KR0182048B1 - 밀착형 이미지 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

밀착형 이미지 센서 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀착형 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LED 어레이, 몸체 및 발광 보호부의 부착 방법 및 구조를 개선하여 공정에 번거러움과 오차를 줄이는 밀착형 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 금형을 이용하여 반사체와 몸체를 일체로 형성하고 몸체의 내부에 자기집속 렌즈를 고정시키고 몸체의 상부에 투명체를 고정시키고 몸체의 하부에 광전 변환 소자 및 광원이 부착되어 있는 PCB 기판을 결합하고 몸체와 PCB기판을 고정시킨다. 따라서, 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서는 제작하는 공정에 있어서, 하나의 플라스틱 사출 공정에서 빛의 효율을 높일 수 있는 재질 및 색을 선정해서 몸체를 사출함과 동시에 고광택 반사면을 형성함으로써 조립시 발생하는 길이에 대한 오차 및 단계 별로 제품을 측정해야 하는 불편함을 제거할 수 있고, 핀과 구멍 및 홈을 이용하여 몸체와 PDB 기판을 결합함으로써 공정의 단순화를 기대할 수 있고, 광원이 부착되는 LED 어레이를 별도로 제작하지 않아도 되므로 공정의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

밀착형 이미지 센서 및 그 제조 방법
제1도는 종래 기술에 따른 밀착형 이미지 센서의 구조를 나타낸 단면도이고,
제2도는 제1도의 밀착형 이미지 센서의 구조를 나타낸 사시도이고,
제3도는 본 발명의 한 실시예에 따른 밀착형 이미지 센서의 구조를 나타낸 단면도이고,
제4도는 제3도에서 조립하기전 PCB 기판과 LED 어레이를 나타낸 단면도이며,
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀착형 이미지 센서의 구조를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 11 : 소정의 원고 2, 21 : 투명체
3 : 발광 보호부 31 : 반사체
4, 41 : 자기집속 렌즈 5, 51 : LED 어레이
6, 61 : 몸체 7, 71 : 판 스프링
8, 81 : PCB기판 9, 91 : 광전 변환 소자
10 : 핀
본 발명은 밀착형 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LED 어레이, 몸체 및 발광 보호부의 부착 방법 및 구조를 개선하여 공정에 번거러움과 오차를 줄이는 밀착형 이미지 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이미지 센서는 화상 입력 장치로서 임의의 화상으로 소정의 신호를 감지하여 출력하는 것으로 전자 복사기, 전자 화일, 모사 전송기, 이미지 프로세서 및 금융기기 등에 광범위하게 사용되는 소자이다.
구동 원리는 데이타가 투명한 유리 면 위로 들어오면 빛이 발광되고, 데이타에 의하여 반사된 빛이 렌즈 어레이의 자기 집속 렌즈를 통과하여 PCB 기판 상의 광전 변환 소자를 통하여 광 트랜지스터 집적회로에 입력되어 커넥터(connector)를 통해 시스템으로 전달된다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 밀착형 이미지 센서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
제1도는 종래의 기술에 따른 밀착형 이미지 센서의 구조를 도시한 단면도이고, 제2도는 제1도의 사시도이다.
제1도에 도시한 바와 같이, 종래의 밀착형 이미지 센서에는 플라스틱으로 이루어진 몸체(6)의 상부 개구부에 데이타(data)가 기록되어 있는 소정의 원고(1)와 접하며 유리(glass) 등으로 구성되는 투명체(2)가 수평으로 고정되어 있다. 개구부를 가지고 있는 발광 보호부(3)가 소정의 기준선(Rf)에 대하여 임의의 각으로 몸체(6)에 고정되어 있으며 몸체(6)로부터 떼어내거나 끼울 수 있다. 광원이 형성되어 있는 LED 어레이(lad array)(5)가 기준선(Rf)에 대하여 일정한 각으로 발광 보호부(3)의 하부에 삽입되어 있다. 그리고, 발광 보호부(3)의 옆으로 기준선(Rf)이 중심을 지나도록 몸체(6)의 내부에 수직으로 렌즈(lens)(4)가 고정되어 있다. 그리고 체결력을 갖는 판 스프링(7)이 몸체(6)의 양 측면 및 하부에 결합되어 있으며, 판 스프링(7)의 하부 면은 PCB 기판(printed circuit board)(8)이 몸체(6)의 아래 부분에 고정되도록 지지하고 있고 PCB 기판(8) 일부 위에 광 변환 소자(9)가 몸체(6)내에 설치되어 있다. 여기서 광 변환 소자(9)의 중심은 기준선(Rf)을 지나도록 부착되어 있다.
이러한 종래의 이미지 센서의 제조 방법의 제조 방법은 다음과 같다.
금형을 이용하여 몸체(6)를 형성하고 몸체 내부에 자기집속 렌즈(4)를 고정시키고 광원이 형성되어 있는 LED 어레이(5)를 발광 보호부(3)에 고정시킨 상태에서 발광 보호부(3)를 몸체(3)의 내부에 끼워 넣는다. 그리고 몸체(6) 상부의 개구부에 투명체(2)를 고정시키고 하부의 개구부에 광전 변환 소자(9)가 부착되어 있는 PCB 기판(8)을 위치시키고 판 스프링(7)을 이용하여 PCB 기판(8)과 몸체(6)를 고정시킨다. 여기서, 광전 변환 소자(9)의 중심은 자기 집속 렌즈(4)의 중앙과 동일선에 위치하도록 한다.
이러한 종래의 밀착형 이미지 센서 제조 방법에서는 광원이 형성되어 있는 LED 어레이가 부착되어 있는 발광 보호부를 몸체에 측면에서 압력을 가하여 끼워 몸체와 고정시키게 된다.
그러나, 이러한 종래의 밀착형 이미지 센서는 광원의 수를 줄이고 광원 보호부를 설치하여 광원의 효율을 증대시켰으나 프라스틱 압출 제품으로 제작된 광원 보호부를 몸체에 부착할 때 제품의 길이에 대한 공차가 발생하여 각 단계 별로 제품을 측정해야 하는 번거로움을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 프라스틱 금형구조를 이중 사출로 제작하여 몸체와 광원 보호부를 서로 다른 재질을 써서 일체로 제작하는데에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서용 몸체는, 광원을 지지하는 수단, 상기 광원으로부터의 빛을 일정한 방향으로 유도하는 광 유도 수단, 상기 광 유도 수단에 의하여 유도된 빛이 데이터에 의하여 반사되도록 하는 데이터 지지 수단, 상기 데이터에 의하여 반사된 빛을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 광전 변환 소자를 지지하는 수단을 포함하며 상기 수단들은 일체로 형성되어 있다.
그리고 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서는, 데이터에 의하여 반사된 빛을 감지하여 상기 데이터를 판독하는 밀착형 이미지 센서로서, 상부 개구부와 하부 개구부를 가지고 있는 몸체, 상기 몸체의 상부 개구부에 결합되어 있으며 상기 데이터를 지지하는 투명체, 빛을 발하는 광원, 상기 몸체와 일체로 형성되어 있으며 상기 광원으로부터의 빛을 상기 데이터로 유도 및 반사하는 반사체, 상기 몸체의 하부 개구부에 결합되어 있으며 상기 데이터에 의하여 반사된 빛을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 광전 변환 소자를 포함하고 있다.
그리고 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서의 제조 방법은, 금형을 이용하여 반사체와 몸체를 일체로 형성하는 단계, 상기 몸체의 내부에 자기집속 렌즈를 고정시키는 단계, 상기 몸체의 상부에 투명체를 고정시키는 단계, 상기 몸체의 하부에 광전 변환 소자 및 광원이 부착되어 있는 PCB 기판을 결합하는 단계, 상기 몸체와 상기 PCB기판을 고정시키는 단계를 포함하고 있다.
본 발명에 따른 이러한 밀착형 이미지 센서의 제조 방법에서는 광원 보호부가 고광택 반사체로서 몸체와 동시에 제작된다.
그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 이미지 센서의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명의 한 실시예에 따른 밀착형 이미지 센서의 구조를 나타낸 단면도이고 제4도는 제3도에서 LED 어레이와 PCB 기판을 도시한 단면도이며, 제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀착형 이미지 센서의 구조를 도시한 단면도이다.
제3도에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 밀착형 이미지 센서는 PLASTIC와 같은 물질로 이루어진 몸체(61)의 상부 개구부에 유리(glass) 등으로 구성되는 투명체(21)가 수평으로 결합되어 데이타(data)가 기록되어 있는 원고(11)를 지지하고 있으며, 소정의 기준선(Rf)에 대하여 빛을 유도할 수 있도록 임의의 각으로 기울어진 개구부를 이루며 고광택, PLASTIC와 같은 물질로 이루어진 고광택 반사체(31)가 몸체(61)의 내부에 몸체(61)와 일체로 형성되어 있다. 그리고, 반사체(31) 옆으로 기준선(Rf)이 중심을 지나도록 몸체(6)의 내부에 수직으로 렌즈(41)가 고정되어 있다.
그리고 고광택 반사면(31)의 하부에는 광원이 형성되어 있는 LED 어레이(led array)(51)가 수평으로 몸체(61)에 결합되어 있고, 몸체(61)의 하부 개구부에는 PCB 기판(81)이 결합되어 있으며, PCB 기판(81)은 LED 어레이(51)를 지지하고 있다. 그리고 기준선(Rf)이 지나는 PCB 기판(81)에는 광전 변환 소자(91)가 부착되어 있다. 여기서, LED 어레이(51) 및 PCB 기판(81)에는 반사체(31)의 아래에 수직으로 형성되어 있는 핀(10)에 대응하는 부분에 구멍 및 홈이 형성되어 있으며 이 홈 및 구멍에 삽입된 핀(10)으로 몸체(61), LED 어레이(51) 및 PCB 기판(81)이 고정되어 있다.
그리고 몸체(61)의 양 측면 및 하부에 체결력을 갖는 판 스프링(71)이 부착되어 있으며, 판 스프링(71)의 하부 면은 PCB 기판(81)이 고정되도록 지지하고 있다.
제4도는 PCB 기판(81) 위에 LED 어레이(51)가 부착되어 있고, 제1도의 핀(10)이 삽입되는 구멍 또는 홈이 PCB 기판(81) 및 LED 어레이(51)에 형성된 것을 나타낸 것이다.
그리고 제5도의 실시예에서는 제3도와는 다르게, LED 어레이가 따로 존재하지 않고 광원이 PCB 기판(81') 위에 형성되어 있다.
이러한 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서의 구동 원리는 다음과 같다.
데이터가 기록되어 있는 원고(1)가 투명한 투명체(21) 위에 들어오면 광원에서 나온 빛이 반사체(31)의 개구부에 유도되어 데이타에 이르게 되고, 데이터에 의하여 음영으로 반사된 빛이 렌즈(41)를 통과하여 PCB 기판(81) 위에 부착되어 있는 광전 변환 소자에 집속되고, 집속된 음영의 데이터는 광 트랜지스터 집적회로에 입력되어 커넥터(connector)를 통해 시스템으로 전달된다.
이러한 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서의 제조 방법은 다음과 같이 이루어진다.
금형을 이중 구조로 제작하여 두 가지의 플라스틱 재질을 이용하여 한 번의 사출을 통하여 몸체(61), 고광택 반사체(31) 및 핀(10)을 일체로 제작한다. 이때, 고광택 반사체(31)와 몸체(61)는 서로 다른 재질로 만든다. 그리고 몸체(61)의 내부에 자기집속 렌즈(41)를 수직으로 고정시킨 다음, 몸체(61) 상부 개구부에 수평으로 투명체(21)를 부착시킨다. 그리고 광원이 형성되어 있는 LED 어레이(51)를 몸체(61)의 하부 개구부를 통하여 삽입하고, LED 어레이(51)에 형성되어 있는 구멍에 핀(10)을 끼워 맞추어 조립한다. 광전 변환 소자(91)가 부착되어 있는 PCB 기판(81)을 몸체(61)의 하부 개구부에 삽입한다. 이때, 몸체(61)로부터 연장되어 있는 핀(10)에 PCB 기판(81)에 형성되어 있는 홈을 맞추면서 삽입하여야 한다. 마지막으로 체결력이 있는 판 스프링(71)을 이용하여 PCB 기판(81)과 몸체(61)를 결합시킨다.
그리고 제5도와 같은 경우에는 LED 어레이가 존재하지 않고 광원이 PCB 기판(81')에 형성되어 있으므로 LED 어레이를 삽입하는 과정이 없이, PCB 기판(81')에 형성되어 있는 홈에 몸체(61)에 형성되어 있는 핀(10)을 끼워 조립한 다음, 판스프링(71)을 이용하여 PCB 기판(81')과 몸체(61)를 결합하면 된다.
따라서, 본 발명에 따른 밀착형 이미지 센서는 제작하는 공정에 있어서, 하나의 플라스틱 사출 공정에서 빛의 효율을 높일 수 있는 재질 및 색을 선정해서 몸체를 사출함과 동시에 고광택 반사면을 형성함으로써 조립시 발생하는 길이에 대한 오차 및 단계 별로 제품을 측정해야 하는 불편함을 제거할 수 있고, 핀과 구멍 및 홈을 이용하여 몸체와 PCB 기판을 결합함으로써 공정의 단순화를 기대할 수 있고, 광원이 부착되는 LED 어레이를 별도로 제작하지 않아도 되므로 공정의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 광원을 지지하는 수단, 상기 광원으로부터의 빛을 일정한 방향으로 유도하는 광 유도 수단, 상기 광 유도 수단에 의하여 유도된 빛이 데이터에 의하여 반사되도록 하는 데이터 지지 수단, 상기 데이터에 의하여 반사된 빛을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 광전 변환 소자를 지지하는 수단을 포함하며 상기 수단들은 일체로 형성되어 있는 밀착형 이미지 센서용 몸체.
  2. 제1항에서, 상기 광 유도 수단은 상기 다른 수단들과 다른 재질인 밀착형 이미지 센서용 몸체.
  3. 데이터에 의하여 반사된 빛을 감지하여 상기 데이터를 판독하는 밀착형 이미지 센서로서, 상부 개구부와 하부 개구부를 가지고 있는 몸체, 상기 몸체의 상부 개구부에 결합되어 있으며 상기 데이터를 지지하는 투명체, 빛을 발하는 광원, 상기 몸체와 일체로 형성되어 있으며 상기 광원으로부터의 빛을 상기 데이터로 유도 및 반사하는 반사체, 상기 몸체의 하부 개구부에 결합되어 있으며 상기 데이터에 의하여 반사된 빛을 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 광전 변환 소자를 포함하고 있는 밀착형 이미지 센서.
  4. 제3항에서, 상기 반사체는 상기 몸체와 재질이 다른 밀착형 이미지 센서.
  5. 제3항에서, 상기 데이터에 의하여 반사된 빛을 상기 광전 변환 소자로 집속하는 렌즈를 더 포함하는 밀착형 이미지 센서.
  6. 제3항에서, 상기 몸체의 하부 개구부에 결합되어 있으며 상기 광전 변환 소자와 연결되어 있는 PCB 기판을 더 포함하는 밀착형 이미지 센서.
  7. 제6항에서, 상기 광원은 상기 PCB 기판에 형성되어 있는 밀착형 이미지 센서.
  8. 제7항에서, 상기 반사면 하부에 상기 몸체의 일체로 핀이 형성되어 있으며 상기 PCB 기판에 상기 핀이 형성되어 있는 부분에 대응하여 홈이 형성되어 있어 상기 홈에 상기 핀이 삽입되어 있는 밀착형 이미지 센서.
  9. 제6항에서, 상기 광원이 형성되어 있는 LED 어레이를 더 포함하는 밀착형 이미지 센서.
  10. 제9항에서, 상기 반사체 하부에 상기 몸체와 일체로 핀이 형성되어 있으며 상기 LED 어레이 및 PCB 기판에 상기 핀이 형성되어 있는 부분에 대응하여 구멍이 형성되어 있어 상기 구멍에 상기 핀이 삽입되어 있는 밀착형 이미지 센서.
  11. 제6항에서, 상기 몸체에 상기 PCB기판을 고정하는 판 스프링을 더 포함하는 밀착형 이미지 센서.
  12. 금형을 이용하여 반사체와 몸체를 일체로 형성하는 단계, 상기 몸체의 내부에 자기집속 렌즈를 고정시키는 단계, 상기 몸체의 상부에 투명체를 고정시키는 단계, 상기 몸체의 하부에 광전 변환 소자 및 광원이 부착되어 있는 PCB 기판을 결합하는 단계, 상기 몸체에 상기 PCB 기판을 고정시키는 단계를 포함하고 있는 밀착형 이미지 센서의 제조 방법.
  13. 제12항에서, 상기 몸체와 상기 반사면은 다른 재질로 제작하는 밀착형 이미지 센서의 제조 방법.
  14. 제12항에서, 상기 광원을 LED 어레이에 형성하여 상기 LED 어레이를 상기 PCB 기판에 부착하는 단계를 더 포함하는 밀착형 이미지 센서의 제조 방법.
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