CN2487037Y - 多分辨率扫描装置 - Google Patents

Abstract

一种多分辨率扫描装置,用以将代表扫描稿件后所产生的光学图像的图像信息进行处理,其包括:一图像信息产生暨光程变换系统,其由光源及接收图像信息并供反射行进的光线折叠装置构成,光线折叠装置由第一反射镜组及与第一反射镜组相对的第二反射镜组构成,且第一反射镜组与光源至少有一能移动的以改变光源与光线折叠装置的对应位置;一用以接收由光线折叠装置所传出的图像信息并反射图像信息的最终反射镜;一透镜模块,设置在最终反射镜所反射出的图像信息的光路中,以接收最终反射镜所传出的图像信息并进行聚焦;以及一用以接收由透镜模块聚焦的图像信息的光感测元件。

Description

多分辨率扫描装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用图像信息的总光程变化，而达到多分辨率目的的扫描装置。

背景技术

一般文件及底片的图像扫描，因所需扫描的范围以及所需的分辨率各不相同，故有专用的文件扫描器及底片扫描器，以提供各种不同分辨率的扫描需求。

但在一台扫描器上同时满足低分辨率与高分辨率的扫描需求，是目前产品的设计趋势，因此我国专利公告第342158号实用新型专利案、第391604号实用新型专利案，以及第368240号实用新型专利案，即揭露利用多组光感测元件与透镜组的配合，或利用不同光学路径的反射镜组与透镜组，配合遮罩对光线遮蔽以进行光路切换，而达到双分辨率的扫描效果。

以上双分辨率扫描装置的设计，需利用多组的光感测元件与透镜，将大幅度提高扫描器的制造成本；且扫描装置的分辨率受到光感测元件与透镜的数量限制，无法直接利用现有光感测元件及透镜的组数，更进一步地提高扫描的分辨率，因此对于目前扫描器分辨率日益增加的情况而言，此种利用多组光感测元件与透镜配合而构成的双(多)分辨率结构，根本赶不上目前的市场需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通过图像信息的总光程变化，而达到多分辨率扫描目的的扫描装置。

本实用新型的目是这样实现的，即提供一种多分辨率扫描装置，用以将代表扫描稿件后所产生的光学图像的图像信息进行处理，其包括有：一图像信息产生暨光程变换系统，其由一产生图像信息的扫描用光源及一接收图像信息并供反射行进的光线折叠装置所构成，其中所述光线折叠装置由一第一反射镜组及一与所述第一反射镜组相对的第二反射镜组所构成，且所述第一反射镜组与光源至少有一能移动的以改变光源与光线折叠装置的对应位置；一用以接收由光线折叠装置所传出的图像信息并反射所述图像信息的最终反射镜；一透镜模块，设置在最终反射镜所反射出的图像信息的光路中，以接收最终反射镜所传出的图像信息并进行聚焦；以及一用以接收由透镜模块聚焦的所述图像信息的光感测元件。

也就是说，改变图像信息的总光程的方式，是通过改变扫描用光源与供图像信息反射行进的光线折叠装置之间的相对位置而达成的；其包括可以通过改变光源位置，或改变光线折叠装置的位置，或同时改变光源及光线折叠装置的位置，由此使图像信息的行进总光程发生变化，本实用新型是利用调整总光程，以达到增大放大率M与分辨率的效果。本实用新型结构简单，并操作简便容易。

附图说明

图1为本实用新型的成像原理示意图；

图2为本实用新型第一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例的光程减少状态示意图之一；

图4为本实用新型第一实施例的光程减少状态示意图之二；

图5为本实用新型第二实施例的结构示意图；

图6为本实用新型第二实施例的光程减少状态示意图；

图7为本实用新型第三实施例的结构示意图；

图8为本实用新型第三实施例的光程减少状态示意图之一；

图9为本实用新型第三实施例的光程减少状态示意图之二；

图10为本实用新型第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，原稿1的图像信息是透过透镜3而聚焦至感测器2上。此时限定物距p，是指原稿1至透镜3之间的光程。限定像距q，是指透镜3至感测器2之间的光程。限定透镜3的焦距为f。则由光学成像原理可理解到下述公式：1/p+1/q＝1/f。其中，放大率限定为M＝q/p。总光程限定为T＝p+q。

由上可知，要提高放大率可通过缩短物距p而达成的。即可通过缩小总光程T而达成。

例如在缩短物距p的情况下，原稿4(如虚线所示)的图像信息，通过透镜3而聚焦至感测器2上。此时放大率即随着物距的缩短而增大。然而为了符合成像原理，在物距p改变后，原来的像距q也必须微调整成q＇，以达到良好的聚焦效果。

此时，物距由p变成p＇，且p＇＜p，而像距也由q变成q＇(该像距的变化可通过透镜与成像位置的距离变化而达成，且q＇近似于q)，并新形成的放大率M＇(＝q＇/p＇)将大于原先的放大率M(＝q/p)。

举例而言，假设原稿1为8英寸宽，而感测器2中具有9600个感测单元，则将8英寸宽的图像信息记录在9600个感测单元中，即可达到1200dpi的分辨率。若原稿4为4英寸宽，则将4英寸宽的图像信息记录在9600个感测单元中，即可达到2400dpi的效果。

本实用新型的主要原理即是利用调整总光程，以达到增大放大率M与分辨率的效果。其具体实施方式将说明于下。

以下将说明第一实施例的结构及图像信息的行进状态，请参阅图2所示，一图像信息产生暨光程变换系统10，包括有一光源11及一光线折叠装置12。

该光源11是用来扫描稿件13并由此产生图像信息14。其中该图像信息14是光源11的光线投射在稿件13后所产生的散射光线。

该光线折叠装置12包括有一个第一反射镜组15，及一个与该第一反射镜组15相对的第二反射镜组16。且在本实施例中的该第一反射镜组15与该第二反射镜组16均为一平面反射镜。

该光源11与该光线折叠装置12是可相对位移，由此改变彼此间的相对位置。例如将该光线折叠装置12的第一反射镜组15制设成可以移动，由此使该第一反射镜组15远离或接近光源11，而改变光线折叠装置12与光源11之间的相对位置。

而要移动该第一反射镜组15可通过齿轮，或连杆，或电磁阀、或马达，或其他等效驱动装置。但在此所称的驱动装置是一般技术故不再详细描述，且以下有关该第一反射镜组15的驱动方式与结构也不再赘述。

一最终反射镜17组设在光线折叠装置12的一侧，且使最终反射镜17的反射面18对应光线折叠装置12，由此接收由光线折叠装置12所传出的图像信息14，并将所接收的图像信息14反射传出。

一透镜模块19设置在最终反射镜17所反射传出的图像信息14的光路中，供接收该图像信息14并进行聚焦。

限定物距(p)为该图像信息14自稿件13处散射后，经光线折叠装置12与最终反射镜17，而至透镜模块19的光程。

一光感测元件21组设在穿过该透镜模块19的图像信息14的光路上，用以接收经透镜模块19聚焦的图像信息14。

限定像距(q)为该透镜模块19与该光感测元件21间的光程。该透镜模块19与该光感测元件21之间的相对距离，是可以通过马达，或电磁阀，或其他等效装置加以微调的，以达到改变像距的目的。

若该透镜模块19与光感测元件21之间的相对位置固定(即像距固定)，则该透镜模块19的焦距(f)应具备变焦作用。

第一实施例中移动第一反射镜组使光程减少。请再参阅图2所示，该图像信息14在光线折叠装置12的第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射6次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像于该光感测元件21上。

请参阅图3所示，在光源11固定的情况下，移动该第一反射镜组15使远离该光源11(即由虚线位置移动到实线位置)。此时由稿件13所散射传出的图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射了4次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像于该光感测元件21上。

请参阅图4所示，又在光源11固定的情况下，移动该第一反射镜组15使更远离该光源11(即由虚线位置移动到实线位置)。此时由稿件13所散射传出的图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射了2次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像于该光感测元件21上。

比较图2、图3及图4所示，可发现当该第一反射镜组15离光源11愈远，则图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间的反射次数就愈少。如此由图像信息14反射行进而形成的物距就愈小。而在物距明显变小，以及像距变化不大的条件下，透过移动第一反射镜组15远离该光源11，则能获得较大的放大倍率及分辨率。

当改变物距p使总光程p+q产生变化时，则需进一步微调该透镜模块19与该光感测元件21间的距离(即像距q)，或改变该透镜模块19的焦距f，由此可使图像信息14能符合成像原理(1/p+1/q＝1/f)的要求，而清楚地成像在光感测元件21上。而不论是像距的调整，或焦距的变化，均可随着物距改变的同时而自动调整完成。

再比较图2、图3及图4所示，各图中自该稿件13传出的图像信息14虽不相同，但由于光线在稿件13上产生散射而传出，所以在亮度允许的情况下，取用不同光学路径的图像信息14仍然可以获得清楚的扫描效果。而以下其他各实施例所说明的图像信息14的撷取情形，均与此相同故不再赘述。

以下描述第二实施例结构及图像信息的行进状态，请参阅图5所示，一图像信息产生暨光程变换系统10，其包括有一光源11及一光线折叠装置12。

该光源11用来扫描稿件13并由此产生图像信息14。其中该图像信息14是光源11的光线投射在稿件13后所产生的散射光线。

该光线折叠装置12包括有一第一反射镜组15，及一与该第一反射镜组15相对的第二反射镜组16。且在本实施例中的第一反射镜组15与该第二反射镜组16均为一平面反射镜。

移动该光源11与该光线折叠装置12来改变位置(由虚线位置变化实线位置)，例如将该光线折叠装置12的第一反射镜组15制设成可以移动，且该光源11也制设成可以移动。在设计上，该第一反射镜组15与光源11为可以固定在同一机座(未显示)上一起移动。据此，当同步移动该第一反射镜组15与该光源11，可使光源11相对远离或接近该第二反射镜组16，而该第一反射镜组15与该第二反射镜组16也产生对应位置的变化，由此达到改变光线折叠装置12与光源11之间的相对位置。

一最终反射镜17组设在光线折叠装置12的一侧，且使最终反射镜17的反射面18对应光线折叠装置12，以接收由光线折叠装置12所传出的图像信息14，并将所接收的图像信息14反射传出。

一透镜模块19设置在最终反射镜17所反射传出的图像信息14的光路中，供接收该图像信息14并进行聚焦。

限定物距(p)为该图像信息14自稿件13处散射后，经光线折叠装置12与最终反射镜17，而至透镜模块19的光程。

一光感测元件21组设在穿过该透镜模块19的图像信息14的光路上，用以接收经透镜模块19聚焦的图像信息14。

限定像距(q)为该透镜模块19与该光感测元件21间的光程。该透镜模块19与该光感测元件21之间的相对距离，是可以通过马达，或电磁阀，或其他等效装置加以微调的，由此达到改变像距的目的。

而若该透镜模块19与光感测元件21之间的相对位置固定(即像距固定)，则该透镜模块19的焦距(f)应具备变焦作用。

第二实施例中移动第一反射镜组与光源使光程减少。请再参阅图2所示，该光源11与该第一反射镜组15在最初位置上，该图像信息14在光线折叠装置12的第一反射镜组15与第二反射镜组16间反射了6次。

请再参阅图5所示，当光源11与第一反射镜组15依图式方向向左移动后(即由最初的虚线位置移动到实线位置)，该图像信息14在光线折叠装置12的第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射4次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像在该光感测元件21上。

请参阅图6所示，又移动该第一反射镜组15及光源11，使第一反射镜组15更远离第二反射镜组16，且该光源11更接近第二反射镜组16(即由虚线位置移动到实线位置)。此时因第一反射镜组15对应第二反射镜组16的面积变小，所以由稿件13所散射传出的图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射了2次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像于该光感测元件21上。

比较图2、图5及图6，发现该第一反射镜组15与光源11同步向左移动，将造成第一反射镜组15与第二反射镜组16的对应面积变小，而且图像信息14投射在第二反射镜组16的位置愈接近末端位置，因此图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间的反射次数就愈少。如此由图像信息14反射行进而形成的物距就愈小。而在物距明显变小以及像距变化不大的条件下，移动第一反射镜组15远离该第二反射镜组16，及移动该光源11接近第二反射镜组16，则能获得较大的放大倍率及分辨率。

当改变物距p使总光程p+q产生变化时，则需进一步微调该透镜模块19与该光感测元件21间的距离(即像距q)，或改变该透镜模块19的焦距f，由此可使图像信息14能符合成像原理(1/p+1/q＝1/f)的要求，而清楚地成像在光感测元件21上。而不论是像距的调整，或焦距的变化，均可随着物距改变的同时而自动调整完成。

以下说明第三实施例结构及图像信息的行进状态，请参阅图7所示，一图像信息产生暨光程变换系统10，是包括有一光源11及一光线折叠装置12。

该光源11用来扫描稿件13并由此产生图像信息14。其中该图像信息14是光源11的光线投射在稿件13后所产生的散射光线。

该光线折叠装置12包括有一个第一反射镜组15，及一个与该第一反射镜组15相对的第二反射镜组16。在本实施例中，该第一反射镜组15是由多个子反射镜22所组成，第二反射镜组16仍可以是一平面反射镜。

该光线折叠装置12可相对光源11而位移，由此改变彼此间的相对位置。例如将该光线折叠装置12的第一反射镜组15中的至少一个子反射镜22制设成可以移动，由此移动任一个可移动的子反射镜22以远离或接近光源11，则改变光线折叠装置12与光源1 1之间的相对位置。

一最终反射镜17组设在光线折叠装置12的一侧，且使最终反射镜17的反射面18对应光线折叠装置12，由此接收由光线折叠装置12所传出的图像信息14，并将所接收的图像信息14反射传出。

一透镜模块19设置在最终反射镜17所反射传出的图像信息14的光路中，供接收该图像信息14并进行聚焦。

限定物距(p)为该图像信息14自稿件13处散射后，经光线折叠装置12与最终反射镜组17，而至透镜模块19的光程。

一光感测元件21组设在穿过该透镜模块19的图像信息14的光路上，用以接收经透镜模块19聚焦的图像信息14。

限定像距(q)为该透镜模块19与该光感测元件21间的光程。而该透镜模块19与该光感测元件21之间的相对距离，是可以通过马达，或电磁阀，或其他等效装置加以微调的，以达到改变像距的目的。

而若该透镜模块19与光感测元件21之间的相对位置固定(即像距固定)，则该透镜模块19的焦距(f)应具备变焦作用。

第三实施例中移动任一子反射镜使光程减少。请再参阅图7所示，在光源11固定，且第一反射镜组15的各子反射镜22处于最初状态位置时，该图像信息14在光线折叠装置12的第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射6次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像在该光感测元件21上。

请再参阅图8所示，在光源11固定，而移动最右边的子反射镜22向左靠向相邻的子反射镜22，则该图像信息14的行进路径改变，在光线折叠装置12的第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射4次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像在该光感测元件21上。

请参阅图9所示，在光源11固定的情况下，移动该第一反射镜组15中最右边及中间的子反射镜22向左靠近相邻的子反射镜22，此时子反射镜22远离光源11(即由虚线位置移动到实线位置)能回避掉原先图像信息14。而由稿件13所散射传出到第二反射镜组16的图像信息14则在第一反射镜组15的子反射镜22与第二反射镜组16间共反射了2次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像在该光感测元件21上。

比较图7、图8及图9所示的，发现调整该第一反射镜组15的任一子反射镜22可以使图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间的反射次数就愈少，如此由图像信息14反射行进而形成的物距就会变小。而在物距明显变小以及像距变化不大的条件下，调整第一反射镜组15的任一子反射镜22相对光源11的位置，可改变光程而获得较大的放大倍率及分辨率。

当改变物距p使总光程p+q产生变化时，则需进一步微调该透镜模块19与该光感测元件21间的距离(即像距q)，或改变该透镜模块19的焦距f，由此可使图像信息14能符合成像原理(1/p+1/q＝1/f)的要求，而清楚地成像在光感测元件21上。而不论是像距的调整，或焦距的变化，均可随着物距改变的同时而自动调整完成。

以下将描述第四实施例结构及图像信息的行进状态，请参阅图7所示，一图像信息产生暨光程变换系统10，其包括有一光源11及一光线折叠装置12。

该光源11用来扫描稿件13并由此产生图像信息14。其中该图像信息14是光源11的光线投射在稿件13后所产生的散射光线。

该光线折叠装置12包括有一个第一反射镜组15，及一个与该第一反射镜组15相对的第二反射镜组16。本实施例中，该第一反射镜组15是由多个子反射镜22所组成，而该第二反射镜组16仍可以是一平面反射镜。

该光源11与该光线折叠装置12可位移改变位置。例如将该光线折叠装置12的第一反射镜组15中的子反射镜22制设成可以移动，且该光源11也制设成可以移动。在设计上，该第一反射镜组15的子反射镜22与光源11可以固定在同一机座(未显示)上一起移动。由此移动该第一反射镜组15中的任一子反射镜22与该光源11，可改变子反射镜22与第二反射镜组16的对应位置，而且光源11能远离或接近该第二反射镜组16，由此达到改变光线折叠装置12与光源11之间的相对位置。

一最终反射镜17组设在光线折叠装置12的一侧，且使最终反射镜17的反射面18对应光线折叠装置12，以接收由光线折叠装置12所传出的图像信息14，并将所接收的图像信息14反射传出。

一透镜模块19设置在最终反射镜17所反射传出的图像信息14的光路中，供接收该图像信息14并进行聚焦。

限定物距(p)为该图像信息14自稿件13处散射后，经光线折叠装置12与最终反射镜组17，而至透镜模块19的光程。

一光感测元件21组设在穿过该透镜模块19的图像信息14的光路上，用以接收经透镜模块19聚焦的图像信息14。

限定像距(q)为该透镜模块19与该光感测元件21间的光程。该透镜模块19与该光感测元件21之间的相对距离，是可以通过马达，或电磁阀，或其他等效装置加以微调的，以达到改变像距的目的。

若该透镜模块19与光感测元件21之间的相对位置固定(即像距固定)，则该透镜模块19的焦距(f)应具备变焦作用。

第四实施例中移动任一子反射镜与光源使光程减少。请再参阅图7所示，该图像信息14在光线折叠装置12的第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射6次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像于该光感测元件21上。

请参阅图10所示，移动该第一反射镜组15中的一子反射镜22以及移动光源11，使光源11接近第二反射镜组16，而最右边的子反射镜22向左靠向相邻的子反射镜22。此时由稿件13所散射传出的图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间共反射了4次，随后由最终反射镜17反射，且经透镜模块19而成像在该光感测元件21上。

比较图7及图10，发现该光源11接近第二反射镜组16，而第一反射镜组15的子反射镜22相靠时，图像信息14在第一反射镜组15与第二反射镜组16间的反射次数就减少。如此由图像信息14反射行进而形成的物距就愈小，而在物距明显变小及像距变化不大的条件下，移动第一反射镜组15的子反射镜22及移动该光源11，即能获得较大的放大倍率及分辨率。

当改变物距p使总光程p+q产生变化时，则需进一步微调该透镜模块19与该光感测元件21间的距离(即像距q)，或改变该透镜模块19的焦距f，以可使图像信息14能符合成像原理(1/p+1/q＝1/f)的要求，而清楚地成像在光感测元件21上。而不论是像距的调整，或焦距的变化，均可随着物距改变的同时而自动调整完成。

由上可知，本实用新型利用一光线折叠装置12来使图像信息14重复反射行进，并且利用移动光线折叠装置12中的第一反射镜组15，或移动光源11，或移动第一反射镜组15及光源11，来改变图像信息14的总光程，再配合透镜模块19与光感测元件21之间的像距变化，或是透镜模块19的焦距变化，以使图像信息14在光感测元件21上呈现出清楚、不同放大比例及分辨率的图像，由此显示本实用新型结构相当精简。

此外本实用新型操作时，使用者设定待扫描文件种类与分辨率后，由光源11与光线折叠装置12所组成的图像信息产生暨光程变换系统10即自动进行光源11与光线折叠装置的相对位置的调整，且该透镜模块19及光感测元件21也将自动调整出对应的像距与焦距，操作相当简便容易。

Claims (7)

1.一种多分辨率扫描装置，用以将代表扫描稿件后所产生的光学图像的图像信息进行处理，其特征在于，它包括有：一图像信息产生暨光程变换系统，其由一产生图像信息的扫描用光源及一接收图像信息并供反射行进的光线折叠装置所构成，其中所述光线折叠装置由一第一反射镜组及一与所述第一反射镜组相对的第二反射镜组所构成，且所述第一反射镜组与光源至少有一能移动的以改变光源与光线折叠装置的对应位置；一用以接收由光线折叠装置所传出的图像信息并反射所述图像信息的最终反射镜；一透镜模块，设置在最终反射镜所反射出的图像信息的光路中，以接收最终反射镜所传出的图像信息并进行聚焦；以及一用以接收由透镜模块聚焦的所述图像信息的光感测元件。

2.如权利要求1所述的多分辨率扫描装置，其特征在于，所述光线折叠装置的第一反射镜组及第二反射镜组，是均为一平面反射镜。

3.如权利要求1所述的多分辨率扫描装置，其特征在于，所述光线折叠装置的第一反射镜组与第二反射镜组中，至少有一反射镜组由多个子反射镜所构成。

4.如权利要求1所述的多分辨率扫描装置，其特征在于，所述图像信息产生暨光程变换系统的光源与第一反射镜组能一起移动。

5.如权利要求1所述的多分辨率扫描装置，其特征在于，所述图像信息产生暨光程变换系统的光源固定，而光线折叠装置的第一反射镜组能移动。

6.如权利要求1所述的多分辨率扫描装置，其特征在于，所述图像信息产生暨光程变换系统的光源固定，光线折叠装置的第一反射镜组由多个子反射镜组成，且其中任一个子反射镜能移动。

7.如权利要求1所述的多分辨率扫描装置，其特征在于，所述图像信息产生暨光程变换系统的光线折叠装置的第一反射镜组由多个子反射镜组成，且任一子反射镜能与光源一起移动。

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