專利名稱：平臺式掃描儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用低壓直流電的發(fā)光二極管作為光導元件光源的掃描儀。
因此，全世界對于圖像掃描儀的需求每年呈大幅度增長，圖像掃描儀的銷售量和個人電腦銷售量的比例也逐年上升，依過去的數字來看，1995年為6.8％，1996年約為9.5％，到2001年超過10.0％，事實證明，對于各種商業(yè)平面文件數據，可以利用掃描儀將原稿掃描成電腦文件中，然后再利用e-mail傳遞給相關的人們或客戶等，在成本上節(jié)省紙張的浪費，在管理上減少儲存的空間，在時間上又大幅減少傳送的時間，對于個人及企業(yè)來說，其經濟性、便利性與效益性不言而明，又加上文件數據與圖像數據的獲取、整合更容易，使企業(yè)對于制作簡報的效率、完整度及整體美感的要求更加容易實現，上述各種掃描儀在使用上的優(yōu)點，使得掃描儀成為個人及企業(yè)重要的工作伙伴。
掃描儀采集圖像數據的方式是將光線投射到待掃描的物件上，再將反射的光線傳遞到電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，簡寫為CCD)，CCD將反射的光線轉換為數字數據，然后由掃描軟件讀入數據，組合成為數字圖像?，F行現有的平臺式掃描儀(Flat-Bed Scanner)使用的光導元件(即光線投射元件)都使用冷陰極熒光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)為光源，這種用冷陰極熒光燈管為光源的平臺式掃描儀雖然具有足夠的光線亮度，使光導元件可以投射足夠的掃描光線，再使反射的光線被CCD轉換為數字數據，最后被掃描軟件讀入為有效的數字數據、組合成為數字圖像，然而它存在以下缺點(A)該冷陰極熒光燈管的發(fā)光原理為電激場發(fā)光，其發(fā)光時必須具有足夠的高電壓才可以有效激發(fā)陰極熒光使冷陰極熒光燈管發(fā)光，故其設置上必須具有一CCFL的升壓電路，增加制造的程序及成本。
(B)當升壓電路將電路的低電壓通過震蕩轉換成適合的高電壓，來驅動該冷陰極熒光燈管發(fā)光時，必須設置有高壓防護裝置以保證使用的安全，增加制作成本，且該升壓的過程會產生干擾，影響電路電流及CCD轉換反射光線的圖像數據為數字數據的準確性，不利于平臺式掃描儀的掃描精確度。
(C)當升壓電路將低電壓轉換成高電壓，來驅動該冷陰極熒光燈管發(fā)光時，其周圍的電子產品受到升壓的高頻振蕩的影響，產生瞬間的電流不穩(wěn)定，造成瞬間電流對電路的電子組件的沖擊，不利于電子產品的使用，以致減短使用壽命，尤其對于精密的電子產品，如電腦主機等，傷害更甚。
(D)冷陰極熒光燈管發(fā)光所消耗的功率約為2.5W，必須使用一個外加的電源轉接器(Power Adapter)，無法使用電腦所提供的電源接口，該電源轉接器會增加制造成本、包裝成本和設計時間。
本實用新型提供了一種平臺式掃描儀，特別是一種利用低壓直流電的發(fā)光二極管為光導元件的光源的掃描儀結構，其主要包含有至少一個LED、一光導元件、一透光平臺、至少一個反射鏡、一鏡頭、一電荷耦合元件及一電路基板，其通過低壓直流的LED提供光線射入該，光導元件內部，光線在光導元件內部反射及/或散射向光導元件的出射面，由出射面將射出的光線集中并在透光平臺的上表面形成一光線的讀數線或讀數面，該讀數線或讀數面的光線被置放于透光平臺上的物件反射，反射光線通過至少一個反射鏡的反射，經鏡頭形成光線圖像，該光線圖像信號進入電荷耦合元件讀取轉換成電子信號，再由電路基板上的掃描控制芯片將電子信號儲存及/或轉換成圖像后輸出。
本實用新型的第一目的，是提供一種平臺式掃描儀，通過使用低壓直流電的發(fā)光二極管為光導元件(Light Guide)的光源，不需要另設升壓電路來激發(fā)冷陰極熒光燈管，可使用5V的直流電源來提供所有系統元件的供電，且該發(fā)光二極管的耗電功率僅約0.35W，遠小于冷陰極熒光燈管的2.5W，具有省電的功效，有利于節(jié)約能源。
本實用新型的第二目的，是提供一種平臺式掃描儀，以低價格的發(fā)光二極管光導元件取代價格高的現有冷陰極熒光燈管，又不需要另設升壓電路，若配合使用的電腦有提供電源的界面可直接使用其電源，不需要另加一個額外加的電源轉接器，可減少該電源轉接器及其包裝材料的成本，有效實現降低制作的成本。
本實用新型的第三目的，是提供一種平臺式掃描儀，由于省去冷陰極熒光燈管及升壓電路的設置，無需另設置高壓防護設備，同時升壓過程的電流雜波不存在，整體掃描儀結構的設計更簡化，安全性更高，實現掃描圖像更穩(wěn)定、品質更佳的應用效益。
為進一步說明本實用新型的目的、特征及功效，以下通過具體實施例并配合附圖
對本實用新型進行詳細說明。
該光導元件2由一透光材料所制成，光導元件2將其側端面的發(fā)光二極管1射入的光線在光導元件2內部反射或折射，使其中一部分的光線由頂端的出射面21射出，該由出射面21射出的光線在預定的距離處集中形成一線狀的光線條，該光線條提供為光的反射讀數線9或反射讀數面9；為有效利用發(fā)光二極管1的光線，另可在光導元件2的外側設置一罩體22，該罩體22設有一開口220，該開口220對應于光導元件2頂端的出射面21，罩體22的內側面為反光面221，利用該反光面221將自光導元件2向外散射的無效光線(指不是從出射面21散出的光線)再次反射進入光導元件2內部，充分提高光線的利用率。
該透光平臺3由一高度透光材料所制成，透光平臺3設置于光導元件2的上方；透光平臺3可以齒輪直接齒合一驅動馬達的齒輪或以驅動帶連動于驅動馬達(圖中未示)，通過驅動馬達轉動來帶動透光平臺前后返復水平移動；透光平臺3的上表面31剛好密合于上述光的反射讀數線9或反射讀數面9上，當透光平臺3前后返復水平移位時，其上表面31隨時保持與光的反射讀數線9或反射讀數面9密合的狀態(tài)。
該至少一個反射鏡4在本實施例中設置為有三個反射鏡4，分別設置于空心盒體8的內部，反射鏡4設置的角度使該反射鏡4的反射面41，將透光平臺3上物件或紙張文件(圖中未示)的反射光線，再反射傳遞到鏡頭5內。
該鏡頭5設置于空心盒體8內，接受來自反射鏡4反射的光線，形成光線圖像，再集中指向電荷耦合元件6。
該電荷耦合元件6設置于電路基板7上，讀取通過鏡頭5所形成的光線圖像，轉換成電子信號，輸入電路基板7中。
該電路基板7設有掃描控制芯片，以將電荷耦合元件6輸入的電子信號儲存及/或轉換成圖像后輸出。
實施時，參考圖2，通過低壓直流的LED1發(fā)射光線射入該光導元件2內部，光線在光導元件2內部反射及/或散射，其中部分光線指向光導元件2的出射面21，由出射面21將射出的光線集中并在透光平臺3的上表面31形成一線狀的光線條，該光線條提供為光的反射讀數線9或讀數面9，該讀數線9或讀數面9的光線被置放于透光平臺3上表面31的物件或紙張文件反射，反射光線通過至少一個反射鏡4的反射，傳遞至鏡頭5，通過鏡頭5形成光線圖像，該光線圖像信號進入電荷耦合元件6讀取轉換成電子信號，再由電路基板7上的掃描控制芯片將電子信號儲存及/或轉換成圖像后輸出。
圖3是本實用新型實施例的操作系統方塊圖，當被掃描的物件或文件置于透光平臺上時，由主機接口(Host Interface)啟動電源(Power)，感應直流電源調整器(DC Power Regulator)，使發(fā)光二極管的光導元件(LED Light Guide)、電荷耦合元件、電路基板上的掃描控制芯片(Scanner Control Chip)呈準備狀態(tài)，開始掃描時，主機接口發(fā)出信號(Signal)由掃描控制芯片控制驅動馬達(Motor Driver)轉動、發(fā)光二極管的光導元件發(fā)光，由被掃描的物件或文件反射光線傳遞至電荷耦合元件讀取光線圖像信號轉換成電子信號，輸入掃描控制芯片，將電子信號儲存于圖像緩沖器(Image Buffer)及/或轉換成圖像信號后由主機接口輸出掃描的圖像。
在具體應用于彩色掃描儀時，本實用新型可以利用白色光的發(fā)光二極管1設置于光導元件2側端面，配合具有將光線圖像信號轉換成為彩色電子信號的彩色電荷耦合元件6，構成一彩色的平臺式掃描儀；或利用紅、綠、藍三色的三個以上發(fā)光二極管1設置于光導元件2側端面，配合單色電荷耦合元件6，構成一彩色的平臺式掃描儀。
綜上所述，本實用新型提供使用者一種平臺式掃描儀，其利用低壓直流電的發(fā)光二極管為光源的LED光導元件，具有設計簡化、降低制作成本、省電、使用安全性高、掃描穩(wěn)定及掃描圖像品質佳的特點，具有新穎性、實用性及產業(yè)利用價值。
以上通過較佳實施例結合附圖對本實用新型進行了詳細說明，然而上述較佳實施例并非用以限定本實用新型的實施范圍，凡根據本實用新型所進行的均等變化與修飾，均涵蓋于本實用新型的專利范圍之內。
權利要求1.一種平臺式掃描儀，其特征在于包含有至少一個發(fā)光二極管、一光導元件、一透光平臺、至少一個反射鏡、一鏡頭、一電荷耦合元件及一電路基板，其中該至少一個發(fā)光二極管設置于光導元件的側端面，發(fā)光二極管的方向按照發(fā)射的光線指向光導元件的內部的方向設置；該光導元件是由一透光材料所制成，光導元件將其側端面的發(fā)光二極管射入的光線在光導元件內部反射或折射，其中一部分的光線由頂端的出射面射出，該由出射面射出的光線在預定的距離處集中形成一線狀的光線條，該光線條為光的反射讀數線或反射讀數面；該透光平臺設置于光導元件的上方，透光平臺的上表面剛好密合于上述光的反射讀數線或反射讀數面上；該至少一個反射鏡的設置的角度以能夠使該反射鏡的反射面，將透光平臺上物件或文件的反射光線再反射傳遞到鏡頭內的角度設置；該鏡頭接受來自反射鏡反射的光線，形成光線圖像，再集中指向電荷耦合元件；該電荷耦合元件設置于電路基板上，讀取通過鏡頭所形成的光線圖像，轉換成電子信號，輸入電路基板中；該電路基板設有一將電荷耦合元件輸入的電子信號儲存及/或轉換成圖像后輸出的掃描控制芯片。
2.如權利要求1所述的平臺式掃描儀，其特征在于所述的光導元件的外側設有一罩體，該罩體設有一開口，該開口對應于光導元件頂端的出射面，罩體的內側面為反光面。
3.如權利要求1所述的平臺式掃描儀，其特征在于所述的透光平臺是由一高度透光材料所制成。
4.如權利要求1所述的平臺式掃描儀，其特征在于所述的利用白色光的發(fā)光二極管設置于光導元件側端面，配合具有將光線圖像信號轉換成為彩色電子信號的彩色電荷耦合元件，構成一彩色的平臺式掃描儀。
5.如權利要求1所述的平臺式掃描儀，其特征在于所述的利用紅、綠、藍三色的三個以上發(fā)光二極管設置于光導元件側端面，配合單色電荷耦合元件，構成一彩色的平臺式掃描儀。
專利摘要一種平臺式掃描儀，特別是一種利用低壓直流電的發(fā)光二極管(LED)為光導元件的光源的掃描儀，主要包含至少一個LED、一光導元件、一透光平臺、至少一個反射鏡、一鏡頭、一電荷耦合元件(CCD)及一電路基板，其通過低壓直流的LED提供光線射入該光導元件內部，光線在光導元件內部反射及/或散射向光導元件的出射面，由出射面將射出的光線集中并在透光平臺的上表面形成一光線的讀數線或讀數面，該讀數線或讀數面的光線被置放于透光平臺上的物件反射，反射光線通過至少一個反射鏡的反射，經鏡頭形成光線圖像，該光線圖像信號進入電荷耦合元件讀取轉換成電子信號，再由電路基板上的掃描控制芯片將電子信號儲存及/或轉換成圖像后輸出。
文檔編號G06K9/20GK2546959SQ0224092
公開日2003年4月23日 申請日期2002年7月1日 優(yōu)先權日2002年7月1日
發(fā)明者林芳 申請人:德茂科技股份有限公司