KR940001969B1 - 밀착형 이메지 센서의 구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밀착형 이메지 센서의 구조

제1도는 종래 기술에 의한 밀착형 이메지 센서의 회로도

제2도는 본 발명에 의한 밀착형 이메지 센서의 회로도

제3도는 제2도의 실시예

본 발명은 화상을 감지하기 위한 이메지 센서에 관한 것으로, 특히 밀착형 이메지 센서의 구조에 관한 것이다.

통상적으로 이메지 센서란 임의의 화상을 감지하여 소정의 신호를 출력하는 것으로, 그 응용분야가 전자 복사기, 전자화일, 모사전송기(facsimile), 이메지 프로세서 및 금융기기 등에 광범위하게 적용되는 부품이다. 종래 기술에 의한 밀착형 이메지 센서의 구조에 관하여 제1도에 도시하였다.

상기 제1도는 사시도a와 단면도b를 나타내는 것으로서 상기 구성은 1989년 발간된 "미쓰비시 이메지 센서"라는 카타로그(catalogue)를 인용한 것으로 하기하는 설명 이외의 것은 상기 카타로그를 참조하기 바란다. 상기 제1(a)도 구성은 소정의 원고(1)를 지지하는 유리(2)와, 발광 다이오드인 LED어레이(3)와, 자기집속 렌즈(selfoc lens array)(4)와, 광전변환소자(5)와, PCB(printed circuit board)기판(6)과, 몸체인 히트 싱크(heat sink)(7)와, 측면캡(cap)(8)과, 클램프(clamp)(9)와, 커넥터(10)로 이루어진다. 밀착형 이메지 센서의 기본 원리는 광전변환에 있다. 즉, 상기 LED 어레이(3)에서 빛이 상기 원고(1)에 반사되어 상기 자기집속 렌즈(4)를 통해 상기 광전변환소자(5)에 도달된다. 상기 원고(1)의 농담에 따라 광출력에 차이가 생기고 이에 따라 상기 광전변환소자(5)내에서 변화되는 광전류도 상기 원고(1)의 농담에 따라 대응된다. 그리고 광전변환된 신호는 신호처리용 부품에 입력되어 OP앰프(도시되지 않음)에 의해 증폭되어 S/N비(신호잡음비)가 높은 출력신호로 변형되고 상기의 변형된 출력신호는 최종적으로 상기 PCB기판(6) 및 상기 커넥터(10)를 통해 빠져나간다.

상기 1b도에 도시된 바와 같이 상기 밀착형 이메지 센서는 길다란 히트 싱크(7)를 구비하는데, 상기 히트 싱크(7)는 통상적으로 압출 구조물인 알루미늄으로 만들어진다. 이는 알루미늄의 기계적 특성상 재질이 가볍고 견고하기 때문으로 이로부터 상기 히트 싱크(7)내에 구비되는 각 구성소자들을 보호하게 된다. 그러나 압출 구조물을 통해 제조되는 제품은 정밀도가 뒤떨어져 상기 알루미늄 제품은 기계적 공차 발생에 의하여 제품의 특성이 변화하게 된다. 이에 따라 불필요한 후가공이 수반되며 이것은 제품의 균일성을 저하시킨다. 또한 상기 자기집속 렌즈(4)의 높낮이 조절 및 빛의 통과를 위한 호울(hole)의 후가공으로 인한 정밀도의 저하를 초래하게 된다. 그리고 알루미늄의 전기적 특성 때문에 상기 히트 싱크(7)의 외관을 코팅(coating)과 같은 피막처리를 하여 인체의 접촉으로 인한 정전기의 발생으로부터 보호해야 한다. 그리고 상기 제1(a)도의 사시도에 도시된 바와 같이 길이방향에 의한 휨방지를 보강해야함에 따른 설계의 제한성과, 상기 자기집속 렌즈(4)의 고정을 위한 클램프(9)와 측면캡(8)의 필요성은 제조 원가를 상승시킬뿐만 아니라 그 조립에 있어서 상당한 어려움을 겪게 된다. 따라서 본 발명의 목적은 대량 생산에 적합하고 소형 경량화한 밀착형 이메지 센서를 제공함에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은 제품의 정밀성과 조립성이 우수한 밀착형 이메지 센서를 제공함에 있다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정의 원고를 지지하는 투명체를 구비하고 상기 투명체를 통한 빛의 입사 및 반사를 이용해 상기 원고의 농담을 감지하고 그에 다른 출력이 이루어지는 밀착형 이메지 센서에 있어서, 내열성 수지인 플라스틱 구조로 이루어진 몸체와 상기 몸체의 외장부분에 밀착되고 상기 몸체내에 설치되는 각 구성소자들을 지지하기 위한 지지부를 구비하는 밀착형 이메지 센서임을 특징으로 한다. 상기에서 플라스틱 구조로 이루어진 상기 몸체는 예를 들어 사출성형과 같은 방법으로 제조됨을 알아두기 바란다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에 의한 밀착형 이메지 센서에 관하여 제2도와 제3도에 도시하였다.

제2a도, 제2b도는 사출성형에 의해 제조된 몸체와 상기 몸체에 지지부가 결합된 형태의 사시도와, 상기 몸체와 지지부내에 각 구성소자가 설치된 형태의 단면도이다. 그리고 제3a도, 제3b도, 제3c도는 본 발명에 따른 플라스틱 몸체내에 LED 어레이와 자기집속 렌즈와 PCB 기판등을 설치하기 위해 제조되는 상기 몸체의 배면도와, 상기의 각 구성소자들이 상기 몸체내에 설치될시의 방법을 나타내는 단면구조도이다. 상기 제2a도, 제2b도의 구조상 특징을 설명한다. 상기 제2a도는 사출성형에 의해 제조된 플라스틱(plastic)으로 이루어진(밀착형 이메지 센서의) 몸체(16)부분과 상기 몸체(16)내에 설치되는 각 구성소자들을 지지하기 위한 지지부(17)가 서로 결합된 형태이다. 상기 사출성형이라 함은 기계적 제조방법의 일종으로 이는 금형(mould)이라는 소정의 제조 도구를 이용하여 수지류인 플라스틱과 같은 것을 재료로 하여 제품을 만드는 성형방법을 이른다. 이는 또한 제품의 대량생산에 적합하며 제품의 정밀도를 우수하게 하는 것으로 잘 알려져 있다. 상기 몸체(16)는 상기한 사출성형에 의해 제조된 것이며, 상기 몸체(16)의 외곽측면 부분에 지지부(17)가 결합되어 있다. 상기 지지부(17)는 판스프링(plate spring)으로 실시하였으며, 이것의 고정방법은 상기 몸체(16)의 외곽측면 부분에 사출성형시 형성되는 걸림턱(18)에 의해 고정된다. 그리고 상기 몸체(16)내의 중간 부분에 상기 몸체(16)의 길이방향으로 자기집속 렌즈(13)가 설치된다. 상기 제2b도는 본 발명에 의한 플라스틱 몸체와 지지부가 채용된 밀착형 이메지 센서의 단면도이다.

상기 제2(b)도는 플라스틱 구조로 된 몸체(16)의 상부 개구부에 투명체인 유리(11)와, 상기 유리(11)의 하부의 경사면에 고정된 LED 어레이(12)와, 상기 LED 어레이(12)에서 투사되는 빛이 상기 유리(11)를 통해 반사되는 통로인 큰 호울(hole)부위에 설치고정되는 자기집속 렌즈(13)와, 상기 몸체(16)의 하단부에 설치되는 PCB 기판(15)과, 상기 자기집속 렌즈(13)의 하단부에 위치하고 상기 PCB 기판(15)상에 설치되는 광전변환소자(14)가 상기 몸체(16)내에 설치된다. 그리고 상기 몸체(16)의 외곽 측면의 걸림턱(18)에 의해 고정되는 지지부로서의 판스프링(17)이 상기 PCB 기판(15)을 지지 및 고정하며, 상기 PCB 기판(15)의 전극 패턴을 상기 PCB 기판(15)의 측면에 배치하여 커넥터(19)로 직접 연결할 수 있게 하였다. 또한 상기 제2(b)도에 도시된 바와 같이, 상기 판스프링(17)의 하단부에는 2곳이 돌출되어 있는데 이는 상기 PCB 기판(15)을 안정하게 지지하기 위함이다. 상기에서 상기 판스프링(17)의 측면부위에 형성된 구멍은 상기 몸체(16)의 측면부위에 신장된 둘출부위인 걸림턱(18)에 걸리도록 하기 위함이다.

상기 구성에서 알 수 있듯이 사출성형으로 제조되는 상기 몸체(16)에 상기 판스프링(17)을 조립하는 것은 상당히 용이하며, 상기 판스프링(17)의 지지방법은 상기 몸체(16)내에 설치되는 각 구성소자를 안정하게 유지시킬 수 있음을 이 분야에 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명에 의한 밀착형 이메지 센서의 몸체와 각 구성소자들의 설치방법에 관하여 상기 제3a도, 제3b도, 제3c도를 통하여 상세히 설명한다. 상기 제3a도는 본 발명에 의한(사출성형에 의해 제조되는) 몸체의 배면 사시도이다. 그리고 상기 제3b도, 제3c도는 상기 몸체내에 설치되는 각 구성소자들의 설치 및 고정방법을 나타내는 단면도이다.

상기 제3a도에서 상기 몸체(16)의 저면에는 여러개(양 4-6개)의 블록(22)을 세우는데 이는 PCB 기판(15)을 판스프링(17)으로 지지시에 상기 PCB 기판(15)이 휨이 없도록 하기 위함이다. 그리고 상기 몸체(16)의 양면에 형성되는 공기구멍(24)과 4군데의 측면에 형성되는 조립용 나사구멍(23)은 본 발명에 의한 밀착형 이메지 센서를 예를 들어 이메지 스캐너나 팩시밀리등의 시스템(system)에 장착시에 어느 방향으로도 조립이 용이하도록 하기 위함이다. 상기 제3b도에 LED 어레이(12)의 전기적인 접속은 소정의 핀(21)을 이용해서 이루어질 수 있는데, 이는 다음과 같다. 즉 상기 LED 어레이(12)를 상기 몸체(18) 내부의 상단에 경사지게 고정하도록 함에 있어서 상기 핀(21)을 상기 몸체(18)의 내부에 삽입하여 윗 부분을 상기 LED 어레이(12)의 회로 패턴과 연결시키고 밑부분을 상기 PCB 기판(15)과 연결시켜 상기 핀(21)에 의한 상기 LED 어레이(12)의 전기적인 접속 및 기계적인 구조를 유지한다. 그리고 자기집속 렌즈(13)와 상기 판스프링(17) 사이에는(상기 제3a도에 도시된) 블록(22)이 연결되어 LED 와이어(wire)부가 빛과 차단되도록 밀폐시킨다.

상기 제3b도에서 상기 자기집속 렌즈(13)의 조립 및 설치 방법은 다음과 같다. 즉, 종래 기술에서는 상기 자기집속 렌즈(13)를 고정시에 실리콘 수지와 같은 것을 상기 자기집속 렌즈의 주위에 집어 넣어 고정시켰으나, 본 발명에서는 접착제류와 같은 것으로 간단히 하되, 상기 자기집속 렌즈(13)의 상단에 소정의 기준선(Rf)을 정점으로 하여 상기 자기집속 렌즈(13)를 밑에서 위로 끼워 넣어 그 양끝면에 상기 블록(27)을 놓고 상기 PCB 기판(15) 및 판스프링(17)으로 하여금 고정시키게 한다.

상기 제3c도는 상기 자기집속 렌즈(13)의 고정방법에 관한 다른 실시예로서, 이는 상기 PCB 기판(15)에 상기 자기집속 렌즈(13)의 축선과 동일한 부분에 구멍을 내고 상기 제3c도에 도시된 바와 같이 판스프링(25)과 일체로 이루어진 지지부(26) 부분으로 바로 상기 자기집속 렌즈(13)를 고정하는 방법이다. 상기 제3c도와 같은 방법은 부품의 수를 최소화하는데 상당히 유리하게 된다. 상기 제3a도, 제3b도, 제3c도에 도시된 구성에서 알 수 있듯이 본 발명은 PCB 기판(15)을 고정용 판스프링(17)으로 고정하므로 간단하게 조립할 수 있는데, 이는 상기 판스프링(17)의 하단부의 돌출부위가 상기 PCB 기판(15)의 하단을 지지하며 몸체(18) 양측에 걸림턱에 형성된 상기 고정용 판스프링(17)의 구멍을 삽입시키는 과정으로 간단하게 조립할 수 있는 것이다. 또한 자기집속 렌즈(13)를 소정의 지지부(26)가 돌출되어 있는 판스프링(25)에 끼워 넣어 고정함으로서, 측면 캡이 필요없이 부품의 수를 줄일 수 있어 조립 능률이 향상된다.

본 발명에 따른 상기 제2 및 제3도에 도시된 구성을 본 발명의 사상을 실현한 최적의 실시예로서, 사출성형에 의해 제조되는 내열성 수진인 플라스틱으로 이루어진 몸체 및 고정용 판스프링을 사용하는 한에서는 상기 몸체내의 각 소자들의 구성방법으　 다르게 이루어질 수도 있음을 알아두기 바라며, 또한 상기 몸체 및 판스프링의 디자인(design)도 적절하게 바뀌어 질 수 있음을 아울러 알아두기 바란다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 밀착형 이메지 센서는 사출성형에 의해 제조되는 플라스틱 몸체와 고정용 판스프링을 사용함으로서 정밀도의 향상 및 소형 경량화를 할 수 있으며 후가공이 필요없이 제작에 따른 비용이 절감되는 효과가 있다. 또한 대량생산화 할 수 있고 조립성이 우수하여 향후 가정용 팩시밀리등에 널리 응용될 수 있다.

Claims (14)

1. 소정의 원고(1)를 지지하는 투명체(11)를 구비하고 상기 투명체(11)를 통한 빛의 입사 및 반사를 이용해 상기 원고(1)의 농담을 감지하고 그에 따른 출력이 이루어지는 밀착형 이메지 센서에 있어서, 내열성수지인 플라스틱 구조로 이루어진 몸체(16)와, 상기 몸체(16)의 외장부분에 밀착되고 상기 몸체(16)내에 설치되는 각 구성소자들을 지지하기 위한 지지부(17)를 구비함을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부(17)가 상기 몸체(16)를 지지하는 부분을 두군데 굽어진 곳을 통해서 지지하는 고정용 판스프링임을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
3. 제1항에 있어서, 상기 몸체(16)의 외곽 측면에는 소정의 걸림턱(18)이 형성되어 상기 걸림턱(18)을 통해 상기 몸체(16)와 상기 지지부(17)가 서로 밀착됨을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
4. 소정의 원고(1)를 지지하는 투명체(11)를 구비하고 상기 투명체(11)를 통한 빛의 입사 및 반사를 이용해 상기 원고(1)의 농담을 감지하고 그에 따른 출력이 이루어지는 밀착형 이메지 센서에 있어서, 사출성형에 의해 제조되는 플라스틱 구조로 된 몸체(16)와, 상기 몸체(16)의 상부 개구부에 놓인 투명체인 유리(11)와, 상기 유리(11)의 하부의 경사면에 고정된 LED 어레이(12)와, 상기 LED 어레이(12)에서 투사되는 빛이 상기 유리(11)를 통해 반사되는 통로인 큰 호울(hole)부위에 설치고정되는 자기집속 렌즈(13)와, 상기 몸체(16)의 하단부에 설치되는 PCB 기판(15)과, 상기 자기집속 렌즈(13)의 하단부에 위치하고 상기 PCB 기판(15)상에 설치되는 광전변환소자(14)와, 상기 몸체(16)의 측면 및 하부면에 밀착되어 상기 PCB 기판(15)을 지지하기 위한 고정용 판스프링(17)과, 상기 PCB 기판(15)의 하단부에 형성되는 커넥터(19)로 이루어짐을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
5. 제4항에 있어서, 상기 PCB 기판(15)의 전극 패턴을 상기 PCB 기판(15)의 양측면에 배치하여 상기 커넥터(19)로 직접 연결시킴을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
6. 제4항에 있어서, 상기 LED 어레이(12)와 상기 PCB 기판(15)이 서로 전도성 핀(21)에 의하여 전기적 접속 및 기계적 구조를 유지함을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
7. 제4항에 있어서, 상기 몸체(18)의 저면에 4-6개의 블록(22)을 세워 상기 PCB 기판(15)이 휨이 없도록 함과 동시에, 상기 몸체(18)의 측면에 설치되어 상기 LED 어레이(12)에 소정의 광원을 공급해 주기 위한 LED 와이어가 빛과 차단되도록 밀폐시킴을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
8. 제4항에 있어서, 상기 자기집속 렌즈(13)과 상기 PCB 기판(15) 사이에 소정의 블록(27)을 양 끝면에 세워 상기 자기집속 렌즈(13)를 지지함을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
9. 제4항에 있어서, 상기 자기집속 렌즈(13)의 휨 공차 및 상기 몸체(16)의 휨 공차에 의한 조립 오차발생의 방지를 위해 상기 자기집속 렌즈(13)의 좌우 끝단부만 상기 몸체(16)에 걸치게 하고 그외 부분은 기계적 접촉이 없음을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
10. 소정의 원고(1)를 지지하는 투명체(11)를 구비하고 상기 투명체(11)를 통한 빛의 입사 및 반사를 이용해 상기 원고(1)의 농담을 감지하고 그에 따른 출력이 이루어지는 밀착형 이메지 센서 있어서, 사출성형에 의해 제조되는 플라스틱 구조로 된 몸체(16)와, 상기 몸체(16)의 상부 개구부에 놓인 투명체인 유리(11)와, 상기 유리(11)의 하부의 경사면에 고정된 LED 어레이(12)와, 상기 LED 어레이(12)에서 투사되는 빛이 상기 유리(11)를 통해 반사되는 통로인 큰 호울(hole)부위에 설치고정되는 자기집속 렌즈(13)와, 상기 몸체(16)의 하단부에 설치되는 PCB 기판(15)과, 상기 자기집속 렌즈(13)의 하단부에 위치하고 상기 PCB 기판(15)상에 설치되는 광전변환소자(14)와, 상기 몸체(16)의 측면 및 하부면에 밀착되어 상기 PCB 기판(15)을 지지함과 동시에 상기 자기집속 렌즈(13)를 직접 지지하는 고정용 받침대(25)와, 상기 PCB 기판(15)의 하단부에 형성되는 커넥터(19)로 이루어짐을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
11. 제10항에 있어서, 상기 PCB 기판(15)의 전극 패턴을 상기 PCB 기판(15)의 양측면에 배치하여 상기 커넥터(19)로 직접 연결시킴을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
12. 제10항에 있어서, 상기 LED 어레이(12)와 상기 PCB 기판(15)이 서로 전도성 핀(21)에 의하여 전기적 접속 및 기계적 구조를 유지함 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
13. 제10항에 있어서, 상기 몸체(18)의 저면에 4-6개의 블록(22)을 세워 상기 PCB 기판(15)이 휨이 없도록 함과 동시에, 상기 몸체(18)의 측면에 설치되어 상기 LED 어레이(12)에 소정의 광원을 공급해 주기 위한 LED 와이어가 빛과 차단되도록 밀폐시킴을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.
14. 제10항에 있어서, 상기 자기집속 렌즈(13)의 휨 공차 및 상기 몸체(16)의 휨 공차에 의한 조립 오차발생의 방지를 위해 상기 자기집속 렌즈(13)의 좌우 끝단부만 상기 몸체(16)에 걸치게 하고 그외 부분은 기계적 접촉이 없음을 특징으로 하는 밀착형 이메지 센서.