CN100349036C - 导光模组及包含该导光模组的扫描装置 - Google Patents

Abstract

一种导光模组，用以将一讯号光线引导至一影像感测元件，该导光模组包含一入口以及复数个反射镜；该入口用以提供该讯号光线射入；该复数个反射镜排列成一预定路径，用以将该讯号光线依该预定路径导至该影像感测元件；该复数个反射镜中至少一预定反射镜设置有一遮光结构，该遮光结构设置于该至少一预定反射镜的、位于其两侧的部分区域上，以防止杂讯反射至该影像感测元件。本发明还提供一种包含该导光模组的扫描装置。藉此，本发明可以减少不必要的杂光进入该影像感测元件，防止该影像感测元件进行不必要的影像分析。

Description

导光模组及包含该导光模组的扫描装置

技术领域

本发明关于一种使用于反射镜的遮光结构，特别是关于一种遮光结构，其应用于一影像扫描装置或一多功能事务机中的导光模组内，以防止导光模组内任一反射镜反射重复的光线或是反射杂讯至影像感测元件中。

背景技术

在目前追求影像解析效率及装置小型化的要求下，各种影像处理装置(如扫描装置或是多功能事务机)势必对于内部产生数位影像讯号的光处理机制有更先进的设计。请参阅图1，图1为习知扫描装置10的示意图。习知扫描装置10包含一背板101、一光源102、一扫描平台104、一导光模组106、一透镜(lens)108以及一影像感测元件110。背板101用以覆盖承载于扫瞄平台104上的一待扫描物件30，光源102用以射出光线至一待扫描物件30，光线经由待扫描物件30反射经由一光线入口1066传送至导光模组106中。导光模组106之内具有一反射镜组，在图1中以四个反射镜1061、1062、1063、1064为例。反射镜1061～1064的功用在于将光线依预定的光程传送至透镜108，再由透镜108聚焦光线而成像至影像感测元件110，影像感测元件11 则将所接收的光线转换为数位讯号。图1中的导光模组，除了可应用于扫瞄装置外，也可应用于习知的多功能事务机等各种影像处理装置。

如图1中所示，图中四个反射镜是经过熟习技艺者所调校，因此如果光线可以正确的入射至每一反射镜的中间区域，则光线可准确引导至影像感测元件。但习知反射镜组常常由于镜片过大，同时也有机会反射从其它不相干光源所传来的光线至影像感测元件110，如图1中的光线1023。因此，习知扫描装置10经常会扫描出具有黑影或是杂讯所造成的模糊影像。

此外，即使经物件30所反射的光线，也有可能因为入射角度的问题，造成光线经由反射镜1061直接射入反射镜1064而反射至影像感测元件110(如图1中光线1021、1022)，或是甚至直接入射反射镜1064而反射至影像感测元件110等等错误反射情况。由于具有多种错误的光路径，为免图1过于繁复，因此于图1中不再一一显示。不论是何种情况，皆是属于非正常反射的错误情况，这些错误反射的光线，会造成习知扫描装置10扫描出重叠的影像，进而使得扫描的品质不佳，此现象在目前影像扫描装置追求高分辨率的情况下更行严重。

更甚于此，如果图1中的反射镜调校不当(反射镜位置配置不良)，则即使光线入射至某一反射镜的中间区域，将因为镜片位置调校不当，使得反射后的光线产生偏差而无法再依循正确的路径入射至后续的反射镜。最后光线仍反射至影像感测元件，将因为非属于正常反射的情形，造成扫描装置产生重叠的影像。

为此，扫描装置或是多功能事务机的制造商希望能将反射镜尺寸设计成恰好可反射正确的光线，而不会有多余的反射区域供错误的光线或是杂讯来反射。但由于制造技术以及材料等种种问题，使得反射镜的制造具有一尺寸极限，无法满足扫描装置制造商的要求。而且，过份要求反射镜必须小型化的结果，造成反射镜相当容易破裂且成本高昂。容易破碎的反射镜将使得在组装导光模组时需要相当小心，如果反射镜在组装时毁损，将令整体扫描装置的制造成本及工时都大幅增加。此外，过小的反射镜也不容易调校成仅反射正确的光线，造成设计时的困扰。

由以上叙述可知，有必要针对反射镜提出崭新的设计，以解决习知技术中，反射镜过大容易反射错误的光线或杂讯，而过小又容易破碎且成本高昂的两项问题。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种应用于反射镜中的遮光结构，可以遮挡住反射镜中过大的区域，使反射至此一区域的光线被加以吸收而无法引导至影像感测元件。

本发明的另一目的是提供一种简易安装的遮光结构，可以简单的安装于反射镜中过大的区域，有效节省成本并增加反射镜的组装良率。

本发明的另一目的是可以维持原反射镜的尺寸，仅在过大的区域加上遮光结构以防止错误的光线反射。由于反射镜尺寸并未更改，因此反射镜组的配置不需重新调校，导光模组也不需重新设计。

本发明还提供一种扫描装置，用以扫描一影像物件，该扫描装置包含一光源、一影像感测元件以及一导光模组；该光源用以产生光线至该影像物件而反射；导光模组则包含至少一反射镜，用以传导反射的光线至该影像感测元件，而由该影像感测元件加以感测该光线，并据以产生相对应的数位讯号；该反射镜包含一遮光结构，该遮光结构设置于该反射镜的、位于其两侧的部分区域上，以防止该反射镜反射错误的光线至该影像感测元件。

藉此，本发明可提供一种简易的设计，将原本尺寸过大的反射镜在过大的区域上套设一遮光结构，以吸收错误的光线或是杂讯。而解决错误反射的习知技术需采用小尺寸的反射镜，却会另外产生成本高昂以及组装不易的问题，在本发明中不会出现。

附图说明

图1为习知扫描装置的示意图。

图2为应用本发明的扫描装置的示意图。

图3为图2中反射镜与遮光结构的第一具体实施例的示意图。

图4为图2中反射镜与遮光结构的第二具体实施例的示意图。

图5为图2中反射镜与遮光结构的第三具体实施例的示意图。

元件符号说明

20......扫描装置     202......光源

204......扫描平台    206......导光模组

208......透镜        210......影像感测元件

212......光线入口    2141～2144......反射镜

216......遮光结构    316......黑色遮套

416......黑色印刷    516......黑色贴纸

具体实施方式

本发明的导光模组可应用于任一种需要光线导引或是需要变换光线的行进路线的影像处理装置中，例如扫描装置或多功能事务机。导光模组主要的功能在于将光线从一入口经由反射镜的反射而引导至一影像感测元件，换句话说，导光模组内的反射镜组可以将光线所需经过的路程加以变换，进而降低装置体积。以下将以本发明在扫描装置中的应用，加以说明本发明。

请参阅图2，图2为应用本发明的扫描装置20的示意图。扫描装置20中，包含一背板201、一光源202、一扫描平台204、一导光模组206、一透镜208以及一影像感测元件210。背板201用以覆盖承载于扫瞄平台204上的一待扫描物件30，光源202用以射出光线至一待扫描物件30，光线经由待扫描物件30反射。扫描平台是以玻璃制成，以具有足够抗力承载待扫描物件30，且方便穿透光线。光线经过扫描平台204后入射至导光模组206。

导光模组206包含一光线入口212以及一反射镜组，图2中是以四个反射镜2141～2144为例。反射镜的个数随着使用者设计而有所不同，一般约有2～8个反射镜。光线自光线入口212进入到导光模组206后，先经过反射镜2141的反射而反射至反射镜2142，接着并经过反射镜2142反射而至反射镜2143，最后反射到反射镜2144，再经过反射镜2144的反射而送至透镜208。最后透镜208汇聚光线至影像感测元件210，再由影像感测元件210感应光线并转换为数位讯号，数位讯号可由扫描装置继续加以分析处理。目前影像感测元件210主要有两种，其一为电耦合元件(Charge Couple Device，CCD)，另一种则为互补金属氧化物半导体(Complentary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)。在此重新强调一点，本发明的导光模组，除了可应用于扫瞄装置外，也可应用于多功能事务机等各种影像处理装置，以当影像处理装置进行影像处理时，导引讯号光线。

本发明于复数个反射镜中至少一预定反射镜上加入一遮光结构，图2中是于反射镜2141中加入遮光结构216。如先前技术中所提到的，每一片反射镜由于尺寸过大的原因，而过大的区域会反射错误的光线或杂讯。因此，本发明将过大的区域上设置遮光结构216，以将不必要的光线(如图2中光线2021、2022、2023)由遮光结构216加以吸收而不至于反射至影像感测元件210。

请参阅图3，图3是图2中反射镜2141与遮光结构216的第一具体实施例的示意图。在本发明的第一具体实施例中，遮光结构216为一黑色遮套316，其配合反射镜2141的过大的区域加以设计，以套和至反射镜2141中过大的区域。熟习此技艺者，可透过简单的计算，便可得知反射镜2141过大的区域，因此，便可针对经熟习技艺者所计算的结果来设计黑色遮套316的尺寸。由于黑色遮套316可吸收射入的光线，因此，套合黑色遮套后的反射镜仅留下正常反射的区域以反射光线，而不会再反射错误的光线或杂讯。为求方便制作及降低成本，黑色遮套的材料可采用如橡胶等材料。

请参阅图4，图4是图2中反射镜2141与遮光结构216的第二具体实施例的示意图。在本发明第二具体实施例中，遮光结构216为于反射镜2141上过大的区域上进行一黑色印刷处理416而成。黑色印刷416所造成的效果与黑色遮套316相同，皆是用以吸收错误的光线或是杂讯。请参阅图5，图5为图2中反射镜2141与遮光结构216的第三具体实施例的示意图。在本发明第三具体实施例中，遮光结构216为于反射镜2141上过大的区域上贴付一遮光贴纸516而成。同样的，也是为了达到吸收错误光线及杂讯的效果。

接着以模拟数据加以解释本发明。假设反射镜2141的设计尺寸为20mm×200mm×5mm(宽×长×厚)，而经熟习此技艺者加以计算，其中用以反射光线的区域为反射镜的中间部分5mm×200mm(宽×长)，所以过大的区域为反射镜两侧的7.5mm×200mm(宽×长)。因此，遮光结构可以设计成两个中间挖空7.5mm×200mm×5mm的黑色遮套，以套和位于反射镜两侧的过大区域。也可以藉由针对反射镜两侧7.5mm×200mm的表面进行黑色印刷，来完成遮光结构的制备。再者也可以设计两张7.5mm×200mm的黑色贴纸，并贴合至反射镜的两侧，以吸收入射至错误反射区的光线。藉由以上多种遮光结构的设置，可以有效阻挡不必要的光线射入至影像感测元件。在此模拟一假设的数据，旨在说明本发明所称的反射镜过大的区域的定义，由于反射镜的尺寸以及设计过于繁杂且多样，为免说明过于繁复，因此不再一一赘述。

在此特地强调一点，遮光结构不必用于第一个反射镜，也可以同时应用于一个以上的反射镜，只要针对每个反射镜计算出正确反射区与错误反射区，即可相对应设计遮光结构。因此，在本发明的应用下，即使反射镜的位置配置未达最佳化，容易产生路径偏差的光线，本发明的遮光结构将产生偏差路径的区域加以遮蔽，所以偏差路径的光线一入射到该反射镜时，即被遮光结构吸收，因此不会反射到影像感测元件。换句话说，应用本发明，也可降低设计反射镜位置的难度。

另外特别强调一点，本发明的精神在于针对反射镜过大的区域进行遮蔽，因此除了上述三种遮蔽结构外，另外仍具有许多其它可遮蔽光线的设计。但由于避免过于繁琐介绍，因此不再赘述。但仅要符合本发明精神的遮光结构的设计，皆应属于本发明的范畴。

综合以上所述，由于本发明在反射镜中加入了遮光结构，可以遮挡不必要的光线进入影像感测元件中，所以可以避免杂讯的产生，进而提升讯号的处理品质。而且本发明仅是在反射镜加上遮光结构，因此加工过程简便，加上遮光结构后的反射镜则相当容易进行位置调校。再者可以利用原有的反射镜，不需特地订制尺寸较小的反射镜，所以也具有组装容易，节省成本的优点。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的范畴内。

Claims (16)

1.一种扫描装置，用以扫描一物件，其特征在于，该扫描装置包含：

一光源，用以产生光线至该物件；

一导光模组，用以传导经过该物件的光线；以及

一影像感测元件，用以将该导光模组所传导的光线转换为相对应的数位讯号，

其中该导光模组包含：

至少一反射镜，用以将经过该物件的光线依照一预定光程反射至该影像感测元件；以及

一遮光结构，设置于该反射镜的、位于其两侧的部分区域上，用以防止杂讯反射至该影像感测元件以及防止经过该物件的光线未依照该预定光程而反射至该影像感测元件。

2.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，该影像感测元件为一电耦合元件。

3.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，该影像感测元件为一互补金属氧化物半导体。

4.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，该遮光结构为一黑色遮套，其配合该反射镜的外型加以设计，以套和至该反射镜。

5.如权利要求4所述的扫描装置，其特征在于，该黑色遮套以橡胶制成。

6.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，该遮光结构为于该反射镜上进行一黑色印刷处理而成，使该反射镜无法反射杂讯。

7.如权利要求1所述的扫描装置，其特征在于，该遮光结构为于该反射镜上贴付一遮光贴纸而成，使该预定反射镜无法反射杂讯。

8.一种导光模组，用以将一讯号光线引导至一影像感测元件，其特征在于，该导光模组包含：

一入口，用以提供该讯号光线射入；

复数个反射镜，排列成一预定路径，用以将该讯号光线依该预定路径引导至该影像感测元件；以及

一遮光结构，设置于该复数个反射镜中至少一预定反射镜的、位于其两侧的部分区域上，用以防止一杂讯光线反射至该影像感测元件以及防止该讯号光线未依照该预定路径而反射至该影像感测元件。

9.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，该影像感测元件为一电耦合元件。

10.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，该影像感测元件为一互补金属氧化物半导体。

11.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，该遮光结构为一黑色遮套，其配合该预定反射镜的外型加以设计，以套和至该预定反射镜。

12.如权利要求11所述的导光模组，其特征在于，该黑色遮套以橡胶制成。

13.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，该遮光结构为于该预定反射镜上进行一黑色印刷处理而成，使该预定反射镜无法反射杂讯。

14.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，该遮光结构为于该预定反射镜上贴付一遮光贴纸而成，使该预定反射镜无法反射杂讯。

15.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，其应用于一扫描装置，该导光模组用以引导扫描物件时的光线。

16.如权利要求8所述的导光模组，其特征在于，其应用于一多功能事务机，该导光模组用以引导针对一物件进行影像处理时的光线。

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