KR100238318B1 - 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 관한 것으로, 그 구성요소를 줄이기 위하여, 광을 출사하는 광원과, 광을 반사시키는 회전 다면경과, 회전 다면경에 의해 반사된 광을 광입사매체로 진행시키는 f-θ 렌즈와, 광입사매체를 중심으로 상기 f-θ 렌즈의 맞은편에 배치되어 상기 광입사매체를 투과한 광을 집속하는 집속 렌즈와, 집속 렌즈에 의해 집속된 광을 수광하는 촬상 소자를 포함한다. 이와 같은 구조를 채용하는 것에 의해 전체적인 구성요소의 줄일 수 있다.

Description

프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치{A light scanning light apparatus combined use printer and scanner}
본 발명은 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 특정 광학요소를 공유하여 구성 부품수를 줄이고 구조를 단순화시킬 수 있는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 관한 것이다.
도 1에는 종래 프린터의 광주사 장치의 광학적 배치가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 종래의 프린터의 광주사 장치는, 광원(10)과, 모터(21)에 의해 회전되면서 광원(10)으로부터의 광을 반사시키는 회전 다면경(20)과, 이 회전 다면경에 의해 반사된 광이 광입사매체, 예컨대 인스턴트필름(1) 상의 스캐닝 라인에 각각 적당한 스폿(spot)을 형성하도록 하는 f-θ 렌즈(40)와, 이 f-θ 렌즈(40)와 인스턴트필름(1)사이의 광경로 상에 배치되어 상기 f-θ 렌즈(40)를 통과한 광의 경로가 즉석필름(1) 상의 스캐닝 라인(도 1의 점선)쪽으로 형성되도록 입사광을 반사하는 반사 거울(50)을 포함하여 구성된다. 상기 f-θ 렌즈(40)에 있어서의 f는 초점을 의미하고, θ는 주사각을 의미한다. 한편, 상기 광원(10)과 회전 다면경(20) 사이의 광경로 상에는, 입사광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅(collimating) 렌즈(31)와, 회전 다면경(20)의 반사면에 선형의 상이 형성되도록 하기 위한 실린드리컬(cylindrical) 렌즈(33)가 각각 배치되어 있다.
이와 같은 구성을 갖는 프린터 광주사 장치에 있어서, 광원(10)으로부터 출사된 광은 콜리메이팅 렌즈(31)에 의해 평행광으로 변환되며, 이 평행광은 실린드리컬 렌즈(33)를 거쳐 회전 다면경(20)에 의해 반사된다. 상기 회전 다면경(20)에 의해 반사된 광은 f-θ 렌즈(40)를 통과한 후, 반사 거울(50)에 의해 경로가 변환되어서 인스턴트필름(1)의 스캐닝 라인 중 어느 한 지점에 스폿이 형성되도록 하여 화상을 형성한다.
도 2에는 종래 스캐너의 광주사 장치의 광학적 배치가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 종래의 스캐너의 광주사 장치는, 광을 출사하는 광원(60)과, 광원(10)으로부터의 광을 필름(2) 상으로 반사시키는 반사 거울(70)과, 반사 거울(70)에 의해 반사되어 필름(2)을 통과한 광이 입사되는 집속 렌즈(80)와, 집속 렌즈에 의해 집속된 광이 주사되는 촬상 소자(CCD)(90)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 스캐너 광주사 장치에 있어서, 광원(60)으로부터 출사된 광은 반사 거울(70)에 의해 경로가 변환되어서 필름(2)으로 진행하고, 필름을 투과한 광은 집속 렌즈(80)에 의해 집속된 후 촬상 소자(90)로 주사된다. 이 집속광을 촬상함으로써 필름상에 형성된 화상을 촬상할 수 있다.
그런데, 화상을 출력하고 입력하기 위하여 출력용의 프린터와 입력용의 스캐너가 필요하다. 이들 프린터와 스캐너는 각각 복잡한 광학 요소를 구비하고 있고, 그 자체로 소정의 크기를 가지고 있으므로 설치공간을 많이 차지한다. 또한, 화상의 입출력을 위하여 이들 각각을 구입할 경우 많은 비용 지출 요건이 발생하게 된다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 단점을 개선하기 위하여 발명한 것으로서, 특정 광학 요소를 공유하여 부품수를 줄이고 설치공간을 줄일 수 있으며 소형화가 가능한 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래 프린터 광주사 장치의 광학적 배치를 도시한 개략적 사시도.
도 2는 종래 스캐너 광주사 장치의 광학적 배치를 도시한 개략적 사시도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 있어서, 프린터 동작에 사용되는 구성요소의 광학적 배치를 도시한 개략적 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 있어서, 스캐너 동작에 사용되는 구성요소의 광학적 배치를 도시한 개략적 사시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 있어서, 프린터 동작에 사용되는 구성요소의 광학적 배치를 도시한 개략적 사시도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치에 있어서, 프린터 동작에 사용되는 구성요소의 광학적 배치를 도시한 개략적 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 ... 인스턴트 필름 2 ... 네거티브 또는 포지티브필름
110 ... 광원 121 ... 모터
120 ... 회전 다면경 131 ... 콜리메이팅 렌즈
133 ... 실린드리컬 렌즈 140 ... f-θ 렌즈
150 ... 반사 거울 180 ... 집속 렌즈
190 ... 촬상 소자 203 ... 필터팬널
206 ... 모터 210 ... 광분리부
220 ... 발광 소자 300 ... 광원
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치는, 광을 출사하는 광원; 상기 광을 반사시키는 회전 다면경; 상기 회전 다면경에 의해 반사된 광을 광입사매체로 진행시키는 f-θ 렌즈; 상기 광입사매체를 중심으로 상기 f-θ 렌즈의 맞은편에 배치되어 상기 광입사매체를 투과한 광을 집속하는 집속 렌즈; 상기 집속 렌즈에 의해 집속된 광을 수광하는 촬상 소자;를 포함한다.
상기 광원은, R, G, B 색상의 광을 낼 수 있는 3개의 발광 소자로 구성되거나, 또는 백색광을 출사하는 발광 소자와 상기 백색광은 R, G, B 색상의 광으로 분리하는 광분리부로 구성된다. 이때, 광분리부는, R, G, B 필터가 동일 원주각을 가지고 원판 형상을 이루어서 회전된다.
상기 광입사매체는, 광에 의해 즉석에서 인화되는 폴라로이드 인스턴트필름이거나, 또는 광이 투과할 수 있는 네가티브필름 또는 포지티브필름이다.
한편, 상기 f-θ 렌즈와 상기 광입사매체 사이에는 상기 광입사매체상으로 입사광의 광경로를 변경하는 반사경이 설치된다.
그리고, 상기 광원과 상기 회전다면경 사이에는, 입사광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅 렌즈가 더 구비된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 스캐닝 광학 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 제1실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치의 광학적 배치가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치는, 광을 출사하는 광원(110)과, 모터(121)에 의해 회전되면서 광원(110)으로부터의 광을 반사시키는 회전 다면경(120)을 포함한다. 이때, 상기 광원은 R(Red), G(Green), B(Blue) 색상의 광을 낼 수 있는 3개의 발광 소자(미도시)로 구성되어 있다. 회전 다면경(120)의 전방에는 이 회전 다면경에 의해 반사된 광을 광입사매체, 예컨데 폴라로이드사에서 제조되어 광에 의해 즉석에서 인화되는 인스턴트필름(1, 도 3)상의 스캐닝 라인에 각각 적당한 스폿(spot)을 형성하도록 하는 f-θ 렌즈(140)와, 이 f-θ 렌즈(140)를 통과한 광의 경로를 인스턴트필름(1) 상의 스캐닝 라인(도 3의 점선)쪽으로 형성하도록 입사광을 반사하는 반사 거울(150)이 배치된다. 이 f-θ 렌즈(140)의 f는 초점을 의미하고, θ는 주사각을 의미한다. 한편, 상기 광원(310)과 회전 다면경(120) 사이의 광경로 상에는, 입사광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅(collimating) 렌즈(131)와, 회전 다면경(120)의 반사면에 선형의 상이 형성되도록 하기 위한 실린드리컬(cylindrical) 렌즈(133)가 각각 배치될 수 있다. 상기 광입사매체를 중심으로 상기 f-θ 렌즈(140)의 맞은편에는 집속 렌즈(180)와, 그 집속 렌즈(180)에 의해 집속된 광을 수광하는 촬상 소자(190)가 설치된다. 상기 집속 렌즈(180)와 촬상 소자(190)는 광입사매체가 광이 투과되는 네커티브나 포지티브필름(2, 도 4)일 때, 그 네거티브필름 혹은 포지티브필름(2)을 투과한 광으로부터 그 필름상에 형성된 화상을 읽기 위한 것으로 사용된다.
이와 같은 구성을 갖는 제1실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
광주사 장치가 프린터의 동작을 하는 경우는, 도 3에 도시한 바와 같이, 광입사매체가 인스턴트필름(1)일 경우이다. 즉, 광원(110)으로부터 출사된 광이 콜리메이팅 렌즈(131)에 의해 평행광으로 변환되고, 이 평행광은 실린드리컬 렌즈(133)를 거쳐 회전 다면경(120)에 의해 f-θ 렌즈(140)로 반사된다. 광은 f-θ 렌즈(140)를 통과한 후, 반사 거울(150)에 의해 경로가 변환되어서 인스턴트필름(1)의 스캐닝 라인 중 어느 한 지점에 스폿을 형성하여 화상을 형성한다. 이때, 광원(110)은 인스턴트필름(1)에 R, G, B 색상의 광을 교대로 출사하고 조합하여 컬러 화상을 형성한다.
광주사 장치가 스캐너의 동작을 하는 경우는, 도 4에 도시한 바와 같이, 광입사매체가 네거티브필름 또는 포지티브필름(2) 일 경우이다. 즉, 광원(110)으로부터 출사된 광이 콜리메이팅 렌즈(131)에 의해 평행광으로 변환되고, 이 평행광은 실린드리컬 렌즈(133)를 거쳐 회전 다면경(120)에 의해 f-θ 렌즈(140)로 반사된다. 광은 f-θ 렌즈(140)를 통과한 후, 반사 거울(150)에 의해 경로가 변환되어서 네거티브필름 또는 포지티브필름(2)으로 주사된다. 광이 필름(2)을 투과하면서, 필름(2)상에 형성된 화상을 투영하여 집속 렌즈(180)로 진행한다. 집속 렌즈(180)는 화상정보를 가지는 투영된 광을 촬상 소자(190)로 집속한다. 이렇게 함으로서 필름(2) 상에 형성된 화상은 촬상 소자(190)에 의해 촬상되어 진다. 촬상 소자(190)에 의해 촬상된 화상은 메모리등에 저장하였다가 PC 나 프린터 또는 본 발명의 광주사시스템에 의해 출력할 수 있다.
다음, 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치를 도 5를 참조하여 상세히 설명한다. 상기 도면에서 앞서 도시된 도면에서와 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다.
도시한 바와 같이, 제2실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치는, 광원(300)과, 모터(121)에 의해 회전되면서 광원(300)으로부터의 광을 반사시키는 회전 다면경(120)을 포함한다. 상기 광원(300)은 백색광을 출사하는 발광 소자(220)와, 상기 백색광은 R, G, B 색상의 광으로 분리하는 광분리부(210)를 포함한다. 상기 광분리부(200)는, R, G, B 필터가 동일 원주각을 가지고 원판 형상을 이루는 필터팬널(203)과 이 필터팬널(203)을 등속도로 회전시키는 모터(206)로 구성된다. 상기 모터(206)는 필터팬널(203)을 일정 등속도로 회전시켜 입사광으로부터 R, G, B 광을 소정 시간 간격으로 분리한다. 회전 다면경(120)의 전방에는 이 회전 다면경에 의해 반사된 광을 광입사매체, 예컨데 폴라로이드사에서 제조되어 광에 의해 즉석에서 인화되는 인스턴트필름(1, 도 5)상의 스캐닝 라인에 각각 적당한 스폿을 형성하도록 하는 f-θ 렌즈(140)와, 이 f-θ 렌즈(140)를 통과한 광의 경로를 인스턴트필름(1) 상의 스캐닝 라인(도 3의 점선)쪽으로 형성되도록 입사광을 반사시키는 반사 거울(150)이 배치된다. 이 f-θ 렌즈(140)의 f는 초점을 의미하고, θ는 주사각을 의미한다. 상기 광원(300)과 회전 다면경(120) 사이의 광경로 상에는, 콜리메이팅 렌즈(131) 및 실린드리컬(cylindrical) 렌즈(133)가 각각 배치되고, 광입사매체를 중심으로 상기 f-θ 렌즈(140)의 맞은편에는 집속 렌즈(180)와, 그 집속 렌즈(180)와 촬상 소자(190)가 설치된다. 상기 집속 렌즈(180)와 촬상 소자(190)는 광입사매체가 광이 투과되는 네커티브나 포지티브필름(2, 도 6)일 경우, 그 네거티브필름 혹은 포지티브필름(2)을 투과한 광으로부터 필름상에 형성된 화상을 읽기 위한 것으로 사용된다.
이와 같은 구성을 갖는 제2실시예에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
광주사 장치가 프린터의 동작을 하는 경우는, 도 5에 도시한 바와 같이, 광입사매체가 인스턴트필름(1)일 경우이다.
광주사 장치가 프린터의 동작을 하는 경우는, 도 5에 도시한 바와 같이, 광입사매체가 인스턴트필름(1)일 경우이다. 즉, 광원(300)으로부터 출사된 광은 입사광을 R, G, B 광으로 분리하는 광분리부(210)로 진행한다. 상기 광분리부(210)로 진행한 광은 회전하는 필터팬널(203)의 R, G, B 필터에 의해 R, G, B 광으로 소정 시간 간격을 두고 순차적으로 분리된다. 이 분리된 광은 콜리메이팅 렌즈(131), 실린드리컬 렌즈(133) 및 회전 다면경(120)을 거쳐 f-θ 렌즈(140)로 진행한다. 분리된 광은 f-θ 렌즈(140)를 통과한 후, 반사 거울(150)에 의해 경로가 변환되어서 인스턴트필름(1)의 스캐닝 라인 중 어느 한 지점에 스폿을 형성한다. 이때, 소정 시간 간격을 두고 입사되는 R, G, B 광은 서로 조합되어서 인스턴트필름(1)상에 컬러 화상을 형성한다.
광주사 장치가 스캐너의 동작을 하는 경우는, 도 6에 도시한 바와 같이, 광입사매체가 네거티브필름 또는 포지티브필름(2) 일 경우이다. 즉, 광원(300)으로부터 출사된 광이 콜리메이팅 렌즈(131), 실린드리컬 렌즈(133) 및 회전 다면경(120)을 거쳐 f-θ 렌즈(140)로 진행한다. 광은 f-θ 렌즈(140)를 통과한 후, 반사 거울(150)에 의해 경로가 변환되어서 네거티브필름 또는 포지티브필름(2)으로 주사된다. 광이 필름(2)을 투과하면서, 필름(2)상에 형성된 화상을 투영하여 집속 렌즈(180)로 진행한다. 집속 렌즈(180)는 화상정보를 가지는 투영된 광을 촬상 소자(190)로 집속한다. 이렇게 함으로서 필름(2) 상에 형성된 화상은 촬상 소자(190)에 의해 촬상되어 진다. 촬상 소자(190)에 의해 촬상된 화상은 메모리등에 저장하였다가 PC 나 프린터 또는 본 발명의 광주사 장치에 의해 출력할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명은 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치는, 회전 다면경, f-θ 렌즈 및 반사 거울을 공유하는 것에 의해 구조를 매우 간단하게 하고 구성 부품수를 줄일 수 있다. 또한 프린터와 스캐너의 광주사 장치가 일체로 되어 구성 요소를 설치하는 설치공간을 줄일 수 있으며 소형화가 가능하다는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 광을 출사하는 광원;
    상기 광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅 렌즈(131),
    상기 평행광을 반사시키는 회전 다면경(120);
    상기 회전 다면경(120)에 의해 반사된 광을 광입사매체로 진행시키는 f-θ 렌즈(140);
    상기 광입사매체를 중심으로 상기 f-θ 렌즈(140)의 맞은편에 배치되어 상기 광입사매체를 투과한 광을 집속하기 위한 집속 렌즈(180); 및
    상기 집속 렌즈(180)에 의해 집속된 광을 수광하는 촬상 소자(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원은,
    R, G, B 색상의 광을 낼 수 있는 3개의 발광 소자로 구성된 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원은,
    백색광을 출사하는 발광 소자(220)와, 상기 백색광을 R, G, B 색상의 광으로 분리하는 광분리부(210)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광분리부(210)는,
    R, G, B 필터가 동일 원주각을 가지고 원판 형상을 이루는 필터팬널(203)과, 상기 필터팬널(203)을 등속도로 회전시키는 모터(206)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광입사매체는,
    광에 의해 즉석에서 인화되는 폴라로이드 인스턴트필름인 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광입사매체는,
    광이 투과할 수 있는 네가티브필름 또는 포지티브필름인 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 f-θ 렌즈(140)와 상기 광입사매체 사이에는 상기 광입사매체상으로 입사광의 광경로를 변경하는 반사경(150)이 설치되는 것을 특징으로 하는 프린터 및 스캐너 겸용 광주사 장치.
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