掃描模塊及使用該掃描模塊的掃描裝置的製作方法

2023-04-29 13:20:01

專利名稱：掃描模塊及使用該掃描模塊的掃描裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種掃描模塊以及應用所述掃描模塊的掃描裝置，特別涉及一種以發 光二極體數組作為光源的掃描模塊及應用所述掃描模塊的掃描裝置。
背景技術：
現今掃描儀無論在家庭或是辦公室用途上，都佔有相當重要的地位。掃描儀提供使用 者掃描紙件的內容或圖像，並且將掃描取得的紙件內容或圖像以電子文件的形式顯示及儲 存，以方便文件的傳遞以及圖像的修飾等操作。
以平臺式掃描儀為例， 一般是將待掃描文件置放於透明的掃描平臺上，並且由掃描儀 中的掃描模塊提供光線照射於待掃描文件，然後由光學模塊接收由待掃描文件反射的光 線，藉以進行掃描操作。為降低掃描儀的功耗，以及提高光源的光學效率，近年來業界己 發展出應用發光二極體數組取代冷陰極燈管，作為掃描儀光源的掃描儀。在應用發光二極 管數組作為光源的掃描儀中，是將多個發光二極體排列設置於電路板上，並朝待掃描文件 發射光線。
請參照圖1，其展示已知的利用發光二極體作為光源的掃描儀的側視圖。掃描儀100 中，掃描模塊130設置在掃描平臺111的下方，且掃描模塊130包括發光二極體光源131、 承架134及光學模塊133。發光二極體光源131設置在承架134上，並且包括多個發光二 極管，用以朝放置在掃描平臺上111的待掃描文件P發射光線E。然而，由於發光二極體 為點狀發光光源，為了使待掃描文件P可均勻受光，在發光二極體光源131與待掃描文件 P之間需要一段混光距離，以使多個發光二極體發射的光線E可充分混合，以達到均勻化 的效果。此種由發光二極體光源131朝待掃描文件P發射光線E的方式，因為受限於必須 使光線E的光路具有足夠的長度，以使光線E均勻化，會大幅增加掃描模塊130與待掃描 文件P之間的距離。如此無法有效降低掃描儀100整體的高度，難以符合現今市場上對於 電子產品薄化及小型化的需求。此外，此種僅利用增加混光距離來進行光線E均勻化的方 式，仍無法有效使待掃描文件P受到均勻化光線的照射，進而影響成像的質量。

實用新型內容
有鑑於此，本實用新型提供一種掃描模塊以及應用所述掃描模塊的掃描裝置，掃描模 塊發射的光線在投射於待掃描文件之前先進行一次以上的反射，在相同光路長度的條件 下，可減少光源與待掃描文件之間的垂直距離，進而降低掃描裝置的整體高度及體積。
根據本實用新型的一個方面，提出一種掃描模塊，包括發光二極體光源、反射組件以 及光學模塊。發光二極體光源用以發射光線，並且面向反射組件。反射組件用以反射光線， 由反射組件反射後的光線再投射至待掃描文件。光學模塊用以接收從待掃描文件反射的光 線。從發光二極體光源發射的光線投射至待掃描文件之前，反射組件至少反射光線一次。
根據本實用新型的另一方面，提出一種掃描裝置，包括殼體以及掃描模塊。殼體具有 掃描平臺，用以承載待掃描文件。掃描模塊設置於殼體內，並且包括發光二極體光源、反 射組件及光學模塊。發光二極體光源用以發射光線，並且面向反射組件。反射組件用以反 射光線，由反射組件反射後的光線再投射至待掃描文件。光學模塊用以接收從待掃描文件 反射的光線。從發光二極體光源發射的光線投射至待掃描文件之前，反射組件至少反射光 線一次。
為讓本實用新型的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並結合所附附圖， 作詳細說明如下


圖1是已知的利用發光二極體作為光源的掃描裝置的側視圖2是依照本實用新型第一實施例的掃描裝置的示意圖3A是圖2中反光組件及發光二極體光源的立體圖3B是圖3A中光線勻化結構的另一實施方式的示意圖3C是圖3A中光線勻化結構的再一實施方式的示意圖4是包括有間隔物的掃描模塊的示意圖5是依照本實用新型第二實施例的掃描模塊的示意圖6是圖5中反射組件具有一個凹面式反射面時的示意圖；以及
圖7是圖5中反射組件具有兩個凹面式反射面時的示意圖。
具體實施方式
依照本實用新型實施例的掃描裝置中，掃描模塊主要包括發光二極體光源、反射組件 以及光學模塊。發光二極體光源面向反射組件，用以朝反射組件發射光線。光線在投射至 待掃描文件之前，先經由反射組件反射至少一次。當依照本實用新型實施例的掃描裝置與 已知的掃描裝置具有相同光路長度時，本實用新型實施例中的掃描裝置可縮減發光二極體 光源與待掃描文件之間的垂直距離，進而降低掃描裝置的高度。以下提出第一及第二實施 例作為本實用新型的詳細說明，此兩實施例主要不同之處在於發光二極體光源及反射組件 的配置方式。然而，此兩實施例僅用以作為範例說明，並不會縮小本實用新型所要保護的 範圍。此外，實施例中的圖示亦省略不必要的組件，以清楚顯示本實用新型的技術特點。 第一實施例 請參照圖2，其展示的是依照本實用新型第一實施例的掃描裝置的示意圖。掃描裝置 200包括殼體210及掃描模塊230。殼體210具有掃描平臺211，用以承載待掃描文件P。 掃描模塊230設置於殼體210內，主要包括發光二極體光源231、反射組件232及光學模 塊233。發光二極體光源231用以發射光線L，並且面向反射組件232。反射組件232用以 反射光線L，光線L經過反射組件232反射後，再投射至待掃描文件P。在本實施例中， 如圖2所示，光線L投射至待掃描文件P之前，反射組件232反射光線L一次。另外，光 學模塊233用以接收待掃描文件P的反射的光線L。光學模塊233可包括諸如反射鏡、透 鏡及影像感測的組件。 進一步來說，掃描模塊230還包括承架234，如圖2所示。發光二極體光源231及反 射組件232設置在承架234上。待掃描文件P位於承架234上方。承架234具有開口 234a， 光學模塊233透過開口 234a接收從待掃描文件P反射的光線L。發光二極體光源231及反 射組件232對應設置於開口 234a的兩側。依照本實施例的光線L的行進方向來說明，發 光二極體光源231發射的光線L，首先以實質上平行於待掃描文件P的平面的方向投射至 反射組件232;接著，光線L由反射組件232經過一次反射之後，投射至待掃描文件P; 而後，經由待掃描文件P反射後的光線L透過開口 234a投射至光學模塊233。相比於傳統 掃描模塊的光源以直接朝待掃描文件發射光線的方式，本實施例的發光二極體光源231是 以平行待掃描文件P的平面的方向發射光線L，可減小發光二極體光源231與待掃描文件 P之間的距離，從而可降低掃描裝置200的高度。再者，藉由反射的方式將光線L投射至 待掃描文件P，使得相對於現有技術具有較小高度的掃描裝置200，可維持光線L由發光 二極體光源231離開至抵達光學模塊233中的影像感測組件的光路長度。 其次，請參照圖3A，其展示的是圖2中反光組件及發光二極體光源的立體圖。本實施 例中，反射組件232具有光線勻化結構242，用以均勻化光線L,並且形成於反射組件232 朝向發光二極體光源231的表面232a。另外一方面，發光二極體光源231例如包括長條形 電路板241與多個發光二極體243，這些發光二極體243數組式地配置於長條形電路板241 上。本實施例中，光線勻化結構242可包括不反射或是低反射結構，例如是多個網點242a 或是其它特殊圖形，這些網點242a對應於配置有發光二極體243之處的密度，高於對應 於未配置有發光二極體243之處的密度。如此可將點狀發光的發光二極體243所發射的光 線L進行均勻化，使得待掃描文件P受到均勻的光線L的照射，藉以提高成像的質量。請 參照圖3B，其展示的是圖3A中光線勻化結構的另一實施方式的示意圖。光線勻化結構 242'包括至少凸塊242a'，凸塊242a，位於反光組件232'的表面232a，上對應配置有 發光二極體243之處。另外，吸光凸塊242a'的形狀及數量，本實施例不多做限制，凡是 可均勻化光線L的凸塊242a'的設計方式，均可應用於此。請參照圖3C，其展示的是圖 3A中光線勻化結構的再一實施方式的示意圖。光線勻化結構242''包括多個反光凸點 242a'，，這些反光凸點242a''對應配置有發光二極體243之處的密度，高於對應於無 配置有發光二極體243之處的密度，用以將光線L由較強、較集中之處散射至兩側亮度較 弱之處，以達到光線亮度的一致性。然而，對於本實用新型所屬技術領域的技術人員，可 知光線勻化結構242的設計並不限制於此。
另外，本實施例的掃描模塊230除包括前述發光二極體光源231、反射組件232、光 學模塊233及承架234等組件之外，還包括第一吸光片235(1)、第二吸光片235(2)及反 光片236。第一吸光片235 (1)及第二吸光片235 (2)設置於承架234上，且第一吸光片235 (1) 位於發光二極體光源231的上方，第二吸光片235(2)位於反射組件232的上方，如圖2所 示。第一吸光片235(1)及第二吸光片235(2)最好為黑色材質，用以吸收並且阻擋光線L 經過反射之後產生的散射光線，避免散射的光線影響掃描質量。前述用以吸收散射光線的 吸光組件亦可只使用第一吸光片235(1)或第二吸光片235(2)。
再者，反光片236設置於承架234上，並且位於發光二極體光源231的一側，如圖2 所示。反光片236的反光面朝向發光二極體光源231，用以反射部分光線L，藉以提供聚 光的功能。如此可使發光二極體光源231提供的光線L，更有效率地投射至待掃描文件P 上。本實施例中，是以反光片236設置於承架234的底面上為例；然而，反光片236設置 的位置並不限制於此，凡是可將投射至反射組件232外的部分光線L (也就是無法利用反 射組件232朝待掃描文件P反射的部分光線L)朝向發光二極體光源231反射者，均可適 用於本實施例中。
另一方面，本實施例的掃描裝置200中，掃描模塊230還可包括間隔物。請參照圖4， 其展示的是包括有間隔物的掃描模塊的示意圖。掃描模塊230，中包括有間隔物260,設 置於發光二極體光源231及承架234之間。掃描模塊230，可藉由改變間隔物260的厚度， 調整發光二極體光源231與承架234之間的距離d，藉此改變光線L'於發光二極體光源 231與反射組件232間的光路長度，以滿足不同的產品需求。
上述依照本實用新型第一實施例的掃描模塊230及應用所述掃描模塊的掃描裝置200， 是沿平行於待掃描文件P平面的方向發射光線L，並且藉由反射組件232將光線L朝向待 掃描文件P反射。在維持相同光路長度條件下，可減少發光二極體光源231與待掃描文件 P之間的垂直距離，從而降低掃描裝置200的高度。此外，還可藉由設置第一、第二吸光 片235(1)、 235(2)及反光片236於承架234上，來改善發光二極體光源231發射的光線L 的利用效率，以及影像掃描的質量。另外，本實施例中掃描模塊230是以包括發光二極體 光源231 、反射組件232、光學模塊233、承架234、第一吸光片235 (1)、第二吸光片235 (2)、 反光片236及間隔物260為例進行說明，然而本實用新型所述技術領域的技術人員可知， 本實施例的掃描模塊230中所包含的組件並不限制於此，還可包含其它常用的組件。
第二實施例
本實施例的掃描模塊與依照本實用新型第一實施例的掃描模塊230，不同之處主要在 於發光二極體光源與反射組件的相對配置關係，以及反射組件的設計方式，其餘相同之處 不再加以贅述。另外，本實施例附圖中與第一實施例的掃描模塊相同的組件，則沿用相同 的組件標號。
請參照圖5，其展示的是依照本實用新型第二實施例的掃描模塊的示意圖。發光二極 管光源231及反射組件432設置於承架434上。本實施例中，反射組件432設置於發光二 極管光源231的下方，自發光二極體光源231發射出的光線F，是以實質上垂直於待掃描 文件P的平面的方向投射於反射組件432。反射組件432具有第一反射面432a及第二反射 面432b，第一反射面432a鄰接於第二反射面432b。自發光二極體光源231發射出的光線 F，首先經過第一反射面432a反射，接著再經過第二反射面432b反射，接著才投射至待 掃描文件P，如圖5所示。本實施例的掃描模塊430，藉由反射組件432反射光線F兩次， 藉以加光線F由發光二極體光源231至光學模塊233中影像感測組件的光路長度，並且可 減少掃描模塊430與待掃描文件P之間的垂直距離，進一步減少應用掃描模塊430的掃描 裝置(圖5中未示出)的高度。
圖5所示的掃描模塊430中，反射組件432的第一反射面432a及第二反射面432b分 別以平面式的反射面為例。然而，在另一實施方式中，第一反射面432a及第二反射面432b 可分別是凹面式反射面。請參照圖6，其展示的是圖5中反射組件具有一個凹面式反射面 時的示意圖。反射組件532的第一反射面532a為凹面式反射面，反射組件532的第二反 射面532b為平面式反射面。另外，請參照圖7，其展示的是圖5中反射組件具有兩個凹面 式反射面時的示意圖。反射組件632的第一反射面532a及第二反射面532b均為凹面式反 射面。反射組件532及632，利用至少一個凹面式反射面將點狀發光的發光二極體光源231 所發射的光線F，集中朝向待掃描文件P投射，可縮小光線F投射於待掃描文件P的面積， 增加光線F投射至待掃描文件P的均勻度，進一步提高光學效率。
此外，本實施例的掃描模塊430亦可例如是包括至少吸光片435，設置於承架434上 鄰近發光二極體光源231或鄰近反射組件432、 532及632之處。吸光片435最好為黑色 材質，用以吸收並阻擋散射的光線F，避免散射的光線F幹擾光學模塊233接收待掃描文 件P的反射的光線F，從而可提升影像掃描的質量。
本實施例中反射組件432以具有一個第一反射面432a及一個第二反射面432b為例， 然而本實用新型的技術並不限制於此。反射組件432也可具有兩個以上的反射面，且此些 反射面可分別為平面式反射面或凹面式反射面，以在光線F投射至待掃描文件P之前，反 射光線F兩次以上，更進一步增加光路的長度。此外，反射組件432的每一個反射面，也 可分別形成光線勻化結構，用以均勻化光線F，以增加光線F投射於待掃描文件P的均勻 度，從而可提升掃描質量。
上述依照本實用新型第一及第二實施例的掃描模塊及應用所述掃描模塊的掃描裝置， 發光二極體光源發射的光線先投射至反射組件，並且經由反射組件反射光線至少一次。如 此不僅可維持光線的光路長度，而且可降低掃描模塊與待掃描文件間的垂直距離，進一步 降低掃描裝置的高度。
綜上所述，雖然本實用新型已以優選實施例公開如上，但優選實施例並非用以限定本 實用新型。本實用新型所屬技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍內， 可作各種的變形與修改。因此，本實用新型的保護範圍當以後附的權利要求所界定的範圍 為準。
主要組件符號說明
100、 200:掃描裝置 111、 211:掃描平臺
230、 230， 、 430:掃描模塊 131、 231:發光二極體光源
133、 233:光學模塊
134、 234、 434:承架 210:殼體
232、 232， 、 432、 532、 632:反射組件
232a:反射組件的表面
234a、 434a:開口
235' 、 435:吸光片
235a':吸光片開口
235(1):第一吸光片
235(2):第二吸光片
236:反光片
241:長條形電路板
242、 242，光線勻化結構
243:發光二極體
242a:吸光網點
242a':吸光凸塊
260:間隔物
432a、 532a、 632a:第一反射面 432b、 532b、 632b:第二反射面 d:距離
E、 F、 L、 L，光線
P:待掃描文件
權利要求1.一種掃描模塊，包括發光二極體光源，用以發射一光線；反射組件，所述的發光二極體光源面向所述反射組件，所述反射組件用以反射所述的光線，且所述反射組件反射後的所述光線投射至待掃描文件；以及光學模塊，用以接收從所述待掃描文件反射的所述光線；其特徵在於，從所述發光二極體光源發射的所述光線投射於所述待掃描文件之前，所述的反射組件至少反射所述光線一次。
2. 如權利要求1所述的掃描模塊，其特徵在於，自所述發光二極體光源發 射出的所述光線以平行於所述待掃描文件平面的方向投射於所述反射組件。
3. 如權利要求2所述的掃描模塊，其特徵在於，所述掃描模塊還包括 承架，所述的發光二極體光源及反射組件設置於所述承架上，所述承架並且具有一開口，所述的發光二極體光源及反射組件對應設置於所述開口的兩側，以及所述的光學模塊透過所述開口接收從所述待掃描文件反射的所述光線。
4. 如權利要求3所述的掃描模塊，其特徵在於，所述掃描模塊還包括 第一吸光片，設置於所述承架上，且位於所述發光二極體光源的上方；及 第二吸光片，設置於所述承架上，且位於所述反射組件的上方。
5. 如權利要求3所述的掃描模塊，其特徵在於，所述掃描模塊還包括 反光片，設置於所述承架上，並且位於所述發光二極體光源的一側，所述反光片的反光面朝向所述發光二極體光源，所述反光片用以反射部分所述光線。
6. 如權利要求3所述的掃描模塊，其特徵在於，所述掃描模塊還包括 間隔物，設置於所述發光二極體光源及所述承架之間，用以調整所述發光二極體光源與所述承架之間的距離，以改變所述光線於所述發光二極體光源與所述 反射組件之間的光路長度。
7. 如權利要求1所述的掃描模塊，其特徵在於，自所述發光二極體光源發 射出的所述光線是以垂直於所述待掃描文件平面的方向投射於所述反射組件。
8. 如權利要求7所述的掃描模塊，其特徵在於，所述掃描模塊還包括 承架，所述發光二極體光源及反射組件設置於所述承架上，且所述反射組件設置在所述發光二極體光源的下方。
9. 如權利要求7所述的掃描模塊，其特徵在於，所述反射組件具有第一反 射面及第二反射面，所述第一反射面鄰接所述第二反射面；其中，自所述發光二極體光源發射出的光線先經過所述第一反射面反射後， 再經過所述第二反射面反射，接著才投射於所述待掃描文件。
10. 如權利要求9所述的掃描模塊，其特徵在於，所述第一反射面為平面式 反射面或朝向所述發光二極體光源的凹面式反射面。
11. 如權利要求9所述的掃描模塊，其特徵在於，所述第二反射面為平面式 反射面或朝向所述發光二極體光源的凹面式反射面。
12. 如權利要求9所述的掃描模塊，其特徵在於，所述第一反射面及所述第二反射面均為朝向所述發光二極體光源的凹面式反射面。
13. 如權利要求8所述的掃描模塊，其特徵在於，所述掃描模塊還包括至少一個吸光片，設置於所述承架上鄰近於所述發光二極體光源或鄰近於所 述反射組件之處。
14. 如權利要求1所述的掃描模塊，其特徵在於，所述反射組件具有光線勻化結構，形成於所述反射組件朝向所述發光二極體光源的表面，用以均勻化所述 光線。
15. 如權利要求14所述的掃描模塊，其特徵在於，所述光線勻化結構包括多個網點。
16. 如權利要求15所述的掃描模塊，其特徵在於，所述發光二極體光源包 括長條形電路板與多個發光二極體，這些發光二極體數組式地配置於所述長條形 電路板上，所述些網點對應於配置有所述發光二極體之處的密度高於對應於無配 置有所述發光二極體之處的密度。
17. 如權利要求14所述的掃描模塊，其特徵在於，所述發光二極體光源包 括長條形電路板與多個發光二極體，這些發光二極體數組式地配置於所述長條形 電路板上，所述的光線勻化結構包括至少凸塊，所述凸塊位於所述表面上對應於 配置有所述發光二極體之處。
18. 如權利要求14所述的掃描模塊，其特徵在於，所述光線勻化結構包括 多個反光凸點。
19. 如權利要求18所述的掃描模塊，其特徵在於，所述發光二極體光源包括長條形電路板與多個發光二極體，這些發光二極體數組式地配置於所述長條形 電路板上，所述些反光凸點對應於配置有發光二極體之處的密度高於對應於未配 置有發光二極體之處的密度。
20. —種掃描裝置，包括殼體，具有掃描平臺，所述掃描平臺用以承載待掃描文件；以及 掃描模塊，設置於所述殼體內，所述掃描模塊包括 發光二極體光源，用以發射光線；反射組件，所述發光二極體光源面向所述反射組件，所述反射組件用以反射 所述光線，且所述反射組件反射後的所述光線投射至所述待掃描文件；及 光學模塊，用以接收從所述待掃描文件反射的所述光線； 其特徵在於，在所述發光二極體光源發射的所述光線投射於所述待掃描文件 之前，所述反射組件至少反射所述光線一次。
21. 如權利要求20所述的掃描裝置，其特徵在於，自所述發光二極體光源 發射出的所述光線以平行於待掃描文件平面的方向射向所述反射組件。
22. 如權利要求21所述的掃描裝置，其特徵在於，所述的掃描模塊還包括 承架，所述的發光二極體光源及反射組件設置於所述承架上，所述承架並且具有開口，所述發光二極體光源及反射組件對應設置於所述開口之兩側，以及所 述光學模塊透過所述開口接收從所述待掃描文件反射的所述光線。
23. 如權利要求20所述的掃描裝置，其特徵在於，自所述發光二極體光源 發射出的所述光線以垂直於待掃描文件的方向射向所述反射組件。
24. 如權利要求23所述的掃描裝置，其特徵在於，所述掃描模塊還包括 承架，所述發光二極體光源及反射組件設置於所述承架上，且所述反射組件設置於所述發光二極體光源的下方。
專利摘要一種掃描模塊及使用該掃描模塊的掃描裝置。掃描裝置的殼體具有掃描平臺，用以承載待掃描文件。掃描模塊設置於殼體內，並且包括發光二極體光源、反射組件及光學模塊。發光二極體光源用以發射光線，並且面向反射組件。反射組件用以反射光線，且由反射組件反射後的光線投射至待掃描文件。光學模塊用以接收從待掃描文件反射的光線。在發光二極體光源發射的光線投射於待掃描文件之前，反射組件至少反射光線一次。
文檔編號H04N1/028GK201178448SQ200820057458
公開日2009年1月7日 申請日期2008年4月18日 優先權日2008年4月18日
發明者王志益, 盛少瀾, 鄒宗穎 申請人:虹光精密工業(蘇州)有限公司