光源模块结构与设计方法技术

一种光源模块结构主要由一反射罩以及一灯源所构成。其中，反射罩具有一光出射截面，且反射罩相对于光出射截面处具有至少一凸起结构。灯源配置于反射罩中，灯源所发出的光线会通过反射罩上的凸起结构反射至反射罩的其它部位上，再由光出射截面出射。此外，反射罩相对于该光出射截面处可设计为一曲面Ｆ，而该反射罩邻近于该光出射截面处设计为另一反射表面Ｓ。曲面Ｆ与反射表面Ｓ相连接，且曲面Ｆ＝∫ｄＦｄＳ＝∫（ａｘ＋ｂｙ＋ｃ）ｄＳ，其中，ｄＦ为构成曲面Ｆ的平面，ｄＳ为构成反射表面Ｓ的平面，而（ａ，ｂ）为平面ｄＦ的法线向量。如此设计将可有效提升光源利用效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种，且特别是有关于一种光源模块中反射罩(reflector)的结构与设计方法。
技术介绍
随着计算机性能的大幅进步以及因特网、多媒体技术的高度发展，目前影像信息的传递大多已由模拟转为数字传输。而随着影像数字化的趋势，与数字传输、储存相关的外围产品，如数字相机(Digital Camera，DC)、数字摄影机(Digital Video Camera，DV)、扫描仪(scanner)等应运而生。然而，除了数字相机与数字摄影机可直接撷取影像图案之外，其它有关文件或图片的影像数字化作业，均需通过扫描仪来撷取文字或图案的模拟影像，并将之转换成数字信号输出，有助于使用者在计算机或其它的电子产品上进行影像文件的显示、光学字符辨识(Optical Character Recognition，OCR)、编辑、储存以及输出等动作。文件或图片在进行影像扫描时，扫描仪中的灯源模块会提供的一线光源至文件或图片上，从文件或图片反射后的光线(影像)会入射至扫描仪内的扫描模块中，而为影像撷取装置所撷取。由于扫描过程中光源模块所提供的光线强度将直接影响到数字影像的输出结果，因此光源模块的光利用效率一直是此领域的设计者关切的焦点之一。图1绘示为公知光源模块的结构示意图。请参照图1，公知光源模块100主要由一反射罩102与一灯源104所构成。其中，灯源104配置于反射罩102内，且灯源104所发出的光线可通过反射罩102的曲面设计从光出射截面102a导出。经过反射罩102聚焦之后的线光线会照射于文件108上，接着由文件108反射的光线会入射至扫描仪的光学扫描模块中。上述的文件108例如配置于扫描仪外壳的文件承载板106上以进行扫描的动作，且用以承载文件106的文件承载板106通常由透明材质制作，以使得光线(影像)能够顺利的从文件108反射，进而被光学扫描模块所撷取。同样请参照图1，一般常见的反射罩102通常设计为椭圆曲面、抛物线曲面等，由灯源104管壁所发出的大部分光线都可通过反射罩102的曲面设计导出，但由于灯源104配置于反射罩102内且灯源104本身具有一定体积，因此从远离光出射截面102a和灯源104管壁上所发出的光线在经过反射罩102反射之后，将会被灯源104所阻挡住。换言之，由灯源104所发出的光线并无法完全被利用，导致光源模块的光利用效率低落。由上述可知，椭圆、抛物线等曲面设计的反射罩104并无法有效地将灯源102发出的所有光线由光出射截面102a导出，此时，若要改善上述光利用效率低落的问题，可将灯管的管径缩减，但如此作法势必会面临设计、制作以及组装成本增加的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的就是在提供一种能够有效提升光源利用效率的。为达上述目的，本专利技术提出一种光源模块结构主要由一反射罩以及一灯源所构成。其中，反射罩具有一光出射截面，且反射罩相对于光出射截面处具有至少一凸起结构。而灯源配置于反射罩中，且灯源所发出的光线会通过反射罩上的凸起结构反射至反射罩的其它部位上，再由光出射截面出射。为达上述目的，本专利技术提出一种光源模块结构主要由一反射罩以及一灯源所构成。其中，反射罩具有一光出射截面，且反射罩相对于光出射截面处为一曲面F，而反射罩邻近于光出射截面处为一反射表面S。曲面F与反射表面S相连接，且曲面F＝∫dFdS＝∫(ax+by+c)dS，dF为构成曲面F的平面，dS为构成反射表面S的平面，而(a，b)为平面dF的法线向量。灯源配置于反射罩中，且灯源所发出的光线会由曲面F反射至少一次后传递至反射表面S上，再由光出射截面出射。为达上述目的，本专利技术提出一种光源模块的设计方法，提供一反射罩，此反射罩具有一光出射截面，并将反射罩相对于光出射截面处设计为一曲面F，而该反射罩邻近于该光出射截面处设计为一与该曲面F连接的反射表面S。曲面F满足下式，曲面F＝∫dFdS＝∫(ax+by+c)dS，其中，dF为构成曲面F的平面，dS为构成反射表面S的平面，(a，b)为平面dF的法线向量。接着配置一灯源于反射罩中，此线光源延伸的方向例如平行于z轴，以使得灯源所发出的一光线由曲面F反射至少一次后传递至反射表面S上，再由光出射截面出射。依照本专利技术上述的光源模块结构及设计方法，曲面F可以通过下列步骤(a)至步骤(e)推导而得(a)假设反射表面S的方程式为已知，在本实施例中，例如可假设反射表面S为椭圆、抛物线等曲面，或是假设其为平面。(b)平面dF与下列向量 有关，其中 为灯管背面每一单位面积所发出的光线行进向量； 为文件扫描目标至反射表面S上每一单位平面dS的光行进向量；而 为 相对于反射表面S上每一单位面积dS的反射向量。(c)根据 与 计算出二向量的角平分向量，此角平分向量即为平面dF的法线向量dN，假设计算出的法线向量dN为(a，b)且位于X-Y平面上，则平面dF的方程式可假设为ax+by+c＝0。(d)由 与 计算出两向量的焦点M，由于焦点M位于平面dF上，因此将焦点M的坐标带入ax+by+c＝0中，即可计算出c值。(e)将平面dF对dS进行积分，并提供适当的边界条件(boundarycondition)，以获得曲面F的方程式为∫dFdS＝∫(ax+by+c)dS。然而，在步骤(e)中，曲面F的方程式亦可在提供适当的边界条件下，将平面dF对dθ进行积分而获得。依照本专利技术上述的光源模块结构及设计方法，灯源例如为冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescence Lamp，CCFL)或是发光二极管数组(LEDarray)等线光源，而反射罩上的凸起结构例如为多边形的肋状凸起结构或是半圆形的肋状凸起结构等。依照本专利技术上述的光源模块结构及设计方法，在反射罩的表面上，如凸起结构的表面上、反射罩内其它区域上、曲面F上、反射表面S上，例如可选择性或是同时配置一反射层，此反射层的材质例如为铝(Al)、锡(Sn)、二氧化硅(SiO2)或是合成处理后的纸类等光线反射能力良好的材质。由于本专利技术刻意将反射罩设计成曲面或是具有凸起结构的不规则表面，以使得灯源后方的光线能够通过上述凸起结构反射至反射罩的高反射区域上，或是通过上述曲面反射至反射罩的反射表面S上，最后再由光出射截面出射。如此设计将可有效利用到原先被灯源所阻挡的光线，故本专利技术的光源模块结构在光源利用效率上能够获得相当程度的提升。为让本专利技术的上述和其它目的、特征以及优点能更明显易懂，下文特举数个实施例，并配合所附图式，作详细说明。附图说明图1绘示为公知光源模块的结构示意图；图2A与图2B绘示为依照本专利技术第一实施例光源模块的结构示意；图3绘示为依照本专利技术第二实施例光源模块的结构示意图；以及图4绘示为图3中曲面F与光线行进向量 的示意图。标示说明100光源模块 102反射罩102a光出射截面104灯源106文件承载板 108文件200光源模块 202反射罩202a光出射截面203凸起结构204灯源 206文件承载板208文件 300光源模块302反射罩 302a光出射截面304灯源 306文件承载板308文件 F、S曲面 向量具体实施方式图2A与图2B绘示为依照本专利技术第一实施例光源模块的结构示意图。请参照图2A，光源模块200主要由一反射罩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源模块结构，其特征在于：包括：一反射罩，该反射罩具有一光出射截面，其中该反射罩相对于该光出射截面处具有至少一凸起结构；以及一灯源，配置于该反射罩中，其中该灯源适于发出一光线，且该光线会通过该凸起结构反射至该反射罩的其它 部位上，再由该光出射截面出射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：许全裕，黄志文，
申请(专利权)人：力捷电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]