TWI276348B - Image sensor, and image processing apparatus and information processing system using the same - Google Patents

Description

1276348 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明領域 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於使用感測器以讀取擬讀取的文件表面所 反射的光之影像感測器、及影像處理裝置以及使用其之資 訊處理系統。 發明背景 傳統上，習知影像感測器具有用於執行光電轉換之感 測器陣列、用以使來自於文件之影像光以成像於感測器陣 列上之成像元件、及用於照射文件之光源。 圖1 2是透視槪要圖，顯示習知的影像感測器的外觀 。參照圖1 2，標號1代表作爲支撐構件之框架；標號5 ，是上玻璃板，其接觸文件P P並作爲限定讀取表面之透 明構件。標號8代表間隔器，其接觸透明構件5以界定感 測器相對於讀取位置之位置。大多數的光感測器（像素） 排列在一個主要的掃描方向D Μ，主掃描方向與框架1的 縱向一致，框架1的寬度方向與次掃描方向D S —致。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 3表示圖1 2中的C - C >剖面，成像元件7是 設於框架1中的空間D中。光源6是設於空間Ε中。感測 器陣列3是配置在電路板4上，且設置成面對空間F。空 間D、Ε、及F彼此相通。其它空間L和Μ是未塡充的空 間，未塡充空間係以固態模造以形成框架1時爲避免縮痕 (sink marks )而形成的。 圖1 4是剖面視圖，顯示習知的影像感測器之其它未 塡充空間。在圖1 4中，空間N、Q、R、及S是未塡充 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 1276348 A7 B7 五、發明説明（2 ) 空間。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此類影像感測器是如下述般組裝。亦即，光源6是藉 由黏著劑或者螺絲固定在框架1的安裝表面G上，而且成 像元件7會插入空間D並以黏著劑或者螺絲固定在框架1 的安裝表面Η。然後，設有感測器陣列3的電路板4藉由 黏著劑或螺絲固定至框架1的安裝表面I上。 然而，習知的影像感測器爲了達成更高的讀取解析度 ，仍然無法克服下述技術性問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 ·文件和影像感測器的平坦精確度對於實現更高的 讀取解析度是很重要的。然而，對於形成爲具有未塡充形 狀之框架1的傳統模造而言，難以取得能確保良好的模造 與平整度相平衡之框厚度，未塡充形狀會在框的外表面上 形成大開口。此外，由於空間L側和Μ側區，被空間D所 分隔作爲來自文件Ρ Ρ之光學資訊的光路徑，遭受框架厚 度變化之苦，這種框架1的厚度變化造成模造收縮變化。 因此，限制框架1所需之高精確度平坦表面之形成，且難 以在主掃瞄方向D Μ上於整個影像感測器長度上形成具有 〇· 1mm或更少之高精確度的平坦表面。 2 ·爲了實現較高的讀取解析度，框1必須具有高牢 固性，以致於其不會因施壓機構之壓力T而變形，施壓機 構係用以防止影像感測器或文件P P浮動。但是，傳統上 模造形成爲具有於外表面上形成大開口的未塡充形狀之框 架1日寸，開口谷易崩陷，且框取得的堅固性有限。 本紙張尺度適财顚家絲（CNS ) A4規格（21GX297公釐) ' '~ -5 - 1276348 A7 B7 五、發明説明（3 ) 發明槪述 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基於上述情況之考量而產生本發明，其目的在提供能 有效地取得較高解析度之影像感測器，以及影像處理裝置 及使用其之資訊處理系統。 爲了解決上述問題及取得上述目的，根據本發明之影 像感測器特徵在於下述配置。 亦即，影像感測器特徵在於支撐構件具有中空形狀， 在影像感測器中，功能構件包含用於以光線照射擬讀取的 物體之光源、用於接受擬讀取物體所反射的光線之感測器 、及用於在感測器的光接收部份上形成反射光的影像之成 像元件，功能構件係附著至支撐元件並由其支撐以具有預 先設定之位置關係。 本發明之影像處理裝置，特徵在於使用影像感測器以 讀取和處理來自擬讀取的物體之影像資訊。 本發明之資訊處理系統特徵在於包括影像處理裝置和 用於控制影像處理裝置之外部資訊處理裝置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明，框架之未塡充形狀形成爲具有中空狀。 結果，較容易取得能確保良好模造與平坦度相平衡之框厚 度，以及具有高精確平坦度之框，其可免於框模造時所形 成之縮痕影響。 因爲不需要形成具有未塡充形狀的孔，所以框不會於 其開口崩壞，且框之堅固性得以改進。 此外，因爲不需要採用複雜的未塡充形狀，所以有利 於金屬模具成本及金屬模具使用壽命。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） " -6- 1276348 A7 __ B7 五、發明説明（4 ) 由於影像感測器具有平坦的外表面，所以，可確保良 好的外觀，且此感測器易於處理。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 依此方式，形成具有高精度平坦度及高度堅固之框， 其可有效地取得影像感測器之較高讀取解析度。 從下述發明之較佳實施例說明中，習於此技藝者可淸 楚瞭解上述之外的其他目的和優點。在說明中，參照作爲 說明之一部份之附圖，其係顯示本發明之說明實施例。然 而，此實施例並非涵蓋本發明之多樣的實施例，因此，請 參考後附之申請專利範圍，以界定本發明之範圍。 圖示簡述 圖1是根據本發明之影像感測器之立體圖； 圖2是圖1 A — A /之剖面圖； 圖3 A和圖3 B是剖面圖，顯示用以形成中空未塡充 部之氣體輔助模造； 圖4 A和圖4 B是剖面圖，顯示用以形成中空未塡充 部之氣體輔助模造； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖5 A和圖5 B是剖面圖，顯示用以形成中空未塡充 部之氣體輔助模造； 圖6 A和圖6 B是剖面圖，顯示用以形成中空未塡充 部之氣體輔助模造； 圖7是影像資訊處理裝置之剖面圖，其使用根據本_ 明之實施例之平台型影像感測器。 圖8是根據本發明第二實施例饋紙型影像感測器之立 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1276348 A7 B7 五、發明説明（5 ) 體圖； 圖9是圖8之B — B >剖面圖； 圖1 0是剖面視圖，顯示根據本發明的實施例之使用 饋紙型影像感測器之影像資訊處理裝置； 圖1 1是方塊圖，用來說明根據本發明的實施例之資 訊處理系統； 圖1 2是傳統影像感測器之立體圖； 圖13圖12之C 一 剖面圖；及 圖1 4是另一習知技術之剖面圖。 主要元件對照表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 框 2 模造聞 3 感測器陣列 4 電路板 5 透明構件 6 光源 7 成像元件 8 間隔器 9 滾筒 10 透明構件 11 餘留樹脂排放口 12 餘留樹脂釋放區 13 模造樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 線 -8 - 1276348 A7 B7 五、發明説明（6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4 氣 體 7 〇 影 像 讀 取 裝 置 7 1 第 一 控 制 機 構 7 2 影 像 感 測 器 7 3 類 比 訊 號 處 理 電 路 7 4 A / D 轉 換 器 7 5 影 像 處 理 電 路 7 6 記 憶 體 7 7 介 面 8 〇 個 人 電 腦 8 1 輔 助 儲 存 裝 置 8 2 顯 示 器 8 3 滑 鼠 / 鍵 盤 8 4 介 面 1 0 〇 饋 紙 型 影 像 感 測器單元 1 0 2 輸 送 滾 筒 1 〇 4 分 離 件 1 〇 6 平 台 滾 筒 1 1 〇 列 印 頭 1 1 2 平 台 滾 筒 1 3 〇 系 統 控 制 板 1 4 〇 電 源 供 應 器 2 0 〇 影 像 感 測 器 單 元 2 〇 1 掃 描 帶 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -9- 1276348 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（7 ) 202 輸送滾筒 2 3 0 系統控制板 2 4 0 電源供應器 較佳實施例之詳細說明 將參照附圖，於下說明根據本發明之影像感測器之較 佳實施例。請注意，相同的標號表示與傳統結構中實質相 同的構件，並省略其說明。 圖1，圖2，和圖3 A到圖6 B詳細說明本發明之特 點。圖1是立體圖顯示影像感測器之外觀。圖2是圖1之 A 一 A >剖面。圖3 A到圖6 B是剖面圖，顯示用以形成 中空未塡充部分之氣體輔助模造。

參照圖2，框1 (支撐構件）形成爲具有中空空間J 和k。此中空未塡充的空間部分由氣體輔助模造形成。在 圖1中，標號2表示用於氣體輔助模造之模造閘，其也作 爲热體注入孔。 圖3 A和圖3 B顯示模造前金屬模具之狀態，圖4 A 4 B顯示完成樹脂注入時，金屬模具之狀態，圖5 A和 5 B顯示完成氣體注入後金屬模具之狀態，圖6 a和6 B 顯示完全中空的框1之狀態。在每一對圖中，B顯示A之 A - A /剖面，.而A顯示B U — U /剖面。 在圖3 A和3 B中，標號2表示模造閘，其也作爲玻 璃注入口，且於經度方向D Μ上形成框1之端面。在對立 的端面上，形成餘留樹脂排放口 1 1，用於排出殘餘模造 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） !·丨裝"---Ί—--訂------^線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 1276348 A7 B7 五、發明説明（8 ) 樹脂，而餘留樹脂釋放區1 2係用以儲存殘餘模造樹脂之 空間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在圖4 A和4 B中，標號1 3表示形成框1之模造樹 脂。在圖5 A和5 B中，標號1 4表示用以在模造樹脂中 形成中空空間之氣體。 藉由氣體輔助模造，以下述程序形成框1。 模造樹脂1 3經由模造閘2注入如圖3 A和3 B所示 之金屬模具。要注入之樹脂量之總和爲（形成框1所需之 量）+ (對應於殘餘樹脂之樹脂量）。然後，氣體從氣體 注入口 2被注入。擬注入之氣體的量要大到足以經由餘留 樹脂排放口 1 . 1釋放殘餘樹脂進入餘留樹脂釋放區1 2。 如圖6 A和6 B所示，模造後，從金屬模具移除框1，及 切割模造閘2和餘留樹脂排放口 1 1，如此完成框1。 框1被空間D區隔爲空間J 一和K 一側區塊，做爲來 自文件P P的光資訊之光路徑，而且空間J —和K 一側區 塊形成爲具有中空形狀，其框厚度可確保良好模造與平坦 度（flatness )之平衡。藉由此構造，取得下述效果： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (1 )由於空間J 一和K 一側區塊均形成爲具有中空 形狀，且其框厚度可確保良好模造與平坦度（flatness )之 平衡，所以，每一區塊可取得高準確之平坦度。藉由耦合 二個具有高精確平整度之空間J -和K -側方塊端部而取 得的框1，具有高精確平坦度。 (2 )由於不似傳統的固態模造所形成之未塡充空間 ，空間J -和K -側區塊係形成爲具有中空形狀，於框1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - 1276348 A7 B7 五、發明説明（9 ) 的外表面上不具有開口，所以，框1絕不會在開口處崩壞 ，並改進框之堅固性。 (3 )由於不需要採用複雜的未塡充形狀，所以，可 以只用簡單的金屬模具，金屬模具於成本及使用壽命上是 有利的。 (4 )由於影像感測器有平坦的表面，所以，可以確 保良好外觀，且此感測器易於處理。 圖7顯示作爲影像資訊處理裝置之掃描器的範例，其 使本實施例之平床型影像感測器單元。參照圖7，標號5 表示透明構件，其接觸文件P P和界定閱讀表面；8，間 隔器，接觸透明構件5，用以界定感測器相對於讀取位置 之位置；2 0 1，掃描帶，作爲饋送工具，載有感測器單 元並在掃描方向D S掃描；2 0 2，輸送滾筒，用以驅動 掃描帶；2 3 0，系統控制版，作爲控制機構，具有用以 控制個別單元之控制器、用於光電轉換元件之驅動電路、 影像資訊處理裝置、收發機、等等。標號2 4 0表示本裝 置之電源供應器。 在本影像資訊處理裝置中，影像感測器單元2 0 0以 相對於置放在透明構件5上的文件P P之掃描方向D S上 移動。在以此掃描讀取文件P P的影像資訊時，由於框1 如同所述般具有高精確平坦度和高堅固性，所以，能以高 讀取解析度，讀取影像資訊。 圖8和圖9顯示本發明的第二實施例，亦即，饋紙型 影像感測器。圖8是立體圖，顯示影像感測器的外觀，圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 1276348 Α7 Β7 五、發明説明（10 ) 9是圖8之B — B /剖面圖。 參照圖8，標號1 〇代表透明構件，於接觸文件Ρ Ρ 之位置處附著至框1。標號9代表滾筒，用以輸送文件 Ρ Ρ。在圖9中，框1形成爲具有中空空間j和κ。 藉由此配置，饋紙型影像感測器具有與第一實施例相 同的效果。 圖1 0係顯示傳真裝置之實施例，其具有傳送功能， 與根據本發明第二實施例使用饋紙型影像感測器1 〇 〇之 影像資訊處理裝置一樣。參照圖1 〇，標號1 〇 2代表輸 送滾筒，其作爲輸送工具，用以將文件ρ ρ輸送到讀取位 置；標號1 0 4，係分隔件，用以可靠地把被饋送之文件 Ρ Ρ逐一分開和輸送。 標號1 0 6代表作爲運送工具之平台滾筒，設置於相 對於感測器單元之讀取位置，以調整被讀取文件Ρ Ρ的表 面和運送文件Ρ Ρ。標號Ρ代表列印媒體，其係圖1 〇中 之捲紙。由感測器單元讀取之影像資訊或是傳真裝置等情 形中從外部接收的影像資訊，會形成於媒體Ρ上。標號 1 1 0係代表作爲用以形成影像的列印工具之列印頭；標 號1 1 2是平台滾筒，作爲運送工具，運送列印媒體Ρ至 列印頭1 1 0的列印裝置並調整擬列印媒體Ρ的表面。 標號1 2 0代表操作面板，其作爲輸入/輸出工具， 具有用於致動操作輸入之開關、用於顯示設備狀況訊息等 之顯示器、等等。標號1 3 0代表系統控制板，作爲控制 工具，其具有用以控制個別單元之控制器、用於光電轉換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） a (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1276348 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（11 ) 元件之驅動電路、影像資訊處理器、收發器、等等。代號 1 4 〇代表裝置的電源供應器。 同樣地，在本影像資訊處理裝置中，以影像感測器單 元1 0 0的掃描方向D S，移動置於透明構件1 〇上之文 件p p以讀取文件p p上的影像資訊時，因爲框1如上所 述具有高精確平坦度及高度堅固性，所以，能以高讀取解 析度5賈取影像資訊。 圖1 1顯示使用上述實施例中所述的影像感測器之資 訊處理系統的實施例。將於下說明系統的配置實施例，其 建構成連接具有影像感測器之影像讀取裝置7 0至個人電 腦8 0、及輸出讀取的影像資訊至電腦或網路。 參考圖1 1，標號71代表0?11，作爲第一控制裝 置用以控制全部影像讀取裝置7 0 ; 7 2，影像感測器作 爲讀取單元，如上所述般包含光源，感測器，等等，並將 文件影像轉換成影像訊號；7 3，類比訊號處理電路，用 以執行諸如影像感測器輸出之類比影像訊號的增益調整等 類比處理。 標號7 4代表A / D轉換器，用以將類比訊號處理電 路7 3之輸出轉換成數位訊號；7 5是影像處理電路，使 用記憶體7 6以執行諸如A / D轉換器7 4輸出之資料的 陰影修正，伽瑪轉換，變焦處理、等等；7 7係介面，用 以向外輸出已經由影像處理電路7 5執行影像處理之影像 資料。 介面7 7符合諸如s C S I、 Bi-Centronics、等規格 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) M規格（210><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-14- 1276348 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（12 ) 並連接到個人電腦8 0，這些規格通常用於個人電腦§ 〇 中。類比訊號處理電路7 3，A / D轉換器7 4，影像處 理電路7 5，和記憶體7 6構成訊號處理機構。 個人電腦8 0，作爲第二控制機構，具有有磁光碟機 ，軟式磁碟機、等等以作爲外部儲存裝置或輔助儲存裝置 8 1。此外，在圖1 1中，標號8 2代表顯示器，用以在 個人電腦8 0上顯示處理；標號8 3，滑鼠/鍵盤，用以 對個人電腦輸入指令等等。標號8 4代表介面，用以控制 個人電腦和影像讀取裝置之間資料、命令、及影像讀取裝 置的狀態資訊之交換。 個人電腦8 0經由滑鼠/鍵盤8 3可以將讀取指令輸 入至影像讀取裝置。當讀取指令由滑鼠/鍵盤輸入時， C P U 8 5經由介面8 4發出讀取指令給影像讀取裝置 。個人電腦8 0然後依照儲存在R〇Μ 8 6中之控制程 式資訊以控制影像讀取裝置。請注意，控制程式可從被置 入輔助儲存裝置8 1並儲存有程式之諸如磁光碟、軟碟、 等儲存媒體載至個人電腦8 0中，並由C P U 8 5執行 〇 如上所述，根據上述實施例，支撐構件係決定形成影 像感測器之功能構件的附著位置之關鍵，由於其具有中空 狀，所以，可形成能確保與平坦度良好平衡之模造厚度， 因而取得具有高精確平坦表面之支撐構件。 因爲不需要在支撐構件之外表面上形成甩於未塡充形 狀之大孔，所以，支撐構件絕不會於開口崩壞，並增進支 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -15- 1276348 A7 B7 五、發明説明（13 ) 撐構件之堅固性。 因爲不必採甩複雜的未塡充形狀，所以，可使用簡單 的金屬模具，金屬模具之成本及使用壽命是有利的。 因爲影像感測器有平整的外在表面，所以，可以確保 良好之外表，而且此感測器容易操作。 本發明不限於上述實施例，且在本發明之範圍和精神 可以做不同改變和修改。因此，本發明之範圍如後述申請 專利範圍所述。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -16-

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 U fr: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1276348 六、申請專利範圍 第90112112號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國95年5月25日修正 1 · 一種影像感測器，其中，功能構件附著至支撐構 件並由該支撐構件支撐，以具有預定的位置關係，該功會g 構件包含用於照射光至擬讀取物體之光源、用於接受擬讀 取之物體反射的光之感測器、及用以在該感測器的光接收 部份上形成反射光的影像之成像元件； 其中該支撐構件除了用於容納該功能構件的空間之外 ，形成爲具有延著其縱向之中空狀，以及，該支撐構件藉 由氣體輔助模造而形成爲具有該中空狀。 2 ·如申請專利範圍第1項之感測器，其中該支撐構 件的兩側部形成爲具有中空狀，且於支撐構件的縱向上於 端部耦合。 3 ·如申請專利範圍第1項之感測器，其中無開口形 成於該支撐構件的二外表面上。 4 .如申請專利範圍第1項之感測器，其中氣體輔助 模造中之氣體注入孔及樹脂注入孔係彼此相同。 5 .如申請專利範圍第1項之感測器，其中氣體輔助 模造中之排氣孔及樹脂排出孔係彼此相同。 6 .如申請專利範圍第1項之感測器，其中氣體輔助 模造中之氣體及樹脂注入孔與氣體及樹脂排出孔係分別形 成於該支撐構件的相反面上。 7 . —種影像處理裝置，使用如申請專利範圍第1項 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

   A8 B8 C8 D8 1276348 六、申請專利範圍 之影像感測器，讀取和處理來自擬讀取之物體的影像資訊 0 8 .如申請專利範圍第7項之裝置，其中使用平板型 影像感測器單元。 9 .如申請專利範圍第7項之裝置，其中使用饋紙型 影像感測器單元。 1 0 .如申請專利範圍第7項之裝置，包含驅動機構 ，用於改變影像感測器與擬讀取物體之間的相對位置。 1 1 · 一種資訊處理系統，包含如申請專利範圍第7 項之影像處理裝置、及用於控制影像處理裝置之外部’資訊 處理裝置。 (請先聞·#背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -2 -