CN101057121B

CN101057121B - 用于液体喷射装置的光学接近传感器及装有该传感器的液体喷射装置

Info

Publication number: CN101057121B
Application number: CN2005800365669A
Authority: CN
Inventors: 格扎维埃·比克; 阿兰·罗森茨魏希; 屈尔特·拉特
Original assignee: BIC SA
Current assignee: BIC SA
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2010-05-05
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: FR2877083A1; AU2005298949B2; TWI351350B; FR2877083B1; EP1805479B1; TW200624273A; AU2005298949A1; MX2007004927A; ES2318558T3; EP1805479A1; PL1805479T3; US7485842B2; CN101057121A; US20070246666A1; ATE417242T1; BRPI0518379A2; CA2584659A1; WO2006045531A1; JP2008518197A; DE602005011658D1

Abstract

一种适于安装在液体喷射装置上的光学接近传感器(5)。该传感器包括印刷电路(12)，光发射和光接收元件(14、15)设置在其上，使得有可能估计它们与给定表面之间的距离；中间零件(16)，其中容纳有光发射和光接收元件(14、15)；保护装置(17)覆盖中间零件。印刷电路(12)和中间零件(16)设有互相叠加在一起的通孔(18、19)，以形成能够从液体喷头中喷出液体的通道。

Description

用于液体喷射装置的光学接近传感器及装有该传感器的液体喷射装置

技术领域

本发明涉及一种用于雾状喷射液体的液体喷射装置的光学接近(proximity)传感器，及装有这种光学传感器的液体喷射装置。

具体地，本发明涉及一种适于安装在液体喷射装置上的光学接近传感器，其中该液体喷射装置具有用于雾状喷射液体的喷头，所述光学传感器用来估计其与液体喷射到其上的给定表面之间的距离。

背景技术

特别地，法国专利申请FR2841498中描述了一种包括这种光学传感器的书写装置，例如，其能够由红外光发射二极管(LED)组成，该红外光发射二极管向给定的表面发射入射光束从而在给定表面上形成一光点，然后一个反射光束，例如由一个光电二极管接收到，然后该光电二极管再发射一个表示反射光束的信号。然后由处理器单元对表示反射光束的信号进行分析，以估计光学传感器和给定表面之间的距离，从而触发或者不触发液体喷头的启动，以将一定量的液体喷射或者不喷射在给定表面上，例如书写表面。

在已知的书写装置中，光学传感器的光发射元件能够安装在书写装置中接近喷头的任何地方，光接收元件安装在有所不同的、并且也最好在喷头附近的任何支架上。这样，显而易见，在不确定光发射和光接收元件一直保持同样的相对位置的情况下，一个接一个地安装各种光发射和光接收元件就会使将光学传感器作为一个整体安装到液体喷射装置上变得复杂。这种光发射和光接收元件之间相对位置的不确定可能会增加估计光学传感器和给定表面之间的距离中的错误，其还更改了从一个液体喷射装置到另一个液体喷射装置的光学传感器的灵敏性。

发明内容

本发明的一个目的是通过提出一种光学传感器和液体喷射装置以减轻上述技术问题，该光学传感器更可靠、简单，并且从一个光学传感器到另一个光学传感器及因而从一个液体喷射装置到另一个液体喷射装置时确保以同样的方式估计给定表面和光学传感器之间的距离。

为此，本发明提供一种光学接近传感器，其特征在于包括：

-一个印刷电路，包括第一面和第二面，在其上设置有至少一个光发射元件和至少一个光接收元件，该光发射及光接收元件适于可能估计它们和给定表面之间的距离；

-一个中间零件，其安装在印刷电路的第二面上，并具有至少两个贯穿槽，印刷电路的光发射和光接收元件容纳于其中；和

-保护装置，覆盖两个贯穿槽中的至少一个，保护装置具有适于光发射及光接收元件所使用的光的波长的光学特性，从而使光能够聚焦；

-印刷电路和中间零件均具有通孔，它们相互重叠以形成能够使液体从液体喷头中喷射出的通道.

通过这些配备，形成光学传感器的光发射和光接收元件系统地设置在抵靠一个零件设置的相同的印刷电路上，从而由于印刷电路和/或中间零件的刚性而有可能预先确定它们的相对位置。虽然使用了在印刷电路板或带子上组装电子元件的常用技术，但是因此提高了传感器的灵敏性，从而也有可能减少光学传感器的制造成本。另外，中间零件和保护装置的存在也使得有可能提供一种保护功能，以保护相对脆弱的光发射和光接收元件，从而避免在传感器使用时它们遭到不可修复的损坏，同时还通过保护装置的光学特性提供一种光学功能，该特性适于所使用的光的波长，特别适于能够将光聚焦在给定表面上，例如书写媒质上。最后，通过这些配备，能够将印刷电路板、中间零件和保护装置组装并且固定在一起，以得到一光学传感器，其形成一个能够直接安放到书写装置中的预组装单元，并且提供一个能够穿过光学传感器喷射液体的通道。另外，液体喷射装置的液体喷头也可能设置在印刷电路的第二面上，并直接面对通道或者甚至位于通道内，从而能够使不同的光发射和光接收元件设置得非常靠近液体喷头，以由于喷头和给定书写表面间的距离的功能来精确地估计确定是否喷射液体的状态。

在本发明的优选实施例中，还可以具有以下配备中的一种或多种：

-印刷电路，包括一个抵靠中间零件设置的刚性板，以及最好形成于印刷电路第一面上的导电轨；

-印刷电路是一个固定在中间零件上的柔性带，其设有最好形成于印刷电路第二面上的导电轨；

-导电轨适于为光发射和光接收元件供电，并且适于将信号从所述至少一个光接收元件传送到处理器单元；

-通过胶接粘合将印刷电路和中间零件固定在一起；

-通过胶接粘合将中间零件和保护装置固定在一起；

-印刷电路的第二面设有多个光发射和光接收元件，中间零件设有多个贯穿槽，多个光发射和光接收元件容纳于其中，以及保护装置覆盖所述多个槽；

-保护装置是一块透明板；

-通过将透明材料过模在中间零件上可以直接得到透明板；

-将折射匹配材料设置在保护装置和光发射及光接收元件之间，以将折射率的不连续减至最小；

-折射率匹配材料由硅基橡胶制成；

-保护装置覆盖所述至少一个贯穿槽，所述至少一个光发射元件容纳于其中，所述保护装置具有适于所使用的光的波长的光学特性，以使得发射出的光能够在给定表面上聚焦；

-保护装置覆盖所述至少一个贯穿槽，所述至少一个光接收元件容纳于其中，所述保护装置具有适于所使用的光的波长的光学特性，以使接收到的光能够朝向所述至少一个光接收元件聚焦；

-传感器具有至少两个光接收元件，并且保护装置具有第一区域和第二区域，第一区域适于使接收的光以第一方式朝向所述至少两个光接收元件聚焦，第二区域适于使接收的光以不同于第一方式的方式朝向所述至少两个光接收元件中的另一个聚焦；

-保护装置的第一和第二区域分别是具有不同剖面的第一和第二面(facet)；

-挡光板布置在所述至少一个光发射元件和所述至少一个光接收元件之间，因而防止由光发射元件发射的光以及传感器中散射或反射的光到达光接收元件，以及扰乱距离估计；

-中间零件具有与其面对印刷电路的其表面相对的一前表面，贯穿槽在其中开口，以及挡光板包括布置在中间零件的前表面上的凸起，该凸起在容纳有所述至少一个光发射元件的槽的出口和容纳有所述至少一个光接收元件的槽的出口之间；

-凸起(最好与中间零件一体形成)横跨前表面延伸，并且将所述表面细分成第一部分和第二部分，其中所有容纳光发射元件的槽均开口在第一部分中，所有容纳有光接收元件的槽均开口在第二部分中；

-保护装置包括至少一个单片零件，所述单片零件只覆盖那些容纳光发射元件的槽，或者只覆盖那些容纳光接收元件的槽，从而防止在保护装置中的多次反射后，光从光发射元件传输到光接收元件；

-保护装置设有一通孔，其重叠在印刷电路中以及中间零件中的通孔上；和

-中间零件中的槽具有壁，壁的形状可以优化由所述至少一个光发射元件发射的光和/或由所述至少一个光接收元件接收的光的引导。

另外，本发明还提供了一种液体喷射装置，包括液体喷头、处理器单元和如上述所限定的光学接近传感器。

附图说明

本发明的更多特征以及优点将从下面结合附图对非限制例子的实施方式的描述中变得明显。其中：

图1是安装有本发明的光学接近传感器的液体喷射装置的剖面图；

图2是光学接近传感器的第一实施例的第一变化的各种组件的分解透视图；

图3是光学接近传感器的第一实施例的第二变化在其设置在装置的液体喷头上或设置在其附近时的截面透视图；

图4是光学接近传感器的第二实施例的组件的分解透视图；和

图5是光学接近传感器的第二实施例在其设置在装置的液体喷头上或设置在其附近时的剖面图。

在各图中，相同的附图标记表示相同的或类似的元件。

具体实施方式

图1示出了在这里考虑的实施例中的液体喷射装置1，其是一种书写装置1的形式，包括基本上为管状的元件2，其在第一端2a和第二端2b之间延伸。所述管状件2具有限定了中空的内部空间的内壁23，及设计为供使用者把持的外壁22。

由管状件2的内壁23限定的中空内部空间包含有液体的贮液器3和用于喷射所述液体的喷射系统4，所述喷射系统与贮液器3直接连接.液体贮液器3可拆卸地安装在管状件2中的中空内部空间内，以在所述液体使用完后用另一个贮液器来替换.依赖于制造装置的用途，当该装置用作修正器时所述贮液器中的液体可以是墨水，或可擦除墨水或可掩饰墨水，或者当所述装置用作粘接敷抹器或喷雾器时，液体甚至可以为粘合剂.喷射系统4由液体供应管道41和电信号发生器42组成，液体供应管道41通过管道31直接连接到液体贮液器3上，电信号发生器42设计用来控制位于喷射系统的供应管道41一端处的喷头43的启动和不启动.

在这里所考虑的实施例中，喷头43是热效应喷头，其具有至少一个设置在管状件2的一端部2a处的喷嘴。其也可以由其它任何类型的喷头组成，特别是由效率更高的静电头组成。管状件的所述端部2a能够由直接安装到管状件2的中心零件中、在所述中心零件的内壁23之上的端片组成。所述端片2a具有一个端孔2c，通过该端孔的配置使喷头43能够将小滴的液体7喷射到给定表面8上，在这里的实施例中，该表面是一个书写表面，如一张纸。

液体喷射装置还包括处理器单元6，其设计来启动发生器42产生电信号(或电脉冲)，以使喷射系统的喷嘴43从一定距离将小滴液体7喷射到媒介8上。在其一端部2b处，管状件2的中空内部空间还包含有电源10，其例如是由一个电池或者甚至是两个电池，可再充电的或相反的都可能组成，通过开关11接通形成书写装置的各种电子元件。例如，管状件2的一端部2b可以是一个可拆卸地安装在所述管状件2中心零件上的一个帽子，使得可以用新的电池组替换耗尽的电池组10。

在端部2a处，管状件2还设有适于安装在管状件的端部2a的通孔2c中的光学接近传感器5。所述光学接近传感器5用来估计其与书写媒介8之间的距离，小滴液体7被喷射到该书写媒介上。

下面参考图2和3将对本发明的光学接近传感器5进行更详细的描述，这些图示出了光学接近传感器5的第一实施例的两种变化。

图2示出光学接近传感器5的第一变化实施例，所述传感器包括印刷电路12。已知的，印刷电路12包括刚性板12，其具有朝向管状件2的内侧的第一面12a，和设有多个导电轨13的第二面12b，光发射元件14和光接收件15电连接到导电轨上，当液体喷射装置处于使用位置时，所述光发射元件和所述光接收元件直接朝向书写媒介8。

在这里所考虑的实施例中，印刷电路板12，或者更确切的说，它的第二面12b包括两个光发射元件14和四个光接收元件15。当然，印刷电路板12的第二面12b能够包括单个光发射元件14和单个光接收元件15。印刷电路板12的第一面12a也包括导电轨(图中未示)，其为光发射及光接收元件(14、15)供电，并且将信号从光接收元件15传输到处理器单元6，如下面详述的。

光学传感器5还包括中间零件16，用于以固定方式安装到印刷电路板的第二面12b上。例如，所述中间零件16设有两个贯穿槽16a和两个槽16b，槽16a贯穿整个厚度并且用于接收两个光发射元件14，槽16b的每一个均用于接收一对光接收元件15。中间零件16最好是刚性的，例如由塑性材料制成。但是，在该实施例中，印刷电路12是刚性板，可以设想中间零件由人造橡胶制成。

光学传感器5还包括保护装置17，在这里所考虑的实施例中，其覆盖了整个中间零件16，以从外部保护光发射和光接收元件(14、15).所述保护装置17还具有适于光发射和光接收元件(14、15)所使用的光的波长的光学特性，用于使光聚焦在书写媒介8上，并且更精确地，聚焦在一个区域上，该区域可以是书写媒介8上的或多或少的点状，小滴液体7被喷射到该书写媒介上.

如图2所示，印刷电路板12、中间零件16和保护装置17分别设有互相叠加的通孔(18、19、20)以形成一个能从喷头43中喷出液体的通道，喷头直接设置在印刷电路板12的后侧。由通孔(18、19、20)形成的通道还全部地或部分地容纳液体喷射系统4的喷头43。

在图2所示的实施例中，保护装置17是透明板或片21，其包括面21a，该面21a具有与中间零件16的面16c的形状互补的外形，设计用来以固定的方式安装到中间零件16上，也就是说，该面与印刷电路12相对并且面向孔2c。所述透明板21包括特别机加工或精加工过的区域，并且对准中间零件16中的槽16a和16b，以使得有可能将两个光发射元件14发出的光朝向书写媒介8聚焦，并且使得有可能将由朝向光接收元件15的媒介8反射的光的接收最大化。

保护装置17也能够由多个小的透明片形成，其中每一个均设置在中间零件16的相应的槽16a或16b中。

作为例子，光发射装置14能够由垂直腔面发射激光器(VCSEL)型的激光二极管或红外LED组成，其朝着书写媒介8传送入射光束FI(见图1)，从而在所述媒介8上形成光点和通过光接收元件15接收的反射光束FR，该光接收元件15例如由接收器的光敏三极管或光敏二极管组成。然后，光接收元件15将表示收到的光的电信号送到处理器单元，以估计接近传感器5和书写媒介8之间的距离。

另外，根据本发明的另一个特征，中间零件16可以由覆有金属表面层的塑性材料制成，从而，在槽16a和16b的壁处，在光接收和光发射元件14、15周围形成反射面，从而引导并且优化光的发射和光的接收。

另外，如图2所示，槽16a和/或16b的壁可以例如基本上是圆锥形的，使得有可能优化引导由光发射和光接收元件14、15所发射和接收的光。

另外，在将透明板21固定到中间零件16上之前，可将折射匹配材料放置在槽16a和16b中，以避免或者减少光接收与光发射元件14、15和书写装置外侧之间的折射率的不连续。所述折射率匹配材料可以由例如硅基橡胶制成。

可以通过胶接粘合将印刷电路板12、中间零件16和透明板或片21固定在一起。

在另一个变化实施例中，通过将具有适当光学特性的透明材料过模在中间零件16上来直接得到板或片21。

因此，光学接近传感器5形成一个预组装单元，该预组装单元设计成能够被安装到设置在书写装置的端部2a中的开口2c中(见图1)。当印刷电路板、中间零件16和透明板21是圆形时，可以通过胶接粘合或任何其它的适当装置将最终的光学接近传感器21固定到设置在书写装置的端部2a中的开口2c中。

光学接近传感器或更确切地说印刷电路板、中间零件16和透明板21可以具有例如大约为3毫米(mm)的外径，而由通孔18、19、20形成的通道可以具有大约为0.6mm的直径，以使墨水能够从墨水喷头43中通过。最终的光学传感器5的总厚度大约为1mm。另外，当喷头43包括多个喷嘴时，由通孔(18、19、20)限定的通道可以具有一些其它的、非圆形的外形，如椭圆形或矩形。

图3示出光学接近传感器5的第一实施例的第二种变化.在该变化实施例中，印刷电路板12的面12b具有单个光发射元件14和两个光接收元件15，均通过适当的电连接(如电线)安装并连接到导电轨13上，该导电轨与直接形成于印刷电路板12的面12a上的其它导电轨连接.在第一印刷电路板12的第一面12a上的导电轨的功能是为光发射和光接收元件14、15供电，并且将信号从光接收元件15传送到处理器单元6.

在第二种变化的实施例中，中间零件16包括单个贯穿槽16a，以容纳光发射元件14，和两个贯穿槽16b，以容纳印刷电路板12的光接收元件15。

在该实施例中，保护装置17还可能例如通过胶接粘合由直接安装在中间零件16上的透明板或片21形成。如图3所示，对准中间零件16中的槽16a和16b，面向书写媒介8的片21或更确切地说它的面21b设有特别机加工或精加工的区域21c，以使光发射元件15发射的光能朝向书写媒介8光学聚焦，并且使由支撑8反射的光的接收能通过朝向光接收元件15聚焦而最大化。

另外，如图3所示，液体喷射系统4的液体喷头43设置为直接抵靠印刷电路板12的第一面12a，或在其附近。例如，所述喷头43可以包括四个喷嘴43a，其设置为直接面对由通孔18、19、20形成的通道，所述通孔形成于印刷电路板12、中间元件16和透明板或片21中。当然，喷头4可以包括单个的喷嘴43a或者多个喷嘴43a。

图4和5示出本发明的光学接近传感器5的第二实施例。该实施例基本上使用了与前述实施例相同的元件，因此下面只是详细描述不同点。

在该实施例中，印刷电路12具有作为衬背的柔性背垫带，其可为塑性材料形成的柔性片，具有在第二面12b上形成的导电轨13。

光发射和光接收元件(14、15)固定到印刷电路背垫带12上，并且与导电轨13电连接。如前面实施例所示，第二面12b抵靠中间零件16放置，更精确地，通过胶接粘合抵靠其后表面(未示出)固定。将光发射和光接收元件(14、15)安装到印刷电路带12上，以确保所述元件相对于另一个元件恰当地放置，并且由于所述中间零件的刚性，将印刷电路带抵靠中间零件16固定，以确保所述元件的方向是固定的。正如第一实施例，从而第二实施例可精确地估计相对于给定媒介8的距离。另外，形成印刷电路12的衬背的带子厚度是很小的，并且也抵靠第一面12a安装的喷头43离喷射通道的出口比较近，该喷射通道由穿过传感器5的零件的孔(18、19、20)形成。使用印刷电路带12还具有一个优点，即能够通过与印刷电路一体形成的凸起12c在传感器和处理器单元6之间建立电连接，并且该印刷电路带能够沿着装置的管状体的内壁23朝着其尾端2b向后弯曲。

光发射元件14与第一实施例的光发射元件类似，但是其具有发射有方向的红外光束的特性，因此其就不需要面向所述元件14放置光学装置以使光聚焦到给定媒介8上。

应当注意，在该实施例中，没有保护装置覆盖在容纳光发射元件14在其中的槽16a上，因为所使用的二极管的凹口深度和方向特性限制了损坏所述二极管的风险。但是，当然可能提供一种光学零件来形成保护装置以保护光发射元件14。

对于第二实施例，两个光接收元件15设置在印刷电路带12上，并且基本上是围绕孔18彼此相对放置，以将光接收元件15间隔分开.槽16b由一个单片光学零件21覆盖，每一个槽均接收两个光接收元件15中的一个.该单片零件21形成传感器所有光接收元件15的保护装置.这样，就有可能避免其中一个光接收元件被损坏，或者避免具有可能被寄存在槽16b中的任何碎片带来的频率干扰，并且从而避免由光接收装置传输到处理器单元6中的电信号不与给定媒介8反射的光匹配.如前述实施例所述，保护装置17具有适于光发射元件14发射出的光的波长的光学特性，以使反射光朝着对应的光接收元件聚焦.更特别地，在所述第二实施例中，形成保护装置17的单片零件21由透明的刚性塑性材料制成，并且其包括面(facets)(21e、21f)，每一个面均覆盖容纳有各自的一个光接收元件15的分别的一个槽16b.每个面(21e、21f)(在该实施例中是一平面)均用做一个棱镜.但是所述面可能是凸的或凹的.面(21e、21f)可具有基本上对应于液体喷射距离的相等焦距.但是，优选地，面21e的焦距f1略不同于面21f的焦距f2.从而，对于同样的接收到的反射光束，由各光接收元件传送到处理器单元的信号不同.所述信号之间的不同可以有利地被处理器单元6利用，以增加超过给定距离范围时的距离估计的精度，特别是超出了需要促成液体被喷射到给定媒介8的距离范围内时.例如，可能选择第一焦距f1，以接近液体喷射的最小距离，和可能选择第二焦距f2，以接近最大距离，超过该最大距离，就不必引起液体喷射.然后，通过增加和/或减少从各光接收元件15中接收到的信号，处理器单元6适于估计给定媒介8和喷头43之间的距离是否与所需范围的中心对应，或者所述距离是否接近所允许的最大距离或接近所允许的最小距离.因此，在相对较宽的距离范围内获得确定的精度，而不是当对于每个光接收元件15均用保护装置同样地聚焦光时，只得到大约单个信号名义(nominal)距离.

应当注意，对于第二实施例，中间零件16包括从所述零件的前表面16c凸出的凸起25。所述凸起25与零件16一体形成，并且在光发射元件14和光接收元件15之间形成挡光板。当光学传感器的直径小到使得光发射和光接收元件(14、15)之间的间距大约为1毫米时，已经在距离估计中发现异常。通过用凸起25形成挡光板，这样的异常会大大减少。除了槽(16a、16b)的壁之外，凸起形成挡光板，该挡光板防止光发射元件14发射的光的一部分通过在光学传感器5自身内(特别是在保护装置17内)散射和/或反射而以几乎直接的方式被光接收元件15接收到。凸起25与中间零件16一体形成的事实减少了传感器组件的数量。但是，在变化的实施例(未示出)中，其可通过可选地由不同于中间零件材料的材料制成的分离零件来有利地形成挡光板25，以改善光散射停止的程度。

凸起25形成的挡光板沿着基本上是盘状的光学传感器的弦(chord)延伸，从而将中间零件16的前表面16c细分成第一区域和第二区域，容纳光发射元件14的槽16a开口在第一区域中，容纳光接收元件15的槽16b开口在第二区域中。因此，凸起25在两类元件(也就是光发射类型和光接收类型)之间形成单个挡光板。但是，在变化中，很有可能具有一个或多个挡光板，其在容纳光发射元件14的槽16a的出口和均容纳光接收元件15的一个或多个槽16b的出口之间延伸到较大或较小的程度。

基于同样的原因，组成保护装置17的单片零件21最好只覆盖光接收元件15，或者作为选择地只覆盖光发射元件。在所示的实施例中，单片零件21覆盖所有的光接收元件15，但是，在变化例中，其也可以只覆盖其中的一部分。当然，保护装置17可以包括多个单片光学零件，但是，所述覆盖光发射元件14的零件中的一个随后最好还是不覆盖任何一个光接收元件15，反之亦然。

如任一前述实施例所示，光学接近传感器5设置在液体喷射装置的端部2a处，所述传感器通过印刷电路的第一或第二面(12a、12b)连接到处理器单元6，例如，当估计光学接近传感器5和媒介之间的距离是适于将小滴液体7喷射到书写媒介8上的距离时，该处理器单元6适时地启动喷射系统4的喷头43.相反地，如果光学传感器估计的距离不在预定距离的范围内，则处理器单元6可不启动或者停止喷射小滴液体7.

如图1所示，管状件2还可包括检测液体喷射装置的运动或位移的运动或位移检测器装置40。这样的检测液体喷射装置的运动或位移的运动或位移检测器装置40可以例如由直接连接到处理器单元6的加速计40形成，并且可以设置在所述管状件2中的任何地方。加速计可以例如设置在管状件的端部2b处，以当使用者使用液体喷射装置时，其可以承受最大振幅的运动。

当液体喷射或书写装置1包括位移或运动检测器装置40时，首先，当光学接近传感器5估计或确定其与书写媒介8之间的距离位于适当的距离范围内时，其次，当加速计14检测到管状件2的运动时，处理器单元6可因此适于启动液体喷头43。

在这种情况下，书写装置能够以与法国专利申请FR2841498中所述的相同方式操作，该申请对应于国际申请WO2004/002751或美国专利申请US2004/052569。

另外，可以调整书写装置1的光学接近传感器5和处理器单元6，以使处理器单元6将光学接近传感器5得到的各种测量值存储到存储器中。处理器单元6例如能够适于引起光学接近传感器5以预定的时间间隔反复进行距离估计或者测量的操作。例如，所述时间间隔可以是在1毫秒到0.1毫秒的范围内，以使得处理器单元6能够比较不同的测量距离值，以确定距离的不同是否表示书写装置相对于书写媒介8被移动或者被移走。在这种情况下，当处理器单元6确定光学传感器5估计的距离位于适当的范围内并且确定书写装置被移动时，则处理器单元6可启动和/或影响喷头43的工作，如通过调制送到喷头43的控制信号的频率和/或振幅。

Claims

1.一种光学接近传感器(5)，其适于安装到具有用于雾状喷射液体的喷头(43)的液体喷射装置(1)上，所述光学接近传感器(5)用来估计其与给定表面(8)之间的距离，液体喷射到该给定表面上；

所述光学接近传感器的特征在于，其包括：

-一个印刷电路(12)，其具有第一面(12a)和第二面(12b)，在所述第二面上设置有至少一个光发射元件(14)和至少一个光接收元件(15)，该光发射及光接收元件适于估计它们和给定表面(8)之间的距离；

-一个中间零件(16)，其安装在印刷电路(12)的第二面(12b)上，并具有至少一个第一贯穿槽(16a)和至少一个第二贯穿槽(16b)，该印刷电路(12)的光发射元件(14)容纳于所述第一贯穿槽中，该印刷电路的光接收元件(15)容纳于所述第二贯穿槽中；和

-保护装置(17)，其覆盖所述第一和第二贯穿槽(16a、16b)中的至少一个，保护装置(17)具有适于光发射及光接收元件(14、15)所用的光的波长的光学特性，从而使光能够聚焦；

其中，印刷电路(12)和中间零件(16)均具有通孔(18、19)，它们相互重叠以形成能够使液体从液体喷头(43)中喷射出的通道。

2.如权利要求1所述的光学接近传感器，其特征在于，印刷电路(12)包括一个抵靠中间零件(16)设置的刚性板。

3.如权利要求2所述的光学接近传感器，其特征在于，所述印刷电路(12)还包括形成于印刷电路(12)的第一面(12a)上的导电轨(13)。

4.如权利要求1所述的光学接近传感器，其特征在于，所述印刷电路(12)是一个固定在中间零件(16)上的柔性带。

5.如权利要求4所述的光学接近传感器，其特征在于，所述印刷电路包括形成于印刷电路(12)的第二面(12b)上的导电轨(13)。

6.如权利要求3或5所述的光学接近传感器，其特征在于，该导电轨(13)适于为光发射和光接收元件(14、15)供电，并且将信号从所述至少一个光接收元件(15)传送到处理器单元(6)。

7.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，通过胶接粘合将印刷电路(12)和中间零件(16)固定在一起。

8.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，通过胶接粘合将中间零件(16)和保护装置(17)固定在一起。

9.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，印刷电路(12)的第二面(12b)具有多个光发射元件(14)，在该传感器中，中间零件(16)具有多个第一贯穿槽(16a)，多个光发射元件容纳在所述第一贯穿槽中，以及保护装置(17)覆盖所述多个第一贯穿槽(16a)。

10.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，印刷电路(12)的第二面(12b)具有多个光接收元件(15)，在该传感器中，中间零件(16)具有多个第二贯穿槽(16b)，多个光接收元件(15)容纳于所述第二贯穿槽中，以及保护装置(17)覆盖所述多个第二贯穿槽(16b)。

11.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，保护装置(17)是一透明板(21).

12.如权利要求11所述的光学接近传感器，其特征在于，通过将透明材料过模在中间零件(16)上以直接得到透明板(21)。

13.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，将折射匹配材料设置在保护装置(17)和光发射及光接收元件(14、15)之间，以将折射率的不连续减至最小。

14.如权利要求13所述的光学接近传感器，其特征在于，折射率匹配材料由硅基橡胶制成。

15.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，保护装置(17)覆盖所述至少一个第一贯穿槽(16a)，所述至少一个光发射元件(14)容纳于其中，所述保护装置(17)具有适于所使用的光的波长的光学特性，以使得发射出的光能够在给定表面(8)上聚焦。

16.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，保护装置(17)覆盖所述至少一个第二贯穿槽(16b)，所述至少一个光接收元件(15)容纳于其中，所述保护装置(17)具有适于所使用的光的波长的光学特性，以使接收到的光能够朝向所述至少一个光接收元件(15)聚焦。

17.如权利要求16所述的光学接近传感器，其特征在于，包括至少两个光接收元件(15)，其中保护装置(17)具有第一区域(21e)和第二区域(21f)，第一区域(21e)适于使接收的光以第一方式朝向所述至少两个光接收元件(15)中的一个聚焦，第二区域(21f)适于使接收的光以不同于第一方式的方式朝向所述至少两个光接收元件(15)中的另一个聚焦，使得由所述至少两个光接收元件(15)的每一个接收的光具有不同的特性。

18.如权利要求17所述的光学接近传感器，其特征在于，保护装置(17)的第一和第二区域分别是具有不同剖面的第一和第二面(21e、21f)。

19.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，将挡光板(25)设置于所述至少一个光发射元件(14)和所述至少一个光接收元件(15)之间。

20.根据权利要求19所述的光学接近传感器，其特征在于，中间零件(16)包括与面对印刷电路(12)的其表面相对的前表面(16c)，第一贯穿槽(16a)和第二贯穿槽(16b)在其中开口，在该传感器中，该挡光板(25)包括位于中间零件(16)的前表面(16c)上的凸起，该凸起在容纳有所述至少一个光发射元件(14)的第一贯穿槽(16a)的出口和容纳有所述至少一个光接收元件(15)的第二贯穿槽(16b)的出口之间。

21.如权利要求20所述的光学接近传感器，其特征在于，该凸起(25)横跨前表面(16c)延伸，并将所述前表面细分成第一部分和第二部分，其中所有容纳光发射元件(14)的第一贯穿槽(16a)均开口在第一部分中，所有容纳有光接收元件(15)的第二贯穿槽(16b)均开口在第二部分中。

22.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，该保护装置(17)包括至少一个单片零件(21)，所述单片零件只覆盖那些容纳光发射元件(14)的第一贯穿槽(16a)，或者只覆盖那些容纳光接收元件(15)的第二贯穿槽(16b)。

23.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，保护装置(17)包括重叠在印刷电路(12)和中间零件(16)中的通孔(18、19)上的通孔(20)。

24.如权利要求1-5中任一权利要求所述的光学接近传感器，其特征在于，中间零件(16)中的第一贯穿槽(16a)和/或第二贯穿槽(16b)包括壁，壁的形状优化所述至少一个光发射元件(14)发射的和/或至少一个光接收元件(15)接收的光的引导。

25.一种液体喷射装置(1)，其包括液体喷头(43)、处理器单元(6)和如上述任一权利要求所述的光学接近传感器(5)。