CN1345005A

CN1345005A - 可变解析度的光学扫描装置及方法

Info

Publication number: CN1345005A
Application number: CN 00124588
Authority: CN
Inventors: 黄志文
Original assignee: Transpacific IP Ltd
Current assignee: Transpacific IP Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-17

Abstract

一种可变解析度的光学扫描装置及方法,其是利用两个旋转盘分别在其内部设有不同规格的多个镜头(LENS),及多个电荷耦合器(CCD)等装置,再以一电机带动一传动杆,进行正、反转动作,并配合运用两个不同转动方向的单向轴承,而使传动杆上的两个单向轴承分别以不同方向来做一旋转,改变多个镜头与多个电荷耦合器的组合,来调整不同的解析度,该装置应用于一扫描器的内部时,用户可根据不同解析度的数据来调整扫描器,以获得一最清晰扫描效果的装置。

Description

可变解析度的光学扫描装置及方法

本发明涉及一种运用两个旋转盘上分别置有不同规格的多个镜头(LENS)及多个电荷耦合器(CCD)，藉由旋动两个旋转盘以改变镜头与电荷耦合器的组合，来调整不同的解析度，以符合用户在扫描数据时可设定选择不同的解析度。

人类发展光学科技也只不过是百余年的时光，从最初的矫正视力用的眼镜，并加以应用发展后，光学产品已多至琳琅满目，例如：望远镜、传统或数字的照相机、复印机、监视器及扫描器等等，而每一项的光学产品都带给人类生活莫大的便利，尤其是扫描器可将一些重要的图档或文字数据扫描入电脑中，再经编辑修改后可做一展示或简报的用途：大量减少资料的制作时间，以及绘图或缮打资料的不便，但是，扫描器解析度的精确与否决定该扫描器的优劣，然而传统的扫描器的光学系统的设计中，通常只应用单一镜头(LENS)及电荷耦合器(CCD)来做为摄取影像的组件，造成该扫描器只能对某一特定解析度做一扫描，才可获得较佳效果；而在实际的运用上受到诸多的限制，若用户欲扫描不同解析度的数据，势必藉由另一解析度规格的扫描器重新做一扫描而方可达成；从另一个角度来说，生产扫描器的厂商也必须制造出不同单一解析度规格的扫描器，来配合市场上的需要，而增加诸多不必要的开发成本。

本发明的目的是针对传统扫描器的光学对焦装置仅有一组，无法针对各种解析度的文件做一适当的扫描的传统扫描器的缺陷，而提供一种可变解析度的光学扫描装置。

本发明的另一目的是配合上述可变解析度的光学扫描装置而提供一种可变解析度的光学扫描方法。

本发明的光学扫描装置是这样实现的：其包括有下列的构件：一第一旋转盘，其内部设有多个不同焦距的镜头(LENS)；一第二旋转盘，其内部设有多个不同解析度的电荷耦合器(CCD)；一轴杆，其杆体穿置于第一旋转盘及第二旋转盘的中心处，以供两个旋转盘沿其外缘来做一旋转；一传动杆，藉由两个单向轴承以啮合于第一旋转盘及第二旋转盘的外缘，并驱使二者的转动，另以一齿轮啮合于电机的传动轮，以带动该传动杆的转动，以及；一电机，输入一电源后，藉由其前方延伸的一传动轮啮合一传动杆对应的齿轮，以驱动一传动杆做一顺、逆时针方向的转动；

在第一旋转盘及第二旋转盘的外缘都设置有多个齿部，供一传动杆的轴承做一啮合传动。

该轴杆的一端固定于扫描器的外壳的内壁。

该传动杆对应于第一旋转盘及第二旋转盘的轴承为相反方向的单向轴承。

该单向轴承的构成包括有：一外管，该外管的外缘设有多个齿部，恰可啮合于一旋转盘外缘的齿部上；其外管的内径凸置有多个的突刺；一滚动体，为一球体或者是圆柱体，而设置于相邻两个突刺之间；以及，一内管，该内管的外缘抵持于多个滚动体的一端，在滚动体卡掣于突刺时带动内管转动；而内管的内径则穿置有一轴杆。

该单向轴承为一单向传动装置，当传动方向为顺向时，单向轴承与传动杆之间相互卡掣而产生转动；另当传动方向为逆向时，单向轴承与传动杆之间呈一松脱状态，在传动时产生一空转现象，单向轴承即无法带动传动杆转动。

该可变解析度的光学扫描装置在置入一扫描器内部时，将其旋转九十度而与文件扫描面垂直，可有效节省扫描器内部的空间。

该可变解析度的光学扫描装置以垂直角度置入时，在其扫描的光学路径中加入一倾斜摆设的镜片来改变光学路径由水平方向反射至垂直方向。

该第一旋转盘的中心处设置有一单向轴承，第一旋转盘仅以单一方向来做转动。

该第二旋转盘的中心处设置有一单向轴承，第一旋转盘仅以单一方向来做转动。

本发明的可变解析度的光学扫描方法是这样实现的：其操作流程包括有：(a)提供一可变解析度的光学扫描装置，该装置包括有两个旋转盘，并在其上分别设有多个不同焦距的镜头及多个不同解析度的电荷耦合器，利用一电机旋转驱动两个旋转盘，以及一控制电机的控制单元；(b)输入选择一解析度值；(c)控制单元计算判断镜头与电荷耦合器的组合；(d)电机根据计算值驱动两个旋转盘至定位；(e)完成调整工作。

步骤(d)的执行结果若未调整至最佳解析度时，则跳回步骤(c)来执行镜头与电荷耦合器的组合的调整。

步骤(d)的执行结果必需达到最佳解析度，方可执行下一步骤。

本发明的特点是先在一扫描器的内部增设一组传动电机，并在该电机上装置一传动齿轿，用以驱动一传动杆做一转动，此传动杆上设置有两个单向轴承，两个单向轴承在正、逆向转动时，只有一单向轴承受力产生转动，又利用两个单向轴承啮合两个旋转盘周缘的齿部，该两个旋转盘以一轴杆穿设二者的中心处，且两个旋转盘框接于轴杆之处各设置有一单向轴承，而使两个旋转盘之间可以相反方向转动来做一相对位置的调整，该轴杆的另一端固定于扫描器的内壁面上，藉由电机的正、反转运动，两个旋转盘会以不同的转向(一顺时针方向、一逆时针方向)而做一转动，而两个旋转盘上分别置有多个镜头(LENS)及多个电荷耦合器(CCD)：藉由两个旋转盘不同方向的转动，以调整不同镜头与电荷耦合器的组合，即能改变扫描面以调整不同解析度的焦距，并可调整至一最佳的组合，以符合用户的需要。

较佳者，一旋转盘上设置有多个镜头(LENS)，各镜头拥有不同的鱼距，当一镜头藉由一旋转盘移至光学路径时，可与一固定电荷耦合器对应，以显示一特定的解析度。

较佳者，一旋转盘上设置有多个电荷耦合器(CCD)，各电荷耦合器具有不同的解析度，当一电荷耦合器藉由一旋转盘移至光学路径时，可与一固定镜头对应产生一最佳的解析度。

下面结合附图详细说明本发明的结构、特征和功效：

图1是本发明的组装结构的立体外观示意图；

图2是本发明的单向轴承的剖面正视示意图；

图3是本发明的第一旋转盘上设置有多个不同焦距的镜头的结构示意图；

图4是本发明的第二旋转盘上设置有多个不同解析度的电荷耦合器的结构示意图；

图5是本发明的可变解析度的光学扫描的操作流程示意图；

图6是本发明的另一实施例的立体外观示意图；

本发明是一种可变解析度的光学扫描装置及方法，是在一扫描器的内部设有第一旋转盘及第二旋转盘，并分别在两个旋转盘内部各设有不同规格的多个镜头(LENS)，及多个电荷耦合器(CCD)等装置，一电机以其前端的传动轮带动一传动杆进行正、反转运动，该传动杆上所设置两个单向轴承分别啮合于第一旋转盘及第二旋转盘的外缘齿部，并以相反转向来做一转动，且该两个单向轴承仅能容许电机以单一方向来做一驱动，不论电机是正转或者是逆转时，只有其中一单向轴承可被电机驱动进而产生转动，藉由电机以双向转动来分别改变多个镜头与多个电荷耦合器的组合来调整不同的解析度，用户可根据不同资料解析度的需要，调整扫描器的解析度变更装置，扫描器内部的电子电路便会计算应转动对应的镜头与电荷耦合器的位置，而驱动电机来做一调整。

请参阅图1所示的本发明的组装结构的立体外观示意图，其所构成的组件包括有：第一旋转盘1、第二旋转盘2、轴杆3、传动杆4及电机5等构件。其中：该第一旋转盘1，请再参阅图3，由图3可看出其内部设有多个不同焦距的镜头11a、11b、11c、11d，并呈一环状围绕排列状，且该第一旋转盘1的外缘凸设有多个第一齿部12，藉由该第一旋转盘1转动以调整一特定镜头至光学路径上。该第二旋转盘2，请参阅图4，由图4可看出其内部设有多个不同解析度的电荷耦合器21a、21b、21c、21d，也呈一环状围绕排列状，且此第二旋转盘的的外缘凸置有多个第二齿部22，藉由该第二旋转盘的转动以调整一特定电荷耦合器至光学路径上。该轴杆3，其一端固定在扫描器外壳内壁处，再将其杆体穿置于第一旋转盘1及第二旋转盘2的中心处，并在其中各设置有反向单向轴承(图中未示出)，以供两个旋转盘沿其外缘来做一旋转。该传动杆4，藉由两个单向轴承以啮合于第一旋转盘1及第二旋转盘2的外缘，并驱使二者的转动，其中啮合于第一旋转盘1及第二旋转盘2的单向轴承为转动方向恰为相反的单向轴承41a及41b，另以一齿轮42啮合于电机5前端的传动轮51。该电机5，输入一电源后，藉由其前方延伸的一齿轮51啮合一传动杆4对应的齿轮42，以驱动一传动杆4做一顺、逆时针方向的转动。

藉由上述组件的构成，当电机5接收扫描器内部电子控制电路所传递的指令以产生转动，而电机5前端的传动轮已带动啮合于一传动杆4的齿轮42，而使传动杆4以单一方向而转动，由于啮合于传动杆4的第一旋转盘1及第二旋转盘的的轴承为相反转向的单向轴承41a、41b，有关单向轴承41a、42b的详细结构，请参阅图2，图2是为本发明的单向轴承的剖面正视示意图，该单向轴承的结构为具有外管81、滚动体82及内管83，其中，该外管81与内管83之间具有多个滚动体82，在外管81的内壁处凸置有多个突刺812，各突刺的位置恰在两个滚动体82之间，若外管81外缘凸置的齿部811以逆时针方向驱动时，该滚动体82会顺沿突刺812的表面滚动而毫无阻碍，造成无法带动内管83做逆时针方向转动，而造成外管81以逆时针方向滚动且内管83不转动的空转状态；相反地，若外管81外缘的齿部811以顺时针方向驱动时，该滚动体82会被突刺812后缘凸壁所阻挡，因而可带动内管83做一顺时针方向的转动，以形成外管81及内管83同时被带动旋转的状态，由于两个单向轴承41a、41b的装置方向恰为相反，于是可驱动的方向也恰好为反向；当电机5以顺时钟方向带动第一旋转盘1转动时，第二旋转盘的便呈不动作的状态；另当电机5以逆时钟方向带动一第二旋转盘的转动时，第一旋转盘1便呈不动作的状态，换言之，电机5不论是正、逆方向转动时，仅能带动一旋转盘的转动。

上述的第一旋转盘1上设置有多个不同焦距的镜头11a、11b、11c、11d呈一环形排列方式，例如藉由第一旋转盘1的转动可将一镜头11a移至扫描器的光学路径上，可对应一预设于光学路径的电荷耦合器21a显示一特定的解析度，每次藉由旋动第一旋转盘1以改变不同的镜头11a、11b、11c、11d，搭配一固定的电荷耦合器21a，即可获得不同光学解析度的组合；而相对地，固定第一旋转盘1上的镜头11a，以电机5驱动第二旋转盘2上不同焦距特性的电荷耦合器21a、21b、21c、21d，也能获得不同光学解析度的组合，若搭配以电机5做一顺、逆向的转动，便能改变不同的镜头11a、11b、11c、11d与电荷耦合器21a、21b、21c、21d的组合，而使调整改变的解析度细微化，且具有一大调整范围，以供用户来做一运用。

请参阅图5，图5是本发明的可变解析度的光学扫描的操作流程示意图，首先该扫描器的用户根据资料不同来下达输入选择解析度值61，该数值输入扫描器内部的电子电路后，并由该控制单元计算判断镜头与电荷耦合器的组合62，由电路来驱动电机做一顺、逆向的转动，该电机根据计算值驱动两个旋转盘至定位63，而使正确解析度的镜头与电荷耦合器的组合被移动至一光学路径上，而光学扫描监测系统将判断此一组合是否为最佳的解析度64，结果若为否定时，则继续调整适当的镜头及电荷耦合器，继续执行步骤63，直到最佳组合为止，而完成一调整解析度的动作65，此动作可以自动执行，以达到自动调整解析度。

请再参阅图6，图6是本发明的另一实施例的立体外观示意图，由图中可清楚看出本发明在扫描器内部的位置可旋转九十度做一垂直摆置，而原扫描的光学路径可藉由一倾斜摆置镜片7(Mirror)的反射，仍可将扫描的影像投入镜头11及电荷耦合器21之中，本发明以此结构实施时较为符合扫描器内部空间的结构，且该结构与文件的扫描面呈一垂直状态，而可有效节省扫描器内部的空间。

Claims

1、一种可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：其包括有下列的构件：一第一旋转盘，其内部设有多个不同焦距的镜头(LENS)；一第二旋转盘，其内部设有多个不同解析度的电荷耦合器(CCD)；一轴杆，其杆体穿置于第一旋转盘及第二旋转盘的中心处，以供两个旋转盘沿其外缘来做一旋转；一传动杆，藉由两个单向轴承以啮合于第一旋转盘及第二旋转盘的外缘，并驱使二者的转动，另以一齿轮啮合于电机的传动轮，以带动该传动杆的转动；以及，一电机，输入一电源后，藉由其前方延伸的一传动轮啮合一传动杆对应的齿轮，以驱动一传动杆做一顺、逆时针方向的转动；

本发明的可变解析度的光学扫描方法是这样实现的

2、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：在第一旋转盘及第二旋转盘的外缘都设置有多个齿部，供一传动杆的轴承做一啮合传动。

3、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该轴杆的一端固定于扫描器的外壳的内壁。

4、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该传动杆对应于第一旋转盘及第二旋转盘的轴承为相反方向的单向轴承。

5、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该单向轴承的构成包括有：一外管，该外管的外缘设有多个齿部，恰可啮合于一旋转盘外缘的齿部上；其外管的内径凸置有多个的突刺；一滚动体，为一球体或者是圆柱体，而设置于相邻两个突刺之间；以及，一内管，该内管的外缘抵持于多个滚动体的一端，在滚动体卡掣于突刺时带动内管转动；而内管的内径则穿置有一轴杆。

6、如权利要求4所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该单向轴承为一单向传动装置，当传动方向为顺向时，单向轴承与传动杆之间相互卡掣而产生转动；另当传动方向为逆向时，单向轴承与传动杆之间呈一松脱状态，在传动时产生一空转现象，单向轴承即无法带动传动杆转动。

7、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该可变解析度的光学扫描装置在置入一扫描器内部时，将其旋转九十度而与文件扫描面垂直，可有效节省扫描器内部的空间。

8、如权利要求7所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该可变解析度的光学扫描装置以垂直角度置入时，在其扫描的光学路径中加入一倾斜摆设的镜片来改变光学路径由水平方向反射至垂直方向。

9、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该第一旋转盘的中心处设置有一单向轴承，第一旋转盘仅以单一方向来做转动。

10、如权利要求1所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：该第二旋转盘的中心处设置有一单向轴承，第一旋转盘仅以单一方向来做转动。

11、一种可变解析度的光学扫描方法，其特征在于：其操作流程包括有下列步骤：(a)提供一可变解析度的光学扫描装置，该装置包括有两个旋转盘，并在其上分别设有多个不同焦距的镜头及多个不同解析度的电荷耦合器，利用一电机旋转驱动两个旋转盘，以及一控制电机的控制单元；(b)输入选择一解析度值；(c)控制单元计算判断镜头与电荷耦合器的组合；(d)电机根据计算值驱动两个旋转盘至定位；(e)完成调整工作。

12、如权利要求11所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：步骤(d)的执行结果若未调整至最佳解析度时，则跳回步骤(c)来执行镜头与电荷耦合器的组合的调整。

13、如权利要求11所述的可变解析度的光学扫描装置，其特征在于：步骤(d)的执行结果必需达到最佳解析度，方可执行下一步骤。