KR19990037449A - 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부와의 입력 및 출력을 센서 기판의 복수의 입력/출력 단자에 접속하기 위한 접속 단자 및 광원의 일부로서 리드 프레임 패키지에 접속하기 위한 접속 단자를 포함하는 단일의 접속 매체에 의해 일괄적으로 행할 수 있다.

Description

이미지 센서
본 발명은 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 사용할 수 있고 판독 원고면으로부터의 반사광을 센서에 의해 판독하는 이미지 센서(image sensor)에 관한 것이다.
종래에는, 팩시밀리, 복사기, 스캐너 등에 사용되는 원고 판독 장치로서, 센서 어레이를 사용하여 판독 화상을 1 대 1 대응하게 형성시켜 판독 원고와 동일한 사이즈로 화상을 판독하기 위한 밀착형(contact) 이미지 센서가 제공되어 있다.
도 11에서 도시된 일례에 있어서의 밀착형 이미지 센서는 광전 변환을 행하는 복수의 화소가 각각 배열되는 복수의 센서 칩(112)과 복수의 센서 칩(112)을 보호하는 보호막(114)이 설치된 센서 기판(118)과, 판독해야 할 원고 상으로 광을 조사하기 위한 광원(117)과, 판독 원고의 상을 이미지 센서(112)의 화소에 결상시키기 위한 렌즈인 로드 렌즈 어레이(102)와, 원고 판독면으로서 기능하는 커버 유리(101)가 지지용 수단으로서 기능하는 프레임(109)에 부착된 구성으로 되어 있다.
밀착형 이미지 센서에서는, 복수의 센서 칩(112)이 실장되고 이들 센서 칩을 구동시키기 위한 전기 회로 배선을 배치하는 센서 기판(118)의 입력/출력 단자(124)와 원고 조사용 광원의 구동 단자는 이격된 위치에서 상이한 구성으로 형성되어 있다. 센서 기판(118)에 의하면, 세라믹 기판에 Ag-Pd 등의 도체로 배선 패턴이 형성되고, 그 배선 패턴 상의 표면은 절연 코팅재로 보호되어 있다. 회로 배선의 입력/출력 단자(124)는 센서 칩 실장면측에서 등 피치로 배열되고, 외부 또는 접속 부품 등의 전기적 접속이 가능한 면적을 갖는 도체 단자이다.
또한, 광원(117)은 원고 판독 사이즈에 대응한 길이의 영역에 광을 조사하기 위해 복수의 LED 소자 등을 배열한 LED 어레이를 사용한다. LED 어레이의 구동 단자로서 리드선(123) 등이 사용되고 있다. 도 12는 이 부분에 대한 상세도이다. 이들 두 단자 부분에 의하면, 우선 센서 기판(118)의 단자부(124)에는 플렉시블 기판(116; 이하 FPC라 칭함)을 접속시키고, 센서 어레이(119)에 접속된 FPC(116)와 LED 어레이의 리드선(123)을 센서 칩 구동 부품이나 코넥터 등이 탑재된 프린트 회로 기판(126; 유리 에폭시 등)에 납땜하고, 외부와의 입력 및 출력이 1개의 코넥터(115) 등에 의해 일괄적으로 행해지도록 하고, 그 후 프린트 회로 기판(126)을 프레임(109)에 고정함으로써 도 13과 같은 밀착형 이미지 센서를 구성하였다.
도 14에서 도시된 실시예에서는, 센서 기판(218)은 양면 상에 배선이 형성된 유리 에폭시 등으로 제조된 프린트 회로 기판(도 15 및 도 16 참조)이다. 기판(218) 이면 단부에는 센서 칩 구동용 배선 회로 뿐 아니라 광원 접속용 단자(225)도 형성되어 있다. 이 단자(225)로부터의 배선은 또한 집결시킨 입력/출력용 단자(224)가 센서 칩 실장면과는 반대측의 이면 상에 등 피치로 배열되고, 외부 또는 접속 부품 등에 전기적 접속이 가능한 면적을 각각 갖는 도체 단자이다. 광원(217)으로서는, 광을 주 주사 방향으로 안내하여 원고 판독부로 집광시키는 광 안내판(205) 상의 엣지면에 1개 이상의 LED 소자 등을 구비하는 LED 패키지를 배열한 구조를 사용한다. 광원의 구동 단자는 리드 프레임(204)으로 기능한다. 이 경우, 도 16에서 도시된 바와 같이, 각 단자에 대해 기술하면, 광원의 리드 프레임(204)의 단자(223)를 센서 기판(218)의 이면 엣지부에 설치된 광원 접속용 단자(225)에 납땜하고, 외부와의 입력 및 촐력을 하나의 부품에 의해 일괄적으로 행할 수 있는 코넥터(215) 등의 접속 부품을 입력/출력 단자(224)에 부착함으로써 도 17과 같은 밀착형 이미지 센서를 구성하였다.
그러나, 상기 밀착형 이미지 센서에서는, 이격된 위치에서 상이한 구성으로 형성되어 있는 센서 기판(118)의 입력/출력 단자(124)와 광원(117)의 구동 단자를 코넥터(115) 등의 접속 매체에 집결시켜 일괄적으로 입력 및 출력을 행할 수 있도록 구성하기 위해서는, FPC(116)나 개별의 프린트 회로 기판(126) 등의 중계(relay) 접속 매체를 필요로 하였다. 이 때문에, 구성 부품이 복잡화하고 대형화되어 조립성이 떨어지고, 부품 점수의 증가 등에 의해 비용이 상승하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 조립을 용이하게 행할 수 있는 소형의 이미지 센서를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 원고를 조사하기 위한 광원과, 복수의 이미지 센서를 실장한 기판과, 상기 광원의 리드 단자와 상기 센서 기판의 입력/출력 단자에 직접 접속되어 외부와의 입력 및 출력을 일괄적으로 행하는 데 사용되는 단일의 접속 매체를 구비한 이미지 센서를 제공한다.
이러한 구성에 의해, 용이하게 조립할 수 있는 소형의 이미지 센서를 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 기술한 이하의 상세한 설명 및 청구범위로부터 명백히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 제1 실시예의 주요 부분에 대한 구성을 도시하는 다이어그램.
도 2는 제1 실시예에 대한 외부 투시도.
도 3은 도 2의 화살표 A로부터 본 부분 단면 투시도.
도 4는 센서 어레이의 외부를 도시.
도 5는 접속 매체에 대한 외부 투시도.
도 6은 접속 매체의 변형에 대한 외부 투시도.
도 7은 제2 실시예에 대한 부분 단면 투시도.
도 8은 제3 실시예에 대한 부분 단면 투시도.
도 9는 제3 실시예의 주요 부분에 대한 구성을 도시하는 다이어그램.
도 10은 제4 실시예의 주요 부분에 대한 구성을 도시하는 다이어그램.
도 11은 제1 종래 기술에 대한 부분 단면 투시도.
도 12는 제1 종래 기술의 주요 부분에 대한 구성을 도시하는 다이어그램.
도 13은 제1 종래 기술에 대한 외부 투시도.
도 14는 제2 종래 기술에 대한 부분 단면 투시도.
도 15는 제2 종래 기술의 센서 기판의 상면 및 하면을 도시하는 다이어그램.
도 16은 제2 종래 기술의 코넥터 근방의 부분을 도시하는 다이어그램.
도 17은 제2 종래 기술에 대한 외부 투시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
3: 단일의 접속 매체
12: 센서 칩
18: 센서 기판
20: 기판과의 접속 단자
24: 복수의 외부 입력/출력 단자
지금부터 본 발명을 밀착형 이미지 센서 및 플랫 베드형(flat bed type) 이미지 센서에 대한 실시예에 대해 기술하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이 실시예에만 한정되는 것은 아니고 이들 센서를 포함하는 정보 처리 장치의 형태로 실시할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 밀착형 이미지 센서의 주요 부분의 구성을 도시하는 다이어그램이다.
도 2는 이 실시예의 밀착형 이미지 센서의 외부 투시도이고, 도 3은 화살표 A의 방향으로부터 본 부분 단면 투시도이다. 도 4는 센서 어레이(19)의 외부를 도시하는 도면이다.
도 4에서 도시된 바와 같이, 광전 변환을 행하는 복수의 센서 칩(12)이 센서 기판(18) 상에 일렬로 실장되어 있다. 외부와의 입력 및 출력(I/O)을 행하기 위한 복수의 단자들이 제공되어지는 등의 배선 처리가 센서 기판(18)의 한 표면 상에서 행해진다. 센서 기판(18) 및 그 위에 실장되어 광전 변환 소자로서 기능하는 센서 칩(12)에 의해 센서 어레이(19)가 형성된다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 이 실시예의 밀착형 이미지 센서는 원고로부터의 광의 이미지를 결상하기 위한 로드 렌즈 어레이(2)와, 원고를 조사하기 위한 광원(17; 발광원으로서 기능하는 LED 소자가 실장되는 복수의 단자를 갖는 리드 프레임 패키지(4)와 광을 주 주사 방향으로 안내하기 위한 광 안내 부재(5)를 포함)과, 반송되는 원고가 밀착되어지는 커버 유리(1)와, 센서 기판(18) 및 센서 칩(12)을 구비하는 센서 어레이(19)와, 이들 부품 소자들을 지지하기 위한 프레임(9)으로 구성된다. 이 밀착형 이미지 센서는 센서 기판(18)의 복수의 외부 입력/출력 단자(24)를 광원의 리드 프레임 패키지(4)의 복수의 리드 단자(23)에 직접 접속하기 위한 단일의 접속 매체(3)를 포함한다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 단일의 접속 매체(3)는 외부로부터 접속되는 통상의 FFC(플렉시블 플랫 케이블) 또는 FPC(플렉시블 프린트 회로 기판) 접속부(25)와, 센서 기판(18)의 복수의 외부 입력/출력 단자(24)에 접속될 수 있는 단자(20)와, 리드 프레임 패키지(4)의 복수의 리드 단자(23)가 직접 납땜이나 가압 밀착하게 됨으로써 접속될 수 있는 단자(21)를 구비한다. 센서 기판(18) 및 광원의 리드 프레임 패키지(4)의 단자들이 결집됨으로써, 외부와의 접속이 일괄적으로 행해질 수 있다. 도 5에서, 단일의 접속 매체(3)가 FFC(25) 또는 FPC로 구성되지만, 가압 접합형 또는 가압 밀착형의 핀 헤더형을 사용할 수도 있다.
도 6은 도 5의 접속 매체에 대한 변형으로서, 광원의 리드 프레임 패키지의 단자에 접속하기 위한 리드부(621)가 접속 매체(603)의 몰드(mold)에서 통합하여 주형되는 형태를 도시한다.
상기 실시예에 따르면, 센서 칩이 실장되는 회로 기판의 복수의 입력/출력 단자와 광원의 리드 프레임 패키지의 복수의 리드 단자를 일괄적으로 입력 및 출력을 행할 수 있도록 하기 위해, 이들 단자들을 직접 접속될 수 있는 단일의 접속 매체에 집결시켰다. 이에 따라, 다음과 같은 이점들이 얻어졌다.
(1) 센서 칩의 높은 실장 정밀도를 확보할 수 있고 가공 성능이 엄밀한 센서 기판을 단일 배선에 의해 저 비용으로 사용할 수 있다.
(2) 부품수의 감소와 비용 절감을 실현할 수 있다.
(3) 경량이고 소형이 실현 가능하여 장치의 소형화를 실현할 수 있다.
(4) 직접 접속이 행해지므로, 가공 시간을 단축시킬 수 잇다.
도 7은 제2 실시예에 따른 "플랫 베드형 이미지 센서"의 판독부에 대한 단면도이다. 이러한 이미지 센서에서도, 센서 기판(18)의 복수의 외부 입력/출력 단자(24)와 광원의 리드 프레임 패키지(4)의 복수의 리드 단자(23)의 직접 접속을 가능하게 하는 단일의 접속 매체(3)를 사용함으로써 외부와의 접속이 일괄적으로 행해질 수 있다.
상술된 바와 같이, 이 실시예에서도 제1 실시예에서와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 제3 실시예에 따른 "밀착형 이미지 센서"의 단면도이다. 도 9는 이 실시예의 특징부를 확대하여 도시한 다이어그램이다. 도 8에서 도시된 바와 같이, 밀착형 이미지 센서는 광전 변환을 행하기 위한 복수의 센서 칩들(812)이 예를 들어 유리 등으로 제조된 광 투과성 기판(10) 상에 페이스-다운(face-down) 상태로 일렬로 실장되도록 구성된 센서 어레이(819)와, 원고로부터의 광의 이미지를 결상하기 위한 로드 렌즈 어레이(2)와, 원고를 조사하기 위한 광원(17)과, 반송되는 원고를 지지하기 위한 커버 유리(1)와, 이들 부품 소자들을 지지하기 위한 프레임(809)을 구비한다. 광 투과성 기판(10) 상에는 센서 칩(812)의 실장면측에 외부와의 입력 및 출력(I/O)을 행하기 위한 복수의 단자(824)가 제공된다. 이러한 형의 경우에서도, 기판 대 배선 구조를 위한 표면 실장용 코넥터와 같이, 단일의 접속 매체(803)는 광 투과성 기판(10)의 복수의 외부 입력/출력 단자(824)에 접속될 수 있는 단자(20)와, 광원의 리드 프레임 패키지(4)의 복수의 리드 단자(23)에 직접 접속될 수 있는 단자(21)를 포함함으로써 외부와의 일괄(batch) 접속이 가능해 진다.
상술된 바와 같이, 이 실시예에서도 제1 실시예와 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
도 10은 제4 실시예에 따른 "밀착형 이미지 센서"의 특징부를 확대하여 도시한 다이어그램이다.
이 실시예에 따르면, 도 10에서 도시된 바와 같이, 센서 어레이(19)의 센서 기판(18)의 복수의 외부 입력/출력 단자(24)와 광원의 리드 프레임 패키지(4)의 복수의 리드 단자(23) 간의 직접 접속을 가능하게 하는 단일의 접속 매체(1003)로서 FPC를 사용한다. 센서 기판(18)과 리드 프레임 패키지(4)의 단자들의 배선은 등 피치로 한 위치에서 집결되어 외부로 인출되어지므로 일반적인 코넥터 등에 접속이 가능해 진다. 이 실시예의 전체 구성은 접속 매체부를 제외하고는 제1 실시예의 것과 동일하다.
상기 실시예에 따르면, 프린트 회로 기판을 단일의 접속 기판으로서 사용함으로써 제1 실시예에서와 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 한 본 발명의 여러 실시예가 가능하다는 것에 인식해야 한다. 그러므로, 본 발명은 상기 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 기재된 사항에 의해서 한정되는 것에 주목해야 한다.

Claims (7)

  1. 이미지 센서에 있어서,
    원고를 조사하기 위한 광원과,
    복수의 센서 칩들이 실장되는 센서 기판과,
    상기 광원의 리드 단자 및 상기 센서 기판의 입력/출력 단자에 직접 접속되어 외부와의 입력 및 출력을 일괄적으로 행하는 데 사용되는 단일의 접속 매체
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원의 리드 단자와 상기 접속 매체는 납땜에 의해 접속되는
    것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원의 리드 단자와 상기 접속 매체는 가압 밀착에 의해 접속되는
    것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원고로부터의 광의 이미지를 상기 센서 칩 상에 결상시키기 위한 로드 렌즈 어레이
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원고를 지지하기 위한 원고 지지용 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제4항에 있어서, 상기 원고를 지지하기 위한 원고 지지용 수단
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광원, 상기 센서 기판, 상기 로드 렌즈 어레이 및 상기 원고 지지용 수단을 지지하기 위한 프레임
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
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