专利名称：具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种亮度补偿装置，特别地是有关一种利用多段式光源补偿装置的照明装置。
(2)背景技术一般传统的影像扫描装置其包含一发光装置(light-radiating device)以及聚焦及成像装置(focusing-and-imaging device)。其中发光装置可能是一个具有直线形灯管以及位于两端的两个连接头的冷阴极管。而聚焦及成像装置则是包含一镜头组。
发光装置随着扫描物件移动，其中扫描物件可以是文件或是图片，沿着扫描路径进行光源照射。接着，物件会反射由发光装置所照射的光线。然后由聚焦及成像装置聚集反射光的影像至影像接收装置，在此影像接收装置可以是电荷耦合装置(CCD，charge-coupled device)。
然而，扫描物件光源投影在影像接收装置上并非具有一致性。其中，扫描物件中间部份的反射光源较两侧的反射光源来得强，所以会造成扫描影像的失真。若增加直线形灯管的长度并不能有效的改善影像失真的问题，仅仅只能增加影像扫描装置的面积。
一般而言，直线型灯管的所发射出来的光源并非具有一致性的。由直线型灯管所发射出来的光源其位于灯管中间部份的光源较灯管两侧的光源来得强，因此，在照射扫描物件的时候，其中间的扫描线会较两侧的扫描线强。此外，由于直线型状灯管，其每单位长度照射于扫描物件的辉度一致，当镜头成像时，因其画角形成的周边光量成余弦四次方定律(cos4 law)衰减，使得扫描物件成像的侧边辉度较差，影响扫描品质。其中余弦四次方定率是指即使画角很广，完全没有渐晕现象的镜头，它的周边光量仍然比画面中心少。画面周边的影像，是经由和光轴有着某种倾斜角度的入射光束所形成的，它的明亮度和倾斜角的余弦四次方成比降低。由于这是物理学的法则，在镜头成像的过程中并没有办法完全的避免。
因此，由于在镜头成像时，周边光量因为物理上的余弦四次方定率所造成的衰减效应，故藉由电荷耦合装置所接收到的影像图案会产生失真(distortion)的现象，使得影像讯号的准确性及扫描品质会降低。
在习知的技术中，利用两根直线形灯管补偿周边光量衰减效应，此时，扫描物件的中间及侧边的辉度差异性迅速的增加，并无法改善扫描的品质。
(3)实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种光源亮度补偿装置，可增加发光装置中灯管的发光面积，并增加扫描物件的照明辉度。
本实用新型的另一目的是提供一种光源亮度补偿装置，以增加灯管两侧的发光面积，使得扫描物件的原稿面的受光量增加，以增加影像接收装置的响应提升扫描速度。
本实用新型的又一目的是提供一种光源亮度补偿装置，以补偿侧边周边光量衰减效应。
本实用新型的再一目的是提供一种光源亮度补偿装置，以补偿镜头成像时因画角所造成的周边光量衰减。
本实用新型的次一目的是提供一种光源亮度补偿装置，以使在最小的空间而具有最大的发光面积效率。
根据以上所述的目的，本实用新型提供一种光源亮度补偿装置用以增加灯管发光面积，以补偿照明扫描物件的辉度，它是将发光装置中的灯管加以卷曲成螺旋状或是将灯管卷曲折叠，藉由灯管两侧的灯管面积大于中央部份，来控制灯管的发光面积，使得灯管可以提供多段不同的发光辉度，同时增加并且补偿照明扫描物件的辉度，以降低由于画角所造成的周边光量衰减效应。此外，由于扫描物件的受光量增加，而提高影像接收装置的响应，进一步地减少曝光时间，加快扫描速度。
(4)
图1A到图1B是根据本实用新型所揭示的技术，具有相同螺旋间距不同螺旋半径的螺旋形灯管的照明装置的截面示意图；图2A到图2B是根据本实用新型所揭示的技术，具有相同螺旋半径不同螺旋间距的螺旋形灯管的照明装置的截面示意图；图3A到图3C是根据本实用新型所揭示的技术，具有不同折叠区段的折叠式灯管的照明装置的截面示意图；及图4A到图4C是根据本实用新型所揭示的技术，具有不同弯曲长度的折叠式灯管的照明装置的截面示意图。
(5)具体实施方式
本实用新型的一些实施例将予以详细描述如下。然而，除了详细描述外，本实用新型还可以广泛地在其他的实施例施行，且本实用新型的范围不受其限定，而以后附的权利要求所限定的专利保护范围为准。
传统的发光装置是利用直线形状灯管做为照明光源，由于其每单位长度照射于扫描物件的辉度一致，但是当镜头成像时，因画角形成的周边光量呈余弦四次方定律的衰减效应，会使得扫描物件成像的侧边辉度较差，影响扫描品质。因此根据传统的缺点，本实用新型提出一种灯管藉由灯管两端的面积增加使得两端的发光辉度大于中央部份，藉此改善侧边辉度并且改善因画角形成所造成的周边光量衰减。
参考图1A，是为本实用新型的具有光源亮度补偿装置的照明装置照射扫描物件的简单示意图。参考标号10为做为照射光源的螺旋形灯管、位于螺旋形灯管10上方为扩散板12及一扫描物件14位于扩散板12的上方。在本实用新型中，是将做为照明装置的灯管以螺旋的形式卷曲，并且形成至少具有三段不同螺旋半径及具有一直线形状的螺旋形灯管10。由于最大灯管面积会有最大的发光量，故将灯管以螺旋形状卷曲的方式，以不同螺旋半径但是具有相同间距的方式以形成一螺旋形灯管10。由螺旋形灯管10两侧至中央，其每一区段的螺旋半径不同，使得螺旋形灯管10每一区段的发光面积也不同，所产生的发光量也会不相同。藉由螺旋半径的大小来控制螺旋形灯管10每一区段的发光量，使得整个螺旋形灯管10在照射于扫描物件14时，不会产生一致性的辉度。
根据图1A所表示的螺旋形灯管10，螺旋形灯管10至少包含三段不同半径大小但其螺旋间距相同的螺旋形灯管以及一直线形灯管，位于螺旋形灯管10两侧的第一区段螺旋形灯管10A具有最大半径的第一螺旋半径。在此，改变螺旋半径的目的为了将螺旋形灯管10的两侧第一区段螺旋灯管10A的发光面积增加，藉以增加两侧的发光量，使得照射扫描物件16的原稿面时，其原稿面成像的辉度可以大幅地改善而改善扫描品质。另外，具有第二螺旋半径的第二区段螺旋形灯管10B位于灯管内侧并邻近于第一区段螺旋形灯管10A，其中该第二螺旋半径小于第一螺旋半径。接着，具有第三螺旋半径的第三区段螺旋形灯管10C邻近于第二区段螺旋形灯管10B，其中第三区段螺旋形灯管的半径小于第二螺旋半径，而位于螺旋形灯管10中央的部份为第四区段为具有半径最小的直线形灯管10D。
藉由控制螺旋形灯管10每圈的半径大小，使得螺旋形灯管10两侧的第一区段螺旋灯管10A的发光量最大，其次是第二区段螺旋灯管10B，再其次为第三区段螺旋灯管10C及具有最小发光量是位于螺旋形灯管10中央部份的第四区段直线形灯管10D。由于螺旋形灯管10的两侧，即第一区段螺旋灯管10A具有最大的发光量，因此，在镜头成像的时候，可以补偿画角所造成的周边光量衰减效应。另外，在螺旋形灯管10的上方放置一扩散板12以及将扫描物件14置于扩散板12的上方，在此实施例中，放置扩散板12的目的是为了让螺旋形灯管10所发射及照射到扫描物件14时的光源能够均匀化。
另外，在图1B是表示将螺旋形灯管10置放在灯管支架16内的截面示意图。由图1B的侧面图中看出螺旋形灯管10的直径由大至小的变化情形。
接下来，同样为本实用新型中利用螺旋形灯管20作为发光装置的光源的另一较佳实施例。在图2A中，是利用螺旋半径相同，但是螺旋间距(致密度)不相同的螺旋形灯管20做为发光光源，并且在螺旋形灯管20上方放置一扩散板22，此扩散板22的作用是将由螺旋形灯管20所发射及照射到扫描物件24时的光源均匀化。在此一较佳实施例中形成至少具有三段不同螺旋间距的螺旋形灯管20。位于螺旋形灯管20两侧的具有第一螺旋间距的第一螺旋区段20A的致密度最为紧密，其目的同样是为了增强螺旋形灯管20两侧的发光量而设计的。另外，位于螺旋形灯管20内侧的具有第二螺旋间距的第二螺旋区段20B其致密度疏于第一螺旋间距以及位于螺旋形灯管20中央部份且邻近于第二螺旋区段20B的具有第三螺旋间距的第三螺旋区段20C具有最疏散的螺旋间距。在图2B中，同样是表示将螺旋形灯管20置于灯管支架26所形成的照明装置的截面示意图。在图2B中，由螺旋形灯管20的侧面来看，只看到相同半径的螺旋形状。而光源经由扩散板22均匀的照射到扫描物件24。
因此，藉由控制螺旋间距的致密度不同可以知道，螺旋间距愈密，其发光量愈大。所以，第一螺旋区段20A的发光量大于第二螺旋区段20B及第二螺旋区段20B的发光量大于第三螺旋区段20C。由此可知，藉由控制螺旋形灯管20每一区段的发光面积，例如图1A中的不同螺旋半径及图2A中不同螺旋间距，使得螺旋形灯管10(图1A)或20(图2A)的每一区段的发光辉度大小不同，使得扫描物件14(图1A)或24(图2A)的受光量增加，而能提高影像接收装置如电荷耦合装置(CCD，coupled-charge device)(未在图中表示)的响应，进而减少曝光时间，加快扫描速度。此外，利用螺旋形灯管10(图1A)或是20(图2A)做为发光光源，可以在最小的空间内，有最大的发光面积效率。
另外，同样为本实用新型的另一较佳实施例，图3A是将灯管以折叠的方式形成面积大小不等区段的折叠式灯管30做为扫描装置的发光光源，并将扫描物件32置于折叠式灯管30上方。在图3A中，灯管被折叠的后至少形成三个区段，第一折叠区段30A由至少四层灯管所组成以形成最大面积的折叠式灯管。另外，第二折叠区段30B邻近于第一折叠区段30A，其中第二折叠区段30B由至少三层灯管所组成，其灯管面积小于第一折叠区段30A。再者，位于折叠式灯管30的中央部份为第三段30C，即为直线形灯管，第三段30C的灯管面积最小(没有折叠形灯管，仅有一层直线形灯管)。由灯管面积与发光量成正比的关系来看，第一折叠区段30A的发光量即发光辉度最大，接着是第二折叠区段30B，发光量最小的是第三段30C。藉由控制折叠式灯管30的每一折叠区段(30A、30B及30C)的面积大小，来控制折叠式灯管30每一段的发光量，同样的也可以改善侧边周边光量衰减效应。
此外，图3B及图3C是表示利用控制折叠式灯管面积所形成的照明装置及将扫描物件32位于该照明装置上方，用以接收由照明装置所发射出的光源的简单示意图。在图3B中是将折叠式灯管30以直立的方式置于灯管支架34上方的侧面示意图；另外，图3C是将折叠式灯管30以横放的方式置于灯管支架34上方的侧示图。
接下来，同样为本实用新型的另一较佳实施例，则是将灯管弯曲形成具有不同弯曲长度的折叠式灯管。如图4A中所表示，将灯管弯曲折叠形成不同长度的折叠式灯管40，其中位于折叠式灯管40两侧的第一弯曲区段40A的弯曲长度最长，邻近于第一弯曲区段40A为具有第二弯曲长度的第二弯曲区段40B；接着，邻近于第二弯曲区段40B为具有第三弯曲长度的第三弯曲区段40C，最后位于折叠式灯管40中央的部份为第四区段40D，此区段40D为一直线形灯管。其中第一弯曲长度大于第二弯曲区段，第二弯曲长度大于第三弯曲长度以及第三弯曲长度大于第四区段40D的长度。
同样地，藉由控制每一区段折叠式灯管40的弯曲长度，来控制折叠式灯管40每一区段(40A、40B、40C及40D)的发光量。由灯管长度与发光量成正比的比例关系来看，折叠式灯管40的弯曲长度愈长其发光量最大。由此可知，第一弯曲区段40A的长度最长，其发光量最大，再来是第二弯曲区段40B，接着是第三弯曲区段40C，发光量最小的则是第四区段直线形灯管40D的部份。
此外，在图4B及图4C中所表示同样是利用控制折叠式灯管40的每一区段的弯曲长度所形成的照明装置及将扫描物件42位于该照明装置上方，用以接收由照明装置所发射出的光源的简单示意图。在图4B中，折叠式灯管40以直立的方式置于灯管支架44上方；而图4C则是将折叠式灯管40以横放的方式置于灯管支架44上方。无论是横放或是直立式放置折叠式灯管40，都可以有效的改善折叠式灯管40侧边周边光量衰减效应，以补偿扫描物件成像的侧边辉度，而扫描品质也可以被改善。
根据以上所描述的实施例中，无论是螺旋形灯管或是折叠式灯管，其增加发光量的原理均是将灯管侧边的灯管面积增加，以增加其发光量；同时，藉由多段式光源补偿的方式，来改变灯管每单位长度照射扫描物件的辉度，因此，当镜头成像时，不会因为画角形成的周边衰减，而使得扫描物件所形成的扫描影像的侧边辉度较差，而影响扫描品质，反而是由于灯管的发光面积增加，使得扫描物件的受光量增加，而增加影像接收装置的响应，提升扫描速度；另外，藉由多段式光源产生不同发光辉度，使得两侧的发光量大于灯管中央部份，可以做为补偿镜头成像时的余弦四次方定律的周边光量衰减效应。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的范围；凡其它未脱离本实用新型所揭示的精神下所完成的等效改变或等效替换，均应包含在下述的权利要求所限定的专利保护范围内。
权利要求1.一种具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，包含具有一螺旋形灯管的一发光装置；及一灯管支架，该螺旋形灯管位于该灯管支架内。
2.如权利要求1所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，所述螺旋形灯管包含至少两种不同螺旋半径的螺旋区段，其中具有一第一螺旋半径的一第一螺旋区段位于该螺旋形灯管的两侧以及具有一第二螺旋半径的一第二螺旋区段邻近于该第一螺旋区段。
3.如权利要求2所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，所述第一段螺旋半径大于该第二段螺旋半径。
4.如权利要求1所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，所述螺旋形灯管包含至少三种不同螺旋半径的螺旋区段，其中具有该第一螺旋半径的该第一螺旋区段位于该螺旋形灯管的两侧，具有该第二螺旋半径的该第二螺旋区段邻近于该第一螺旋区段以及具有一第三螺旋半径的一第三螺旋区段邻近于该第二螺旋区段并远离该第一螺旋区段。
5.如权利要求4所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，所述第一段螺旋半径大于该第二段螺旋半径以及该第二段螺旋半径大于该第三段螺旋半径。
6.如权利要求4所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，还包含一直线形灯管位于该螺旋形灯管的中央部份并邻近于该第三螺旋区段。
7.如权利要求1所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，所述螺旋形灯管包含至少两段不同螺旋间距，其中具有一第一螺旋间距的一第一螺旋区段位于该螺旋形灯管两侧以及具有一第二螺旋间距的一第二螺旋区段邻近于该第一螺旋区段。
8.如权利要求7所述的具有多段式光源亮度补偿装置的照明装置，其特征在于，所述其第一螺旋间距小于该第二螺旋间距。
专利摘要本实用新型提供了一种发光装置，用以增加灯管发光面积，以补偿照明扫描物件的辉度。本实用新型是将发光装置中的灯管加以卷曲成具有不同螺旋间距，或是不同螺旋半径的螺旋灯管；此外，也可以将灯管卷曲折叠形成不同折叠长度或不同弯曲长度。藉由灯管两侧的发光面积大于中央部分，来控制灯管的发光量，使得灯管可以提供多段不同的发光辉度；另外，也可以增加并且补偿照明扫描物件的辉度，以降低由于画角所造成的周边光量衰减效应。由于扫描物件的受光量增加，而提高影像接收装置的响应，进一步地减少曝光时间，加快扫描速度。
文档编号H01J61/30GK2617029SQ0320157
公开日2004年5月19日 申请日期2003年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者连金钟 申请人:力捷电脑股份有限公司