TWM548238U - 光源模組及取像裝置 - Google Patents

Description

光源模組及取像裝置

本創作是關於用於閱讀或識別印刷或書寫文字或者用於識別圖形之方法或裝置，且特別是有關於線型影像感測器。

接觸式影像感測器(contact image sensor)為線型影像感測器的一種，主要應用於掃描器、傳真機以及多功能事務機，以將平面的圖像或文件掃描成電子格式，以便於儲存、顯示或傳輸。

接觸式影像感測器的工作原理是將光源所產生的光線照射到待掃描的稿件上，經過稿件反射光線，並利用一鏡片組將該反射光線聚集於感光件上；利用感光件將光的訊號改變為電的訊號，進而產生類比或數位畫素(pixel)資料。

目前市面上一般用於接觸式影像感測裝置中的光源主要提供一白光以照射物件；然而，以藍光發光晶粒搭配黃色螢光粉來產生白光的發光二極體因演色性不佳將致使成像品質不佳。

依據本創作提供一種光源模組，供應用於取像裝置中；光源模組包含一基板、一光導桿及複數發光二極體。光導桿具有一入光面及一出光面，出光面鄰接於入光面。發光二極體設於基板上並沿著一第一軸線排列並朝向入光面投射光線，每個發光二極體之一光軸與第一軸線之間的距離不大於0.5毫米。其次，第一軸線平行於出光面之一法線。

在本創作之一實施方式中，光源模組中的發光二極體配合產生一白色光線，且在光源模組的發光二極體中，排列最鄰近出光面的發光二極體供產生波長介於606~626奈米的光線，排列次鄰近於出光面的發光二極體供產生波長介於508~555奈米的光線，排列最遠離出光面的發光二極體供產生波長介於450~480奈米的光線。

在本創作之一實施方式中，光導桿複數微棱鏡，形成於光導桿的一底面上，底面相對於出光面；微棱鏡的佈設密度與其佈設位置所接收到之光線強度呈反比。

在本創作之一實施方式中，光源模組更包含一反射件，安裝於基板上，反射件之一側壁環繞該等發光二極體，側壁的內徑隨著遠離該基板而增加。

在本創作之一實施方式中，反射件更包含一底壁，連接於側壁鄰近於基板之一側，發光二極體設於底壁上。

在本創作之一實施方式中，光源模組更包含一接合件，發光二極體及反射件設於接合件之一側，光導桿安裝於接合件之另一側以接收發光二極體配合產生的白色光線。

在本創作之一實施方式中，光源模組更包含一保護件，部份包覆光導桿，入光面及出光面露出保護件之外。

根據本創作另提供一種取像裝置，用以擷取一物件的影像；取像裝置包含前述的光源模組、一基座、一感測模組及一成像模組。基座包含一容置槽及一穿槽，光源模組設於容置槽中，物件位於基座之一側。感測模組位於基座之另一側，並包含沿著一第二軸線排列之複數感光件。成像模組安裝於穿槽中，並用以將物件的影像成像於感光件。

在本創作之一實施方式中，第一軸線與感光件之一光軸的夾角介於35~65度之間。

本創作的取像裝置透過適當地排列光源模組中供產生藍光、綠光及紅光之發光二極體及其等與出光面的相對位置，來提供高演色性的白光光源以照射物件，達到提高成像品質的效果。

圖1繪示依照本創作之取像裝置之立體分解圖，圖2繪示依照本創作之取像裝置之局部分解圖。在圖1及圖2中，取像裝置1用以感測一(平面)物件的影像，並將物件的光學影像轉換為類比或數位電子信號以利於儲存及傳輸。取像裝置1包含一座體10、一光源模組12、一成像模組14及一感測模組16。

座體10包含一頂面100、一相對於頂面100的底面102、一容置槽104及一穿槽106；底面102大致平行於頂面100。容置槽104形成在頂面100並朝向底面102的方向凹陷，穿槽106為貫穿頂面100及底面102的槽孔結構。座體10可使用塑膠或其它高分子材料利用射出成型或鑄模技術製作而成。座體10可呈黑色或其它不具反光效果的深色材料製程，藉以避免經物件反射而產生的光學影像受到座體10反射而影響成像對比度。換言之，座體10不建議使用白色或銀色等具有反光效果的材料來製造。

光源模組12供產生一線性光線以照射物件。光源模組12包含一基板120、一光導桿122、一反光件124及複數發光二極體126B、126G、126R。基板120可為印刷電路板(printed circuit board)或軟性電路板(flexible print circuit)；其中，軟性電路板可有效地降低光源模組12的體積及重量。

光導桿122可透光，並包含一入光面1220及一出光面1222；入光面1220用以接收發光二極體126B、126G、126R產生的光線，出光面1222鄰接於入光面1220，並用以供光線射出。

光導桿122的底面(未另標號)可形成複數微棱鏡1226， 其等用以使得由入光面1220進入光導桿122的光線得以傳遞至遠光側(即遠離入光面1220處)；底面鄰接於入光面1220並可與出光面1222相對。微棱鏡1226的佈設數量隨著其佈設位置所接受到的光線強度而改變，並可例如呈非線性變化；藉此，可讓出光面1222輸出之線性光線的均勻亮度。

更具體言之，在鄰近入光面1220處，每單位面積中，微棱鏡1226的佈設數量低(即低密度)；在遠離入光面1220之處，每單位面積中，微棱鏡1226的佈設數量高(即高密度)；申言之，微棱鏡1226的佈設密度與其佈設位置所接收到之光線強度呈反比。

反光件124設置於基板120並包含一側壁1240及一底壁1242；反光件124可為白色或銀色等具備高反光效果的顏色製成。側壁1240的內徑隨著遠離基板120而增加，藉以改變發光二極體126B、126G、126R產生之大角度光線的傳遞路徑，據此大角度光線能夠順利地耦合至光導桿122，達到提高光利用率的效果。底壁1242連接於側壁1240鄰近基板120之一側，供承載發光二極體126B、126G、126R。

反光件124還包含複數連接件1244，其等之一端可設於底壁1242，並供與發光二極體126B、126G、126R形成電性連接；另一端突出於底壁1242之外，以供與基板120形成電性連接。

請參見圖3；發光二極體126B、126G、126R沿著一第一軸線A排列於底壁1242上，側壁1240圍繞發光二極體126B、126G、126R。每個發光二極體126B、126G、126R的光軸I與第一軸線A之間的距離不大於0.5毫米；其中，光軸C為每個發光二極體126B、126G、126R所發出之光線在空間中光強度分布的對稱軸。

發光二極體126B、126G、126R可分別在不同的時間點發光；在本創作中，發光二極體126B供產生波長介於450~480奈米的藍光，發光二極體126G供產生波長介於508~555奈米的綠光，發光二極體126R供產生波長介於606~626奈米的紅光。

請參見圖4；當發光極體126B、126G、126R與光導桿122完成組裝後，第一軸線A平行於與出光面1222之一法線；發光二極體126R排列在最鄰近出光面1222，發光二極體126G排列次靠近出光面1222，發光二極體126B排列最遠離出光面1222；換言之，發光二極體126G排列在發光二極體126R和126B之間。據此，可以提高成像品質。在實際實施時，發光二極體126B、126G、126R與出光面1222的相對位置可依實際需求來調整。

在此要特別說明的是，發光二極體126B、126G、126R也可直接地安裝於基板120上。在前述狀態下，反光件124僅包含側壁1240以供圍繞發光二極體126B、126G、126R來改變其等發出之大角度光線的傳遞路徑。換言之，當發光二極體126B、126G、126R直接在裝在基板120時，反光件124可不包含在前所述的底壁1242；據此可降低光源模組12的整體長度。

光源模組12還可包含一保護件128及一接合件130。保護件128局部地包覆光導桿122，並至少露出入光面1220及出光面1222；保護件128主要用於保護光導桿122，避免光導桿122於組裝或運送時因無支撐而斷裂。保護件128可使用白色或銀色等具有反光效果的材料製作而成，據此可反射非由光導桿122的出光面1222出射的部份光線，達到提高光線使用效率的效果。

接合件130的一端設有反光件124及發光二極體126B、126G、126R，光導桿122設於接合件130的另一端以接收發光二極體126B、126G、126R各別產生的藍色光線、綠色光線、紅色光線。換言之，接合件130之中心設有適當孔徑之一開口(圖中未示)以供發光二極體126B、126G、126R個別產生的藍色光線、綠色光線、紅色光線能順利耦合至光導桿122。申言之，接合件130可提供光導桿122及發光二極體126B、126G、126R定位及提高光耦合率的效果。接合件130供容設發光二極體126B、126G、126R之一側表面上還形成有複數凸肋132，其等穿設形成在基板120上的貫孔1200來達到定位效果。進一步地，藉由控制發光二極體126B、126G、126R個別產生的藍色光線、綠色光線、紅色光線的時序，可讓出光面1222射出的光線為經混光後人眼可視白光。

復參見圖1；成像模組14容設於穿槽106中，用以使物件的影像得以成像於感測模組16；成像模組14可例如包含複數折射率漸變透鏡。

感測模組16設置於座體10的一側，並包含一電路板160及複數個感光件162。電路板160可例如(但不限定)為印刷電路板；基板120上的複數導電部1202可與電路板160上的複數連接墊164電性連接以擷取發光二極體126B、126G、126R發光所需電力。

感光件162沿著一第二軸線排列在電路板160上並與電路板160形成電性連接；感光件160之一光軸與第一軸線A的夾角θ可介於35~65度之間(如圖5所示)，且感光件162對應於穿槽106排列，以接收物件反射光源模組12產生之光線所產生的光學影像，進一步地將光學影像轉換為類比或數位電子信號。感光件162可為電荷耦合元件、互補式金屬氧化物半導體元件或其他具有光電轉換特性之元件。

本創作的取像裝置1的發光二極體126B、126G、126R經適當地定位可增加出射光線的均勻度；再者，透過適當地排列光源模組12中供產生藍光、綠光及紅光之發光二極體126B、126G、126R及其等與出光面1222的相對位置，來達到提高成像品質的效果。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧取像裝置

10‧‧‧座體

100‧‧‧頂面

102‧‧‧底面

104‧‧‧容置槽

106‧‧‧穿槽

12‧‧‧光源模組

120‧‧‧基板

1200‧‧‧貫孔

1202‧‧‧導電部

122‧‧‧光導桿

1220‧‧‧入光面

1222‧‧‧出光面

1226‧‧‧微棱鏡

124‧‧‧反光件

1240‧‧‧側壁

1242‧‧‧底壁

126B、126G、126R‧‧‧發光二極體

128‧‧‧保護件

130‧‧‧接合件

132‧‧‧凸肋

14‧‧‧成像模組

16‧‧‧感測模組

160‧‧‧電路板

162‧‧‧感光件

164‧‧‧連接墊

A‧‧‧第一軸線

C‧‧‧光軸

圖1繪示依照本創作之取像裝置之立體分解圖；

圖2繪示依照本創作之取像裝置之局部分解圖；

圖3繪示依照本創作之基板、反光件及發光二極體之俯視圖；

圖4繪示依照本創作之光源模組之立體組合圖；以及

圖5繪示依照本創作之取像裝置之剖視圖。

12‧‧‧光源模組

120‧‧‧基板

1200‧‧‧貫孔

122‧‧‧光導桿

1222‧‧‧出光面

124‧‧‧反光件

126B、126G、126R‧‧‧發光二極體

128‧‧‧保護件

130‧‧‧接合件

132‧‧‧凸肋

A‧‧‧第一軸線

C‧‧‧光軸

Claims (9)

1. 一種光源模組，應用於取像裝置中，該光源模組包含：       一基板； 一光導桿，具有一入光面及一出光面，該出光面鄰接於該入光面；以及      複數發光二極體，設於該基板上，該等發光二極體沿著一第一軸線排列並朝向該入光面投射光線，且各該發光二極體之一光軸與該第一軸線之間的距離不大於0.5毫米，      其中該第一軸線平行於該出光面之一法線。
2. 如請求項第1項所述之光源模組，其中於該等發光二極體中，排列最鄰近該出光面之該發光二極體供產生波長介於606~626奈米的光線，排列次鄰近於該出光面之該發光二極體供產生波長介於508~555奈米的光線，排列最遠離該出光面之該發光二極體供產生波長介於450~480奈米的光線。
3. 如請求項第1項所述之光源模組，其中該光導桿包含複數微棱鏡，該等微棱鏡形成於該光導桿的一底面上，該底面相對於該出光面，該等微棱鏡的佈設密度與其佈設位置所接收到之光線強度呈反比。
4. 如請求項第1項所述之光源模組，更包含一反射件，安裝於該基板上，該反射件之一側壁環繞該等發光二極體，該側壁的內徑隨著遠離該基板而增加。
5. 如請求項第4項所述之光源模組，其中該反射件更包含一底壁，連接於該側壁鄰近於該基板之一側，該等發光二極體設於該底壁上。
6. 如請求項第4項所述之光源模組，更包含一接合件，該等發光二極體及該反射件設於該接合件之一側，該光導桿安裝於該接合件之另一側以接收該等發光二極體配合產生之該白色光線。
7. 如請求項第1項所述之光源模組，更包含一保護件，部份包覆該光導桿，該入光面及該出光面露出該保護件之外。
8. 一種取像裝置，用以擷取一物件的影像，該取像裝置包含：      一如請求項第1項至第7項中任一項所述之光源模組；      一基座，包含一容置槽及一穿槽，該光源模組設於該容置槽中，該物件位於該基座之一側；      一感測模組，位於該基座之另一側，該感測模組包含沿著一第二軸線排列之複數感光件；      一成像模組，安裝於該穿槽中，並用以將該物件的影像成像於該等感光件。
9. 如請求項第8項所述之取像裝置，其中該第一軸線與該等感光件之一光軸的夾角介於35~65度之間。