförmige Prismenform aufweist mit einer Achse in der Sub-Scanning-Richtung, wobei eine Stirnseite des dreiecksförmigen Prismas der ersten Fläche gegenüberliegt und eine der Seitenfläche gegenüberliegende Ecke der ersten Fläche näher ist als die Seitenfläche.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche, wobei die erste Fläche eine dreieckige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche ist mit einem ersten vorbestimmten Winkel und einer ersten vorbestimmten Teilung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche, wobei die zweite Fläche eine dreieckige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche ist mit einem zweiten vorbestimmten Winkel und einer zweiten vorbestimmten Teilung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Fläche eine dreieckige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche mit einem zweiten vorbestimmten Winkel und einer zweiten vorbestimmten Teilung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche, wobei ein Teil des Querschnitts der transparenten Platine entlang der Sub-Scanning-Richtung eine gekrümmte Fläche ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche, wobei eine Länge der transparenten Platine der Sub-Scanning-Richtung von der ersten Fläche aus zur zweiten Fläche hin allmählich abnimmt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, der Anordnung der Licht emittierenden Elemente gegenüberliegende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche zugewandte Fläche, wobei die transparente Platine einen die erste Fläche umfassenden ersten Teil mit einer konstanten Breite in der Sub-Scanning-Richtung und einen die zweite Fläche umfassenden zweiten Teil umfasst, dessen Breite in der Sub-Scanning-Richtung in einer Richtung weg von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente allmählich abnimmt, welche von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente weiter weg ist als der erste Teil, wodurch die zweite Fläche einen vorbestimmten Winkel im Bezug zu der ersten Fläche ausbildet.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die transparente Platine eine Vielzahl von Abschnitten mit einem von dem der ihrigen Umgebung unterschiedlichen Brechungsindex, wodurch Licht von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente, welches auf die transparente Platine fällt, gestreut wird, um so das Licht als das Beleuchtungslicht zu emittieren.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vielzahl von Abschnitten eine Vielzahl von in der transparenten Platine ausgebildeten Aushöhlungen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jede aus der Vielzahl von Aushöhlungen eine zylindrische Form auf mit einer Achse in der Sub-Scanning-Richtung.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche zugewandte Fläche, wobei jede aus der Vielzahl von Aushöhlungen eine dreiecksförmige Prismenform mit einer Achse in der Sub-Scanning-Richtung aufweist, wobei eine Seitenfläche des dreieckigen Prismas der ersten Fläche gegenüberliegt und eine Ecke, welche der Seitenfläche gegenüberliegt, der ersten Fläche näher ist als die Seitenfläche.
Alternativ umfasst die lineare Beleuchtungseinrichtung dieser Erfindung zum Ausstrahlen linearen Beleuchtungslichtes entlang einer ersten Richtung auf ein Dokument, welches so angeordnet ist, dass es einer Anordnung von Licht emittierenden Elementen gegenüberliegt ferner: ein sich in der ersten Richtung erstreckendes Substrat; die Anordnung der Licht emittierenden Elemente, welche auf dem Substrat vorgesehen und in der ersten Richtung angeordnet ist; eine erste transparente Platine, welche auf der Anordnung der Licht emittierenden Elemente, welche sich in der ersten Richtung erstreckt, vorgesehen ist; und eine zweite transparente Platine, welche auf der Anordnung der Licht emittierenden Elemente, welche sich in der ersten Richtung erstreckt, vorgesehen ist, wobei die erste Richtung parallel zu einer Haupt-Scanning-Richtung des Dokuments ist und wobei Längen der ersten transparenten Platine und der zweiten transparenten Platine in der entsprechenden Haupt-Scanning-Richtung im Wesentlich gleich einer Länge der Anordnung der Licht emittierenden Elemente ist und wobei Längen von Teilen der ersten transparenten Platine und der zweiten transparenten Platine im Wesentlichen gleich einer Länge in der Sub-Scanning-Richtung eines jeden Licht emittierenden Elements ist und eine Summe der Länge der ersten transparenten Platine und der Länge der zweiten transparenten Platine im Wesentlich gleich einem Abstand zwischen der Anordnung der Licht emittierenden Elemente und dem Dokument in einer zur Haupt-Scanning-Richtung und zur Sub-Scanning-Richtung senkrechten Richtung ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die Anordnung der Licht emittierenden Elemente angrenzende Fläche und eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche, wobei die zweite Fläche eine dreiecksförmige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche ist mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat die transparente Platine eine erste, an die erste transparente Platine angrenzende Fläche, wobei die erste Fläche eine dreiecksförmige Wellenfläche oder eine Sägezahnfläche ist mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die transparente Platine eine an die erste transparente Platine angrenzende Fläche und eine dazu gegenüberliegende Fläche, wobei ein Teil eines Querschnitts der zweiten, der gegenüberliegenden Fläche entsprechenden transparenten Platine entlang der Sub-Scanning-Richtung eine gekrümmte Fläche ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die zweite transparente Platine eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche und ein Teil eines Querschnitts der zweiten, der zweiten Fläche entsprechenden transparenten Platine entlang der Sub-Scanning-Richtung ist eine gekrümmte Fläche.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nimmt eine Länge von mindestens der ersten transparenten Platine oder der zweiten transparenten Platine in der Sub-Scanning-Richtung beim Wegbewegen von den Licht emittierenden Elementen ab.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die zweite transparente Platine eine an die erste transparente Platine angrenzende Fläche und eine dazu gegenüberliegende Fläche, wobei die gegenüberliegende Fläche in Bezug zur Sub-Scanning-Richtung geneigt ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat die zweite transparente Platine eine zweite, der ersten Fläche gegenüberliegende Fläche, wobei die zweite Fläche in Bezug zur Sub-Scanning-Richtung geneigt ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens die erste transparente Platine oder die zweite transparente Platine eine Vielzahl von Abschnitten mit einem von dem der ihrigen Umgebung unterschiedlichen Brechungsindex, wodurch Licht von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente, welches auf mindestens die erste transparente Platine oder die zweite transparente Platine fällt, um so das Licht als Beleuchtungslicht zu emittieren.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vielzahl von Abschnitten eine Vielzahl von Aushöhlungen, welche auf mindestens der ersten transparenten Platine oder der zweiten transparenten Platine ausgebildet sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jede aus der Vielzahl von Aushöhlungen eine zylindrische Form auf mit einer Achse in der Sub-Scanning-Richtung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jede aus der Vielzahl von Aushöhlungen eine dreiecksförmige Prismenform auf mit einer Achse in der Sub-Scanning-Richtung, wobei eine Seitenfläche des dreieckigen Prismas der ersten Fläche gegenüberliegt und eine der Seitenfläche gegenüberliegende Ecke der ersten Fläche näher ist als die Seitenfläche.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Vielzahl von Wölbungen auf einer Fläche des Substrats, auf welcher die Licht emittierende Anordnung vorgesehen ist, ausgebildet, wobei eine Fußfläche und eine Seitenfläche jeder der Wölbungen reflektierende Flächen oder Spiegelflächen sind und jede der Licht emittierenden Elemente auf der Fußfläche einer entsprechenden Wölbung vorgesehen ist.
Somit macht die hierdurch beschriebene Erfindung folgende Vorteile möglich: (1) Bereitstellung einer kompakten linearen Beleuchtungseinrichtung einer optischen Bildabtastvorrichtung, welche eine einfache Gestaltung aufweist und zur Reduzierung der Kosten geeignet ist; (2) Bereitstellung einer linearen Beleuchtungseinrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad zu einer Oberfläche eines Dokuments und einer geringen Beleuchtungsungleichmäßigkeit einer kompakten und leichten optischen Bildabtastvorrichtung mit der Fähigkeit, ein Bild mit hoher Qualität und hoher Auflösung zu geringen Kosten abzutasten; und (3) Bereitstellung einer bemerkenswert kleinen und leichten Direktkontaktbildabtastsensoreinheit mit der Fähigkeit, mit hoher Qualität, hoher Auflösung und geringer Empfindlichkeitsungleichmäßigkeit zu geringen Kosten abzutasten, ohne Lichtflackern und Lichtnebensignale zu verursachen.
Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann durch Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung in Bezug auf die beigefügten Abbildungen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in den gezeigten Figuren mit Ausnahme der 4A, 4E, 11A, 11E, 11F, 18D verwirklicht.
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Lichtemissionsverteilung (Ausrichtung) der Lichtemitter nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine zweidimensionale Ansicht, welche das Verhalten von Lichtstrahlen zeigt, die in das Innere einer Leiteinrichtung gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung 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 der vorliegenden Erfindung 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 der vorliegenden Erfindung zeigen.
12A ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere kegelstumpfförmige Leiteinrichtung gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung 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 der vorliegenden Erfindung 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 der vorliegenden Erfindung 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.
19A ist eine Querschnittsansicht einer optischen Anordnungs-Platine eines Direktkontakt-Bildabtastsensors der vorliegenden Erfindung; und 19B ist eine Aufsicht hiervon.
20 ist eine Querschnittsansicht der Ausgestaltung einer auf einer optischen Faseranordnung angeordneten optischen Faser.
21A ist eine schematische Ansicht einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 7; und 21B ist eine Endquerschnittsansicht hiervon.
22A ist eine schematische Ansicht eines Lichtstabes der linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 7; und 22B ist eine Querschnittsansicht hiervon.
23 ist eine Vorderquerschnittsansicht einer Direktkontaktbildabtastsensoreinheit gemäß Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung.
24A ist eine Querschnittsansicht, einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 8; und 24B ist eine Aufsicht hiervon.
25A ist eine Querschnittsansicht einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 9 der vorliegenden Erfindung; und 25B ist eine Aufsicht hiervon.
26A bis 26F zeigen verschiedene Formen einer der reflektierenden Flächen gemäß Beispiel 9.
27A ist eine Querschnittsansicht einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 10 der vorliegenden Erfindung; und 27B ist eine Aufsicht hiervon.
28 zeigt die Ausgestaltung einer konventionellen optischen Bildabtastvorrichtung.
29 zeigt eine Ausgestaltung einer konventionellen, als lineare Beleuchtungseinrichtung dienenden LED-Anordnung.
30 ist eine Seitenansicht der Ausgestaltung einer konventionellen optischen Bildabtastvorrichtung.
31A und 31B sind Querschnittsansichten einer konventionellen Bildsensoreinheit.
32A bis 32E sind Querschnittsansichten, welche jeweils lineare Beleuchtungseinrichtungen gemäß Beispiel 11 zeigen.
33A ist eine Querschnittsansicht einer Modifizierung des Beispiels 11 der vorliegenden Erfindung entlang einer Haupt-Scanning-Richtung; und
33B ist eine andere Querschnittsansicht der linearen Beleuchtungseinrichtung entlang einer Haupt-Scanning-Richtung.
34A ist eine Querschnittsansicht einer anderen Modifizierung gemäß Beispiel 11 der vorliegenden Erfindung entlang einer Haupt-Scanning-Richtung; und 34B ist eine andere Querschnittsansicht der linearen Beleuchtungseinrichtung entlang einer Haupt-Scanning-Richtung.
35A und 35B sind jeweils Querschnittsansichten der Modifizierungen von Beispiel 11.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung mit Hilfe erläuternder Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung 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 Licht emittierendes Element, wie zum Beispiel eine Licht emittierende 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 1 auf, abhängig davon, ob das nächste Ziel des Lichtstrahles der Lichtstreuungsabschnitt 2 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 zeigt 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 Mittellinienrauhigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013) a und die Maximalhöhe R_max im Bereich von (400 bis 0,05) S gemäß den Oberflächenrauhigkeiten 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 der vorliegenden Erfindung 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 Licht streuenden 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 Licht streuendes 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, nachteiliger Weise 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 der vorliegenden Erfindung 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-Rauhigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013) a liegt und die maximale Höhe R_max im Bereich von (400 bis 0,05) S liegt, und zwar gemäß der Oberflächenrauhigkeit, 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 im 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 der vorliegenden Erfindung 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-Rauhigkeit Ra im Bereich von (100 bis 0,013) a liegt, und die maximale Höhe R_max im Bereich von (400 bis 0,05) S liegt, und zwar gemäß den Oberflächenrauhigkeiten, 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 gemäß der vorliegenden Erfindung 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 1 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 der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die 15A bis 15B beschrieben. Während ein Licht emittierendes Element, welche Licht in einem bestimmten Wellenlängenband emittiert, bei einem der Lichtemitter 3 in den Beispielen 1 bis 5 vorgesehen ist, sind Licht emittierende 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 Licht emittierenden 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 Licht emittierenden 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 Licht emittierenden 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 17 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 aufgerauht 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 annähernd 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 1. 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, annähernd 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 gesamten Streuungsabschnitt 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 Licht emittierende 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 der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
19A ist eine Querschnittsansicht einer optischen Faseranordnungsplatine eines Direktkontaktbildabtastsensors der vorliegenden Erfindung; und 19B ist eine Aufsicht hiervon. Die optische Faseranordnungsplatine umfasst: eine optische Faseranordnung 201, um Lichtinformationen von einem Dokument zu leiten; eine Lichtsperrschicht 202, welche auf der optischen Faseranordnung 201 in spezifischen Intervallen vorgesehen ist; eine transparente Glasplatte 203, welche in engem Kontakt zu der Seitenfläche der optischen Faseranordnung 201 steht; und ein Paar lichtundurchlässiger Glassubstrate 208, welche die optische Faseranordnung 201 und die transparente Glasplatte 203 zwischen sich einschließen.
20 zeigt eine Ausbildung einer optischen Faser, welche die optische Faseranordnung bildet. Die optische Faser umfasst: einen Kern 211; eine auf der äußeren Oberfläche des Kerns 211 ausgebildete Mantelschicht 212; und eine auf der äußeren Oberfläche der Mantelschicht 212 ausgebildete lichtabsorbierende Schicht 213.
21A ist eine schematische Darstellung einer linearen Beleuchtungseinrichtung; und 21B ist eine Querschnittsansicht hiervon. Die lineare Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Leiteinrichtung 222 mit zwei Stirnflächen, welche deren Achse kreuzen und die Lichtemitter 221, welche so angeordnet sind, dass sie in Kontakt mit den Zugstirnflächen stehen. Des Weiteren ist eine Lichtstreuungsschicht 223 für darauf einfallendes Streuungslicht auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung 1 ausgebildet, um so eine konstante Breite als einen kontinuierlichen Teil in eine Längsrichtung der Leiteinrichtung 1 zu haben.
22A ist eine schematische Ansicht eines Lichtstabes; und 22B ist eine Querschnittsansicht hiervon. Der Lichtstab 231 dient der Fokussierung des von der linearen Beleuchtungseinheit nur in einer Sub-Scanning-Richtung emittierten Lichtes bis zu einem bestimmten Grad und der Leitung des fokussierten Lichts zu einer transparenten Glasplatte (Trennfuge) der optischen Faseranordnungsplatine.
23 ist eine Vorderquerschnittsansicht einer Direktkontaktbildabtastsensoreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Direktkontaktbildabtastsensoreinheit umfasst: einen Bildsensorchip 241; eine Licht empfangende Anordnung 242, welche auf der Oberfläche des Bildsensorchips 241 ausgebildet ist; Elektroden 243, welche auf der Oberfläche des Bildsensorchips 241 ausgebildet sind; eine Schaltkreisschicht 244, welche auf einem undurchsichtigem Glassubstrat 248 ausgebildet ist; eine optische Faseranordnung 246, welche so angeordnet ist, dass sie sich mit der Anordnung der Licht empfangenden Elemente 242 deckt; ein lichtdurchlässiges Glassubstrat 247, welches so angeordnet ist, dass es in engem Kontakt zu der Seitenfläche der optischen Faseranordnung 246 steht; ein Paar lichtundurchlässiger Glassubstrate, welche die optische Faseranordnung 246 und die transparente Glasplatte 247 zwischen sich einschließen; ein transparentes lichtaushärtendes Isolationsharz 245 zur Montage des Bildsensorchips 241 auf dem lichtundurchlässigen Glassubstrat 248 und der optischen Faseranordnung 246; den Lichtstab 249, welcher auf dem transparenten Glassubstrat 247, auf der Seite der Anordnung der Licht empfangenden Elemente ausgebildet ist; eine lineare Beleuchtungslichtquelle 250, welche in der Umgebung des Lichtstabes 249 angeordnet ist; ein abzutastendes Dokument 251; eine Lichtsperrschicht 252, welches auf der Seite der transparenten Glasplatte 247 in engem Kontakt zum Dokument angeordnet ist; ein lichtundurchlässiges Versiegelungsharz 253 zum Versiegeln des Bildsensorchips 241 und einer Seitenfläche des Lichtstabes 249 (die Seite, an welcher der Bildsensorchip 241 angeordnet ist) und zum Abschirmen des Lichtes davon.
Als nächstes wird der Herstellungsprozess der Direktkontaktbildabtastsensoreinheit mit obiger Ausbildung detailliert beschrieben.
Zuerst werden die Anordnungen der Licht empfangenden Elemente 242 wie etwa Fototransistoren oder Fotodioden und Zugangsschaltkreise (nicht gezeigt) wie etwa CCD's, MOS's oder bipolare IC's auf einem monokristallinen Siliziumsubstrat (Wafer) durch Anwendung eines Halbleiterprozesses angebracht. Jede der Elektroden 243 hat eine solche Ausgestaltung, dass ein Au Drahtstoß an einer Al Elektrode durch Wire Bonding ausgebildet wird. Danach wird der Wafer durch Verwendung einer hochpräzisen Dicing-Technik zerschnitten, wodurch die Halbleiterbildsensorchips 241 hergestellt werden.
Als nächstes wird die optische Faserplatine, wie sie in den 19A und 19B gezeigt ist, in folgender Weise hergestellt. Die Licht absorbierende Schicht 213 mit einer Dicke im Bereich von 2 μm bis 3 μm ist auf der äußeren Oberfläche der Mantelschicht 212 der optischen Faser mit einen Durchmesser von ungefähr 20 μm, wie in 20 gezeigt, ausgebildet. Dann wird die optische Faseranordnung 201 (abgebildet als 246 in 23) durch paralleles Anordnen einer Vielzahl von optischen Fasern in einer solchen Weise gefertigt, dass die optische Faseranordnung 201 von oben betrachtet ein Band bildet, wie in 19B gezeigt. Die transparente Glasplatte 203 (abgebildet als 247 in 23) wird so angebracht, dass sie in engem Kontakt mit der Seitenfläche der optischen Faseranordnung 201 steht. Als nächstes werden die optische Faseranordnung 201 und die transparente Glasplatte 203 zwischen einem Paar von lichtundurchlässigen Glassubstraten 248 eingeschlossen. Dann werden die lichtundurchlässigen Glassubstrate 248 auf eine annähernd dem Glasschmelzpunkt hohe Temperatur erhitzt, während sie von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt werden, wodurch die optische Faseranordnungsplatine hergestellt wird.
Als nächstes wird die Schaltkreisplatine 244 aus einem Edelmetall wie etwa Au, Ag-Pt durch Maskendruck oder durch Aufbringen eines flexiblen Drucksubstrates auf eine der Stirnflächen der lichtundurchlässigen Glassubstrate 248 der optischen Faseranordnungsplatine gebildet, wie in 23 gezeigt. Des Weiteren wird ein schwarzes Harz auf die andere Stirnfläche (auf die Seite, die in Kontakt mit dem Dokument steht) der transparenten Glasplatte 203 (abgebildet als 247 in 23) durch Maskendruck aufgebracht, wobei die Lichtsperrschicht 252 ausgebildet wird. Als nächstes wird der vorher hergestellte Bildsensor auf das Glassubstrat durch das acrylartige transparente Licht aushärtende Isolationsharz 245 durch ein Face-Down Klebeverfahren aufgebracht, so dass die Licht empfangende Anordnung 242 in engem Kontakt mit der optischen Faseranordnung 201 (246) stehen und die Elektroden 243 mit der Schaltkreisplatine 244 an vorbestimmten Positionen verbunden wird. Auf diese Weise wird der Direktkontaktbildabtastsensor hergestellt.
Hinsichtlich der linearen Beleuchtungseinrichtung 250 wird die Leiteinrichtung 221 aus Acryl oder Polykarbonat durch Spritzguss hergestellt, so dass sie eine Kegelstumpfform aufweist, wie in 21A und 21B dargestellt. Die Leiteinrichtung 221 hat eine solche Form eines Stumpfes, dass ein Querschnitt zu einem Mittelteil hin von den Stirnflächen aus allmählich abnimmt. Auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung 221 ist eine sich entlang der Längsrichtung der Leiteinrichtung 221 erstreckende Nut und der Lichtstreuungsabschnitt 223 ist auf den Wänden der Nut mit einer in den 22A und 22B gezeigten Form ausgebildet. Als nächstes wird ein LED Element aus einem transparenten Harz geformt, so dass der Lichtemitter 222 hergestellt wird. Der hergestellte Lichtemitter 222 ist so angeordnet, dass er in Kontakt mit Stirnseiten der Leiteinrichtung 221 steht.
Der Lichtstab 231 (abgebildet als 249 in 23) ist aus Acryl oder Polykarbonat durch Extrusion gefertigt. Der Lichtstab 231 (249) ist auf der Oberfläche der transparenten Glasplatte 247 der optischen Faseranordnungsplatine mit Hilfe eines transparenten Harzes angebracht, welches den gleichen Brechungsindex (n = 1,5 bis 1,6) aufweist, wie der Lichtstab 231 (249) und die transparente Glasplatte 247, um die transparente Glasplatte 247 optisch anzupassen.
Die lineare Beleuchtungseinrichtung 250 ist über dem Lichtstab 231 (249) in unmittelbarer Umgebung hierzu angeordnet, wie in 23 gezeigt, so dass Beleuchtungslichtstrahlen auf das Dokument in einem Winkel im Bereich von 0° bis 50° einfallen. In Beispiel 7 ist die lineare Beleuchtungseinrichtung 250 so angeordnet, dass der Beleuchtungslichtstrahl auf das Dokument unter ungefähr 40° fällt (unter etwa 25° in einem Medium wie die Leiteinrichtung, der Lichtstab und die Faseranordnungsplatine).
Die Betriebsfunktion der so hergestellten Direktkontaktbildabtastsensoreinheit wird untenstehend mit Bezug auf 23 beschrieben.
Von der linearen Beleuchtungseinrichtung 250 emittierte Lichtstrahlen gehen durch den Lichtstab 249 und werden in der Sub-Scanning-Richtung gebündelt. Mit anderen Worten wird eine Breite des Lichtstrahls in einer Sub-Scanning-Richtung durch Durchgehen durch den Stab 249 verringert. Danach geht der Lichtstrahl über die transparente Glasplatte 247 und die optische Faseranordnung 246 und beleuchtet anschließend das Dokument 251. Eine Lichtdurchlässigkeit der Licht absorbierenden Schicht 213 der optischen Fasern, welche die optische Faseranordnung 201 (246) bilden, ist auf ungefähr 20% festgelegt, so dass ein bestimmter Anteil der Lichtstrahlen dadurch hindurchgeht.
Mit dem Vorhandensein des undurchsichtigen Glassubstrates 248, der Lichtsperrschicht 231 und dem undurchsichtigen Versiegelungsharz 253 werden die von der linearen Beleuchtungseinrichtung 250 emittierten Lichtstrahlen, welche nicht durch das Dokument 251 (zum Beispiel Licht flackern) reflektiert werden, am direkten Eintreten in die Anordnung der Licht empfangenden Elemente 242 gehindert.
Dank der optischen Faseranordnung 201 (246) wird die Lichtinformation vom Dokument 251 zur Anordnung der Licht empfangenden Elemente 242 auf einer Eins-zu-Eins-Basis direkt geleitet, ohne Lichtüberschneidungen (Nebensignaleffekte) zu verursachen.
Als Ergebnis wird mit der Verwendung der Anordnung der Licht emittierenden Elemente mit 8 Punkten/mm ein MTF Wert von 65% bei 41 p/mm erreicht. Des Weiteren wird die Empfindlichkeitsungleichmäßigkeit auf 15%, von einem herkömmlichen Wert von zum Beispiel 25% (in dem Fall, wo die LED Anordnung als eine Beleuchtungseinrichtung verwendet wird) aus, reduziert. Als ein Ergebnis wird die Direktkontaktbildabtastsensoreinheit, welche zum Abtasten mit hoher Leistung imstande ist, realisiert. Des Weiteren wird die Teilung zwischen der linearen Beleuchtungseinrichtung 250 und der Oberfläche des Dokuments auf 1,5 mm, von einem herkömmlichen Wert von 10 mm aus, reduziert. Da die Gesamtgröße und Gewicht der Sensoreinheit nahezu halbiert werden kann, wird folglich die kompakte und leichtgewichtige Sensoreinheit realisiert. Des Weiteren wird die Anzahl der LED's, welche zum Beleuchten eines A4 großen Dokuments benötigt wird, auf 4 bis 8 reduziert, während 24 bis 32 LED's in der LED Anordnung benötigt werden, welche als eine Lichtquelle in der herkömmlichen Sensoreinheit dienen, was zu einer Reduktion der Kosten führt.
Wie in der obigen Beschreibung deutlich wurde, hat die Beleuchtungseinrichtung 250, welche im Direktkontaktbildabtastsensor der vorliegenden Erfindung verwendet wird, die gleiche Ausbildung, wie in den 12A und 12B des Beispiels 4 gezeigt wird. Dennoch kann eine im Direktkontaktbildabtastsensor der vorliegenden Erfindung verwendete Beleuchtungseinrichtung eine beliebige, aus den in Beispielen 1 bis 6 beschriebene sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, eine bemerkenswert kompakte und leichtgewichtige Direktkontaktbildabtastsensoreinheit, welche zum Abtasten eines Bildes mit hoher Qualität und hoher Auflösung und reduzierter Ungleichmäßigkeit des Sensors im Stande ist, zu geringen Kosten realisiert werden.
Beispiel 8
In jeder der in Beispiel 1 bis 6 oben beschriebenen Beleuchtungseinrichtungen weitet sich das Beleuchtungslicht leicht in einer Sub-Scanning-Richtung aufgrund der Ausrichtung der LED Chips. Daher ist der Verbesserung des Beleuchtungswirkungsgrades eine Grenze gesetzt.
Im Beispiel 8 wird eine Beleuchtungseinrichtung mit einem hohen Beleuchtungswirkungsgrad ohne Beleuchtungsungleichmäßigkeit durch Verringerung der Weitung des Beleuchtungslichtes in der Sub-Scanning-Richtung und Erhöhung der Weitung des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung in Bezug auf die 24A und 24B beschrieben.
24A ist eine Querschnittsansicht einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 8; und 24B ist eine Aufsicht hiervon. Die lineare Beleuchtungseinrichtung umfasst: ein Schaltkreissubstrat 311; LED Chips 312, welche auf das Schaltkreissubstrat 311 in einer Anordnung montiert sind; und Faseranordnungsplatinen 313, welche auf der oberen Oberfläche der jeweiligen LED Chips 312 ausgebildet sind, so dass die Faserplatinen in einer Längsrichtung des Schaltkreissubstrates 312 angeordnet sind. Die Beleuchtungseinrichtung ist mit einer optischen Bildabtastvorrichtung verbunden, so dass die Längsrichtung der Schaltkreissubstrate 312 parallel zur Haupt-Scanning-Richtung ist.
Die lineare Beleuchtungseinrichtung mit der obigen Ausbildung wird im Detail beschrieben.
Zuerst werden die LED Chips 312 auf das Schaltkreissubstrat 311 in konstanten Intervallen durch Verwendung eines Montierstempels angebracht. Als LED Chips 312 werden blanke LED Chips aus GaP oder, wenn hohe Helligkeit erforderlich ist, welche aus einem Quaternär System wie etwa AlGaInP und aus einem Harz geformt sind, verwendet. Um ein Farbbild zu lesen, werden LED Chips R (rot), G (grün) und B (blue) abwechselnd in einer Längsrichtung des Substrates 311 angeordnet und auf das Schaltkreissubstrat 311 angebracht. Als nächstes werden die Faseranordnungsplatinen 313 optisch auf die entsprechenden LED Chips 312 unter Verwendung eines hoch transparenten UV aushärtenden Versiegelungsharzes angebracht, so dass die Faserplatinen in einer Längsrichtung (Haupt-Scanning-Richtung) des Schaltkreissubstrates 311 angeordnet sind. Nach der Positionsanordnung jeder der Faseranordnungsplatinen 313 mit jedem der LED Chips 312 werden die Faseranordnungsplatinen 313 mit UV Strahlen bestrahlt, so dass die optische Montage vervollständigt wird. Die Faseranordnungsplatinen sind durch thermisches Pressen einer Einheit von mehreren Hundert Fasern hergestellt. In diesem Beispiel sind die Faseranordnungsplatinen 213 aus einem acrylartigen Material hergestellt, so dass jede Faserplatine einen Durchmesser von 50 μm aufweist.
Der Betrieb der so hergestellten linearen Beleuchtungseinrichtung wird unten stehend beschrieben.
Von den LED Chips 312 ausgehende Beleuchtungslichtstrahlen gehen durch die entsprechenden Faseranordnungsplatinen 233. Dann erreichen die sich in einer Längsrichtung (Haupt-Scanning-Richtung) weitende Beleuchtungslichtstrahlen das Dokument, ohne sich in einer Breitenrichtung (Sub-Scanning-Richtung) vertikal zu der Längsrichtung zu weiten. Daher kann das Dokument effektiv mit einer breiten Ausdehnung in der Haupt-Scanning-Richtung und ohne Ausdehnung in der Sub-Scanning-Richtung beleuchtet werden. Als ein Ergebnis wird eine ausgezeichnete Beleuchtung mit einer reduzierten Beleuchtungsungleichmäßigkeit auf der Oberfläche des Dokuments realisiert. Im speziellen wird von den Erfindern der vorliegenden Erfindung untermauert, dass, während eine Beleuchtungsungleichmäßigkeit bei Verwendung einer konventionellen LED 15% beträgt, die Ungleichmäßigkeit auf 7% durch Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung dieses Beispiels reduziert wird. Dafür kann gemäß der vorliegenden Beispiele das Dokument durch die Beleuchtungseinrichtung mit der halben Anzahl von LED Chips im Vergleich zu den konventionellen LED Chips genau abgetastet werden.
Darüber hinaus ist es möglich, den Abstand zwischen der linearen Beleuchtungseinrichtung und dem Dokument im Vergleich zum Abstand der konventionellen Beleuchtungseinrichtung nahezu zu halbieren, was im Umkehrschluss der Reduktion der Größe und des Gewichtes der optischen Bildabtastvorrichtung selbst dient. In Bezug auf die Faseranordnungsplatine wurde eine befriedigende Leistungsfähigkeit sowohl mit einer Faser mit einem Durchmesser von 75 μm als auch mit einer Platine, auf welcher die Fasern nur in einer einzelnen Linie angeordnet sind, erreicht.
Darüber hinaus ist ersichtlich, dass die lineare Beleuchtungseinrichtung des Beispiels 8 ebenso als Lichtquelle einer Bildsensoreinheit verwendet werden kann.
Beispiel 9
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 9 der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
25A ist eine Querschnittsansicht einer linearen Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 9 der vorliegenden Erfindung; und 25B ist eine Aufsicht hiervon. Die lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 9 umfasst: ein Schaltkreissubstrat 321; auf dem Schaltkreissubstrat 321 in einer Anordnung vorgesehene LED Chips 322; und reflektierende Flächen 323, welche in den Bereichen der Schaltkreissubstrate 321, wo die LED Chips 322 vorgesehen sind, und in einer Umgebung hiervon vorgesehen sind.
26A bis 26F zeigen als Beispiele verschiedene Formen von einer der reflektierenden Flächen 323.
Die lineare Beleuchtungseinrichtung mit der obigen Ausbildung wird im Detail beschrieben.
Wölbungen mit einer bestimmten Form sind auf der Oberfläche des Substrats aus Aluminium durch Pressung ausgebildet, wodurch die reflektierenden Flächen 323 ausgebildet werden. Eine Tiefe einer Aushöhlung beträgt in etwa zwei- bis dreimal die Höhe, zum Beispiel im Bereich von etwa 0,6 mm bis etwa 1 mm. Die Fußfläche der Wölbung, auf welcher der LED Chip später montiert werden soll, beträgt etwa 1,7 mm des LED Chips. Die Form der reflektierenden Fläche 323 kann in Bezug auf die gewünschte Beleuchtung auf der Oberfläche des Dokuments und der Verteilung der Beleuchtung festgelegt werden. Es wird angenommen, dass eine Längsrichtung des Substrats, welche parallel zur Haupt-Scanning-Richtung ist, eine X-Richtung ist; eine Breitenrichtung des Substrats, welche parallel zu der Sub-Scanning-Richtung ist, ist eine Y-Richtung; und eine Richtung senkrecht auf diese Richtungen ist eine Z-Richtung. Eine Form, welche durch kreisförmige oder elliptische Rotation einer geraden Linie, einer Parabel, einer multidimensionale Kurve oder ähnliches um eine Z-Richtungsachse gewonnen wird, kann beispielsweise als Form der reflektierenden Fläche 323 verwendet werden.
Als nächstes wird ein Isolationsharz auf die Oberfläche des Aluminiumsubstrats mit Ausnahme der reflektierenden Flächen 323 aufgebracht, wodurch das Schaltkreissubstrat 321 hergestellt wird. Als nächstes werden die blanken LED Chips 322 auf die entsprechenden reflektierenden Flächen 323 auf dem Schaltkreissubstrat 321 durch Die-Bonding unter Verwendung eines Die-Montierers und eines Drahtbondings montiert, wodurch die Montage vervollständigt wird. Die anzubringenden LED Chips 322 sind blanke Chips aus GaP oder welche, wenn hohe Helligkeit erforderlich ist, die aus einem Quaternärsystem wie etwa AlGaInP gefertigt sind. Ein LED Chip, welcher verwendet werden kann, misst typischerweise 0,3 mm mal 0,3 mm mal 0,3 mm. In dem Fall, wo die lineare Beleuchtungseinrichtung zum Lesen eines Farbbildes verwendet wird, sind die LED Chips für R (rot), G (grün) und B (blau) abwechselnd für jede Wölbung angeordnet. Alternativ kann ein Set von drei LED Chips für R (rot), G (grün) und B (blau) auf jeder Wölbung der reflektierenden Fläche 323 angeordnet sein.
Der Betrieb einer solchen ausgebildeten linearen Beleuchtungseinrichtung wird untenstehend beschrieben.
Unter den von den LED Chips 322 emittierten Beleuchtungslichtstrahlen erreichen geradeaus laufende Lichtkomponenten das Dokument, während die anderen Lichtkomponenten, welche lateral und dahinter wandern, von den entsprechenden Flächen reflektiert werden, so dass sie geradeaus wandern, um das Dokument zu erreichen. Durch Variation der Form der reflektierenden Fläche 323 kann der Beleuchtungswirkungsgrad und die Beleuchtungsungleichmäßigkeit eingestellt werden. Zum Beispiel wird die Beleuchtung der Oberfläche des Dokuments im Falle, wo die reflektierende Fläche 323 eine umgekehrte Ellipsoidkegelstumpfform aufweist, im Vergleich zu einer konventionellen LED Anordnung auf etwa das doppelte verbessert. Dafür kann die Anzahl der LED Chips, welche zur Realisierung der bestimmten Beleuchtung benötigt wird, im Vergleich zu der Anzahl der LED Chips, welche vormals zur Realisierung der gleichen Beleuchtung benötigt wurden, halbiert werden. Im Beispiel 9, wo jeder LED Chip auf der Fußfläche der Wölbung auf diese An ausgebildet ist, wird das vom LED Chip emittierte Licht in einer rückwärtigen Richtung und in einer lateralen Richtung reflektiert, so dass es zum Dokument hin geleitet wird. Daher kann, abgesehen von der Beleuchtungsungleichmäßigkeit die Helligkeit und der Beleuchtungswirkungsgrad erhöht werden.
Ebenso kann in Beispiel 9 die Faseranordnungsplatine 313, wie im Beispiel 8 beschrieben, auf der oberen Oberfläche von jedem der Licht emittierenden Elemente 322 vorgesehen werden. Dank der Faseranordnungsplatine 313 weitet sich das von den Licht emittierenden Elementen 322 emittierte Licht in der Haupt-Scanning-Richtung, ohne sich in der Sub-Scanning-Richtung zu weiten. Als ein Ergebnis kann die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung weiter verbessert werden. Es ist ersichtlich, dass die lineare Beleuchtungseinrichtung von Beispiel 9 ebenso als eine Lichtquelle der in Beispiel 7 beschriebenen Bildsensoreinheit verwendet werden kann.
Beispiel 10
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 12 der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
27A ist eine Querschnittsansicht einer Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 10 der vorliegenden Erfindung; und 27B ist eine Aufsicht hiervon. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 10 umfasst: ein Schaltkreissubstrat 241; auf das Schaltkreissubstrat 341 in einer Kolonne montierte LED Chips 342; und eine auf den LED Chips 342 vorgesehene transparente Platine 343. Die transparente Platine 343 hat eine in der Längsrichtung des Substrats 341 annähernd gleiche Länge wie das Schaltkreissubstrat 341; eine einer Breite des LED Chips 342 entsprechende Dicke in einer Breitenrichtung des Substrats 341; und eine einem Abstand von den LED Chips 342 zu der Oberfläche des zu beleuchtenden Dokuments entsprechende Breite.
Die lineare Beleuchtungseinrichtung mit der obigen Ausbildung wird im Detail beschrieben.
Zuerst werden die LED Chips 342 auf das Schaltkreissubstrat 341 in konstanten Intervallen unter Verwendung eines Die-Montierers aufgebracht. Als LED Chips 342 werden blanke LED Chips aus GaP oder, wenn hohe Helligkeit erforderlich ist, welche aus einem Quaternärsystem wie etwa AlGaInP und aus einem Harz geformt sind, verwendet. Um ein Farbbild abzutasten, werden LED Chips 342 für R (rot), G (grün) und B (blau) abwechselnd angeordnet und auf dem Schaltkreissubstrat 341 angebracht. Als nächstes wird die transparente Platine 343 optisch auf die entsprechenden LED Chips 342 unter Verwendung eines hochtransparenten UV-aushärtenden Isolationsharzes angebracht. Nach dem Ausrichten der transparenten Platine 343 mit den LED Chips 342 werden die Faseranordnungsplatinen 343 mit UV-Strahlen bestrahlt, so dass die optische Montage vervollständigt wird. Obwohl sowohl Glas, als auch ein transparentes Harz als Material der transparenten Platine 343 verwendet werden kann, ist ein hoch lichtdurchlässiges Material zur Verbesserung des Beleuchtungswirkungsgrades sinnvoll.
Der Betrieb der somit ausgebildeten linearen Beleuchtungseinrichtung wird unten stehend beschrieben.
Von den entsprechenden LED Chips 342 emittierte Beleuchtungslichtstrahlen gehen durch die transparente Platine 343. Dann werden die Beleuchtungslichtstrahlen zum anderen Ende der transparenten Platine 343 hin zum Beleuchten eines Dokumentes, welches in der Umgebung davon angeordnet ist, geleitet, ohne sich in der Breitenrichtung des Schaltkreissubstrates 341 (Sub-Scanning-Richtung) zu weiten. Somit kann die Oberfläche des Dokuments linear mit hohem Wirkungsgrad beleuchtet werden (die Beleuchtung kann im Vergleich zu der konventionellen LED Anordnung auf annähernd den doppelten Wert verbessert werden). Als ein Ergebnis kann im Vergleich zu der konventionellen LED Anordnung die Anzahl der LED Chips, welche zum Erreichen einer befriedigenden Beleuchtung benötigt werden, halbiert werden.
Gemäß Beispiel 10 bedarf es, da der Abstand zwischen den LED Chips vergrößert wurde, einer Separierung der LED Chips von dem Dokument. Folglich ist die Ausbildung aus Beispiel 10, obwohl die Ausbildung aus Beispiel 10 im Einhalten der befriedigenden Beleuchtung wirkungsvoll ist, nicht zum Erreichen der Verringerung der Größe der optischen Bildabtastvorrichtung geeignet.
Wie oben beschrieben, ist gemäß des vorliegenden Beispiels eine lineare Beleuchtungseinrichtung mit einem hohen Beleuchtungswirkungsgrad auf einer Oberfläche eines Dokuments und geringer Beleuchtungsungleichmäßigkeit realisiert. Folglich kann eine kompakte und leichte, zum Abtasten eines Bildes mit hoher Qualität und hoher Auflösung fähige, optische Bildabtastvorrichtung zu geringen Kosten realisiert werden.
Des Weiteren kann, wenn Wölbungen auf dem Substrat 341 ausgebildet sind und die LED Chips in diesen Wölbungen ausgebildet sind, das von jedem LED Chip emittierte Licht wirkungsvoll zum Dokument geleitet werden. Folglich ist es möglich, den Beleuchtungswirkungsgrad weiter zu erhöhen, um so die Anzahl die LED Chips zu reduzieren.
Beispiel 11
Eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Beispiel 11 der vorliegenden Erfindung wird beschrieben.
32A bis 32E sind jeweils Querschnittsansichten linearer Beleuchtungseinrichtungen gemäß Beispiel 11. 32A und 32E zeigen Querschnitte entlang einer Haupt-Scanning-Richtung und 32B, 32C und 32D zeigen Querschnitte entlang einer Sub-Scanning-Richtung. Während Lichteinfallsfläche und Lichtausgangsfläche der transparenten Platine 343 in Beispiel 10 beide flach sind, ist die Lichteinfallsfläche als dreiecksförmige Wellenfläche mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung in Beispiel 11 ausgebildet. Durch diese Form kann die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung weiter verbessert werden. Ebenso im Fall, in welchem die Lichtausgangsfläche als eine dreiecksförmige Wellenfläche anstelle der Lichteinfallsfläche ausgebildet ist, kann die Ungleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung ebenso verbessert werden. Wie in 32A gezeigt, ist es wirkungsvoll, die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes, wenn Lichteinfallsfläche und Lichtausgangsfläche als dreiecksförmige Wellenflächen ausgebildet sind, zu verbessern. In diesem Fall können jeweils eine Höhe an einer Spitze einer dreieckigen Welle, ein Neigungswinkel und eine Teilung der Lichteinfallsfläche und der Lichtausgangsfläche jeweils die gleichen oder unterschiedlich voneinander sein. In jedem der oben beschriebenen Fälle kann eine dreiecksförmige Wellenfläche durch eine Fläche mit einer Sägezahnquerschnittsform ersetzt werden.
Wie in 32B gezeigt, kann die transparente Platine 343 eine sich in der Haupt-Scanning-Richtung erstreckende zylindrische Form aufweisen und kann so angeordnet sein, dass ihre gekrümmte Fläche als die Lichtausgangsfläche dient. Die transparente Platine 343 ist nur in der Sub-Scanning-Richtung mit einer Linsenfunktion durch Annahme einer solchen Form vorgesehen, wodurch des Weiteren eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung des von der transparenten Platine 343 emittierten Lichtes verringert wird.
Wie in 32C gezeigt, ist die transparente Platine 343 so ausgebildet, dass sich eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente 342 weg verjüngt. Alternativ ist, wie in 32D gezeigt, die transparente Platine 343 so ausgebildet, dass eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente 342 aus bis zu einem bestimmten Abstand hin konstant gehalten wird und dann allmählich abnimmt, wenn ein bestimmter Abstand überschritten wird. Da eine Breite des in die transparente Platine 343 eintretenden Lichtes in der Sub-Scanning-Richtung allmählich geschärft wird, kann in jedem Fall Beleuchtung mit einer engeren Breite in der Sub-Scanning-Richtung im Vergleich zu der eine transparente Platine 343 mit einer konstanten Breite in der Sub-Scanning-Richtung wie in Beispiel 10 umfassende Beleuchtungseinrichtung realisiert werden.
Darüber hinaus kann, wie in 32E gezeigt, ein Brechungsindex eines Teils in der transparenten Platine 343 durch Ausbilden einer Vielzahl von Aushöhlungen in der transparenten Platine 343 variiert werden. Jede der Aushöhlungen kann beispielsweise eine zylindrische Form oder eine dreieckige Prismenform aufweisen, welche sich in der Sub-Scanning-Richtung erstrecken. Im Fall, wo die Aushöhlung eine dreieckige Prismenform aufweist, sind die Aushöhlungen so ausgebildet, dass eine Seitenfläche der Lichteinfallsfläche der transparenten Platine 343 gegenüber liegt und eine Ecke (entsprechend einer Ecke eines dreieckigen Querschnitts), welche der Seitenfläche gegenüber liegt, der Lichteinfallsfläche näher ist als die Seitenfläche. Auf diesem Wege wird Licht durch Vorsehen einer Aushöhlung mit einer Säulenform, welche sich in der Sub-Scanning-Richtung in der transparenten Platine 343 erstreckt, in der transparenten Platine 343 gestreut. Somit kann Beleuchtungslicht erhalten werden, welches in der Haupt-Scanning-Richtung gleichmäßiger ist.
Im Folgenden werden zwei Modifikationen des Beispiels 11 in Bezug auf die 33A bis 34B beschrieben. Bei diesen Modifikationen wird die transparente Platine 343 aus Beispiel 11 durch transparente Platinen 343A und 343B ersetzt. Jede der transparenten Platinen 343A und 343B hat im Wesentlichen die gleiche Länge als das Schaltkreissubstrat 341, jeweils in der Längsrichtung (die Haupt-Scanning-Richtung) und in der Breitenrichtung (die Sub-Scanning-Richtung) des Schaltkreissubstrates 341. In der zur Haupt-Scanning-Richtung senkrechten Richtung und der Sub-Scanning-Richtung ist eine totale Länge durch Hinzufügen der Länge der transparenten Platine 343a zu der Länge der transparenten Platine 343b im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen der Anordnung der LED Chips 342 und dem durch die lineare Beleuchtungseinrichtung zu beleuchtenden Dokuments.
In einer Modifikation ist die Lichtausgangsfläche der transparenten Platine 343a, welche der an die LED Chips 342 angrenzenden Fläche gegenüber liegt, als eine dreiecksförmige Wellenfläche mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung ausgebildet, wie mit 344a in 33A dargestellt. Aufgrund dieser Form kann die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung weiter verbessert werden, wie in Beispiel 1 in Bezug zu 5 beschrieben wird. Bei der anderen Modifikation ist die Lichteinfallsfläche der transparenten Platine 343b, welche an die transparente Platine 343a angrenzt, als eine dreiecksförmige Wellenfläche mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Teilung ausgebildet, wie durch 344b in 34A gezeigt. Folglich kann die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes, welches von der der dreiecksförmige Wellenfläche 344b gegenüber liegenden Fläche ausgeht, auch verbessert werden. Alternativ können die Lichtausgangsfläche 344a der transparenten Platine 343a und die Lichteinfallsfläche 344b der transparenten Platine 343b als dreiecksförmige Wellenflächen ausgebildet werden. In diesem Fall können eine Höhe an einer Spitze einer dreieckigen Welle, ein Steigungswinkel und eine Teilung der Lichteinfallsfläche und der Lichtausgangsfläche jeweils die gleichen oder unterschiedlich voneinander sein. In jedem der oben beschriebenen Fälle kann eine dreieckige Wellenfläche durch eine Fläche mit einer Sägezahnquerschnittsform ersetzt werden.
Wie in 35A gezeigt, kann die transparente Platine 343b eine sich in der Haupt-Scanning-Richtung erstreckende Zylinderform aufweisen und so angeordnet werden, dass ihre gekrümmte Fläche als Lichtausgangsfläche dient. Die transparente Platine 343b ist mit einer Linsenfunktion durch Annahme einer solchen Form nur in der Sub-Scanning-Richtung vorgesehen, wodurch des Weiteren eine Breite des von der transparenten Platine 343b emittierten Lichtes in der Sub-Scanning-Richtung reduziert wird.
Wie in 35B gezeigt, sind die transparenten Platinen 343a und 343b so ausgebildet, dass sich eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung in der Richtung weg von der Anordnung der Licht emittierenden Elemente 342 verjüngt. Alternativ können die transparenten Platinen 343a und 343b so ausgebildet werden, dass eine Breite der einen transparenten Platine in der Sub-Scanning-Richtung konstant gehalten wird, während eine Breite der anderen transparenten Platine in der Sub-Scanning-Richtung in der Richtung weg von den LED Chips 342 allmählich abnimmt. Im zweiten Fall hat die Lichteinfallsfläche der transparenten Platine 343b eine geringere Breite als die Lichtausgangsfläche der transparenten Platine 343a. In jedem Fall kann eine Beleuchtung mit einer geringeren Breite in der Sub-Scanning-Richtung realisiert werden, da eine Breite in der Sub-Scanning-Richtung des durch die LED Chips 342 emittierten Lichts allmählich geschärft wird.
Folglich kann, ebenso wie in dem Fall, wo sich zwei transparente Platinen zum Weiten des von den LED Chips 342 emittierten Lichts in der Haupt-Scanning-Richtung, ein Brechungsindex eines Teils in mindestens einer der transparenten Platine 343a und 343b durch Ausbilden einer Vielzahl von Aushöhlungen darin variiert werden. In diesem Fall kann, selbst wenn die Lichtausgangsfläche der transparenten Platine 343a und die Lichteinfallsfläche der transparenten Platine 343b beide flach sind, der Beleuchtungswirkungsgrad aufgrund der Streuung des Lichts durch die Aushöhlungen verbessert werden. Jede der Aushöhlungen kann beispielsweise eine sich in der Sub-Scanning-Richtung erstreckende zylindrische Form oder eine dreiecksförmige Prismenform aufweisen. In dem Fall, in dem die Aushöhlung eine dreiecksförmige Prismenform aufweist, sind die Aushöhlungen so ausgebildet, dass eine Seitenfläche der Lichteinfallsfläche der transparenten Platine 343a gegenüber liegt und eine Ecke (entsprechend einer Ecke eines dreieckigen Querschnitts), welche der Seitenfläche gegenüber liegt, der Lichteinfallsfläche näher ist als die Seitenfläche. In diesem Fall wird Licht durch Vorsehen der Aushöhlungen mit einer sich in der Sub-Scanning-Richtung erstreckenden Säulenform in mindestens einer der transparenten Platinen 343a und 343b beim Durchgang durch diese gestreut, was zu einer Verbesserung des Beleuchtungswirkungsgrades und einer Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes in einer Haupt-Scanning-Richtung führt.
Darüber hinaus kann ebenso in den Modifikationen des Beispiels 11, wenn Aushöhlungen auf dem Substrat 341 ausgebildet sind und dann Licht streuende Elemente auf die Fußflächen der Aushöhlungen angebracht werden, nachdem die Fußflächen und die Umgebung der Aushöhlungen zu Spiegelflächen oder reflektierenden Flächen gemacht wurden, die Gleichmäßigkeit des Beleuchtungslichtes in der Haupt-Scanning-Richtung, ebenso wie der Beleuchtungswirkungsgrad verbessert werden.
Verschiedene andere Modifikationen dazu sind ersichtlich und können leicht durch einen Fachmann durchgeführt werden, ohne vom Umfang der Ansprüche abzuweichen. Demgemäß ist eine Beschränkung des Umfangs der zugehörigen Ansprüche nicht auf die hier obige Beschreibung beabsichtigt, sondern vielmehr, dass die Ansprüche weit gefasst wurden.

Claims

Lineare 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, von der mindestens einen Stirnfläche (4a, 4b) der Leiteinrichtung (1) in das Innere der Leiteinrichtung (1) einzutreten; und einem an einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildeten Lichtstreuungsabschnitt (2), um das auf ihn einfallende Licht zu streuen, wodurch mindestens ein Teil des in das Innere der Leiteinrichtung (1) eintretenden Lichtes aus einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung austritt, welche dem Lichtstreuungsabschnitt (2) zugewandt ist, wodurch im Wesentlichen lineares Beleuchtungslicht entlang der ersten Richtung zur Verfügung gestellt wird, wobei eine Oberfläche des Lichtstreuungsabschnittes (2) eine dreieckige Wellenform oder eine Sägezahnform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) auf einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) in Intervallen in der ersten Richtung ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Oberfläche des Lichtstreuungsabschnittes (2) eine dreieckige Wellenform aufweist, 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 gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Leiteinrichtung (1) zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen (4a, 4b) aufweist, und die Lichtemissionseinrichtung (3) zwei Lichtemitter umfasst, um es dem Licht zu gestatten, von den zwei Stirnflächen (4a, 4b) aus in die Leiteinrichtung (1) einzutreten.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine auf einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildete Aussparung und eine auf der Aussparung vorgesehene Lichtstreuungsschicht (71) umfasst.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine raue Oberfläche aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine durchschnittliche Rauhigkeit R_a im Bereich von (100 bis 0,013) a aufweist und die maximale Höhe R_max im Bereich von (400 bis 0,05) S liegt, gemäß der Oberflächenrauhigkeit, wie sie in JIS Standard B0601 aufgezeigt ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Totalreflektionsschicht (111) auf der gesamten Seitenfläche der Leiteinrichtung ausgebildet ist, mit Ausnahme des Lichtstreuungsabschnittes (2) und des dem Lichtstreuungsabschnitt zugewandten Teils.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine Streuungsschicht ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Streuungsabschnitt (2) aus einem Lichtstreuer und einem lichtdurchlässigen Harz ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 9, wobei ein Brechungsindex des Lichtstreuers größer ist als der der Leiteinrichtung (1).
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 9, wobei ein Brechungsindex des lichtdurchlässigen Harzes im Wesentlichen gleich dem der Leiteinrichtung (1) ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Lichtstreuer TiO₂ ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Lichtstreuer TiO₂ ist, und das lichtdurchlässige Harz ein Siliziumharz ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das lichtdurchlässige Material eine Lichtdurchlässigkeit von 80% oder mehr aufweist (gemäß ASTM Messmethode D1003).
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Brechungsindex des lichtdurchlässigen Materials im Wesentlichen im Bereich von 1,4 bis 1,7 liegt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das lichtdurchlässige Material Acryl ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das lichtdurchlässige Material Polycarbonat ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 3 bis 8, wobei die Leiteinrichtung (1) zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen aufweist 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 gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtemissionseinrichtung (3) mindestens eine lichtemittierende Diode aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 3, wobei jeder der beiden Lichtemitter (3) mindestens eine lichtemittierende Diode aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Lichtemissionseinrichtung (3) eine Lichtemissionswinkelverteilung im Bereich von 30° bis 150° aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei die Leiteinrichtung (1) eine sich in der ersten Richtung erstreckende Säulenform aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei eine Breite des Lichtstreuungsabschnittes (2) in einer zweiten Richtung konstant ist, wobei die zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei eine Breite des Lichtstreuungsabschnittes (2) in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung von den zwei Stirnflächen aus zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung hin allmählich zunimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 22, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) in konstanter Form ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei eine Fläche des Lichtstreuungsabschnittes (2) von den zwei Stirnflächen aus zu einem Mittelabschnitt hin allmählich zunimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei die Intervalle des Diffusionsabschnittes (2) von den zwei Stirnflächen (4a, 4b) der Leiteinrichtung (1) aus zu einem Mittelabschnitt hin allmählich abnehmen.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 27 mit einer auf der gesamten Oberfläche oder auf einem Teil des Lichtstreuungsabschnittes (2) ausgebildeten Streuungsschicht.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die Leiteinrichtung (1) eine polygonale Säulenform aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die Leiteinrichtung (1) eine zylindrische Form aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei zwei Ebenen, die zwischen sich einen vorbestimmten Winkel einschließen, in einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet sind, welche dem Lichtstreuungsabschnitt zugewandt ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 31, wobei der vorbestimmte Winkel 90° beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30, wobei eine V-förmige Schnittfläche (81), welche so geformt ist, dass eine Breite und eine Tiefe in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung von den zwei Stirnflächen (4a, 4b) aus zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin allmählich zunehmen, auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgeformt ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leiteinrichtung (1) eine solche Form hat, dass eine Querschnittsfläche der Leiteinrichtung (1) zwischen den zwei Stirnflächen (4a, 4b) zu einem Mittelabschnitt hin allmählich abnimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei eine Breite des Lichtstreuungsabschnittes (2) in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung konstant ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei eine Breite des Lichtstreuungsabschnittes (2) in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung zwischen den zwei Stirnflächen (4a, 4b) zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin allmählich zunimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei der Lichtstreuungsabschnitt in einer konstanten Form ausgebildet ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 37, wobei eine Fläche des Lichtstreuungsabschnittes (2) zwischen den zwei Stirnflächen (4a, 4b) zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin allmählich zunimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei die Intervalle des Lichtstreuungsabschnittes (2) zwischen den zwei Stirnflächen (4a, 4b) zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin stetig abnehmen.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 39, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) eine Streuungsschicht aus einem Lichtstreuer und einem lichtdurchlässigen Harz besteht.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 34 bis 39, die ferner eine auf der gesamten Oberfläche oder auf einem Teil des Lichtstreuungsabschnittes (2) ausgebildete Streuungsschicht umfasst.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei ein Querschnitt der Leiteinrichtung (1) eine jedem der beiden Stirnflächen (4a, 4b) ähnliche Form aufweist und jede der beiden Stirnflächen (4a, 4b) einen polygonalen Querschnitt aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei ein Querschnitt der Leiteinrichtung (1) eine jedem der beiden Stirnflächen (4a, 4b) ähnliche Form aufweist und jede der beiden Stirnflächen (4a, 4b) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 43, wobei zwei Ebenen, die zwischen sich einen vorbestimmten Winkel einschließen, in einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet sind, welche dem Lichtstreuungsabschnitt (2) zugewandt ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 44, wobei der vorbestimmte Winkel 90° beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 34, wobei die Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) eine gerade, zur ersten Richtung parallele, Linie umfasst, und die gerade Linie einen Punkt auf einem Umfang auf einer der Stirnflächen mit einem entsprechenden Punkt auf einem Umfang auf der anderen der Stirnflächen verbindet.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 46, wobei die Leiteinrichtung (1) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 46 oder 47, wobei ein Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1), welche dem Lichtstreuungsabschnitt (2) zugewandt ist, die gerade Linie umfasst und mindestens ein Teil des Lichtstrahls von der Umgebung der geraden Linie ausgeht.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 48, wobei zwei Ebenen, die zwischen sich einen vorbestimmten Winkel einschließen, in einem Teil der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet sind, welche dem Lichtstreuungsabschnitt (2) zugewandte Leiteinrichtung (1) ist.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 49, wobei der vorbestimmte Winkel 90° beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 48 oder 49, wobei eine Fläche eines Querschnittes eines Mittelabschnitts der Leiteinrichtung (1) 70% oder weniger von einer Fläche von jeder der beiden Stirnflächen (4a, 4b) beträgt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 51, wobei die Lichtemissionseinrichtung (3) rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht zeitlich aufgeteilt emittiert.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 52, wobei die Lichtemissionseinrichtung drei lichtemittierende Dioden (21, 22, 23) umfasst, welche entsprechend das rote Licht, das grüne Licht und das blaue Licht emittieren.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit mit: einer optischen Faseranordnung (246) mit mehreren optischen Fasern zur Übertragung von Licht von einem Dokument (251) zu einem lichtempfangenden Element (242); einer transparenten Platte (247), die so angeordnet ist, dass sie in Kontakt mit der optischen Faseranordnung (246) steht, welche zwei Stirnflächen aufweist; einem Paar lichtundurchlässiger Substrate (248), die so angeordnet sind, dass sie die optische Faseranordnung (246) und die transparente Platte (247) zwischen sich aufnehmen; einer Lichtemissionseinrichtung, welche es Licht gestattet, von einer der beiden Stirnflächen der transparenten Platte (247) auf die transparente Platte (247) einzufallen; einer Lichtsperrschicht (252), welche auf der anderen der beiden Stirnflächen der transparenten Platte (247) ausgebildet ist; wobei die Anordnung der Licht empfangenden Elemente (242) eine Vielzahl von Lichtempfangselementen umfasst, die an einem Ende der Vielzahl von optischen Fasern vorgesehen sind, wobei die Lichtemissionseinrichtung (250) eine lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 53 ist und lineares Beleuchtungslicht auf das Dokument (251) entlang der ersten Richtung emittiert.
Direktkontakt-Bildabtastungseinheit gemäß Anspruch 54, wobei jede aus der Vielzahl von optischen Fasern einen Kern (211), eine auf einer äußeren Oberflläche des Kerns (211) vorgesehene Mantelschicht (212) und eine auf einer äußeren Oberfläche der Mantelschicht (212) vorgesehene Lichtabsorptionsschicht (213) umfasst.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß Anspruch 54 oder 55, welche ferner eine Linseneinrichtung umfasst, die zwischen einer der beiden Stirnflächen der transparenten Platte (203) und der Lichtemissionseinrichtung angeordnet ist, wobei die Linseneinrichtung das Beleuchtungslicht nur in einer zur ersten Richtung senkrechten zweiten Richtung bündelt.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 56, wobei eine Seite der Leiteinrichtung (222) eine gerade Linie enthält, welche durch Verbindung entsprechender Punkte auf den zwei Stirnflächen entsteht und im Wesentlichen parallel zur ersten Richtung ist, wobei eine Umgebung der geraden Linie der Seitenflächen einer der beiden Stirnflächen der transparenten Platte (203) zugewandt ist, und wobei das Beleuchtungslicht von der Umgebung der geraden Linie aus emittiert wird.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 57, wobei eine Breite in einer zweiten Richtung, welche die erste Richtung der Lichtstreuungsschicht (2) senkrecht kreuzt, zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) zwischen den zwei Stirnflächen hin allmählich zunimmt und im Mittelabschnitt am größten ist.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 58, wobei ein Brechungsindex der Leiteinrichtung (1) der linearen Beleuchtungseinrichtung im Wesentlich gleich dem der transparenten Platte (203) ist.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 59, wobei ein Material der transparenten Platte (203) das gleiche ist, wie das lichtdurchlässige Material, welches die Leiteinrichtung (1) der linearen Beleuchtungseinrichtung bildet.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 60, wobei die lineare Beleuchtungseinrichtung mit der transparenten Platte (203) durch ein transparentes Harz verbunden ist, welches im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie die Leiteinrichtung (1) und die transparente Platte (203) hat, während es optisch zur Linseneinrichtung (1) und zur transparenten Platte (203) passt.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 61, wobei ein Brechungsindex der Linseneinrichtung im Wesentlichen der gleiche wie der der transparenten Platte (203) ist.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 62, wobei die Linseneinrichtung und die transparente Platte (203) aus dem gleichen Material bestehen.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 56 bis 63, wobei die Linseneinrichtung mit der transparenten Platte (203) durch ein transparentes Harz verbunden ist, welches im Wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie die Linseneinrichtung und die transparente Platte (203) hat, während es optisch zur Linseneinrichtung (1) und zur transparenten Platte (203) passt.
Direktkontakt-Bildabtasteinheit gemäß einem der Ansprüche 54 bis 64, wobei ein Winkel, mit welchem das Beleuchtungslicht von der linearen Beleuchtungseinrichtung auf das Dokument einfällt, im Bereich von 0° bis 50° liegt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) auf der Seitenoberfläche der Leiteinrichtung (1) mit einer variierten Breite quer zur ersten Richtung ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) so ausgebildet ist, dass die Breite und die Tiefe zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin von der mindestens einen Stirnfläche aus zunehmen.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leiteinrichtung zwei Stirnflächen (4a, 4b) aufweist, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) mit einer variierten Breite quer zur ersten Richtung auf der Seitenoberfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) so ausgebildet ist, dass die Breite und die Tiefe von einer Stirnfläche (4a) aus zur anderen Stirnfläche (4b) der Leiteinrichtung (1) hin zunehmen.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leiteinrichtung zwei Stirnflächen (4a, 4b) aufweist, wobei der Lichtstreuungsabschnitt (2) mit einer variierten Breite quer zur ersten Richtung auf der Seitenoberfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsbereich (2) so ausgebildet ist, dass die Breite und die Tiefe von einer Stirnfläche (4a) aus zur anderen Stirnfläche (4b) der Leiteinrichtung (1) hin zunehmen, und dass die Leiteinrichtung (1) eine solche Form aufweist, dass eine Querschnittsfläche der Leiteinrichtung (1) auf der Seitenfläche des Lichtstreuungsabschnitts zwischen den zwei Stirnflächen zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin allmählich abnimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) in Intervallen in der ersten Richtung mit einer variierten Breite quer zur ersten Richtung und in einer Sägezahnform durch Ausbilden einer Aussparung auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist; dass die Leiteinrichtung (1) ausgehend von einer zylindrischen Form derart ausgebildet ist, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) so ausgebildet ist, dass ihre Breite und Tiefe zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) zwischen den zwei Stirnflächen hin zunehmen; und dass die Leiteinrichtung (1) eine solche Form aufweist, dass auf der Seitenfläche des Lichtstreuungsabschnitts (2) eine Querschnittsfläche einer Leiteinrichtung (1) zwischen den beiden Stirnflächen zum Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin allmählich abnimmt.
Lineare Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Leiteinrichtung zwei Stirnflächen (4a, 4b) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) in Intervallen in der ersten Richtung mit einer unterschiedlichen Breite quer zur ersten Richtung in einer Sägezahnform durch Ausbilden einer Aussparung auf der Seitenfläche der Leiteinrichtung (1) ausgebildet ist, dass die Leiteinrichtung (1) von einer zylindrischen Form derart ausgebildet ist, dass der Lichtstreuungsabschnitt (2) so ausgebildet ist, dass seine Breite und seine Tiefe zwischen den zwei Stirnflächen zu einem Mittelabschnitt der Leiteinrichtung (1) hin zunehmen; und dass die Leiteinrichtung (1) aus einem Lichtstreuungsabschnitt (2) und einer glatten Oberfläche der Leiteinrichtung besteht.