專利名稱：曲面鏡光程裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曲面鏡光程裝置，特別是尤指一種設(shè)置于光學(xué)掃描儀中且具有曲面鏡的光程裝置，以調(diào)整光程裝置中的總光程長(zhǎng)度。
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圖1所示，是目前市面上可見(jiàn)的典型的平臺(tái)式光學(xué)掃描儀立體結(jié)構(gòu)示意圖。主要是在一掃描儀1外殼11的上側(cè)表面設(shè)有一原稿承載玻璃15以承放一反射式文件稿10，藉由一驅(qū)動(dòng)裝置13帶動(dòng)一光程裝置2在中空外殼11內(nèi)沿著導(dǎo)桿14方向進(jìn)行線性運(yùn)動(dòng)，以進(jìn)行該原稿承載玻璃12上的反射式文件稿10的影像掃描工作。
請(qǐng)參閱圖2，是目前傳統(tǒng)的平臺(tái)式光學(xué)掃描儀的中光程路徑示意圖。該光程的路徑系被設(shè)計(jì)在光程裝置2中，光源20與光程模塊21與電荷耦合組件(CCD)22所構(gòu)成。光程模塊212包括有三片反射鏡211、212、213及一鏡頭214。光源20的光透過(guò)原稿承載玻璃16照向反射式文件稿10，反射式文件稿10經(jīng)照射后將光依序反射至第一反射鏡211、第二反射鏡212以及第三反射鏡213，該第三反射鏡23再將光線射向于一鏡頭214，從該鏡頭214聚合的光再射向于一電荷耦合組件22。
如同上述的傳統(tǒng)技術(shù)，以往應(yīng)用在掃描儀的光學(xué)系統(tǒng)中，為使文件面能縮小成像于光電耦合組件上，利用到透鏡的放大或縮小功能，而受限于鏡頭本身制造時(shí)的規(guī)格與物理因素的限制，再加上掃描物本身大小尺寸的因素，因此都要設(shè)計(jì)足夠長(zhǎng)度的光程程度才能使得掃描文件的影像能夠順利在鏡頭上成像，因此若能從改變調(diào)整光程路徑著手改良，則不啻為在本技術(shù)領(lǐng)域的一種創(chuàng)新突破。
本發(fā)明包括曲面鏡、光源、光程模塊、聚光裝置以及光電耦合組件。光程模塊包括有包括有反射裝置以及聚光裝置，反射裝置由復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡組成，聚光裝置可為一透鏡。光源提供掃描過(guò)程所需的光，反射鏡系依序反射由文件稿經(jīng)透明承載玻璃所反射的光，以達(dá)到一預(yù)定的反射光程長(zhǎng)度，透鏡則可接受由反射鏡所反射來(lái)的光并予以聚集成像，光電耦合組件則接受由透鏡所聚集成像的光并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。
利用系統(tǒng)放大率與次系統(tǒng)放大率間的關(guān)系，使得曲面鏡的光程以及光程模塊的光程的設(shè)計(jì)中，曲面鏡與光程模塊兩者間的位置可決定系統(tǒng)放大率的值，也就是決定了總光程路徑長(zhǎng)度。
在一個(gè)較佳實(shí)施例中，系將一凸面型曲面鏡設(shè)計(jì)在文件稿與光程模塊間以調(diào)整其間的光程長(zhǎng)度。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，系將一凹面型曲面鏡設(shè)計(jì)在文件稿與光程模塊間以調(diào)整其間的光程長(zhǎng)度。
在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，系將一凹面型或凸面型的曲面鏡設(shè)計(jì)在光程模塊與光電耦合組件間以調(diào)整其間的光程長(zhǎng)度。
又一個(gè)較佳實(shí)施例中，系分別將一凹面型或凸面型的曲面鏡設(shè)計(jì)在文件稿與光程模塊間以及光程模塊與光電耦合組件間，以調(diào)整其間的光程長(zhǎng)度。
為了便于進(jìn)一步理解本發(fā)明的上述目的、特點(diǎn)和功效，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖2是目前傳統(tǒng)的平臺(tái)式光學(xué)掃描儀的中光程路徑示意圖。
圖3是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例。
圖4是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例。
圖5是本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例。
圖6是本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例。
圖7是本發(fā)明的第五較佳實(shí)施例。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明1掃描儀；10文件稿；11外殼；13驅(qū)動(dòng)裝置；14滑桿 16承載玻璃；2、3光程裝置；20、30光源；21、31光程模塊；211、212、213、311、312、313反射鏡；214、314透鏡22、32光電耦合組件；33、34、330、331、332、340、341曲面鏡。
本發(fā)明的原理系運(yùn)用對(duì)光程中對(duì)影像放大率(M)的設(shè)計(jì)，對(duì)于反射鏡、鏡頭等對(duì)影像的反射以及聚像的放大率，配合曲面鏡的位置來(lái)調(diào)整放大率，使得影像的反射、聚像、光電轉(zhuǎn)換等能順利完成。一般文件掃描的放大率須考慮文件面的大小(Wd)、光電耦合組件的感應(yīng)單元(Cell)的大小(Wc)以及透鏡設(shè)計(jì)的繞射極限等，亦即可用下列式子表示的 其中Nc為光電耦合組件的感應(yīng)單元(Cell)所使用的數(shù)目，因此可將系統(tǒng)放大率(Msystem)以分離系統(tǒng)的方式來(lái)設(shè)計(jì)，亦即可設(shè)計(jì)為Msystem＝M1*M2*M3*…Mn其中n為分離系統(tǒng)的個(gè)數(shù)，也就是說(shuō)可將一個(gè)主系統(tǒng)放大率(Msystem)設(shè)計(jì)成若干個(gè)分離的次系統(tǒng)放大率的乘積(M1*M2*M3*…Mn)，亦即在具有放大率的透鏡對(duì)象系統(tǒng)的外，可找到其它的有放大率的次系統(tǒng)，而此次系統(tǒng)的放大率是可以調(diào)整的，而調(diào)整次系統(tǒng)的放大率即可調(diào)整主系統(tǒng)的放大率，進(jìn)而決定整個(gè)光程路徑的設(shè)計(jì)。本發(fā)明所利用的曲面鏡即可擔(dān)當(dāng)具有調(diào)整放大率的次系統(tǒng)的角色，也就是可進(jìn)而調(diào)整個(gè)主系統(tǒng)放大率的設(shè)計(jì)，并且藉由在不同位置的設(shè)置可使曲面鏡發(fā)揮對(duì)光影像收斂(縮小)或者是發(fā)散(放大)的功能，相對(duì)使得本發(fā)明曲面鏡的設(shè)計(jì)相當(dāng)有彈性，如此即不受限于鏡頭本身對(duì)光線繞射極限的限制，因此可設(shè)計(jì)為Msystem＝M鏡頭*M曲面鏡如此即可達(dá)成整個(gè)光學(xué)掃描儀對(duì)影像的反射、聚像以及光電轉(zhuǎn)換的光程路徑的調(diào)整。為方便說(shuō)明以下實(shí)施例中將反射裝置(包括復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡)以及鏡頭視為一個(gè)次系統(tǒng)M鏡頭，亦即假設(shè)復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡以及鏡頭為一個(gè)光程模塊，則此光程模塊即可跟曲面鏡搭配設(shè)計(jì)，不同放大率的光程模塊即可搭配可相應(yīng)該光程模塊的不同放大率的曲面鏡。
請(qǐng)參閱圖3，是本發(fā)明的第一較佳實(shí)施例。本發(fā)明是一種曲面鏡光程裝置，藉由曲面鏡設(shè)計(jì)在掃描儀的光程裝置中，使得可調(diào)整證個(gè)掃描儀光程裝置內(nèi)光程路徑的長(zhǎng)度，光程裝置3包括有光源裝置(光源30)、光程模塊31以及光電耦合裝置(光電耦合組件32)，其中光程模塊31包括有反射裝置(由反射鏡311、312、313組成)以及聚光裝置(透鏡314)。光源30，提供掃描過(guò)程所需的光，并將光線經(jīng)由透明承載玻璃16照射至一待測(cè)物(文件稿10)；反射鏡311、312、313系依序反射由文件稿10經(jīng)透明承載玻璃16所反射的光，以達(dá)到一預(yù)定的反射光程長(zhǎng)度，透鏡314是一種可聚光成像的聚光裝置，可接受由該反射鏡313所反射來(lái)的光并予以聚集成像，光電耦合組件32則接受由透鏡314所聚集成像的光并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)。
而本發(fā)明的特征即在于在光程模塊31與文件稿10間設(shè)計(jì)曲面鏡33，或是在光程模塊31與光電耦合組件32間設(shè)計(jì)曲面鏡34，曲面鏡33或曲面鏡34可擇一設(shè)計(jì)或者是兩者皆取，如此即可符合前述有關(guān)系統(tǒng)放大率Msystem＝M鏡頭*M曲面鏡的設(shè)計(jì)。將光程模塊31設(shè)計(jì)為一個(gè)包含鏡頭314的次系統(tǒng)，曲面鏡33或是曲面鏡34為另一個(gè)次系統(tǒng)(僅使用曲面鏡33或是曲面鏡34其中一個(gè)時(shí))，則Msystem＝M光程模塊*M曲面鏡33或Msystem＝M光程模塊*M曲面鏡34，在此的M光程模塊即為前述的M鏡頭。或者是將曲面鏡33當(dāng)成第一個(gè)次系統(tǒng)、曲面鏡34當(dāng)成第二個(gè)次系統(tǒng)(曲面鏡33以及曲面鏡34同時(shí)使用時(shí))則Msystem＝M光程模塊*M曲面鏡33*M曲面鏡34，在此的M光程模塊即為前述的M鏡頭。
請(qǐng)參閱圖4，是本發(fā)明的第二較佳實(shí)施例。如圖4所示，本較佳實(shí)施例系將曲面鏡330設(shè)計(jì)在文件稿10與光程模塊31間，則從文件稿10向光程模塊31方向所進(jìn)行的光程系會(huì)被收斂(縮小)至光程模塊31的內(nèi)，也就是說(shuō)藉由曲面鏡330可以在較短的光程長(zhǎng)度內(nèi)即可將文件稿10的影像照射至光程模塊31內(nèi)，因此相對(duì)于不使用曲面鏡330時(shí)的光程長(zhǎng)度會(huì)縮短，也就是在文件稿10大小尺寸不變的下，曲面鏡330可以調(diào)整文件稿10至光程模塊31間的光程路徑長(zhǎng)度，而曲面鏡330是一凸面型的曲面鏡(凸向于文件稿10方向)。
請(qǐng)參閱圖5，是本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例。如圖5所示，本較佳實(shí)施大致與圖4所述者同，唯曲面鏡331是一凹面型的曲面鏡(凹向于文件稿10)，因此無(wú)論凸型曲面鏡或凹型曲面鏡均可實(shí)施于本發(fā)明中，藉由改變?cè)撉骁R在光程路徑中的位置，可相對(duì)改變?cè)撐募?0與該光程模塊的光程長(zhǎng)度。當(dāng)然無(wú)論是圖4中的曲面鏡330或圖5中的曲面鏡331的位置，視實(shí)際所需要的光程長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的。綜合圖3至圖5的所述可歸納光程路徑系依下列順序進(jìn)行光反射光源裝置(光源30)→待測(cè)物(文件稿10)→曲面鏡(曲面鏡330或曲面鏡331)→反射裝置(反射鏡311、312、313)→聚光裝置(鏡頭314)→光電轉(zhuǎn)換裝置(光電偶合組件32)。
請(qǐng)參閱圖6，是本發(fā)明的第四較佳實(shí)施例。如圖6所示，本較佳實(shí)施例系將曲面鏡340設(shè)計(jì)在光程模塊31與光電耦合組件32間，則從光程模塊31向光電耦合組件32方向所進(jìn)行的光程系會(huì)被發(fā)散(放大)至光電耦合組件32，因此相對(duì)于不使用曲面鏡340時(shí)的光程長(zhǎng)度會(huì)縮短，也就是在光電耦合組件32大小尺寸不變的下，曲面鏡340可以調(diào)整光程模塊31間至光電耦合組件32的光程路徑長(zhǎng)度，也就是說(shuō)藉由曲面鏡340可以在較短的光程長(zhǎng)度內(nèi)即可將影像照射至光電耦合組件32內(nèi)，使得發(fā)散后的影像在該光電耦合組件32進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，藉由改變?cè)撉骁R340在光程路徑中的位置，可相對(duì)改變?cè)摴怆婑詈辖M件32與該光程模塊31的光程長(zhǎng)度。而曲面鏡330是一凸面型的曲面鏡或者是凸面型的曲面鏡均可。綜合圖3與圖6的所述可歸納光程路徑系依下列順序進(jìn)行光反射光源裝置(光源30)→待測(cè)物(文件稿10)→反射裝置(反射鏡311、312、313)→聚光裝置(鏡頭314)→曲面鏡(曲面鏡340)→光電轉(zhuǎn)換裝置(光電偶合組件32)。
請(qǐng)參閱圖7，是本發(fā)明的第五較佳實(shí)施例。如圖5所示，可將曲面鏡332分別設(shè)計(jì)在光程模塊31與光電耦合組件32間，以及將曲面鏡341設(shè)計(jì)在光程模塊31與掃描文件10間，如此設(shè)計(jì)可同時(shí)調(diào)整光程模塊31與光電耦合組件32以及光程模塊31與掃描文件10的距離，曲面鏡332則可對(duì)將影像予以收斂，使掃描文件10的光影像予以收斂后反射至該光程模塊31內(nèi)，而曲面鏡341可將來(lái)自于光程模塊31的影像予以發(fā)散，使得發(fā)散后的影像在該光電耦合組件32進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。藉由改變曲面鏡332、341在光程路徑中的位置，即可搭配設(shè)計(jì)彈性的調(diào)整整個(gè)光程路徑，特別是可減少整個(gè)光程路徑的長(zhǎng)度，進(jìn)而使得光程裝置以及整個(gè)光學(xué)掃描儀的體積都可減少，相對(duì)節(jié)省成本，且對(duì)光學(xué)反射的效果有極大助益。綜合圖3與圖7的所述可歸納光程路徑系依下列順序進(jìn)行光反射光源裝置(光源30)→待測(cè)物(文件稿10)→曲面鏡(曲面鏡332)反射裝置(反射鏡311、312、313)→聚光裝置(鏡頭314)→曲面鏡(曲面鏡341)→光電轉(zhuǎn)換裝置(光電偶合組件32)。
本發(fā)明中所使用的曲面鏡配合在光程裝置中的位置以及與光程模塊間的相互關(guān)系，即可達(dá)成放大率的調(diào)整與設(shè)計(jì)，透過(guò)將曲面鏡放置在掃描文件與光程模塊的間，可將掃描影像放大進(jìn)而縮短掃描文件與光程模塊的距離；而透過(guò)將曲面鏡設(shè)計(jì)在光程模塊與光電耦合組件間，可將掃描影像縮小進(jìn)而縮短光程模塊與光電耦合組件的間距離，其間的巧思不僅突破傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題也提供了新功效的增進(jìn)。
綜上所述，可明確得知本發(fā)明可實(shí)際且有效地縮短光程路徑的長(zhǎng)度，進(jìn)而將光學(xué)掃描儀中的光程裝置的體積、重量縮小以及減低成本，不僅具有傳統(tǒng)技術(shù)的功能外更提供良好的反射效果，使得掃描影像品質(zhì)大為提高。
權(quán)利要求
1.一種曲面鏡光程裝置，設(shè)置于光學(xué)掃描儀中，包括一光源裝置，提供所需的光，并將光照射至一待測(cè)物；一光程模塊，包括有一反射裝置，包括有復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡，各反射鏡系依序反射由該待測(cè)物所反射的光，以達(dá)到一預(yù)定的光程長(zhǎng)度；一聚光裝置，接受由該反射裝置所反射來(lái)的光并予以聚集成像；以及，一光電轉(zhuǎn)換裝置，接受由該聚光裝置所聚集成像的光并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)；其特征在于更包括至少一曲面鏡，該曲面鏡系設(shè)置于該待測(cè)物與該光程模塊的光程路徑間，以收斂該待測(cè)物的影像。
2.如權(quán)利要求1所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于光程路徑依下列順序進(jìn)行光反射光源裝置→待測(cè)物→曲面鏡→反射裝置→聚光裝置→光電轉(zhuǎn)換裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于所述曲面鏡為凸面型曲面鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于所述曲面鏡為凹面型曲面鏡。
5.一種曲面鏡光程裝置，設(shè)置于光學(xué)掃描儀中，包括一光源裝置，提供所需的光，并將光照射至一待測(cè)物；一光程模塊，包括有一反射裝置，包括有復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡，各反射鏡系依序反射由該待測(cè)物所反射的光，以達(dá)到一預(yù)定的光程長(zhǎng)度；一聚光裝置，接受由該反射裝置所反射來(lái)的光并予以聚集成像；以及，一光電轉(zhuǎn)換裝置，接受由該聚光裝置所聚集成像的光并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)；其特征在于還包括至少一曲面鏡，該曲面鏡系設(shè)置于該反射裝置與該光電轉(zhuǎn)換裝置的光程路徑間，以發(fā)散該待測(cè)物的影像。
6.如權(quán)利要求5所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于光程路徑系依下列順序進(jìn)行光反射光源裝置→待測(cè)物→反射裝置→聚光裝置→曲面鏡→光電轉(zhuǎn)換裝置。
7.如權(quán)利要求5所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于所述曲面鏡為凸面型曲面鏡。
8.如權(quán)利要求5所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于所述曲面鏡為凹面型曲面鏡。
9.一種曲面鏡光程裝置，設(shè)置于光學(xué)掃描儀中，包括一光源裝置，提供所需的光，并將光照射至一待測(cè)物；一光程模塊，包括有一反射裝置，包括有復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡，各反射鏡系依序反射由該待測(cè)物所反射的光，以達(dá)到一預(yù)定的光程長(zhǎng)度；一聚光裝置，接受由該反射裝置所反射來(lái)的光并予以聚集成像；以及，一光電轉(zhuǎn)換裝置，接受由該聚光裝置所聚集成像的光并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)；其特征在于還包括至少兩個(gè)曲面鏡，一第一曲面鏡系設(shè)置于該待測(cè)物與該光程模塊的光程路徑間，以收斂該待測(cè)物的影像，一第二曲面鏡系設(shè)置于該光程模塊與該光電轉(zhuǎn)換裝置的光程路徑間，以發(fā)散該待測(cè)物的影像。
10.如權(quán)利要求9所述的曲面鏡光程裝置，其特征在于光程路徑系依下列順序進(jìn)行光反射光源裝置→待測(cè)物→第一曲面鏡→反射裝置→聚光裝置→第二曲面鏡→光電轉(zhuǎn)換裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種曲面鏡光程裝置，是設(shè)計(jì)于光學(xué)掃描儀中的光程裝置，藉由曲面鏡在其光程路徑中與光程模塊間的相互關(guān)系的適當(dāng)配置，使得光程路徑長(zhǎng)度因而可以調(diào)整，并且使得曲面鏡在不同的位置即有不同的光程路徑長(zhǎng)度，不會(huì)因?yàn)閽呙栉募某叽缁蛘呤枪怆婑詈辖M件本身的物理特性而受限。本發(fā)明包括有曲面鏡、光源、光程模塊、聚光裝置以及光電耦合組件，光程模塊包括有反射裝置以及聚光裝置，反射裝置由復(fù)數(shù)個(gè)反射鏡組成，聚光裝置是透鏡，曲面鏡則可使用凸面型或凹面型的曲面鏡。
文檔編號(hào)G02B26/10GK1395129SQ02140990
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月12日
發(fā)明者黃英俊, 黃志文 申請(qǐng)人:力捷電腦股份有限公司