专利名称：扫描仪以及相关的光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及扫描仪，尤其涉及一种具有较短的暖机时间的扫描仪以及相 关的光源装置。
背景技术：
扫描仪是一般家庭或办公室常会用到的电子装置，现有技术中，使用冷
阴极管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)作为扫描仪的光源，然而， 冷阴极管的亮度会受其温度影响，在刚启动时，由于其温度较低，并无法立 即产生足够强度的光，必须等候数秒，待温度渐渐上升之后，冷阴极管才有 办法产生出足够强度的光供扫描仪使用。而这数秒的等待时间，延长了扫描 仪的暖机时间，而导致扫描器具有无法在开机后立即使用的缺点。
发明内容
本发明揭示一种扫描仪，其包含有冷阴极管、发光二极管模块、光感测 模块、增益放大器、信号处理模块、光传感器、伺服控制模块、发光二极管 驱动模块、以及冷阴极管驱动模块。该光感测模块感测物件受该冷阴极管与 该发光二极管模块照射所反射/透射的光以产生感测输出信号；该增益放大器 放大该感测输出信号以产生放大信号；该信号处理模块处理该放大信号以得 出该物件的图像；该光传感器感测该冷阴极管与该发光二极管模块所产生的 光以产生感测信号；该伺服控制模块依据该感测信号来产生第一控制信号； 该发光二极管驱动模块依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；该冷 阴极管驱动模块则用来驱动该冷阴极管。
根据所述的扫描仪，其中当该感测信号显示出该冷阴极管与该发光二极 管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块即通过该第一控制信号控制该发 光二极管驱动模块调低提供给该发光二极管模块的驱动功率。
根据所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测信号来产生第二
控制信号，该冷阴极管驱动模块还耦接于该伺服控制模块，以依据该第二控 制信号来驱动该冷阴极管。根据所述的扫描仪，其中该冷阴极管驱动模块包括脉冲宽度调制单元， 接于该伺服控制模块，用来依据该第二控制信号产生脉冲宽度调制信号；以 及逆变器，耦接于该脉沖宽度调制单元以及该冷阴极管，用来依据该脉冲宽 度调制信号来驱动该冷阴极管。根据所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测信号来产生增益 控制信号，该增益放大器还耦接于该伺服控制模块，以依据该增益控制信号 来放大该感测输出信号。根据所述的扫描仪，其中当该感测信号显示出该冷阴极管与该发光二极 管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块即通过该增益控制信号控制该增 益放大器使用较小的增益值来放大该感测输出信号。本发明还揭示一种扫描仪，其包含有冷阴极管、发光二极管模块、光感 测模块、增益放大器、信号处理模块、伺服控制模块、发光二极管驱动模块、 以及冷阴极管驱动模块。该光感测模块感测物件受该冷阴极管与该发光二极 管模块照射所反射/透射的光以产生感测输出信号；该增益放大器放大该感测 输出信号以产生放大信号；该信号处理模块处理该放大信号以得出该物件的 图像；该伺服控制模块依据该感测输出信号来产生第一控制信号；该发光二 极管驱动模块依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；该冷阴极管驱 动模块则用来驱动该冷阴极管。根据所述的扫描仪，其中当该感测输出信号显示出该冷阴极管与该发光 二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块即通过该第一控制信号控制 该发光二极管驱动模块调低提供给该发光二极管模块的驱动功率。根据所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测输出信号来产生 第二控制信号，该冷阴极管驱动模块还耦接于该伺服控制模块，以依据该第 二控制信号来驱动该冷阴极管。根据所述的扫描仪，其中该冷阴极管驱动模块包括脉冲宽度调制单元， 耦接于该伺服控制模块，用来依据该第二控制信号产生脉冲宽度调制信号； 以及逆变器，耦接于该脉冲宽度调制单元以及该冷阴极管，用来依据该脉冲 宽度调制信号来驱动该冷阴极管。
根据所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测输出信号来产生 增益控制信号，该增益放大器还耦接于该伺服控制模块，以依据该增益控制 信号来放大该感测输出信号。
根据所述的扫描仪，其中当该感测输出信号显示出该冷阴极管与该发光 二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块即通过该增益控制信号控制 该增益放大器使用较小的增益值来放大该感测输出信号。
本发明还揭示一种光源装置，其包含有冷阴极管、发光二极管模块、光 传感器、伺服控制模块、发光二极管驱动模块、以及冷阴极管驱动模块。该 光传感器感测该冷阴极管与该发光二极管模块所产生的光以产生感测信号； 该伺服控制模块依据该感测信号来产生第一控制信号；该发光二极管驱动模 块依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；该冷阴极管驱动模块则用 来驱动该冷阴极管。
根据所述的光源装置，其中当该感测信号显示出该冷阴极管与该发光二 极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块即通过该第一控制信号控制该 发光二极管驱动模块调低提供给该发光二极管模块的驱动功率。
根据所述的光源装置，其中该伺服控制模块还依据该感测信号来产生第 二控制信号，该冷阴极管驱动模块还耦接于该伺服控制模块，以依据该第二 控制信号来驱动该冷阴极管。
根据所述的光源装置，其中该冷阴极管驱动模块包括脉冲宽度调制单 元，耦接于该伺服控制模块，用来依据该第二控制信号产生脉冲宽度调制信 号；以及逆变器，耦接于该脉冲宽度调制单元以及该冷阴极管，用来依据该 脉冲宽度调制信号来驱动该冷阴极管。
因此，本发明使扫描仪在刚启动时，立即产生足够强度的光供扫描仪使 用，从而使扫描器的暖机时间较短，在开机后能立即使用。
图1与图3为本发明的扫描仪的实施例示意图。
图2为图1与图3中的光源装置的光强度随着时间变化的示意图。
其中，附图标记说明如下
100、 300 扫描仪110、 310光源装置115冷阴极管120发光二极管模块125光传感器130伺服控制模块135发光二极管驱动模块140冷阴极管驱动模块141脉冲宽度调制单元142逆变器150光感测模块160增益放大器170信号处理模块具体实施方式
为解决公知的扫描仪无法在开机后立即使用的缺点，本发明的实施例使用冷阴极管搭配发光二极管(Light Emitting Diode, LED)模块来提供扫描 仪执行扫描工作时所需的光。图1所示为本发明的扫描仪的实施例示意图。本实施例的扫描仪100包 含有光源装置110、光感测模块150、增益放大器160、以及信号处理模块 170。光源装置IIO用来在扫描仪100执行扫描工作时，将所产生的光照射 于待扫描的物件上。光感测模块150可以由电荷耦合元件(Charge-Coupled Device, CCD)所构成，用来感测该待扫描物件所反射/透射的光以产生感测 输出信号DOS。增益放大器160依据增益控制信号GCS来放大感测输出信 号DOS以产生放大信号AS。信号处理模块170中可包含有模拟数字转换器 以及其它的信号处理元件，用来处理放大信号AS以得出该待扫描物件的图 像。本实施例的光源装置IIO包含有冷阴极管115、发光二极管模块120、 光传感器125、伺服控制模块130、发光二极管驱动模块135、以及冷阴极管 驱动模块140。光传感器125用来感测冷阴极管115与发光二极管模块120 所产生的光以产生感测信号DS;伺服控制模块130用来依据感测信号DS来
产生第一控制信号CS1、第二控制信号CS2以及增益控制信号GCS;发光二 极管驱动模块135依据第一控制信号CS1来驱动发光二极管模块135;冷阴 极管驱动模块140则包含有脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM) 单元141以及逆变器(Inverter) 142，脉冲宽度调制单元141依据第二控制 信号CS2产生脉冲宽度调制信号PWMS，逆变器142则依据脉冲宽度调制信 号PWMS来驱动冷阴极管115。
本实施例的光源装置110以冷阴极管115为主，以发光二极管模块120 为辅，以于扫描仪100执行扫描工作时提供其所需的光。在扫描仪100刚开 始运行时，伺服控制模块130即会通过第一控制信号CS1控制发光二极管驱 动模块135来驱动发光二极管模块120，并通过第二控制信号CS2控制冷阴 极管驱动模块140来驱动冷阴极管115。虽然冷阴极管115的启动速度较慢， 在启动初期并无法单独提供扫描仪100所需的光，但因为发光二极管模块120 具有快速启动的特性，故在启动初期，发光二极管模块120所产生的光可以 弥补冷阴极管115所产生的光的不足，因此即使冷阴极管115尚未完全启动 完成，发光二极管模块120与冷阴极管115两者共同产生的光也足以供扫描 仪100执行扫描工作之用。换句话说，本实施例的光源装置110具有开机后 即可马上使用的优点。而由于发光二极管模块120仅为辅助之用，因此其不 需包含太多的发光二极管(举例来说，其可仅包含有8个或更少的发光二极 管)，相较于可独立提供扫描仪所需的光的发光二极管阵列(其必须包含有 大量的发光二极管，例如16个或更多)，本实施例的发光二极管模块120 具有较低的成本。
在启动的过程中，冷阴极管115的温度会渐渐增加，其所产生的光也会 渐渐变强，故光传感器125将会感测出冷阴极管115与发光二极管模块120 共同产生的光有变强的趋势，通过感测信号DS得知光强度增加的现象之后， 伺服控制模块130即可通过第一控制信号CS1 ，控制发光二极管驱动模块135 调低供应给发光二极管模块120的驱动功率。换句话说，随着冷阴极管115 的亮度渐渐增加，伺服控制模块130将可渐渐调低发光二极管模块120的亮 度。待冷阴极管115完全启动之后，伺服控制模块130甚至可完全关闭发光 二极管模块120，此时将由冷阴极管115独立提供扫描仪100执行扫描工作 时所需的光。
图2所示为光源装置IIO的光强度随着时间变化的示意图。图中的光强 度曲线210表示冷阴极管115单独提供的光强度与时间的关系、光强度曲线 220则表示冷阴极管115加上发光二极管模块120所共同提供的光强度与时 间的关系。而光强度曲线210也相当于现有技术仅使用冷阴极管作为光源时 的光强度曲线。在公知仅使用冷阴极管作为光源的结构下，在开机之后，使 用者可能要等候15 20秒，待冷阴极管完全启动之后，才可以开始使用扫 描仪执行扫描工作，相比之下，由于本实施例的光源装置110同时配附有冷 阴极管115以及发光二极管模块120，故在启动初期即可产生足够的光强度， 以供扫描仪IOO执行扫描工作之用，因此，使用者仅需等待2 5秒，即可 开始使用扫描仪执行扫描工作。换句话说，本实施例的光源装置110具有较 快的启动速度，因而可以大幅縮短使用者在开机后所需等待的时间。
而除了可依据感测信号DS来产生第一控制信号CS1与第二控制信号 CS2以外，本实施例中的伺服控制模块130还可依据感测信号DS来产生增 益控制信号GCS，当感测信号DS显示光传感器125所感测到的光强度较低 时，伺服控制模块130可通过增益控制信号GCS，控制增益放大器160使用 较大的增益来放大感测输出信号DOS;当感测信号DS显示光传感器125所 感测到的光强度较强时，伺服控制模块130则可通过增益控制信号GCS，控 制增益放大器160使用较小的增益来放大感测输出信号DOS。如此一来，扫 描仪100的扫描质量将不会受到光源装置110的光强度变化所影响。
当然，本实施例中的光源装置110除了可应用于扫描仪以外，也可以应 用于其它需要光源的装置之中，例如显示器或其它装置。
此外，在其它的实施例中，也可以使用光感测模块150所产生的感测输 出信号DOS作为伺服控制模块130运行的依据，如此一来，扫描仪将不需 包含光传感器125，因而可更进一步降低成本。依照此概念，图1所示的扫 描仪100将改变为图3所示的扫描仪300，其中，扫描仪300与扫描仪100 的不同处主要在于扫描仪300的光源装置310并未如扫描仪100的光源装 置110 —样包含有光传感器125，此外，扫描仪300中的伺服控制模块130 依据感测输出信号DOS来产生第一控制信号CSl、第二控制信号CS2、以 及增益控制信号GCS。除此之外，扫描仪300与扫描仪100的运行概念则大 致相同，故在此不多作赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所界定的范围 内所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种扫描仪，包括冷阴极管；发光二极管模块；光感测模块，用来感测物件受该冷阴极管与该发光二极管模块照射所反射/透射的光以产生感测输出信号；增益放大器，耦接于该光感测模块，用来放大该感测输出信号以产生放大信号；信号处理模块，耦接于该增益放大器，用来处理该放大信号以得出该物件的图像；光传感器，用来感测该冷阴极管与该发光二极管模块所产生的光以产生感测信号；伺服控制模块，耦接于该光传感器，用来依据该感测信号来产生第一控制信号；发光二极管驱动模块，耦接于该伺服控制模块以及该发光二极管模块，用来依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；以及冷阴极管驱动模块，耦接于该冷阴极管模块，用来驱动该冷阴极管。
2. 如权利要求1所述的扫描仪，其中当该感测信号显示出该冷阴极管与 该发光二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块即通过该第一控制信 号控制该发光二极管驱动模块调低提供给该发光二极管模块的驱动功率。
3. 如权利要求1所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测信号 来产生第二控制信号，该冷阴极管驱动模块还耦接于该伺服控制模块，以依 据该第二控制信号来驱动该冷阴极管。
4. 如权利要求3所述的扫描仪，其中该冷阴极管驱动模块包括 脉冲宽度调制单元，耦接于该伺服控制模块，用来依据该第二控制信号产生脉冲宽度调制信号；以及逆变器，耦接于该脉冲宽度调制单元以及该冷阴极管，用来依据该脉冲 宽度调制信号来驱动该冷阴极管。
5. 如权利要求1所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测信号 来产生增益控制信号，该增益放大器还耦接于该伺服控制模块，以依据该增 益控制信号来放大该感测输出信号。
6. 如权利要求5所述的扫描仪，其中当该感测信号显示出该冷阴极管与 该发光二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块通过该增益控制信号 控制该增益放大器使用较小的增益值来放大该感测输出信号。
7. —种扫描仪，包括 冷阴极管； 发光二极管模块；光感测模块，用来感测物件受该冷阴极管与该发光二极管模块照射所反 射/透射的光以产生感测输出信号；增益放大器，耦接于该光感测模块，用来放大该感测输出信号以产生放 大信号；信号处理模块，耦接于该增益放大器，用来处理该放大信号以得出该物 件的图像；伺服控制模块，耦接于该光感测模块，用来依据该感测输出信号来产生 第一控制信号；发光二极管驱动模块，耦接于该伺服控制模块以及该发光二极管模块， 用来依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；以及冷阴极管驱动模块，耦接于该冷阴极管模块，用来驱动该冷阴极管。
8. 如权利要求7所述的扫描仪，其中当该感测输出信号显示出该冷阴极 管与该发光二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块通过该第一控制 信号控制该发光二极管驱动模块调低提供给该发光二极管模块的驱动功率。
9. 如权利要求7所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测输出 信号来产生第二控制信号，该冷阴极管驱动模块还耦接于该伺服控制模块， 以依据该第二控制信号来驱动该冷阴极管。
10. 如权利要求9所述的扫描仪，其中该冷阴极管驱动模块包括 脉冲宽度调制单元，耦接于该伺服控制模块，用来依据该第二控制信号产生脉冲宽度调制信号；以及逆变器，耦接于该脉冲宽度调制单元以及该冷阴极管，用来依据该脉冲 宽度调制信号来驱动该冷阴极管。
11. 如权利要求7所述的扫描仪，其中该伺服控制模块还依据该感测输 出信号来产生增益控制信号，该增益放大器还耦接于该伺服控制模块，以依 据该增益控制信号来放大该感测输出信号。
12. 如权利要求11所述的扫描仪，其中当该感测输出信号显示出该冷阴 极管与该发光二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块通过该增益控 制信号控制该增益放大器使用较小的增益值来放大该感测输出信号。
13. —种光源装置，包括冷阴极管； 发光二极管模块；光传感器，用来感测该冷阴极管与该发光二极管模块所产生的光以产生 感测信号；伺服控制模块，耦接于该光传感器，用来依据该感测信号来产生第一控 制信号；发光二极管驱动模块，耦接于该伺服控制模块以及该发光二极管模块， 用来依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；以及冷阴极管驱动模块，耦接于该冷阴极管模块，用来驱动该冷阴极管。
14. 如权利要求13所述的光源装置，其中当该感测信号显示出该冷阴极 管与该发光二极管模块所产生的光增强时，该伺服控制模块通过该第一控制 信号控制该发光二极管驱动模块调低提供给该发光二极管模块的驱动功率。
15. 如权利要求13所述的光源装置，其中该伺服控制模块还依据该感测 信号来产生第二控制信号，该冷阴极管驱动模块还耦接于该伺服控制模块， 以依据该第二控制信号来驱动该冷阴极管。
16. 如权利要求15所述的光源装置，其中该冷阴极管驱动模块包括 脉冲宽度调制单元，耦接于该伺服控制模块，用来依据该第二控制信号产生脉冲宽度调制信号；以及逆变器，耦接于该脉冲宽度调制单元以及该冷阴极管，用来依据该脉冲 宽度调制信号来驱动该冷阴极管。
全文摘要
本发明揭示一种扫描器及光源装置，该光源装置包含有冷阴极管、发光二极管模块、光传感器、伺服控制模块、发光二极管驱动模块、以及冷阴极管驱动模块。该光传感器感测该冷阴极管与该发光二极管模块所产生的光以产生感测信号；该伺服控制模块依据该感测信号来产生第一与第二控制信号；该发光二极管驱动模块依据该第一控制信号来驱动该发光二极管模块；该冷阴极管驱动模块则依据该第二控制信号来驱动该冷阴极管。因此，本发明使扫描仪在刚启动时，立即产生足够强度的光供扫描仪使用，从而使扫描器的暖机时间较短，在开机后能立即使用。
文档编号H05B37/02GK101106629SQ20061010635
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者殷孟云, 王钟凯 申请人:致伸科技股份有限公司