CN109541734A - 一种超微距增亮膜及光源增益模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超微距增亮膜以及光源增益模组，该超微距增亮膜的下表面呈平面，上表面形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿，超微距增亮膜整体采用聚甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚合物制成，且折射率为1.47～1.54。通过本发明所揭示的一种超微距增亮膜，显著地改善了光线透过超微距增亮膜时所产生的光源虚耗的问题，提高了光源的利用率及光均匀度，同时实现提供全波段的照明效果，并最终提高了CIS的成像效果。

Description

一种超微距增亮膜及光源增益模组

技术领域

本发明涉及光学聚光系统技术领域，尤其涉及一种超微距增亮膜及基于该超微距增亮膜所形成的一种光源增益模组。

背景技术

接触式图像传感器(Contact Image Sensor，CIS)，用在扫描仪中，是将感光单元紧密排列，直接收集被扫描稿件反射的光线信息。CIS由LEn光源阵列(Leo light source)、微自聚焦棒状透镜阵列(Rod Lens array)、光电传感器阵列(CMOS image sensor array)及其电路板、保护玻璃、接口、外壳等部分组成。其中，微自聚焦棒状透镜阵列(Rod Lensarray)的顶部设置紫外光光源增益模组。该紫外光光源增益模组的具体安装位置，请参公开号为CN108040187A的中国发明专利所示。

现有技术中的CIS中的光源发光模组(即上文所述的微自聚焦棒状透镜阵列)中使用一般光源(波长420～700nm)配合红外光(波长700～950nm)及紫外光(波长320～420nm)光源应用于CIS上；同时，现有技术的光源发光模组以直下式数组光源进行其应用。因光源发光发散光特性导致直下数组式发光横向会产“连波效应”(Ripple Effect)，从而导致纵向发散光能量衡损失大，光源的使用效率低(即光损失)，且空间不足无法同时满足光源贴附于放置以克服连波效应，固以微结构扩散薄膜放置，整光使原本大角度的光线整光直向导向，以满足紫外光、可见光及红外光的照明需求。

为了改善光源虚耗的问题，以及在不增加耗电功率的情况之下使用光学棱镜片薄膜BEF(Prism Film-Brightness EnhancementFilm)以软塑性光学材料，利用光折射及密介质进入疏介质特定角度会发生全反射特性以及材料选择使折射率改变光路径，使光源光方向改变，可实现LED照明功能，但是现有技术中的BEF薄膜的缺点其能量只适用于短距，同时，现有技术中的BEF薄膜无法实现全波段的照明效果，导致CIS对光源的限制性较高。

有鉴于此，有必要对现有技术中的光源增益模组予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种超微距增亮膜，改善光线透过超微距增亮膜时所产生的光源虚耗的问题，以提高光源的利用率，并提高成像的光均匀度，同时实现提供全波段的照明效果，以提高CIS的成像效果；同时，本发明还公开了一种基于该超微距增量膜的光源增益模组。

为实现上述第一个目的，本发明提供了一种超微距增亮膜，其下表面呈平面，上表面形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿，所述超微距增亮膜整体采用聚甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚合物制成，且折射率为1.47～1.54。

作为本发明的进一步改进，所述超微距增亮膜的折射率为1.48～1.52。

作为本发明的进一步改进，所述超微距增亮膜的折射率为1.49。

作为本发明的进一步改进，向下表面射入光线的波长为325～940nm，所述射入光线对超微距增亮膜的穿透率为90％，所述超微距增亮膜雾度为70％～90％。

作为本发明的进一步改进，相邻两个锯齿底部所形成的夹角为110度。

作为本发明的进一步改进，相邻两个三角形的锯齿的峰尖之间的距离为10～80微米。

同时，本发明还公开了一种光源增益模组，包括：光源，以及上述任一项权利要求所述的超微距增亮膜，所述超微距增亮膜位于所述光源的上方。

作为本发明的进一步改进，超微距增亮膜的下表面呈平面，上表面形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿，所述光源发出的光线射入下表面并从上表面射出。

作为本发明的进一步改进，所述光源至超微距增亮膜的下表面之间的距离为a，所述三角形的锯齿底部的宽度为b，所述三角形的锯齿的高度为c，并满足函数关系a＝kb+c，其中，系数k＝5～10。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明所揭示的一种超微距增亮膜，显著地改善了光线透过超微距增亮膜时所产生的光源虚耗的问题，提高了光源的利用率及光均匀度，有效地解决了“连波效应”；同时实现提供全波段的照明效果，并最终提高了CIS的成像效果。

附图说明

图1为待扫描的图像；

图2为波长365nm的光源且不采用本发明所揭示的超微距增亮膜通过CIS扫描所得的图像；

图3为波长365nm光源且使用本发明所揭示的超微距增亮膜通过CIS扫描所得的图像；

图4为本发明一种超微距增亮膜沿垂直于呈三角形的锯齿方向剖切该超微距增亮膜所形成的局部剖视图；

图5为基于图4所揭示的超微距增亮膜所形成的一种光源增益模组的局部剖视图，并示出了光源射入该超微距增亮膜所形成的光学路径。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例一：

请结合图1至图5所示，其揭示了一种超微距增亮膜。上述超微距增亮膜及光源增益模组安装于CIS中的光源发光模组中，以实现对光源20所发出的呈现较为散射的入射光线进行

该超微距增亮膜基于三棱镜的原理，当光线从密介质进入到疏介质(例如水进入到空气)当角度大于临界角(材料折射率决定临界角)将会产生全反射，使原本四散的光线透过超微距增亮膜10而实现了横向集中，从而增加正向光亮，以解决光源虚耗的问题，以增加横向均匀度，从而显著地降低了连波现象。同时，使原本大角度的光线实现整光直向导向，以满足紫外光、可见光、红外光之照明需求。

参图4及图5所示，在实施方式中，该光源20为数组式LED，并等间距地设置于超微距增亮膜10的下方。一种超微距增亮膜10，其下表面101呈平面，上表面102形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿103，超微距增亮膜10整体采用聚甲基丙烯酸甲酯制成，且折射率为1.54。

具体的，在实施例中，该超微距增亮膜10的折射率为1.52。向下表面101射入光线的波长为325～940nm，射入光线对超微距增亮膜10的穿透率为90％，所述超微距增亮膜10雾度为70％。相邻两个锯齿103底部所形成的夹角为110度，即三角形的锯齿103a与三角形的锯齿103b底部所形成的夹角为110度。通过将相邻两个锯齿103底部所形成的夹角为110度，能够降低全反射现象，使得呈散射的入射光线通过该超微距增亮膜10后从而使得原本大角度的光线整光直向导向。同时，该三角形的锯齿103a的峰尖113a与三角形的锯齿103b的峰尖113b之间的距离可为10～80微米。

实施例二：

本实施例与实施例一所揭示的一种超微距增亮膜，其主要区别在于，在本实施例中，该超微距增亮膜10的折射率为1.49，且该超微距增亮膜10整体丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚合物。超微距增亮膜10雾度为90％。本申请所揭示的一种超微距增亮膜最优选采用该丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚合物(即ABS)制成。

参图1～图3所示，通过本所揭示的超微距增亮膜对图1所示出的待扫描图形分别采用不带有及带有本发明所揭示的超微距增亮膜通过CIS进行扫描后所得到的图像可知，图2所示出的竹子轮廓不清晰且亮度明显偏暗，反观图3所示，且扫描得到的竹子轮廓清晰且亮度较高。由此可见，通过本实施例所揭示的超微距增亮膜能够显著增强对待扫描图像中的竹子轮廓的细节展示效果，并使得扫描后的图像亮度增加。

本实施与实施例一中相同的技术特征请参实施例一所示，在此不再赘述。

实施例三：

本实施例与实施例一或者实施例二所揭示的一种超微距增亮膜，其主要区别在于，在本实施例中，该超微距增亮膜10的折射率为1.47，且该超微距增亮膜10整体丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚合物。超微距增亮膜10雾度为85％。本实施与实施例一或者实施例二中相同的技术特征请参实施例一所示，在此不再赘述。

实施例四：

本实施例揭示了一种光源增益模组，其包括：光源20，以及上述实施例一至实施例三中任一个实施例所揭示的超微距增亮膜10，所述超微距增亮膜10位于所述光源20的上方。超微距增亮膜10的下表面101呈平面，上表面102形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿103，所述光源20发出的光线射入下表面101并从上表面102射出。光源20至超微距增亮膜10的下表面101之间的距离为a，所述三角形的锯齿103底部的宽度为b，所述三角形的锯齿103的高度为c，并满足函数关系a＝kb+c，其中，系数k＝5～10。

参图5所示，在本实施方式中，从光源20发出的入射光线21从下表面101处射入，经过折射后形成折射光线22，并最终从上表面102发生折射后形成折射光线23；同理所述，从光源20发出的入射光线24从下表面101处射入，经过折射后形成折射光线25，并最终从上表面102发生折射后形成折射光线26。由此可见，自光源20发出的散状的入射光线通过该超微距增亮膜10发生折射后，并最大程度地避免了全反射现象，从而使得从上表面102射出的折射光线23、26较为均匀，从而使得原本大角度的光线整光直向导向，以满足紫外光、可见光及红外光之照明需求。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种超微距增亮膜(10)，其特征在于，其下表面(101)呈平面，上表面(102)形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿(103)，所述超微距增亮膜(10)整体采用聚甲基丙烯酸甲酯或者丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚合物制成，且折射率为1.47～1.54。

2.根据权利要求1所述的超微距增亮膜，其特征在于，所述超微距增亮膜(10)的折射率为1.48～1.52。

3.根据权利要求2所述的超微距增亮膜，其特征在于，所述超微距增亮膜(10)的折射率为1.49。

4.根据权利要求1所述的超微距增亮膜，其特征在于，向下表面(101)射入光线的波长为325～940nm，所述射入光线对超微距增亮膜(10)的穿透率为90％，所述超微距增亮膜(10)雾度为70％～90％。

5.根据权利要求4所述的超微距增亮膜，其特征在于，相邻两个锯齿(103)底部所形成的夹角为110度。

6.根据权利要求1所述的超微距增亮膜，其特征在于，相邻两个三角形的锯齿(103)的峰尖之间的距离为10～80微米。

7.一种光源增益模组，其特征在于，包括：光源(20)，以及上述任一项权利要求所述的超微距增亮膜(10)，所述超微距增亮膜(10)位于所述光源(20)的上方。

8.根据权利要求7所述的光源增益模组，其特征在于，超微距增亮膜(10)的下表面(101)呈平面，上表面(102)形成若干规则布置且横截面呈三角形的锯齿(103)，所述光源(20)发出的光线射入下表面(101)并从上表面(102)射出。

9.根据权利要求8所述的光源增益模组，其特征在于，所述光源(20)至超微距增亮膜(10)的下表面(101)之间的距离为a，所述三角形的锯齿(103)底部的宽度为b，所述三角形的锯齿(103)的高度为c，并满足函数关系a＝kb+c，其中，系数k＝5～10。