DE112020004285T5

DE112020004285T5 - Bildlesevorrichtung

Info

Publication number: DE112020004285T5
Application number: DE112020004285.5T
Authority: DE
Inventors: Mizuki Ogawa; Daisuke Fukui; Toru Shiraki; Eiji Niikura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2022-06-23
Also published as: JP2022048399A; US20220303424A1; JP7278438B2; JP7109682B2; WO2021049177A1; CN114342345A; JPWO2021049177A1

Abstract

Eine Bildlesevorrichtung 1 beinhaltet eine Platine 24, die eine Vielzahl von Bildgebungselementen 23 beinhaltet, die entlang einer Scanrichtung angeordnet sind, und ein Gehäuse 13, das (i) eine Vielzahl von optischen Komponenten, die entlang der Scanrichtung angeordnet sind, und (ii) eine Vielzahl von Gehäusekomponenten 13a, 13b, die entlang der Scanrichtung angeordnet sind, beinhaltet. Jede der Vielzahl von optischen Komponenten fokussiert durch ein Leseziel reflektiertes Licht auf ein entsprechendes Bildgebungselement 23 und jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten hält zumindest eine optische Komponente. Die Vielzahl von Gehäusekomponenten 13a, 13b sind angeordnet, eine Freiraum zwischen sich zu haben, und jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten 13a, 13b ist an der Platine 24 an einer Position fixiert, Licht durch die optischen Komponenten zu transmittieren, um auf das entsprechende bildgebende Element 23 zu fokussieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bildlesevorrichtung.
Hintergrund
Eine Bildlesevorrichtung, die umfangreich bei einem Kopierer, einem Bildscanner und einem Faksimile-Gerät verwendet wird, beinhaltet (i) einen Zeilensensor, der mehrere Bildgebungselemente beinhaltet, die entlang einer Scann-Richtung angeordnet sind; und (ii) mehrere optische Komponenten, die entlang der Scanrichtung angeordnet sind. In der Bildlesevorrichtung fokussiert jede der mehreren optischen Komponenten reflektiertes Licht aus einem Leseziel auf ein Bildgebungselement, das an einer Position lokalisiert ist, die der optischen Komponente entspricht, und führt jedes Bildgebungselement eine photoelektrische Umwandlung des fokussierten, reflektierten Lichts durch. Dies erzeugt Bilddaten des Leseziels.
Eine solche Bildlesevorrichtung muss hohe Positionsgenauigkeit aufweisen, insbesondere für die optischen Komponenten, die einen optischen Pfad bilden, und für die Bildgebungselemente, auf welche den optischen Pfad passierendes Licht fokussiert wird. Um die Positionsgenauigkeit zu verbessern, wird ein integriertes Gehäuse für das Halten von mehreren optischen Komponenten hergestellt und werden die mehreren optischen Komponenten und eine Platine, auf welcher mehrere Bildgebungselemente montiert sind, assembliert, während die Positionsgenauigkeit derselben sichergestellt wird. Beispielverfahren des Sicherstellens von Genauigkeit bei Positionsbeziehungen zwischen Komponenten, wie etwa der Platine und den optischen Komponenten beinhalten das Verbessern von Komponenten-Verarbeitungsgenauigkeit, das Verbessern von Assembliergenauigkeit und das Eliminieren oder Reduzieren einer Änderung bei den Relativpositionen zwischen Komponenten aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung zwischen den Komponenten.
Patentliteratur 1 offenbart eine Bildlesevorrichtung, in der eine Komponente, die Assembliergenauigkeit erforderte, die hoch ist, und eine andere Komponente, die Assembliergenauigkeit erforderte, die niedrig ist, getrennt an getrennten Gehäusen angebracht werden. Diese Bildlesevorrichtung, durch Einsatz einer röhrenartigen Form für ein Gehäuse, an welchem die Komponente, die hohe Assembliergenauigkeit erforderte, angebracht wird, ermöglicht leichte Maschinenbearbeitung des Gehäuses, während die Komponenten-Verarbeitungsgenauigkeit und die Assembliergenauigkeit verbessert werden.
Zitateliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2013-219703 .
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einem Fall der Herstellung eines integrierten Gehäuses zum Halten von mehreren optischen Komponenten ist das Herstellen eines Gehäuses, das mehrere optische Komponenten mit einer Positionsbeziehung hält, welche dieselbe ist wie die von mehreren Bildgebungselementen, die auf einer Platine montiert sind, während die Genauigkeit in einer Positionsbeziehung zwischen den gehaltenen optischen Komponenten erfüllt ist, erforderlich. Somit, um die Genauigkeit bei der Positionsbeziehung zwischen den optischen Komponenten und den Bildgebungskomponenten zu erfüllen, muss das Gehäuse mit hoher Genauigkeit bearbeitet werden. Weiter ist die Bildlesevorrichtung so zu assemblieren, dass sie in einem Zustand ist, in welchem keine Fehlausrichtung zwischen allen optischen Komponenten auftritt, die durch das Gehäuse und entsprechende Bildgebungselemente gehalten werden. Somit, um die Genauigkeit bei den Relativpositionen zwischen den optischen Komponenten und den Bildgebungselementen zu erfüllen, ist das Gehäuse mit hoher Genauigkeit zu assemblieren. Die in Patentliteratur 1 offenbarte Bildlesevorrichtung, obwohl sie die Verbesserung bei der Komponentenverarbeitungsgenauigkeit und der Assembliergenauigkeit ermöglicht, kann nicht das Problem lösen, dass eine Fehlausrichtung in Relativpositionen zwischen Komponenten aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung zwischen den Komponenten auftritt.
Die vorstehende Offenbarung wird im Hinblick auf die vorgenannten Umstände gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, Positionsgenauigkeit einer optischen Komponente und eines Bildgebungselements in einer Bildlesevorrichtung sicherzustellen.
Problemlösung
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, beinhaltet eine Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung (i) eine Platine, der eine Vielzahl von Bildgebungselementen beinhaltet, die längs einer Scanrichtung angeordnet sind, und (ii) ein Gehäuse, das eine Vielzahl von optischen Komponenten beinhaltet, die längs der Scanrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Gehäusekomponenten, die längs der Scanrichtung angeordnet sind. Jede der Vielzahl von optischen Komponenten fokussiert Licht, welches durch ein Leseziel reflektiert wird, auf ein entsprechendes Bildgebungselement, das in der Vielzahl von Bildgebungselementen enthalten ist. Jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten hält zumindest eine optische Komponente, die in der Vielzahl von optischen Komponenten beinhaltet ist. Die Vielzahl von Gehäusekomponenten sind so angeordnet, dass sie einen ersten Freiraum dazwischen aufweisen, und jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten ist an der Platine an einer Position fixiert, um Licht durch die optische Komponente zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselement zu fokussieren.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die Vielzahl von Gehäusekomponenten angeordnet sind, den ersten Freiraum dazwischen zu haben, und jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten an der Platine an einer Position zum Senden von Licht durch die optische Komponente fixiert ist, um auf das entsprechende Bildgebungselement zu fokussieren, ändert die Vielzahl von Gehäusekomponenten die Position derselben, um Ausdehnung und Kontraktion der Platine zu verfolgen. Dies ermöglicht Eliminierung oder Reduktion einer Änderung bei Relativpositionen zwischen der Vielzahl optischer Komponenten und der Vielzahl von Bildgebungselementen aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung und kann somit die Positionsgenauigkeit der Vielzahl von optischen Komponenten und der Vielzahl von Bildgebungselementen sicherstellen.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1;
3 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 längs einer Linie III-III von 1;
4A ist eine Aufsicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1, von der eine Abdeckung abgenommen ist;
4B ist eine vergrößerte Ansicht eines IVB-Teils von 4A;
4C illustriert Unterteilungslinien für Gehäusekomponenten in der vergrößerten Ansicht von 4B;
5 ist ein schematisches Diagramm, welches Relativpositionen eines Gehäuses und einer Platine der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 illustriert;
6A ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 längs einer Richtung einer Linie VIA-VIA von 1;
6B ist eine vergrößerte Ansicht eines VIB-Teils von 6A;
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung;
8 ist ein schematisches Diagramm, das Relativpositionen eines Gehäuses und einer Platine der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 illustriert;
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung; und
10 ist ein schematisches Diagramm, das Relativpositionen eines Gehäuses und einer Platine der Bildlesevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 illustriert.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Bildlesevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen werden Komponenten, welche dieselben oder Äquivalente sind, dieselben Bezugszeichen zugewiesen. Im orthogonalen Koordinatensystem XYZ der Zeichnungen entspricht die X-Achse einer Haupt-Scanrichtung, welche eine Längsrichtung eines Zeilensensors ist, entspricht die Y-Achse einer Unter-Scanrichtung, in welcher die Bildlesevorrichtung sich in Bezug auf eine Leseoberfläche bewegt und entspricht die Z-Achse einer vertikalen Richtung, die rechtwinklig zu einer X-Y-Ebene ist. Weiter, wenn mehrere Komponenten identisch sind, wird ein Bezugszeichen nur einer repräsentativen Komponente zugewiesen, die in den mehreren identischen Komponenten in den Zeichnungen enthalten ist.
Ausführungsform 1
1 ist eine Perspektivansicht eine Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Bildlesevorrichtung 1. In 2 sind Schrauben und Bänder, die zum Fixieren, Abschirmen und dergleichen von Komponenten verwendet werden, und elektronische Komponenten oder dergleichen, die auf Platinen 16a, 16b und 24 montiert sind, nicht illustriert.
Die Bildlesevorrichtung 1 beinhaltet Linsen 11, Linsen 12, welche die gleichen von der Anzahl her wie die Linsen 11 sind, ein Gehäuse 13, das die Linsen 11 und die Linsen 12 hält, und eine Abdeckung 14, die eine Oberfläche des Gehäuses 13, in welcher die Linsen 11 exponiert sind, hält. Weiter beinhaltet die Bildlesevorrichtung 1 die Platinen 16a und 16b, auf welchen Lichtquellen 15 montiert sind, Gehäusewände 17a und 17b, welche die Platinen 16a und 16b halten, Lichtführungen 18a und 18b, die Licht der Lichtquellen 15 auf die Leseoberfläche strahlen, und Gehäusewände 19a und 19b, welche die Lichtführungen 18a und 18b halten. Darüber hinaus beinhaltet die Bildlesevorrichtung 1 (20a und 20b) zum Anbringen der Bildlesevorrichtung 1 an einer Peripherie-Vorrichtung, Wärmeableitplatten 21a und 21b, die Wärme der Platinen 16a und 16b an die Klammern 20a und 20b abstrahlen, Kissen 22a und 22b, die angeordnet sind, zu den Lichtquellen 15 hinzuweisen, zum Positionieren der Lichtführungen 18a und 18b, und der Platine 24, auf welcher die Bildgebungselemente 23, welche von der Anzahl her die gleichen sind wie die Linsen 11 und die Linsen 12.
Die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselemente 23 weisen eine Eins-zu-Eins-Entsprechung auf. Die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselemente 23 sind alle längs der X-Achsenrichtung in einer gestaffelten Weise in zwei Zeilen angeordnet. Das bedeutet, dass die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselemente 23 alle zwei Zeilen bilden, die bei konstantem Abstand (pitch) angeordnet sind und relativ zueinander um einen halben Abstand in der X-Achsenrichtung gestaffelt sind. Aufgrund dieser Konfiguration bilden die Bildgebungselemente 23 einen Zeilensensor auf der Platine 24.
Das Gehäuse 13 ist entlang der X-Achsenrichtung unterteilt. Das bedeutet, dass das Gehäuse 13 mehrere längs der X-Achsenrichtung angeordnete Komponenten beinhaltet. Spezifisch beinhaltet das Gehäuse 13 zwei Gehäusekomponenten 13a, die alle an einem entsprechenden von Endbereichen in der X-Achsenrichtung angeordnet sind und mehrere Gehäusekomponenten 13b, die zwischen den Gehäusekomponenten 13a angeordnet sind.
Die Lichtquellen 15 sind auf den Platinen 16a und 16b montiert und weisen zu Endoberflächen der Lichtführungen 18a und 18b hin. Die Lichtquellen 15 emittieren Licht so, dass das Licht in die Lichtführungen 18a und 18b eintritt. Die Lichtführungen 18a und 18b veranlassen das darin eingetretene Licht, innerhalb der Lichtführungen 18a und 18b zu propagieren und emittieren das Licht zu einem Leseziel und auf die Leseoberfläche desselben.
Durch die Leseoberfläche reflektiertes Licht tritt ein in und passiert die Linsen 11 und 12. Die Linsen 11 und 12 fokussieren ein Bild auf die Bildgebungselemente 23. Die Bildgebungselemente 23 führen photoelektrische Umwandlung des reflektierten Lichts des fokussierten Bilds um, wodurch ein Signal erzeugt wird.
Als Nächstes wird ein durch die vorstehenden Komponenten gebildeter optischer Pfad unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Ein Verfahren, durch welches die Bildlesevorrichtung 1 Bilddaten des Leseziels erzeugt, wird auch beschrieben. 3 ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung 1 längs einer Linie III-III von 1.
Bei Emission von Licht durch die Lichtquellen 15 tritt das Licht in die Lichtführungen 18a und 18b ein. Da die Lichtführungen 18a und 18b Oberflächen 30a und 30b aufweisen, auf welchen ein Prisma ausgebildet ist, wird das die Lichtführungen 18a und 18b betretende und innerhalb propagierte Licht durch die Oberflächen 30a und 30b reflektiert. Das reflektierte Licht verlässt die Lichtführungen 18a und 18b und wird auf ein Leseziel 25 gestrahlt, und auf die Leseoberfläche desselben.
Bei Bestrahlung der Leseoberfläche mit dem Licht reflektiert die Leseoberfläche das Licht. Das reflektierte Licht passiert die Linsen 11, Blenden A und die Linsen 12, und wird auf die Bildgebungselemente 23 fokussiert. Jede der Blenden A ist eine optische Komponente, die integral mit der Gehäusekomponente 13b gebildet ist und das das über jede der Linsen 11 eingetretenes Licht veranlasst, selektiv zu passieren und das entsprechende Bildgebungselement 23 zu erreichen. Ein Teil des durch die Leseoberfläche reflektierten Lichts erreicht eine Position jeder Linse 11 und tritt in die Linse 11 ein. Jedes Bildgebungselement 23 führt photoelektrische Umwandlung des Teils des reflektierten Lichts, das fokussiert wird, durch, wodurch ein Signal erzeugt wird. Eine nicht illustrierte Signalverarbeitungsplatine synthetisiert die durch die Bildgebungselemente 23 erzeugten Signale, wodurch die Bilddaten des Leseziels erzeugt werden.
Jede der Komponenten, die den vorgenannten optischen Pfad bilden, ist in das Gehäuse 13 mit hoher Positionsgenauigkeit inkorporiert. Um die Positionsgenauigkeit jeder Komponente sicherzustellen, beinhaltet das Gehäuse 13 die Gehäusekomponenten 13a und 13b. Als Nächstes werden eine Konfiguration der Gehäusekomponenten 13a und 13b, eine Form eines Bereichs zwischen den Gehäusekomponenten 13a und 13b und eine Form eines Bereichs zwischen den Gehäusekomponenten 13b unter Bezugnahme auf die 4A bis 4C beschrieben. 4A ist eine Aufsicht der Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1, von welcher die Abdeckung 14 entfernt ist. 4B ist eine vergrößerte Ansicht eines IVB-Teils von 4A. 4C illustriert Unterteilungslinien für die Gehäusekomponenten 13a und 13b in der vergrößerten Ansicht von 4B.
Jede der Gehäusekomponenten 13a hält vier der Linsen 11. Weiter, obwohl nicht illustriert, hält jede der Gehäusekomponenten 13a vier der Linsen 12, die den Linsen 11 entsprechen. Im Gegensatz dazu hält jede der Gehäusekomponenten 13b zwei der Linsen 11. Weiter, obwohl nicht illustriert, hält jede der Gehäusekomponente 13b, zwei der Linsen 12, die den Linsen 11 entsprechen. Die Anzahl der Linsen 11 und 13, die durch die Gehäusekomponenten 13a und 13b gehalten werden, sind nicht auf die vorgenannten Anzahlen beschränkt und können gemäß benötigter Positionsgenauigkeit bestimmt werden.
Die Gehäusekomponenten 13a und 13b sind entlang der X-Achsenrichtung angeordnet und angeordnet, einen Freiraum L dazwischen aufzuweisen, um das Auftreten einer Fehlausrichtung in relativen Positionen aufgrund einer Änderung bei der Reparatur zu verhindern.
Der Freiraum L in einer Kurbelform in Bezug auf die Unter-Scanrichtung gebogen. Spezifisch wird der Freiraum L so gebildet, dass er in einer Kurbelform ist, bei Sicht in einer Richtung rechtwinklig zur Haupt-Scanrichtung und der Unter-Scanrichtung, das heißt bei Sicht in der Z-Achsenrichtung. Ähnlich wird der in einer Kurbelform in Bezug auf die Unter-Scanrichtung gebogene Freiraum L zwischen den Gehäusekomponenten 13b vorgesehen. Die in 4C illustrierte unterbrochene Linie BL geben Linien die Unterteilungslinien an, die Bereiche angeben, bei welchen das Gehäuse 13 in die Gehäusekomponenten 13a und die Gehäusekomponenten 13b unterteilt ist.
Wie in 4C illustriert, ist der Freiraum L entlang jeder der Unterteilungslinien vorgesehen, zwischen den Gehäusekomponenten 13a und 13b und zwischen den Gehäusekomponenten 13b. Der Freiraum L, der wie oben vorgesehen ist, erstreckt sich von einer Leseoberflächenseite des Gehäuses 13 in einer Richtung rechtwinklig zur Haupt-Scanrichtung und der Unter-Scanrichtung, das heißt in der Z-Achsenrichtung, und erreicht die entgegengesetzt zur Leseoberflächenseite lokalisierte Platine 24.
Als Nächstes werden Relativpositionen des Gehäuses 13 und der Platine 24 unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist ein schematisches Diagramm, welches die Relativpositionen des Gehäuses 13 und der Platine 24 illustriert. Im in 5 illustrierten Beispiel hält jede von der Gehäusekomponente 13a und der Gehäusekomponente 13b zwei der Linsen 11 und zwei der Linsen 12.
Die Gehäusekomponenten 13a und 13b sind längs der X-Achsenrichtung angeordnet und sind angeordnet, den Freiraum L dazwischen zu haben. Das heißt, da der Freiraum L an (i) einem Bereich zwischen der Gehäusekomponente 13a und der Gehäusekomponente 13b und (ii) einem Bereich zwischen einer Gehäusekomponente 13b und einer anderen Gehäusekomponente 13b vorgesehen ist, die Gehäusekomponenten 13a und 13b nicht durchgängig an diesen Bereichen in der X-Achsenrichtung sind.
Umgekehrt ist die Platine 24 nicht in Platinenkomponenten geteilt, und ist in der X-Achsenrichtung kontinuierlich. Die Gehäusekomponenten 13a und 13b sind an der Platine 24 durch Anordnen an Positionen, die auf Positionen der Bildgebungselemente 23 basieren, und Bondieren an die Platine 24 fixiert. Spezifisch werden die Gehäusekomponenten 13a und 13b an der Platine 24 in einem Zustand fixiert, in welchem Brennpunktpositionen des die Linsen 11 und 12 passiert habenden Lichts mit den Positionen der Bildgebungselemente 23 ausgerichtet werden. In der vorgenannten Weise bilden die Gehäusekomponenten 13a und 13b das Gehäuse 13.
Wie oben beschrieben, ist das Gehäuse 13, das nicht durchgängig ist, an der X-Achsenrichtung an der Platine 24, die in dieser Richtung kontinuierlich ist, fixiert. Falls sowohl das Gehäuse 13 als auch die Platine 24 in der X-Achsenrichtung kontinuierlich sind, tritt eine Fehlausrichtung zwischen dem Gehäuse 13 und der Platine 24 aufgrund einer Änderung bei der Temperatur auf, da das Material des Gehäuses 13 und das Material der Platine 24 sich hinsichtlich des linearen Ausdehnungskoeffizienten unterscheiden.
Das Gehäuse 13 ist jedoch in der X-Achsenrichtung nicht durchgehend. Spezifisch ist der Freiraum L vorgesehen (i) zwischen der Gehäusekomponente 13a und der Gehäusekomponente 13b, und (ii) zwischen Gehäusekomponenten 13b. Als Ergebnis ändern sich Positionen der Gehäusekomponenten 13a und 13b, um Ausdehnung und Kontraktion der Platine 24 zu verfolgen. Diese Konfiguration gestattet der Bildlesevorrichtung 1, Fehlausrichtung in relativen Positionen in der X-Achsenrichtung zwischen den Bildgebungselementen 23 und den Linsen 11 und 12 aufgrund einer Differenz zwischen einer linearen Ausdehnung der Platine 24 und einer linearen Ausdehnung des Gehäuses 13 zu eliminieren oder zu reduzieren.
Weiterhin ermöglicht das Eliminieren oder Reduzieren der Fehlausrichtung bei Relativpositionen der Gehäusekomponenten 13a und 13b aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung relativ zur Platine 24 das Herstellen, welches nur die Positionsgenauigkeit der gehaltenen Linsen 11 und 12 erfüllt. In diesem Fall ermöglichen die Gehäusekomponenten 13a und 13b eine entspanntere Komponentenverarbeitungs-Genauigkeit, die benötigt wird für die Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung eines integrierten Gehäuses.
Darüber hinaus beeinträchtigt die Assembliergenauigkeit einer in den Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platine 24 beinhalteten Platine die Assembliergenauigkeit einer anderen, in den Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platine 24 beinhalteten Komponente nicht. Somit ermöglichen die Gehäusekomponenten 13a und 13b eine entspanntere Assembliergenauigkeit, die benötigt wird für die Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung eines integrierten Gehäuses.
In der Bildlesevorrichtung 1 weist auch die Abdeckung 14, welche die Oberfläche des Gehäuses 13 abdeckt, an welchem die Linsen 11 exponiert sind, eine Struktur zum Sicherstellen der Positionsgenauigkeit der Komponenten auf. Die Abdeckung 14 ist unten unter Bezugnahme auf 6A und 6B beschrieben. 6A ist eine Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung 1 längs einer Richtung einer Linie VIA-VIA von 1. 6B ist eine vergrößerte Ansicht eines VIB-Teils von 6A.
Die Abdeckung 14 weist insgesamt vier Löcher 26 auf, zwei in der illustrierten Seitenoberfläche und zwei in einer entgegengesetzten, nicht illustrierten Seitenoberfläche. Klauen 27, die auf Seitenoberflächen der Gehäusekomponenten 13a angeordnet sind, werden in diese Löcher 25 eingepasst, was zum Anbringen der Abdeckung 14 am Gehäuse 13 führt.
Ein Freiraum M ist zwischen jedem Loch 26 der Abdeckung 14 und einer entsprechenden Klaue 27 der Gehäusekomponente 13a in der X-Achsenrichtung vorgesehen. Eine Aufgabe des Anordnens der Abdeckung 14 in der Bildlesevorrichtung 1 ist es, die Linsen 11 zu schützen und eine Abschirmung zwischen den Linsen 11 und den Lichtführungen 18a und 18b bereitzustellen. Somit braucht die Abdeckung 14 niedrigere Positionsgenauigkeit als andere Komponenten und erfüllt benötigte Positionsgenauigkeit selbst dann, wenn der Freiraum M bereitgestellt ist. Dies liegt daran, dass der Freiraum M zwischen dem Loch 26 der Abdeckung 14 und einer entsprechenden Klaue 27 der Gehäusekomponente 13a angeordnet ist. Diese Konfiguration gestattet der Abdeckung 14, ein Verhindern der Gehäusekomponente 13a, Positionen derselben zu ändern, zu vermeiden, um Ausdehnung und Kontraktion der Platine 24 zu verfolgen.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Bildlesevorrichtung 1 beschrieben. Zuerst werden Komponenten, die durch die unten beschriebenen Verfahren hergestellt werden, vorbereitet.
Die Linsen 11 und 12 und die Lichtführungen 18a und 18b werden durch Spritzguss von beispielsweise transparentem Polycarbonat hergestellt, das ein thermoplastisches Polymer ist. Die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Gehäusewände 19a und 19b werden durch Spritzguss von beispielsweise schwarzem Polycarbonat, das ein thermoplastisches Polymer ist, hergestellt. Die Farbe des thermoplastischen Polymers, welches das Material der Gehäusewände 19a und 19b ist, ist nicht auf Schwarz beschränkt und kann jegliche Farbe sein, die Licht an der Peripherie der Komponenten absorbiert. Die Gehäusewände 17a und 17b werden durch Spritzguss von beispielsweise weißem Polycarbonat, das ein thermoplastisches Polymer ist, hergestellt. Die Farbe des thermoplastischen Polymers, welches das Material der Gehäusewände 17a und 17b ist, ist nicht auf Weiß beschränkt und kann jegliche Farbe sein, die Licht an der Peripherie der Komponenten reflektiert.
Die Abdeckung 14 und die Klammern 20a und 20b werden beispielsweise durch Pressbearbeitung eines Aluminiumblechmetalls hergestellt. Die Wärmeabstrahlbleche 21a und 21b werden durch Ausschneiden eines Wärmeleitblechs aus Acrylpolymer in Teilen einer vorbestimmten Größe hergestellt. Die Kissen 22a und 22b werden durch Ausschneiden eines Schaumgummi-Bauteils in Stücke einer vorbestimmten Größe hergestellt. Die Platinen 16a und 16b werden unter Verwendung beispielsweise einer laminierten Platte hergestellt, die durch Laminieren von Kupferfolie auf eine Glas-Epoxyplatine erhalten wird. Elektronikkomponenten, einschließlich der Lichtquellen 15, werden auf der laminierten Platte, welche die Platinen 16a und 16b bilden, durch Löten, Adhäsiv oder dergleichen fixiert. Die Platine 24 wird beispielsweise unter Verwendung einer laminierten Platte hergestellt, die durch Laminieren von Kupferfolie auf eine Glas-Epoxyplatine erhalten wird. Elektronikkomponenten einschließlich der Bildgebungselementen 23 werden auf die laminierte Platte, die die Platine 24 bildet, durch Löten, Adhäsiv oder dergleichen fixiert.
Dann werden diese Komponenten assembliert, um die Bildlesevorrichtung 1 vorzubereiten. Das Assemblieren der Bildlesevorrichtung 1 startet mit Positionieren und Bondieren jeder der Linsen 11 und 12 an einer entsprechenden der Gehäusekomponenten 13a und 13b. Jede der Gehäusekomponenten 13a und 13b und der Linsen 11 und 12 kann einen passenden Bereich haben, der zu einem anderen Passbereich einer entsprechenden Gehäusekomponente oder Linse miteinander passt, und Positionieren der Linsen 11 und 12 relativ zu den Gehäusekomponenten 13a und 13b kann durch Einpassen dieser Passungsbereiche durchgeführt werden. In einem Fall, in welchem eine Positionierungsvorrichtung verwendet wird, die Komponenten von Formen von den Komponenten durch Bildverarbeitung anordnet, kann die Positionierungsvorrichtung die Positionierung relativ zu den Gehäusekomponenten 13a und 13b durch Erkennen von Formen der Linsen 11 und 12 durchführen. In einem Fall der Durchführung der Positionierung durch Bildverarbeitung wird eine Positionierung der Linsen 11 und 12 unter Bezugnahme auf die Blenden A der Gehäusekomponenten 13a und 13b bevorzugt. Dies ermöglicht hochgenaue Positionierung der Linsen 11 und 13.
Dann werden Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platine 24 positioniert und werden die positionierten Gehäusekomponenten 13a und 13b an der Platine 24 bondiert. Jede der Gehäusekomponenten 13a und 13b und der Platine 24 kann einen Passungsbereich aufweisen und das Positionieren der Gehäusekomponenten 13a und 13b relativ zur Platine 24 kann durch Einpassen dieser Passungsbereiche durchgeführt werden. Die oben beschriebene Positionierungsvorrichtung kann die Positionierung der Gehäusekomponenten 13a und 13b relativ zur Platine 24 durchführen. In diesem Fall wird das Durchführen von Positionierung der Gehäusekomponenten 13a und 13b als ein Ergebnis der Positionierung der Linsen 11 oder der Linsen 12, die auf den Gehäusekomponenten 13a und 13b montiert sind, unter Bezugnahme auf die Bildgebungselemente 23 der Platine 24 bevorzugt. Dies ermöglicht hochgenaue Positionierung. Beispielsweise kann die die Positionierung basierend auf Positionen der auf den Gehäusekomponenten 13a und 13b montierten Linsen 11 und den Positionen der Bildgebungselemente 23, die durch Aufnehmen eines Bilds der Gehäusekomponenten 13a und 13b durch eine Kamera und durch Ausführen von Bildverarbeitung des aufgenommenen Bildes erkannt werden, durchgeführt werden. Die Gehäusekomponenten 13a und 13b sind in der oben beschriebenen Weise positioniert, und wie in 4 illustriert, werden an der Platine 24 mit den vorgesehenen Freiräumen L bondiert.
Dann wird Abdeckung 14 am Gehäuse 13, das an der Platine 24 bondiert ist, angebracht. Zu diesem Zeitpunkt werden die auf den Seitenoberflächen der Gehäusekomponenten 13a angeordneten Klauen 27 in die Löcher 26 in der Abdeckung 14 eingepasst. Dann werden die Platinen 16a und 16b, die Gehäusewände 17a und 17b, die Lichtführungen 18a und 18b und die Gehäusewände 19a und 19b assembliert und werden die assemblierten Komponenten an der Platine 24 angebracht. Dann werden die Klammern 20a und 20b, die Wärmeableitbleche 21a und 21b und die Kissen 22a und 22b angebracht. Durch die vorgenannten Prozesse wird die Herstellung der Bildlesevorrichtung 1 abgeschlossen.
In der Bildlesevorrichtung 1, wie oben beschrieben, werden die Gehäusekomponenten 13a und 13b aus thermoplastischen Polymeren hergestellt, während die Platine 24 aus einer Glas-Epoxyplatine und Kupferfolie hergestellt ist. Somit haben das Gehäuse 13 und die Platine 24 unterschiedliche lineare Ausdehnungskoeffizienten. Dies kann aufgrund einer Änderung bei Umgebungstemperatur zu Ausdehnung und Kontraktion der Platine 24 und Auftreten von Fehlausrichtung bei einer Positionsbeziehung in Bezug auf die Gehäusekomponenten 13a und 13b führen.
Jedoch, wie in 5 illustriert, wird das Gehäuse 13 aus den Gehäusekomponenten 13a und 13b gebildet und werden die Gehäusekomponenten 13a und 13b an der Platine 24 bondiert, während die Freiräume L dazwischen in der X-Achsenrichtung definiert werden. Diese Konfiguration gestattet es den Gehäusekomponenten 13a und 13b, Positionen derselben zu ändern, um Expansion und Kontraktion der Platine 24 aufgrund einer Änderung bei der Temperatur einer Verwendungsumgebung zu verfolgen, was zu Eliminierung oder Reduzierung von Fehlausrichtung bei Relativpositionen der Blenden A, der Linsen 11 und der Linsen 12 in der X-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselemente 23 führt.
Die Gehäusekomponenten 13a und 13b sind alle an der Platine 24 an einer entsprechenden von Bondierpositionen N, die in 5 illustriert sind, bondiert. Wünschenswerte Bondierpositionen N zum Eliminieren oder Reduzieren von Fehlausrichtung bei relativen Positionen sind alle in einer Region lokalisiert, die ein Zentrum einer Oberfläche einer entsprechenden der Gehäusekomponenten 13a und 13b, die zur Platine 24 weist, beinhalten. Bondierflächen des Bondierens sind Flächen, die zum Sicherstellen von Bondierungsfestigkeit in der Lage sind. Diese Konfiguration mittelt die Fehlausrichtungen der Linsen 11 und 12 in Bezug auf die Bildgebungselemente 23 aufgrund einer Änderung bei der Temperatur einer Verwendungsumgebung.
Weiterhin weist ein gewünschter Freiraum L zur Eliminierung oder Reduzierung von Fehlausrichtung in Relativpositionen eine Breite auf, die größer als oder gleich einer Differenz bei der linearen Ausdehnung ist, welche die Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platine 24 aufgrund einer Änderung bei der Temperatur der Umgebungsumwelt aufzuweisen haben. Diese „Breite“ ist eine Länge des Freiraums L in einer Richtung entlang welcher die Gehäusekomponenten 13a und 13b angrenzend sind, und in dem in 5 illustrierten Beispiel entspricht sie einer Länge des Freiraums L in der X-Achsenrichtung.
Spezifisch weist der wünschenswerte Freiraum L eine Breite auf, die größer als oder gleich einem Wert einer Differenz bei der linearen Ausdehnung aufgrund einer Änderung bei der Temperatur der Umgebungsumwelt in Bezug auf die Platine 24 ist, welche die größte von jenen der Gehäusekomponenten 13a und 13b ist. Nachfolgend wird der größte Wert der Differenz bei der linearen Ausdehnung einfach als ein Maximalwert bezeichnet. Das heißt, dass der wünschenswerte Freiraum L gebildet wird, eine Breite aufzuweisen, die einen Kontakt zwischen der Gehäusekomponente 13b und der Gehäusekomponente 13b und Kontakt zwischen den Gehäusekomponenten 13b selbst bei Auftritt irgendeiner Änderung bei der Temperatur aufgrund einer Änderung bei der Umgebung aus einer Herstellumgebung zu einer Verwendungsumgebung verhindert. Der Maximalwert der Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platine 24 aufweisen, kann beispielsweise durch Messung durch vorherige Experimentierung erhalten werden oder können in einer Simulation berechnet werden.
Ein wünschenswerterer Freiraum L weist eine Breite auf, welche größer als oder gleich einem Wert ist, der durch Addieren zum Maximalwert der Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platine 24 aufweisen, (i) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei externen Abmessungen der Gehäusekomponenten 13a und 13b, (ii) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei Positionen, die zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselemente 23 auf der Platine 24 auftritt, und (iii) eines Fehlers aufgrund einer Variation bei Positionen, der zum Zeitpunkt der Assemblierung der Gehäusekomponenten 13a und 13b und der Platine 24 auftritt, erhalten wird. Diese Konfiguration ermöglicht in der Bildlesevorrichtung 1 das Entspannen von (i) der Genauigkeit bei den externen Abmessungen der Gehäusekomponenten 13a und 13b, (ii) der Positionsgenauigkeit zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselemente 23 auf der Platine 24, und (iii) der Positionsgenauigkeit der Gehäusekomponenten 13a und 13b und der Platine 24 zum Zeitpunkt der Assemblierung der Bildlesevorrichtung 1. Als Ergebnis werden ein Sinken bei den Herstellkosten, Verbesserung bei der Produktivität und dergleichen für die Bildlesevorrichtung 1 erzielt.
Weiterhin wird in der Bildlesevorrichtung 1 der Freiraum L in einer Kurbelform gebildet, wie in 4 illustriert. Diese Konfiguration eliminiert oder reduziert die Leckage von Licht aus den Linsen 11 und den Linsen 12 und Eintritt von Licht aus den Umgebungen.
Darüber hinaus, in einem Fall, in welchem das Gehäuse 13 integral gebildet ist, wird eine hohe Genauigkeit für eine Positionsbeziehung zwischen den Blenden A benötigt und treten zusätzlich verschiedene Arten von Problem auf, wie etwa höhere Kosten einer Matrize zum Formen des Gehäuses 13, einer längeren Startperiode, einer längeren Formzeit, einer niedrigeren Ausbeute und vergrößerter Komplexität des Qualitätskontrollverfahrens. Umgekehrt beinhaltet in der Bildlesevorrichtung 1 das Gehäuse 13 mehrere Gehäusekomponenten 13a und 13b, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Aufgrund dieser Konfiguration treten die vorgenannten Probleme in der Bildlesevorrichtung 1 nicht auf.
Die Anzahl der Gehäusekomponenten 13b, die anzuordnen sind, kann erhöht oder gesenkt werden. Dies ermöglicht das Ändern einer Länge des Gehäuses 13 in der X-Achsenrichtung und ermöglicht auch als Ergebnis die gemeinsame Verwendung der Gehäusekomponente 13b der Bildlesevorrichtung 1 in anderen Modellen, die von kürzerer oder längerer Länge sind. Somit werden eine Reduktion bei den Formungskosten und Matrizenkosten für das Gehäuse 13, Erweiterung des Modellbereichs der Bildlesevorrichtung 1 und dergleichen erzielt. Das Anbringen der Abdeckung 14 am Gehäuse 13 hat Ziele wie etwa (i) Eliminierung oder Reduzierung des Lichtausleckens aus den Linsen 11 und 12 und Eindringens von Licht von außerhalb des optischen Pfads, (ii) Schutz der Linsen 11 und dergleichen, somit kann die Abdeckung 14 in einem Fall weggelassen werden, indem es kein Problem verursacht, wenn diese Angelegenheiten ungelöst bleiben.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel des Unterteilens des Gehäuses 13 in mehrere Teile entlang der X-Achsenrichtung beschreibt, ist die Konfiguration des Gehäuses 13 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. In einem Fall der Anordnung jeder der Linsen 11, der Linsen 12 und der Bildgebungselementen 23 entlang der X-Achsenrichtung in mehreren Zeilen, kann das Gehäuse 13 in mehrere Teile entlang der Y-Achsenrichtung entsprechend den Zeilen unterteilt werden. Die Gehäusekomponenten 13a und 13b weisen Formen auf, die durch Unterteilen des Gehäuses 13 in mehrere Teile entlang der Y-Achsenrichtung entsprechend den Zeilen erhalten werden, und angeordnet sind, den Freiraum L dazwischen aufzuweisen. Die Gehäusekomponenten 13a und 13b ermöglichen das Eliminieren oder Reduzieren einer Änderung bei den Relativpositionen der Linsen 11 und 12 in der Y-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselemente 23. Somit, in einem Fall des Unterteilens des Gehäuses 13 in mehrere Teile nicht nur entlang der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der Y-Achsenrichtung, ermöglicht das in dieser Weise unterteile Gehäuse 13 das Eliminieren oder Reduzieren einer Änderung bei den Positionen der Linsen 11 und 12 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselemente 23.
Der Freiraum L ist ein Beispiel eines ersten Freiraums in der vorliegenden Spezifikation.
Wie oben beschrieben, sind gemäß der Bildlesevorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform 1 mehrere Gehäusekomponenten 13a und 13b, die alle die Linsen 11 und 12 halten und alle entlang der Haupt-Scanrichtung angeordnet sind, angeordnet, zwischen sich den Freiraum L aufzuweisen. Weiter wird jede der Gehäusekomponenten 13a und 13b an der Platine 24 an einer Position fixiert, um Licht durch die Linsen 11 und 12 zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselemente 23 zu fokussieren. Diese Konfiguration gestattet den Gehäusekomponenten 13a und 13b, Positionen derselben zu ändern, um Ausdehnung und Kontraktion der Platine 24 zu verfolgen. Als Ergebnis kann die Bildlesevorrichtung 1 eine Änderung bei den Relativpositionen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung eliminieren oder reduzieren und kann so Positionsgenauigkeit sicherstellen.
Weiterhin ermöglicht die Bildlesevorrichtung 1 die Entspannung von Komponenten-Verarbeitungsgenauigkeit und Assembliergenauigkeit, die für das Erzielen einer Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23.
Ausführungsform 2
In Ausführungsform 1 werden die Gehäusekomponenten 13a und 13b, die Formen aufweisen, die durch Unterteilen des Gehäuses 13 Gehäuses 13 in mehrere Teile entlang der X-Achsenrichtung erhalten werden, an der Platine 24, die in der X-Achsenrichtung kontinuierlich ist, bondiert. In Ausführungsform 2 werden Platinenkomponenten 29a und 29b, die Formen aufweisen, die durch Unterteilen einer Platine 29 in mehrere Teile entlang der X-Achsenrichtung erhalten werden, an einem Gehäuse 28 bondiert, das in der X-Achsenrichtung kontinuierlich ist.
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Offenbarung. Schrauben und Bänder, die zum Fixieren, Abschirmen und dergleichen von Komponenten verwendet werden, und elektronischen Komponenten oder dergleichen, die auf den Platinen 16a, 16b und 29 montiert sind, werden nicht illustriert.
Die Bildlesevorrichtung 1 beinhaltet Linsen 11, Linsen 12, welche die gleiche von der Anzahl wie die Linsen 11 sind, ein Gehäuse 28, welches die Linsen 11 und die Linsen 12 hält und eine Abdeckung 14, welche eine Oberfläche des Gehäuses 28 abdeckt, an welchem die Linsen 11 exponiert sind. Weiter beinhaltet die Bildlesevorrichtung 1 die Platinen 16a und 16b, auf welchen Lichtquellen 15 montiert sind, Gehäusewände 17a und 17b, welche die Platinen 16a und 16b halten, und Lichtführungen 18a und 18b, die Licht der Lichtquellen 15 auf die Leseoberfläche strahlen. Darüber hinaus beinhaltet die Bildlesevorrichtung 1 (20a und 20b) zum Anbringen der Bildlesevorrichtung 1 an einer Peripherie-Vorrichtung, Wärmeableitplatten 21a und 21b, die Wärme der Platinen 16a und 16b zu den Klammern 20a und 20b ableiten, Kissen 22a und 22b, die angeordnet sind, zu den Lichtquellen 15 hinzuweisen, zum Positionieren der Lichtführungen 18a und 18b, und die Platine 29, auf welche Begrenzungselemente 23, die von der gleichen Anzahl sind wie die Linsen 11.
Die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselemente 23 weisen eine Eins-zu-Eins-zu-Eins-Korrespondenz auf, ähnlich zur Ausführungsform 1. Die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselemente 23 sind alle ähnlich zur Ausführungsform 1 angeordnet, das heißt angeordnet entlang der X-Achsenrichtung in gestaffelter Weise in zwei Zeilen.
Umgekehrt ist die Platine 29 in mehrere Teile entlang der X-Achsenrichtung unterteilt. Das bedeutet, dass die Platine 29 mehrere Komponenten beinhaltet, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind. Spezifisch beinhaltet die Platine 29 zwei Platinenkomponenten 29a, die alle an einem entsprechenden von Endbereichen in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, und mehrere Platinenkomponenten 29b, die zwischen den Platinenkomponenten 29a angeordnet sind. Jede der Platinenkomponenten 29a und 29b wird an den Bildgebungselementen 23 montiert. Die Bildgebungselemente 23 sind entlang der X-Achsenrichtung angeordnet, um ein Zeilensensor auf der Platine 29 zu bilden. Jede der Platinenkomponenten 29a und 29b ist mit einer nicht illustrierten Signalverarbeitungsplatine verbunden. Bei photoelektrischer Umwandlung reflektierten Lichts durch die auf den Platinenkomponenten 29a und 29b montierten Bildgebungselementen 23 synthetisiert die Signalverarbeitungsplatine Signale, welche durch photoelektrische Umwandlung erhalten werden. Die Platine 29 ist am Gehäuse 28 in einem Ausrichtungszustand mit den Linsen 11 und 12 fixiert.
Die Anzahl von Bildgebungselementen 23, die auf die Platinenkomponenten 29a und 29b montiert sind, kann gemäß einer benötigten relativen Positionsgenauigkeit in Bezug auf die Linsen 11 und 12 bestimmt werden. Die Konfiguration der Bildlesevorrichtung 1 außer dem oben Beschriebenen ähnelt der von Ausführungsform 1.
Als Nächstes werden Relativpositionen des Gehäuses 28 und der Platine 29 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist ein schematisches Diagramm, welches die Relativpositionen des Gehäuses 28 und der Platine 29 der Bildlesevorrichtung 1 illustriert.
Die Platinenkomponenten 29a und 29b sind längs der X-Achsenrichtung angeordnet und sind angeordnet, einen Freiraum O dazwischen aufzuweisen. Das heißt, da der Freiraum O an (i) einen Bereich zwischen der Platinenkomponenten 29a und der Platinenkomponenten 29b, und (ii) einen Bereich zwischen einer Platinenkomponente 29b und einer anderen Platinenkomponente 29b vorgesehen ist, sind die Platinenkomponenten 29a und 29b nicht durchgehend an diesen Bereichen in der X-Achsenrichtung. Die Platinenkomponenten 29a und 29b sind an Positionen angeordnet, basierend auf Positionen der Linsen 11 und 12, und sind am Gehäuse 28 bondiert, das in der X-Achsenrichtung kontinuierlich ist. In der vorgenannten Weise werden die Platinenkomponenten 29a und 29b am Gehäuse 28 fixiert. Spezifisch werden die Platinenkomponenten 29a und 29b am Gehäuse 28 in einem Zustand fixiert, in welchem Brennpunktpositionen des die Linsen 11 und 12 passiert habenden Lichts mit den Positionen der Bildgebungselemente 23 ausgerichtet werden. In der vorstehend erwähnten Weise bilden die Platinenkomponenten 29a und 29b die Platine 29.
In der Bildlesevorrichtung 1 ist der Freiraum O (i) zwischen der Platinenkomponenten 29a und der Platinenkomponente 29b, und (ii) zwischen den Platinenkomponenten 29b vorgesehen. Als Ergebnis ändern sich Positionen der Platinenkomponenten 29a und 29b, um Ausdehnung und Kontraktion des Gehäuses 28 aufgrund einer Temperatur bei der Änderung einer Verwendungsumgebung nachzuverfolgen. Diese Konfiguration gestattet es der Bildlesevorrichtung 1, Fehlausrichtung in relativen Positionen in der X-Achsenrichtung zwischen den Bildgebungselementen 23 und den Linsen 11 und 12 aufgrund einer Differenz zwischen einer linearen Ausdehnung des Gehäuses 28 und einer linearen Ausdehnung der Platine 29 zu eliminieren oder zu reduzieren.
Weiterhin ermöglicht das Eliminieren oder Reduzieren der Fehlausrichtung an Relativpositionen aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung relativ zum Gehäuse 28 das Herstellen der Platinenkomponenten 29a und 29b, welches nur Positionsgenauigkeit der gehaltenen Bildgebungselemente 23 erfüllt. In diesem Fall ermöglichen die Platinenkomponenten 29a und 29b entspanntere Komponentenverarbeitungs-Genauigkeit, die für die Genauigkeit in Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt werden, als in einem Fall des Herstellens einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung einer integrierten Platine.
Darüber hinaus beeinträchtigt die Assembliergenauigkeit einer in den Platinenkomponenten 29a und 29b enthaltenen Komponente in Bezug auf das Gehäuse 28 der Assembliergenauigkeit einer anderen Komponente, die in den Platinenkomponenten 29a und 29b in Bezug auf das Gehäuse 28 enthalten ist, nicht. Somit ermöglichen die Platinenkomponenten 29a und 29b eine entspanntere Assembliergenauigkeit, die für die Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt wird, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung einer integrierten Platine.
Die Platinenkomponenten 29a und 29b werden alle an dem Gehäuse 28 an einer entsprechenden von Bondierpositionen P bondiert. Wünschenswerte Bondierpositionen P zur Eliminierung oder Reduzierung von Fehlausrichtung an Relativpositionen sind alle in einer Region lokalisiert, die ein Zentrum einer Oberfläche einer entsprechenden von Platinenkomponenten 29a und 29b beinhaltet, die zum Gehäuse 28 weist. Die Bondierflächen der Bondierung sind Flächen, die zum Sichern von Bondierfestigkeit in der Lage sind. Diese Konfiguration mittelt Fehlausrichtungen der Linsen 11 und 12 in Bezug auf die Bildgebungselemente 23 aufgrund einer Änderung bei der Temperatur der Verwendungsumgebung.
Weiterhin weist ein wünschenswerter Freiraum O zum Eliminieren oder Reduzieren von Fehlausrichtung in Relativpositionen eine Breite auf, welche größer als oder gleich einer Differenz bei der linearen Ausdehnung ist, welche die Platinenkomponenten 29a und 29b in Bezug auf das Gehäuse 28 aufgrund einer Änderung bei der Temperatur der Umgebungsumwelt aufzuweisen haben. Diese „Breite“ ist eine Länge des Freiraums O in einer Richtung längs welcher die Platinenkomponenten 29a und 29b aneinander angrenzend sind, und im in 8 illustrierten Beispiel entspricht sie einer Länge des Freiraums O in der X-Achsenrichtung.
Spezifisch weist der gewünschte Freiraum 0 eine Breite auf, welche größer ist als oder gleich einem Maximalwert einer Differenz bei der linearen Ausdehnung aufgrund einer Änderung bei der Temperatur von umgebender Umwelt in Bezug auf das Gehäuse 28, welche die größte ist von jenen der Platinenkomponenten 29a und 29b. Das heißt, dass der gewünschte Freiraum O gebildet ist, eine Breite aufzuweisen, die einen Kontakt zwischen der Platinenkomponente 29a und der Platinenkomponente 29b verhindert, und ein Kontakt zwischen den Platinenkomponenten 29b, selbst beim Auftreten einer Änderung bei der Temperatur aufgrund einer Änderung bei der Umgebung von einer Herstellungsumgebung zu einer Verwendungsumgebung. Der Maximalwert der Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Platinenkomponente 29a und 29b in Bezug auf das Gehäuse 28 aufweisen, kann beispielsweise durch Messung durch vorherige Experimentierung erhalten werden oder kann in einer Simulation berechnet werden.
Ein wünschenswerterer Freiraum O weist eine Breite auf, welche größer als oder gleich einer Breite ist, die ermittelt wird durch Addieren, zum Maximalwert der Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Platinenkomponenten 29a und 29b in Bezug auf das Gehäuse 28 aufweisen, (i) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei externen Abmessungen der Platinenkomponenten 29a und 29b, (ii) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei Positionen, die zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselemente 23 auf der Platine 24 auftritt, und (iii) eines Fehlers aufgrund einer Variation bei Positionen, der zum Zeitpunkt der Assemblierung der Platinenkomponenten 29a und 29b und dem Gehäuse 28 auftritt, erhalten wird. Diese Konfiguration ermöglicht in der Bildlesevorrichtung 1 das Entspannen von (i) der Genauigkeit bei den externen Abmessungen der Platinenkomponenten 29a und 29b, (ii) der Positionsgenauigkeit zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselemente 23 auf der Platine 29, und (iii) der Positionsgenauigkeit des Gehäuses 28 und der Platinenkomponenten 29a und 29b zum Zeitpunkt der Assemblierung der Bildlesevorrichtung 1. Als Ergebnis werden ein Sinken bei den Herstellkosten, Verbesserung bei der Produktivität und dergleichen für die Bildlesevorrichtung 1 erzielt.
Die Anzahl der Platinenkomponenten 29b, die anzuordnen ist, kann erhöht oder gesenkt werden. Dies ermöglicht ein Ändern einer Länge der Platine 29 in der X-Achsenrichtung und ermöglicht als Ergebnis auch die gemeinsame Verwendung der Platinenkomponente 29b der Bildlesevorrichtung 1 in anderen Modellen, die von kürzerer oder längerer Länge sind. Somit werden eine Reduktion von Herstellkosten und eine Erweiterung der Modellpalette und dergleichen für die Bildlesevorrichtung 1 erzielt.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform ein Beispiel des Unterteilens der Platine 29 in mehrere Teile längs der X-Achsenrichtung beschreibt, ist die Konfiguration der Platine 29 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. In einem Fall der Anordnung jeder der Linsen 11, der Linsen 12 und der Bildgebungselemente 23 entlang der X-Achsenrichtung in mehreren Zeilen, kann die Platine 29 in mehrere Teile entlang der X-Achsenrichtung in Entsprechung der Zeilen unterteilt werden. Die Platinenkomponenten 29a und 29b weisen Formen auf, welche durch Unterteilen der Platine 29 in mehrere Teile entlang der Y-Achsenrichtung entsprechend den Zeilen erhalten werden und sind angeordnet, zwischen sich den Freiraum 0 aufzuweisen. Die Platinenkomponenten 29a und 29b ermöglichen das Eliminieren oder Reduzieren bei der Änderung bei den Positionen der Linsen 11 und 12 in der Y-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselemente 23. Somit, in einem Fall des Unterteilens der Platine 29 in mehrere Teile nicht nur entlang der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der X-Achsenrichtung, ermöglicht die in dieser Weise unterteilte Platine 29 das Eliminieren oder Reduzieren einer Änderung bei den Relativpositionen der Linsen 11 und 12 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselemente 23.
Der Freiraum O ist ein Beispiel eines zweiten Freiraums in der vorliegenden Spezifikation.
Wie oben beschrieben, sind gemäß der Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 mehrere Platinenkomponenten 29a und 29b, die alle die Bildgebungselementen 23 darauf montiert haben und entlang der Haupt-Scanrichtung angeordnet sind, angeordnet, zwischen sich den Freiraum O aufzuweisen. Weiter ist jede der Platinenkomponenten 29a und 29b am Gehäuse 28 an einer Position zum Senden von Licht durch die Linsen 11 und 12 fixiert, um auf das entsprechende Bildgebungselemente 23 zu fokussieren. Diese Konfiguration gestattet den Platinenkomponenten 29a und 29b, Positionen derselben zu verändern, um Ausdehnung und Kontraktion des Gehäuses 28 zu verfolgen. Als Ergebnis kann die Bildlesevorrichtung 1 eine Änderung bei Relativpositionen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung eliminieren oder reduzieren und kann somit die Positionsgenauigkeit sicherstellen.
Weiterhin ermöglicht ähnlich zu Ausführungsform 1 die Bildlesevorrichtung 1 die Entspannung der Komponentenverarbeitungs-Genauigkeit und Assembliergenauigkeit, welche für die Erzielung von Genauigkeit bei Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt werden.
Ausführungsform 3
Eine Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 ist eine Vorrichtung, welche durch Kombinieren von Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2 erhalten wird. Das bedeutet, dass die Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 das Gehäuse 13, welches die Gehäusekomponenten 13a und 13b beinhaltet, und die Platine 29, die Platinenkomponenten 29a und 29b beinhaltet, beinhaltet. Die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Platinenkomponenten 29a und 29b sind wechselseitig bondiert und aneinander befestigt.
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Offenbarung. Schrauben und Bänder, die für Fixierung, Abschirmung und dergleichen von Komponenten verwendet werden, und elektronische Komponenten oder dergleichen, die auf den Platinen 16a, 16b und 29 montiert sind, sind nicht illustriert.
Die Bildlesevorrichtung 1 beinhaltet Linsen 11, Linsen 12, welche die gleiche Anzahl wie die Linsen 11 sind, das Gehäuse 13, welches die Linsen 11 und die Linsen 12 hält, und eine Abdeckung 14, die eine Oberfläche des Gehäuses 13 abdeckt, an welchem die Linsen 11 exponiert sind. Weiter beinhaltet die Bildlesevorrichtung 1 die Platinen 16a und 16b, auf welchen Lichtquellen 15 montiert sind, Gehäusewände 17a und 17b, welche die Platinen 16a und 16b halten, Lichtführungen 18a und 18b, die Licht der Lichtquellen 15 auf die Leseoberfläche strahlen und Gehäusewände 19a und 19b, welche die Lichtführungen 18a und 18b halten. Darüber hinaus beinhaltet die Bildlesevorrichtung 1 Klammern 20a und 20b zum Anbringen der Bildlesevorrichtung 1 an einer Peripherie-Vorrichtung, Wärmeableitplatten 21a und 21b, die Wärme der Platinen 16a und 16b an die Klammern 20a und 20b abgeben, Kissen 22a und 22b, die angeordnet sind, zu den Lichtquellen zum Positionieren der Lichtführungen 18a und 18b zu weisen, und die Platine 29, auf welcher Bildgebungselemente 23, welche von gleicher Anzahl wie die Linsen 11 sind.
Die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselementen 23 weisen eine Eins-zu-Eins-zu-Eins-Entsprechung auf, ähnlich zu Ausführungsformen 1 und 2. Die Linsen 11, die Linsen 12 und die Bildgebungselemente 23 sind alle ähnlich zu Ausführungsformen 1 und 2 angeordnet, das heißt entlang der X-Achsenrichtung in gestaffelter Weise in zwei Zeilen angeordnet.
Das Gehäuse 13 beinhaltet mehrere Komponenten, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind, ähnlich zur Ausführungsform 1. Spezifisch beinhaltet das Gehäuse 13 zwei Gehäusekomponenten 13a, die alle an einer entsprechenden von Endbereichen in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, und mehrere Gehäusekomponenten 13b, die zwischen den Gehäusekomponenten 13a angeordnet sind.
Die Platine 29 beinhaltet mehrere Komponenten, die entlang der X-Achsenrichtung angeordnet sind, ähnlich zu Ausführungsform 2. Spezifisch beinhaltet die Platine 29 zwei Platinenkomponenten 29a, die alle an einem entsprechenden von Endbereichen in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, und mehrere Platinenkomponenten 29b, welche zwischen den Platinenkomponenten 29a angeordnet sind. Die Bildgebungselemente 23 sind auf den Platinenkomponenten 29a und 29b montiert und entlang der X-Achsenrichtung angeordnet, um einen Zeilensensor der Platine 29 zu bilden. Jede der Platinenkomponenten 29a und 29b ist mit einer nicht illustrierten Signalverarbeitungsplatine verbunden, die durch photoelektrische Umwandlung von reflektiertem Licht durch die Bildgebungselemente 23 erhaltenen Signale synthetisieren. Die Konfiguration der Bildlesevorrichtung 1 außer der oben beschriebenen ähnelt derjenigen von Ausführungsformen 1 und 2.
Das Gehäuse 13 und die Platine 29, welche die vorgenannte Konfiguration aufweisen, sind miteinander in einem Zustand der Ausrichtung mit den Linsen 11 und 12 fixiert. Als Nächstes werden Relativpositionen des Gehäuses 13 und der Platine 29 unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist ein schematisches Diagramm, welches die Relativpositionen des Gehäuses 13 und der Platine 29 der Bildlesevorrichtung 1 illustriert. Im in 10 illustrierten Beispiel hält sowohl die Gehäusekomponente 13a als auch die Gehäusekomponente 13b zwei der Linsen 11 und zwei der Linsen 12.
Die Gehäusekomponenten 13a und 13b sind entlang der X-Achsenrichtung angeordnet und sind angeordnet, zwischen sich den Freiraum L aufzuweisen. Ähnlich sind die Platinenkomponenten 29a und 29b entlang der X-Achsenrichtung angeordnet und sind zu dem Freiraum 0 dazwischen angeordnet. Das heißt, dass die Gehäusekomponenten 13a und 13b in der X-Achsenrichtung nicht durchgehend sind (i) zwischen der Gehäusekomponente 13a und der Gehäusekomponente 13b, und (ii) zwischen einer Gehäusekomponente 13b und einer anderen Gehäusekomponente 13b, und die Platinenkomponente 29a und die Platinenkomponente 29b nicht durchgängig sind (i) zwischen der Platinenkomponente 29a und der Platinenkomponente 29b, und (ii) zwischen einer Platinenkomponente 29b und einer anderen Platinenkomponente 29b.
Obwohl 10 eine Gehäusekomponente 13a und eine Gehäusekomponente 13b illustriert, sind mehrere Gehäusekomponenten 13a und mehrere Gehäusekomponenten 13b entlang der X-Achsenrichtung angeordnet, wie in 9 illustriert. Ähnlich, obwohl 10 eine Platinenkomponente 29a und eine Platinenkomponente 29b illustriert, sind mehrere Platinenkomponenten 29a und mehrere Platinenkomponenten 29b entlang der X-Achsenrichtung angeordnet, wie in 9 illustriert. In diesen Zeilen sind der Freiraum L und der Freiraum 0 mit Fehlausrichtung in der X-Achsenrichtung angeordnet. Das bedeutet, dass in diesen Zeilen der Freiraum L und der Freiraum O abwechselnd zu X-Achsenrichtung hin angeordnet sind.
Weiterhin sind die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Platinenkomponenten 29a und 29b an Positionen angeordnet, die auf Positionen der Linsen 11 und 12 basieren, oder an Positionen, die auf Positionen der Bildgebungselementen 23 basieren, und sind die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Platinenkomponenten 29a und 29b miteinander bondiert. Spezifisch ist jede Gehäusekomponente 13a mit einer entsprechenden Platinenkomponente 29a und einer Platinenkomponente 29b bondiert und ist jede Gehäusekomponente 13b mit einer Platinenkomponente 29b und einer anderen Platinenkomponente 29b angrenzend an der einen Platinenkomponente 29b bondiert. Mit anderen Worten sind die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Platinenkomponenten 29a und 29b miteinander bondiert, während Positionen der Bildgebungselemente 23, die mit Brennpunkt-Positionen von durch die Linsen 11 und 12 gesendetem Licht auszurichte sind, gehalten werden, wodurch das Gehäuse 13 und die Platine 29 gebildet werden.
In der Bildlesevorrichtung 1 wird der Freiraum L (i) zwischen der Gehäusekomponente 13a und der Gehäusekomponente 13b, und (ii) zwischen den Gehäusekomponenten 13b bereitgestellt. Als Ergebnis ändern sich Positionen der Gehäusekomponenten 13a und 13b, um Expansion und Kontraktion der Platinenkomponenten 29a und 29b aufgrund einer Änderung bei der Temperatur der Verwendungsumgebung zu verfolgen. Weiter wird der Freiraum 0 (i) zwischen der Platinenkomponenten 29a und der Platinenkomponente 29b, und (ii) zwischen den Platinenkomponenten 29b bereitgestellt. Als Ergebnis ändern sich Positionen der Platinenkomponenten 29a und 29b, um Expansion und Kontraktion der Gehäusekomponenten 13a und 13b aufgrund einer Änderung bei der Temperatur bei der Verwendungsumgebung zu verfolgen. Diese Konfiguration gestattet der Bildlesevorrichtung 1, eine Fehlausrichtung in Relativpositionen in der X-Achsenrichtung zwischen den Bildgebungselementen 23 und den Linsen 11 und 12 aufgrund einer Differenz zwischen einer linearen Ausdehnung des Gehäuses 13 und einer linearen Ausdehnung der Platine 29 zu eliminieren oder zu reduzieren. Um das Gehäuse 13 und die Platine 29 so bereitzustellen, dass entweder das Gehäuse 13 oder die Platine 29 in der X-Achsenrichtung an jeder von allen Positionen in der X-Achsenrichtung kontinuierlich ist, werden der Freiraum L und der Freiraum 0 mit Fehlausrichtung angeordnet.
Wie oben beschrieben, können die Gehäusekomponenten 13a und 13b durch jegliches Verfahren hergestellt werden, das lediglich die Positionsgenauigkeit der gehaltenen Linsen 11 und 12 erfüllt. In diesem Fall ermöglichen die Gehäusekomponenten 13a und 13b eine entspanntere Komponenten-Bearbeitungsgenauigkeit, die für Positionsgenauigkeit zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt wird, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung eines integrierten Gehäuses.
Weiterhin können die Platinenkomponenten 29a und 29b durch jegliches Verfahren hergestellt werden, das lediglich Positionsgenauigkeit der gehaltenen Bildgebungselemente 23 erfüllt. In diesem Fall ermöglichen die Platinenkomponenten 29a und 29b eine entspanntere Komponentenverarbeitungs-Genauigkeit, die für die Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt wird, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung einer integrierten Platine.
Die Assembliergenauigkeit einer Gehäusekomponente, die in den Gehäusekomponenten 13a und 13b enthalten ist, in Bezug auf eine entsprechende Platinenkomponente, die in den Platinenkomponenten 29a und 29b enthalten ist, beeinträchtigt nicht die Assembliergenauigkeit einer anderen Gehäusekomponente, die in den Gehäusekomponenten 13a und 13b enthalten ist, in Bezug auf eine entsprechende Platinenkomponente, die in den Platinenkomponenten 29a und 29b beinhaltet ist. Somit ermöglichen die Gehäusekomponenten 13a und 13b eine entspanntere Assembliergenauigkeit, die für die Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt wird, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung eines integrierten Gehäuses.
Darüber hinaus beeinträchtigt die Assembliergenauigkeit einer in den Platinenkomponenten 29a und 29b enthaltenen Platinenkomponente in Bezug auf eine in den Gehäusekomponenten 13a und 13b enthaltene entsprechende Gehäusekomponente die Assembliergenauigkeit einer anderen Platinenkomponente, die in den Platinenkomponenten 29a und 29b enthalten ist, nicht, in Bezug auf eine entsprechende Gehäusekomponente, die in den Gehäusekomponenten 13a und 13b enthalten ist. Somit ermöglichen die Platinenkomponenten 29a und 29b eine entspanntere Assembliergenauigkeit, die für die Genauigkeit bei den Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt wird, als in einem Fall der Herstellung einer Bildlesevorrichtung unter Verwendung einer integrierten Platine.
Ähnlich zu Ausführungsform 1 sind wünschenswerte Bondierpositionen N alle in einer Region lokalisiert, die ein Zentrum einer Oberfläche einer entsprechenden der Gehäusekomponenten 13a und 13b enthalten, die zur Platine 29 weist. Bondierflächen der Bondierung sind Flächen, die zur Sicherstellung von Bondierfestigkeit in der Lage sind. Alternativ, ähnlich zur Ausführungsform 2, kann Bondieren an Bondierpositionen P durchgeführt werden, die in 8 illustriert sind, und die alle in einer Region lokalisiert sind, die ein Zentrum einer Oberfläche einer entsprechenden der Platinenkomponenten 29a und 29b, die zum Gehäuse 13 weist, enthalten ist. Bondierflächen der Bondierung sind auch Flächen, die zu ausreichender Bondierfestigkeit in der Lage sind. Diese Konfiguration mittelt Fehlausrichtungen der Linsen 11 und 12 in Bezug auf die Bildgebungselementen 23 aufgrund einer Temperaturänderung einer Verwendungsumgebung. Es ist anzumerken, dass eine Bondierung nicht an jedem der Bereiche aus den Bondierposition N durchgeführt wird, der den Freiraum 0 der Platine 29 überlappt. Auch ist anzumerken, dass Bondierung nicht an jedem von Bereichen durchgeführt wird von den Bondierpositionen P, der den Freiraum L der Platine 29 überlappt.
Ein wünschenswerter Freiraum L weist eine Breite auf, welche größer als oder gleich einer Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platinenkomponenten 29a und 29b aufgrund einer Änderung bei der Temperatur der Umgebungsumwelt aufzuweisen haben, ist. Spezifisch weist der wünschenswerte Freiraum L eine Breite auf, die größer als oder gleich einem Maximalwert einer Differenz bei der linearen Ausdehnung ist, welches die größte von jenen der Gehäusekomponenten in Bezug auf die Platinenkomponenten ist.
Ein wünschenswerter Freiraum O weist eine Breite auf, die größer ist als oder gleich einer Differenz bei der linearen Ausdehnung der vorgenannten Komponenten. Spezifisch weist der wünschenswerte Freiraum O eine Breite auf, die größer als oder gleich einem Maximalwert einer Differenz bei der linearen Ausdehnung ist, welcher am größten von jenen der vorgenannten Komponenten ist.
Das bedeutet, dass die wünschenswerten Freiräume L und O alle gebildet sind, eine Breite aufzuweisen, die beim Auftreten einer Änderung bei der Temperatur aufgrund einer Änderung bei der Umgebung von einer Herstellumgebung zu einer Verwendungsumgebung, einen Kontakt zwischen den Gehäusekomponenten 13a und den Gehäusekomponenten 13b, einen Kontakt zwischen den Gehäusekomponenten 13b, einen Kontakt zwischen den Platinenkomponenten 29a und den Platinenkomponenten 29b und einen Kontakt zwischen den Platinenkomponenten 29b verhindert.
Der Maximalwert der Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platinenkomponenten 29a und 29b aufweisen, und der Maximalwert der Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Platinenkomponenten 29a und 29b in Bezug auf die Gehäusekomponenten 13a und 13b aufweisen, können beispielsweise durch Messung über vorherige Experimentierung erhalten werden oder können in einer Simulation berechnet werden.
Ein wünschenswerterer Freiraum L weist eine Breite auf, welche größer als oder gleich einem Wert ist, der durch Addieren, zur Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Gehäusekomponenten 13a und 13b in Bezug auf die Platinenkomponenten 29a und 29b aufweisen, (i) eines Fehlers aufgrund einer Variation bei den Außenabmessungen der Gehäusekomponenten 13a und 13b, (ii) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei den Positionen, die zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselemente 23 auf der Platine 24 auftritt, und (iii) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei Positionen, die bei den Gehäusekomponenten 13a und 13b und der Platine 29 zum Zeitpunkt der Assemblierung der Bildlesevorrichtung 1 auftritt.
Weiterhin weist ein wünschenswerterer Freiraum O eine Breite auf, welche größer als oder gleich einem Wert ist, der erhalten wird durch Addieren, zur Differenz bei der linearen Ausdehnung, welche die Platinenkomponenten 29a und 29b in Bezug auf die Gehäusekomponenten 13a und 13b aufweisen, (i) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei Außenabmessungen der Platinenkomponenten 29a und 29b, (ii) eines Fehlers aufgrund einer Varianz bei Positionen, die zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselemente 23 auf der Platine 29 auftritt, und (iii) eines Fehlers aufgrund einer Variation bei Positionen der Platinenkomponenten 29a und 29b und des Gehäuses 13, das zum Zeitpunkt der Assemblierung der Bildlesevorrichtung 1 auftritt.
Das Ausbilden der Freiräume L und O wie oben beschrieben ermöglicht in der Bildlesevorrichtung 1 das Erleichtern (i) der Genauigkeit bei den Außenabmessungen der Gehäusekomponenten 13a und 13b, (ii) die Genauigkeit bei Außenabmessungen der Platinenkomponenten 29a und 29b, (iii) Positionsgenauigkeit zum Zeitpunkt der Montage der Bildgebungselementen 23 auf der Platine 29, und (iv) Positionsgenauigkeit zum Zeitpunkt des Assemblierens der Gehäusekomponenten 13a und 13b und der Platinenkomponenten 29a und 29b. Als Ergebnis werden ein Sinken bei den Herstellkosten, Verbesserung bei der Produktivität und dergleichen für die Bildlesevorrichtung 1 erzielt.
Obwohl die vorliegende Offenbarung ein Beispiel des Unterteilens des Gehäuses 13 und der Platine 29 mehrere Teile entlang der X-Achsenrichtung beschreibt, sind die Konfigurationen des Gehäuses 13 und der Platine 29 nicht auf dieses Beispiel beschränkt. In einem Fall des Anordnens jeder der Linsen 11, der Linsen 12 und der Bildgebungselemente 23 entlang der X-Achsenrichtung in mehreren Zeilen, können das Gehäuse 13 und die Platine 29 in mehrere Teile entlang der Y-Achsenrichtung entsprechend den Zeilen unterteilt werden. In jedem Fall weisen bevorzugte Gehäusekomponenten 13a und 13b Formen auf, die durch Unterteilen des Gehäuses 13 in mehrere Teile entlang der Y-Achsenrichtung entsprechend den Zeilen erhalten werden und an dem Freiraum L dazwischen angeordnet sind, und weisen bevorzugte Platinenkomponenten 29a und 29b Formen auf, die durch Unterteilen der Platine 29 in mehrere Teile entlang der Y-Achsenrichtung entsprechend den Zeilen erhalten werden und angeordnet sind, den Freiraum 0 dazwischen aufzuweisen. Diese Konfiguration ermöglicht das Eliminieren oder Reduzieren einer Änderung bei den Relativpositionen der Linsen 11 und 12 in der Y-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselementen 23. Somit, in einem Fall des Unterteilens des Gehäuses 13 und der Platine 29 mehrere Teile nicht nur entlang der Y-Achsenrichtung, sondern auch entlang der X-Achsenrichtung, ermöglichen das Gehäuse 13 und die Platine 29, die in der vorgenannten Weise unterteilt sind, das Eliminieren oder Reduzieren einer Änderung bei Relativpositionen der Linsen 11 und 12 in der X-Achsenrichtung und in der Y-Achsenrichtung in Bezug auf die Bildgebungselemente 23.
Die Anzahl der Gehäusekomponenten 13b und der Platinenkomponenten 29b, die anzuordnen sind, kann ähnlich zu Ausführungsformen 1 und 2, erhöht oder vermindert werden. Dies ermöglicht das Ändern von Längen des Gehäuses 13 und der Platine 29 in der X-Achsenrichtung und ermöglicht auch als Ergebnis die gemeinsame Verwendung der Gehäusekomponente 13b und Platinenkomponente 29b der Bildlesevorrichtung 1 in anderen Modellen, die von kürzerer oder längerer Länge sind. Somit werden eine Reduktion bei Herstellkosten und Ausdehnung der Modellpallette und dergleichen für die Bildlesevorrichtung 1 erzielt.
Wie oben beschrieben, sind gemäß der Bildlesevorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 3 mehrere Gehäusekomponenten 13a und 13b, die alle die Linsen 11 und die Linsen 12 halten und entlang der Haupt-Scanrichtung angeordnet sind, angeordnet, den Freiraum L zwischen sich aufzuweisen und sind mehrere Platinenkomponenten 29a und 29b, die alle darauf die Bildgebungselemente 23 montiert aufweisen und entlang der Haupt-Scanrichtung angeordnet sind, angeordnet, zwischen sich den Freiraum O aufzuweisen. Weiter sind die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Platinenkomponenten 29a und 29b aneinander an Positionen fixiert, um Licht durch die Linsen 11 und 12 zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselemente 23 zu fokussieren. Somit ändern in der Bildlesevorrichtung 1 die Gehäusekomponenten 13a und 13b Positionen derselben, um Ausdehnung und Kontraktion der Platinenkomponenten 29a und 29b zu verfolgen und ändern die Platinenkomponenten 29a und 29b Positionen derselben, um Ausdehnung und Kontraktion der Gehäusekomponenten 13a und 13b zu verfolgen. Als Ergebnis kann die Bildlesevorrichtung 1 eine Änderung bei Relativpositionen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung eliminieren oder reduzieren und kann somit Positionsgenauigkeit sicherstellen. Weiter werden die Gehäusekomponenten 13a und 13b und die Platinenkomponenten 29a und 29b aneinander an Positionen fixiert, um Licht durch die Linsen 11 und 12 zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselemente 23 zu fokussieren. Somit ändern in der Bildlesevorrichtung 1 die Gehäusekomponenten 13a und 13b Positionen derselben, um Ausdehnung und Kontraktion der Platinenkomponenten 29a und 29b zu verfolgen und ändern die Platinenkomponenten 29a und 29b Positionen derselben, um Ausdehnung und Kontraktion der Gehäusekomponenten 13a und 13b zu verfolgen. Als Ergebnis kann die Bildlesevorrichtung 1 eine Änderung bei Relativpositionen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 eliminieren oder reduzieren, aufgrund einer Differenz bei der linearen Ausdehnung und kann somit die Positionsgenauigkeit sicherstellen.
Weiterhin ermöglicht die Bildlesevorrichtung 1 eine Entspannung von Komponenten-Verarbeitungsgenauigkeit und Assembliergenauigkeit, welche für das Erzielen einer Genauigkeit bei Positionsbeziehungen zwischen den Linsen 11 und 12 und den Bildgebungselementen 23 benötigt werden.
Obwohl Ausführungsformen 1 bis 3 oben beschrieben sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise, obwohl die vorgenannten Ausführungsformen 1 bis 3 das Anordnen jeder der Linsen 11, der Linsen 12 und der Bildgebungselemente 23 entlang der X-Achsenrichtung in einer gestaffelten Weise in zwei Zeilen beschreiben, ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Beispielsweise kann jede der Linsen 11, der Linsen 12 und der Bildgebungselemente 23 linear angeordnet sein oder kann in einer Zeile oder in drei oder mehr Zeilen angeordnet sein.
Obwohl die vorgenannten Ausführungsformen 1 und 3 die Gehäusewände 19a und 19b als Bauteile beschreiben, die in der X-Achsenrichtung kontinuierlich sind, können die Gehäusewände 19a und 19b entlang der X-Achsenrichtung ähnlich zum Gehäuse 13 unterteilt sein. Erhöhen oder Senken der Anzahl von Komponenten, die durch Dividieren der Gehäusewände 19a und 19b erhalten werden, ermöglicht das Ändern der Längen der Gehäusewände 19a und 19b in der X-Achsenrichtung, wodurch die gemeinsame Verwendung von Komponenten der Bildlesevorrichtung 1 in anderen Modellen ermöglicht wird, die von kürzerer oder längerer Länge sind. Weiter kann jede der Komponenten, die durch Unterteilen der Gehäusewände 19a und 19b entlang der X-Achsenrichtung erhalten werden, mit der Gehäusekomponente integriert werden, die in den Gehäusekomponenten 13a und 13b enthalten ist, die an einer Position entsprechend der Komponente lokalisiert ist. Dies ermöglicht die Erzielung verschiedener Effekte, wie etwa Reduktion bei Formungskosten und Gussformkosten für das Gehäuse 13 und Erweiterung der Modellpalette der Bildlesevorrichtung 1. Darüber hinaus, obwohl das Gehäuse 13 durch zwei Typen von Komponenten gebildet ist, das heißt durch die Gehäusekomponenten 13a und 13b, ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Jeglicher Typ von Komponente kann verwendet werden, um das Gehäuse 13 unter Berücksichtigung von Produktivität, gemeinsamer Verwendung einer Komponente in anderen Modellen und dergleichen zu bilden.
Obwohl Linsen in den vorgenannten Ausführungsformen 1 bis 3 als optische Komponenten zum Fokussieren von Licht aus dem Leseziel auf die Bildgebungselemente 23 verwendet werden, sind die optischen Komponenten nicht darauf beschränkt. Jede der optischen Komponenten kann nur ein Spiegel sein oder kann eine optische Komponente sein, die eine Kombination einer Linse und eines Spiegels ist. Weiter, obwohl die Linsen 11, die Linsen 12, die Lichtführungen 18a und 18b, das Gehäuse 13, die Gehäusewände 17a und 17b, die Gehäusewände 19a und 19b und das Gehäuse 28 durch Spritzguss durch thermoplastische Polycarbonate hergestellt werden, sind Materialien und Herstellverfahren dieser Elemente nicht darauf beschränkt und es können andere Materialien und Herstellverfahren eingesetzt werden. Zusätzlich, obwohl die Abdeckung 14 durch Pressbearbeitung eines Aluminiumblechmetalls hergestellt wird, ist dies nicht beschränkend und andere Materialien und Herstellverfahren können für die Abdeckung 14 eingesetzt werden. Darüber hinaus, obwohl eine laminierte Platte, die durch Laminieren von Kupferfolie auf eine Glasepoxyplatine erhalten wird, als die Platinen 16a und 16b, die Platine 24 und die Platine 29 verwendet wird, ist dies nicht beschränkend, und es können andere Materialien verwendet werden.
Obwohl das Gehäuse 13 und die Abdeckung 14 miteinander in der vorgenannten Ausführungsform 1 bondiert und fixiert sind, sind das Gehäuse 28 und die Platine 29 aneinander in vorgenannter Ausführungsform 2 bondiert und fixiert sind, und das Gehäuse 13 und die Platine 29 miteinander in vorgenannter Ausführungsform 3 bondiert und fixiert sind, ist dies nicht beschränkend und andere Fixiermittel können verwendet werden.
Obwohl die Platine 29 aus zwei Typen von Komponenten, das heißt den Platinenkomponenten 29a und den Platinenkomponenten 29b, in der vorgenannten Ausführungsform 2 gebildet ist, ist diese Konfiguration nicht beschränkend. Ein Typ von Komponente, welche die Platine 29 bildet, kann unter Berücksichtigung von Produktivität, gemeinsamer Verwendung einer Komponente in anderen Modellen und dergleichen bestimmt werden. Weiter, obwohl das Gehäuse 28 integral mit den Gehäusewänden 19a und 19b von Ausführungsform 1 gebildet ist, ist diese Konfiguration nicht beschränkend und können die Gehäusewände 19a und 19b getrennt von dem Gehäuse 28 gebildet werden. In einem Fall, in welchem Eliminierung oder Reduzierung von Lecken von Licht und Zugang von Licht über den Freiraum 0 erforderlich ist, kann eine Abdichtung unter Verwendung eines Bauteils mit Flexibilität, wie etwa einem Polymerfilm, vorgesehen sein.
Das Vorstehende beschreibt einige beispielhafte Ausführungsformen für erläuternde Zwecke. Obwohl die vorstehende Diskussion spezifische Ausführungsformen präsentiert hat, werden Fachleute erkennen, dass Änderungen an Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom breiteren Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Entsprechend sind die Spezifikation und Zeichnungen anzusehen in illustrativer als restriktiver Weise. Diese detaillierte Beschreibung daher ist nicht in beschränkender Weise aufzufassen und der Schutzumfang der Erfindung wird nur durch die enthaltenen Ansprüche definiert, zusammen mit einem vollen Bereich von Äquivalenten, welche solchen Ansprüchen zustehen.
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2019-165581 A , eingereicht am 11. September 2019, deren gesamte Offenbarung hierin unter Bezugnahme auf inkorporiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Bildlesevorrichtung
11, 12: Linse
13, 28: Gehäuse
13a, 13b: Gehäusekomponente
14: Abdeckung
15: Lichtquelle
16a,: 16b Platine
17a, 17b, 19a, 19b: Gehäusewand
18a, 18b: Lichtführung
20a, 20b: Klammer
21a, 21b: Abstrahlplatte
22a, 22b: Kissen
23: Bildgebungselement
24, 29: Platine
25: Leseziel
25: Loch
27: Klaue
29a, 29b: Platinenkomponente
30a, 30b: Oberfläche
A: Blende
BL: unterbrochene Linie
L, M, O: Freiraum
N, P: Bondierposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013219703 [0005]
JP 2019165581 A [0107]

Claims

Bildlesevorrichtung, umfassend: eine Platine, die eine Vielzahl von Bildgebungselementen beinhaltet, die längs einer Scanrichtung angeordnet sind, und ein Gehäuse, das eine Vielzahl von optischen Komponenten, die längs der Scanrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Gehäusekomponenten, die längs der Scanrichtung angeordnet sind, beinhaltet, wobei jede der Vielzahl von optischen Komponenten konfiguriert ist, Licht, welches durch ein Leseziel reflektiert wird, auf ein entsprechendes Bildgebungselement, das in der Vielzahl von Bildgebungselementen enthalten ist zu fokussieren, wobei jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten zumindest eine optische Komponente hält, die in der Vielzahl von optischen Komponenten beinhaltet ist, wobei die Vielzahl von Gehäusekomponenten so angeordnet sind, dass sie einen ersten Freiraum dazwischen aufweisen, und jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten an der Platine an einer Position fixiert ist, um Licht durch die optische Komponente zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselement zu fokussieren.
Bildlesevorrichtung, umfassend: eine Platine, die eine Vielzahl von Bildgebungselementen, die längs einer Scanrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Platinenkomponenten entlang der Scanrichtung angeordnet, wobei jede der Vielzahl von Platinenkomponenten mit zumindest einem Bildgebungselement montiert sind, das in der Vielzahl von Bildgebungselementen enthalten ist, beinhaltet, und ein Gehäuse, das eine Vielzahl von optischen Komponenten, die längs der Scanrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Gehäusekomponenten, die längs der Scanrichtung angeordnet sind, beinhaltet, wobei jede der Vielzahl von optischen Komponenten konfiguriert ist, Licht, welches durch ein Leseziel reflektiert wird, auf ein entsprechendes Bildgebungselement, das in der Vielzahl von Bildgebungselementen enthalten ist zu fokussieren, wobei jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten zumindest eine optische Komponente hält, die in der Vielzahl von optischen Komponenten beinhaltet ist, wobei die Vielzahl von Gehäusekomponenten so angeordnet sind, dass sie einen ersten Freiraum dazwischen aufweisen, und die Vielzahl von Platinenkomponenten angeordnet sind, einen zweiten Freiraum zwischen sich aufzuweisen, und jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten und eine in der Vielzahl von Platinenkomponenten enthaltene entsprechende Platinenkomponente miteinander an einer Position fixiert sind, um Licht durch die optische Komponente zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselement zu fokussieren.
Bildlesevorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl von Gehäusekomponenten entlang sowohl einer Haupt-Scanrichtung als auch einer Unter-Scanrichtung angeordnet sind oder entlang entweder der Haupt-Scanrichtung oder der Unter-Scanrichtung angeordnet sind.
Bildlesevorrichtung gemäß einem von Ansprüchen 1, 2 und 3, wobei der erste Freiraum eine Breite in Scanrichtung aufweist, welche größer als oder gleich einer Differenz zwischen einer linearen Ausdehnung der Platine und einer linearen Ausdehnung jeder der Vielzahl von Gehäusekomponenten in der Scanrichtung ist.
Bildlesevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede der Vielzahl von Gehäusekomponenten eine Oberfläche aufweist, die zur Platine weist, und an der Platine an einer Region fixiert ist, die ein Zentrum der Oberfläche beinhaltet.
Bildlesevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der erste Freiraum eine Kurbelform aufweist, bei Sicht in einer Richtung rechtwinklig zu einer Haupt-Scanrichtung und einer Unter-Scanrichtung.
Bildlesevorrichtung, umfassend: eine Platine, die eine Vielzahl von Bildgebungselementen, die längs einer Scanrichtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Platinenkomponenten entlang der Scanrichtung angeordnet, wobei jede der Vielzahl von Platinenkomponenten mit zumindest einem Bildgebungselement montiert sind, das in der Vielzahl von Bildgebungselementen enthalten ist, beinhaltet, und ein Gehäuse zum Halten einer Vielzahl von entlang der Scanrichtung angeordneten optischen Komponenten, wobei jede der Vielzahl von optischen Komponenten konfiguriert ist, durch ein Leseziel reflektiertes Licht auf ein entsprechendes Bildgebungselement zu fokussieren, welches in der Vielzahl von Bildgebungselementen beinhaltet ist, wobei die Vielzahl von Platinenkomponenten angeordnet sind, einen zweiten Freiraum zwischen sich aufzuweisen, und jede der Vielzahl von Platinenkomponenten am Gehäuse an einer Position fixiert ist, um Licht durch die optische Komponente zu senden, um auf das entsprechende Bildgebungselement zu fokussieren.
Bildlesevorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 7, wobei die Vielzahl von Platinenkomponenten entlang sowohl einer Haupt-Scanrichtung als auch einer Unter-Scanrichtung angeordnet sind oder entlang entweder der Haupt-Scanrichtung oder der Unter-Scanrichtung angeordnet sind.
Bildlesevorrichtung gemäß einem von Ansprüchen 2, 7 und 8, wobei der zweite Freiraum eine Breite in der Scanrichtung aufweist, welche größer als oder gleich einer Differenz zwischen einer linearen Ausdehnung des Gehäuses und einer linearen Ausdehnung jeder der Vielzahl von Platinenkomponenten in der Scanrichtung ist.
Bildlesevorrichtung gemäß einem von Ansprüchen 2 oder 7 bis 9, wobei jede der Vielzahl von Platinenkomponenten eine Oberfläche aufweist, die zum Gehäuse weist, und am Gehäuse an einer Region fixiert ist, die ein Zentrum der Oberfläche enthält.
Bildlesevorrichtung gemäß einem von Ansprüchen 1 bis 10, wobei jede der Vielzahl von optischen Komponenten eine Linse beinhaltet.
Bildlesevorrichtung gemäß einem von Ansprüchen 1 bis 11, wobei jede der Vielzahl von optischen Komponenten einen Spiegel beinhaltet.
Bildlesevorrichtung gemäß einem von Ansprüchen 1 bis 12, wobei das Gehäuse eine Vielzahl von Blenden beinhaltet, jede der Vielzahl von Blenden konfiguriert ist, über jede der Vielzahl von optischen Komponenten eingetretenes Licht zu veranlassen, selektiv hindurch zu passieren und das entsprechende Bildgebungselement zu erreichen.