JP4565161B2 - A light guide and a medium gate mechanism including the light guide. - Google Patents
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本発明は、LEDなどの光源からの光によって発光する導光体及びその導光体を備えた媒体ゲート機構に関する。 The present invention relates to a light guide that emits light by light from a light source such as an LED, and a medium gate mechanism including the light guide.
従来から、カードリーダのカード挿入口(ゲート口)付近を光らせて、薄暗い中でも利用者がカード挿入口の位置を視認できるようにしたり、薄暗い中で装飾機能を発揮させたりする場合がある。例えば、特許文献1に開示されたカードリーダにおけるカードゲート機構では、発光源として複数個のLEDを用いて、カード挿入口を構成するゲートフレームを光らせている。
Conventionally, there are cases where the vicinity of a card insertion opening (gate opening) of a card reader is illuminated so that a user can visually recognize the position of the card insertion opening even in a dark place, or a decoration function is exhibited in a dark place. For example, in the card gate mechanism in the card reader disclosed in
しかし、部品点数及び製造コストの削減要請から、少しでも少ない(例えば1個の)LEDによってゲートフレームを光らせる必要がある。そこで、例えば特許文献2に開示された面発光表示装置を用いて、カードゲート機構のゲートフレームを光らせることを考える。特許文献2に開示された面発光表示装置は、1個のLEDを発光源としており、LEDから出射された光が導光板内に入射されると、クサビ型の導光板内で散乱反射が繰り返され、その過程で射出面から光が射出し、射出した光を用いて任意の絵や文字を表示する、という装置である。この面発光表示装置によれば、1個のLEDによって、ゲートフレームの一辺全体を光らせることができる。
However, in order to reduce the number of parts and the manufacturing cost, it is necessary to illuminate the gate frame with as few (for example, one) LEDs. Therefore, for example, it is considered that the gate frame of the card gate mechanism is lit using the surface emitting display device disclosed in
しかしながら、特許文献2に開示された面発光表示装置では、ゲートフレームの一辺を均一に光らせることができない、という問題がある。
However, the surface-emitting display device disclosed in
すなわち、特許文献2に開示された面発光表示装置は、上述のとおりクサビ型の導光板内で散乱反射が繰り返され、その過程で、射出面から光が射出するものであるが、この射出光のうち、射出面と略垂直な方向に射出される光は、LED近傍では、射出面又は反射面での反射をほとんど経ていない光から生成される一方で、LEDから離れた箇所では、射出面又は反射面での反射を何回か経た後の光から生成される。
That is, in the surface light emitting display device disclosed in
従って、射出面と略垂直な方向に射出される光は、LED近傍では光量が多く(光強度が強く)なり、LEDから離れた箇所では光量が少なく(光強度が弱く)なることから、結果的に、LED近傍とLEDから離れた箇所とで光量にばらつきが生じてしまい、ゲートフレームを均一に光らせることができない。 Therefore, the light emitted in the direction substantially perpendicular to the emission surface has a large amount of light (intensity of light) in the vicinity of the LED and a small amount of light (intensity of light) in the portion away from the LED. In particular, the amount of light varies between the vicinity of the LED and the portion away from the LED, and the gate frame cannot be illuminated uniformly.
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、射出面と略垂直な方向に射出される光の光量のばらつきを抑えることが可能な導光体及びその導光体を備えた媒体ゲート機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object thereof is a light guide capable of suppressing variations in the amount of light emitted in a direction substantially perpendicular to the emission surface, and the light guide. It is to provide a medium gate mechanism with a body.
以上のような課題を解決するために、本発明は、以下のものを提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following.
(1) 光が入射される入射面と、入射された光を射出する射出面と、当該射出面と対向し、入射された光を反射する反射面と、を有する導光体において、前記反射面は、前記射出面と略垂直な方向に光を反射する複数の第1反射部と、当該複数の第1反射部それぞれの間に形成された複数の第2反射部と、を備え、前記第1反射部は、フレネル形状からなる放物面となるように形成されているとともに、前記放物面の焦点は、前記複数の第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置し、前記射出面には、前記第1反射部の略中央を焦点とするレンズが複数設けられていることを特徴とする導光体。 (1) In the light guide having an incident surface on which light is incident, an exit surface that emits the incident light, and a reflective surface that faces the exit surface and reflects the incident light, the reflection The surface includes a plurality of first reflecting portions that reflect light in a direction substantially perpendicular to the emission surface, and a plurality of second reflecting portions formed between each of the plurality of first reflecting portions, The first reflecting portion is formed to be a paraboloid having a Fresnel shape, and the focal point of the paraboloid is on an intersection formed when each of the plurality of second reflecting portions is extended. A light guide body that is located and has a plurality of lenses that are provided on the exit surface and have a focus at substantially the center of the first reflecting portion .
本発明によれば、入射面と射出面と反射面とを有する導光体において、反射面には、射出面と略垂直な方向に光を反射する複数の第1反射部と、複数の第1反射部それぞれの間に形成された複数の第2反射部と、が設けられ、第1反射部は、フレネル形状からなる放物面となるように形成され、その放物面の焦点が、複数の第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置することとしたので、射出面と略垂直な方向に射出される光の光量のばらつきを抑えることができる。 According to the present invention, in the light guide having the entrance surface, the exit surface, and the reflective surface, the reflective surface includes a plurality of first reflective portions that reflect light in a direction substantially perpendicular to the exit surface, and a plurality of first reflectors. A plurality of second reflecting portions formed between each of the reflecting portions, and the first reflecting portion is formed to be a paraboloid having a Fresnel shape, and the focal point of the paraboloid is Since it is located on the intersecting line formed when each of the plurality of second reflecting portions is extended, variation in the amount of light emitted in a direction substantially perpendicular to the emission surface can be suppressed.
すなわち、反射面のうちの第1反射部を、複数の第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置する点を焦点とする放物面であって、かつ、フレネル形状からなる放物面となるように形成したので、その焦点から発せられた光は、どの第1反射部においても、射出面と略垂直な方向に反射されることになる。従って、例えばLEDなどの光源に基づく発光点を、上述の焦点と一致させることによって、複数の第1反射部のうちのどの第1反射部においても、射出面と略垂直な方向に射出される光が均一に生成されることになる結果、発光点近傍と発光点から離れた箇所とで、射出面と略垂直な方向に射出される光の光量のばらつきを抑えることができる。 That is, the first reflecting portion of the reflecting surface is a paraboloid focusing on a point located on the intersection formed when each of the plurality of second reflecting portions is extended, and from the Fresnel shape In other words, the light emitted from the focal point is reflected in a direction substantially perpendicular to the exit surface at any first reflecting portion. Accordingly, for example, by making a light emitting point based on a light source such as an LED coincide with the above-described focal point, any first reflecting portion of the plurality of first reflecting portions is emitted in a direction substantially perpendicular to the emission surface. As a result of the uniform generation of light, it is possible to suppress variations in the amount of light emitted in the direction substantially perpendicular to the exit surface between the vicinity of the light emitting point and the location away from the light emitting point.
特に、本発明は、単に、第1反射部をフレネル形状からなる放物面となるように形成したものではなく、上述した放物面の焦点が、複数の第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置するような構成としている。従って、第1反射部のうち、焦点から発せられた光が当たらない領域を排除することができるので、射出面と略垂直な方向に射出される光を効率的に得ることができる。 In particular, in the present invention, the first reflecting part is not simply formed so as to be a parabolic surface having a Fresnel shape, but the focal point of the parabolic surface described above extends each of the plurality of second reflecting parts. It is set as the structure located on the intersection line formed. Therefore, since the area | region where the light emitted from the focus does not hit can be excluded among the 1st reflection parts, the light inject | emitted in the direction substantially perpendicular | vertical to an emission surface can be obtained efficiently.
ここで、「フレネル形状からなる放物面」とは、放物面の集光性能を保ちつつ、放物面の厚み(放物面の頂点と焦点を結ぶ方向への厚み)を減らしたものをいう。また、放物面の焦点は、「第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上」に位置することとしているが、全ての第2反射部を延ばしたときに形成される交線上であってもよいし、一部の(いくつか複数の)第2反射部を延ばしたときに形成される交線上であってもよい。さらに、放物面の焦点は「交線上」に位置することとしているが、これは、焦点が交線上の任意の点と完全一致していてもよいし、焦点が交線付近の任意の点と一致していてもよい。 Here, “a paraboloid made of Fresnel shape” means that the thickness of the paraboloid (thickness in the direction connecting the apex of the paraboloid and the focal point) is reduced while maintaining the condensing performance of the paraboloid. Say. In addition, the focal point of the paraboloid is positioned “on the intersection line formed when each of the second reflection parts is extended”, but on the intersection line formed when all the second reflection parts are extended. It may be on an intersecting line formed when a part of (a plurality of) second reflecting portions are extended. Furthermore, the focal point of the paraboloid is assumed to be “on the line of intersection”, but this may be that the focal point is completely coincident with any point on the line of intersection, or the point of focus is any point near the line of intersection. May match.
前記射出面には、前記第1反射部の略中央を焦点とするレンズが複数設けられていることを特徴とする。 The front Symbol exit surface, characterized in that a lens to focus the substantially center of the first reflecting portion is provided with a plurality.
本発明によれば、上述した射出面には、第1反射部の略中央を焦点とするレンズが複数設けられている(例えばレンズアレイが設けられている)こととしたので、射出面における光の斑を大きくし、射出面から射出される光をより均一化することができる。 According to the present invention, since the above-described exit surface is provided with a plurality of lenses (for example, provided with a lens array) having a focal point at substantially the center of the first reflecting portion, light on the exit surface is provided. It is possible to enlarge the unevenness of the light and make the light emitted from the exit surface more uniform.
すなわち、複数のレンズを通して射出面を視認すると、複数のレンズを通さずに射出面を視認した場合と比べて光の無い領域を狭くすることができるので、その結果、射出面から射出される光をより均一化することができる(光量のばらつきを抑えることができる)。 That is, when the exit surface is visually recognized through a plurality of lenses, the light-free region can be narrowed compared to the case where the exit surface is viewed without passing through the plurality of lenses. Can be made more uniform (a variation in the amount of light can be suppressed).
ここで、本発明では、第1反射部の略中央を焦点とするレンズが複数「設けられている」こととしたが、例えば、射出面に複数のレンズを後付けしてもよいし、射出面と複数のレンズを一体的に形成してもよい。また、「複数のレンズ」は、一体的に形成されたいわゆるレンズアレイであってもよいし、別個独立の複数のレンズであってもよい。 Here, in the present invention, a plurality of lenses having a focal point at the approximate center of the first reflecting portion are “provided”. However, for example, a plurality of lenses may be retrofitted to the exit surface, or the exit surface And a plurality of lenses may be integrally formed. Further, the “plurality of lenses” may be a so-called lens array formed integrally or a plurality of independent lenses.
(2) 前記第2反射部が平面からなることを特徴とする(1)記載の導光体。
(3) 前記反射面には、光の透過を防ぐ反射部材が設けられていることを特徴とする(1)又は(2)記載の導光体。
(2) The light guide according to (1 ), wherein the second reflecting portion is a flat surface.
(3) The light guide body according to (1) or (2), wherein a reflection member that prevents light transmission is provided on the reflection surface.
本発明によれば、上述した反射面には、光の透過を防ぐ反射部材が設けられていることした(例えばミラーコートを施した)ので、反射面からの光の放出を防ぎ、ひいては光束ロスを防ぐことができる。 According to the present invention, the reflective surface described above is provided with a reflective member that prevents light transmission (for example, a mirror coat is applied), so that emission of light from the reflective surface is prevented, and as a result, light flux loss. Can be prevented.
(4) 前記反射面と直交する面のうち、前記放物面の焦点近傍の面に前記反射部材が設けられていることを特徴とする(3)記載の導光体。 (4) The light guide according to (3), wherein the reflecting member is provided on a surface in the vicinity of the focal point of the paraboloid , among the surfaces orthogonal to the reflecting surface.
本発明によれば、上述した反射面と直交する面のうち、焦点近傍の面に反射部材が設けられていることとしたので、この面からの光の放出を防ぎ、ひいては光束ロスを防ぐことができる。特に、本発明は、光の入射角が小さい焦点近傍の面にのみ反射部材を設けているので、最も透過し易い焦点近傍の面からの光の放出を効率的に防ぐとともに、反射部材で反射することに起因して生じる光の減衰を抑えることができる。 According to the present invention, since the reflecting member is provided on the surface in the vicinity of the focal point among the surfaces orthogonal to the above-described reflecting surface, emission of light from this surface is prevented, thereby preventing loss of light flux. Can do. In particular, according to the present invention, since the reflecting member is provided only on the surface near the focal point where the incident angle of light is small, it is possible to efficiently prevent the light from being emitted from the surface near the focal point which is most easily transmitted, and to be reflected by the reflecting member. It is possible to suppress the attenuation of light that occurs due to this.
(5) 前記射出面に沿って細長形状に形成された前記導光体のうち、前記放物面の焦点とは反対側の先端には、所定角度の面取りが施されていることを特徴とする(1)から(4)のいずれか記載の導光体。
(5) Of the light guide formed in an elongated shape along the emission surface, a chamfer at a predetermined angle is applied to a tip opposite to the focal point of the paraboloid. The light guide according to any one of (1) to (4).
本発明によれば、上述した射出面に沿って細長形状に形成された導光体のうち、焦点とは反対側の先端に所定角度(例えば45度)の面取りが施されていることとしたので、導光体内を通過してきた光を、導光体の長手方向と直交する方向に導くことができる。 According to the present invention, a chamfer of a predetermined angle (for example, 45 degrees) is applied to the tip of the light guide formed in an elongated shape along the exit surface described above on the side opposite to the focal point. Therefore, the light that has passed through the light guide can be guided in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the light guide.
(6) 前記先端には、前記反射面と略直交する方向に突出した突起部が設けられていることを特徴とする(5)記載の導光体。 (6) The light guide according to (5), wherein a protrusion protruding in a direction substantially orthogonal to the reflection surface is provided at the tip.
本発明によれば、上述した先端に、反射面と略直交する方向に突出した突起部が設けられていることとしたので、導光体の長手方向と直交する方向に導かれた光を、突起部の一面から射出させることができる。これにより、例えば、入射された光を射出する射出面をライン状ではなくL字形状にすることができる。そして、例えば突起部を有する導光体を2個組み合わせることによって、入射された光を射出する射出面をロ字形状にすることができる。 According to the present invention, since the protruding portion protruding in the direction substantially orthogonal to the reflecting surface is provided at the above-described tip, the light guided in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the light guide is It can be made to inject from one side of a projection part. Thereby, for example, the exit surface for emitting the incident light can be formed in an L shape instead of a line shape. For example, by combining two light guides having protrusions, the exit surface for emitting the incident light can be formed in a square shape.
(7) 媒体が挿入されるゲート口と、当該ゲート口から挿入された媒体を内部に搬送する媒体搬送機構と、を有する媒体処理装置における媒体ゲート機構において、前記媒体ゲート機構は、前記ゲート口を構成するゲートフレームと、光源からの光を前記ゲートフレームに導く請求項1から6のいずれか記載の導光体と、を備えることを特徴とする媒体ゲート機構。
(7) In a medium gate mechanism in a medium processing apparatus having a gate port into which a medium is inserted and a medium transport mechanism that transports the medium inserted from the gate port to the inside, the medium gate mechanism includes the gate port And a light guide according to
本発明によれば、ゲート口と媒体搬送機構を有する媒体処理装置(例えばカードリーダ)における媒体ゲート機構において、ゲート口を構成するゲートフレームに光源からの光を導くために、上述した導光体を設けることとしたので、ゲートフレームに入射される光の光量のばらつきを抑えた媒体ゲート機構を提供することができ、ひいてはゲートフレームを均一に光らせることが可能な媒体ゲート機構を提供することができる。 According to the present invention, in the medium gate mechanism in a medium processing apparatus (for example, a card reader) having a gate port and a medium transport mechanism, the light guide described above is used to guide light from the light source to the gate frame constituting the gate port. Therefore, it is possible to provide a medium gate mechanism in which variation in the amount of light incident on the gate frame is suppressed, and to provide a medium gate mechanism that can uniformly illuminate the gate frame. it can.
(8) 前記導光体と前記ゲートフレームとは、一体的に形成されていることを特徴とする(7)記載の媒体ゲート機構。 (8) The medium gate mechanism according to (7), wherein the light guide and the gate frame are integrally formed.
本発明によれば、上述した導光体とゲートフレームとは、一体的に形成されていることとしたので、均一に光らせることができるゲートフレームを、簡易に媒体ゲート機構に組み込むことができる。また、製造工程の効率化にも資する。 According to the present invention, since the light guide and the gate frame described above are integrally formed, a gate frame that can be uniformly illuminated can be easily incorporated into the medium gate mechanism. It also contributes to the efficiency of the manufacturing process.
(9) 前記ゲートフレームは、透明体で構成されるとともに、表面にはマット処理が施されていることを特徴とする(7)又は(8)記載の媒体ゲート機構。 (9) The medium gate mechanism according to (7) or (8), wherein the gate frame is made of a transparent body, and a matte treatment is performed on a surface thereof.
本発明によれば、上述したゲートフレームは透明体で構成され、表面にはマット(拡散)処理が施されていることとしたので、ゲートフレームに入射される光の光量が少ないものであっても、明るく見せることができる。 According to the present invention, the gate frame described above is made of a transparent body, and the surface is subjected to a mat (diffusion) treatment, so that the amount of light incident on the gate frame is small. Can even look brighter.
より詳細に説明すると、上述した導光体は、射出面と略垂直な方向に射出される光を第1反射部から得るものであるため、たとえ上述したレンズアレイを設けたとしても、その光が斑状になるのは避けられない。従って、例えばゲートフレームを拡散材によって構成し、ゲートフレーム全体の光強度を均一化することが考えられる。しかし、拡散材によってゲートフレームを構成した場合には、ゲートフレームに入射された光が過渡の拡散によって弱まってしまい、結果的に、ゲートフレーム全体の光強度が低下してしまう。その一方で、本発明のように、内部は透明体で構成し、表面にマット処理を施したゲートフレームであれば、過渡の拡散を防いでゲートフレーム全体の光強度が低下してしまうのを防ぎつつ、マット処理が施された表面においてゲートフレーム全体の光強度を均一化することができる。このように、ゲートフレームに入射される光の光量が少ないものであっても、明るく見せることが可能になる。 More specifically, since the light guide described above obtains light emitted in a direction substantially perpendicular to the emission surface from the first reflecting portion, even if the lens array described above is provided, the light is emitted. It is unavoidable to become patchy. Therefore, for example, it is conceivable that the gate frame is made of a diffusing material and the light intensity of the entire gate frame is made uniform. However, in the case where the gate frame is formed of a diffusing material, the light incident on the gate frame is weakened due to transient diffusion, and as a result, the light intensity of the entire gate frame is reduced. On the other hand, if the gate frame is made of a transparent body and the surface is matted as in the present invention, the diffusion of transients is prevented and the light intensity of the entire gate frame is reduced. While preventing, the light intensity of the whole gate frame can be made uniform on the mat-treated surface. In this way, even if the amount of light incident on the gate frame is small, it can appear bright.
以上説明したように、本発明によれば、第1反射部を、フレネル形状からなる放物面であって、複数の第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置する点を焦点とする放物面となるように形成したので、例えばLEDなどの光源に基づく発光点を、上述の焦点と一致させたとき、発光点近傍と発光点から離れた箇所とで、射出面と略垂直な方向に射出される光の光量のばらつきを抑えることができる。 As described above, according to the present invention, the first reflecting portion is a paraboloid having a Fresnel shape and is located on the intersection line formed when each of the plurality of second reflecting portions is extended. Since the light emitting point based on a light source such as an LED is made to coincide with the above-mentioned focal point, the emission surface is near the light emitting point and away from the light emitting point. Variation in the amount of light emitted in a direction substantially perpendicular to the direction can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る導光体1の外観構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of a
図1において、導光体1は、例えば、アクリル樹脂,ポリカーボネート樹脂などの透光性を有する熱可塑性樹脂からなり、射出面に沿って細長形状に形成され、長方形断面を有している。導光体1には、光が入射される入射面3と、入射された光を射出する射出面6と、その射出面と対向し、入射された光を反射する反射面5と、が形成されている。
In FIG. 1, the
入射面3の近傍には、LEDからなる光源2が配置されており、この光源2からの光が入射面3を介して導光体1に入射される。なお、光源2の種類の如何は問わない。砲弾型やチップ型のLEDであってもよいし、白,青,緑,赤など、どの発光色のLEDであってもよい。
A
入射面3を介して導光体1に入射された光は、傾斜部4で反射した後、導光体1の反射面5へと伝搬していく。反射面5は、射出面6とおよそ垂直な方向に光を反射する複数の第1反射部5aと、複数の第1反射部5aのそれぞれの間に形成された複数の第2反射部5bと、を有している。また、反射面5及び傾斜部4には、光の透過を防ぐミラーコート(図示せず)が施されている。さらに、反射面5と直交する面のうち、光源2近傍の面(両面)にもミラーコートが施されている(図1中の斜線部参照)。これらのミラーコートによって、光束ロスを防ぐことができる。特に、後者のミラーコートによって、光が最も透過し易い面(図1中の斜線部参照)からの光の放出を効率的に防ぎつつ、光源2から離れた箇所においては、ミラーコートで反射することに起因して生じる光の減衰を抑えることができる。
The light incident on the
なお、ミラーコートの種類としては、シルバーミラーコート,ゴールドミラーコート,ブルーミラーコート,或いはピンクミラーコートなど、様々な種類のものが挙げられる。また、ミラーコートの代わりに、例えば、ガラスビーズやプリズムを反射面5に設けてもよいし、反射シートを反射面5に貼付してもよい。さらに、反射面5をマット面にしてもよいし、反射面5に白色顔料を塗布してもよい。
In addition, as a kind of mirror coat, various kinds, such as a silver mirror coat, a gold mirror coat, a blue mirror coat, or a pink mirror coat, are mentioned. Further, instead of the mirror coat, for example, glass beads or prisms may be provided on the
射出面6には、レンズアレイ7が一体的に形成されており、このレンズアレイ7は、第1反射部5aのおよそ中央を焦点とする円形レンズを複数並べた構造となっている。反射面5(主に第1反射部5a)で反射した光は、射出面6及びレンズアレイ7を透過した後、外部へ射出される。一方、導光体1のうち、光源2が存在する側とは反対側の先端には、およそ45度の面取り部8が形成されている。また、その先端には、反射面5と直交する方向に突出した突起部9が形成されている。
A
このような構成からなる導光体1において、射出面とおよそ垂直な方向に光が射出される様子を、図2を用いて詳述する。図2は、図1に示す導光体1を背面側(図1のX方向)から見たときの側面図である。
A state in which light is emitted in a direction substantially perpendicular to the emission surface in the
図2において、光源2から出射した3本の光L1,L2,L3は、いずれも傾斜部4で反射した後、反射面5の第1反射部5aへと向かう。そして、これらの光L1〜L3は、いずれも反射面5の第1反射部5aにおいて、射出面6と垂直な方向の光となるように反射され、そのまま射出面6及びレンズアレイ7を介して外部に射出される。
In FIG. 2, the three lights L 1 , L 2 , and L 3 emitted from the
ここで、反射面5の第1反射部5aにおいて、反射光が射出面6とおよそ垂直な方向の光となるのは、第1反射部5aがフレネル形状からなる放物面となるように形成されており、また、その放物面の焦点が複数の第2反射部5bをそれぞれ延ばしたときに形成される交線上に位置するからである。この原理について、図3を用いて詳述する。図3は、反射面5の第1反射部5aにおいて、反射光が射出面6と垂直な方向の光となる原理を説明するための説明図である。
Here, in the first reflecting
図3において、まず、焦点を図中のPとする放物面11を考える(図3(a)参照)。焦点Pから出射した光が放物面11で反射すると、放物面11の頂点Qと焦点Pとを結ぶ直線と平行な光(例えばP1〜P6)となる。
In FIG. 3, a
次に、放物面11のうち扇形の実線部に着目する。この扇形の実線部を拡大し、かつ、フレネル形状からなる放物面となるように形成したのが、図3(b)である。図3(b)では、図3(a)と比べて、放物面11の頂点Qと焦点Pとを結ぶ方向の厚さが薄くなっている。
Next, attention is focused on the fan-shaped solid line portion of the
次に、弧12(図3中の太線部)に着目する。例えば焦点PにLEDなどの光源を配置した場合、弧12は光が当たらない領域となり、無駄な領域となる。従って、無駄な弧12を排除して、平面からなる第2反射部5bを形成したのが、図3(c)である。図3(c)に示すように、焦点Pは、複数の第2反射部5bそれぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置している。なお、この「交線」は、図3においては紙面と垂直な方向の直線となる。
Next, attention is paid to the arc 12 (thick line portion in FIG. 3). For example, when a light source such as an LED is disposed at the focal point P, the
このように、図2及び図3によれば、例えばLEDなどの光源2を焦点と一致させることによって、複数の第1反射部5aのうちどの第1反射部5aにおいても、射出面6と垂直な方向に射出される光が均一に生成される。その結果、光源2近傍と光源2から離れた箇所とで、射出面6と垂直な方向に射出される光の光量のばらつきを抑えることができる。
As described above, according to FIGS. 2 and 3, the
なお、図3では、LEDなどの光源2そのものを焦点Pと一致させることとしたが、図1では、LEDなどの光源2に基づく発光点を焦点Pと一致させている。この発光点について、図4を用いて具体的に説明する。図4は、LEDなどの光源2に基づく発光点を焦点Pと一致させたときの様子を示す図である。
In FIG. 3, the
図4に示すように、光源2の出射点P'と、焦点Pとは、傾斜部4を軸として線対称の配置関係にある。すなわち、光源2の出射点P'から出射された光が傾斜部4で反射した後に通る光路と、光源2の出射点P'を焦点Pに配置したときに、傾斜部4を透過した光が通る光路とは、同じ光路となる。
As shown in FIG. 4, the emission point P ′ of the
このように、図4によれば、焦点Pと光源2の出射点P'とを一致させるのではなく、焦点Pと光源2に基づく発光点を一致させることによって、光源2の位置を反射面5側に移動させても同様の効果を得ることができ、ひいては導光体1及び光源2のコンパクトな配置設計が可能になる。なお、ここでは焦点Pと光源2に基づく発光点を完全一致させているが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、光源2に基づく発光点を焦点Pの近傍(焦点P付近)としても構わない。
Thus, according to FIG. 4, the focal point P and the emission point P ′ of the
図5は、図3及び図4を用いて説明した導光体1の作用を基に、導光体1内部の光路を示した図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an optical path inside the
図5に示すように、光源2から出射された複数本の光は、それぞれミラーとして機能する傾斜部4で反射すると同時に、それぞれ第1反射部5aにおいて、射出面6と垂直な方向に射出される光が生成される。その結果、光源2(に基づく発光点)近傍と、光源2(に基づく発光点)から離れた箇所とで、射出面6と垂直な方向に射出される光の光量にばらつきが少なくなる。
As shown in FIG. 5, the plurality of lights emitted from the
図6は、レンズアレイ7の作用を説明するための説明図である。特に、図6(a)及び図6(b)は、レンズアレイ7を設けていない場合の光路を示しており、図6(c)は、射出面6にレンズアレイ7を設けた場合の光路を示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation of the
図6(a)において、反射部5aが放物面である場合、第1反射部5aの中央から少しずれた位置で反射した光L01,光L02,L03,光L04は、光L00同様、射出面6と垂直な方向に少しずれた位置から射出される。したがって射出面6から見ると、射出する光線があるところと無いところに分かれるため、斑に見える。また、図6(b)において、光源2から出射した光L10〜L14は、傾斜部4及び第1反射部5aで反射した後、反射部5aが平面である場合、射出面6から各方向へ射出される。第1反射部5aの中央で反射した光L10は、射出面6と垂直な方向に射出され、第1反射部5aの中央から少しずれた位置で反射した光L11,光L12は、射出面6と垂直な方向に対して少し傾いた方向に射出され、第1反射部5aの中央から更にずれた位置で反射した光L13,光L14は、射出面6と垂直な方向に対して更に傾いた方向に射出される。
In FIG. 6A, when the reflecting
一方で、図6(c)において、レンズアレイ7を構成する各々のレンズは、対向する第1反射部5aのおよそ中央を焦点とするレンズである。ここで反射面5aを第2発光点と見なせば、射出面6に設けられたレンズアレイ7を透過した光L20〜L24は、上述した光L10〜L14と異なり、レンズの屈折作用によって、いずれも射出面6と垂直な方向の光となる。従って、導光板1の射出面6を視認すると、射出する光線の無いところが少ないのがわかる。(射出面6と垂直な方向に射出される光線の幅が広がる)。その結果、図6(a)の場合と比べて光の無い領域を狭くすることができ、ひいては射出面6から射出される光をより均一化することができる(光量のばらつきを抑えることができる)。
On the other hand, in FIG.6 (c), each lens which comprises the
図7は、図6を用いて説明したレンズアレイ7の作用を基に、導光体1内部の光路を示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing an optical path inside the
図7に示すように、光源2から出射された複数本の光は、それぞれ傾斜部4で反射すると同時に、それぞれ第1反射部5aにおいて、射出面6とおよそ垂直な方向に射出される光が生成される。一方、光源2から出射された光のうちの一部は、上述した突起部9の傾斜部9aにおいて、射出面6とおよそ垂直な方向に射出される光が生成される。図8を用いて詳述する。
As shown in FIG. 7, the plurality of lights emitted from the
図8は、導光体1の突起部9から射出される光の光路を示した図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an optical path of light emitted from the
図8に示すように、光源2から出射された光のうち一部の光L4は、傾斜部4で反射した後、導光体1内をその長手方向に直進し、面取り部8に到達する。そして、面取り部8で反射すると、導光体1の長手方向と直交する方向(突起部9に入射する方向)の光が生成される。その後、突起部9に入射した光は、突起部9における傾斜部9aでの反射を経て、射出面6とおよそ垂直な方向に射出される。これにより、入射された光を射出する射出面6をライン状ではなくL字形状にすることができる。
As shown in FIG. 8, a part of the light L 4 emitted from the
図9は、本発明の実施の形態に係る媒体ゲート機構100を有するカードリーダの構成を示す概略構造図である。特に、図9(a)は、カードリーダの平面構造図であって、図9(b)は、カードリーダを正面から見たときの外観構造図である。なお、本実施形態では、媒体ゲート機構として、カードリーダのゲート機構100を考えたが、例えば紙幣処理装置のゲート機構など、カードやお札などの媒体が挿入されるゲート口を有する機構であれば如何なるものであっても構わない。
FIG. 9 is a schematic structural diagram showing the configuration of the card reader having the
図9(a)及び図9(b)において、媒体ゲート機構100は、磁気ヘッド101が実装された基板102の先端(図9(a)の左側先端)付近に位置しており、カードが挿入されるゲート口103と、ゲート口103から挿入されたカードを内部に搬送するカード搬送機構104と、ゲート口103を構成するゲートフレーム105とを有している。
9A and 9B, the
ここで、媒体ゲート機構100は、さらに、基板102に実装された光源(例えばLED)2からの光をゲートフレーム105に導く導光体1を備えている(図9(a)及び図9(b)中の鎖線で示す)。導光体1の詳細については上述の通りである。そして、図9(b)に示すように、L字形状の射出面6を有する導光体1を2個組み合わせて、細長形状に延びたゲート口103の上下左右(周囲)を光らせるようにしている。
Here, the
また、ゲートフレーム105は、透明体で構成されるとともに、表面にはマット処理が施されている。従って、導光体1の射出面6(レンズアレイ7及び突起部9)から射出された光は、ゲートフレーム105内で過度の拡散によって弱まることなく、ゲートフレーム105の表面において適度に拡散され、ゲートフレーム全体の光強度は均一化されることになる。ゲートフレーム105を光らせたときの様子を、図9(c)の斜線部で示す。
Further, the
このように、導光体1を2個組み合わせることによって、少ない光源で効率的にゲートフレーム105を光らせることができるとともに、上述したレンズアレイ7の作用やゲートフレーム105表面のマット処理などによって、ゲートフレーム105から射出される光の光量のばらつきを抑えることができる。
As described above, by combining two
なお、本実施形態では、ゲートフレーム105と導光体1とを別々に製造することとしたが、本発明はこれに限られず、例えば両者を一体的に形成することも可能である。これにより、製造工程の効率化に資することになる。
In the present embodiment, the
本発明に係る導光体及びその導光体を備えた媒体ゲート機構は、射出面から射出される光の光量のばらつきを抑えることが可能なものとして有用である。 The light guide according to the present invention and the medium gate mechanism including the light guide are useful as those capable of suppressing variations in the amount of light emitted from the emission surface.
1 導光体
2 光源
3 入射面
4 傾斜部
5 反射面
5a 第1反射部
5b 第2反射部
6 射出面
7 レンズアレイ
8 面取り部
9 突起部
9a 傾斜部
100 媒体ゲート機構
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記反射面は、前記射出面と略垂直な方向に光を反射する複数の第1反射部と、当該複数の第1反射部それぞれの間に形成された複数の第2反射部と、を備え、
前記第1反射部は、フレネル形状からなる放物面となるように形成されているとともに、
前記放物面の焦点は、前記複数の第2反射部それぞれを延ばしたときに形成される交線上に位置し、
前記射出面には、前記第1反射部の略中央を焦点とするレンズが複数設けられていることを特徴とする導光体。 In a light guide having an incident surface on which light is incident, an exit surface that emits the incident light, and a reflective surface that faces the exit surface and reflects the incident light,
The reflection surface includes a plurality of first reflection portions that reflect light in a direction substantially perpendicular to the emission surface, and a plurality of second reflection portions formed between the plurality of first reflection portions. ,
The first reflection part is formed to be a paraboloid having a Fresnel shape,
The focal point of the paraboloid is located on an intersection formed when each of the plurality of second reflecting portions is extended ,
The light guide according to claim 1, wherein a plurality of lenses having a focal point at substantially the center of the first reflecting portion are provided on the exit surface .
前記媒体ゲート機構は、
前記ゲート口を構成するゲートフレームと、
光源からの光を前記ゲートフレームに導く請求項1から6のいずれか記載の導光体と、を備えることを特徴とする媒体ゲート機構。 In a medium gate mechanism in a medium processing apparatus having a gate port into which a medium is inserted and a medium transport mechanism that transports the medium inserted from the gate port to the inside,
The media gate mechanism is:
A gate frame constituting the gate opening;
A medium gate mechanism comprising: a light guide according to claim 1 for guiding light from a light source to the gate frame.
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