專利名稱：具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)于一種亮度補(bǔ)償裝置，特別地是有關(guān)一種利用多段式光源補(bǔ)償裝置的照明裝置。
(2)背景技術(shù)一般傳統(tǒng)的影像掃描裝置其包含一發(fā)光裝置(light-radiating device)以及聚焦及成像裝置(focusing-and-imaging device)。其中發(fā)光裝置可能是一個(gè)具有直線形燈管以及位于兩端的兩個(gè)連接頭的冷陰極管。而聚焦及成像裝置則是包含一鏡頭組。
發(fā)光裝置隨著掃描物件移動(dòng)，其中掃描物件可以是文件或是圖片，沿著掃描路徑進(jìn)行光源照射。接著，物件會(huì)反射由發(fā)光裝置所照射的光線。然后由聚焦及成像裝置聚集反射光的影像至影像接收裝置，在此影像接收裝置可以是電荷耦合裝置(CCD，charge-coupled device)。
然而，掃描物件光源投影在影像接收裝置上并非具有一致性。其中，掃描物件中間部份的反射光源較兩側(cè)的反射光源來(lái)得強(qiáng)，所以會(huì)造成掃描影像的失真。若增加直線形燈管的長(zhǎng)度并不能有效的改善影像失真的問(wèn)題，僅僅只能增加影像掃描裝置的面積。
一般而言，直線型燈管的所發(fā)射出來(lái)的光源并非具有一致性的。由直線型燈管所發(fā)射出來(lái)的光源其位于燈管中間部份的光源較燈管兩側(cè)的光源來(lái)得強(qiáng)，因此，在照射掃描物件的時(shí)候，其中間的掃描線會(huì)較兩側(cè)的掃描線強(qiáng)。此外，由于直線型狀燈管，其每單位長(zhǎng)度照射于掃描物件的輝度一致，當(dāng)鏡頭成像時(shí)，因其畫(huà)角形成的周邊光量成余弦四次方定律(cos4 law)衰減，使得掃描物件成像的側(cè)邊輝度較差，影響掃描品質(zhì)。其中余弦四次方定率是指即使畫(huà)角很廣，完全沒(méi)有漸暈現(xiàn)象的鏡頭，它的周邊光量仍然比畫(huà)面中心少。畫(huà)面周邊的影像，是經(jīng)由和光軸有著某種傾斜角度的入射光束所形成的，它的明亮度和傾斜角的余弦四次方成比降低。由于這是物理學(xué)的法則，在鏡頭成像的過(guò)程中并沒(méi)有辦法完全的避免。
因此，由于在鏡頭成像時(shí)，周邊光量因?yàn)槲锢砩系挠嘞宜拇畏蕉仕斐傻乃p效應(yīng)，故藉由電荷耦合裝置所接收到的影像圖案會(huì)產(chǎn)生失真(distortion)的現(xiàn)象，使得影像訊號(hào)的準(zhǔn)確性及掃描品質(zhì)會(huì)降低。
在習(xí)知的技術(shù)中，利用兩根直線形燈管補(bǔ)償周邊光量衰減效應(yīng)，此時(shí)，掃描物件的中間及側(cè)邊的輝度差異性迅速的增加，并無(wú)法改善掃描的品質(zhì)。
(3)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種光源亮度補(bǔ)償裝置，可增加發(fā)光裝置中燈管的發(fā)光面積，并增加掃描物件的照明輝度。
本實(shí)用新型的另一目的是提供一種光源亮度補(bǔ)償裝置，以增加燈管兩側(cè)的發(fā)光面積，使得掃描物件的原稿面的受光量增加，以增加影像接收裝置的響應(yīng)提升掃描速度。
本實(shí)用新型的又一目的是提供一種光源亮度補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)償側(cè)邊周邊光量衰減效應(yīng)。
本實(shí)用新型的再一目的是提供一種光源亮度補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)償鏡頭成像時(shí)因畫(huà)角所造成的周邊光量衰減。
本實(shí)用新型的次一目的是提供一種光源亮度補(bǔ)償裝置，以使在最小的空間而具有最大的發(fā)光面積效率。
根據(jù)以上所述的目的，本實(shí)用新型提供一種光源亮度補(bǔ)償裝置用以增加燈管發(fā)光面積，以補(bǔ)償照明掃描物件的輝度，它是將發(fā)光裝置中的燈管加以卷曲成螺旋狀或是將燈管卷曲折疊，藉由燈管兩側(cè)的燈管面積大于中央部份，來(lái)控制燈管的發(fā)光面積，使得燈管可以提供多段不同的發(fā)光輝度，同時(shí)增加并且補(bǔ)償照明掃描物件的輝度，以降低由于畫(huà)角所造成的周邊光量衰減效應(yīng)。此外，由于掃描物件的受光量增加，而提高影像接收裝置的響應(yīng)，進(jìn)一步地減少曝光時(shí)間，加快掃描速度。
(4)


圖1A到圖1B是根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)，具有相同螺旋間距不同螺旋半徑的螺旋形燈管的照明裝置的截面示意圖；圖2A到圖2B是根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)，具有相同螺旋半徑不同螺旋間距的螺旋形燈管的照明裝置的截面示意圖；圖3A到圖3C是根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)，具有不同折疊區(qū)段的折疊式燈管的照明裝置的截面示意圖；及圖4A到圖4C是根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)，具有不同彎曲長(zhǎng)度的折疊式燈管的照明裝置的截面示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的一些實(shí)施例將予以詳細(xì)描述如下。然而，除了詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以廣泛地在其他的實(shí)施例施行，且本實(shí)用新型的范圍不受其限定，而以后附的權(quán)利要求所限定的專利保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
傳統(tǒng)的發(fā)光裝置是利用直線形狀燈管做為照明光源，由于其每單位長(zhǎng)度照射于掃描物件的輝度一致，但是當(dāng)鏡頭成像時(shí)，因畫(huà)角形成的周邊光量呈余弦四次方定律的衰減效應(yīng)，會(huì)使得掃描物件成像的側(cè)邊輝度較差，影響掃描品質(zhì)。因此根據(jù)傳統(tǒng)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出一種燈管藉由燈管兩端的面積增加使得兩端的發(fā)光輝度大于中央部份，藉此改善側(cè)邊輝度并且改善因畫(huà)角形成所造成的周邊光量衰減。
參考圖1A，是為本實(shí)用新型的具有光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置照射掃描物件的簡(jiǎn)單示意圖。參考標(biāo)號(hào)10為做為照射光源的螺旋形燈管、位于螺旋形燈管10上方為擴(kuò)散板12及一掃描物件14位于擴(kuò)散板12的上方。在本實(shí)用新型中，是將做為照明裝置的燈管以螺旋的形式卷曲，并且形成至少具有三段不同螺旋半徑及具有一直線形狀的螺旋形燈管10。由于最大燈管面積會(huì)有最大的發(fā)光量，故將燈管以螺旋形狀卷曲的方式，以不同螺旋半徑但是具有相同間距的方式以形成一螺旋形燈管10。由螺旋形燈管10兩側(cè)至中央，其每一區(qū)段的螺旋半徑不同，使得螺旋形燈管10每一區(qū)段的發(fā)光面積也不同，所產(chǎn)生的發(fā)光量也會(huì)不相同。藉由螺旋半徑的大小來(lái)控制螺旋形燈管10每一區(qū)段的發(fā)光量，使得整個(gè)螺旋形燈管10在照射于掃描物件14時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生一致性的輝度。
根據(jù)圖1A所表示的螺旋形燈管10，螺旋形燈管10至少包含三段不同半徑大小但其螺旋間距相同的螺旋形燈管以及一直線形燈管，位于螺旋形燈管10兩側(cè)的第一區(qū)段螺旋形燈管10A具有最大半徑的第一螺旋半徑。在此，改變螺旋半徑的目的為了將螺旋形燈管10的兩側(cè)第一區(qū)段螺旋燈管10A的發(fā)光面積增加，藉以增加兩側(cè)的發(fā)光量，使得照射掃描物件16的原稿面時(shí)，其原稿面成像的輝度可以大幅地改善而改善掃描品質(zhì)。另外，具有第二螺旋半徑的第二區(qū)段螺旋形燈管10B位于燈管內(nèi)側(cè)并鄰近于第一區(qū)段螺旋形燈管10A，其中該第二螺旋半徑小于第一螺旋半徑。接著，具有第三螺旋半徑的第三區(qū)段螺旋形燈管10C鄰近于第二區(qū)段螺旋形燈管10B，其中第三區(qū)段螺旋形燈管的半徑小于第二螺旋半徑，而位于螺旋形燈管10中央的部份為第四區(qū)段為具有半徑最小的直線形燈管10D。
藉由控制螺旋形燈管10每圈的半徑大小，使得螺旋形燈管10兩側(cè)的第一區(qū)段螺旋燈管10A的發(fā)光量最大，其次是第二區(qū)段螺旋燈管10B，再其次為第三區(qū)段螺旋燈管10C及具有最小發(fā)光量是位于螺旋形燈管10中央部份的第四區(qū)段直線形燈管10D。由于螺旋形燈管10的兩側(cè)，即第一區(qū)段螺旋燈管10A具有最大的發(fā)光量，因此，在鏡頭成像的時(shí)候，可以補(bǔ)償畫(huà)角所造成的周邊光量衰減效應(yīng)。另外，在螺旋形燈管10的上方放置一擴(kuò)散板12以及將掃描物件14置于擴(kuò)散板12的上方，在此實(shí)施例中，放置擴(kuò)散板12的目的是為了讓螺旋形燈管10所發(fā)射及照射到掃描物件14時(shí)的光源能夠均勻化。
另外，在圖1B是表示將螺旋形燈管10置放在燈管支架16內(nèi)的截面示意圖。由圖1B的側(cè)面圖中看出螺旋形燈管10的直徑由大至小的變化情形。
接下來(lái)，同樣為本實(shí)用新型中利用螺旋形燈管20作為發(fā)光裝置的光源的另一較佳實(shí)施例。在圖2A中，是利用螺旋半徑相同，但是螺旋間距(致密度)不相同的螺旋形燈管20做為發(fā)光光源，并且在螺旋形燈管20上方放置一擴(kuò)散板22，此擴(kuò)散板22的作用是將由螺旋形燈管20所發(fā)射及照射到掃描物件24時(shí)的光源均勻化。在此一較佳實(shí)施例中形成至少具有三段不同螺旋間距的螺旋形燈管20。位于螺旋形燈管20兩側(cè)的具有第一螺旋間距的第一螺旋區(qū)段20A的致密度最為緊密，其目的同樣是為了增強(qiáng)螺旋形燈管20兩側(cè)的發(fā)光量而設(shè)計(jì)的。另外，位于螺旋形燈管20內(nèi)側(cè)的具有第二螺旋間距的第二螺旋區(qū)段20B其致密度疏于第一螺旋間距以及位于螺旋形燈管20中央部份且鄰近于第二螺旋區(qū)段20B的具有第三螺旋間距的第三螺旋區(qū)段20C具有最疏散的螺旋間距。在圖2B中，同樣是表示將螺旋形燈管20置于燈管支架26所形成的照明裝置的截面示意圖。在圖2B中，由螺旋形燈管20的側(cè)面來(lái)看，只看到相同半徑的螺旋形狀。而光源經(jīng)由擴(kuò)散板22均勻的照射到掃描物件24。
因此，藉由控制螺旋間距的致密度不同可以知道，螺旋間距愈密，其發(fā)光量愈大。所以，第一螺旋區(qū)段20A的發(fā)光量大于第二螺旋區(qū)段20B及第二螺旋區(qū)段20B的發(fā)光量大于第三螺旋區(qū)段20C。由此可知，藉由控制螺旋形燈管20每一區(qū)段的發(fā)光面積，例如圖1A中的不同螺旋半徑及圖2A中不同螺旋間距，使得螺旋形燈管10(圖1A)或20(圖2A)的每一區(qū)段的發(fā)光輝度大小不同，使得掃描物件14(圖1A)或24(圖2A)的受光量增加，而能提高影像接收裝置如電荷耦合裝置(CCD，coupled-charge device)(未在圖中表示)的響應(yīng)，進(jìn)而減少曝光時(shí)間，加快掃描速度。此外，利用螺旋形燈管10(圖1A)或是20(圖2A)做為發(fā)光光源，可以在最小的空間內(nèi)，有最大的發(fā)光面積效率。
另外，同樣為本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例，圖3A是將燈管以折疊的方式形成面積大小不等區(qū)段的折疊式燈管30做為掃描裝置的發(fā)光光源，并將掃描物件32置于折疊式燈管30上方。在圖3A中，燈管被折疊的后至少形成三個(gè)區(qū)段，第一折疊區(qū)段30A由至少四層燈管所組成以形成最大面積的折疊式燈管。另外，第二折疊區(qū)段30B鄰近于第一折疊區(qū)段30A，其中第二折疊區(qū)段30B由至少三層燈管所組成，其燈管面積小于第一折疊區(qū)段30A。再者，位于折疊式燈管30的中央部份為第三段30C，即為直線形燈管，第三段30C的燈管面積最小(沒(méi)有折疊形燈管，僅有一層直線形燈管)。由燈管面積與發(fā)光量成正比的關(guān)系來(lái)看，第一折疊區(qū)段30A的發(fā)光量即發(fā)光輝度最大，接著是第二折疊區(qū)段30B，發(fā)光量最小的是第三段30C。藉由控制折疊式燈管30的每一折疊區(qū)段(30A、30B及30C)的面積大小，來(lái)控制折疊式燈管30每一段的發(fā)光量，同樣的也可以改善側(cè)邊周邊光量衰減效應(yīng)。
此外，圖3B及圖3C是表示利用控制折疊式燈管面積所形成的照明裝置及將掃描物件32位于該照明裝置上方，用以接收由照明裝置所發(fā)射出的光源的簡(jiǎn)單示意圖。在圖3B中是將折疊式燈管30以直立的方式置于燈管支架34上方的側(cè)面示意圖；另外，圖3C是將折疊式燈管30以橫放的方式置于燈管支架34上方的側(cè)示圖。
接下來(lái)，同樣為本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例，則是將燈管彎曲形成具有不同彎曲長(zhǎng)度的折疊式燈管。如圖4A中所表示，將燈管彎曲折疊形成不同長(zhǎng)度的折疊式燈管40，其中位于折疊式燈管40兩側(cè)的第一彎曲區(qū)段40A的彎曲長(zhǎng)度最長(zhǎng)，鄰近于第一彎曲區(qū)段40A為具有第二彎曲長(zhǎng)度的第二彎曲區(qū)段40B；接著，鄰近于第二彎曲區(qū)段40B為具有第三彎曲長(zhǎng)度的第三彎曲區(qū)段40C，最后位于折疊式燈管40中央的部份為第四區(qū)段40D，此區(qū)段40D為一直線形燈管。其中第一彎曲長(zhǎng)度大于第二彎曲區(qū)段，第二彎曲長(zhǎng)度大于第三彎曲長(zhǎng)度以及第三彎曲長(zhǎng)度大于第四區(qū)段40D的長(zhǎng)度。
同樣地，藉由控制每一區(qū)段折疊式燈管40的彎曲長(zhǎng)度，來(lái)控制折疊式燈管40每一區(qū)段(40A、40B、40C及40D)的發(fā)光量。由燈管長(zhǎng)度與發(fā)光量成正比的比例關(guān)系來(lái)看，折疊式燈管40的彎曲長(zhǎng)度愈長(zhǎng)其發(fā)光量最大。由此可知，第一彎曲區(qū)段40A的長(zhǎng)度最長(zhǎng)，其發(fā)光量最大，再來(lái)是第二彎曲區(qū)段40B，接著是第三彎曲區(qū)段40C，發(fā)光量最小的則是第四區(qū)段直線形燈管40D的部份。
此外，在圖4B及圖4C中所表示同樣是利用控制折疊式燈管40的每一區(qū)段的彎曲長(zhǎng)度所形成的照明裝置及將掃描物件42位于該照明裝置上方，用以接收由照明裝置所發(fā)射出的光源的簡(jiǎn)單示意圖。在圖4B中，折疊式燈管40以直立的方式置于燈管支架44上方；而圖4C則是將折疊式燈管40以橫放的方式置于燈管支架44上方。無(wú)論是橫放或是直立式放置折疊式燈管40，都可以有效的改善折疊式燈管40側(cè)邊周邊光量衰減效應(yīng)，以補(bǔ)償掃描物件成像的側(cè)邊輝度，而掃描品質(zhì)也可以被改善。
根據(jù)以上所描述的實(shí)施例中，無(wú)論是螺旋形燈管或是折疊式燈管，其增加發(fā)光量的原理均是將燈管側(cè)邊的燈管面積增加，以增加其發(fā)光量；同時(shí)，藉由多段式光源補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑏?lái)改變燈管每單位長(zhǎng)度照射掃描物件的輝度，因此，當(dāng)鏡頭成像時(shí)，不會(huì)因?yàn)楫?huà)角形成的周邊衰減，而使得掃描物件所形成的掃描影像的側(cè)邊輝度較差，而影響掃描品質(zhì)，反而是由于燈管的發(fā)光面積增加，使得掃描物件的受光量增加，而增加影像接收裝置的響應(yīng)，提升掃描速度；另外，藉由多段式光源產(chǎn)生不同發(fā)光輝度，使得兩側(cè)的發(fā)光量大于燈管中央部份，可以做為補(bǔ)償鏡頭成像時(shí)的余弦四次方定律的周邊光量衰減效應(yīng)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍；凡其它未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或等效替換，均應(yīng)包含在下述的權(quán)利要求所限定的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，包含具有一螺旋形燈管的一發(fā)光裝置；及一燈管支架，該螺旋形燈管位于該燈管支架內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，所述螺旋形燈管包含至少兩種不同螺旋半徑的螺旋區(qū)段，其中具有一第一螺旋半徑的一第一螺旋區(qū)段位于該螺旋形燈管的兩側(cè)以及具有一第二螺旋半徑的一第二螺旋區(qū)段鄰近于該第一螺旋區(qū)段。
3.如權(quán)利要求2所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，所述第一段螺旋半徑大于該第二段螺旋半徑。
4.如權(quán)利要求1所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，所述螺旋形燈管包含至少三種不同螺旋半徑的螺旋區(qū)段，其中具有該第一螺旋半徑的該第一螺旋區(qū)段位于該螺旋形燈管的兩側(cè)，具有該第二螺旋半徑的該第二螺旋區(qū)段鄰近于該第一螺旋區(qū)段以及具有一第三螺旋半徑的一第三螺旋區(qū)段鄰近于該第二螺旋區(qū)段并遠(yuǎn)離該第一螺旋區(qū)段。
5.如權(quán)利要求4所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，所述第一段螺旋半徑大于該第二段螺旋半徑以及該第二段螺旋半徑大于該第三段螺旋半徑。
6.如權(quán)利要求4所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，還包含一直線形燈管位于該螺旋形燈管的中央部份并鄰近于該第三螺旋區(qū)段。
7.如權(quán)利要求1所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，所述螺旋形燈管包含至少兩段不同螺旋間距，其中具有一第一螺旋間距的一第一螺旋區(qū)段位于該螺旋形燈管兩側(cè)以及具有一第二螺旋間距的一第二螺旋區(qū)段鄰近于該第一螺旋區(qū)段。
8.如權(quán)利要求7所述的具有多段式光源亮度補(bǔ)償裝置的照明裝置，其特征在于，所述其第一螺旋間距小于該第二螺旋間距。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光裝置，用以增加燈管發(fā)光面積，以補(bǔ)償照明掃描物件的輝度。本實(shí)用新型是將發(fā)光裝置中的燈管加以卷曲成具有不同螺旋間距，或是不同螺旋半徑的螺旋燈管；此外，也可以將燈管卷曲折疊形成不同折疊長(zhǎng)度或不同彎曲長(zhǎng)度。藉由燈管兩側(cè)的發(fā)光面積大于中央部分，來(lái)控制燈管的發(fā)光量，使得燈管可以提供多段不同的發(fā)光輝度；另外，也可以增加并且補(bǔ)償照明掃描物件的輝度，以降低由于畫(huà)角所造成的周邊光量衰減效應(yīng)。由于掃描物件的受光量增加，而提高影像接收裝置的響應(yīng)，進(jìn)一步地減少曝光時(shí)間，加快掃描速度。
文檔編號(hào)H01J61/30GK2617029SQ0320157
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
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