CN105144676B - 图像传感器 - Google Patents

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Abstract

图像传感器(100)包括透镜体(4)、传感器(6)和第一壳体(1)。透镜体(4)从相对于XZ平面倾斜的方向对读取对象(30)进行照射，对由读取对象(30)所反射的光进行聚焦。传感器(6)接受由透镜体(4)进行聚焦后的光。第一壳体(1)在沿主扫描方向延伸的侧面上具有长度沿副扫描方向朝读取对象(30)逐渐减小的面(1j)，并对透镜体(4)及传感器(6)进行收纳或保持。

Description

图像传感器
技术领域
本发明涉及复合机、纸币读取装置等所使用的图像传感器。
背景技术
图像传感器将组装于壳体内的光源所发出的照射光照射于读取对象，将由读取对象所反射的光经由透镜等光学成像系统在光电转换元件上进行成像，以获得图像信息(例如，参照专利文献1)。从光源发出的照射光射入读取对象的角度(入射角)会根据图像传感器的使用目的而发生变更。例如，在需要由读取对象来对光进行反射的情况下，入射角为45度左右。另外，在需要使光透过读取对象的情况下，例如在图像传感器需要读取纸币的水印信息的情况下，入射角为180度。
专利文献1所记载的图像传感器的目的在于，通过改变对目标设置光源的位置，来从同一读取对象获得不同的图像信息。例如，将光源设置于与4种角度相对应的位置，从而能将与各个光源的角度相对应的光照射至读取对象。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2009-181403号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所记载的图像传感器中，由于需要使用多个光源，因此，图像传感器的结构有可能会变得复杂。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其获得一种图像传感器，该图像传感器能在沿主扫描方向及焦点深度方向延伸的平面上从任意角度向读取对象照射光，而不使结构变复杂。
解决技术问题所采用的技术手段
本发明所涉及的图像传感器包括光学成像系统、受光部、第一壳体以及第二壳体。光学成像系统将由被照射体所反射的光进行聚焦。受光部接受被光学成像系统所聚焦的光。第一壳体并对光学成像系统及受光部进行收纳或保持。第二壳体沿主扫描方向延伸，安装有向被照射体照射光的光源。在第二壳体上形成有：壳体安装面，该壳体安装面上安装有第一壳体；以及光源安装面，该光源安装面上安装有光源，并且，由所述光源安装面与壳体安装面所构成的角度是大于90度小于180度的钝角。在第一壳体上形成有：光源安装基准面，该光源安装基准面与壳体安装面相抵接；以及倾斜部，该倾斜部在光源安装基准面与被照射体所反射的光所射入的面之间，沿主扫描方向延伸，并且，所述倾斜部的长度沿副扫描方向朝被照射体逐渐减小。发明效果
根据本发明，第一壳体具有倾斜部，该倾斜部的长度沿副扫描方向朝被照射体逐渐减小，因此，能获得一种图像传感器，该图像传感器能在沿主扫描方向及焦点深度方向延伸的平面上从任意角度向读取对象照射光。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的图像传感器的分解图。
图2是实施方式1所涉及的图像传感器的外观图。
图3是沿主扫描方向对实施方式1所涉及的图像传感器进行观察所看到的侧视图。
图4是实施方式1所涉及的图像传感器的副扫描方向剖视图。
图5是图4中的基板保持板的放大图。
图6是表示实施方式1所涉及的图像传感器的光路例的图。
图7是本发明的实施方式2所涉及的图像传感器的分解图。
图8是实施方式2所涉及的图像传感器的立体图。
图9是沿副扫描方向对实施方式2所涉及的图像传感器进行观察所看到的侧视图。
图10是沿主扫描方向对实施方式2所涉及的图像传感器进行观察所看到的侧视图。
图11是在去除实施方式2所涉及的图像传感器的密封板时、沿主扫描方向对图像传感器进行观察所看到的侧视图。
图12是在去除实施方式2所涉及的图像传感器的托座时、沿主扫描方向对图像传感器进行观察所看到的侧视图。
图13是实施方式2所涉及的图像传感器的副扫描方向剖视图。
图14是实施方式2所涉及的图像传感器的主扫描方向剖视图。
图15是表示实施方式2所涉及的图像传感器的光路例的图。
具体实施方式
实施方式1.
在本发明的实施方式1中，对图像传感器的结构及图像传感器的制造方法进行说明。在本发明的说明书中，所谓读取对象是指通过接受从光源发出的照射光而从图像传感器读取作为图像的被照射体。在本申请说明书中，所谓读取对象的传送，除了传送读取对象本身以外，还包含图像传感器本身相对于读取对象沿副扫描方向运动的情况。
下面，利用图1～图5来对实施方式1进行说明。在实施方式1中，通过以下方式对直角坐标系XYZ进行定义。将图像传感器100的主扫描方向设为X轴，将副扫描方向设为Y轴。将与X轴和Y轴正交的方向设为Z轴。读取对象沿图像传感器100的Z轴方向进行配置。将从图像传感器100朝向读取对象的方向设为朝向Z轴的正方向。以下，将主扫描方向称为X方向，将副扫描方向称为Y方向。Z方向为焦点深度方向。此外，将图像传感器100的读取对象侧称为+Z侧，将其相反侧称为－Z侧。同样，也将主扫描方向的一侧称为+X侧，将另一侧称为－X侧。另外，也将副扫描方向的一侧称为+Y侧，将另一侧称为－Y侧。此外，在实施方式1中，所谓图像传感器100的读取宽度是指图像传感器100所能读取的直线的长度。更详细而言，所谓读取宽度是指沿主扫描方向的直线的长度。图中，同一标号表示相同或相当的部分。
图1是实施方式1所涉及的图像传感器的分解图。图2是实施方式1所涉及的图像传感器的外观图。图3是沿主扫描方向对实施方式1所涉及的图像传感器进行观察所看到的侧视图。图4是实施方式1所涉及的图像传感器的副扫描方向剖视图。所谓副扫描方向截面是指与主扫描方向正交的面。即，所谓副扫描方向截面是指YZ面截面。图5是图4中的基板保持板的放大图。
图像传感器100包括第一壳体1、第一透明板2、透镜体(光学成像系统)4、传感器(受光部)6、传感器基板7、基板保持板9、信号处理基板10以及托座11。
第一壳体1是使用金属、树脂等成形性良好的材料并通过按压、射出成型或切削加工等而制成的框体。在第一壳体1的+Z侧的面上，形成有开口1f。在开口1f的边缘部分上，形成有支承第一透明板2的阶差部分1g。阶差部分1g的阶差至少沿X方向形成为阶梯状。开口1f成为光所通过的光路。因此，形成开口1f，使其沿X方向的长度大于读取宽度，沿Y方向的长度大于透镜体4沿Y方向的长度。另外，第一壳体1上形成有沿X方向延伸的孔。孔的沿Y方向及Z方向的长度比透镜体4及透镜支承板5各自的沿Y方向及Z方向的长度要大。
第一壳体1的YZ面截面形成为凸型形状。第一壳体1具有平面部1h和突出部1i。突出部1i上形成有收纳透镜体4的透镜体收纳部1e。突出部1i的前端支承有第一透明板2。
第一壳体1的－Z侧的表面上形成有保持槽，以对传感器驱动基板8和基板保持板9进行保持。保持槽沿X方向形成为直线状。保持槽形成于偏向Y方向的位置。另外，第一壳体1的－Z侧的表面上形成有在Z方向上较深的槽。该槽沿Y方向及Z方向的长度形成得比安装元器件要大，使得第一壳体1与传感器基板7上的安装元器件不会发生干涉。
第一壳体1的+X侧及－X侧的表面上形成有托座安装孔1a。第一壳体1的+Y侧及－Y侧的表面上形成有盖部安装孔1b。光源安装基准面1d上形成有光源安装孔1c。
在第一壳体1的光源安装基准面1d与载放有第一透明板2的面之间，形成有相对XZ平面倾斜的面1j。因此，形成突出部1i，使其YZ面截面朝向+Z侧变细。
第一透明板2例如由玻璃、树脂成形而成。第一透明板2具有作为覆盖开口1f的盖部的功能。第一透明板2由透明材料构成，以对由读取对象所反射的光的衰减进行抑制。读取对象配置于相对第一透明板2朝+Z侧偏离的位置。光透过第一透明板2射入透镜体4。
另外，第一透明板2也可以由防UV玻璃或防IR玻璃构成。由此，能使第一透明板2具有阻隔紫外线或红外线的光学波长选择功能。
密封层3由两面为粘接面的片状材料构成。形成密封层3，使其长度比阶差部分1g沿X方向及Y方向的长度要小。密封层3的中央部上形成有开口部，使得不对透过第一透明板2的光进行阻隔。
透镜体4是使光聚焦成像的光学构件(例如棒形透镜阵列、微透镜阵列等透镜阵列)或由光学构件复合而成的构件(例如由反射镜组和透镜组合而成的光学成像系统)。传感器6是由传感器IC(受光元件)构成的传感器阵列，所述传感器IC接受通过透镜体4的光。
在实施方式1中，将透镜体4设为棒形透镜阵列来进行说明。棒形透镜阵列通过沿X方向排列多个连结等倍正像(erect unmagnified image)的棒形透镜并利用框体等来形成。在实施方式1中，为了进行简化，作为透镜体4，仅沿X方向图示出了细长的箱形外形。
透镜支承板5是沿X方向延伸的板材，对透镜体4进行加强。
传感器基板7是安装有传感器6而使得传感器6沿X方向与读取宽度的长度相对应的板材。传感器基板7沿X方向延伸。传感器6是光电转换元件。传感器6利用引线接合等与传感器驱动基板8进行电连接。传感器6接受被透镜体4聚焦的光并进行光电转换。传感器6与传感器驱动基板8进行电连接，从而受到传感器驱动基板8的驱动。传感器6将转换成电信号的光输出至传感器驱动基板8。
传感器驱动基板8是沿X方向延伸的电路基板。传感器驱动基板8具有能与信号处理基板10相连接的连接器8a。传感器驱动基板8具有用于固定于第一壳体1的嵌合孔8b。传感器驱动基板8具有用于驱动传感器6的电路和用于与该电路相连接的焊盘等。
基板保持板9是沿X方向和Y方向延伸的板材。从+Z方向来看，基板保持板9具有壳体安装面9a、传感器基板安装基准面9b、强化结构9d、嵌合孔9e以及嵌合孔9f。壳体安装面9a形成于Y方向端部。壳体安装面9a向+Z侧突出。传感器基板安装基准面9b是形成于壳体安装面9a与主体面9g之间的面。强化结构9d在基板保持板9的－Z侧突出。强化结构9d沿X方向延伸。传感器6配置于强化结构9d的+Z侧。壳体安装面9a沿X方向延伸。壳体安装面9a与主体面9g平行。传感器基板安装基准面9b相对于主体面9g垂直。嵌合孔9e是用于将基板保持板9固定于第一壳体1的孔。嵌合孔9e设于壳体安装面9a上。嵌合孔9f是用于将基板保持板9和传感器驱动基板8固定于第一壳体1的孔。嵌合孔9f设于主体面9g上。
另外，强化结构9d沿X方向延伸。因此，利用螺钉14将基板保持板9固定于第一壳体1时，能对基板保持板9所产生的扭曲、变形进行抑制。另外，能对基板保持板9所产生的X方向的弯曲进行抑制。由此，传感器6和第一壳体1能确保相对较高的位置精度。
信号处理基板10是电路基板。包括能与传感器驱动基板8相连接的连接器10a、光源驱动用连接器10b、连接器10c以及嵌合孔10d、10e。连接器10a是用于与传感器驱动基板8相连接的连接器。连接器10c未进行图示。连接器10c是用于与外部设备相连接的连接器。信号处理基板10具有用于固定于第一壳体1的嵌合孔10e。另外，传感器驱动基板8具有驱动光源20的电源电路、以及作为信号处理电路的ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)。也可以根据需要将信号处理基板10与传感器驱动基板8一体化。
托座11是具有与YZ平面平行的面、以及与XY平面平行的面的大致L字形的构件。托座11由金属板等构成的板材所构成。托座11在与YZ平面平行的面上具有壳体嵌合孔11a和密封板嵌合孔11b。托座11的与YZ平面平行的面形成为与第一壳体1的+X侧及－X侧的开口相同程度或其以上的面积。因此，托座11的与YZ平面平行的面在与第一壳体1合在一起时有可能会堵住第一壳体1的+X侧及－X侧的开口。托座11以大致L字形为基本结构，根据所需要的强度，也可以设置例如箱形等的强化结构。
密封板12是具有沿YZ平面平行的面的板材。密封板12由金属板等构成。密封板12具有嵌合孔12a，以作为用于固定于托座11的孔。
盖部13是向+Z侧开口的箱体。盖部13由板金、成型品等形成。盖部13具有嵌合孔13a。
螺钉14或隔套螺钉31在实施方式1中用作为紧固构件。即，螺钉14或隔套螺钉31将透镜支承板5、传感器驱动基板8、基板保持板9、信号处理基板10、盖部13以及托座11紧固于第一壳体1。另外，螺钉14或隔套螺钉31将托座11与密封板12进行紧固。不言而喻，螺钉14或隔套螺钉31最适当地调整至与各个紧固点所需要的强度相适应的紧固强度及根数。
接着，对实施方式1所涉及的图像传感器100的制造方法进行说明。
第一透明板2利用密封层3固定于开口1f。
透镜支承板5及透镜体4利用粘接剂、双面胶带等来进行粘接。此外，无需使透镜支承板5和透镜体4都为单数，也可以是由多个构件连在一起而得的结构。将支承透镜体4的透镜支承板5插入并保持于第一壳体1。由此来配置透镜体4的焦点，使得与传送读取对象的面相吻合。
传感器基板7及传感器驱动基板8安装于基板保持板9。由此，基板保持板9将传感器基板7和传感器驱动基板8保持于+Z侧。传感器基板7利用粘接剂、胶带等粘接于基板保持板9。在将传感器基板7粘接于基板保持板9时，传感器基板7的+Y侧的面与传感器基板安装基准面9b相抵接，从而传感器基板7和基板保持板9在Y方向和Z方向上的相对位置精度得以确保。传感器6安装于传感器基板7上。传感器驱动基板8与基板保持板9的主体面9g相抵接，从而与传感器基板7平行配置。而且，在将传感器驱动基板8配置成使得嵌合孔9f与嵌合孔8n沿Z方向重合后，利用粘接剂、胶带等来进行粘接。
传感器驱动基板8利用插入嵌合孔8b和嵌合孔9f的隔套螺钉31来保持于第一壳体1。因此，即使在将连接器8a与光源驱动用连接器10b相连接或从光源驱动用连接器10b上拆下连接器8a的情况下，传感器驱动基板8与第一壳体1的组装状态也不会发生变化。因此，传感器驱动基板8与第一壳体1之间的安装状态稳定。基板保持板9利用插入嵌合孔9e和嵌合孔9f的隔套螺钉31来固定于第一壳体1。
嵌合孔9e形成于传感器6的+Y侧。嵌合孔9f形成于传感器6的－Y侧。传感器6在Y方向上配置于嵌合孔9e与嵌合孔9f的中间。基板保持板9承受插入嵌合孔9e的隔套螺钉31的压力。基板保持板9承受插入嵌合孔9f的隔套螺钉31的压力。由此，基板保持板9朝向+Z侧进行保持。因此，传感器6被基板保持板9朝向+Z侧进行保持。即使传感器基板7和基板保持板9被隔套螺钉31固定于第一壳体1，传感器6也不容易受到紧固隔套螺钉31时的压力的影响。因此，传感器6不会因紧固时的压力而改变特性。由此，来稳定地保持传感器6。此外，将传感器基板7和基板保持板9固定于第一壳体1的方法并不局限于隔套螺钉31，也可以利用铆钉来进行嵌合或进行粘接等。
将连接器10a嵌合于连接器8a，从而将信号处理基板10与传感器驱动基板8进行电连接。嵌合孔10d与嵌合孔9e沿Z方向重合。将螺钉14插入嵌合孔9e中所插入的隔套螺钉31的螺钉孔和嵌合孔10d，从而对基板保持板9和信号处理基板10进行紧固。此外，嵌合孔10e与嵌合孔9f沿Z方向重合。将螺钉14插入嵌合孔9f中所插入的隔套螺钉31的螺钉孔和嵌合孔10e，从而将基板保持板9与信号处理基板10牢固地紧固在一起。由此，信号处理基板10间接固定于第一壳体1。此外，不言而喻，在将信号处理基板10与传感器驱动基板8一体化的情况下，将传感器驱动基板8固定于第一壳体1，从而能将信号处理基板10固定于第一壳体1。
将螺钉14插入壳体嵌合孔11a和第一壳体1的托座安装孔1a，从而将托座11固定于第一壳体1。
将螺钉14插入嵌合孔12a和托座11的密封板嵌合孔11b，从而将密封板12固定于托座11。
将螺钉14插入嵌合孔13a和第一壳体1的盖部安装孔1b，从而将盖部13固定于第一壳体1。
接着，对实施方式1中的图像信息的信息流进行说明。图6是表示实施方式1所涉及的图像传感器的光路例的图。光源20夹着读取对象30与图像传感器100相对地进行配置。来自光源20的光透过读取对象30射入图像传感器100。射入图像传感器100的光透过第一透明板2经由透镜体4在传感器6上成像。由此，读取对象30的图像信息作为光而在传感器6上成像。光电转换后的光从传感器6经由传感器驱动基板8到达信号处理基板10，经由连接器10c输出至图像传感器100的外部设备。由此，读取对象30的图像信息作为电信号输出至图像传感器100的外部设备。此外，在将光源20相对读取对象30配置在与图像传感器100相同的一侧的情况下，从光源20照射出的光被读取对象30所反射，并射入图像传感器100，这点是不同的，但射入图像传感器100后的动作相同。
接着，对实施方式1中的效果进行说明。基板保持板9承受插入嵌合孔9e的隔套螺钉31的压力。基板保持板9承受插入嵌合孔9f的隔套螺钉31的压力。由此，基板保持板9朝向+Z侧进行保持。因此，传感器基板7和传感器6被基板保持板9朝向+Z侧进行保持。即使传感器基板7和基板保持板9被隔套螺钉31固定于第一壳体1，传感器6也不容易受到紧固隔套螺钉31时的压力的影响。传感器基板7的+Y侧的面与传感器基板安装基准面9b相抵接。将隔套螺钉31插入嵌合孔9e和嵌合孔9f。由此，传感器基板7和基板保持板9在Y方向和Z方向上能确保相对较高的位置精度。其结果是，传感器基板7和传感器6在沿Y方向和Z方向高精度定位的状态下，保持于第一壳体1和基板保持板9。传感器驱动基板8利用插入嵌合孔8b和嵌合孔9f的隔套螺钉31来保持于第一壳体1。因此，即使在将连接器8a与光源驱动用连接器10b相连接或从光源驱动用连接器10b上拆下连接器8a的情况下，传感器驱动基板8与第一壳体1的组装状态也不会发生变化。由此，传感器驱动基板8与第一壳体1之间的安装状态稳定。另外，在利用隔套螺钉31将信号处理基板10紧固于基板保持板9时，信号处理基板10沿+Y侧延伸得比基板保持板9要长。由此，信号处理基板10的+Y侧具有如下结构：能将包含连接器10a的电气元件安装于正反面。
另外，强化结构9d在基板保持板9的－Z侧突出。由此，基板保持板9不仅紧凑，而且还能获得将传感器6沿Z方向高精度地进行保持的足够的刚性。
接着，对实施方式1的图像传感器100的防尘效果进行说明。开口1f被第一透明板2所密封。第一壳体1的－Z侧的开口被传感器驱动基板8和基板保持板9所密封。第一壳体1的X方向的孔被托座11及密封板12所密封。即，采用将形成于第一壳体1的开口完全密封的结构，因此，能对第一壳体1的内部的透镜体4和传感器6确保较高的防尘效果。
将光源20配置成与设置于光源安装孔1c的光源安装基准面1d、以及平面部1h的+Z侧的面相抵接。面1j相对于XZ平面倾斜。因此，形成突出部1i，使其YZ面截面朝向+Z侧变细。由此，能将从光源20照射的光相对于读取对象30的入射角度设得较大，因此，能更自由地配置光源20。例如，在需要直接光照射的情况下，能使光源20接近第一壳体1从而减小入射角度。相反，在需要散射光照射的情况下，能使光源20远离第一壳体1从而增大入射角度。另外，在更需要光源20的照度的情况下，能使光源20接近读取对象30。另外，在将点光源呈阵列状配置的光源产生脉动(偏差)的情况下，能使光源20远离读取对象30。
实施方式2.
在本发明的实施方式2中，对图像传感器的结构及图像传感器的制造方法进行说明。
下面，利用图7～图14来对实施方式2进行说明。在实施方式2中，通过以下方式对直角坐标系XYZ进行定义。将图像传感器200的主扫描方向设为X轴，将副扫描方向设为Y轴。将与X轴和Y轴正交的方向设为Z轴。读取对象沿图像传感器200的Z轴方向进行配置。将从图像传感器200朝向读取对象的方向设为朝向Z轴的正方向。以下，将主扫描方向称为X方向，将副扫描方向称为Y方向。Z方向为焦点深度方向。此外，将图像传感器200的读取对象侧称为+Z侧，将其相反侧称为－Z侧。同样，也将主扫描方向的一侧称为+X侧，将另一侧称为－X侧。另外，也将副扫描方向的一侧称为+Y侧，将另一侧称为－Y侧。此外，在实施方式2中，所谓图像传感器200的读取宽度是指图像传感器200所能读取的直线的长度。更详细而言，所谓读取宽度是指沿主扫描方向的直线的长度。图中，同一标号表示相同或相当的部分。
图7是实施方式2所涉及的图像传感器的分解图。图8是实施方式2所涉及的图像传感器的立体图。图9是沿副扫描方向对实施方式2所涉及的图像传感器进行观察所看到的侧视图。图10是沿主扫描方向对实施方式2所涉及的图像传感器进行观察所看到的侧视图。图11是在去除实施方式2所涉及的图像传感器的密封板时、沿主扫描方向对图像传感器进行观察所看到的侧视图。图12是在去除实施方式2所涉及的图像传感器的托座时、沿主扫描方向对图像传感器进行观察所看到的侧视图。图13是实施方式2所涉及的图像传感器的副扫描方向剖视图。所谓副扫描方向截面是指与主扫描方向正交的面。即，所谓副扫描方向截面是指YZ面截面。图14是实施方式2所涉及的图像传感器的主扫描方向剖视图。所谓主扫描方向截面是指与副扫描方向正交的面。即，所谓主扫描方向截面是指XZ面截面。
图像传感器200包括第一壳体1、第一透明板2、透镜体(光学成像系统)4、传感器(受光部)6、传感器基板7、基板保持板9、信号处理基板10、托座41、密封板41、具有散热面(散热翅片)15e的第二壳体15、第二透明板16以及光源20。
第一壳体1是使用金属、树脂等成形性良好的材料并通过按压、射出成型或切削加工等而制成的框体。在第一壳体1的+Z侧的面上，形成有开口1f。在开口1f的边缘部分上，形成有支承第一透明板2的阶差部分1g。阶差部分1g的阶差至少沿X方向形成为阶梯状。开口1f成为光所通过的光路。因此，形成开口1f，使其沿X方向的长度大于读取宽度，沿Y方向的长度大于透镜体4沿Y方向的长度。另外，第一壳体1上形成有沿X方向延伸的孔。孔的沿Y方向及Z方向的长度比透镜体4及透镜支承板5各自的沿Y方向及Z方向的长度要大。
第一壳体1的YZ面截面形成为凸型形状。第一壳体1具有平面部1h和突出部1i。突出部1i上形成有收纳透镜体4的透镜体收纳部1e。突出部1i的前端支承第一透明板2。
第一壳体1的－Z侧的表面上形成有保持槽，以对传感器驱动基板8和基板保持板9进行保持。保持槽沿X方向形成为直线状。保持槽形成于偏向Y方向的位置。另外，第一壳体1的－Z侧的表面上形成有在Z方向上较深的槽。该槽沿Y方向及Z方向的长度形成得比安装元器件要大，使得第一壳体1与传感器基板7上的安装元器件不会发生干涉。
第一壳体1的+X侧及－X侧的表面上形成有托座安装孔1a。第一壳体1的+Y侧及－Y侧的表面上形成有盖部安装孔1b。光源安装基准面1d上形成有光源安装孔1c。
在第一壳体1的光源安装基准面1d与载放有第一透明板2的面之间，形成有相对XZ平面倾斜的面1j。因此，形成突出部1i，使其YZ面截面朝向+Z侧变细。
第一透明板2例如由玻璃、树脂成形而成。第一透明板2具有作为覆盖开口1f的盖部的功能。第一透明板2由透明材料构成，以对由读取对象所反射的光的衰减进行抑制。读取对象配置于相对第一透明板2朝+Z侧偏离的位置。光透过第一透明板2射入透镜体4。
另外，第一透明板2也可以由防UV玻璃或防IR玻璃构成。由此，能使第一透明板2具有阻隔紫外线或红外线的光学波长选择功能。
密封层3由两面为粘接面的片状材料构成。形成密封层3，使其长度比阶差部分1g沿X方向及Y方向的长度要小。密封层3的中央部上形成有开口部，使得不对透过第一透明板2的光进行阻隔。
透镜体4是使光聚焦成像的光学构件(例如棒形透镜阵列、微透镜阵列等透镜阵列)或由光学构件复合而成的构件(例如由反射镜组和透镜组合而成的光学成像系统)。传感器6是由传感器IC(受光元件)构成的传感器阵列，所述传感器IC接受通过透镜体4的光。
在实施方式2中，将透镜体4设为棒形透镜阵列来进行说明。棒形透镜阵列通过沿X方向排列多个连结等倍正像(erect unmagnified image)的棒形透镜并利用框体等来形成。在实施方式2中，为了进行简化，作为透镜体4，仅沿X方向图示出了细长的箱形外形。
透镜支承板5是沿X方向延伸的板材，对透镜体4进行加强。
传感器基板7是安装有传感器6而使得传感器6沿X方向与读取宽度的长度相对应的板材。传感器基板7沿X方向延伸。传感器6是光电转换元件。传感器6利用引线接合等与传感器驱动基板8进行电连接。传感器6接受被透镜体4聚焦的光并进行光电转换。传感器6与传感器驱动基板8进行电连接，从而受到传感器驱动基板8的驱动。传感器6将转换成电信号的光输出至传感器驱动基板8。
传感器驱动基板8是沿X方向延伸的电路基板。传感器驱动基板8具有能与信号处理基板10相连接的连接器8a。传感器驱动基板8具有用于固定于第一壳体1的嵌合孔8b。传感器驱动基板8具有用于驱动传感器6的电路和用于与该电路相连接的焊盘等。
基板保持板9是沿X方向和Y方向延伸的板材。从+Z方向来看，基板保持板9具有壳体安装面9a、传感器基板安装基准面9b、强化结构9d、嵌合孔9e以及嵌合孔9f。壳体安装面9a形成于Y方向端部。壳体安装面9a向+Z侧突出。传感器基板安装基准面9b是形成于壳体安装面9a与主体面9g之间的面。强化结构9d在基板保持板9的－Z侧突出。强化结构9d沿X方向延伸。传感器6配置于强化结构9d的+Z侧。壳体安装面9a沿X方向延伸。壳体安装面9a与主体面9g平行。传感器基板安装基准面9b相对主体面9g垂直。嵌合孔9e是用于将基板保持板9固定于第一壳体1的孔。嵌合孔9e设于壳体安装面9a上。嵌合孔9f是用于将基板保持板9和传感器驱动基板8固定于第一壳体1的孔。嵌合孔9f设于主体面9g上。
另外，强化结构9d沿X方向延伸。因此，利用螺钉14将基板保持板9固定于第一壳体1时，能对基板保持板9所产生的扭曲、变形进行抑制。另外，能对基板保持板9所产生的X方向的弯曲进行抑制。由此，传感器6和第一壳体1能确保相对较高的位置精度。
信号处理基板10是电路基板。包括能与传感器驱动基板8相连接的连接器10a、光源驱动用连接器10b、连接器10c以及嵌合孔10d、10e。连接器10a是用于与传感器驱动基板8相连接的连接器。连接器10c未进行图示。连接器10c是用于与外部设备相连接的连接器。信号处理基板10具有用于固定于第一壳体1的嵌合孔10e。另外，传感器驱动基板8具有驱动光源20的电源电路、以及作为信号处理电路的ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)。也可以根据需要将信号处理基板10与传感器驱动基板8一体化。
托座41是具有与YZ平面平行的面、以及与XZ平面平行的面的大致L字形的构件。托座41由金属板等构成的板材所构成。托座41在与YZ平面平行的面上具有壳体嵌合孔41a和密封板嵌合孔41b。若将第二壳体15安装于第一壳体1，则在第二壳体15的+X侧和－X侧形成开口。托座41的与YZ平面平行的面形成为与第二壳体15的+X侧及－X侧所形成的开口相同或其以上的面积。由此，托座41保留形成于第二壳体15的开口15g，能堵住形成于第二壳体15内部的空间的+X侧和－X侧。开口15g形成于第二壳体15的+X侧和－X侧。开口15g形成得比第一壳体1更靠近+Z侧。托座41与密封板42一起对第二壳体15的+X侧和－X侧进行覆盖。托座41以大致L字形为基本结构，根据所需要的强度，也可以设置例如设为箱形等的强化结构。
密封板42是具有与YZ平面平行的面、以及与XY平面平行的面的大致L字形的构件。密封板42由金属、树脂等构成的板材所构成。密封板42具有嵌合孔42a和玻璃按压面42b。嵌合孔42a是用于将密封板42固定于托座41的与YZ平面平行的面的孔，其YZ坐标与密封板嵌合孔41b相一致。玻璃按压面42b是密封板42的－Z侧的与XY平面平行的面。玻璃按压面42b与密封板42上的与YZ平面平行的面连续。另外，玻璃按压面42b的Y方向的长度与第二透明板16的Y方向的长度相等。玻璃按压面42b的Z方向的长度等于第二透明板16与板18沿Z方向的长度差的1/2。
盖部13是向+Z侧开口的箱体。盖部13由板金、成型品等形成。盖部13具有嵌合孔13a。
第二壳体15是使用金属、树脂等成形性良好的材料并通过按压、射出成型或切削加工等而制成的柱状的构件。第二壳体15沿X方向延伸。第二壳体15具有第一壳体安装面15a、第一壳体安装孔15b、光源基板安装面15c、玻璃安装面15d以及散热面15e。
第一壳体安装面15a与光源安装基准面1d平行。第一壳体安装孔15b配置于第一壳体安装面15a上。第一壳体安装孔15b在Y方向上与光源安装孔1c重合。光源基板安装面15c与第一壳体安装面15a连续。光源基板安装面15c相对于第一壳体安装面15a具有角度，沿X方向延伸。若将光源基板安装面15c与第一壳体安装面15a所成的角度设为θ，则90度＜θ＜180度。在光源20的照射方向与光源基板安装面15c垂直的情况下，对读取对象的入射角度为180-θ。玻璃安装面15d与第一透明板2的－Z侧的面平行。玻璃安装面15d形成为足够对第二透明板16和板18进行支撑的面积。玻璃安装面15d不延伸至光源基板安装面15c的+Z侧，使得不会遮挡从光源20到读取对象为止的光路。
散热面15e是位于光源基板安装面15c的Y方向背面侧的面。散热面15e是由翅片形状的突出部所形成的面。散热面15e的翅片向Y方向突出。散热面15e将从光源20所发出的热散热至大气中。此外，关于散热面15e的翅片，能根据光源20的散热量、图像传感器200的外形制约等设计条件来使翅片的片数、长度、宽度、间距等变得最合适。
第二透明板16例如由玻璃、树脂成形而成。第二透明板16具有作为覆盖第二壳体15的+Z侧开口的盖部的功能。第二透明板16由透明材料构成，以对由读取对象所反射的光的衰减进行抑制。读取对象配置于第二透明板16的+Z侧。
密封层17由两面为粘接面的片状材料构成。形成密封层17，使其长度比板18沿X方向及Y方向的长度要小。密封层17的中央部上形成有开口部，使得不对透过第二透明板16的光进行阻隔。
板18通过将树脂进行成形而构成。板18是片状或板状的构件。形成板18，使其长度比玻璃安装面15d沿X方向及Y方向的长度要小。板18的中央部上形成有开口部，使得不对透过第二透明板16的光进行阻隔。板18的开口部在XY平面上形状与密封层17的开口部相同。
形成光源基板19，使其长度比光源基板安装面15c沿X方向及Y方向的长度要小。光源基板19是沿X方向延伸的板材。光源基板19由玻璃纤维基板或铝、铜等的金属基板构成。光源基板19具有提供用于驱动光源20的电源的连接器19a。根据需要，光源基板19也可以采用将分割后的基板沿X方向排列的结构。
光源20是LED等点光源。根据需要，光源20也可以采用将多色光源、例如产生红、蓝、绿、紫外线、红外线的多色光源进行组合的结构。另外，在光源基板19上，不仅是X方向，还可以沿Y方向搭载多个光源20。
线束21是用于驱动光源20的电缆。线束21形成为足够连接光源基板19与信号处理基板10的长度。
密封层22由两面为粘接面的片状材料构成。密封层22的粘接面与光源基板19的粘接面形状相同。优选为密封层22由热传导性良好的材料构成。
接着，对实施方式2所涉及的图像传感器200的制造方法进行说明。
第一透明板2利用长密封层3固定于开口1f。
透镜支承板5及透镜体4利用粘接剂、双面胶带等来进行粘接。此外，无需使透镜支承板5和透镜体4都为单数，也可以是由多个构件连在一起而得的结构。将支承透镜体4的透镜支承板5插入并保持于第一壳体1。由此来配置透镜体4的焦点，使得与传送读取对象的面相吻合。
传感器基板7及传感器驱动基板8安装于基板保持板9。由此，基板保持板9将传感器基板7和传感器驱动基板8保持于+Z侧。传感器基板7利用粘接剂、胶带等粘接于基板保持板9。在将传感器基板7粘接于基板保持板9时，传感器基板7的+Y侧的面与传感器基板安装基准面9b相抵接，从而能确保传感器基板7和基板保持板9在Y方向和Z方向上具有相对较高的位置精度。传感器6安装于传感器基板7上。传感器驱动基板8与基板保持板9的主体面9g相抵接，从而与传感器基板7平行配置。而且，在将传感器驱动基板8配置成使得嵌合孔9f与嵌合孔8b沿Z方向重合后，利用粘接剂、胶带等来进行粘接。
传感器驱动基板8利用插入嵌合孔8b和嵌合孔9f的隔套螺钉31来保持于第一壳体1。因此，即使在将连接器8a与光源驱动用连接器10b相连接或从光源驱动用连接器10b上拆下连接器8a的情况下，传感器驱动基板8与第一壳体1的组装状态也不会发生变化。因此，传感器驱动基板8与第一壳体1之间的安装状态稳定。基板保持板9利用插入嵌合孔9e和嵌合孔9f的隔套螺钉31来固定于第一壳体1。
嵌合孔9e形成于传感器6的+Y侧。嵌合孔9f形成于传感器6的－Y侧。传感器6在Y方向上配置于嵌合孔9e与嵌合孔9f的中间。基板保持板9承受插入嵌合孔9e的隔套螺钉31的压力。基板保持板9承受插入嵌合孔9f的隔套螺钉31的压力。由此，基板保持板9朝向+Z侧进行保持。因此，传感器6被基板保持板9朝向+Z侧进行保持。即使传感器基板7和基板保持板9被隔套螺钉31固定于第一壳体1，传感器6也不容易受到紧固隔套螺钉31时的压力的影响。因此，传感器6不会因紧固时的压力而改变特性。由此，来稳定地保持传感器6。此外，将传感器基板7和基板保持板9固定于第一壳体1的方法并不局限于隔套螺钉31，也可以利用铆钉来进行嵌合或进行粘接等。
将连接器10a嵌合于连接器8a，从而将信号处理基板10与传感器驱动基板8进行电连接。嵌合孔10d与嵌合孔9e沿Z方向重合。将螺钉14插入嵌合孔9e中所插入的隔套螺钉31的螺钉孔和嵌合孔10d，从而对基板保持板9和信号处理基板10进行紧固。此外，嵌合孔10e与嵌合孔9f沿Z方向重合。将螺钉14插入嵌合孔9f中所插入的隔套螺钉31的螺钉孔和嵌合孔10e，从而将基板保持板9与信号处理基板10牢固地紧固在一起。由此，信号处理基板10间接固定于第一壳体1。此外，不言而喻，在将信号处理基板10与传感器驱动基板8一体化的情况下，将传感器驱动基板8固定于第一壳体1，从而能将信号处理基板10固定于第一壳体1。
将螺钉14插入壳体嵌合孔41a和第一壳体1的托座安装孔1a，从而将托座41固定于第一壳体1。
利用焊接将光源20和连接器19a安装于光源基板19，从而进行组装。由此，光源基板19成为线状光源。此外，也可以使用例如灯或EL光源等面光源来代替光源基板19和光源20。
利用密封层22将光源基板19固定于光源基板安装面15c。
将螺钉14插入第一壳体安装孔15b，从而将第二壳体15固定于第一壳体1。与+Y侧的第二壳体15相同，－Y侧的第二壳体15也固定于第一壳体1。
将第二壳体15固定于第一壳体1，从而第二壳体15的－Z侧的面与平面部1h的+Z侧的面相抵接。第一壳体安装面15a与光源安装基准面1d相抵接。由此，第二壳体15和第一壳体1在Z方向上以相对较高的位置精度进行固定。
将第二壳体15安装于第一壳体1，从而在平面部1h与散热面15e之间形成凹部15f。凹部15f向Y方向凹陷。更详细而言，凹部15f被第一壳体1的平面部的+Z侧面、散热面15e的翅片的－Z侧的面、以及与位于第一壳体1的平面部与散热面15e之间的第二壳体的XZ平面平行的面所包围而形成。凹部15f形成于第二壳体15的光源基板安装面15c附近与平面部1h之间。
将线束21的一端所具有的端子插入连接器19a。将线束21的另一端所具有的端子插入光源驱动用连接器10b。将线束21从平面部1h引出至第一壳体1的外部，经由凹部15f，与固定于第二壳体15的光源基板19相连接。更详细而言，线束21从光源驱动用连接器10b依次通过形成于平面部1h的+X侧的凹部、凹部15f、形成于第二壳体15的+X侧的凹部，向连接器19a延伸。因此，即使线束21的粗细、根数发生变化，只要线束21能够通过各个凹部，图像传感器200的X方向、Y方向、Z方向的长度就不会发生变化。
将螺钉14插入嵌合孔13a和盖部安装孔1b，从而将盖部13固定于第一壳体1。
第二透明板16通过密封层17与板18进行粘接。第二透明板16从开口15g沿玻璃安装面15d向第二壳体15的内部沿X方向进行插入。板18的Y方向的长度比第二透明板16的Y方向的长度要大，比形成于玻璃安装面15d的开口的Y方向的长度要小。因此，在将第二透明板16插入开口15g时，板18具有作为用于供第二透明板16滑动的轨道的功能。板18堵在第二壳体15与第二透明板16之间，因此，能防止异物混入。
密封板42安装于托座41。玻璃按压面42b位于板18的+Z侧，而并不位于第二透明板16的+Z侧。由此，密封板42不直接对第二透明板16进行按压。即，密封板42间接将第二透明板16沿X方向和Z方向进行固定。密封板42位于板18的+Z侧，从而堵住第二壳体15与第二透明板16之间所形成的间隙，因此，能防止异物混入。此外，将密封板42安装于托座41的方法并不局限于使用螺钉14的固定方法，也可以使用以铆钉来进行嵌合或粘接等。
接着，对实施方式2中的图像信息的信息流进行说明。
图15是表示实施方式2所涉及的图像传感器的光路例的图。利用信号处理基板10经由线束21对光源20进行驱动。来自光源20的光透过第二透明板16照射至读取对象30。被读取对象30所反射的光透过第二透明板16及第一透明板2经由透镜体4在传感器6上成像。由此，读取对象30的图像信息作为光而在传感器6上成像。光电转换后的光从传感器6经由传感器驱动基板8到达信号处理基板10，经由连接器10c输出至图像传感器200的外部设备。由此，读取对象30的图像信息作为电信号输出至图像传感器200的外部设备。
接着，对实施方式2中的光源20所产生的热的热流进行说明。
由光源20所产生的热通过光源基板19上安装有光源20的面传导至光源基板19。光源基板19的热传导至紧贴安装有光源20的面的背面的密封层22。密封层22的热通过光源基板安装面15c传导至第二壳体15。第二壳体15的热在来自光源基板安装面15c的热扩散至第二壳体15内后，从包含散热面15e的第二壳体15的表面向大气中进行散热。
以凹部15f为线束路径来对线束21进行布线。凹部15f向第二壳体15的内侧凹陷。因此，线束21布线得比第二壳体15的外形要靠近内侧。由此，图像传感器200具有简单的结构，因此，在进行将构件安装于图像传感器200的操作等的情况下，能使因勾住线束21等操作失误而导致产品损坏的情况防止于未然。
接着，对实施方式2的图像传感器200的防尘效果进行说明。开口1f被第一透明板2所密封。第一壳体1的－Z侧的开口被传感器驱动基板8和基板保持板9所密封。第一壳体1的X方向的孔被托座41及密封板42所密封。即，采用将形成于第一壳体1的开口完全密封的结构，因此，能对第一壳体1的内部的透镜体4和传感器6确保较高的防尘效果。
另一方面，在玻璃安装面15d上载放有板18和第二透明板16。板18的X方向及Y方向的长度与玻璃安装面15d的X方向及Y方向的长度大致相等。此外，板18的+Z侧的面的一部分在Z方向上与第二透明板16的－Z侧的面重合。另外，第一壳体安装面15a与光源安装基准面1d相抵接。第二壳体15的－Z侧的面与平面部1h的+Z侧的面相抵接。另外，第二壳体15的+X侧及－X侧被托座41及密封板42所覆盖。此外，密封板42覆盖板18的+X侧和－X侧，因此，能对光源20和第一壳体1的内部的透镜体4及传感器6确保较高的防尘效果。即，将形成于第二壳体15的开口完全密封，因此，能对光源20和第一壳体1的内部的透镜体4及传感器6确保较高的防尘效果。光源基板安装面15c上通过密封层22而固定有光源基板19。因此，光源20保持于第二壳体15。将螺钉14插入光源安装孔1c，从而将第二壳体15紧固于第一壳体1。通过装拆螺钉14，能容易地将第二壳体15安装于第一壳体1或从第一壳体1上拆下。由此，能通过装拆螺钉14来更换光源基板19和光源20，而使第一壳体1保持密封。
另外，如图11所示，托座41不对玻璃安装面15d的+Z侧进行覆盖。更详细而言，托座41不对朝第二壳体15的X方向开口的形成于+Z侧或－Z侧的开口部进行覆盖。因此，能以安装有托座41的状态将第二透明板16及板18沿X方向引出。第二透明板16会因破损或磨损而造成表面状态发生劣化，从而有可能无法从图像传感器200获得所希望的光学特性及防尘性。即使在这种情况下，也能在确保第一壳体1的内部的透镜体4的防尘效果的同时，容易地对第二透明板16及板18进行更换。
另外，以往，已知有如下图像传感器：将对电路板与有机EL单元的印刷布线板进行电连接的电缆从电缆通路通过贯通孔而引出至外壳的外部(例如，参照日本专利特开2008-140632号公报)。然而，这样的图像传感器将电缆引出至外壳的外部，因此，存在因电缆的粗细、根数等而导致图像传感器的外形发生变化的问题。
图像传感器200将线束21经由形成于第二壳体15的光源基板19的固定部与平面部1h之间的第二壳体15的非突出部(凹部15f)连接至光源基板19，因此，即使使线束21经由壳体的外部来进行走线，外形尺寸也不会发生变化。
本发明在不脱离其广义精神和范围的情况下可以采用各种实施方式及变形。此外，上述实施方式用于说明本发明，但并不是对本发明范围的限定。即，本发明的范围由权利要求的范围来表示，而并非由实施方式来表示。并且，在专利权利要求的范围内及与其同等发明意义的范围内所实施的各种变形也视为包含在本发明的范围内。
本申请要求基于2013年3月19日提出申请的包含说明书、专利权利要求书、附图以及摘要的日本专利申请2013-056762号的优先权。日本专利申请2013-056762号的公开内容通过引用作为整体包含于本申请中。
标号说明
1 第一壳体
1a 托座安装孔
1b 盖部安装孔
1c 光源安装孔
1d 光源安装基准面
1e 透镜体收纳部
1f 开口
1g 阶差部分
1h 平面部
1i 突出部
1j 面
2 第一透明板
3 密封层
4 透镜体(光学成像系统)
5 透镜支承板
6 传感器(受光部)
7 传感器基板
8 传感器驱动基板
8a 连接器
8b 嵌合孔
9 基板保持板
9a 壳体安装面
9b 传感器基板安装基准面
9d 强化结构
9e 嵌合孔
9f 嵌合孔
9g 主体面
10 信号处理基板
10a 连接器
10b 光源驱动用连接器
10d 嵌合孔
10e 嵌合孔
11 托座
11a 壳体嵌合孔
11b 密封板嵌合孔
12 密封板
12a 嵌合孔
12b 玻璃按压面
13 盖部
13a 嵌合孔
14 螺钉
15 第二壳体
15a 第一壳体安装面
15b 第一壳体安装孔
15c 光源基板安装面
15d 玻璃安装面
15e 散热面
15f 凹部
15g 开口
16 第二透明板
17 密封层
18 板
19 光源基板
19a 连接器
20 光源
21 线束
22 密封层
30 读取对象
31 隔套螺钉(spacer screw)
41 托座
41a 壳体嵌合孔
41b 密封板嵌合孔
42 密封板
42a 嵌合孔
42b 玻璃按压面
100 图像传感器
200 图像传感器

Claims (3)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：
光学成像系统，该光学成像系统将由被照射体所反射的光进行聚焦；
受光部，该受光部接受由所述光学成像系统进行聚焦后的光；
第一壳体，该第一壳体对所述光学成像系统及所述受光部进行收纳或保持；以及
第二壳体，该第二壳体沿主扫描方向延伸，并安装有向所述被照射体照射光的光源，
所述第二壳体上形成有：
壳体安装面，该壳体安装面上安装有所述第一壳体；以及
光源安装面，该光源安装面上安装有所述光源，并且，由所述光源安装面与所述壳体安装面所构成的角度是大于90度小于180度的钝角,
所述第一壳体上形成有：
光源安装基准面，该光源安装基准面与所述壳体安装面相抵接；以及
倾斜部，该倾斜部在所述光源安装基准面与所述被照射体所反射的光所射入的面之间，沿所述主扫描方向延伸，并且，所述倾斜部的沿副扫描方向的长度随着往被照射体的方向逐渐减小。
2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
与所述光源安装面连续地形成有所述壳体安装面。
3.如权利要求1或2所述的图像传感器，其特征在于，
所述第二壳体上形成有从所述光源安装面的背面侧的面沿所述副扫描方向突出的翅片状的突出部。
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