接触式影像感测器以及导光模组的制作方法

1.本实用新型有关一种接触式影像感测器以及导光模组，尤指非在表面上配置光学阵列，且可达成沿径向均匀出光的一种接触式影像感测器以及导光模组。


背景技术：

2.普遍地来说，接触式影像感测器(contact image sensor,cis)可以是属于线性影像感测器的一种，所述接触式影像感测器用以将平面的具图像或者文字等文件扫描成特定的电子格式，以便于之后进行储存、显示或传输等用途。接触式影像感测器主要的应用范围可包括有桌上型扫描器、便携型扫描器、传真机以及多功能事务机等。
3.所述接触式影像感测器的工作原理，是将一光源所产生的光线照射到等待被扫描的文件上，且所述光线借由文件将其反射之后，通过透镜将被反射的光线汇聚在感光元件。所述感光元件可包括：电荷耦合元件(charge
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coupled device,ccd)或互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,cmos)等。继而，感光元件可将光线中的光信号转变为具特殊电性的电信号，进而可产生模拟格式或数字格式的像素(pixel)资料。在所述扫描的过程中，感光元件可以检测文件上各区域被反射回来所具有不同强度的光，例如较暗区域的反射光的光强度较弱、较亮区域的反射光的光强度较强。感光元件将所有反射光转换为模拟或数字的电信号，此电信号会与光的强度成正相关。最后，再将电信号重现为影像以进行显示。
4.然而，现有技术对文件投射光线很容易有如前述具有亮暗不均的情况，一般的解决方式大多是针对导光体的表面使用墨水进行图案印制，或以固定式且不具可调整性的模具制作出于表面具有微结构的透镜。其中，使用墨水进行图案印制的方式，常常会因为墨水的用量或存量多寡、以及印制的操作手法，而使得印制出的多个图案之间存在有很大的尺寸公差，进而造成光学效果不均匀。又或，以固定式模具制作出于表面具有微结构的透镜，其关键在于制作的模具的品质良莠。且进一步而言，由于模具是不具可调整性的一次性成型组件，故若需要针对不同情境调整接触式影像感测器时，则需要另外制作或另外使用不同的模具，以达成制作出于表面具有不同型态的微结构的透镜。然而，制作或使用多个模具非常耗费成本，且替换模具亦造成使用上相当多的不方便。
5.为此，如何设计出一种接触式影像感测器以及导光模组，特别是解决现有技术的容易有图案尺寸公差大、成本耗费高以及使用不方便等的技术问题，乃为本案发明人所研究的重要课题。


技术实现要素：

6.本实用新型的第一目的在于提供一种导光模组，可以避免现有技术的容易有图案尺寸公差大、成本耗费高以及使用不方便等的技术问题，达到准确、低成本且使用方便的目的。
7.为了达到前述第一目的，本实用新型所提出的导光模组应用于线性光源，所述导
光模组包括：二个端面、轴线以及中央部。其中，轴线与二个端面的至少一者呈正交，中央部介于二个端面之间，中央部的内配置光学阵列，光学阵列位于线性光源输出的光束的光路径中，且光学阵列与轴线之间具有不为零的特定角度。其中，线性光源配置于二个端面的一者，且光束通过光学阵列之后，光束沿轴线的径向输出均匀强度的感测光。
8.进一步而言，所述的导光模组中，光学阵列包括至少一点状槽、至少一线形槽、至少一圆形槽、至少一椭圆形槽以及至少一多边形槽的至少一者及其组合。
9.进一步而言，所述的导光模组中，特定角度为大于0度至10度之间。
10.进一步而言，所述的导光模组中，部分中央部的表面形成倾斜面，进而输出均匀强度的感测光。
11.进一步而言，所述的导光模组中，二个端面、中央部以及光学阵列是一体成形。
12.本实用新型的第二目的在于提供一种接触式影像感测器，可以避免现有技术的容易有图案尺寸公差大、成本耗费高以及使用不方便等的技术问题，达到准确、低成本且使用方便的目的。
13.为了达到前述第二目的，本实用新型所提出的接触式影像感测器包括：壳体、导光模组、线性光源以及感光元件。其中，导光模组容置于壳体中，且包括二个端面、轴线以及中央部。轴线与与二端面的至少一者呈正交。中央部介于二个端面之间，中央部之内配置光学阵列，光学阵列位于光束的光路径中，且光学阵列与轴线之间具有不为零的特定角度。线性光源容置于壳体中，且配置于二个端面的一者，线性光源输出的光束通过光学阵列之后，光束沿轴线的径向输出均匀强度的感测光至壳体之外。感光元件容置于壳体中，且接收反射自待测物的感测光。
14.进一步而言，所述的接触式影像感测器中，特定角度为大于0度至10度之间；感光元件是电荷耦合元件或互补式金属氧化物半导体。
15.本实用新型的第三目的在于提供一种导光模组的制作方法，可以避免现有技术的容易有图案尺寸公差大、成本耗费高以及使用不方便等的技术问题，达到准确、低成本且使用方便的目的。
16.在使用本实用新型所述接触式影像感测器以及导光模组时，由于光学阵列配置于中央部之内，而非配置于中央部的外表面上，因此本实用新型可以三维方向的调整方式配置光学阵列，使光线散射得更均匀。相对于传统技术的二维结构与方式，本实用新型的三维结构与方法具有更灵活的调整空间，可使输出的光强度更均匀，且具有更好的光学效果。进一步而言，光学阵列位于线性光源输出的光束的光路径中，且光学阵列与轴线之间具有不为零的特定角度。亦即，光学阵列中的各槽室可依据与线性光源的距离，而被配置于导光模组的中央部内的不同深度。例如，距离线性光源较远的部分光学阵列，其槽室可距离透明导光棒欲输出感测光的那一面较远，即缩短其与线性光源的距离，可避免距离线性光源较远的光强度衰减太多，以加强用光效率，且具有更好的光强度均匀性。
17.为此，本实用新型所述接触式影像感测器以及导光模组，可以避免现有技术的容易有图案尺寸公差大、成本耗费高以及使用不方便等的技术问题，达到准确、低成本且使用方便的目的。
附图说明
18.图1a、1b为本实用新型的第一实施例的导光模组的外观示意图；
19.图2为本实用新型的第二实施例的导光模组的外观示意图；
20.图3为本实用新型的第三实施例的导光模组的外观示意图；
21.图4为本实用新型的第四实施例的导光模组的外观示意图；
22.图5为本实用新型的第五实施例的导光模组的外观示意图；
23.图6为本实用新型的第六实施例的导光模组的外观示意图；
24.图7为本实用新型的第七实施例的导光模组的外观示意图；
25.图8为本实用新型的接触式影像感测器的分解示意图；以及
26.图9为本实用新型的导光模组的制作方法的流程图。
27.图中：
28.1:导光模组；2:线性光源；3:壳体；4:感光元件；5:电路板；10:透明导光棒；11:端面；12:轴线；13:中央部；100:光学阵列；101:线形槽；102:点状槽；103:圆形槽；104:椭圆形槽；105:连通槽；131:倾斜面；200:能量产生器；a:特定角度；s1～s3:步骤。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
30.请参阅图1a、1b所示，为本实用新型的第一实施例的导光模组的外观示意图。本实用新型所述的导光模组1可应用于线性光源2，所述导光模组1可包括：二个端面11、轴线12以及中央部13，且其组成为透明导光棒10。其中，轴线12与二个端面11的至少一者呈正交。在本实用新型的第一实施例中，轴线12与二个端面11均呈正交。中央部13介于二个端面11之间，中央部13之内配置光学阵列100，光学阵列100位于线性光源2输出的光束(图中未示)的光路径中，且光学阵列100与轴线12之间具有不为零的特定角度a(如图1b所示)。其中，线性光源2配置于二个端面11的一者，且光束通过光学阵列100之后，光束沿轴线12的径向输出均匀强度的感测光(图中未示)。所述特定角度a可为大于0度至10度之间。
31.如图1a所示，本实用新型所述导光模组1的制作方法包括下列步骤：借由沿透明导光棒10的轴向移动的能量产生器200，对透明导光棒10进行不同深度的蚀刻，使透明导光棒10之内形成光学阵列100，用以形成所述导光模组，且使光学阵列100位于线性光源2输出的光束的光路径中。在本实用新型的所述第一实施例中，所述能量产生器200可包括隐形切割(stealth dicing)应用技术所使用的隐形激光。依据日本半导体加工制程厂商disco的定义：隐形切割将激光聚光于工件内部，在工件内部形成变质层，通过扩展胶膜分割晶粒的切割法。即本实用新型所采用的蚀刻方式与普通激光的烧熔式(或称烧蚀式)的加工方式不同，隐形切割是使用脉冲激光并搭配可变焦透镜组等组件，且依据脉冲间隔可调整输出激光的焦距与功率，以达成不同蚀刻效果的技术。进一步而言，本实用新型的第一实施例所采用的加工方式为：朝远离线性光源2的方向，能量产生器200对透明导光棒10蚀刻的深度逐渐减少(如图1a所示)。除此之外，所述能量产生器200亦可以使用其他可调整焦距的能量形式，例如高功率微波、超音波等。然而，本实用新型不受此限制。
32.在本实用新型的第一实施例中，所述光学阵列100可包括呈梯度变化的多个线形
槽101(如图1a所示)。此时，若线性光源2输出光束至光学阵列100距离线性光源较远的部分，可调整能量产生器200(即隐形激光)的焦距于透明导光棒10之内远离透明导光棒10欲输出感测光的那一面(即缩短了最远距的线形槽101与线性光源2的距离)，可避免距离线性光源2较远的光强度衰减太多，以加强用光效率。其中，二个端面11、中央部13以及光学阵列100可以是一体成形。
33.请参阅图2至图7所示，其中，图2为本实用新型的第二实施例的导光模组的外观示意图；图3为本实用新型的第三实施例的导光模组的外观示意图；图4为本实用新型的第四实施例的导光模组的外观示意图；图5为本实用新型的第五实施例的导光模组的外观示意图；图6为本实用新型的第六实施例的导光模组的外观示意图；图7为本实用新型的第七实施例的导光模组的外观示意图。
34.在本实用新型的所述第二实施例中，与前述第一实施例大致相同，而光学阵列100可包括呈梯度变化的多个点状槽102(如图2所示)。在本实用新型的所述第三实施例中，与前述第一实施例大致相同，而光学阵列100可包括呈梯度变化的多个圆形槽103(如图3所示)。在本实用新型的所述第四实施例中，与前述第一实施例大致相同，而光学阵列100可包括呈梯度变化的多个椭圆形槽104(如图4所示)。在本实用新型的所述第五实施例中，与前述第一实施例大致相同，而光学阵列100所包括的多个线形槽101还包括周期性的倾斜变化(如图5所示)。在本实用新型的所述第六实施例中，与前述第一实施例大致相同，而光学阵列100所包括的多个槽可借每次脉冲激光范围彼此部分地相叠(即彼此连通)，而使整体形成单一个连通槽105(如图6所示)。在本实用新型的所述第七实施例中，与前述第一实施例大致相同，而透明导光棒10的部分中央部13的表面形成倾斜面131，且倾斜面131输出感测光(如图7所示)。
35.图8为本实用新型的接触式影像感测器的分解示意图。本实用新型所提出的接触式影像感测器(contact image sensor,cis)可包括：壳体3、导光模组1、线性光源2以及感光元件4。其中，导光模组1与线性光源2均容置于壳体3中，线性光源2输出的光束通过如前所述光学阵列100之后，光束沿轴线12的径向输出均匀强度的感测光至壳体3之外。感光元件4容置于壳体3中，且接收反射自待测物的感测光。进一步而言，所述感光元件4可以是配置于电路板5，且面对壳体3之外，用以接收壳体3外的感测光。所述感光元件4可以是电荷耦合元件(charge
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coupled device,ccd)或互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor,cmos)等。
36.图9为本实用新型的导光模组的制作方法的流程图。所述制作方法是借由沿透明导光棒10的轴向移动的能量产生器200，对透明导光棒10进行不同深度的蚀刻，使透明导光棒10的内形成光学阵列100，且光学阵列100位于线性光源2输出的光束的光路径中。进一步而言，前述方法可包括下列步骤：确认或调整能量产生器200的焦距，且沿透明导光棒10的轴向移动的能量产生器200，对透明导光棒10进行蚀刻(步骤s1)。继而，确认是否超出蚀刻范围(步骤s2)；若否，则再次确认或调整能量产生器200的焦距，沿透明导光棒10的轴向移动的能量产生器200，对透明导光棒10进行蚀刻(步骤s1)；若是，则关闭能量产生器200(步骤s3)。
37.在使用本实用新型所述接触式影像感测器、导光模组1及其制作方法时，由于光学阵列100配置于中央部13之内，而非配置于中央部13的外表面上，因此本实用新型可以三维
方向的调整方式配置光学阵列100，使光线散射得更均匀。相对于传统技术的二维结构与方式，本实用新型的三维结构与方法具有更灵活的调整空间，可使输出的光强度更均匀，且具有更好的光学效果。进一步而言，光学阵列100位于线性光源2输出的光束的光路径中，且光学阵列100与轴线12之间具有不为零的特定角度。亦即，光学阵列100中的各槽室会依据与线性光源2的距离，而被配置于导光模组1的中央部13内的不同深度。例如，距离线性光源2较远的部分光学阵列100，其槽室(可以是线形槽101(如图1a所示)、点状槽102(如图2所示)、圆形槽103(如图3所示)、椭圆形槽104(如图4所示)或单一个连通槽105(如图5所示)等)可距离透明导光棒10欲输出感测光的那一面较远，即缩短其与线性光源2的距离，可避免距离线性光源2较远的光强度衰减太多，以加强用光效率，且具有更好的光强度均匀性。
38.为此，本实用新型所述接触式影像感测器、导光模组及其制作方法，可以避免现有技术的容易有图案尺寸公差大、成本耗费高以及使用不方便等的技术问题，达到准确、低成本且使用方便的目的。
39.以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。