CN1248482C - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
一种光源装置，包括一印刷电路板、复数个发光元件及复数个透光窗口。印刷电路板具有复数个排成一列的凹部形成于其一表面，每一凹部由切平顶部的椭圆形或长方形锥体形成，每一凹部具有一平面底部及一椭圆形或长方形截面，这些凹部沿着印刷电路板的排列方向排列。发光元件置放于每一凹部的平面底部上及透光窗口位于每一发光元件上方的凹部内。由于发光元件的封装结构，每一发光元件沿着在印刷电路板的排列方向具有一狭长型发光面积，使得发光元件于排列方向形成一线性光源，并且每一发光元件在此排列方向上具有增加的光通量。
Description
技术领域
本发明涉及一种线性光源装置，特别是涉及一种具有表面固晶型(surface mounting device type；SMD)发光元件的线性光源装置。
背景技术
一般影像撷取装置，例如扫描仪，是利用一种光源装置以产生扫描所需的光源，用以照射至欲扫描的稿件上，由影像撷取装置接收经稿件透射或反射的光，以撷取欲扫描稿件的影像，并将撷取的资料传回至个人计算机等进行影像处理。用以照射稿件的光源装置，一般而言产生的光源为线性光源，且此光源在扫描过程必须提供一个稳定不随时间变化亮度的光源。再者，在扫描过程此光源不同发光位置的光亮度差异也不能太大，以确保被撷取影像的亮度正确、不失真，尤其欲扫描影像为彩色影像时，此光源必须提供一稳定的白色光源，如此所撷取的影像在亮度、色彩的稳定度与欲扫描稿件的还原程度各方面都达到高品质。
一般使用的扫描光源为冷阴极灯管(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)或者为一条列状的发光二极管(light emitting diode)光源模块。参照图1A及图1B，以冷阴极灯管10为光源时，由于其光源无方向性地往四面八方发散16，故以一柱状的凹面反射片12聚集所产生的光线14，并照射至欲扫描稿件上。再者，冷阴极灯管10使用时，须先将冷阴极灯管10先进行热机，等待冷阴极灯管10的发光情形稳定后，才能执行扫描动作，以撷取所欲扫描的影像。冷阴极灯管10的平均使用寿命约一万小时，造成扫描光源使用寿命上的限制且发光效率不高，发光过程会产生非所需的大量热能，额外消耗大量能源，因此在时间及功率上有其先天上的缺点。
以发光二极管元件做为扫描光源时，除平均使用寿命约十万小时，大幅增加扫描光源的使用时间外，亦可以有效改善以冷阴极灯管10做为扫描光源时所需的热机过程，并且可达到开机后可立即扫描的便利性。参照图2A至图2C，显示一种由复数个表面固晶型(SMD type)发光二极管22形成的传统光源装置20。此些发光二极管22排成一列，平行于影像撷取装置的一光感测元件线性数组。传统的光源装置20包括一印刷电路板21，具有复数个排成一列的凹部23形成于其一表面，每一凹部23由切平顶部的圆形锥体(truncated circular cone)形成，每一凹部23具有一平面底部24供置放一个发光二极管22。一透光塑料密封物(transparent plastic sealing)25装填于发光二极管22上方的凹部23内。参照图2B，由于发光二极管22的封装结构，每一个发光二极管22朝向印刷电路板21外部具有一轴向对称发光面积，即圆形发光面积。当使用光源装置20做为影像撷取装置的线性光源时，每一个发光二极管22沿着印刷电路板21横向方向的光束将被浪费掉。因此，需要在印刷电路板21上置放多个发光二极管22，以达到所要求的发光强度。如此一来，无法降低光源装置20的制造成本，发光二极管22所需要的功率亦无法降低。
图3A至图3C，显示另一种由复数个表面固晶型发光二极管32形成的传统光源装置30。此些发光二极管32排成一列，平行于影像撷取装置的一光感测元件线性数组。传统的光源装置30包括一印刷电路板31，具有复数个排成一列的凹部33形成于其一表面，每一凹部33由切平顶部的正方形锥体(truncated square cone)形成，每一凹部33具有一平面底部34供置放一个发光二极管32。一透光塑料密封物(transparent plastic sealing)35装填于发光二极管32上方的凹部33内。参照图2B，由于发光二极管32的封装结构，每一个发光二极管32朝向印刷电路板31外部具有一轴向对称发光面积，即正方形发光面积。当使用光源装置30做为影像撷取装置的线性光源时，每一个发光二极管32沿着印刷电路板31横向方向的光束将被浪费掉。因此，光源装置30同样面临上述问题。
据此，亟待提供一种具有固晶型发光元件的光源装置，改变发光元件的封装结构，以解决上述问题的缺陷。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光源装置，该装置具有表面固晶型发光元件以形成线性光源，其中通过发光元件的封装结构，使每一个发光元件沿着线性光源方向具有一狭长型发光面积，以使每一个发光元件在此方向的光通量(luminance flux)增加，进而可减少发光元件的个数。
本发明的另一目的是提供一种光源装置，其中通过发光元件封装结构，可使用较少个数的发光元件形成线性光源，而仍可维持所需要的发光强度。通过此，可有更多的功率供给每一个发光元件，以增加其光通量，进而缩短扫描时间。
本发明的又一目的是提供一种光源装置，其可使用较少个数的发光元件以形成线性光源，而每一个发光元件可被供给更多的功率，以增加其光通量，以使本发明光源装置适用于高速扫描仪。
根据以上所述的目的，本发明提供一种光源装置，包括一印刷电路板、复数个发光元件(light emitting element)及复数个透光窗口(emission-permeable window)。印刷电路板具有复数个排成一列的凹部形成于其一表面，每一凹部由切平顶部的椭圆形(truncated ellipticalcone)或长方形锥体(truncated rectangular cone)形成，每一凹部具有一平面底部及一椭圆形或长方形截面，这些凹部沿着印刷电路板的排列方向排列。发光元件置放于每一凹部的平面底部上及透光窗口位于每一发光元件上方的凹部内。
由于本明发光元件的封装结构，每一发光元件沿着在印刷电路板的排列方向具有一狭长型发光面积(elongated illumination area)，使得发光元件于排列方向形成一线性光源，并且每一发光元件在此排列方向上具有增加的光通量。本发明光源装置的发光元件的使用个数故可减少，而仍可维持所需要的光源发光强度。因此，可降低本发明光源装置的制造成本。再者，可供给更多功率予每一发光元件，以进一步增加其光通量，进而可缩短扫描时间。
本发明的目的及诸多优点通过以下具体实施例详细说明，并参照所示附图，将趋于明了。
附图说明
图1A为使用一冷阴极灯管的一传统光源装置的顶视示意图；
图1B为图1A的传统光源装置的一截面示意图；
图2A为使用表面固晶型发光二极管元件的一传统线性光源装置的透视示意图；
图2B为图2A的传统线性光源装置的顶视示意图；
图2C为图2A的传统线性光源装置其纵向方向的截面示意图；
图3A为使用另一种表面固晶型发光二极管元件的另一传统线性光源装置的透视示意图；
图3B为图3A的传统线性光源装置的顶视示意图；
图3C为图3A的传统线性光源装置其纵向方向的截面示意图；
图4A为本发明一第一具体实施例的一光源装置的顶视示意图；
图4B为图4A的光源装置其纵向方向的截面示意图；
图4C为图4A的光源装置其横向方向的截面示意图；
图5A为本发明一第二具体实施例的一光源装置的顶视示意图；
图5B为图5A的光源装置其纵向方向的截面示意图；及
图5C为图5A的光源装置其横向方向的截面示意图。
图中符号说明
10 冷阴极管
12 凹面反射片
14 反射光
16 发射光
20 光源装置
21 印刷电路板
22 发光二极管
23 凹部
24 平面底部
25 透光塑料密封物
30 光源装置
31 印刷电路板
32 发光二极管
33 凹部
34 平面底部
35 透光塑料密封物
40 光源装置
41 印刷电路板
42 凹部
43 发光元件
44 透光窗口
45 平面底部
50 光源装置
51 印刷电路板
52 凹部
53 发光元件
54 透光窗口
55 平面底部
具体实施方式
本发明提供一种具有表面固晶型发光元件的光源装置，通过发光元件的封装结构，使每一发光元件具有一非轴向对称发光面积，例如一狭长型发光面积，以使每一发光元件的光通量(luminance flux)集中在发光元件的线性排列方向上，也就是说，使每一发光元件在此线性排列方向上的光通量增加。本发明光源装置适用于线性光源产品，可使用较少数目的发光元件，而仍维持需要的光源发光强度。本发明光源装置不仅可降低制造成本，亦可供给更多的功率予每一个发光元件，增加其发光强度，以缩短扫描时间或使本发明光源装置适用于高速扫描仪。
图4A至图4C为显示本发明一第一具体实施例的一光源装置40，其包括一印刷电路板41、复数个发光元件43及复数个透光窗口(emission-permeable window)44。印刷电路板41具有复数个排成一列的凹部42形成于其一表面，每一凹部42由切平顶部的椭圆形锥体形成。每一凹部42具有一平面底部45及一椭圆形截面，这些凹部42沿着印刷电路板41的排列方向排列。发光元件43置放于每一凹部42的平面底部45上，以构成一线性光源。此线性光源平行于一影像撷取装置的一光感测元件线性数组。透光窗口44位于每一发光元件43上方的凹部42内。发光元件43可以是一发光二极管，例如白光发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管。透光窗口45可以是透光塑料密封物(transparent plastic sealing)，例如环氧树脂(epoxy resin)。
参照图4A，每一发光元件43具有一切平顶部椭圆形锥体(truncated elliptical cone)的封装结构，每一发光元件43朝印刷电路板41外部具有一椭圆形发光面积。此椭圆形发光面积的一长轴平行于发光元件43的线性排列方向，及其一短轴垂直于发光元件43的线性排列方向。因此，如图4B及图4C所示，每一发光元件43在椭圆形发光面积长轴方向的最大发光角度θ1大于在椭圆形发光面积短轴方向的最大发光角度θ2。每一发光元件43的光通量集中在椭圆形发光面积的长轴方向，使沿着长轴方向的光通量增加。本发明第一具体实施例的光源装置40可提供一具有狭长发光面积的线性光源平行于一影像撷取装置的一光感测元件线性数组。由于每一发光元件43平行于光传感器线性数组方向的光通量增加，故光源装置40可使用较少数目的发光元件43，而仍能达到所要求的光源发光强度。本发明光源装置40的制造成本因而可降低。
图5A至图5C显示本发明一第二具体实施例的一光源装置50，其包括一印刷电路板51、复数个发光元件53及复数个透光窗口(emission-permeable window)54。印刷电路板51具有复数个排成一列的凹部52形成于其一表面，每一凹部52由切平顶部的长方形锥体形成。每一凹部52具有一平面底部55及一长方形截面，这些凹部52沿着印刷电路板51的排列方向排列。发光元件53置放于每一凹部52的平面底部55上，以构成一线性光源。此线性光源平行于一影像撷取装置的一光感测元件线性数组。透光窗口54位于每一发光元件53上方的凹部52内。发光元件53可以是一发光二极管，例如白光发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管。透光窗口55可以是透光塑料密封物(transparent plastic sealing)，例如环氧树脂(epoxy resin)。
参照图5A，每一发光元件53具有一切平顶部长方形锥体(truncated rectangular cone)的封装结构，每一发光元件53朝印刷电路板51外部具有一长方形发光面积。此长方形发光面积的一长边平行于发光元件53的线性排列方向，及其一短边垂直于发光元件53的线性排列方向。因此，如图5B及图5C所示，每一发光元件53在长方形发光面积长边方向的最大发光角度θ1大于在长方形发光面积短边方向的最大发光角度θ2。每一发光元件53的光通量集中在长方形发光面积的长边方向，使沿着长边方向的光通量增加。本发明第二具体实施例的光源装置50可提供一具有狭长发光面积的线性光源平行于一影像撷取装置的一光感测元件线性数组。由于每一发光元件53平行于光传感器线性数组方向的光通量增加，故光源装置50可使用较少数目的发光元件53，而仍能达到所要求的光源发光强度。本发明光源装置50的制造成本因而可降低。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在所述的申请专利范围内。
Claims (10)
1.一种光源装置，其特征在于，包括：
一印刷电路板，具有复数个排成一列的凹部形成于其一表面，每一该凹部由切平顶部的椭圆形锥体形成，每一该凹部具有一平面底部及一椭圆形截面，这些凹部沿着该印刷电路板的排列方向排列；
复数个发光元件，该发光元件置放于每一该凹部的该平面底部上；
复数个透光窗口位于每一该发光元件上方的该凹部内。
2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述的发光元件包含一发光二极管。
3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，上述的发光二极管选自白光发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管。
4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述的透光窗口的材料是一种透光塑料密封物。
5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于，上述的透光窗口的材料是一种环氧树脂。
6.一种光源装置，其特征在于，包括：
一印刷电路板，具有复数个排成一列的凹部形成于其一表面，每一该凹部由切平顶部的长方形锥体形成，每一该凹部具有一平面底部及一长方形截面，这些凹部沿着该印刷电路板的排列方向排列；
复数个发光元件，该发光元件置放于每一该凹部的该平面底部上；
复数个透光窗口位于每一该发光元件上方的该凹部内。
7.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于，上述的发光元件包含一发光二极管。
8.如权利要求7所述的光源装置，其特征在于，上述的发光二极管选自白光发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管。
9.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于，上述的透光窗口的材料是一种透光塑料密封物。
10.如权利要求9所述的光源装置，其特征在于，上述的透光窗口的材料是一种环氧树脂。
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