CN2375974Y - 单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置 - Google Patents

Abstract

一种单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置,包含有若干个聚焦装置、光电转换模组和一个或多个、光方向改变装置,光方向改变装置位于若干个聚焦装置与光电转换模组之间,通过改变上述不同光学路径的若干个聚焦图像的行进方向,使其络续聚焦在光电转换模组上,从而利用较少的光电转换模组,制成高解析度的图像扫描装置,既降低装置成本,又提高解析度。

Description

单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置

本实用新型涉及一种光学装置，可应用于摄取一个被扫描物的光学图像的图像扫描装置，该图像扫描装置只具有一个光电转换模组，利用一个或若干个光方向改变装置，将被扫描物分成几个部分，使其络续进入该光电转换模组进行光电转换作用。

图1所示的是现在一般图像扫描器使用一组电荷耦合元件15、透镜组14以及反射镜13来作图像光电转换，故解析度越高时，电荷耦合元件的单元数(cells)也需越多，而因电荷耦合元件的成本在整个扫描装置成本中占有极大一部分，而且电荷耦合元件的成本与其单元数大约成平方比，因此，当电荷耦合元件的单元数增加时，整个扫描装置的成本也几乎成几何级数增加。

为解决上述问题，在已知的大尺寸图像扫描装置中，是将扫描的图像划分成如图2所示的多个部分，使每一部分所需的电荷耦合元件的单元数目不会太多，以避免成本太大。但因整体电荷耦合元件的单元数并未减少，整体扫描装置的成本也随电荷耦合元件的单元数成倍地增加，且这种作法有电荷耦合元件调整、对齐水平相连接等问题，也很难处理。

本实用新型的目的是提供一种单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，利用较少单元数(cells)的光电转换模组，来作高解析度用的图像扫描器，在同样单元数下，可提高儿倍的解析度，并依使用聚焦装置的数量来决定其提高解析度的倍数；且因其使用较少单元数的光电转换模组，可有效降低装置成本。

本实用新型是这样实现的：本实用新型是一种光学装置，其特征在于：其包含有：若干个聚焦装置，可将该被扫描物图像的不同部份的多个光学图像输入，经由该若干个聚焦装置，而产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出，每个聚焦装置都包含有一透镜组，该若干个聚焦装置的透镜组，彼此的放大率都相同，而光程不同；一光电转换模组，用于将上述不同光学路径的若干个聚焦装置输出的光学图像信号转换成电子信号；以及一光方向改变装置，位于该若干个聚焦装置与该光电转换模组之间，用于改变上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的行进方向，使其络续聚焦在该光电转换模组上。

该光方向改变装置可以是一反射镜，该反射镜可移动于上述不同光学路径之间，而将不同光学路径的若干个聚焦图像输出，络续反射聚焦在光电转换模组上。

该光方向改变装置也可以是若干个反射镜，其数目应等于上述不同光学路径的路径数目，并且分别位于上述不同光学路径的路径中，通过控制每一个反射镜的旋转，来控制上述不同光学路径中的聚焦图像输出在经过该若干个反射镜反射后的行进方向，而将上述不同光学路径中的若干个聚焦图像输出，络续反射聚焦在该光电转换模组上。

由于本实用新型通过将被扫描物图像划分为若干个部分，使其经由不同的光学路径进入光电转换装置之中，因此，上述不同的光学路径上的各个聚焦装置就必须具有与上述不同的光学路径相配合的不同光程的特性。

本实用新型的光学装置可设置于一图像扫描装置中，该被扫描物的光学图像输入，则由一文件放置于该图像扫描装置的一平台，而由一光源照射所产生，该光学装置只具有一光电转换模组，该光电转换模组可为一电荷耦合元件(CCD)，该电荷耦合元件可将输入的光电图像信号转换成电子信号。

上述利用光方向改变装置的移动或若干个光方向改变装置的旋转，使被扫描物的图像的若干部分，络续进入光电转换模组的工作方式，下面结合实施例进行具体说明。

本实用新型的重要特征是光学元件都不动，所以其解析度和光学品质可维持一定，使被扫描物分成二个、三个、四个范围的图像扫描，扫描其中一个范围的图像时，其他范围的图像用图像切换装置移动遮住，最后再将该若干个范围的图像合成。每一个范围的光学图像的光程不同，但是放大率相同。该图像切换装置可用机械式或电子式，也可安设在透镜前、透镜后或在分光镜之前均可。

下面结合附图，详细说明本实用新型的结构、特征。

图1是现在使用的图像扫描器的示意图。

图2是现在使用的若干个电荷耦合元件的大尺寸图像扫描器的示意图。

图3是本实用新型的第一较佳实施例。

图4是本实用新型的第二较佳实施例。

图5是本实用新型的第三较佳实施例。

图6是本实用新型的第四较佳实施例。

参见图3所示的本实用新型第一较佳实施例，其光学装置包含若干个聚焦装置331、332，可将该被扫描物图像的不同部分的若干个光学图像输入321、322，经由该若干个聚焦装置331、332，产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出351、352，每个聚焦装置皆包含有透镜组，该若干个聚焦装置331、332的透镜组，彼此的放大率相同，而光程不同；一光电转换模组36，用于将上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的光学图像信号络续转换成电子讯号；以及一光方向改变装置，该光方向改变装置位于若干个聚焦装置与光电转换模组之间，用于改变上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出351、352的行进方向，使其能够络续聚焦在该光电转换模组36上。

本实施例的光学装置，其若干个聚焦装置，可为二聚焦装置331、332，该二聚焦装置分别接收该被扫描物图像的第一部份光学图像输入321与第二部份光学图像输入322，进而分别产生不同光学路径的第一聚焦图像输出351与第二聚焦图像输出352。上述的反射镜34在第一时间移动至第一位置341，接收并改变第一聚焦图像输出351的行进方向，至光电转换模组36进行光电转换作用；而在第二时间移动至第二位置342，接收并改变第二聚焦图像输出352的行进方向至光电转换模组36进行光电转换作用。

本实施例的重要特征是第一部分光学图像与第二部分光学图像(即位置321和322处)的光程不同，但是放大率必须相同；其动作原理是：当反射镜34移至位置341处时，则光电转换模组36接收到第一部分光学图像，当反射镜34移至位置342处时，则光电转换模具36接收到第二部分光学图像，第二部分光学图像加上第一部分光学图像，形成文件的全图像。该方式不必用遮蔽罩来切换第二部分光学图像与第一部分光学图像，其效益是节省光电转换模组的单元数及成本，虽然本实施例必须增加一光方向改变装置和一聚焦装置，但是总体而言，仍便宜很多。

图4为本实用新型的第二较佳实施例，其光学装置包含：若干个聚焦装置431、432、433，可将被扫描物图像的不同部分的若干个光学图像输入421、422、423，经由若干个聚焦装置产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出451、452、453，每个聚焦装置都包含有透镜组，若干个聚焦装置431、432、433的透镜组，彼此的放大率皆相同，而光程不同；一光电转换模组46，可将上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的光学图像信号络续转换成电子信号；以及一光方向改变装置，位于若干个聚焦装置与光电转换模组之间，用于改变上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出451、452、453的行进方向，使其可以络续聚焦在该光电转换模组上。

本实施例的光学装置，其光方向改变装置包括一反射镜44，该反射镜44可移动在上述不同光学路径之间，而将不同光学路径的若干个聚焦图像输出451、452或453，络续反射聚焦在光电转换模组46上。

本实施例的光学装置，其若干个聚焦装置，可为三聚焦装置431、432、433，该三聚焦装置分别接收被扫描物图像的第一部份光学图像输入421、第二部份光学图像输入422与第三部份光学图像输入423，进而产生不同光学路径的第一聚焦图像输出461、第二聚焦图像输出452与第三聚焦图像输出453。上述的反射镜44在第一时间移动至第一位置组441，接收并改变第一聚焦图像输出451的行进方向至光电转换模组46进行光电转换作用，而在第二时间移动至第二位置442，接收并改变第二聚焦图像输出452的行进方向至光电转换模组46进行光电转换作用；再在第三时间移动至第三位置44，接收并改变第三聚焦图像输出453的行进方向至光电转换模组46进行光电转换作用。

本实施例的重要特征是第一部分光学图像与第二部分光学图像以及第三部分光学图像(即位置421、422、423处)的光程不同，但是放大率必须相同；其动作原理是：

图5为实用新型的第三较佳实施例，其光学装置包含：若干个聚焦装置531、532，可将被扫描物图像的不同部分的若干个光学图像输入521、522，经由该若干个聚焦装置531、532产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出551、552，每个聚焦装置都包含有一透镜组，若干个聚焦装置531、532的透镜组，彼此的放大率都相同，而光程不同；一光电转换模组56，可将上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的光学图像信号转换成电子信号；以及若干个光方向改变装置，位于若干个聚焦装置531、532与光电转换模组56之间，将不同光程的若干个聚焦图像输出551、552改变行进方向，络续聚焦在光电转换模组56上。

本实施例的光学装置，其光方向改变装置则包括有若干个反射镜541、542，其数目应等于上述不同光学路径的路径数目，且每一个反射镜位于上述不同光学路径的路径中，通过控制每一个反射镜的旋转，来控制上述不同光学路径中的聚焦图像输出551、552在经过若干个反射镜反射后的行进方向，从而将上述不同光学路径中的若干个聚焦图像输出，络续反射聚焦在光电转换模组56上。

本实施例的光学装置，其若干个聚焦装置为二聚焦装置531、532，该二聚焦装置分别接收被扫描物图像的第一部分光学图像输入521及第二部分光学图像输入522，进而分别产生不同光学路径的第一聚焦图像输出551与第二聚焦图像输出552，且若干个反射镜为二反射镜541、542，其中第一反射镜541在第一时间转动至第一角度θ，以接收并改变第一聚焦图像输出551的行进方向至光电转换模组56，以进行光电转换作用。而在第二时间，第一反射镜541转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第一聚焦图像输出551；第二反射镜542在第二时间转动至第一角度θ，以接收并改变第二聚焦图像输出552的行进方向，至光电转换模组，以进行光电转换作用，而在上述第一时间、第二反射镜542转动至原零度角度，使光电转换模组56接收不到第二聚焦图像输出552。

本实施例的重要特征是：第一部分光学图像以及第二部分光学图像(即位置521和522处)的光程不同，但是，放大率必须相同。其动作原理是：以反射镜541的旋转成θ角度并使反射镜542转成零角度，来反射第一部分光学图像进入光电转换模组56，或使反射镜541转成零角度，而以反射镜542转成θ角度来反射第二部分光学图像进入光电转换模组56，第一部分光学图像加上第二部分光学图像形成文件的全图像，该方式不必用遮蔽罩来切换第一部分光学图像及第二部分光学图像，其效益是节省光电转换模组的单元数与成本，虽然增加一光方向改变装置与一聚焦装置，但是，总体而言，仍便宜很多。

图6为本实用新型的第四较佳实施例，其光学装置包含：若干个聚焦装置631、632、633，可将被扫描物图像的不同部份的若干个光学图像输入621、622、623，经由该若干个聚焦装置631、632、633产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出651、652、653，每个聚焦装置都包含有透镜组，该若干个聚焦装置631、632、633的透镜组，彼此的放大率皆相同，而光程不同；一光电转换模组66，可将上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的光学图像信号络续转换成电子信号；以及一光方向改变装置，位于若干个聚焦装置631、632、633与光电转换模组66之间，用于改变上述不同光学路径若干个聚焦图像输出651、652、653的行进方向，使其络续聚焦于光电转换模组66上。

本实施例的光学装置，其光方向改变装置则包括有若干个反射镜641、642、643，其数目应等于上述不同光学路径的路径数目，且每一个反射镜位于上述不同光学路径的路径中，通过控制每一个反射镜的旋转，来控制上述不同光学路径中的聚焦图像输出651、652、653在经过若干个反射镜反射后的行进方向，从而将上述不同光学路径中的若干个聚焦图像输出，络续反射聚焦在光电转换模组56上。

本实施例的光学装置，其若干个聚焦装置为三聚焦装置631、632、633，该三聚焦装置分别接收被扫描物图像的第一部分光学图像输入621及第二部分光学图像输入522，与第三部分光学图像输入623进而分别产生不同光学路径的第一聚焦图像输出651与第二聚焦图像输出652，与第三部分光学图像输入653且若干个反射镜为二反射镜641、642、643，其中第一反射镜641在第一时间转动至第一角度θ，以接收并改变第一聚焦图像输出651的行进方向至光电转换模组56，以进行光电转换作用。而在第二时间与第三时间，第一反射镜641转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第一聚焦图像输出651；第二反射镜642在第二时间转动至第一角度θ，以接收并改变第二聚焦图像输出652的行进方向，至光电转换模组66，以进行光电转换作用，而在上述第一时间与第三时间、第二反射镜642转动至原零度角度，使光电转换模组66接收不到第二聚焦图像输出652。

本实施例的重要特征是：第一部分光学图像以及第二部分光学图像(即位置521和522处)的光程不同，但是，放大率必须相同。其动作原理是：以反射镜641的旋转成θ角度并使反射镜642、643转成零角度，来反射第一部分光学图像进入光电转换模组66，或使反射镜641、643转成零角度，而以反射镜642转成θ角度来反射第二部分光学图像进入光电转换模组66，第一部分光学图像加上第二部分光学图像加上第三部分光学图像形成文件的全图像，该方式不必用遮蔽罩来切换第一部分光学图像及第二部分光学图像与第三部分光学图像，其效益是节省光电转换模组的单元数与成本，虽然增加一光方向改变装置与一聚焦装置，但是，总体而言，仍便宜很多。

Claims (13)

1、一种单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：其包括有：若干个聚焦装置，可将该被扫描物图像的不同部份的若干个光学图像输入，经由该若干个聚焦装置，而产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出，每个聚焦装置都包含有透镜组，该若干个聚焦装置的透镜组，彼此的放大率都相同，而光程不同；一光电转换模组，用于将上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的光学图像信号转换成电子信号；以及一光方向改变装置，位于该若干个聚焦装置与该光电转换模组之间，用于改变上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的行进方向，使其络续聚焦在光电转换模组上。

2、如权利要求1所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该光方向改变装置包括一反射镜，该反射镜可移动于若干个聚焦装置所产生的不同光学路径之间，而将不同光学路径的若干个聚焦图像输出，络续反射聚焦在光电转换模组上。

3、如权利要求2所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个聚焦装置，可为二聚焦装置，该二聚焦装置分别接收该被扫描物图像的第一部份光学图像输入与第二部份光学图像输入，进而产生不同光学路径的第一聚焦图像输出与第二聚焦图像输出。

4、如权利要求3所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该反射镜在第一时间移动至第一位置，接收并改变第一聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组，而在第二时间移动至第二位置，第二聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组。

5、如权利要求2所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个聚焦装置，可为三聚焦装置，该三聚焦装置分别接收被扫描物图像的第一部份光学图像输入、第二部份光学图像输入与第三部份光学图像输入，从而分别产生不同光学路径的第一聚焦图像输出、第二聚焦图像输出与第三聚焦图像输出。

6、如权利要求5所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该反射镜在第一时间移动至第一位置，接收并改变第一聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组，并在第二时间移动至第二位置接收并改变第二聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组，再在第三时间移动至第三位置接收并改变第三聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组。

7、如权利要求2所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个聚焦装置，可为四聚焦装置，该四聚焦装置分别接收被扫描物图像的第一部份光学图像输入、第二部份光学图像输入、第三部份光学图像输入与第四部份光学图像输入，进而分别产生不同光学路径的第一聚焦图像输出、第二聚焦图像输出、第三聚焦图像输出与第四聚焦图像输出。

8、如权利要求7所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该反射镜在第一时间移动至第一位置，接收并改变第一聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组，而在第二时间移动至第二位置，接收并改变第二聚焦图像输出的行进方向至该光电转换模组，再在第三时间移动至第三位置，接收并改变第三聚焦图像输出的行进方向至光电转换模组，最后在第四时间移动至第四位置，接收并改变第四聚焦图像输出能的行进方向该光电转换模组。

9、一种单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，可应用于摄取被扫描物的光学图像的光学装置，其特征在于：其包含有：若干个聚焦装置，可将该被扫描物图像的不同部份的多个光学图像输入，经由该若干个聚焦装置，而产生不同光学路径的若干个聚焦图像输出，每个聚焦装置都包含有一透镜组，该若干个聚焦装置的透镜组，彼此的放大率都相同，而光程不同；一光电转换模组，用于将上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的光学图像信号络续转换成电子讯号；以及若干个光力向改变装置，位于若干个聚焦装置与光电转换模组之间，用于改变上述不同光学路径的若干个聚焦图像输出的行进方向，使其络续聚焦在光电转换模组上。

10、如权利要求9所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个光方向改变装置可为若干个反射镜，该若干个反射镜的数目等于上述不同光学路径的路径数目，并且分别位于上述不同光学路径的路径中。

11、如权利要求9所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个聚焦装置，可为二聚焦装置，该二聚焦装置分别接收被扫描物影像的第一部份光学影像输入与第二部份光学影像输入，进而分别产生不同光学路径的第一聚焦影像输出与第二聚停影像输出，且该若干个反射镜为二反射镜，其中第一反射镜在第一时间转动至第一角度，以接收并改变第一聚焦影像输出的行进方向，至该光电转换模组，而在第二时间内，该第一反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第一聚焦影像输出，第二反射镜则在第二时间转动至第一角度，以接收并改变第二聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在上述第一时间，第二反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第二聚焦影像输出。

12、如权利要求9所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个聚焦装置可为三聚焦装置，该二聚焦装置分别接收被扫描物影像的第一部份光学影像输入、第二部份光学影像输入与第三部份光学影像输入，进而分别产生不同光学路径的第一聚焦影像输出、第二聚焦影像输出与第三聚焦影像输出，且该若干个反射镜为三反射镜，其中第一反射镜在第一时间转动至第一角度，以接收并改变第一聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在第二时间与第三时间，第一反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第一聚焦影像输出，第二反射镜在第二时间转动至第一角度，以接收并改变该第二聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在上述第一时间与第三时间，第二反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第二聚焦影像输出，第三反射镜在第三时间转动至第一角度，以接收并改变第三聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在上述第一时间与第二时间，第三反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到该第三聚焦影像输出。

13、如权利要求9所述的单一光电转换模组多镜头高解析的光学装置，其特征在于：该若干个聚焦装置可为四聚焦装置，该四聚焦装置分别接收被扫描物影像的第一部份光学影像输入、第二部份光学影像输入、第三部份光学影像输入与第四部份光学影像输入，进而分别产生不同光学路径的第一聚焦影像输出与第四聚焦影像输出，且该若干个反射镜为四反射镜，其中第一反射镜在第一时间转动至第一角度，以接近并改变第一聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在第二时间、第三时间与第四时间，第一反射镜转至原零度角度，使光电转换模组接收不到第一聚停影像输出，第二反射镜在第二时间转动至第一角度，以接收并改变第二聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在上述第一时间、第三时间与第四时间，该第二反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接收不到第二聚焦影像输出，第三反射镜在第三时间转动至第一角度，以接收并改变第三聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模且，而在上述第一时间、第二时间与第四时间，第三反射镜转动原零度角度，使光电转换模组接收不到第三聚焦影像输出，第四反射镜在第四时间转动而第一角度，以接收并改变第四聚焦影像输出的行进方向，至光电转换模组，而在上述第一时间、第二时间与第三时间，第四反射镜转动至原零度角度，使光电转换模组接到不到第四聚焦影像输出。

Images