CN1937693A - 图像感测单元及其组装方法,以及扫描仪和多功能打印机 - Google Patents

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Abstract

提供一种图像感测单元，及包括其的扫描仪，及包括该扫描仪的多功能打印机，和一种制造图像感测单元的方法。图像感测单元包括壳体，反射镜组件，和图像传感器。反射镜组件包括一个或多个反射镜，其可调节地安装在壳体内以改变入射光束的路径，和反射镜固定于其中的固持架。图像传感器具有在壳体内可被调节的位置以接收路径已被改变的光束并产生图像信号。组装方法包括步骤：通过在固持架内固定一个或更多反射镜来组装反射镜组件，在调节反射镜组件的位置之后固定反射镜组件在壳体内，和在调节图像传感器的位置之后固定图像传感器在壳体内以接收其路径被反射镜组件改变的光束。

Description

图像感测单元及其组装方法，以及扫描仪和多功能打印机
本申请要求享有2005年7月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2005-0062877的优先权，其全部公开内容通过引用结合在此
技术领域
本发明涉及一种读取记录在要被读取的介质上的图像的图像感测单元，一种具有该图像感测单元的扫描仪，一种多功能打印机，和一种组装该图像感测单元的方法。
背景技术
通常，扫描仪从要被读取的介质读取图像并将其转换为可在记录介质或显示装置上再现的数字图像信号。这种扫描仪包括具有可产生图像信号的图像传感器的图像感测单元。图1是传统图像感测单元的剖面图。
如图1所示的图像感测单元包括在包括打印机和扫描仪的多功能打印机中。参考图1，图像感测单元10包括由盖12和基架11结合组成的壳体，将光束发射到要被读取的介质D上的光源14，反射镜16、17、18和19，透镜20，和配置于安装在壳体内的电路板24上的图像传感器23。
从光源14射出的光束穿过透明窗30并从介质D反射穿过形成于盖12上的细长孔13进入壳体。光束通过反射镜16、17、18和19反射，且光束穿过透镜20以在图像传感器23上形成图像。图像传感器23产生基于光束的图像信号。
在传统的图像感测单元10中，反射镜16、17、18和19，透镜20，和图像传感器23必须放置在精确的位置上以便光束正确地对准。同样，对于组装工艺，也要求高的精确度。由于这些要求，有时生产了具有不精确对准的图像感测单元。当在测试中发现这种图像感测单元时，整个图像感测单元必须被放置，由此增加了成本。
另外，即使在制造的时候校正了图像感测单元10的组件的对准，但热可以改变光路并引起偏斜或弯曲。为了防止该问题，整个基架必须由耐热材料制成，同时这也增加了制造成本。
因此，需要一种改进的图像感测单元，其以节省成本和可靠的方式中保持光束的对准。
发明内容
本发明的一方面是处理至少上述的问题和/或缺点，以及至少提供下面描述的优点。因此，本发明的一方面是提供包括安装在壳体内的独立的反射镜组件的图像感测单元，包括该图像感测单元的扫描仪，和包括该扫描仪的多功能打印机。
本发明的另一方面是提供一种组装图像感测单元的方法。
根据本发明的一方面，图像感测单元包括壳体；反射镜组件，和图像传感器。反射镜组件包括一个或多个反射镜，这些反射镜可调节地安装在壳体的内部以改变入射光束的路径，和在其中固定反射镜的固持架。图像传感器具有这样的位置，其在壳体内可被调节以接收路径已改变的光束并产生图像信号。
图像感测单元还可以包括支承单元，其支承反射镜组件并调节反射镜组件的倾角。
固持架还可以包括安装在固持架内的轴以形成反射镜组件的旋转轴，并且支承单元可以包括安装在壳体内的支承部件并包括在其中安装了轴的凹陷单元；和与支承部件连结的弹性部件以将轴弹性地压入凹陷单元内。
支承部件和壳体可以通过紧固件连接在一起，并且支承部件可以具有细长孔，紧固件穿过其以通过调节支承部件相对于壳体的位置来调节反射镜组件的位置。
弹性部件和支承部件可以通过紧固件连接在一起，并且弹性部件可以具有细长孔，紧固件穿过其以通过调节弹性部件相对于支承部件的位置来调节反射镜组件的位置。
固持架可以具有槽或台阶表面，在其上固定反射镜的一端部。
图像感测单元还可以包括透镜，其固定在壳体内并校正来自反射镜组件反射的入射光的路径以在图像传感器上形成图像。
固持架可以是由耐热材料制成。
根据本发明的另一方面，扫描仪包括透明窗，在其上放有可读取的介质，和图像感测单元，其在透明窗下面以基本直线方向移动并读取要被读取的介质来产生图像信号。
根据本发明的另一方面，多功能打印机包括用于在记录介质上打印图像的打印机，和包括透明窗的扫描仪，在透明窗中放置要被读取的介质；和图像感测单元，其在透明窗下面以基本直线方向移动并读取要被读取的介质来产生图像信号。
根据本发明的另一方面，一种组装图像感测单元的方法包括步骤：通过在固持架中固定一个或多个反射镜来组装反射镜组件，在调节反射镜组件的位置之后将反射镜组件固定在壳体之内，以及在调节图像传感器的位置之后将图像传感器固定在壳体之内以接收被反射镜组件改变了路径的光束。
固定反射镜组件的步骤可以包括使用支承单元支承反射镜组件以调节反射镜倾角的步骤和将支承单元安装在壳体内部。
固持架可以包括形成反射镜组件的旋转轴的轴，且支承单元可以包括具有凹陷单元的支承部件和与支承部件连接的弹性部件。支承反射镜组件的步骤可以包括将固持架的轴置于支承部件的凹陷单元中以及将弹性部件固定到支承部件上以将轴弹性地压入支承部件的凹陷单元中以调节反射镜组件的倾角。安装支承单元的步骤可以包括将支承部件安装在壳体内的步骤。
支承部件固定在壳体内部可以通过步骤：利用紧固件穿过在支承部件上形成的长孔将支承部件连接到壳体上，在长孔的范围内移动支承部件以调节反射镜组件的位置，以及上紧紧固件。
弹性部件固定在支承部件上可以通过步骤：利用紧固件穿过在弹性部件上形成的长孔将弹性部件连接到支承部件上，在长孔的范围内移动弹性部件以调节反射镜组件的位置，以及上紧紧固件。
反射镜组件可以通过在固持架内形成的槽或台阶表面固定反射镜的一个端部进行组装。
组装图像感测单元的方法还可以包括固定透镜的步骤，其校正入射光束的路径以在壳体内的图像传感器中形成图像。
附图说明
从下面结合附图的说明，本发明的上述的和其他的目的、特征、和某些典型的实施例的优点将更加清晰，其中：
图1是传统图像感测单元的剖面图；
图2是根据本发明的典型实施例的多功能打印机的剖面图；
图3是安装在图2所示的多功能打印机的图像感测单元内的反射镜组件的透视图；
图4是根据本发明的另一个典型实施例的包括在图3的反射镜组件中的固持架的透视图；
图5是支承图3的反射镜组件的支承单元的透视图；
图6是图2所示的多功能打印机的图像感测单元的水平剖面图；和
图7是图2所示的多功能打印机的图像感测单元的剖面图。
贯穿附图，相同的附图标记将理解为对应于相同的元件、特征、和结构。
具体实施方式
提供限定在说明书中的事实例如具体结构和元件，以帮助全面理解本发明实施例。因此，本领域的那些普通技术人员将认识到，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以获得对在此描述的实施例的各种改变和改进。并且，为了清晰和简明，省略了对公知的功能和构造的描述。
图2是根据本发明的一个典型实施例的多功能打印机的剖面图。参考图2，图像形成装置100包括外壳101和安装在外壳101上部的可打开和关闭的平台103。用于打印图像的打印机105包括在图像形成装置100的下部。打印机105包括其中装载有打印介质P的供纸盒106，传送打印介质P的捡拾辊107，包括出纸辊109的传送单元，将图像打印在打印介质P上的打印单元110，以及出纸基底115。打印单元110可以采用电子照相术方法、喷墨方法，或热学法，或任何其他适宜的方法的一种形成图像。
扫描仪120包括在图像形成装置100的上部，用于读取已记录的图像。扫描仪120包括其中放置了要被读取的介质D的透明窗121，和图像感测单元130，其如箭头所示被驱动装置(未示出)直线移动，读取介质D并产生图像信号。在平台103的表面上面向透明窗121设置白板104。白板104为图像感测单元130中的介质D提供均匀的背景。因此，光束不是在图像形成装置外侧扩散，而是向图像感测单元130反射，并且因此获得高质量的扫描图像。
图3是安装在图2所示的图像感测单元130内的反射镜组件140的透视图，图4是根据本发明的另一个典型实施例的包括在图3的反射镜组件140中的固持架的透视图。图5是支承图3的反射镜组件140的支承单元的透视图，图6是图2的图像感测单元的水平剖面图。图7是图2的图像感测单元的水平剖面图。
参考图6和7，图像感测单元130包括由盖133和基架131结合组成的壳体，固定在壳体内的反射镜组件140，透镜138，和图像传感器136，其堵塞基架131的开口132并安装在基架131中。光源135扫描光束到盖133上的基质D的上面，且从基质D反射的已扫描光束穿过细长孔134以入射到壳体内。
参考图3到5，反射镜组件140包括改变了穿过细长孔134入射到壳体内的光束的路径的第一、第二、第三和第四反射镜141、142、143和144，和固定反射镜141～144的端部的一对固持架150。如图6所示，反射镜141～144在图像感测单元130中纵向延伸，并且每一个的端部插入固持架150的第一到第四槽153、154、155和156上面。
如图7所示，入射到壳体内的光束被第一、第二、第三和第四反射镜141到144顺序反射并且指向图像传感器136。为了形成这样的光路径，反射镜141到144沿虚拟圆周C布置，且第二反射镜142的光反射镜表面面向第一和第三反射镜141和143的光反射表面，第三反射镜143的光反射镜表面面向第二和第四反射镜142和144的光反射表面。为了在组装过程中最小化光路径错误，反射镜141到144中的每一个的端部都安装在面向反射镜141～144的光反射表面的槽153～156中。槽153～156的内表面是反射镜141～144的基础面。一种粘结材料，例如紫外线粘结材料，能够涂覆在槽内以将反射镜141～144固定在固持架150内。
如图4所示，在固持架150中，提供在其中安装有反射镜141～144的第一到第四台阶表面153`、154`、155`和156`。台阶表面153`～156`成为反射镜141～144的基础面，且一种粘结材料，如紫外线粘结材料，能够涂覆在槽内以固定反射镜141～144。
如果固持架是热敏的，那么外部条件或图2所示的扫描仪120的内部的过热可以改变反射镜141～144的对准，由此引起在图像传感器136上形成图像的光束的偏斜或弯曲。为了防止这种情形，固持架优选地由耐热材料制成，如添加纤维玻璃的聚合树脂。
固持架150包括轴152以形成反射镜组件140的旋转中心。如图5所示，轴152由支承单元160可旋转地支承。更具体的说，支承单元160包括由紧固件171(如螺栓)连接到基架131(在图6和7中示出)底部的支承部件161和由紧固件173(如螺栓)连接到支承部件161的弹性部件166。弹性部件166可以是平面弹簧。设置两个支承单元160与一对固持架150对应，并且反射镜组件140由支承单元160支承，从而能够调节反射镜组件140的倾角。
支承部件161包括“V”形凹陷单元162，轴152安装于凹陷单元162中。弹性部件166将轴152弹性地压入凹槽162中。弹性部件166还包括对应于支承单元161的凹陷单元162的凹陷单元167。在这种结构中，由于在轴152与凹陷单元162和167之间存在摩擦，因此通过用外力旋转轴，能够细微地调节反射镜组件140的布置以精确地调节光轴的倾角，并且在图像感测单元130(在图6和7中示出)运转时所述布置保持在一个固定的位置上。
在y方向延伸的长孔168形成在弹性部件166中，且紧固件173穿过长孔并插入和拧入支承部件161的连接孔164中。反射镜组件140的位置能够在y方向通过松开紧固件173细微地调节，这样弹性部件166能够在长孔168的范围内移动。然后，反射镜组件140的位置能够通过上紧紧固件173而被完全地固定。
另外，在x方向延伸的细长孔163形成在支承部件161中，且紧固件171穿过长孔163并插入和拧入如图7所示的基架131的连接孔131a中。反射镜组件140的位置能够在x方向通过松开紧固件171细微地调节，这样支承部件161能够在长孔163的范围内移动。然后，反射镜组件140的位置能够通过上紧紧固件171而被完全地固定。
再次参考图6和7，透镜138设置在反射镜组件140和图像传感器136之间，并校正从反射镜组件140入射的光束以在图像传感器136上形成图像。图像传感器136配置于电路衬底137上并安装在开口132周围。图像传感器136可以是接触式图像传感器(CIS)或电荷耦合装置(CCD)。
现在将描述组装图像感测单元130的方法。首先，参考图3和4，反射镜组件140通过固定反射镜141～144在一对固持架150上进行组装。然后，如与图5相关所述，反射镜组件140安装在包括支承部件161和弹性部件166的支承单元160中。在支承部件161固定在基架131中的情况下，反射镜组件140的位置的调节可以通过：自身旋转或者通过在长孔163和168的范围内移动支承部件161或弹性部件166，和完全上紧紧固件171和173。其次，调节并固定图像传感器136和透镜138的位置，以便从反射镜组件140发出的光束能够在图像传感器136上的正确位置形成图像。
由于本发明的典型实施例的图像感测单元包括的反射镜组件，其结构上与基架分开并在基架内调节和安装，因此在组装过程中光轴的调节相对地简单。常规地，因测量需要，在基架内要求高精确度。然而，在本发明的典型实施例中，仅有反射镜固持架要求如此高的精确度。因此，提高了制造生产率，并且降低了有缺陷的设备的制造。
当在允许的误差范围内获得具有满意的测量精度的反射镜组件时，由于图像传感器或透镜的位置可以轻微地调节，因此光轴的对准是容易的。此外，由于大多数缺陷出现在反射镜组件中，因此当缺陷发生时，仅有反射镜组件需要处理，而不是整个图像感测单元。因此，减少了制造成本。
根据本发明的典型实施例，仅有反射镜固持架需要由耐热材料制成。因此，相对于整个基架由耐热材料制成的现有技术，能够减少制造成本。
尽管已经参考其中一些典型实施例显示和描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不偏离由附带的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以作出在形式和细节上的各种变化。

Claims (31)

1.一种图像感测单元，包括
壳体；
反射镜组件，包括：
一个或多个反射镜，其可调节地安装在壳体内以改变入射光束的路径；和
固持架，反射镜固定于其中；和
图像传感器，其具有在壳体内可被调节的位置以接收路径已改变的光束并产生图像信号。
2.如权利要求1所述的图像感测单元，还包括
支承单元，其支承反射镜组件并调节反射镜组件的倾角。
3.如权利要求2所述的图像感测单元，其特征在于
固持架包括轴，该轴设置在固持架上以形成反射镜组件的旋转轴，且
支承单元包括支承部件和弹性部件，支承部件安装在壳体内并包括其中安装有固持架轴的凹陷单元，弹性部件设置在支承部件上以将轴弹性地压入凹陷单元中。
4.如权利要求3所述的图像感测单元，其特征在于
支承部件和壳体由紧固件连接，并且支承部件具有长孔，紧固件穿过该长孔以通过调节支承部件相对于壳体的位置来调节反射镜组件的位置。
5.如权利要求3所述的图像感测单元，其特征在于
弹性部件和支承部件由紧固件连接，并且弹性部件具有长孔，紧固件穿过该长孔以通过调节弹性部件相对于支承部件的位置来调节反射镜组件的位置。
6.如权利要求1所述的图像感测单元，其特征在于
固持架具有反射镜的端部固定于其中的槽或台阶表面。
7.如权利要求1所述的图像感测单元，还包括
透镜，其安装在壳体内并校正来自反射镜组件的入射光束的路径以在图像传感器上形成图像。
8.如权利要求1所述的图像感测单元，其特征在于
固持架由耐热材料制成。
9.一种扫描仪，其包括
透明窗，要被读取的介质置于其上；和
图像感测单元，其在透明窗下以基本直线方向移动并读取要被读取的介质以产生图像信号，图像感测单元包括：
壳体；
反射镜组件，包括：
一个或多个反射镜，其可调节地安装在壳体内以改变入射光束的路径；和
固持架，反射镜固定于其中；和
图像传感器，其具有在壳体内可被调节的位置以接收路径已改变的光束并产生图像信号。
10.如权利要求9所述的扫描仪，还包括
支承单元，其支承反射镜组件并调节反射镜组件的倾角。
11.如权利要求10所述的扫描仪，其特征在于
固持架包括轴，该轴设置在固持架上以形成反射镜组件的旋转轴，和
支承单元包括支承部件和弹性部件，支承部件安装在壳体内并包括其中安装有固持架轴的凹陷单元，弹性部件配置在支承部件上以将轴弹性地压入凹陷单元中。
12.如权利要求11所述的扫描仪，其特征在于
支承部件和壳体由紧固件连接，并且支承部件具有长孔，紧固件穿过该长孔以通过调节支承部件相对于壳体的位置来调节反射镜组件的位置。
13.如权利要求11所述的扫描仪，其特征在于
弹性部件和支承部件由紧固件连接，并且弹性部件具有长孔，紧固件穿过该长孔以通过调节弹性部件相对于支承部件的位置来调节反射镜组件的位置。
14.如权利要求9所述的扫描仪，其特征在于
固持架具有反射镜的端部固定于其中的槽或台阶表面。
15.如权利要求9所述的扫描仪，还包括
透镜，其安装在壳体内并校正来自反射镜组件的入射光束的路径以在图像传感器上形成图像。
16.如权利要求9所述的扫描仪，其特征在于
固持架由耐热材料制成。
17.一种多功能打印机，包括
打印机，其在记录介质上打印图像；和
扫描仪，包括：
透明窗，要被读取的介质置于其上；和
图像感测单元，其在透明窗下以基本直线方向移动并读取要被读取的介质以产生图像信号，图像感测单元包括：
壳体；
反射镜组件，包括：
一个或多个反射镜，其可调节地安装在壳体内以改变入射光束的路径；和
固持架，反射镜固定于其中；和
图像传感器，其具有在壳体内可被调节的位置以接收路径已改变的光束并产生图像信号。
18.如权利要求17所述的多功能打印机，其特征在于
图像感测单元还包括支承单元，其支承反射镜组件并调节反射镜组件的倾角。
19.如权利要求18所述的多功能打印机，其特征在于
固持架包括轴，该轴设置在固持架上以形成反射镜组件的旋转轴，
支承单元包括支承部件和弹性部件，支承部件安装在壳体内并包括其中安装有固持架轴的凹陷单元，弹性部件设置在支承部件上以将轴弹性地压入凹陷单元中。
20.如权利要求19所述的多功能打印机，其特征在于
支承部件和壳体由紧固件连接，并且支承部件具有长孔，紧固件穿过该长孔以通过调节支承部件相对于壳体的位置来调节反射镜组件的位置。
21.如权利要求19所述的多功能打印机，其特征在于
弹性部件和支承部件由紧固件连接，并且弹性部件具有长孔，紧固件穿过该长孔以通过调节弹性部件相对于支承部件的位置来调节反射镜组件的位置。
22.如权利要求17所述的多功能打印机，其特征在于
固持架具有反射镜的端部固定于其中的槽或台阶表面。
23.如权利要求17所述的多功能打印机，还包括
透镜，其固定在壳体内并校正来自反射镜组件反射的入射光束的路径以在图像传感器上形成图像。
24.如权利要求17所述的多功能打印机，其特征在于
固持架由耐热材料制成。
25.一种组装图像感测单元的方法，包括步骤：
通过将一个或多个反射镜固定在固持架内组装反射镜组件；
在调节反射镜组件的位置之后将反射镜组件固定在壳体内；和
在调节图像传感器的位置之后将图像传感器固定在壳体内以接收被反射镜组件改变了路径的光束。
26.如权利要求25所述的组装图像感测单元的方法，其特征在于
固定反射镜组件的步骤包括采用支承单元支承反射镜组件以调节反射镜组件的位置的步骤，和将支承部件安装在壳体内的步骤。
27.如权利要求26所述的组装图像感测单元的方法，其特征在于
固持架包括轴，其形成反射镜组件的旋转轴，支承单元包括具有凹陷单元的支承部件和与支承部件连接的弹性部件，
支承反射镜组件的步骤包括将固持架的轴放置于支承部件的凹槽中的步骤，和将弹性部件固定于支承部件上以将轴弹性地压入支承部件的凹槽中以调节反射镜组件的倾角的步骤，并且
安装支承单元的步骤包括将支承部件安装在壳体内。
28.如权利要求27所述的组装图像感测单元的方法，其特征在于安装支承部件的步骤包括步骤：
利用穿过形成于支承部件中的长孔的紧固件将支承部件连接到壳体上；
在长孔的范围内移动支承部件以调节反射镜组件的位置；以及
上紧紧固件。
29.如权利要求27所述的组装图像感测单元的方法，其特征在于固定弹性部件到支承部件上的步骤包括：
利用穿过形成于弹性部件中的长孔的紧固件将弹性部件连接到支承部件上；
在长孔的范围内移动弹性部件以调节反射镜组件的位置；
以及，上紧紧固件。
30.如权利要求25所述的组装图像感测单元的方法，其特征在于组装反射镜组件的步骤的包括步骤：
将反射镜的端部固定在形成于固持架中的凹槽或台阶表面内。
31.如权利要求25所述的组装图像感测单元的方法，还包括步骤：
将一校正入射光束的路径以在图像传感器内形成图像的透镜固定在壳体内部。
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