專利名稱：光導和圖像傳感器模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于例如平板掃描器的光導，并且也涉及圖像傳感器 模塊。
背景技術：
圖7繪出常規(guī)光導和包括光導的圖像傳感器模塊的一個實例(例 如，參見JP-A-H09-275469)。所示圖像傳感器模塊X包括基板91 、光 源模塊92、多個傳感器IC芯片93、光導94和殼體95。在基板91上， 傳感器IC芯片93在主掃描方向x上排列。光源模塊92包括分別用于 發(fā)出紅光、綠光和藍光的三個LED芯片92a。光導94沿主掃描方向x伸長。光導94包括光接收表面94a、反射 表面94b和光發(fā)射表面94c。從光源模塊92發(fā)射的光經由光接收表面 94a被引入光導94。反射表面94b包括多個槽，每一個槽沿與主掃描 方向x垂直的方向延伸，并且在主掃描方向x上相互間隔開。在光導 94中行進的光由反射表面94b中的槽反射到光發(fā)射表面94c。在主掃 描方向x上延伸的線光從光發(fā)射表面94c發(fā)射。線光照射將被讀出的 對象，并且傳感器IC芯片93檢測反射光。在圖像傳感器模塊X中，已經到達反射表面94b的槽的光由一般 在相同方向的槽的傾斜表面反射。然而在常規(guī)布置中，經光發(fā)射表面 94c發(fā)射的線光將在與相互間隔開的槽距相對應的光強度中具有不期 望的峰。換言之，照明中的顯著波動將在沿主掃描方向x上讀出的對 象上產生，由此使獲得的圖像的質量惡化。使線光的光強度均衡化的 方案可使槽距變窄。然而，隨著減小的槽距，當由注模過程產生光導 94時，需要在模中有極高的尺寸精度。這在制造模和光導上產生困難。發(fā)明內容本發(fā)明在上述條件下提出。因此，本發(fā)明的一個目的是提供可由
簡單方法制造的光導，還提供在光導的整個光發(fā)射表面的均衡強度的 線光。本發(fā)明的另一個目的是提供具有包括在其中的這種光導的圖像 傳感器模塊。根據本發(fā)明的第一方面，提供在預定方向上伸長的、并且--般為 柱形的光導。光導包括在光導的縱向端部分上設置的光接收表面； 沿光導的縱向方向伸長的、用于反射沿光發(fā)射方向進入光接收表面的 光的反射表面；沿縱向方向伸長的脊；和用于發(fā)射反射光(來自反射 表面)作為在縱向方向上延伸的線光的光發(fā)射表面。反射表面設置在 脊的頂端(distal end)部分。在具有上述配置的光導中，反射表面設置在簡單地沿光導的縱向 方向伸長的脊的頂端部分上。這樣的反射表面可比圖7所示的常規(guī)起 伏的反射表面容易制造。另外，本發(fā)明的反射表面不產生與常規(guī)槽距 相對應的光強度的離散峰。這樣，可獲得整個光發(fā)射表面上的光強度 的均衡化。優(yōu)選地，可通過在脊的頂端部分應用白漆產生反射表面。在另--個優(yōu)選實施方式中，可通過使脊的頂端部分細微地變粗糙來產生反射 表面。為此，用于形成光導的?？删哂信c脊的頂端部分的位置相對應 的細微變粗糙的部分?；蛘撸Ｒ?guī)所知的噴砂(blasting)可在末端進 行。優(yōu)選地，上述脊可包括如下區(qū)域，其寬度在從光接收表面沿縱向 方向向遠處延伸(proceeding away)時連續(xù)增加。 一般情況下，行經光 導的光量在從光接收表面向遠處延伸時趨于減少。本發(fā)明的前述配置 使得在從光發(fā)射表面發(fā)出的線光的整個長度上令光強度均衡化成為可 能。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，光導還包括與縱向方向垂直地突出、 并且沿與光發(fā)出方向不同的方向的肋部分，其位于光導的外表面并且 在光發(fā)射表面的各側上。本發(fā)明的第二方面提供包括根據本發(fā)明的第一方面的光導的圖像 傳感器模塊。圖像傳感器模塊還包括與光導相鄰的光源模塊；容納 光導的殼體；和多個沿光導的縱向方向排列、用于檢測由被讀出對象 反射的線光的光敏元件。 優(yōu)選地，用于圖像傳感器模塊的光導還可包括一對在光發(fā)射方向 側面的肋部分。每一個肋部分沿與縱向方向垂直并且不同于光發(fā)射方 向的方向突出。殼體由沿光導的縱向方向延伸并且布置為與光導的肋 部分相結合的槽形成。本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點將參照附圖，通過以下給出的詳細說明 變得更為明顯。


圖1是根據本發(fā)明的圖像傳感器模塊的不完整的截面視圖； 圖2是沿圖1中的線II-II釆取的截面視圖；圖3是沿圖i中的線in-in采取的截面視圖；圖4是根據本發(fā)明的光導的不完整的截面視圖； 圖5是根據本發(fā)明的光導的不完整的底部視圖； 圖6是沿圖4中的線VI-VI采取的截面視圖；并且 圖7是常規(guī)圖像傳感器模塊的不完整的截面視圖。
具體實施方式
將參照附圖在以下說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1至3顯示出根據本發(fā)明的圖像傳感器模塊，并且圖4至6繪 出用于該圖像傳感器模塊的光導。顯示出的圖像傳感器模塊A包括基 板l、光源模塊2、多個傳感器IC芯片3、光導4、透鏡陣列5、和殼 體6。如圖2中所示，圖像傳感器模塊A被配置成沿第二掃描方向y 相對于置于文件支持面板St上的文件Dc移動，以讀出印在文件Dc上 的內容。參照圖1和2，基板1由諸如氧化鋁或氮化鋁的陶器組成，并且為 圓滑矩形形狀，其較長側朝向主掃描方向x，并且其較短側朝向第二掃 描方向y。基板1附在殼體6的底部，在基板1上攜帶有多個傳感器IC 心片3。光源模塊2包括光源基板20、多個終端2K三個LED芯片22、 和殼體23。光源基板20為矩形，并且由例如陶瓷組成。或者，光源基 板20可由包括加強部件和聚酰亞胺樹脂的合成材料或玻璃環(huán)氧樹脂組 成。多個終端21用于將光源模塊2連接到基板1。每一個終端21具有 由夾子形狀形成的端部。每一個終端21經過夾子形部分附在光源基板 20上。三個LED芯片22用于分別發(fā)射紅、綠和藍光，并且連續(xù)地放 置在光源基板20上。殼體23由例如白樹脂制成，并且在其中包含三 個LED芯片22。多個傳感器IC芯片3的每一個是俯視時為圓滑矩形的半導體芯 片，包括光檢測部(未顯示)，并且與根據本發(fā)明的光敏元件的一個實 例相對應。傳感器IC芯片3在基板I上沿主掃描方向x排列，并且如 圖2中所示，位于透鏡陣列5的正下方。傳感器IC芯片3具有光電變 換功能，并且被設置為輸出根據檢測到的光量的輸出水平的圖像信號。參照圖3至6，光導4由諸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的高透 明材料組成， 一般為在整個長度上具有圓形截面的圓柱形。光導4由 例如利用模的注模方法形成，并且包括光接收表面4A、反射表面4B 和光發(fā)射表面4C。如圖1中所示，光接收表面4A用作將來自光源模 塊2的光引入光導4，并且由沿主掃描方向x的光導4的端部的小平面 組成。光接收表面4A為鏡面拋光(mirror-finished)以防止來自光源模 塊2的光的漫射，并且在此實施方式中形成緩凸起形，如圖4和5所 示。在此實施方式中，光導4大約有230 mm長和大約4mm的直徑。反射表面4B用作將通過光接收表面4A沿主掃描方向x入射到其 上的光沿方向z，(光發(fā)射方向)反射到與反射表面4B面對的光發(fā)射表 面4C。如圖4至6清楚地顯示，反射表面4B位于脊41的頂端部。脊 41為在主掃描方向x上延伸的條形并且具有一般為矩形的截面。在此 實施方式中，使脊41的頂端部為平的并且漆上白色，由此形成具有漫 反射功能的反射表面4B。涂白漆的方法包括熱印法或絲網印刷法。在此實施方式中，脊41包括其寬度(方向y，上的尺寸)改變的區(qū) 域。更詳細地，脊41包括在主掃描方向x上位于各端部附近的恒定寬 度區(qū)域4Ba、 4Bc，和位于恒定寬度區(qū)域4Ba、 4Bc之間的寬度可變區(qū) 域4Bb。在寬度可變區(qū)域4Bb中，寬度向著更加遠離光接收表面4A的 位置連續(xù)地并且均勻地增加。寬度可變區(qū)域4Bb大體上占據沿主掃描 方向x的脊41的主要部分。在此實施方式中，脊41大約0.2mm高。 恒定寬度區(qū)域4Ba大約42mm長，大約0.2mm寬；寬度可變區(qū)域4Bb 大約180 mm長，大約0.2至0.85 mm寬；另一個恒定寬度區(qū)域4Bc 大約2.2mm長，大約0.85mm寬。如圖6明顯所示，在與主掃描方向 x垂直的橫截面上，如此配置的脊41位于包括光導的弓形部作為其一 部分的圓內，所述的弓形部在脊41的各側上。此處，反射表面4B可形成微粗糙表面，代替白漆。在此情況下， 細微粗糙表面可通過使用于形成光導4的模的一部分變粗糙，或通過 成型處理后在脊41的整個頂端部上執(zhí)行噴砂處理而形成。優(yōu)選地，大 約50到200 pm直徑的金屬微粒被用作噴砂處理。如圖5和6所明示，光導4包括多個形成以從其表面凸出的肋部 42。肋部42位于這樣的位置以在方向z'的各側上組成一對，并且多個 這樣的對在主掃描方向x上以預定間隔排列。肋部42向著與主掃描方 向x和方向z'垂直的方向凸出，并且在主掃描方向x上具有預定長度。 其滿足肋部42向著與主掃描方向x垂直的方向凸出，并且肋部42不 必須沿著與方向z'垂直的方向伸出。其滿足肋部42沿著與作為光發(fā)射 方向的z'方向不同的方向伸出。光發(fā)射表面4C用作向著文件Dc發(fā)出光，并且沿著主掃描方向x 上延伸。通過光發(fā)射表面4C，發(fā)出沿著主掃描方向x上延伸的線光。透鏡陣列5用作將由文件Dc反射的光以直立的實物大小的圖像的 形式會聚到傳感器IC芯片3上。透鏡陣列5包括在主掃描方向x上延 伸的塊狀座，和多個沿主掃描方向x排列的透鏡。透鏡被如此設置使 得光軸在與主掃描方向x和第二掃描方向y兩者均垂直的方向z上延 伸。殼體6包括殼體主體61和由合成樹脂制成的間隔物62，并且一般 形成為在主掃描方向x上延伸的塊狀。殼體6在其中容納基板1、光源 模塊2、傳感器IC芯片3、光導4、和透鏡陣列5。更具體地，基板l、 光源模塊2、和透鏡陣列5附在殼體主體61的預定位置上，并且光導 4通過間隔物62附在殼體主體61上。如圖2和3所示，間隔物62包括接收光導4的凹槽部62a、用作 光導4的定位的槽62b、和防止光導4滑出的阻塞物62c。凹槽部62a 比光導4的直徑寬，并且在沿著主掃描方向x的整個長度上向上開口 。 形成槽62b以使光導4的肋部42裝配在其中，并且當在其中裝配肋部 42時，光導4采取預定的姿態(tài)使得光發(fā)射方向(方向z，)相對于垂直 方向傾斜。阻塞物62c被設置在這樣的位置使得光導4的肋部42之一 與其對接。阻塞物62c通過與肋部42的結合使光導4保持在預定的姿 態(tài)。注意到殼體6可被形成為包括殼體主體61和間隔物62的統(tǒng)一體， 而不是分開的結構?，F(xiàn)在，以下說明前述光導4和包括光導4的圖像傳感器模塊A的 工作效果。根據此實施方式，由光源模塊2發(fā)出并且被引入光導4的光由反 射表面4b反射，并且通過光發(fā)射表面4c發(fā)射。由于反射表面4b具有 均勻漫反射功能，通過光發(fā)射表面4c發(fā)射的線光在主掃描方向x上具 有通常均勻的光強度。因此，文件Dc的內容可以以圖像數據的形式被 正確讀出。在此實施方式中，由于反射表面4B被設置在脊41的頂端部上， 盡管光導4通常為圓形的橫截面形狀，都可精確地限定反射表面4B和 外圍區(qū)域間的邊界。這樣的配置對于使通過光發(fā)射表面4C發(fā)射的線光 在整體上的光強度均衡化是有利的。在此實施方式中，設置在脊41的頂端部的反射表面4B通過將頂 端部漆成白色形成。在此情況下，反射表面4B可通過簡單地將脊41 的頂端部壓向白漆或薄膜以由此轉移白色而形成。因此，上述布置允 許通過容易和簡單的處理形成光導4。光導4還包括向著與光發(fā)射方向 z'垂直的方向凸出的肋部42，其位于光導的外表面上并且位于光發(fā)射 表面的各側面上。肋部42在執(zhí)行涂白漆時用作使光導4的后沖最小化 并因此牢固地定位光導4。通過光接收表面4A引入并且穿過光導4的光量在遠離光接收表面 4A時趨于減少。然而，在本實施方式中，反射表面4B包括寬度可變 區(qū)域4Bb，其中在遠離光接收表面4A時寬度增加。這樣的配置對于使 通過光發(fā)射表面4C發(fā)射的線光在整體上的光強度均衡化是有利的。同樣，靠近光接收表面4A的反射表面4B的端部形成具有相對較 窄寬度的恒定寬度區(qū)域4Ba。采用這樣的配置是由于到達區(qū)域4Ba的 光量在光接收表面4A附近處足夠大。另一方面，距光接收表面4A較 遠的反射表面4B的另一端部形成具有比區(qū)域4Ba更大寬度的恒定寬度 區(qū)域4Bc。采用這樣的配置是考慮到在主掃描方向x上行進并且到達光 導端部的光、以及在該端部反射的返回的光。上述結構還有利于使通 過光發(fā)射表面4C發(fā)射的線光的光強度均衡化。在其中容納光導的殼體6 (和間隔物62)包括用于將光導4的肋 部42裝配在其中的槽62b、和用于與肋部42相結合的阻塞物62c。這 樣的結構允許在關于殼體6的預定方向和位置處穩(wěn)固地保持通常為圓 形橫截面的光導4。因此，附在殼體6上的光導4和光源模塊2以期望 的位置關系被固定地保持。這樣的配置對于使通過光發(fā)射表面4C發(fā)射 的線光的光強度平均化是有利的。根據本發(fā)明的光導和圖像傳感器模塊不限于上述實施方式。根據 本發(fā)明的光導和圖像傳感器模塊的各部分的結構可以以各種方式進行 更改。例如，在上述實施方式中，在其上設置有反射表面的脊包括寬 度隨遠離光接收表面而連續(xù)增加的區(qū)域?；蛘?，脊的寬度可隨著遠離 光接收表面而步進式增加。此外，作為沿光導的縱向連續(xù)延伸的脊的 替換，可沿光導的縱向以適當間隔設置多個脊。
權利要求
1. 一種伸長的并且基本為圓柱形的光導，包括在所述光導的縱向端部設置的光接收表面；沿所述光導的縱向伸長的反射表面，其用于沿光發(fā)射方向反射經過所述光接收表面進入的光；沿所述縱向伸長的脊；和光發(fā)射表面，其用于將來自所述反射表面的反射光發(fā)射成為沿所述縱向延伸的線光；其中所述反射表面設置在所述脊的頂端部上。
2. 如權利要求l所述的光導，其中所述反射表面是白色的。
3. 如權利要求1所述的光導，其中所述反射表面是細微粗糙表面。
4. 如權利要求1所述的光導，其中所述脊包括其寬度在沿所述縱 向遠離所述光接收表面時連續(xù)增加的區(qū)域。
5. 如權利要求l所述的光導，還包括在所述縱向的側面的一對肋 部，其中每一個所述肋部沿與所述縱向垂直并且與所述光發(fā)射方向不 同的方向凸出。
6. —種圖像傳感器模塊，包括 伸長的并且基本為圓柱形的光導； 與所述光導相鄰的光源模塊； 容納所述光導的殼體；和多個沿所述光導的縱向排列、用于檢測由被讀取的對象反射的線 光的光敏元件；其中所述光導包括設置在所述光導的縱向端部并且面對所述光 源模塊的光接收表面；沿所述縱向伸長、用于在光發(fā)射方向上反射經 過所述光接收表面進入的光的反射表面；沿所述縱向伸長的脊；和用 于將來自所述反射表面的反射光發(fā)射成為沿所述縱向延伸的線光的光 發(fā)射表面；所述反射表面設置在所述脊的頂端部。
7.如權利要求6所述的圖像傳感器模塊，其中所述光導還包括在 所述縱向的側面的一對肋部，每一個所述肋部沿與所述縱向垂直并且 與所述光發(fā)射方向不同的方向凸出，并且其中，所述殼體形成有沿所 述縱向伸長的并且與所述光導的肋部相接合的槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種伸長的并且基本為圓柱形的光導以及包括該光導的圖像傳感器模塊，所述光導包括設置在光導縱向端部的光接收表面；沿光導的縱向方向伸長的、用于反射沿光發(fā)射方向進入光接收表面的光的反射表面；沿光導的縱向伸長的脊；和用于發(fā)射來自反射表面的反射光作為沿光導的縱向延伸的線光的光發(fā)射表面。反射表面設置在脊的頂端部。
文檔編號G02B6/00GK101398509SQ20081016126
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權日2007年9月26日
發(fā)明者大西弘朗, 澤田秀喜 申請人:羅姆股份有限公司