專利名稱：單led雙導(dǎo)光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及照明裝置，并且尤其涉及掃描器照明裝置以及具有與多個導(dǎo)光管耦合的一個光源的掃描器照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在辦公設(shè)備例如數(shù)字復(fù)印機(jī)以及傳真機(jī)中，采用通稱為“掃描器”的設(shè)備將原始的硬拷貝文件記錄為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在典型的掃描器中，文件紙張被照亮并且從文件紙張反射的光線被感光裝置，例如電荷耦合元件(charge coupled device, (XD)陣列記錄并且被轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。隨著紙張被移動通過文件輸送裝置，或者感光裝置被相對于文件紙張放置在其上的臺板移動，文件紙張的窄帶被照亮。傳統(tǒng)的掃描器照明裝置包括冷陰極燈和相對的鏡子；具有多個發(fā)光二極管(LED) 以及相對的鏡子的發(fā)光二極管棒；或者與導(dǎo)光管和相對的鏡子耦合的LED。一些照明直接來自燈或者LED，而一些照明被發(fā)送穿過鏡子并且隨后被反射到文件紙張。一般大約70% 的照明光線直接來自燈或者LED，而大約30%的照明光線來自鏡子，具有顯著的光損失。傳統(tǒng)掃描器照明裝置的另一個類型包括兩組LED。每組具有多個LED。所述兩組 LED相對設(shè)置并且與聚焦透鏡結(jié)合。由于來自兩組LED的照明光線被引導(dǎo)到文件紙張，可能產(chǎn)生顯著的光線損失。除了顯著的光線損失之外，對于傳統(tǒng)的掃描器照明裝置來說，沿著文件紙張的窄帶具有平均的照明是一個挑戰(zhàn)。另外，由傳統(tǒng)的掃描器照明裝置在文件處產(chǎn)生的角分布可能在快速掃描方向變化。隨后可能發(fā)生照明度和照明區(qū)域中的不規(guī)則并且導(dǎo)致最終圖像數(shù)據(jù)的缺陷。因此，需要克服現(xiàn)有技術(shù)中的這些和其它問題并且提供具有與多個導(dǎo)光管耦合的一個光源的照明裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)多個實施方式，本發(fā)明包括掃描器照明裝置。所述掃描器照明裝置可以包括光源；多個導(dǎo)光管；以及一個或多個與光源和多個導(dǎo)光管耦合的分器鏡。由所述光源產(chǎn)生的光線隨后可以被通過一個或者多個分光器弓丨導(dǎo)到每個導(dǎo)光管中。每個導(dǎo)光管可以將引入的光線轉(zhuǎn)向到導(dǎo)光管之外。根據(jù)多個實施方式，本發(fā)明還包括掃描器照明系統(tǒng)。所述掃描器照明系統(tǒng)可以包括具有單發(fā)光二極管(LED)的掃描器照明裝置，所述發(fā)光二極管被設(shè)置來將光線發(fā)射到分光器中。兩個或者多個導(dǎo)光管可以與所述分光器耦合，使得從所述單LED發(fā)射的光線通過分光器被引入兩個或者多個導(dǎo)光管的每一個中。每個導(dǎo)光管可以將所引入的光線轉(zhuǎn)向到導(dǎo)光管之外。根據(jù)多個實施方式，本發(fā)明還包括另一個掃描器照明系統(tǒng)。所述掃描器照明系統(tǒng)可以包括掃描器照明裝置，所述掃描器照明裝置具有一個被設(shè)置來發(fā)射光線的光源。所述一個光源可以包括一個或者多個發(fā)光二極管(LED)。隨后可以設(shè)置一個或者多個分光器來將來自所述一個或者多個LED的發(fā)射光線分束到多個導(dǎo)光管中。每個導(dǎo)光管可以將分束的光線轉(zhuǎn)向到所述導(dǎo)光管之外以對文件照明。所述掃描器照明系統(tǒng)還可以包括透鏡，所述透鏡適合于接收從被照明的文件反射的成像光線并且將所反射的光線聚焦到傳感器部件上。所述傳感器部件可以產(chǎn)生對應(yīng)于所反射的成像光線的電子信號。


圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的多個實施方式的示例性掃描器照明系統(tǒng)。圖2A-2B描繪了根據(jù)本發(fā)明的多個實施方式用于圖1的系統(tǒng)的多個示例性照明裝置。圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的多個實施方式用于圖2A-2B的照明裝置的示例性導(dǎo)光管。優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述多個實施方式提供了照明裝置和相關(guān)的掃描器照明系統(tǒng)。照明裝置可以包括一個光源，該光源通過一個或多個分光器與多個導(dǎo)光管耦合，使得從所述一個光源引入的光線可以被分束并且引導(dǎo)到多個導(dǎo)光管的每一個中。引入每個導(dǎo)光管的光線可以被轉(zhuǎn)向到所述導(dǎo)光管之外，例如，照明硬拷貝文件以用于數(shù)字記錄。在實施方式中，所公開的照明裝置可以被設(shè)置到全寬陣列(full width array, FffA)掃描器、CXD掃描器、接觸式圖像傳感器(contact image sensor, CIS)掃描器和/或互補(bǔ)的金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)掃描器。圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的多個實施方式的示例性掃描器照明系統(tǒng)100。如所示出的，所述系統(tǒng)100可以包括臺板103和掃描頭108。在實施方式中，所述臺板103可以具有單獨(dú)的表面，文件紙張105可以放置在所述表面上以用于從該表面記錄。 可選地，與所述臺板103相關(guān)聯(lián)的可以是文件控制器(未示出)，所述文件控制器按順序從多頁原始文件進(jìn)給紙張。所述掃描頭108可以安裝在可移動托架140上，用于記錄從文件紙張上的圖像反射的光線?？偟貋碚f，所述托架可以沿著方向A移動，如圖1中所示。所述掃描頭108可以被定位來照亮文件并且可以包括照明裝置120和探測器130。來自將在下文中描述的照明裝置120的光線20可以照亮文件的薄條。所述探測器130可以包括透鏡裝置132和感光裝置136。所述感光裝置136可以包括一個或者多個線性陣列的傳感器元件，例如光敏器件，以記錄反射的成像光線30。所述光敏器件可以包括固態(tài)裝置，所述固態(tài)裝置包括，例如CCD、FWA、CIS、或CMOS裝置。包括SELFOC 透鏡或其它微型透鏡裝置的透鏡裝置132可以被插入臺板103 和感光裝置136之間，以用于將反射的成像光線30聚焦到光敏器件陣列上。從所述文件反射的光線可以通過所述感光裝置136被轉(zhuǎn)換成形成圖像數(shù)據(jù)的電子信號，所述電子信號電子地代表所述文件。圖像數(shù)據(jù)可以被儲存在記錄裝置例如計算機(jī)中的記憶存儲裝置上。注意，雖然圖1利用臺板掃描結(jié)構(gòu)作為例子，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，所公開的掃描器照明裝置和相關(guān)的照明系統(tǒng)可以用于其它掃描結(jié)構(gòu)中，包括，例如，鈔票掃描器或者具有文件控制器以便在一個行程同時掃描文件紙張的兩側(cè)的掃描器。圖2A-2B描繪了根據(jù)本發(fā)明的多個實施方式用于圖1的系統(tǒng)的多個示例性照明裝置。示例性照明裝置120A-B可以包括通過分光器250與多個導(dǎo)光管260耦合的光源 240。在實施方式中，所述光源240可以包括多個LED245，所述LED被設(shè)置來產(chǎn)生進(jìn)入所述分光器250的光線。如圖2A中所示。多個LED245中的每一個可以具有相同或者不同的照度。在實施方式中，所述光源240可包括單LED M5，如圖2B所示。照明裝置120B的單 LED可具有高的照度。在實施方式中，如圖2A-2B中所示的、包括一個或者多個LED的所述光源240可以具有例如至少大約lOOOlux，或者從大約IOOOIux到300001ux，或者超過300001ux的總照度，例如用于高速場合。在用于低速場合的實施方式中，光源MO的總照度可以是大約 lOOOlux。圖2A-2B中的分光器250可以將由所述光源240產(chǎn)生的光線分束到多個導(dǎo)光管 260的每一個導(dǎo)光管中。在實施方式中，所述分光器250可以提供沿著每個導(dǎo)光管260相等或者平衡的光程長度。注意，雖然在圖2A-2B中示出了一個分光器250，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在圖2A-2B的每個照明裝置中可以使用一個或者多個分光器250，使得可以沿著每個導(dǎo)光管實現(xiàn)相等或者平衡的聲程長度。在實施方式中，所述分光器250可以提供例如引入第一導(dǎo)光管^Oa中的第一分束光束(未示出)、引入第二導(dǎo)光管260b中的第二分束光束(未示出)或引入第三導(dǎo)光管 ^Oc的第三分束光束(未示出)等等之間提供必要的角關(guān)系(參見圖2A-2B中的a、B1,在圖2A中示出的實施方式中，通過所述分光器250，從所述光源240發(fā)射的光線可以被引導(dǎo)到每個導(dǎo)光管260中，根據(jù)所述分光器250的物理結(jié)構(gòu)，例如以大約30度的淺角引導(dǎo)，或者轉(zhuǎn)過大約90度，并且隨后耦合到所述導(dǎo)光管中。在實施方式中，所述分束角a可以從0度到大約90度。所述分光器250可以是V形分光器或者是L形分光器。在圖2B中所示的特定實施方式中，所述分光器250可以具有分束角 和 ，以便將光線引入三個導(dǎo)光管260a、260bJ60c。所述分束角 和 可以相同或者不同，例如每個的范圍為0度到大約90度。在實施方式中，如圖2A-2B中所示的每個導(dǎo)光管260可以具有，例如大約200mm或更長，或范圍為大約200mm(例如，對于A4場合)到大約350mm(例如，對于A3場合)的長度，雖然也可以包括其它長度，例如比大約350mm長。在實施方式中，例如當(dāng)用于例如鈔票掃描的場合時，所述導(dǎo)光管260可以具有小于200mm的長度。在實施方式中，多個導(dǎo)光管 260中的每一個可以相同或者不同。在實施方式中，所述導(dǎo)光管可以由包括，例如塑料或玻璃的材料制成。如所公開的，多個導(dǎo)光管可以用于圖2A-2B的照明裝置。圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的多個實施方式的示例性導(dǎo)光管260。例如，圖3中的導(dǎo)光管260可以具有光轉(zhuǎn)向表面結(jié)構(gòu)，或者由多根線或其它表面圖案形成的格柵，以用于將分束光束10轉(zhuǎn)向到導(dǎo)光管260之外。
在實施方式中，所述多個表面圖案可以被雕刻，例如激光雕刻，或者蝕刻成圖3中的預(yù)定導(dǎo)光管表面。所述多個表面圖案可以促使分束光束10的一部分沿著導(dǎo)光管行進(jìn)，以被轉(zhuǎn)向到所述導(dǎo)光管的外部區(qū)域。所述導(dǎo)光管的外部的轉(zhuǎn)向的光束20隨后，例如可以被聚焦，并且可以照亮文件(參見圖1)。在示例性實施方式中，所述光轉(zhuǎn)向表面可以被設(shè)置來將基本均勻分布的轉(zhuǎn)向光束 20提供到所述導(dǎo)光管之外并且提供到文件上。另外，所述光轉(zhuǎn)向表面結(jié)構(gòu)可以利用例如很窄的格柵線來提供所需光照級別的均勻分布的轉(zhuǎn)向光束20。在實施方式中，所述導(dǎo)光管可以選擇性地具有光滑鏡面反射內(nèi)表面。例如，磨砂或者反射材料265(參見圖2A-B和圖3)，例如拋光鋁，可以用于蓋住所述導(dǎo)光管的內(nèi)表面，使得所引入的光束不能逃逸到導(dǎo)光管之外，但是可以被返回到導(dǎo)光管中。即，光線可以被在每個導(dǎo)光管中內(nèi)部反射并且僅僅通過提供格柵線照明的漫射線(參見圖3中的305)逃逸。再次參照圖2A-2B，所述光源240可以，例如被固定到所述分光器250，所述分光器 250可以通過安裝組件270安裝。所述多個導(dǎo)光管260也可以被安裝在所述分光器的相對側(cè)。所述安裝組件270可以包括，例如，模制成單一塑料整體形狀的安裝凸緣。由于所述多個導(dǎo)光管260被通過安裝組件模制在一起，所述安裝組件270可以提供對準(zhǔn)幾何穩(wěn)定性并且減小對準(zhǔn)公差?，F(xiàn)有技術(shù)中的安裝和對準(zhǔn)問題可以得到消除。在多個實施方式中，通過使用所公開的照明裝置120，來自光源240的所有發(fā)射光線可以被利用。在實施方式中，由于光源與分光器的耦合，可以實現(xiàn)文件的窄帶上的照明平
權(quán)利要求
1.一種掃描器照明裝置，包括光源；多個導(dǎo)光管；和一個或者多個分光器，所述分光器將所述光源耦合到所述多個導(dǎo)光管的每一個，使得由所述光源產(chǎn)生的光線通過所述一個或者多個分光器被引入所述多個導(dǎo)光管的每一個中； 其中，每個導(dǎo)光管被設(shè)置來將引入到所述導(dǎo)光管的光線轉(zhuǎn)向到所述導(dǎo)光管之外。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述光源包括一個或者多個發(fā)光二極管 (LED)，其中，所述光源具有至少大約lOOOlux的照度。
3.一種掃描器照明系統(tǒng)，包括掃描器照明裝置，包括單發(fā)光二極管(LED)，其被設(shè)置來將光線發(fā)射到分光器中；和兩個或者多個導(dǎo)光管，所述導(dǎo)光管與所述分光器耦合，使得從所述單LED發(fā)射的光線通過所述分光器被引入到所述兩個或者多個導(dǎo)光管的每一個中；其中每個導(dǎo)光管被設(shè)置來將引入到導(dǎo)光管中的光線轉(zhuǎn)向到所述導(dǎo)光管之外。
4.一種掃描器照明系統(tǒng)，包括掃描器照明裝置，其包括一個光源，所述光源被設(shè)置來發(fā)射光線，其中所述一個光源包括一個或者多個發(fā)光二極管(LED)；一個或者多個分光器，所述分光器被設(shè)置來將來自一個或者多個LED的發(fā)射光線分束到多個導(dǎo)光管的每一個中；其中，每個導(dǎo)光管被設(shè)置來將分束到導(dǎo)光管中的光線轉(zhuǎn)向到導(dǎo)光管之外，以對文件照明；以及透鏡，其適合于接收從被照明的文件反射的成像光線并且將所反射的光線聚焦到傳感器部件上，其中，所述傳感器部件產(chǎn)生對應(yīng)于所反射的成像光線的電子信號。
全文摘要
多個實施方式提供了照明裝置和相關(guān)掃描器照明系統(tǒng)，其中所述照明裝置可包括具有一個或多個LED的光源，所述一個或多個LED通過一個或多個分光器耦合到多個導(dǎo)光管從而所述光源發(fā)出的光可分束到所述多個導(dǎo)光管的每個中。
文檔編號F21V5/04GK102305368SQ201110107888
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者邁克爾·約翰·威爾舍 申請人:施樂公司