JP2005167677A

JP2005167677A - 走査機の光源モジュール構造

Info

Publication number: JP2005167677A
Application number: JP2003404424A
Authority: JP
Inventors: Ling-Ta Su; 鈴達蘇; Okuun O; 憶▲うん▼ 王
Original assignee: Creative Sensor Inc
Current assignee: Creative Sensor Inc
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】光源から発生した光分布の不均一の問題を改善する、走査機の光モジュール構造を提供する。
【解決手段】本発明は走査機の光源モジュール構造に関するものであって、内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、前記ケーシング内に設置されると共に前記感光素子と互いに平行するレンズと、前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一有機発光素子アセンブリと、を備えてなり、その中で、前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光を前記レンズを通して感光素子上にフォーカスされることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は走査機の光源モジュール構造に関し、特に、接触式映像センサ（Contact Image Sensor : CIS）技術を使用する走査機の光源モジュール構造に関する。

走査機の工作原理は、光源により発生した光線を走査すべきファイル上に照射し、レンズ組の反射を経過して再度チャージ結合テバイス（ＣＣＤ）又は相補型モス（Complementary MOS）の上にフォーカスして受光させた後、このタイプの感光素子を利用して光の信号を電気信号に変換させることにより、ディジタル画素データを生ずることにある。この走査の過程において、ＣＣＤは映像上における不同領域から反射して来た不同強度の光を検出できるので、紙上の比較的暗い領域が比較的少い光を反射し、比較的明るい領域が比較的多い光を反射する原理を利用すれば、ＣＣＤにより反射された光波をアナログの電気信号に転換することが出来、この際、この電気信号が光の強度と正比例するので、最後再度走査機と相容れる文字又は映像走査ソフトウェアを使用してこれらのデータを読入れ、これをコンピュータ・イメージ・ファイルにリセットする。

優れた走査機の撮像は成熟な光制御技術に依頼するので、光源（光発生器）は品質が重要であるばかりでなく、走査機の運転に影響する主要素子の一つである。
現在主流となる走査機撮像方法はモジュール化の形態をなし、光源、柱状レンズ、センサ基板及びケーシング等を一体に組合せた接触式映像センサ（ＣＩＳ）技術である。その中で、光源の製作技術方面においては、冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp ; CCFL）を光源素子として使用しているが、製造してできた体積が大き過ぎるので、組立てた後のＣＩＳモジュールのサイズが市場の需要にあまり適合しないという問題を引起している。したがって、従来の技術に発光ダイオード（ＬＦＤ）又はＬＦＤアレイを光源素材とする改良技術が出現した。

（１）図１は従来技術において発光ダイオードを走査機光源とした光源構造図である。図において光源構造１０は導光体（Selguid）１１を利用してその片側に設けられた発光ダイオード１２により生じられた光線を他の側に導入し、つまり、導光体自体の特殊的物理性質を利用して、点光源を線状光源に変換し、光線を均一に発射させるようにするものである。しかしながら、この種の構造においては、射出光線の均一度は導光体１１の材質又は製作品質の優劣に応じて異なり、ひいては映像の光感度非一致性（Pho to Respons Non Uniformity ; PRNU）の値に影響する他、走査機のサイズが長い場合に、光線と発光ダイオード１２との距離が遠ければ遠いほどその場所の輝度が益々制御しにくくなる。したがって、図２に示すように影響も益々大きくなってくる。勿論、導光体１１の設計変更を光線均一度の問題を解決する方法とすることが出来るが、それを最適化とするには反復設計及び、試験を経過してから得られるので、時間、労力がかかり、多大なコストを消費しなければならない。

（２）図３は従来技術において発光ダイオードを走査機光源とした光源構造図である。図において光源構造２０は発光ダイオード２０と、ロッド・レンズ２２と、回路板（ＰＣＢ）２３と、ケーシング２４とにより構成されてなるものである。上記の点光源の技術と異なるところは、この技術は複数の発光ダイオードをアレイに配列したことにより、光源から遠く離れた所の輝度が容易に制御できない従来の問題を改善することを企図することにある。しかしながら、発光ダイオード・アレイ２１の間にはなおボイドが存在しており、特に、比較的高い映像解析度を要求する走査機にあっては、それが光源射出及びロッド・レンズ２２を通して反射した後に発生する分布不均一を引起す現象は、なお映像品質の良否に厳重に影響する。

したがって、出願人は上記従来の技術の欠点にかんがみ、鋭意試験と研究とを重ねた結果、ついに「走査機の光源モジュール構造」を案出した。

本発明の主たる目的は、有機発光素子を走査機の光源モジュール構造を製作する素材とし、それが自発光、無視角、省電気、簡易プロセス、低コスト、全カラー化、操作温度の広範囲、及び高反応速度等の利点を有することにより、従来の発光ダイオードを光源として発生した光分布の不均一の問題を改善する、走査機の光モジュール構造を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る光源モジュール構造は走査機に応用されるものであって、内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、前記ケーシング内に設置されると共に、前記感光素子と互いに平行するレンズと、前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一低分子有機発光ダイオード（Orga nic Light Emitting Diod : OLED）アセンブリとを備えてなり、その中で、前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光は前記レンズを通して、前記感光素子上にフォーカスされる（請求項１に対応）。

上記本発明に係る光源モジュール構造において、
前記ケーシングはさらに、前記光源及び前記反射光の透過に供する透明ケーシング面を備え、及び
この透明ケーシング面はガラスである（請求項２に対応）。
また、上記本発明に係る光源モジュール構造において、
前記感光素子はチャージ結合デバイス（ＣＣＤ）、相補型モス（Complementary MOS）又はその他光電変換性を具備した素子であり、
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリは可撓式印刷回路板（Flexible Print Circuit ; PPC）又は任意種類の接続器により前記第１の回路板に電気的に接続されるものである（請求項３に対応）。

また、上記本発明に係る光源モジュール構造において、
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリにより提供された光源は単色光又は３原色光であり、
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリの画素パターンの形状及び配列方式は任意に設計可能であり、及び
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリは複数個であり、そして配列（Tiling）技術又はアレイ技術により所要のサイズに製作される（請求項４に対応）。

また、上記本発明に係る光源モジュール構造において、
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリは前記ケーシング内の第２の回路板上に設置されており、そしてこの第２の回路板により該低分子有機発光ダイオード・アセンブリの発光機能を制御するものであり、
前記第２の回路板は可撓式印刷回路板又は任意種類の接続器により前記第１の回路板に電気的に接続されてなり、及び
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリの基材（Substrate）はガラス、プラスチック、金属又は可撓式フィルムである（請求項５に対応）。

さらには、上記目的を達成するための、本発明の他のアイデアによる光源モジュール構造は走査機に応用されるものであって、内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、前記ケーシング内に設置されると共に、前記感光素子と互いに平行するレンズと、前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一高分子有機発光ダイオード・アセンブリと、を備えてなり、その中で、前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光は前記レンズを通して前記感光素子上にフォーカスされる（請求項６に対応）。

上記本発明の他のアイデアによる光源モジュールにおいて、
前記ケーシングはさらに、前記光源及び前記反射光の透過に供される透明ケーシング面を備え、及び
この透明ケーシング面はガラスである。
また、上記本発明の他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記感光素子はチャージ結合デバイス（ＣＣＤ）、相補型モス（Complementary MOS）又はその他光電転換性を具備した素子である。

また、上記他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記高分子有機発光ダイオード・アセンブリの画素パターンの形状及び配列方式は任意に設計可能であり、
前記高分子有機発光ダイオード・アセンブリにより提供された光源は単色光又は三原色光であり、及び
前記高分子有機発光ダイオード・アセンブリは複数個であり、そして配列技術又はアレイ技術により所要のサイズに製作される。

また上記本発明の他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記高分子有機発光ダイオード・アセンブリは前記ケーシング内の第２の回路板に設置されており、そしてこの第２の回路板により該高分子有機発光ダイオード・アセンブリの発光機能を制御するものであり、
前記第２の回路板は可撓式印刷回路板又は任意種類の接続器により接続されてなり、及び
前記高分子有機発光ダイオード・アセンブリの基材はガラス、プラスチック、金属又は可撓式フィルムである。

さらには上記目的を達成するための本発明の又他のアイデアによる光源モジュール構造は走査機に応用されるものであって、内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、前記ケーシング内に設置されると共に前記感光素子と互いに平行するレンズと、前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一有機発光（Organie Electro Lumi-nescent）素子アセンブリと、を備えてなり、その中で、前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光は前記レンズを通して前記感光素子上にフォーカスされる（請求項７に対応）。

上記本発明の又他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記ケーシングはさらに、前記光源及び前記反射光の透過に供される透明ケーシング面を備え、及び
この透明ケーシング面はガラスである。
また上記本発明の又他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記感光素子はチャージ結合デバイス（ＣＣＤ）、相補型モス（Complementary MOS）又はその他光電転換性を具備した素子である。

また上記本発明の又他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記有機発光素子アセンブリにより提供された光源は単色光又は三原色光であり、
前記有機発光素子アセンブリの画素パターンの形状及び配列方式は任意に設計可能であり、及び
前記有機発光素子アセンブリは複数個であり、そして配列技術又はアレイ技術により所要のサイズに製作される。

また上記本発明の又他のアイデアによる光源モジュール構造において、
前記有機発光素子アセンブリは可撓式印刷回路板（ＦＣＣ）又は任意種類の接続器により前記第１の回路板に電気的に接続されてなり、
前記有機発光素子アセンブリは前記ケーシング内の第２の回路板上に設置されており、そしてこの第２の回路板により該有機発光素子アセンブリの発光機能を制御し、
前記第２の回路板は可撓式回路板又は任意種類の接続器により前記第１の回路板に電気的に接続されてなり、及び
前記有機発光素子アセンブリの基材はガラス、プラスチック、金属又は可撓式フィルムである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の最適な実施の形態を説明する。
図４は本発明の好適な実施例の走査機光源モジュール構造を示す図である。図に示すように、該走査機光源モジュール構造は、ケーシング３１と、回路板３２と、感光素子３３と、レンズ３４と、光源装置３５とにより構成されている。その中で、ケーシング３１内のケーシング面は時にはガラス製の透明パネル３１１に製作されることがあり、そして光源装置３５は図に示すように可撓式印刷回路板３５１又はその他任意種類の接続器を通して回路板３２に電気的に接続され、又は別の回路板（図示せず）上に設置され、可撓式印刷回路板３５１又はその他方式により回路板３２と電気的に接続させることにより、当該回路板を通して光源装置３５の発光機能を制御することが出来る。

本発明と従来の技術との最も異なるところは、本発明においては、低分子有機発光ダイオード等の有機発光素子を光源装置３５の構成素材とした場合、有機発光素子が慣用の発光ダイオード（ＬＥＤ）より、自発光、無視角、省電気、簡易プロセス、低コスト、全色彩化、操作温度の広範囲及び高反応速度等において優れていることから、これを走査機の平面光源上に応用すると最適な利益が得られる利点を有することにある。

次に図５は本発明の別の好適な実施例の走査機光源モジュール構造を示す図である。図において、感光素子３３は回路板３２上に設置されていると共に回路板３２と電気的に接続されてなり、この感光素子３３の製作素材はチャージ結合デバイス（ＣＣＤ）、相補型モス（Complementary MOS）又はその他光電変換特性を有する素子を使用することが出来る。そして、走査機が走査すべき物件（図示せず）を走査すると、有機発光素子よりなる光源装置３５により光が発生し、この光は透明パネル３１１を透過した後再度走査すべき物件に反射され、この反射光がレンズ３４により集中して感光素子３３上にフォーカスされる。しかる後、回路板３２上のその他の電子素子の稼動を通して該感光素子３３が受光した光信号を電子信号に変換することにより映像データが発生する。

走査機の外形及びサイズは用途、銘柄又はタイプに応じて異なるので、有機発光素子よりなる光源装置３５は外形設計、数量及び空間配置上において需要に応じて自在に変更しなければならない。図５の光源装置３５は需要に応じて設計された配置方式である。当然、図４又は図５を問わず、いずれも本発明の技術特徴に基づいてなされた具体的な実施態様にすぎず、本発明はこの図示の配列方式に限定されるものでない。つまり、光源装置３５より発した光線の分布が均一であればよく、光源装置３５の外形設計、使用数及び空間配置等はいずれも任意に変更することが出来る。

上記に説明したものはいずれも走査機及びその内部の光源モジュールを主要構造として述べているが、本発明の技術的特徴に基づいて応用されるものはこれに制限されない。例えば図６に示すように光源装置は有機発光素子を単色、長尺形の方式に製作することが出来、その単色光は白色光又はその他の色の光にすることが出来る。

また、単色光の光源配置の他に、本発明による光源モジュールは三原色の方式で製作されることも出来る。図７〜図９は不同の画素配置方式で製作された光源モジュールの見取図である。その中で、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）及び青色光（Ｂ）を主とした有機発光素子は図７の方式のように長尺状の方式で製作され、又は図８及び図９のように三原色の有機発光素子を段差配列又は交錯配列方式に配列することが出来る。同様に、画素パターンは方形、円形、六角形不規則形又はその他任意の形状にすることが出来、そしてパターンの配列方式は需要及び設計に基づいて変更できる。現今業界で流行している配列及びアレイ技術はいずれも採用できる方式である。

要するに、本発明の技術は有機発光素子を走査機光源モジュール構造の発光主体としたものであり、従来の発光ダイオード素子に比べてより多くの利点を有している。先ず、有機発光素子は一種の平面光源であり、本発明の技術を利用して組立配列して走査機のサイズに副うようにすることが出来ると同時に、各画素から走査すべきファイル（反射面）までの距離がいずれも一致しているので、光源から走査すべきファイルに照射した後さらに感光素子へ反射返す距離はいかなる点においても凡そ同一の照度を有している。したがって、同一走査線上における画素の光電転換の均一度は従来の技術のように光源の均一度がよくないために誤差が生ずる等のような問題がない。次に、有機発光素子は無間隔の長尺形又は極めて小さい間隔の画素のタイプにすることが出来、この場合、後者の最小間隔は甚だしくは４０μｍよりも小さくすることが出来る。次に有機発光素子の反応時間は０．１のマイクロ・セコンド等級であり、正確度上大幅に向上されたので、感光素子に対するセンシングはより正確であり、効率がよい。最後に有機発光素子の基材はガラス、プラスチック、金属又は可撓式フィルムが使用されるので、体積が頗る薄く、接触式映像センサ（ＣＩＳ）技術により製作された走査機光源モジュール構造の厚さの減少に寄与する事が出来、甚だしくは０．２ｍｍ程度までに減少することが出来る。

上記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に説明ためのもので、当然本発明の技術的思想はこれに限定されず、添付のクレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、置換、修飾等はいずれも本発明の技術的範囲に属する。

従来の技術において、発光ダイオードを走査機光源とした光源構造を示す図である。図１に基づいて絵いた導光見取図である。従来の技術において、発光ダイオード・アレイを走査機光源とした光源構造を示す図である。本発明に係る好適な実施例の走査機光源モジュール構造図である。本発明に係る他の好適な実施例の走査機光源モジュール構造図である。本発明の単色有機発光素子により製作された長尺形光源上視図である。本発明の三原色有機発光素子の画素配列方式見取図である。本発明の三原色有機発光素子の画素配列方式見取図である。本発明の三原色有機発光素子の画素配列方式見取図である。

符号の説明

１０…有機発光ダイオード・アレイ１１…導光体１２…発光ダイオード２０…光源構造２１…発光ダイオード・アレイ２２…ロッド・レンズ２３…回路板２４…ケーシング３１１…透明パネル３２…回路板３３…感光素子３４…レンズ３５…光源装置３５１…可撓式印刷回路板

Claims

走査機内に応用される光源モジュール構造であって、
内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、
前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、
前記ケーシング内に設置されると共に、前記感光素子と互いに平行するレンズと、
前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一低分子有機ダイオード・アセンブリと、
を備えてなり、その中で、
前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光は前記レンズを通して前記感光素子上にフォーカスされることを特徴する光源モジュール構造。
前記ケーシングはさらに、前記光源及び前記反射光の透過に供する透明ケーシング面を備え、及び、
この透明ケーシング面はガラスであることを特徴とする請求項１記載の光源モジュール構造。
前記感光素子はチャージ結合デバイス、相補型モス又はその他光電変換性を具備した素子であり、及び
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリは可撓式印刷回路板又は任意種類の接続器により前記第１の回路板に電気的に接続されるものである、ことを特徴とする請求項１記載の光源モジュール構造。
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリにより提供された光源は単色光又は３原色光であり、
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリの画素パターンの形状及び配列方式は任意に設計可能であり、及び
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリは複数個であり、そして配列技術又はアレイ技術により所要のサイズに製作される、ことを特徴とする請求項１記載の光源モジュール構造。
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリは前記ケーシング内の第２の回路板に設置されており、そしてこの第２の回路板により該低分子有機発光ダイオード・アセンブリの発光機能を制御するものであり、
前記第２の回路板は可撓式印刷回路板又は任意種類の接続器により前記第１の回路板に電気的に接続されており、及び
前記低分子有機発光ダイオード・アセンブリの基材はガラス、プラスチック、金属又は可撓式フィルムである、ことを特徴とする請求項１記載の光学モジュール構造。
走査機内に応用される光源モジュール構造であって、
内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、
前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、
前記ケーシング内に設置されると共に前記感光素子と互いに平行するレンズと、
前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一高分子有機発光ダイオード・アセンブリと、
を備えてなり、その中で、
前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光は前記レンズを通して前記感光素子上にフォーカスされる、ことを特徴とする光源モジュール構造。
走査機に応用される光源モジュール構造であって、
内部に第１の回路板が設けられてあるケーシングと、
前記第１の回路板上に設置されると共に該回路板に電気的に接続される感光素子と、
前記ケーシング内に設置されると共に前記感光素子と互いに平行するレンズと、
前記ケーシング内に設置されて光源を提供する少くとも一有機発光素子アセンブリと、
を備えてなり、その中で、
前記光源は走査すべき物件に反射光を発生させるのに用いられ、該反射光を前記レンズを通して前記感光素子上にフォーカスされることを特徴とする光源モジュール構造。