專利名稱：掃描頭的光學(xué)總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為掃描頭光學(xué)總成，特別是可以改善雜散光現(xiàn)象與防治掃描頭內(nèi)光線相互干擾的掃描頭光學(xué)總成。
背景技術(shù)：
如圖1(A)所示，掃描頭的基本構(gòu)造至少包含了光學(xué)總成(可包含光源組11、光學(xué)元件13)、處理總成12與載座14。并且掃描頭是位于透明基板15的一側(cè)，而待處理物件16則位于透明基板15的另一側(cè)。光源組11是用以提供運(yùn)作所需的光線17；處理總成12是用以接收光線17與分析接收到光線17所包含的信息；光學(xué)元件13是用以將自待處理物件16(特別是待掃描區(qū)域165)反射回掃描頭的光線17傳輸至處理總成12；而載座14則是用以承載光源組11與處理總成12，并提供光源組11與處理總成12運(yùn)作所需的電源等。并且，光源組11通常較處理總成12靠近透明基板14。實(shí)際運(yùn)作時(shí)，光源組11所發(fā)出的光線17在經(jīng)過(guò)透明基板14與物件16(特別是待掃描區(qū)域165)后，便會(huì)攜帶與物件16(特別是待掃描區(qū)域165)相關(guān)的信息，而后處理總成12再經(jīng)由光學(xué)元件13接收與處理此帶有信息的光線17，便可以得知物件16(特別是待掃描區(qū)域165)的信息。
由于必需先將光線投射在物件，然后再接收自物件反射回來(lái)的光線，因此如何增加掃描頭所發(fā)出的光線強(qiáng)度、如何提高掃描頭發(fā)出光線投射至物件的比例，如何提高被物件所反射的光線能被掃描頭接收的比例等，便成為提升掃描頭效率的關(guān)鍵問(wèn)題。而針對(duì)這些關(guān)鍵問(wèn)題，也已由許多的已有技術(shù)提出。舉例來(lái)說(shuō)，已有技術(shù)已有應(yīng)用探照燈的概念，如圖1(B)所示，在光學(xué)總程內(nèi)的光源組11附近安裝一些聚光裝置18，藉以將原本自光源組11發(fā)出四散發(fā)射的光線17集中在朝向透明基板15的方向，以提高掃描頭發(fā)出的光線17投射至物件16的比例。例如臺(tái)灣專利470159、454877、452297三件專利。在此，圖1(B)亦繪出藉由改變處理總成12的內(nèi)部構(gòu)造來(lái)改變其內(nèi)部光路(進(jìn)而改變光線17進(jìn)入處理總成12的位置)，而不再需要使用光學(xué)元件13來(lái)改變光線17自透明基板15進(jìn)入掃描頭內(nèi)部(如處理總成12)的傳播方向。
由于光源組11、處理總成12與聚光裝置18都必須安裝在載座14，由于現(xiàn)代電子產(chǎn)品的輕薄短小的趨勢(shì)，也由于掃描頭整體設(shè)計(jì)的限制(例如電線的位置與光路的安排)，各種已有技術(shù)都無(wú)法避免雜散光現(xiàn)象。所謂的雜散光現(xiàn)象是指處理總成12接收到的光線17，不只有自物件反射過(guò)來(lái)的光線，還有直接自光源組11射至光學(xué)元件13的光線、自光源組11射至載座14其它部分再反射至光學(xué)元件13與處理總成12的光線、自物件反射至載座14經(jīng)由光學(xué)元件13反射至處理總成12的光線、直接自光源組11被聚光裝置18反射至光學(xué)元件13與處理總成12的光線等等，使得處理總成12實(shí)際上接收與分析了許多理想狀況不應(yīng)存在的光線17，而在處理總成12所分析得到的影像產(chǎn)生鬼影。
因此，為提升掃描頭的運(yùn)作效率，有效防治雜散光現(xiàn)象，有必要改變已有掃描頭的構(gòu)造。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的，是防治已有技術(shù)的掃描頭所難以有效防治的雜散光現(xiàn)象。
本實(shí)用新型另一主要目的是在不大幅改變掃描頭的前提下，提出能夠有效地同時(shí)防治雜散光現(xiàn)象以及提升光源組使用效率的掃描頭，特別是能夠有效地同時(shí)防治與提升的掃描頭的光學(xué)總成。
本實(shí)用新型所提出的一較佳實(shí)施例與已有掃描頭的光學(xué)總成的主要不同在于反射裝置的使用。在此，反射裝置位于載座中并與光源組、處理總成二者皆相互分離，并且反射裝置的輪廓與位置是使得光源組所發(fā)出的光線無(wú)法直接自光源組投射至光學(xué)元件(或說(shuō)無(wú)法直接進(jìn)入掃描頭內(nèi)部)。在此，反射裝置可以位于光源組與光學(xué)元件(或說(shuō)掃描頭內(nèi)部)之間；反射裝置面對(duì)光源組的一面可以存在一高反光率材料或一高光吸收率材料。
本實(shí)用新型所提出的另一較佳實(shí)施例與已有掃描頭的光學(xué)總成的主要不同在于三個(gè)反射裝置的使用。本實(shí)施例使用的三個(gè)反射裝置，是用以圍繞光源組并使光源組所產(chǎn)生的光線通過(guò)朝向一待掃描區(qū)域(即待處理物件的一部分)，以及用以將通過(guò)開(kāi)口但未向待掃描區(qū)域的部分光線反射至待掃描區(qū)域。當(dāng)然，還可用以將經(jīng)待掃描區(qū)域反射后并未向掃描頭內(nèi)部(特別是光學(xué)元件)傳播的部分四散光線阻檔掉。
已有技術(shù)中雜散光現(xiàn)像主要是由于掃描頭的光學(xué)總成僅使用光源組發(fā)光以及使用光學(xué)元件接收光線(并傳輸至負(fù)責(zé)處理分析的處理總成)，而沒(méi)有提供任何可以過(guò)濾光線或可以阻檔光線的裝置，來(lái)避免不需要的光線的出現(xiàn)，特別是避免處理總成接收處理到光線強(qiáng)度最強(qiáng)(影響最大)的直接自光源組射出的光線。
雖然已有技術(shù)盡管已有使用聚光裝置來(lái)增加光源組發(fā)出光線進(jìn)入透明基板的比例的作法，但已有技術(shù)從來(lái)就沒(méi)有考慮聚光裝置對(duì)光學(xué)總成與處理總成的影響。因此，處理總成接收到自聚光裝置反射而來(lái)的光線，或聚光裝置并未徹底圍繞光源組而使得光線向旁邊泄露等等，便變成常見(jiàn)的缺失。
已有技術(shù)在將光源總成(至少含光源組與光學(xué)元件)以及處理總成等安裝于載座時(shí)，往往只有考慮如何將整個(gè)掃描頭的體積縮到最小等條件，而沒(méi)有考慮光線在掃描頭內(nèi)會(huì)不會(huì)四散分開(kāi)的問(wèn)題.也沒(méi)有考慮未直接自光源組射向待掃描區(qū)域的光線，會(huì)被傳播到那里(例如被掃描頭的機(jī)殼等反射至光學(xué)元件？)。
針對(duì)上述的缺失，本實(shí)用新型的提出幾個(gè)可以解決已有技術(shù)常見(jiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵第一可以在光學(xué)總成中，在用以將光線傳送至處理總成的光學(xué)元件附近，安置一些反射裝置，藉以阻擋不是自光源組經(jīng)過(guò)透明基板而來(lái)的光線，降低不需要的光線進(jìn)入掃描頭內(nèi)部的機(jī)率(例如經(jīng)由光學(xué)元件進(jìn)入處理總成的機(jī)率)。
第二在光學(xué)總成中使用聚光裝置時(shí)，除了聚光裝置的輪廓(或說(shuō)分布、排列方式)需將離開(kāi)掃描頭的光線集中在朝向透明基板的方向外，還可以額外使用反射裝置將光源組與掃描頭內(nèi)部(特別是光學(xué)元件與處理總成)相互隔離。
第三由于已有技術(shù)通常并沒(méi)有將構(gòu)成處理總成的各零件與掃描頭其它部分特別隔離，特別是與掃描頭內(nèi)負(fù)責(zé)產(chǎn)生與傳輸光線的光學(xué)總成相互隔離，使得這些零件可能(可以)接受到不是來(lái)自光學(xué)元件的光線。因此，在不影響正常工作(如不影響正常光線傳輸途徑)的前提下，可以在處理總成周圍安置反射裝置(特別是在處理總成接收來(lái)自光學(xué)元件的光線的零件附近，以及處理總成鄰近光學(xué)總成處，安置反射裝置)，藉以確保處理總成各零件只接收到來(lái)自光學(xué)元件的光線。


圖1(A)與圖1(B)為已有技術(shù)的掃描頭的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2(A)至圖2(D)為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例的基本結(jié)溝示意圖；以及圖3(A)至圖3(B)為本實(shí)用新型另一較佳實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出兩個(gè)較佳實(shí)施例，藉以具體說(shuō)明本實(shí)用新型的特征。在此，為說(shuō)明方便仍提到光學(xué)元件與處理總成，藉以強(qiáng)調(diào)本實(shí)用新型如何防止掃描頭處理到不需要的光線(雜訊、雜散光現(xiàn)像)。但本實(shí)用新型的特征是在于反射裝置的使用，而不在于光學(xué)元件及處理總成，本實(shí)用新型的適用范圍并不受限于光學(xué)元件是否存在以及如何使用光學(xué)元件與處理總成二者的細(xì)節(jié)。
本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例為一種掃描頭的光學(xué)總成。如圖2(A)與圖2(B)所示，至少包含光源組22、處理總成23以及反射裝置25，并可進(jìn)一步包含光學(xué)元件24與聚光裝置26，如圖2(C)與圖2(D)所示，本實(shí)施例與處理總成23一起位于載座21中但相互分離而形成掃描頭。
光源組22是用以提供掃描頭運(yùn)作所需的光線20。處理總成23是用以處理/分析自物件27(特別是待掃描區(qū)或275)反射回來(lái)的光線20，處理總成23至少可以包含輔助光學(xué)元件(如鏡片或透鏡)與光電感應(yīng)裝置(如電荷耦合元件、Chargercoupledevice、CCD)。而光學(xué)元件24與光源組22及處理總成23二者皆相互分離，并且其輪廓與位置是使得光源組22所發(fā)射并經(jīng)物件27(特別是待掃描區(qū)域275)反射而來(lái)的光線20可以被輸入至處理總成23。但這三者都不是本實(shí)施例的特征所在。
反射裝置25與光源組22、處理總成23與光學(xué)元件24三者皆相互分離，并且其輪廓與位置是使得光源組22所發(fā)出的光線20無(wú)法直接自光源組22投射至光學(xué)元件24。
反射裝置25是位于光源組22與光學(xué)元件24之間，而且往往是將光源組22與光學(xué)元件24之間所有可以傳輸光線20的直線光路完全封鎖。并且，反射裝置25的輪廓與位置，可以視需要調(diào)整到使得自光源組22直接投射至反射裝置25的光線會(huì)被反射至物件27(特別是待掃描區(qū)域275)；也可以視需要調(diào)整至使得自光源組22直接投射至反射裝置25的光線，會(huì)先被反射至物件27(特別是待掃描區(qū)域275)，再被物件27(特別是待掃描區(qū)域275)反射至光學(xué)元件24；也可以視需要使得得投射至反射裝置25的光線不會(huì)被直接反射至光學(xué)元件24。
本實(shí)施例可以讓反射裝置25有朝向該待掃描區(qū)域的一開(kāi)口，而此時(shí)可以讓開(kāi)口的位置與輪廓是使得直接自光源組22經(jīng)開(kāi)口投射至待掃描區(qū)域275的部分光線，會(huì)自待掃描區(qū)域275反射至掃描頭內(nèi)部；也可以讓開(kāi)口的位置與輪廓使得自光源組22投射至反射裝置275的部分光線，會(huì)先經(jīng)開(kāi)口反射至待掃描區(qū)域275再反射至掃描頭內(nèi)部；還可以讓該開(kāi)口的位置與輪廓使得自光源組22投射至反射裝置25的部分光線，不會(huì)在經(jīng)開(kāi)口后便直接進(jìn)入掃描頭內(nèi)部。
如同已有技術(shù)，本實(shí)施例可以讓至少部分反射裝置25位于光源組22的周圍，并使得光源組22位于這部分反射裝置所形成的輪廓的焦點(diǎn)，而其它部分反射裝置25則位于光源組22所產(chǎn)生的光線自光源組22至待掃描區(qū)域275的一第一光路的附近。而為了避免反射裝置25的存在，增加了將光線反射至掃描頭內(nèi)部(例如先反射至光學(xué)元件24再進(jìn)入處理總成23)的機(jī)率，本實(shí)施例可以調(diào)整其它部分反射裝置25與第一光路的夾角，使得投射至其它部分反射裝置25的光線不會(huì)再被投射至掃描頭內(nèi)部。
為進(jìn)一步防止雜散光線的影響，本實(shí)施例還可以讓反射裝置25的一附加部分位于光線自待掃描區(qū)域275至掃描頭內(nèi)容的第二光路的附近。并且還可以調(diào)整附加部分反射裝置25與第二光路的夾角，是使得投射至附加部分反射裝置25的光線不會(huì)被投射至掃描頭內(nèi)部?？紤]到掃描頭的微小化傾向往往使得掃描頭各元件間相對(duì)距離必須盡可能縮小，以及使得反射裝置25往往沒(méi)有足夠的空間完整圍繞光源組22只留下一個(gè)小到可以過(guò)濾掉大部分四散傳播光線。本實(shí)施例可以讓這附加部分反射裝置與待掃描區(qū)域275所在透明基板27間距離大致等于光源組22與待透明基板27間的距離。
除此之外，為了有效阻止光線20直接自光源組22投射至光學(xué)元件24，以及為了提升光線20被投射至物件27(特別是待掃描區(qū)域275)的比例，可以視需要讓反射裝置25面對(duì)光源組22的一面，存在高反光率材料。相同地，為了減少光線自物件26、光學(xué)元件24或載座21等經(jīng)由反射裝置25又被投射至光學(xué)元件24(甚至進(jìn)入處理總成23)的機(jī)率，也可以視需要讓反射裝置25面對(duì)光學(xué)元件24的一面，存在高光吸收率材料。當(dāng)然，本實(shí)用新型也可以同時(shí)混合使用高反光率材料與高光吸收率材料，或是部分有額外使用材料附帶一提，光學(xué)元件24可以是為鏡片或透鏡，材料可以是玻璃、塑膠、壓克力等透明材料或高反光率材料。但必須強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)施例并不限制光源組22與光學(xué)元件24等的細(xì)節(jié)。
本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施例為一種掃描頭的光學(xué)總成，如圖3(A)所示，至少包含第一反射裝置30、載座31、光源組32、處理總成33、光學(xué)元件34、第二反射裝置35與第三反射裝置36。而如圖3(B)所示，本實(shí)施例是與處理總成23一起位于載座21中但相互分離而形成掃描頭。在此，處理總成23是用以處理/分析自物件38(特別是待掃描區(qū)域385)反射回來(lái)的光線37，處理總成23至少可以包含輔助光學(xué)元件(如鏡片或透鏡)與光電感應(yīng)裝置(如電荷耦合元件、Chargercoupledevice、CCD)。并且，光源組32位于載座31中，用以提供掃描頭運(yùn)作所需的光線37。而光學(xué)元件34位于載座31中，與光源組32及處理總成33皆相互分離，并且其輪廓與位置是使得光源組32所發(fā)射并經(jīng)物件38(特別是待掃描區(qū)域385)反射而來(lái)的光線37可以被輸入至處理總成33。如同前一個(gè)實(shí)施例，這些也不是本創(chuàng)作的重點(diǎn)。
第一反射裝置位于載座31中并位于光源組32附近，用以提高光源組32所發(fā)出光線37投射至物件38的比例。第二反射裝置35位于載座31，與光源組32、處理總成33與光學(xué)元件34皆相互分離，并且其輪廓與位置是使得光源組32所發(fā)出的光線38無(wú)法直接自光源組32投射至光學(xué)元件34。第三反射裝置36位于載座31，并與光源組32、處理總成33、光學(xué)元件34與第二反射裝置35皆相互分離，第三反射裝置36的輪廓與位置是使得光源組32所發(fā)出的光線37無(wú)法直接自光源組32投射至處理總成33。
顯然，第一反射裝置30、第二反射裝置35與第三反射裝置36三者便是前一個(gè)實(shí)施例所提出的反射裝置25。并且載座31、光源組32、處理總成33與光學(xué)元件34依序便是前一個(gè)實(shí)施例所提出的載座21、光源組22、處理總成23與光學(xué)元件24。在此，將不再討論這些與前一個(gè)實(shí)施例相同部分的細(xì)節(jié)(如高反光率材料與高光吸收率材料二者的使用)。
第三反射裝置36是位于光源組32與處理總成33之間，而且往往是將光源組32與處理總成33之間所有可以傳輸光線37的直線光路完全封鎖。而且，第三反射裝置36的位置與輪廓通常是調(diào)整到，可以將自光源組32而來(lái)的光線30反射至物件38；并可以進(jìn)一步調(diào)整到可以將自光源組32而來(lái)的光線30先反射至物件38再反射到光學(xué)元件34(并進(jìn)一步進(jìn)入處理總成33)。當(dāng)然，為了不影響掃描頭正常運(yùn)作，第三反射裝置36通常并不位于光學(xué)元件34與物件38之間，通常也不位于光源組32與物件38間，通常也不位于光學(xué)元件34與處理總成33之間，最后，必須強(qiáng)調(diào)的是，上述各圖示僅為定性的示意圖，并未限定實(shí)際形狀以及實(shí)際位置等等細(xì)節(jié)。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本實(shí)用新型的申請(qǐng)專利范圍；凡其它未脫離本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在申請(qǐng)專利范圍中。
權(quán)利要求1.一種掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，包含一光源組，該光源組提供該掃描頭運(yùn)作所需的光線；以及一反射裝置，該反射裝置與該光源組相互分離，該反射裝置除位于該光源組的周圍外，也位于該光源組與該掃瞄器內(nèi)部之間，借以使得該光源組所發(fā)出的光線是先投射至一待掃描區(qū)域再反射至該掃描頭內(nèi)部，而不會(huì)未經(jīng)過(guò)該待掃描區(qū)域便直接進(jìn)入該掃描頭內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，該反射裝置朝向該待掃描區(qū)域有一開(kāi)口，該開(kāi)口的位置與輪廓和自該光源組直接投射至該待掃描區(qū)域的部分光線相適配。
3.如權(quán)利要求1所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，所述該反射裝置圍繞該光源組的周圍并有朝向該待掃描區(qū)域的一開(kāi)口，該開(kāi)口的位置與輪廓使自該光源組投射至該反射裝置內(nèi)表面的部分光線的光路為，先經(jīng)反射裝置反射后，由開(kāi)口射至該待掃描區(qū)域，再反射至該掃描頭的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，所述該反射裝置圍繞該光源組的周圍并有朝向該待掃描區(qū)域的一開(kāi)口，該開(kāi)口的位置與輪廓使自該光源組投射至該反射裝置內(nèi)表面的部分光線的光路，不會(huì)在經(jīng)該開(kāi)口后直接進(jìn)入該掃描頭內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求1所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，至少部分該反射裝置是位于該光源組的周圍，且該光源組位于該部分反射裝置所形成的輪廓的焦點(diǎn)，而其它部分該反射裝置位于該光源組所產(chǎn)生的光線直射至該待掃描區(qū)域的一第一光路的附近。
6.如權(quán)利要求5所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，所述該其它部分反射裝置與該第一光路的夾角，使該其它部分反射裝置處于光源組投射光線與該掃描頭內(nèi)部之間。
7.如權(quán)利要求5所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，尚可有一附加部分反射裝置，是位于光線自該待掃描區(qū)域反射至該掃描頭內(nèi)部的一第二光路的附近。
8.如權(quán)利要求7所述的的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，所述該一附加部分反射裝置與該第二光路的夾角，使該一附加部分反射裝置處于光源組投射光線與該掃描頭內(nèi)部之間。
9.如權(quán)利要求7所述的掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，所述該一附加部分反射裝置與該待掃描區(qū)域所在的一透明基板間的距離大致等于該光源組與該透明基板間的距離。
10.如權(quán)利要求1所述掃描頭的光學(xué)總成，其特征在于，至少部分該反射裝置面對(duì)該光源組的一面，為下列情況之一表面有高反光率材料或高反光率材料與高吸光率材料的混合材料。
專利摘要一種掃描頭光學(xué)總成，主要的特征為反射裝置的使用?？梢允褂梅瓷溲b置來(lái)防止光線直接自光源組投射至掃描頭內(nèi)部，例如讓反射裝置位于光源組與掃描頭內(nèi)部之間。也可以使用反射裝置，將自光源組四向發(fā)射的光線轉(zhuǎn)投射至待掃描區(qū)域。當(dāng)然，反射裝置不能干擾到，光線自光源組依序先經(jīng)待掃描區(qū)域而進(jìn)入掃描頭內(nèi)部的光路。
文檔編號(hào)G02B7/20GK2622726SQ03201338
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者蕭俊義, 陳聰穎 申請(qǐng)人:力捷電腦股份有限公司