專利名稱：光學(xué)反射信息讀取傳感器和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)反射信息讀取傳感器，用于通過(guò)使用光照射保持目標(biāo)信息的目標(biāo)信息面例如條形碼并探測(cè)該目標(biāo)信息面反射的光，由此探測(cè)目標(biāo)信息，并涉及其中安裝有該光學(xué)反射信息讀取傳感器的電子裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上已知用于讀取條形碼的傳感器(光學(xué)信息讀取傳感器)。大多數(shù)常規(guī)傳感器用于讀取一維條形碼。為了讀取二維條形碼，通常使用具有二維結(jié)構(gòu)的圖像傳感器，例如CCD。對(duì)于采用例如CCD的固態(tài)圖像拾取元件的情形，讀取類似于使用相機(jī)拍照，使得透鏡的配置變得復(fù)雜且元件變得昂貴。此外，無(wú)光時(shí)無(wú)法探測(cè)目標(biāo)，因此在例如打印機(jī)內(nèi)部的黑暗環(huán)境中無(wú)法進(jìn)行探測(cè)。
此外，多個(gè)元件分離地安裝在常規(guī)的條形碼傳感器上(例如，參見(jiàn)JPH8-240750A)，因此存在的問(wèn)題為，由于該分離安裝的元件的位置不一致性，讀取精度降低。為了解決該問(wèn)題，已經(jīng)提議條形碼除了其原始數(shù)據(jù)之外還具有有關(guān)位置信息的數(shù)據(jù)，從而改善讀取精度。然而，當(dāng)原始數(shù)據(jù)以外的信息添加到條形碼時(shí)，條形碼變大，因此條形碼傳感器變大。此外，難以將這種方法應(yīng)用于二維條形碼。
在常規(guī)示例中，通過(guò)分別地組裝多個(gè)元件，例如發(fā)光元件、光接收元件、透鏡、以及外圍電路，由此產(chǎn)生一個(gè)產(chǎn)品(條形碼傳感器)，因此存在的問(wèn)題為，除了條形碼傳感器變大之外，特性還由于安裝誤差而顯著地改變。當(dāng)條形碼傳感器尺寸較大時(shí)，難以在電子裝置的內(nèi)部使用該條形碼傳感器實(shí)施各種條形碼讀取功能。對(duì)于使用小的CCD圖像傳感器讀取二維條形碼的設(shè)備的情形，該設(shè)備可以制作得小，但是極為昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種光學(xué)反射信息讀取傳感器，其可以制作成更小的尺寸且具有更高的精度，且其生產(chǎn)時(shí)具有良好的生產(chǎn)率。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種不受目標(biāo)信息面的條件影響的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種可以同時(shí)讀取一列目標(biāo)信息的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
此外，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一種在探測(cè)目標(biāo)信息時(shí)具有高的精度的電子裝置。
本發(fā)明涉及一種光學(xué)反射信息讀取傳感器，包括發(fā)光元件部分，用于發(fā)射讀取信息的光；發(fā)射側(cè)透鏡部分，用于使用由該發(fā)光元件部分發(fā)射的光作為照射光，照射保持目標(biāo)信息的目標(biāo)信息面；接收側(cè)透鏡部分，用于形成照射該目標(biāo)信息面的光的反射光的圖像；光接收元件部分，用于接收?qǐng)D像已經(jīng)形成的反射光；以及外殼，用于容納該發(fā)光元件部分、發(fā)射側(cè)透鏡部分、接收側(cè)透鏡部分、以及光接收元件部分。
采用這種配置獲得了一種光學(xué)反射信息讀取傳感器，其可以高精度地讀取為一維信息或二維信息的目標(biāo)信息。此外，由于該組成部分容納在單個(gè)外殼內(nèi)，因此可以實(shí)現(xiàn)尺寸的縮小、更高的精度、以及高的生產(chǎn)率。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，反射光為漫反射光。
采用這種配置，可以探測(cè)反射光，同時(shí)忽略鏡面反射光，因此可以穩(wěn)定的探測(cè)目標(biāo)信息，而無(wú)該目標(biāo)信息面的表面條件的顯著影響。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該照射光相對(duì)于與該目標(biāo)信息面垂直的方向成10至45度的傾斜角。
采用這種配置，通過(guò)可靠地產(chǎn)生漫反射光，可以改善探測(cè)精度，因此獲得了具有高可靠性的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該光接收元件部分具有與該目標(biāo)信息面平行的光接收面。
采用這種配置，漫反射光可以被精確地探測(cè)，因此獲得了一種具有高精度的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該光接收元件部分設(shè)有一維光接收元件陣列。
采用這種配置，可以容易地高精度地探測(cè)一維目標(biāo)信息。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，通過(guò)使用該發(fā)光元件部分和該光接收元件部分執(zhí)行掃描，或者通過(guò)在目標(biāo)信息面上執(zhí)行掃描，則可以讀取二維目標(biāo)信息。
采用這種配置，可以容易地高精度地探測(cè)二維目標(biāo)信息。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，發(fā)射側(cè)透鏡部分為曲面透鏡，用于使用該照射光照射一列目標(biāo)信息的全部。
采用這種配置，由于一列目標(biāo)信息的全部受到照射光照射，該一列目標(biāo)信息可以立刻被讀取。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該曲面透鏡的焦距可以設(shè)置為對(duì)應(yīng)于介于一列內(nèi)信息的中心部分和端部分之間的中間部分。
采用這種配置，在一列內(nèi)信息上的照射光可以變得均勻，因此信息可以被高精度地讀取。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，在該曲面透鏡中，與一列內(nèi)信息中心部分相對(duì)應(yīng)的透鏡中心部分的寬度小于與一列內(nèi)信息端部分相對(duì)應(yīng)的透鏡端部分的寬度。
采用這種配置，穿過(guò)該透鏡中心部分的照射光的數(shù)量小于穿過(guò)該透鏡端部分的照射光的數(shù)量，因此一列內(nèi)信息受到照射的照射光的強(qiáng)度可以變得均勻，使得目標(biāo)信息面上的光強(qiáng)度可以變得均勻。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該照射光的寬度基本上等于沿與一列內(nèi)信息的列方向交叉的行方向內(nèi)該目標(biāo)信息的單位長(zhǎng)度。
采用這種配置，可以容易地讀取一列目標(biāo)信息。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，從該光接收元件部分到該接收側(cè)透鏡部分之間的距離與從該接收側(cè)透鏡部分到該目標(biāo)信息面之間的距離的比例近似于從該發(fā)光元件部分到該發(fā)射側(cè)透鏡部分之間的距離與從該發(fā)射側(cè)透鏡部分到該目標(biāo)信息面之間的距離的比例。
采用這種配置，獲得了一種具有高精度的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其受該發(fā)光元件部分或該光接收元件部分的偏移的影響較小。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該發(fā)光元件部分和該光接收元件部分結(jié)合到單個(gè)引線框架，并分別使用樹(shù)脂密封成各自初級(jí)樹(shù)脂密封部分，且該初級(jí)樹(shù)脂密封部分之間的光被次級(jí)樹(shù)脂密封部分的樹(shù)脂密封阻擋。
采用這種配置，該發(fā)光元件部分和該光接收元件部分的位置精度可以改善，且各個(gè)該發(fā)光元件部分和光接收元件部分可以用做不受其他影響的獨(dú)立光學(xué)系統(tǒng)。因此，獲得了一種可以高精度探測(cè)目標(biāo)信息的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該次級(jí)樹(shù)脂密封部分具有光透射部分，用于透射該照射光和該反射光。
采用這種配置，來(lái)自周?chē)母蓴_光可以被消除，因此目標(biāo)信息可以被高精度地探測(cè)。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該光透射部分可以形成為狹縫。
采用這種配置，雜散光可以被可靠地消除，因此目標(biāo)信息可以被高精度地探測(cè)。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器中，該光接收元件部分可配置有CMOS圖像傳感器，且該發(fā)光元件部分可配置有至少一個(gè)LED。
采用這種配置，獲得了一種可以容易且低成本地生產(chǎn)的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
此外，本發(fā)明涉及一種其中安裝有光學(xué)反射信息讀取傳感器的電子裝置，其中該光學(xué)反射信息讀取傳感器為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
采用這種配置，獲得了一種電子裝置，其中安裝有具有改善的目標(biāo)信息探測(cè)精度的光學(xué)反射信息讀取傳感器。因此，在該電子裝置中，目標(biāo)信息可以有效地使用，且可靠性得到改善。此外，該電子裝置具有高的目標(biāo)信息探測(cè)精度，因?yàn)槠渲邪惭b有根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)反射信息讀取傳感器。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的結(jié)構(gòu)輪廓的透視側(cè)視圖。
圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的讀取區(qū)域與目標(biāo)信息圖案之間關(guān)系的圖示。
圖3為示出了使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器讀取二維信息的輪廓的視圖。
圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的讀取區(qū)域與目標(biāo)信息圖案之間關(guān)系的圖示。
圖5為示出了當(dāng)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器時(shí)一列目標(biāo)信息的全部受到照射光照射的狀態(tài)下的視圖。
圖6為示出了沿與圖5所示一列目標(biāo)信息的列方向相交的方向照射照射光的狀態(tài)下的視圖。
圖7A和7B為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器中照射光和漫反射光之間關(guān)系的視圖。圖7A為示出了照射光的示意性側(cè)視圖。圖7B為示出了漫反射光的狀態(tài)的示意性側(cè)視圖。
圖8A至8C為示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的曲面透鏡的示例的視圖。圖8A為從凸起部分的側(cè)部觀察的該曲面透鏡的平面視圖。圖8B為沿箭頭B所示方向觀察的圖8A的側(cè)視圖。圖8C為沿箭頭C所示方向觀察的圖8A的正視圖。
圖9為示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器中為了減小發(fā)光元件部分或光接收元件部分的偏移的影響的安裝結(jié)構(gòu)的視圖。
圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的電子裝置的主要部分的示意性配置的圖示。
具體實(shí)施例方式
下文將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
<實(shí)施例1>
參照?qǐng)D1和2描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的結(jié)構(gòu)以及其讀取信息的方式。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的結(jié)構(gòu)輪廓的透視側(cè)視圖。
根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)反射信息讀取傳感器1設(shè)有發(fā)光元件部分2，發(fā)射用于讀取信息的光；發(fā)射側(cè)透鏡部分3，使用照射光LBe照射目標(biāo)5的目標(biāo)信息面5s，該照射光LBe為由發(fā)光元件部分2發(fā)射的光，該目標(biāo)5置于光學(xué)反射信息讀取傳感器1的外部；接收側(cè)透鏡部分8，用于形成漫反射光LBd的圖像，該漫反射光LBd為照射在目標(biāo)信息面5s上的光的反射光；以及光接收元件部分7，用于接收其圖像已經(jīng)形成的漫反射光LBd。
發(fā)光元件部分2、發(fā)射側(cè)透鏡部分3、光接收元件部分7、以及接收側(cè)透鏡部分8容納在單個(gè)外殼9內(nèi)。由于主要部分共同地容納布置于單個(gè)外殼9內(nèi)，所以尺寸縮小變得可能，且主要部分相互之間的定位精度可以提高。更具體而言，這種配置提供了可以高精度讀取目標(biāo)信息圖案5p的光學(xué)反射信息讀取傳感器1(見(jiàn)圖2)，該目標(biāo)信息圖案5p為例如目標(biāo)信息面5s上的條形碼的目標(biāo)信息(一維信息或二維信息)。
發(fā)光元件部分2配置有至少一個(gè)LED(發(fā)光二極管)。光接收元件部分7配置有圖像傳感器。鑒于探測(cè)精度、生產(chǎn)率以及成本，該圖像傳感器特別優(yōu)選使用CMOS圖像傳感器。
發(fā)射側(cè)透鏡部分3置于發(fā)光元件部分2前方，并使從發(fā)光元件部分2發(fā)射的光變窄，由此將其改變?yōu)檎丈涔釲Be。照射光LBe轉(zhuǎn)變?yōu)殓R面反射光LBr和漫反射光LBd，鏡面反射光LBr以等于入射角的反射角被目標(biāo)信息面5s反射，漫反射光LBd沿與目標(biāo)信息面5s垂直的方向散射。
接收側(cè)透鏡部分8置于光接收元件部分7前方，并在光接收元件部分7上形成被目標(biāo)信息面5s反射的漫反射光LBd的圖像。鏡面反射光LBr受到目標(biāo)信息面5s(目標(biāo)5)的材料和表面形狀顯著影響。在本實(shí)施例中，探測(cè)反射光(漫反射光LBd)，同時(shí)忽略鏡面反射光LBr。因此，目標(biāo)信息圖案5p可以被穩(wěn)定地探測(cè)，而不受目標(biāo)信息面5s的表面條件的顯著影響。
這里，調(diào)整發(fā)光元件部分2和發(fā)射側(cè)透鏡部分3的布置來(lái)使得，在鏡面反射光LBr被去除的狀態(tài)下，漫反射光LBd的圖像形成于光接收元件部分7上。更具體而言，照射光LBe設(shè)置為相對(duì)于與目標(biāo)信息面5s垂直的方向具有10至45度的傾斜角θ。采用這種配置，通過(guò)可靠地產(chǎn)生漫反射光LBd可以提高探測(cè)精度，由此獲得具有高可靠性的光學(xué)反射信息讀取傳感器1。
此外，光接收元件部分7的光接收面置成平行于目標(biāo)信息面5s。采用這種配置，可以精確地探測(cè)漫反射光LBd，由此獲得具有高精度的光學(xué)反射信息讀取傳感器1。
這里，當(dāng)發(fā)射側(cè)透鏡部分3為曲面形狀時(shí)，照射目標(biāo)信息面5s的照射光LBe可以轉(zhuǎn)變?yōu)檠貓D中坐標(biāo)系的Z方向展開(kāi)的帶狀點(diǎn)束(spot beam)。沿坐標(biāo)系的X方向和Y方向，照射光LBe和漫反射光LBd可以配置為具有恰當(dāng)?shù)姆较蛱匦?，如前所述。?yīng)該注意，照射光LBe設(shè)置為沿坐標(biāo)系的Z方向(帶狀區(qū)域的長(zhǎng)度方向)展開(kāi)，使得目標(biāo)信息面5s上一列內(nèi)的所有信息(目標(biāo)信息)被照射光LBe照射(見(jiàn)圖2)。
因此，當(dāng)發(fā)射側(cè)透鏡部分3為曲面形狀時(shí)，即使在發(fā)光元件部分2是由少數(shù)LED(例如，一個(gè)LED)構(gòu)成的情況下，目標(biāo)信息面5s上一列內(nèi)的所有信息可以被照射光LBe照射。更具體而言，發(fā)光元件部分2可以制成更小。由于無(wú)需用于操作發(fā)光元件部分2的機(jī)構(gòu)以使得一列內(nèi)的所有信息被來(lái)自發(fā)光元件部分2的光照射，所以尺寸縮小變得可能，通過(guò)提高生產(chǎn)率可以低成本地生產(chǎn)。
此外，由于光接收元件部分7和接收側(cè)透鏡部分8與發(fā)光元件部分2及發(fā)射側(cè)透鏡部分3布置在一起，因此可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的尺寸縮小和更高的精度。
圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的讀取區(qū)域與目標(biāo)信息圖案之間關(guān)系的圖示。
在目標(biāo)信息面5s的表面上，將作為目標(biāo)信息的目標(biāo)信息圖案5p形成為二維信息(例如沿X方向和Z方向)。如前所述，照射光LBe為沿坐標(biāo)系Z方向展開(kāi)的帶狀點(diǎn)束，使得一列目標(biāo)信息內(nèi)的所有信息被照射光LBe照射。因此，照射目標(biāo)信息面5s表面的照射光LBe形成用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA，使得其對(duì)應(yīng)于一列內(nèi)的所有信息。
因此，可以使用光接收元件部分7探測(cè)與一列內(nèi)的所有信息相對(duì)應(yīng)的來(lái)自用于探測(cè)的照射光的帶狀區(qū)域SA的漫反射光LBd。此外，由于沿X方向(帶狀區(qū)域的寬度方向)的展開(kāi)受到抑制，因此可以降低對(duì)與位于目標(biāo)信息面5s上的該一列相鄰的另一列內(nèi)信息的影響，使得該一列內(nèi)的信息可以高精度地可靠地被讀取。更具體而言，照射光LBe的寬度Wd基本上等于沿與一列內(nèi)信息的列方向相交的行方向(帶狀區(qū)域的寬度方向)內(nèi)目標(biāo)信息的單位長(zhǎng)度Wu。應(yīng)該注意，盡管目標(biāo)信息的單位長(zhǎng)度Wu以及照射光LBe行方向的寬度Wd在圖中是不相同的，但是其可以相同或者可以取任意值，只要一列內(nèi)的信息可以被讀取。
光接收元件部分7和接收側(cè)透鏡部分8優(yōu)選地配置有一維光接收元件陣列，該陣列可以接收與用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA相對(duì)應(yīng)的光，使得來(lái)自用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA的漫反射光LBd可以被可靠地接收和探測(cè)。采用這種配置，可以同時(shí)容易且高精度地探測(cè)一維目標(biāo)信息(一列內(nèi)的所有信息)。此外，二維目標(biāo)信息可以被探測(cè)(見(jiàn)圖3和4)。
參照?qǐng)D3和4描述根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)反射信息讀取傳感器讀取二維信息的方式。
圖3為示出了使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器讀取二維信息的輪廓的視圖。圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的讀取區(qū)域與目標(biāo)信息圖案之間關(guān)系的圖示。
配置基本上與圖1所示相同，因此恰當(dāng)?shù)厥÷粤藢?duì)其詳細(xì)描述。如圖1所示，照射光LBe照射在一列目標(biāo)信息的所有信息上，并形成用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA。因此，通過(guò)使用發(fā)光元件部分2和光接收元件部分7沿掃描方向SDe執(zhí)行掃描，可以探測(cè)目標(biāo)信息面5s上構(gòu)成二維信息的目標(biāo)信息圖案5p。此時(shí)，目標(biāo)信息面5s固定。更具體而言，通過(guò)使用光學(xué)反射信息讀取傳感器1執(zhí)行掃描，可以探測(cè)作為二維信息的目標(biāo)信息(目標(biāo)信息圖案5p)。
通過(guò)固定光學(xué)反射信息讀取傳感器1并沿掃描方向SDs在目標(biāo)5(目標(biāo)信息面5s)上進(jìn)行掃描，也可以探測(cè)在目標(biāo)信息面5s構(gòu)造成為二維信息的目標(biāo)信息圖案5p。
采用包括掃描機(jī)構(gòu)的這種配置，可以容易地且高精度地探測(cè)二維信息。
參照?qǐng)D5至8C描述可以有效地應(yīng)用于根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)反射信息讀取傳感器的曲面透鏡。
圖5為示出了當(dāng)應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器時(shí)一列目標(biāo)信息的全部受到照射光照射的狀態(tài)下的視圖。圖6為示出了沿與圖5所示一列目標(biāo)信息的列方向相交的方向照射照射光的狀態(tài)下的視圖。
該配置基本上與圖1和3所示配置相同。Z方向?yàn)橐涣心繕?biāo)信息的方向。因此，由發(fā)光元件部分2發(fā)射的光穿過(guò)曲面透鏡3t，作為照射光LBe照射在目標(biāo)信息面5s上，并形成帶狀的用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA(見(jiàn)圖2和4)。更具體而言，在圖5中，水平方向?qū)?yīng)于帶狀區(qū)域的長(zhǎng)度方向。在圖6中，水平方向?qū)?yīng)于帶狀區(qū)域的寬度方向。
用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA優(yōu)選地為具有均勻光強(qiáng)度的帶狀，從而均勻地探測(cè)一列目標(biāo)信息。因此，需要優(yōu)化曲面透鏡3t的形狀。例如，如果取透鏡中心部分的長(zhǎng)度Lfa為透鏡焦距，則用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA在中心部分薄，在兩端厚，也就是說(shuō)，無(wú)法獲得合適的帶狀。如果取與透鏡端部相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度Lfc為透鏡焦距，則用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA在兩端薄，在中心部分厚。
因此，取與長(zhǎng)度Lfa和長(zhǎng)度Lfc的平均值相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度Lfb為透鏡焦距，由此確定曲面透鏡3t的形狀。更具體而言，焦距設(shè)置為對(duì)應(yīng)于一列目標(biāo)信息的中心部分和端部之間的中間部分。
采用這種配置，用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA的厚度(沿帶狀區(qū)域的寬度方向)均勻性可以得到改善。
以長(zhǎng)度Lfb為參考設(shè)計(jì)透鏡形狀。此時(shí)，當(dāng)透鏡設(shè)計(jì)為呈具有恰當(dāng)寬度的帶狀時(shí)，則可以減小由于光學(xué)反射信息讀取傳感器1(例如，發(fā)光元件部分2，或者光接收元件部分7)的偏移引起的對(duì)探測(cè)精度的影響。更具體而言，圖6所示用于探測(cè)的照射光區(qū)域SA具有寬度Wd(見(jiàn)圖2)，該寬度基本上與沿行方向的目標(biāo)信息的單位長(zhǎng)度Wu相同(見(jiàn)圖2)。采用這種配置，可以可靠地讀取一列內(nèi)的信息。
圖7A和7B為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器中照射光和漫反射光之間關(guān)系的視圖。圖7A為示出了照射光的示意性側(cè)視圖。圖7B為示出了漫反射光的狀態(tài)的示意性側(cè)視圖。
為了減小目標(biāo)信息面5s上一列目標(biāo)信息的列方向上中心部分附近和兩端之間的探測(cè)不均勻性，優(yōu)選地調(diào)整與中心部分相對(duì)應(yīng)的位置處的照射光LBea以及與兩端相對(duì)應(yīng)的位置處的照射光LBeb的強(qiáng)度，使得到達(dá)光接收元件部分7(一維光接收元件陣列7a)的漫反射光LBda(照射光LBea的反射光)和LBdb(照射光LBeb的反射光)沿一列信息的列方向具有均勻的強(qiáng)度。圖8A至8C示出了實(shí)現(xiàn)圖7A和7B所述特征的曲面透鏡3t的結(jié)構(gòu)。
圖8A至8C為示出了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器的曲面透鏡的示例的視圖。圖8A為從凸起部分的側(cè)部觀察的該曲面透鏡的平面視圖。圖8B為沿箭頭B所示方向觀察的圖8A的側(cè)視圖。圖8C為沿箭頭C所示方向觀察的圖8A的正視圖。
鑒于從發(fā)光元件部分2發(fā)射的照射光LBea和照射光LBeb相對(duì)于目標(biāo)信息面5s的角度，以及漫反射光LBda和漫反射光LBdb相對(duì)于一維光接收元件陣列7a的入射角度，照射光LBea的強(qiáng)度(光強(qiáng))必須小于照射光LBeb的強(qiáng)度(見(jiàn)圖7A和7B)。
因此，與一列信息的中心部分相對(duì)應(yīng)的透鏡中心部分3ta制成小于與一列信息的端部相對(duì)應(yīng)的透鏡端部3tb。采用這種配置，穿過(guò)透鏡中心部分3ta的照射光LBea可以小于穿過(guò)透鏡端部3tb的照射光LBeb。因此，照射光LBea和照射光LBeb的強(qiáng)度可變得均勻，使得一維光接收元件陣列7a的光接收面上光強(qiáng)的分布可以變得均勻。
圖9為示出了在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器中為了減小發(fā)光元件部分或光接收元件部分的偏移的影響的安裝結(jié)構(gòu)的視圖。
該配置基本上與圖1所示的配置相同，因此省略了對(duì)其詳細(xì)描述。
例如，如果發(fā)光元件部分2偏移了Xs(mm)，則目標(biāo)信息面5s上的斑點(diǎn)位置的偏移為Xs×(發(fā)射側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Leb)/(發(fā)光元件部分和發(fā)射側(cè)透鏡部分之間的距離Lea)(mm)。此外，光接收元件部分7上斑點(diǎn)位置的偏移為Xs×[(發(fā)射側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Leb)/(發(fā)光元件部分和發(fā)射側(cè)透鏡部分之間的距離Lea)]×[(光接收元件部分和接收側(cè)透鏡部分之間的距離Lda)/(接收側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Ldb)](mm)。
為了減小光接收元件部分7上斑點(diǎn)位置的偏移，則不必增大目標(biāo)信息面5s上斑點(diǎn)位置的偏移。更具體而言，[(發(fā)射側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Leb)/(發(fā)光元件部分和發(fā)射側(cè)透鏡部分之間的距離Lea)]×[(光接收元件部分和接收側(cè)透鏡部分之間的距離Lda)/(接收側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Ldb)]的數(shù)值必須等于或接近1。
因此，優(yōu)選地(發(fā)光元件部分和發(fā)射側(cè)透鏡部分之間的距離Lea)(發(fā)射側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Leb)等于或接近(光接收元件部分和接收側(cè)透鏡部分之間的距離Lda)(接收側(cè)透鏡部分和目標(biāo)信息面之間的距離Ldb)。換言之，光接收元件部分7到接收側(cè)透鏡部分8的距離Lda與接收側(cè)透鏡部分8到目標(biāo)信息面5s的距離Ldb之間的比例近似等于發(fā)光元件部分2到發(fā)射側(cè)透鏡部分3的距離Lea與發(fā)射側(cè)透鏡部分3到目標(biāo)信息面5s的距離Leb之間的比例。
當(dāng)發(fā)光元件部分2、發(fā)射側(cè)透鏡部分3、光接收元件部分7、以及接收側(cè)透鏡部分8之間的距離確定以實(shí)現(xiàn)上述位置關(guān)系時(shí)，由此獲得了具有高精度的光學(xué)反射信息讀取傳感器1，其受發(fā)光元件部分2或光接收元件部分7的偏移的影響更小。
此外，當(dāng)發(fā)光元件部分2和光接收元件部分7安裝在單個(gè)封裝上時(shí)，發(fā)光元件部分2的偏移可以基本上與光接收元件部分7的偏移相同。因此，采樣上述位置關(guān)系，該偏移可以彼此抵消，使得偏移的影響可以被消除。
因此，發(fā)光元件部分2和光接收元件部分7(通過(guò)結(jié)合)安裝在單個(gè)引線框架10上，并分別使用樹(shù)脂密封成各個(gè)初級(jí)樹(shù)脂密封部分11e(對(duì)應(yīng)于發(fā)光元件部分2)和11d(對(duì)應(yīng)于光接收元件部分7)。發(fā)光元件部分2和光接收元件部分7優(yōu)選地置于不同引腳上并恰當(dāng)?shù)叵嗷ソ^緣，從而消除其間的電學(xué)影響。在圖9中，引線框架10示為單板構(gòu)件，從而清楚地表明其為單個(gè)單元，但是發(fā)光元件部分2和光接收元件部分7實(shí)際上連接到形成于引線框架10上的不同引腳。
此外，來(lái)自發(fā)光元件部分2的光必須不直接到達(dá)光接收元件部分7。因此，通過(guò)在初級(jí)樹(shù)脂密封部分11e和初級(jí)樹(shù)脂密封部分11d之間以及在初級(jí)樹(shù)脂密封部分11e和11d周?chē)纬捎糜谧钃豕饩€的次級(jí)樹(shù)脂密封部分12，這些元件被樹(shù)脂密封。更具體而言，發(fā)光元件部分2和光接收元件部分7分別作為獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)，因此獲得了可以高精度探測(cè)目標(biāo)信息的光學(xué)反射信息讀取傳感器1。應(yīng)該注意，用于透射照射光LBe和漫反射光LBd的光透射部分12w恰當(dāng)?shù)匦纬捎谡丈涔釲Be和漫反射光LBd的光學(xué)路徑上。
當(dāng)光透射部分12w形成為在其處未放置次級(jí)樹(shù)脂密封部分12的密封樹(shù)脂的狹縫時(shí)，則可以消除雜散光(干擾光)。因此獲得了具有高精度和高可靠性的光學(xué)反射信息讀取傳感器1。此外，由于發(fā)光元件部分2的前表面部分和光接收元件7的前表面部分設(shè)有類似狹縫的光透射部分12w，發(fā)射側(cè)透鏡部分3和接收側(cè)透鏡部分8的像差可以減小，因此探測(cè)可以高精度地執(zhí)行。
<實(shí)施例2>
圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的電子裝置的主要部分的示意性配置的圖示。應(yīng)該注意，盡管本發(fā)明在本實(shí)施例中具體應(yīng)用于打印機(jī)，但是應(yīng)用本發(fā)明的電子裝置不限于打印機(jī)。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器1容置/安裝在如圖10所示的打印機(jī)20內(nèi)，使得附著到墨盒21的例如條形碼的目標(biāo)信息被高精度探測(cè)時(shí)，則通過(guò)讀取墨盒21的類型可以防止墨盒21的設(shè)置誤差。更具體而言，在根據(jù)實(shí)施例1的光學(xué)反射信息讀取傳感器1安裝在電子裝置內(nèi)的實(shí)施例2中，獲得了一種目標(biāo)信息可以有效地使用且可靠性改善的電子裝置。
在不背離本發(fā)明的精神和基本特征的情況下，可以按照其他不同形式實(shí)施和實(shí)踐本發(fā)明。因此，上述實(shí)施例根本上視為是說(shuō)明性的，而非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求而非前述說(shuō)明書(shū)界定。落在權(quán)利要求等同范圍內(nèi)的所有變形和改進(jìn)都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本申請(qǐng)主張于2006年5月22日于日本提交的專利申請(qǐng)No.2006-141656的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容于此引入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)反射信息讀取傳感器，包括發(fā)光元件部分，用于發(fā)射讀取信息的光；發(fā)射側(cè)透鏡部分，用于使用由所述發(fā)光元件部分發(fā)射的光作為照射光，照射保持目標(biāo)信息的目標(biāo)信息面；接收側(cè)透鏡部分，用于形成照射所述目標(biāo)信息面的光的反射光的圖像；光接收元件部分，用于接收其圖像已經(jīng)形成的反射光；以及外殼，用于容納所述發(fā)光元件部分、發(fā)射側(cè)透鏡部分、接收側(cè)透鏡部分、以及光接收元件部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述反射光為漫反射光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述照射光相對(duì)于與所述目標(biāo)信息面垂直的方向成10至45度的傾斜角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述光接收元件部分具有與所述目標(biāo)信息面平行的光接收面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述光接收元件部分設(shè)有一維光接收元件陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中通過(guò)使用所述發(fā)光元件部分和所述光接收元件部分執(zhí)行掃描，或者通過(guò)在所述目標(biāo)信息面上執(zhí)行掃描，由此讀取二維目標(biāo)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述發(fā)射側(cè)透鏡部分為曲面透鏡，用于使用所述照射光照射一列目標(biāo)信息的全部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述曲面透鏡的焦距設(shè)置為對(duì)應(yīng)于介于一列內(nèi)信息的中心部分和端部分之間的中間部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中在所述曲面透鏡中，與一列內(nèi)信息中心部分相對(duì)應(yīng)的透鏡中心部分的寬度小于與一列內(nèi)信息端部分相對(duì)應(yīng)的透鏡端部分的寬度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述照射光的寬度基本上等于沿與一列內(nèi)信息的列方向交叉的行方向內(nèi)所述目標(biāo)信息的單位長(zhǎng)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中從所述光接收元件部分到所述接收側(cè)透鏡部分之間的距離與從所述接收側(cè)透鏡部分到所述目標(biāo)信息面之間的距離的比例近似于從所述發(fā)光元件部分到所述發(fā)射側(cè)透鏡部分之間的距離與從所述發(fā)射側(cè)透鏡部分到所述目標(biāo)信息面之間的距離的比例。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述發(fā)光元件部分和所述光接收元件部分結(jié)合到單個(gè)引線框架并分別使用樹(shù)脂密封成各自的初級(jí)樹(shù)脂密封部分，且所述初級(jí)樹(shù)脂密封部分之間的光被次級(jí)樹(shù)脂密封部分的樹(shù)脂密封阻擋。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述次級(jí)樹(shù)脂密封部分具有光透射部分，用于透射所述照射光和所述反射光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述光透射部分形成為狹縫。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)的光學(xué)反射信息讀取傳感器，其中所述光接收元件部分配置有CMOS圖像傳感器，且所述發(fā)光元件部分配置有至少一個(gè)LED。
16.一種其中安裝有光學(xué)反射信息讀取傳感器的電子裝置，其中所述光學(xué)反射信息讀取傳感器為根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)的光學(xué)反射信息讀取傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光學(xué)反射信息讀取傳感器及包括其的電子裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)反射信息讀取傳感器具有單個(gè)外殼，其容納有發(fā)光元件部分，用于發(fā)射讀取信息的光；發(fā)射側(cè)透鏡部分，使用照射光照射目標(biāo)的目標(biāo)信息面，該照射光為由發(fā)光元件部分發(fā)射的光，該目標(biāo)置于光學(xué)反射信息讀取傳感器的外部；接收側(cè)透鏡部分，用于形成漫反射光的圖像，該漫反射光為照射在目標(biāo)信息面上的光的反射光；以及光接收元件部分，用于接收其圖像已經(jīng)形成的漫反射光。該光學(xué)反射信息讀取傳感器探測(cè)目標(biāo)信息圖案，該目標(biāo)信息圖案為目標(biāo)信息面上例如條形碼的目標(biāo)信息。
文檔編號(hào)G06K7/14GK101079098SQ20071010505
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者水尾和洋, 川西信也 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社