图像读取设备和组装方法
【专利摘要】本发明涉及图像读取设备和组装方法。文档读取设备包括：传感器，其构造成接收来自文档的光；成像透镜，其构造成在所述传感器上形成来自文档的光的图像；第一保持部件，所述成像透镜固定至第一保持部件；和第二保持部件，所述传感器固定至所述第二保持部件，其中所述第一保持部件和第二保持部件使用粘合剂和焊料固定。
【专利说明】图像读取设备和组装方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像读取设备和用于组装该图像读取设备的方法，所述图像读取设备包括成像单元和图像传感器，所述成像单元形成来自文档的光的图像，所述图像传感器经由所述成像单元接收来自所述文档的光。
【背景技术】
[0002]传统地，存在包括如图10所示的光学单元的图像读取设备。所述光学单元使用成像单元在固态图像传感器上形成来自文档的光的图像，并且由此产生所述文档的图像数据。
[0003]通常，当组装图像读取设备时，如下地进行光学调整。
[0004]参照图10，固态图像传感器100安装在固态图像传感器基板101上。其上安装有固态图像传感器100的固态图像传感器基板101固定至基板保持部件102。成像单元103固定至光学单元框架104。在进行光学调整之后，基板保持部件102固定至固态成像单元保持部件106a和106b，所述固态成像单元保持部件固定至光学单元框架104。固态成像传感器100的相对于成像单元103的位置在进行光学调整的过程中被调整。
[0005]更具体地，基板保持部件102由调整工具(未示出)临时地保持。因而在由调整工具临时地保持的基板保持部件102与固态成像单元保持部件106a和106b之间形成大约Imm的间隙。调整工具继而用于使基板保持部件102移动，固态图像传感器100经由固态图像传感器基板101固定至基板保持部件102。固态图像传感器100沿X、Y和Θ方向的位置由此被调整以调整固态图像传感器100上的焦点。
[0006]继而在调整位置中的固定部分107a、107b、107c和107d处在基板保持部件102与固态成像单元保持部件106a和106b之间注射并固着粘合剂。结果，基板保持部件102固定至光学单元框架104。换言之，固态图像传感器100和成像单元103在焦点已调整状态下固定至光学框架单元。使用了诸如自然固化粘合剂、紫外线固化粘合剂和速干粘合剂之类的粘合剂。
[0007]近年来，粘合剂被自动地施加，并且因而提高了效率。然而，由于粘合剂是由诸如丙烯酸树脂和环氧树脂的材料制成的，因此缺乏强度。
[0008]而且，焊料可用作固定部件而代替粘合剂。焊料的固定强度是足够的。然而，焊接需要熟练工人。例如，如果烙铁在焊接的同时加压在基板保持部件102上，则仅由调整工具临时固定的基板保持部件的位置变得位移。使用焊料的固定因而效率低。
[0009]而且，当粘合剂硬化时，发生体积收缩，使得固态图像传感器100与成像单元103之间的相对距离变化。结果，在固化之前和之后发生焦点变化，并且产生图像劣化。近年来，固态图像传感器的像素数量增大使得固态图像传感器对于在聚焦方面的变化敏感。结果，不可忽视当粘合剂硬化时由所述体积变化引起的散焦量。
【发明内容】
[0010]根据本发明的一方面，文档读取设备包括:传感器，其构造成接收来自文档的光，成像透镜，其构造成在所述传感器上形成来自文档的光的图像；第一保持部件，所述成像透镜固定至第一保持部件；和第二保持部件，所述传感器固定至所述第二保持部件，其中所述第一保持部件和第二保持部件使用粘合剂和焊料固定。
[0011]本发明的其他特征将从参照附图对示例性实施例的以下说明而变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是透视图，示出基板保持部件。
[0013]图2是透视图，示出成像透镜保持部件。
[0014]图3是剖视图，示出光学单元。
[0015]图4是剖视图，示出图像读取设备。
[0016]图5是透视图，示出调整工具。
[0017]图6是曲线图,示出焦点位移量。
[0018]图7示出使用粘合剂和焊料固定的部分的变型示例。
[0019]图8不出使用粘合剂和焊料固定的部分的所述变型不例。
[0020]图9示出使用粘合剂和焊料固定的部分的所述变型示例。
[0021]图10是透视图，示出传统光学单元。
【具体实施方式】
[0022]下文将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。
[0023]图4是剖视图，示出根据本发明的第一示例性实施例的图像读取设备。图3是剖视图，示出该图像读取设备中的光学单元。图1是透视图，示出该光学单元中的基板保持部件。图2是透视图，示出所述光学单元中的成像透镜保持部件。
[0024]参照图4，图像读取设备通过使光学单元沿运动方向运动而读取位于文档定位玻璃板110上的文档。光学单元存储在读取器框架111中，并且由马达驱动的正时带113使光学单元沿引导轴112在图4中箭头所示的所述运动方向上运动。
[0025]参照图3，光学单元包括光学单元框架104、成像透镜103、平面镜109a、109b、109c和109d以及固态图像传感器100。平面镜109a、109b、109c和109d将光引导至成像透镜103，所述光由照明单元(未示出)发出并且在文档上被反射。成像透镜103由此在固态图像传感器100上形成图像。固态图像传感器100继而基于接收到的反射光而产生图像信号，即，电信号。根据该示例性实施例，互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器用作所述固态图像传感器，该固态图像传感器接收来自文档的反射光并产生图像信号。电荷耦合器件(CCD)也可用作所述固态图像传感器。
[0026]参照图1，固态图像传感器基板101固定至基板保持部件102，固态图像传感器100安装在所述固态图像传感器基板上。根据该示例性实施例，固态图像传感器基板101通过螺钉固定至基板保持部件102。另一方面，参照图2，包括透镜的成像透镜103固定至成像透镜保持部件105。而且，基板保持部件102固定至成像透镜保持部件105，并且成像透镜保持部件105固定至光学单元框架。基板保持部件102和成像透镜保持部件105通过弯曲镀锡钢板而形成。[0027]当组装吋，组装工人调整成像透镜保持部件105与基板保持部件102之间的位置关系，使得焦点被调整好。在进行所述调整之后，组装工人使用粘合剂和焊剂将基板保持部件102固定至成像透镜保持部件105。然后组装工人将固定至基板保持部件102的成像透镜保持部件105固定至光学单元框架104。
[0028]下文将说明在组装光学单元过程中进行的光学调整。
[0029]在所述光学调整中，固态图像传感器100的相对于成像透镜103的位置被调整。在成像透镜保持部件105与基板保持部件102之间的连接部分中在相关竖向和水平焦点运动方向上形成大约1_的间隙，以允许进行调整。根据该示例性实施例，使用图5所示的调整工具来相对于成像透镜保持部件105调整基板保持部件102的位置，固态图像传感器100固定至所述基板保持部件，成像透镜103附装至所述成像透镜保持部件。
[0030]參照图5，调整工具200包括底座204和工作台203，成像透镜保持部件105临时地固定至所述底座，基板保持部件102临时地固定至所述工作台。
[0031]更具体地，基板保持部件102使用左引导销201a和右引导销201b临时地固定至附装至工作台203的夹具202。根据该示例性实施例，固态图像传感器基板101固定至基板保持部件102，固态图像传感器100安装在所述固态图像传感器基板101上。
[0032]工作台203调整基板保持部件102沿X、Y和Θ方向的位置。通过使用工作台203调整基板保持部件102沿Χ、Υ和Θ方向的位置，固态图像传感器100的相对于成像透镜103的位置可以被调整以便调整好焦点。
[0033]下文将说明用于将已经进行了光学调整的基板保持部件102固定至成像透镜保持部件105的方法。
[0034]自动注射器件(未示出)将粘合剂作为固定部分107a和107b注射至在已经进行了光学调整的基板保持部件102与临时固定至调整工具200的成像透镜保持部件105之间的间隙。在粘合剂已经自然硬化并且达到实用强度之后，工人在与已经注射了粘合剂的位置不同的位置108a和108b处使用焊剂将基板保持部件102固定至成像透镜保持部件105。使用焊剂连结的位置108a和108b分别是由粘合剂连结的固定部分107a和107b附近的位置，并且在由于焊接产生的热被传递的范围内。
[0035]当焊剂冷却下来并且固化时，连结强度达到与金属焊接的连结强度相同的水平。基板保持部件102和成像透镜保持部件105因而在没有其他部件的情况下直接牢固地连结在一起。結果，可以防止由于振动或冲击引起的固定部分的破坏或位移。
[0036]当进行焊接时，基板保持部件102和成像透镜保持部件105事先由粘合剂固定至彼此。因而，即使烙铁接触基板保持部件，也不会发生位移。換言之，与仅使用焊剂固定基板保持部件102和成像透镜保持部件105的传统情况相比，提高了焊接效率。而且，由于焊接中几乎不发生位移，因此不必牢固地进行基板保持部件的临时固定。结果，可以使用能容易附装和拆卸的诸如磁性夹的夹具，从而进一步提闻效率。
[0037]而且，已经确认，通过将焊接连结位置设置在粘合剂连结位置附近，可以减小在粘合剂硬化前后在聚焦方面的变化。图6示出了在进行了光学调整之后，当使用粘合剂并且继而通过焊接将基板保持部件102和成像透镜保持部件105固定至彼此时，聚焦位置位移的量。參照图6，纵轴表示当聚焦位置在粘合之前(S卩，在进行光学调整之后)设置成零时聚焦位置的位移量(μ m)。在水平轴上标注的“粘合”是在已经通过光学调整调整了焦点位置之后使用粘合剂进行固定的时刻。“焊接”指示在粘合剂已经固化之后进行焊接的时刻。“焊接之后”指示焊剂已经固化的时刻。线条N0.1、N0.2、N0.3、N0.4、N0.5、N0.6、N0.7、N0.8和N0.9每个都表示试验结果。如图6所示，由于粘合剂的固化引起的体积收缩而已经位移了的聚焦位置可以通过进行焊接而朝向零位置方向返回。而且，根据该示例性实施例，在所有九个试验结果中，聚焦位置位移变得小于或等于±10μπι，这是其适当的范围。如上所述，可以通过将使用焊剂的固定部分布置在使用粘合剂的固定部分附近而减小由于粘合剂的硬化引起的体积收缩的影响。这种现象被认为如下发生。由焊接引起的热传递至固化了的粘合剂，并且硬化了的粘合剂膨胀。继而在硬化了的粘合剂上发生韧化效应，硬化了的粘合剂的内部变形(残余应力)被释放，从而使已经由于体积收缩的影响而位移了的聚焦位置朝向零位置方向返回。
[0038]而且，焊剂固定部分用作基板保持部件102与成像透镜保持部件105之间的地，并且因而可以保持相对于静态和电磁干扰(EMI)辐射噪声的容限。
[0039]可以使用紫外线固化粘合剂作为所述粘合剂。紫外线固化粘合剂通过用紫外光照射而在短时间内硬化，从而可以缩短工作时间。而且，可以使用速干粘合剂作为所述粘合齐U。如果有紫外光无法到达的间隙或有由于形状的影子而使得紫外光无法到达的部分，则可以通过使用速干粘合剂来代替紫外线固化粘合剂而在较短时间内固定基板保持部件102和成像透镜保持部件105。
[0040]而且，粘合剂固定部分和焊剂固定部分的位置和数量不限于图2所示的位置和数量。
[0041]例如，如图7所示，可以有四个粘合剂固定部分(107a、107b、107c和107d)和两个焊剂固定部分(108a和108b)。参照图7，焊剂固定部分布置成距离所述多个使用粘合剂连结的位置大致一样远。换言之，焊剂固定部分108a的位置与粘合剂固定部分107a和107c相距大致一样远，并且焊剂固定部分108b的位置与粘合剂固定部分107b和107d相距大致一样远。借助这种布置，由进行焊接引起的热同等地传递至各粘合剂，从而使在每个粘合剂上的韧化效应都使得由于硬化引起的收缩量一致，并且因而进一步减小聚焦方面的变化。
[0042]而且，如图8所示，工人可以从调整工具的成像透镜侧看到粘合剂固定部分107a、107b、107c和107d以及焊剂固定部分108a和108b的位置。当进行光学调整时，工人在从成像透镜侧观察的同时进行调整。如果当工人从成像透镜侧观察调整工具时，粘合剂固定部分和焊剂固定部分布置成没有相互变成盲点，则可以提高效率，并且可以避免连结失败。
[0043]而且，如图9所示，粘合剂固定部分107a、107b、107c和107d以及焊剂固定部分108a和108b的位置大致布置在椭圆形上，所述椭圆形的中心在成像透镜103中的透镜的光轴上。根据上述示例性实施例，由于当粘合剂硬化时体积收缩而引起的焦点位置的位移可以减小。然而，位移量无法减小到零。为了解决这种问题，如果粘合剂固定部分和焊剂固定部分的位置如图9所示地布置，则可以获得如下效果。根据上述示例性实施例无法减小的由于收缩而引起的位移量在相对于成像透镜的主扫描方向或副扫描方向上变得一致。换言之，可以避免诸如一侧模糊的故障。粘合剂固定部分和焊剂固定部分的位置可以不必大致布置在椭圆上，而是可以大致布置在圆上。
[0044]虽然已经参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将依据最宽的解释，从而覆盖所有这种变型以及等同结构和功能。
【权利要求】
1.ー种文档读取设备，其包括: 传感器，其构造成接收来自文档的光； 成像透镜，其构造成在所述传感器上形成来自文档的光的图像； 第一保持部件，所述成像透镜固定至第一保持部件；和 第二保持部件，所述传感器固定至所述第二保持部件， 其中所述第一保持部件和第二保持部件使用粘合剂和焊料固定。
2.根据权利要求1所述的文档读取设备，其特征在于，所述第一保持部件包括构造成保持所述成像透镜的第一部分和固定至所述第二保持部件的第二部分，并且 其中使用粘合剂固定的固定部分和使用焊剂固定的固定部分布置在所述第二部分的端部处。
3.根据权利要求2所述的文档读取设备，其特征在干，所述第二部分布置成与所述第ニ保持部件相对，并且与固定至所述第二保持部件的所述传感器相対的部分处设有开ロ。
4.根据权利要求1所述的文档读取设备，其特征在于，使用粘合剂固定的固定部分的位置与使用焊剂固定的固定部分的位置不同。
5.根据权利要求2所述的文档读取设备，还包括: 照明単元，其构造成照亮所述文档； 多个反射镜，所述反射镜构造成将在所述文档上反射的光引导至所述成像透镜；和底盘，其构造成容纳所述成像透镜、所述照明単元和所述多个反射镜，并且所述底盘布置成能在所述文档读取设备内运动， 其中所述第一保持部件的第一部分固定至所述底盘。
6.根据权利要求1所述的文档读取设备，其特征在于，所述传感器安装在传感器基板上，并且所述传感器基板固定至所述第二保持部件。
7.根据权利要求1所述的文档读取设备，其特征在于，所述粘合剂包括紫外线固化粘合剂和速干粘合剂中的ー种。
8.根据权利要求1所述的文档读取设备，其特征在于，使用粘合剂固定的多个固定部分布置在使用焊剂固定的固定部分附近，并且 使用粘合剂固定的所述多个固定部分中的每个与使用焊剂固定的固定部分之间的距离基本相等。
9.根据权利要求1所述的文档读取设备，其特征在于，使用粘合剂固定的固定部分的位置和使用焊剂固定的固定部分的位置布置在椭圆形或圆形上，所述椭圆形或圆形的中心在所述成像透镜的光轴上。
10.一种用于组装图像读取设备的方法，所述图像读取设备包括:成像透镜，其构造成形成来自文档的光的图像；固态图像传感器，其构造成经由所述成像透镜接收来自文档的光；成像透镜保持部件，所述成像透镜固定至所述成像透镜保持部件；和固态图像传感器保持部件，所述固态图像传感器固定至所述固态图像传感器保持部件，其中所述成像透镜保持部件和所述固态图像传感器保持部件使用粘合剂和焊剂固定，所述方法包括: 使用粘合剂将所述成像透镜保持部件和所述固态图像传感器保持部件固定至彼此；和在粘合剂硬化之后，使用焊剂将所述成像透镜保持部件和所述固态图像传感器保持部件固定至彼此。
【文档编号】H04N1/028GK103458149SQ201310207876
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】高桥俊雄 申请人:佳能株式会社