專利名稱：可改變光路長度的掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種掃描裝置，特別是涉及一種配有一個(gè)可以用來改變光路長度的透光元件的掃描裝置。
背景技術(shù)：
一般成像原理是，在光學(xué)理論中，透鏡成像必需滿足1/p+1/q＝1/f的關(guān)系式。其中p表示物距；q表示像距；f表示透鏡焦距。
掃描裝置的成像結(jié)果也是滿足上述關(guān)系式。其中物距與像距的總和(p+q)被稱為總光程。
現(xiàn)有平臺(tái)式掃描裝置用以掃描反射稿的光程說明如下，如圖1所示，其為掃描反射稿12的光程示意圖。該反射稿12是平貼在玻璃視窗18上。一光源11將光線照射在該反射稿12的掃描位置13，而反射后的光線被稱為圖像信息14。該圖像信息14在一組反射鏡組15中反射行進(jìn)，且穿過一透鏡模塊16后，聚焦在一光感測(cè)元件17上。該光感測(cè)元件17可以是電荷耦合裝置(CCD)。
其中，該圖像信息14未經(jīng)過該透鏡模塊16前的行程被定義為物距p。該圖像信息14在該透鏡模塊16與該光感測(cè)元件17間的行程，被定義為像距q。該物距與該像距的總和為總光程。
現(xiàn)有平臺(tái)式掃描裝置用以掃描穿透稿的光程說明如下，如圖2所示，其為掃描穿透稿19的光程示意圖。該穿透稿19是通過夾持器21固定的，并放置在該玻璃視窗18上，此時(shí)該穿透稿19與玻璃視窗18相距一小段間距D。一光源22設(shè)在該穿透稿19的上方，且該光源22照射該穿透稿19所產(chǎn)生的穿透光線被定義為圖像信息23。該圖像信息23在一組反射鏡組15中反射行進(jìn)，且穿過一透鏡模塊16后，聚焦在一光感測(cè)元件17上。
其中，該圖像信息23未經(jīng)過該透鏡模塊16前的行程被定義為物距p′。該圖像信息23在該透鏡模塊16與該光感測(cè)元件17間的行程，被定義為像距q′。該物距與該像距的總和為總光程。
反射稿與穿透稿的光程比較如下，比較圖1與圖2，由于該透鏡模塊16與光感測(cè)元件17間的距離沒有改變，所以q＝q′。而穿透稿19與玻璃視窗18之間因有一段間距，故使得p′＞p。對(duì)總光程而言p′+q′＞p+q。
圖3所示為光程比較示意圖。圖中明顯看到該反射稿12的位置與穿透稿19的位置不同。更具體而言，該反射稿12所造成的總光程(p+q)較短，而穿透稿19所造成的總光程(p′+q′)較長。
現(xiàn)有技術(shù)的掃描器需滿足掃描反射稿12時(shí)能獲得清楚圖像，以及掃描穿透稿19時(shí)也能獲得清楚圖像。但由圖3已知在像距與焦距不變的情況下，反射稿12與穿透稿19的總光程是不相同的，所以同一掃描裝置無法兼具有使反射稿12與穿透稿19的分辨率與放大倍率均達(dá)到最佳化的情形。而在生產(chǎn)線上，會(huì)造成掃描裝置對(duì)焦調(diào)整的裕度變小，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率降低的情形。
現(xiàn)有的解決方法是采用具有較大景深的透鏡模塊16來修正光程不同所產(chǎn)生的成像問題。但是景深大的鏡頭成本較高，會(huì)使制造成本提高，而且景深大的鏡頭光圈上，會(huì)影響到掃描速度的提高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可改變光路長充的掃描，其設(shè)計(jì)原理是利用光線折射所產(chǎn)生的路程變化，來改變圖像信息的光路長度，以解決上述問題。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即提供一種可改變光路長度的掃描裝置，包括有一供置放一待掃描文件的玻璃視窗；一用以照射待掃描文件從而產(chǎn)生圖像信息的光源；一反射鏡組，至少具有一片用以接收及反射所述圖像信息的反射鏡；一用以接收所述反射鏡組所反射出圖像信息并聚焦的透鏡模塊；一用以接收聚焦后圖像信息的光感測(cè)元件；其中，所述掃描裝置還包括至少一透明玻璃，其組設(shè)在所述透鏡模塊與所述玻璃視窗之間，以按照待掃描文件的型態(tài)，選擇使所述圖像信息通過或不通過所述透明玻璃。
如此，當(dāng)掃描穿透稿時(shí)，因已具有較長的物距，故該圖像信息不通過透明玻璃；而掃描掃射稿時(shí)，因物距較小，故圖像信息通過透明玻璃，以達(dá)到增長光路長度的目的。
本實(shí)用新型裝置的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以改變光路長度，以滿足不同種類的稿件的掃描需求，因此可達(dá)到同一掃描裝置兼具有使反射稿與穿透稿的分辨率與放大倍率均達(dá)到最佳化的情形。此外，就實(shí)際生產(chǎn)而言，光路調(diào)整效率可以提高，而且穿透稿與反射稿用同一個(gè)CCD鏡頭，故不需選用景深較大的鏡頭，相對(duì)使鏡頭的光圈加大，由此既可減少鏡頭成本，又可提高掃描速度。


圖1為現(xiàn)有掃描裝置掃描反射稿的光程示意圖；圖2為現(xiàn)有掃描裝置掃描穿透稿的光程示意圖；圖3為圖1、圖2的光程比較示意圖；圖4為本實(shí)用新型于平臺(tái)式掃描裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型掃描穿透稿的光程示意圖；圖6為本實(shí)用新型掃描反射稿的光程示意圖；圖7為本實(shí)用新型對(duì)穿透稿與反射稿的光程比較圖；圖8為本實(shí)用新型另一種對(duì)穿透稿與反射稿的光程比較圖；圖9為本實(shí)用新型運(yùn)用于饋紙器與平臺(tái)式掃描器的組合。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的于平臺(tái)式掃描裝置的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其為本實(shí)用新型的于平臺(tái)式掃描裝置的較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。其包括一光源31、一組反射鏡組41、一透鏡模塊51、一光感測(cè)元件61及一透明玻璃71。依圖所示，以上各組件均組設(shè)在一玻璃視窗81的下方。
其中該反射鏡組41由一第一反射鏡42、一第二反射鏡43及一第三反射鏡44所組成。該透鏡模塊51與該光感測(cè)元件61作固定式的組裝(例如組裝在光機(jī)中)，使該透鏡模塊51與該光感測(cè)元件61的間距保持固定。
該透明玻璃71的組設(shè)位置是在該透鏡模塊51與反射鏡組41之間。值得注意的是，該透明玻璃71為活動(dòng)的。即，該透明玻璃71可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)的方式，改變組設(shè)角度與組設(shè)位置。而該透明玻璃71的組設(shè)狀態(tài)改變，是可以通過伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、電磁閥，或其他等效性機(jī)構(gòu)來達(dá)成。
該透明玻璃71的狀態(tài)之一是呈水平狀，與該透鏡模塊51形成不互相面對(duì)的狀態(tài)。該透明玻璃71的另一狀態(tài)呈直立狀(如虛線所示的位置)，與該透鏡模塊51形成互相面對(duì)的狀態(tài)。或者，該透明玻璃71可具有介于直立狀與水平狀之間的又另一狀態(tài)。如此，圖像信息通過透明玻璃71的有效長度即可由調(diào)整透明玻璃71的組態(tài)而得以改變。
本實(shí)用新型對(duì)穿透稿的掃描如圖5所示，其為掃描穿透稿91的光程示意圖。在本實(shí)施例進(jìn)行掃描該穿透稿91時(shí)，先將該透明玻璃71調(diào)整成水平狀態(tài)。
該穿透稿91配合夾持器93放置在玻璃視窗81的上方，且該穿透稿91的上方另外配設(shè)一光源82。當(dāng)光源82穿射過該穿透稿91后即形成圖像信息94。該圖像信息94行進(jìn)到反射鏡組41內(nèi)，且在該反射鏡組41內(nèi)反射行進(jìn)。該圖像信息94被傳出反射鏡組41后，即通過該透鏡模塊51，且經(jīng)聚焦后由該光感測(cè)元件61接收。值得注意的是，在本實(shí)施例中，圖像信息94并沒有穿過該透明玻璃71。
本實(shí)用新型對(duì)反射稿的掃描如圖6所示，其為掃描反射稿92的光程示意圖。在本實(shí)施例進(jìn)行掃描該反射稿92時(shí)，先將該透明玻璃71調(diào)整成直立組設(shè)狀態(tài)。
該反射稿92貼放在該玻璃視窗81的上方表面。當(dāng)光源31的光線照到反射稿92的掃描位置并經(jīng)反射即形成圖像信息95。該圖像信息95行進(jìn)到該反射鏡組41內(nèi)，便在該反射鏡組41內(nèi)反射行進(jìn)。待該圖像信息95被傳出反射鏡組41，先穿過該透明玻璃71，再由該透鏡模塊51接收與聚焦，最后由該光感測(cè)元件61接收。
穿過稿與反射稿的光程比較，如圖5與圖6所示，除了該透明玻璃71的組設(shè)狀態(tài)不同外，該穿透稿91因高出玻璃視窗81，所以在待掃描文件與反射鏡組41間，該穿透稿91的圖像信息94比反射稿92的圖像信息95多出一小段長度。
如圖7所示，其為本實(shí)用新型對(duì)穿透稿91與反射稿92的光程比較圖。圖中虛線用以表示對(duì)反射稿92的實(shí)施狀態(tài)。
圖中顯示該透明玻璃71與反射稿92間的圖像信息95所行進(jìn)的光路長度，小于該透明玻璃71與穿透稿91間的圖像信息94的光路長度。當(dāng)該圖像信息95經(jīng)過該透明玻璃71時(shí)，由于光路產(chǎn)生折射現(xiàn)象，故能增加了一段光路長度。
如此通過該透明玻璃71的厚度選擇，可使得穿過該透明玻璃71的圖像信息95的光路長度，與不穿過該透明玻璃71的圖像信息94的光路長度相等。所以在該透鏡模塊51與光感測(cè)元件61的間距固定的狀態(tài)下，使該穿透稿91的圖像信息94不通過該透明玻璃71，而該反射稿92的圖像信息95通過透明玻璃71，即可在同一掃描裝置上達(dá)到掃描穿透稿91與反射稿92，均獲得最佳分辨率的功效。
圖8所示，其為穿透稿91與反射稿92的另一種光程比較圖。由于物距的改變是光線穿過該透明玻璃71的折射現(xiàn)象所造成，因此可以利用透明玻璃71的轉(zhuǎn)動(dòng)角度(非九十度)，使光線在穿過該透明玻璃71時(shí)提高光路長度，用以匹配該透鏡模塊51與光感測(cè)元件61之間的像距長度；或是匹配該透鏡模塊51的焦距。
在圖5與圖6所示的平臺(tái)式掃描器中，由于該穿透稿91放在玻璃視窗81上的高度比該反射稿92放在玻璃視窗81上的高度高出1mm，因此在制造上，所配設(shè)的透明玻璃71厚度可取3mm，使光線在穿過透明玻璃71時(shí)增加光路長度。
如圖9所示，其為饋紙器96與平臺(tái)式掃描器的組合實(shí)施狀態(tài)。圖中所示的饋紙器96設(shè)置于玻璃視窗81上，并以一透明導(dǎo)板97貼在玻璃視窗81表面。進(jìn)行文件98的掃描時(shí)，文件98貼著透明導(dǎo)板97穿過U形通道。由于該饋紙器96上的掃描位置比平臺(tái)式掃描器的掃描位置高出了該透明導(dǎo)板97的高度，大約是1.7mm，所以制造掃描器時(shí)，便取用厚度5mm的透明玻璃71。
以上所述內(nèi)部裝有厚度3mm的透明玻璃71的平臺(tái)式掃描器，與內(nèi)部裝有厚度5mm的透明玻璃71的平臺(tái)式掃描器，其是二臺(tái)不同的掃描器。
更進(jìn)一步地，可在一平臺(tái)式掃描器內(nèi)組配二片透明玻璃71。例如裝設(shè)一片3mm厚度的透明玻璃71及一片2mm厚的透明玻璃71。不配合饋紙器96使用時(shí)，使用者在掃描反射稿92時(shí)，選擇使用厚度3mm的透明玻璃71，供光線穿過以增加光路長度；而配合饋紙器96使用時(shí)，則選擇使用厚度3mm的透明玻璃71以及厚度2mm的透明玻璃71，并使二塊透明玻璃71重疊以構(gòu)成厚度5mm，如此在進(jìn)行反射稿92的掃描時(shí)，可使光線經(jīng)過厚度5mm的透明玻璃71，達(dá)到提高光路長度的目的。
同理，在平臺(tái)式掃描器內(nèi)也可以裝設(shè)三片或三片以上厚度不同/或相同的透明玻璃71，以配合各種使用上的需求。
值得注意的是，雖然將透明玻璃71至于反射鏡組41與透鏡模塊51之間是較佳的方式(因?yàn)橥该鞑Ａ?1的尺寸可以最小化)，但是將透明玻璃71設(shè)置于反射鏡組41之間的光路上，或者是將透明玻璃71設(shè)置于反射鏡組41與玻璃視窗81之間，也為可行的方式。總而言之，只要是將透明玻璃71設(shè)置于玻璃視窗81與透鏡模塊51之間的光路上，都可以達(dá)成本實(shí)用新型的效果。
通過以上本實(shí)用新型的實(shí)施，明顯地可以達(dá)到改變光路長度的目的，以滿足不同型態(tài)的稿件的掃描需求，因此可達(dá)到同一掃描裝置兼具有使反射稿92與穿透稿91的分辨率與放大倍率均達(dá)到最佳化的情形。另外，具有小視窗的U型自動(dòng)饋紙器可適用于具有大玻璃視窗的平臺(tái)掃描器上。
此外就實(shí)際生產(chǎn)而言，光路調(diào)整效率可以提高，而且穿透稿與反射稿用同一個(gè)CCD鏡頭，故不需選用景深較大的鏡頭，相對(duì)使鏡頭的光圈加大，據(jù)此既可減少鏡頭成本，又可提高掃描速度。
權(quán)利要求1.一種可改變光路長度的掃描裝置，包括有一供置放一待掃描文件的玻璃視窗；一用以照射待掃描文件從而產(chǎn)生圖像信息的光源；一反射鏡組，至少具有一片用以接收及反射所述圖像信息的反射鏡；一用以接收所述反射鏡組所反射出圖像信息并聚焦的透鏡模塊；一用以接收聚焦后圖像信息的光感測(cè)元件；其特征在于，所述掃描裝置還包括至少一透明玻璃，其組設(shè)在所述透鏡模塊與所述玻璃視窗之間，以按照待掃描文件的型態(tài)，選擇使所述圖像信息通過或不通過所述透明玻璃。
2.如權(quán)利要求1所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述透明玻璃為可轉(zhuǎn)動(dòng)的。
3.如權(quán)利要求1所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述透明玻璃為可移動(dòng)的。
4.如權(quán)利要求1所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置掃描穿透稿時(shí)的透明玻璃位于圖像信息不能穿過其透明玻璃的位置。
5.如權(quán)利要求1所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置掃描反射稿時(shí)的透明玻璃位于圖像信息能穿過其透明玻璃的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置不配合饋紙器進(jìn)行掃描反射稿時(shí)，其內(nèi)設(shè)有使圖像信息穿過的厚度為3mm的透明玻璃。
7.如權(quán)利要求5所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置配合饋紙器進(jìn)行掃描反射稿時(shí)，其內(nèi)設(shè)有一塊使圖像信息穿過的厚度為5mm的透明玻璃。
8.如權(quán)利要求5所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置配合饋紙器進(jìn)行掃描反射稿時(shí)，其內(nèi)設(shè)有使圖像信息穿過的并由一塊厚度為3mm的透明玻璃與一塊厚度為2mm的透明玻璃所組成的透明玻璃。
9.如權(quán)利要求1所述的可改變光路長度的掃描裝置，其特征在于，所述至少一透明玻璃，組設(shè)在所述透鏡模塊與所述反射模塊之間，以按照待掃描文件的型態(tài)，選擇使所述圖像信息通過或不通過的所述透明玻璃。
專利摘要一種可改變光路長度的掃描裝置,包括:一供置放待掃描文件的玻璃視窗;一用以照射待掃描文件從而產(chǎn)生圖像信息的光源;一反射鏡組,至少具有一片用以接收及反射圖像信息的反射鏡;一用以接收反射鏡組所反射出圖像信息并聚焦的透鏡模塊;一用以接收聚焦后圖像信息的光感測(cè)元件;至少一透明玻璃,其組設(shè)在透鏡模塊與玻璃視窗之間,以按照待掃描文件的型態(tài),選擇使圖像信息通過或不通過透明玻璃。透明玻璃為可轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng),以改變透明玻璃的組設(shè)角度或組設(shè)位置。由此,按掃描文件的型態(tài),調(diào)整透明玻璃的組態(tài),使掃描文件所獲得的圖像信息穿過或不穿過該透明玻璃,以達(dá)到改變光路長度的目的。
文檔編號(hào)G06K7/10GK2509592SQ0127129
公開日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2001年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月24日
發(fā)明者張宏哲 申請(qǐng)人:虹光精密工業(yè)股份有限公司