JP4009052B2 - 撮像システムに関して位置合わせをする装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像システム一般に関するものであり、とりわけ光センサデバイスを用いた位置合わせにおいて、少なくとも1つの光学的構成部品を有する種類の撮像システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
撮像デバイスは、対象物のイメージを表す機械読み取り可能なデータ(machine-readable data)を生成するのに使用される。対象物のイメージの例としては、印刷原稿がある。撮像デバイスの1つの種類は光電撮像デバイスである。本明細書では、「光電撮像デバイス」という語句は、電荷結合素子(CCD)などの光センサ・アレイを使用して、撮像された対象物を表すデータを生成する任意のデバイスを意味する。光電撮像デバイスは、カムコーダー及びディジタル・カメラなどのデバイスを含み、それらのデバイスは、捕捉すべきイメージ全体を2次元光センサ・アレイ上に瞬時に焦点合わせする。光電撮像デバイスは線状焦点システム(line-focus system)も含む。
【0003】
線状焦点システムは、走査ヘッドを対象物上で掃引することによって、対象物の細い「走査線」部分を線状光センサ・アレイ上に順次焦点合わせすることにより、対象物を撮像する。このようなデバイスは一般に光スキャナと呼ばれ、通常は単に「スキャナ」と呼ばれるコンピュータ入力デバイス、さらにファクシミリ機及びディジタル・コピー機を含む。
【0004】
線状焦点システムは、一部のバーコード読取デバイスにも使用される。概して、線状焦点バーコード読取デバイスでは、バーコードの狭い部分を線状光センサ・アレイ上に撮像する。このようにして光センサ・アレイからの電気的出力を解析し、撮像されたバーコードを読み取ることができる。
【0005】
線状焦点システムにおいて、照らされた線状対象物(line object)からの光線は、レンズによって、線状対象物から遠方に配置された線状光センサ・アレイ上に撮像される。線状光センサ・アレイは光素子の1次元アレイであり、この光素子は線状対象物上の小さな領域の位置に対応する。線状対象物上の小さな領域の位置は、一般に「画素」または「ピクセル」と呼ばれる。ピクセル位置に対応する線状対象物からの光に応答して、線状光センサ・アレイの各光センサの画素(単に「ピクセル」と呼ぶこともある)は光の強度を表すデータ信号を生成する。その光の強度は、サンプリング間隔として知られる時間の直前に受けるものである。全ての光素子のデータ信号は、適当なデータ処理システムで受信され処理される。
【0006】
カラー光スキャナでは、スペクトル分解された複数の撮像光線(通常は赤、緑及び青い光線)を1つまたは複数の光センサ・アレイに投影しなければならない。カラー光スキャナの構造及び操作は、米国特許番号第4,870,268号「COLOR COMBINER AND SEPARATOR AND IMPLEMENTATIONS」、米国特許番号第4,926,041号(欧州特許出願番号第90306876.5号、出願日90/6/22)「OPTICALSCANNER」、米国特許番号第5,019,703号(欧州特許出願番号第90312893.2号、出願日90/11/27)「OPTICAL SCANNER WITH MIRROR MOUNTED OCCLUDING APERTURE OR FILTER」、米国特許番号第5,032,004号(欧州特許出願番号第91304185.1号、出願日91/5/9)「BEAM SPLITTER APPARATUS WITH ADJUSTABLE IMAGE FOCUS AND REGISTRATION」、米国特許番号第5,044,727号(欧州特許出願番号第91303860.3号出願日91/4/29)「BEAM SPLITTER/COMBINER APPARATUS」、米国特許番号第5,040,872号(欧州特許出願番号第90124279.2号、出願日90/12/14)「BEAM SPLITTER/COMBINER WITH PATH LENGTH COMPENSATOR」、米国特許番号第5,227,620号(欧州特許出願番号第91304403.8号、出願日91/5/16)「APPARATUS FOR ASSEMBLING COMPONENTS OF COLOR OPTICL SCANNERS」、及び米国特許番号第5,410,347号「COLOR OPTICAL SCANNER WITH IMAGE REGISTRATION HOLDING ASSEMBLY」に記述されており、これらの開示内容をここで参照して取り込む。
【0007】
撮像デバイス及び特に上述した線状の焦点システムでは、正確な撮像のために、対象物からの光線を光センサ・アレイに精度良く位置合わせすることが重要である。典型的な線状の焦点走査デバイスでは、撮像光線は光センサ・アレイに到達する前に、1つまたは複数の光学的構成部品により伝達される。光学的構成部品の例としてはレンズがある。これら光学的構成部品と光センサ・アレイのいずれかにわずかでも位置合わせ不良があると、光線と光センサ・アレイとの間に深刻な位置合わせ不良が生じ、その結果、撮像品質がそれに応じて劣化する。
【0008】
光線の位置合わせ機能を含む走査デバイスは、米国特許番号第5,646,394号「IMAGING DEVICE WITH BEAM STEERING CAPABILITY」及び98/7/23日に出願の米国特許出願番号第09/121,793号「PHOTOELECTRIC IMAGING METHOD AND APPARATUS」に詳細に記述され、ここでその両方の開示内容を参照して取り込む。
【0009】
通常、撮像デバイスの光学的構成部品は、撮像デバイスのハウジング内部に取り付けられる。光センサ・アレイは、通常、回路基板に取り付けられ、その回路基板は撮像デバイスハウジングに取り付けられる。しかしながら光センサ・アレイをその下の回路基板に精度よく置くことは困難なことがわかった。このため回路基板は撮像デバイスハウジングに正確に配置することができるが、光センサ・アレイと回路基板との間の位置の不正確さは、結果として光センサ・アレイとレンズなどの撮像デバイスの構成部品との間でしばしば位置合わせ不良を生じる。上記に示したように、そのような位置合わせ不良は、ビームと光センサ・アレイの間で深刻な位置合わせ不良を引き起こし、結果として対応する撮像品質の劣化を生ずる。
【0010】
この位置合わせ不良に対処するため、撮像デバイスを製造するときは、慎重に光センサ・アレイを位置合わせすることが一般的である。この位置合わせの手順は、例として撮像デバイスを試験装置に置いて撮像デバイスで試験ターゲットを撮像し、光センサ・アレイからの出力を監視して光センサ・アレイの位置合わせ不良の大きさを求めることによって実行することができる。一旦位置合わせ不良の大きさを求めたならば、光学的デバイスの残りの部分で光センサ・アレイを物理的に位置合わせすることができる。例としては光学的デバイスハウジングの残りの部分に対して光センサ・アレイの回路基板を動かすことがある。走査デバイスおける位置合わせの手順及び機構の例が米国特許番号第4,753,908号“PHOTPELECTRIC IMAGING DEVICE PHOTOSENSOR ARRAY ALIGNMENT APPARATUS AND METHOD”に完全に記述されており、その開示内容を参照しここに取り込む。
【0011】
上記の位置合わせ手順は、光センサ・アレイの位置合わせにおいて一般的に有効であるが、時間がかかり、労働集約的である。したがって撮像デバイスの製造における複雑性とコストを増す。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、デバイスにおける光センサ・アレイと他の光学的構成部品との間の正確な位置合わせをする光学撮像デバイスを提供することが望まれる。
【0013】
【課題を解決するための手段】
光学組立ハウジング内部に取り付けられた光センサ・パッケージ及び少なくとも1つのレンズなどの光学的構成部品を有する種類の改良された撮像システムをここに開示する。従来技術の方法で、センサパッケージはプリント回路基板などの基板に取り付けられる。しかしながら、基板は光センサ・パッケージより短い長さで形成することができる。この短い長さによって、光センサ・パッケージの両端は基板からはみ出し、結果として基板から露出する。その結果光センサ・パッケージの露出した両端を直接的に光学組立ハウジングの基準とすることができる。理解されるように、この方法で直接的にハウジングに光センサ・パッケージを取り付けることは、光センサ・パッケージと基板の間の位置合わせを重要なものとはしない。この取り付けの構成は、光学組立ハウジングに形成した基準面によって光センサ・パッケージを正確に配置することを可能とする。このため、基準面は組立後に光学組立ハウジングの光学的構成部品と光センサ・パッケージを位置合わせする必要性を省く。
【0014】
光学組立ハウジングは一体型のバネ部材を有することができ、光センサ・パッケージに力を加えることができ、この結果、光センサ・パッケージが光学組立ハウジングの基準面に密な接触を維持することを保証する。全ての移動度に対して光センサ・パッケージの方位をあわせるために、光学組立ハウジングは付加的基準面を有することができる。
【0015】
撮像システムは、工具を必要とすることなく光センサ・パッケージを光学デバイスハウジング内に容易に挿入することができるように設計される。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1〜図23は、撮像した対象物32を表す、機械読取り可能なデータを生成する撮像デバイス60一般を示す。撮像デバイスは撮像デバイスハウジング200を備えることができる。撮像デバイスハウジング200は少なくとも1つの撮像デバイスハウジング第1基準面442、446を有し、少なくとも1つの撮像デバイスハウジング第2基準面274、276を有することができる。撮像デバイス60はさらに光センサ組立体500を備えることができ、その組立体は複数の光センサ素子及び複数の光センサ素子を実質的に囲む光センサハウジング510を備えることができる。光センサハウジング510は少なくとも1つの光センサハウジングの第1基準面520を有することができる。撮像デバイス60はさらに撮像デバイスハウジング200内部に置かれた少なくとも1つの光学的構成部品570を備えることができる。光センサハウジングの第1基準面520は撮像デバイスハウジングの第1基準面442、446と接触することができ、光学構成部品570は撮像デバイスハウジングの第2基準面274、276と接触することができる。
【0017】
図1から図23はさらに撮像した対象物32を表す、機械読み取り可能なデータを生成する撮像デバイス60の組立方法一般を示す。その方法は撮像デバイスハウジング200を提供することを含み、その撮像デバイスハウジングは少なくとも1つの撮像デバイスハウジング第1基準面442、446、及び少なくとも1つの撮像デバイスハウジング第2基準面274、276を有する。その方法はさらに光センサ組立体500を提供することを含み、その光センサ組立体500は複数の光センサ素子及び複数の光センサ素子を実質的に囲む光センサハウジング510を備える。光センサハウジング510は少なくとも1つの光センサハウジングの第1基準面を有することができる。その方法はさらに光学構成部品570を撮像デバイスハウジングの第2基準面274、276に接触させることによって、少なくとも1つの光学的構成部品570を撮像デバイスハウジング200に位置合わせすることを含み、光センサハウジングの第1基準面520を撮像デバイスハウジングの第1基準面442、446と接触させることによって、光センサハウジング510と撮像デバイスハウジング200を位置合わせする。
【0018】
図1から図23はさらに撮像した対象物32を表す機械読み取り可能なデータを生成する撮像デバイス60一般を示す。撮像デバイス60は撮像デバイスハウジング200、撮像デバイスハウジング200内部に収容された少なくとも1つの光学的構成部品570、及び撮像デバイスハウジング200に取り付けられた光センサ組立体500を備える。光センサ組立体500は、それに関連する光センサの組立の軸を持つことができる。光センサ組立体500は基板540、基板540に取り付けられた光センサハウジング510、及び光センサハウジング510内部に収容された複数の光センサ素子を備えることができる。光センサハウジング510は、光センサの組立軸に平行な方向で測定した光センサハウジングの長さ“p”を有し、基板540は光センサの組立軸に平行な方向で測定した基板の長さ“q”を持つことができる。光センサハウジングの長さ“p”は基板の長さ“q”よりも大きい。
【0019】
機器及び方法についてこのように概略的に述べたので、次にさらに詳細を述べる。
【0020】
図1は、媒体ライブラリデバイス10を概略的に示す。媒体ライブラリデバイス10は、少なくとも1つの媒体マガジン20、及び少なくとも1つの媒体搬送デバイス40を備えることができる。マガジン20は、個々のスロット24、26、28など、複数のスロット22を備えることができる。スロット22は、図1のスロット28内に収容されて図示されている媒体記憶デバイス30など、媒体記憶デバイスを受けることができる。媒体記憶デバイス30は、任意の種類の媒体記憶デバイスでよい。媒体記憶デバイス30は、例えば従来のディジタル・リニアテープ・カートリッジでよい。媒体記憶デバイス30は、媒体記憶デバイス30を一意的に識別するため取り付けられるバーコード・ラベル32を有してもよい。
【0021】
媒体搬送デバイス40は、上壁42、対向して配置された底壁44、左側壁46及び対向して配置された右側壁48、後壁50、及び対向して配置された前壁52を有する概ね平行六面体の構造の形態でよい。前壁52は、概ね長方形の開口54を有してもよい。撮像デバイス60は、たとえばバーコード読取デバイスでよく、図示のように媒体搬送デバイスの左側壁46の内面に取り付けることができる。撮像デバイス60は、データ接続68を介してコンピュータ・プロセッサ66に接続することができる。
【0022】
動作において、媒体搬送デバイス40は媒体マガジン20に対して横方向62に移動可能である。このようにして、媒体搬送デバイス40は、媒体マガジン20の任意のスロット22の隣に選択的に位置することができる。媒体搬送デバイス40内に配置された図示されていない挿入機構は、挿入方向64に移動可能であり、媒体記憶デバイス30などの媒体記憶デバイスを選択的に挿入することができる。この方法で、媒体搬送デバイス40は、媒体マガジン20と媒体ライブラリデバイス10内に配置され図示されていない1つまたは複数の媒体再生/記録デバイスとの間で、媒体記憶デバイスを移動することができる。撮像デバイス60は、媒体記憶デバイス30上のバーコード・ラベル32のような媒体記憶デバイス上のバーコード・ラベルを読み取る働きをすることができ、特定の媒体記憶デバイスの識別をする。
【0023】
媒体ライブラリデバイス10は、従来の媒体ライブラリデバイスでよく、例えば以下の米国特許出願で開示された種類のものでよく、米国特許出願番号第09/290,842号(1999/4/13)「OPTICAL ASSEMBLY HAVING LENS OFFSET FROM OPTICAL AXIS」、米国特許出願番号第09/291,242号(1999/4/13)「GUIDANCE SYSTEM AND METHOD FOR AN AUTOMATED MEDIA EXCHANGER」、米国特許出願番号第09/290,429号(1999/4/13)IMAGING APPARATUS ALIGNMENT SYSTEM AND METHOD」、米国特許出願番号第09/290,807号(1999/4/13)「CALIBRATION SYSTEM FOR AN IMAGING APPARATUS AND METHOD」、米国特許出願番号第09/290,428号「METHOD OF DECIPHERING BAR CODES」、米国特許出願番号第09/290,926号(1999/4/13)「AUTOMATED OPTICAL DETECTION SYSTEM AND METHOD」、米国特許出願番号第09/292,781号「LOW POWER ILLUMINATOR」、米国特許出願第09/290,949号(1999/4/13)「METHOD AND APPARATUS FOR SETTING FOCUS IN AN IMAGING DEVICE」に記載されている開示内容を参照しここに取り込む。
【0024】
2つの部分からなるエンクロージャ(enclosure)内に撮像デバイス60を収容することができる。このエンクロージャの第1部分は、例えば図2のハウジング200で形成してよい(図2)。2部分のエンクロージャの第2部分は、媒体搬送デバイスの左側壁46の内面80(図3)の部分によって形成することができる。
【0025】
次に、撮像デバイス・エンクロージャについて、さらに詳細に述べる。まず図2を参照すると、撮像デバイスエンクロージャ・ハウジング200は、一体に形成した概ね平行六面体形の構造でよい。ハウジング200は前壁部材208及び縁面214を有することができ、前壁部材208はそれぞれ内面210及び外面212を有し、左向きの縁面214は面210と212の間に広がる。さらにハウジング200は上壁部材216及び左向きの縁面222を有することができ、上壁部材216はそれぞれ内面218及び外面220を有し、左向きの縁面222は面218と220の間に広がる。さらにハウジング200は底壁部材224及び左向きの縁面230を有することができ、底壁部材224はそれぞれ内面226及び外面228を有し、左向きの縁面230は面226と228の間に広がる。ハウジング200は内面204、及び図4の外面206を有する右側壁部材202も有することができる。ハウジング200は図2に示すように後縁332で終端してよい。右側壁202は図2に示すように概ね前述した壁部材208、216、224の間に広がることができる。ハウジング200に関連して使用する「右」、「左」、「前」、「上」及び「底」などの方向に関する用語は、図1に関するこれらの用語の用法と一致する方法で使用されることに留意されたい。
【0026】
ハウジング200は、上壁部材外面228と底壁部材外面220との間におよぶ高さ「j」、及び前壁部材外面212と後縁332との間におよぶ幅「k」を有してもよい。高さ「j」は、例えば約47mmでよい。幅「k」は、例えば約53mmでよい。
【0027】
再び図2を参照すると、1対のフランジ240、244が、図示のように前壁部材208から前方に伸びてよい。フランジ240は左向き面241及び対向して配置されて図示されていない右向きの面とを有することができる。フランジ240はフランジ240の左向き面241から右向き面におよぶ通し穴242を有することができる。同様にフランジ244は左向きの面245、及び対向して配置されて図示されていない右向きの面を有することができる。フランジ244は、フランジ244の左向きの面245から右向きの面におよぶ通し穴246を有することができる。
【0028】
フランジ250は、図2及び図4で示すように、上壁部材216から上方に伸びてよい。フランジ250は左向き面252及び右向き面254を有することができる。図2の1対の穴256、258は、フランジ250を貫通し、したがって面256と258の間におよぶことができる。図7の距離「l」は、フランジ250の左向き面252と、壁部材208、216、224のそれぞれの左向きの縁214、222、230との間におよぶことができる。これと同じ距離「l」は、前述したフランジ240、244の左向きの面241、245と、壁部材208、216、224のそれぞれの左向きの縁214、222、230との間におよぶことができる。距離「l」は、例えば約5mmでよい。
【0029】
図5を参照すると、前壁部材208は、前壁部材を貫通する概ね長方形の開口260を有してもよい。開口260は面262、264、266などの複数の傾斜した面を介して前壁部材の外面212と交差することができる。これらの傾斜面は光が開口260を通過する際の鏡面反射を減少させる。傾斜面は開口260に隣接する壁部材208の厚さを減少させる結果となる。この厚さの減少は、口径食、すなわち光学系の有効fストップ(f−stop)が減少する効果を低減させる。
【0030】
再び図2を参照すると、右側壁部材202にレンズ位置決め機構270を設けることができる。特にレンズ位置決め機構270は傾斜基準面274、276を有することができ、傾斜基準面274と276は平面272によって接続することができる。図6は、図2の線6−6に沿って切り取った断面図であり、レンズ位置決め機構270を示す。図6を参照すると、平面272は右側壁部材の内面204とほぼ平行で、そこから約7mmの距離「a」に位置することができる。再び図6を参照すると、傾斜面274、276は、それぞれ1対の側壁部分278、280を介して右側壁部材の内面204に接続することができる。側壁部分278、280は、右側壁部材内面204に対してほぼ垂直で、図示のように、そこから約2mmの長さ「b」におよぶことができる。面274、276は、図6で示すように、約90度のきょう角「c」を形成することができる。レンズ位置決め機構270は、右側壁部材内面204に対してほぼ垂直な後面282を有することができる。
【0031】
図2及び図6を参照すると、レンズ位置決め機構270の内部に1対の止め部材290、310を設けることができる。特に、図6で最もよく示されるように、側壁部分278及び傾斜基準面274の一部に止め部材290を取り付けることができる。図2を参照すると、止め部材290は、前向きの面292及び後ろ向きの面294を有することができる。止め部材290は、さらに、右側壁部材内面204の上に伸びるテーパの縁296を有することができる。同様の方法で、図6に最もよく示されるように、側壁部分280及び傾斜基準面276の一部に止め部材310を取り付けることができる。図2を参照すると、止め部材310は、前向きの面312及び後ろ向きの面314を有することができる。さらに、止め部材290は右側壁部材内面204の上に伸びるテーパの縁316を有することができる。
【0032】
図2を参照すると、1対の光ガイド壁部材330、340は、図示のように右側壁部材内面204から伸びることができる。壁部材330は図示のように前向き面332、後ろ向き面334及び左向き面336を有することができる。同様にして、壁部材340は、前向き面342、後ろ向き面344及び左向き面346を有することができる。壁部材330、340のそれぞれの前向き面332、342は、レンズ位置決め機構の後面282と同一平面上にあってもよい。壁部材330、340は、面204から、例えば前述した壁部材208、216、224と同じ距離にまでおよぶことができる。したがって図7の距離「l」は、面204と、壁部材330、340のそれぞれの面336、346との間におよぶことができる。
【0033】
図示のように横壁部材348は、壁部材330の後方部と壁部材340の後方部の間におよぶことができる。横壁部材348の外縁にテーパ部分349を配置することができる。図6で最もよく示されるように、横壁部材348は壁部材330、340のそれぞれの上面336、346に広がらない。
【0034】
再び図2を参照すると、1対のタブ350、360は上壁部材内面218から内側に伸びることができ、1対のタブ370、380は底壁部材内面226から内側に伸びることができる。1対の開口352、362は、タブ350、360にそれぞれ隣接する位置で、ハウジングの右側壁部材202を貫通することができる。同様にして、1対の開口372、382は、タブ370、380にそれぞれ隣接する位置で、ハウジングの右側壁部材202を貫通することができる。
【0035】
タブ350、360、370、380の構成は、ほぼ同一でよい。したがって、タブ350及び関連する開口352についてだけを詳細に記述し、タブ360、370、380及びそれぞれに関連する開口362、372、382にも等しくこの記述を適用する。
【0036】
図7を参照すると、タブ350は左向き面354、その面に対向して実質的に平行な右向き面356、及び面354と356を接続する下向き面358を有することがわかる。下向き面358は面354及び356に実質的に垂直である。上壁部材内面218とタブの下向き面358との間で測定して、タブ350は上壁部材216から約1.8mmの距離「d」に達することができる。右側壁部材の内面204から測定して、タブの右向き面356は右側壁部材202から約1.45mmの距離「e」の間隔をあけることができる。
【0037】
ハウジング200の成形、特にタブ350の成形を容易にするために開口352を設けることができる。図2を参照すると、タブ350よりわずかに大きくなるように開口352を形成することがわかる。
【0038】
再び図2を参照すると、図示のように、右側壁部材202に1対の留め機構390、410を設けることができる。留め機構390、410の構成は、ほぼ同一でよい。したがって、留め機構390についてのみ詳細に記述し、この記述を留め機構410にも等しく適用する。
【0039】
図8を参照すると、留め機構390は概して右側壁部材202に凹部を有する。この窪みは(図8で見て)下部面392、前面394及び後面396を境界とする。下部面392は、右側壁部材202の内面204から約0.9mmの距離「f」に配置することができる。留め部材398は留め機構下部面392から上方に伸びることができる。留め部材398は、後ろ向き面400を有することができ、この面は留め機構下部面392及び右側壁部材内面204にほぼ垂直でよい。留め部材398は、図示のようにテーパの前向き面402も有することができる。理解できるように、留め部材398は留め機構を前方区画404と後方区画406とに分割する。前方区画404は、留め部材の後ろ向き面400と留め機構の前面394との間で測定して約3mmの距離「g」におよぶことができる。後方区画406は、留め部材の後ろ向き面400と留め機構の後面396との間で測定して約4.5mmの距離「h」におよぶことができる。
【0040】
再び図2を参照すると、1対の通し穴420、424は右側壁部材202を貫通することができる。通し穴420、424は、さらに、図4の1対の概ね円筒状の部材422、426をそれぞれ貫通することができる。円筒状部材422、426は、面206から外側に伸び、通し穴420、424の長さを増加する働きをすることができる。図2に示す第2の対の通し穴428、429を右側壁部材202に形成することができ、これらの穴は右側壁部材の内面204と外面206の間に、それぞれおよぶことができる。図4を参照すると、概ね円筒状の延長部材432が、図示のように外面206から伸びることができる。延長部材432は、延長部材の縁434から(図4で見て)上方に伸びる開口を有することができる。この開口はほぼハウジングの右側壁部材下面206の高さまでおよぶことができ、このためハウジングの右側壁部材202を貫通しない。例えばハウジング200に補助構成部品を取り付けることができるように、その穴と共に延長部材432を設けることができる。
【0041】
さらに図2を参照すると、ハウジング200は、光センサ装着区域440を有することができる。図2、図4及び図5を参照すると、上壁部材216は光センサ装着区域440の近傍に延長部分234を有することがわかる。延長部分234は図2の左向き面235を有する。同様に底壁部材224は光センサ装着区域440の近傍に延長部分236を有する。延長部分236は図2の左向き面237を有する。壁部分の左向き面235、237と、フランジ250の左向き面252との間で測定して、延長壁部分234、236は図4の距離「m」におよぶことができる。距離「m」は、例えば約9mmでよい。
【0042】
光センサ装着区域440は、図2の上部後方基準面442及び下部後方基準面446を有することができる。図2及び図5で図示されるように、上部後方基準面442に隣接してテーパ部分444を配置することができる。同様に下部後方基準面446に隣接してテーパ部分448を配置することができる。さらに光センサ装着区域440は右上部基準面450及び右下部基準面452を有することができる。上部バイアス部材460を図示のように設けることができる。上部バイアス部材460は、上壁部材216から片持ち式に伸びる脚部462を有することができる。脚部462は後ろ向き面464で終端することができる。図示のように、後ろ向き面464に隣接してテーパ部分466を配置することができる。脚部462は、側壁部材202の開口468によって、ハウジングの右側壁部材202から切り離された関係で保持される。このため、脚部462は上壁部材216にだけ接続する。
【0043】
上述した上部バイアス部材460と同様の方法で、下部バイアス部材480を設けることができる。特に下部バイアス部材480は、底壁部材224から片持ち式にのびる脚部482を有することができる。脚部482は後ろ向き面484で終端することができる。図示のように後ろ向き面484に隣接してテーパ部分486を配置することができる。脚部482は、側壁部材202の開口488によって、ハウジングの右側壁部材202から切り離された関係で保持される。したがって、脚部482は底壁部材224にだけ接続する。
【0044】
図5に最もよく示されるように、脚部462、482は、フランジ部材250の上部面252から、延長部分234、236の左向き面235、237と同じ図4の距離「m」にそれぞれおよぶことができる。図2の公称距離「i」は、図示のように、上部後方基準面442と後ろ向き面464との間、及び下部後方基準面446と後ろ向き面484との間におよぶことができる。以下で詳細に述べる方法で光センサ装着区域440内に光センサ・パッケージ500を固定するために、距離「i」は光センサ・パッケージ500の図12の厚さ「r」よりわずかに小さくなるよう選ぶことができる。例えば約4.4mmの厚さ「r」を有する光センサ・パッケージを、光センサ装着区域440に設置する場合、距離「i」は約4.2mmでよい。
【0045】
図3及び図9は、媒体搬送デバイスの左側壁46を示す。図3及び図9を参照すると、図示のように左側壁46の内面80に窪み82を形成することができる。窪み82は、窪んだ面84、上側壁86、前側壁88、及び底側壁90を有することができ、底側壁90は窪んだ面84を左側壁内面80に接続する。図9を参照すると、面80から距離「n」に窪んだ面84を配置することができる。距離「n」は、例えば約4.7mmでよい。図3を参照すると、窪み82は約54mmの長さ「x」、及び面86と90との間におよぶ約48mmの高さ「y」を有することができる。
【0046】
(図3で見て)凹状へこみ100を窪んだ面84に形成することができる。へこみ100は、一般的な円筒形の一部の形状を有することができる。へこみ100に概ね長方形の開口102を形成することができ、これは左側壁部材46を完全に貫通することができる。1対の壁部材110、112は、図示のようにへこみ100から後方に向かって伸びることができる。1対の概ね円筒状の延長部120、124は、窪んだ面84から上方に伸びることができる。延長部120、124は、それぞれ通し穴122、126を有することができる。通し穴122、126は、左側壁部材46を完全に貫通することができる。1対の穴130、132は図示のように窪んだ面84に配置することができ、これは左側壁部材46を完全に貫通することができる。
【0047】
図示のように、窪み82の後部にさらに窪んだ面134を設けることができる。さらに窪んだ面134は左側壁46の内面80から図9の距離「o」に位置することができる。距離「o」は、例えば約11mmでよい。図示のように、窪み82の後縁のさらに窪んだ面134に、切欠き160を形成することができる。切欠きは、左側壁46を完全に貫通することができる。横壁部分162を介してさらに窪んだ面134を窪んだ面84に接続することができる。窪んだ面84とさらに窪んだ面134の両方に対して横壁部分162を実質的に垂直にすることができる。図示のように横壁部分162に図3の1対の凹部164、166を形成することができる。
【0048】
1対のクラッシュ・バンプ140、144は、図示のようにさらに窪んだ面134から伸びることができる。1対のピン150、152は、窪み82の上側に隣接する位置で、左側壁部材46の内面80から外側に伸びることができる。図示のように、窪み82の前方にあり窪み82に隣接する位置の左側壁46に、1対の通し穴154、156を設けることができる。通し穴154、156は側壁部材46を完全に貫通することができる。
【0049】
図10及び図11は、光センサ組立体500を示す。光センサ組立体500は光センサ・パッケージ510を備え、これは従来の光センサ・パッケージでよい。光センサ・パッケージ510は、例えば日本のNEC Corporationから市販されModel No.PD3734として販売されている種類でよい。光センサ・パッケージ510は本体部分512を有することができる。本体部分512は、図10の前面514、図11の後面520、底面518及び上面522を有する。再び図10を参照すると、前面514は概ね長方形の透明な窓区域516を有することができ、これにより光が本体部分512に入り、本体部分に収容された少なくとも1列の光センサの素子に入射することができる。個々の電気的コネクタ532、534、536などの複数の電気的コネクタ530は、従来の方法で光センサ・パッケージ本体部分512から伸びることができる。本体部分512は、約44mmの長さ「p」及び約4.4mmの図12の厚さ「r」を有することができる。
【0050】
光センサ組立体500は、さらに、基板540を備えることができる。フレキシブル電気リボン・コネクタ542を基板540に取り付けることができ、端子コネクタ544で終端することができる。基板540及び端子コネクタ544を有するコネクタ542は、例えば一体ユニットとして形成することができる。基板540は、従来の硬質PC基板でよい。しかし、基板540はフレキシブル基板であることがより好ましい。光センサ・パッケージの電気コネクタ530は、例えばはんだ付けなどの従来技術による電気的な接続機構を介して基板540に電気的に接続することができる。基板540は、本体部分の長さ「p」より短くなるよう選択される長さ「q」を有することができる。長さ「q」は、例えば約29mmでよい。
【0051】
基板540及びコネクタ542を一体ユニットとして形成することは、基板540とコネクタ542の間の接続を省略するという点で有利である。これにより問題を生じる1つの潜在的余地が取り除かれる。このような問題の例としてはコネクタ542と基板540の間の接続不良により生じる問題などがある。
【0052】
図10及び図11に関して理解できるように、基板540の長さ「q」を光センサ・パッケージ本体部分512の長さ「p」より短くなるよう選択すると、光センサ・パッケージ本体部分512の端部分524、526が基板540からはみ出し、このために光センサ・パッケージ本体部分は基板540に対して露出する。次に詳細に述べるように、露出した端部524、526によって、光センサ・パッケージ510をハウジング200に直接取り付けることができる。
【0053】
図12は、ハウジング200の光センサ装着区域440内に装着した光センサ組立体500を示す。光センサ組立体500を装着区域440内に設置するために、図5の矢印550で示す方向へ、光センサ・パッケージ510を装着区域440に押し下げることができる。前述したように、図2の距離「i」は、光センサ・パッケージ510の厚さ「r」よりわずかに小さくなるよう選ぶことができる。このため光センサ・パッケージ510と装着区域440との間に締り嵌めが存在する。パッケージ510を装着区域440に押し下げるにつれ、この締り嵌めにより、バイアス部材444、480が図12の矢印552に示す方向に屈曲する。例えば図2のハウジングのテーパ部分444、448及びバイアス部材のテーパ部分466、486は、パッケージ510の装着区域440への挿入、及び上述したようなバイアス部材460、480の屈曲を容易にする。
【0054】
理解されるように、図12に示すように光センサ・パッケージ510を装着区域440に完全に挿入すると、屈曲したバイアス部材460、480は、パッケージ510に矢印552の反対方向にばね力を与える。光センサ組立体500の後面520は、端部526の区域でハウジング200の上部後方基準面442と接触する。同様の方法で、光センサ組立体500の後面520は、端部524の区域でハウジング200の下部後方基準面446と接触する。光センサ組立体500の前面514は端部526の区域でバイアス部材上部面464と接触する。同様の方法で、光センサ・パッケージ510の前面520は、端部524の区域でハウジング200のバイアス部材下部面484と接触する。したがって、光センサの後面520は、上部及び下部バイアス部材460、480によって与えられたばね力により、ハウジングの上部及び下部基準面442、446と接触した状態で、確実かつ強制的に保持される。
【0055】
図12を参照すると、光センサ・パッケージ510の図10の底面518は、端部524の区域で、ハウジング光センサ装着区域440の図2の右上部基準面450と接触する。同様の方法で、光センサ・パッケージ510の底面18は、端部526の区域で、ハウジング光センサ装着区域440の右下部基準面452と接触する。以下でさらに詳細に述べる方法で、側壁46の図3の窪み82内にハウジング200を設置すると、窪み82のクラッシュ・バンプ140、144は光センサ・パッケージ510と強制的に接触する。この接触は、光センサ・パッケージ510とハウジングの下部基準面450、452との密な接触を確保して維持する。
【0056】
理解できるように、上述したような方法でハウジング200内に、光センサ・パッケージ510を設置する場合、光センサ・パッケージ510とハウジングの後方基準面442、446との間の接触は、光センサ・パッケージ510がハウジング200に対して図12の矢印554で示す方向に移動するのを防止する。同様の方法で、光センサ・パッケージ510とハウジングの右基準面450、452との間の接触は、光センサ・パッケージ510がハウジング200に対して図4の矢印556で示す方向に移動するのを防止する。最後に、光センサ・パッケージ510とハウジングの後方基準面442、446との間の接触、及び光センサ・パッケージ510とハウジングの右基準面450、452との接触は共に、光センサ・パッケージ510がハウジング200に対して図5の矢印558で示す方向に移動するのを防止する。
【0057】
さらに理解できるように、光センサ組立基板540が光センサ・パッケージ510の長さ「p」より小さい図10の長さ「q」を有するので、ハウジング200に対して光センサ・パッケージ510の露出した端部分524、526を直接的に基準とすることができる。前述したように、光センサ・パッケージをその下の回路基板上に精度良く配置することは困難である。しかし、光センサ・パッケージ510がハウジング200に対して直接的に基準とされるため、光センサ・パッケージ510と基板540の間の位置合わせは、ハウジング200に対する光センサ・パッケージ510の位置合わせにとって重要ではなくなる。したがって、光センサ・パッケージ510をハウジング200内に設置した後、これを位置合わせする必要はない。
【0058】
このようにして光センサ・パッケージ510はハウジング200内に正確に配置され、方向を合わすことができる。図12を参照すると、以下でさらに詳細に述べるように、撮像デバイス60のレンズ570も基準面274、276によってハウジング200内に配置され、方向を合わすことができる。したがって上述のように装着すると、光センサ・パッケージ510はレンズ570に対して正確に位置合わせされる。
【0059】
図13から図18はレンズ保持クリップ部材600を示す。本明細書でさらに詳細に述べるように、クリップ部材600はレンズ570をハウジング200のレンズ位置決め機構270内に保持する働きをする。図19及び図20の方向724、726にレンズ570を並進させることによって、クリップ部材600は撮像デバイス60の焦点を調整することを可能とする。焦点を調整した後、レンズ570は、レンズ570がそれ以上並進できないように固定され、撮像デバイス60の焦点が設定される。
【0060】
図13を参照すると、クリップ部材600は、上部面620及び対向して配置される下部面630を有するアーチ形本体部分610を有することができる。アーチ形本体部分610は、上部面及び下部面620、630の間にそれとほぼ垂直に広がる前面612及び後面614を有することができる。接触機構622を図示のように上部面620に形成することができる。
【0061】
例えば図16及び図17を参照すると、1対のクラッシュ・バンプ632、638は、面630から下方に伸びることができる。図18を参照すると、クラッシュ・バンプ632は、平坦な底面634を有するほぼ円錐台形に形成することができる。クラッシュ・バンプ632は、約70度のきょう角「s」を有して形成することができる。クラッシュ・バンプ632は、下部面630から約0.9mmの距離「t」におよび、基部で約1.3mmの幅「u」を有することができる。上述したようにクラッシュ・バンプ638は、クラッシュ・バンプ632とほぼ同一の方法で形成することができる。
【0062】
図16及び図17を参照すると、本体部分610は、さらに、本体部分後面614の部分と一体で形成できる後壁部材650を有することができる。後壁部材は、前面652及び対向して配置された後面658を有することができる。図示のように、後壁部材650の前面652に接触突起654を形成することができる。
【0063】
再び図13を参照すると、クリップ部材600は、図示のように本体部分610から外側に伸びる1対の翼部材660、690を有することができる。翼部材660は、上部面662及び例えば図17の対向して配置された下部面664を有することができる。側面666は、下部面664から上に向かってほぼ垂直に広がることができる。傾斜面668は、図示のように側面666と上部面662との間に広がることができる。傾斜面668は、例えば側面666に対して約45度の角度で広がることができる。図示のように、翼部材660に前部フランジ670及び後部フランジ672を形成することができる。フランジ670、672は互いから間隔をあけ、このために間に切欠き674を形成することができる。図示のように細長の開口676を翼部材660に形成し、これは翼部材の上部及び下部面662、664間に広がることができる。図示のように指部材680は翼部材660から前方に伸びることができる。例えば図15を参照すると、指部材680は下方に伸びるラッチ部材682を有することができる。ラッチ部材682はテーパ面684及び垂直面686を有することができ、垂直面686は翼部材662の下部面664にほぼ垂直でよい。
【0064】
翼部材690は、翼部材660とほぼ同一の方法で形成することができる。特に翼部材690は、上部面692及び例えば図17の対向して配置された下部面694を有することができる。側面696は、図16のように下部面694から上に向かってほぼ垂直に広がることができる。傾斜面698は、図示のように側面696と上部面692との間に広がることができる。傾斜面698は、例えば側面696に対して約45度の角度で広がることができる。図示のように、翼部材690に前部フランジ700及び後部フランジ702を形成することができる。フランジ700、702は、互いに間隔をあけ、このために間に切欠き704を形成することができる。図示のように細長の開口706を翼部材690に形成し、これは翼部材の上部及び下部面692、694間に広がることができる。指部材710は、図示のように翼部材690から前方に伸びることができる。指部材710は下方に伸びるラッチ部材712を有することができる。ラッチ部材712は、テーパ面714及び垂直面716を有することができ、垂直面716は図17の翼部材692の下部面694にほぼ垂直でよい。図16を参照すると、翼部材660、690はそれぞれ、約1.3mmの厚さ「v」を有することができる。
【0065】
前述したように、レンズを並進させて撮像デバイス60の焦点を調整する間、クリップ部材600はハウジング200のレンズ位置決め機構270内にレンズ570を保持し、これによりクリップ部材600は保持機能を果たす。クリップ部材600は、さらに固定機能も果たす。特に焦点を調整した後、それ以上レンズ570が並進しないようにクリップ部材600を固定することができ、撮像デバイス60の焦点が設定される。次にクリップ部材600の設置及び操作について詳細に述べる。
【0066】
図12を参照すると、図示のようにレンズ位置決め機構270にレンズ570を挿入することができる。特にレンズ570は面274、276に置かれ、止め部材290、310の後ろ向き面294、314に当たるよう挿入することができる。次に、図19のばね720を圧縮し、レンズ570と例えば図2のレンズ位置決め機構270の後面282との間に挿入することができる。ばね720は、壁部材330、340の前向き面332、342にも接触することができる。
【0067】
次に、ハウジング200に対して図4の方向722に、クリップ部材600を動かすことにより、クリップ部材600を、ハウジング200に挿入することができる。図19はハウジング200に挿入した後のクリップ部材600を示す。図19から理解できるように、この方法で挿入すると、ハウジングのタブ350は、クリップ部材の切欠き674内に位置し、クリップ部材の前部フランジ670がハウジングのタブ350と360の間に位置する。同様の方法で、ハウジングのタブ370は、クリップ部材の切欠き704内に位置し、クリップ部材の前部フランジ700がハウジングのタブ370と380の間に位置する。
【0068】
理解できるように、ハウジングの止め部材290、310は、ばね720がレンズ520をハウジング前壁部材208の内面210に押し付けるのを防止する。したがって、レンズ570と内面210との間に空間が維持される。図19で示すように、図17のクリップ部材の後壁部材650をハウジング200内に最初に挿入するとき、クリップ部材の後壁部材はこの空間に位置する。図17に示すクリップ指部材680、710のラッチ部材682、712は、ハウジング留め機構390、410の前方区画内に位置する。ラッチ部材682は、例えば留め機構390の前方区画404内に位置する。
【0069】
次に、クリップ600を図20に示すような保持位置に移動することができる。クリップ600をこの保持位置に移動するために、図17のクリップ指部材680、710のラッチ部材682、712が留め部材を越えてハウジング留め機構390、410の後部区画に入るまで、クリップ600をハウジング200に対して図19及び図20の方向724に動かすことができる。例えば図20に示すように、クリップ指部材680のラッチ部材682は、留め部材398上を移動し、ハウジング留め機構390の後方区画406に入る。理解できるように、クリップ・ラッチ部材の傾斜面、例えば図15の傾斜面684は、ハウジング留め部材のテーパ面、例えば図8のテーパ面402と協力して、クリップ部材がこの方法で容易に移動できるようにする。しかし、この移動が完了すると、クリップ・ラッチ部材の垂直面、例えば図15の垂直面686と、ハウジング留め部材の後ろ向き面、例えば図8の後ろ向き面400との相互作用は、クリップが方向726に戻るのを防止する働きをする。
【0070】
再び図20を参照すると、クリップの前部フランジ670、700は、ハウジング・タブ360、380の下に移動し、クリップ後部フランジ672、702はハウジング・タブ350、370の下にそれぞれ移動している。クリップ翼部材660、690の傾斜面668、698は、上述したようなハウジング・タブ350、360、370、380の下のこのフランジ670、672、700、702の移動を容易にする。クリップ部材600は、このようにしてハウジング200に対する図4の方向723の移動を制限される。さらに、図20に示す位置では、図16のクリップ接触突起654がレンズ570に接触し、ばね720がわずかに圧縮される。理解できるように、クリップが図20に示す位置に移動するとき、クリップはハウジング200の内部に十分に保持される。
【0071】
上述したように、クリップ600はハウジング200内に十分に保持されるが、ハウジング200に対して図20の方向724、726にまだ移動することができる。特にクリップ600は、クリップの前面612がハウジングの前向き面332、342に接触するまで、ばね720の圧力に反して方向724に動くことができる。クリップ600は、図20に示した位置に到達するまで、つまり図13のクリップ・ラッチ部材682、712の垂直面が図2のハウジング留め機構390、410の後ろ向き面に接触するまで、方向726に移動することができる。理解できるように、このクリップ600の移動は、これに対応するレンズ570の移動を引き起こす。したがって上述したようにクリップ600を方向724、726に移動することにより、図12の光センサ組立体500に関するレンズ570の焦点を簡単に調整することができる。
【0072】
理解できるように、レンズ570の焦点を調整する場合、レンズ570がハウジング200との位置合わせを維持することは重要であり、これによりレンズ570は光センサ組立体500との位置合わせを維持する。位置合わせを確実に維持するために、クリップ600でレンズ570に下向きの力を与え、これによりレンズ570はレンズ位置決め機構270の面274、276に密な接触をし続ける。図21を参照すると、上述したようにクリップ部材600をハウジング200内に保持するとき、クリップ部材600がレンズ570にクラッシュ・バンプ632、638だけで接触することが分かる。クラッシュ・バンプがあることによりクリップ600がわずかに反り、点730、732で、クリップ部材600の上部面662、692がそれぞれハウジング・タブ360、380の下部面と接触する。このようにクリップが反る結果、クリップ部材の翼660、690の下部面664、694とハウジングの右側壁部材202の内面204との間に約0.40mmのギャップ「w」が生じる。理解できるように、図21に示したようなクリップ600は、ピン−ピン構成(pined-pined configuration)として知られる構成である。すなわちクリップ600の端部は(図21で見て)垂直に移動できないが、回転することができる。
【0073】
上述したように、クリップ600の反りにより、クリップは矢印734の方向の復元力をレンズ570に加え、したがってレンズ570を強制的に面274、276と密に接触させる。この復元力の大きさは、例えば約1.0ポンド(lb)でよい。したがって、レンズクリップが方向724、726に並進するとき、レンズ570は面274、276と密な接触を維持し、これによりハウジング200及び光センサ組立体500の適当な位置合わせを維持する。
【0074】
方向724、726の力は、レンズクリップ600の接触突起654だけでレンズクリップ600とレンズ570の間に伝達されることに留意されたい。接触突起654を設けることは、レンズ570とクリップ600との間に実質的に線接触を生じさせ、これにより回転力(つまり図19の矢印736で示した方向の力)がクリップ600からレンズ570に伝達するのを防止する。したがって、焦点合わせの操作中にクリップ600にわずかな回転を与えても、この回転はレンズ570に伝達されない。これが有利であるのは、このようなレンズ577の回転はレンズ570を面274、276から引き離す傾向があり、ハウジング200及び光センサ組立体500に対するレンズの位置合わせ不良を生じる結果となるからである。
【0075】
レンズ570の所望の焦点を実現した後、クリップ600は所定の位置に固定され、次に詳細に述べるように、クリップ600及びレンズ570のさらなる並進が防止される。図22は所定の位置に固定した後のクリップ600を示す。特に、1対のコネクタ740、742は、クリップ600の細穴676、706を通過し、例えば図20のハウジングの通し穴420、424内で噛み合わすことができる。コネクタ740、742は、例えば614 Highway 200,South,Stanfield,North CarolinaのAvdell Cherry Textronから市販され、「Rivscrew」モデルNo.1712−3009として販売されている種類でよい。この種類のコネクタはねじ山を有するけれども、リベットの方法で、つまりトルクを与えずに挿入することができる。これは、設置中にコネクタに加わるトルクがシステムの焦点合わせ及び/または位置合わせを妨害する傾向があるので有利である。しかしながらこの種類のコネクタはねじ山を有するので、例えば焦点を再設定、又は他の方法で部品を再加工する必要が生じた場合、設置後に容易に外すことができる。上述した特定の種類のコネクタが好ましいが、他のタイプのコネクタも容易に使用できることを理解されたい。別のタイプのコネクタの一例は、標準的なリベットである。
【0076】
図22に関して理解できるように、コネクタ740、742はクリップ部材の翼660、690の下部面664、694をハウジングの右側壁部材202の面204に密に押し付ける。理解できるように、クリップ600は、図22で示すように、ここでは固定−固定構成(fixed-fixed configuration)として知られる構成である。つまりここではクリップ600の端部は(図22で見て)垂直運動できないばかりでなく、回転もできない。さらに理解できるように、コネクタ740、742によって図21のギャップ「w」がなくなる。その結果、クラッシュ・バンプ632、638を部分的に押しつぶす。特に、クラッシュ・バンプの図18の高さ「t」は、図21の距離「w」にほぼ等しい量だけ減少することができる。初期の押しつぶしていないクラッシュ・バンプ632、638の形状及びサイズは、クラッシュ・バンプを距離「w」だけ押しつぶすのに必要な力が、所望の固定する力、すなわち、方向734においてクリップ600がレンズ570に加える力と等しくなるよう選択することができる。
【0077】
理解できるように、図22に示すようにコネクタ740、742を設置した後、クリップ600がレンズ570に加える力は非常に大きくなり、クリップ及びレンズが、方向724、726にさらに移動するのを防止する。したがって、コネクタ740、742を設置することにより、レンズクリップ600を所定の位置に効果的に固定することができる。図22に示す固定状態の構成において、レンズクリップ600は方向734でレンズ570に約10.0ポンドの力を加えることができる。
【0078】
上記から理解できるように、保持ステップ(例えば図21)において加わる力、及び固定状態ステップ(例えば図22)において加わる力は、クリップ600、ハウジング200及びレンズ570の幾何学的形状によって予め設定され、例えばねじ又は他の接続部材に加わるトルクに依存しない。その結果、一貫しかつ再現可能な力が与えられ、組立中の人的不良の影響は最小になる。
【0079】
上述した構造及び操作は、例えば工具を必要としないで図20に示したようにレンズをハウジング200内に保持することができるので極めて有利である。その後焦点合わせをしてレンズを固定状態にすることができる。さらに、その後の焦点合わせ/固定状態ステップは、初期レンズ設置及び保持ステップを実行した場所とは異なる場所で実行することができる。これは、設置及びレンズ保持のステップは概して、焦点合わせ及び固定状態ステップほど熟練労働者を必要としないという点で、製造的観点から有利である。
【0080】
さらに詳細に述べるように、焦点を設定する前に、レンズ570を実際にハウジング200内に設置して保持し、ハウジング200を図1の媒体搬送デバイス40に組み付けることができる。
【0081】
前述したように、ハウジング200及び左側壁46はともに、撮像デバイス60の2部分エンクロージャを形成する。ハウジング200及び左側壁46について詳細に述べてきたので、次にハウジング200を側壁46に取り付ける方法について述べる。
【0082】
図23は、図9と同様の図であるが、図23は、レンズクリップ600を含み、媒体搬送デバイス40の左側壁46に組み付けたハウジング200を示す。例えば図10の基板540は、例示を容易にするために図23では省略されていることに留意されたい。図23を参照すると、ハウジング200は、図2のハウジング外面212、220、228が窪みの側壁88、86、90それぞれに隣接するよう、左側壁46の窪み82内に入れ子状に収まることができる。ハウジングの脚部462、482は、それぞれ窪みの凹部164、166に隣接して配置され、光センサ・パッケージ510の図10及び図11の上面522は窪みのクラッシュ・バンプ140、144に突き当たる。
【0083】
図2のハウジングの壁部材330、340は、窪みの壁部材110、112内に入れ子状に収まる。このように入れ子状に収まることによって、外部光が光センサ・パッケージ510に到達せず、さらに塵が光センサ・パッケージ510の近傍に到達するのを防止する蛇行路を提供する。図2のハウジング面241、252及び254は、ハウジング200を図23に示すように壁部材の窪み82内に設置すると、壁部材46の面80と接触する。
【0084】
ハウジング200を側壁46に固定するため、1対のコネクタ、例えばねじが、図2のハウジングの通し穴428、429を通り、図3の窪みの穴126、122それぞれの中で嵌合してもよい。さらにハウジング200を側壁46に固定するため、別の対のコネクタが図2のハウジングの穴242、246を通り、図3の窪みの穴154、156それぞれの中で嵌合してもよい。上述したようにコネクタを嵌合する前にハウジング200を側壁46に対して位置決めするため、図3及び図9の側壁46のピン150、152は、ハウジングの穴258、256それぞれの中で嵌合してもよい。
【0085】
理解できるように、ハウジング200を上述したように側壁の窪み82の中に設置すると、光は図5のハウジングの開口260を介してハウジング200に入ることができる。その後、光はレンズ570によって光センサ・パッケージ510上で焦点を合わせる。レンズ570と光センサ・パッケージ510との間で、光は図2のハウジングの壁330、340間を通過する。
【0086】
再び図23を参照すると、ハウジング200が上述のように設置されるのと共に、接触機構622が左側壁の開口102を通る。さらに、図3の側壁の穴130、132は、それぞれ図2のハウジングの穴420、422に隣接する。したがって、ハウジング200を側壁46に取り付けた後でも、接触機構622および穴420、422の両方は利用可能な状態になる。実際には、媒体搬送デバイス40の残りの部分に、壁部材46を組み付けた後でも、接触機構は利用可能である。したがって、媒体搬送デバイス40を完全に組み立てた後でも、前述したような方法でレンズ570の焦点を調整し、次に固定状態にすることができる。これは、従来の自動または手動調整デバイスを使用し、接触機構622を接触させ、レンズ570の焦点を調整することで実行することができる。その後、図22のコネクタ740、742が設置され、レンズ570を所定の位置に固定することができる。この場合も、コネクタ740、742は手作業で、または自動調整アセンブリで設置することができる。
【0087】
上述したように、ばね720を使用することは、レンズ570の焦点の設定に使用する自動または手動調整デバイスが、1方向でしか、つまり図20の方向724でしかレンズクリップ600に力を加える必要がないという点で、有利である。ばね720によって供給される復元力により、レンズ570は、レンズクリップ600と共に反対方向、つまり図20の方向726に移動する。1方向に力を供給するだけでよいので、使用する自動または手動調整デバイスは、レンズクリップ600の接触機構622を押すだけでよく、レンズクリップ600を把持する必要がない。このような自動または手動調整デバイスによる把持は、時にはレンズに回転力を与え、このため焦点合わせ中にレンズの位置合わせ不良をもたらす傾向があることが判明している。
【0088】
ばね720は、また、図20のレンズクリップ600の初期位置を、ハウジング200に対して常に同じ状態にする。特に、ばね720は、図15のレンズクリップ後壁部材650を、図2のハウジングの止め部材290、310に押し付ける。この一貫した配置は、自動調整デバイスによる調整を容易にする。というのは、自動調整デバイスは、最初にレンズクリップ接触機構622に接触するため、常にハウジング200に対して同じ位置に移動できるからである。
【0089】
ハウジング200、クリップ600、さらに側壁46は、例えばポリカーボネートなどのプラスチック材料で形成し、従来の射出成形プロセスで形成することができる。
【0090】
以上は、例示のみを目的として、媒体搬送デバイスのバーコード読取デバイスに関して述べてきたことに留意されたい。本明細書で述べた機器及び方法は、代替的に、組立ラインの固定バーコード読取デバイスまたは手持ち式バーコード・スキャナなど、任意の適用分野のバーコード読取デバイスに使用することができる。バーコード読取デバイス以外の撮像システムにも使用することができる。例には、光学走査デバイス、写真複写機及びテレファックス機などがある。
【0091】
本明細書では、本発明の例示的かつ現在好ましい実施形態について詳細に述べてきたが、本発明の概念は他にも様々に実現及び使用することができ、請求の範囲は先行技術によって制限されている範囲を除き、このような変形を含むよう解釈されるものと理解されたい。
【0092】
この発明は例として次の実施形態を含む。
【0093】
(1)撮像した対象物(32)を表す、機械読み取り可能なデータを生成する撮像装置(60)であって、
少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面(442、446)及び少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面(274、276)を有する撮像装置ハウジング(200)と、
複数の光センサ素子及び光センサハウジング(510)を含む光センサ組立体(500)であって、該光センサハウジング(510)が実質的に該複数の光センサ素子を封入し、少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(520)を含む光センサ組立体(500)と、
前記撮像装置ハウジング(200)の内部に位置する少なくとも1つの光学的構成部品(570)とを含み、
前記少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(520)が、前記少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面(442、446)と接触し、前記少なくとも1つの光学的構成部品(570)が、該少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面(274、276)と接触する撮像装置。
【0094】
(2)前記複数の光センサ素子と電気的に接触する複数の電気的接触リード線(530)であって、前記光センサハウジング(510)から外側に向かって伸びる該電気的接触リード線(530)を該光センサハウジングが有する(1)に記載の撮像装置。
【0095】
(3)前記撮像装置ハウジング(200)が、前記光センサハウジング(510)と接触する少なくとも1つのバネ機構(460、480)を有する(1)に記載の撮像装置。
【0096】
(4)前記バネ機構(460、480)が前記撮像装置ハウジング(200)と一体に形成される(3)に記載の撮像装置。
【0097】
(5)撮像した対象物(32)を表す、機械読み取り可能なデータを生成する撮像装置(60)の組立方法であって、
少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面(442、446)及び少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面(274、276)を含む撮像装置ハウジング(200)を設けるステップと、
複数の光センサ素子及び光センサハウジング(510)を含む光センサ組立体(500)であって、該光センサハウジング(510)が実質的に該複数の光センサ素子を封入し、該光センサハウジング(510)が少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(520)を含む光センサ組立体(500)を設けるステップと、
前記少なくとも1つの光学的構成部品を(570)を前記少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面(274、276)と接触させることによって、該少なくとも1つの光学的構成部品(570)を前記撮像装置ハウジング(200)に位置合わせするステップと
前記少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(520)を前記少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面(442、446)と接触させることによって、前記光センサハウジング(520)を前記撮像装置ハウジングに位置合わせするステップとを含む方法。
【0098】
(6)前記光センサハウジング(510)に力を加えることによって、前記少なくとも1つの撮像装置ハウジングの第1基準面(442、446)と接触する前記少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(442、446)を保持するステップを含む(5)に記載の方法。
【0099】
(7)前記力を加えることが前記光センサハウジング(510)に復元力を加えることを含む(6)に記載の方法。
【0100】
(8)撮像した対象物(32)を表す、機械読み取り可能なデータを生成する撮像装置(60)であって、
撮像装置ハウジング(200)と、
前記撮像装置ハウジング(200)の内部に収容された少なくとも1つの光学的構成部品(570)と、
前記撮像装置ハウジング(200)に取り付けられた光センサ組立体(500)とを撮像装置が備え、
前記光センサ組立体(500)が、組立に関連する光センサの組立の軸を有し、基板(540)、該基板(540)に取り付けられた光センサハウジング(510)、及び該光センサハウジング(510)の内部に収容された複数の光センサ素子とを有し、
前記光センサハウジング(510)が、前記光センサ組立軸に平行な方向で測定して光センサハウジングの長さ(p)を有し、
前記基板が、前記光センサ組立軸に平行な方向で測定して基板の長さ(q)を有し、
前記光センサハウジング長さ(p)が前記基板長さ(q)より大きい撮像装置。
【0101】
(9)少なくとも前記光センサハウジング(510)の一部分が少なくとも前記撮像装置ハウジング(200)の一部分と直接接触する(8)に記載の撮像装置(60)。
【0102】
(10)前記光センサハウジング(510)が前記複数の光センサ素子と電気的に接触する複数の電気的接触リード線(530)を有し、該複数の電気的接触リード線(530)が前記基板(540)に接続される(8)に記載の撮像装置(60)。
【0103】
【発明の効果】
本発明によって、光センサ・アレイと他の光学的構成部品との間の正確な位置合わせを提供する光学撮像デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】媒体搬送デバイス及び媒体マガジンを含む媒体ライブラリデバイスの斜視図である。
【図2】図1の媒体搬送デバイスの一部を形成する撮像デバイスハウジングの上面図である。
【図3】図1の媒体搬送デバイスの側壁部分の側面図である。
【図4】光センサ組立体を設置した図2の撮像デバイスハウジングの背面図である。
【図5】図2の撮像デバイスハウジングの上斜視図である。
【図6】図2の線6−6に沿って切り取った断面図である。
【図7】図2の線7−7に沿って切り取った断面図である。
【図8】図2の線8−8に沿って切り取った断面図である。
【図9】図3の線9−9に沿って切り取った断面図である。
【図10】図4の光センサ組立体の前面図である。
【図11】図4の光センサ組立体の背面図である。
【図12】レンズ及び図4の光センサ組立体の設置を示し、例示のために基板を除去した、図2の撮像デバイスハウジングの上面図である。
【図13】図2の撮像デバイスハウジングと組み合わせて使用可能なレンズクリップの上斜視図である。
【図14】図13のレンズクリップの上面図である。
【図15】右側から見た図13のレンズクリップの側面図である。
【図16】図13のレンズクリップの前面図である。
【図17】図13のレンズクリップの底面図である。
【図18】図16のレンズクリップの一部詳細図である。
【図19】レンズ、ばね部材及び図13のレンズクリップを非保持状態で挿入した、図2のハウジングの上面図である。
【図20】レンズクリップが保持状態にある、図19に示した組立体の上面図である。
【図21】図20の線21−21に沿って切り取って単純化した概略断面図である。
【図22】図21と同様であるが固定状態状態にあるレンズクリップを示す図である。
【図23】図9と同様であるが、図3の媒体デバイス側壁部分に取り付けた図13のレンズクリップとともに図2のハウジングを示す断面図である。
【符号の説明】
60 撮像システム
200 ハウジング
274、276 面
282、332、342 部分
350、360、370、380 第1位置
420、424 第2位置
476 面
570、600 レンズ
632、638 クラッシュ・バンプ
720 ばね
Claims (3)
- 少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面(442,446)、少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面(274,276)およびレンズ位置決め機構(270)の後面(282)を有する撮像装置ハウジング(200)と、
複数の光センサ素子及び光センサハウジング(510)を含む光センサ組立体(500)であって、該光センサハウジングが実質的に該複数の光センサ素子を封入し、少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(520)を含む光センサ組立体と、
前記撮像装置ハウジングの内部に位置する少なくとも1つの光学的構成部品(570)と、を含む撮像装置であって、
前記少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面が、前記少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面と接触して、前記光センサハウジングが前記撮像装置ハウジングと位置合わせされ、前記少なくとも1つの光学的構成部品が、該少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面と接触して、前記少なくとも1つの光学的構成部品が前記撮像装置ハウジングと位置合わせされ、前記少なくとも1つの光学的構成部品と前記レンズ位置決め機構の後面との間にばね(720)が挿入され、前記光センサ組立体と前記少なくとも1つの光学的構成部品との間の距離が調整できるように構成された、撮像装置。 - 前記撮像装置ハウジングが、前記光センサハウジングと接触する少なくとも1つのバイアス部材(460,480)を備える請求項1に記載の撮像装置。
- 少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面(442,446)、少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面(274,276)およびレンズ位置決め機構(270)の後面(282)を有する撮像装置ハウジング(200)と、複数の光センサ素子及び光センサハウジング(510)を含む光センサ組立体(500)であって、該光センサハウジングが実質的に該複数の光センサ素子を封入し、少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面(520)を含む光センサ組立体と、前記撮像装置ハウジングの内部に位置する少なくとも1つの光学的構成部品(570)と、を含む撮像装置の組み立て方法であって、
前記少なくとも1つの光学的構成部と前記レンズ位置決め機構の後面との間にばね(720)を挿入するステップと、
前記少なくとも1つの光学的構成部品を、前記少なくとも1つの撮像装置ハウジング第2基準面と接触させて、前記少なくとも1つの光学的構成部品を前記撮像装置ハウジングと位置合わせするステップと、
前記少なくとも1つの光センサハウジング第1基準面を、前記少なくとも1つの撮像装置ハウジング第1基準面と接触させて、前記光センサハウジングを前記撮像装置ハウジングと位置合わせするステップと、
前記ばねを使用して、前記少なくとも1つの光学的構成部品と前記光センサ組立体との間の距離を調整するステップと、を含む撮像装置の組み立て方法。
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