TW564631B - Optical path device of curved mirror - Google Patents

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564631 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（/ ) (一） 發明領域： 本發明係有關於-觀面鏡光程裝置，尤指—種設置於 光學掃描H纽具有曲面鏡之光程裝置，以調整光程裝置中 之總光程長度。 (二） 相關技藝的說明 按，-光學掃描器之運用原理主要係藉由一光程裝置將光 束轉折經綱成像’並利用一電荷輕合元件⑽轉換器）將 該成像之光訊號轉換成可供電腦記憶及處理之數位訊號，然 由於其成像所須之光程長度的限制，該光程裝置中必須藉由 數片反射鏡將該光做數次的反射後，才能有效地縮減其尺 寸。因此’於該光程裝置中，其反射鏡數量、大小及其相互 對應、配置的位置，將決定該光程裝置的光程路徑，並且同 時須配合鏡頭(LENS)的放大或縮小功能才能決定光瓣徑的 長度。 請參閱圖-所示，係為目前市面上可見之典型的平台式 光學掃描器立體結構示意圖。主要是在-掃描器1外殼u 之上側表面設有一原稿承載玻璃15以承放一反射式文件稿 10士藉由驅動裝置13帶動一光程裝置2在中空外殼η内 沿著導桿14方向進行雜運動，⑽機原稿承載玻璃12 上之反射式文件稿10的影像掃描工作。 "月參閱圖二，係為目前習用之平台式光學掃描器之中光 程路徑示意圖。該光程之路徑係被設計在光程裝置2中，光 源20與光程模組21與電荷耦合元件(CCD)22所構成。光程 ^ ^ Μ--------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 峰

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564631 五、發明說明（/ ) 模組212'包括有三片反射鏡211、212、213及一鏡頭214。 光源20之光透過原稿承載玻璃16照向反射式文件稿1〇，反 射式文件稿ίο經照射後將光依序反射至第一反射鏡°211、第 二反射鏡212以及第三反射鏡213，該第三反射鏡23再將光 線射向於一鏡頭214，從該鏡頭214聚合之光再射向於一電 荷輕合元件22。 如同上述之習用技術，以往應用在掃描器的光學系統 中，為使文件面能縮小成像於光電耦合元件上，利用到透鏡 的放大或縮小功能，而受限於鏡頭本身製造時的規格與物理 因素的限制，再加上掃描物本身大小尺寸的因素，因此都要 十足夠長度的光程程度才能使得掃描文件的影像能狗順利 在鏡頭上成像，因此若能從改變調整光程路徑著手改良，則 不啻為在本技術領域的一種創新突破。 (三）發明之簡要說明： 鐾於以上習用技術之缺失’本發明提出一種創新設計的 包括曲面鏡設計的光程裝置。本發明之主要目的，係在於提 供一種曲面鏡光程裝置，裝置於光學掃描器中之光程裝置， 藉由該曲面鏡在其光程路徑中與其他反射鏡或是光電耦合元 件之相互關係位置的適當配置，使得光程路徑長度因而可以 调整，使得在光程路徑中曲面鏡在不同的位置即有不同的光 程路徑長度，並且經由預先設計在適當位置以對文件與以掃 描，不會因為掃描文件的尺寸或者是光電耦合元件的本身而 受限。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝 -------訂— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 蜂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 564631 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _______B7 一 五、發明說明（\ ) 本發明包括有曲面鏡、光源、光程模組、聚光裝置以及 光電耦合元件。光程模組包括有包括有反射裝置以及聚光裝 置’反射裝置由複數個反射鏡組成，聚光裝置可為一透鏡。 光源提供掃描過程所需之光，反射鏡係依序反射由文件稿經 透明承載玻璃所反射之光，以達到一預定之反射光程長度， 透鏡則可接受由反射鏡所反射來之光並予以聚集成像，光電 耦合元件則接受由透鏡所聚集成像之光並轉換為電氣信號。 利用系統放大率與次系統放大率間之關係，使得曲面鏡 之光程以及光程模組之光程之設計中，曲面鏡與光程模組兩 者間之位置可決定系統放大率之值，也就是決定了總光程路 控長度。 在一個較佳實施例中，係將一凸面型曲面鏡設計在文件 稿與光程模組間以調整其間之光程長度。 在另一個較佳實施例中，係將一凹面型曲面鏡設計在文 件稿與光程模組間以調整其間之光程長度。 在另一個較佳實施例中，係將一凹面型或凸面型之曲面 鏡設計在光程模組與光電耦合元件間以調整其間之光程長 度。 又一個較佳實施例中，係分別將一凹面型或凸面型之曲 面鏡設計在文件稿與光程模組間以及光程模組與光電耦合元 件間’以調整其間之光程長度。 為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效，有更 進一步的瞭解與認同，茲配合圖式詳細說明如了 ： ""---一- Λ 本紙張尺度適用中國國家標準 規辂（21〇 χ 297公釐） -----------«裳--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 564631 A7 B7 五、發明説明（ (四）圖式之簡要說明： 圖一係為目前習用之平台式光學掃描器立體結構示意圖。 圖二係為目前習用之平台式光學掃描器之中光程路徑示意 圖。 圖三係為本發明之第一較佳實施例。 圖四係為本發明之第二較佳實施例。 圖五係為本發明之第三較佳實施例。 圖六係為本發明之第四較佳實施例。 圖七係為本發明之第五較佳實施例。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖式中之圖號說明： 1掃描器 10文件稿 11外殼 13驅動裝置 14滑桿 16承載玻璃 2、3光程裝置 20、 30光源 21、 31光程模組 211、212、213、311、312、313 反射鏡 214、314 透鏡 22、 32光電耦合元件 33、34、330、331、332、340、341 曲面鏡 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0乂2^7公釐） 564631 A7 五、發明說明（/) (五）本發明之詳細描述： 本發明係揭露一種曲面鏡光程裝置，設計於光學掃描器 之光程模組巾，齡在絲触巾之絲路徑之設計以調整 光程路徑之長度，並且藉由曲面鏡在不同光程位置的改變， 而使的光影像收斂或者是發散，進而調整整個光程路徑。本 發明的變化實施態樣豐富，其設計係在保有原來光程路徑反 射之功能外，提供了可以改變調整總光程路徑的技術，解決 習用技術無法突破的問題，並進而提高掃瞄影像之品質。 本發明之原理係運用對光程中對影像放大率（M)的設 計，對於反射鏡、鏡頭等對影像之反射以及聚像的放大率， 配合曲面鏡之位置來調整放大率，使得影像之反射、聚像、 光電轉換等能順利完成。一般文件掃描之放大率須考慮文件 面的大小（Wd)、光電耦合元件的感應單元(Cell)之大小

以及透鏡設計之繞射極限等，亦即可用下列式子表示之： 放大率所(像高）一价繁 尸(物距）H〇mm) 一~wT 其中Nc為光電耦合元件的感應單元(ceii)所使用之數 目，因此可將系統放大率(Msystem)以分離系統的方式來設計， 亦即可設計為：

Msystem=Ml*M2 木 M3*· · · Mn 其中η為分離系統的個數，也就是說可將一個主系統放 大率（Mw)設計成若干個分離的次系統放大率的乘積 (Ml相2*Μ3*· ·· Μη)，亦即在具有放大率的透鏡物件系統之 外，可找到其他的有放大率的次系統，而此次系統之放大率 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4須^格（21〇 X 297公爱 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 訂--- 考 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 564631 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（）〇 ) 是可以調整的，而調整次系統的放大率即可調整主系統的放 大率，進而決定整個光程路徑之設計。本發明所利用之曲面 鏡即可擔當具有調整放大率的m純，也就是可進而 凋整個主系統放大率之設計，並且藉由在不同位置的設置可 使曲面鏡發揮對光影像收斂（縮小）或者是發散(放大)之功 月匕’相對使得本發明曲面鏡之設計相當有彈性，如此即不受 限於鏡頭本身對光線繞射極限的限制，因此可設計為··

Msystem=M鏡頭帽曲面鏡 如此即可達成整個光學掃描器對影像之反射、聚像以及光電 轉換之光程路徑之調整。為方便說明以下實施例中將反射裝 置（包括複數個反射鏡）以及鏡頭視為一個次系統Μ鏡頭，亦即 假設複數個反射鏡以及鏡頭為一個光程模組，則此光程模組 即可跟曲面鏡搭配設計，不同放大率之光程模組即可搭配可 相應該光程模組的不同放大率之曲面鏡。 請參閱圖三，係為本發明之第一較佳實施例。本發明係 為一種曲面鏡光程裝置，藉由曲面鏡設計在掃描器之光程裝 置中，使得可調整證個掃描器光程裝置内光程路徑之長度， 光程裝置3包括有光源裝置（光源30)、光程模組31以及光 電耦合裝置（光電耦合元件32)，其中光程模組31包括有反 射裝置（由反射鏡311、312、313組成）以及聚光裝置(透鏡 314)。光源30，提供掃描過程所需之光，並將光線經由透明 承載玻璃16照射至一待測物(文件稿1〇);反射鏡311、312、 313係依序反射由文件稿1〇經透明承載玻璃16所反射之 光，以達到一預定之反射光程長度，透鏡314係為一種可聚 ----------------— 丨訂——丨！丨1 *11^- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺麟中國國家標準(CNS)A4規·格(21Q x 297 ) A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（/ ) ’可接受由該反射鏡313所反射來之光並 像之=轉件32則接受由透鏡314所聚集成 ;而本發明之特徵即在於在光程模組31與文件稿1〇間設 計曲面鏡33，或是在光程模組31與光電耗合元件32間設計 曲面鏡34，曲面鏡33或曲面鏡34哪一設計或者是兩者皆 取，如此即可符合前述有關系統放大率u鏡頭*Μ曲面鏡的 設計。將光程模組31設計為一個包含鏡頭314之次系統，曲 f鏡33或是曲面鏡34為另一個次系統(僅使用曲面鏡骀或 疋曲面鏡34其中一個時），則u光程模組相_33或U 光程模組相_34 ’在此之M絲倾即為前述之Μ綱。或者是將曲 面鏡33當成第一個次系統、曲面鏡34當成第二個次系統（曲 面鏡33以及曲面鏡34同β夺使用時)則Msystem=M光·顿曲_ *Μ曲錢34，在此之Μ 光程模組 即為前述之Μ鏡頭。 請參閱圖四，係為本發明之第二較佳實施例。如圖四所 示，本較佳實施例係將曲面鏡330設計在文件稿1〇與光程模 組31間，則從文件稿1〇向光程模組31方向所進行之光程 係會被收斂(縮小）至光程模組31之内，也就是說藉由曲面 鏡330可以在較短之光程長度内即可將文件稿1〇之影像照射 至光程模組31内，因此相對於不使用曲面鏡330時之光程長 度會縮短，也就是在文件稿1〇大小尺寸不變之下，曲面鏡 330可以調整文件稿10至光程模組31間之光程路徑長度， 而曲面鏡330係為一凸面型的曲面鏡（凸向於文件稿方 向）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規·格（210 X 297公釐） AVI ^--------^---------. (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 564631 A7 五、發明說明（y) 請參閱圖五，係為本發明之第三較佳實施例。如圖五所 示，本較佳實施大致與圖四所述者同，唯曲面鏡331係為一 凹面型的曲面鏡（凹向於文件稿1〇)，因此無論凸型曲面鏡或 凹型曲面鏡均可實施於本發明中，藉由改變該曲面鏡在光程 路徑中之位置，可相對改變該文件10與該光程模組之光程長 度。當然無論是圖四中之曲面鏡330或圖五中之曲面鏡331 之位置，視實際所需要之光程長度設計之。綜合圖三至圖五 之所述可歸納光程路徑係依下列順序進行光反射：光源裝置 (光源30)^待測物（文件稿10)—曲面鏡（曲面鏡33〇或曲面 鏡331)—反射裝置(反射鏡3n、312、313>^聚光裝置(鏡頭 314)—光電轉換裝置（光電偶合元件32)。 請參閱圖六，係為本發明之第四較佳實施例。如圖六所 示’本較佳實施例係將曲面鏡340設計在光程模組31與光電 耦合兀件32間，則從光程模組31向光電耦合元件32方向所 進行之光程係會被發散(放大）至光電耦合元件32,因此相 對於不使用曲面鏡340時之光程長度會縮短，也就是在光電 耦合元件32大小尺寸不變之下，曲面鏡34〇可以調整光程模 組31間至光電搞合元件32之光程路徑長度，也就是說藉由 曲面鏡340可以在較短之光程長度内即可將影像照射至光電 耦合元件32内，使得發散後之影像在該光電耦合元件犯進 行光電轉換’藉由改變該曲面鏡340在光程路徑中之位置， 可相對改變該光電耦合元件32與該光程模組si之光程長 度。而曲面鏡330係為-凸面型的曲面鏡或者是凸面型的曲 面鏡均可。綜合圖三與圖六之所述可歸納光程路徑係依下列 尺度適用中國國家標準（CNS)A4 (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 ----訂--- 564631 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（°| ) 順序進行光反射：光源裝置(光源30)~>待測物（文件稿1〇)^ 反射裝置(反射鏡311 ' 312、313>->聚光裝置(鏡頭314)—曲 面鏡（曲面鏡340)—光電轉換裝置（光電偶合元件32)。 請參閱圖七，係為本發明之第五較佳實施例。如圖五所 示，可將曲面鏡332分別設計在光程模組31與光電執合元件犯 間，以及將曲面鏡341設計在光程模組31與掃描文件1〇間，如 此設計可同時調整光程模組31與光電耦合元件32以及^程模 組31與知描文件10之距離，曲面鏡332則可對將影像予以收 斂，使掃描文件10之光影像予以收斂後反射至該光程模組31 内，而曲面鏡341可將來自於光程模組31之影像予以發散，使 付發政後之衫像在3光電_合元件32進行光電轉換。藉由改 變曲面鏡332、341在光程路徑t之位置，即可搭配設^彈性 的調整整個光程路徑，特別是可減少整個光程路經之長度， 進而使得光程裝置以及整個光學掃描器之體積都可減少，相 對節省成本，且對光學反射之效果有極大助益。綜合圖三與 圖七之所述可歸納光程路徑係依下列順序進行光反射：光源 裝置(光源30H寺測物（文件稿1〇)_曲面鏡（曲面鏡332)反射 裝置(反射鏡311' 312、313>-聚光裝置(鏡頭314卜曲面鏡(曲 面鏡341)—光電轉換裝置（光電偶合元件犯）。 本發明中所制的曲面鏡配合在絲裝置巾的位置以及 與光程模_之相互關係，即可達毅大率之調整與設計， 透過將曲面鏡放置在掃描文件與光程模組之間，可將掃描影 像放大進而驗掃描文倾光雜_距離；而透過將曲面 鏡設計在絲触與光賴合树間，可卿鄕雜小進 ‘k 尺l+_神（CNS)A4—---- --------------------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 564631

發明說明（【 而縮短光程模組盘朵齋 突破習用技躺元件之間距離，其間之巧思不僅 轉柄問題也提供了新功效之增進。 路徑確得知本剌可實際且有效地縮短光程 縮小以及ί低成本=編中之光_的体積、重量 的反射效n“具有制技術之魏外更提供良好 之增加，實為—兼^像品狀為提高，而有新實質功效 產ί上之利ΪΙ任何公開場合或韻上，耻本案深具 件，故及進步性，充份符合發明專利之要 時間惠予審查鮮_專利為禱。 娈貝允撥 — — — — —#裝------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 者- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 564631 C8 D8 六、申請專利範圍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1· 一種曲面鏡光程裝置，主要係設置於光學掃描器中，其勺 括有： 一光源裝置，提供所需之光，並將光照射至_待測物； 一光程模組，包括有： -反射裝置，包括有複數個反射鏡，各反射鏡係依序反 射由該待測物所反射之光，以達到一預定之光程長产· 一聚光裝置，接受由該反射裝置所反射來之光並予以^ 集成像；以及， -光電轉換裝置，接受由該聚光裝置所聚集成像之光並轉 換為電氣信號； 其特徵在於更包括至少一曲面鏡，該曲面鏡係設置於該 待測物與該絲模組之絲雜間，叫斂該待測物之 影像。 2. 如申請專利細第丨撕述之曲面鏡光程裝置，其中所述 曲面鏡係位於該制物與該反雜制，以收斂該待測物 之影像。 3. 如申μ專利範圍第1項所述之曲面鏡光程裝置，其中光程 路徑係依下咖序進行光反射1源裝置—制物—曲面 鏡〜反射裝置1絲置—狀轉換裝置。 4. 如申請專利範圍第丨項所狀曲面鏡光程裝置，其中所述 1光裝置為一透鏡。 5·如申明專利_第丨項所述之曲面鏡光程裝置，其中所述 光電轉換農置為-光電輕合元件。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線

   申請專利範圍 •如申請專職圍第1項所述之曲面鏡光 曲面鏡為凸面型曲面鏡。 裝置，八t所述 7. 如申請專利範圍第丨項所述之曲面 、 曲面鏡為凹面型曲面鏡。 、置’八中所述 8. 如申請專利範圍第丨項所述之曲面鏡光 改變該曲面鏡在光程路徑中之位 、-中精由 與該光程模組之光程長度。 可相對改變該待測物 =種曲面鏡光程裝置，主要係設置於光學掃描器中，其包 :=，：Γ光，並將一 ’包括有複數個反射鏡，各反射鏡係依序反 一=，待測物所反射之光，以達到—敢之光程長度，· 置’接受由該反難置所域來之歧予 集成像；以及， 一光電轉換裝置’接受由該聚光裝置所聚集成像之光並轉換 為電氣信號； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其^徵在於更包括至少一曲面鏡，該曲面鏡係設置於該反射 裝置與該光電轉換裝置之光程路徑間，以發散該制物之 影像。 10.如申請專利細第9項騎之曲面觀雜置，其中光程 路徑係依下列順序進行歧射：総裝置〜待測物—反射 裝置->聚光裝置—曲面鏡—光電轉換裝置。 11·如申請專利細第9項所述之曲面鏡絲裝置，其中所述 本紙張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210$297公羡） 4先裴置為一透鏡。 •:申睛專她15第9項所述之曲面鏡光程裝置，其中 先電轉換裝置為-光綠合元件。 •=申凊專利耗®第9項所述之曲面鏡光程裝置，其中所述 曲面鏡為凸面型曲面鏡。 U.如申請專利範圍第9項所述之曲面鏡光程裝置，其中所述 曲面鏡為凹面型曲面鏡。 15·如申請專利範圍第9項所述之曲面鏡光程裝置，其中藉由 改變该曲面鏡在光程路徑巾之位置，可相對改變該光電轉 換裝置與該光程模組之光程長度。 16· 一種曲面鏡絲裝置，主要係設置於光學掃描ϋ中，其包 括有： 、 一光源裝置’提供所需之光，並將統射至—制物； 一光程模組，包括有： 一反射裝置，包括有複數個反射鏡，各反射鏡係依序 反射由該待測物所反射之光，以達到一預定之光程 長度； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一聚光裝置，接受由該反射裝置所反射來之光並予以 聚集成像；以及， 一光電轉換裝置，接受由該聚光裝置所聚集成像之光並 轉換為電氣信號； 其特徵在於更包括至少兩個曲面鏡，一第一曲面鏡係設 置於該待測物與該光程模組之光程路徑間，以收斂該 待測物之影像，一第二曲面鏡係設置於該光程模組與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 564631 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 該光電轉換裝置之光程路徑間，以發散該待測物之影 像。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 17. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中光 程路徑係依下列順序進行光反射：光源裝置—待測物— 第一曲面鏡—反射裝置—聚光裝置—第二曲面鏡—光電 轉換裝置。 18. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中所 述聚光裝置為一透鏡。 19. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中所 述光電轉換裝置為一光電耦合元件。 20. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中所 述曲面鏡為凸面型曲面鏡。 21. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中所 述曲面鏡為凹面型曲面鏡。 22. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中藉 由改變該第二曲面鏡在光程路徑中之位置，可相對改變 該光電轉換裝置與該光程模組之光程長度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 23. 如申請專利範圍第16項所述之曲面鏡光程裝置，其中藉 由改變該第一曲面鏡在光程路徑中之位置，可相對改變 該待測物與該光程模組之光程長度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 15