KR200457442Y1

KR200457442Y1 - 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈

Info

Publication number: KR200457442Y1
Application number: KR2020090014012U
Authority: KR
Inventors: 아이-리엔 라이; 칭-유안 린; 산-웨이 슈
Original assignee: 이-핀 옵티칼 인더스트리 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-12-20
Also published as: KR20110000172U

Abstract

본 고안은 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈에 관한 것으로서, 더욱 자세하기는 최소한 하나 이상의 광원, 4개 반사경, 픽업렌즈세트, 이미지센서 및 프레임을 포함하고, 그 중 최소한 하나 이상의 반사경은 스캐닝하고자 하는 문서의 이미지를 최소한 두 번 이상 반사할 수 있으며 또한 특정 광학 조건을 만족시킬 수 있고, 4개 반사경 각도를 배치하여 광행로 총길이(TTL，total tracking length)를 필요에 따라 조정해야 할 경우, 4개 반사경의 거리만 조정하고 그 각도를 조정할 필요가 없으며, 이러한 구조를 통해 제한된 공간 내에서 광행로 길이를 증가시켜 피사계 심도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 설치가 편리하여 각종 각기 다른 광행로 길이를 갖춘 이미지 스캐닝 모듈에 사용이 적합한 장점을 갖추고 있다.

Description

4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈{TETRA-MIRROR MULTI-REFLECTION SCANNING MODULE}

본 고안은 4개 반사경을 통해 스캔 광속(光束)을 다중 반사시키는 스캐닝 모듈에 관한 것으로서, 특히 평판 스캐너 혹은 복합 기능 프린터 등과 같은 각종 설비에 응용될 수 있는 4개의 반사경을 갖춘 스캐닝 모듈에 관한 것이다.

스캐너 중 특히 이미지 스캐너는 최근 몇 년간 꾸준히 발전해 왔으며, 현재 매우 중요한 컴퓨터 주변 용품 중 하나로 자리 잡았다. 이미지 스캐너는 문서, 문자 페이지, 사진, 필름, 심지어 평면 물품 등까지 스캔 작업을 통해 이미지로 전환할 수 있다. 이미지 전환 방식은 우선 광선을 문서에 투사하면, 해당 광선은 문서면에서 반사되어 이미지 광속(光束)으로 형성된 후, 다시 복수 개의 반사경의 반사를 통해 그 광행로를 변경한 후, 픽업 렌즈 세트를 통해 이미지 센서 초점에 모이게 된다. 문서의 내용은 대부분 문자나 그림으로 구성되어있기 때문에 문자나 그림이 있는 구역에 조사된 광선은 그 흡수율이 비교적 높게 되고 문자나 그림이 있는 구역 외에 조사된 광선은 그 흡수율이 비교적 낮게 되며 그로 인해 반사된 이미지 광속(光束)이 문서에 조사되는 위치에 따라 그 강도가 달라지게 된다. 이어서 이미 지 광속(光束)이 이미지 센서（CCD, Charge-Coupled Device， 전하결합 소자）혹은 CMOS이미지센서(CMOS, Complementary Metal-Oxide- Semiconductor 상보형금속산화반도체)로 초점이 모아진 후, 광감지소자에 의해 이미지 광속(光束)이 광전 신호(photo-electric signal)로 변환된 후, 다시 스캔 소프트웨어를 통해 데이터로 읽혀지고 마지막으로 디지털 이미지로(digital image) 조합된다. 이러한 방식으로 스캐닝된 이미지는 자기 장치(예: 하드 드라이브) 혹은 광학장치(예: CD혹은 DVD)로 저장되며, 보통 TIFF(Tagged Image File Format), EPS(Encapsulated Post Script), BMP(Bitmap image file format), GIF(Graphics Interchange Format), PCX(PC Paintbrush Exchange) 등과 같은 파일 형식으로 저장된다. 평판 스캐너와 같이 이미 상품화된 스캐너는 사진이나 인쇄물들을 스캔하는 데 사용되며, 현재 가장 보편적으로 사용하는 방식은 상기 스캐너에 설치된 유리투광판 상에 스캔할 문서를 올린 후, 이미지 스캐닝 모듈이 궤도를 따라 이동하면서 순서에 의해 한 열 한 열씩 문서를 스캔하고, 스캔한 이미지를 디지털 데이터로 변환하게 되는 방식을 이용한다. 이와 비슷한 원리로 제작된 스캐너, 예를 들면 복합 기능 프린터(multi-function printer) 등과 같은 관련 설비들은 문서와 이미지 스캐닝 모듈의 상대 이동 방식을 통해 스캔을 진행하여 이미지들 얻게 된다.

도1, 도2, 도3은 종래 기술의 이미지 스캐닝 모듈의 제1, 제2, 제3 사시도이다. 도1, 도2, 도3의 내용을 참조해보면, 도면 중 이미지 스캐닝 모듈(91)은 투광판(12), 프레임(13), 이미지 센서(14), 픽업 렌즈 세트(15), 반사경(917) 등을 포함하고 있다. 광원(16)에서 광선이 사출된 후, 스캔을 하고자 하는 문서(2)에 조사 되어 이미지 광속으로 형성되고, 각기 다른 배열 방식의 반사경(917)을 통해 그 방향과 경로가 변경되고, 다시 픽업 렌즈 세트(15)와 이미지 센서(14)로 입사된다. 이때 광속이 지나가는 경로의 길이를 광행로(optical distance)라고 한다. 사용자의 요구와 상관 제조 기술이 진보함에 따라 상기 스캐닝 모듈(91)은 나날이 가볍고 소형화되고 있으며, 그로 인해 상기 스캐닝 모듈(91)의 체적 및 내부 부품 설치 공간이 점점 더 작아지고 있다. 비록 한정된 스캐닝 모듈(91) 공간 내에서 동일한 해상도의 픽업 렌즈 세트(15)와 이미지 센서(14)의 경우, 다수 면을 갖춘 반사경을 설치하여 스캔된 광선을 여러 번 반사시킨 후 스캐닝 모듈로 입사하면 광행로의 길이를 늘릴 수 있고, 그 결과 더욱 높은 피사계 심도를 얻을 수 있다. 이러한 방식은 스캔하고자 하는 면이 평평하지 않은 문서(2), 즉 구겨진 문서를 스캔할 경우에도 비교적 우수한 스캔 이미지를 얻을 수 있게 된다. 하지만 문서에서 반사된 이미지 광속(光束)은 잡광이 생성되기도 하며 또한 여러 차례 반사된 후 픽업 렌즈 세트(15)로 입사되기 때문에 원래의 이미지와 서로 겹쳐지는 고스트이미지(ghost image) 현상이 발생되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 기술에서는 각기 다른 해결 방법을 제시하였으며, 미국 특허 US5,815,329, US6,170,651, US6,421,158, US6,227,449, US2008/0007810, US2008/0170268, 일본 특허 JP6006524, JP2005-328187, JP2004-27429, 영국 특허 GB2317293, 타이완 특허 TW476494 등이 모두 이에 속한다. 도1에서는 4개의 반사경(917)을 사용하였고, 각 반사경(917)은 이미지 광속을 각 한 번씩 반사하고, 도2에서는 3개의 반사경(917)을 사용하였고 그 중 2개의 반사경(917)이 이미지 광속을 두 번 반사하고, 도3에서 는 5개의 반사경(917)을 사용하였고, 그 중 1개의 반사경(917)이 이미지 광속을 두 번 반사하고, 반사경 중간에 비반사 물질을 설치하여 잡광선이 반사되는 것을 방지하였다. 또한 미국 특허 US2008/0084625의 경우, 제1 반사경의 반사경 면 각도를 제한하는 방식을 사용하였으며, 이러한 각도 제한의 목적은 잡광이 길고 넓은 반사경으로 입사되는 것을 방지하기 위한 것이었다.

종래의 기술에서는 서로 다른 유효 초점 거리(EFL，effect focal length)의 픽업렌즈세트에 대해 총 광행로 길이 (TTL, total tracking length)가 변할 때 혹은 스캐닝 모듈을 각기 다른 업체의 스캐너에 응용하거나 혹은 스캐너의 스캔 사이즈가 변할 때, 즉 예를 들어 A4/A3 사이즈의 스캐너와 같은 경우 반드시 각 반사경의 각도와 거리를 새로 설정해야 한다. 그러나 한정된 공간 내에서 각 반사경의 각도와 위치를 조정해야 할 뿐만 아니라 또한 픽업렌즈세트가 초점을 모을 때에도 한정된 공간 내에서 각 반사경의 각도와 위치를 조정하여 고스트이미지 (ghost image) 현상의 발생을 최소화 하여야 한다. 즉 상술된 각기 다른 조건의 스캐닝 모듈에 광범위하게 응용하기 위해 종래의 기술에서는 반사경의 각도 및 위치를 새로 조정해야 할 뿐만 아니라 심지어 반사경의 광로까지 변경해야만 했다. 이러한 조정 방식은 프레임의 몰드를 새로 제작해 생산해야 함으로 제조 단가가 비싸지게 되며, 또한 조립 시 대량의 반사경의 반사 각도가 모두 광로 및 고스트 이미지 제거를 위해 조정되야 함으로 조립 단가 역시 비싸지게 되어 각종 사용 및 조립 상에 불편함을 가져오게 된다. 그로 인해 각기 다른 업체에서 제작한 스캐너, A4/A3 사이즈의 스캐너, 혹은 서로 다른 초점거리를 가진 픽업렌즈세트, 총 광행로 길이 (TTL)에 모두 적용이 가능한 간편하고 반사경의 조정 범위를 가장 최소화할 수 있는 스캐닝 모듈의 개발이 매우 시급한 실정이다.

상술한 기존의 구조가 가진 문제점을 바탕으로 한 본 고안의 주요 목적은 다중 반사 효과를 갖춘 4개 반사경의 이미지 스캐닝 모듈을 제공하여 피사계 심도를 더욱 증가시키고 기존의 기술이 가지고 있는 응용성 부족에 관한 문제를 해결하고자 하는데 있다.

본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 스캐닝 모듈은 스캔하고자 하는 문서의 이미지를 4개 반사경의 반사 과정을 통해 그 방향과 행로를 변경하여 광행로를 증가시키고, 또한 4개 반사경의 각도를 적절히 안배하여 잡광선이 픽업렌즈세트로 들어오는 것을 방지하고 고스트 이미지 현상을 감소시키게 된다. 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 스캐닝 모듈은 최소한 하나 이상의 광원, 4개 반사경, 픽업렌즈세트, 이미지센서, 프레임을 포함하고 있으며, 그 중 4개 반사경 중 최소한 1개의 반사경은 두 번 이상의 다중 반사 작업을 하게 되고, 그 광로는 Li(Obj, 스캔하고자 하는 문서)→M1→M2→M3→M2→M4→Lo(Img) 이며, 다음과 같은 광학 조건을 만족 시키게 된다.

그 중，

p는 광로를 따라 반사되는 총 반사횟수를 나타내며, TTL은 총 광행로 길이 TTL = D_i + D₁ + D₂ + D₃ + D₄ + D_O 를 나타내며, D_refl은 각 반사경 사이의 거리 총합

D_refl = D₁ + D₂ + D₃ + D₄ 을 나타내며,

는 광로의 제 i 번째 반사경 반사면의 법선(normal line)과 +Z 축의 협각을 나타낸다.

상술된 내용을 종합해보면, 본 고안인 4개 반사경의 스캐닝 모듈은 다음과 효과를 얻을 수 있다. :

(1) 4개의 반사경을 통해 이미지 광속(光束)을 반사하고, 최소한 1개의 반사경이 다중 반사를 하여 광행로 길이를 증가시킬 수 있으며, 또한 반사경의 위치와 각도의 안배에 의해 반사경을 이용해 여러 번 반사하는 과정에서 발생하는 잡광선을 감소시키거나 제거시킬 수 있으며, 또한 고스트 이미지 현상을 감소시킬 수 있다.

(2) 4개의 반사경의 광로를 통해 반사경의 위치만 조정해도 각기 다른 총 광행로를 갖은 스캐너 혹은 A4/A3 사이즈 등과 같은 각기 다른 사이즈의 스캐너 혹은 각기 다른 유효 초점거리를 가진 픽업렌즈세트에 응용하여 사용할 수 있다. 또한 반사경의 상대적 위치만 조절하면 이미지 광속(光束) Lo을 픽업렌즈세트의 광축을 따라 픽업렌즈세트로 입사시킬 수 있어 그 응용성이 더욱 광범위해질 수 있다.

(3) 픽업렌즈세트의 유효 초점거리 및 총 광행로 길이에 맞춰 반사경의 위치 를 조절할 수 있어 프레임의 체적을 최소화 시킬 수 있으며, 이로 인해 소형화 요구에 부합되는 제품을 생산할 수 있다.

본 고안에 관해 더욱 명확하게 설명하기 위해 비교적 우수한 실시예와 도면을 함께 사용하여 본 고안의 구조 및 그 기술 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈(1)의 제1 실시예에 관한 사시도이다. 도4의 내용을 참조해보면, 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 스캐닝 모듈(1)은 광원(16a, 16b), 4개의 반사경(171~174, M1, M2, M3, M4), 픽업렌즈세트(15), 이미지센서(14), 프레임(13)을 포함하고 있다. 그 중 상기 광원(16a, 16b)에서 광선을 방사한 후, 투광판(12)을 통해 스캐닝할 문서(2) 상에 조사되고, 이어서 스캐닝할 문서(2)에서 상기 광선을 다시 반사하여 반사광선을 형성하며, 상기 반사광선은 상기 투광판(12)을 통해 스캐닝 모듈(1)로 입사될 이미지 광속 Li (21)으로 형성되며, 상기 이미지 광속 Li (21)이 제1반사경(171, M1)에 입사되어 제1 반사가 이뤄지고, 이어서 제2반사경(172, M2)에 입사되어 제2 반사가 이뤄지고, 이어서 제3반사경(173, M3)에 입사되어 제3반사가 이뤄지고, 이어서 제2반사경(172, M2)에 입사되어 제4반사가 이뤄지고, 이어서 제4반사경(174, M4)에 입사되어 제5반사가 이뤄지고, 마지막으로 픽업렌즈세트(15)에 입사되는 이미지 광속 L_o 으로 형성된다. 이 때 광로는 Li(Obj, 스캐닝할 문서)→M1→ M2→M3→M2→M4→Lo(Img, 이미지 센서)이며, 그 중 제2반사경 (172, M2) 한번 이상 광을 반사하는 다중 반사를 하게 된다.

이에 근거하여 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈은 도4에서와 같이 최소한 하나 이상의 광원, 4개 반사경, 픽업렌즈세트, 이미지센서, 프레임을 포함하고 있다. X-Z 평면 상에, 각 반사경 사이의 거리 총합의 절반과 총 광행로 길이(TTL)는 다음 식을 만족시키게 된다. :

그 중 TTL은 총 광행로 길이 TTL = D_i + D₁ + D₂ + D₃ + D₄ + D_O 를 나타내며, D_refl은 광로를 따라 설치된 각 반사경 사이의 거리의 총합을 나타내며, 도4에서의 D_refl = D₁ + D₂ + D₃ + D₄ 이며, 각 반사경 사이의 각도는 다음 식을 만족시키게 된다. :

여기서,

는 광고의 제i번째 반사경의 반사면의 법선(normal line)과 +Z축의 협각(deg.)을 나타내며, 부호 설명은 도5에서와 같이p는 광로를 따라 반사되는 반시 횟수의 총합을 나타내고, 도4중에서 p=5이 되며，

각 반사경 사이의 위치 관계는 바로 앞의 반사경 반사점 좌표 (M_iX, M_iZ), 반사경 각도와 반사경에 입사되는 광선의 각도에 의해 결정된다. :

여기서, (M_iX, M_iZ) 는 제 i 번째 반사경 반사점의 (X, Z)좌표를 나타내며,

는 제i 번째 반사경에 입사되는 이미지 광속(光束)과 +Z축의 협각(deg.)을 나타내고, 도5의 설명을 참조한다.

총 광행로 길이가 변하지 않는 상태에서, 프레임 체적을 효과적으로 줄이기 위해서 본 고안의 반사경은 다중 반사 방법을 채택했으며, 본 실시예에서는 제2 반사경(172, M2)이 두 번 반사하는 다중 반사 작업을 진행하고 있다. 종래의 기술에서는 동일한 반사경이 다중 반사 작업을 할 때 심각한 잡광선이 발생하여 고스트 이미지 현상을 초래하였기 때문에 이를 해결하기 위해 반드시 반사경의 넓이와 각도를 적당하게 조절하거나 설치하여 잡광선을 방지해야만 했으나, 본 고안인 5개 반사경의 스캐닝 모듈에서는 다중 반사되는 반사경면의 광로 M2→M3에서 상대적으로 비교적 긴 거리를 적용하고, 또한 다중 반사되는 반사경 면의 반사점은 상대적으로 비교적 짧은 거리를 적용하여 효과적으로 잡광선을 감소시킬 수 있게 되었다.

도6에서와 같이, 상기 광원(16)에서 광선을 방사한 후, 투광판(12)을 통해 스캐닝할 문서(2) 상에 조사되고, 이어서 스캐닝할 문서(2)에서 상기 광선을 다시 반사하여 반사광선을 형성하며, 상기 반사광선은 상기 투광판(12)을 통해 스캐닝 모듈(1)로 입사될 이미지 광속 Li (21)으로 형성된다. 또한 프레임 상의 광조리개(132)를 통과한 이미지 광속 Li 중 잡광선은 제1 반사경(171, M1)의 제1 반사 작업 후, 이미지 광속Li의 반사 광선과 서로 다른 반사 각도가 형성되고, 다시 제2 반사경(172, M2) 및 제3 반사경(173, M3)의 반사 작업을 거친 후, 그 반사 각도가 다중 반사를 하게 되는 제2 반사경(172, M2) 반사경의 반사 범위를 벗어나기 때문에 잡광선이 제거된다. 잡광선Li'(211)이 각 반사경면 상에 입사되는 광선의 각도, 반사경면의 각도의 영향을 받아 제거되며, 즉 잡광선제거인자 FOL(factor of overlapped light beam)와 광조리개의 직경d, 반사경면의 각도 및 반사경면의 넓이는 서로 밀접한 관계를 가지게 된다. 제3 반사경(173, M3)에서 잡광선제거인자 FOL(factor of overlapped light beam)가 다음 식(5)을 만족시키면 매우 우수한 잡광선 제거 효과를 거둘 수 있게 된다.

여기서,

는 M3반사경(172)의 최소 넓이이고, 반사점 좌표로 표시하면 즉 X-Z 평면 상에 (M_2X, M_2Z), (M_4X, M_4Z)은 이미지 광속이 반사경(M2) 상에서 두 번 반사하는 반사점의 좌표가 된다. FOL은 잡광선제거인자(factor of overlapped light beam)를 나타내며, d는 광조리개의 직경을 나타낸다.

본 고안인 4개 반사경의 이미지 스캐닝 모듈은 스캔할 문서의 이미지를 4개 반사경으로 반사하는 과정을 통해 그 방향과 행로를 변경하여 광행로를 증가시키며, 각 반사경 사이의 거리와 총 광행로 길이(TTL)는 식(1)을 만족시키고, 각 반사경 반사면의 법선과 +Z축의 협각의 총합은 식(2)를 만족시키고, 총 광행로 길이가 변화할 때, 반사경 간의 거리만 조정하면 된다. 또한 4개 반사경의 각도와 거리를 안배하여 반사경(173, M3) 상에서 식(5)를 만족시키게 되므로 잡광선이 픽업렌즈세트로 들어오는 것을 방지하여 고스트 이미지 현상이 발생하는 것을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

<제1실시예>

도4에서와 같이, 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈의 첫 번째 실시예에서는 냉음극형광램프 광원(16a, 16b), 4개의 반사경 M1(171), M2(172), M3(173), M4(174), 픽업렌즈세트(15), 이미지센서(14), 프레임(13)을 포함하고 있으며, 이를 A4 사이즈의 스캐닝 모듈에 사용한 상태를 나타낸 실시예이다.

상기 광원(16)에서 광선을 방사한 후, 투광판(12)을 통해 스캐닝할 문서2(Obj) 상에 조사된 후, 스캐닝 모듈(1)에 입사될 이미지 광속 Li 으로 형성되며, 이어서 상기 이미지 광속 Li 은 제1반사경(M1)에 의해 반사된 후, 제2반사경(M2)에 조사되고, 다시 제2반사경(M2)에 의해 반사된 후, 제3반사경(M3)에 조사되고, 다시 제3 반사경(M3)에 의해 반사된 후, 제2반사경(M2)에 조사되고, 다시 제2반사경(M2)에 의해 반사된 후, 제4반사경(M4)에 조사되고, 제4반사경(M4)에 의해 반사된 후의 이미지 광속 L_o 은 픽업렌즈세트(15)에 의해 초점이 모아져 이미지센서(14)에서 이미지로 형성(Img)된다. 상기 프레임(13)은 상기 스캐닝 모듈 내의 각 부품을 수납하여 설치하는 데 사용된다. 이 때 광행로는 Li(Obj)→M1→M2→M3→M2→M4→ Lo(Img)가 된다. 각 반사경Mi의 반사면의 법선과 +Z 축의 협각

, X-Z평면 상의 반사경 Mi의 각 반사점 좌표 (M_iX, M_iZ)는 다음 표1과 같다.

[표1: 제1실시예의 광학 참수표]

본 실시예에서는 총반사 횟수는 p=5이며, 각 반사경 간의 거리 총합과 총 광행로 길이(TTL)는 식(1)을 만족시키고, 광로를 따라 설치된 각 반사경의 각도 총합은 식(2)를 만족시키고, 다중 반사 작업은 M2에서 발생하며, 프레임(13) 상의 광조리개(132)의 직경 d=5mm이며, 반사경(172, M2) 상에서 식(5)를 만족시키며, 이러한 과정을 통해 효과적으로 잡광선을 제거하고 고스트 이미지 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

<제2 실시예>

본 제2실시예에서는 제1실시예와는 달리 A4 사이즈의 이미지 스캐닝 모듈을 A3 사이즈의 이미지 스캐닝 모듈로 전환하여 실시하였으며, 본 실시예 상의 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈(1)은 두 개의 냉음극형광램프 광원(16a, 16b), 4개 반사경M1(171), M2(172), M3(173), M4(174), 픽업렌즈세트(15), 이미지센서(14), 프레임(13)을 포함하고 있으며, 이를 A3 사이즈의 스캐닝 모듈에 적용하였다. 이때 각 반사경의 각도와 광행로는 제1실시예와 동일하고, 단지 각 반사경 사이의 거리만 조정하면, A3 사이즈의 스캐닝 모듈로 전환할 수 있게 된다.

각 반사경 Mi의 반사면 법선과 +Z축의 협각

, X-Z평면 상의 반사경 Mi의 각 반사점 좌표(M_iX, M_iZ)는 다음 표2과 같다.

[표2: 제2실시예의 광학 참수표]

본 실시예와 제1실시예를 비교해보면, 단지 반사경 사이의 거리만 조절하고 반사경의 각도를 조절할 필요가 없으며, 즉 제1 실시예의 총 광행로 길이 (TTL)를 280.0mm에서 355.22mm 로 조절함으로써, A4 사이즈에 적용하는 이미지 스캐닝 모듈 을 A3 사이즈에 적용하는 이미지 스캐닝 모듈로 조정할 수 있게 된다.

<제3실시예>

본 제3 실시예는 A3 사이즈에 사용하는 이미지 스캐닝 모듈에 관한 것이며, 도4에서와 같이, A3 사이즈의 스캐닝 모듈의 총 광행로 거리(TTL)는 A4 사이즈의 스캐닝 모듈의 총 광행로 길이보다 길고, 본 실시예에서는 TTL=460mm이며, 각 반사경의 거리를 조절하여 각 반사경 사이의 각도를 변화시키지 않으면서도 제2실시예에서의 비교적 짧은 총광행로 길이의 이미지 스캐닝 모듈의 총광행로 길이를 비교적 길게 조정하여 비교적 긴 총광행로 길이를 갖춘 이미지 스캐닝 모듈로 조정할 수 있다.

본 실시예에서의 광행로는 제2실시예와 같이, Li(Obj)→M1→M2→M3→M2→M4→Lo(Img)가 되고, 각 반사경Mi의 반사면의 법선과 +Z 축의 협각

, X-Z평면 상의 반사경 Mi의 각 반사점 좌표(M_iX, M_iZ)는 다음 표3과 같다.

[표3: 제3실시예의 광학 참수표]

본 실시예에서는 총반사 횟수는 p=5이며, 각 반사경 간의 거리 총합과 총 광 행로 길이(TTL)는 식(1)을 만족시키고, 광로를 따라 설치된 각 반사경의 각도 총합은 식(2)를 만족시키고, 다중 반사 작업은 M2에서 발생하며, 프레임(13) 상의 광조리개(132)의 직경 d=5mm이며, 반사경(172, M2) 상에서 식(5)를 만족시키며, 이러한 과정을 통해 효과적으로 잡광선을 제거하고 고스트 이미지 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

본 실시예와 제2실시예를 비교해보면, 단지 반사경 사이의 거리만 조절하고 반사경의 각도를 조절할 필요가 없으며, 즉 제1 실시예의 총 광행로 길이 (TTL)를 355.22mm에서460.0mm 로 조절함으로써, 더욱 광범위한 응용 범위를 얻을 수 있다.

<제4실시예>

도7에서와 같이, 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈(1)의 제1실시예에서는 두 개의 냉음극형광램프 광원(16), 4개 반사경M1(171), M2(172), M3(173), M4(174), 픽업렌즈세트(15), 이미지센서(14), 프레임(13)을 포함하고 있으며, 이를 A3 사이즈의 스캐닝 모듈에 사용한 상태를 나타낸 실시예이 다.

상기 광원(16)에서 광선을 방사하면, 투광판(12)을 통해 스캐닝할 문서(2, Obj) 상에 조사된 후, 스캐닝 모듈(1)에 입사될 이미지 광속 L_i 으로 형성되며, 이 때 광행로는 제1~3실시예에서와 같이 Li(Obj)→M1→M2→M3→M2→M4→Lo(Img)이며, 각 반사경 Mi의 반사면 법선과 +Z축의 협각

, X-Z평면 상의 반사경 Mi의 각 반사점 좌표(M_iX, M_iZ)는 다음 표4과 같다.

<표4: 제4실시예의 광학 참수표>

<제5실시예>

제4실시예에서와 같이 본 제5실시예 역시 A3 사이즈의 이미지 스캐닝 모듈에 사용한 상태를 나타낸 실시예이며, 본 실시예에서는 TTL=460.0 mm이며, 제4실시예의 이미지 스캐닝 모듈에서 각 반사경의 거리를 조절하여 각 반사경 사이의 각도를 변화시키지 않으면서도 제4실시예에서의 이미지 스케닝 모듈의 총 광행로 길이를 비교적 길게 조정하여 비교적 긴 총광행로 길이를 갖춘 이미지 스캐닝 모듈로 조정할 수 있다.

본 실시예의 광행로는 제4실시예와 동일한 Li(Obj)→M1→M2→M3→M2→M4→ Lo(Img)이며, 각 반사경 Mi의 반사면 법선과 +Z축의 협각

, X-Z평면 상의 반사경 Mi의 각 반사점 좌표(M_iX, M_iZ)는 다음 표5 같다.

<표5: 제5실시예의 광학 참수표>

본 실시예와 제4실시예를 비교해보면, 단지 반사경 사이의 거리만 조절하고 반사경의 각도를 조절할 필요가 없으며, 즉 제1 실시예의 총 광행로 길이 (TTL)를 355.22mm에서 460.0mm로 조절함으로써, 더욱 광범위한 응용 범위를 얻을 수 있다.

<제6실시예>

본 제6실시예는 역시 A3 사이즈의 이미지 스캐닝 모듈에 사용한 상태를 나타낸 실시예이며, 본 실시예에서는 TTL=460.0 mm이며, 제5실시예의 이미지 스캐닝 모듈에서 각 반사경의 거리를 조절하여 각 반사경 사이의 각도를 변화시키지 않으면서도 A3 사이즈의 이미지 스캐닝 모듈의 체적을 축소시킬 수 있고, Z축 방향에서 약 7mm을, X축 방향에서 약 6mm을 축소시킬 수 있다.

, X-Z평면 상의 반사경 Mi의 각 반사점 좌표(M_iX, M_iZ)는 다음 표6과 같다.

[표6: 제6실시예의 광학 참수표]

본 실시예에서는 총반사 횟수는 p=5이며, 각 반사경 간의 거리 총합과 총 광행로 길이(TTL)는 식(1)을 만족시키고, 광로를 따라 설치된 각 반사경의 각도 총합 은 식(2)를 만족시키고, 다중 반사 작업은 M2에서 발생하며, 프레임(13) 상의 광조리개(132)의 직경 d=5mm이며, 반사경(172, M2) 상에서 식(5)를 만족시키며, 이러한 과정을 통해 효과적으로 잡광선을 제거하고 고스트 이미지 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

본 실시예와 제5실시예를 비교해보면, 그 프레임의 두께가 비교적 두껍지만 길이가 확실하게 짧아지며, 그로 인해 단지 반사경 사이의 거리만 조절하면 이미지 스캐닝 장치의 체적을 더욱 줄일 수 있어 제품 소형화의 요구에 부합되는 장점이 있다.

이상 상술한 내용을 종합해 보면, 본 고안인 4개의 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈은 4개의 반사경 및 그 중 최소한 1개 이상의 다중 반사를 하는 반사경 구조를 통해 광행로 길이를 증가시켜 피사계 심도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 여러 번 반사하는 과정에서 발생하는 잡광선을 감소시키거나 제거시켜 고스트 이미지 현상을 감소시킬 수 있다.

본 고안인 4개의 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈은 또한 제조 조립 시, 각도는 조절할 필요 없이 반사경 거리만 조정하여도 A4/A3 사이즈 및 서로 다른 유효거리를 가진 픽업렌즈세트에 사용될 수 있어 그 응용 범위가 매우 광범위해질 수 있다.

이상 상술한 내용은 단지 본 고안의 특징과 장점 등을 상세히 설명하기 위해 비교적 우수한 실시예를 예로 들어 설명한 것으로 본 특허 신청의 범위는 이에 국한되지 않고, 본 특허 신청 정신과 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 기타 변형 등의 과정을 통한 경우에도 본 특허 신청 범위에 모두 포함된다.

도1은 종래 기술의 이미지 스캐닝 모듈의 제1 사시도이다.

도2는 종래 기술의 이미지 스캐닝 모듈의 제2 사시도이다.

도3은 종래 기술의 이미지 스캐닝 모듈의 제3 사시도이다.

도4는 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈에 관한 제1실시예를 나타낸 사시도이다.

도5는 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈반사경의 각도에 관한 사시도이다.

도6은 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈이 M2→M3 광로 상에서 잡광선을 제거하는 과정에 관한 사시도이다.

도7은 본 고안인 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈에 관한 제4실시예를 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1：이미지 스캐닝 모듈 2：문서

12：투광판 13：프레임

132：광조리개 14：이미지센서

15：픽업렌즈세트 16, 16a, 16b：광선

171：반사경M1 172：반사경M2

173：반사경M3 174：반사경M4

21, 211：이미지 광속(光束) 31：반사경M1 반사면의 법선

32：반사경M2 반사면의 법선 91：이미지 모듈

917：반사경

Claims

4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈에 관한 것으로서, 최소한 하나 이상의 광원, 4개 반사경, 픽업렌즈 세트, 이미지센서, 프레임을 포함하고, 상기 광원에서 스캐닝할 문서상으로 광선이 조사되며, 상기 스캐닝할 문서에서 상기 광선을 다시 반사하여 상기 스캐닝 모듈로 입사될 이미지 광속(Li)을 형성하며, 상기 이미지 광속(Li)이 4개의 반사경에 의해 반사되어 픽업렌즈세트 및 이미지센서에 입사될 이미지 광속(Lo)으로 형성되고, 상기 이미지 광속(Li)과 상기 4개 반사경과 상기 이미지 광속(Lo)은 하나의 광로를 형성하며, 상기 광로 상의 상기 4개 반사경 중 최소한 1개 이상의 반사경은 두 번 이상의 반사 작업을 하는 다중 반사를 하게 되며, 다음과 같은 광학 조건을 만족시키게 되고,

여기서, p는 상기 광로를 따라 총 반사되는 횟수를 나타내며,
는 상기 광로의 제i 번째 반사경 반사면의 법선과 +Z축의 협각을 나타내는 것을 특징으로 하는 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 광로의 총 광행로 길이와 상기 4개 반사경 사이의 광로를 따른 거리의 총합은 다음 조건을 만족시키게 되며,

여기서, TTL은 총 광행로 길이를 나타내며,
는 4개 반사경 사이의 광로를 따른 거리의 총합을 나타내는 것을 특징으로 하는 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 4개 반사경은 각각 반사경 M1, 반사경 M2, 반사경 M3, 반사경M4 를 나타내며, 상기 광로는 Li(Obj，스캔하고자 하는 문서)→ M1→M2→M3→M2→M4→Lo(Img，이미지 센서)이며, 상기 반사경 M2는 두 번 이상의 반사 작업을 하는 다중 반사를 하게 되는 것을 특징으로 하는 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈.
청구항 1에 있어서,

상기 광원은 냉음극 형광 램프, 발광 다이오드 램프, 크세논 램프 중 하나를 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 4개 반사경으로 다중 반사를 하는 이미지 스캐닝 모듈.