TWI296815B - Lamp tube having a uniform lighting profile and a manufacturing method therefor - Google Patents

Description

1296815 五、發明説明（1 ) 本發明係有關於燈管，尤係關於_種具有均_光照輪 廓之燈管，以及用來製造該燈管的處理方法。 光學掃描器會產生對應於一掃描標的物，例如一紙張 文件或其它媒體上的影像之能以機器讀取的影像資料。平 台式光學掃描器係為固定的裝置，乃具有一透明平於，並 上可供置放要被掃描之物。諸如平台掃描器、薄膜择描器二 影印機及-些數位相機等器材，皆可能使用一直線狀的A 陰極螢光燈（CCFL)來作為其光源。該媒體或標的物會被以 -顯像裝置例如-電㈣合裝置（CCD)來掃描，而連續地 顯像出該媒體或標的物的窄條帶或掃描線部份。該顯像裝 置會產生對應於該掃描媒體或標的之各掃描線部份的影像 資料。呈直線狀列設的感S元件等，例如CCD光檢測 會被用來將光轉變為電荷。市面上有許多相對較低廉的彩 色及黑白之一維陣列的CCD光檢測器等，可供使用於影像 掃描系統。電子顯像系統亦可選擇使用二維的感光元件陣 列’例如CCD陣列等。但是，該等陣列較為昂貴，因為它 們的產里較低。線性光檢測器會比陣列檢測器更便宜許 多，因為它們較小甚多，且具有較高的產量。 雖直線狀的CCFLs較為明亮、便宜，而又可靠，但它 們亦具有一大缺點，即它們會有不均一的照明強度輪廓， 而需用修正的類比或數位增益來正常化。故該等裝置會由 於該標的物或媒體上及通過其光學系統的光強度減少，而 在掃描線的末端處產生較低的信號對雜訊比。 依據本發明之一實施例，乃在提供一種處理一具有一 本紙張尺度翻巾國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

•訂丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ,0m, 1296815 五、發明説明（2 二端之燈管的方法，包含將-第-數量的發 先物貝注入該燈管的第一端，及 注入該燈管的第二端。 I里的毛先物質 -=明之另一實施例’乃在提供-種發光源，包 a-直線狀管具有一第一端和—第二端，及一 其上’該發光物質的縱向分佈在勒表面的 弟點處具有一最小值， 目士 你乂円表面之一弟二點及第三 點處乃具有一大於該最小值的發光物質密度，而該第一點 係縱向地位於該第二點與第三點之間。 圖式之簡單說明： 為能更完全地瞭解本發明的目的及優點等’現請配合 所附圖式來參閱以下說明；其中： 第1圖為-掃描媒體文件之實施例，其會被本發明之 一顯像系統來掃描； *第2圖為一圖表示出由一發光源的單獨一點所形成之 一掃描標的上的照明； 第3圖為一圖表示出由整個發光源所造成之一 的中央點之累積照明； 第4圖為一圖表示出由整個發光源所造成之一掃描標 的末端點之累積照明； 第5Α〜5Β圖分別示出一具有均勻發光物質分佈之發 光源的放射輪廓和光照輪廓；以及一具有如習知技術之典 型發光物質分佈的發光源之放射輪廓和光照輪廓； 第6Α〜6D圖係示出本發明之一發光源的實施例，及其 本紙張尺度適财_家標準⑽）Α4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂_ 五、發明説明（3 ) 所形成的發光物質密度輪廓之例； 第7圖係示出一使用第6圖的發光源之依據本發明的 顯像系統實施例的放射輪廓和光照輪廓；及 /8A〜帽示出—燈管的截面圖，其正在進行製造該 燈管之處理程序，而具有一全部依據本發明實施例的非線 性發光物分佈。 本發明的較佳實施例及其優點等，將可參照第i至第8 圖來獲得最佳的瞭解，在各圖式中相同的標號會被使用於 相同或對應的構件等。 在第1圖中，乃示出一掃描媒體，係為舉例而非限制 2例如為-媒體！()〇,其可被以一顯像系統來掃描，諸如平 台掃描器、數位相機、影印機、薄膜掃描器、或其它裝置 等。該顯像系統會使用一發光源，例如具有榮光質或其它 發光物質的線狀冷陰極螢光燈（CCFL)，其會被一水銀分子 或其它紫外線輻射源所激發，而來掃描該媒體1〇〇的一序列 掃=線部份1GA〜_。其它種類的燈通常亦會被使用於顯 像裝置中，例如氙氣燈其具有螢光質，而會被該燈管中之 氙分子所發出的紫外線輻射來激發。一掃描線會被一 CCFX 以許多會聚在該各掃描線上的焦點來照明。照明在一特定 焦點上的總光量，乃可被視為由沿該CCFL之有限數目的點 光源所產生。被會聚於一焦點上的光通常係已通過一影像 形成系統，例如一影像穩定器，一光學系統，一單獨透鏡， 王像透鏡’或其它的裝置等。該光嗣會前進至一光檢測 裔而被轉變成一電荷。通常，將有許多的電荷會被以此技 本紙張尺度適用巾關豕標準（⑽）規格⑵狀297公爱） 1296815 A7 _B7_ 五、發明説明（4 ) 術針對一特定的掃描線來產生。一旦對一特定掃描線的電 荷已經產生，則會再為下一掃描線來產生電荷。此整個程 序將會被重複，直至該媒體100的所有掃描線皆已被顯像為 止。 在第2圖中，乃示出一發光源，例如一CCFL 150，可 將光照射在一掃描標的160上。該掃描標的160係相當於該 掃描媒體100之一掃描線，例如10A。事實上，該CCFL 150 會沿著一具有共線端點（即該CCFL 150之終止端）的連續筒 狀光源來放射光。為簡化說明，由該CCFL 150放射的光乃 被視為由一線狀光源產生，其係由共線地位於該CCFL 150 上之有限的許多點光源150A〜150K所組成。 光線會由CCFL 150之各點光源150A〜150K沿許多方 向來射出，例如光線150Fa〜150Fk會由點光源150F射出。 而各點光源150A〜150K所射出的光線將會沿著掃描標的 160來射入。各點光源，例如150F，會放射許多光線，而 沿著掃描標的160之各點160a〜160k來射入。任何一點160a 〜160k的照明強度皆為該點160a〜160k與投入該點160a〜 160k之照明的各點光源150A〜150K間之距離的涵數。具言 之，一指定點光源150A〜150K所提供的照明強度係正比於 Ι/r2,其中，d為被照明點160a〜160k與照明點 光源之間的距離，而α為由點光源150A〜150K發出的光線 與一指定點160a〜160k所形成的入射角度。故，該累積或 總照明強度係為一反比於r2的積分值。因此，該點160f將 會比任何其它點160a〜160e和160g〜160k具有較大之由點 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1296815 A7 ___B7_ 五、發明説明（5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 光源150F所造成的照明強度，因為光線150Ff對該點160f 的入射係為垂直的。而所有其它各點160a〜160e和160g〜 160k等由點光源150F放射之光所造成的照明強度，將會隨 著其間之距離的增加而減少。 該掃描標的160之點160f的累積亮度，乃可被視為由各 點光源150A〜150K整體所放射之光的積分。如第3圖所 示，該掃描標的160之點160f的總照明強度，係為由沿該 CCFL 150之長度上的各點所發出之各光線i5〇Ar150Kf所 造成的亮度之積分。該等光線150Ar150Kf的集合乃可被視 為包括一垂直射在點160f上的主光線l50Ff，其係以〇。的入 射角α來射入該點160f，而其餘的光線i5〇Ar150Ef和 150Gr150Kf則會以大於〇的各入射角α來射入該點16〇f。 如上所述，一光線對該點160f之照明強度的貢獻，將會隨 著該發光源與被照明點160a-160k間之距離的增加而減 少。故，光線150Af對點160f提供的照射量會比例如光線 150Bf更少。 若該CCFL 150係為一理想的（即會沿其長度以均勻一 致的強度來發射光線）且無限長的光源，則每一點 160a-160k將會被以相同的強度來照明。但是，因為該ccFL 150之長度係為有限的，故會沿該掃描標的16〇造成一不均 一的照明強度輪廓，其會在靠近掃描標的16〇末端之點處造 成較低強度的照明。如第4圖所示，照明在該掃描的16〇遠 端之一點160K上的光會具有一主光線15〇Kk，並且有各辅 助光線150Ak-150Jk僅由該主光線15〇心的一侧發出。故， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐-- 1296815 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 該點160k的照明強度將會比例如點160f的照明強度更低； 因為，事實上該點160k的亮度係為含括接近90度之光源照 度的積分，而點160f的亮度則為含括接近180度之光源照度 的積分。其結果將會形成不一均勻一致的照明強度輪廓 210，如第5A圖所示。而放射輪廓200係示出沿發光源，如 該CCFL 150之長度的整體放射輪廓，其乃沿該CCFL 150 的表面具有均一的發光物質分佈。舉例而言，一典型的 CCFL 150係包含一密封的玻璃管，其具有一發光物質，例 如磷，會沿其内表面來佈設。一表面具有均一分佈之發光 物質的CCFL將會沿其長度放射均一強度的光，如該放射輪 廓200所示。請注意，該放射輪廓200係為一非積分測量值， 其僅為表示沿該CCFL 150長度之各點（Ο至L)的放射強度 之放射輪廓描線圖；而該照明強度輪廓210則示出被具有放 射輪廓200的發光源所照射之一標的上各上160a-160k的亮 度之積分作用。沿該掃描標的160中間部份之點會比靠近兩 端部之點，例如該標的160之點160A和160K等，具有較大 的亮度，此乃由於前述之亮度的積分作用所致。 該CCFL 150之不一致的照明強度輪廓210亦可能具有 另一次要原因，其係由使用於影像抓取系統中之一典型透 鏡的聚光能力之一習知功能所造成者。該由於透鏡之聚光 能力對該不均一照明強度輪廓210的促成作用，曾被表示為 光徑中心線與劃至該影像相關區域之一直線間的cos4涵 數。其整體作用會在該掃描標的160末端點之角度增加時， 造成光的指數損失。故，顯像系統例如使用CCFLs的掃描 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1296815 A7 _B7_ 五、發明説明（7 ) 器等，將會在掃描線的末端產生較低的信號對雜訊比，因 為射在該標的上，及通過其餘之光學系統的光較少。 在第5A圖中所示之不均一的照明強度輪廓210係由 CCFL 150所造成，其具有均勻的磷或其它發光物質沿該 CCFL 150的長度而來佈設，如一發光物質密度輪廓195所 示。但是，該螢光質塗層時常會沿一 CCFL的長度形成不均 一的，因為傳統的製造技術有其不理想之處。例如，一普 通的製造技術會包圍該發光源的圓周形成發光物質的均勻 分佈，但亦會沿該發光源的縱軸造成不均一的發光物質分 佈。在第5B圖中，乃示出一典型的CCFL 220，其在内表面 上具有不均一的發光物質分佈，如一發光物質密度輪廓225 所示。該CCFL 220的一段（如陰影區220A〗所示）會比該 CCFL 220之其餘部份具有較大的發光物質密度。因此，該 CCFL 220具有較大發光物質密度的末端會產生較高的光 強度由該末端射出，如放射輪廓230的斜升區230A所示。 該斜升區230A會產生一反作用，而來彌補一掃描標的的靠 近末端處由於前述之亮度積分作用所造成的典型亮度損 失。其所產生的照明強度輪廓2 4 0會在該對應端具有更為線 性的描圖，而在該端所需的正常化修正將可減少或甚至免 除。本發明乃更進一步地利用此現象。一新穎的燈管處理 方法可製成一燈管，其具有不均一的照明物質分佈，而在 該管的兩端（非僅只一端）比其中間部份含有更大的發光物 質密度，該管乃可操作來形成一改良的物一照明強度分佈。 在第6A圖中，乃示出一CCFL 250或其它的發光源，其 10 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1296815 A7 _B7_ 五、發明説明（8 ) 具有一新穎的螢光質或其它發光物質之密度分佈，依據本 發明的技術來沿其長度佈設。該CCFL 250的中間部份260B 係具有一大致固定的螢光質密度分佈，如發光物質密度輪 廓255(第6B圖）所示。而該CCFL 250的端部260Aja260A2 具有比中間部份260B更高的螢光質密度分佈。雖圖中示出 該CCFL 250具有二不同螢光質密度的區域，惟應可暸解該 二端部260八1和260八2亦可具有非固定的螢光質密度。例 如，該二端部260入1及260八2亦可具有一螢光質分佈，係朝 向該CCFL 250的末端來增加，如發光物質密度輪廓260(第 6c圖）所示。事實上，該中間部份260B亦可具有一由其中央 點（M!)往外朝向端部260八1及260A2稍微逐增的螢光質密度 分佈，如發光物質密度輪廓265(第6D圖）所示。故，該CCFL 250最大的特徵係在於由其中央點!^!朝外具有一增加的螢 光質密度分佈，而在該中央點M1具有一對應的最小放射強 度。該最小放射強度乃可共同地由該CCFL 250的一部份射 出，而包括該中央點及由其往外朝向一（或二）末端（Ο或 L)擴展至該放射強度增加的一點處。該發光物質密度分佈 較好具有一均勻的照明強度輪廓310，如第7圖所示，其係 由一不均一的放射輪廓300所造成者。如所示，該照明強度 輪廓310在沿掃描標的之長度所散佈之各點處會有大致相 等的強度。 依據本發明，為達到均勻一致的照明強度輪廓310， 該CCFL 250最好是沿其長度能具有一不均一的放射強 度，即該放射輪射300最好係不均一的，而可彌補如前所述 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 1296815 A7 _B7_ 五、發明説明9( ) 之該亮度的積分作用及/或透鏡損失。如於第6圖中所述， 一非線性的螢光質分佈會被用來使靠近CCFL 250之端部 SeOAi和260A2處獲得比其”間部份260B更大的照明強 度。較好是，該CCFL 250的螢光質分佈係被設成使該放射 輪廓300倒反於第5圖所示的照明強度輪廓210。具有該等光 源的照明將可造成一掃描標的物的均一亮度，其乃藉將比 沿該掃描標的中間部份照射之主光線具有更大強度的主光 線照射在一掃描標的之兩端上，而來彌補端部的亮度。 第8A-8J圖係示出一燈管400在一處理方法之各階段中 的截面圖，該方法會製成具有依據本發明之非線性發光物 質密度分佈的燈管400。在一第一步驟（第8A圖）中，有一燈 管400會被置入一發光物質塗佈機中。一發光物質，例如邊 溶液，會被注入該管400的第一端410内（見第8B圖）。乾 空氣會例如被由該管400的第二端420注入該管内，而來吹 ----------- 乾該發光物質（見第8C圖）。當該發光物質乾燥後，其密度 分佈大致會呈顯如第8D圖所示（陰影區代表發光物質密度 較大的區域），而包含一發光物質高密度區450。 為儘量減少該塗佈機的印痕區域，典型的製造方法會 將該燈管400垂直地定向而來塗佈發光物質，雖該燈管400 亦可被以一銳角來定位。如此一來，該發光材料通常會由 位於該管400之底端（Β)或第一端420的發光材料源被推入 該管内。為便於製造，該乾燥空氣通常係被注入相反於該 第一端410之該管400的第二端420中，即乾燥空氣通常會被 注入於該管400的頂（Τ)端。此製程之結果通常將能產生一 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐） 1296815 A7 --------------- 五、發明説明（10 ) 1 ~ 均勻的螢光塗層圍繞該管400的圓周，但會使二端緣的發光 物質密度分佈產生-差異，即沿該燈管4 〇 〇的縱輛形成不均 的發光物質密度分佈。此結果可被見於第8D圖中，其中 靠近第一端410的區域450會比該管400的其餘部份具有更 大的發光物質密度。惟該燈管4〇〇具有較大發光物質密度的 區域450通常就該發光物質密度並不會急遽的轉變，而^會 逐漸地改變。 本發明乃進一步地利用在該燈管4〇〇的底端形成發光 物質不均一分佈的效果，而在處理一管時倒轉該管（見第8F 圖）來定位於該塗佈機中，並重複上述之所有程序。在該管 400的兩端410和420倒轉之後（即該第一端4丨〇會佔用第二 端420的原先位置，反之亦然），一預定量的發光物質，例 如磷溶液，將會被注入該管4〇〇的第二端42〇或底端（見第 8G圖）。嗣空氣會被注入該管4〇〇中而來乾燥該發光物質（見 第8H圖），其係例如將空氣噴入或吹入該管4〇〇的第一端 41〇(現已位於塗佈機的頂（τ)部位置）來進行。該發光物質 在管400内的縱向分佈，於其乾燥之後將會大致如第81圖所 示。如圖所示，在倒轉方向之後，有一第二數量的發光物 質會乾燥於該管400中，而在相反於第一區450的另一端形 成一具有高密度發光物質的第二區451。該管400之第一端 410的端部460嗣可被清潔以供裝設一内部電極座（見第8Ε 圖）。或者該等電極座亦可包括外部電極座以及組合的内部 和外部電極座。該第二區451之端部461嗣亦可被清潔以形 成一電極座裝設區。因此，該燈管4〇〇會具有二區域450和 本紙張尺度適财國國家標準（CNS) Α4規格（21GX297公釐) 13 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂·

Claims (1)

12’_幾.瑪頁 96.12.10 ^ 91i^4l9J^虎專利申請案申請專利範圍修正本 六、申請專利範圍 1· 一種製造具有一第一端及一第二端之燈管的方法，包 含： 注入一第一數量的發光物質於該燈管的該第一 端，及

注入一第二數量的發光物質於該燈管的該第二端； 其中該第一數量的發光物質係被注入於界在該燈 笞之4第一端以及該燈管之一第一點之間的位置，且其 中該第二數量的發光物質係被注入於界在該燈管之該 第二端以及該燈管之一第二點之間的位置，且其中該燈 管之該第一點與第二點係位於大體上朝向該燈管之端 處、遠離位於靠近該燈管之中央點之最小密度點之處。 2·如申請專利範圍第丨項之方法，其中注入一第一數量的 發光物質於該燈管的第一端更包含··在將該第一數量的 發光物質注入該燈管的第一端之前，先將該燈管的該第 一端定位在一管處理總成中之一第一位置，該方法更包 含一重新定位該管的步驟，即在將該第二數量的發光物 質注入該燈管的該第二端之前，使該第二端被定位於該 第一位置。 3·如申請專利範圍第2項之方法，其中將該燈管的該第一 端定位在該第一位置更包含將該燈管垂直定向於該管 處理總成中，而重新定位該管更包含將該管重新定位於 一垂直定向之方位。 4·如申請專利範圍第㈣之方法，其中注入一第二數量的 發光物質更包含注入—與第一數量相等之第二數量的 15 六、申請專利範圍 發光物質。 5·如申請專利範圍第1項之方法，其中注人數量的 發光物質更包含施加一真空於該管的該第二端，該真空 將該發光物質吸入該管内，而注入一第二數量的發光物 質更包含施加-真空於該管的該第_端，該真空將發光 物質吸入該管内。 6·如申請專利範圍第w之方法，其中注入_第一數量的 發光物質於該燈管的該第一端更包含將該第一數量的 發光物質注入一冷陰極螢光燈管的第一端，而注入一第 二數量的發光物質於該燈管的第二端更包含將一第二 數量的發光物質注入該冷陰極螢光燈管的第二端。 7·如申請專利範圍第㈣之方法，其中注入一第一數量的 發光物質於該燈管的該第一端更包含將該第一數量的 發光物質注入於一直線筒狀管的第一端，而注入一第二 數量的發光物質於該管的該第二端更包含將一第二數 量的發光物質注入於該直線筒狀管的第二端。 8· 一種發光源，包含一線狀管而含有一第一端及一第二 端，該管具有一内表面其上佈設一發光物質，該發光物 貝的縱向分佈密度在該内表面的第一點具有一最小 值’且該管在該内表面之一第二點及第三點處皆具有比 該最小值更大的發光物質密度，而該第一點係縱向地位 於該第二點與第三點之間。 9.如申印專利範圍第8項之發光源，其中該第二點與第三 點的發光物質密度係為相等。

16 六、申請專利範圍 10.如申請專利範圍第8或9項之發光源，其中該管包含有一 第一電極座區及一第二電極座區，該第二點係縱向地位 於該第一點與第一電極座區之間，而該第三點係縱向地 位於該第二點與第二電極座區之間。 17