專利名稱：掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，特別是有關(guān)于一種適用較短光源來擴大投射范圍的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
平臺式掃描儀為一種現(xiàn)今被廣泛使用的計算機外設(shè)設(shè)備。平臺式掃描儀可快速地掃描文件、雜志、書本、圖片或照片，并將擷取得到的影像資料輸入計算機處理。平臺式掃描器具有一光學(xué)讀取器，一般稱做掃描頭，一驅(qū)動機構(gòu)、一處理電路、一掃描窗口及一外殼體。當(dāng)前的掃描儀設(shè)計朝著輕、薄、短、小，迷你化的趨勢發(fā)展。因此掃描儀的光學(xué)讀取器及驅(qū)動機構(gòu)所占據(jù)的空間愈小愈佳。
已知的平臺式掃描儀的掃描頭，是通過數(shù)個鏡片與透鏡之間的適當(dāng)排列，接收來自光源照射原稿所反射的光線，以其最接近真實的方式將光線完整傳遞至影像傳感器轉(zhuǎn)換為電子信號，經(jīng)處理后輸出影像。
圖1為顯示已知的應(yīng)用透鏡組與平面鏡組合的掃描頭沿掃描方向(雙箭頭所指方向)剖面示意圖。此掃描頭101包括一光源103、一系列平面鏡105、107、109及111、一多片式透鏡組113及一影像傳感器115。此掃描頭101內(nèi)部運作如下光源103用以照射置放于一掃描窗口117上的一原稿119，此掃描窗口117貼附于一掃描儀外殼體121內(nèi)，經(jīng)原稿119反射的光線經(jīng)一系列平面鏡105、107、109及111導(dǎo)引至多片式透鏡組113，再導(dǎo)引至影像傳感器115轉(zhuǎn)換為電子信號輸出。
掃描頭101將光源103的發(fā)射光直接投射在掃描窗口117上，以反射成像，但由于光源103的發(fā)射光朝四面八方發(fā)散并不完全集中一特定方向，使得僅有部分朝向掃描窗口的出射光會投射至掃描窗口117，而無法利用到光源103其它方向的發(fā)散光，造成光源功率的浪費及掃描時光強度不足，而使得掃描擷取的影像清晰度不夠。再者，掃描頭101供做光源103的燈管長度大于掃描寬度，使得掃描頭101的體積無法縮小，而不適于使用在迷你化掃描裝置。
針對光源103的發(fā)射光發(fā)散無法被有效利用，參圖2，已知的一種改良方法在光源103的對面加設(shè)一集光板104，以收集光源103部份的發(fā)散光，以反射至掃描窗口117。然而在光源103對面加設(shè)集光板104，雖然能收集光源103部份的發(fā)散光再利用，但是此種改良方式仍需要光源103的燈管長度大于掃描寬度，因此仍不適合掃描裝置的迷你化。
據(jù)此，亟待提供一種掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其可克服傳統(tǒng)掃描裝置于光源設(shè)計上的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種改進的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其利用一具有特殊擴散面構(gòu)型的反射構(gòu)件，將散射的光線擴散、反射后聚光至一欲掃描原稿面，以增加掃描時的光強度并提高光源利用率。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改進的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其利用一可擴大投射面的反射構(gòu)件將一較短長度的光源的投射范圍擴大并導(dǎo)引聚光至一欲掃描原稿面，以提高投射光的均勻性。
本發(fā)明的又一目的是提供一種改進的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其可縮短燈管的原先長度，而降低燈管制造成本及降低功率節(jié)省能源。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明提供一種掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括至少一光源、至少一反射構(gòu)件及至少一反光罩，其中反射構(gòu)件設(shè)于光源的對側(cè)及反光罩相對于反射構(gòu)件而設(shè)于光源的另一側(cè)。反光罩包圍光源以使光源的發(fā)射光投射至反射構(gòu)件，而經(jīng)反射構(gòu)件擴大投射光范圍并反射聚光至一掃描窗口。
通過本發(fā)明改進的光源結(jié)構(gòu)，即使使用長度較短的發(fā)光源，也能夠達到與原先相同的光投射范圍。因而大幅降低消耗功率，且能集中投射于大面積的掃描面，提高掃描時光強度。再者，本發(fā)明可縮短發(fā)光源長度，適于應(yīng)用在迷你化的掃描儀。
本發(fā)明的目的及諸多優(yōu)點通過以下具體實施例的詳細說明，并參照所示附圖，將趨于明了。


圖1為顯示已知應(yīng)用透鏡組與平面鏡組合的掃描頭沿掃描方向(雙箭頭所指方向)剖面示意圖；圖2為顯示另一已知掃描頭沿掃描方向(雙箭頭所指方向)剖面示意圖；圖3為本發(fā)明光源結(jié)構(gòu)的一具體實施例的透視圖；圖4為圖3光源結(jié)構(gòu)的一側(cè)視圖；圖5為結(jié)合圖3光源結(jié)構(gòu)的一掃描頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)截面及光線行進方向示意圖；圖6為結(jié)合圖3光源結(jié)構(gòu)的一掃描頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)截面及光線行進方向示意圖；圖7為光線經(jīng)過圖3光源結(jié)構(gòu)而反射于一投射面的光路行進方式示意圖；及圖8A至圖8D為圖3的一反射構(gòu)件的各種變化例示意圖。
圖中符號說明101掃描頭
103光源104集光板105、107、109、111平面鏡113多片式透鏡組115影像傳感器117掃描窗口119原稿121掃描儀外殼體20 掃描頭21 線性光源22 反射構(gòu)件22a、22b、22c及22d反射構(gòu)件23 反光罩24 掃描窗口25 原稿面201、202、203及204反射鏡片205透鏡組206影像傳感器具體實施方法本發(fā)明的一些實施例會詳細描述如下。然而，除了該詳細描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其它的實施例施行。亦即，本發(fā)明的范圍不受已提出的實施例的限制，而應(yīng)以本發(fā)明提出的范圍為準(zhǔn)。再者，在本說明書中，各元件的不同部分并沒有依照尺寸繪圖。某些尺度與其它相關(guān)尺度相比已經(jīng)被夸張或是簡化，以提供更清楚的描述和本發(fā)明的理解。
請參照圖3，為本發(fā)明的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)的一具體實施例的透視圖，圖4為此一具體實施例的一側(cè)視圖，圖5及圖6是結(jié)合有本發(fā)明光源結(jié)構(gòu)的一掃描頭20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)截面及發(fā)射光行進方向示意圖。在此一具體實施例中，本發(fā)明的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)包括一線性光源21，例如一冷陰極燈管、一具有半球型擴散面構(gòu)型的反射構(gòu)件22及一反光罩23。反射構(gòu)件22設(shè)于線性光源21的對側(cè)，以及反光罩23相對于反射構(gòu)件22而設(shè)于線性光源21的另一側(cè)。反射構(gòu)件22除了可設(shè)計成一呈半球面的平底條狀體外，亦可設(shè)計成一呈半球面的板體，其相對線性光源21傾斜一預(yù)定角度而直接架設(shè)于掃描頭20內(nèi)部。
請參照圖4，由于線性光源21屬于一種朝四面八方發(fā)散的光源，利用線性光源21與反射構(gòu)件22及反光罩23的幾何關(guān)系的安排，即可收集線性光源21各方向的發(fā)射光線，以投射于反射構(gòu)件22的反射面，再通過反射構(gòu)件22本身在掃描頭20內(nèi)部的傾斜角度及其特定的擴散面構(gòu)型，使經(jīng)收集的線性光源21的光線可經(jīng)由反射構(gòu)件22擴散、反射后聚光至一掃描窗口24。如此一來，即可有效利用線性光源21，而不致于浪費線性光源21的光能，同時可增加掃描時的光強度。線性光源21的光出口可如上述實施例所述的直接朝向反射構(gòu)件22，使線性光源21的光線在經(jīng)由反射構(gòu)件22反射后，再投射至掃描平臺24上。在其它實施例中，也可以使線性光源21的光出口的部分朝向反射構(gòu)件22，而部份直接朝向掃描窗口24，此時部分光線會經(jīng)由反射構(gòu)件22反射后，再投射至掃描窗口24，而部分發(fā)射光會直接投射至掃描窗口24上。
請參照圖5所示，為結(jié)合本發(fā)明光源結(jié)構(gòu)的掃描頭20內(nèi)部結(jié)構(gòu)截面以及一經(jīng)由反射構(gòu)件22反射的發(fā)射光行進方向示意圖。線性光源21朝四面八方的發(fā)射光線，經(jīng)反光罩23收集后投射至反射構(gòu)件22，經(jīng)反射構(gòu)件22擴大投射面積并反射后聚光至掃描窗口24，而投射在一原稿面25上，再經(jīng)原稿面25反射至一系列反射鏡片201、202、203及204，再被反射至一透鏡組205，而聚焦于一影像傳感器206，以收集原稿面25的影像信號。而除了圖5所示的發(fā)射光行進路徑之外，尚有另一發(fā)射光行進方式。請參照圖6所示，線性光源21的部份發(fā)射光直接投射在一原稿面25上，另有部分發(fā)射光先投射至反射構(gòu)件再反射至原稿面25，再經(jīng)原稿面25反射至一系列反射鏡片201、202、203及204，再被反射至一透鏡組205，而聚焦于一影像傳感器206。
本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)亦可使線性光源21的投射面積擴大。請參照圖7，為本發(fā)明線性光源21經(jīng)收集的發(fā)射光經(jīng)反射構(gòu)件22反射至掃描平臺24的光路行進方式示意圖。由于反射構(gòu)件22除了具有反射、聚光的特性外，亦可在反射構(gòu)件22的縱向方向擴散投射光，因此，線性光源21經(jīng)收集的發(fā)射光投射至反射構(gòu)件22后，即可被反射構(gòu)件22擴大其投射面積，同時提高其投射光均勻性，而投射于掃描窗口24。由圖7中可以看出，要達到本發(fā)明的光線擴散投射的目的，在垂直于線性光源21的長度方向上，反射構(gòu)件22及線性光源21的長度均小于掃描窗口24的寬度。但線性光源21的長度卻非一定比反射構(gòu)件22的長度小，在其它實施例中，線性光源21的長度可以大于或是等于反射構(gòu)件22的長度。
所以通過本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)，即可使用長度較短的燈管做為發(fā)光源，而無需要求燈管長度大于掃描窗口寬度，因而可降低燈管的制造成本及降低燈管功率。另一方面，本發(fā)明的光源聚光結(jié)構(gòu)亦有利于掃描裝置20的體積縮小，極適合應(yīng)用在要求高影像分辨率的迷你化掃描裝置。
參圖8A至圖8D，為本發(fā)明的反射構(gòu)件22的擴散面構(gòu)型的各種變化例，如圖8A，反射構(gòu)件22亦可以是一反射面呈連續(xù)凸曲面的平底條狀體22a，或者是反射面呈連續(xù)凸曲面的板體；如圖8B，反射構(gòu)件22亦可以是一反射面呈連續(xù)凹曲面的平底條狀體22b，或者是反射面呈連續(xù)凹曲面的板體；如圖8C，反射構(gòu)件22亦可以是一反射面呈多段凸曲面的平底條狀體22c，或者是反射面呈多段凸曲面的板體；如圖8D，反射構(gòu)件22亦可以是一反射面呈多段凹曲面的平底條狀體22d，或者是反射面呈多段凹曲面的板體。至于各種擴散面構(gòu)型的反射構(gòu)件在掃描頭20內(nèi)部相對于線性光源21的傾斜角度視反射構(gòu)件的反射面構(gòu)型而定，以使反射構(gòu)件具有反射、聚光及擴大投射面積的效果。
隨著掃描分辨率的要求愈來愈嚴(yán)格，需要更高的掃描光強度，通過本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)，即可有效利用原本散射的光源能量，提高掃描光強度，進而提供更佳的影像品質(zhì)。再者，本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，可結(jié)合較短長度的光源，而降低掃描裝置的制造成本，極具有經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
1.一種掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其包括一光源，設(shè)于一掃描范圍的下方，在平行于該光源的長度方向上，該光源的長度小于該掃描窗口的寬度；一反光罩，鄰設(shè)于該光源旁且包覆該光源；及一反射構(gòu)件，該構(gòu)件與該光源相對，在平行于該光源的長度方向上，該反射構(gòu)件的長度小于該掃描窗口的寬度，且該反射構(gòu)件并具有一擴散面構(gòu)型，可擴大該光源的光線投射范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其中該擴散面構(gòu)型選自下列任一者球面、連續(xù)凸曲面、連續(xù)凹曲面、多段凹曲面及多段凸曲面。
3.如權(quán)利要求1所述的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其中該光源的部份光線直接投射至該掃描窗口上，而部份光源先投射至該反射構(gòu)件后再反射至該掃描窗口。
4.如權(quán)利要求1所述的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其中該光源的光線投射至該反射構(gòu)件后再反射至掃描窗口。
5.如權(quán)利要求1所述的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其中該反射構(gòu)件的長度小于或等于該光源的長度。
6.如權(quán)利要求1所述的掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)，其中該反射構(gòu)件的長度大于或等于該光源的長度。
全文摘要
一種掃描裝置的光源結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的光源結(jié)構(gòu)是將一種具特殊擴散面構(gòu)型的反射構(gòu)件置于光源的對側(cè)，此反射構(gòu)件可將光源的投射光加以擴散、反射后聚光至一掃描窗口上并擴大光線的投射范圍，使得本發(fā)明的掃描裝置即使使用較短長度的光源，也可以得到極佳的光利用率。
文檔編號G02B26/10GK1670563SQ20041003977
公開日2005年9月21日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者黃英俊, 丁一中, 卓維俊 申請人:力捷電腦股份有限公司