CN100343720C - 扫描装置的光源结构 - Google Patents

Abstract

一种扫描装置的光源结构。本发明的光源结构是将一种具特殊扩散面构型的反射构件置于光源的对侧，此反射构件可将光源的投射光加以扩散、反射后聚光至一扫描窗口上并扩大光线的投射范围，使得本发明的扫描装置即使使用较短长度的光源，也可以得到极佳的光利用率。

Description

扫描装置的光源结构

技术领域

本发明有关于一种扫描装置的光源结构，特别是有关于一种适用较短光源来扩大投射范围的扫描装置的光源结构。

背景技术

平台式扫描仪为一种现今被广泛使用的计算机外设设备。平台式扫描仪可快速地扫描文件、杂志、书本、图片或照片，并将撷取得到的影像资料输入计算机处理。平台式扫描器具有一光学读取器，一般称做扫描头，一驱动机构、一处理电路、一扫描窗口及一外壳体。当前的扫描仪设计朝着轻、薄、短、小，迷你化的趋势发展。因此扫描仪的光学读取器及驱动机构所占据的空间愈小愈佳。

已知的平台式扫描仪的扫描头，是通过数个镜片与透镜之间的适当排列，接收来自光源照射原稿所反射的光线，以其最接近真实的方式将光线完整传递至影像传感器转换为电子信号，经处理后输出影像。

图1为显示已知的应用透镜组与平面镜组合的扫描头沿扫描方向(双箭头所指方向)剖面示意图。此扫描头101包括一光源103、一系列平面镜105、107、109及111、一多片式透镜组113及一影像传感器115。此扫描头101内部运作如下：光源103用以照射置放于一扫描窗口117上的一原稿119，此扫描窗口117贴附于一扫描仪外壳体121内，经原稿119反射的光线经一系列平面镜105、107、109及111导引至多片式透镜组113，再导引至影像传感器115转换为电子信号输出。

扫描头101将光源103的发射光直接投射在扫描窗口117上，以反射成像，但由于光源103的发射光朝四面八方发散并不完全集中一特定方向，使得仅有部分朝向扫描窗口的出射光会投射至扫描窗口117，而无法利用到光源103其它方向的发散光，造成光源功率的浪费及扫描时光强度不足，而使得扫描撷取的影像清晰度不够。再者，扫描头101供做光源103的灯管长度大于扫描宽度，使得扫描头101的体积无法缩小，而不适于使用在迷你化扫描装置。

针对光源103的发射光发散无法被有效利用，参图2，已知的一种改良方法在光源103的对面加设一集光板104，以收集光源103部份的发散光，以反射至扫描窗口117。然而在光源103对面加设集光板104，虽然能收集光源103部份的发散光再利用，但是此种改良方式仍需要光源103的灯管长度大于扫描宽度，因此仍不适合扫描装置的迷你化。

据此，亟待提供一种扫描装置的光源结构，其可克服传统扫描装置于光源设计上的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种改进的扫描装置的光源结构，其利用一具有特殊扩散面构型的反射构件，将散射的光线扩散、反射后聚光至一欲扫描原稿面，以增加扫描时的光强度并提高光源利用率。

本发明的另一目的是提供一种改进的扫描装置的光源结构，其利用一可扩大投射面的反射构件将一较短长度的光源的投射范围扩大并导引聚光至一欲扫描原稿面，以提高投射光的均匀性。

本发明的又一目的是提供一种改进的扫描装置的光源结构，其可缩短灯管的原先长度，而降低灯管制造成本及降低功率节省能源。

根据以上所述的目的，本发明提供一种扫描装置的光源结构，该结构包括至少一光源、至少一反射构件及至少一反光罩，其中反射构件设于光源的对侧及反光罩相对于反射构件而设于光源的另一侧。反光罩包围光源以使光源的发射光投射至反射构件，而经反射构件扩大沿该反射构件纵向方向的投射光范围并反射聚光至一扫描窗口。

通过本发明改进的光源结构，即使使用长度较短的发光源，也能够达到与原先相同的光投射范围。因而大幅降低消耗功率，且能集中投射于大面积的扫描面，提高扫描时光强度。再者，本发明可缩短发光源长度，适于应用在迷你化的扫描仪。

本发明的目的及诸多优点通过以下具体实施例的详细说明，并参照所示附图，将趋于明了。

附图说明

图1为显示已知应用透镜组与平面镜组合的扫描头沿扫描方向(双箭头所指方向)剖面示意图；

图2为显示另一已知扫描头沿扫描方向(双箭头所指方向)剖面示意图；

图3为本发明光源结构的一具体实施例的透视图；

图4为图3光源结构的一侧视图；

图5为结合图3光源结构的一扫描头内部结构截面及光线行进方向示意图；

图6为结合图3光源结构的一扫描头内部结构截面及光线行进方向示意图；

图7为光线经过图3光源结构而反射于一投射面的光路行进方式示意图；及

图8A至图8D为图3的一反射构件的各种变化例示意图。

图中符号说明：

101  扫描头

103  光源

104  集光板

105、107、109、111  平面镜

113  多片式透镜组

115  影像传感器

117  扫描窗口

119  原稿

121  扫描仪外壳体

20   扫描头

21   线性光源

22   反射构件

22a、22b、22c及22d  反射构件

23   反光罩

24   扫描窗口

25   原稿面

201、202、203及204  反射镜片

205  透镜组

206  影像传感器

具体实施方法

本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出的实施例的限制，而应以本发明提出的范围为准。再者，在本说明书中，各元件的不同部分并没有依照尺寸绘图。某些尺度与其它相关尺度相比已经被夸张或是简化，以提供更清楚的描述和本发明的理解。

请参照图3，为本发明的扫描装置的光源结构的一具体实施例的透视图，图4为此一具体实施例的一侧视图，图5及图6是结合有本发明光源结构的一扫描头20的内部结构截面及发射光行进方向示意图。在此一具体实施例中，本发明的扫描装置的光源结构包括一线性光源21，例如一冷阴极灯管、一具有半球型扩散面构型的反射构件22及一反光罩23。反射构件22设于线性光源21的对侧，以及反光罩23相对于反射构件22而设于线性光源21的另一侧。反射构件22除了可设计成一呈半球面的平底条状体外，亦可设计成一呈半球面的板体，其相对线性光源21倾斜一预定角度而直接架设于扫描头20内部。

请参照图4，由于线性光源21属于一种朝四面八方发散的光源，利用线性光源21与反射构件22及反光罩23的几何关系的安排，即可收集线性光源21各方向的发射光线，以投射于反射构件22的反射面，再通过反射构件22本身在扫描头20内部的倾斜角度及其特定的扩散面构型，使经收集的线性光源21的光线可经由反射构件22扩散、反射后聚光至一扫描窗口24。如此一来，即可有效利用线性光源21，而不致于浪费线性光源21的光能，同时可增加扫描时的光强度。线性光源21的光出口可如上述实施例所述的直接朝向反射构件22，使线性光源21的光线在经由反射构件22反射后，再投射至扫描平台24上。在其它实施例中，也可以使线性光源21的光出口的部分朝向反射构件22，而部份直接朝向扫描窗口24，此时部分光线会经由反射构件22反射后，再投射至扫描窗口24，而部分发射光会直接投射至扫描窗口24上。

请参照图5所示，为结合本发明光源结构的扫描头20内部结构截面以及一经由反射构件22反射的发射光行进方向示意图。线性光源21朝四面八方的发射光线，经反光罩23收集后投射至反射构件22，经反射构件22扩大投射面积并反射后聚光至扫描窗口24，而投射在一原稿面25上，再经原稿面25反射至一系列反射镜片201、202、203及204，再被反射至一透镜组205，而聚焦于一影像传感器206，以收集原稿面25的影像信号。而除了图5所示的发射光行进路径之外，尚有另一发射光行进方式。请参照图6所示，线性光源21的部份发射光直接投射在一原稿面25上，另有部分发射光先投射至反射构件再反射至原稿面25，再经原稿面25反射至一系列反射镜片201、202、203及204，再被反射至一透镜组205，而聚焦于一影像传感器206。

本发明的光源结构亦可使线性光源21的投射面积扩大。请参照图7，为本发明线性光源21经收集的发射光经反射构件22反射至扫描平台24的光路行进方式示意图。由于反射构件22除了具有反射、聚光的特性外，亦可在反射构件22的纵向方向扩散投射光，因此，线性光源21经收集的发射光投射至反射构件22后，即可被反射构件22扩大其投射面积，同时提高其投射光均匀性，而投射于扫描窗口24。由图7中可以看出，要达到本发明的光线扩散投射的目的，在垂直于线性光源21的长度方向上，反射构件22及线性光源21的长度均小于扫描窗口24的宽度。但线性光源21的长度却非一定比反射构件22的长度小，在其它实施例中，线性光源21的长度可以大于或是等于反射构件22的长度。

所以通过本发明的光源结构，即可使用长度较短的灯管做为发光源，而无需要求灯管长度大于扫描窗口宽度，因而可降低灯管的制造成本及降低灯管功率。另一方面，本发明的光源聚光结构亦有利于扫描装置20的体积缩小，极适合应用在要求高影像分辨率的迷你化扫描装置。

参图8A至图8D，为本发明的反射构件22的扩散面构型的各种变化例，如图8A，反射构件22亦可以是一反射面呈连续凸曲面的平底条状体22a，或者是反射面呈连续凸曲面的板体；如图8B，反射构件22亦可以是一反射面呈连续凹曲面的平底条状体22b，或者是反射面呈连续凹曲面的板体；如图8C，反射构件22亦可以是一反射面呈多段凸曲面的平底条状体22c，或者是反射面呈多段凸曲面的板体；如图8D，反射构件22亦可以是一反射面呈多段凹曲面的平底条状体22d，或者是反射面呈多段凹曲面的板体。至于各种扩散面构型的反射构件在扫描头20内部相对于线性光源21的倾斜角度视反射构件的反射面构型而定，以使反射构件具有反射、聚光及扩大投射面积的效果。

随着扫描分辨率的要求愈来愈严格，需要更高的扫描光强度，通过本发明的光源结构，即可有效利用原本散射的光源能量，提高扫描光强度，进而提供更佳的影像品质。再者，本发明的光源结构简单，易于制造，可结合较短长度的光源，而降低扫描装置的制造成本，极具有经济效益。

Claims (6)

1、一种扫描装置的光源结构，其包括：

一光源，设于一扫描窗口的下方，在平行于该光源的长度方向上，该光源的长度小于该扫描窗口的宽度；

一反光罩，邻设于该光源旁且包覆该光源；及

一反射构件，该构件与该光源相对，在平行于该光源的长度方向上，该反射构件的长度小于该扫描窗口的宽度，且该反射构件并具有一扩散面构型，可扩大该光源沿该反射构件的纵向方向的光线投射范围。

2、如权利要求1所述的扫描装置的光源结构，其中该扩散面构型选自下列任一者：球面、连续凸曲面、连续凹曲面、多段凹曲面及多段凸曲面。

3、如权利要求1所述的扫描装置的光源结构，其中该光源的部份光线直接投射至该扫描窗口上，而部份光线先投射至该反射构件后再反射至该扫描窗口。

4、如权利要求1所述的扫描装置的光源结构，其中该光源的光线投射至该反射构件后再反射至扫描窗口。

5、如权利要求1所述的扫描装置的光源结构，其中该反射构件的长度小于或等于该光源的长度。

6、如权利要求1所述的扫描装置的光源结构，其中该反射构件的长度大于或等于该光源的长度。

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