專利名稱：光發(fā)射裝置與應(yīng)用它的發(fā)光二極管打印頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，有關(guān)于一種光學(xué)組件，且特別是有關(guān)于一種光發(fā)射裝置與使用它的發(fā)光二極管打印頭。
背景技術(shù)：
打印機(jī)是目前常見的計算機(jī)輸出設(shè)備，可以將計算機(jī)內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)按照文字或圖形的方式永久地輸出到紙張或者透明膠片上。打印機(jī)主要分為單色打印機(jī)與彩色打印機(jī)， 單色打印機(jī)主要以黑色為主，而彩色打印機(jī)則可作為相片打印機(jī)以輸出畫質(zhì)精美的相片。打印機(jī)的種類眾多，主要包括激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)與針式打印機(jī)等，其他還包括熱轉(zhuǎn)印式打印機(jī)(Thermal Transfer Printer)與光感應(yīng)式打印機(jī)(Cylithography Printer)等。光感應(yīng)式打印機(jī)是利用光轉(zhuǎn)印技術(shù)來打印影像，光轉(zhuǎn)印技術(shù)是由一家叫做 Cycolor Inc.的公司投資開發(fā)成商業(yè)化的產(chǎn)品，所以這項技術(shù)也被稱做“Cylithography technology，，。在光轉(zhuǎn)印技術(shù)中，會預(yù)先將顏料涂布在特殊的相紙上，這些涂布的顏料會先利用微胞囊技術(shù)(microcapsules)進(jìn)行處理，將三色顏料(青藍(lán)，洋紅和黃)先以光敏感應(yīng)性的微胞囊(light sensitive microcapsules)包起來。這些微胞囊會對特定波長的光線產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。光感應(yīng)式打印機(jī)中的光學(xué)打印頭會以特定波長的光線掃描相紙表面，被照射到的微胞囊會產(chǎn)生脆化反應(yīng)。脆化的微胞囊會被光感應(yīng)式打印機(jī)中的壓力滾輪(pressure roller)壓碎而釋放出顏料以混合出所需的色彩。這種光感應(yīng)式打印機(jī)中需要設(shè)置特殊的光學(xué)打印頭以產(chǎn)生特定波長的光線，目前這種光學(xué)打印頭可利用發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)陣列來作為光源，然后利用透鏡來傳遞光線與聚焦。然而，目前的光學(xué)打印頭的光學(xué)機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，容易造成組裝精度過低，并不利于量產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服目前的光學(xué)打印頭的光學(xué)機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，容易造成組裝精度過低，并不利于量產(chǎn)的缺陷，提供一種光發(fā)射裝置與使用它的發(fā)光二極管打印頭，利用硅光學(xué)平臺(silicon optical bench, SiOB)來整合LED光源與自聚焦透鏡陣列(SELF0C Lens Array，SLA)，此光發(fā)射裝置的機(jī)構(gòu)可利用迭加的方式來組裝，借此提高組裝精度與簡化組裝過程。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的本發(fā)明提出一種光發(fā)射裝置，包括一硅光學(xué)平臺、一自聚焦透鏡陣列、一上殼體與至少一光源。硅光學(xué)平臺具有一凹槽，凹槽具有一第一反射面、一底部與一第二反射面。第一反射面與第二反射面分別位于底部的兩側(cè)并形成一凹槽開口，其中凹槽開口的寬度大于底部的寬度。自聚焦透鏡陣列設(shè)置于上述底部上并位于上述第一反射面與上述第二反射面之間。上殼體用于覆蓋上述凹槽開口并具有一對應(yīng)于第二反射面的透光區(qū)。光源設(shè)置于上殼體的一內(nèi)側(cè)面上，并對應(yīng)于第一反射面。在本發(fā)明一實施例中，上述第一反射面用于反射光源所發(fā)出的光線，自聚焦透鏡陣列將第一反射面所反射的光線引導(dǎo)至第二反射面。上述第二反射面所反射的光線則通過上述透光區(qū)。在本發(fā)明一實施例中，上述光源位于第一斜面在上述上殼體的正投影區(qū)域中，上述透光區(qū)則位于第二斜面在上殼體的正投影區(qū)域中。在本發(fā)明一實施例中，上述光源包括發(fā)光二極管陣列。上述自聚焦透鏡陣列包括多個透鏡。本發(fā)明還提出一種發(fā)光二極管打印頭，包括一殼體與至少一光發(fā)射裝置，光發(fā)射裝置設(shè)置于上述殼體中。其中每一上述光發(fā)射裝置包括一硅光學(xué)平臺、一自聚焦透鏡陣列、 一上殼體與至少一光源。硅光學(xué)平臺具有一凹槽，凹槽具有一第一反射面、一底部與一第二反射面。第一反射面與第二反射面分別位于底部的兩側(cè)并形成一凹槽開口，其中凹槽開口的寬度大于底部的寬度。自聚焦透鏡陣列設(shè)置于上述底部上并位于上述第一反射面與上述第二反射面之間。上殼體用于覆蓋上述凹槽開口并具有一對應(yīng)于第二反射面的透光區(qū)。光源設(shè)置于上述上殼體的一內(nèi)側(cè)面上，并對應(yīng)于上述第一反射面。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明在硅光學(xué)平臺上形成具有雙反射面的凹槽， 讓光源與自聚焦透鏡陣列可以整合于凹槽中，并且利用印刷電路板來作為凹槽的覆蓋殼體，借此簡化光發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)組成與降低設(shè)計成本。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光發(fā)射裝置的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管打印頭示意圖。主要組件符號說明100J60:光發(fā)射裝置110:硅光學(xué)平臺112:凹槽113:底部114:第一反射面115:第二反射面
120:自聚焦透鏡陣列130 上殼體140 光源142 透光區(qū)160 影像面200 發(fā)光二極管打印頭230 上殼體240 虛線區(qū)域
M2:透光區(qū)250 殼體θ 1、θ 2:夾角
具體實施例方式實施例1 請參照圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光發(fā)射裝置的示意圖，光發(fā)射裝置 100包括硅光學(xué)平臺110、自聚焦透鏡陣列120、上殼體130與光源140。硅光學(xué)平臺110具有凹槽112，凹槽112由第一反射面114、底部113與第二反射面115所形成，第一反射面114 與底部113的夾角θ 1實質(zhì)上為135度，第二反射面115與底部113的夾角θ 2實質(zhì)上為 135度。由于第一反射面114與第二反射面115是由外向內(nèi)傾斜，因此第一反射面114與第二反射面115所形成的凹槽開口的寬度會大于凹槽112的底部113的寬度。自聚焦透鏡陣列120設(shè)置于凹槽112的底部113上，可用來引導(dǎo)第一反射面114所反射的光線至第二反射面115。自聚焦透鏡陣列120具有多個透鏡，這些透鏡可形成一個有連續(xù)圖像的整體，因此可以直接得到實際圖像大小的正向圖像，所以不需要鏡像圖像。光源140設(shè)置于上殼體130的內(nèi)側(cè)面上，內(nèi)側(cè)面是指上殼體130面向凹槽112的第一反射面114的側(cè)面。光源140的位置對應(yīng)于第一反射面114，可用來發(fā)出光線至第一反射面114。上殼體130具有一透光區(qū)142，其位置對應(yīng)于第二反射面115。自聚焦透鏡陣列 120將第一反射面114所反射的光線引導(dǎo)至第二反射面115，第二反射面115所反射的光線可通過透光區(qū)142而成像于影像面160上。在實際應(yīng)用時，具有微胞囊的相紙會經(jīng)由機(jī)構(gòu)帶動而經(jīng)過影像面160，被照射到的微胞囊便會產(chǎn)生脆化反應(yīng)，然后經(jīng)過后端的壓力滾輪壓碎后便可在相紙上呈現(xiàn)出顏色。未照射到的微胞囊會繼續(xù)抱持不破裂的狀態(tài)，而形成黑色。在本實施例中，凹槽112的第一反射面114、底部113與第二反射面115利用一體成型的方式形成在硅光學(xué)平臺110上，并非利用組裝而成，但本發(fā)明并不受限于此。上殼體 130可利用印刷電路板(Print Circuit Board, PCB)實現(xiàn)，其透光區(qū)142為開孔或以透光材質(zhì)(如玻璃)形成，但本實施例并不受限。在本實施例中，上殼體130需要具有屏蔽的功能以防止漏光，利用印刷電路板來實現(xiàn)的話，則具有整合光源140的驅(qū)動電路以及作為外殼的效果，可以達(dá)到簡化設(shè)計組成與節(jié)省成本。在本發(fā)明另一實施例中，上殼體130也可以直接利用玻璃形成，只要透光區(qū)142以外的地方涂布不透光的材料即可形成上殼體130。光源140包括發(fā)光二極管組件或發(fā)光二極管陣列，可依照設(shè)計需求決定，本實施例并不受限。本實施例的光發(fā)射裝置100可應(yīng)用于LED打印頭以作為光源模塊使用，其中光源 140可使用單一波長的LED或是具有多波長光源的LED模塊，但本實施例并不受限。多波長光源的LED模塊是由多種波長的LED組合而成，例如紅、藍(lán)、綠三種LED，可利用其驅(qū)動電路選擇性發(fā)出所需波長的光線以脆化包覆不同顏料的微胞囊。在本實施例中，光源140會依照不同顏色的微胞囊所對應(yīng)的光線波長產(chǎn)生不同波長的光線以照射相片紙。舉例來說，微胞囊可分為青藍(lán)色(cyan)、洋紅色(magenta)與黃色(yellow)三種，其對應(yīng)的光線波長分別為350nm、385nm與470nm。上述微胞囊與光線波長的對應(yīng)關(guān)系僅為范例，本實施例并不受限于此。
使用單一波長的光源140，則相片紙需要經(jīng)過至少三種不同波長的光發(fā)射裝置照射才能呈現(xiàn)出正確的顏色。若使用多波長的光源，則使用單一的光發(fā)射裝置來進(jìn)行照射便可呈現(xiàn)出所需的色彩。因此，使用多波長的光發(fā)射裝置可以縮小LED打印頭的體積，非常適用整合于手持式電子裝置或可攜式電子裝置，例如手機(jī)與筆記本電腦。此外，值得注意的是，由圖1可知，本實施例利用微機(jī)電 (microelectromechanical system,MEMS)技術(shù)來整合光學(xué)組件并且改變其構(gòu)裝架構(gòu)，以印刷電路板來取代凹槽112的覆蓋殼體(即上殼體130)。此外，由于圖1的硅光學(xué)平臺110、 自聚焦透鏡陣列120、上殼體130等組件可直接利用堆棧的方式組裝，不需考慮側(cè)向的定位，所以可以簡化組裝程序與提高組裝精確度。因此，本實施例具有簡化設(shè)計組成與節(jié)省成本的功效。實施例2 上述圖1中的光發(fā)射裝置100的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于發(fā)光二極管打印頭，其光源140可利用LED陣列實現(xiàn)以符合所需的分辨率，而透光區(qū)142則需擴(kuò)大以符合紙張的寬度。請參照圖2，圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管打印頭示意圖。發(fā)光二極管打印頭200 包括殼體250與光發(fā)射裝置260，光發(fā)射裝置260設(shè)置在殼體250中。光發(fā)射裝置260包括印刷電路板所形成的上殼體230，上殼體230上具有透光區(qū)M2以發(fā)出光線。上殼體230 的內(nèi)側(cè)面則設(shè)置有LED陣列，其設(shè)置位置如虛線區(qū)域240所示。上殼體230的下方則具有對應(yīng)結(jié)構(gòu)的硅光學(xué)平臺與自聚焦透鏡陣列(圖未示)以引導(dǎo)所需的光線。光發(fā)射裝置沈0中的硅光學(xué)平臺與自聚焦透鏡陣列的結(jié)構(gòu)請參照圖1。光發(fā)射裝置260中的硅光學(xué)平臺具有凹槽以設(shè)置聚焦透鏡陣列，凹槽的長度與透光區(qū)242長度相符。 光發(fā)射裝置260的剖面結(jié)構(gòu)如圖1所示，凹槽具有兩個反射面以反射光線，反射面的傾斜角度則例如為45度(即反射面與凹槽底部的夾角為135度)。光發(fā)射裝置260的凹槽的長度與LED陣列的個數(shù)可依照設(shè)計需求延伸與增加。在經(jīng)由上述實施例的說明后，具有本技術(shù)領(lǐng)域常識者應(yīng)可推知其實施方式，在此不加累述。此外，值得注意的是，圖2中發(fā)光二極管打印頭200雖以包括一個光發(fā)射裝置沈0為例說明，但本實施例并不受限。在經(jīng)由上述實施例的說明后，具有本技術(shù)領(lǐng)域常識者應(yīng)可推知其他實施方式，在此不加累述。綜上所述，本發(fā)明利用硅光學(xué)平臺整合LED與自聚焦透鏡陣列，并且直接以印刷電路板來作為光發(fā)射裝置的覆蓋殼體以簡化結(jié)構(gòu)。由于本發(fā)明的光發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)可利用堆棧的方式組裝，因此可簡化組裝程序與成本并提高組裝精確度。以上雖然描述了本發(fā)明的具體實施方式

，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射裝置，其特征在于，所述光發(fā)射裝置包括硅光學(xué)平臺，具有凹槽，所述凹槽具有第一反射面、底部與第二反射面，所述第一反射面與所述第二反射面分別位于所述底部的兩側(cè)并形成凹槽開口，其中所述凹槽開口的寬度大于所述底部的寬度；自聚焦透鏡陣列，設(shè)置于所述底部上并位于所述第一反射面與所述第二反射面之間；上殼體，用以覆蓋所述凹槽開口，所述上殼體具有透光區(qū)，所述透光區(qū)對應(yīng)于所述第二反射面；以及至少一光源，設(shè)置于所述上殼體的內(nèi)側(cè)面上并對應(yīng)于所述第一反射面。
2.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于所述第一反射面用于反射所述光源所發(fā)出的光線，所述自聚焦透鏡陣列將所述第一反射面所反射的光線引導(dǎo)至所述第二反射面，所述第二反射面所反射的光線則通過所述透光區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于所述光源位于所述第一斜面在所述上殼體的正投影區(qū)域中。
4.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于所述透光區(qū)位于所述第二斜面在所述上殼體的正投影區(qū)域中。
5.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于所述光源包括發(fā)光二極管陣列。
6.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于所述自聚焦透鏡陣列包括多個透鏡。
7.一種發(fā)光二極管打印頭，其特征在于，所述發(fā)光二極管打印頭包括殼體；以及至少一光發(fā)射裝置，設(shè)置于所述殼體中，其中每一光發(fā)射裝置包括硅光學(xué)平臺，具有凹槽，所述凹槽具有第一反射面、底部與第二反射面，所述第一反射面與所述第二反射面分別位于所述底部的兩側(cè)并形成凹槽開口，其中所述凹槽開口的寬度大于所述底部的寬度；自聚焦透鏡陣列，設(shè)置于所述底部上并位于所述第一反射面與所述第二反射面之間；上殼體，用以覆蓋所述凹槽開口，所述上殼體具有透光區(qū)，所述透光區(qū)對應(yīng)于所述第二反射面；以及發(fā)光二極管陣列，設(shè)置于所述上殼體的內(nèi)側(cè)面上并對應(yīng)于所述第一反射面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光發(fā)射裝置與應(yīng)用它的發(fā)光二極管打印頭，光發(fā)射裝置包括一硅光學(xué)平臺、一自聚焦透鏡陣列、一上殼體與一光源。自聚焦透鏡陣列設(shè)置于硅光學(xué)平臺的一凹槽中，此凹槽具有第一反射面、一底部與一第二反側(cè)面，第一反射面與一第二反側(cè)面分別位于底部的兩側(cè)并形成一凹槽開口，其中所述凹槽開口的寬度大于所述底部的寬度。上殼體用以覆蓋凹槽開口并具有一對應(yīng)于第二反射面的透光區(qū)。光源則對應(yīng)于第一反射面。此光發(fā)射裝置的機(jī)構(gòu)可利用迭加的方式來組裝，借此提高組裝精度與簡化組裝過程。
文檔編號B41J2/45GK102447037SQ201010503
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者吳明哲 申請人:環(huán)旭電子股份有限公司, 環(huán)鴻科技股份有限公司