CN101603652A

CN101603652A - 扫描模块的光源投射装置及其光源排列方法

Info

Publication number: CN101603652A
Application number: CNA200810111294XA
Authority: CN
Inventors: 陈三塘
Original assignee: Teco Image Systems Co Ltd
Current assignee: Teco Image Systems Co Ltd
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: CN101603652B

Abstract

一种扫描模块的光源投射装置及其光源排列方法，光源投射装置包含：基板，其包含第一端、第二端及中间段，第一端与第二端分别位于中间段的两侧；及复数发光二极管，位于基板上，相邻的两个发光二极管之间形成排列间距，排列间距由中间段分别朝向第一端、第二端递减。

Description

扫描模块的光源投射装置及其光源排列方法

技术领域

本发明有关于一种光源投射装置及其光源排列方法置，特别是一种扫描模块的光源投射装置及其光源排列方法。

背景技术

随着科技技术的进步，光学扫描仪(optical scanner)已成为日渐普及的计算机周边装置。光学扫描仪撷取影像的方式主要以发光装置将光线照射至待扫描的文件上，光线经由待扫描文件的反射后，再由透镜组导引至感光组件，而感光组件可检测文件上不同区域反射不同强度的光，并将反射光波转换为数字数据，续以扫描软件读入数据并重组为计算机影像文件。

请参阅图1与图2所示，理想的发光装置应有均匀的亮度分布，但由于目前的扫描模块大多以电荷耦合组件(CCD)作为感光组件A1，并以灯管A2作为发光装置，藉以利用灯管A2照亮扫描平台A3上的待扫描文件A5，并经由反光片A6反射灯管A2的光线至待扫描文件A5。但由于灯管A2的光线在中间部分的辉度会比两端的辉度高出许多，或是受限于光学镜头特性，使得感光组件受光不均匀，造成反射镜A4将光线反射至电荷耦合组件A1后，其所接受到光线呈现中间部分会较亮，而两侧的部分则较暗，影响扫描的质量。

由于环保意识的抬头，扫描模块所使用的EEFL(External ElectrodeFluorescent)或CCFL(Cold Cathode Fluorescent)等灯管，因含汞或其它有害物质，已逐渐被其它光源取代，其中，发光二极管(LED)即是目前最被看好的替代方案之一。随着发光二极管(LED)的普及，便出现一种取代灯管的发光二极管(LED)光条结构，其是以相等间距的方式将发光二极管(LED)颗粒串接于长条型基板上，形成类似灯管的光源装置，其整体发光亮度具有与灯管相同的特性，即中间部分的亮度与两端的亮度有蛮大的落差，为解决此一问题，多会于后端处理中用韧体(F/W)补偿的方式将两端往上拉，使亮度尽量均匀化而达到改善影像亮度质量的目的。

但此种作法并无法改善信号/噪声比，两端亮度经韧体(F/W)补偿放大后，其噪声也跟着放大，还是会产生影像失真的问题，由此可知，如何改良扫描模块的光源投射结构，使感光组件受光均匀，是本发明人以及从事此相关行业的技术领域者亟欲改善的课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种扫描模块的光源投射装置，包含：基板，包含第一端、第二端及中间段，第一端与第二端分别位于中间段的两侧；及复数发光二极管，位于基板上，相邻的两个发光二极管之间形成排列间距，排列间距由中间段分别朝向第一端、第二端递减。

本发明提供一种扫描模块的光源排列方法，包含下列步骤：提供基板；以间隔预设间距的方式依序设置复数发光二极管于基板上；计算每一预设间距的平均亮度；取得复数排列间距，对应于复数预设间距，每一排列间距的大小与对应的预设间距的平均亮度占全体亮度的百分比成正比；及依据复数排列间距重新排列复数发光二极管于基板上。

基此，基板的第一端、第二端及中间段可位于同一水平面上，或是基板的第一端、第二端及中间段可位于不同的水平面上。

再者，排列间距由中间段朝向第一端的变化可不同于由中间段朝向第二端的变化，或是排列间距由中间段朝向第一端的变化可相同于由中间段朝向第二端的变化。

此外，排列间距的大小与排列间距的平均亮度的N次方成反比(N＞0，可为整数或小数)，此为用来调整中间段的亮度。其中排列间距的大小可与排列间距的平均亮度的平方或三次方成反比，再者，中间段的亮度实质上为第一端、第二端的亮度的80％。

本发明以连续性的不等间距方式排列复数发光二极管，达到使发光亮度均匀最佳化的目的，当经过成像系统后的影像亮度更为均匀后(相当于提升了两端的信号/噪声比)，就能大量减少因后端的韧体(F/W)处理所造成的影像失真，进而提升扫瞄影像的质量。

有关本发明的较佳实施例及其功效，兹配合图式说明如后。

附图说明

图1为习用扫描模块的结构示意图。

图2为习用扫描仪的光辉度曲线图。

图3为本发明光源投射装置的立体示意图。

图4为本发明光源投射装置的平面示意图。

图5为本发明应用于扫描模块的结构示意图。

图6A为本发明一般光源投射装置的光辉度曲线图。

图6B为本发明LED光源投射装置的光辉度曲线图。

图7为本发明的动作流程图。

主要组件符号说明

10..........扫描平台

30..........反光片

60..........光源投射装置

61..........基板

61a.........第一端

61b.........第二端

61c.........中间段

611.........电源模块

62..........发光二极管

620.........排列间距

70..........感光组件

80..........文件

A1..........感光组件

A2..........灯管

A3..........扫描平台上

A4..........反射镜

A5..........待扫描文件

A6..........反光片

具体实施方式

请参照图3、图4、图5、图6A及图6B，为本发明揭露的一种扫描模块的光源投射装置，图3为光源投射装置的立体示意图，图4为光源投射装置的平面示意图，图5为应用于扫描模块的结构示意图，图6A为一般光源(如CCFL灯管)光源投射装置的光辉度曲线图，图6B为LED光源(本实施例)投射装置的光辉度曲线图。

扫描模块的光源投射装置60包含：基板61、复数发光二极管62。

基板61，概呈长条形，包含第一端61a、第二端61b及中间段61c，第一端61a与第二端61b分别位于中间段61c的两侧，其中，基板61的第一端61a、第二端61b及中间段61c较佳地可位于同一水平面上，但本发明不限于此，基板61的第一端61a、第二端61b及中间段61c也可位于不同的水平面上。

复数发光二极管62，依序排列于基板61上，相邻的两个发光二极管62之间形成排列间距620，排列间距620由中间段61c分别朝向第一端61a、第二端61b递减。在此，排列间距620由中间段61c朝向第一端61a的变化可相同于由中间段61c朝向第二端61b的变化，然非以此为限，排列间距620由中间段61c朝向第一端61a的变化也可不同于由中间段61c朝向第二端61b的变化。再者，发光二极管62较佳地可为白光发光二极管，且复数发光二极管62可为亮度不同的发光二极管，但本发明不限于此。

前述说明的排列间距620的大小与排列间距620的平均亮度的N次方成反比，其中排列间距620的大小较佳地可与排列间距620的平均亮度的平方成反比，或是排列间距620的大小可与排列间距620的平均亮度的三次方成反比，在此，平方与三次方仅为举例，非以此为限。

再者，基板61一侧设有电源模块611，连接于外部电源而提供复数发光二极管62发光时所需的电力。

在将发光二极管62排列于基板61时，先量测单体的发光二极管62的亮度，即可计算预估当复数发光二极管62以间隔预设间距(即等距方式)排列串成光条结构时的真实亮度，意即将所有发光二极管62单体的发光曲线(在不同位置上)全部加起来可得到光条结构整体的发光强度曲线，再求出每一预设间距的平均亮度(即求出可代表此一预设间距的平均亮度)。由于两个发光二极管62之间的间距越大，其亮度就越低，因此，假设每一排列间距620的大小与对应的预设间距的平均亮度占全体亮度百分比成正比，即可依序求得每一排列间距620的大小，其大小为：

第m个排列间距Lm＝(am)/(a1+a2+a3+......+a(n-1)+an)。

其中：n＝复数发光二极管的总数；

am＝第m个预设间距的平均亮度；

m＝1～(n-1)。

于求得每一排列间距620的大小后，即可依不等间距的排列间距620排列复数发光二极管62，藉以达到使发光亮度均匀最佳化的目的(其光辉度如图6A)。

在此，平均亮度可为预设间距或排列间距620中间位置的亮度，但本发明不限于此。

如图4与图5所示，当光源投射装置60朝向扫描平台10上的文件80投射扫描光源，并藉由反光片30反射扫描光源，由于光源投射装置60以不等间距的排列间距620排列复数发光二极管62，因此第一端61a、第二端61b及中间段61c所投射的扫描光源的强度相同，使文件80均匀受反光片30所反射的反射光线。当经过成像系统后的影像亮度更为均匀后，就能大量减少因后端的韧体(F/W)处理所造成的影像失真，进而提升扫瞄影像的质量。

此外，由于感光组件70的镜头镜片(Lens)的成像特性也会使扫瞄影像中间亮度较周围亮度高(成像中心的亮度比周围高约20％)，因此可进一步藉由不等间距的排列间距620排列复数发光二极管62，使中间段61c的亮度实质上为第一端61a、第二端61b的亮度的80％，并使亮度曲线于中间段61c部分降低20％左右(其光辉度如图6B)，藉以让扫瞄影像亮度真正均匀化。

如图7所示，为本发明揭露的一种扫描模块的光源排列方法，包含下列步骤：

步骤701：提供基板61。

在本步骤中，基板61概呈长条形，包含中间段61c及位于其两侧的第一端61a与第二端61b，其中，基板61的第一端61a、第二端61b及中间段61c较佳地可位于同一水平面上，也可位于不同的水平面上。

步骤702：以间隔预设间距的方式依序设置复数发光二极管62于基板61上。

在将发光二极管62排列于基板61时，先量测单体的发光二极管62的亮度，以间隔预设间距排列(即等距方式)复数发光二极管62于基板61上而形成光条结构。

步骤703：计算每一预设间距的平均亮度。

先预估当复数发光二极管62以间隔预设间距排列串成光条结构时的真实亮度，即将所有发光二极管62发光曲线(在不同位置上)全部加起来可得到光条结构整体的发光强度曲线，再求出每一预设间距的平均亮度，其中，平均亮度可为预设间距或排列间距620中间位置的亮度，但本发明不限于此。

步骤704：取得复数排列间距620，对应于复数预设间距，每一排列间距620的大小与对应的预设间距的平均亮度占全体亮度百分比成正比。

每一排列间距620的大小与对应的预设间距的平均亮度占全体亮度百分比成正比，即可依序求得每一排列间距620的大小，其大小为：

第m个排列间距Lm＝(am)/(a1+a2+a3+......+a(n-1)+an)。

其中：n＝复数发光二极管的总数；

am＝第m个预设间距的平均亮度；

m＝1～(n-1)。

步骤705：依据复数排列间距620重新排列复数发光二极管62于基板61上。

于求得每一排列间距620的大小后，即可依不等间距的排列间距620排列复数发光二极管62，藉以达到使发光亮度均匀最佳化的目的(其光辉度如图6A)。由于感光组件70的镜头镜片(Lens)的成像特性也会使扫瞄影像中间亮度较周围亮度高(成像中心的亮度比周围高约20％)，因此在步骤704中，可重新假设每一排列间距620的大小与对应的预设间距的平均亮度占全体亮度百分比的次方成正比(N＞1，可为整数或小数)，即可求得一中间段较两端亮度为低的亮度曲线。由于要解决镜头镜片(Lens)的成像特性问题(成像中心的亮度比周围高约20％)，所以曲线中间亮度应被设计成比两端低约20％。据此要求，可进一步假设一条中间段曲线为抛物线(抛物线两端为左段及右段的亮度最高点，抛物线中间最低点亮度设为两端最高点的80％)。求出抛物线的方程式后，即可依下列方式依序求得中间段每一排列间距620的大小(在此假设每一排列间距620的大小与对应的预设间距的平均亮度占全体亮度百分比成平方反比)，其大小为：

第m个(从左端最高点起算)排列间距Lm＝D*[(1/am)^2]/[(1/a1)^2+(1/a2)^2+(1/a3)^2+......+(1/a(n-1))^2+(1/an)^2]。

其中：D＝第一端亮度最高点至第二端亮度最高点的长度；

n＝在D范围内发光二极管的数目；

m＝(n-1)。

于求得每一排列间距620的大小后，即可依不等间距的排列间距620排列复数发光二极管62，使中间段61c的亮度实质上为第一端61a、第二端61b的亮度的80％，并使亮度曲线于中间段61c部分降低20％左右(其光辉度如图6B)，藉以让扫瞄影像亮度真正均匀化。

此外，前述说明的D为第一端亮度最高点至第二端亮度最高点的长度，但本发明不限于此，也可为第一端61a亮度递减区段任选一点至第二端61b亮度递增区段任选一点的长度。

本发明扫描模块的光源投射装置以连续性的不等间距方式排列复数发光二极管，于基板的第一端与第二端为较密集方式设置发光二极管，中间段则为较宽松方式设置发光二极管，藉以达到使发光亮度均匀最佳化的目的，当经过成像系统后的影像亮度更为均匀后(相当于提升了两端的信号/噪声比)，就能大量减少因后端的韧体(F/W)处理所造成的影像失真，进而提升扫瞄影像的质量。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视权利要求范围所界定者为准。

Claims

1、一种扫描模块的光源投射装置，包含：

一基板，包含一第一端、一第二端及一中间段，该第一端与该第二端分别位于该中间段的两侧；及

复数发光二极管，位于该基板上，相邻的两个该发光二极管之间形成一排列间距，该排列间距由该中间段分别朝向该第一端、该第二端递减。

2、如权利要求1所述的扫描模块的光源投射装置，其特征在于：该基板的该第一端、该第二端及该中间段位于同一水平面上或不同的水平面上。

3、如权利要求1所述的扫描模块的光源投射装置，其特征在于：该排列间距由该中间段朝向该第一端的变化相同或不同于由该中间段朝向该第二端的变化。

4、如权利要求1所述的扫描模块的光源投射装置，其特征在于：该排列间距的大小与该排列间距的平均亮度的N次方成反比。

5、如权利要求4所述的扫描模块的光源投射装置，其特征在于：该排列间距的大小与该排列间距的平均亮度的平方或三次方成反比。

6、一种扫描模块的光源排列方法，包含下列步骤：

提供一基板；

以间隔一预设间距的方式依序设置复数发光二极管于该基板上；

计算每一该预设间距的平均亮度；

取得复数排列间距，对应于该些预设间距，每一该排列间距的大小与对应的该预设间距的平均亮度占全体亮度的百分比成正比；及

依据该些排列间距重新排列该些复数发光二极管于该基板上。

7、如权利要求6所述的扫描模块的光源排列方法，其特征在于：该基板包含一第一端、一第二端及一中间段，该第一端与该第二端分别位于该中间段的两侧，该排列间距由该中间段分别朝向该第一端、该第二端递减。

8、如权利要求7所述的扫描模块的光源排列方法，其特征在于：该基板的该第一端、该第二端及该中间段位于同一水平面上或不同的水平面上。

9、如权利要求6所述的扫描模块的光源排列方法，其特征在于：该排列间距的大小与对应的该预设间距的平均亮度占全体亮度百分比的N次方成正比。

10、如权利要求9所述的扫描模块的光源排列方法，其特征在于：该排列间距的大小与对应的该预设间距的平均亮度占全体亮度百分比的平方或三次方成正比。