專利名稱：光源模塊及具有該光源模塊的接觸式圖像感測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種接觸式圖像感測(cè)裝置的光源模塊，尤指一種應(yīng)用光纖做為光導(dǎo)桿的接觸式圖像感測(cè)裝置的光源模塊。
背景技術(shù)：
接觸式圖像傳感器(Contact Image Sensor，CIS)為線型圖像傳感器的一種，用于將平面的圖像或文件掃描成電子格式，以便于儲(chǔ)存、顯示或傳輸，其主要應(yīng)用有掃描儀、傳真機(jī)以及多功能事務(wù)機(jī)等。接觸式圖像傳感器的工作原理是將一光源所產(chǎn)生的光線照射到待掃描的稿件上，經(jīng)過稿件反射光線，并利用一鏡片組將該反射光線聚集于電荷耦合組件 (Charge-Coupled Device, CCD)或是互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)等感光組件之上，利用感光組件將光的信號(hào)改變?yōu)殡姷男盘?hào)， 進(jìn)而產(chǎn)生模擬或數(shù)字像素(Pixel)數(shù)據(jù)。在掃描過程中，由于感光組件可以檢測(cè)稿件上各區(qū)域反射回來的具有不同強(qiáng)度的光，較暗的區(qū)域反射光的強(qiáng)度較弱、較亮的區(qū)域反射光強(qiáng)度較強(qiáng)，將所有反射的光轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字的電信號(hào)，此電信號(hào)會(huì)與光的強(qiáng)度成正相關(guān)，最后再使用與對(duì)應(yīng)掃描儀的文字或圖像掃描軟件處理這些數(shù)據(jù)，并將其重現(xiàn)于計(jì)算機(jī)圖像文件?，F(xiàn)有使用于接觸式圖像感測(cè)裝置的光源模塊主要應(yīng)用一發(fā)光組件搭配一壓克力或塑料材質(zhì)制成的導(dǎo)光柱，該導(dǎo)光柱呈一多角形結(jié)構(gòu)，然而其多角型結(jié)構(gòu)卻導(dǎo)致入射光會(huì)由接角處漏出，導(dǎo)致亮度不均的問題，并大大的降低了光的使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)所述，本發(fā)明的一目的，在于提供一種使用于線形圖像傳感器的光源模塊。本發(fā)明的另一目的，在于提供使用上述光源模塊的接觸式圖像感測(cè)裝置。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種光源模塊，包含有一座體、一發(fā)光組件以及一光導(dǎo)桿。該發(fā)光組件設(shè)置于該座體內(nèi)部；該光導(dǎo)桿為一光纖，該光導(dǎo)桿的其中一端面連接于該座體，并鄰近于該發(fā)光組件，供該發(fā)光組件的光線射入并以全內(nèi)反射方式在該光導(dǎo)桿中傳輸， 且該光導(dǎo)桿表面的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)用以改變光線全內(nèi)反射路徑的凹部。另外，本發(fā)明更提供一種圖像感測(cè)裝置，包含有一殼體、一光源模塊、一鏡片組以及多個(gè)圖像感測(cè)單元。該殼體包含一溝槽與一穿槽，該光源模塊設(shè)置于該殼體的溝槽內(nèi)，該光源模塊包含有一座體、一發(fā)光組件以及一光導(dǎo)桿。該發(fā)光組件設(shè)置于該座體內(nèi)部。該光導(dǎo)桿為一光纖，該光導(dǎo)桿的其中一端面連接于該座體，并鄰近于該發(fā)光組件，供該發(fā)光組件的光線射入并以全內(nèi)反射方式在該光導(dǎo)桿中傳輸，且該光導(dǎo)桿的表面的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)用以改變光線全內(nèi)反射路徑的凹部。該鏡片組設(shè)置于該殼體的該穿槽，用以接收經(jīng)由一被掃描物體所反射的光線，并產(chǎn)生一聚焦圖像；該等圖像感測(cè)單元，設(shè)置于該殼體下方，且沿著軸向地排列， 以便擷取到一橫列圖像。本發(fā)明的接觸式圖像感測(cè)裝置使用光纖作為光導(dǎo)桿，由于光線在光纖內(nèi)部傳輸?shù)膿p耗遠(yuǎn)低于在其它導(dǎo)光材質(zhì)，可大幅的提升該光導(dǎo)桿的發(fā)光亮度，搭配設(shè)置于該光導(dǎo)桿上的該等凹部，使得整個(gè)光導(dǎo)桿的亮度更為均勻。


圖1為本發(fā)明的接觸式圖像感測(cè)裝置的立體分解圖；圖2為本發(fā)明的光源模塊的立體分解圖；圖3為本發(fā)明的光源模塊的剖視圖；圖4A、圖4B為沿著圖2的4_4的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明的光源模塊的下視圖；圖6為本發(fā)明的光導(dǎo)桿上凹部的密度、寬度、深度分布圖表。其中，附圖標(biāo)記100 殼體112反射部200光源模塊212 凹槽2124 肩部220發(fā)光單元232 纖核236 凹部300鏡片組
具體實(shí)施例方式配合參閱圖1，為本發(fā)明的接觸式圖像感測(cè)裝置的立體圖。該接觸式圖像感測(cè)裝置包含有一殼體100、一光源模塊200、一鏡片組300以及一圖像感測(cè)單元400。該殼體100包含一溝槽110與一穿槽120，且該溝槽110的底部設(shè)置有一反射部 112。該光源模塊200設(shè)置于該溝槽110內(nèi)，該鏡片組300設(shè)置于該穿槽120內(nèi)；該光源模塊200包含有一座體210、一發(fā)光組件220以及一光導(dǎo)桿230。配合參閱圖2與圖3，分別為本發(fā)明的光源模塊200的立體分解圖與剖面圖，該光源模塊200用以提供一亮度均勻的線形光源，作為該接觸式圖像感測(cè)裝置的照明光源。該座體210包含有一凹槽212，該凹槽212包含有一底面部2122、一肩部21M以及一側(cè)面部 2126。該發(fā)光組件220設(shè)置于該底面部2122，并朝著相反于該座體210的方向發(fā)出光線，其中該發(fā)光組件220為發(fā)光二極管(LED)。該光導(dǎo)桿230為一沿著一特定方向延伸的光纖(Optical fiber)，該光纖為一圓柱形的介質(zhì)波導(dǎo)，應(yīng)用全內(nèi)反射(Total internal reflection)原理來傳導(dǎo)光線。該光纖的結(jié)構(gòu)大致分為高折射率的纖核(core) 232以及位于纖核232外低折射率的纖衣 (cladding) 234，其中纖核232使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材質(zhì)制成，其折射率為1.49，
110溝槽 120穿槽 210座體 2122底面部 2126側(cè)面部 230光導(dǎo)桿 234纖衣 240反光組件 400圖像感測(cè)單元纖衣234使用氟化樹脂材質(zhì)制成，折射率為1. 42。由于纖核232的折射率大于纖衣234的折射率，因此當(dāng)光線在一特定角度內(nèi)入射至該光纖的一端時(shí)，光線會(huì)在纖核232與纖衣234 的交界處不斷的進(jìn)行全內(nèi)反射，并將光線傳遞至該光纖的另一端。由于光線在光纖內(nèi)部傳輸?shù)膿p耗遠(yuǎn)低于在其它導(dǎo)光材質(zhì)，可有效地避免光線于傳遞中損失，加上光纖本身不會(huì)產(chǎn)生漏光的情形，因此大幅的提升該光導(dǎo)桿230的發(fā)光亮度。該光導(dǎo)桿230的其中一端面抵頂于該座體210的肩部2124，且該光導(dǎo)桿230的部份表面貼合于該側(cè)面部21 ；該光導(dǎo)桿230另一端面設(shè)置有一反光組件M0，用以增加光反射量以提升該光導(dǎo)桿230的亮度及均勻度。當(dāng)該發(fā)光組件220在一特定角度內(nèi)入射至該光導(dǎo)桿230時(shí)，光線經(jīng)由全內(nèi)反射方式于該光導(dǎo)桿230內(nèi)部傳輸，該光線傳遞至該光導(dǎo)桿230的另一端，則該反光組件240反射該光線，于是該光線于該光導(dǎo)桿230內(nèi)反向傳遞。其中該特定角度為一造成光線全內(nèi)反射
的臨界角θ c，其角度由下式推算而得 f \6b = sin ——
\ni).其中ni為光入射面(即纖核)的折射率，nr為光出射面(即纖衣)的折射率。該光導(dǎo)桿230表面的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)用以改變光線全內(nèi)反射路徑的凹部236，且該凹部236可為U形、V形(如圖4A、圖4B所示)或其它具軸對(duì)稱的圖形，其中該凹部236 利用滾壓成型、擠壓成型、切銷成型或直接射出成型的方式形成于該光導(dǎo)桿230上。該凹部236主要用以破壞該光導(dǎo)桿230的表面，使入射于該光導(dǎo)桿230的光線經(jīng)由該凹部236折射出光或再經(jīng)反射而由該光導(dǎo)桿230相反于設(shè)置有凹部236的另一側(cè)面出光，使得光導(dǎo)桿230達(dá)到亮度均勻化的效果。此外，為更進(jìn)一步的使光導(dǎo)桿230的亮度達(dá)到均勻化的效果，可調(diào)整該設(shè)置于光導(dǎo)桿230上的凹部236的密度、寬度與深度，使得位于該光導(dǎo)桿230不同位置的凹部236其密度、寬度與深度都有所差別，如圖5所示。配合參閱圖6，為本發(fā)明的光導(dǎo)桿230上凹部的分布的一種實(shí)施例的分布圖，其中該圖表橫軸方向標(biāo)示該凹部236的數(shù)量，縱軸表示該凹部的間距、寬度與深度的尺寸大小。 如圖中所示，任二凹部236的間距隨著越遠(yuǎn)離于該座體210而呈一階梯狀的增加，亦即，鄰近于該座體210的凹部236與相鄰的凹部236的間距較小，而遠(yuǎn)離該座體210的凹部230 與相鄰的凹部236的間距較大。該凹部236的寬度指由該凹部236橫跨于該光導(dǎo)桿230的最大長(zhǎng)度，由圖中可看出，該凹部236的寬度隨著遠(yuǎn)離該座體210而逐漸增加；該凹部236 的深度指其垂直深入該光導(dǎo)桿230的長(zhǎng)度，由圖中可視，該凹部236的深度隨著遠(yuǎn)離該座體 210而逐漸增加。藉由不同間距、寬度與深度分不的該凹部236，使得由該發(fā)光單元220所發(fā)出的光線得以均勻的分布于整個(gè)光導(dǎo)桿230上，以提供該接觸式圖像感測(cè)裝置一亮度均勻的掃描光源。復(fù)參見圖1，于實(shí)際組裝該光導(dǎo)桿230時(shí)，設(shè)置有該凹部236的一側(cè)朝向該殼體 100的溝槽110內(nèi)，利用相反于設(shè)置有該等凹部236的表面朝一被掃描物體發(fā)出光線；而設(shè)置有該凹部236的表面所出射的光線則經(jīng)由設(shè)置于該凹槽110底部的反射部112反射，進(jìn)而朝向該被掃描物體出光，如此以增加照射于該被掃描物體的光線。該鏡片組300設(shè)置于該殼體100的穿槽120，用以接收經(jīng)由一被掃描物體所反射的光線，并產(chǎn)生一聚焦圖像，其中該鏡片組300為一柱狀透鏡陣列。該圖像感測(cè)單元400設(shè)置于該殼體100下方，包含有一載板410以及多個(gè)設(shè)置于該載板410上的圖像傳感器芯片 420，其中該圖像感測(cè)單元400為電荷耦合組件(CCD)、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)或其它具有光電轉(zhuǎn)換特性的組件。掃描圖像時(shí)，該光源模塊200提供一掃描光線照射于一被掃描物體上，并經(jīng)由該鏡片組300聚集自該被掃描物體反射的光線，并產(chǎn)生一聚焦圖像，該圖像感測(cè)單元400則接收由該鏡片組300所投射的聚焦圖像，并將所接收到的圖像轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。綜合以上所述，本發(fā)明的接觸式圖像感測(cè)裝置使用可在其內(nèi)以全內(nèi)反射方式進(jìn)行傳輸?shù)墓饫w作為光導(dǎo)桿，由于光纖可在其內(nèi)以全內(nèi)反射方式進(jìn)行傳輸，使其內(nèi)部光學(xué)傳輸?shù)膿p耗遠(yuǎn)低于在其它導(dǎo)光材質(zhì)，可大幅的提升該光導(dǎo)桿的亮度；加上設(shè)置于該光導(dǎo)桿上的該凹部使光線的行進(jìn)路徑改變，使得整個(gè)光導(dǎo)桿的亮度更為均勻；并且，由于光纖為極成熟的光學(xué)組件，市售成本極低。因此，本發(fā)明除了可提高了整體光的使用效率外，更可以有效地降低整體成本支出。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修改，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明的專利涵蓋范圍意圖保護(hù)的范
權(quán)利要求
1.一種光源模塊，其特征在于，包含一座體；一發(fā)光組件，設(shè)置于該座體內(nèi)部；及一光導(dǎo)桿，為一光纖，該光導(dǎo)桿的其中一端面連接于該座體，并鄰近于該發(fā)光組件，供該發(fā)光組件的光線射入并以全內(nèi)反射方式在該光導(dǎo)桿中傳輸，且該光導(dǎo)桿表面的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)用以使光線向該光導(dǎo)桿外泄漏的凹部。
2.如權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于，該光導(dǎo)桿的另一端面設(shè)置有一反光組件。
3.如權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于，該凹部呈軸對(duì)稱的圖形。
4.如權(quán)利要求1所述的光源模塊，其特征在于，各該凹部的寬度、深度與任二凹部間的間距皆不相等。
5.如權(quán)利要求4所述的光源模塊，其特征在于，該設(shè)置于該光導(dǎo)桿的凹部與相鄰近凹部的間距隨著遠(yuǎn)離該座體而增加。
6.如權(quán)利要求4所述的光源模塊，其特征在于，該設(shè)置于該光導(dǎo)桿的凹部的深度隨著遠(yuǎn)離該座體而增加。
7.如權(quán)利要求4所述的光源模塊，其特征在于，該設(shè)置于該光導(dǎo)桿的凹部的寬度隨著遠(yuǎn)離該座體而增加。
8.一種接觸式圖像感測(cè)裝置，包含一殼體，包含有一溝槽以及一穿槽；一光源模塊，設(shè)置于該殼體的該溝槽內(nèi)，該光源模塊包含一座體；一發(fā)光組件，設(shè)置于該座體內(nèi)部；一光導(dǎo)桿，為一光纖，該光導(dǎo)桿的其中一端面連接于該座體，并鄰近于該發(fā)光組件，且供該發(fā)光組件的光線射入并以全內(nèi)反射方式在該光導(dǎo)桿中傳輸，并且該光導(dǎo)桿的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)用以改變光線全內(nèi)反射路徑的凹部；一鏡片組，設(shè)置于該殼體的該穿槽，用以接收經(jīng)由一被掃描物體所反射的光線，并產(chǎn)生一聚焦圖像；及多個(gè)圖像感測(cè)單元，設(shè)置于該殼體下方，且沿著軸向地排列，以便擷取到一橫列圖像。
9.如權(quán)利要求8所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該光導(dǎo)桿的另一端面設(shè)置有一反光組件。
10.如權(quán)利要求8所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該凹部呈軸對(duì)稱的圖形。
11.如權(quán)利要求8所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，各該凹部的寬度、深度與任二凹部間的間距皆不相等。
12.如權(quán)利要求11所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該設(shè)置于該光導(dǎo)桿的凹部與相鄰近凹部的間距隨著遠(yuǎn)離該座體而增加。
13.如權(quán)利要求11所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該設(shè)置于該光導(dǎo)桿的凹部的深度隨著遠(yuǎn)離該座體而增加。
14.如權(quán)利要求11所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該設(shè)置于該光導(dǎo)桿的凹部的寬度隨著遠(yuǎn)離該座體而增加。
15.如權(quán)利要求8所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該鏡片組為一柱狀透鏡陣列。
16.如權(quán)利要求8所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該溝槽的底部設(shè)置有一反射部。
17.如權(quán)利要求16所述的接觸式圖像感測(cè)裝置，其特征在于，該光導(dǎo)桿設(shè)置有該凹部的一側(cè)朝向該溝槽底部的反射部，利用相反于設(shè)置有該凹部的表面朝一被掃描物體出光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光源模塊及具有該光源模塊之的接觸式影像圖像感測(cè)裝置，該光源模塊包含有一座體、一發(fā)光組件以及一光導(dǎo)桿。該發(fā)光組件設(shè)置于該座體內(nèi)部；該光導(dǎo)桿的其中一端面連接于該座體，并鄰近于該發(fā)光組件且供該發(fā)光組件的光線射入，另一端面則設(shè)置有一反光組件，并且該光導(dǎo)桿表面的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)用以改變光線全內(nèi)反射路徑的凹部，主要用以提供該接觸式圖像感測(cè)裝置一具有高亮度且亮度均勻的線形光源。
文檔編號(hào)F21V13/00GK102221162SQ20101016448
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者李彭榮 申請(qǐng)人:菱光科技股份有限公司