KR100227233B1

KR100227233B1 - 이미지센서 및 그를 구비하는 장치

Info

Publication number: KR100227233B1
Application number: KR1019910022912A
Authority: KR
Inventors: 히로미 오가타; 세이지 고시카와
Original assignee: 사토 게니치로; 로무 가부시키가이샤
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 1999-11-01
Also published as: JPH04233863A; TW203124B; EP0493017A3; KR920013043A; DE69120236T2; DE69120236D1; EP0493017B1; EP0493017A2; US5270840A

Abstract

서면에 빛을 조사하는 발광소자와 서면에서의 반사광을 수광소자로 인도하는 렌즈어레이를 포함하는 이미지센서에 있어서, 렌즈어레이와 수광소자 사이에 렌즈어레이를 통과해오는 빛의 광로를 변경하는 미러를 설치하고 서면에서의 반사광의 방향을 변경시킴에 따라서 발광소자와 수광소자를 동일기판상에 설치한다.

이에따라 이미지센서의 소형화, 저가격화를 꾀하고 이미지센서의 소형화를 통하여 서면에 대한 광조사량의 증가를 꾀한다.

Description

이미지센서 및 그를 구비하는 장치

제1도는 본 발명에 관련되는 이미지센서의 한 실시예의 구조를 나타낸 도면.

제2도는 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)를 구비한 기기를 떼어낸 뜻을 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 36 : 이미지센서 10 : 발광소자 어레이

12 : 기판 14 : 유리판

16 : 서면 18 : 원통형 렌즈 어레이

20 : 지지부재 22 : 미러

24 : 수광소자 어레이 25 : 하우징

26 : 삽입구 27 : 분리수단

28 : 시스템 콘트롤 기판 29 : 전원

30 : 서멀 프린트 헤드 31 : 급지롤러

32 : 플래턴롤러 33 : 기록 플래턴롤러

34 : 기록용지 35 : 기록용지스택

본 발명은 문자와 기호 등의 원고정보를 판독하는 소형 이미지센서에 있어서, 그 구조가 개선된 이미지센서와 그를 구비하는 장치에 관한 것이다.

종래부터 LED 등의 발광소자를 여러개 나란히 설치하여 이루어지는 발광소자 어레이를 광원으로 하고 서면에 빛을 조사하여 그 반사광을 수광소자 어레이로 수광해서 광전변환을 실시함에 따라 서면의 문자와 기호 등의 정보를 판독하는 이미지 센서의 구조가 널리 알려져 있다. 통상 이 이미지센서의 구조는 발광소자 어레이부, 수광소자 어레이부, 및 발광소자부로부터의 빛을 서면으로 인도하여 그 반사광을 수광소자로 인도하는 광학계로 구성되어 있고, 발광소자 어레이를 예를 들어 유리에폭시기판 등에 땜납붙임에 의해 고정한다. 그리고 예를 들어 모노리식 IC 기술에 의해 수광소자어레이를 형성하고, 예를 들어 세라믹기판에 접착제로써 고정한다. 또한 광학계로써의 로드 어레이렌즈를 소정 위치에 나사고정하여 이미지 센서의 구조가 구성된다.

여기에서 발광소자기판과 수광소자기판을 따로 이미지센서 구조의 프레임에 고정하는 구성에서는 소형화에 방해가 되어 조립공수가 번잡화해서 고가격화를 초래하는 문제가 있으며, 이 때문에 종래에 있어서는 예를 들어 일본 특개소63-185159호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 발광소자와 서면 사이에 광로변경수단을 설치하여 발광소자와 수광소자를 동일기판상에 형성하는 것이 제안되고 있다.

그러나, 이와같이 발광소자와 서면 사이에 미러 등의 광로변경수단을 배치하는 구성에서는 발광소자와 서면간의 거리가 증대하여 충분한 광량이 서면에 조사되지 않기 때문에 판독률이 악화되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 소형화할 수 있는 동시에 조립이 간략화되며 고서면판독률을 갖는 구조의 이미지센서를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관련되는 이미지센서는 그 구조로써 렌즈어레이와 수광소자간에 미러를 배치하는 동시에 발광소자의 수광소자를 동일기판상에 배치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이미지센서는 이와같은 구조를 지니고 있고, 발광소자와 서면사이에 광로변경수단을 설치하는 것이 아니고, 서면에서의 반사광을 집광하는 렌즈어레이와 수광소자사이에 광로변경수단으로써의 미러를 설치하는 것이며, 이에따라 수광소자를 바라는 위치, 예를 들어 발광소자와 동일기판상에 배치하는 것이 가능하게 되는 동시에 발광소자와 서면의 거리를 축소화하는 것이 가능하게 되어 서면에 조사되는 광량을 증대시켜서 판독률 향상을 꾀할 수 있다.

이하 도면을 이용하여 본 발명에 관련되는 이미지센서의 가장 적절한 실시예를 설명한다.

제1도에는 본 실시예의 이미지센서(1)의 구조도가 나타내어져 있고, LED를 여러개 나란히 설치하여 이루어지는 발광소자 어레이(10)가 세라믹 등의 기판(12)상에 배치된다. 이 발광소자 어레이(10)로부터의 빛은 유리판(14)을 통하여 서면(16)의 소정 라인에 조사되고, 그 반사광이 원통형 렌즈 어레이(18)에 입사하여 집광된다. 여기에서 원통형 렌즈 어레이(18)는 14.4의 유효길이(TC)를 지니고 있으며, 기판(12)상에 탄력성을 지닌 지지부재(20)에 의해 탄성지지되어 있다. 또한, 이 지지부재(20)는 후술하는 수광소자로 발광소자 어레이(10)로부터의 빛이 입사되는 것을 방지하는 차광판으로써의 기능도 하고 있다. 또 지지부재(20)는 이 지지부재(20)의 발광소자어레이(10)측의 표면을 반사코팅함에 따라 서면에 대한 광량증대를 도모하는 반사기로써의 기능도 할 수 있다.

원통형 렌즈 어레이(18)로 집광된 빛은 수광소자에 인도되는데, 본 실시예에 있어서 특징적인 것은 이 원통형 렌즈 어레이(18)와 수광소자 사이에 미러(22)를 설치하고, 이 미러(22)에 의해 광로를 변경함에 따라서, 발광소자 어레이(10)가 배치되는 기판(12)상에 수광소자 어레이(24)를 배치하는 것을 가능하게 한 것에 있다.

즉, 제1도에 나타내어지는 바와 같이 원통형 렌즈 어레이(18)에서 출사한 빛은 미러(22)에 그 광로가 바라는 각도로 변경되고, 기판(12)상의 발광소자 어레이(10)보다도 서면에서 먼 위치에 설치된 수광소자 어레이(24)상에 집광된다.

또한, 원통형 렌즈 어레이(18)의 중심선(19)에서 미러(22)까지의 거리를 "a", 미러(22)에서 수광소자(24)까지의 거리를 "b"로 하면, a+b=TC/2를 만족하도록 미러(22) 및 수광소자(24)가 배치된다.

이와같이 본 실시예에 있어서는, 미러(22)를 발광소자 어레이(10)와 서면(16)사이에 배치하는 것은 아니고, 원통형 렌즈 어레이(18)와 수광소자 어레이(24)사이에 배치하는 것이며, 이에따라 발광소자 어레이(10)와 서면(16) 사이의 거리를 짧게하는 것이 가능하게 되며, 서면에 있어서의 광량을 증가하는 것이 가능하게 된다.

또, 발광소자 어레이(10)와 수광소자 어레이(24)를 원통형 렌즈 어레이(18)의 TC라는 거리적 제한을 만족하면서 동일기판상에 배치할 수 있기 때문에 소형화를 꾀하는 동시에 그 조립을 용이하게 할 수 있다. 또한 본 실시예의 이미지센서의 구조에 있어서는 발광소자 어레이(10)와 수광소자 어레이(24)가 배치되는 기판과 원통형 렌즈 어레이(18)를 평행하게 배치함에 따라 이미지센서구조의 폭 약 10를 달성할 수 있었다.

여기에서 이상과 같은 구성을 갖는 본 실시예의 이미지센서에 있어서는, 발광소자(10)에서 출사한 빛은 유리판(14)을 통하여 서면(16)에 조사된다. 서면(16)에 조사된 빛은 반사하게 되지만 이 반사광은 산란광이기 때문에 이 산란광인 반사광이 원통형 렌즈 어레이(18)에 의하여 집광되고 나서 미러(22)에 조사되고, 여기에서 빛의 방향을 바꾸어서 발광소자(10)와 동일기판상에 설치되어 있는 수광소자(24)에 조사되게 된다. 여기에서 광량이 가장 감소하는 것이 서면에 있어서의 반사때이다. 이는 즉 서면(16)에서의 반사광이 산란하기 때문이지만 본 실시예의 구성에 따르면, 발광소자(10)와 서면(16)의 거리가 가깝기 때문에, 종래에는 광량의 감퇴량은 줄어들고, 서면(16)에 조사되는 광량이 많아지며 이에 동반하여 서면(16)에서의 반사광의 광량도 많아지게 된다. 그리고 이 많은 광량의 반사광이 원통형 렌즈 어레이(18)에 집광되고 집광된 빛이 미러(22)를 통하여 수광소자(24)에 조사되게 되어있다. 또한 상기한 바와 같이, 원통형 렌즈 어레이(18)의 중심선(19)에서 미러(22)까지의 거리와 미러(22)에서 수광소자(24)까지의 거리의 합은 원통형 렌즈 어레이(18)의 유효길이의 1/2로 설정되어 있기 때문에 수광소자(24)에 있어서 정확히 초점이 형성되게 되어있다. 그리고 이상과 같은 구성으로 했기 때문에 서면(16)의 모양의 형상을 정확히 파악할 수 있게 되어 있다.

여기에서 제2도는 상기 실시예에 관련되는 이미지센서(1)를 설치한 열전사 복사장치의 구성을 나타낸 도면이다.

이 장치는 장치의 외곽을 구성하는 하우징(25)과 서면(16)을 삽입하는 삽입구(26)와 이 삽입구(26)로 삽입된 서면(16)을 한 장 한 장으로 분리하는 분리수단(27)과 본 장치의 내부기구를 유지하는 시스템 콘트롤기판(28)과 본 장치를 구동시키는 전원(29)과 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)와 서멀 프린터 헤드(30)를 구비하고, 서면(16)의 내용을 이미지센서(1)에서 판독하여 기록용지(34)에 서멀 프린터 헤드(30)로 인자함에 따라 서면(16)에 기재되어 있는 내용을 기록용지(34)에 복사하는 장치이다.

이 복사장치에 있어서는 서면(16)이 삽입구(26)에서 삽입되면 분리수단(27)에 의하여 한 장 한 장으로 분리되고 나서 이미지센서(1)쪽으로 전송되게 된다. 서면(16)의 전송은 급지롤러(31)에 의하여 실시된다. 그리고 급지롤러(31)에 의해 전송된 서면(16)은 플래턴롤러(32)에 도달하게 되지만 여기에서 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)는 서면(16)을 전송하는 플래턴롤러(32)의 부분에 설치되어 있다. 따라서, 이미지센서(1)에 의하여 서면(16) 표면의 모양이 검출되고, 그 검출 정보에 기인하여 서멀 프린터 헤드(30)를 구동시키게 된다. 즉, 이미지센서(1)에 있어서의 검출정보에 기인하여 서멀 프린터 헤드(30)가 기록용지(34)에 인자를 실시하기 때문에 서면(16) 표면의 모양에 추종한 프린터가 실시되고, 이에따라 서면(16) 표면에 존재하는 모양과 똑같은 모양이 기록용기(34)상에 그려지게 된다. 또한 기록용지(34)는 기록용지스택(35)에서 기록 플래턴롤러(33)에 의하여 서멀 프린터 헤드(30)에 전송되게 되어있다.

여기에서 종래의 이미지센서(36)를 1점쇄선으로 나타냈지만, 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)는 도면에서 확실한 바와 같이 종래의 이미지센서(36)보다도 폭을 작게 구성할 수 있다. 즉, 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)는 이미지센서의 폭이 약 10이며, 종래의 이미지센서(36)의 약 절반정도로 되어 있다. 여기에서 플래턴롤러(32)는 그 단면이 원형이기 때문에 이미지센서의 접촉면적은 가능한한 작은 쪽이 좋다는 것은 널리 알려진 사실이다. 이것은 제2도를 보면 한 층 더 확실하며, 폭이 넓은 종래의 이미지센서(36)보다는 폭이 좁은 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)쪽이 서면(16)과의 접촉 상태에서 보아 양호한 것이 확실한 것을 한눈에 알 수 있다. 그에 덧붙여서 상기한대로 본 실시예 관련되는 이미지센서(1)는 발광소자와 서면의 거리가 작기 때문에 서면(16) 표면에 대한 광량증대를 꾀하는 것이 가능하게 되어있고, 종래보다도 판독의 정밀도가 높아지게 되어 있다. 이와 같이 하여, 본 실시예에 관련되는 이미지센서(1)가 폭이 좁고 또한 고정밀도이기 때문에, 이것이 설치되는 기계는 소형으로 완료되고, 또한 고정밀도라고 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련되는 이미지센서에 따르면, 렌즈어레이와 수광소자간에 광로변경수단으로써 미러를 설치했기 때문에, 발광소자 어레이와 수광소자 어레이를 동일기판상에 형성하는 것이 가능하게 되며, 장치의 소형화를 꾀하여 저가격화할 수 있는 동시에 발광소자 어레이와 서면과의 거리를 축소화해서 서면에 있어서의 광량을 증가시키는 것이 가능하게 되어 고성능화를 꾀할 수 있다.

또한, 본 발명의 이미지센서를 설치한 장치는 소형화와 고성능화의 양쪽을 꾀하는 것이 가능하게 되어 있다.

Claims

서면에 대해 수직으로 배치된 기판; 상기 기판상에 배치되고, 서면에 조사되는 빛을 발생하는 발광소자; 서면에서 반사되어온 빛의 광로를 변경하는 광로변경수단; 및 상기 발광소자와 동일한 기판상에 배치되고, 상기 광로변경수단에서 발생된 빛을 수광하는 수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
서면에 대해 수직으로 배치된 기판; 상기 기판상에 배치되고, 서면에 조사되는 빛을 발생하는 발광소자; 서면에서 반사되어온 빛의 광로를 변경하는 미러; 상기 발광소자와 동일한 기판상에 배치되고, 상기 미러로부터 발생된 빛을 수광하는 수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제1항에 있어서, 상기 수광소자와 동일 기판상에 설치되어 있는 상기 발광소자는 상기 수광소자 보다도 서면에 가까운 쪽에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제1항에 있어서, 서면에서 반사되어온 빛을 광로변경수단으로 인도하는 광학계를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제2항에 있어서, 서면에서 반사되어온 빛을 광로변경수단으로 인도하는 렌즈어레이를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제2항에 있어서, 서면에서 반사되어온 빛을 광로변경수단으로 인도하는 원통형 렌즈 어레이를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제3항에 있어서, 서면에서 반사되어온 빛을 광로변경수단으로 인도하는 원통형 렌즈 어레이를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제3항에 있어서, 원통형 렌즈 어레이의 중심선에서 수광소자까지의 거리와 미러에서 수광소자까지의 거리의 합이 상기 원통형 렌즈 어레이의 유효길이의 1/2로 되도록 상기 미러와 상기 수광소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제3항에 있어서, 원통형 렌즈 어레이의 유효길이는 14.4인 것을 특징으로 하는 이미지센서.
제1항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제2항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제3항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제4항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제5항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제6항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제7항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제8항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
제9항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
열전사에 의한 복사기구를 갖는 복사장치에 있어서, 제1항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.
열전사에 의한 복사기구를 갖는 복사장치에 있어서, 제9항의 이미지센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 이미지센서를 구비하는 장치.