KR940007678B1 - 화상판독장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

화상판독장치

제 1 도는 본 발명의 실시예를 표시한 개략구조단면도.

제 2 도는 제 1 도의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도 및 화상면의 밝기분포도.

제 3 도는 광도파체의 구조가 다른 실시예의 단면도 및 화상면의 밝기분포도.

제 4 도는 종래예의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 수광소자 20 : 회로기판

30 : 광도파체 31 : 코어부(수광소자용의 광도파로)

40 : 원고 50 : 발광소자

60 : 바스켓체 70 : 광도파체

71 : 코어부(발광소자용의 광도파로)

본 발명은, 화상판독장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 팩시밀리, 이미지스캐너 등에 사용되는 화상판독 장치에 관한 것이다.

화상판독장치는 화상을 미세한 화소로 분해해서 판독하는 포토센서 등의 수광소자를 어레이형상으로 배열해 놓고, 이 수광소자어레이를 화상면을 따라서 주사함으로써, 화상정보를 판독하는 것이다. 화상정보를 정확하게 판독하려면, 화상면에 충분한 광량의 광을 조사하기 위한 발광기구가 필요하다. 종래의 화상판독장치에 있어서는 발광기구로서는, LED등의 발광소자를 수광소자와 마찬가지로 어레이형상으로 배열해 놓고, 발광소자로부터 조사된 광을 화상면에서 반사시켜서 수광소자에 입력시키도록 하고 있다.

제 4 도는, 종래에 있어서의 일반적인 화상판독장치의 구조를 표시하고 있다. 회로기판(2)에 탑재된 포토센서(1)의 수광면에는, 광을 인도하는 코어부(3a)가 클래드부(3b)로 씌워진 광도파체(3)의 끝면에 대면하고, 광도파체(3)는 수직아래 쪽을 향해서 배치되어 있고, 광도파체(3)의 다른 끝면이 원고(4)의 화상면에 근접해서 배치되어 있다. 광도파체(3)는, 장치본체가 되는 기대(其台)(6)에 장착되어 있다.

광도파체(3)의 옆쪽에는, 상기 회로기판(2)과는 별도의 회로기판(5a)에 탑재된 LED어레이(5)어레이(5)가 장착되어 있다. LED어레이(5)는, 광도파체(3)의 선단부가까이에 비스듬히 아래쪽을 향해서 배치되고, LED어레이(5)로부터 조사된 광을 광도파체(3)의 끝면 바로 아래의 화상면에 효율좋게 조사하는 동시에, 원고(4)의 화상면, 즉 원고면에서 반사된 광이 수직방향으로 배치된 광도파체(3)에 양호하게 입력되도록 되어 있다. 그리고 LED어레이(5)를 비스듬한 방향으로 배치하기 때문에, LED어레이(5) 및 회로기판(5a)은, 기대(6)의 경사면에 장착되어 있다. 상기한 포토센서(1)가 탑재된 회로기판(2)은, 비스(2a)등에 의해서 기대(6)의 상부면에 장착ㆍ고정되어 있다. 기대(6)의 위쪽에는 포토센서(1) 및 회로기판(2)을 씌우는 커버(6a)가 장착되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 화상판독장치에서는, LED어레이(5)를 탑재한 회로기판(5a)과 포토센서(1)를 탑재한 회로기판(2)과의 2종류의 회로기판을 제조해서, 각각의 위치에 장착해 둘 필요가 있기 때문에, 부품코스트가 높아지고, 회로기판(2), (5a)의 장착조립이나 전기적인 배선접속 등, 제조시간도 더 들고 조립코스트도 더 높아진다고 하는 문제가 있었다.

그래서 본 발명의 과제는, 상기한 바와 같은 포토센서 즉 수광소자의 LED어레이 즉 발광소자를 구비한 화상판독장치에 있어서 구조를 간략화해서 제조 및 조립을 용이하게 하여 코스트삭감을 도모할 수 있는 화상판독장치를 제공하는데 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명에 관한 화상판독장치중, 본 발명의 제 1 발명은 원고면, 즉 화상면에 광을 조사하는 발광소자와 원고면의 정보를 수취하는 수광소자가 라인형상으로 형성된 회로기판과, 상기 회로기판의 발광소자로부터 조사된 광을 원고면에 인도하기 위하여, 발광면과 원고면을 광학적으로 결합하는 광도파로어레이(Ⅰ)와, 원고면으로부터의 정보를 수광소자에 전달하기 위하여 원고면과 수광소자를 광학적으로 결합하는 광도파로어레이(Ⅱ)와, 상기 회로기판, 광도파로어레이(Ⅰ),(Ⅱ)를 소정의 위치관계로 유지하는 바스켓체로 구성되어 있다.

본 발명의 제 2 발명은, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 발광면과 원고면을 광학적으로 결합하는 광도파로가 원고면쪽의 끝면에 있어서 발광소자쪽의 끝면 보다도 확대되도록 형성되어 있다.

종래 2장의 회로기판에 따로따로 탑재되고 있던 발광소자와 수광소자를 동일회로기판 표면에 탑재해둠으로써, 회로기판이 1장으로 된다.

그러나, 동일회로기판 표면에 단순히 발광소자 및 수광소자를 배열해서 탑재해두는 것만으로는 발광소자로부터 수직 아래쪽으로 조사된 광은 주변으로 산란하기 때문에, 수광소자의 광도파로에 입사하는 원고면으로부터의 반사광은 약하게 되어 버려, 양호하게 화상판독을 할 수 없다.

그래서, 본 발명에 있어서는 발광소자 및 수광소자의 양쪽에 대해서 화상면과의 사이에 광도파로를 형성하고 있다. 발광소자의 화상면을 광도파로에 의해서 연결해 두면, 발광소자로부터 조사된 광은 목적으로 하는 영역의 화상면에만 효율적으로 조사되는 동시에, 화상면에서 반사된 광은 광도파로에 인도되어서 수광소자에 의해서 확실하게 판독할 수 있다.

본 발명의 제 2 발명에 의하면, 발광소자에 의한 화상면의 조사량 분포를 균일화할 수 있다.

예를들면, 다수의 수광소자 및 발광소자를 어레이형상으로 배열해서 설치해두고, 일정 길이의 선형상범위의 화상을 동시에 판독해 가도록 하는 경우, 판독범위전체에 균등하게 광을 조사할 필요가 있다. 이때, 발광소자의 광도파로가 광을 일끝면에서부터 다른 끝면으로 전달할 뿐인 구성의 경우, 발광소자의 바로 아래의 화상면에는 강한 광이 닿게 되나 발광소자끼리의 중간부분에서는 광량이 낮아져, 화상면에 광량불균일이 발생하게 되어, 수광소자에 의해서 판독되는 화상품질이 저하되어 버린다.

그러나, 본 발명과 같이 광도파로가, 발광소자쪽의 끝면에서부터 화상면쪽의 끝면을 행해서 확대되도록 형성되고, 화상면쪽의 광도파로 끝부분으로부터의 광량이 균일하게 되도록, 발광소자쪽의 광도파로 끝부분의 크기를 바꿈으로써, 화상면전체에 균일한 밝기로 광을 조사하는 일이 가능하게 된다.

또 발광소자끼리의 간격을 넓혀도 화상면 전체의 밝기가 균일하게 되므로, 일정한 선형상범위의 화상을 판독하기 위해 필요한 발광소자 수를 감소하는 일이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 구성에 의한 화상판독장치는 제조 및 조립을 용이하게 하고, 코스트삭감을 도모하는 것이 가능한 점이외에도, 발광소자의 발광면과 원고면을 광도파로어레이에 의해 광학적으로 결합시키고 있기 때문에, 종래 방법에 비해서 많은 광량을 집중적으로 원고면에 공급하는 것이 가능하다. 그 때문에 조명광량의 저감(수광조자수의 저감이나 수광소자의 스펙다운에 의한 저코스트화가 가능)이나 판독속도의 향상(제품성능이 향상함)이 가능해진다고 하는 효과도 얻을 수 있다.

이어서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서, 이하에 설명하다.

제 1 도는 화상판독장치의 개략단면구조를 도시하고 있으며, 회로기판(20)의 표면에는, 일정한 간격을 두고서, 포토센서 등으로 이루어진 수광소자(10)와, LED등으로 이루어진 발광소자(50)가 탑재되어 있다. 수광소자(10) 및 발광소자(50)는, 도면중 지면과 직교하는 방향을 따라서, 다수가 어레이형상으로 병설되어있다. 수광조자(10)의 수광면에는, 광도파체(30)의 일끝면이 배치되어 있다. 광도파체(30)의 다른 끝면은, 원고(40)의 화상면에 근접하는 위치에 배치되어 있다. 광도파체(30)는, 수광소자(10)의 수광면에 대면해서 광도파로가 되는 코어부(31)의 주위를 클래드부(32)로 씌운 것이며, 화상면으로부터의 화상정보가 코어부(31)를 거쳐서 수광소자(10)에 입력된다.

수광소자(10) 및 발광소자(50)는, 상기한 LED 혹은 포토센서 외에, 이미 알려진 화상판독장치 기타의 전자기기류에서 이용되고 있는 통상의 전자소자중에서 적당한 것을 선택해서 사용할 수 있다.

광도파체(30)는, 각종의 광학장치에 있어서 광도파로를 구성하기 위하여 사용되고 있는 것과 마찬가지의 구조 및 재료로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

예를들면, 유리나 고분자 등의 투명재료로 이루어지고, 굴절률이 큰 막대형상의 코어부(31)를 다수 병설하는 동시에 코어부(31)의 주위 전체를 굴절률이 작은 클래드부(32)로 씌운 구조의 것이 사용된다. 코어부(31)의 일끝면으로부터 입사된 광은, 코어부(31)와 클래드부(32)의 경계면에서 전반사하면서 코어부(31)의 다른 끝면으로 전달된다. 코어부(31) 및 클래드부(32)의 구체적인 재료로서는, 폴리카보네이트, 에폭시계, 아크릴계의 수지, 혹은 유리 등이 사용되며, 수지나 유리의 조성이나 배합성분을 조정함으로써, 굴절률의 차이를 낼 수 있다. 클레드부(32)에는 광의 흡수재나 산란재를 혼입해 둘 수 있다.

상기한 바와 같은 재료로 이루어진 광도파체(30)는, 통상의 광도파체와 마찬가지로 수지나 유리의 성형기술 혹은 박막가공기술 등을 이용해서 제조된다.

도시한 실시예에서는, 광도파체(30)가 회로기판(20)의 표면에서부터 약간 비스듬히 아래쪽을 향해서 장착되어 있다. 또한 광도파체(30)는 회로기판(20)의 표면에 지지되어 있는 것만으로도 되나, 광도파체(30)를 수지 등으로 이루어진 지지체 또는 기대(도시 생략)에 지지고정시켜 놓아도 된다.

발광소자(50)는, 광의 조사방향이 회로기판(20)의 표면에 대해서 비스듬히 아래쪽을 향하도록 탑재되어 있다. 이 발광소자(50)의 선단부에는, 광의 조사방향으로 뻗는 광도파체(70)가 형성되어 있다. 광도파체(70)의 다른 끝은 화상면의 근처에서 수광소자(10)쪽의 광도파체(30)의 선단부에 인접하는 위치에 배치되어 있다. 따라서, 양쪽의 광도파체(30), (70)가 V자 형상으로 조합되어 있는 것으로 된다.

또, 상기 회로기판 및 광도파체는 바스켓체(60)에 의해 소정의 위치관계로 유지되어 있다.

제 2 도에 표시한 바와 같이, 발광소자(50)의 광도파체(70)는, 다수의 발광소자(50)의 병설방향의 단면에 있어서, 광도파로가 되는 코어부(71a)~(71f)는, 원고면쪽에 있어서는 끝면의 단면적을 동일하고, 발광소자(50)면쪽에 있어서는 발광소자(50)의 폭에 대응해서 테이퍼형상으로 가늘게 되어 있으나, (71a) 및 (71f)는 끝면의 단면적이 넓고, (71c) 및 (71d)는 끝면의 단면적이 좁고, (71b) 및 (71e)는 그 중간의 단면적이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 코어부(71a)~(71f)의 원고쪽 끝면에서부터 출사되는 광은 균일한 것으로 된다. 제 2 도의 아래쪽에는, 원고면에 있어서의 밝기의 분포를 도시하고 있으며, 화상면의 전체길이에 걸쳐서 균일한 밝기로 되어 있으며, 발광소자(50)의 중간부분에서도 충분한 밝기로 된다.

상기한 바와 같은 광도파체(70)의 구조를, 종래 이미 알려진 통상의 시이트형상의 광도파체를 사용한 경우와 비교해 본다. 제 3 도는 통상구조의 광도파체를, 발광소자(50)의 광도파체(70)에 사용한 상태를 표시하고 있다. 이 광도파체(70)에서는, 코어부(71)는 시이트형상으로 형성되고, 클래드부(72)는 그 외주를 둘러싸도록 형성되어 있는 것이다. 제 3 도의 아래쪽에는, 이와 같은, 광도파체(70)를 사용한 경우의 원고면에 있어서의 밝기의 분포를 표시하고 있으며, 발광소자(50)의 바로 아래부분의 원고면에서는 충분한 밝기로 되고 있으나, 발광소자(50)와 발광소자(50a)의 중간부의 바로 아래부분의 원고면에서는, 광량이 낮아져, 원고면의 길이방향에서 밝기의 불균일이 생기고 있다.

따라서, 상기 제 2 도에 표시한 바와 같이, 코어부(71) 즉 광도파로를 발광소자(50)쪽에서부터 원고면쪽으로 확대형성해서, 발광소자(50)의 원고면쪽 끝면의 단면적을 중앙부와 주변부에서 변화시켜 놓음으로써, 화상면의 밝기를 균일하게 할 수 있고, 그 결과, 판독되는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다. 단, 목적용도에 따라서는, 제 3 도에 표시한 구조의 광도파체(70)도 사용가능하다. 또, 제 2 도에 있어서는 (71a)~(71f)까지 6개의 코어를 발광소자 1개에 대응시키고 있으나, 목적 용도에 따라서 증감할 수 있다.

제 2 도에 표시한 광도파체(70)의 구조를 적용하면, 발광소자(50)의 설치간격을 넓게 설정해서, 사용하는 발광소자(50)의 계수를 삭감할 수 있으며, 예를들면, 하나의 발광소자(50)에 의해서 화상면의 전체 길이에 광을 조사하는 것도 가능하게 된다.

이상에서 설명한 화상판독장치에서는 발광소자(50)로부터 조사된 광이, 광도파체(70)를 거쳐서 비스듬한 방향으로부터 화상면에 조사되고, 화상면에서 비스듬한 방향으로 반사된 광도파체(30)를 거쳐서 수광소자(10)에 입력되어서 화상이 판독된다.

광도파체(30)의 화상면쪽의 끝부분에서, 클래드부(32)를 잘라내어 코어부(31)의 일부를 노출시켜 놓거나, 코어부(31)의 끝면을 비스듬하게 절단해 놓거나 함으로써, 광도파체(30)에 광이 입사하기 쉽도록 해 놓으면 보다 바람직하다. 또, 광도파체(30) 및 광도파체(70)의 화상면쪽의 선단부에, 볼록한 모양을 한 렌즈를 설치해 두면, 조사광 및 반사광을 집속시키거나 편향시키거나 해서, 효율좋은 광조사 및 화상판독을 행할 수 있다. 광도파체(30) 및 광도파체(70)의 화상면쪽의 끝면에 하드코드제를 코팅해 놓거나, 마이크로시이트유리를 붙여 놓으면, 광도파체(30), (70)의 끝면이 원고(40)등에 접촉해서 마모되는 것을 방지할 수 있다. 기타, 상기한 이외의 화상판독 장치의 세부구조에 대해서는, 통상의 화상판독장치에서 채용되고 있는 각종의 구조나 형상을 이용할 수 있다.

본 발명의 관한 화상판독장치는 팩시밀리나 이미지스캐너, 복사기, 기타 화상을 판독해서 전자적으로 처리할 필요가 있는 임의의 용도에 적용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관한 화상판독장치중, 제 1 발명의 의하면, 종래의 화상판독장치와 같이 수광소자와 발광소자를 별개의 회로기판에 탑재하는 것이 아니고, 동일회로기판표면에 탑재하고 있으므로, 회로기판의 수를 삭감할 수 있어, 부품 코스트 및 조립코스트를 대폭적으로 삭감할 수 있다.

수광소자와 발광소자를 동일 회로기판표면에 단순히 배열해서 배치한 것만으로는, 발광소자로부터의 조사광을 화상면에서 반사시켜서 수광소자에 유효하게 입력시킬 수 없으나, 본 발명에서는, 발광소자 및 수광소자와 화상면사이에 광도파로를 설치하고 있으므로, 발광소자로부터 조사된 광을 효율적으로 화상면의 목적으로 하는 위치에 정확하고, 효율좋게 조사할 수 있어, 화상의 판독품질이 매우 향상된다.

또, 제 2 발명에 의하면, 발광소자와 원고면사이의 광도파로가, 발광소자쪽에서부터 원고면쪽으로 확대되고, 또한, 균일 광이 출사되도록 형성되어 있으므로, 예를들면, 복수의 발광소자에 의해서 화상면에 광을 조사할 경우, 발광소자끼리의 중간부분까지 충분히 광을 닿게 할 수 있어, 원고면 전체에 균일하게 광을 조사할 수 있고, 그 결과, 판독화상의 품질향상을 도모할 수 있다.

또, 발광소자의 간격을 넓게 잡아도 판독화상의 품질의 나빠지지 않으므로, 종래 화상판독장치에 비해서 발광소자의 수를 삭감할 수 있어, 발광소자 및 이것을 탑재하는 회로기판 등의 구조가 간단하게 되어, 제조 코스트도 삭감할 수 있다.

즉, 본 발명의 구성에 의한 화상판독장치는 제조 및 조립을 용이하게 하고, 코스트삭감을 도모하는 것이 가능한 점이외에도, 발광소자의 발광면과 원고면을 광도파로어레이에 의해 광학적으로 결합시키고 있기 때문에, 종래 방법에 비해서 많은 광량을 집중적으로 원고면에 공급하는 것이 가능하다. 그 때문에 조명 광량의 저감(수광소자수의 저감이나 수광소자의 스펙다운에 의한 저코스트화가 가능)이나 판독속도의 향상(제품 성능이 향상함)이 가능해진다고 하는 효과도 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 원고면에 광을 조사하기 위한 발광소자와 원고면의 정보를 수취하는 수광소자가 라인형상으로 형성된 회로기판과, 상기 회로기판의 발광소자로부터 조사된 광을 원고면에 인도하기 위하여, 발광소자의 발광면과 원고면을 광학적으로 결합하는 광도파로어레이(Ⅰ)와, 원고면으로부터의 정보를 수광소자에 전달하기 위하여 원고면과 수광소자를 광학적으로 결합하는 광도파로어레이(Ⅱ)와, 상기 회로기판, 광도파로어레이(Ⅰ), (Ⅱ)를 소정의 위치관계로 유지하는 바스켓체로 구성된 것을 특징으로 하는 화상판독장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광면과 원고면을 광학적으로 결합하는 광도파로가, 원고면쪽의 끝면에 있어서, 발광소자쪽의 끝면보다도 확대되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상판독장치.