專利名稱：具有聚光功能的光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光源，且特別是涉及一種具有聚光功能的光源。
背景技術(shù)：
一般掃描器(scanner)至少包括一掃描平臺、一光機及一步進馬達，而光機用于掃描置放于掃描平臺上的稿件，且步進馬達用于帶動光機逐步移動，以進行掃描。其中，光機又包括一光源、一鏡頭和一感光元件。當掃描器掃描稿件時，光源將提供光線以照射稿件。接著，鏡頭將饋收稿件所反射的光線，并聚焦成像于感光元件上。然后，感光元件將拾取稿件的部分影像。接著，步進馬達將帶動光線逐步移動，以掃描稿件的其他未掃描部分。待掃描器匯集所有的拾取影像后，即可獲得稿件的完整影像。
參照圖1A，其是表示一般掃描器所使用的光源的側(cè)視圖。在圖1A中，光源102是一管狀燈源(tubular lamp)，而光源102包括發(fā)光區(qū)101和一具有平均厚度的透光夾層109，發(fā)光區(qū)101是被透光夾層109包覆于光源102中，用于提供光線。透光夾層109具有內(nèi)管壁108和外管壁110，以光源102的中心軸線L為基時，內(nèi)管壁108和外管壁110將分別具有相對的內(nèi)管徑大小a和外管徑大小b。其中，外管徑大小b的值大于內(nèi)管徑大小a的值，且透光夾層109的平均厚度為(b-a)。需要注意的是，管狀燈源可以是一冷陰極管(coldcathode fluorescent lamp，CCFL)。
參照圖1B，其是表示沿圖1A的剖面線1B-1B所視的光源照射一稿件的剖面圖。在圖1B中，光源102的中心軸線L通常平行于稿件104的表面，即中心軸線L將平行稿件104上的掃描線(scan line)。其中，內(nèi)管壁108的截面和外管壁110的截面是以中心軸線L為軸中心的兩同心圓。也就是說，內(nèi)管壁108的截面與外管壁110的截面具有相同的截面曲率(curvature)。
假設(shè)光源102的整體照度(illuminance)為I，而發(fā)光區(qū)101所提供的光線將以360度幅射狀發(fā)散的方式透射透光夾層109，并發(fā)射至外界。以光源102照射稿件104上的一被掃描像素106而言，由于照射于被掃描像素106上的光線夾角為θ。所以，照射于被掃描像素106上的光線所透過的有效內(nèi)管壁面積為全部內(nèi)管壁面積的(θ/2π)，且照射于被掃描像素106上的照度為I*(θ/2π)，亦所謂的被掃描像素106上的輝度(luminance)。當然，倘若能夠增加被掃描像素106上的輝度(即照射于被掃描像素106上的照度)時，整體掃描影像的輝度將隨之被提升，以提高掃描品質(zhì)。此外，還可感光元件的曝光速度被增加，以縮短掃描時間。
另外，在成像過程中，由于光路徑不同所造成的光衰減問題，導致管狀燈源兩端附近的輝度低于燈源中間部分的輝度。使得感光元件所拾取的影像的中間部分的輝度高于影像兩旁的輝度，嚴重影響掃描品質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型的目的就是在提供一種具有聚光功能的光源，其聚光夾層的外管壁的截面曲率大于內(nèi)管壁的截面曲率的設(shè)計，可以達到聚光的效果，增加光源照射于被掃描像素上的照度，以提升整體影像的輝度。同時增加感光元件的曝光速度，和縮短掃描時間。
根據(jù)本實用新型的目的，提出一種具有聚光功能的光源，該光源具有一中心軸線，光源包括發(fā)光區(qū)、透光夾層和聚光夾層。發(fā)光區(qū)用于提供光線，透光夾層用于供光線透射至外界，透光夾層具有第一內(nèi)管壁和第一外管壁，第一內(nèi)管壁和第一外管壁的任一垂直于中心軸線的截面具有相同的第一截面曲率。聚光夾層是與透光夾層相互連接并同時將發(fā)光區(qū)包覆于光源內(nèi)，聚光夾層具有第二內(nèi)管壁和第二外管壁。第二內(nèi)管壁是與第一內(nèi)壁連接，而第二內(nèi)管壁的任一垂直于中心軸線的截面具有第一截面曲率。第二外管壁是與第一外管壁連接，第二外管壁的垂直于中心軸線的截面具有至少一第二截面曲率。且第二截面曲率小于第一截面曲率，使得聚光夾層可以聚光至外界。
為使本實用新型的上述目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，并結(jié)合附圖，作詳細說明如下。
圖1A是表示一般掃描器所使用的光源的側(cè)視圖；圖1B是表示沿圖1A的剖面線1B-1B所視的光源照射一稿件的剖面圖；
圖2A是表示依照本實用新型的實施例一的具有聚光功能的光源的側(cè)視圖；圖2B是表示沿圖2A的剖面線2B-2B所視的光源照射一稿件的剖面圖圖3A是表示依照本實用新型的實施例二的具有聚光功能的光源的側(cè)視圖圖3B是表示沿圖2A的剖面線3B-3B所視的光源照射一稿件的剖面圖。
附圖標號說明101、201、301發(fā)光區(qū)102、202、302光源104稿件106被掃描像素108、208a、208b、308a、308b內(nèi)管壁109、209、309透光夾層110、210a、210b、310a、310b外管壁211、311聚光夾層具體實施方式
本實用新型特別提供一具有聚光功能的光源，包括發(fā)光區(qū)、透光夾層和聚光夾層。透光夾層具有第一內(nèi)管壁和第一外管壁，第一內(nèi)管壁和第一外管壁的任一垂直于光源的中心軸線的截面具有相同的第一截面曲率。聚光夾層是與透光夾層連接并同時將發(fā)光區(qū)包覆于光源內(nèi)，聚光夾層的第二內(nèi)管壁的任一垂直于中心軸線的截面具有第一截面曲率，而聚光夾層的第二外管壁的垂直于中心軸線的截面具有至少一第二截面曲率，且第二截面曲率小于第一截面曲率。使得聚光夾層可以聚光至外界，增加光源照射于被掃描像素上的照度，且提升整體影像的輝度。此外，還可增加掃描時感光元件的曝光速度，且縮短掃描時間。
至于本實用新型的實際應(yīng)用實踐將以實施例一和實施例二結(jié)合附圖說明如下。
實施例一參照圖2A，其是表示依照本實用新型的實施例一的具有聚光功能的光源的側(cè)視圖。在圖2A中，光源202包括發(fā)光區(qū)201和相互連接的透光夾層209與聚光夾層211。發(fā)光區(qū)201是被透光夾層209和聚光夾層211共同包覆于光源202中，且發(fā)光區(qū)201用于提供光線。透光夾層209具有內(nèi)管壁208a和外管壁210a，而聚光夾層211具有內(nèi)管壁208b和外管壁210b，且內(nèi)管壁208a和208b相互連接成光源202的內(nèi)管壁，外管壁210a和210b相互連接成光源202的外管壁。以光源202的中心軸線L為基時，內(nèi)管壁208a和208b具有相同的內(nèi)管徑大小a，而外管壁210a具有外管徑大小b，且外管壁210b具有一外管徑大小c。其中，c的值＞b的值＞a的值。其中，外管徑大小c是外管壁210b與中心軸線L之間的最大距離，且外管壁210b上的任一點與中心軸線L之間的距離皆大于b的值。
參照圖2B，其是表示沿圖2A的剖面線2B-2B所視的光源照射一稿件的剖面圖。在圖2B中，光源202的中心軸線L通常平行于稿件104的表面，即中心軸線L將平行稿件104上的掃描線(scan line)。其中，內(nèi)管壁208a的截面和208b的截面共同形成一以中心軸線L為軸心的圓，而外管壁210a的截面是一以中心軸線L為軸心的圓弧，且內(nèi)管壁208a的截面、內(nèi)管壁208b的截面和外管壁210a的截面具有相同的截面曲率(curvature)。
需要注意的是，本實用新型的聚光夾層211的外管壁210b的截面曲率小于內(nèi)管壁208b的截面曲率，使得透射過聚光夾層211的光線能夠被收斂聚集于稿件104上。即聚光夾層211儼然如同凸透鏡般地具有聚光功能，以提高稿件104上的輝度(luminance)。
假設(shè)光源202的整體照度(illuminance)依然為I，而發(fā)光區(qū)201所提供的光線將以360度幅射狀發(fā)散的方式透射透光夾層209和聚光夾層211，并發(fā)射至外界。同樣地，以光源202照射稿件104上的一被掃描像素106而言，由于聚光夾層211的外管壁210b的截面曲率小于內(nèi)管壁208b的截面曲率，導致光線透過過聚光夾層211后將產(chǎn)生收斂聚集的現(xiàn)象。使得光源202所照射于被掃描像素106上的光線夾角變大為ω，且ω的值大小圖1B的θ的值。所以，照射于被掃描像素106上的光線所透過的有效內(nèi)管壁面積為全部內(nèi)管壁面積增大為(ω/2π)，且照射于被掃描像素106上的照度亦增大為I*(ω/2π)，且I*(ω/2π)的值大于圖1B的照射于被掃描像素106上的照度I*(θ/2π)的值。所以，只要改變光源的部分外管壁的截面曲率，即可使光源所提供的光線產(chǎn)生收斂或發(fā)散的功效。
所以，本實用新型的光源202的聚光夾層211的設(shè)計，可以增加光源202照射于被掃描像素106上的照度(即被掃描像素106上的輝度)，而提升整體掃描影像的輝度，且提高掃描品質(zhì)。附加地，亦可增加感光元件的曝光速度，且縮短掃描時間。
實施例二參照圖3A，其是表示依照本實用新型的實施例二的具有聚光功能的光源的側(cè)視圖。在圖3A中，光源302包括發(fā)光區(qū)301和相互連接的透光夾層309與聚光夾層311。發(fā)光區(qū)301是被透光夾層309和聚光夾層311共同包覆于光源302中，且發(fā)光區(qū)301用于提供光線。透光夾層309具有內(nèi)管壁308a和外管壁310a，而聚光夾層311具有內(nèi)管壁308b和外管壁310b，且內(nèi)管壁308a和308b相互連接成光源302的內(nèi)管壁，外管壁310a和310b相互連接成光源302的外管壁。以光源302的中心軸線L為基時，內(nèi)管壁308a和308b具有相同的內(nèi)管徑大小a，而外管壁310a具有外管徑大小b。光源302兩端的外管壁310b具有一外管徑大小c，且光源302中央的外管壁310b具有一外管徑大小d。其中，c的值＞d的值＞b的值＞a的值，形成中央外管徑大小較兩端外管徑大小細的光源302，且聚光夾層311的外管壁310b大小將由光源302中央往光源302兩端逐漸增大。其中，外管徑大小d是為光源302中央的外管壁310b與中心軸線L之間的最大距離，外管徑大小c是為光源302兩端的外管壁310b與中心軸線L之間的最大距離，且外管壁310b上的任一點與中心軸線L之間的距離皆大于b的值。
由于光源302兩端的剖面圖與圖2B相同，故在此省略和不再贅述。參照圖3A，其是表示沿圖3A的剖面線3B-3B所視的光源照射一稿件的剖面圖。在圖3B中，光源202的中心軸線L通常平行于稿件104的表面，即中心軸線L將平行稿件104上的掃描線。其中，內(nèi)管壁308a的截面和308b的截面共同形成一以中心軸線L為軸心的圓，而外管壁3 10a的截面是一以中心軸線L為軸心的圓弧，且內(nèi)管壁308a的截面、內(nèi)管壁308b的截面和外管壁310a的截面具有相同的截面曲率。
需要注意的是，本實用新型的聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率小于內(nèi)管壁308b的截面曲率，使得透射過聚光夾層311的光線能夠被收斂聚集于稿件104上。即聚光夾層311儼然如同凸透鏡般地具有聚光功能，以提高稿件104上的輝度。另外，靠近光源302中央的聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率亦大于光源302兩端的聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率。也就是說，聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率大小將由光源302中央往光源302兩端逐漸減少。當聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率愈小，其聚光效果欲佳。所以，光源302兩端的聚光夾層較靠近光源302中央的聚光夾層311更具有較佳的聚光功效?？梢越鉀Q光路徑不同所造成的光衰減問題，使得感光元件所拾取的影像的中間部分的輝度與影像兩旁的輝度相同，且提高掃描品質(zhì)。
假設(shè)光源302的整體照度依然為I，而發(fā)光區(qū)301所提供的光線將以360度幅射狀發(fā)散的方式透射透光夾層309和聚光夾層311，并發(fā)射至外界。同樣地，以光源302照射稿件104上的一被掃描像素106而言，由于聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率小于內(nèi)管壁308b的截面曲率，導致光線透過過聚光夾層311后將產(chǎn)生收斂聚集的現(xiàn)象。使得光源302所照射于被掃描像素106上的光線夾角變大為α，且ω的值＞α的值＞θ的值。所以，照射于被掃描像素106上的光線所透過的有效內(nèi)管壁面積為全部內(nèi)管壁面積增大為(α/2π)，且照射于被掃描像素106上的照度亦增大為I*(α/2π)，且I*(ω/2π)的值＞I(α/2π)＞I*(θ/2π)的值。
所以，本實用新型的光源302的聚光夾層311的設(shè)計，可以增加光源302照射于被掃描像素106上的照度(即被掃描像素106上的輝度)，而提升整體掃描影像的輝度，且提高掃描品質(zhì)。附加地，亦可增加感光元件的曝光速度，且縮短掃描時間。
另外，通過使聚光夾層311的外管壁310b的截面曲率大小從光源302中央往光源302兩端逐漸減少的設(shè)計，可以解決光路徑不同所造成的光衰減問題。達到整體光源輝度具有一致性的目的。
本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可明了本實用新型的技術(shù)并不限于此。例如，光源可以是一冷陰極管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)、熱陰極管或其他管狀燈源。
本實用新型上述實施例所公開的具有聚光功能的光源，其聚光夾層的外管壁的截面曲率大于內(nèi)管壁的截面曲率的設(shè)計，可以達到聚光的效果，增加光源照射于被掃描像素上的照度，以提升整體影像的輝度。此外，還能增加感光元件的曝光速度和縮短掃描時間。
綜上所述，雖然本實用新型已以一較佳實施例公開如上，然其并非用于限定本實用新型，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可作各種的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求1.一種具有聚光功能的光源，所述光源具有一中心軸線，其特征在于包括一用于提供光線的發(fā)光區(qū)；一用于供光線透射至外界的透光夾層，所述透光夾層具有一第一內(nèi)管壁和一第一外管壁，所述第一內(nèi)管壁和所述第一外管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有相同的一第一截面曲率；以及一與所述透光夾層相互連接并同時將所述發(fā)光區(qū)包覆于所述光源內(nèi)的聚光夾層，所述聚光夾層具有一第二內(nèi)管壁和一第二外管壁，所述第二內(nèi)管壁是與所述第一內(nèi)壁連接，而所述第二內(nèi)管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有所述第一截面曲率，所述第二外管壁是與所述第一外管壁連接，所述第二外管壁的垂直于所述中心軸線的截面具有至少一第二截面曲率，且所述第二截面曲率小于所述第一截面曲率，使得所述聚光夾層可以聚光至外界。
2.如權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于所述光源的任一截面具有所述第二截面曲率。
3.如權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于所述第一外管壁與所述中心軸線之間具有一外管徑大小，而所述第二外管壁的任一點與所述中心軸線之間的距離大于所述外管徑尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于所述光源中央的所述第二截面曲率大于所述光源兩端的所述第二截面曲率。
5.如權(quán)利要求4所述的光源，其特征在于所述光源中央的第二外管壁與所述中心軸線之間的最大距離小于所述光源兩端的第二外管壁與所述中心軸管之間的最大距離。
6.如權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于所述光源是一管狀燈源。
7.如權(quán)利要求1所述的光源，其特征在于所述光源是一冷陰極管。
8.一種具有聚光功能的光源，所述光源具有一中心軸線，其特征在于包括一用于提供光線的發(fā)光區(qū)；一用于供光線透射至外界的透光夾層，所述透光夾層具有一第一內(nèi)管壁及一第一外管壁，所述第一內(nèi)管壁及所述第一外管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有相同的一第一截面曲率；以及一與所述透光夾層相互連接并同時將所述發(fā)光區(qū)包覆于所述光源內(nèi)的聚光夾層，所述聚光夾層具有一第二內(nèi)管壁和一第二外管壁，所述第二內(nèi)管壁是與所述第一內(nèi)壁連接，而所述第二內(nèi)管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有所述第一截面曲率，所述第二外管壁是與所述第一外管壁連接，所述第二外管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有相同的一第二截面曲率，且所述第二截面曲率小于所述第一截面曲率，使得所述聚光夾層可以聚光至外界。
9.如權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于所述光源是一管狀燈源。
10.如權(quán)利要求8所述的光源，其特征在于所述光源是一冷陰極管。
11.一種具有聚光功能的光源，所述光源具有一中心軸線，其特征在于包括一用于提供光線的發(fā)光區(qū)；一用于供光線透射至外界的透光夾層，所述透光夾層具有一第一內(nèi)管壁和一第一外管壁，所述第一內(nèi)管壁和所述第一外管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有相同的一第一截面曲率；以及一與所述透光夾層相互連接并同時將所述發(fā)光區(qū)包覆于所述光源內(nèi)的聚光夾層，所述聚光夾層具有一第二內(nèi)管壁和一第二外管壁，所述第二內(nèi)管壁是與所述第一內(nèi)壁連接，而所述第二內(nèi)管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有所述第一截面曲率，所述第二外管壁是與所述第一外管壁連接，所述第二外管壁的任一垂直于所述中心軸線的截面具有一第二截面曲率，且所述第二截面曲率小于所述第一截面曲率，所述光源中央的所述第二截面曲率大于所述光源兩端的所述第二截面曲率，使得所述聚光夾層可以聚光至外界。
12.如權(quán)利要求11所述的光源，其特征在于所述光源具有一中心軸線，所述光源中央部分的第二外管壁與所述中心軸線之間的距離小于所述光源兩端附近的第二外管壁與所述中心軸線之間的距離。
13.如權(quán)利要求11所述的光源，其特征在于所述光源是一管狀燈源。
14.如權(quán)利要求11所述的光源，其特征在于所述光源是一冷陰極管。
專利摘要一種具有聚光功能的光源，包括發(fā)光區(qū)、透光夾層和聚光夾層。透光夾層具有第一內(nèi)管壁和第一外管壁，第一內(nèi)管壁和第一外管壁的任一垂直于光源的中心軸線的截面具有相同的第一截面曲率。聚光夾層是與透光夾層連接并同時將發(fā)光區(qū)包覆于光源內(nèi)，聚光夾層的第二內(nèi)管壁的任一垂直于中心軸線的截面具有第一截面曲率，而聚光夾層的第二外管壁的垂直于中心軸線的截面具有至少一第二截面曲率，且第二截面曲率小于第一截面曲率。
文檔編號G02B26/10GK2613774SQ0323841
公開日2004年4月28日 申請日期2003年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月14日
發(fā)明者陳聰穎, 李衍德 申請人:力捷電腦股份有限公司