CN1247993A - 多解析度影像读取装置 - Google Patents

Abstract

一种多解析度影像读取装置,包括:一反射镜组,由至少一个反射镜片组成,用以传递待读取资料的影像;至少二个镜头,与反射镜组配合,而产生不同路径的光信号;一感测装置,可将上述不同路径的光信号转换为电信号输出;至少一个光学输出平面;感测装置具有与前述镜头数目相等,且相互对应的感测元件,各镜头可将各个不同路径的光信号沿光学输出平面中之一而聚焦于感测元件上,感测元件将光信号转换为电信号输出。

Description

多解析度影像读取装置

本发明涉及一种多解析度影像读取装置，特别是指一种影像处理装置所使用的具有两种以上光学解析度读取功能，并且利用非镜头移动方式切换影像读取模式的多解析度影像读取装置。

一般影像读取装置的影像来源有文件、照片或幻灯片等。对于文件、照片或是幻灯片所适用的光学解析度及读取面积皆有不同。例如读取一般文件时，以210mm读取宽度及297mm读取长度(即A4尺寸)的读取面积与300DPI(dot per inch)的光学解析度进行影像读取最为合适；而当读取照片时，则以4英寸读取宽度及6英寸读取长度与600DPI的光学解析度的影像读读取模式最为合适；而当读取幻灯片或小面积的图片时，则必须进一步提高光学解析度为1200DPI，其影像放大后才不会显得粗糙，但只需要约24mm读取宽度及36mm读取长度的读取面积即可。

习用的影像读取装置，不论是馈纸式或是平台式，其通常是针对单一用途，提供固定的一种影像读取模式。例如市面上专供读取一般文件的影像读取装置大多具有A4尺寸的读取面积，并提供较低的光学解析度；而专供读取照片的影像读取装置则提供较小的读取面积，但却具有较高的光学解析度；而专供读取幻灯片的影像读取装置则只约有24mm×36mm的读取面积，但却具有最高的光学解析度。因此使用者在购买时，便需先考虑其用途，以决定采用何种形式的影像读取装置，且其如果有多种不同的需求时，便需分别购买不同形式的影像读取装置，因此造成使用者相当的不便。

为解决习用影像读取装置仅具有单一光学解析度的缺点，已有多解析度影像读取装置出现于市面上。例如台湾专利第0101266号的“多镜头切换机构”及台湾专利第0127094号的“扫描仪之多镜头切换装置”中，提出了一种具有多解析度的影像读取装置，该种影像读取装置具有多组不同光学解析度的镜头，以及单一的一个CCD(Charge Coupled Device)感测元件，并且利用机械方式移动上述镜头，使得不同光学解析度的镜头与CCD感测元件对应，而达到变换不同影像读取模式的目的。

然而习用的多解析度影像读取装置除了必须装置多组不同光学解析度的镜头外，尚须预留让镜头在切换光学解析度时的移动空间，以及另外装设驱动上述镜头的驱动机构和定位装置，因此使得习用多解析度影像读取装置的积体相当大；而且由于镜头为可移动式，因此其光学影像易受振动影响，使得可靠性降低且影像质量降低。

本发明的主要目的，在于提供一种可以有效缩小体积的多解析度影像读取装置。

本发明的另一目的，在于提供一种使用非机械移动镜头方式切换多种影像读取模式的多解析度影像读取装置。

为达到上述目的，本发明所采用如下技术手段：

本发明的一种多解析度影像读取装置，包括：

一反射镜组，由至少一个反射镜片组成，用以传递待读取资料的影像；

至少二个镜头，与反射镜组配合，而产生个不同路径的光信号；

一感测装置，可将上述不同路径的光信号转换为电信号输出；

至少一个光学输出平面；

其特征在于：

感测装置具有与前述镜头数目相等，且相互对应的感测元件，各镜头可将前述各个不同光信号沿前述光学输出平面中之一而聚焦于感测元件上，感测元件将光信号转换为电信号输出。

结合较佳实施例及附图详细说明如下：

附图说明：

图1：本发明的多解析度影像读取装置的第一实施例的侧剖面图。

图2：习用影像读取装置的侧剖面图。

图3：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于最低光学解析度状态下的俯视剖面图。

图4：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于最低光学解析度状态下的侧剖面图。

图5：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于次低光学解析度状态下的俯视剖面图。

图6：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于次低光学解析度状态下的侧剖面图。

图7：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于次高光学解析度状态下的俯视剖面图。

图8：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于次高光学解析度状态下的侧剖面图。

图9：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于最高光学解析度状态下的俯视剖面图。

图10：本发明的多解析度影像读取装置第一实施例于最高光学解析度状态下的侧剖面图。

图11、本发明的多解析度影像读取装置第二实施例的俯视剖面图。

图12：本发明的多解析度影像读取装置第三实施例于最低光学解析度状态下的俯视剖面图。

图13：本发明的多解析度影像读取装置第三实施例于最低光学解析度状态下的侧剖面图。

图14：本发明的多解析度影像读取装置第四实施例的侧剖面图。

图15：本发明的多解析度影像读取装置第五实施例的侧剖面图。

图16：本发明的多解析度影像读取装置的控制电路的方块示意图。

如图2所示，其为习用单一光学解析度影像读取装置的示意图；其主要包括：一个本体10，其顶面具有一个承载装置20，用以放置一个待读取资料21；及一个影像读取模组30，可沿与该承载装置20上所放置的待读取资料21的被读取面平行方向直线往复位移；及至少一个滑轨11，设置于本体10内部，以供架设影像读取模组30。

前述承载装置20包括一个透明板22，及一个可盖合于透明板22之上的压板23，用以将待读取资料21压平固定于透明板22之上。

前述影像读取模组30具有一个架体31，架体31内部装置有一反射镜组40，一镜头57，一感测元件67及一第一光源装置70。

前述反射镜组40由若干个不同的反射镜片所组成。

前述第一光源装置70可提供光线71照射于待读取资料21的表面，光线71经由待读取资料21的反射之后，经由反射镜组40传递至镜头57，再经由镜头57将光信号沿第一光学输出平面85而聚焦于感测元件67上，而使光信号转变为电信号输出。

如图1及图3至图10所示，其为本发明多解析度影像读取装置的第一实施例；其特点是影像读取模组30具有一个架体31，架体31内部装置有一反射镜组40，一镜头组50，一感测装置60及一第一光源装置70。

如图1所示，反射镜组40由若干个不同的反射镜片所组成。第一光源装置70可提供光线71照射于待读取资料21的表面，光线71经由待读取资料21的反射之后，再经由反射镜组40而传递至前述镜头组50。前述镜头组50由若干个不同光学解析度的镜头所组成，并且可以将其光信号沿光学输出平面聚焦于感测装置60上，而使光信号转变为电信号输出。

如图3至图10所示，本发明第一实施例可以提供四种不同光学解析度的影像读取模式。如图3所示，镜头组50中的镜头51、52、53和54装置于架体31上，且于不同光学解析度的影像读取模式下，所使用的镜头亦不相同。

同时，由于不同光学解析度的镜头采用不完全相同的光程或物像距离(光程是指由待读取资料的表面开始，经由反射镜片及镜头而到达影像感测元件的距离)，因此在不同光学解析度的影像读取模式下，利用反射镜组40中不同的反射镜片的组合而以不同的路径将待读取资料21的光学影像传递到镜头51、52、53、54，而形成若干个不同的光信号。

由于影像读取装置在使用时，大尺寸的待读取资料(例如文件、大面积图片)是以较低光学解析度进行读取，而需要以较高光学解析度读取的资料(如照片、底片)其面积较小；因此本发明第一实施例的镜头组50将光学解析度最低的镜头51安置于影像读取模组30的最中央位置，以使镜头51可以获得最大的资料读取宽度；因此如图1所示，当以最低光学解析度读取资料时，将待读取资料21放置在承载装置20的透明板22最中央位置。

同时，本发明将光学解析度次低、次高及最高的镜头52、53、54安排在镜头51的二侧边，且当以次低、次高及最高光学解析度读取资料时，待读取资料放置在承载装置20的二侧边的相对位置。

如图3至图10所示，本发明的反射镜组40具有若干个反射镜片41、42、43、44。

如图3及图4所示，其为本发明在最低光学解析度模式下的情形。在图4中所标示的虚线为由侧面观察的待读取资料21的光学影像在影像读取模组30内部传递的路径，而图3中所绘的虚线则是由影像读取模组30上方观察的最低光学解析度模式下的光学影像的传递路径。

当本发明在最低光学解析度模式下，待读取资料21的光学影像经由反射镜片41、42、43、44反射之后，将光线传入镜头51，再经由镜头51沿第一光学输出平面85而形成第一种光学解析度的光信号输出81。

而如图5及图6所示，当本发明在次低光学解析度模式下，待读取资料21的光学影像系经由反射镜片41、42、43、44反射之后，将光线传入镜头52，再经由镜头52沿第一光学输出平面85而形成第二种光学解析度的光信号82。

而如图7及图8所示，当本发明在次高光学解析度模式下，待读取资料21的光学影像是经由反射镜片41、42反射之后，将光线传入镜头53再经由镜头53沿第二光学输出平面86而形成第三种光学解析度的光信号83。

如图9及图10所示，当本发明在最高光学解析度模式下，待读取资料21的光学影像经由反射镜片41、42反射之后，将光线传入镜头54，再经由镜头54沿第二光学输出平面86而形成第四种光学解析度的光信号84。

由于本影像读取装置使用线形感测元件(Linear type ChargeCoupled Device)，故只能读取一条线的影像资料。为使本影像读取装置能读取一个面的影像资料，尚需使用一驱动装置(图中未示)来驱动待读取资料21移动(馈纸式影像读取装置)或是影像读取模组30移动(平台式影像读取装置)，以得到一个面的影像资料。但用以驱动待读取资料21移动或是影像读取模组30移动的驱动装置的动作必须配合各个镜头的光学解析度而加以调整，以使得待读取资料21或是影像读取模组30移动的距离可与各种光学解析度下的像素(Pixel)的距离配合(例如300DPI时，待读取资料移动或是影像读取模组移动距离应为1/300英寸)，因此本发明的镜头组50的镜头51、52、53、54的光学解析度亦可配合设计为采用简单整数比的比例(例如：400DPI、600DPI、1200DPI及2400DPI的比例，或是300DPI、600DPI、1200DPI及2400DPI的比例)，以简化驱动装置的控制。

本发明最主要的特征，在于感测装置60中具有四个分别与各个不同光学解析度的镜头51、52、53、54相互对应的感测元件61、62、63、64。实施例中所用的感测元件61、62、63、64为CCD耦合元件，可将前述光信号转换为电信号的输出。如图3至图10所示，感测元件61、62、63、64的位置分别与前述的镜头51、52、53、54相互对准，且只能够分别接收到与其对应的镜头所传递过来的光信号。因此藉由感测元件61、62、63、64与镜头51、52、53、54相互配合，便可将前述四种不同光学解析度模式下的光信号81、82、83、84转换为四种不同光学解析度模式下的电信号输出。

如图16所示，本发明的控制电路中，藉由一个多工器90控制上述感测元件61、62、63、64其中至少一个的电子信号输出传送到一个影像处理及控制单元91，再经由影像处理及控制单元91将处理过的电信号输出传送到电脑(或其它装置)92做后续的处理。另外控制电路中还包拓一个使用者介面单元93，以供使用者操控本多解析度影像读取装置及切换扫描模式，以及一个驱动系统94，用以驱动影像读取模组30或待读取资料21的移动。

上述多工器90的切换动作可以经由使用者从使用者介面单元93下达指令使多工器90产生切换的动作，亦可以从电脑92以软件控制的方式下达命令使多工器90产生切换的动作。此外本发明的控制电路设计亦可以将多工器更改成一切换开关，以供使用者直接以切换开关控制感测元件61、62、63、64的电信号输出的切换动作。

本发明中由于每一个不同光学解析度的镜头51、52、53、54分别具有一个对应的感测元件61、62、63、64；因此切换影像读取模式的时候，可以完全藉由电路控制的方式，使得四个感测元件61、62、63、64其中至少一个的电信号输出传送到影像处理及控制单元91，完全不必移动镜头组50，因此使得本发明的影像读取模式30内部不必预留镜头组50的移动空间，也不必装设驱动镜头组50的驱动装置及定位装置，因此使得影像读取模组30的构造简化，体积亦可缩小；而且因镜头51、52、53、54均为固定不动，故影像质量及可靠性均可提高。

如图11所示，其为本发明的第二实施例。第二实施例是将一个最高光学解析度的镜头51A安排于影像读取模组30的最中央位置，而将两个光学解析度较低的镜头52A、53A装置于镜头51A的二侧边位置。当影像读取装置进行资料读取时，可以利用最高光学解析度的镜头51A以较小读取宽度来读取资料，亦可利用镜头52A、53A的其中之一以较低光学解析度但较大读取宽度来读取资料。此外该实施例更可以使二镜头52A、53A具有相同的光学解析度并使读取宽度分别只有承载装置20的透明板22的一半宽度，而后将与镜头52A、53A对应的感测元件62A、63A所产生的电信号加以合并形成一个合成的电信号，而使二镜头52A、53A所读取的资料可以合并，因此可以得到最大的读取宽度。

如图12及13所示，其为本发明的第三实施例。第三实施例是将反射镜组40B(包括反射镜片41B、42B、43B)、镜头组50B(包括镜头51B、52B、53B、54B)及感测装置60B(包括61B、62B、63B、64B)做不同位置的安排，亦可达到多解析度影像资料读取的目的。图12及图13说明第三实施例以最低光学解析度读取待读取资料21时的情况。由第一光源70提供光线71照射于该待读取资料21的表面，光线71经由待读取资料21的反射之后，再经由前述反射镜组40B中的41B、42B及43B反射镜片而传递至前述镜头组50B中的镜头51B，再经由镜头51B沿第一光学输出平面85B将光信号聚焦于前述感测装置60B的感测元件61B上，而产生电信号输出。

如图14所示，其为本发明的第四实施例。第四实施例是将承载装置20的压板23更换为一个穿透稿光源模组25，穿透稿光源模组25内部装置有一个可以与影像读取模组30同步移动的第二光源装置72。第二光源装置72可以提供穿透光线73，穿透光线73可以穿透过一个放置在承载装置20的透明板22顶面的穿透稿件24，然后再经由反射镜组40及镜头组50将穿透稿件24的光学影像聚焦于感测装置60之上，而使穿透稿件24的影像资料被读取。

如图15所示，其为本发明的第五实施例。第五实施例与第四实施例不同之处，为穿透稿光源模组25中装置有一个固定的光板74，光板74的穿透光线75可穿透过穿透稿件24，而使穿透稿件24的影像资料被读取。

本发明与习用多解析度影像读取装置相比，具有如下效果：

结构简化，且影像读取模组的体积亦大大缩小，影像质量及可靠性亦可大大提高，而且使用的方便。

Claims (26)

1、一种多解析度影像读取装置，包括：

一反射镜组，由至少一个反射镜片组成，用以传递待读取资料的影像；

至少二个镜头，与反射镜组配合，而产生个不同路径的光信号；

一感测装置，可将上述不同路径的光信号转换为电信号输出；

至少一个光学输出平面；

其特征在于：

感测装置具有与前述镜头数目相等，且相互对应的感测元件，各镜头可将前述各个不同路径的光信号沿所述光学输出平面中之一而聚焦于感测元件上，感测元件将光信号转换为电信号输出。

2、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述镜头具有多种不同光学解析度，且将光学解析度最高者未于最中央位置。

3、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述镜头具有多种不同的光学解析度，光学解析度最低的镜头位于最中央位置。

4、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述镜头的光学解析度的比值，为简单整数比。

5、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，还包括至少一个第一光源，可提供一反射光源，照射于所述待读取资料的表面，而以反射方式将待读取资料的影像传递到所述反射镜片组。

6、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，还包括至少一个第二光源，可提供一穿透光源，以穿透过所述待读取资料的方式将待读取资料的影像传递到所述反射镜片组。

7、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，还包括一切换装置，以将所述感测元件中至少一个的电信号输出至一个影像处理单元，以供做后续处理。

8、根据权利要求7所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述影像处理单元将至少二个感测元件的电信号合并，而使得与所述至少二个感测元件对应的镜头的光信号合并成为一个组合影像的电信号输出。

9、根据权利要求7所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述切换装置为一设置于所述感测装置与影像处理单元之间的多工器。

10、根据权利要求9所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述多工器系以一控制开关来控制。

11、根据权利要求9所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述多工器以软件控制。

12、根据权利要求7所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述切换装置为一切换开关。

13、根据权利要求1所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述反射镜组、镜头及感测装置装置于一影像读取模组上，影像读取模组并可沿与所述待读取资料的被读取面平行方向直线往复位移。

14、根据权利要求13所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述镜头具有多种不同的光学解析度，光学解析度最高的镜头位于最中央位置。

15、根据权利要求13所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述镜头具有多种不同的光学解析度，光学解析度最低的镜头位于最中央位置。

16、根据权利要求13所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述镜头的光学解析度的比值，为简单整数比。

17、根据权利要求13所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述影像读取模组还包括至少一个第一光源，以提供一反射光源，照射于所述待读取资料表面，而以反射方式将待读取资料的影像传递到所述反射镜片组。

18、根据权利要求13所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，还包括至少一个第二光源，以提供一穿透光源，以穿透过所述待读取资料的方式将待读取资料的影像传递到所述反射镜片组。

19、根据权利要求18所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述第二光源为一个可以与所述影像读取模组同步移动的光源。

20、根据权利要求18所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述第二光源为一个光板。

21、根据权利要求13所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，还包括一切换装置，以将所述感测元件中至少一个的电信号输出至所述影像处理单元，以供做后续处理。

22、根据权利要求21所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述影像处理单元将至少二个感测元件的电信号输出合并，而使得与所述至少二个感测元件对应的镜头的光信号合并成为一个组合影像的电信号输出。

23、根据权利要求21所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述切换装置为一设置于所述感测装置与影像处理单元之间的多工器。

24、根据权利要求23所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述多工器以一控制开关来控制。

25、根据权利要求23所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述多工器以软件来控制。

26、根据权利要求21所述的多解析度影像读取装置，其特征在于，所述切换装置为一切换开关。

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