KR19980018845A - 운동범위내의 고정 위치에 전하 결합 소자 기판을 고정하기 위한 장치 (apparatus for securing ccd board at a fixed position wit hin a range of motion) - Google Patents
운동범위내의 고정 위치에 전하 결합 소자 기판을 고정하기 위한 장치 (apparatus for securing ccd board at a fixed position wit hin a range of motion) Download PDFInfo
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Abstract
광 장치에 관련한 운동범위내에서 광 센서의 위치를 고정하기 위한 장치. 고정 장치는 고정 공정동안 5 자유도(DOF)를 통해 운동범위를 제공한다. 장치는 광 조립체를 위한 하우징과, 광 장치에 고정된 중간 브래킷(bracket)을 포함한다. 운동의 범위는 하우징 및 중간 브래킷내의 짐벌(gimbal) 설계에 의해 제공되며, 상기 짐벌 설계는 5DOF를 만든다. 위치에 정렬되고 고정되는 부품에 토크 또는 외력을 전달하기 위한 고정 공정에 어떤 나사도 포함되지 않는다. 자외선(UV) 활성 접착제는 센서 하우징을 중간 브래킷에 중간 브래킷을 광 스캐너(scanner) 하우징에 고정하도록 사용된다. 중간 브래킷은 자외선에 투과성인 재료로 제조되며, 자외선의 대부분은 중간 브래킷을 통과해 부품들사이에 가해진 접착제를 경화시킨다. 수직방향의 구멍은 하우징과 중간 브래킷의 태브을 통해 이어진다. 접착제는 부품에 의해 강제되는 이러한 영역에 가해진다. 접착제는 부품사이에 상대적인 운동이 가능한 정렬 과정동안 액체이다. 정렬이 이루어졌을 때, 접착 영역은 접착제를 화학적인 리벳의 형태를 만드는 단단한 수직방향 칼럼으로 경화시키는 자외선에 노출된다. 이러한 화학적인 리벳은 부품의 접착 결합뿐만 아니라 부품의 매우 강한 기계적인 체결을 제공한다.
Description
본 발명은 광학 시스템 분야, 특히 시스템의 적당한 작동을 위해 정렬을 필요로 하는 광 센서를 사용하는 광학 시스템에 관한 것이다.
표시하는 이미지(image)를 만들기 위해 기록된 이미지를 스캔하기 위한 광 스캐너 장치와 같은 광학 시스템은 전하 결합 소자(charged coupled device ; CCD) 어레이와 같은 광 센서 어레이를 사용한다. CCD 어레이는 기록된 이미지에 대해 위치되어 기록된 이미지 및 CCD 어레이가 서로에 대해 이동하며, 여기서 기록된 이미지는 광 센서 어레이에 관하여 이동한다. 센서 어레이는 이미지를 이미지 픽셀(pixel)을 나타내는 전기적인 신호로 전환하며, 상기 이미지 픽셀은 이미지를 포함한다. 일반적으로 이러한 광 스캐너 장치는 하나의 기계에 프린터, 팩시밀리, 사진 복사기 및/또는 광 스캐너 장치의 기능을 포함하는 다기능 기계이다.
최적의 스캔 품질을 얻기 위해, 광 센서와 광학 시스템은 서로에 대한 공간에 정렬되고, 위치 설정되며 고정될 필요가 있다. 단일 라인 CCD의 경우에, 6자유도(degree of freedom ; DOF)중 5DOF가 이러한 정렬에 기본이다. 요즘 상가에 있는 대부분의 스캐너는 단지 4DOF의 능동 제어를 가지며; x축과 z축을 따라 이동 및 y축을 중심으로 회전은 CCD상에서 제어되며, y축을 따라서 이동은 렌즈(lens)상에서 제어된다. 결과적으로 이러한 스캐너는 회전하는 z축 방향으로 매우 작은 공차를 갖는다. 전형적인 고정 방법은 광 경로에 대해 CCD를 파지하는 2개의 나사를 하향 체결하는 것이다. 이러한 체결 공정은 토크 및 외력을 CCD에 전달하며, 상기 토크 및 외력은 최적 정렬 위치로부터 CCD를 이동시킨다. 또한, y축 방향으로 렌즈를 이동시키는 것은 (ⅰ) 광 축은 일반적으로 운동축과 평행하지 않으며, (ⅱ) 렌즈 및/또는 하우징에 있어서 기계적 결함은 y축 방향의 운동동안 나머지 축에 있어서 소망하지 않는 운동을 발생하기 때문에 최적 정렬을 떨어뜨린다.
따라서 본 기술분야에 있어서 개선된 정렬 능력을 갖는 광 센서 시스템을 제공하며, 여기서 광 센서는 최적 정렬 위치로부터 센서를 이동시키는 외력을 발생시키지 않고 정렬될 수 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 광 장치를 운동범위내의 고정된 상대적인 위치에 고정시키기 위한 장치가 도시되었다. 장치는 광 장치를 파지하는 제 1 하우징 부재와 자외선 투과성 재료로 제조된 제 1 브래킷 부재를 포함한다. 운동범위를 통해 제 1 하우징과 제 1 브래킷 부재사이의 상대적인 운동을 가능케 하는 동안, 장치는 제 1 하우징 부재와 제 1 브래킷 부재를 서로 느슨히 파지하기 위한 유연성 장치를 더 포함한다. 제 1 하우징 부재와 제 1 브래킷 부재사이에 가해진 경화가능한 결합 요소는 운동범위내의 고정 위치에 제 1 하우징 부재와 제 1 브래킷 부재를 서로 결합한다. 결합 요소는 액체상태에 있는 동안 상대적인 운동을 가능하도록 되며, 자외선에 노출되므로서 고체상태로 경화되는 접착제를 포함한다. 제 1 하우징 부재와 제 1 브래킷 부재는 접착제를 고체상태로 경화하므로서 상대적인 위치에 고정된다.
본 발명을 위한 바람직한 응용은 광 스캐너 장치에 적용되며, 여기서 광 센서 어레이는 스캐너 하우징에 대해 운동범위를 통해 이동가능하며, 그런 후 경화가능한 요소의 사용에 의해 운동범위내에서 소망의 위치에 고정된다.
도 1은 본 발명을 이용하는 다중 기능 기계의 개략적인 측면도,
도 2는 본 발명을 실시하는 광 스캐너 장치의 등각도,
도 3은 도 2 장치의 스캐너 하우징, 중간 브래킷, 광 센서 하우징 및 광 센서 기판의 전개도,
도 4는 도 2의 4-4 선 단면도,
도 5는 도 4의 5-5 선 단면도,
도 6은 도 4의 6-6 선 단면도,
도 7은 도 4의 7-7 선 단면도,
도 8은 접착제를 도포하고 경화시킨 후, 도 4 조립체 왼쪽 단부에서의 일부분을 도시한 도면,
도 9는 도 4의 조립체의 왼쪽 단부에 인접한 접착 공동부를 채우는 접착제를 도시하는 것으로, 도 7과 유사한 단면도,
도 10은 접착제를 도포하고 경화시킨 후, 도 2의 스캐너 조립체의 일부분의 확대된 부분 등각도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 스캐너 스테이션 40 : 인쇄 스테이션
50 : 스캐너 조립체 58 : 렌즈
60 : 광 센서 어레이 80 : 하우징
본 발명의 이러한 그리고 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면에 도시된 바와 같은 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명을 사용하는 예시적인 장치의 개략적인 측면도이다. 본 장치는 미국 특허 제 5,391,009 호에 기술된 유형의 다기능 장치(20)이며, 상기 미국 특허 제 5,391,009 호의 내용은 본원에서 참조로 인용된다. 장치(20)는 자동 도큐먼트(document) 공급기(22)로부터 스캐너 스테이션(30)으로 공급 경로를 통해 공급된 인쇄된 시트 도큐먼트(10)로부터의 상(imagery)을 광학적으로 스캐닝하거나, 시트 공급기(24)로부터 공급되고 공급 경로를 통해 인쇄 스테이션(40)에 공급된 시트상에 상을 인쇄하는 것과 같은 기능을 실행하며, 인쇄는 공급 경로에 대해 횡방향으로 이동을 위한 횡단하는 카트리지(도시되지 않음)상에 설치된 잉크-젯 카트리지(42)를 통해 실행된다. 본 발명은 장치(20)를 포함하는 광 센서 장치와 관련된다.
스캐닝 스테이션(30)은 도큐먼트(10)의 표면이 광학적으로 스캔되도록 도큐먼트(10)의 표면을 비추기 위한 광원을 포함하는 스캐너 조립체(50)를 포함하며, 광은 거울(52, 54, 56)에 의해 절첩된 선(52)으로 표시된 광 경로를 통해 도큐먼트 표면으로부터 반사되어, 초점을 맞추기 위한 렌즈(58)를 통해 프린트 회로 조립체 기판(62)에 부착된 선형 광 센서 어레이(60)상으로 배향된다. 이러한 예시적인 실시예에 있어서, 센서 어레이(60)는 선형 전하 결합 소자(CCD) 어레이를 포함한다. 광 센서 기술분야에 공지된 바와 같이, 진행 단계에 있어서 도큐먼트(10)는 스캐너 스테이션을 통해 순차적으로 전진되며, 이때 어레이(60)는 예를 들면, 픽셀 값을 가지는 픽셀 라인(line)과 같은 전기적인 신호의 형태로 도큐먼트 표면의 얇은 선 또는 영역을 포착한다. 장치는 픽셀의 연속적인 라인을 스캔된 도큐먼트 표면의 이미지로 조합하기 위한 프로세서(processor)(도시되지 않음)를 포함한다.
광 스캐너 스테이션(30)의 스캐닝 실행을 최적화하기 위해, 일반적으로 센서 어레이(60)는 렌즈(58)를 통해 투사된 이미지에 대해 광학적으로 정렬되며, 그런 후 위치에 고정된다. 본 발명은 센서 어레이가 운동범위내의 위치에 고정되는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광 장치는 고정 공정동안 5DOF 이상의 능동 제어를 제공한다. 모든 5DOF(x, y, z, z-회전 및 y-회전)는 렌즈(58)의 어떤 움직임도 없이 CCD 어레이(60)상에서 제어된다. 렌즈는 CCD 어레이의 위치에 정렬되고 고정되기에 앞서 고정될 수 있으며, CCD 어레이 정렬 및 결과적인 고정 공정동안 바람직하게 움직이지 않는다. CCD 어레이의 고정은 CCD 하우징과 중간 브래킷내의 짐벌 설계를 통해 수행되며, 상기 짐벌 설계는 요구되는 5DOF를 만든다. 토크 또는 외력을 부품에 전달하기 위한 고정 공정에 나사가 포함되지 않는다. 자외선(UV) 활성 접착제는 CCD 하우징을 중간 브래킷에 및 중간 브래킷을 광 스캐너 하우징에 고정하기 위해 사용된다. 중간 브래킷은 투명하여, 대부분의 자외선이 중간 브래킷을 통과해 2개 부품사이에 가해진 접착제를 경화시킨다. 수직방향의 구멍은 양 CCD 하우징과 중간 브래킷의 태브을 통해 이어진다. 접착제는 부품에 의해 강제되는 이러한 영역에 가해진다. 접착제는 부품사이에 상대적인 운동이 가능한 정렬 과정동안 액체이다. 부품이 운동범위내의 적당한 위치에 이동되었을 때, 접착 영역은 접착제를 화학적인 리벳의 형태를 만드는 단단한 수직방향 칼럼으로 경화시키는 자외선에 노출된다. 이러한 화학적인 리벳은 부품의 접착 결합뿐만 아니라 부품의 매우 강한 기계적인 결합을 제공한다.
도 2는 스캐너 조립체(50)의 등각도로서, 상기 스캐너 조립체(50)는 주조된 불투명한 단단한 플라스틱 재료로 제조된 하우징(70)을 포함하며, 스캐너 영역에 설치된 투명한 윈도우(window)를 가지며, 스캐너 영역을 통해 스캔되도록 도큐먼트가 통과된다. LED(도시되지 않음)의 로우(row)와 같은 선형 광원은 하우징내의 윈도우의 아래에 놓인다. CCD 어레이(60)(도 2에서는 도시되지 않음)는 CCD 인쇄 회로 조립체 기판(62)상에 설치된다.
도 3은 CCD 인쇄 회로 조립체 기판(62)을 스캐너 하우징(70)에 고정시키는 요소의 전개도이다. CCD 어레이(60)(도 3에 도시되지 않음)는 종래의 연결기(도 3에 도시되지 않음)에 의해 기판(62)에 고정되었으며, 따라서 기판(62)에 대해 위치에 고정되었다. CCD 어레이로부터의 전기적인 신호는 리본(ribbon) 케이블(도시되지 않음)을 경유해 기판(62)으로부터 장치 프로세서로 전달된다.
CCD 인쇄 조립체 기판(62)은 구멍(82A, 82B)에 수용되는 장착 패스너(64A, 64B)에 의해 CCD 하우징(80)에 고정된다. 이러한 예시적인 실시예에 있어서, CCD 하우징은 불투명한 단단한 플라스틱 재료(예를 들면 20% 유리섬유가 변경된 폴리카보네이트)로 제조되었으며, CCD 어레이(60)를 수용하며 구조체(60) 주위에 불투명한 구조체를 형성하는 일반적으로 직선형 내부 폐쇄 영역(84)을 규정하도록 형성된다. 하우징(80)은 벽(86A)에 형성된 윈도우 개구부(86)를 가지며, 상기 윈도우 개구부(86)를 통해 이미지 광선이 렌즈(58)로부터 CCD 어레이(60)로 통과한다. 따라서, CCD 어레이(60)의 위치는 CCD 하우징(80)에 대해 단단히 고정된다. 하우징(80)은 신장된 하우징(80)의 중심축을 따라 연장하며 자세히 상술된 바와 같이 자외선으로 경화된 접착부를 수용하는 가공된 개구부(90A, 90B)를 가지는 돌출 태브을 더 포함한다. 태브은 돌출 귀형부(92A, 92B)를 더 갖는다.
스캐너 조립체(50)는 실제적으로 자외선에 투과성인 재료로 제조된 중간 브래킷(100)을 더 포함한다. 본 목적에 적합한 예시적인 재료는 폴리카보네이트와 같은 투명한 플라스틱 재료이다. 예시적인 상업적으로 이용가능한 폴리카보네이트는 제네랄 일렉트릭 캄파니에 의해 시판되는 LEXAN (등록상표), 3412-739이다. 브래킷(100)은 이것을 스캐너 하우징(70)에 느슨하게 붙이기 위한 부착 클립 요소(102A, 102B)를 포함하는 여러 특징부를 포함한다. 스캐너 하우징(70)은 일반적으로 평면 표면(104)에 대응되는 평면 표면(74)을 규정하는 평평한 벽(72)을 포함한다. 벽은 이미지 광선이 렌즈(58)로부터 벽을 통과하도록 윈도우와 같이 벽에 가공된 개구부(76)(도 4)를 갖는다. 벽(72)의 상부 코너는 각기 클립 요소(102A, 102B)를 수용하는 개별 영역을 제공하도록 꺽여있다. 중간 브래킷(100)이 형성된 재료는 탄성 재료이며, 따라서 클립이 벽(72)에 대해 제 위치에 놓일 때 클립은 도 2에 도시된 방법으로 정지 위치로부터 엇갈리게 바이어스된다. 접착제가 가해지고 경화될 때까지 벽(70)에 대한 중간 브래킷(100)의 위치는 렌즈(58)의 광 축(58A)을 가로지른 평면의 운동범위내에서 활주가능하게 변화할 수 있다. 이러한 운동은 X축 및 Y축을 따라서이며, 화살표(122, 130)(도 3)로 도시된다. 더욱이, 화살표(124A, 124B)로 도시된 바와 같이 클립(102A, 102B)은 Y축을 중심으로 회전 운동[스큐(skew)]을 가능케 한다.
중간 브래킷(100)은 벽(114)을 통해 규정된 윈도우(112)를 더 포함하며, 상기 윈도우(112)는 이미지 광선이 상기 윈도우(112)를 통해 렌즈로부터 윈도우(86)로 통과하도록 CCD 하우징에 형성된 윈도우(86)와 정렬한다.
운동범위내에서 이러한 2개 요소(중간 브래킷과 CCD 하우징 부재)사이의 상대적인 운동을 가능케 하는 동안, 중간 브래킷(100)은 중간 브래킷 및 CCD 하우징 부재(80)를 서로 느슨히 파지하기 위한 컴플라이언스(compliance) 장치를 더 포함한다. 컴플라언스 장치는 4개의 가요성있게 경화된 핑거(finger)(106A 내지 106D)를 포함하며 상기 핑거(106A 내지 106D)는 브래킷과 함께 집합적으로 형성된다. 핑거(106A, 106B)는 벽(104)에 규정된 후방 섹션(108)에 집합적으로 부착된 개별 단부를 가지며, 상기 후방 섹션(108)은 중간 브래킷의 신장 축(114)에 횡방향으로 연장한다. 유사하게도 핑거(106C, 106D)는 벽(104)에 규정된 후방 섹션(110)에 집합적으로 부착된 개별 단부를 가지며, 상기 후방 섹션(110)은 중간 브래킷의 신장 축(114)에 횡방향으로 연장한다. 하우징과 브래킷(100)이 결합될 때, 각 핑거의 팁은 벽(104)으로부터 내측으로 굴곡된다. 핑거 팁 각각은 CCD 하우징의 벽(86A)의 외측 표면과 접촉한다. 핑거가 도 3에 도시된 굴곡된 위치에 형성되었지만, 가요성이며 이러한 위치에 도로 굴곡되는 경향이 있기 때문에, 가요성 있는 핑거는 정지 위치쪽으로 바이어스하는 스프링을 갖는 짐벌을 제공한다.
중간 브래킷의 컴플라이언스 장치는 벽(104)으로부터 횡방향으로 연장하는 쌍으로 이격되고 정렬된 태브(116A-116B, 116C-116D)을 더 포함한다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(80)과 브래킷이 서로 조립될 때, 각 쌍으로된 태브사이의 간격은 CCD 하우징(80)의 태브(88A, 88B)을 활주하도록 수용하기에 충분하다. 브래킷(100)과 하우징(80)을 느슨하게 조립된 구조로 결합하기 위해, 브래킷(100)은 태브(116A-116D)의 외측으로 연장하는 돌기부(118A, 118B)를 더 포함하며, 상기 돌기부(118A, 118B)는 하우징(80)의 각각의 귀형부(92A, 92B)위를 활주하는 가시형(barb) 단부(120A, 120B)를 갖는다. 돌기부(118A, 118B)가 느슨히 조립된 구조로 요소(80, 100)를 서로 결합시키는 동안, 운동범위를 통해 요소(80, 100)사이의 상대적인 운동은 돌기부의 잠김 작용에 의해 억제되지 않는다. 운동범위는 화살표(128)(도 3)로 도시된 바와 같이 상이한 초점 조종을 제공하기 위해 Z축(도 2)을 중심으로 회전운동과 화살표(128)로 도시된 바와 같이 초점 조종을 제공하기 위해 Y축을 따라 병진운동을 포함한다.
쌍으로된 태브(116A-116B, 116C-116D)은 정렬된 쌍으로된 구멍(130A-130B, 130C-130D)이 형성되었으며, 더욱 자세히 상술될 바와 같이 상기 구멍은 액체 접착제를 수용한다. 구멍(130A-130D)의 직경은 CCD 하우징(80)내에 형성된 구멍(90A-90B)의 직경보다 작은 것을 주목하여야 한다. 관통 구멍인 구멍(130A, 130C)은 각 태브(116A, 116C)을 통해 연장한다. 도 7에 도시된 바와 같이[구멍(116D)], 구멍(130B, 130D)은 단지 부분적으로 각각의 태브(116B, 116D)내로 연장한다. 이러한 것은 액체 접착제 재료가 구멍 및 태브(88A, 88B)에 형성된 대응되는 구멍에 의해 규정된 공동밖으로의 누출을 막기 위한 것으로; 그러한 공동(152B)중 하나가 도 7에 도시되었다.
도 4는 도 2의 4-4선을 취한 것으로, 스캐너 조립체(50)의 단면도이다. 이러한 도면에 있어서, 접착제가 아직 적용되지 않았으며, CCD 보드(80)와 중간 브래킷(100)이 조립되어 정지 위치에 있으므로, 이러한 부품들은 컴플라이언스 장치에 의해 바이어스된다. 본 도면에 도시된 것은 스프링 핑거(106)에 의해 이루어진 접촉이며, CCD 보드(80)의 귀형부(92A, 92B)의 가시형 단부(120A, 120B)[돌기부(118A, 118B)의]에 의한 파지이다.
도 5는 도 4의 5-5선 단면도로서, 하우징(70), CCD 하우징(80) 및 중간 브래킷(100)의 조립된 배치를 더 자세히 도시한다.
도 6은 스캐너 하우징(70)을 향한 중간 브래킷(100)의 벽(104)의 표면 부분의 근접해 확대한 도면으로, 벽(104)에 형성된 접착-수용 특징부(104A, 104B)중 하나를 도시한다. 특징부(140A)는 벽의 상부 에지(104A)로부터 함몰부(142A)로 뻗은 테이퍼진 노치(notch)(144A)를 갖는 벽에 규정된 대체로 원형인 함몰부(142A)를 포함한다. 몇몇 작은 노치(146A)는 함몰부의 에지에 규정되어 있으며, 반경방향 외측으로 연장한다. 특징부(104A, 104B)는 동일하다.
브래킷(100)이 클립(102A, 102B)에 의해 스캐너 하우징(70)에 부착될 때, 특징부(104A, 104B)는 스캐너 하우징(70)의 벽(74)에 형성된 접착-수용 특징부(78A, 78B)에 인접한다. 본 바람직한 실시예에 있어서, 특징부(78A, 78B)는 벽(74)에 형성된 T자형 함몰부이다. 중간 브래킷(100)이 벽(74)에 대해 클립되었을 때, 대응되는 특징부(78A, 140A와, 78B, 140B)는 상부 에지(104A)로부터 공동으로 뻗치는 노치(144A, 144B)에 의해 규정된 개방 채널을 갖는 공동을 형성한다. 액체상태의 접착제는 채널을 통해 이러한 공동내로 분배될 수 있다. 공동의 내부 표면은 개선된 표면 접착성을 제공하기 위해 거칠어 질 수 있다.
도 7은 도 4의 7-7선 단면도로서, 특징부(140B, 78B)에 의해 규정된 1개의 공동(150B)을 도시한다. 접착제가 도포되고 경화되는 2개의 공동(150A, 150B)은 스캐너 하우징(70)과 중간 브래킷(100)의 상대적인 위치에 단단히 고정된 수단을 제공한다.
중간 브래킷(100)과 CCD 하우징(80)의 상대적인 위치를 단단히 고정하기 위해 본 발명에 따른 2개의 다른 접착-수용 공동은 스캐너 조립체(50)에서 사용된다. 공동에 접착제가 도포되고 경화되는 것을 가지는 이러한 2개 공동(152A, 152B)[공동(152B)은 도 7에 도시됨]은 컴플라이언스 장치에 의해 가능한 운동범위내의 한 위치에 요소(80, 100)의 상대적인 위치를 단단히 고정하는 수단을 제공한다. 접착제는 도 7에 도시된 직립 위치에 조립체에 의해 액체상태로 공동(152A, 152B)내로 분배될 수 있다.
도 7은 브래킷(100)의 태브(116C, 116D)에 형성된 구멍(130C, 130D) 및 하우징(80)의 태브(88B)에 형성된 보다 큰 구멍(90B)에 의해 규정된 1개의 공동(152B)을 도시한다. 중간 구멍(90B)의 직경이 상부 및 하부 구멍(130C, 130D)의 직경보다 크므로, 대응적으로 공동(152B)은 작은 직경의 상부 및 하부 공동 위치사이에 끼인 큰 직경의 중간 공동 위치를 갖는다. 결과적으로, 접착제가 공동(152B)내로 분배되고 경화될 때, 접착제는 단단한 리벳(rivet) 또는 접착제 재료의 칼럼을 형성하며, 상기 접착제 재료의 칼럼은 태브(88B, 116C, 116D)의 둘레 에지에 의해 제 위치에 체결된다. 구멍(130D)이 태브(116D)을 통해 관통 구멍이 아니므로, 액체 접착제는 공동(152B)의 바닥밖으로 흐르지 않는다.
도 8, 도 9 및 도 10은 접착제가 공동(150B, 152B)내로 분배되고 단단한 재료로 경화된 후의 공동을 도시한다. 접착제 플러그(plug)(160B)는 공동(150B)을 채우며, 특징부(78B, 140B)에 의해 규정된 공동 표면에 부착되며, 공동(150A)을 채우는 접착제 플러그(160A)와 함께, 중간 브래킷(100)을 하우징(70)에 고정한다. 접착제 플러그(162B)는 공동(152B)을 채우며, 공동(152A)을 채우는 접착제 플러그(160A)와 함께, 컴플라이언스 장치에 의해 가능한 운동범위내의 고정 위치에 CCD 하우징과 중간 브래킷(100)이 서로 단단히 고정된다.
본 예시적인 실시예에 있어서, 공동(150A, 150B, 152A, 152B)내에 분배된 접착제는 경화되지 않은 상태일 때는 액체인 접착제이며, 자외선에 의해 고체상태로 경화된다. 따라서, 부품(70, 80, 100)은 클립(102A, 102B) 및 체결 돌기부(118A, 118B)에 의해 정지 위치로 서로 느슨히 조립된다. 액체 및 경화된 상태에 있는 접착제는 공동(150A, 150B, 152A, 152B)내로 분배된다. 그런 후, CCD 보드 및 중간 브래킷의 소망의 위치에 다다를 때까지 CCD 보드(80)는 컴플라이언스 장치에 의해 가능한 운동범위내에 이동될 수 있으며, 브래킷(100)은 클립(102A, 102B)에 의해 가능한 운동범위내에 이동될 수 있다. 바람직하게, 이러한 위치는 어레이(60)가 렌즈(58)로부터의 이미지 광선과 정렬되는 위치지만, 이러한 발명은 장착된 패스너의 사용없이 요소(70, 80, 100)가 운동범위내의 위치에 체결되도록 한다. 요소(70, 80, 100)가 소망의 위치에 파지될 때(예를 들면, 장착물), 조립체는 자외선을 받게된다. 중간 브래킷(100)이 자외선에 투과성인 재료로 제조되기 때문에, 공동에 있는 접착제는 자외선에 노출되며 고체상태로 경화된다. 그런 후, 부품은 소망 위치에 고정된다.
본 목적에 적합한 접착제는 상업적으로 이용가능하다. 그러한 접착제중 하나는 록티트 코포레이션(Loctit Corporation)으로부터 입수가능한 접착제 3321, part no. 19739이다. 접착제는 수십초 범위의 노출 시간에 의해서 고체상태로 경화될 수 있다.
상술된 실시예는 본 발명의 원리를 나타낼 수 있는 단지 가능한 특별한 실시예를 도시한다. 다른 배치는 이러한 원리에 따라 본 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 범위 및 정신을 벗어남이 없이 쉽게 이루어질 수 있다.
본 발명은 광 스캐너 장치에 적합하며, 광 센서 어레이는 스캐너 하우징에 대해 운동범위를 통해 이동가능하며, 그런 후 경화가능한 요소의 사용에 의해 운동범위내에서 소망의 위치에 고정된다.
Claims (13)
- 운동범위내의 고정된 상대적인 위치에 광 장치를 고정하기 위한 장치에 있어서,상기 광 장치를 지지하는 제 1 하우징 부재와,자외선 투과성 재료로 제조된 제 1 브래킷 부재와,운동범위를 통해 상기 제 1 하우징과 상기 제 1 브래킷 부재사이의 상대적인 운동을 가능케 하는 동안, 상기 제 1 하우징 부재와 상기 제 1 브래킷 부재를 서로 느슨히 파지하기 위한 유연성 장치(compliant apparatus)와,상기 제 1 하우징 부재와 상기 제 1 브래킷 부재를 운동범위내의 고정 위치에 서로 결합하기 위해 상기 제 1 하우징 부재와 상기 제 1 브래킷 부재의 영역 사이에 가해진 경화가능하며, 액체상태에 있는 동안 상기 상대적인 운동이 가능하도록 적용되며, 자외선에 노출되므로서 고체상태로 경화되는 접착제를 포함하는 결합 요소를 포함하며; 상기 제 1 하우징 부재와 상기 제 1 브래킷 부재는 상기 상대적인 위치에 고정되는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 장치는 상기 중간 브래킷상에 체결 요소의 제 1 세트와, 상기 하우징상에 체결 요소의 제 2 세트를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 세트는 상기 브래킷과 하우징을 서로 느슨히 파지하도록 체결하는 장치.
- 제 2 항에 있어서,체결 요소의 상기 제 1 세트는 가시형 단부(a barbed end)를 가지는 돌기 요소를 포함하며, 체결 요소의 상기 제 2 세트는 돌출하는 귀형부 부분을 포함하며, 상기 돌기 요소의 상기 가시형 단부는 상기 체결을 제공하도록 상기 돌출하는 귀형부 부분상에서 맞물리는 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 유연성 장치는 상기 운동범위내에서 상기 제 1 하우징과 상기 제 1 브래킷의 상대적인 위치를 정지 위치로 바이어스시키기 위한 바이어싱 구조체(a biasing structure)를 더 포함하는 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 바이어싱 구조체는 상기 중간 브래킷으로부터 연장하고 상기 하우징의 표면과 접촉하는 다수의 탄성 핑거 요소를 포함하는 장치.
- 상기 제 1 항에 있어서,상기 제 1 브래킷 부재는 특징부를 규정하는 제 1 공동을 더 포함하며, 상기 하우징 부재는 특징부를 규정하는 제 2 공동을 더 포함하며, 특징부를 규정하는 상기 제 1 및 제 2 공동은 상기 경화가능한 결합 요소를 수용하기 위한 제 1 공동을 규정하기 위해 서로 결합하며, 상기 경화가능한 결합 요소는 경화된 경우 접착부 및 상기 제 1 하우징과 상기 제 1 브래킷을 서로 파지하는 기계적인 체결을 형성하는 장치.
- 제 6 항에 있어서,특징부를 규정하는 상기 제 1 공동은 제 1 및 제 2 이격되고 정렬된 태브 요소를 포함하며, 각 태브 요소는 태브 요소에 규정된 구멍을 가지며, 상기 구멍은 일반적으로 동일직선상으로 정렬되며, 특징부를 규정하는 상기 제 2 공동은 그곳에 형성된 구멍을 가지는 제 3 태브을 포함하며, 상기 제 3 태브은 상기 구멍이 상기 공동을 형성하도록 정렬될 정도로 상기 제 1 및 제 2 태브사이에 수용가능한 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 3 태브에 형성된 상기 구멍은 상기 제 1 및 제 2 태브에 형성된 상기 구멍보다 직경이 큰 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 장치는 광학 센서를 포함하는 장치.
- 운동범위내의 고정된 상대적인 위치에 광 장치를 고정하기 위한 장치에 있어서,상기 광 장치를 파지하는 제 1 하우징 부재와,자외선 투과성 재료로 제조된 중간 브래킷 부재와,제 1 운동범위를 통해 상기 제 1 하우징과 상기 제 1 브래킷 부재사이의 상대적인 운동을 가능케 하는 동안, 상기 제 1 하우징 부재와 상기 제 1 브래킷 부재를 서로 느슨히 파지하기 위한 유연성 장치와,제 2 하우징 부재와,제 2 운동범위를 통해 상기 중간 브래킷과 상기 제 2 하우징 부재사이의 상대적인 운동이 가능하는 동안 상기 제 2 하우징 부재로 상기 중간 브래킷을 파지하기 위한 장치와,상기 제 1 하우징 부재와 상기 중간 브래킷 부재를 운동범위내의 고정 위치에 서로 결합하기 위해 상기 제 1 하우징 부재와 상기 중간 브래킷 부재의 영역 사이에 가해진 제 1 경화가능한 결합 요소를 포함하며, 상기 결합 요소는 액체상태에 있는 동안 상기 상대적인 운동이 가능하도록 적용되며, 상기 결합 요소는 자외선에 노출되므로서 고체상태로 경화되는 접착제를 포함하며, 상기 제 1 하우징 부재와 상기 중간 브래킷 부재는 상기 상대적인 위치에 고정되며,상기 중간 브래킷과 상기 제 2 하우징 부재를 제 2 운동범위내의 고정 위치에 서로 결합하기 위해 상기 중간 브래킷과 상기 제 2 하우징 부재의 영역 사이에 가해진 제 2 경화가능한 결합 요소를 포함하며, 상기 결합 요소는 액체상태에 있는 동안 상기 제 2 운동범위내에서 상기 상대 운동이 가능하도록 적용되며, 상기 결합 요소는 자외선에 노출되므로서 고체상태로 경화되는 접착제를 포함하며, 상기 제 2 하우징 부재, 상기 중간 브래킷 및 상기 제 1 하우징 부재는 광 조립체에서 서로 단단히 고정되는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 중간 브래킷 부재는 특징부를 규정하는 제 1 공동을 더 포함하며, 상기 제 2 하우징 부재는 특징부를 규정하는 제 2 공동을 더 포함하며, 특징부를 규정하는 제 1 및 제 2 공동은 상기 제 2 경화가능한 결합 요소를 수용하기 위한 제 1 공동을 규정하기 위해 서로 결합하며, 경화되었을 때, 상기 제 2 경화가능한 결합 요소는 상기 제 1 하우징과 상기 제 1 브래킷을 서로 단단히 고정하는 접착 체결을 형성하는 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 중간 브래킷을 상기 제 2 하우징 부재로 파지하기 위한 상기 장치는 상기 중간 브래킷으로부터 돌출하고 상기 중간 브래킷과 집합적으로 형성된 다수의 클립 부재를 포함하는 장치.
- 광 스캐닝 기능을 실행하기 위한 광 스캐너에 있어서,투과성인 스캐닝 윈도우와,광 스캐너 하우징으로서, 상기 하우징은 상기 윈도우를 고정하며 상기 윈도우와 렌즈 요소사이의 광 경로를 규정하기 위한 요소를 규정하는 광 길이 경로를 포함하며, 상기 렌즈 요소는 상기 스캐너 하우징에 대해 제 위치에 고정되는, 상기 광 스캐너 하우징과,상기 렌즈 요소를 통과하는 이미지 광선을 차단하도록 위치된 광 센서 어레이와,상기 광 센서 어레이를 상기 스캐너 하우징에 대해 운동범위내의 고정된 상대적인 위치에 고정하기 위한 장치로, 상기 장치는 상기 센서 어레이를 파지하는 센서 하우징 부재와, 자외선 투과성 재료로 제조된 중간 브래킷 부재와, 상기 센서 하우징 부재와 상기 제 1 브래킷 부재를 서로 느슨히 파지하기 위한 유연성 장치를 포함하며, 반면에 제 1 운동범위를 통해 상기 센서 하우징과 상기 중간 브래킷 부재사이의 상대적인 운동을 허용하는, 상기 고정 장치와,제 2 운동범위를 통해 상기 중간 브래킷과 상기 센서 하우징 부재사이의 상대적인 운동이 가능하는 동안, 상기 중간 브래킷을 상기 스캐너 하우징 부재에 파지하기 위한 장치와,상기 센서 하우징 부재와 상기 중간 브래킷 부재를 운동범위내의 고정 위치에 서로 결합하기 위해 상기 센서 하우징 부재와 상기 중간 브래킷 부재의 영역 사이에 가해진 제 1 경화가능한 결합 요소로서, 상기 결합 요소는 액체상태에 있는 동안 상기 상대적인 운동이 가능하도록 적용되며, 상기 결합 요소는 자외선에 노출되므로서 고체상태로 경화되는 접착제를 포함하며, 상기 센서 하우징 부재와 상기 중간 브래킷 부재는 상기 상대적인 위치에 고정되는, 상기 제 1 경화가능한 결합 요소와,상기 중간 브래킷과 상기 스캐너 하우징 부재를 제 2 운동범위내의 고정 위치에 서로 결합하기 위해 상기 중간 브래킷과 상기 스캐너 하우징 부재의 영역 사이에 가해진 제 2 경화가능한 결합 요소로서, 상기 결합 요소는 액체상태에 있는 동안 상기 제 2 운동범위내에서 상기 상대 운동이 가능하도록 적용되며, 상기 결합 요소는 자외선에 노출되므로서 고체상태로 경화되는 접착제를 포함하며, 상기 센서 어레이를 갖는 상기 스캐너 하우징 부재, 상기 중간 브래킷 및 상기 스캐너 하우징 부재는 광 조립체에서 서로 단단히 고정되는, 상기 제 2 경화가능한 결합 요소를 포함하는 광 스캐너.
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