CN1145020C

CN1145020C - 光程变换装置

Info

Publication number: CN1145020C
Application number: CNB981193447A
Authority: CN
Inventors: 沈昌翰; 叶寒舟
Original assignee: QUANYOU COMPUTER STOCK-SHARING Co Ltd
Current assignee: QUANYOU COMPUTER STOCK-SHARING Co Ltd
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2004-04-07
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: CN1248011A

Abstract

一种光程变换装置，它包括用以接收一光学影像并加以对焦输出的对焦装置；用以接收一来自受扫描物的光学影像的第一光学影像传送装置，并经一特定路径转出给该对焦装置，在该受扫描物与该对焦装置间形成一光程；用以至少固持该第一光学影像传送装置的第一载架；至少固持该对焦装置的第二载架；一移位装置使该第一与第二载架的相对位置处于至少一对应于第一光程的第一位置与一对应于第二光程的第二位置其中之一。本发明可用同一光路获得两种以上光程的光程变换装置，并且可以配合自动对焦方法而能以既有构件连带达成自动对焦功能。

Description

光程变换装置

技术领域

本发明涉及一种光程变换装置，尤其是有关于一种应用于多解析度扫描器中的光程变换装置。

背景技术

随著电脑的普及化，其周边设备亦呈多样化，且有使用量大增的情形，其中的一例子即为扫描器，且为了因应市场的需求，更有高/低阶之分，以适用高低不同解析度需求。另一方面，就扫描器而言，在进行高解析度扫描时，由于其扫描点较密，在一定容量下，扫描面积较小，以致扫描速度相对较慢；然而，对于消费者而言，不见得每次都需要进行最精细的高解析度扫描，因而在成本考虑下，推出一种可切换高低解析度扫描的机种，在不增加电荷耦合元件(CCD)的像素量下，当使用者需要高解析度扫描时，将每次扫描面积透过一第一影像透镜，扫描于较小范围；反之，当以一低解析度扫描足够时，即以一第二影像透镜，使较大面积的被扫描影像入射至该电荷耦合元件(CCD)内，获得影像信息。但是，由于第一与第二透镜因应扫描面积的不同，其焦距亦不同，进而由被扫描物至对焦透镜间的距离亦不同，因而需要备置两套不同光程距离的光学路径，其中一例子即为如图1与图2所示习知技术。

如图1所示，一被扫描物影像自80处进入，经过反射镜74、76、72、70，而入射至一对焦透镜62，其中自80处至对焦透镜62之间即形成了一与该对焦透镜62相对应的第一种路径和光程152。又如图2所示，其中该被扫描物影像自80处进入后，经过反射镜74、72、70而入射至对焦透镜64，其形成了一与该对焦透镜64相对应的第二种路径与光程158，该路径并没有经过反射镜76，且藉由改变反射镜74的定位角度而达到。在此一习知示例中，由于使用两种路径来实现一针对不同透镜需有不同光程的目的，亦即组合两种高/低解析度光路，使其与透镜的轴心重合，因而若两高/低解析度光路组合有误差产生时，将影响成像品质。另一方面，由于各别配置两种光程路径所需要的零件相当多，尤其是在一狭小空间内实施时，更有可能因不易组装而造成组合上的误差，进而影响成像品质。而且，为节省零件数，虽然使用了一可摆动的可动反射镜，然而若再因应反射稿与穿透稿的不同，而并入其它光学路径产生元件时，驱动机构势必更加复杂。是以，因应高/低解析度扫描机能并存的趋势，以及多种稿源扫描机构并存的设计；有必要研究一种可以最少光学零件即能达成光程变换目的的机构。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的即在于提供一种可以同一光路获得两种以上光程的光程变换装置，另一目的则在于提供一种可以配合自动对焦方法而能以既有构件连带达成自动对焦功能的光程变换装置。

本发明的目的是这样实现的：一种光程变换装置，其特征在于：它包括用以接收一光学影像并加以对焦输出的对焦装置；一用以接收一来自受扫描物的光学影像的第一光学影像传送装置，并经反射后转出给该对焦装置，在该受扫描物与该对焦装置间形成一光程；用以至少固持该第一光学影像传送装置的第一载架；至少固持该对焦装置的第二载架；一移位装置使该第一与第二载架的相对位置处于至少一对应于第一光程的第一位置与一对应于第二光程的第二位置其中之一。

该对焦装置包含至少两不同焦距的透镜。

该对焦装置包含一可变换至少两种焦距的可变焦透镜。

该第二载架还包含一第二光学影像传送装置，先接收来自该受扫描物的光学影像，再传给该第一光学影像传送装置。

该第一光学影像传送装置包含一供传送一来自受扫描物的反射模式光学影像而产生第一传送路径的第一组光学元件，以及一供传送一来自受扫描物的穿透模式光学影像而产生第二传送路径的第二组光学元件。

该第一组与第二组光学元件其中一组包含一可切换于第一与第二位置其中之一而选择性地使该反射模式光学影像或穿透式光学影像输入该对焦装置的可动镜片。

该第二光学影像传送装置包含一用以接收一来自受扫描物的反射模式光学影像的第三组光学元件，与一用以接收一来自受扫描物的穿透模式光学影像的第四组光学元件。

该移位装置还包含一自动对焦控制装置。

从上述技术方案分析可知，本发明由于光学影像传送装置所使用的诸如反射镜等的零件数减少了，将减少人工调治不同光路所需的各项成本。再者，就同一类被扫描物而言，其变换光学路径所用的可动反射镜减少了，因而可以减少机构的复杂度与调整成本，并能增进成像品质的精致度。

另外，由于对焦装置本身即可相对于光学影像传送装置移动，因而只要在移位装置的控制诸如马达等驱动装置的控制器中加入适当的参数与控制，即能利用现有的机构，运用各种自动对焦方法，微动该光程距离，而达成一更精细对焦的自动对焦目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方案对本发明做进一步的详细说明。

图1为习知光程变换装置处于其中一光程时的截面图；

图2为习知光程变换装置处于另一光程时的截面图；

图3为根据本发明的一较佳实施例而完成的光程变换装置的立体图；

图4为图3所示光程变换装置的部份立体分解示意图；

图5为图3所示光程变换装置通用反射稿时处于第一位置的截面示意图；

图6为图3所示光程变换装置通用反射稿时处于第二位置的截面示意图；

图7为图3所示光程变换装置通用穿透稿时处于第一位置的截面示意图；

图8为图3所示光程变换装置通用穿透稿时处于第二位置的截面示意图；

图9为根据本发明移位装置的另一实施例示意图。

具体实施方式

现参见图3至图9说明一根据本发明而完成的较佳实施例。其中，图3为根据本发明的一较佳实施例而成的光程变换装置的立体图；图4则为图3所示实施例的分解立体片断示意图。上述所举扫描装置一种具有两种可分别用以扫描反射稿与穿透稿的光路，且可以分别进行高/低解析度扫描的扫描器。

如该图3与图4所示，本发明的光程变换装置10大体上包含：一对焦装置20，其包含两种透镜21和22；一第一光学影像传送装置3，其包含有反射镜片32、33、34、36；一第二光学影像传送装置，其包含有反射镜片31、35；一第一载架1，其上固持该第一光学影像传送装置3的各式镜片；一第二载架2，其上固持该对焦装置20与该第二光学影像传送装置；一移位装置4包含一固定于第二载架2上的马达43、固定于马达轴上的小齿轮42、一固定于第一载架1上的齿条41、一连接于第一载架1上内有四槽的滑块44、以及一固定于第二载架2与该滑块44的凹槽相配合的导轨45。

该对焦装置20所含的对焦透镜21、22分别用以扫描高、低解析度，亦即对焦透镜21有一较小的人像面积，通用于高解析度扫描，而透镜22则有一较大的人像面积，适用于低解析度扫描，此外，基本上此两透镜的光轴大约相平行，人射面约略平行，且透镜21所含盖的入射影像面在透镜22所含盖的人射影像面当中。

该第一光学影像传送装置3中的反射镜片32、33、34以适当的角度被固定安装于该第一载架1的外壁上，而反射镜片36则在一控制器(图中未显示)的控制与驱动下，可活动地沿一固定于该第一载架1上的转轴37摆动于两种角度位置，且其中，反射镜片32、36供反射式地传送一扫描反射式文件所成的光学影像，而反射镜片33、34供反射式地传送一扫描穿透式文件所成的光学影像，该第二光学影像传送装置中的反射镜片31、35分别以适当的角度被固持在第二载架2的上下两侧，其中反射镜片31用以供接收一来自反射式文件所成光学影像，而反射镜片35用以供接收一来自穿透式文件所成光学影像。

该移位装置4中的小齿条41透过一横杆40固定于第一载架1上，且在第一载架1与第二载架2完成组装后，该小齿条41将被夹于一固定在第二载架2上的滚轮46与该固定于马达轴上的小齿轮42之间，且与该小齿轮42相啮合，进而当该第二载架2上的马达43在一控制器(图中未显示)的控制下，可选择性地正转或反转时，该小齿条41将带动该第一载架1向该第二载架2移动，或使其远离该第二载架2；进而使在该第一载架1上的第一光学影像传送装置3亦跟着靠近或远离该第二载架2上的对焦装置20。又，其中的马达43可为在一习知可应用的马达，例如步进直流马达。

其次，说明该光程变换装置10的光程变换情形。如图5、6、7、8所示，其中箭号表示光学影像的行进方向。图5表示一反射式文件在一高解析度扫描时的光路C与光程，其中，该第一载架1处于一第一位置P1，且一经光照射于一非透明状文件所产生的影像A入射至第二光学影像传送装置中的反射镜片31后，被反射至第一光学影像传送装置3其中之一的反射镜片32，再被反射至反射镜片36，进而入射至对焦透镜21，其中，其光程即相当于自文件影像A至透镜21间的距离，图6表示一反射式文件在一低解析度扫描时的光路C与光程，此时，该第一载架1被移位装置移至一第二位置P2，但是，如图所示，其光路与图5所示的光路C一样，只因为反射镜片31至32以及反射镜片36至透镜21间的距离不同于图5所示，而使此一光路的光程不同于图5所示光路C的光程。

图7表示一穿透式文件在一高解析度扫描时的光路D与光程，其中，该第一载架1处于一第一位置P1，且一经光照射于一透明状文件所产生的影像B入射至第二光学影像传送装置中的反射镜片35后，被反射至第一光学影像传送装置3其中之一的反射镜片34，再被反射至反射镜片33，进而入射至对焦透镜22，其中，其光程即相当于自文件影像B至透镜22间的距离。此外，如该图所示，在此种扫描模式中，该供反射式文件扫描模式用的反射镜片36被旋动至上方一不防碍光路D的位置，藉由这样的设计，使得对焦透镜的轴心不管是对于穿透式文件扫描模式或是反射式文件扫描文件都不用变动。

图8表示一反射式文件在一低解析度扫描时的光路D与光程，此时，该第一载架1被移位装置所移至一第二位置P2，但是，如图所示，其光路与图7所示的光路D一样，只因为反射镜片35至34以及反射镜片33至透镜22间的距离不同于图7所示，而使此一光路的光程不同于图7所示光路D的光程。

藉由以上所述光程变换装置，很显然地，若单针对反射式或是穿透式文件的扫描时(亦即不需要如上述实施例般利用一可动反射镜片36来使两光路C或D合并于同一透镜光轴时)，倘需要变换解析度的高低，将不必似习知技术般，需藉一可动反射镜片的旋动来改变光路进而改变光程，也由于这个关系，将使得本发明对于反射镜片的角度控制比习知更为精准。相对地，即使如上述实施例所述般合并反射式与穿透式两种扫描模式时，亦因为可动镜片的使用数较习知技术少，而能增进其整体的控制精度。

图9显示一根据本发明而成的移位装置的另一实施例，其中，为简略起见，仅显示一相当于前一实施例所述光程变换装置10的其中一例。如图所示，该移位装置4’包含一马达43’、一固定于马达轴上的齿轮42’、一透过轴承48’、而可转动地固定于第二载架2’上的滚珠螺杆41’以及一连接于第一载架1’上的螺帽44’，基本上，为求能够平衡且平滑移动，该第一与第二载架1’、2’的未显示于图中的另一侧，如前一实施例般仍设以滑块44与导轨45。在此一实施例中，亦是。前一实施例般，当藉由控制器(图中未显示)控制马达43’的转动时，将能带动第一载架1’，靠近或远离第二载架2’。

此外，由于本发明利用一移位装置4、4’，来改变被扫描影像入射至对焦透镜的光程，因而亦可以将控制器的控制内容与任一自动对焦方法相结合(自动对焦方法由于不在本案讨论范围，因而在此省略其说明，然此省略对熟于此技人士而言，应不影响本案实施)，以便在对移位装置中的马达进行一适当控制，使该第一载架1、1’移动至第一或第二位置之后，例用现成机构接着进行各种对焦方法所进行的控制与驱动，来进行细微调整，以获得最佳对焦状态。

另外，以上虽已例举一根据本发明的较佳实施例作说明，然而对于熟于此技人士而言，各种等效变换都在本发明的精神中。例如，在上述实施例中，对焦装置20虽以两个不同焦距的透镜举例说明，然而亦可以一可在两定位点间移动的变焦透镜来获得同样的效果。另外，在上述实施例中，虽然在第二载架2上设有第二光学影像传送装置(例如反射镜片31、35)，然而很明显地，亦可以使被扫描物的光学影像直接由第一光学影像传送装置3接收，经过一次变程之后即进入位于第二载架2上的对焦透镜20。

又，以上所举光路传送装置虽都以反射镜片为构成单元，然而明显地，亦可以利用具折射效果的透镜配以适当定位角度来取得特定光路，例如接收被扫描物的光学影像的镜片31或32即可利用棱镜并改变定位角度来达成。

再者，移位装置除了以上所举齿条齿轮的配合应用、滚珠螺杆的使用外，亦可以使用时规皮带与带轮的配合来达成第一载架移位。此外，在所述实施例中虽将马达设在第二载架上，然亦可以设在第一载架上，此外，只要该第一载架与第二载架有相对运动产生，亦可将马达设在一承载该第一与第二载架的总机架上，而单独对第一载架或第二载架进行移动控制。再者，配合习知任何定位点侦测装置，将更能使第一与第二载架到达特定精确位置。

Claims

1、一种光程变换装置，其特征在于：它包括用以接收一光学影像并加以对焦输出的对焦装置；一用以接收一来自受扫描物的光学影像的第一光学影像传送装置，并经反射后转出给该对焦装置，在该受扫描物与该对焦装置间形成一光程；用以至少固持该第一光学影像传送装置的第一载架；至少固持该对焦装置的第二载架；一移位装置使该第一与第二载架的相对位置处于至少一对应于第一光程的第一位置与一对应于第二光程的第二位置其中之一。

2、根据权利要求1所述的光程变换装置，其特征在于：该对焦装置包含至少两不同焦距的透镜。

3、根据权利要求1所述的光程变换装置，其特征在于：该对焦装置包含一可变换至少两种焦距的可变焦透镜。

4、根据权利要求1所述的光程变换装置，其特征在于：该第二载架还包含一第二光学影像传送装置，先接收来自该受扫描物的光学影像，再传给该第一光学影像传送装置。

5、根据权利要求1所述的光程变换装置，其特征在于：该第一光学影像传送装置包含一供传送一来自受扫描物的反射模式光学影像而产生第一传送路径的第一组光学元件，以及一供传送一来自受扫描物的穿透模式光学影像而产生第二传送路径的第二组光学元件。

6、根据权利要求5所述的光程变换装置，其特征在于：该第一组与第二组光学元件其中一组包含一可切换于第一与第二位置其中之一而选择性地使该反射模式光学影像或穿透式光学影像输入该对焦装置的可动镜片。

7、根据权利要求4所述的光程变换装置，其特征在于：该第二光学影像传送装置包含一用以接收一来自受扫描物的反射模式光学影像的第三组光学元件，与一用以接收一来自受扫描物的穿透模式光学影像的第四组光学元件。

8、根据权利要求1所述的光程变换装置，其特征在于：该移位装置还包含一自动对焦控制装置。