CN100377360C - 影像感测器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种影像感测器，包括发光光源、透镜、设有影像感测元件的基板及壳体机构件，其中所述发光光源、透镜及基板均是承载于该壳体机构件上，所述壳体机构件是以工程塑胶添加15%至20%的碳纤维形成的复合材料制成，或以工程塑胶为主要材料制成并于其表面被覆有导电层，且于该壳体机构件与基板的接地线路间设有接地导线。藉此影像感测器可有效防止静电，避免微小尘埃吸附污染感光元件，而造成感光信号的误差，并通过该导电及接地的壳体机构件提供电磁屏蔽效果，使影像感测器符合EMC安全标准。
Description
【技术领域】
本发明是有关一种影像感测器，尤指一种具有较佳抗静电及屏蔽电磁辐射效果的影像感测器。
【背景技术】
随着数字技术、半导体制造技术、光电技术及通讯技术的迅速发展，以数字相机、数字录像机、扫描仪及照相手机等为代表的光电技术整合产品已经越来越多地成为人们生活及工作中不可或缺的消费品。其中的核心器件--影像感测器技术的发展是该等光电产品发展的关键所在。常见的影像感测器主要有CCD(Charge Coupled Device，感光耦合元件)、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补性氧化金属半导体)两种类型。在具体运用上，以目前主流扫瞄器为例，其取像方式是一种称为接触式影像感测器(Contact Image Sensor，CIS)的技术，是以模块化的型态，将光源(Light Source)、柱状透镜(Rod Lens)、设有CCD或COMS的感测基板及壳体机构件组合在一起。其中，提供承载及保护作用的壳体机构件，早期曾以铝材挤型方式制作，但出于影像感测器产品成本上的竞争及降低产品整体重量的原因，目前此类壳体多以工程塑胶为原材料射出成型方式制作，如中国专利公告第CN2543207Y即揭示了一种以热塑性塑胶为原材料通过射出成型方式制作影像感测器的现有技术。
然而，为了获得更高品质的影像，需要不断提高影像感测器的分辨率，因此在短短几年内影像感测器的分辨率由几十万像素，发展到500、800万像素甚至更高。在CCD尺寸一定的情形下，增加像素则要缩小像素中的光电二极管的尺寸，而单位像素的面积减小，意味着感测区域减小，若有非常微小的尘埃附着于感光元件上也极可能会造成输出数字信号的误差，因此对影像感测器的制造环境的洁净度要求更高。为了获得更高洁净度的制造环境，一方面需要更严格控制无尘室的洁净度，另一方面，由于塑胶材质的壳体机构件在生产作业过程中常因磨擦而带有静电，不但会吸引微小尘埃进入影像感测器内部，且有可能会破坏脆弱的绿光及蓝光二极管而造成不良，因此，亦需要严格控制影像感测器壳体的静电产生。另外，因影像感测器的像素增多，光电二极管的输出电荷增加，且其工作频率越来越快，使得电磁辐射问题日渐凸出，现有塑胶材质的影像感测器壳体机构件不具有遮蔽电磁辐射的功能，也容易造成影像感测器超出电磁兼容认证(EMC)安全标准，对人体产生不良影响。
因此，确实有必要研究开发一种兼具有塑胶材质的低成本及轻便的优点，又具有防静电及遮蔽电磁辐射功效的壳体机构件，以克服现有产品所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有良好抗静电及遮蔽电磁辐射功效的影像感测器，可防止微小尘埃吸附而造成输出数字信号的误差，并可降低电磁辐射而使产品符合电磁兼容认证(EMC)安全要求。
依据本发明的目的而提出的技术方案之一：一种影像感测器包括发光光源、透镜、设置有影像感测元件的基板及壳体机构件，其中所述发光光源、透镜及基板均是承载于该壳体机构件上，所述壳体机构件是以工程塑胶添加碳纤维形成的复合材料制成。
依据本发明的目的提出的技术方案之二：一种影像感测器包括发光光源、透镜、设置有影像感测元件的基板及壳体机构件，其中所述发光光源、透镜及基板均是承载于该壳体机构件上，所述壳体机构件是以工程塑胶为主要材料制成，且该壳体机构件表面被覆有导电层。
依据本发明的目的提出的技术方案之三：一种影像感测器包括基板、设置于基板上的影像感测元件、电连接于影像感测元件与基板之间的复数条导线、承载基板的壳体机构件及设于壳体机构件上的透光层，其中，该壳体机构件是以工程塑胶添加碳纤维形成的复合材料制成。
依据本发明的目的提出的技术方案之四：一种影像感测器包括基板、设置于基板上的影像感测元件、电连接于影像感测元件与基板之间的复数条导线、承载基板的壳体机构件及设于壳体机构件上的透光层，其中，壳体机构件是以工程塑胶为主要材料制成，且该壳体机构件表面被覆有导电层。
根据上述技术方案之一、二、三或四，其中影像感测元件是CCD或COMS。
根据上述技术方案之一、二、三或四，该影像感测器设有一接地导线连接该壳体机构件与系统接地线路。
根据上述技术方案之一或三，其中壳体机构件是以工程塑胶添加15％至20％的碳纤维形成的复合材料制成。
根据上述技术方案之二或四，其中该壳体机构件表面喷涂有导电漆。
根本上述技术方案之二或四，其中该壳体机构件表面镀有金属导电层。
与现有技术相比，本发明影像感测器的壳体机构件具有导电性且呈接地状态，可以消除和防止静电，因而不会破坏绿光LED和蓝光LED，也不容易吸附微小尘埃而造成影像感测器输出信号的误差。且导电和接地状态的壳体机构件具有电磁屏蔽功能，因光电信号转换及传输而产生的电磁辐射大部分为该壳体机构件所屏蔽，从而确保影像感测器符合电磁兼容认证(EMC)安全标准。
【附图说明】
图1是本发明的影像感测器的第一实施例的构件立体分解图；
图2是根据图1所绘的电路板俯视图；
图3是本发明的影像感测测器的第二实施例的结构剖视图。
【具体实施方式】
如图1所示是一种应用于扫描仪的接触式影像感测器的构件分解图，该影像感测器包括发光二极管11、柱状透镜12、壳体机构件13及基板14，其中基板14上装设有CCD或COMS型影像感测元件141(如图2所示)。该壳体机构件13上设置有若干收容槽(未标号)，用以容纳承载该发光二极管11、柱装透镜12及基板14。工作时，由发光二极管11将光照射到扫瞄平台上待扫瞄的文件，由于文件上的图文色泽的深浅不同，所反射回来的光的强弱度、波长及品质亦不相同，藉由文件所反射回来的光，经过柱状透镜12，将反射回来的光聚集到基板14上的影像感测元件141即电荷耦合元件(CCD)或互补式金属氧化物半导体(CMOS)上，影像感测元件141能检测待扫瞄文件上不同区域反射回来的不同强弱、波长及品质的光，因此利用文件上反射回来的光，其强弱及所代表不同颜色、不同波长的光的原理，可以将影像感测元件141所得到的光波转换为电子讯号，再通过软件读取，并转换成数字像素(Pixel)资料。
本发明影像感测器的壳体机构件13，是以工程塑胶例如聚碳酸酯(PC)、苯乙烯(ABS)、聚二苯硫化物(PPS)等为基材添加15％至20％的碳纤维形成的复合材料，以射出成型方式制成。碳纤维是一种由有机纤维或低分子烃气体原料加热至1500℃所形成的纤维状碳材料，碳含量在90％以上，此材料具有低密度、高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、低电阻、高热导、低热膨胀、耐化学辐射等优良特性。在工程塑胶中添加一定比例(例如一个可选择的较佳比例范围为15％至20％)的碳纤维所得的复合材料具有导电性能，由该复合材料制作的影像感测器的壳体机构件13，在装配时通过一接地导线与装设有影像感测元件141的基板14的接地线路连接，而使该壳体机构件13所携带的静电被接入大地而消除。并且，装设于基板14上的影像感测元件141被容纳于该具导电性能且接地的壳体机构件13中，因光电信号转换及传输而产生的电磁辐射大部分为该壳体机构件所屏蔽，从而确保影像感测器符合电磁兼容认证(EMC)安全标准。
基于本发明的技术构想，容易想到，除了以工程塑胶为基材添加些微比例的碳纤维形成的复合材料制作影像感测器的壳体机构件以外，亦可以普通工程塑胶为主要材料制作该壳体机构件，然后于壳体表面喷涂导电漆，或者于其表面镀金属膜，使其表面被覆一层电导层，并通过一接地导线连接该壳体机构件与基板的接地线路，而使该壳体机构件处于接地状态。
图3所示是另一种影像感测器的结构剖视图，该影像感测器包括基板70、壳体机构件72、影像感测元件74、若干条导线88及透光层76，其中壳体机构件72是以射出成型方式直接形成于基板70周缘及底面，并形成一容置空间以容纳基板70，影像感测元件74是设置于基板70上并位于容置空间中，导线88电性连接影像感测元件74与基板70的线路。透光层76可以是一透光玻璃，借由黏着层92黏附于壳体机构件72上，而将影像感测元件74封闭于壳体机构件72中。基于本发明的技术构想，该影像感测器的壳体机构件72是以工程塑胶为基材添加些微比例(例如一个可选择的较佳比例范围为15％至20％)的碳纤维形成的复合材料制成，或者以普通工程塑胶为主要材料制成，并于其表面喷涂导电漆，或镀金属导电膜，并设有一接地导线与基板70的接地线路相连接。
通过本发明的上述技术，使影像感测器的壳体机构件具有导电性且呈接地状态，可消除和防止静电，因而不会破坏绿光LED和蓝光LED，也不容易吸附微小尘埃而造成影像感测器输出信号的误差。且导电和接地状态的壳体机构件具有电磁屏蔽功能，因光电信号转换及传输而产生的电磁辐射大部分为该壳体机构件所屏蔽，从而确保影像感测器符合电磁兼容认证(EMC)安全标准。
Claims (16)
1.一种影像感测器，包括发光光源、透镜、设置有影像感测元件的基板及壳体机构件，其中所述发光光源、透镜及基板是承载于该壳体机构件上，其特征是：所述壳体机构件是以工程塑胶为基材添加碳纤维而形成的复合材料制成。
2.一种影像感测器，包括发光光源、透镜、设置有影像感测元件的基板及壳体机构件，其中所述发光光源、透镜及基板均是承载于该壳体机构件上，其特征是：所述壳体机构件是以工程塑胶为主要材料制成，且该壳体机构件表面被覆有导电层。
3.一种影像感测器，包括基板、设置于基板上的影像感测元件、电连接于影像感测元件与基板之间的复数条导线、承载基板的壳体机构件及设于壳体机构件上的透光层，其特征是：该壳体机构件是以工程塑胶添加碳纤维形成的复合材料制成。
4.一种影像感测器，包括基板、设置于基板上的影像感测元件、电连接于影像感测元件与基板之间的复数条导线、承载基板的壳体机构件及设于壳体机构件上的透光层，其特征是：所述壳体机构件是以工程塑胶为主要材料制成，且该壳体机构件表面被覆有导电层。
5.如权利要求1或2所述的影像感测器，其特征是：发光光源为发光二极管。
6.如权利要求1、2、3或4所述的影像感测器，其特征是：影像感测元件为电荷耦合元件(CCD)或互补式金属氧化物半导体(CMOS)。
7.如权利要求1、2、3或4所述的影像感测器，其特征是：所述影像感测器设有接地导线连接所述壳体机构件及基板的接地线路。
8.如权利要求2或4所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件表面喷涂有导电漆。
9.如权利要求2或4所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件表面镀有金属导电膜。
10.如权利要求5所述的影像感测器，其特征是：影像感测元件为电荷耦合元件(CCD)或互补式金属氧化物半导体(CMOS)。
11.如权利要求6所述的影像感测器，其特征是：所述影像感测器设有接地导线连接所述壳体机构件及基板之接地线路。
12.如权利要求6所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件表面喷涂有导电漆。
13.如权利要求7所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件表面喷涂有导电漆。
14.如权利要求6所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件表面镀有金属导电膜。
15.如权利要求7所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件表面镀有金属导电膜。
16.如权利要求1或3所述的影像感测器，其特征是：所述壳体机构件是以工程塑胶添加15％至20％的碳纤维形成的复合材料制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080326 Termination date: 20170414 |