CN1308722C - 反射镜模块及包括该反射镜模块的扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反射镜模块，其适用于一扫描装置。此扫描装置具有一光源，用以产生一入射光，此反射镜模块用以将此入射光反射至一光感测模块。此反射镜模块为一多面棱镜，此多面棱镜的反射系数为n，且具有一第一全反射面、一第二全反射面与一第三全反射面。此多面棱镜接收此入射光，此入射光依序于该第一全反射面、该第二全反射面与该第三全反射面产生全反射后，反射至此光感测模块。

Description

反射镜模块及 包括该反射镜模块的扫描装置

技术领域

本发明涉及一种用于扫描装置的反射镜模块，特别是涉及一种体积小、方便安装且能量耗损较少的反射镜模块。

背景技术

个人计算机的功能早期局限在文书处理等对数据处理速度要求不高事情上，但随着计算机科技的日新月异，今日的个人计算机比以往能够处理更大量的数据。同时，现今使用者对图像处理的需求越来越大，对图像的质量也越来越重视，扫描仪因为其能够快速地将图形化转为计算机文件，并且方便计算机处理的功能特性，使其成为影音多媒体时代一个不可或缺的工具。随着计算机周边产品越来越普及，使用者对扫描仪的质量要求越来越高，但同时这些周边产品的价格也越来越便宜，如何用更低的成本来制造出更高效能的产品，一直都是计算机周边产品制造商最关切的问题。以下先针对传统上扫描装置的工作原理加一简单说明。

请参考图1A，其所绘示的是传统扫描装置的俯视图，以此图为例，光机101配置在扫描装置100中，待扫描文件102则放置在扫描装置100的扫描平台上，在进行扫描时，光机101可通过马达带动向垂直方向V移动，并逐步将待扫描文件102扫描完毕。接着请参考图1B，其所绘示的是扫描装置100的侧剖视图。如图所示，光机(chassis)101上配置有光感测模块103、透镜104、反射镜模块110以及光源105，开始扫描待扫描文件102时，光机101会沿垂直方向V移动，光源105所产生的光线照射待扫描文件102后所产生的反射光经由反射镜模块110反射，再经由透镜104聚焦后投射在光感测模块103上，由于扫描时光机101会持续沿垂直方向V移动，因此仅需将光感测模块103所感测的光信号检出，即可得到对应于待扫描文件102的图像数据。

传统上对于反射镜模块110的设计，通常是包括了多个反射镜片。请参见图1C，其所绘示的是传统反射镜模块的示意图。如图所示，反射镜模块110包括了反射镜111以及112，反射光先经由反射镜111反射，再经由反射镜112反射后投射到透镜104处。需注意的是，反射镜模块110中反射镜的数目，视此光机的设计需要而定，但由于多个反射镜在安装时十分不方便，角度稍一偏斜即可能造成扫描仪成像效果不好、效能不佳，同时所占的空间也比较大。

因此，传统上还有另外一种设计方法，即将涂覆有反射性材质的多面棱镜作为反射镜模块，请参照图2。如图所示，反射镜模块210为一多面棱镜，其表面镀上反射性材质，使得光线进入棱镜后，先经由反射面211反射，再经由反射面212反射后投射到透镜104处。此种方法虽然解决了反射镜模块安装不易的问题，但光线在棱镜内多次反射，造成了相当程度的能量耗损。

由以上说明可知，传统的反射镜模块设计，有体积大、安装不易以及能量耗损的问题，对制造商来说成本不易降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于扫描装置的反射镜模块，其模块化的设计不但体积小、方便安装，而且能量耗损也比传统的反射镜模块要少。

根据本发明的目的，提出一种反射镜模块，其适用于一扫描装置。此扫描装置具有一光源，用以产生一入射光，此反射镜模块用以将此入射光反射至一光感测模块。此反射镜模块为一多面棱镜，此多面棱镜具有一第一全反射面、一第二全反射面与一第三全反射面，该第一全反射面与该第二全反射面垂直，而该第二全反射面与该第三全反射面垂直。此多面棱镜接收此入射光，此入射光依序于该第一全反射面、该第二全反射面与该第三全反射面产生全反射后，反射至此光感测模块。

本发明还提供一种扫描装置，用以扫描一待扫描文件，该扫描装置包括一光机以及一光源，该光源用以将一入射光投射在该待扫描文件，该光机包括：一光感测模块，用以感测光信号；一反射镜模块，用以将该入射光反射至该光感测模块处，该反射镜模块为一多面棱镜，其中，该多面棱镜具有一第一全反射面、一第二全反射面与一第三全反射面，该第一全反射面与该第二全反射面垂直，而该第二全反射面与该第三全反射面垂直，该多面棱镜接收该入射光，该入射光依序于该第一全反射面、该第二全反射面与该第三全反射面产生全反射后，反射至该光感测模块；以及一透镜，用以将经过该反射镜模块反射的该入射光聚焦至该光感测模块。

附图说明

图1A为现有的扫描装置的俯视图；

图1B为图1A中扫描装置100的侧剖视图；

图1C为图1B中反射镜模块110的示意图；

图2为现有的将涂覆有反射性材质的多面棱镜作为反射镜模块的示意图；

图3为光线进行全反射的示意图；

图4为本发明的较佳实施例所提供的反射镜模块示意图。

具体较佳实施方式

本发明提供一种反射镜模块，其形状为多面棱镜，此多面棱镜的特点在于：其形状以及装置的角度可使入射光在多面棱镜内进行多次全反射，以达到使光前进方向多次转向的目的。

首先介绍如何让入射光在多面棱镜内进行多次全反射。请参见图3，其所绘示的是光线进行全反射的示意图。介质301的反射系数为n，介质302的反射系数则为1(如空气)。介质301、302以反射面311相隔，入射光由介质301射向介质302。如图所示，其入射角为入射光与反射面311的法线的夹角θ。根据Snell’s Law，若入射光在射向介质302时要产生全反射，必须符合条件：

                     n sinθ＞＝1

由此我们也可以推知，n必大于1，介质301为光密介质。

请参见图4，其所绘示的是依据本发明的较佳实施例所提供的反射镜模块示意图。如图所示，反射镜模块410由光密介质制成的多面棱镜，假设其反射系数为n。基于其几何形状以及摆放角度的设计，可让光线进入多面棱镜410，符合Snell’s Law的条件而产生多次全反射后，经由透镜404投射到光感测组件403。

较佳地，本发明的多面棱镜410可为五边形柱状，并具有一第一全反射面S1、一第二全反射面S2、一第三全反射面S3、一第四面S4与一第五面S5。第一全反射面S1与第二全反射面S2相连接并相互垂直，而第二全反射面S2与该第三全反射面S3相连接并相互垂直。第四面S4与第三全反射面S3连接，而第五面S5与第一全反射面S1连接。第四面S4与第五面S5垂直。

如此，入射光420可从第四面S4垂直射入多面棱镜410，并依序以入射角θ1、θ2、与θ3于第一反射面S1、第二反射面S2与第三反射面S3产生全反射。然后，直接从第五面S5垂直射出。

值得注意的是，多面棱镜的形状设计与摆放角度必须使入射光符合Snell’s Law并至少使多面棱镜的三个面产生全反射，但并不限定一定要如本实施例的多面棱镜410般为五边形柱状，熟悉此技术人员可根据需要而变更多面棱镜形状的设计。

如上所述，由于本发明所提供的反射镜模块所使用的多面棱镜采用全反射的原理，所以本发明的优点是，光的能量在此多面棱镜中全反射时，不会有能量的损失。且本发明的多面棱镜的设计较图1C所示的多面反射镜易安装且体积小，并使光机的体积变小，故本发明充分克服了传统光机体积大、反射镜安装不易以及光能量耗损的问题。

本发明上述实施例所揭露的反射镜模块，至少具有以下优点：

1.光能量的耗损较小。

2.减低了安装上的困难度。

3.缩小了整个光机的体积。

综上所述，虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种反射镜模块，适用于一扫描装置，该扫描装置具有一光源，用以产生一入射光，该反射镜模块用以将该入射光反射至一光感测模块，该反射镜模块为一多面棱镜，其特征在于：

该多面棱镜且具有一第一全反射面、一第二全反射面与一第三全反射面，该多面棱镜接收该入射光，该入射光依序于该第一全反射面、该第二全反射面与该第三全反射面产生全反射后，反射至该光感测模块。

2.如权利要求1所述的反射镜模块，其中该多面棱镜以一反射系数＞1的光密介质制成。

3.如权利要求1所述的反射镜模块，其中该多面棱镜为五边形柱状，该第一全反射面与该第二全反射面垂直，而该第二全反射面与该第三全反射面垂直。

4.如权利要求3所述的反射镜模块，其中该多面棱镜还包括一第四面与一第五面，该第四面与该第三全反射面连接，该第五面与该第一全反射面连接，该入射光是从该第四面射入，并从该第五面射出。

5.如权利要求4所述的反射镜模块，其中该第四面与该第五面垂直。

6.如权利要求5所述的反射镜模块，其中该入射光垂直射入该第四面，并垂直射出该第五面。

7.一种扫描装置，用以扫描一待扫描文件，该扫描装置包括一光机以及一光源，该光源用以将一入射光投射在该待扫描文件，该光机包括：

一光感测模块，用以感测光信号；

一反射镜模块，用以将该入射光反射至该光感测模块处，该反射镜模块为一多面棱镜，其特征在于：

该多面棱镜且具有一第一全反射面、一第二全反射面与一第三全反射面，该多面棱镜接收该入射光，该入射光依序于该第一全反射面、该第二全反射面与该第三全反射面产生全反射后，反射至该光感测模块；以及

一透镜，用以将经过该反射镜模块反射的该入射光聚焦至该光感测模块。

8.如权利要求7所述的扫描装置，其中该多面棱镜以一反射系数＞1的光密介质制成。

9.如权利要求7所述的扫描装置，其中该光感测模块为一电荷耦合组件(Charge-Coupled device，简称CCD)模块。

10.如权利要求7所述的扫描装置，其中该多面棱镜为五边形柱状，该第一全反射面与该第二全反射面垂直，而该第二全反射面与该第三全反射面垂直。

11.如权利要求10所述的扫描装置，其中该多面棱镜还包括一第四面与一第五面，该第四面与该第三全反射面连接，该第五面与该第一全反射面连接，该入射光是从该第四面射入，并从该第五面射出。

12.如权利要求11所述的扫描装置，其中该第四面与该第五面垂直。

13.如权利要求12所述的扫描装置，其中该入射光垂直射入该第四面，并垂直射出该第五面。

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