TWM524598U - 一種影像掃描系統 - Google Patents

Description

一種影像掃描系統

本創作是有關一種影像掃描系統，特別是有關一種提升影像品質之影像掃描系統。

傳統的影像掃描系統中，對光學鏡頭而言，入射角較大的影像光，較容易產生成像扭曲或其他不良光學響應之現象，而影響其光學成像品質。為了提供較精細的影像品質，傳統的影像掃描系統往往需要增加許多複雜的光學零組件，因此造價昂貴且無法達到輕薄化設計。

綜上所述，如何提供一種提升影像品質之影像掃描系統便是目前極需努力的目標。

本創作提供一種影像掃描系統，其是利用一光障元件限制大角度入射的影像光，以提升影像品質。

本創作一實施例之影像掃瞄系統，用以掃描一物件。影像掃瞄系統包含一光源、一光學透鏡、一影像擷取單元以及一光障元件(light barrier)。光源照射物件以產生一影像光，且光學透鏡匯聚影像光。影像擷取單元設置於光學透鏡之出光側，且影像擷取單元擷取影像光以形成一影像。光障元件設置於光學透鏡之入光側或設置於光學透鏡與影像擷取單元之間，且光障元件選擇性通過一預定入射角範圍內之影像光。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本創作之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以下將詳述本創作之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本創作亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本創作之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本創作有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本創作可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本創作形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參照圖1，本創作之一實施例之影像掃瞄系統，用以掃描一物件A。影像掃瞄系統包含一光源10、一光學透鏡20、一影像擷取單元30以及一光障元件40。光源10照射物件以產生一影像光L；舉例而言，光源10包含一螢光燈管、一發光二極體或一螢光激發光源，但不以此為限。光學透鏡20匯聚影像光L至影像擷取單元30；舉例而言，光學透鏡20包含一凸透鏡，但不限於此。於一實施例中，光學透鏡20為具有多個桿透鏡之一桿透鏡陣列，可具有較好的成像品質。影像擷取單元30設置於光學透鏡20之出光側，且影像擷取單元30擷取影像光L以形成一影像。於一實施例中，影像擷取單元30是利用一接觸型影像感應器(CIS) ，其僅需微小之桿透鏡即可成像且更靠近待掃描之物件A，使影像光L之光路徑大幅縮短，將可減少光學設計所需之佈局空間，以實現一輕薄化之影像掃描系統。

需注意的是，對一光學鏡頭而言，入射角較大的影像光，較容易產生成像扭曲及色彩偏移之現象，而影響其影像輪廓及色彩精準度。為了提升影像品質，請一併參照圖1及圖2，本創作之一實施例提供一光障元件40設置於光學透鏡20之入光側或設置於光學透鏡20與影像擷取單元30之間(即光學透鏡20之出光側)，且光障元件40選擇性通過一預定入射角範圍C內之影像光L。於一實施例中，預定入射角範圍C為小於等於30度，以阻檔入射角度較大之影像光L。

請參照圖2，於一實施例中，光障元件40包含多個光通道42，且多個光通道42平行於光學透鏡之光軸B。需注意的是，多個光通道42之內徑D小於光學透鏡之直徑，才能有效阻檔入射角度較大之影像光L。於另一實施例中，光通道42之內徑D介於1至100微米之間。於再一實施例中，若光學透鏡是具有多個桿透鏡之一桿透鏡陣列，則光通道42之內徑D也要小於桿透鏡之直徑，具有通常知識者當可自行變換利用。於又一實施例中，光障元件40之厚度介於0.1至1毫米之間，自屬一種巨觀尺度的光學元件。

可以理解的是，本創作是利用一種巨觀尺度的微米光障，與微觀尺度的奈米光柵不同；光障元件是利用幾何光學的直線性以阻擋過大角度的入射光，而光柵元件是配合入射光波長的波長尺度(例如可見光是300奈米至800奈米)設計一週期性的空間排列，使入射光的振幅或相位（或兩者同時）受到周期性空間調製，以改變透射光或反射光的光學參數，光障元件與光柵元件之結構尺度及技術原理完全不同。

承上所述，本創作之光障元件即使不具有週期性的空間排列結構，仍可實現阻擋過大入射角度光線之效果。於一實施例中，光障元件包含多個管體或多個平行隔板。舉例而言，若一光障元件是由多個平行隔板併排而成，即使每個隔板之厚度值並不固定，導致多個隔板併排後彼此間距不具有週期性，只要每個隔板之間距(即光通道之內徑)均為相同，例如隔板間距均為50微米，且每個光通道之預定入射角範圍均在30度以內，則由不規則排列之多個隔板所形成之光障元件，仍可實現阻擋過大入射角度光線之效果。

於一實施例中，光障元件設置於光學透鏡以及影像擷取單元之間，因此物件(或承載物件之平台)與光學透鏡之間沒有其它物件阻隔，將使物像空間(Object space)保持淨空，更可節省影像掃描系統之空間，以實現一輕薄化之影像掃描系統。

請參照圖3，於一實施例中，影像掃描系統更包含一平台50，平台包含一透光材質，其中物件A設置於平台50上，且受光源10照射以產生影像光L。於一實施例中，影像掃描系統更包含一驅動單元60。驅動單元60與影像擷取單元30連接，且驅動單元60驅動影像擷取單元30掃描物件A。舉例而言，驅動單元60更包含一連桿組件(未繪示)與影像擷取單元30連接。較佳者，光源10與連桿組件相連接，可與影像擷取單元30(例如接觸型影像感應器)同步掃描物件A，以獲得更高亮度、高對比度之掃描影像。又，舉例而言，驅動元單元60與平台50連接，且驅動單元60驅動平台50以帶動物件A，使物件A相對影像擷取單元30移動。具有通常知識者當可自行修飾變換，但不此於限。

綜合上述，本創作之影像掃描系統，其是利用一光障元件限制大角度入射的影像光，同時改善成像扭曲及色彩偏移之現象，以提升影像品質。此外，具有簡單結構之光障元件結合微小之桿透鏡以及接觸型影像感應器，將可減少光學設計所需之佈局空間，以實現一輕薄化之影像掃描系統。

以上所述之實施例僅是為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

A‧‧‧物件
B‧‧‧光軸
C‧‧‧預定入射角範圍
D‧‧‧內徑
L‧‧‧影像光
10‧‧‧光源
20‧‧‧光學透鏡
30‧‧‧影像擷取單元
40‧‧‧光障元件
42‧‧‧光通道
50‧‧‧平台
60‧‧‧驅動單元

圖1為一示意圖，顯示本創作一實施例之影像掃瞄系統。 圖2為一示意圖，顯示本創作一實施例之光障元件之側面圖。 圖3為一示意圖，顯示本創作另一實施例之影像掃瞄系統。

A‧‧‧物件

L‧‧‧影像光

10‧‧‧光源

20‧‧‧光學透鏡

30‧‧‧影像擷取單元

40‧‧‧光障元件

Claims (12)

1. 一種影像掃瞄系統，用以掃描一物件，包含： 一光源，用以照射該物件以產生一影像光； 一光學透鏡，用以匯聚該影像光； 一影像擷取單元，設置於該光學透鏡之出光側，用以擷取該影像光以形成一影像；以及 一光障元件，設置於該光學透鏡之入光側或設置於該光學透鏡與該影像擷取單元之間，用以選擇性通過一預定入射角範圍內之該影像光。
2. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，其中該光障元件設置於該光學透鏡以及該影像擷取單元之間。
3. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，其中該光障元件包含多個光通道，該多個光通道平行於該光學透鏡之光軸。
4. 如請求項3所述之影像掃瞄系統，其中該多個光通道之內徑小於該光學透鏡之直徑。
5. 如請求項3所述之影像掃瞄系統，其中該光通道之內徑介於1至100微米之間。
6. 如請求項3所述之影像掃瞄系統，其中該光學透鏡包含多個桿透鏡。
7. 如請求項6所述之影像掃瞄系統，其中該多個光通道之內徑小於該桿透鏡之直徑。
8. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，其中該光障元件包含多個管體或多個平行隔板。
9. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，其中該預定入射角範圍為小於等於30度。
10. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，其中該光障元件之厚度介於0.1至1毫米之間。
11. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，更包含： 一平台，包含一透光材質，其中該物件設置於該平台上。
12. 如請求項1所述之影像掃瞄系統，更包含： 一驅動單元，用以驅動該影像擷取單元以及該物件彼此相對移動，以掃描該物件。