CN2509593Y - 平板式ccd扫描仪头架光路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种平板式CCD扫描仪头架光路结构,属于图像扫描技术领域。包括安装在CCD扫描仪头架板上的光源、CCD光电传感器,以及四块反射镜和透镜构成的反射光路。本实用新型的光路结构满足从被扫描图像到光电传感器的总光程为270mm。具有结构简单实用,成本较低,厚度较小,且图像扫描品质较高等优点。

Description

平板式CCD扫描仪头架光路结构

技术领域

本实用新型属于图像扫描技术领域，特别涉及平板式CCD扫描仪的核心光学成像组件光路结构设计。

背景技术

平板式CCD扫描仪是用来将文稿，照片等通过扫描转化为数字图像的设备。其中平板式CCD扫描仪头架的主要功能是将纸面上的图像成像到CCD光电传感器上。扫描仪头架上安装有反射镜和透镜，它们组成了被扫描物体的成像光路；还安装有光电传感器，用来接收被扫描物体所成的像，并将光信号转化为电信号。扫描仪头架沿被扫描图像纵向方向移动，从而实现对图像的扫描功能。

由于被扫描图像2的宽度L1为210mm大于CCD光电传感器5的宽度L2为40mm，因此需要用透镜4将被扫描图像2成缩小的像到CCD光电传感器5上，其光路如图1所示。因被扫描图像的宽度，光电传感器的宽度和透镜的性能指标均为确定的值，所以从被扫描图像到光电传感器的光程(距离)也确定L3为270mm。因此，需要在平板式CCD扫描仪扫描头架中，利用多片反射镜组成的反射光路达到所需光程的要求。

市场现有的平板式CCD扫描仪头架结构如图2所示，其中扫描仪头架的光源1，设置在被扫描图像2的下方，光线从光源1照射到被扫描图像2上，反射后的光线经反光镜31，32，33的反射，最后由透镜4成像到光电传感器5上，从而实现图像扫描。该结构采用3片反射镜组成的反射光路达到所需光程的要求，首先用在被扫描图像2下方距离L11为60mm处的反射镜31将光线反射到与反射镜31距离L12为60mm处的反射镜32上，再反射到与反射镜32距离L13为75mm处的反射镜33上，最终反射光线通过与反射镜33距离L14为31.5mm处的透镜4，再成像到与透镜4距离L15为43.5mm处的光电传感器5上。

其总光程满足：

L11+L12+L13+L14+L15＝60+60+75+31.5+43.5＝270mm。

但图2的扫描仪头架光路对头架内部空间利用率低，从而使头架的厚度H1较厚，约为60mm。因此，以此种扫描仪头架为核心光学成像组件的平板式CCD扫描仪外型很厚，体积较大。扫描仪作为一种计算机外设，要求功能强，轻便易用，外型时尚。因此，较大的体积就给扫描仪的使用带来很多不便。

市场上近期新型的平板式CCD扫描仪采用了另一种结构如图3所示，采用5片反射镜。首先用在扫描图像2下方距离L21为15mm处的反射镜31将光线反射到与反射镜31距离L22为40mm处的反射镜32，再反射到与反射镜32距离L23为40mm处的反射镜33上，再反射到与反射镜33距离L24为65mm处的反射镜34上，再反射到与反射镜34距离L25为30mm处的反射镜35上。最终反射光线通过与反射镜35距离L26为36.5mm处的透镜4，再成像到与透镜4距离L27为43.5mm处的光电传感器5上。

其总光程满足：

L21+L22+L23+L24+L25+L26+L27＝15+40+40+65+30+36.5+43.5＝270mm。

图3所示的扫描仪头架光路提高了对扫描仪头架内部空间的利用率，但增加了较多的反射镜。因光线的每一次反射都回使光线的强度衰减，较多的反射次数使图像的成像质量受到较大的影响，最终降低图像的扫描质量。此外，因反射镜本身也需要占用扫描仪头架内部空间，所以较多的反射镜反而降低了扫描仪头架内部空间的利用率，增大了扫描仪头架的体积。因此采用图3方案的扫描头架的厚度H2约为45mm，仍然较厚。

发明内容

本实用新型的目的是为克服上述已有技术的不足之处，提供一种新型平板式CCD扫描仪头架光路结构，采用四块反射镜和透镜构成的反射光路，满足从被扫描图像到光电传感器的总光程为270mm，具有结构简单实用，成本较低，厚度较小，且图像扫描品质较高等优点。

本发明设计的一种平板式CCD扫描仪头架光路结构，包括安装在CCD扫描仪头架板上的光源、CCD光电传感器，其特征在于，还包括四块反射镜和透镜构成的反射光路，其中在被扫描图像的下方13-17mm处放置第一块反射镜，其反光面与被扫描图像角度是45度；再距离第一块反射镜+x方向70-75mm、y方向0mm、其反光面与被扫描图像形成85-90度角设置第二块反射镜；再距离第一块反射镜+x方向19-22mm、+y方向3-5mm、其反光面与被扫描图像形成76-80度角设置第三块反射镜；再距离第一块反射镜+x方向70-75mm、-y方向11-15mm、其反光面与被扫描图像形成78-82度角设置第四块反射镜；在该第四块反射镜的反射光轴线上先后垂直设置所说的透镜和CCD光电传感器，该反射镜34与透镜的距离L35为34-38mm，透镜和CCD光电传感器的距离L36为42-46mm。

本实用新型的特点：

(1)采用4片反射镜片构成的光路结构，满足从被扫描图像到光电传感器的总光程为270mm。即提高了扫描仪内部空间的利用率，又避免了过多反射次数对图像品质造成的影响。

(2)仪头架的厚度较小，仅为30mm左右。从而保证了以其为核心光学成像组件的平板式CCD扫描仪轻便和时尚的外型。

(3)片数量较少，扫描图像质量较好。

(4)单实用，成本较低。

附图说明

图1扫描仪头架光路示意图(正视图)

图2已有的3片反射镜扫描仪头架光路示意图(侧视图)。

图3已有的5片反射镜扫描仪头架光路示意图(侧视图)。

图4本实用新型的扫描仪头架光路示意图(侧视图)。

具体实施方式

本实用新型设计的一种平板式CCD扫描仪头架具体实施例结合附图详细说明如下：

本实施例的光路结构如图4所示，其中，在被扫描图像的下方距离L31为15mm处设置反射镜31，反射镜31反射面与被扫描图像的角度是45度；设置反射镜32，其在反射镜31处的距离L32为72mm，(+x方向距离72mm，y方向0mm)，反射镜32反射面与被扫描图像的角度为87度；设置反射镜33，其在反射镜31处的距离L33为50.6mm，(+x方向距离为21mm，+y方向4mm)，反射镜33反射面与被扫描图像的角度为78度；设置反射镜34，其在反射镜31处的距离L34为52.4mm，(+x方向距离为72mm，-y方向13mm)，反射镜34反射面与被扫描图像的角度为81度；在反射镜34的反射光轴线上先后垂直设置透镜和CCD光电传感器，该反射镜34与透镜的距离L35为36mm，透镜和CCD光电传感器的距离L36为44mm。

本实施例的工作过程为：被扫描图像的反射光线射向反射镜31，其反射光线依次经过反射镜32、反射镜33、反射镜34，最终由透镜4成像到CCD光电传感器上。

其光程满足：

L31+L32+L33+L34+L35+L36＝15+72+50.6+52.4+36+44＝270mm。

Claims (1)

1、CD扫描仪头架光路结构，包括安装在CCD扫描仪头架板上的光源、CCD光电传感器，其特征在于，还包括四块反射镜和透镜构成的反射光路，其中，在被扫描图像的下方13-17mm处放置第一块反射镜，其反光面与被扫描图像角度是45度；再距离第一块反射镜+x方向70-75mm、y方向0mm、其反光面与被扫描图像形成85-90度角设置第二块反射镜；再距离第一块反射镜+x方向19-22mm、+y方向3-5mm、其反光面与被扫描图像形成76-80度角设置第三块反射镜；再距离第一块反射镜+x方向70-75mm、-y方向11-15mm、其反光面与被扫描图像形成78-82度角设置第四块反射镜；在该第四块反射镜的反射光轴线上先后垂直设置所说的透镜和CCD光电传感器，该反射镜34与透镜的距离L35为34-38mm，透镜和CCD光电传感器的距离L36为42-46mm。

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