TWI804443B - 紅外線裁切光學模組及使用其的掃描器 - Google Patents
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Abstract
一種紅外線裁切光學模組包含:一殼體;一線狀光感測模組,容置於殼體中,用於發出可見光,並接收反射可見光及穿透紅外光以獲得線狀光感測模組掃描一媒體後產生的可見光影像及對應可見光影像的裁切資訊;一紅外線線狀光源,容置於殼體中,並位於線狀光感測模組的一側,且發出第一紅外光;以及一校正片,設置於第一紅外光的光路上,並且用於反射外界可見光。亦揭露一種使用上述紅外線裁切光學模組的掃描器以利影像裁切。
Description
本發明是有關於一種光學模組及使用其的掃描器,且特別是有關於一種紅外線裁切光學模組及使用其的掃描器,其利用校正片配合紅外線來提供掃描文件所需要的亮度校正及裁切資訊。
現今的掃描器在掃描文件或媒體時,使用者可以透過預覽來自行設定邊界,但是不同內容的文件的邊界可能不同,也可能具有不同的孔洞,因此要定義出這些邊界或孔洞,需要掃描器可以同時提供影像及裁切資訊。
一種傳統的作法是使用黑色、白色或灰色背景,或使用具有鍍膜(coating)的玻璃當作背景,藉由不同文件與背景的差異而處理出裁切資訊,藉以獲得文件的邊界資訊,但是使用上述玻璃當背景時,對具有孔洞的文件或邊界較不規則的文件而言,會有裁切不良的狀態。當使用黑色背景時,可以對白底黑字的文件提供間接的裁切資訊,藉由黑色背景與文件的顏色的落差可以進行裁切。然而,使用黑色背景時,就無法對光學掃描模組進行標準白校正,上述光學模組譬如是電荷耦合元件影像感測器(Charge-coupled device (CCD) type image sensor)或接觸式影像感測器(Contact Image Sensor, CIS)掃描模組。當使用白色背景時,可以提供標準白校正的功能,但是對一般白底黑字的文件的裁切就會有一定的限制,無法滿足各種文件的裁切需求。
另外,這些光學模組需要配合額外的背景片及校正片來達成其應有的功能,而個別將光學模組、背景片及校正片組裝在機台上不但費時,且會有組裝誤差而造成掃描誤差,特別是要組裝具有雙面掃描功能的機台更是複雜。因此,提供一種模組化設計且能提供裁切資訊的光學模組,可以方便組裝,實為本案所欲解決的問題。
因此,本發明的一個目的是提供一種紅外線裁切光學模組及使用其的掃描器,其不但能提供裁切資訊,更具有一體化的配置,可以大量生產而降低成本,也可以方便組裝。
為達上述目的,本發明提供一種紅外線裁切光學模組包含:一殼體;一線狀光感測模組,容置於殼體中,用於一發出可見光,並接收一反射可見光及一穿透紅外光以獲得線狀光感測模組掃描一媒體後產生的一可見光影像及對應可見光影像的一裁切資訊;一紅外線線狀光源,容置於殼體中,並位於線狀光感測模組的一側,並發出一第一紅外光;以及一校正片,設置於第一紅外光的一光路上,並且用於反射一外界可見光。於一例子中,校正片供一第二紅外線裁切光學模組校正用,並且第二紅外線裁切光學模組接收穿透校正片的第一紅外光,以獲得第二紅外線裁切光學模組掃描媒體後產生的一第二可見光影像及對應第二可見光影像的一第二裁切資訊,以利影像裁切。
本發明亦提供一種掃描器,包含相對設置的一第一紅外線裁切光學模組及一第二紅外線裁切光學模組。第一紅外線裁切光學模組發出一第一可見光及一第一紅外光,接收一第一反射可見光及一第一穿透紅外光,並包含設置於第一紅外光的一光路上的一第一校正片。第二紅外線裁切光學模組發出一第二可見光及一第二紅外光,接收一第二反射可見光及一第二穿透紅外光,並包含設置於第二紅外光的一光路上的一第二校正片。第一可見光照射第二校正片或一媒體而反射以產生第一反射可見光。第二紅外光穿透第二校正片及媒體而產生第一穿透紅外光。第二可見光照射第一校正片或媒體而反射以產生第二反射可見光。第一紅外光穿透第一校正片及媒體而產生第二穿透紅外光。
藉由上述的實施例的紅外線裁切光學模組及掃描器,除了能提供可見光影像資訊與相對應的裁切資訊以外,對於具有孔洞的媒體或是具有不規則邊界的媒體不會有裁切效果不良的狀況。另外,將導光棒、殼體與線狀光感測模組整合成一個模組化套件,有利於大量生產,降低成本,方便後續組裝與維修更換。再者,由於上述模組化套件可以大量生產而降低成本,故可當作通用零組件來使用。
為讓本發明的上述內容能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
本發明主要是利用校正片配合紅外光源、可見光源及影像感測器製作成一體的紅外線裁切光學模組,可以在掃描文件或媒體時同時提供可見光影像及對應可見光影像的裁切資訊,且利用兩個紅外線裁切光學模組可以組裝成雙面掃描器,在組裝及成本控制上可以獲得相當好的效果。
圖1顯示依據本發明較佳實施例的掃描器100的示意圖。如圖1所示,掃描器100包含相對設置的一第一紅外線裁切光學模組1及一第二紅外線裁切光學模組2,各紅外線裁切光學模組都是模組化的結構,可以輕易定位及組裝在掃描器100的主殼體(未顯示)上。於本實施例中,掃描器100可以更包含一饋入滾輪組3及一饋出滾輪組4,兩者利用滾輪來饋送一媒體M。第一紅外線裁切光學模組1與第二紅外線裁切光學模組2設置於饋入滾輪組3與饋出滾輪組4之間。於其他實施例中,第一紅外線裁切光學模組1及第二紅外線裁切光學模組2兩者可以被一驅動機構驅動,用於執行平台式的雙面掃描。
第一紅外線裁切光學模組1發出一第一可見光L1及一第一紅外光L4,接收一第一反射可見光L2及一第一穿透紅外光L3,並包含設置於第一紅外光L4的一光路上的一第一校正片40,其中第一紅外光L4可穿透第一校正片40。於一非限制例中,第一紅外線裁切光學模組1更包含一第一殼體10、一第一線狀(linear)光感測模組20以及一第一紅外線線狀光源30。於一例中,線狀可以是直線狀或長條狀。第一殼體10於此實施例中為座體或基座。第一線狀光感測模組20容置於第一殼體10中,用於發出第一可見光L1,並接收第一反射可見光L2及第一穿透紅外光L3。第一紅外線線狀光源30容置於第一殼體10中,發出第一紅外光L4,並位於第一線狀光感測模組20的一側。於一例子中,第一線狀光感測模組20可以採用CIS或CCD光學感測模組,而第一紅外線線狀光源30可以採用紅外光發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)配合導光棒來實施。第一殼體10被設計成可以容納並定位第一線狀光感測模組20及第一紅外線線狀光源30,而第一校正片40可以貼附於第一紅外線線狀光源30,以覆蓋第一紅外線線狀光源30。以CIS光學感測模組為例子來說明,第一線狀光感測模組20包含一可見光源21、一透鏡陣列22及一感測元陣列23,可見光源21可以利用可見光LED配合導光棒來實施。感測元陣列23可以感測可見光及紅外光。
同樣的,第二紅外線裁切光學模組2發出第二可見光L5及第二紅外光L8,接收第二反射可見光L6(亦可定義為外界可見光)及第二穿透紅外光L7,並包含設置於第二紅外光L8的一光路上的一第二校正片80,其中第二紅外光L8可穿透第二校正片80。於一非限制例中,第二紅外線裁切光學模組2更包含一第二殼體50、一第二線狀光感測模組60以及一第二紅外線線狀光源70。第二線狀光感測模組60容置於第二殼體50中,用於發出第二可見光L5,並接收第二反射可見光L6及第二穿透紅外光L7。第二紅外線線狀光源70容置於第二殼體50中,發出第二紅外光L8,並位於第二線狀光感測模組60的一側。於一例子中,第二紅外線裁切光學模組2的結構可以是相同於第一紅外線裁切光學模組1的結構。
執行媒體M的下表面的影像掃描時,第一可見光L1照射第二校正片80或媒體M而反射以產生第一反射可見光L2。第二校正片80供第一紅外線裁切光學模組1校正用。第二校正片80反射的第一反射可見光L2可以被第一線狀光感測模組20接收,以獲得標準白的校正資訊。媒體M反射的第一反射可見光L2可以被第一線狀光感測模組20接收,以獲得媒體M的可見光影像資訊(可以依據標準白的校正資訊來校正)。第二紅外光L8穿透第二校正片80及媒體M而產生第一穿透紅外光L3,使得第一線狀光感測模組20可以獲得對應於媒體M的邊界的裁切資訊。因此,第一線狀光感測模組20接收第一反射可見光L2及第一穿透紅外光L3,以獲得第一紅外線裁切光學模組1掃描媒體M後產生的第一可見光影像及對應第一可見光影像的第一裁切資訊。
執行媒體M的上表面的影像掃描時,第二可見光L5照射第一校正片40或媒體M而反射以產生第二反射可見光L6。第一校正片40供第二紅外線裁切光學模組2校正用。第一校正片40反射的第二反射可見光L6可以被第二線狀光感測模組60接收,以獲得標準白的校正資訊。媒體M反射的第二反射可見光L6可以被第二線狀光感測模組60接收,以獲得媒體M的可見光影像資訊。第一紅外光L4穿透第一校正片40及媒體M而產生第二穿透紅外光L7,使得第二線狀光感測模組60可以獲得對應於媒體M的邊界的裁切資訊。因此,第二線狀光感測模組60接收第二反射可見光L6及第二穿透紅外光L7,以獲得第二紅外線裁切光學模組2掃描媒體M後產生的第二可見光影像及對應第二可見光影像的第二裁切資訊。
以下說明第一紅外線裁切光學模組1的一個例子,第二紅外線裁切光學模組2的配置可以相同於第一紅外線裁切光學模組1,故不再贅述。
圖2顯示圖1的第一紅外線裁切光學模組的立體組合圖。圖3顯示圖2的第一殼體的立體圖。圖4顯示圖2的第一線狀光感測模組與第一紅外線線狀光源的立體圖。圖5顯示圖2的第一殼體的局部立體圖。如圖1至圖5所示,在第一紅外線裁切光學模組1中,第一殼體10具有一第一凹槽11及一第二凹槽12,第一紅外線線狀光源30包含一紅外光源32及一導光棒31。導光棒31設置於第一凹槽11中,第一線狀光感測模組20設置於第二凹槽12中。紅外光源32設置於導光棒31的一側。紅外光源32譬如是LED,設置於電路板上。
導光棒31以一第一方向D1安裝於第一凹槽11中,第一線狀光感測模組20以一第二方向D2安裝於第二凹槽12中,其中第一方向D1與第二方向D2實質上互相垂直。如此可以讓導光棒31與第一線狀光感測模組20同時進行組裝,節省時間。
於一例子中,第一凹槽11為一聚光槽,將從導光棒31散出的第一紅外光L4聚集回到導光棒31中。聚光槽的表面可經過特別處理,譬如是平滑化或塗有反射材料,以增進反射效率,降低LED的電流,減少熱量產生。可選的,可以將聚光槽及導光棒31設計成將紅外光聚焦於對面的第二線狀光感測模組60的透鏡陣列22上,提升紅外光的輸出強度。
此外,第一凹槽11與第二凹槽12之間的一分隔壁13可以具有一定位槽14,使第一線狀光感測模組20的一定位結構24(圖4)與定位槽14互相定位。
圖6顯示第一線狀光感測模組與第一殼體的示意圖。如圖6、圖2與圖3所示,第一凹槽11與第二凹槽12之間的分隔壁13可以具有多個肋條15,使第一線狀光感測模組20與分隔壁13之間形成有多個散熱空間16。如此,肋條15可以提供定位及散熱的效果。
圖7顯示導光棒與定位肋條的示意圖。圖8顯示第一殼體的另一視角的示意圖。如圖7與圖8所示,第一凹槽11的結構壁SW具有多個散熱孔17及位於此些散熱孔17中的多個定位肋條18,此些定位肋條18用於固定導光棒31,此些散熱孔17貫穿結構壁SW並連通至第一殼體10的一背面的多個鏤空槽19,以提供散熱功能。鏤空槽19為第一殼體10節省用料及散熱的設計結構。
相對於具有鍍膜的玻璃的光學模組及掃描器,上述實施例的紅外線裁切光學模組除了能提供可見光影像資訊與相對應的裁切資訊以外,對於具有孔洞的媒體或是具有不規則邊界的媒體不會有裁切效果不良的狀況。另外,將導光棒、殼體與線狀光感測模組整合成一個模組化套件,有利於大量生產,降低成本,方便後續組裝與維修更換。再者,由於上述模組化套件可以大量生產而降低成本,故可當作通用零組件來使用。譬如,在單面掃描器中,也可使用模組化套件,而不限於要雙面掃描使用。
在較佳實施例的詳細說明中所提出的具體實施例僅用以方便說明本發明的技術內容,而非將本發明狹義地限制於上述實施例,在不超出本發明的精神及申請專利範圍的情況下,所做的種種變化實施,皆屬於本發明的範圍。
D1:第一方向
D2:第二方向
L1:第一可見光
L2:第一反射可見光
L3:第一穿透紅外光
L4:第一紅外光
L5:第二可見光
L6:第二反射可見光
L7:第二穿透紅外光
L8:第二紅外光
M:媒體
SW:結構壁
1:第一紅外線裁切光學模組
2:第二紅外線裁切光學模組
3:饋入滾輪組
4:饋出滾輪組
10:第一殼體
11:第一凹槽
12:第二凹槽
13:分隔壁
14:定位槽
15:肋條
16:散熱空間
17:散熱孔
18:定位肋條
19:鏤空槽
20:第一線狀光感測模組
21:可見光源
22:透鏡陣列
23:感測元陣列
24:定位結構
30:第一紅外線線狀光源
31:導光棒
32:紅外光源
40:第一校正片
50:第二殼體
60:第二線狀光感測模組
70:第二紅外線線狀光源
80:第二校正片
100:掃描器
[圖1]顯示依據本發明較佳實施例的掃描器的示意圖。
[圖2]顯示[圖1]的第一紅外線裁切光學模組的立體組合圖。
[圖3]顯示[圖2]的第一殼體的立體圖。
[圖4]顯示[圖2]的第一線狀光感測模組與第一紅外線線狀光源的立體圖。
[圖5]顯示[圖2]的第一殼體的局部立體圖。
[圖6]顯示第一線狀光感測模組與第一殼體的示意圖。
[圖7]顯示導光棒與定位肋條的示意圖。
[圖8]顯示第一殼體的另一視角的示意圖。
L1:第一可見光
L2:第一反射可見光
L3:第一穿透紅外光
L4:第一紅外光
L5:第二可見光
L6:第二反射可見光
L7:第二穿透紅外光
L8:第二紅外光
M:媒體
1:第一紅外線裁切光學模組
2:第二紅外線裁切光學模組
3:饋入滾輪組
4:饋出滾輪組
10:第一殼體
20:第一線狀光感測模組
21:可見光源
22:透鏡陣列
23:感測元陣列
30:第一紅外線線狀光源
40:第一校正片
50:第二殼體
60:第二線狀光感測模組
70:第二紅外線線狀光源
80:第二校正片
100:掃描器
Claims (12)
- 一種紅外線裁切光學模組,包含: 一殼體; 一線狀光感測模組,容置於該殼體中,用於發出一可見光,並接收一反射可見光及一穿透紅外光以獲得該線狀光感測模組掃描一媒體後產生的一可見光影像及對應該可見光影像的一裁切資訊; 一紅外線線狀光源,容置於該殼體中,並位於該線狀光感測模組的一側,且發出一第一紅外光;以及 一校正片,設置於該第一紅外光的一光路上,並且用於反射一外界可見光。
- 如請求項1所述的紅外線裁切光學模組,其中該校正片更供一第二紅外線裁切光學模組校正用,並且該第二紅外線裁切光學模組接收穿透該校正片的該第一紅外光,以獲得該第二紅外線裁切光學模組掃描該媒體後產生的一第二可見光影像及對應該第二可見光影像的一第二裁切資訊。
- 如請求項1所述的紅外線裁切光學模組,其中該殼體具有一第一凹槽及一第二凹槽,該紅外線線狀光源的一導光棒設置於該第一凹槽中,該線狀光感測模組設置於該第二凹槽中。
- 如請求項3所述的紅外線裁切光學模組,其中該導光棒以一第一方向安裝於該第一凹槽中,該線狀光感測模組以一第二方向安裝於該第二凹槽中,其中該第一方向與該第二方向實質上互相垂直。
- 如請求項3所述的紅外線裁切光學模組,其中該第一凹槽為一聚光槽,將從該導光棒散出的該第一紅外光聚集回到該導光棒中。
- 如請求項3所述的紅外線裁切光學模組,其中該第一凹槽與該第二凹槽之間的一分隔壁具有一定位槽,使該線狀光感測模組的一定位結構與該定位槽互相定位。
- 如請求項3所述的紅外線裁切光學模組,其中該第一凹槽與該第二凹槽之間的一分隔壁具有多個肋條,使該線狀光感測模組與該分隔壁之間形成有多個散熱空間。
- 如請求項3所述的紅外線裁切光學模組,其中該第一凹槽的一結構壁具有多個散熱孔及位於該等散熱孔中的多個定位肋條,該等定位肋條用於固定該導光棒,該等散熱孔貫穿該結構壁並連通至該殼體的一背面的多個鏤空槽,以提供散熱功能。
- 一種掃描器,包含相對設置的一第一紅外線裁切光學模組及一第二紅外線裁切光學模組,其中: 該第一紅外線裁切光學模組發出一第一可見光及一第一紅外光,接收一第一反射可見光及一第一穿透紅外光,並包含設置於該第一紅外光的一光路上的一第一校正片;以及 該第二紅外線裁切光學模組發出一第二可見光及一第二紅外光,接收一第二反射可見光及一第二穿透紅外光,並包含設置於該第二紅外光的一光路上的一第二校正片,其中: 該第一可見光照射該第二校正片或一媒體而反射以產生該第一反射可見光; 該第二紅外光穿透該第二校正片及該媒體而產生該第一穿透紅外光; 該第二可見光照射該第一校正片或該媒體而反射以產生該第二反射可見光;以及 該第一紅外光穿透該第一校正片及該媒體而產生該第二穿透紅外光。
- 如請求項9所述的掃描器,其中: 該第一紅外線裁切光學模組更包含:一第一殼體;一第一線狀光感測模組,容置於該第一殼體中,用於發出該第一可見光,並接收該第一反射可見光及該第一穿透紅外光;以及一第一紅外線線狀光源,容置於該第一殼體中,發出該第一紅外光,並位於該第一線狀光感測模組的一側;以及 該第二紅外線裁切光學模組更包含:一第二殼體;一第二線狀光感測模組,容置於該第二殼體中,用於發出該第二可見光,並接收該第二反射可見光及該第二穿透紅外光;以及一第二紅外線線狀光源,容置於該第二殼體中,發出該第二紅外光,並位於該第二線狀光感測模組的一側。
- 如請求項10所述的掃描器,其中該第一線狀光感測模組接收該第一反射可見光及該第一穿透紅外光,以獲得該第一紅外線裁切光學模組掃描該媒體後產生的一第一可見光影像及對應該第一可見光影像的一第一裁切資訊,且該第二線狀光感測模組接收該第二反射可見光及該第二穿透紅外光,以獲得該第二紅外線裁切光學模組掃描該媒體後產生的一第二可見光影像及對應該第二可見光影像的一第二裁切資訊。
- 如請求項9所述的掃描器,更包含: 一饋入滾輪組及一饋出滾輪組,用於饋送該媒體,其中該第一紅外線裁切光學模組與該第二紅外線裁切光學模組設置於該饋入滾輪組與該饋出滾輪組之間。
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