專利名稱：一種光程增加模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光程增加模塊，尤指一種應(yīng)用于一光學(xué)圖像擷取裝置中，使該光程增加模塊在改變光程長度的需求下，不需要重新配置該光學(xué)圖像擷取裝置內(nèi)部的反射位置與空間，即可變更光程長度的光程增加模塊。
對于此類的光學(xué)圖像擷取裝置，一般而言均需藉由一光程裝置將該「光」加以適量反射或折射，使「光」行進的距離(或稱為光程)達到適當(dāng)?shù)拈L度后，再聚焦成像于該成像裝置上，如此方能得到較良好清晰的成像品質(zhì)。
請參見

圖1，為一傳統(tǒng)的掃描儀底座光學(xué)反射裝置的一例。文件承載玻璃2上的文件面1是承載著待掃描物，下光源3發(fā)出光徑1a往上照射，會將圖像光徑1b反射至鏡片4，再有反射圖像光鏡1c反射至鏡片5，然后光徑1d、1e、1f，分別在鏡片5與6間作多次的反射。然后，經(jīng)由光徑1g至透鏡7，再成像于CCD8(Charge Couple Device；電荷耦合器件)中。本掃描儀底座9是一固定的空間，因此，若要增加光程長度，可以二種方式進行，即改變掃描儀底座9的長度，使其光徑變長，但此法不在本例的先前條件之內(nèi)，本例的先前條件是僅在固定的空間范圍內(nèi)；另外一種是增加反射的次數(shù)，亦可達到增加光程的效果。圖1即為增加反射次數(shù)的一代表例。因此，鏡片5與6即必須加大尺寸以配合多次反射的光徑所會照射到的面積。僅此鏡片尺寸的改變即會增加生產(chǎn)的成本。
請參見圖2，為一傳統(tǒng)的掃描儀底座光學(xué)反射裝置的另一例。文件承載玻璃2上的文件面1是承載著待掃描物，下光源3發(fā)出光徑2a往上照射，會將圖像光徑2b反射至鏡片4，再有反射圖像光徑2c反射至鏡片5。然后會有光徑2d反射至鏡片6，2e反射至鏡片10。經(jīng)過鏡片10的反射產(chǎn)生的光徑2f至透鏡7，而有光徑2g成像于CCD8上。圖2是另一例的增加反射的次數(shù)，但必須將反射組件的數(shù)目增加，以此二例即為鏡片數(shù)目的增加。但是，增加鏡片的數(shù)目亦會增加生產(chǎn)成本。
此種傳統(tǒng)的多鏡片光學(xué)反射裝置，由于其復(fù)數(shù)個(通常為三、四個)鏡片在組裝、固定時需同時考慮到其各個鏡片的間的相互位置以及對應(yīng)角度，一旦其中的一鏡片的位置或角度不精確，則自該鏡片的后的所有「光」行進路徑與長度控制都將受到影響。尤其，當(dāng)鏡片4(首先將「光」反射)的位置或角度有所偏差、或甚至有鏡片加工或定位機構(gòu)的精度不足時，更將因為「公差累積」效應(yīng)的結(jié)果而直接大幅降低成像品質(zhì)。
尤其，對于具有較大掃瞄尺寸的光學(xué)反射裝置而言，其達到清晰成像所需的光程總長度相對增長，如前所述，傳統(tǒng)上一般是使用兩種方式來達到所需光程總長度，即，加大各個鏡片的間的距離，或是增加「光」被鏡片反射的次數(shù)。然而，加大各個鏡片的間的距離將直接導(dǎo)致光學(xué)反射裝置的體積龐大且笨重，不僅成本上不經(jīng)濟且更有違現(xiàn)今電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展趨勢。至于，欲增加「光」反射次數(shù)則勢必得增加鏡片的數(shù)量，此不僅會使光學(xué)反射裝置的重量增加，且愈多鏡片的組裝定位與角度調(diào)整的難度與成本將會愈更高，更何況，鏡片的增加更將直接導(dǎo)致「公差累積」的效應(yīng)呈等比增加，且「光」折射入與折射出鏡片玻璃層時因散射造成的光衰現(xiàn)象將更嚴重，因而使產(chǎn)品的掃瞄品質(zhì)變的更加難以控制。
請參閱圖3，為一傳統(tǒng)的掃描儀底座光學(xué)反射裝置的再一例。其所示是一種多角棱鏡，亦為另一種在有限的空間中增加反射次數(shù)的傳統(tǒng)例。此即為上光源11射出一「光」，透過文件承載玻璃2再照射至該多角棱鏡的第一反射鏡，隨即反射至第二反射鏡13后再射出。此例顯示出一重要缺點，即，由于任何一種多角棱鏡的設(shè)計僅能適用于單一種光學(xué)反射路徑，當(dāng)一多角棱鏡的反射面數(shù)與位置固定后，其對于「光」的反射路徑(包含「光反射次數(shù)」與內(nèi)部的「光程長度」)便均已固定住，無法調(diào)整。而對于需要不同光程長度的光學(xué)掃瞄產(chǎn)品，例如不同掃瞄尺寸或分辨率的光學(xué)掃瞄機，均需重新設(shè)計、制造不同尺寸或反射面數(shù)量的多角棱鏡31，其零件不可共享也不易進行模塊化設(shè)計，導(dǎo)致設(shè)計、生產(chǎn)、與零件待料庫存的成本增加，所以仍需要加以改善。
本發(fā)明的第二目的是在提供一種光程增加模塊，除可大幅減少達到相同總光程長度所需的鏡片組件數(shù)的外，更可降低組件組裝工時、消除「光」路反射角累積誤差、以及縮減反射系統(tǒng)的整體體積。
本發(fā)明的第三目的是提供一種光程增加模塊，在不改變原稿位置與圖像感應(yīng)位置的情形下，可應(yīng)用于不同長度、分辨率需求的光學(xué)設(shè)計。其中，光程增加模塊為利用多次反射的設(shè)計增加光程，以達上述目的。
本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的，一種光程增加模塊，是應(yīng)用于一光學(xué)圖像擷取裝置中，使該光程增加模塊在改變光程長度的需求下，不需要重新配置該光學(xué)圖像擷取裝置內(nèi)部的反射位置與空間，即可變更光程長度，該光程增加模塊包括至少一立方形容器，該立方形容器是可經(jīng)由一扣合裝置可自該光學(xué)圖像擷取裝置中固定與抽換，以配合不同光程長度的配置，該立方形容器開設(shè)有沿軸向延伸的一光源入口及一光源出口，可將該「光」自該光源入口投射入立方形容器，再自該光源出口射出該立方形容器外部；至少一反射組件，為一薄片狀體，裝設(shè)于該立方形容器中，且在立方形容器中呈現(xiàn)適當(dāng)?shù)膬A斜角；該反射組件的至少二對應(yīng)邊是與立方形容器的二對應(yīng)邊等長，以利配合于容器中；該反射組件于立方形容器中傾斜的角度，配合該光源發(fā)出的「光」射入至反射組件的入射角與被反射組件反射出的出射角角度相等。
本發(fā)明的上述目的還可以這樣實現(xiàn)，一種光程增加模塊，是應(yīng)用于一光學(xué)圖像擷取裝置中，該光學(xué)圖像擷取裝置設(shè)有包括一光源、一鏡頭及一成像裝置，該光源可射出一「光」，該「光」在經(jīng)由該光程增加模塊進行至少一次的反射后，由該鏡頭將「光」聚焦并成像于該成像裝置上，其中該光程增加模塊，是藉由一位于光程增加模塊的一立方形容器中的反射組件，將射入的「光」利用該反射組件表面的反光材料進行至少一次的反射，而自光程增加模塊反射出去，再射入至鏡頭；該立方形容器是可經(jīng)由一扣合裝置可自該光學(xué)圖像擷取裝置中固定與抽換，以配合不同光程長度的配置，該立方形容器開設(shè)有沿軸向延伸的一光源入口及一光源出口，可將該「光」自該光源入口投射入立方形容器，再自該光源出口射出該立方形容器外部。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1是一傳統(tǒng)的掃描儀底座光學(xué)反射裝置的一例。
圖2是一傳統(tǒng)的掃描儀底座光學(xué)反射裝置的另一例。
圖3是一傳統(tǒng)的掃描儀底座光學(xué)反射裝置的再一例。
圖4是本發(fā)明的技術(shù)原理第一例圖式。
圖5是本發(fā)明的技術(shù)原理第二例圖式。
圖6是單一鏡片模塊的較佳實施例。
圖7是單一鏡片模塊的立體圖式。
圖8是三鏡片模塊的較佳實施例。
圖9是三鏡片模塊的立體圖式。
圖10是四片鏡片的較佳實施例。
圖11是圓形鏡片的較佳實施例。附圖標號說明1 文件面；2 文件承載玻璃；3 下光源；4 鏡片；5 鏡片；6 鏡片；7 透鏡；8 CCD；9 掃描儀底座；10 鏡片；11 上光源；12 第一反射鏡；13 第二反射鏡；20 單一鏡片模塊；201扣合裝置；203 鏡片；205 光源入口；207 光源出口；209 凹槽；30 三鏡片模塊；301 扣合裝置；303 第一反射鏡片；305 第二反射鏡片；307 第三反射鏡片；309 光源入口；311 光源出口；1a-1h 光徑；2a-2g 光徑；100 入射光徑；101 光徑；102 光徑；103 光徑；104出射光徑；105 光徑；106 光徑；107 光徑；108 光徑；X1 入出點；X2-X4 反射點；α入射角；β出射角；γ法線；A 假想鏡片；B-F 反射鏡片。
請參閱圖5，是本發(fā)明的技術(shù)原理第二實施例。圖4所示的反射鏡片B與C，是分開擺設(shè)于光學(xué)圖像擷取裝置中，然本發(fā)明是將這些反射組件加以模塊化，即將這些反射鏡片以聯(lián)結(jié)的方式聚集成一體，以方便因應(yīng)不同的光程長度而可快速地更換。至于如何將這些反射鏡片以聯(lián)結(jié)的方式聚集成一體，所牽涉到的鏡片大小的計算將于以下說明的本實施例是以三次反射為例，入射光程100的方向、出射光程104的方向、入出點X1、欲增加的光程長度皆為已知。因此，若設(shè)定ΔL為欲增加的光程長度，則光徑105(射線X1X2)、光徑106(射線X2X3)、光徑107(射線X3X4)、光徑108(射線X4X1)的總和與ΔL相等，其中X2、X3、X4分別為反射鏡片D、E、F的反射點。此推出的光徑軌跡是依據(jù)入射光徑100的方向，并同樣地有一入射角與反射角相等的理論與已知的ΔL、出射光程104的方向、入出點X1配合而漸次推導(dǎo)出光徑105、106、107、108。由此，反射鏡片D、E、F的大小尺寸即可得出。至此，一光程增加模塊的設(shè)計即呈現(xiàn)出來。
請參閱圖6，其是單一鏡片模塊的較佳實施例。本實施例是傳統(tǒng)技術(shù)圖1的延伸例。在未有加大鏡片尺寸與增加掃描儀底座的前提下，增設(shè)一單一鏡片模塊20，于是在多一次的反射下其光程長度立刻增加。請參閱圖7，其是單一鏡片模塊的立體圖式。該單一鏡片模塊20是一立方形體，該立方形體是可經(jīng)由一扣合裝置201可自該掃描儀底座9中固定與抽換，以配合不同光程長度的配置；扣合裝置201是一伸縮裝置，可縮入單一鏡片模塊內(nèi)的一凹槽209，在裝設(shè)入掃描儀底座9中即可伸出于底座某處<途中未示>固定，此扣合裝置201在單一鏡片模塊20兩端的固定方式皆然。該立方形體開設(shè)有沿軸向延伸的一光源入口205及一光源出口207，可將射入的光自該光源入口205投射入立方形體內(nèi)，直至一具有傾斜角度的鏡片203，而鏡片203會反射該射入的光，再自該光源出口射出該立方形體外部；此段光徑的描述請配合圖6所示。鏡片203是一薄片狀體，設(shè)于該立方形體中，且在立方形體中呈現(xiàn)適當(dāng)?shù)膬A斜角；鏡片203的二長邊對應(yīng)邊是與立方形體的二長邊對應(yīng)邊等長，以利合于立方形體中；鏡片203于立方形體中傾斜的角度，是配合該光源發(fā)出的「光」射入至鏡片的入射角與鏡片反射出的出射角角度相等，詳情請見圖4所示。
請參閱圖8，其是三鏡片模塊的較佳實施例。本實施例是圖6的另一延伸實施例。顯而易見的，本實施例是采用三個鏡片的組合所成的模塊，較之前圖6的實施利多兩次反射，因此，其光程長度亦較長。三鏡片模塊30的光徑路徑與原理已于圖4與圖5中提及，因此不再重復(fù)。請參閱圖9，其是三鏡片模塊的立體圖式?？酆涎b置301是與上一個較佳實施例相同，光源發(fā)出的光由光源入口309進入，至第一反射鏡片303，而后第二反射鏡片305、第三反射鏡片307，最后由光源出口311出去。
請參閱圖10，其是四片鏡片的較佳實施例。其反射次數(shù)的增加，其光程長度亦增加。由此，人們可在技術(shù)可達的范圍內(nèi)，盡量地增加鏡片而達到增加光程長度，并且可以極快的速度更換不同鏡片數(shù)目標模塊，以適應(yīng)不同光程與分辨率的條件。
請參閱圖11，其是圓形鏡片的較佳實施例。本實施例是依據(jù)前述的導(dǎo)衍，即當(dāng)反射鏡片的數(shù)目增加至一個臨界數(shù)目時，已經(jīng)與一個圓弧面所造成的效果是沒有差異的。因為該圓形鏡片可進行任何角度的反射。然以制造方面而言，如圖10的實施例，其中任一片反射片的角度在制造的過程時沒有調(diào)整正確而有誤差，將導(dǎo)致無法正確反射的問題；本實施例是將該圓形鏡片以一整體模塊生產(chǎn)，如此將可改善上述問題。
以上所述是利用較佳實施例詳細說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。例如，本發(fā)明的實施例的反射組件皆以鏡片為例，而可以以鍍膜或蒸鍍的方式在模塊的架設(shè)反射組件基材處置成反射組件；而該基材的材料可以是下列數(shù)種，如玻璃、塑料、金屬材質(zhì)等；又如，本發(fā)明的實施例的光學(xué)圖像擷取裝置是以掃描儀為例，但是本發(fā)明亦可應(yīng)用于復(fù)印機、高分辨率傳真機、數(shù)字式照相機、攝影機等。甚且，本發(fā)明的光程增加模塊是不只可以只以一個模塊的形式應(yīng)用于光學(xué)圖像擷取裝置中，若空間夠大，將可以數(shù)個模塊聯(lián)用。因此，本發(fā)明的配合使用將可以是沒有限制的。所以，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員皆能明了，適當(dāng)而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光程增加模塊，是應(yīng)用于一光學(xué)圖像擷取裝置中，使該光程增加模塊在改變光程長度的需求下，不需要重新配置該光學(xué)圖像擷取裝置內(nèi)部的反射位置與空間，即可變更光程長度，該光程增加模塊包括至少一立方形容器，該立方形容器是可經(jīng)由一扣合裝置可自該光學(xué)圖像擷取裝置中固定與抽換，以配合不同光程長度的配置，該立方形容器開設(shè)有沿軸向延伸的一光源入口及一光源出口，可將該「光」自該光源入口投射入立方形容器，再自該光源出口射出該立方形容器外部；至少一反射組件，為一薄片狀體，裝設(shè)于該立方形容器中，且在立方形容器中呈現(xiàn)適當(dāng)?shù)膬A斜角；該反射組件的至少二對應(yīng)邊是與立方形容器的二對應(yīng)邊等長，以利配合于容器中；該反射組件于立方形容器中傾斜的角度，配合該光源發(fā)出的「光」射入至反射組件的入射角與被反射組件反射出的出射角角度相等。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光程增加模塊，其中，該光學(xué)圖像擷取裝置可以是下列任一種復(fù)印機、具高解析掃描功能的傳真機、掃描儀、數(shù)字式照相機、攝影機。
3.如權(quán)利要求1所述的一種光程增加模塊，其中，該反射組件的材質(zhì)可以是鏡片。
4.如權(quán)利要求1所述的一種光程增加模塊，其中，該反射組件可以經(jīng)由下列的方法產(chǎn)生鍍膜的方法、蒸鍍的方法在反射組件的一基材上制造而成。
5.如權(quán)利要求4所述的一種光程增加模塊，其中，該基材可以為下列任一種可產(chǎn)生反光面的材料玻璃、塑料、金屬材質(zhì)等。
6.如權(quán)利要求1所述的一種光程增加模塊，其中，入射角與出射角角度相等及在兩次或兩次以上的反射條件時，射入的光路徑會與射出的光路徑交會于入射角與出射角的一法線上；以一次反射而言，射入的光會射在一反射組件上，而造成一反射點，該點即為在兩次或兩次以上的反射條件下其射入光路徑與射出光路徑會相交的一點。
7.一種光程增加模塊，是應(yīng)用于一光學(xué)圖像擷取裝置中，該光學(xué)圖像擷取裝置設(shè)有包括一光源、一鏡頭及一成像裝置，該光源可射出一「光」，該「光」在經(jīng)由該光程增加模塊進行至少一次的反射后，由該鏡頭將「光」聚焦并成像于該成像裝置上，其特征在于該光程增加模塊，是藉由一位于光程增加模塊的一立方形容器中的反射組件，將射入的「光」利用該反射組件表面的反光材料進行至少一次的反射，而自光程增加模塊反射出去，再射入至鏡頭；該立方形容器是可經(jīng)由一扣合裝置可自該光學(xué)圖像擷取裝置中固定與抽換，以配合不同光程長度的配置，該立方形容器開設(shè)有沿軸向延伸的一光源入口及一光源出口，可將該「光」自該光源入口投射入立方形容器，再自該光源出口射出該立方形容器外部。
8.如權(quán)利要求7所述的一種光程增加模塊，其中，該光學(xué)圖像擷取裝置可以是復(fù)印機、具高解析掃描功能的傳真機、掃描儀、數(shù)字式照相機、攝影機。
9.如權(quán)利要求7所述的一種光程增加模塊，其中，該反射組件的材質(zhì)可以是鏡片。
10.如權(quán)利要求7所述的一種光程增加模塊，其中，該反射組件可以經(jīng)由下列方法產(chǎn)生鍍膜的方法、蒸鍍的方法在反射組件的一基材上制造而成。
11.如權(quán)利要求10所述的一種光程增加模塊，其中，該基材可以為下列任一種可產(chǎn)生反光面的材料玻璃、塑料、金屬材質(zhì)等。
12.如權(quán)利要求7所述的一種光程增加模塊，其中，入射角與出射角角度相等及在兩次或兩次以上的反射條件時，射入的光路徑會與射出的光路徑交會于入射角與出射角的一法線上；以一次反射而言，射入的光會射在一反射組件上，而造成一反射點，該點即為在兩次或兩次以上的反射條件下其射入光路徑與射出光路徑會相交的一點。
全文摘要
本發(fā)明是一種光程增加模塊,特別是一種應(yīng)用于一光學(xué)圖像擷取裝置中,使該光程增加模塊在改變光程長度的需求下,不需要重新配置該光學(xué)圖像擷取裝置內(nèi)部的反射位置與空間,即可變更光程長度的光程增加模塊。本發(fā)明是針對各種不同的光程長度設(shè)計成的各種模塊,在各光學(xué)圖像擷取裝置中易于置換,以快速抽換各模塊。本發(fā)明利用入射角與出射角的相等的原理,并因此而可求得入射點與出射點可交會于一點的現(xiàn)象,將一次反射與多次反射皆為相同的結(jié)果應(yīng)用于具有復(fù)數(shù)個反射組件的單一模塊。
文檔編號H04N1/04GK1359012SQ02101860
公開日2002年7月17日 申請日期2002年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月16日
發(fā)明者許全裕, 黃志文, 葉建良 申請人:力捷電腦股份有限公司