TWI439949B - 影像掃描裝置 - Google Patents

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Description

影像掃描裝置
本發明涉及影像掃描技術，特別涉及一種影像掃描裝置。
隨著電子設備之應用愈來愈多，掃描裝置對一般個人電腦使用者或者公司來說，已係不可缺少之外圍設備。掃描裝置係一種提取圖像之裝置，用以掃描照片、文字與圖形等，並將其轉換為電腦可顯示、編輯、儲存與輸出之數位格式。
然而，傳統之掃描裝置係採用一移動之線性光源將光線投射至待掃描文檔之圖像上，然後經該行圖像反射回之光線經過光學元件之作用後，再投射至一線陣影像感測器，於線性光源之不斷移動之過程中，實現對整個待掃描文檔之圖像之擷取。惟，由於傳統之掃描裝置係藉由對文檔之逐行掃描以完成對圖像之擷取，從而使得掃描速度較慢，當有大量文檔需要掃描時，就會浪費大量時間。並且，由於線性光源不斷移動，其投射到待掃描文檔之圖像之光強度可能不均勻，從而導致影像掃描之均勻性下降，掃描之文檔資料失真，使得掃描清晰度下降。
有鑑於此，提供一種可有效提高影像掃描速度，提高影像掃描清晰度之影像掃描裝置實屬必要。
下面將以具體實施例說明一種影像掃描裝置。
一種影像掃描裝置，包括外殼、透明出光板、至少兩導光板、分別與該至少兩導光板相配合之至少兩點光源、以及面陣影像感測器。該外殼具有底板以及與該底板相對之開口區域。該透明出光板嵌設於該開口區域。每一導光板具有入光面與出光面，該入光面與點光源相對以接收點光源發出之光，該出光面面向該透明出光板以將光投射到該透明出光板。該面陣影像感測器設置於該底板，該面陣影像感測器具有與該透明出光板平行相對之感測表面，該感測表面用於接收放置於透明出光板之待掃描文檔反射之光線。該至少兩導光板對稱設置於該面陣影像感測器之周圍。
一種影像掃描裝置，包括外殼、透明出光板、至少兩透明導光體、分別與該至少兩透明導光體相配合之至少兩點光源、以及面陣影像感測器。該外殼具有底板以及與該底板相對之開口區域。該透明出光板嵌設於該開口區域且平行於該底板。每一透明導光體具有出光面，該出光面面向該透明出光板以將光投射到該透明出光板。該面陣影像感測器設置於該底板，該面陣影像感測器具有與該透明出光板平行相對之感測表面，該感測表面用於接收放置於透明出光板之待掃描文檔反射之光線。該至少兩透明導光體對稱設置於該面陣影像感測器之周圍。
相較於現有技術，本技術方案之影像掃描裝置利用導光板或透明導光體將點光源發出之光轉換為面光源並投射到透明出光板以照亮放置於透明出光板之待掃描文檔，然後利用面陣影像感測器之感測表面接收放置於透明出光板之掃描文檔反射之光線從而一次性完成文檔之掃描，提高影像掃描速度。並且，一方面，由於該導光板或透明導光體可出射較為均勻之光，使得投射到待掃描文檔之圖像之光強度較均勻，提高影像掃描之均勻性，同時提高掃描文檔之清晰度。
下面將結合附圖與實施例對本技術方案之影像掃描裝置作進一步詳細說明。
請參閱圖1-2，本技術方案第一實施例提供之影像掃描裝置100，包括外殼10、透明出光板20、至少兩導光板30、分別與該至少兩導光板30相匹配之至少兩點光源40、以及面陣影像感測器50。該外殼10具有底板14以及與該底板14相對之開口區域12。該透明出光板20嵌設於該開口區域12。每一導光板30具有入光面302與出光面304。該入光面302與點光源40相對以接收點光源40發出之光。該出光面304面向該透明出光板20以將光投射到該透明出光板20。該面陣影像感測器50設置於該底板14。該面陣影像感測器50具有與該透明出光板20平行相對之感測表面502。該感測表面502用於接收放置於透明出光板20之待掃描文檔60反射之光線。該至少兩導光板30對稱設置於該面陣影像感測器50周圍。
具體地，該外殼10還具有連接於該底板14之側板16。該底板14具有與開口區域12相對之底面142。該側板16具有與該底面142相連接之側面162。本實施例中，該底面142為長方形，該底板14之四周分別連接有一側板16。該側板16之側面162可具有光反射作用。該側板16可藉由於其側面162塗布一層光反射材料，或者直接採用光反射板製作形成該側板16，從而使得該側板16之側面162可反射光線。
該透明出光板20平行於該底板14。該透明出光板20具有相對之第一表面21與第二表面22。該第一表面21與該底面142相對。該第二表面22用於放置待掃描文檔60。本實施例中，透明出光板20之於底板14之正投影位於底板14之中心區域。透明出光板20可採用透光玻璃、塑膠等透光材料製作形成。優選地，透明出光板20為具有防眩光鍍膜之玻璃或塑膠。
每一導光板30均具有相對之第一端31與第二端32。導光板30之第一端31固定於底板14上。導光板30之第二端32之端面為入光面302，與該入光面302相鄰接之且面向透明出光板20之一面為出光面304。該出光面304與該底面142相接。該出光面304與該底面142之夾角為銳角。該導光板30還具有與該出光面304相對之底表面306。該底表面306設置有網點或其他微結構以根據實際需要控制導光板30之出光面304上某一區域之出光強度，從而使得自該兩導光板30出射之光投射到透明出光板20之合成光強度更加均勻，提高影像掃描之均勻性。本實施例中，影像掃描裝置100設置有兩導光板30。該兩導光板30關於該底面142之中心對稱設置。
該至少兩點光源40與該至少兩導光板30相配合。本實施例中，影像掃描裝置100具有兩點光源40。該兩點光源40分別與兩導光板30之入光面302相對。此時，該兩點光源40可分別固定於該外殼10與對應之導光板30之入光面302相對之側板16上。優選地，該兩點光源40還可分別配置一反射罩42，從而使得點光源40發出之光更好地入射到導光板30中。該點光源40可為發光二極體點光源。
該面陣影像感測器50之感測面積範圍與透明出光板20之面積大小相匹配，即該面陣影像感測器50可一次性完整接收放置於透明出光板20之待掃描文檔60反射之光線，然後將該光學信號轉換為電學信號以獲得待掃描文檔60之圖像或文字資訊，即完成文檔之掃描工作，從而提高掃描之速度。最後，該面陣影像感測器50只需將該電學信號輸出到外部終端（例如電腦），該外部終端於利用圖像處理軟體即可還原得到文檔之圖像或文字。本實施例中，該面陣影像感測器50之感測表面502之面積與該透明出光板20之第一表面21之面積之比為1：30。
本實施例中，該面陣影像感測器50之感測表面502到該透明出光板20之距離小於或等於該導光板30之出光面304到該透明出光板20之最短距離。由於面陣影像感測器50之感測表面502低於導光板30之出光面，因此自該導光板30之出光面304出射之光線不會直接照射於該感測表面502上，防止自該出光面304出射之光線照於感測表面502上而產生雜光，避免該雜光干擾面陣影像感測器50對待掃描文檔60反射之光線之準確接收，提高文檔掃描之清晰度。
請參閱圖3-4，本技術方案第二實施例提供之影像掃描裝置200與第一實施例提供之影像掃描裝置100大致相同，其不同之處在於，該影像掃描裝置200之導光板230之第一端231固定於底板214，導光板230之第二端232固定於側板216。該導光板230與出光面2304相背之底面即為入光面2302。該點光源240與該入光面2302相對設置，以使點光源240發出之光能夠從該入光面2302入射。該點光源240設置之方式可增加導光板230之出光面2304之面積，使得投射到透明出光板220之光更均勻。
請參閱圖5-6，本技術方案第三實施例提供之影像掃描裝置300與第一實施例提供之影像掃描裝置100大致相同，其不同之處在於，該影像掃描裝置300之導光板330設置於外殼310之底板314上。該導光板330之出光面3304與該底板314之底面3142平行。該導光板330之入光面3302與出光面3304相鄰設置且與外殼310之一側板316相鄰。該點光源340設置固定於該側板316與該入光面3302相對之位置。本實施例中，點光源340之數量為四個，每一導光板330之入光面3302一側對應設置兩點光源340。優選地，該底板314與該導光板330之間具有反射層。此時，由於導光板330之出光面3304與透明出光板320平行，從而導光板330投射到透明出光板320之光之強度一致，提高文檔掃描之均勻性。並且，該種導光板330及點光源340之設置方式可方便影像掃描裝置300之組裝。
請參閱圖7-8，本技術方案第四實施例提供之影像掃描裝置400與第一實施例提供之影像掃描裝置100大致相同，其不同之處在於，該影像掃描裝置400之導光板430之第一端431與面陣影像感測器450相連接，導光板430之第二端432與側板416相對。該點光源440分別固定至對應之側板416且與該第二端432之入光面4302相對。該導光板430上連接該第一端431與第二端432之第三端433、第四端434分別固定至另兩側之側板416。該導光板430之出光面4304與該面陣影像感測器450之感測表面4502共面。該種導光板330之設置方式可使導光板430更接近透明出光板420，導光板330投射到透明出光板320之光之強度更高，提高文檔掃描之清晰度。
請參閱圖9-10，本技術方案第五實施例提供之影像掃描裝置500與第一實施例提供之影像掃描裝置100大致相同，其不同之處在於，該影像掃描裝置500包括四個導光板530。該外殼510之外輪廓為長方體。該四個導光板530分別設置於該外殼510之底板514與側板516相交之四角。每一導光板530與相鄰之兩個側板516以及底板514圍成三棱錐空間。該導光板530之出光面5304為三角形。該四個導光板530之出光面5304到該透明出光板520之中心之距離相等。該四個點光源540分別與對應之導光板530之入光面相對設置。
請參閱圖11-12，本技術方案第六實施例提供之影像掃描裝置600與第一實施例提供之影像掃描裝置100大致相同，其不同之處在於，該影像掃描裝置600包括四個導光板630。該四個導光板630之第一端631分別與面陣影像感測器650之四周相連接，該四個導光板630之第二端632與四個側板616相對。該點光源640分別固定至對應之側板616且與該第二端632之入光面6302相對。該四個導光板630之出光面6304均與該面陣影像感測器650之感測表面6502共面。該面陣影像感測器650之感測表面6502之四周分別與四個導光板630之出光面6304相接，透明出光板620除與面陣影像感測器650相對之區域外基本上都與導光板630之出光面6304相對。由於該面陣影像感測器650與透明出光板620相對之區域之面積與整個透明出光板620之表面積相比較小，從而透明出光板620與面陣影像感測器650相對之區域可有效被周圍之導光板630照亮，不會形成明顯之暗區，從而提高文檔掃描之清晰度。
此外，由於本技術方案之主要目的之一在於為影像掃描裝置提供面光源以可均勻照亮放置待掃描文檔之透明出光板，因此，本技術方案之導光板亦可採用透明導光體替代，點光源發出之光通過透明導光體後轉換成面光源並投射到透明出光板。
請參閱圖13，本技術方案第七實施例提供之影像掃描裝置700與第一、第二實施例中之影像掃描裝置100、200大致相同，其不同之處在於，於第一、第二實施例中之導光板與外殼之底板及側板圍成之空間中填充透明導光材料形成至少兩透明導光體730。該至少兩透明導光體730對稱設置於面陣影像感測器750之周圍。該透明導光體730之出光面7304面向透明出光板以將光線投射到透明出光板720。該至少兩點光源740分別嵌設於該至少兩透明導光體730內。每一點光源740設置於底板714且與側板716相鄰。每一點光源740發出之光經過透明導光體730之折射後自出光面7304出射。優選地，該出光面7304上可設置棱鏡結構，以使自該出光面7304出射之光可較為均為地投射到透明出光板720。
另外，對於第三實施例中之情況，可於該導光板對應之位置上設置透明導光體。
對於第四、第五、第六實施例中之情況，可於導光板與外殼之底板及側板圍成之空間中填充透明導光材料形成透明導光體。對應於第四、第六實施例設置透明導光體之情形，點光源設置於該殼體之底板，該點光源發出之光線穿過該透明導光體投射到透明出光板。對應於第五實施例設置透明導光體之情形，點光源設置於該殼體之底板與側板相交之四角位置上，該點光源發出之光線穿過該透明導光體投射到透明出光板。
此外，對應於每一導光板或透明導光體之入光面或入光一側上亦可設置多個點光源，從而可以為導光板或透明導光體提供足夠之光線，使得自導光板或透明導光體之出光面出射之光線足夠照亮待掃描文檔，提高掃描之清晰度。
相較於先前技術，本技術方案之影像掃描裝置利用導光板或透明導光體將點光源發出之光轉換為面光源並投射到透明出光板以照亮放置於透明出光板之待掃描文檔，然後利用面陣影像感測器之感測表面接收放置於透明出光板之掃描文檔反射之光線從而一次性完成文檔之掃描，提高了影像掃描速度。並且，一方面，由於該導光板或透明導光體可出射較為均勻之光，使得投射到待掃描文檔之圖像之光之強度較均勻，提高影像掃描之均勻性，同時提高掃描文檔之清晰度。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100、200、300、400、500、600、700‧‧‧影像掃描裝置
10、310、510‧‧‧外殼
20、220、320、420、520、620、720‧‧‧透明出光板
30、230、330、430、530、630‧‧‧導光板
40、240、340、440、540、640、740‧‧‧點光源
50、450、650、750‧‧‧面陣影像感測器
60‧‧‧待掃描文檔
12‧‧‧開口區域
14、214、314、514、714‧‧‧底板
142、3142‧‧‧底面
16、216、316、416、516、616、716‧‧‧側板
162‧‧‧側面
21‧‧‧第一表面
22‧‧‧第二表面
31、231、431、631‧‧‧第一端
32、232、432、632‧‧‧第二端
433‧‧‧第三端
434‧‧‧第四端
302、2302、3302、4302‧‧‧入光面
304、2304、3304、4304、5304、6304、7304‧‧‧出光面
306‧‧‧底表面
42‧‧‧反射罩
502、4502、6502‧‧‧感測表面
730‧‧‧透明導光體
圖1係本技術方案第一實施例提供之影像掃描裝置之第一示意圖。
圖2係本技術方案第一實施例提供之影像掃描裝置之沿I-I方向之第二示意圖。
圖3係本技術方案第二實施例提供之影像掃描裝置之第一示意圖。
圖4係本技術方案第二實施例提供之影像掃描裝置之沿II-II方向之第二示意圖。
圖5係本技術方案第三實施例提供之影像掃描裝置之第一示意圖。
圖6係本技術方案第三實施例提供之影像掃描裝置之沿III-III方向之第二示意圖。
圖7係本技術方案第四實施例提供之影像掃描裝置之第一示意圖。
圖8係本技術方案第四實施例提供之影像掃描裝置之沿IV-IV方向之第二示意圖。
圖9係本技術方案第五實施例提供之影像掃描裝置之第一示意圖。
圖10係本技術方案第五實施例提供之影像掃描裝置之沿V-V方向之第二示意圖。
圖11係本技術方案第六實施例提供之影像掃描裝置之第一示意圖。
圖12係本技術方案第六實施例提供之影像掃描裝置之沿VI-VI方向之第二示意圖。
圖13係本技術方案第七實施例提供之影像掃描裝置之示意圖。
400‧‧‧影像掃描裝置
420‧‧‧透明出光板
430‧‧‧導光板
440‧‧‧點光源
450‧‧‧面陣影像感測器
416‧‧‧側板
431‧‧‧第一端
432‧‧‧第二端
4302‧‧‧入光面
4304‧‧‧出光面
4502‧‧‧感測表面

Claims (13)

  1. 一種影像掃描裝置，包括外殼、透明出光板、至少兩導光板、分別與該至少兩導光板相配合之至少兩點光源、以及面陣影像感測器，該外殼具有底板以及與該底板相對之開口區域，該透明出光板嵌設於該開口區域，每一導光板具有入光面與出光面，該入光面與光源相對以接收光源發出之光，該出光面面向該透明出光板以將光投射到該透明出光板，該面陣影像感測器設置於該底板，該面陣影像感測器具有與該透明出光板平行相對之感測表面，該感測表面用於接收放置於透明出光板之待掃描文檔反射之光線，該至少兩導光板對稱設置於該面陣影像感測器之周圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像掃描裝置，其中，該感測表面到該透明出光板之距離小於或等於該出光面到該透明出光板之最短距離。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像掃描裝置，其中，該外殼還具有連接於該底板之側板，該導光板具有相對之第一端與第二端，該第一端固定於底板上，該第二端之端面為入光面且與該出光面相連接。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像掃描裝置，其中，該底板具有與該開口區域相對之底面，該出光面與該底面相接，該出光面與該底面之夾角為銳角。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之影像掃描裝置，其中，該外殼還具有連接於該底板之側板，該導光板具有相對之第一端與第二端，該第一端固定於底板，該第二端固定於側板，該導光板與該出光面相背之底面為入光面。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之影像掃描裝置，其中，該外殼還具有連接於該底板之側板，該導光板具有相對之第一端與第二端，該導光板之出光面與該外殼之底板平行，該導光板之入光面與該出光面相鄰設置且與該外殼之一側板相鄰。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之影像掃描裝置，其中，該導光板設置於該底板上。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像掃描裝置，其中，該底板與該導光板之間具有反射層。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之影像掃描裝置，其中，該第一端與該面陣影像感測器相連接，該第二端與側板相對，該至少兩個點光源分別固定至對應之側板。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之影像掃描裝置，其中，該導光板之出光面與該面陣影像感測器之感測表面共面。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之影像掃描裝置，其中，該外殼之外輪廓為長方體，當該影像掃描裝置包括四個導光板時，該四個導光板分別設置於該外殼之底板與側板相交之四角，每個導光板與相鄰之兩個側板以及該底板圍成三棱錐空間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之影像掃描裝置，其中，該外殼還具有連接於該底板之四個側板，該導光板具有相對之第一端與第二端，當該影像掃描裝置包括四個導光板，該四個導光板之第一端分別與面陣影像感測器之四周相連接，該四個導光板之第二端與四個側板相對，該四個導光板之出光面均與該面陣影像感測器之感測表面共面。
  13. 一種影像掃描裝置，包括外殼、透明出光板、至少兩透明導光體、分別嵌設於該至少兩透明導光體內之至少兩點光源、以及面陣影像感測器，該外殼具有底板以及與該底板相對之開口區域，該透明出光板嵌設於該開口區域且平行於該底板，每一透明導光體具有出光面，該出光面面向該透明出光板以將光投射到該透明出光板，該面陣影像感測器設置於該底板，該面陣影像感測器具有與該透明出光板平行相對之感測表面，該感測表面用於接收放置於透明出光板之待掃描文檔反射之光線，該至少兩透明導光體對稱設置於該面陣影像感測器之周圍。
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