专利名称：光发射装置与使用该装置的发光二极管印表头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学装置，特别是涉及一种整合微机电与微透镜的光发射装置与使用该光发射装置的发光二极管印表头。
背景技术：
打印机是目前常见的计算机输出设备，可以将计算机内储存的数据按照文字或图形的方式永久地输出到纸张或者透明胶片上。打印机主要分为单色打印机与彩色打印机， 单色打印机主要以黑色为主，而彩色打印机则可作为相片打印机以输出画质精美的相片。打印机的种类众多，主要包括雷射引表机、喷墨打印机与针式打印机等，其他还包括热转印式打印机(Thermal Transfer Printer)与光感应式打印机(Cylithography Printer)等。光感应式打印机是利用光转印技术来打印影像，光转印技术是由一家叫做 Cycolor Inc.的公司投资开发成商业化的产品，所以这个技术也被称做“Cylithography technology，，。在光转印技术中，会预先将颜料涂布在特殊的相纸上，这些涂布的颜料会先利用微胞囊技术(microcapsules)进行处理，将三色颜料(青蓝、洋红和黄)先以光敏感应性的微胞囊(light sensitive microcapsules)包起来。这些微胞囊会对特定波长的光线产生化学反应。光感应式打印机中的光学印表头会以特定波长的光线扫描相纸表面，被照射到的微胞囊会产生脆化反应。脆化的微胞囊会被光感应式打印机中的压力滚轮(pressure roller)压碎而释放出颜料以混合出所需的色彩。这种光感应式打印机中需要设置特殊的光学印表头以产生特定波长的光线，目前这种光学印表头可利用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)数组来作为光源，然后利用透镜来传递光线与聚焦。然而，目前的光学印表头的光学机构过于复杂，容易造成组装精度过低，并不利于量产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中光学印表头量产不易的缺陷，提供一种体积小且成本低的光发射装置与发光二极管印表头。本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的一种光发射装置，其特点在于，该光发射装置包括一印刷电路板；一第一反射结构，设置在该印刷电路板上，该第一反射结构具有一第一反射面；一第二反射结构，设置在该印刷电路板上，该第二反射结构具有一第二反射面；一透镜阵列，设置在该印刷电路板上，该透镜阵列位于该第一反射面与该第二反射面之间；至少一光源，设置在该印刷电路板上并位于该第一反射面与该透镜阵列之间；以及一上壳体，设置在该第一反射结构、该透镜阵列及该第二反射结构上，该上壳体具有一透光区，该透光区的位置对应于该第二反射面。较佳地，该第一反射面反射该光源所发出的光线，该透镜阵列将该第一反射面所反射的光线引导至该第二反射面，该第二反射面所反射的光线则通过该透光区。
较佳地，该些光源位于该第一反射面在该印刷电路板的一正投影区域中。较佳地，该透光区位于该第二反射面在该上壳体的一正投影区域中。
较佳地，该第一反射结构及该第二反射结构均为硅光学平台。较佳地，该第一反射面与该印刷电路板的夹角实质上为45度，且该第二反射面与该第一反射面平行。较佳地，该些光源包括至少一发光二极管阵列。较佳地，该透镜阵列为一自聚焦透镜阵列。本发明的另一技术方案为一种发光二极管印表头，其特点在于，该发光二极管印表头包括一壳体；以及至少一光发射装置，设置于该壳体中，其中每个该光发射装置包括一印刷电路板；一第一反射结构，设置在该印刷电路板上，该第一反射结构具有一第一反射面；一第二反射结构，设置在该印刷电路板上，该第二反射结构具有一第二反射面；一透镜阵列，设置在该印刷电路板上并位于该第一反射面与该第二反射面之间；一发光二极管阵列，设置在该印刷电路板上并位于该第一反射面与该透镜阵列之间；以及一上壳体，设置在该第一反射结构、该第二反射结构及该透镜阵列上，该上壳体具有一透光区，该透光区对应于该第二反射面。较佳地，该第一反射面与该印刷电路板的夹角实质上为45度，且该第一反射面与该第二反射面平行。本发明的积极进步效果在于本发明的光发射装置与发光二极管印表头体积小且成本低，可快速组装并量产。另外，本发明的光发射装置可使用迭加方式来组装，由此达到提高组装精准度并简化组装过程的效果。综合上述，本发明在印刷电路板上形成具有双反射面的结构，让光源与透镜阵列可以整合于简单的结构上，由此缩小光发射装置所占的空间，并且降低设计成本。本发明所提出的光学系统(即光发射装置)利用两个反射面改变光程，使打印头可以扁平(薄型)化，以利于整合入移动电子装置，例如笔记本电脑 (Notebook)、MID (Mobile Internet Device)手机等。
图1为根据本发明第一实施例的光发射装置的示意图。图2为根据本发明第一实施例的光发射装置的剖面图。图3为根据本发明第二实施例的发光二极管印表头示意图。主要附图标记说明100 光发射装置110:印刷电路板131 第一反射结构132 第一反射面133 第二反射结构134 第二反射面150 透镜阵列170 光源180 上壳体
181 透光区
190 影像面
200 发光二极管
210 光发射装置
230 壳体
280 上壳体
281 透光区
θ 1、θ 2 夹角
具体实施例方式为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图， 作详细说明如下。第一实施例请同时参照图1与图2，图1为根据本发明第一实施例的光发射装置的示意图， 图2为根据本发明第一实施例的光发射装置的剖面图。光发射装置100包括一印刷电路板110、一第一反射结构131、一第二反射结构133、一透镜阵列150、一光源170及一上壳体 180。第一反射结构131、第二反射结构133、透镜阵列150及光源170设置于印刷电路板 110上。透镜阵列150设置在第一反射结构131及第二反射结构133之间。光源170设置在第一反射结构131及透镜阵列150之间。上壳体180设置在第一反射结构131、第二反射结构133及透镜阵列150上。光源170设置在印刷电路板110上，且位于透镜阵列150的一侧，透光区181设置在上壳体180上，且位置相对于光源170在透镜阵列150的另一侧。透光区181的位置对应于第二反射面134，可以让第二反射面134所反射的光线通过并成像于影像面190。第一反射面132与印刷电路板110的夹角θ 1例如为45度，而第二反射结构133的第二反射面 134与第一反射面132互相平行。第一反射面132面向透镜阵列150的一侧，而第二反射面Π4则面向透镜阵列150的另一侧。光源170设置于第一反射面132与透镜阵列150之间，可发出光线至第一反射面132。在本实施例中，光源170位于第一反射面132在印刷电路板110的一正投影区域中，而透光区181则位于第二反射面181在上壳体180的一正投影区域中。由于透光区181的大小与位置，以及光源170的位置可依照设计需求调整，因此本发明的透光区181与光源170的设置位置并不受限于本实施例。第一反射面132可将光源170所发出的光线反射至透镜阵列150，然后透镜阵列 150会将所接收到的光线引导至第二反射面134。第二反射面134则会将光线反射并通过透光区181以成像于影像面190。在实际应用时，只要将打印用的纸张通过影像面190，就可以在纸张上成像。第一反射结构131、透镜阵列150及第二反射结构133在印刷电路板110 上的相对位置可随光源170的位置及透镜阵列150的折射系数作调整，本实施例并不限定。光发射装置100的印刷电路板110可为长条状，第一反射结构131及第二反射结构133可经由微机电(Microelectromechanical system, MEMS)技术分别形成第一反射面 132及第二反射面134。光源170包括至少一发光二极管阵，其驱动电路可一并设置于印刷电路板110上，光源170位于第一反射面132与透镜阵列150之间。上壳体180可覆盖于第一反射结构131、第二反射结构133及透镜阵列150上，且上壳体180具有一透光区180， 透光区180的位置对应于第二反射面134的位置，透光区180的长度则约与所需要打印的范围大致相等。在本实施例中，由于第一反射结构131、第二反射结构133、透镜阵列150及光源 170均迭在印刷电路板110上，而上壳体180也是迭加于第一反射结构131、第二反射结构 133及透镜阵列150上。因此，光发射装置100在组装时并无侧向对位的问题，可提高组装精准度及简化组装过程。同时，光发射装置100利用两个反射面改变光程，这样的结构可使打印头的体积扁平(薄型)化，相较于传统的光学印表头具有较小的体积，非常适合应用于手持式电子装置或可携式电子装置，例如手机或笔记本电脑或小型打印机。在本实施例中，第一反射结构131及第二反射结构133可利用硅光学平台(SiOB) 形成，第一反射面132及第二反射面134为光滑面或涂布有反光材料以反射光线。光反射面的形成方式，并不受本实施例限制。第一反射面132用来反射光源170所投射出的光线， 而第二反射面134则用来反射来自透镜阵列150的光线。光源170可为单一光源或具有多种波长的光源。光源170可包括单一波长的发光二极管阵列或多个不同波长的发光二极管阵列，其设置方式可依照设计需求而定，本实施例并不受限。透镜阵列150例如为日本板硝子株式会社所生产的SLA (SELFOC Lens Array)或其他聚焦性透镜阵列，用以将第一反射面132所反射的光线折射并引导至第二反射面134。透镜阵列150所引导的光线会被第二反射面134反射而穿过透光区181。上壳体180的材料为不透光材质或是表面涂布有不透光颜料的遮光材质，而透光区181可为透明玻璃、透明压克力或开孔。实际应用时，光发射装置100可应用于发光二极管印表头以作为光源模块使用。 具有微胞囊的相纸会经由机构带动而经过光发射装置100的透光区181的上方。被光线照射到的微胞囊会产生脆化反应，然后经滚轮滚碎后便可在相纸上呈现出颜色，而未照射到光线的微胞囊则继续保持不破裂的状态，并形成黑色。在本实施例中，光源170会依照不同颜色的微胞囊所对应的光线波长产生不同波长的光线以照射相片纸。举例来说，微胞囊可分为青蓝色(cyan)、洋红色(magenta)与黄色(yellow)三种，其对应的光线波长分别为 350nm、385nm与470nm。上述微胞囊与光线波长的对应关系仅为范例，本实施例并不受限于此。若使用单一波长的光源170，则相片纸需要经过至少三种不同波长的光发射装置100照射才能呈现出正确的颜色。若使用多波长的光源170，则使用单一的光发射装置100来进行照射便可呈现出所需的色彩。第二实施例上述图1中的光发射装置100的结构可应用于发光二极管印表头。请参照图3，图 3为根据本发明第二实施例的发光二极管印表头的示意图。发光二极管印表头200包括一光发射装置210与一壳体230，光发射装置210设置在壳体230中。光发射装置210的结构请参照图2，光发射装置210的上壳体280具有透光区观1，光发射装置210会经由透光区 281发射出光线。实际应用时，光发射装置210的光源(未绘示于图3)可包括多个发光二极管以符合所需的影像分辨率，透光区的长度大约与所需打印的范围相等，打印时，纸张会通过光发射装置210的影像面(位于透光区的上方)以接收光发射装置210所发出的光线。举例来说，所需打印的范围为A4大小OllmmX^Smm)的纸张，且分辨率为600dpi， 光发射装置100可利用沈条发光二极管阵列晶片排成一列，每一条发光二极管阵列晶片包括192颗发光二极管，即利用4992颗发光二极管来实现，其中多颗发光二极管之间的间距 (pitch)为 42. 3um。在经由上述实施例的说明后，本领域技术人员应可推知其实施方式，在此不加累述。此外，值得注意的是，图2中发光二极管印表头200虽以一个光发射装置210为例说明， 但本实施例中，设置在发光二极管印表头200中的光发射装置的个数并不受限。在经由上述实施例的说明后，本领域技术人员应可推知其他实施方式，在此不加累述。综上所述，本发明利用印刷电路板作为基板，并在印刷电路板上形成双反射结构， 并将透镜阵列设置在双反射结构之间，让光源经由反射结构的反射及经由透镜的折射后聚焦在一影像面上，以得到一体积小且结构精简的光发射装置，不仅简化组装的程序更提高组装的精准度。本发明所提出的发光二极管印表头利用两个反射面改变光程，使打印头可以扁平(薄型)化，以利于整合入移动电子装置。
权利要求
1.一种光发射装置，其特征在于，该光发射装置包括 一印刷电路板；一第一反射结构，设置在该印刷电路板上，该第一反射结构具有一第一反射面； 一第二反射结构，设置在该印刷电路板上，该第二反射结构具有一第二反射面； 一透镜阵列，设置在该印刷电路板上，该透镜阵列位于该第一反射面与该第二反射面之间；至少一光源，设置在该印刷电路板上并位于该第一反射面与该透镜阵列之间；以及一上壳体，设置在该第一反射结构、该透镜阵列及该第二反射结构上，该上壳体具有一透光区，该透光区的位置对应于该第二反射面。
2.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该第一反射面反射该光源所发出的光线，该透镜阵列将该第一反射面所反射的光线引导至该第二反射面，该第二反射面所反射的光线则通过该透光区。
3.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该些光源位于该第一反射面在该印刷电路板的一正投影区域中。
4.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该透光区位于该第二反射面在该上壳体的一正投影区域中。
5.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该第一反射结构及该第二反射结构均为硅光学平台。
6.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该第一反射面与该印刷电路板的夹角实质上为45度，且该第二反射面与该第一反射面平行。
7.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该些光源包括至少一发光二极管阵列。
8.如权利要求1所述的光发射装置，其特征在于，该透镜阵列为一自聚焦透镜阵列。
9.一种发光二极管印表头，其特征在于，该发光二极管印表头包括 一壳体；以及至少一光发射装置，设置于该壳体中，其中每个该光发射装置包括 一印刷电路板；一第一反射结构，设置在该印刷电路板上，该第一反射结构具有一第一反射面； 一第二反射结构，设置在该印刷电路板上，该第二反射结构具有一第二反射面； 一透镜阵列，设置在该印刷电路板上并位于该第一反射面与该第二反射面之间； 一发光二极管阵列，设置在该印刷电路板上并位于该第一反射面与该透镜阵列之间；以及一上壳体，设置在该第一反射结构、该第二反射结构及该透镜阵列上，该上壳体具有一透光区，该透光区对应于该第二反射面。
10.如权利要求9所述的发光二极管印表头，其特征在于，该第一反射面与该印刷电路板的夹角实质上为45度，且该第一反射面与该第二反射面平行。
全文摘要
本发明公开了一种光发射装置与使用该光发射装置的发光二极管印表头。发光二极管印表头包括一壳体以及至少一光发射装置。光发射装置包括一印刷电路板、一第一反射结构、一第二反射结构、一透镜阵列、一光源与一上壳体。透镜阵列位于第一反射结构与第二反射结构之间，光源位于第一反射结构与透镜阵列之间。上壳体具有一透光区，该透光区的位置对应于第二反射结构的第二反射面。该光发射装置可利用迭加的方式来组装，由此提高组装精准度及简化组装过程。
文档编号B41J2/45GK102336067SQ20101023298
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者吴明哲 申请人:环旭电子股份有限公司