JP6429854B2 - 検出装置及び光学検出モジュール - Google Patents

Description

本発明は検出装置及び検出モジュールに関するものであり、特に光学的識別技術に用いられる検出装置及び光学検出モジュールに関するものである。

科学技術の進歩に伴い、現有する書物の閲読は図や音声と結合させて、書物の閲読に対して興味を抱かせる。例えば、音声ファイルを保存したＣＤやＭＰ３再生装置等である。しかしながら、このような方式では、使用者が書物を閲読する時に、関連する音声ファイルを探す必要があり、閲読する上でかえって不便になっていた。従って、光学読み取りペン（ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅａｄｉｎｇ ｐｅｎ）が作られ、それは光学的識別（ｏｐｔｉｃａｌ ｉｄｅｎｔｉｆｙ）技術を利用しており、光学読み取りペンが書物上の文字または画像を指す時、その光学的識別コードを読み取って、音声装置を介して音声を生成し、閲読学習効果を向上することができる。

一般的には、光学読み取りペンは光源及び光学センサを備え、光源は光を書物の頁面上に供給して、頁面上の光学的識別コードを光学センサに検出させる。多くの光学読み取りペンには、芯や対応するペン軸のような、追加の機能性部材がさらに設けられており、光学読み取りペンは読み取りに用いられるだけではなく、読み取りペンの移動軌跡または位置を記録したり追跡して、書くことやタッチすることができる。しかしながら、現在の光学読み取りペンの設計では、芯や対応するペン軸と既存の光源及び光学センサは同じベースに取り付けられ、該ベースの金型製造の難度を高くしており、ベースの任意の部分で設計の変更が有る時に、ベース全体について新たな金型を製造する必要が有り、再加工を不便にさせている。また、光学読み取りペンのこれらの部品は上述したものを全て同じベースに取り付けることから、光学読み取りペンが芯によって書く機能を提供する必要が無い時、芯や対応するペン軸を取り外しても、ベース上の前記ペン軸・芯を取り付けるのに用いられる開口は空間を占拠しており、光学読み取りペンの体積を対応して削減することができない。

本発明の目的は、検出装置の光学検出モジュールのベースは製造及び再加工しやすく、且つ、光学検出モジュールと追加の機能性部材を共に使用する自由度を向上させる検出装置を提供することである。

本発明の目的は、光学検出モジュールのベースは製造及び再加工しやすく、且つ、光学検出モジュールと追加の機能性部材を共に使用する自由度を向上させる光学検出モジュールを提供することである。

本発明に係る検出装置は、光学検出モジュールと、付加機能モジュールと、を備える。光学検出モジュールは、第一ベースと、光源と、光学センサと、を備える。第一ベースは第一開口と第二開口を有し、光源は第一開口に配置され、光学センサは第二開口に配置され、第一ベースの外側に第一固定構造を有する。付加機能モジュールは、第二ベースと、機能性部材と、を備える。第二ベースは、第三開口と第二固定構造を有し、機能性部材は、第三開口に配置され、第一ベースと第二ベースが第一固定構造と第二固定構造によって互いに固接される。

本発明の実施形態において、前記機能性部材は、第三開口に貫設される芯である。

本発明の実施形態において、前記第一固定構造は、少なくとも一つのスロットを有し、第二固定構造は、少なくとも一つのブロックを備え、スロットはブロックに係合する。

本発明の実施形態において、前記第二ベースは第一ベースの外側を覆う。

本発明の実施形態において、前記機能性部材の一つのセクションは第三開口外に位置し、第二ベースは前記セクションを覆う。

本発明の実施形態において、前記第一固定構造は二つのストッパーを備え、機能性部材は二つのストッパーの間に制限される。

本発明の実施形態において、前記光源は光線を物体に供給するのに適し、光学センサは光線によって物体上の識別コードを検出する。

本発明の実施形態において、前記光源は光放射方向に沿って光線を物体の表面に供給するのに適し、光放射方向は前記物体の表面に平行である。

本発明に係る光学検出モジュールは、第一ベースと、光源と、光学センサと、を備える。第一ベースは、第一開口と第二開口を有し、第一ベースの外側に第一固定構造を有し、第一ベースと第二ベースは、第一固定構造によって互いに固設されるのに適し、機能性部材は、第二ベースに配置される。光源は、第一開口に配置される。光学センサは、第二開口に配置される。

本発明実施形態において、前記第一固定構造は、第二ベースと係合する少なくとも一つのスロットを有する。

本発明の実施形態において、前記第二ベースは第一ベースの外側を覆う。

本発明の実施形態において、前記第一固定構造は二つのストッパーを備え、機能性部材は二つのストッパーの間に制限される。

本発明の実施形態において、前記光源は光線を物体に供給するのに適し、光学センサは光線によって物体上の識別コードを検出するのに適する。

本発明の実施形態において、前記光源は光放射方向に沿って光線を物体の表面に供給するのに適し、光放射方向は物体の表面に平行である。

本発明に係る光学検出モジュールは、第一ベースと、光源と、光学センサと、を備える。第一ベースは、第一開口と第二開口を有し、第一ベースの外側に第一固定構造を有し、第一ベースとケースは第一固定構造によって互いに固設されるのに適し、ケースは、第一ベースを収容するのに適する。光源は、第一開口に配置される。光学センサは、第二開口に配置される。

本発明の実施形態において、前記第一固定構造は、ケースと係合する少なくとも一つのスロットを有する。

本発明の実施形態において、前記ケースは第一ベースの外側を覆う。

本発明の実施形態において、前記光源は光線を物体に供給するのに適し、光学センサは光線によって物体上の識別コードを検出するのに適する。

本発明の実施形態において、前記光源は光放射方向に沿って光線を物体の表面に供給するのに適し、光放射方向は物体の表面に平行である。

上述に基づき、本発明の検出装置において、光源及び光学センサは第一ベースに取り付けられ、機能性部材は第二ベースに取り付けられ、且つ、第一ベースと第二ベースが第一固定構造及び第二固定構造によって互いに固接または取り外すことができる。これによって、機能性部材と既存の光源及び光学センサはそれぞれ異なるベースに取り付けられ、各ベースの構造をシンプルにして金型製造の難度を低減させ、第一ベースまたは第二ベースの設計に変更がある時、第一ベースまたは第二ベースに対して新たな金型を製造する必要があるだけで、ベース全体の再加工を必要としないことから、再加工しやすくなる。また、検出装置は追加の機能性部材によって対応する効果を提供する必要が無い時、第二ベース及びその上に取り付けられた機能性部材を第一ベースから直接取り外して、検出装置の体積を有効的に低減して、光学検出モジュールと追加の機能性部材を共に使用する自由度を向上させることができる。

本発明の上述した特徴と利点を更に明確化するために、以下、幾つかの実施例を挙げて図面と共に詳細な内容を説明する。

本発明の実施形態における検出装置の斜視図である。 図１の検出装置の正面図である。 図１の検出装置による光学的識別の実行を図示する。 図１の検出装置の分解図である。 本発明の別の実施形態における検出装置による光学的識別の実行を図示する。

図１は、本発明の実施形態における検出装置の斜視図である。図２は、図１の検出装置の正面図である。図１及び図２を参照すると、本実施形態における検出装置１００は、光学検出モジュール１１０を備え、光学検出モジュール１１０は、第一ベース１１２と、光源１１４と、光学センサ１１６と、を備える。第一ベース１１２は第一開口１１２ａと第二開口１１２ｂを有し、光源１１４は、例えば発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）光源であり、第一開口１１２ａ内に配置され、光学センサ１１６は第二開口１１２ｂ内に配置される。

図３は、図１の検出装置による光学的識別の実行を図示する。本実施形態において、検出装置１００は、例えば光学読み取りペンであり、光源１１４は図３に示すように光線Ｌを供給するのに用いられ、光線Ｌは第一開口１１２ａの軸方向に沿って第一ベース１１２外に伝送して物体５０の表面５２に達し（例えば、使用者が読み取る書物の頁面）、表面５２を反射した光線Ｌ’は光学センサ１１６に伝送して画像を形成し、光学センサ１１６に前記光線によって物体５０の表面５２上の識別コードを検出させ、且つ検出装置１００はその他の関連装置（例えば、スピーカー）によって識別コードの画像を処理、判断した後に生じる応答を送信する。その他の実施形態において、検出装置１００はその他の種類の光学識別装置であってもよく、本発明はこれに対して限定しない。

本実施形態における検出装置１００は、付加機能モジュール１２０をさらに備え、付加機能モジュール１２０は、例えば書く機能を提供するのに用いられ、詳細を以下に示す。付加機能モジュール１２０は図１及び図２に示すように、第二ベース１２２及び機能性部材１２４を備え、第二ベース１２２は第三開口１２２ａ（図２に表記）を備え、機能性部材１２４は、例えば芯であって、第三開口１２２ａに貫設される取り付けて、使用者は書くことができる。本実施形態において、付加機能モジュール１２０は、例えば管状体１２６（例えば、ペン軸）によって機能性部材１２４の一部のセクションを収容して、管状体１２６は、例えば第二ベース１２２に一体成型的に接続される。

図４は、図１の検出装置の分解図である。図１、図２、図４を参照すると、本実施形態において、光学検出モジュール１１０の第一ベース１１２と付加機能モジュール１２０の第二ベース１２２は一体成型の構造ではなく、互いに組み立て及び取り外し可能に設計される。具体的には、第一ベース１１２の外側１１２ｃは第一固定構造１１２ｄを有し、第二ベース１２２は第二固定構造１２２ｂを対応して有する。第一ベース１１２と第二ベース１２２は、第一固定構造１１２ｄと第二固定構造１２２ｂによって互いに固接される。

上述の配置方式によって、機能性部材１２４と既存の光源１１４及び光学センサ１１６は、それぞれ異なるベース（第一ベース１１２及び第二ベース１２２）に取り付けられ、各ベースの構造をシンプルにして金型製造の難度を低減させ、第一ベース１１２または第二ベース１２２の設計に変更がある時、第一ベース１１２または第二ベース１２２に対して新たな金型を製造する必要があるだけで、全体のベース再加工を必要としないことから、再加工しやすくなる。また、検出装置１００は追加の機能性部材１２４によって対応する効果を提供する必要が無い時、第二ベース１２２及びその上に取り付けられた機能性部材１２４を第一ベース１１２から直接取り外して、検出装置１００の体積を有効的に低減して、光学検出モジュール１１０と追加の機能性部材１２４を共に使用する自由度を向上させることができる。

以下に、本実施形態における第一固定構造１１２ｄ及び第二固定構造１２２ｂの具体的な構造について説明する。図４を参照すると、本実施形態における第一固定構造１１２ｄは二つのストッパーＲを備え、この二つのストッパーＲと第一ベース１１２の外側１１２ｃとの間に二つのスロットＳを形成する。これに対応して、第二固定構造１２２ｂは二つのブロックＰを備え、この二つのブロックＰは組立方向Ｄに沿って二つのスロットＳにそれぞれ嵌合するのに適しており、第一固定構造１１２ｄ及び第二固定構造１２２ｂを各スロットＳと対応するブロックＰによって図１及び図２に示すように互いに係合させ、且つ、機能性部材１２４が二つのストッパーＲの間に制限される。さらに、本実施形態における第二ベース１２２はカバー部１２２ｃをさらに備え、カバー部１２２ｃは第一ベース１１２の外側１１２ｃを覆い、且つ、機能性部材１２４の第三開口１２２ａ外に位置するセクション１２４ａ(図４に表記)は第二ベース１２２のカバー部１２２ｃによって覆われて制限され、全体の構造をさらに完全且つ安定させる。その他の実施形態において、第一固定構造１１２ｄ及び第二固定構造１２２ｂは、さらにフック・ラッチ等のその他の適切な構造によって互いに固設してもよく、本発明はこれに対して限定しない。

上述の実施形態において、さらにケース（不図示）によって光学検出モジュール１１０及び付加機能モジュール１２０を収容して、検出装置１００に好適な外観及び握り感を持たせてもよいが、本発明はこれに対して限定しない。さらに、検出装置１００は第二ベース１２２及び機能性部材１２４を配置しなくてもよく、第一ベース１１２の第一固定構造１１２ｄは、前記ケース内の対応する構造と互いに固設させるのに用いられて、第一ベース１１２を前記ケース内に収容させて、且つ前記ケースは第一ベース１１２の外側１１２ｃを覆ってもよく、そのうち例えば第一固定構造１１２ｄのスロットＳによって前記ケースと係合するが、本発明は、第一ベース１１２と前記ケースの結合方式を限定しない。

図３を参照すると、本実施形態において、光源１１４は、例えば発光体ダイオード素子であって、光放射方向Ａに沿って光線Ｌを供給するのに適する。光源１１４の光放射方向Ａは物体５０の表面５２に平行ではなく、光線Ｌを物体５０の表面５２へ直接伝送する。しかしながら、本発明は光源の光放射方向に対して限定せず、図を例にして以下に説明する。

図５は、本発明の別の実施形態における検出装置による光学的識別の実行を図示する。本発明の検出装置２００における光学検出モジュール２１０、第一ベース２１２、第一開口２１２ａ、第二開口２１２ｂ、光学センサ２１６、付加機能モジュール２２０、第二ベース（示されていない）、機能性部材２２４、管状体２２６の配置及び作用は、図１から図４における光学検出モジュール１１０、第一ベース１１２、第一開口１１２ａ、第二開口１１２ｂ、光学センサ１１６、付加機能モジュール１２０、第二ベース１２２、機能性部材１２４、管状体１２６の配置及び作用と類似しており、ここでは繰り返し説明しない。検出装置２００と検出装置１００の異なる箇所は、光源２１４の光放射方向Ａ’は物体５０の表面５２に平行であって、光源２１４を側面放射させる。

上述のように、光源２１４を側面放射するように設計して、光線Ｌの物体５０の表面５２に照射する光強度を適切に低減してもよい。これによって、物体５０は液晶表示パネルである場合、液晶表示パネルの表面５２の下の構造は、光線Ｌの照射に起因して光学センサ２１６に予期せずに検出されるに至らず、光学センサ２１６が正確に表面５２上の識別コードに対して検出することを保証する。説明が必要なこととして、物体５０は液晶表示パネルである場合、その表面５２上に例えば前記識別コードを有する透明フィルムを貼り付けて、検出装置２００の光学的識別を実行し、且つ機能性部材２２４は、例えば書く機能を備えない、光学検出モジュール２１０と表面５２の間で支持される構造でしかない。また、前記透明フィルムの反射率が高い状況では、上述したように、光源２１４を側面放射するように設計して、光線Ｌの物体５０の表面５２に照射する光強度を適切に低減して、前記透明フィルムによって反射された光線Ｌ’が強すぎることで光学センサ２１６の正常動作に影響することを回避してもよい。

本実施形態において、第一ベース２１２の第一開口２１２ａにおける構造は、図５に示すように、物体５０の表面５２に延伸し、第一開口２１２ａ内の光源２１４を物体５０の表面５２に近接させ、第一ベース２１２は第一開口２１２ａに放射口２１２ｄを有し、光源２１４が放射する光線Ｌを放射口２１２ｄによって表面５２にスムーズに伝送させることができる。その他の実施形態において、第一ベース２１２は第一開口２１２ａにおける構造は、その他の適切な形状及びサイズに設計してもよく、本発明はこれに対して限定しない。

以上より、本発明の検出装置において、光源及び光学センサは第一ベースに取り付けられ、機能性部材は第二ベースに取り付けられ、且つ、第一ベースと第二ベースが第一固定構造及び第二固定構造によって互いに固接または取り外すことができる。これによって、機能性部材と既存の光源及び光学センサはそれぞれ異なるベースに取り付けられ、各ベースの構造をシンプルにして金型製造の難度を低減させ、第一ベースまたは第二ベースの設計に変更がある時、第一ベースまたは第二ベースに対して新たな金型を製造する必要があるだけで、全体のベース再加工を必要としないことから、再加工しやすくなる。また、検出装置は追加の機能性部材によって対応する効果を提供する必要が無い時、第二ベース及びその上に取り付けられた機能性部材を第一ベースから直接取り外して、検出装置の体積を有効的に低減して、光学検出モジュールと追加の機能性部材を共に使用する自由度を向上させることができる。さらに、第二ベース及び機能性部材を取り付けない状況では、第一ベースの第一固定構造は検出装置のケースと互いに固設するのに用いられるように変更して、第一ベースの第一固定構造の汎用性を向上させることができる。また、光源は、側面放射するように設計して光学検出モジュールの放射強度を適切に低減して、光源の放射強度が大きすぎることで光学センサの正常動作に影響することを回避してもよい。

本発明は以上の実施例のように示したが、これに限られるものではなく、当業者が本発明の精神の範囲から逸脱しない範囲において、変更又は修正することが可能であるが故に、本発明の保護範囲は均等の範囲にまで及ぶものとする。

本発明は光学的識別に用いられる検出装置及び光学検出モジュールを提供する。

５０：物体
５２：表面
１００、２００：検出装置
１１０、２１０：光学検出モジュール
１１２、２１２：第一ベース
１１２ａ、２１２ａ：第一開口
１１２ｂ、２１２ｂ：第二開口
１１２ｃ：外側
１１２ｄ：第一固定構造
１１４、２１４：光源
１１６、２１６：光学センサ
１２０、２２０：付加機能モジュール
１２２：第二ベース
１２２ａ：第三開口
１２２ｂ：第二固定構造
１２２ｃ：カバー部
１２４、２２４：機能性部材
１２４ａ：セクション
１２６、２２６：管状体
２１２ｄ：放射口
Ａ、Ａ’：光放射方向
Ｄ：組立方向
Ｌ、Ｌ’：光線
Ｐ：ブロック
Ｒ：ストッパー
Ｓ：スロット

Claims (19)

1. 第一開口と第二開口を有する第一ベースと、前記第一開口に配置される光源と、前記第二開口に配置される光学センサと、を備え、前記第一ベースの外側に第一固定構造を有する光学検出モジュールと、
   第三開口と第二固定構造を有する第二ベースと、前記第三開口に配置される機能性部材と、を備え、前記第一ベースと前記第二ベースは前記第一固定構造と前記第二固定構造によって互いに取り外し可能に組み立てられる付加機能モジュールと、
   を備えることを特徴とする検出装置。
2. 前記機能性部材は、前記第三開口に貫設される芯であることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
3. 前記第一固定構造は、少なくとも一つのスロットを有し、前記第二固定構造は、少なくとも一つのブロックを備え、前記スロットは前記ブロックに係合することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
4. 前記第二ベースは前記第一ベースの前記外側を覆うことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
5. 前記機能性部材のセクションは前記第三開口外に位置し、前記第二ベースは前記セクションを覆うことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
6. 前記第一固定構造は二つのストッパーを備え、前記機能性部材は前記二つのストッパーの間に制限されることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
7. 前記光源は光線を物体に供給するのに適し、前記光学センサは前記光線によって前記物体上の識別コードを検出するのに適することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
8. 前記光源は光放射方向に沿って光線を物体の表面に供給するのに適し、前記光放射方向は前記物体の前記表面に平行であることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
9. 第一開口と第二開口を有し、外側に第一固定構造を有する第一ベースと、
   前記第一開口に配置される光源と、
   前記第二開口に配置される光学センサと、
   を備え、
   前記第一ベースと第二ベースは前記第一固定構造によって互いに取り外し可能に組み立てられるのに適し、機能性部材は前記第二ベースに配置されるのに適することを特徴とする光学検出モジュール。
10. 前記第一固定構造は、前記第二ベースと係合する少なくとも一つのスロットを有することを特徴とする請求項９に記載の光学検出モジュール。
11. 前記第二ベースは前記第一ベースの前記外側を覆うことを特徴とする請求項９に記載の光学検出モジュール。
12. 前記第一固定構造は二つのストッパーを備え、前記機能性部材は前記二つのストッパーの間に制限されることを特徴とする請求項９に記載の光学検出モジュール。
13. 前記光源は光線を物体に供給するのに適し、前記光学センサは前記光線によって前記物体上の識別コードを検出するのに適することを特徴とする請求項９に記載の光学検出モジュール。
14. 前記光源は光放射方向に沿って光線を物体の表面に供給するのに適し、前記光放射方向は前記物体の前記表面に平行であることを特徴とする請求項９に記載の光学検出モジュール。
15. 第一開口と第二開口を有し、外側に第一固定構造を有する第一ベースと、
    前記第一開口に配置される光源と、
    前記第二開口に配置される光学センサと、
    を備え、
    前記第一ベースとケースは前記第一固定構造によって互いに取り外し可能に組み立てられるのに適し、前記ケースは前記第一ベースを収容するのに適することを特徴とする光学検出モジュール。
16. 前記第一固定構造は、前記ケースと係合する少なくとも一つのスロットを有することを特徴とする請求項１５に記載の光学検出モジュール。
17. 前記ケースは前記第一ベースの前記外側を覆うことを特徴とする請求項１５に記載の光学検出モジュール。
18. 前記光源は光線を物体に供給するのに適し、前記光学センサは前記光線によって前記物体上の識別コードを検出するのに適することを特徴とする請求項１５に記載の光学検出モジュール。
19. 前記光源は光放射方向に沿って光線を物体の表面に供給するのに適し、前記光放射方向は前記物体の前記表面に平行であることを特徴とする請求項１５に記載の光学検出モジュール。