CN100417172C

CN100417172C - 接触式影像扫描组件的光源组装结构及其组装方法

Info

Publication number: CN100417172C
Application number: CNB2005100041604A
Authority: CN
Inventors: 苏铃达; 蔡坤霖
Original assignee: Lingguang Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Lingguang Science & Technology Co Ltd; Creative Sensor Inc
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: CN1805493A

Abstract

本发明是指一种接触式影像扫描组件(CISM)的光源组装结构及其组装方法，其结构包括：至少一二极管光源，其是由一发光二极管(LED)、一导光棒以及一外壳所组成，该发光二极管是设置于该外壳的一端，该导光棒导引该发光二极管所发出的光，该外壳具有至少一第一卡固结构；以及一壳体，具有至少一第二卡固结构，该壳体是借由该第二卡固结构分别与该第一卡固结构相卡合，而将该二极管光源固定于该壳体。

Description

接触式影像扫描组件的光源组装结构及其组装方法

技术领域

本发明是指一种接触式影像扫描组件(CISM)的光源组装结构及其组装方法，尤指应用于扫描器(Scanner)的接触式影像扫描组件。

背景技术

扫描器(Scanner)的工作原理是将光源所产生的光线照射到待扫描的稿件上，经过镜片组的反射，再聚集于电荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或是互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)之上由其接收后，利用这类型的感光元件将光的信号转变为电的信号，进而产生出模拟或数字像素(Pixel)数据。

在扫描的过程中，由于CCD可以检测影像上不同区域反射回来不同强度的光，因此利用纸张上较暗的区域反射较少的光、较亮的区域反射较多的光的原理，可以将CCD所反射的光波转换为模拟或数字数据，此电讯信号会与光的强度成正比，最后，再使用与扫描器相容的文字或影像扫描软件读入这些数据，并将其重组为电脑影像档。

由于优异的扫描器取像表现仰赖成熟的光控制技术，因此影像扫描组件的品质不但重要，更是影响扫描器运作表现的主要元件的一。

目前主流的扫描器的影像扫描组件是一种被称为接触式影像扫描组件(contact image sensor module，CISM)的技术，其是以组件化的型态，将光源、柱状透镜、感测基板及外壳等组合在一起。

请参阅图1(a)，其为习知技术中的接触式影像扫描组件的结构示意图。其中，接触式影像扫描组件10是由二极管光源11、柱状透镜(Rod Lens)12、壳体(Housing)13以及电路板14所共同结合而成；而电路板14上还具有由CCD或是CMOS所构成的一感光元件141。

请参考图1(b)，其为二极管光源11的侧视图。二极管光源11的是以发光二极管(LED)111作为点光源，再利用其与一透明导光棒112及一外壳113的相互结合，将点光源导成线光源。透明导光棒112的型态如图1(c)所示。

以图1(a)中二极管光源11与壳体13的组合方式来看，目前的技术皆是使用双面胶或是其他特殊胶材---例如硅胶(silicon)、环氧树脂胶(epoxy)或是压克力胶(acrylic)，再施以紫外光(UV)、足够的温度或是以自然固化的方式使得胶材凝固而将二极管光源11与壳体13黏合一起。

在上述的结合方式中将二极管光源11与壳体13结合时，若使用双面胶须要大量的人工来作裁切及黏贴的工作，而若是使用其他特殊胶材则需要点胶、UV烘烤设备以及等待胶材凝固的时间，此外若有重工的需要时，还必须小心地拆除以免造成二极管光源11受损报废，亦有可能须将原胶材清除干净之后再重新上胶才能使用。因此此种结合方式的成本与工时需求都很高，对于目前微利的电子产业来说无法有效地提高竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种可降低成本和节约工时的接触式影像扫描组件(CISM)的光源组装结构及其组装方法。

本发明的主要构想为利用将卡榫放入卡槽后、卡榫会与卡槽相互勾扣并结合的技术，将影像扫描组件(CISM)的线性光源与壳体组装成一体，然后再将线性光源的发光二极管的接脚(pin)与电路板以焊锡方式进行接合固定。

根据本发明的主要构想，提出一种接触式影像扫描组件的光源组装结构，包括：至少一二极管光源，其是由一发光二极管(LED)、一导光棒以及一线性光源外壳所组成，该发光二极管是设置于该线性光源外壳的一端，该导光棒是导引该发光二极管所发出的光，该线性光源外壳具有至少一第一卡固结构；以及一影像扫描组件壳体，具有至少一第二卡固结构，该影像扫描组件壳体是借由该第二卡固结构分别与该第一卡固结构相卡合，而将该二极管光源固定于该影像扫描组件壳体。

根据本发明的另一构想，提出一种接触式影像扫描组件的光源组装结构的组装方法，包括下列步骤：提供至少一二极管光源以及一影像扫描组件壳体，该二极管光源是由一发光二极管、一导光棒以及一线性光源外壳所组成，该发光二极管是设置于该线性光源外壳的一端，该导光棒是导引该发光二极管所发出的光，该线性光源外壳具有至少一第一卡固结构，该影像扫描组件壳体具有至少一第二卡固结构；以及将该第二卡固结构分别与该第一卡固结构相卡合，使得该二极管光源固定于该影像扫描组件壳体。

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以更清楚理解本发明的目的、特点和优点：

附图说明

图1(a)是习知技术中的接触式影像扫描组件的结构示意图；

图1(b)是图1(a)的二极管光源的侧视图；

图1(c)是图1(a)的透明导光棒的示意图；

图2(a)-(d)是第一种构成本发明接触式影像扫描组件的光源组装结构的元件的示意图；

图3(a)-(b)是图2的卡固结构的结合示意图：

图3(c)是图2的二极管光源与壳体的结合示意图；

图4(a)-(c)是图2的发光二极管与LED容置孔的结合示意图；

图5(a)-(d)是第二种构成本发明接触式影像扫描组件的光源组装结构的元件的示意图；

图6(a)是图5的卡固结构的结合示意图：

图6(b)是图5的二极管光源与壳体的结合示意图；以及

图7(a)-(c)是第三种卡固结构的结合示意图。

具体实施方式

请参阅图2(a)-(d)，其为第一种构成本发明接触式影像扫描组件的光源组装结构的元件的示意图。

图2(a)为构成光源组装结构的二极管光源的侧视图，在图2(a)中，二极管光源20是由发光二极管(LED)201、导光棒以及外壳202所组成(导光棒是位于外壳202的下方)，发光二极管201是位于外壳202的一端，导光棒是用以引导发光二极管201所发出的一光，而外壳202则具有至少一第一卡固结构203；图2(b)为第一卡固结构203的放大图，此处的第一卡固结构203是以卡榫的方式制作。

图2(c)为构成光源组装结构的壳体的侧视图，在图2(c)中，壳体21具有一LED容置孔211以及一透镜容置槽212，LED容置孔211是在二极管光源20与壳体21进行组合时用以容置发光二极管201，透镜容置槽212则是用以容置一柱状透镜(图中未示出)，柱状透镜是用以反射由导光棒所传来的光。此外，壳体21还具有数量与第一卡固结构203相等的复数个第二卡固结构213；图2(d)为第二卡固结构213的放大图，此处的第二卡固结构213是以卡槽的方式制作。

本发明的技术特点在于，利用第一卡固结构203分别与第二卡固结构213相卡合，而使得二极管光源20固定于壳体21上；当然，二种卡固结构的形状设计不同，则卡固的方式也会不同。以图2(b)这种第一卡固结构203的形状来说，便可以如图3(a)所示那样，先将第一卡固结构203插入第二卡固结构213，接着再如图3(b)所示那样，将第一卡固结构203的支持部2031向右滑入第二卡固结构213的缺口部2131，使得第一卡固结构203的抵顶部2032抵住第二卡固结构213的凸部2132；二极管光源20固定于壳体21的情形如图3(c)所示。

实际在制作上，若是将第一卡固结构203以卡槽的方式制作，则第二卡固结构213须以卡榫的方式制作，而卡固结构的制作则可以利用制作外壳202及壳体21的时以一体射出成型的方式一并制作完成。

在上述的制作方式中，由于第一卡固结构203是以滑动一小段距离的方式与第二卡固结构213相卡合，因此熟悉本技术的人员会认为二极管光源20会有漏光或是灰尘进入的缺点发生，针对这个问题，可于LED容置孔211中设计一凹部来解决；如图4(a)所示，于LED容置孔211中设计一凹部2111，如此发光二极管201在如图4(b)那样地置入LED容置孔211并向右滑动后，凹部2111便可以封住发光二极管201和LED容置孔211间的缝隙，达到防止漏光及灰尘进入的目的。

请参阅图5(a)-(d)，其为第二种构成本发明接触式影像扫描组件的光源组装结构的元件的示意图。

图5(a)为构成光源组装结构的二极管光源的侧视图，在图5(a)中，二极管光源50是由发光二极管501、导光棒以及外壳502所组成，发光二极管501是位于外壳502的一端，外壳502则具有至少一第一卡固结构503；图5(b)为另一种制作型态的第一卡固结构503的放大图。

图5(c)为构成光源组装结构的壳体的侧视图，在图5(c)中，壳体51具有一LED容置孔511以及一透镜容置槽512，LED容置孔511是在二极管光源50与壳体51进行组合时用以容置发光二极管501。此外，壳体51还具有数量与第一卡固结构503相等的复数个第二卡固结构513；图5(d)为另一种制作型态的第二卡固结构513的放大图。

以图5(b)这种第一卡固结构503的形状来说，便可以如图6(a)所示那样，直接将第一卡固结构503插入第二卡固结构513中以卡合；二极管光源50固定于壳体51的情形如图6(b)所示。

值的一提的是，除了上述推入及插入的两种制作方式之外，卡固结构亦可以使用熟悉本技术的人员所能轻易想到的各式各样的方法来制作，如图7(a)-(c)的第一卡固结构703及第二卡固结构713即为另一例。

此外，光源组装结构的数量亦无限定，只要组合后的接触式影像扫描组件的功能运作正常即可。

不管是上述的哪一种制作方式，除了卡固结构单方面的卡合力之外，亦可利用发光二极管所具有的至少一接脚(pin)在穿过壳体而以焊接方式连接于电路板的一接脚孔时，所产生的固着力辅助本发明原有的卡合力，以增强效果；其中，该接脚孔的形状不限于圆形、椭圆形或矩形。

综上所述，本发明是将卡榫与卡槽的设计直接置于线性光源外壳与影像扫描器的壳体上，并在开模时即应用射出成型完成，其结构为一体成型；此种设计是借由线性光源外壳的特殊卡榫，搭配影像扫组件的壳体的卡槽来组合，再利用电路板与线性光源的发光二极管的接脚的焊锡部结合，以加强线性光源与壳体组装后的稳定性，如此既不需要黏贴的胶材如双面胶、硅胶、环氧树脂胶或压克力胶等，亦不需利用其他点胶或紫外线烘烤设备，当需重工时亦易于重工，如此可大大节省胶材、设备及人工成本，其应用范围除了扫描器之外，亦适用于现今风行于市面的多功能事务机(multifunction printer，MFP)或是其他种类的影像感测设备。

Claims

1. 一种接触式影像扫描组件的光源组装结构，包括：

至少一二极管光源，其是由一发光二极管、一导光棒以及一线性光源外壳所组成，该发光二极管是设置于该线性光源外壳的一端，该导光棒是导引该发光二极管所发出的光，该线性光源外壳具有至少一第一卡固结构；以及

一影像扫描组件壳体，具有至少一第二卡固结构，该影像扫描组件壳体是借由该第二卡固结构分别与该第一卡固结构相卡合，而将该二极管光源固定于该影像扫描组件壳体。

2. 如权利要求1所述的光源组装结构，其特征在于该接触式影像扫描组件是应用于一影像感测设备。

3. 如权利要求2所述的光源组装结构，其特征在于该影像感测设备是一扫描器及一多功能事务机其中之一。

4. 如权利要求1所述的光源组装结构，其特征在于：

该光由该导光棒射出后，是经由一柱状透镜而至一电路板上的一感光元件；

该感光元件为具光电转换特性的元件；

该光源组装结构是与该柱状透镜以及该电路板构成该接触式影像扫描组件；及/或

该发光二极管还具有至少一接脚，该接脚是穿过该影像扫描组件壳体而电连接于该电路板的一接脚孔，该接脚孔的形状是圆形、椭圆形及矩形其中之一。

5. 如权利要求4所述的光源组装结构，其特征在于该具光电转换特性的元件是一电荷耦合元件及一互补式金属氧化物半导体其中之一。

6. 如权利要求1所述的光源组装结构，其特征在于该第一卡固结构是与该线性光源外壳一体成型。

7. 如权利要求1所述的光源组装结构，其特征在于该第二卡固结构是与该影像扫描组件壳体一体成型。

8. 如权利要求1所述的光源组装结构，其特征在于该第一卡固结构为一卡榫时，对应的该第二卡固结构为一卡槽。

9. 如权利要求1所述的光源组装结构，其特征在于该第一卡固结构为一卡槽时，对应的该第二卡固结构为一卡榫。

10. 一种接触式影像扫描组件的光源组装结构的组装方法，包括下列步骤：

(a)提供至少一二极管光源以及一影像扫描组件壳体，该二极管光源是由一发光二极管、一导光棒以及一线性光源外壳所组成，该发光二极管是设置于该线性光源外壳的一端，该导光棒是导引该发光二极管所发出的光，该线性光源外壳具有至少一第一卡固结构，该影像扫描组件壳体具有至少一第二卡固结构；以及

(b)将该第二卡固结构分别与该第一卡固结构相卡合，使得该二极管光源固定于该影像扫描组件壳体。

11. 如权利要求10所述的组装方法，其特征在于还包括一步骤(c)：将该光源组装结构、该柱状透镜以及该电路板组装成该接触式影像扫描组件。

12. 如权利要求10所述的组装方法，其特征在于还包括一步骤(b1)：利用该发光二极管所具有的至少一接脚穿过该影像扫描组件壳体而插入该电路板的一接脚孔并进行焊接，该接脚孔的形状是圆形、椭圆形及矩形其中之一。