專利名稱：光發(fā)射裝置與使用該裝置的發(fā)光二極管印表頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)裝置，特別是涉及一種整合微機(jī)電與微透鏡的光發(fā)射裝置與使用該光發(fā)射裝置的發(fā)光二極管印表頭。
背景技術(shù)：
打印機(jī)是目前常見的計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備，可以將計(jì)算機(jī)內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)按照文字或圖形的方式永久地輸出到紙張或者透明膠片上。打印機(jī)主要分為單色打印機(jī)與彩色打印機(jī)， 單色打印機(jī)主要以黑色為主，而彩色打印機(jī)則可作為相片打印機(jī)以輸出畫質(zhì)精美的相片。打印機(jī)的種類眾多，主要包括雷射引表機(jī)、噴墨打印機(jī)與針式打印機(jī)等，其他還包括熱轉(zhuǎn)印式打印機(jī)(Thermal Transfer Printer)與光感應(yīng)式打印機(jī)(Cylithography Printer)等。光感應(yīng)式打印機(jī)是利用光轉(zhuǎn)印技術(shù)來打印影像，光轉(zhuǎn)印技術(shù)是由一家叫做 Cycolor Inc.的公司投資開發(fā)成商業(yè)化的產(chǎn)品，所以這個(gè)技術(shù)也被稱做“Cylithography technology，，。在光轉(zhuǎn)印技術(shù)中，會預(yù)先將顏料涂布在特殊的相紙上，這些涂布的顏料會先利用微胞囊技術(shù)(microcapsules)進(jìn)行處理，將三色顏料(青藍(lán)、洋紅和黃)先以光敏感應(yīng)性的微胞囊(light sensitive microcapsules)包起來。這些微胞囊會對特定波長的光線產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。光感應(yīng)式打印機(jī)中的光學(xué)印表頭會以特定波長的光線掃描相紙表面，被照射到的微胞囊會產(chǎn)生脆化反應(yīng)。脆化的微胞囊會被光感應(yīng)式打印機(jī)中的壓力滾輪(pressure roller)壓碎而釋放出顏料以混合出所需的色彩。這種光感應(yīng)式打印機(jī)中需要設(shè)置特殊的光學(xué)印表頭以產(chǎn)生特定波長的光線，目前這種光學(xué)印表頭可利用發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，LED)數(shù)組來作為光源，然后利用透鏡來傳遞光線與聚焦。然而，目前的光學(xué)印表頭的光學(xué)機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，容易造成組裝精度過低，并不利于量產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)印表頭量產(chǎn)不易的缺陷，提供一種體積小且成本低的光發(fā)射裝置與發(fā)光二極管印表頭。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種光發(fā)射裝置，其特點(diǎn)在于，該光發(fā)射裝置包括一印刷電路板；一第一反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第一反射結(jié)構(gòu)具有一第一反射面；一第二反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第二反射結(jié)構(gòu)具有一第二反射面；一透鏡陣列，設(shè)置在該印刷電路板上，該透鏡陣列位于該第一反射面與該第二反射面之間；至少一光源，設(shè)置在該印刷電路板上并位于該第一反射面與該透鏡陣列之間；以及一上殼體，設(shè)置在該第一反射結(jié)構(gòu)、該透鏡陣列及該第二反射結(jié)構(gòu)上，該上殼體具有一透光區(qū)，該透光區(qū)的位置對應(yīng)于該第二反射面。較佳地，該第一反射面反射該光源所發(fā)出的光線，該透鏡陣列將該第一反射面所反射的光線引導(dǎo)至該第二反射面，該第二反射面所反射的光線則通過該透光區(qū)。
較佳地，該些光源位于該第一反射面在該印刷電路板的一正投影區(qū)域中。較佳地，該透光區(qū)位于該第二反射面在該上殼體的一正投影區(qū)域中。
較佳地，該第一反射結(jié)構(gòu)及該第二反射結(jié)構(gòu)均為硅光學(xué)平臺。較佳地，該第一反射面與該印刷電路板的夾角實(shí)質(zhì)上為45度，且該第二反射面與該第一反射面平行。較佳地，該些光源包括至少一發(fā)光二極管陣列。較佳地，該透鏡陣列為一自聚焦透鏡陣列。本發(fā)明的另一技術(shù)方案為一種發(fā)光二極管印表頭，其特點(diǎn)在于，該發(fā)光二極管印表頭包括一殼體；以及至少一光發(fā)射裝置，設(shè)置于該殼體中，其中每個(gè)該光發(fā)射裝置包括一印刷電路板；一第一反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第一反射結(jié)構(gòu)具有一第一反射面；一第二反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第二反射結(jié)構(gòu)具有一第二反射面；一透鏡陣列，設(shè)置在該印刷電路板上并位于該第一反射面與該第二反射面之間；一發(fā)光二極管陣列，設(shè)置在該印刷電路板上并位于該第一反射面與該透鏡陣列之間；以及一上殼體，設(shè)置在該第一反射結(jié)構(gòu)、該第二反射結(jié)構(gòu)及該透鏡陣列上，該上殼體具有一透光區(qū)，該透光區(qū)對應(yīng)于該第二反射面。較佳地，該第一反射面與該印刷電路板的夾角實(shí)質(zhì)上為45度，且該第一反射面與該第二反射面平行。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的光發(fā)射裝置與發(fā)光二極管印表頭體積小且成本低，可快速組裝并量產(chǎn)。另外，本發(fā)明的光發(fā)射裝置可使用迭加方式來組裝，由此達(dá)到提高組裝精準(zhǔn)度并簡化組裝過程的效果。綜合上述，本發(fā)明在印刷電路板上形成具有雙反射面的結(jié)構(gòu)，讓光源與透鏡陣列可以整合于簡單的結(jié)構(gòu)上，由此縮小光發(fā)射裝置所占的空間，并且降低設(shè)計(jì)成本。本發(fā)明所提出的光學(xué)系統(tǒng)(即光發(fā)射裝置)利用兩個(gè)反射面改變光程，使打印頭可以扁平(薄型)化，以利于整合入移動(dòng)電子裝置，例如筆記本電腦 (Notebook)、MID (Mobile Internet Device)手機(jī)等。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光發(fā)射裝置的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光發(fā)射裝置的剖面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管印表頭示意圖。主要附圖標(biāo)記說明100 光發(fā)射裝置110:印刷電路板131 第一反射結(jié)構(gòu)132 第一反射面133 第二反射結(jié)構(gòu)134 第二反射面150 透鏡陣列170 光源180 上殼體
181 透光區(qū)
190 影像面
200 發(fā)光二極管
210 光發(fā)射裝置
230 殼體
280 上殼體
281 透光區(qū)
θ 1、θ 2 夾角
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖， 作詳細(xì)說明如下。第一實(shí)施例請同時(shí)參照圖1與圖2，圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光發(fā)射裝置的示意圖， 圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光發(fā)射裝置的剖面圖。光發(fā)射裝置100包括一印刷電路板110、一第一反射結(jié)構(gòu)131、一第二反射結(jié)構(gòu)133、一透鏡陣列150、一光源170及一上殼體 180。第一反射結(jié)構(gòu)131、第二反射結(jié)構(gòu)133、透鏡陣列150及光源170設(shè)置于印刷電路板 110上。透鏡陣列150設(shè)置在第一反射結(jié)構(gòu)131及第二反射結(jié)構(gòu)133之間。光源170設(shè)置在第一反射結(jié)構(gòu)131及透鏡陣列150之間。上殼體180設(shè)置在第一反射結(jié)構(gòu)131、第二反射結(jié)構(gòu)133及透鏡陣列150上。光源170設(shè)置在印刷電路板110上，且位于透鏡陣列150的一側(cè)，透光區(qū)181設(shè)置在上殼體180上，且位置相對于光源170在透鏡陣列150的另一側(cè)。透光區(qū)181的位置對應(yīng)于第二反射面134，可以讓第二反射面134所反射的光線通過并成像于影像面190。第一反射面132與印刷電路板110的夾角θ 1例如為45度，而第二反射結(jié)構(gòu)133的第二反射面 134與第一反射面132互相平行。第一反射面132面向透鏡陣列150的一側(cè)，而第二反射面Π4則面向透鏡陣列150的另一側(cè)。光源170設(shè)置于第一反射面132與透鏡陣列150之間，可發(fā)出光線至第一反射面132。在本實(shí)施例中，光源170位于第一反射面132在印刷電路板110的一正投影區(qū)域中，而透光區(qū)181則位于第二反射面181在上殼體180的一正投影區(qū)域中。由于透光區(qū)181的大小與位置，以及光源170的位置可依照設(shè)計(jì)需求調(diào)整，因此本發(fā)明的透光區(qū)181與光源170的設(shè)置位置并不受限于本實(shí)施例。第一反射面132可將光源170所發(fā)出的光線反射至透鏡陣列150，然后透鏡陣列 150會將所接收到的光線引導(dǎo)至第二反射面134。第二反射面134則會將光線反射并通過透光區(qū)181以成像于影像面190。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只要將打印用的紙張通過影像面190，就可以在紙張上成像。第一反射結(jié)構(gòu)131、透鏡陣列150及第二反射結(jié)構(gòu)133在印刷電路板110 上的相對位置可隨光源170的位置及透鏡陣列150的折射系數(shù)作調(diào)整，本實(shí)施例并不限定。光發(fā)射裝置100的印刷電路板110可為長條狀，第一反射結(jié)構(gòu)131及第二反射結(jié)構(gòu)133可經(jīng)由微機(jī)電(Microelectromechanical system, MEMS)技術(shù)分別形成第一反射面 132及第二反射面134。光源170包括至少一發(fā)光二極管陣，其驅(qū)動(dòng)電路可一并設(shè)置于印刷電路板110上，光源170位于第一反射面132與透鏡陣列150之間。上殼體180可覆蓋于第一反射結(jié)構(gòu)131、第二反射結(jié)構(gòu)133及透鏡陣列150上，且上殼體180具有一透光區(qū)180， 透光區(qū)180的位置對應(yīng)于第二反射面134的位置，透光區(qū)180的長度則約與所需要打印的范圍大致相等。在本實(shí)施例中，由于第一反射結(jié)構(gòu)131、第二反射結(jié)構(gòu)133、透鏡陣列150及光源 170均迭在印刷電路板110上，而上殼體180也是迭加于第一反射結(jié)構(gòu)131、第二反射結(jié)構(gòu) 133及透鏡陣列150上。因此，光發(fā)射裝置100在組裝時(shí)并無側(cè)向?qū)ξ坏膯栴}，可提高組裝精準(zhǔn)度及簡化組裝過程。同時(shí)，光發(fā)射裝置100利用兩個(gè)反射面改變光程，這樣的結(jié)構(gòu)可使打印頭的體積扁平(薄型)化，相較于傳統(tǒng)的光學(xué)印表頭具有較小的體積，非常適合應(yīng)用于手持式電子裝置或可攜式電子裝置，例如手機(jī)或筆記本電腦或小型打印機(jī)。在本實(shí)施例中，第一反射結(jié)構(gòu)131及第二反射結(jié)構(gòu)133可利用硅光學(xué)平臺(SiOB) 形成，第一反射面132及第二反射面134為光滑面或涂布有反光材料以反射光線。光反射面的形成方式，并不受本實(shí)施例限制。第一反射面132用來反射光源170所投射出的光線， 而第二反射面134則用來反射來自透鏡陣列150的光線。光源170可為單一光源或具有多種波長的光源。光源170可包括單一波長的發(fā)光二極管陣列或多個(gè)不同波長的發(fā)光二極管陣列，其設(shè)置方式可依照設(shè)計(jì)需求而定，本實(shí)施例并不受限。透鏡陣列150例如為日本板硝子株式會社所生產(chǎn)的SLA (SELFOC Lens Array)或其他聚焦性透鏡陣列，用以將第一反射面132所反射的光線折射并引導(dǎo)至第二反射面134。透鏡陣列150所引導(dǎo)的光線會被第二反射面134反射而穿過透光區(qū)181。上殼體180的材料為不透光材質(zhì)或是表面涂布有不透光顏料的遮光材質(zhì)，而透光區(qū)181可為透明玻璃、透明壓克力或開孔。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，光發(fā)射裝置100可應(yīng)用于發(fā)光二極管印表頭以作為光源模塊使用。 具有微胞囊的相紙會經(jīng)由機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而經(jīng)過光發(fā)射裝置100的透光區(qū)181的上方。被光線照射到的微胞囊會產(chǎn)生脆化反應(yīng)，然后經(jīng)滾輪滾碎后便可在相紙上呈現(xiàn)出顏色，而未照射到光線的微胞囊則繼續(xù)保持不破裂的狀態(tài)，并形成黑色。在本實(shí)施例中，光源170會依照不同顏色的微胞囊所對應(yīng)的光線波長產(chǎn)生不同波長的光線以照射相片紙。舉例來說，微胞囊可分為青藍(lán)色(cyan)、洋紅色(magenta)與黃色(yellow)三種，其對應(yīng)的光線波長分別為 350nm、385nm與470nm。上述微胞囊與光線波長的對應(yīng)關(guān)系僅為范例，本實(shí)施例并不受限于此。若使用單一波長的光源170，則相片紙需要經(jīng)過至少三種不同波長的光發(fā)射裝置100照射才能呈現(xiàn)出正確的顏色。若使用多波長的光源170，則使用單一的光發(fā)射裝置100來進(jìn)行照射便可呈現(xiàn)出所需的色彩。第二實(shí)施例上述圖1中的光發(fā)射裝置100的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于發(fā)光二極管印表頭。請參照圖3，圖 3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管印表頭的示意圖。發(fā)光二極管印表頭200包括一光發(fā)射裝置210與一殼體230，光發(fā)射裝置210設(shè)置在殼體230中。光發(fā)射裝置210的結(jié)構(gòu)請參照圖2，光發(fā)射裝置210的上殼體280具有透光區(qū)觀1，光發(fā)射裝置210會經(jīng)由透光區(qū) 281發(fā)射出光線。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，光發(fā)射裝置210的光源(未繪示于圖3)可包括多個(gè)發(fā)光二極管以符合所需的影像分辨率，透光區(qū)的長度大約與所需打印的范圍相等，打印時(shí)，紙張會通過光發(fā)射裝置210的影像面(位于透光區(qū)的上方)以接收光發(fā)射裝置210所發(fā)出的光線。舉例來說，所需打印的范圍為A4大小OllmmX^Smm)的紙張，且分辨率為600dpi， 光發(fā)射裝置100可利用沈條發(fā)光二極管陣列晶片排成一列，每一條發(fā)光二極管陣列晶片包括192顆發(fā)光二極管，即利用4992顆發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)，其中多顆發(fā)光二極管之間的間距 (pitch)為 42. 3um。在經(jīng)由上述實(shí)施例的說明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可推知其實(shí)施方式，在此不加累述。此外，值得注意的是，圖2中發(fā)光二極管印表頭200雖以一個(gè)光發(fā)射裝置210為例說明， 但本實(shí)施例中，設(shè)置在發(fā)光二極管印表頭200中的光發(fā)射裝置的個(gè)數(shù)并不受限。在經(jīng)由上述實(shí)施例的說明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可推知其他實(shí)施方式，在此不加累述。綜上所述，本發(fā)明利用印刷電路板作為基板，并在印刷電路板上形成雙反射結(jié)構(gòu)， 并將透鏡陣列設(shè)置在雙反射結(jié)構(gòu)之間，讓光源經(jīng)由反射結(jié)構(gòu)的反射及經(jīng)由透鏡的折射后聚焦在一影像面上，以得到一體積小且結(jié)構(gòu)精簡的光發(fā)射裝置，不僅簡化組裝的程序更提高組裝的精準(zhǔn)度。本發(fā)明所提出的發(fā)光二極管印表頭利用兩個(gè)反射面改變光程，使打印頭可以扁平(薄型)化，以利于整合入移動(dòng)電子裝置。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射裝置，其特征在于，該光發(fā)射裝置包括 一印刷電路板；一第一反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第一反射結(jié)構(gòu)具有一第一反射面； 一第二反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第二反射結(jié)構(gòu)具有一第二反射面； 一透鏡陣列，設(shè)置在該印刷電路板上，該透鏡陣列位于該第一反射面與該第二反射面之間；至少一光源，設(shè)置在該印刷電路板上并位于該第一反射面與該透鏡陣列之間；以及一上殼體，設(shè)置在該第一反射結(jié)構(gòu)、該透鏡陣列及該第二反射結(jié)構(gòu)上，該上殼體具有一透光區(qū)，該透光區(qū)的位置對應(yīng)于該第二反射面。
2.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該第一反射面反射該光源所發(fā)出的光線，該透鏡陣列將該第一反射面所反射的光線引導(dǎo)至該第二反射面，該第二反射面所反射的光線則通過該透光區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該些光源位于該第一反射面在該印刷電路板的一正投影區(qū)域中。
4.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該透光區(qū)位于該第二反射面在該上殼體的一正投影區(qū)域中。
5.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該第一反射結(jié)構(gòu)及該第二反射結(jié)構(gòu)均為硅光學(xué)平臺。
6.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該第一反射面與該印刷電路板的夾角實(shí)質(zhì)上為45度，且該第二反射面與該第一反射面平行。
7.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該些光源包括至少一發(fā)光二極管陣列。
8.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)射裝置，其特征在于，該透鏡陣列為一自聚焦透鏡陣列。
9.一種發(fā)光二極管印表頭，其特征在于，該發(fā)光二極管印表頭包括 一殼體；以及至少一光發(fā)射裝置，設(shè)置于該殼體中，其中每個(gè)該光發(fā)射裝置包括 一印刷電路板；一第一反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第一反射結(jié)構(gòu)具有一第一反射面； 一第二反射結(jié)構(gòu)，設(shè)置在該印刷電路板上，該第二反射結(jié)構(gòu)具有一第二反射面； 一透鏡陣列，設(shè)置在該印刷電路板上并位于該第一反射面與該第二反射面之間； 一發(fā)光二極管陣列，設(shè)置在該印刷電路板上并位于該第一反射面與該透鏡陣列之間；以及一上殼體，設(shè)置在該第一反射結(jié)構(gòu)、該第二反射結(jié)構(gòu)及該透鏡陣列上，該上殼體具有一透光區(qū)，該透光區(qū)對應(yīng)于該第二反射面。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管印表頭，其特征在于，該第一反射面與該印刷電路板的夾角實(shí)質(zhì)上為45度，且該第一反射面與該第二反射面平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光發(fā)射裝置與使用該光發(fā)射裝置的發(fā)光二極管印表頭。發(fā)光二極管印表頭包括一殼體以及至少一光發(fā)射裝置。光發(fā)射裝置包括一印刷電路板、一第一反射結(jié)構(gòu)、一第二反射結(jié)構(gòu)、一透鏡陣列、一光源與一上殼體。透鏡陣列位于第一反射結(jié)構(gòu)與第二反射結(jié)構(gòu)之間，光源位于第一反射結(jié)構(gòu)與透鏡陣列之間。上殼體具有一透光區(qū)，該透光區(qū)的位置對應(yīng)于第二反射結(jié)構(gòu)的第二反射面。該光發(fā)射裝置可利用迭加的方式來組裝，由此提高組裝精準(zhǔn)度及簡化組裝過程。
文檔編號B41J2/45GK102336067SQ20101023298
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者吳明哲 申請人:環(huán)旭電子股份有限公司