CN104769929A - 照明装置及使用该照明装置的图像读取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明装置及装备该照明装置的图像读取装置。为了使LED产生的热从组装LED的基板散热,在组装基板的两面具备第1散热板(43)和第2散热板(47),按第2散热板(47)、组装基板、第1散热板(43)的顺序重叠地设置在对组装基板、第1散热板(43)和第2散热板(47)进行支承的第2框架(40)上,在第1散热板(43)那一侧配置送风机构,当从与纵向垂直的方向观看第2框架(40)时,相对于第1散热板(43)的截面的轮廓,第2散热板(47)的截面的轮廓具有突出的区域,使来自送风机构的风主动地碰到第1散热板(43)和第2散热板(47)。

Description

照明装置及使用该照明装置的图像读取装置
技术领域
本发明涉及对原稿的两面进行读取的图像读取装置,详细地说,涉及具备原稿输送装置的图像读取装置,该原稿输送装置具有用于对一个面已被读取的原稿的另一面进行读取的照明装置及读取单元。
背景技术
在对原稿面的图像进行读取的图像读取装置中,将在主扫描方向上延伸的光源照射在原稿面上,由CCD等读取传感器接受来自原稿面的反射光,进行光电转换,输出图像信号。在此图像读取装置中,作为现有的照明装置,一般使用氙气管、冷阴极管等荧光管,但近年来为了应对不含有有害化学物质的要求以及低消耗电力等的市场要求,将发光二极管(以下称为LED)用作光源的照明装置不断得到普及。
LED因为作为部件单体的占有面积小,所以,具有配置、与LED进行组合的部件的设计自由度大的优点。然而,当以其它的观点看时,LED的部件的表面积少,在LED单体处的散热能力低。此外,虽然荧光管对发热的大部分进行红外辐射,但一般在图像读取装置中使用的准白色LED因为没有红外辐射,所以,在发光面的发热的比例大。当为了获得高的亮度而将多的电流投入到LED中时,发热量也相应地增大。LED的规定以上的温度上升引起光量的降低、色度的变化、LED寿命的缩短,在最坏的情况下导致LED元件的破坏。在希望获得高亮度的发光输出的场合,因上述的理由而造成在LED单体的散热存在极限。为了解决这一问题,一般已知使兼有导热性和散热性的金属制的散热构件与组装了LED的基板紧密接触来获得散热效果的手段。并且,为了进一步提高散热效果,已知夹着组装了LED的基板在两面配备散热构件的图像读取装置。(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-87809
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在现有技术的发明中,虽然通过将LED组装在基板上,由导热系数高的金属性的散热构件夹着基板的两面,使在LED产生的热逃逸到散热构件,可获得散热性,但当散热构件的温度上升时,热从LED向散热构件的移动能力降低,结果,存在不能充分抑制LED的温度的问题。
在这样的场合,为了提高散热构件的散热性,虽然存在使用更大的面积的散热构件的方法,但为了确保配置散热构件的区域,装置整体的容器变大,对于要求紧凑的外观的装置不好。
本发明就是为了消除这样的现有技术的问题点而作出的,其主要的目的在于提供一种照明装置及具备该照明装置的图像读取装置,该照明装置具有通过在更紧凑的区域中对散热构件的温度上升进行抑制来将LED保持在所要温度以下的构成。
用于解决课题的技术手段
为了解决上述课题,在本发明中,线状照明装置具备被用作光源的至少1个LED、从纵向的端部接受上述光源放射的光并在主扫描方向上使光扩散的细长的导光构件、树脂制的框架、对上述LED的温度上升进行抑制的送风机构;具备组装了上述LED的LED基板、使上述LED产生的热从上述LED基板的组装有上述LED的面的相反面侧进行散热的第1散热板,和使上述LED产生的热从上述LED基板的组装有上述LED的面侧进行散热的第2散热板;按上述第2散热板、上述LED基板、上述第1散热板的顺序重叠地设置在具有对上述导光构件、上述LED基板、上述第1散热板和上述第2散热板进行支承的支承部的上述框架上;上述送风机构配置在上述第1散热板的与上述LED基板相反的面侧;当从与上述框架的纵向垂直的方向观看上述框架时,上述第2散热板的截面的轮廓具有相对于上述第1散热板的截面的轮廓突出的区域;使第2散热板的突出的区域向第1散热板的方向折曲,由此,使来自送风机构的风主动地碰到第1散热板和第2散热板。
发明的效果
根据上述构成,通过使风主动地碰到设置在组装了LED的基板的表背面的2个散热板,不用扩大设置在组装LED的相反面上的主要的第1散热板的大小就可获得将LED保持在所要温度以下的散热效果。另外,通过使来自送风机构的风在第1散热板与向第1散热板的方向折曲的第2散热板之间一边被包围一边前进,可使2个散热板效率良好地散热。
附图说明
图1是表示本发明的图像读取装置主体及原稿输送装置的整体构成的剖视图。
图2是表示本发明的第2读取滑架的放大剖视图。
图3是表示本发明的第2读取滑架的构成的分解立体图。
图4是表示本发明的第2读取滑架的主要部分的构造的放大立体图。
图5是表示本发明的光源单元的主要部分的构造的分解立体图。
图6是表示本发明的光源单元和送风机构的配置的放大立体图。
图7是表示本发明的光源单元和送风机构的配置的放大剖视图。
具体实施方式
下面,对具备本发明的照明装置的图像读取装置进行说明。图1是表示图像读取装置主体及原稿输送装置的整体构成的剖视图。
如图1所示的那样,图像读取装置由图像读取装置主体H和输送原稿的原稿输送装置A构成,原稿输送装置A经未图示的铰链安装在图像读取装置主体H上。另外,上述铰链相对于图像读取装置主体H的上面开闭自如地支承原稿输送装置A。
在图像读取装置主体H中设置第1读取滑架2,第1读取滑架2搭载对由原稿输送装置A在稿台玻璃1a上面输送的原稿的单面进行读取的第1读取部。另外,在原稿输送装置A中设置第2读取滑架3,第2读取滑架3搭载对通过了图像读取装置主体H的稿台玻璃1a上面的原稿的另一面进行读取的第2读取部。
于是,原稿输送装置A相对于图像读取装置主体H开闭自如地安装,以便对图像读取装置主体H的上面进行开放,构成为使第1读取滑架2移动来对载置在图像读取装置主体H的稿台玻璃1b上的原稿进行读取。
在原稿输送装置A中如图1所示的那样具备可载置多张原稿的供纸托盘10和对读取后的原稿进行收纳的排纸托盘11。供纸托盘10配置成重叠在排纸托盘11的上方,设置从供纸托盘10到排纸托盘11的U字状的原稿输送路径12。
原稿输送路径12如图1所示的那样由从供纸托盘10上的原稿被送出的供纸口12a到对位调节辊对16的上游侧的路径、从对位调节辊对16经过第1稿台玻璃1a到达输送辊对18的弯曲的中间的路径和从输送辊对18到排纸辊对19所处的排纸口12b的下游侧的路径构成。原稿输送路径12由在上下配置的输送导向构件形成。
在原稿输送路径12上设置送出辊13、供纸辊14、分离辊15、对位调节辊对16、输送辊对17、输送辊对18和排纸辊对19。送出辊13用于与载置在供纸托盘10上的原稿抵接来将此原稿送出。供纸辊14供给被送出了的原稿。分离辊15与供纸辊14压接,将原稿分离成1张。对位调节辊对16在使由此供纸辊14及分离辊15分离成1张进行供给的原稿的前端撞上而整合后,将其送往下游侧。输送辊对17被配置在第1稿台玻璃1a的上游侧。输送辊对18被配置在第1稿台玻璃1a的下游侧。排纸辊对19被配置在输送辊对18的下游侧,向排纸托盘11排出原稿。
在原稿输送装置A中设置第2读取部,第2读取部用于对与由搭载在第1读取滑架2上的第1读取部读取的原稿面的相反侧的原稿面进行读取。第2读取部搭载在第2读取滑架3上,第2读取滑架3配置在U字状的原稿输送路径12的内侧的区域。而且,在第2读取滑架3上,在其排纸方向的端部设置第3稿台玻璃20。第3稿台玻璃20被配置在输送辊对18与排纸辊对19之间,其一面作为原稿输送路径12的输送导向构件的一部分发挥作用,并且,构成为由第2读取部对通过第3稿台玻璃20面的原稿进行读取。
在原稿的两面读取模式时,根据上述构成,由送出辊13将供纸托盘10上的原稿送出,由供纸辊14及分离辊15分离成1张。然后,由对位调节辊对16对被分离成1张的原稿进行整合,之后,由输送辊对17向第1稿台玻璃1a输送。其后,由输送辊对18将通过了第1稿台玻璃1a的原稿向第3稿台玻璃20输送,由排纸辊19向排纸托盘11排出。在此原稿的输送过程中,当原稿通过第1稿台玻璃1a时,由第1读取部读取原稿的表面,当原稿通过第3稿台玻璃20时,由第2读取部读取原稿的背面。
接下来,对第2读取滑架3和此第2读取滑架3内的第2读取部的构成进行说明。图2是表示第2读取滑架3的放大剖视图。第2读取滑架3具备用于向在稿台玻璃20上输送的原稿照射光的由LED49及导光构件22构成的线状照明装置、将来自原稿的反射光向规定的方向引导的多个反射镜24、25、26、27、对由多个反射镜24、25、26、27引导的反射光进行会聚的透镜28和对由透镜28会聚的光进行光电转换的CCD29。
于是,经第3稿台玻璃20向原稿照射从线状照明装置发出的光,由多个反射镜24、25、26、27反射来自原稿的反射光,由透镜28会聚,由CCD29进行光电转换,对原稿图像进行读取。
第2读取滑架3由光学单元60、线状照明装置(以下称为光源单元61)和玻璃单元62构成。光学单元60设置有4个反射镜24、25、26、27及透镜28、CCD29。光源单元61设置有由LED49及导光构件22构成的光源。玻璃单元62设置有第3稿台玻璃20。如图3所示的那样,光学单元60、光源单元61、玻璃单元62依照此顺序连结,形成第2读取滑架3。
光学单元60由兼作第2读取滑架3的外部装饰盖的用树脂形成的截面大致L字状的第1框架30、在相对于原稿输送方向正交的原稿宽度方向上延伸设置的4个反射镜24、25、26、27和组装了透镜28及CCD29的CCD基板31构成。
光源单元61由第2框架32、2个导光构件22、芯片上的LED49(参照图5)、LED基板41(参照图5)、第1散热板43(参照图5)和第2散热板47(参照图5)构成。第2框架32由树脂制成,安装在第1框架30,以便对安装了各反射镜24、25、26、27的第1框架30的内部进行覆盖。2个导光构件22在此第2框架32的一面侧沿原稿宽度方向(主扫描方向)延伸设置。芯片上的LED49被配置于此导光构件22的纵向的端部,放射向导光构件22入射的光。在LED基板41上组装LED49。第1散热板43用于对LED49产生的热进行散热。从导光构件22的纵向的端部接受的LED49的光在导光构件22内部重复进行反射,根据向原稿面侧改变照射方向的扩散图案,被向主扫描方向扩散,成为细长的线状的照明装置。另外,在形成在第2框架32上的、用于使由原稿面反射了的光入射到反射镜24的狭缝32a,配置用于对滑架内的光学部件进行保护的保护玻璃21。
玻璃单元62由第3框架34和第3稿台玻璃20构成。第3框架34由树脂形成。第3稿台玻璃20安装于被形成在此第3框架34上的读取开口34a。
图4是光源单元61的安装LED49的那一侧的端部的放大立体图。图5是将光源单元61的光源部的各部件分解了的分解立体图。第2框架40由树脂形成,如图4、图5所示的那样形成有凹部40a和狭缝32a。在凹部40a安装导光构件22。狭缝32a用于在安装于此凹部40a的2个导光构件22之间将原稿的反射光向光学单元60内的第1反射镜24引导。另外,在第2框架40的长度方向的侧部形成用于安装LED基板41的LED基板安装部40c,在LED基板安装部40c上形成导光构件22贯通的大的开口40d。
LED基板41是由导热性优越的铜板构成的金属底座基板,可使半导体(芯片状的LED等)产生的热从基板的组装半导体的那一面迅速地向相反面及基板的整个面移动。另外,在LED基板41上安装反射器42,反射器42被配置成包围LED49的周围。此反射器42被配备在LED基板41与导光构件22的纵向的端部的一面之间,提高从LED49向导光构件22入射的光的入射效率。另外,在本实施方式中,相对于1个导光构件22使用2个LED49,反射器42被配置成包围相邻的2个LED49的周围。
导光构件22由光透射性高的非晶质的丙烯酸树脂构成。在导光构件22的纵向的一端部的2个地方设置突出片22a。导光构件22的突出片22a从第2框架40的LED基板安装部40c的开口40d贯通到外侧,通过如图4所示的那样反射器42和第2框架40的限制部40e夹着突出片22a,构成为将导光构件22保持于规定位置。另外,在导光构件22的两端侧配备用于使得导光构件22不从第2框架40的凹部40a脱出的薄膜构件46。此薄膜构件46用双面胶带等安装在第2框架40上,将导光构件22保持在第2框架40的凹部40a内。
通过第1散热板43对LED49及LED基板41的热进行散热,降低LED49的温度。如图5所示的那样,第1散热板43被配置在LED基板41的组装LED49的相反面侧。在本实施方式中,为了使其性能提高,使用容易传导热而且比热高的铝作为材料,采用具有用于扩大表面积的翅片形状的散热板。另外,在LED基板41与第1散热板43之间具备导热系数高的导热构件44。此导热构件44具有弹性特性,即使在LED基板41及第1散热板43的表面有微小的起伏等的场合,也沿两表面的形状变形。由此,LED基板41与第1散热板43之间的接触热阻下降,可效率良好地将LED基板41的热传导至第1散热板43。在本实施方式中,作为导热性优越的导热构件44,使用硅氧聚合物与陶瓷的混合材料。
并且,除了第1散热板43外,为了对LED49及LED基板41的热进行散热,将第2散热板47设置在LED基板41的组装LED49的面侧。为了使散热性能提高,第2散热板47也与第1散热板43同样地使用铝作为材料。LED基板41的组装LED49的面是与用于向LED49供给电流的正极端子、负极端子相连的图案配线,存在图案配线的铜箔裸露的部分。为了对LED基板41与铝制的第2散热板47进行绝缘,在LED基板41与第2散热板47之间设置绝缘构件48。在本实施方式中,作为绝缘构件48,采用具备绝缘特性的聚酯薄膜。
另外,第1散热板43由小螺钉45安装在第2框架40上,在第1散热板43与第2框架40之间将导热构件44、LED基板41、绝缘构件48、第2散热板47按照此顺序夹着构成。由此,反射器42与导光构件22的侧面及突出片22a抵接,LED49被相对于导光构件22定位。另外,对具有弹性的导热构件44,施加用于沿LED基板41及第1散热板43的表面变形的适度的推压力。
在第1散热板43上,与跟导热构件44接触的面垂直地配备板状的多个散热翅片。关于散热翅片的朝向将在后面说明。
第2散热板47当以第2框架40的安装LED49的那一侧为视点观看时,相对于第1散热板43的截面的轮廓,第2散热板47的截面的轮廓具有突出的区域。如在上面说明了的那样,第2散热板47因为被夹在绝缘构件48与第2框架40之间配置,所以,与配置绝缘构件48和第2框架40的面的某一方经常地接触。然而,在第2散热板47的截面的轮廓中突出的区域的至少某一个面与绝缘构件48和第2框架40的哪一个都不接触。并且,在第2散热板47的截面的轮廓中突出的区域的与绝缘构件48和第2框架40的哪一个都不接触的面,与绝缘构件48和第2框架40以外的其它的部件也不接触。
在本实施例中,在第2散热板47的截面的轮廓中突出的区域在第1散热板43的截面的轮廓的外侧被向第1散热板43的方向折曲。并且,第2散热板47使用比第1散热板43的与导热构件44接触的面的板厚至少较薄的平板状的构件。
图6是表示光源单元61的安装LED49的那一侧的端部和送风机构的配置的放大立体图。在本实施例中,作为读取原稿面的照度,需要100,000lux以上的高的照度,所以,作为LED49的正向电流,投入1.5A的电流。如上述的那样,相对于导光构件22使用2个LED49。光源单元61由于使用2对导光构件22,所以,在LED基板41上组装4个LED49。将每1个的LED49的正向电压设为3.5V,将4个LED49串联,在LED基板41上消耗21W的电力。因为在LED消耗这么多的电力,所以,产生的热量大,以容纳在第2读取滑架3的U字状的原稿输送路径12的截面内的散热板的大小,采用自然冷却的方法不能将LED49抑制在规定的温度以下。LED的规定以上的温度上升导致光量的降低、色度的变化、LED寿命的缩短,在最坏的情况下导致LED元件的破坏。
因此,使用由送风机构进行的强制冷却提高散热效果。在本实施例中,使用风扇70作为送风机构。风扇70的吸气口被配置在原稿输送装置A的外部装饰的近旁位置(未图示),以便从原稿输送装置A的外部装饰的外侧取入空气。在第2读取滑架3的光源单元61的安装LED49的那一侧的端部与风扇70之间配备管道71。从风扇70的排气口喷出的风在管道71内前进,主动地向第1散热板43和第2散热板47吹,将LED49抑制在规定的温度以下。
在本实施例中,来自送风机构的风虽然向第1散热板43及第2散热板47吹,进而向第2读取滑架3吹,但因为如上述的那样配置用于对第2读取滑架3内的光学部件进行保护的保护玻璃21,所以,异物不会进入到第2读取滑架3内。
在本实施例中,管道71的排气口的前端相对于第1散热板43的纵向的一端沿倾斜的位置设置。向第1散热板43吹的风从设置管道71的第1散热板43的纵向的一端向另一端沿第1散热板43的面前进。上述的第1散热板43的散热翅片的朝向配备成与第1散热板43的纵向平行。从管道71的排气口喷出的风不被其它的散热翅片阻碍地穿过第1散热板43的散热翅片之间。
图7是相对于图1所示的表示图像读取装置主体及原稿输送装置的整体构成的剖视图从正交的方向表示光源单元61的安装LED49的那一侧的端部和送风机构的配置的剖视图。第2散热板47的被折曲的区域的一部分超过第1散热板43的散热翅片的高度,延伸至沿管道71的排气口的外侧设置的位置。在第1散热板43的散热翅片与第2散热板47的被折曲的区域之间,形成空间I。从管道71的排气口排出的风的一部分向图7所示的第1散热板43的、最上部散热翅片43a的上侧喷出,碰到第2散热板47的被折曲的区域的内壁。其后,碰到内壁而弹回的风的一部分向最上部散热翅片43a前进,也存在进一步向最上部的散热翅片43a前进的风。通过此重复,第1散热板43的、最上部的散热翅片43a与第2散热板47的被折曲的区域效率良好地被冷却。
另外,当以光源单元61的安装LED49的那一侧为视点观看时,相对于第1散热板43的截面的轮廓,导热构件44的截面的轮廓被做成至少相同或较小的形状,以便上述的导热构件44不妨碍从管道71的排气口排出的风往第2散热板47的被折曲的区域的内壁去,并且不妨碍碰到内壁而弹回的风向最上部散热翅片43a前进。
并且,当以光源单元61的安装LED49的那一侧为视点观看时,相对于第1散热板43的截面的轮廓,绝缘构件48的截面的轮廓被做成至少相同或较小的形状,以便上述的绝缘构件48不妨碍从管道71的排气口排出的风往第2散热板47的被折曲的区域的内壁去,并且不妨碍碰到内壁而弹回的风向最上部散热翅片43a前进。
另外,在上述的实施方式中,第2散热板47的突出的区域也可不向第1散热板43的方向折曲。因为在第2散热板47的截面的轮廓中突出的区域的至少某一个面与绝缘构件48和第2框架40的哪一个都不接触,所以,来自送风机构的风碰到该面进行散热。
并且,在上述的实施方式中,第2散热板47的突出的区域也可向与第1散热板43的方向相反侧折曲。并且,第2散热板47当以光源单元61的安装LED49的那一侧为视点观看时,也可相对于第1散热板43的截面的轮廓不从第2散热板47的截面的轮廓突出地向与第1散热板43的方向相反侧折曲。当第2散热板47的至少一个面的至少其一部分具有与其它哪个部件都不接触的区域时,来自送风机构的风碰到该面进行散热。
在上述的实施方式中,第1散热板43由小螺钉45安装在第2框架40上,在第1散热板43与第2框架40之间将导热构件44、LED基板41、绝缘构件48、第2散热板47按照此顺序夹着构成。因此,第2框架40成为支承构件。然而,也可在第1散热板43与第2散热板47之间将导热构件44、LED基板41、绝缘构件48按照此顺序夹着构成。在此场合,第2散热板47成为支承构件。并且,第2散热板47的板厚也可相比第1散热板43的底座部分的板厚较厚。
发明不限于上述的实施方式,实施方式基于本发明的宗旨可进行各种变化,不将变形例从本发明的技术范围排除。
发明由于涉及图像读取装置,所以,具有在产业上利用的可能性。
附图标记说明:
A    原稿输送装置
H    图像读取装置主体
3    第2读取滑架
21   保护玻璃
22   导光构件
22a  导光构件突出片
40   第2框架
40c  LED基板安装部
41   LED基板
42   反射器
43   第1散热板
43a  最上部的散热翅片
44   导热构件
45   小螺钉
47   第2散热板
48   绝缘构件
49   LED
61   光源单元(线状照明装置)
70   风扇
71   管道

Claims (9)

1.一种线状照明装置,具备被用作光源的至少1个LED、从纵向的端部接受上述光源放射的光并在主扫描方向上使光扩散的细长的导光构件、树脂制的框架、对上述LED的温度上升进行抑制的送风机构;该线状照明装置的特征在于:
具备组装了上述LED的LED基板、
使上述LED产生的热从上述LED基板的组装有上述LED的面的相反面侧进行散热的第1散热板,和
使上述LED产生的热从上述LED基板的组装有上述LED的面侧进行散热的第2散热板;
按上述第2散热板、上述LED基板、上述第1散热板的顺序重叠地设置在具有对上述导光构件、上述LED基板、上述第1散热板和上述第2散热板进行支承的支承部的上述框架上;
上述送风机构配置在上述第1散热板的与上述LED基板相反的面侧;
当从与上述框架的纵向垂直的方向观看上述框架时,上述第2散热板的截面的轮廓具有相对于上述第1散热板的截面的轮廓突出的区域;
来自上述送风机构的风碰到上述第1散热板和上述第2散热板。
2.根据权利要求1所述的线状照明装置,其特征在于,上述第2散热板为平板状,为上述突出的区域在上述LED基板的轮廓的外侧向第1散热板的方向将平板折曲的形状。
3.根据权利要求2所述的线状照明装置,其特征在于,上述第1散热板在与上述LED基板接触的面上与该面垂直地设有多个板状的散热翅片,上述第2散热板的被折曲的平板的前端比上述第1散热板的散热翅片的前端长。
4.根据权利要求1所述的线状照明装置,其特征在于,上述送风机构是风扇,为了使由该风扇产生的风主动地碰到上述第1散热板和上述第2散热板,在该风扇的排气口侧具备管道。
5.根据权利要求4所述的线状照明装置,其特征在于,上述第2散热板的平板在上述LED基板的轮廓的外侧向上述第1散热板的方向被折曲,上述被折曲的平板的前端超过上述管道的排气口侧的前端,沿上述风扇的方向延伸设置。
6.根据权利要求1所述的线状照明装置,其特征在于,上述第2散热板的平板的板厚比与上述LED基板的面接触的上述第1散热板的面的板厚薄。
7.根据权利要求1所述的线状照明装置,其特征在于,在上述LED基板的组装有上述LED的那一面与上述第2散热板之间具备绝缘构件,该绝缘构件当从与上述框架的纵向垂直的方向观看上述框架时,相对于上述第1散热板的截面的轮廓,上述绝缘构件的轮廓至少相同或较小。
8.根据权利要求1所述的线状照明装置,其特征在于,具备从上述LED基板的组装有上述LED的那一面的相反侧向上述第1散热板传递上述LED产生的热的导热构件,该导热构件当从与上述框架的纵向垂直的方向观看上述框架时,相对于上述第1散热板的截面的轮廓,上述导热构件的轮廓至少相同或较小。
9.一种图像读取装置,其特征在于:具备权利要求1所述的线状照明装置、为了读取原稿面而将来自原稿的反射光向规定的方向引导的多个反射镜、对由上述多个反射镜引导的反射光进行会聚的透镜、对由上述透镜会聚的光进行光电转换的CCD。
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