专利名称：光源模块及具有该光源模块的接触式图像感测装置的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种接触式图像感测装置的光源模块，尤指一种应用光纤做为光导杆的接触式图像感测装置的光源模块。
背景技术：
接触式图像传感器(Contact Image Sensor，CIS)为线型图像传感器的一种，用于将平面的图像或文件扫描成电子格式，以便于储存、显示或传输，其主要应用有扫描仪、传真机以及多功能事务机等。接触式图像传感器的工作原理是将一光源所产生的光线照射到待扫描的稿件上，经过稿件反射光线，并利用一镜片组将该反射光线聚集于电荷耦合组件 (Charge-Coupled Device, CCD)或是互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)等感光组件之上，利用感光组件将光的信号改变为电的信号， 进而产生模拟或数字像素(Pixel)数据。在扫描过程中，由于感光组件可以检测稿件上各区域反射回来的具有不同强度的光，较暗的区域反射光的强度较弱、较亮的区域反射光强度较强，将所有反射的光转换为模拟或数字的电信号，此电信号会与光的强度成正相关，最后再使用与对应扫描仪的文字或图像扫描软件处理这些数据，并将其重现于计算机图像文件。现有使用于接触式图像感测装置的光源模块主要应用一发光组件搭配一压克力或塑料材质制成的导光柱，该导光柱呈一多角形结构，然而其多角型结构却导致入射光会由接角处漏出，导致亮度不均的问题，并大大的降低了光的使用效率。
发明内容
鉴于现有技术所述，本发明的一目的，在于提供一种使用于线形图像传感器的光源模块。本发明的另一目的，在于提供使用上述光源模块的接触式图像感测装置。为达上述目的，本发明提供一种光源模块，包含有一座体、一发光组件以及一光导杆。该发光组件设置于该座体内部；该光导杆为一光纤，该光导杆的其中一端面连接于该座体，并邻近于该发光组件，供该发光组件的光线射入并以全内反射方式在该光导杆中传输， 且该光导杆表面的一侧设置有多个用以改变光线全内反射路径的凹部。另外，本发明更提供一种图像感测装置，包含有一壳体、一光源模块、一镜片组以及多个图像感测单元。该壳体包含一沟槽与一穿槽，该光源模块设置于该壳体的沟槽内，该光源模块包含有一座体、一发光组件以及一光导杆。该发光组件设置于该座体内部。该光导杆为一光纤，该光导杆的其中一端面连接于该座体，并邻近于该发光组件，供该发光组件的光线射入并以全内反射方式在该光导杆中传输，且该光导杆的表面的一侧设置有多个用以改变光线全内反射路径的凹部。该镜片组设置于该壳体的该穿槽，用以接收经由一被扫描物体所反射的光线，并产生一聚焦图像；该等图像感测单元，设置于该壳体下方，且沿着轴向地排列， 以便撷取到一横列图像。本发明的接触式图像感测装置使用光纤作为光导杆，由于光线在光纤内部传输的损耗远低于在其它导光材质，可大幅的提升该光导杆的发光亮度，搭配设置于该光导杆上的该等凹部，使得整个光导杆的亮度更为均勻。
图1为本发明的接触式图像感测装置的立体分解图；图2为本发明的光源模块的立体分解图；图3为本发明的光源模块的剖视图；图4A、图4B为沿着图2的4_4的剖面示意图；图5为本发明的光源模块的下视图；图6为本发明的光导杆上凹部的密度、宽度、深度分布图表。其中，附图标记100 壳体112反射部200光源模块212 凹槽2124 肩部220发光单元232 纤核236 凹部300镜片组
具体实施例方式配合参阅图1，为本发明的接触式图像感测装置的立体图。该接触式图像感测装置包含有一壳体100、一光源模块200、一镜片组300以及一图像感测单元400。该壳体100包含一沟槽110与一穿槽120，且该沟槽110的底部设置有一反射部 112。该光源模块200设置于该沟槽110内，该镜片组300设置于该穿槽120内；该光源模块200包含有一座体210、一发光组件220以及一光导杆230。配合参阅图2与图3，分别为本发明的光源模块200的立体分解图与剖面图，该光源模块200用以提供一亮度均勻的线形光源，作为该接触式图像感测装置的照明光源。该座体210包含有一凹槽212，该凹槽212包含有一底面部2122、一肩部21M以及一侧面部 2126。该发光组件220设置于该底面部2122，并朝着相反于该座体210的方向发出光线，其中该发光组件220为发光二极管(LED)。该光导杆230为一沿着一特定方向延伸的光纤(Optical fiber)，该光纤为一圆柱形的介质波导，应用全内反射(Total internal reflection)原理来传导光线。该光纤的结构大致分为高折射率的纤核(core) 232以及位于纤核232外低折射率的纤衣 (cladding) 234，其中纤核232使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质制成，其折射率为1.49，
110沟槽 120穿槽 210座体 2122底面部 2126侧面部 230光导杆 234纤衣 240反光组件 400图像感测单元纤衣234使用氟化树脂材质制成，折射率为1. 42。由于纤核232的折射率大于纤衣234的折射率，因此当光线在一特定角度内入射至该光纤的一端时，光线会在纤核232与纤衣234 的交界处不断的进行全内反射，并将光线传递至该光纤的另一端。由于光线在光纤内部传输的损耗远低于在其它导光材质，可有效地避免光线于传递中损失，加上光纤本身不会产生漏光的情形，因此大幅的提升该光导杆230的发光亮度。该光导杆230的其中一端面抵顶于该座体210的肩部2124，且该光导杆230的部份表面贴合于该侧面部21 ；该光导杆230另一端面设置有一反光组件M0，用以增加光反射量以提升该光导杆230的亮度及均勻度。当该发光组件220在一特定角度内入射至该光导杆230时，光线经由全内反射方式于该光导杆230内部传输，该光线传递至该光导杆230的另一端，则该反光组件240反射该光线，于是该光线于该光导杆230内反向传递。其中该特定角度为一造成光线全内反射
的临界角θ c，其角度由下式推算而得 f \6b = sin ——
\ni).其中ni为光入射面(即纤核)的折射率，nr为光出射面(即纤衣)的折射率。该光导杆230表面的一侧设置有多个用以改变光线全内反射路径的凹部236，且该凹部236可为U形、V形(如图4A、图4B所示)或其它具轴对称的图形，其中该凹部236 利用滚压成型、挤压成型、切销成型或直接射出成型的方式形成于该光导杆230上。该凹部236主要用以破坏该光导杆230的表面，使入射于该光导杆230的光线经由该凹部236折射出光或再经反射而由该光导杆230相反于设置有凹部236的另一侧面出光，使得光导杆230达到亮度均勻化的效果。此外，为更进一步的使光导杆230的亮度达到均勻化的效果，可调整该设置于光导杆230上的凹部236的密度、宽度与深度，使得位于该光导杆230不同位置的凹部236其密度、宽度与深度都有所差别，如图5所示。配合参阅图6，为本发明的光导杆230上凹部的分布的一种实施例的分布图，其中该图表横轴方向标示该凹部236的数量，纵轴表示该凹部的间距、宽度与深度的尺寸大小。 如图中所示，任二凹部236的间距随着越远离于该座体210而呈一阶梯状的增加，亦即，邻近于该座体210的凹部236与相邻的凹部236的间距较小，而远离该座体210的凹部230 与相邻的凹部236的间距较大。该凹部236的宽度指由该凹部236横跨于该光导杆230的最大长度，由图中可看出，该凹部236的宽度随着远离该座体210而逐渐增加；该凹部236 的深度指其垂直深入该光导杆230的长度，由图中可视，该凹部236的深度随着远离该座体 210而逐渐增加。藉由不同间距、宽度与深度分不的该凹部236，使得由该发光单元220所发出的光线得以均勻的分布于整个光导杆230上，以提供该接触式图像感测装置一亮度均勻的扫描光源。复参见图1，于实际组装该光导杆230时，设置有该凹部236的一侧朝向该壳体 100的沟槽110内，利用相反于设置有该等凹部236的表面朝一被扫描物体发出光线；而设置有该凹部236的表面所出射的光线则经由设置于该凹槽110底部的反射部112反射，进而朝向该被扫描物体出光，如此以增加照射于该被扫描物体的光线。该镜片组300设置于该壳体100的穿槽120，用以接收经由一被扫描物体所反射的光线，并产生一聚焦图像，其中该镜片组300为一柱状透镜阵列。该图像感测单元400设置于该壳体100下方，包含有一载板410以及多个设置于该载板410上的图像传感器芯片 420，其中该图像感测单元400为电荷耦合组件(CCD)、互补式金属氧化物半导体(CMOS)或其它具有光电转换特性的组件。扫描图像时，该光源模块200提供一扫描光线照射于一被扫描物体上，并经由该镜片组300聚集自该被扫描物体反射的光线，并产生一聚焦图像，该图像感测单元400则接收由该镜片组300所投射的聚焦图像，并将所接收到的图像转换成电子信号。综合以上所述，本发明的接触式图像感测装置使用可在其内以全内反射方式进行传输的光纤作为光导杆，由于光纤可在其内以全内反射方式进行传输，使其内部光学传输的损耗远低于在其它导光材质，可大幅的提升该光导杆的亮度；加上设置于该光导杆上的该凹部使光线的行进路径改变，使得整个光导杆的亮度更为均勻；并且，由于光纤为极成熟的光学组件，市售成本极低。因此，本发明除了可提高了整体光的使用效率外，更可以有效地降低整体成本支出。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，当不能限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修改，皆应仍属本发明的专利涵盖范围意图保护的范
权利要求
1.一种光源模块，其特征在于，包含一座体；一发光组件，设置于该座体内部；及一光导杆，为一光纤，该光导杆的其中一端面连接于该座体，并邻近于该发光组件，供该发光组件的光线射入并以全内反射方式在该光导杆中传输，且该光导杆表面的一侧设置有多个用以使光线向该光导杆外泄漏的凹部。
2.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该光导杆的另一端面设置有一反光组件。
3.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，该凹部呈轴对称的图形。
4.如权利要求1所述的光源模块，其特征在于，各该凹部的宽度、深度与任二凹部间的间距皆不相等。
5.如权利要求4所述的光源模块，其特征在于，该设置于该光导杆的凹部与相邻近凹部的间距随着远离该座体而增加。
6.如权利要求4所述的光源模块，其特征在于，该设置于该光导杆的凹部的深度随着远离该座体而增加。
7.如权利要求4所述的光源模块，其特征在于，该设置于该光导杆的凹部的宽度随着远离该座体而增加。
8.一种接触式图像感测装置，包含一壳体，包含有一沟槽以及一穿槽；一光源模块，设置于该壳体的该沟槽内，该光源模块包含一座体；一发光组件，设置于该座体内部；一光导杆，为一光纤，该光导杆的其中一端面连接于该座体，并邻近于该发光组件，且供该发光组件的光线射入并以全内反射方式在该光导杆中传输，并且该光导杆的一侧设置有多个用以改变光线全内反射路径的凹部；一镜片组，设置于该壳体的该穿槽，用以接收经由一被扫描物体所反射的光线，并产生一聚焦图像；及多个图像感测单元，设置于该壳体下方，且沿着轴向地排列，以便撷取到一横列图像。
9.如权利要求8所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该光导杆的另一端面设置有一反光组件。
10.如权利要求8所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该凹部呈轴对称的图形。
11.如权利要求8所述的接触式图像感测装置，其特征在于，各该凹部的宽度、深度与任二凹部间的间距皆不相等。
12.如权利要求11所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该设置于该光导杆的凹部与相邻近凹部的间距随着远离该座体而增加。
13.如权利要求11所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该设置于该光导杆的凹部的深度随着远离该座体而增加。
14.如权利要求11所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该设置于该光导杆的凹部的宽度随着远离该座体而增加。
15.如权利要求8所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该镜片组为一柱状透镜阵列。
16.如权利要求8所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该沟槽的底部设置有一反射部。
17.如权利要求16所述的接触式图像感测装置，其特征在于，该光导杆设置有该凹部的一侧朝向该沟槽底部的反射部，利用相反于设置有该凹部的表面朝一被扫描物体出光。
全文摘要
本发明公开了一种光源模块及具有该光源模块之的接触式影像图像感测装置，该光源模块包含有一座体、一发光组件以及一光导杆。该发光组件设置于该座体内部；该光导杆的其中一端面连接于该座体，并邻近于该发光组件且供该发光组件的光线射入，另一端面则设置有一反光组件，并且该光导杆表面的一侧设置有多个用以改变光线全内反射路径的凹部，主要用以提供该接触式图像感测装置一具有高亮度且亮度均匀的线形光源。
文档编号F21V13/00GK102221162SQ20101016448
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者李彭荣 申请人:菱光科技股份有限公司