CN1139832C - 用于扫描器的光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于扫描器的光学装置，它包括：光源；一具有十边形剖面的十角棱镜，提供光线反射的光学路径，所述十角棱镜包括第一表面、第二表面、第三覆层表面、第四覆层表面、第五覆层表面、第六覆层表面，所述数个覆层表面有一对略呈平行设置，使所述光学影像在这对覆层表面之间多次折射；聚焦装置，及影像拾取装置，将光学信号转换成电信号。本发明优点在于，可缩小影像扫描装置的体积，减少反射透镜数目，从而降低成本，提高成品率。
Description
本发明涉及一种用于扫描器的光学装置，特别是一种用于扫描器的多角棱镜光学装置。
由于国际网络及多媒体的流行，使影像扫描装置(如扫描器)的需求量大幅增加。一般而言，影像扫描装置利用反射式及/或透射式的方式扫描文件，其中反射式用于扫描不透明文件，而透射式用于扫描透明物体，如投影片、底片。反射式扫描方式将光投影在欲扫描物表面上，其反射光转换成数位码后再传送给电脑做进一步的处理；透射式扫描方式则使光线直接穿透被扫描的透明物体，且其光线转换成数位码后再传送给电脑处理。
如实用新型专利申请第84204336号揭示了一种影像扫描装置，其可依使用者的选择分别作反射式介质影像及穿透式介质影像的扫描。
图1显示现有反射式介质影像扫描时的组成元件状态及光学影像路径。其中，对反射式介质影像进行扫描所产生的信息由介质10反射后经反射镜片15、12、14及聚焦装置16而被影像拾取装置18所接收。
图2显示现有穿透式介质影像扫描时的组成元件状态及光学影像路径。其中，穿透式影像信息由介质20穿透后，经反射镜片19、影像反射装置17、反射镜片12、反射镜片14及聚焦装置16而被影像拾取装置18所接收。
如前述现有技术，无论是反射式及/或穿透式影像扫描装置，其影像信息的光学路径均经由数个反射镜片组成，使该影像信息可以正确投影于影像拾取装置。
影像扫描装置通过移动机架来接受光学影像，其中上述机架具有下列固定元件：光源、数个反射透镜、聚焦装置及影像拾取装置。然而，在组装上述机架时，需分别安装数个反射透镜至特定位置，且在组装完成后还需分别调整角度，使入射的光学影像可正确投影在聚焦装置上。如此造成影像扫描装置的材料成本及组装成本增加，且调整反射透镜角度的过程也大幅度增加影像扫描装置的不良率。
另外，当被扫描物的面积较大，即进行较大面积的扫描时，需增加物距以使成像距离准确。因此现有影像扫描装置需通过增大扫描装置的体积或增加反射镜片的数目增加物距。如此更容易造成材料成本或组装成本的增加。
本发明的目的在于提供一种用于扫描器的光学装置，其利用包含多角棱镜的光学装置以建立一个光学路径而取代现有影像扫描装置中利用数个反射镜片所建立的光学路径，藉此可降低组装材料成本及成品不良率。
本发明的另一目的在于提供一种用于扫描器的光学装置，其利用包含多角棱镜的光学装置经由光学影像的多次反射以增加物距，藉此可缩小影像扫描装置的体积或减少反射透镜数目，从而降低成本。
本发明的目的是这样实现的，即提供一种用于扫描器的光学装置，它包括：光源；一具有十边形剖面的十角棱镜，提供光线反射的光学路径，所述十角棱镜包括第一表面、第二表面、第三覆层表面、第四覆层表面、第五覆层表面、第六覆层表面，所述数个覆层表面有一对略呈平行设置，使所述光学影像在这对覆层表面之间多次折射；聚焦装置，及影像拾取装置，将光学信号转换成电信号。
本发明装置的优点在于，可缩小影像扫描装置的体积，减少反射透镜数目，从而降低成本，提高成品率。
以下结合附图，描述本发明的实施例，其中：
图1为现有反射式介质影像扫描时的组成元件状态及光学影像路径示意图；
图2为现有穿透式介质影像扫描时的组成元件状态及光学影像路径示意图；
图3为本发明光学装置及其光学影像路径示意图；
图4为本发明光学装置的另一实施例及其光学影像路径示意图。
参考图3，本发明的扫描器设置一机架，该机架为可移动式，用以作扫描影像，其包括下列固定元件：光源S、多角棱镜2、聚焦装置16及影像拾取装置(CCD)18。为了方便说明光学影像的形成，图中该多角棱镜2以剖面方式表现在较佳实施例中，该多角棱镜2可为五角棱镜，其包括第一表面21、第二表面22、第三覆层表面23、第四表面24及第五覆层表面25，其中，该多角棱镜2可由透光性较佳的材料(如玻璃、有机玻璃)制成。如图所示，上述各表面彼此以特定角度构成该多角棱镜2。其中，第一表面21、第二表面22及第四表面24为光线可直接穿透的透明表面，而第三覆层表面23及第五覆层表面25则于表面涂覆反射材料，使其形成光线可反射的覆层。如前所述，第三覆层表面23及第五覆层表面25类似于图1、2所示现有技术中的反射镜片12、14、15、17、19的功能。
参考图3，进一步说明光学影像的行进路径，上述包含多角棱镜2的光学装置设置于反射式或穿透式影像扫描装置的机架内，其中该多角棱镜2的第一表面21垂直光学影像31进入机架的路径，而第二表面22则垂直聚焦装置16的光学路径，使光学影像31在进入或穿出多角棱镜2时不会产生折射现象。当文件置于该反射式或穿透式扫描器上时，上述影像扫描器开始移动该机架以进行扫描而产生光学影像31。因该第一表面21为可穿透式，并与可反射光线的第三覆层表面23形成一特定角度，所以该光学影像31可穿过第一表面21而在该多角棱镜2内经由第三覆层表面23反射。且该第五覆层表面25与第三覆层表面23形成一反射角度，所以由第三覆层表面23反射的光学影像31再经由第五覆层表面25反射而由第二表面22穿出成像在该聚焦装置16上。该聚焦装置16并将光学影像31聚焦在该影像拾取装置18上，该影像拾取装置18可为CCD。
图4显示本发明的扫描器的另一实施例。该扫描器设置一机架(未图示)，该机架为可移动式，用以扫描影像，其具有下列固定元件：光源S、多角棱镜4、聚焦装置16及影像拾取装置18。该多角棱镜4可由透光性较佳的材料(如玻璃、有机玻璃)制成。为方便说明光学影像的形成，该多角棱镜4以剖面方式表现。如图所示，在较佳实施例中，该多角棱镜4可为一具有十边形剖面的十角棱镜，其主要包括第一表面41、第二表面42、第三覆层表面43、第四覆层表面44、第五覆层表面45、第六覆层表面46及其他表面，其中该多角棱镜4的第一表面41垂直光学影像31进入机架的路径，而第二表面42则垂直聚焦装置16的光学路径，使光学影像31在进入或穿出多角棱镜4时不会产生折射现象。
该第一表面41及第二表面42为光线可直接穿透的透明表面，该第三覆层表面43、第四覆层表面44、第五覆层表面45及第六覆层表面46均于表而涂覆反射材料，使其形成光线可反射的覆层。如前所述，该第三覆层表面43、第四覆层表面44、第五覆层表面45及第六覆层表面46类似于图1、2所示现有技术中的反射镜片12、14、15、17、19的功能。
参考图4，进一步说明光学影像的行进路径。当文件置于扫描器内，扫描器开始将机架移动到扫描位置，经光源S照射文件反射或透射后，产生一光学影像31。因为第一表面41与第三覆层表面43形成一特定角度，该光学影像31可穿过第一表面41而在该多角棱镜4内经由第三覆层表面43反射至第六覆层表面46。由于该第四覆层表面44与第六覆层表面46略呈平行，所以该光学影像31可在两覆层间多次反射后到达第五覆层表面45，该第五覆层表面45再将光学影像31穿过第二表面42而成像在该聚焦装置16上，该聚焦装置再将光学影像31聚焦在该影像拾取装置18上。由于本发明包含多角棱镜4的光学装置可在棱镜内多次反射，藉此增加物距的距离，因此可大幅度减少聚焦装置16与反射装置间的距离，进而缩小影像扫描装置的体积。
本发明具有多角棱镜的光学装置可简化光学路径，进而使影像扫描器的组装单纯化且提升成品率。再者，本发明具有多角棱镜的光学装置可通过棱镜多次反射而增加光学影像的行程，进而缩小整个影像扫描装置的体积，从而降低成本。
综上所述，本发明所提供的具有多角棱镜的光学装置，可简化结构，降低组装成本及设计成本，具有产业价值。
Claims (4)
1.一种用于扫描器的光学装置，其特征在于，它包括：光源；一具有十边形剖面的十角棱镜，提供光线反射的光学路径，所述十角棱镜包括第一表面、第二表面、第三覆层表面、第四覆层表面、第五覆层表面、第六覆层表面，所述数个覆层表面有一对略呈平行设置，使所述光学影像在这对覆层表面之间多次折射；聚焦装置，及影像拾取装置，将光学信号转换成电信号。
2.如权利要求1所述的用于扫描器的光学装置，其特征在于，所述第一表面为透明表面，并垂直一光学影像行进路径，使所述光学影像进入所述多角棱镜内；所述数个覆层表面，其表面涂覆反射材料，使所述光学影像在所述多角棱镜内多次反射；及所述第二表面，为透明表面，并垂直所述聚焦装置的光学路径，其接受所述反射的光学影像并使其投射在所述聚焦装置上。
3.如权利要求1所述的用于扫描器的光学装置，其特征在于，所述多角棱镜的各覆层表面之间形成特定的角度，所述光学影像在所述多角棱镜内反射。
4.如权利要求1所述的用于扫描器的光学装置，其特征在于，所述多角棱镜为一体成形，并固定在设于所述扫描器的机架内。
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