CN102305368B - 单led双导光管 - Google Patents

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Abstract

多个实施方式提供了照明装置和相关扫描器照明系统,其中所述照明装置可包括具有一个或多个LED的光源,所述一个或多个LED通过一个或多个分光器耦合到多个导光管从而所述光源发出的光可分束到所述多个导光管的每个中。

Description

单LED双导光管
技术领域
本发明总地涉及照明装置,并且尤其涉及扫描器照明装置以及具有与多个导光管耦合的一个光源的扫描器照明系统。
背景技术
在办公设备例如数字复印机以及传真机中,采用通称为“扫描器”的设备将原始的硬拷贝文件记录为数字数据。在典型的扫描器中,文件纸张被照亮并且从文件纸张反射的光线被感光装置,例如电荷耦合元件(charge coupled device,CCD)阵列记录并且被转换成数字图像数据。随着纸张被移动通过文件输送装置,或者感光装置被相对于文件纸张放置在其上的台板移动,文件纸张的窄带被照亮。
传统的扫描器照明装置包括冷阴极灯和相对的镜子;具有多个发光二极管(LED)以及相对的镜子的发光二极管棒;或者与导光管和相对的镜子耦合的LED。一些照明直接来自灯或者LED,而一些照明被发送穿过镜子并且随后被反射到文件纸张。一般大约70%的照明光线直接来自灯或者LED,而大约30%的照明光线来自镜子,具有显著的光损失。
传统扫描器照明装置的另一个类型包括两组LED。每组具有多个LED。所述两组LED相对设置并且与聚焦透镜结合。由于来自两组LED的照明光线被引导到文件纸张,可能产生显著的光线损失。
除了显著的光线损失之外,对于传统的扫描器照明装置来说,沿着文件纸张的窄带具有平均的照明是一个挑战。另外,由传统的扫描器照明装置在文件处产生的角分布可能在快速扫描方向变化。随后可能发生照明度和照明区域中的不规则并且导致最终图像数据的缺陷。
因此,需要克服现有技术中的这些和其它问题并且提供具有与多个导光管耦合的一个光源的照明装置。
发明内容
根据多个实施方式,本发明包括扫描器照明装置。所述扫描器照明装置可以包括光源;多个导光管;以及一个或多个与光源和多个导光管耦合的分器镜。由所述光源产生的光线随后可以被通过一个或者多个分光器引导到每个导光管中。每个导光管可以将引入的光线转向到导光管之外。
根据多个实施方式,本发明还包括扫描器照明系统。所述扫描器照明系统可以包括具有单发光二极管(LED)的扫描器照明装置,所述发光二极管被设置来将光线发射到分光器中。两个或者多个导光管可以与所述分光器耦合,使得从所述单LED发射的光线通过分光器被引入两个或者多个导光管的每一个中。每个导光管可以将所引入的光线转向到导光管之外。
根据多个实施方式,本发明还包括另一个扫描器照明系统。所述扫描器照明系统可以包括扫描器照明装置,所述扫描器照明装置具有一个被设置来发射光线的光源。所述一个光源可以包括一个或者多个发光二极管(LED)。随后可以设置一个或者多个分光器来将来自所述一个或者多个LED的发射光线分束到多个导光管中。每个导光管可以将分束的光线转向到所述导光管之外以对文件照明。
所述扫描器照明系统还可以包括透镜,所述透镜适合于接收从被照明的文件反射的成像光线并且将所反射的光线聚焦到传感器部件上。所述传感器部件可以产生对应于所反射的成像光线的电子信号。
附图说明
图1描绘了根据本发明的多个实施方式的示例性扫描器照明系统。
图2A-2B描绘了根据本发明的多个实施方式用于图1的系统的多个示例性照明装置。
图3描绘了根据本发明的多个实施方式用于图2A-2B的照明装置的示例性导光管。优选实施方式的详细描述
多个实施方式提供了照明装置和相关的扫描器照明系统。照明装置可以包括一个光源,该光源通过一个或多个分光器与多个导光管耦合,使得从所述一个光源引入的光线可以被分束并且引导到多个导光管的每一个中。引入每个导光管的光线可以被转向到所述导光管之外,例如,照明硬拷贝文件以用于数字记录。在实施方式中,所公开的照明装置可以被设置到全宽阵列(full widtharray,FWA)扫描器、CCD扫描器、接触式图像传感器(contact imagesensor,CIS)扫描器和/或互补的金属氧化物半导体(complementarymetal oxide semiconductor,CMOS)扫描器。
图1描绘了根据本发明的多个实施方式的示例性扫描器照明系统100。
如所示出的,所述系统100可以包括台板103和扫描头108。在实施方式中,所述台板103可以具有单独的表面,文件纸张105可以放置在所述表面上以用于从该表面记录。可选地,与所述台板103相关联的可以是文件控制器(未示出),所述文件控制器按顺序从多页原始文件进给纸张。
所述扫描头108可以安装在可移动托架140上,用于记录从文件纸张上的图像反射的光线。总地来说,所述托架可以沿着方向A移动,如图1中所示。所述扫描头108可以被定位来照亮文件并且可以包括照明装置120和探测器130。来自将在下文中描述的照明装置120的光线20可以照亮文件的薄条。
所述探测器130可以包括透镜装置132和感光装置136。所述感光装置136可以包括一个或者多个线性阵列的传感器元件,例如光敏器件,以记录反射的成像光线30。所述光敏器件可以包括固态装置,所述固态装置包括,例如CCD、FWA、CIS、或CMOS装置。
包括透镜或其它微型透镜装置的透镜装置132可以被插入台板103和感光装置136之间,以用于将反射的成像光线30聚焦到光敏器件阵列上。
从所述文件反射的光线可以通过所述感光装置136被转换成形成图像数据的电子信号,所述电子信号电子地代表所述文件。图像数据可以被储存在记录装置例如计算机中的记忆存储装置上。
注意,虽然图1利用台板扫描结构作为例子,本领域普通技术人员将理解,所公开的扫描器照明装置和相关的照明系统可以用于其它扫描结构中,包括,例如,钞票扫描器或者具有文件控制器以便在一个行程同时扫描文件纸张的两侧的扫描器。
图2A-2B描绘了根据本发明的多个实施方式用于图1的系统的多个示例性照明装置。
示例性照明装置120A-B可以包括通过分光器250与多个导光管260耦合的光源240。
在实施方式中,所述光源240可以包括多个LED245,所述LED被设置来产生进入所述分光器250的光线。如图2A中所示。多个LED245中的每一个可以具有相同或者不同的照度。在实施方式中,所述光源240可包括单LED 245,如图2B所示。照明装置120B的单LED可具有高的照度。
在实施方式中,如图2A-2B中所示的、包括一个或者多个LED的所述光源240可以具有例如至少大约1000lux,或者从大约1000lux到30000lux,或者超过30000lux的总照度,例如用于高速场合。在用于低速场合的实施方式中,光源240的总照度可以是大约1000lux。
图2A-2B中的分光器250可以将由所述光源240产生的光线分束到多个导光管260的每一个导光管中。在实施方式中,所述分光器250可以提供沿着每个导光管260相等或者平衡的光程长度。注意,虽然在图2A-2B中示出了一个分光器250,本领域普通技术人员将理解,在图2A-2B的每个照明装置中可以使用一个或者多个分光器250,使得可以沿着每个导光管实现相等或者平衡的声程长度。
在实施方式中,所述分光器250可以提供例如引入第一导光管260a中的第一分束光束(未示出)、引入第二导光管260b中的第二分束光束(未示出)或引入第三导光管260c的第三分束光束(未示出)等等之间提供必要的角关系(参见图2A-2B中的a、a1、a2)。
在图2A中示出的实施方式中,通过所述分光器250,从所述光源240发射的光线可以被引导到每个导光管260中,根据所述分光器250的物理结构,例如以大约30度的浅角引导,或者转过大约90度,并且随后耦合到所述导光管中。在实施方式中,所述分束角a可以从0度到大约90度。所述分光器250可以是V形分光器或者是L形分光器。
在图2B中所示的特定实施方式中,所述分光器250可以具有分束角a1和a2,以便将光线引入三个导光管260a、260b、260c。所述分束角a1和a2可以相同或者不同,例如每个的范围为0度到大约90度。
在实施方式中,如图2A-2B中所示的每个导光管260可以具有,例如大约200mm或更长,或范围为大约200mm(例如,对于A4场合)到大约350mm(例如,对于A3场合)的长度,虽然也可以包括其它长度,例如比大约350mm长。在实施方式中,例如当用于例如钞票扫描的场合时,所述导光管260可以具有小于200mm的长度。在实施方式中,多个导光管260中的每一个可以相同或者不同。在实施方式中,所述导光管可以由包括,例如塑料或玻璃的材料制成。
如所公开的,多个导光管可以用于图2A-2B的照明装置。图3描绘了根据本发明的多个实施方式的示例性导光管260。
例如,图3中的导光管260可以具有光转向表面结构,或者由多根线或其它表面图案形成的格栅,以用于将分束光束10转向到导光管260之外。
在实施方式中,所述多个表面图案可以被雕刻,例如激光雕刻,或者蚀刻成图3中的预定导光管表面。所述多个表面图案可以促使分束光束10的一部分沿着导光管行进,以被转向到所述导光管的外部区域。所述导光管的外部的转向的光束20随后,例如可以被聚焦,并且可以照亮文件(参见图1)。
在示例性实施方式中,所述光转向表面可以被设置来将基本均匀分布的转向光束20提供到所述导光管之外并且提供到文件上。另外,所述光转向表面结构可以利用例如很窄的格栅线来提供所需光照级别的均匀分布的转向光束20。
在实施方式中,所述导光管可以选择性地具有光滑镜面反射内表面。例如,磨砂或者反射材料265(参见图2A-B和图3),例如抛光铝,可以用于盖住所述导光管的内表面,使得所引入的光束不能逃逸到导光管之外,但是可以被返回到导光管中。即,光线可以被在每个导光管中内部反射并且仅仅通过提供格栅线照明的漫射线(参见图3中的305)逃逸。
再次参照图2A-2B,所述光源240可以,例如被固定到所述分光器250,所述分光器250可以通过安装组件270安装。所述多个导光管260也可以被安装在所述分光器的相对侧。所述安装组件270可以包括,例如,模制成单一塑料整体形状的安装凸缘。由于所述多个导光管260被通过安装组件模制在一起,所述安装组件270可以提供对准几何稳定性并且减小对准公差。现有技术中的安装和对准问题可以得到消除。
在多个实施方式中,通过使用所公开的照明装置120,来自光源240的所有发射光线可以被利用。在实施方式中,由于光源与分光器的耦合,可以实现文件的窄带上的照明平衡。

Claims (4)

1.一种扫描器照明装置,包括:
光源;
多个导光管,其中所述多个导光管中的每一个针对钞票扫描具有小于200mm的长度;和
一个或者多个分光器,所述分光器将所述光源耦合到所述多个导光管的每一个,使得由所述光源产生的光线通过所述一个或者多个分光器被引入所述多个导光管的每一个中,其中所述一个或者多个分光器中的每一个被设置来将所述光线分成至少第一光束和第二光束且进一步被设置来将所述第一光束引导至仅仅第一导光管以及将所述第二光束引导至仅仅第二导光管中;
其中,每个导光管被设置来将引入到所述导光管的光线转向到所述导光管之外。
2.如权利要求1所述的照明装置,其中,所述光源包括一个或者多个发光二极管(LED),其中,所述光源具有至少大约1000lux的照度。
3.一种扫描器照明系统,包括:
扫描器照明装置,包括:
单发光二极管(LED),其被设置来将光线发射到分光器中;和
两个或者多个导光管,所述导光管与所述分光器耦合,使得从所述单LED发射的光线通过所述分光器被引入到所述两个或者多个导光管的每一个中;其中每个导光管被设置来将引入到导光管中的光线转向到所述导光管之外,且所述分光器被设置来将由所述单LED发射的光线分成至少第一光束和第二光束并将所述第一光束引导至仅仅第一导光管中以及将所述第二光束引导至仅仅第二导光管中。
4.一种扫描器照明系统,包括:
扫描器照明装置,其包括:
一个光源,所述光源被设置来发射光线,其中所述一个光源包括一个或者多个发光二极管(LED);
一个或者多个分光器,所述分光器被设置来将来自一个或者多个LED的发射光线分束到多个导光管的每一个中,其中所述一个或者多个分光器中的每一个被设置来将所述光线分成至少第一光束和第二光束且进一步被设置来将所述第一光束引导至仅仅第一导光管以及将所述第二光束引导至仅仅第二导光管中;其中,所述多个导光管中的每一个具有针对钞票扫描器的小于约200mm的长度且每个导光管被设置来将分束到导光管中的光线转向到导光管之外,以对文件照明;以及
透镜,其适合于接收从被照明的文件反射的成像光线并且将所反射的光线聚焦到传感器部件上,其中,所述传感器部件产生对应于所反射的成像光线的电子信号。
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Granted publication date: 20141112

Termination date: 20210422

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