背景技术
按，扫描器、传真机、影印机以及多功能周边事务机等在日常生活
中使用相当频繁，是常见的事务机设备。这些设备主要利用光学原理，
以一线状光源对目标物进行照明，再对其所反射的光线进行明暗感应以
得到输出图像，输出图像的品质与扫描光源有很大关系，出射光线的亮
度，均匀度若不佳，则会降低对目标物的灵敏及精确度，使得输出图像
效果不好，目标物若超出光源所能达到的焦距范围(景深)，也会使输出图
像模糊，因此，对于光源的设计上，如何提高光输出的亮度、均匀度、
感应焦距以增加明晰度…等，并针对不同使用目的如图片扫描、影印…
等不同功能来加强输出效果，乃是相关业者一直努力研发的目标。
常见的线状光源主要以圆柱状或矩形柱状等为设计。其在成型射出
制程虽较容易，但在光线绕射、折射计算及亮度、均匀度的控制及成效
上则有其先天限制，因此后续继有不同发明被提出。首先如本发明人先
前申请获准的台湾第169467号“图像读取装置与液晶模块所用的线状光
源”专利，如图1所示，其线状光源10’包含呈凸字多边型柱体状的一导
光棒20’与一光源组件30’，该导光棒20’包含一入射面22’、一出射面24’、
一反射面23’以及复数个反射层25’，该光源组件30’上设有至少一发光二
极管，发光二极管所发出光线经该入射面22’进入导光棒20’后，在多边
型柱体中进行绕射及折射然后反射至该反射面23’，再透过该出射面24’
射出。
为能加强光的均匀度，此专利申请人是将反射面23’的内表面进行处
理，请参阅图2A与2B，其表面纹理处理方式分为二种，一为分段处理，
使各段具有不同的表面粗糙度用以调整光线反射、折射及吸收的系数，
表面粗糙度高的，其表面漫射能力大，反射角度小；反之表面粗糙度低
的，漫射能力小，反射角度大；另一方式为在远离光源端的表面粗糙度
高，而近光源处的表面粗糙度低。
上述专利案是利用不同表面纹理增加光线输出的均匀度，然而，为
能兼顾光线的亮度与均匀度，本发明人之后还提出台湾第92116083号申
请案“一种具有锯齿状反射面的线状光源”，如图3所示，其虽同样具有
一导光棒40’与光源组件50’，但其导光棒40’为包含一弧状面出射面42’
的多边型柱体，且在弧状出射面42’相对应处设有一反射面44’，另包含
一入射面46’以及复数个反射层48’，利用弧状出射面42’对于光线的聚光
作用可增加光的亮度，另为使光的均匀度更佳，将反射面44’处理形成锯
齿状表面，利用锯齿角度的不同使光线产生不同折射率后再射出，进而
增加光的均匀度，利用这样的设计，导光棒40’在引入设于光源组件50’
上发光二极管的光线后，能由锯齿反射面44’使光线更均匀，且弧状出射
面42’的聚光效果，能得到良好的光线输出，提高图像感测品质。
上述二件前案，是将导光棒进行表面处理以提高光线均匀度，更由
改进导光棒的构造，增加聚光效果，提升光线的亮度，虽已具有相当良
好成效，但研发上对于技术提升的追求乃是永无止境的，如何降低光线
在行进过程中的能量衰减，对于射出光线的亮度、均匀度再提高，以及
增加光线聚焦的景深范围…等，均是业界不断追求开发的方向，因此，
本发明又提出一种具反射套管的线状光源，除能更加强光线输出的亮度
与均匀度，其套管及反射板的设计，更可导引光线再次反射，降低其漫
射与散射的损失，而增加光线的焦距范围。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种线状光源，应用在图像扫描上可增
加扫瞄的清晰度，以使输出图像更为精确。
本发明的另一目的在于提供一种可增进光线焦距的线状光源，由光
线焦距范围的增加，进而能感应距离较远的目标物。
本发明的再一目的在于提供一种光均匀度佳的线状光源，能均匀感
应待测物，不会有因光线的亮度不均，造成输出的失真。
本发明的再一目的在于提供一种高亮度的线状光源，其可使射出光
线再次进行反射，进而使光线能量集中，大幅提升光线亮度。
为实现上述目的，本发明提出的一种线状光源，其具有一导光棒连
接设于一光源组件上，导光棒外缘包覆一反光套管用以反射光线，另导
光棒有一面为光出射面，此面亦具反射作用，其余面均为反射面，光出
射面的表面呈锯齿状，用以调整光线的折射率与反射率使光能均匀输出，
包覆于导光棒外的反光套管相对应于光出射面处设有一透光开口让光射
出，且透光开口一侧设有一反射板，导引出射光线经反射板而反射，因
此降低漫射、散射的损失，而使输出光线的亮度更加提高，且增加光线
焦距范围。
具体实施方式
以下由具体实施例配合附图作详加说明，当更容易了解本发明的目
的、技术内容、特点及其所达成的功效。
本发明的基础虽建立于前述台湾第169467号专利与第92116083号
申请案，但由进一步的结构改变，除可提升整体光线输出的亮度与均匀
度外，对于光线的焦距范围亦有增进的功效，在如扫描器、影印机…等
图像装置的应用上，具有更佳的输出效果。
首先，本发明的线状光源1其立体结构如图4所示，主要包含一光
源组件10、一导光棒20以及包覆于导光棒外的反光套管30。为能清楚
说明本发明的结构，请同时参考图5所示的结构分解示意图，线状光源1
所包含的光源组件10用以与导光棒20套接形成一体，因此其上设有相
对应于导光棒形状的安装座12用以固定该导光棒20，且在光源组件10
的安装座12内设有至少一发光二极管(LED)14，用以做为本发明最根本
的光源；导光棒20为一对称多边型柱体，在此以八边型柱体为附图的实
施例，导光棒20的主要用途在于可将发光二极管14所产生的点状光源
转为线状光源，因此导光棒20有一面设为出射面22，用以让光呈线性射
出，其余面为反射面24，用以反射光线亮度，另导光棒20的任意一端为
入射面26，当光源组件10与导光棒20装设成一体时，该入射面26与光
源组件10上所设的发光二极管14相对应，因此发光二极管14所散发的
光线可经由该入射面26进入导光棒20，由导光棒20的结构将光呈线性
散发出去。
接续，反光套管30包覆于该导光棒20外，用以加强光线反射的效
能，增加光射出的亮度，在反光套管30相对应于该导光棒20的出射面22
处形成有一透光开口32，用以让线性光线可以透出，其他相对应于反射
面24的位置外均覆盖有反光套管30，进入导光棒20的光线经反射面24
与反光套管30的反射后，可增加光的亮度，再由该出射面22从透光开
口32透出。
而在结构设计上，反光套管30可还包含一上套管34与一下套管36，
将导光棒20置于上套管34与下套管36中间，由上、下套管34、36的
组合即可将导光棒20包覆于反光套管30中，由于反光套管30的作用主
要在于反射光线，因此可选择白色、银色或银白色…等反光效果较佳的
颜色。
另外，为更加强光线反射的效能，使光线能更集中，在下套管36上
且位于透光开口32的一侧还可设一反射板38，反射板38与该透光开口
32的垂直轴大约呈30度至60度，由于经导光棒20内部反射后由出射面
22透出的光线，其射出角度范围相当大，并非完全朝向所希望的目标物
40，因此由反射板38的设计，将部分光线再进行一次反射作用，请同时
参考图6，如此设计可使光线更为聚集，提高射出光的能量，加强光线的
亮度。
另，本发明的光源组件10其正视图如图7所示，发光二极管14可
选自红色发光二极管、蓝色发光二极管以及绿色发光二极管，依照使用
者需求来设置，当只需单色光源时，光源组件10上只需设置一种颜色的
LED，若需彩色光源时，则需红、黄、蓝LED至少各一颗，然而，由于
各色LED的颜色不同，其发光波长亦有所差异，因此为使发光二极管14
的发光角度能最为接近，将发光二极管14置于该安装座12中心点往外
计算直径1.12±0.1厘米的圆范围内，使导光棒20与安装座12紧密接合
时，各色光线能集中有效进入导光棒中，减少无效的反射区域。
本发明在提升光线亮度同时为能兼顾均匀度，可更进一步将出射面22
的表面进行处理，使形成一连续的锯齿状，图8为锯齿状出射面的示意
图，虽然前述台湾第92116083申请案已揭露锯齿状的设计与计算方式，
且亦具有相当良好的效果，但本发明的锯齿状处理形成于出射面22的外
表面，与前案形成于光射出面相对应的渐进式锯齿设计有所不同，前案
的锯齿乃形成于内表面，是以光线先经该锯齿反射、折射后再射出，虽
可增加射出光线的均匀度，但超过一定范围后，锯齿所产生的反射与折
射效果会慢慢变得明显，残留锯齿影像，因此，本发明为降低锯齿造成
的影响又可让光线均匀射出，在出射面22的外表面进行锯齿处理，光线
先经导光棒20的反射面24与反光套管30反射、折射作用后，最后才从
出射面22射出，此时由不同仰角设计的锯齿控制光线折射让光线均匀，
由于光线乃均匀化后直接射出，不仅锯齿影像残留的问题较不明显，配
合反射板38对光线聚集作用，更可提高射出光线焦距的范围。
在本发明中，锯齿的设计与光均匀程度有相当的关系，本发明的锯
齿其仰角角度(θ)范围介于0.03度至0.15度间，采逐渐增加的方式，亦
可分段逐渐增加，以分成二段增加为例(请参阅图9)，其第I段仰角角度
范围为介于0.03度至0.09度间的一固定值(例如0.07)，第II段仰角角度
范围为介于0.09度至0.15度间的一固定值(例如0.11)，若以分成三段增
加为例，其第I段仰角角度范围为介于0.03度至0.05度间的一固定值(例
如0.04)，第II段仰角角度范围为介于0.05度至0.10度间的一固定值(例
如0.08)，第III段仰角角度范围为介于0.10度至0.15度间的一固定值(例
如0.12)，依此类推。
以下为形成于出射面22上锯齿高度与斜面长的计算方式，以图8的
局部放大加以表示，设此为仰角角度(θ)相同的一段，L为此段LED聚
光焦点总长度，每一锯齿的单位底长乃相同，N为欲计算的锯齿至LED
聚光焦点的底面长度(介于1-111之间)，且锯齿的底角为ψ(介于30度至
40度间)，
因此，第1个锯齿的高度X1＝(L-N1)*tanθ (1)
第2个锯齿的高度X2＝(L-N2)*tanθ
·
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另，第1个锯齿的斜面长度Y1＝X1/sinψ1 (2)
第2个锯齿的斜面长度Y2＝X2/sinψ2
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上式(1)与(2)中，可计算锯齿高度，再求出锯齿的斜面长，以N与ψ
的变化改变锯齿的斜面长度，达到控制光线折射率、反射率的目的。
图10与图11为本发明光线亮度的测试图，主要用于验证反射板34
的功效，在同样绿光光源下，输入能率(Duty)均为0.24，没有装设反射板
38的亮度输出约为0.9288V，而设有反射板38的输出亮度可提高至
1.5432V，由此可知，本发明由于反射板38的装设有效加强光输出的亮
度，配合锯齿射出面的设计，不仅可得到高亮度、高均匀度的光线，同
时更加大光线焦距范围，在应用上，可得到品质较佳、解析度良好的图
像输出。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明
实施的范围。故即凡依本发明申请范围所述的形状、构造、特征及精神
所为的均等变化或修饰，均应包括于本发明的中请专利范围内。