CN101272438A - 具有led驱动荧光体的文件照明器 - Google Patents

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CN101272438A CNA2008100854800A CN200810085480A CN101272438A CN 101272438 A CN101272438 A CN 101272438A CN A2008100854800 A CNA2008100854800 A CN A2008100854800A CN 200810085480 A CN200810085480 A CN 200810085480A CN 101272438 A CN101272438 A CN 101272438A
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Abstract

具有LED驱动荧光体的文件照明器。一种扫描设备,包括用于照明一部分待扫描文件的照明器。该照明器包括至少一个光源以及设置为重新定向由该光源发射的光的光学元件。荧光体材料设置为拦截被该光学元件重新定向的光的至少一部分。光敏装置设置为接收从该文件反射的光,用于记录该文件的图像。

Description

具有LED驱动荧光体的文件照明器
技术领域
本发明涉及例如在数字扫描仪、传真机和数字复印机中的数字记录用的用于照明硬拷贝文件的照明设备。具体而言,本发明涉及一种包括设置于光源和硬拷贝文件之间的荧光体材料的照明器,该照明器提供更均匀的照明。
背景技术
在诸如数字复印机和传真机的办公设备中,原始硬拷贝文件使用通常可称为“扫描仪”的设备被记录为数字数据。在典型扫描仪中,照明文件纸张(document sheet),且从文件纸张反射的光被诸如CCD(电荷耦合装置)或CMOS(互补金属氧化物半导体)阵列(也称为接触图像传感器(CIS))的光敏装置记录,以转换成数字图像数据。当纸张移动经过文件处理机或者光敏装置相对于其上放置该文件纸张的压纸卷筒(platen)移动时,照明该文件纸张的连续窄条。文件图像的这些窄条随后被软件组合成原始文件的完整图像表示。
用于文件扫描的CIS扫描棒(scan bar)使用包括发光二极管(LED)和冷阴极荧光灯(CCFL)的各种照明源。CCFL照明可以直接用于单色扫描,或者通过使用在像素上方具有RGB(红、绿和蓝)滤光片阵列的传感器,CCFL白色照明可以用于扫描彩色图像。尽管CCFL照明趋于非常均匀并提供白光,但这种灯通常采用高电压且具有高功耗。LED基照明器典型地采用透光元件,该透光元件利用内反射引导来自LED的光,以形成从该元件的出射面朝向文件的基本上平行的射线。这种类型的扫描棒经常使用单个LED用于单色扫描,或者使用红、蓝和绿三元LED(例如,基于InGaAlP、InGaN和GaP)来捕获彩色图像。对于彩色扫描,RGB LED每次一个地被连续开启,从而捕获三幅单独的图像,每幅图像用每种颜色照明,随后从该三幅单独的图像来组合完整的彩色扫描图像。该照明器包括棱镜,用于将来自该三个LED(RGB)中每个的照明尽可能均匀地展宽而跨过文件的条。
设计用于扫描仪的照明器所存在的挑战在于,例如,提供沿文件窄条即沿快扫描方向的均匀照明。某些这些LED基照明器在最远离文件目标的照明器棱镜侧上使用微透镜的有槽口的背面,该背面捕捉沿照明器的长度向下行进的光线并沿与扫描棒最长轴近似垂直的方向反射该光线。反射的光线随后从前面自该照明器棱镜出射,并照明目标文件表面。其它扫描棒在背面上使用白漆图案,其与暴露于空气的光学表面相比改变折射率,以达到类似效果。槽口或漆图案具有沿导光管棱镜的长度向下变化的图案,以期平衡棱镜近端(最靠近LED)处的照明和棱镜远端(最远离LED)处的照明,否则在棱镜近端处的照明将是最亮的。例如,在槽口设计中,远端处的槽口较深且较大,近端处的槽口较浅。在这种设计中,近端处的较小槽口(照明将是最亮的)重新定向(redirect)较少的总照明沿着文件方向,且远端处的较大槽口旨在捕捉更多的总照明以补偿其离LED源较远。然而,这些LED照明器导光管棱镜仍呈现显著的照明不均匀。特别是,在沿扫描棒长度向下或者在将一种颜色与另一种颜色比较时,这些LED照明器导光管棱镜不是趋于提供均匀照明。来自棱镜远端的二次反射或者其它散射光线趋于难以实现严格均匀的照明。此外,这种设计在镜面反射和漫射照明畴(domain)之间趋于不均匀。最后这种不均匀尤其会导致问题,因为为了减小一个畴内不均匀而应用的任何校正趋于导致另一个畴内的不均匀的增加。通常无法一次不同地校准两个畴,且某些文件表面为镜面反射和漫射照明表面的组合(例如,光亮碎石粒纹表面,其中光亮表面部分在镜面反射畴反射,而其余部分在漫射畴被照明)。
被照明区域内的照明水平不规则会导致图像数据的缺陷,这些缺陷可能在软件中是无法完全校正的,特别是对于诸如LED的离散光源的情形。
发明内容
依据示例性实施例的一个方面,一种扫描设备包括用于照明一部分待扫描文件的照明器。该照明器包括:至少一个光源;光学元件,设置为重新定向由该光源发射的光;以及荧光体材料,设置为拦截被该光学元件重新定向的光的至少一部分。光敏装置设置为接收从该文件反射的光,用于记录该文件的图像。
在该设备中,该光学元件可包括该荧光体材料。
该光学元件可包括由透光材料形成的基底部分以及包括该荧光体材料的层。该基底部分可包括至少一个反射元件,用于重新定向来自该光源的光朝向该文件。该至少一个反射元件可包括在该光学元件的背面的多个槽口。该至少一个反射元件可包括在该光学元件的背面的多个反射漆斑(paint patch)。该基底部分可介于该光源和包含荧光体的层之间。
该至少一个光源可包括发光二极管。
该荧光体材料可将来自该光源的光转换成不同波长的光或者期望的波长组合的光。由该光学元件发射的光(包括该荧光体材料转换的光以及来自该LED的未转换的光)可接近白光。
该光学元件可定义入射面和出射面,该出射面基本上垂直于该入射面,且其中该光源设置为邻近该入射面,以及该荧光体材料设置为邻近该出射面。
该设备可进一步包括用于支撑该文件的压纸卷筒,该压纸卷筒通常设置为邻近该光学元件的出射面。
该光学元件和该至少一个光源可支撑在可移动托架上。
该荧光体材料可设置于该光学元件的背面上。
依据另一方面,一种照明器包括光学元件,该光学元件定义入射面和相对的背面和出射面。该出射面基本上垂直于该入射面。该背面包括用于重新定向从该入射面接收的光朝向前面的多个反射元件。颗粒材料设置于该反射元件和该前面之间,用于漫射入射在其上的光。至少一个光源设置为邻近该入射面。
在该照明器中,该颗粒材料可包括至少一种荧光体。
一种扫描设备可包括该照明器且可进一步包括光敏装置,该光敏装置设置为接收从该文件反射的光用于记录该文件的图像。
该扫描设备可以是单色扫描设备。
依据另一方面,一种扫描文件的方法,包括激励光源以发射光;传输该光以经过照明该文件的光学元件,该传输包括传输该光以经过光学元件层,该层包括颗粒材料,由此该文件的照明比没有该颗粒材料的情形更均匀。
该传输可进一步包括使用多个反射元件重新定向该发射光的至少一部分朝向该层。
该传输可进一步包括使用该荧光体材料将至少一部分光转换成波长更长的光。
附图说明
图1为根据示例性实施例的文件扫描仪的简化前视图;
图2为图1的照明器的放大示意图;
图3为图2的照明器的一部分的放大示意图,说明棱镜内光线的方向;
图4为图3的照明器的一部分的放大示意图,说明粘着荧光体粒子的光线的方向;以及
图5为适用于图1文件扫描仪的照明器的一部分的另一实施例的放大示意图。
具体实施方式
该示例性实施例的方面涉及一种照明器,并涉及一种包含该照明器的文件扫描设备或“扫描仪”。该示例性实施例还涉及一种用于产生扫描图像的物理文件扫描方法。待扫描文件可包括纸张或其它柔性基板,待扫描的一个或多个图像设置于其上。该扫描仪可形成例如独立扫描仪、复印机、传真机或者多功能装置的成像装置的一部分,其中在这些装置中,扫描图像被着色在纸上和/或存储成数字形式例如用于以数字形式显示、处理或传输。该示例性扫描装置可应用于文件扫描仪、多功能打印机、货币扫描仪、身份徽章扫描仪等。
从照明器发射的光一般包括漫射和镜面反射分量。镜面反射分量一般按照与当表面相对均匀时光照射文件的角度相同的角度从硬拷贝文件反射。在某些情况下,来自照明源的光的一部分可被镜面地反射到成像传感器内并添加到成像传感器的信号输出。在传统扫描仪中,到达传感器的镜面反射光的数量沿快扫描方向相对于漫射照明的数量可变化。
在该示例性实施例的方面,荧光体材料结合在照明器内。该荧光体材料漫射由诸如一个或多个发光二极管或激光二极管(二者在此均称为LED)的光源发射的光。该示例性照明器因此沿快扫描方向具有更均匀的照明,导致图像质量的改善。具体而言,作为全部光的一部分的到达成像传感器的镜面反射光的数量减少,且到达传感器的漫射光的数量增加。
参考图1,依据该示例性实施例的文件扫描仪包括压纸卷筒10,诸如文件纸张12的扫描目标可以设置于该压纸卷筒10上用于由其进行记录。可选地,文件处理机(未示出)与压纸卷筒10相关联,该文件处理机顺序地从多页原始文件馈送纸张。
扫描棒16设置为照明该文件并包括照明器18和探测器20。该探测器包括光敏装置22和透镜组件24。照明器18照明文件的薄条,同时包括光传感器的一个或多个线性阵列的光敏装置22记录反射光。该光传感器可包括诸如CCD(电荷耦合装置)或CM0S(互补金属氧化物半导体)装置的固态装置。探测器20包括合适的处理装置26用于产生图像,该图像包括代表由光敏装置记录的反射光的信号。诸如
Figure A20081008548000071
透镜或者具有预定接收角的其它微透镜组件的透镜组件24设置于压纸卷筒10和光敏装置22之间,用以将反射光聚焦在光传感器阵列上。扫描棒16可以安装在可移动托架28上,用以记录从设置于压纸卷筒10主要部分上的纸张上的图像反射的光。一般而言,托架28沿方向A平移,如图1所示。
如图2最佳地示出,照明器18包括形式为导光管棱镜的光学元件30,以及诸如一个或多个发光二极管或激光二极管(二者在此均称为LED)的至少一个离散光源32(所示实施例中有2个)。光源32设置为将光引导到光学元件30内。在此处所述的示例性实施例中,存在不止一个光源32,这些光源被同时激励;不过在其它实施例中,可以考虑顺序激励LED。也可以考虑其它离散光源,例如光导纤维光导。光学元件30可以由任意光学质量的透光材料制成,例如玻璃、石英、聚碳酸酯、丙烯酸、或者其它塑性材料。
由于在棱镜内的内反射,所示的光学元件30将来自光源32的光导向压纸卷筒的成像区域上。在图1和2中示意性地说明了光线,以示出光传播的一般方向。在一个实施例中,扫描仪包括两个照明器18,该两个照明器18从不同方向将光导向待照明文件的基本上相同的小区域。
如图2所示,光学元件30沿快扫描方向即与扫描棒16行进方向垂直的方向具有其最长尺寸L。在图2至4的实施例中,所有LED设置为邻近该光学元件的最长尺寸的一个端面40。如果小的点状光源32为小LED的形式,则每个光源32可以设置于入射面40内的颊窝状凹形内。备选地,LED可以设置于其它位置,并使用直角反射器从端部被照明。光学元件30包括背面44和前面或出射面46,该背面44构成最远离文件12的表面,光通过该前面或出射面46被导向到文件上。该背面和前面一般可排列成彼此平行,如所示。在其它实施例中,前面可以与背面成角度和/或是弯曲的,而不是平面的。
多个反射元件48沿背面44布置。所示的反射元件48包括在其间定义槽口的凸出,不过也可以考虑提供其它反射元件,例如隔开的反射漆斑。扫描棒16内的槽口/漆斑的数目例如可以为约20至500。一些来自LED 32的光线沿棱镜30的长度向下行进并照射在棱镜背面44的槽口48。槽口作为一系列小反射镜,将光反射朝向扫描目标12。LED32发射的光因此被槽口48反射朝向光学元件的前面46。凸出/槽口被示为在LED 32附近较小,且朝最远离LED的棱镜30的端面49增大尺寸。这有助于至少部分地使跨过棱镜长度L的光的分布平衡。在另一实施例中,槽口沿长度L可具有相同尺寸和形状。
如图1所示,光学元件30可以相对于文件表面形成角度,使得发射光以介于0和90度,例如约30至60度的平均角度α照射文件。尽管在所示实施例中,前面46位于通常与文件表面的平面平行的平面内,不过在备选实施例中,前面46可以略微与光线形成角度。面46内的“倾斜”可以偏离文件平面5到15度,例如约10度。
如图2至4所示,荧光体材料50设置于LED 32和文件12之间。在一个实施例中,荧光体材料结合到定义光学元件前面46的层52内。层52可以沿棱镜的长度L与光学元件30的基底部分54共同延伸,该基底部分54定义或支撑反射元件48。一般而言,通过使用用于形成层52的包含荧光体的材料来涂覆或包覆基底部分54,层52和基底部分54刚性相互附着以形成单一整体,使得层52用作预成型的基底部分54的帽。层52可以由与基底部分54相同的透光材料形成,不过也可以使用不同材料。
如图1所示,层52和基底部分54可均具有沿光学元件的长度L或者至少在光学元件的整个页宽度上基本上相同(例如,除了槽口48的宽度之外)的截面轮廓。
在图3至5所示的实施例中,基底部分54位于光源32和包含荧光体的层52之间,使得光在照射荧光体材料50之前大部分被背面44反射。荧光体材料50可以是微小粒子的形式,这些微小粒子相对均匀地散布遍及层52,以拦截从LED发射的光的至少一部分。该荧光体材料用于漫射入射到其上的光,由此与没有荧光体材料形成的类似的扫描棒相比,减小照射文件的光的不均匀。
棱镜30可以至少部分地密封在盖56(例如,托架)内。在所示实施例中,盖56围绕除了出射面46之外的棱镜的所有面。盖56可由不透明材料或者折射率不同于棱镜的材料形成,使得光在该棱镜内部内反射。
图3说明由槽口散射LED光线60以产生主要朝前面46的沿多个方向行进的光线62,以及由荧光体材料进一步散射光线62,以产生由光线64所示的更多的光漫散射。图4说明各个荧光体粒子50如何对光的漫射起贡献。将理解,荧光体粒子可以发射包括朝背面44的沿所有方向的光。如图1所示,该漫射发射导致更大部分的光从文件12被反射成为漫射光(以所有角度被反射的光),如光线70所示,以及更少部分的光被反射成为镜面反射光(与扫描棒的棒透镜平行排列的光线,使得该光线从目标反弹且趋于形成光亮表面的炫光,这反过来会使得该光亮表面下方的图像模糊),如光线72所示。
与通过改进棱镜表面纹理可以获得的光漫射相比,荧光体粒子50的发射性能趋于提供更为均匀的光漫射。具体而言,荧光体粒子有助于激励其近邻的荧光体粒子,且这种能量分享更宽广地和更均匀地展宽光线,这是因为光能量传播经过荧光体的照明损耗低于更吸收光且具有损耗的表面纹理所预期的照明损耗。
在一个实施例中,荧光体材料50用于将由LED 32发射的光的至少一部分转换成不同波长的光。例如,当LED发射较窄波长例如蓝色和/或紫外范围的光时,荧光体材料可将该光的至少一部分转换成其它波长的光,使得发射的光较均匀地分布遍及可见光范围。这种较均匀分布的光经常称为“白光”。将理解,“白光”包括各种暗影(shade),例如日光、冷白、暖白等,其中光谱略微不同于真正均匀分布。所有这些视为近似白光。可以选择其它波长组合用于某些应用,这取决于扫描目标的光谱组成。通过具有各自光发射特性的不同荧光体的混合物可以获得在波长领域的所有这种灵活性。
在实践实施例中,前面46的宽度w(图2)在约10至15mm的范围,面44和46之间的高度h(图4)可以为约10至20mm,以及光学元件30的长度L(图3)可以接近待扫描文件的宽度,例如约25至30cm。荧光体层52的厚度t(图4)可以为约2mm以下,例如至少1微米。
本领域中已知,扫描仪可包括用于存储扫描的数字图像的存储器。结合或链接到扫描仪的图像着色装置可包括诸如标记引擎的图像着色元件,该图像着色元件使用诸如墨水或调色剂的着色剂将所存储的图像着色在诸如纸的基板上。结合或链接到扫描仪的传真机可包括处理元件,该处理元件用于以可以通过电话线、线缆链接或者其它合适的有线或无线链接来传输的形式输出所存储的数字图像。
可通过各种方式使用适用于此处所披露示例性实施例的荧光体或荧光体组合而从LED 32产生白光。当不止一种荧光体用作荧光体材料50时,这些荧光体可以是混合物的形式。备选地,荧光体可以分离地布置成多层形式,这些多层一起组成层52。
在一个实施例中,使用单一荧光体,例如铈掺杂钇铝石榴石Y3Al5O2:Ce3+(″YAG:Ce″)或者铈掺杂铽铝石榴石Tb3Al5O12:Ce3+(″TAG:Ce″)。诸如从InGaN LED发射的蓝光激励该荧光体,使其发射黄光。该黄光与由LED发射的蓝光组合,接近白光。在传统荧光体表示法中,分号前的成份表示主体,而分号后的成份表示活化剂。
在另一实施例中,荧光体材料包括两种荧光体。例如,第一荧光体将来自LED的紫外/蓝光转换成绿光,而第二荧光体将紫外/蓝光转换成红光。这种系统例如在美国专利No.6,252,254中披露。合适的发绿光的荧光体包括YBO3:Ce3+,Tb3+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+,与至少一种发红光的荧光体例如Y2O2S:Eu3+,Bi3+、YVO4:Eu3+,Bi3+、SrS:Eu2+、SrY2S4:Eu2+等组合。组合的输出接近白光。
在其它实施例中,第一荧光体将LED蓝光转换成橙色光,而第二荧光体将蓝光转换成黄绿光。组合的输出接近白光。这种荧光体组合例如在专利公开No.20060231849中披露。其它双荧光体系统在专利公开No.20060113553中披露。在该系统中,第一荧光体可以是发橙色光的Eu2+、Mn2+掺杂锶焦磷酸盐(Sr0.8Eu0.1Mn0.1)2P2O7,第二荧光体可以是发蓝绿光的Eu2+掺杂(Sr0.90-0.99Eu0.01-0.1)4Al14O25
在另一实施例中,荧光体包括三种(或更多)荧光体,例如红、绿和蓝无机荧光体每一种的至少之一。任何红、绿和蓝无机荧光体可以在此使用。红荧光体可包括选自由(Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7:Eu2+,Mn2+、CaLa2S4:Ce3+、SrY2S4:Eu2+、(Ca,Sr)S:Eu2+、SrS:Eu2+、Y2O3:Eu3+,Bi3+、YVO4:Eu3+,Bi3+、Y2O2S:Eu3+,Bi3+、Y2O2S:Eu3+组成的组中选择的至少一种荧光体材料。绿荧光体可包括选自由YBO3:Ce3,Tb3、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+、(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+、ZnS:Cu,Al、Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+,Mn2+、Ba2SiO4:Eu2+、(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+、Ba2(Mg,Zn)Si2O7:Eu2+、(Ba,Sr)Al2O4:Eu2+和Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+组成的组中选择的至少一种荧光体材料。蓝荧光体可包括选自由(Sr,Mg,Ca)10(PO4)6Cl2:Eu2+、BaMgAl10O17:Eu2+和BaMg2Al16O27:Eu2+组成的组中选择的至少一种荧光体材料。
适合用于荧光体材料50以产生接近白光的光的其它合适磷光粉末制剂在美国专利5,813,753、6,252,254、6,294,800、6,621,211、6,635,987、6,685,852、6,853,131、6,809,471、6,936,857、7,038,370、7,075,225、7,112,921、7,157,745和7,157,746中披露。此外,尽管在该示例性实施例中,照明器18的输出描述为接近白光,不过应理解这种光无需是白光而可具有任何合适的波长范围。
在一个实施例中,来自光源32的光的波长在360nm至约490nm的范围内。光源32可具有在约420至470nm范围内的发射峰值。氮化镓(GaN)基发光装置可以用作该光源装置。铟化镓(GaI)和氮化镓铟(GaInN)基LED和其它LED也可以使用。
对于适用于单色(例如黑和白色)扫描的扫描棒16的情形,照明器18可采用单个LED或多个LED 32并与荧光体材料50组合,其中该LED 32均在例如光谱的蓝色和/或紫外范围内的窄波段发光,而荧光体材料50改变至少一部分来自LED的光以产生良好接近白光的更宽光谱的光。在一个方面,照明器内的所有光源都是相同类型的,例如发射紫外/蓝光,并因此在相同波长范围内发光以提供单色(例如,蓝色)光。例如,照明器内的所有光源发射峰值波长小于约470nm的光。荧光体材料将部分发射光转换成更长波长的光,使得发射光除了蓝色范围(400至490nm)的光之外还包括490至700nm波长范围(电磁波谱的绿到红区域)的光。
取决于应用的需要,无论是通用文件扫描、货币扫描、还是其它目的,荧光体制剂的发光颜色或者LED的发射颜色可以选择为具有在扫描图像中产生期望对比度水平的特定颜色色调。例如,如果传感器22更容易接受特定波长的光,则照明器18可以调整为产生促成该波长的光。
对于扫描棒16适用于彩色扫描的情形,可以使用与单色应用时所描述的类似照明器18。按照与使用CCFL照明器的扫描棒可达成的类似方式,照明器18可以与被滤波的图像传感器元件一起使用,以限制每个像素检测的颜色。例如,滤波器被顺序应用以允许红、绿和蓝光依次到达传感器22。
备选地,用于彩色扫描的照明器18可包括峰值波长在不同区域,例如分别在电磁波谱的红、绿和蓝区域发光的三个LED。三个LED被顺序激励。选择性地响应于三种波长的荧光体材料顺序提供红、绿和蓝发射光。
该示例性实施例一些方面的优点在于照明器18,由于作为漫射体的荧光体层52,该照明器18提供了比传统CIS系统获得的照明更为均匀的照明。每个荧光体粒子50可作为照明点光源,其可以收集被透明导光管棱镜30散布的来自LED 32的照明,且随后将来自大量点光源的光基本上全方向地重新散布。这增加了光跨过扫描棒16的均匀性,同时减少了镜面炫光的效果,特别是对于光滑文件的情形。
该示例性照明器因此可以发射与CCFL灯类似的照明,而只需一个LED 32的电功率。额外的LED或超亮LED也可以用于更亮的照明。该示例性照明器18具有CCFL灯提供的非常均匀、充分散布且充分漫射的光的属性。然而,与CCFL照明器相比,该示例性照明器18通常制作成本更低、不易碎、不易破损、需要低得多的功率、且仅需要LED照明源32的电驱动要求。
示例性制作方法包括,通过由透明丙烯酸或其它合适的聚合物材料注射成型来制造用于导光管棱镜30的基底部分54。在基本的照明器形状成型之后,(面向目标文件的)前面被相同的基底材料包覆,粉末白色荧光体填充剂已经添加到该透明塑性基底材料。LED 32可装配到在基底部分54内定义的颊窝内或者安装在扫描棒顶部的芯片上,以将光照射到元件30。当被通过导光管棱镜的透明部分54散布的光激励时,具有发射白光的荧光体填充剂50的前面层52发射非常漫射的光,该光主要为由荧光体制剂发射的颜色,但少许颜色来自LED 32的颜色。
图5说明照明器的另一实施例,除了所述之外,该照明器可以类似地配置到图1至4的照明器。在该实施例中,包括荧光体材料50的层52设置于棱镜的背面44上。与槽口48本身相比,该荧光体更大程度地漫射光。在一些实施例中,槽口48可以省略。在该实施例中,背面44可以被粗糙化。

Claims (3)

1.一种扫描设备,包括:
用于照明一部分待扫描文件的照明器,该照明器包括:
至少一个光源;
光学元件,设置为重新定向由该光源发射的光;及
荧光体材料,设置为拦截被该光学元件重新定向的光的至少一部分,以及
光敏装置,设置为接收从该文件反射的光,用于记录该文件的图像。
2.一种照明器,包括:
光学元件,该光学元件定义入射面和相对的背面和出射面,该出射面基本上垂直于该入射面,该背面包括用于重新定向从该入射面接收的光朝向前面的多个反射元件,颗粒材料设置于该反射元件和该前面之间用于漫射入射在其上的光;以及
设置为邻近该入射面的至少一个光源。
3.一种扫描文件的方法,包括:
激励光源以发射光;
传输该光以经过照明该文件的光学元件,该传输包括传输该光以经过光学元件层,该层包括颗粒材料,由此该文件的照明比没有该颗粒材料的情形更均匀。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104170363A (zh) * 2012-03-14 2014-11-26 三菱电机株式会社 光源装置
CN107525042A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 Lg伊诺特有限公司 磷光板和包括该磷光板的照明装置
CN109118990A (zh) * 2017-06-22 2019-01-01 施乐公司 用于印刷到光学波导上的图像的图像特定照明的系统和方法
CN112042613A (zh) * 2020-09-11 2020-12-08 杭州汉徽光电科技有限公司 通过蓝光和其转换光进行害虫控制的方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101279034B1 (ko) 2007-07-11 2013-07-02 삼성전자주식회사 스캐너 모듈 및 이를 채용한 화상독취장치
US8686336B2 (en) * 2008-02-06 2014-04-01 Contex A/S Measuring and compensating for light intensity in an optical scanner
US8265346B2 (en) * 2008-11-25 2012-09-11 De La Rue North America Inc. Determining document fitness using sequenced illumination
US8780206B2 (en) * 2008-11-25 2014-07-15 De La Rue North America Inc. Sequenced illumination
JP5336880B2 (ja) 2009-02-24 2013-11-06 日東光学株式会社 発光装置
JP2010204539A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Ricoh Co Ltd 原稿照明装置、画像読取装置および画像形成装置
US8094323B2 (en) * 2009-06-26 2012-01-10 Mitutoyo Corporation Displacement encoder including phosphor illumination source
US8749767B2 (en) 2009-09-02 2014-06-10 De La Rue North America Inc. Systems and methods for detecting tape on a document
US8509492B2 (en) * 2010-01-07 2013-08-13 De La Rue North America Inc. Detection of color shifting elements using sequenced illumination
US8433124B2 (en) * 2010-01-07 2013-04-30 De La Rue North America Inc. Systems and methods for detecting an optically variable material
US20110176181A1 (en) * 2010-01-18 2011-07-21 Mark Walter Fagan Multi-Item Scanning on a Vertically Oriented Scanner
EP2699839B1 (en) * 2011-04-18 2017-12-20 MariMils Oy Illuminated stripe and illuminated stripe system
US9053596B2 (en) 2012-07-31 2015-06-09 De La Rue North America Inc. Systems and methods for spectral authentication of a feature of a document
JP5841587B2 (ja) * 2013-12-25 2016-01-13 株式会社Pfu 撮像システム
US10352870B2 (en) 2016-12-09 2019-07-16 Formfactor, Inc. LED light source probe card technology for testing CMOS image scan devices

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3116727B2 (ja) 1994-06-17 2000-12-11 日亜化学工業株式会社 面状光源
US6236470B1 (en) * 1994-12-19 2001-05-22 Xerox Corporation Reflector and light source registration device for a document illuminator
US6316266B1 (en) * 1995-06-07 2001-11-13 Arizona State University Board Of Regents Sample presentation apparatus for mass spectrometry
JP3133242B2 (ja) * 1995-12-08 2001-02-05 スタンレー電気株式会社 Led線光源装置
JPH1097200A (ja) 1997-05-20 1998-04-14 Nichia Chem Ind Ltd 光 源
US5813753A (en) * 1997-05-27 1998-09-29 Philips Electronics North America Corporation UV/blue led-phosphor device with efficient conversion of UV/blues light to visible light
US6252254B1 (en) * 1998-02-06 2001-06-26 General Electric Company Light emitting device with phosphor composition
US6294800B1 (en) * 1998-02-06 2001-09-25 General Electric Company Phosphors for white light generation from UV emitting diodes
JPH11317108A (ja) * 1998-05-02 1999-11-16 Canon Inc 照明装置及びそれを用いた画像読取装置及び画像形成装置
US6469808B1 (en) * 1998-05-15 2002-10-22 Rohm Co., Ltd. Image reading apparatus and illuminator used for the same
US6333779B1 (en) * 1998-12-24 2001-12-25 Canon Kabushiki Kaisha Illumination apparatus using light guide
JP2000285718A (ja) * 1999-03-29 2000-10-13 Rohm Co Ltd 面状光源
JP2001285577A (ja) * 1999-03-30 2001-10-12 Minolta Co Ltd 画像読取装置の光源装置
JP2001005122A (ja) * 1999-06-18 2001-01-12 Canon Inc 照明装置及びそれを備えるイメージセンサ、原稿読取装置、情報処理システム
JP2001061040A (ja) * 1999-08-20 2001-03-06 Fujitsu Ltd 照明装置
TW460716B (en) * 1999-12-17 2001-10-21 Toshiba Corp Light guide, line illumination apparatus, and image acquisition system
US6522065B1 (en) * 2000-03-27 2003-02-18 General Electric Company Single phosphor for creating white light with high luminosity and high CRI in a UV led device
US6621211B1 (en) * 2000-05-15 2003-09-16 General Electric Company White light emitting phosphor blends for LED devices
US6501100B1 (en) * 2000-05-15 2002-12-31 General Electric Company White light emitting phosphor blend for LED devices
US6635987B1 (en) * 2000-09-26 2003-10-21 General Electric Company High power white LED lamp structure using unique phosphor application for LED lighting products
JP3392117B2 (ja) * 2000-12-01 2003-03-31 キヤノン株式会社 読取装置用導光体及び読取装置
AT410266B (de) * 2000-12-28 2003-03-25 Tridonic Optoelectronics Gmbh Lichtquelle mit einem lichtemittierenden element
US6685852B2 (en) * 2001-04-27 2004-02-03 General Electric Company Phosphor blends for generating white light from near-UV/blue light-emitting devices
TWI221385B (en) * 2001-05-31 2004-09-21 Mustek Systems Inc CCD type scanner powered by a serial bus
JP4672918B2 (ja) * 2001-07-12 2011-04-20 キヤノン株式会社 イメージセンサ及び画像読取装置
US6809471B2 (en) * 2002-06-28 2004-10-26 General Electric Company Phosphors containing oxides of alkaline-earth and Group-IIIB metals and light sources incorporating the same
US20040057082A1 (en) * 2002-09-24 2004-03-25 Rong-Ji Liu Method of focusing a selected scanning area for document scanning device
JP4087681B2 (ja) * 2002-10-29 2008-05-21 株式会社日立製作所 照明装置及びそれを用いた表示装置
US6936857B2 (en) * 2003-02-18 2005-08-30 Gelcore, Llc White light LED device
US7400429B2 (en) * 2003-03-17 2008-07-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Image reading apparatus
US7038370B2 (en) * 2003-03-17 2006-05-02 Lumileds Lighting, U.S., Llc Phosphor converted light emitting device
US7157745B2 (en) * 2004-04-09 2007-01-02 Blonder Greg E Illumination devices comprising white light emitting diodes and diode arrays and method and apparatus for making them
US7529445B2 (en) * 2003-06-25 2009-05-05 Nippon Sheet Glass Co., Ltd Light guide and line illuminator
US7075225B2 (en) * 2003-06-27 2006-07-11 Tajul Arosh Baroky White light emitting device
US7112921B2 (en) * 2003-08-02 2006-09-26 Phosphortech Inc. Light emitting device having selenium-based fluorescent phosphor
JP4638192B2 (ja) 2004-08-26 2011-02-23 三菱電機株式会社 ライン光源及びこれを用いた密着型イメージセンサ
US7746520B2 (en) * 2004-11-23 2010-06-29 Xerox Corporation Document illuminator
US7593143B2 (en) * 2005-03-31 2009-09-22 Xerox Corporation Compound curved concentrator based illuminator
US7715063B2 (en) * 2005-03-31 2010-05-11 Xerox Corporation CVT integrated illuminator
CN100403563C (zh) * 2005-04-18 2008-07-16 光宝科技股份有限公司 白光发光二极管元件及相关荧光粉与制备方法
US7755811B2 (en) * 2005-06-30 2010-07-13 Xerox Corporation Document illuminator
JP2008219405A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Ushio Inc 線状光源装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104170363A (zh) * 2012-03-14 2014-11-26 三菱电机株式会社 光源装置
CN107525042A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 Lg伊诺特有限公司 磷光板和包括该磷光板的照明装置
CN109118990A (zh) * 2017-06-22 2019-01-01 施乐公司 用于印刷到光学波导上的图像的图像特定照明的系统和方法
CN112042613A (zh) * 2020-09-11 2020-12-08 杭州汉徽光电科技有限公司 通过蓝光和其转换光进行害虫控制的方法

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