JP6501719B2 - Information processing apparatus and manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理装置及びその製造方法に関し、特に、超音波発振器、超音波受信器及び増幅器を有する情報処理装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an information processing apparatus having an ultrasonic oscillator, an ultrasonic receiver and an amplifier, and a method of manufacturing the same.
原稿を搬送し、搬送した原稿の画像を読み取るスキャナ等の情報処理装置は、複数枚の原稿が重なって搬送される重送が発生したか否かを検出する機能を有している。一般に、スキャナ等の情報処理装置は、超音波を出力する超音波発振器と、受信した超音波に応じた信号を出力する超音波受信器とを備え、原稿が搬送された時に超音波受信器が出力した信号に基づいて重送を検出する。 An information processing apparatus such as a scanner which conveys an original and reads an image of the conveyed original has a function of detecting whether or not double feeding has occurred in which a plurality of originals are overlapped and conveyed. In general, an information processing apparatus such as a scanner includes an ultrasonic oscillator that outputs ultrasonic waves, and an ultrasonic wave receiver that outputs a signal according to the received ultrasonic waves, and the ultrasonic wave receiver operates when an original is conveyed. Double feed is detected based on the output signal.
一方、近年、無線機器の普及が拡がり、情報処理装置を使用する環境において、ギガヘルツ帯の周波数を有する電波が飛び交うようになっている。各情報処理装置には、そのような電波によるノイズが誘起しても誤動作しないことが求められている。特に、IEC(International Electrotechnical Commission)61000−4−3の放射無線周波電磁界イミュニティ試験では、1GHz以上且つ5GHz以下のノイズに対して誤動作しないことが求められている。 On the other hand, in recent years, the spread of wireless devices has spread, and radio waves having frequencies in the gigahertz band are made to fly in environments where information processing apparatuses are used. It is required that each information processing apparatus does not malfunction even if noise from such radio waves is induced. In particular, in the radiated radio frequency electromagnetic field immunity test of IEC (International Electrotechnical Commission) 61000-4-3, it is required not to malfunction for noise of 1 GHz or more and 5 GHz or less.
基体及びセンサ部などの各種構成要素を、アルミニウムまたはステンレス等の筐体によって囲うことにより、筐体を磁気シールドとして機能させる音響センサが開示されている(特許文献1を参照)。 There is disclosed an acoustic sensor that functions as a magnetic shield by surrounding various components such as a base and a sensor unit with a housing such as aluminum or stainless steel (see Patent Document 1).
スキャナ等の情報処理装置では、装置サイズの増大を抑制しつつ、1GHz以上且つ5GHz以下の周波数を有するノイズに対して誤動作しないことが求められている。 In an information processing apparatus such as a scanner, it is required not to malfunction with respect to noise having a frequency of 1 GHz or more and 5 GHz or less while suppressing an increase in apparatus size.
本発明の目的は、装置サイズの増大を抑制しつつ、1GHz以上且つ5GHz以下の周波数を有するノイズに対して誤動作しないことが可能な情報処理装置及び製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an information processing apparatus and a manufacturing method capable of preventing malfunctioning against noise having a frequency of 1 GHz or more and 5 GHz or less while suppressing an increase in apparatus size.
本発明の一側面に係る情報処理装置は、超音波を出力する超音波発振器と、基板上に、超音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた信号を出力する超音波受信器と、基板上に配置され、超音波受信器が出力した信号を増幅させる増幅器と、増幅器を覆うように基板上に配置され、金属により形成された直方体形状のオンボードシールドと、を有し、オンボードシールドの高さは、高さに応じて変化するオンボードシールドに覆われた増幅器を含む回路の共振周波数が5GHzになる高さより大きく、且つ、超音波受信器の高さより小さい。 An information processing apparatus according to one aspect of the present invention includes an ultrasonic oscillator that outputs an ultrasonic wave, and an ultrasonic wave receiver that is disposed on a substrate opposite to the ultrasonic wave oscillator and outputs a signal according to the received ultrasonic wave. And an amplifier disposed on the substrate for amplifying the signal output from the ultrasonic receiver, and a rectangular parallelepiped onboard shield disposed on the substrate so as to cover the amplifier and formed of metal. The height of the on-board shield is greater than the height at which the resonance frequency of the circuit including the amplifier covered with the on-board shield varies depending on the height is 5 GHz and smaller than the height of the ultrasonic receiver.
本発明の一側面に係る製造方法は、超音波を出力する超音波発振器と、受信した超音波に応じた信号を出力する超音波受信器と、超音波受信器が出力した信号を増幅させる増幅器と、を有する情報処理装置の製造方法であって、超音波発振器と対向するように、超音波受信器を基板上に配置し、増幅器を基板上に配置し、金属により形成された直方体形状のオンボードシールドの高さを、高さに応じて変化するオンボードシールドに覆われる回路の共振周波数が5GHzになる高さより大きく、且つ、超音波受信器の高さより小さくなるように設定し、増幅器を覆うように、オンボードシールドを基板上に配置する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a manufacturing method comprising: an ultrasonic oscillator for outputting an ultrasonic wave; an ultrasonic wave receiver for outputting a signal according to the received ultrasonic wave; and an amplifier for amplifying a signal output from the ultrasonic wave receiver. And an ultrasonic receiver is disposed on the substrate so as to face the ultrasonic oscillator, an amplifier is disposed on the substrate, and a rectangular parallelepiped shape formed of metal is provided. The height of the on-board shield is set so that the resonant frequency of the circuit covered by the on-board shield, which varies with the height, is greater than that at 5 GHz and smaller than the height of the ultrasonic receiver. Place the onboard shield on the board to cover the.
本発明によれば、情報処理装置は、装置サイズの増大を抑制しつつ、1GHz以上且つ5GHz以下の周波数を有するノイズに対して誤動作しないことが可能となる。 According to the present invention, the information processing apparatus can not malfunction with respect to noise having a frequency of 1 GHz or more and 5 GHz or less while suppressing an increase in apparatus size.
以下、本発明の一側面に係る原稿搬送装置について図を参照しつつ説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, a document conveyance device according to one aspect of the present invention will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments, but extends to the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図1は、イメージスキャナとして構成された、実施形態に係る原稿搬送装置100を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an
原稿搬送装置100は、情報処理装置の一例であり、下側筐体101、上側筐体102、原稿台103、排出台105及び操作ボタン106等を備える。
The
上側筐体102は、原稿搬送装置100の上面を覆う位置に配置され、原稿つまり時、原稿搬送装置100内部の清掃時等に開閉可能なようにヒンジにより下側筐体101に係合している。
The
原稿台103は、原稿を載置可能に下側筐体101に係合している。原稿台103には、原稿の搬送方向と直行する方向に移動可能なサイドガイド104a及び104bが設けられている。以下では、サイドガイド104a及び104bを総じてサイドガイド104と称する場合がある。
The document table 103 is engaged with the
排出台105は、矢印A1で示す方向に回転可能なように、ヒンジにより下側筐体101に係合しており、図1のように開いている状態では、排出された原稿を保持することが可能となる。
The
操作ボタン106は、上側筐体102の表面に配置され、押下されると、操作検出信号を生成して出力する。
The
図2は、原稿搬送装置100内部の搬送経路を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining a conveyance path inside the
原稿搬送装置100内部の搬送経路は、第1原稿検出センサ111、給送ローラ112a、112b、ブレーキローラ113a、113b、第2原稿検出センサ114、超音波発振器115a、超音波受信器115b、超音波増幅回路130、第1搬送ローラ116a、116b、第1従動ローラ117a、117b、第3原稿検出センサ118、第1撮像装置119a、第2撮像装置119b、第2搬送ローラ120a、120b及び第2従動ローラ121a、121b等を有している。
The conveyance path in the
以下では、給送ローラ112a及び112bを総じて給送ローラ112と称する場合がある。また、ブレーキローラ113a及び113bを総じてブレーキローラ113と称する場合がある。また、第1搬送ローラ116a及び116bを総じて第1搬送ローラ116と称する場合がある。また、第1従動ローラ117a及び117bを総じて第1従動ローラ117と称する場合がある。また、第2搬送ローラ120a及び120bを総じて第2搬送ローラ120と称する場合がある。また、第2従動ローラ121a及び121bを総じて第2従動ローラ121と称する場合がある。
Hereinafter, the
下側筐体101の上面は原稿の搬送路の下側ガイド107aを形成し、上側筐体102の下面は原稿の搬送路の上側ガイド107bを形成する。図2において矢印A2は原稿の搬送方向を示す。以下では、上流とは原稿の搬送方向A2の上流のことをいい、下流とは原稿の搬送方向A2の下流のことをいう。
The upper surface of the
第1原稿検出センサ111は、給送ローラ112及びブレーキローラ113の上流側に配置される接触検出センサを有し、原稿台103に原稿が載置されているか否かを検出する。第1原稿検出センサ111は、原稿台103に原稿が載置されている状態と載置されていない状態とで信号値が変化する第1原稿検出信号を生成して出力する。
The first
第2原稿検出センサ114は、給送ローラ112及びブレーキローラ113の下流側、かつ第1搬送ローラ116及び第1従動ローラ117の上流側に配置される接触検出センサを有し、その位置に原稿が存在するか否かを検出する。第2原稿検出センサ114は、その位置に原稿が存在する状態と存在しない状態とで信号値が変化する第2原稿検出信号を生成して出力する。
The second
超音波発振器115a及び超音波受信器115bは、原稿の搬送路の近傍に、搬送路を挟んで対向して配置される。超音波発振器115aは超音波を出力する。一方、超音波受信器115bは、超音波発振器115aにより発振され、原稿を通過した超音波を受信し、受信した超音波に応じた電気信号である超音波信号を生成して超音波増幅回路130に出力する。この超音波信号は、原稿の重送を検出するために用いられる。以下では、超音波発振器115a及び超音波受信器115bを総じて超音波センサ115と称する場合がある。
The
超音波増幅回路130は、超音波受信器115bが出力した超音波信号を受信し、受信した超音波信号を増幅させて出力する。超音波受信器115b及び超音波増幅回路130は、基板131上に配置される。
The
第3原稿検出センサ118は、第1搬送ローラ116及び第1従動ローラ117の下流側、かつ第1撮像装置119a及び第2撮像装置119bの上流側に配置される接触検出センサを有し、その位置に原稿が存在するか否かを検出する。第3原稿検出センサ118は、その位置に原稿が存在する状態と存在しない状態とで信号値が変化する第3原稿検出信号を生成して出力する。
The third
第1撮像装置119aは、主走査方向に直線状に配列されたCCD(Charge Coupled Device)による撮像素子を備える縮小光学系タイプの撮像センサを有する。この撮像センサは、原稿の裏面を読み取ってアナログの画像信号を生成して出力する。同様に、第2撮像装置119bは、主走査方向に直線状に配列されたCCDによる撮像素子を備える縮小光学系タイプの撮像センサを有する。この撮像センサは、原稿の表面を読み取ってアナログの画像信号を生成して出力する。なお、第1撮像装置119a及び第2撮像装置119bを一方だけ配置し、原稿の片面だけを読み取るようにしてもよい。また、CCDの代わりにCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)による撮像素子を備える等倍光学系タイプのCIS(Contact Image Sensor)を利用することもできる。以下では、第1撮像装置119a及び第2撮像装置119bを総じて撮像装置119と称する場合がある。
The
原稿台103に載置された原稿は、給送ローラ112が図2の矢印A3の方向に回転することによって、下側ガイド107aと上側ガイド107bの間を原稿搬送方向A2に向かって搬送される。ブレーキローラ113は、原稿搬送時、図2の矢印A4の方向に回転する。給送ローラ112及びブレーキローラ113の働きにより、原稿台103に複数の原稿が載置されている場合、原稿台103に載置されている原稿のうち給送ローラ112と接触している原稿のみが分離される。これにより、分離された原稿以外の原稿の搬送が制限されるように動作する(重送の防止)。給送ローラ112及びブレーキローラ113は、原稿の分離部として機能する。
The document placed on the document table 103 is conveyed between the
原稿は、下側ガイド107aと上側ガイド107bによりガイドされながら、第1搬送ローラ116と第1従動ローラ117の間に送り込まれる。原稿は、第1搬送ローラ116が図2の矢印A5の方向に回転することによって、第1撮像装置119aと第2撮像装置119bの間に送り込まれる。撮像装置119により読み取られた原稿は、第2搬送ローラ120が図2の矢印A6の方向に回転することによって排出台105上に排出される。
The document is fed between the first conveying roller 116 and the first driven roller 117 while being guided by the
図3Aは、超音波増幅回路130を示す斜視図である。また、図3Bは、超音波増幅回路130のA−A’線断面図である。
FIG. 3A is a perspective view showing the
図3A、図3Bに示すように、超音波増幅回路130は、半導体パッケージ132等の部品を有し、基板131上に配置される。なお、説明を容易にするために図示しないが、超音波増幅回路130は、抵抗、コンデンサ、コイル等の回路部品をさらに有する。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
また、基板131上には、半導体パッケージ132を覆うように、オンボードシールド134が配置される。オンボードシールド134は、アルミニウム等の金属により形成され、直方体形状を有する。なお、超音波受信器115bは、オンボードシールド134の外側に配置される。
Further, an on-
半導体パッケージ132は、増幅器を構成する半導体チップ133を含む。半導体パッケージ132は、樹脂により形成され、半導体チップ133を覆う。半導体チップ133として、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)が用いられる。なお、半導体チップ133として、DSP(digital signal processor)、LSI(large scale integration)、FPGA(Field-Programming Gate Array)等が用いられてもよい。
The
半導体チップ133の入力端子135には、半導体チップ133と超音波受信器115bとを接続するための配線パターン136が接続される。配線パターン136の分岐点137にはコンデンサがさらに接続される。コンデンサは、超音波受信器115b及び入力端子135に接続され、ノイズフィルタとして機能する。
A
以下、オンボードシールド134の高さd[m]について説明する。なお、オンボードシールド134の高さとは、オンボードシールド134の内寸、即ち基板131の上面から、オンボードシールド134の、基板131に対して水平な面の下面までの距離を意味するものとする。
The height d [m] of the
オンボードシールド134の外側において、原稿搬送装置100の周辺に存在する無線機器から発生した電波によるノイズが配線パターン136に誘起すると、そのノイズにより電流が発生し、オンボードシールド134内部に流れ込む。この電流の周波数とオンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数が一致すると、超音波増幅回路130に極めて大きい電流が発生する。発生した電流は、入力端子135を介して半導体チップ133内部に流れ、半導体チップ133のPN接合部において、検波され、復調される。例えば、ノイズが1kHzのAM(Amplitude Modulation)変調波である場合、そのノイズによる電流は半導体チップ133のPN接合部において検波され、1kHzの信号に復調される。その結果、半導体チップ133の増幅器が誤動作し、超音波信号が異常な値に増幅され、重送の検出誤りが発生する可能性がある。
When noise due to radio waves generated from a wireless device present around the
このような誤りが発生しないように、オンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数は、一般に使用される無線機器の使用帯域である1GHz以上且つ5GHz以下の範囲に含まれないことが望ましい。一方、オンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数は、オンボードシールド134の高さdに応じて変化する。そこで、オンボードシールド134の高さdは、オンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数が1GHz以上且つ5GHz以下の範囲に含まれないように定められる。
In order to prevent such an error, the resonance frequency of the
オンボードシールド134に覆われた空間内の配線パターン136において、半導体チップ133の入力端子135と、分岐点137に接続されてノイズフィルタとして機能するコンデンサとの間の範囲R1にはインダクタンスL[H]が発生する。インダクタンスLは、以下の式(1)により算出される。式(1)については「NOISE REDUCTION TECHNIQUES IN ELECTRONIC SYSTEMS」(HENRY W.OTT著)の「3.2.2.3 Ground Straps」が参照される。
一方、オンボードシールド134に覆われた空間内の半導体チップ133の上面から、オンボードシールド134の、基板131に対して水平な面の下面までの範囲R2には、静電容量C[F]が発生する。静電容量Cは、以下の式(2)により算出される。
静電容量C1は、以下の式(3)により算出される。式(3)については「NOISE REDUCTION TECHNIQUES IN ELECTRONIC SYSTEMS」(HENRY W.OTT著)の「15.1 式(15-4)」が参照される。
静電容量C2は、以下の式(4)により算出される。式(4)については「NOISE REDUCTION TECHNIQUES IN ELECTRONIC SYSTEMS」(HENRY W.OTT著)の「15.1 式(15-4)」が参照される。
オンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数f0[Hz]は、インダクタンスL及び静電容量Cを用いて、以下の式(5)により算出される。式(5)については「NOISE REDUCTION TECHNIQUES IN ELECTRONIC SYSTEMS」(HENRY W.OTT著)の「4.3.1 式(4-26)」が参照される。
このように、共振周波数f0は、オンボードシールド134の高さdに応じて変化する。オンボードシールド134の高さdは、式(1)〜(5)を変形して、以下の式(6)により算出される。
式(6)に示されるように、オンボードシールド134の高さdを大きくするほど、オンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数は大きくなり、高さdを小さくするほど共振周波数f0は小さくなる。上記したように、オンボードシールド134に覆われた超音波増幅回路130の共振周波数は1GHz以上且つ5GHz以下の範囲に含まれないことが望ましい。オンボードシールド134の高さdを、共振周波数f0が1GHzになる高さより小さくしようとすると、オンボードシールド134が半導体パッケージ132より低くなる。そこで、オンボードシールド134の高さdは、超音波増幅回路130の共振周波数f0が5GHzになる高さより大きくなるように定められる。オンボードシールド134の高さdは、以下の式(7)を満たすように定められる。
例えば、各パラメータが以下の通りである場合、オンボードシールド134の高さdは、1.2mmより大きくなるように定められる。
・配線パターンの厚さT=30μm、幅W=0.8mm、長さM=5.0mm
・半導体チップ133の面積S=22mm2、高さd1=0.6mm
・半導体パッケージ132の高さd2=0.9mm、樹脂の誘電率ε1=1.2
For example, when each parameter is as follows, the height d of the
・ Thickness T of the wiring pattern = 30 μm, width W = 0.8 mm, length M = 5.0 mm
・ Area S of the
The height d 2 of the
一方、オンボードシールド134の高さdを大きくし過ぎると、原稿搬送装置100の装置サイズが増大してしまう。そこで、オンボードシールド134の高さdは、超音波受信器の高さ(例えば20mm)より小さくなるように定められる。
On the other hand, if the height d of the on-
以下、オンボードシールド134の、基板131に対して水平な面の各辺a、bの長さについて説明する。なお、オンボードシールド134の、基板131に対して水平な面の各辺の長さとは、オンボードシールド134の内寸、即ちオンボードシールド134の、基板131と直交し且つ相互に対向する面の間の距離を意味するものとする。
Hereinafter, the lengths of the sides a and b of the surface of the
金属壁で囲まれた空間では、特定の周波数において共振が発生する。以下では、金属壁で囲まれた空間を空洞と称し、空洞で発信する共振を空洞共振と称し、空洞共振が発生する周波数を空洞共振周波数と称する場合がある。オンボードシールド134で囲まれた空間において空洞共振が発生すると、オンボードシールド134内に電磁界(ノイズ)が発生する。その結果、半導体チップ133の増幅器が誤動作し、超音波信号が異常な値に増幅され、重送の検出誤りが発生する可能性がある。
In a space surrounded by a metal wall, resonance occurs at a specific frequency. Hereinafter, the space surrounded by the metal wall may be referred to as a cavity, the resonance emitted from the cavity may be referred to as a cavity resonance, and the frequency at which the cavity resonance occurs may be referred to as a cavity resonance frequency. When cavity resonance occurs in the space surrounded by the
したがって、超音波増幅回路130の共振周波数と同様に、オンボードシールド134で囲まれた空間において空洞共振が発生する空洞共振周波数は、一般に使用される無線機器の使用帯域である1GHz以上且つ5GHz以下の範囲に含まれないことが望ましい。一方、空洞共振周波数は、オンボードシールド134の各辺a、b、dに応じて変化する。そこで、オンボードシールド134の各辺a、b、dは、空洞共振周波数が1GHz以上且つ5GHz以下の範囲に含まれないように定められる。
Therefore, like the resonance frequency of the
オンボードシールド134で囲まれた空間において空洞共振が発生する空洞共振周波数F[MHz]は、次の式(8)で表される。式(8)については「NOISE REDUCTION TECHNIQUES IN ELECTRONIC SYSTEMS」(HENRY W.OTT著)の「6.17 CAVITY RESONANCE」が参照される。
式(8)に示されるように、オンボードシールド134の各辺a、b、dを小さくするほど、オンボードシールド134における空洞共振周波数Fは大きくなり、各辺a、b、dを大きくするほど空洞共振周波数Fは小さくなる。上記したように、オンボードシールド134における空洞共振周波数Fは1GHz以上且つ5GHz以下の範囲に含まれないことが望ましい。
As shown in equation (8), as the sides a, b and d of the
オンボードシールド134の安定性を考慮するとオンボードシールド134の各辺a、b、dの内、最小となるのは高さdであるため、空洞共振周波数Fは、(s、t、u)が(1、1、0)であるときに最小となる。一方、(s、t、u)は0以上の整数の組合せであるため、空洞共振周波数Fの最大値を規定することはできない。そこで、オンボードシールド134の、基板131に対して水平な面の各辺a、bは、オンボードシールド134による空洞共振周波数Fが5GHzになる長さより小さくなるように定められる。各辺a、bは、以下の式(9)を満たすように定められる。
図4は、様々なサイズのオンボードシールド134を用いた原稿搬送装置100に対して、5GHzの周波数を有する電波(ノイズ)を印加しながら原稿を搬送させた場合に、重送が正しく検出されたか否かを実験した実験結果を示す表である。
FIG. 4 shows that double feeding is correctly detected when a document is transported while applying radio waves (noise) having a frequency of 5 GHz to the
図4の実験で用いられた原稿搬送装置100のパラメータは、以下の通りである。
・配線パターンの厚さT=30μm、幅W=0.8mm、長さM=5.0mm
・半導体チップ133の面積S=22mm2、高さd1=0.6mm
・半導体パッケージ132の高さd2=0.9mm、樹脂の誘電率ε1=1.2
The parameters of the
・ Thickness T of the wiring pattern = 30 μm, width W = 0.8 mm, length M = 5.0 mm
・ Area S of the
The height d 2 of the
図4の番号1〜4に示されるように、オンボードシールド134の高さdが1.2[mm]である場合、共振周波数が5.0[GHz]となり、原稿搬送装置100に印加された5GHzのノイズによる共振が発生し、重送の誤検出が発生した。
When the height d of the
また、図4の番号4、8、12、16に示されるように、オンボードシールド134の辺aが40.5[mm]であり、bが44.5[mm]である場合、空洞共振周波数が5.0[GHz]となる。この場合、原稿搬送装置100に印加された5GHzのノイズによる空洞共振が発生し、重送の誤検出が発生した。
Also, as shown by the
一方、番号5〜7、9〜11、13〜15に示されるように、高さdが1.3[mm]以上であり、辺aが38.0[mm]であり、辺bが42.0[mm]である場合、共振周波数及び空洞共振周波数が5.0[GHz]より大きくなる。この場合、原稿搬送装置100に印加された5GHzのノイズによる共振及び空洞共振は発生せず、重送の誤検出は発生しなかった。これらの実験結果により、オンボードシールド134の高さdは1.2[mm]より大きくし、辺aは40.5[mm]より小さくし、辺bは44.5[mm]より小さくすることが望ましいことがわかった。
On the other hand, as shown by the numbers 5-7, 9-11 and 13-15, the height d is 1.3 mm or more, the side a is 38.0 mm, and the side b is 42. In the case of 0 [mm], the resonant frequency and the cavity resonant frequency become larger than 5.0 [GHz]. In this case, resonance and cavity resonance due to the 5 GHz noise applied to the
図5は、原稿搬送装置100の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the
原稿搬送装置100は、前述した構成に加えて、第1画像A/D変換器140a、第2画像A/D変換器140b、増幅器141、ピークホールド回路142、駆動装置146、インタフェース装置147、記憶装置150及びCPU(Central Processing Unit)160等をさらに有する。
In addition to the configuration described above, the
第1画像A/D変換器140aは、第1撮像装置119aから出力されたアナログの画像信号をアナログデジタル変換してデジタルの画像データを生成し、CPU160に出力する。同様に、第2画像A/D変換器140bは、第2撮像装置119bから出力されたアナログの画像信号をアナログデジタル変換してデジタルの画像データを生成し、CPU160に出力する。以下、これらのデジタルの画像データを読取画像と称する。
The first image A /
増幅器141は、超音波増幅回路130に含まれる半導体チップ133により構成され、超音波受信器115bから受信した超音波信号を増幅してピークホールド回路142に出力する。増幅器141は、前段増幅部143、フィルタ144及び後段増幅部145等を含んでいる。
The amplifier 141 is constituted by the
前段増幅部143は、超音波センサ115が出力した超音波信号を増幅させてフィルタ144に出力する。前段増幅部143による増幅率は、CPU160により変更可能であり、CPU160から設定される。
The
フィルタ144は、前段増幅部143が出力した信号に対して、予め定められた周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタを適用し、後段増幅部145に出力する。バンドパスフィルタが通過させる通過周波数帯域は、CPU160により変更可能であり、CPU160から設定される。
The
後段増幅部145は、フィルタ144が出力した信号を増幅させてピークホールド回路142に出力する。後段増幅部145による増幅率は、CPU160により変更可能であり、CPU160から設定される。
The
ピークホールド回路142は、後段増幅部145から出力された信号についてピークホールドを取った第2超音波信号を生成し、CPU160に出力する。ピークホールド回路142は、後段増幅部145から出力された信号の極大値を一定のホールド期間だけホールドすることにより第2超音波信号を生成する。
The
なお、本実施形態では、超音波受信器115b、増幅器141及びピークホールド回路142の内、増幅器141のみがオンボードシールド134により覆われる。
In the present embodiment, of the
駆動装置146は、1つ又は複数のモータを含み、CPU160からの制御信号によって、給送ローラ112、ブレーキローラ113、第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ120を回転させて原稿の搬送動作を行う。
The
インタフェース装置147は、例えばUSB等のシリアルバスに準じるインタフェース回路を有し、不図示のコンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等)と電気的に接続して読取画像及び各種の情報を送受信する。また、インタフェース装置147の代わりに、無線信号を送受信するアンテナと、所定の通信プロトコルに従って、無線通信回線を通じて信号の送受信を行うための無線通信インタフェース装置とを有する通信部が用いられてもよい。所定の通信プロトコルは、例えば無線LAN(Local Area Network)である。
The
記憶装置150は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のメモリ装置、ハードディスク等の固定ディスク装置、又はフレキシブルディスク、光ディスク等の可搬用の記憶装置等を有する。また、記憶装置150には、原稿搬送装置100の各種処理に用いられるコンピュータプログラム、データベース、テーブル等が格納される。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶装置150にインストールされてもよい。可搬型記録媒体は、例えばCD−ROM(compact disk read only memory)、DVD−ROM(digital versatile disk read only memory)等である。さらに、記憶装置150には、読取画像が格納される。
The
CPU160は、予め記憶装置150に記憶されているプログラムに基づいて動作する。なお、CPU160に代えて、DSP、LSI、ASIC、FPGA等が用いられてもよい。
The
CPU160は、操作ボタン106、第1原稿検出センサ111、第2原稿検出センサ114、第3原稿検出センサ118、第1撮像装置119a、第2撮像装置119b、第1画像A/D変換器140a、第2画像A/D変換器140b、増幅器141、ピークホールド回路142、駆動装置146、インタフェース装置147及び記憶装置150等と接続され、これらの各部を制御する。
The
CPU160は、駆動装置146の駆動制御、撮像装置119の原稿読取制御等を行い、撮像装置119から原稿を読み取った画像を取得し、インタフェース装置147を介して不図示のコンピュータに送信する。また、CPU160は、ピークホールド回路142から第2超音波信号を受信し、受信した第2超音波信号を用いて原稿の重送を検出する。CPU160は、原稿搬送時に受信した第2超音波信号が閾値以上である場合、重送が発生していないと判定し、第2超音波信号が閾値未満である場合、重送が発生したと判定する。
The
図6は、原稿搬送装置100の製造工程について説明するためのフローチャートである。以下、図6に示したフローチャートを参照しつつ、原稿搬送装置100の製造工程について説明する。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the manufacturing process of the
最初に、超音波発振器115aと対向するように、超音波受信器115bが基板131上に配置される(ステップS101)。次に、増幅器141を構成する半導体チップ133を含む超音波増幅回路130が基板131上に配置される(ステップS102)。次に、オンボードシールド134の高さが、超音波増幅回路130の共振周波数が5GHzになる高さより大きく、且つ、超音波受信器115bの高さより小さくなるように設定される。次に、オンボードシールド134の、基板131に対して水平な面の各辺が、超音波増幅回路130における空洞共振周波数が5GHzになる長さより小さくなるように設定される(ステップS103)。次に、オンボードシールド134が、増幅器141を覆うように基板131上に配置される(ステップS104)。
First, the
以上詳述したように、原稿搬送装置100は、装置サイズの増大を抑制しつつ、1GHz以上且つ5GHz以下の周波数を有するノイズに対して誤動作しないことが可能となった。
As described above in detail, the
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、情報処理装置は、イメージスキャナでなく、ファクシミリ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、プリンタ複合機(MFP、Multifunction Peripheral)等の原稿搬送装置でもよい。また、情報処理装置は、超音波発振器、超音波受信器及び増幅器を有する装置であれば、原稿搬送装置以外の装置でもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the information processing apparatus may be not an image scanner but an original conveying apparatus such as a facsimile, an inkjet printer, a laser printer, or a multifunction peripheral (MFP). The information processing apparatus may be an apparatus other than the document transport apparatus as long as the apparatus has an ultrasonic oscillator, an ultrasonic receiver, and an amplifier.
100 原稿搬送装置
115a 超音波発振器
115b 超音波受信器
130 超音波増幅回路
131 基板
132 半導体パッケージ
133 半導体チップ
134 オンボードシールド
141 増幅器
143 前段増幅部
144 フィルタ
145 後段増幅部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
基板上に、前記超音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた信号を出力する超音波受信器と、
前記基板上に配置され、前記超音波受信器が出力した信号を増幅させる増幅器と、
前記増幅器を覆うように前記基板上に配置され、金属により形成された直方体形状のオンボードシールドと、を有し、
前記オンボードシールドの高さは、前記高さに応じて変化する前記オンボードシールドに覆われた前記増幅器を含む回路の共振周波数が5GHzになる高さより大きく、且つ、前記超音波受信器の高さより小さい、
ことを特徴とする情報処理装置。 An ultrasonic generator that outputs ultrasonic waves;
An ultrasonic receiver disposed on the substrate so as to face the ultrasonic oscillator and outputting a signal according to the received ultrasonic wave;
An amplifier disposed on the substrate for amplifying a signal output from the ultrasonic receiver;
A rectangular parallelepiped on-board shield formed of metal and disposed on the substrate so as to cover the amplifier;
The height of the on-board shield is greater than the height at which the resonance frequency of the circuit including the amplifier covered by the on-board shield changes according to the height is 5 GHz, and the height of the ultrasonic receiver Less than
An information processing apparatus characterized by
前記超音波受信器が出力した信号を増幅させる第1増幅部と、
前記第1増幅部が出力した信号の内の特定の周波数帯域の信号を通過させるフィルタと、
前記フィルタが出力した信号を増幅させる第2増幅部と、を含む、請求項1または2に記載の情報処理装置。 The amplifier is
A first amplification unit configured to amplify a signal output from the ultrasonic wave receiver;
A filter for passing a signal of a specific frequency band among the signals output from the first amplification unit;
The information processing apparatus according to claim 1, further comprising: a second amplification unit configured to amplify a signal output from the filter.
T、W及びMは、前記増幅器を構成する半導体チップの入力端子と前記入力端子に接続されるコンデンサの間の配線パターンの厚さ、幅及び長さであり、
S及びd1は、前記半導体チップの面積及び高さであり、
d2は、前記半導体チップを覆う半導体パッケージの高さであり、
ε1は、前記半導体パッケージ内の樹脂の誘電率であり、
ε0は、真空の誘電率である、
請求項1〜3の何れか一項に記載の情報処理装置。 The height d of the on-board shield satisfies the following formula:
T, W and M are the thickness, width and length of the wiring pattern between the input terminal of the semiconductor chip constituting the amplifier and the capacitor connected to the input terminal,
S and d 1 are the area and height of the semiconductor chip,
d 2 is the height of the semiconductor package covering the semiconductor chip;
ε 1 is the dielectric constant of the resin in the semiconductor package,
ε 0 is the dielectric constant of vacuum,
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
請求項5に記載の情報処理装置。 Each side a, b of the plane horizontal to the substrate of the on-board shield satisfies the following equation:
The information processing apparatus according to claim 5.
前記超音波発振器と対向するように、前記超音波受信器を基板上に配置し、
前記増幅器を前記基板上に配置し、
金属により形成された直方体形状のオンボードシールドの高さを、前記高さに応じて変化する前記オンボードシールドに覆われる回路の共振周波数が5GHzになる高さより大きく、且つ、前記超音波受信器の高さより小さくなるように設定し、
前記増幅器を覆うように、前記オンボードシールドを前記基板上に配置する、
ことを特徴とする製造方法。 Method of manufacturing information processing apparatus having an ultrasonic oscillator for outputting ultrasonic waves, an ultrasonic wave receiver for outputting a signal according to received ultrasonic waves, and an amplifier for amplifying a signal output from the ultrasonic wave receiver And
Placing the ultrasound receiver on a substrate to face the ultrasound generator;
Placing the amplifier on the substrate;
The height of the rectangular parallelepiped onboard shield formed of metal is greater than the height at which the resonance frequency of the circuit covered by the onboard shield changes according to the height is 5 GHz, and the ultrasonic receiver Set to be smaller than the height of the
Placing the on-board shield on the substrate so as to cover the amplifier;
A manufacturing method characterized by
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