KR100992461B1 - 보조 광원을 구비한 led 광원 모듈 - Google Patents

보조 광원을 구비한 led 광원 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상 정보를 검출하기 위해 피검사물에 빛을 조사하는 LED 광원 모듈로서, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 설치되어 백색 광을 출력하는 다수의 LED와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 LED로부터 출력된 백색 광을 입사시켜 배출하는 광파이프와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 광파이프를 수용하는 광파이프 수용부를 포함하는 백색 광원부; 및 상기 백색 광원부로부터 일정간격 이격되도록 상기 인쇄회로기판에 설치되어 적생 광을 출력하는 적색 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈에 관한 것이다.
복사기, 스캐너, 광원, LED

Description

보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈{LED light source module with subsidiary light source}
본 발명은 LED 광원 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보조 광원을 통해 백색 광에 부족했던 적색 성분을 보충하여 정확한 색표현을 가능하게 함으로써, 피검사물의 화상 정보를 정밀하게 검출할 수 있는 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 복사기나 스캐너 등을 통해 화상 정보를 검출하는 경우, 광원에서 출력되는 광을 원고나 피검사물의 표면에 조사하고, 상기 원고나 피검사물로부터 반사되는 광을 이미지 센서나, CCD 등을 통해 수광하여 광전변환을 통해 화상 정보로서 사용하게 된다.
이러한 화상 정보를 검출하는 장치들의 광원으로서는 신뢰성과 사용시간 등이 우수한 발광 다이오드(LED)가 많이 사용된다. 그러나 LED는 발광 광량이 작고, 국소적인 조명만을 할 수 있기 때문에, 화상 정보를 검출하기 위한 광원으로 사용하기 위해서는 다수의 LED를 직선상으로 배열한 LED 광원 모듈로 구성하여 사용한 다.
도 1 및 도 2는 종래의 LED 광원 모듈(10)의 구성을 나타낸 도면으로, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, LED 광원 모듈(10)은 인쇄회로기판(11)의 상면에 다수의 LED(12)가 대략 직선으로 배열되어 설치되고, 인쇄회로기판(11)의 상부에는 다수의 LED(12)들로부터 출력된 백색 광을 내부로 입사시켜 상부로 출력하는 광 파이프(14)와, LED(12) 및 광 파이프(14)를 수납하며 다수의 LED(12)들로부터 출력된 광이 광 파이프(14)의 상부로 출력되도록 상부에 개방면을 형성한 고정부(13)가 설치된다.
그러나, 화상 정보를 검출하기 위한 장치들의 대부분은 백색 광을 광원으로 사용하므로, 이러한 종래의 LED 광원 모듈(10)은 백색 광을 출력하기 위해 적색, 녹색, 청색의 광을 각각 발광하는 다수의 LED들을 구비해야만 하고, 각각의 LED들로부터 출력되는 적색, 녹색, 청색의 광을 조합하여 백색 광이 생성되도록 함으로써, LED 광원 모듈(10)을 생산하기 위한 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 3원색의 LED를 설치하여 백색 광을 생성하는 경우 3배의 전력이 필요하게 되어 효율적인 면에서도 좋지 못한 문제점과, 3원색간의 균형을 조절해야만 하여 제어하기 위한 회로의 구성도 복잡해지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점들을 해소하기 위해 최근에 제안된 백색 광을 출력하는 백색 LED는 청색을 발광하는 LED로부터 출력된 청색 광의 일부를 형광체가 흡수해서 황색 형광을 발산하여 백색 광이 생성되도록 구성되었다.
즉, 청색 LED로부터 출력되는 청색의 단색 광과, 청색 광의 일부에 의해서 여기(勵起)된 형광체로부터 출력되는 황색 광을 합성하여 백색 광을 얻게 된다는 것이다.
그러나, 이러한 청색 LED와, 황색 형광체를 이용한 백색은 사람의 시각에서는 백색으로 인식되지만, 가시광선 영역의 일부 스펙트럼만을 가지고 있기 때문에 연색 지수(color rendering index)가 낮은 문제점이 있다.
또한, 청색 LED와 형광체를 통해 얻은 백색의 적색, 녹색, 청색 성분을 분석해 보면, 적색 성분에서의 출력치가 낮아 색 표현이 제대로 되지 않는다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 백색 광에 부족했던 적색 성분을 보충하여 정확한 색표현을 가능하게 함으로써, 피검사물의 화상 정보를 정밀하게 검출할 수 있는 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 의하면, 화상 정보를 검출하기 위해 피검사물에 빛을 조사하는 LED 광원 모듈로서, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 설치되어 백색 광을 출력하는 다수의 LED와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 LED로부터 출력된 백색 광을 입사시켜 배출하는 광파이프와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 광파이프를 수용하는 광파이프 수용부를 포함하는 백색 광원부; 및 상기 백색 광원부로부터 일정간격 이격되도록 상기 인쇄회로기판에 설치되어 적생 광을 출력하는 적색 광원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 적색 광원부는 적색 광을 출력하는 다수의 LED와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 LED로부터 출력된 적색 광을 입사시켜 배출하는 광파이프와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 광파이프를 수용하는 광파이프 수용부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 인쇄회로기판이 설치되는 모듈 플레이트를 더 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 서로 분리되어 각각 상기 백색 광원부 및 적색 광원부가 설치되는 제 1 및 제 2 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 백색 광원부에 보조 광원을 더 구비하여 백색 광에 부족했던 적색 광 성분을 보조함으로써, 조사되는 광을 통해 피검사물의 완전한 색표현이 가능한 하고, 이로 인해 보다 정밀하게 피검사물의 화상 정보를 검출할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈을 나타낸 사시도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 복사기나 스캐너 등에 설치되어 화상 정보를 검출하기 위해 피검사물에 빛을 조사하는 LED 광원 모듈(100)로서, 인쇄회로기판(110)과, 백색 광원부(120), 및 적색 광원부(130)를 포함한다.
구체적으로, 백색 광원부(120)는 다수의 LED(121), 광파이프(122) 및 광파이프 수용부(123)를 포함한다.
다수의 LED(121)는 인쇄회로기판(110)의 상면에 거의 일직선으로 설치되어 백색 광을 출력하는데, 이 백색 광을 출력하는 LED(121)는 청색을 발광하는 LED로부터 출력된 청색 광의 일부를 형광체가 흡수해서 황색 형광을 발산하여 백색 광이 생성되도록 구성된다.
광파이프(122)는 인쇄회로기판(110)의 상부, 정확하게는 다수의 LED(121)의 상부에 위치되고, 다수의 LED(121)로부터 출력된 백색 광이 전부 입사되도록 다수의 LED(121)가 설치된 형태와 동일하게 길이방향으로 길게 형성된다. 그리고, 인쇄회로기판(110)에 설치된 다수의 LED(121)로부터 출력된 백색 광을 내부로 입사시켜 상부로 출력함으로써, 다수의 LED(121)로부터 출력되는 백색 광이 균일하게 상부로 조사되도록 한다.
광파이프 수용부(123)는 인쇄회로기판(110)의 상부에 설치되고, 광파이프(122)가 내부에 수용되도록 광파이프(122)의 형상과 대응되는 형상의 수용공간을 갖는다.
적색 광원부(130)는 전술한 백색 광원부(120)와 일정간격 이격되어 나란하게 인쇄회로기판(110)의 상부에 설치되어 적색 광을 출력한다.
구체적으로, 적색 광원부(130)는 다수의 LED(131), 광파이프(132) 및 광파이프 수용부(133)를 포함한다.
다수의 LED(131)는 백색 광원부(120)의 LED(121)와 마찬가지로 인쇄회로기판(110)의 상면에 거의 일직선으로 설치되어 적색 광을 출력한다. 즉, 적색 광원부(130)의 다수의 LED(131)와 백색 광원부(120)의 다수의 LED(121)는 서로 일정간격 이격되어 나란하게 설치된다.
본 실시예에서, 적색 광원부(130)는 LED(131)를 통해 적색 광을 출력하지만, 램프 등의 적색 광을 출력할 수 있는 광원이라면 어느 것이어도 무방하다.
광파이프(132)는 백색 광원부(120)의 광파이프(122)와 마찬가지로 인쇄회로기판(110)의 상부, 정확하게는 적색 광을 출력하는 다수의 LED(131)의 상부에 위치되고, 다수의 LED(131)로부터 출력된 적색 광이 전부 입사되도록 다수의 LED(131)가 설치된 형태와 동일하게 길이방향으로 길게 형성된다. 그리고, 인쇄회로기판(110)에 설치된 다수의 LED(131)로부터 출력된 적색 광을 내부로 입사시켜 상부로 출력함으로써, 다수의 LED(131)로부터 출력되는 적색 광이 균일하게 상부로 조사되도록 한다.
광파이프 수용부(133)는 백색 광원부(120)의 광파이프 수용부(123)와 마찬가지로 인쇄회로기판(110)의 상부, 정확하게는 적색 광을 출력하는 다수의 LED(131) 상부에 설치되고, 광파이프(132)가 내부에 수용되도록 광파이프(132)의 형상과 대응되는 형상의 수용공간을 갖는다.
또한, 인쇄회로기판(110)의 중간 즉, 백색 광원부(120)와 적색 광원부(130) 사이의 인쇄회로기판(110)에는 LED(121, 131)가 설치된 길이방향으로 슬릿(111)이 관통되어 형성된다. 이 슬릿(111)은 LED 광원 모듈(100)로부터 조사되어 복사기나 스캐너 등에 놓여진 피검사물에서 반사된 빛이 통과한다.
이러한 구성에 의해, 적색 광을 출력하는 다수의 LED(131)는 백색 광원부(120)로부터 출력되는 백색 광과 함께 출력되어 백색 광에 부족했던 적색 성분을 보완함으로써, 정밀한 색표현이 가능하여 피검사물의 화상 정보를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
즉, 적색 광원부(130)는 백색 광원부(120)의 보조 광원으로서의 역할을 수행한다.
한편, 백색 광원부(120) 및 적색 광원부(130)의 광파이프 수용부(123, 133)는 LED(121, 131)로부터 출력되는 백색 광 또는 적색 광이 외부로 조사되지 못하도록 불투명 재질로 이루어지고, 측면은 광파이프(122, 132)와 거의 면접하도록 형성되며, 저면 및 상면이 개방되어 LED(121, 131)로부터 출력되는 백색 광 또는 적색 광이 상부로만 조사되도록 한다.
이와 같이, 광파이프 수용부(123, 133)를 통해 광이 불필요하게 측방으로 조사되지 않고 상부로만 조사되기 때문에, 피검사물에 보다 정확하게 노광(exposure)됨으로써, 화상 정보의 정밀한 검출이 가능해진다.
도 4는 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도로서, 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(110)은 모듈 플레이트(140)의 상부에 설치된다.
이때, 인쇄회로기판(110)은 서로 분리되어 일정간격 이격된 제 1 인쇄회로기판(110a) 및 제 2 인쇄회로기판(110b)으로 구성되고, 제 1 인쇄회로기판(110a)의 상부에는 백색 광원부(120)가 설치되며, 제 2 인쇄회로기판(110b)의 상부에는 적색 광원부(130)가 설치된다.
이와 같이, 인쇄회로기판을 두 개로 분리하여 설치함으로써, 백색 광원 부(120) 또는 적색 광원부(130) 중 어느 한쪽의 LED가 고장이 난 경우, 한쪽의 인쇄회로기판만을 해체하여 수리하거나 교체할 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈의 적용예를 나타낸 도면으로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈은 복사기 또는 스캐너와 같이 화상 정보를 검출하는 장치의 내부에 설치된다.
복사기나 스캐너 등의 화상 정보를 검출하는 장치(200)는 상부에 평평한 유리판(210)이 설치되고, 내부에 측면 방향으로 이송 레일(220)이 설치되며, 이 이송 레일을 따라 왕복 이동하는 이송 플레이트(230)가 설치된다.
본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈(100)은 이송 플레이트(230)의 상부에 설치되어 유리판(210) 상에 놓여진 피검사물에 광을 조사한다.
즉, 이송 레일(220)을 따라 이송 플레이트(230)가 이동하면, LED 광원 모듈(100) 역시 이송 플레이트(230)와 함께 유리판(210)의 하부를 이동하면서 유리판(210) 상에 놓여진 피검사물에 광을 조사하여 피검사물의 화상 정보가 정확하게 검출되도록 노광을 하게 된다.
이때, 본 발명의 LED 광원 모듈(100)은 백색 광 및 적색 광이 동시에 피검사물에 조사됨으로써, 보다 정밀하게 피검사물의 화상 정보를 검출할 수 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 백색 광원부에 보조 광원을 더 구비하여 백색 광에 부족했던 적색 광 성분을 보조함으로써, 조사되는 광을 통해 피검사물의 완전한 색표현이 가능한 하고, 이로 인해 보다 정밀하게 피검사물의 화상 정보를 검출할 수 있다.
도 1은 종래의 LED 광원 모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 2는 종래의 LED 광원 모듈의 구성을 나타낸 측 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈의 구성을 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈의 적용예를 나타낸 도면.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100: LED 광원 모듈 110, 110a, 110b: 인쇄회로기판
120: 백색 광원부 130: 적색 광원부
121, 131: LED 122, 132: 광파이프
123, 133: 광파이프 수용부 140: 모듈 플레이트
200: 화상 정보 검출 장치 210: 유리판
220: 이송 레일 230: 이송 플레이트

Claims (3)

  1. 화상 정보를 검출하기 위해 피검사물에 빛을 조사하는 LED 광원 모듈로서,
    중앙에 길이방향으로 슬릿이 형성된 인쇄회로기판;
    상기 슬릿을 중심으로 상기 인쇄회로기판의 일측에 설치되어 백색 광을 출력하는 다수의 LED와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 LED로부터 출력된 백색 광을 입사시켜 배출하는 광파이프와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 광파이프를 수용하는 광파이프 수용부를 포함하는 백색 광원부; 및
    상기 백색 광원부로부터 일정간격 이격되도록 상기 슬릿을 중심으로 상기 인쇄회로기판의 타측에 설치되어 적생 광을 출력하는 적색 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적색 광원부는 적색 광을 출력하는 다수의 LED와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 LED로부터 출력된 적색 광을 입사시켜 배출하는 광파이프와, 상기 인쇄회로기판의 상부에 설치되어 상기 광파이프를 수용하는 광파이프 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판이 설치되는 모듈 플레이트를 더 포함하고, 상기 인쇄회로기판은 서로 분리되어 각각 상기 백색 광원부 및 적색 광원부가 설치되는 제 1 및 제 2 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 광원을 구비한 LED 광원 모듈.
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