CN1658010A - 扫描器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扫描器，可避免传统扫描器使用冷阴极荧光灯管作为光源所造成暖机时间过长的缺点，本发明的扫描器应用发光二极管作为光源以大幅缩短暖机时间，并搭配柱形透镜、反射面、增光片或扩散片等器件以提升并均匀发光二极管的辉度。

Description

扫描器

技术领域

本发明涉及一种扫描器，特别是一种应用LED作为光源的扫描器。

背景技术

扫描器是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。你可以利用扫描器输入照片而建立自己的电子影集；输入各种图片而建立自己的网站；扫描手写信函再用E-mail发送出去以代替传真机；还可以利用扫描器配合OCR(Optical Character Recognition，即光学字符识别)软件输入报纸或书籍的内容，免除键盘输入汉字的辛苦。所有这些都为我们展示了扫描器不凡的功能，它让我们在办公、学习和娱乐等方面提高了效率。

从扫描器的图像数字化的过程来看，灯管发出光线，照射到扫描器玻璃板上的反射稿件上，根据稿件不同地方的亮暗程度的不同，形成强弱不等的反射光线，然后通过一列反射镜，聚焦在镜头另一端的CCD上，CCD将光学信号转换为相应的电信号，即模拟信号，这些信号最终通过A/D转换器转化为计算机所能识别的数字信号，然后经不同的接口，例如EPP(EnhancedParallel Port，即增强型并口)、USB(Universal Serial Bus，即通用串行总线)或SCSI(Small Computer System Interface，即微机系统接口)传送到计算机。

A/D转换器是将模拟仿真量(Analog)转变为数字量(Digital)的半导体元件。从CCD获取的电信号是对应于图像明暗的仿真信号，就是说图像由暗到亮的变化可以用从低到高的不同电位来表示，它们是连续变化的，即所谓仿真量。

然而，对于扫描器而言，光源是非常重要的，因为CCD上所感受的光线，全部来自于扫描器自身的灯管。光源不纯或偏色，会直接影响到扫描结果。专业扫描器或一些高端的家用或商用扫描器，在扫描前会自动检测灯管发出的光线强度，特别是在扫描器刚激活时，由于灯管未进入稳定状态，扫描器有一定的预热时间，只有当光线强度足够达到标准，机内的光源检测传感器才会发出通过指令。而这时的扫描器才能以最佳的工作状态进行扫描，因为若灯管光线强度不够将无法有效表现出原稿中的暗部细节。

而传统的扫描器使用的灯源均以冷阴极荧光灯管(CCFL)为主，此种灯管的主要缺点即在于每次开机时，需要一段如前所述的预热时间以将灯管的辉度慢慢提升至稳定的状态。这段预热时间在常温下，需时约1-3分钟不等，不仅冗长而令使用者难以忍受，且往往造成使用者误以为是系统当机而要求退货处理，此情况在低温环境下尤其明显而严重。

有鉴于此，如何在兼顾品质的情况下，提供有效而快速的扫描与预览，并减少冷机扫描前的等待时间，遂成为大家共同追求的目标。

发明内容

本发明的主要目的即为提供一种以LED作为光源的扫描器，藉以解决传统扫描器暖机时间过长的缺点。

为了达成上述目的，本发明的扫描器利用LED灯组发射出光线，并穿过透光板照射到待扫描的物件上，同时依据扫描物件不同地方亮暗程度的不同，形成强弱不等的反射光线，然后反射光线再穿过透光板并通过反射镜组将光线反射聚焦至影像传感器进行感测。具体地讲，本发明的扫描器包括：一LED灯组，由至少一个以上的LED灯所组成，用以作为光源；一透光板，一侧对应于该LED灯组，而另一侧对应于待扫描的物件，使该LED灯组所发出的光线通过该透光板照射至待扫描的物件；一反射镜组，由至少一个以上的反射镜所组成，用以接收自该LED灯组照射至待扫描物件后所反射出的光线，并给予适当的反射聚焦；以及一影像传感器，用以接收自该反射镜组所反射出的光线，并将接收到的光学信号转换为模拟电信号后输出。

此处的影像传感器为电荷耦合器件(CCD，Charge Couple Device)。

此外，LED灯组的邻近处可设置有至少一个以上的柱形透镜，则LED灯组所发出的光线，即可通过此柱形透镜作适当的折射并聚焦至该透光板，以获得足够且均匀性佳的辉度表现。

另外，LED灯组除可通过设置柱形透镜以增加及均匀辉度表现外，亦可通过在其周边适当位置处设置至少一个以上的反射面，使LED灯组所发出的光线可通过反射面将离散的光线反射聚焦至该透光板，从而获得足够且均匀性佳的辉度表现。

而且，本发明的扫描器还可通过在LED灯组的邻近适当位置处设置至少一个以上的增光片或扩散片，使LED灯组所发出的光线可通过该增光片或扩散片将离散的光线聚焦至该透光板，从而使LED灯组所发出的光线分布更加均匀，达到提高亮度的目的。上述柱形透镜、反射面、增光片以及扩散片均设置于该发光二极管灯组与该透光板的光学路径之间。

附图说明

图1为本发明扫描器的第一实施例示意图；

图2为本发明扫描器的第二实施例示意图；以及

图3为本发明扫描器的第三实施例示意图。

其中，附图标记说明如下：

11            透光板

12            LED灯组

13            反射镜组

14            影像传感器

15            柱形透镜

16            反射面

17            增光片

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造特征及其功能得到有进一步地了解，现结合附图详细说明如下：

请参考图1所示，为本发明扫描器的第一实施例示意图，如图所示：

此扫描器包括有一透光板11、一LED灯组12、一反射镜组13以及一影像传感器14所组成。

此LED灯组12，由至少一个以上的LED灯所组成，用以作为光源，发出光线。

此透光板11，一侧对应于LED灯组12，而另一侧对应于待扫描的物件(图中未示)，则LED灯组12所发出的光线即可通过此透光板11照射至待扫描的物件。

此反射镜组13，由至少一个以上的反射镜所组成，用以接收自LED灯组12照射至待扫描物件后所反射出的光线，并给予适当的反射聚焦。

此影像传感器14，为电荷耦合器件(CCD，Charge Couple Device)，用以接收自反射镜组13所反射出的光线，并将接收到的光学信号转换为模拟信号后输出。

CCD是Charge Couple Device的缩写，称为电荷耦合器件，它是利用微电子技术制成的表面光电器件，可以实现光电转换功能。CCD在摄像机、数码相机和扫描器中应用广泛，只不过摄像机中使用的是点阵CCD，即包括x、y两个方向用于摄取平面图像，而扫描器中使用的是线性CCD，它只有x一个方向，y方向扫描由扫描器的机械装置来完成。CCD芯片上有许多光敏单元，它们可以将不同的光线转换成不同的电荷，从而形成对应原稿光图像的电荷图像。如果我们想增加图像的分辨率，就必须增加CCD上的光敏单元数量。实际上，CCD的性能决定了扫描器的x方向的光学分辨率。

本发明的扫描器所采取的光源以LED灯组取代传统的冷阴极荧光灯管，LED为发光二极管(Light Emitting Diode)的简称。LED为通电时可发光的电子元件，是半导体材料制成的发光元件，材料使用III-V族化学元素(如：磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等)，发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，通过电子与空穴的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达到发光的效果，属于冷性发光，寿命长达十万小时以上。

由于LED无须暖机时间(idling time)且反应速度很快，故可有效解决冷阴极荧光灯管暖机时间过长的缺点，从而提高预览与扫描的速度，大幅减少冷机扫描的等待时间。

由于LED通常为点光源且亮度不足，但是扫描器通常需要线光源或面光源以方便扫描作业的进行，故本发明的扫描器遂于LED灯组12的邻近处，即LED灯组12与该透光板的光学路径之间设置有至少一个以上的柱形透镜15，则LED灯组12所发出的光线，即可通过此柱形透镜15作适当的折射，以获得足够且均匀性佳的辉度表现。

因此，本发明的扫描器的工作原理是，先将待扫描的物件(图中未示)置放于透光板11的一侧，然后位于透光板11另一侧的LED灯组12即发出光线，所发出的光线经柱形透镜15予以折射聚焦后，即穿过透光板11照射到扫描物件上，并依据扫描物件不同地方亮暗程度的不同，形成强弱不等的反射光线，然后反射光线再穿过透光板11并通过反射镜组13将光线反射聚焦至影像传感器14进行感测。

请参考图2所示，为本发明扫描器的第二实施例示意图，如图所示：本发明的扫描器除可通过设置柱形透镜15以增加及均匀LED灯组12的辉度表现外，亦可通过在LED灯组12的周边适当位置处，即LED灯组12与该透光板的光学路径之间设置至少一个以上的反射面16，则LED灯组12所发出的光线，即可通过反射面16将离散的光线反射聚焦，从而获得足够且均匀性佳的辉度表现。

再请参考图3所示，为本发明扫描器的第三实施例示意图，如图所示：本发明的扫描器还可通过在LED灯组12的邻近适当位置处，即LED灯组12与该透光板的光学路径之间设置至少一个以上的增光片17(BEF，Brightness Enhancement Film)或扩散片(Diffuser)，以使LED灯组12所发出的光线分布更加均匀，达到提高亮度的目的。

虽然本发明以前述的较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的实施范围，任何本领域的技术人员，依据前述较佳实施例所作的均等变化与修饰，皆为本发明的权利要求书所界定的专利保护范围所涵盖，因此本发明的专利保护范围以权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种扫描器，其包括有：

一发光二极管灯组，由至少一个以上的发光二极管灯所组成，用以作为光源；

一透光板，一侧对应于该发光二极管灯组，而另一侧对应于待扫描的物件，使该发光二极管灯组所发出的光线通过该透光板照射至待扫描的物件；

一反射镜组，由至少一个以上的反射镜所组成，用以接收自该发光二极管灯组照射至待扫描物件后所反射出的光线，并给予适当的反射聚焦；以及

一影像传感器，用以接收自该反射镜组所反射出的光线，并将接收到的光学信号转换为模拟电信号后输出。

2.如权利要求1所述的扫描器，其特征在于，该影像传感器为电荷耦合器件。

3.如权利要求1所述的扫描器，其特征在于，还包括有至少一个以上的柱形透镜，该柱形透镜设置于能够折射聚焦该发光二极管灯组所发出的光线至该透光板的该发光二极管灯组的邻近适当位置处。

4.如权利要求3所述的扫描器，其特征在于，该一个以上的柱形透镜设置于该发光二极管灯组与该透光板的光学路径之间。

5.如权利要求1所述的扫描器，其特征在于，还包括有至少一个以上的反射面，该反射面设置在能够反射聚焦该发光二极管灯组所发出的光线至该透光板的该发光二极管灯组的周边适当位置处。

6.如权利要求5所述的扫描器，其特征在于，该一个以上的反射面设置于该发光二极管灯组与该透光板的光学路径之间。

7.如权利要求1所述的扫描器，其特征在于，还包括有至少一个以上的增光片，该增光片设置于能够聚焦该发光二极管灯组所发出的光线至该透光板的该发光二极管灯组的邻近适当位置处。

8.如权利要求7所述的扫描器，其特征在于，该一个以上的增光片设置于该发光二极管灯组与该透光板的光学路径之间。

9.如权利要求1所述的扫描器，其特征在于，还包括有至少一个以上的扩散片，该扩散片设置于能够聚焦该发光二极管灯组所发出的光线至该透光板的该发光二极管灯组的邻近适当位置处。

10.如权利要求9所述的扫描器，其特征在于，该一个以上的扩散片设置于该发光二极管灯组与该透光板的光学路径之间。

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