专利名称：紧凑型光学扫描仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学扫描设备，尤指一种可以内置在笔记本电脑，掌上电脑(PDA)及手提电话等移动办公自动化的紧凑型光学扫描仪(Compact optical scanner)。
另一种是平板扫描仪，又称CCD(Charge Coupled Device)扫描仪把文稿放置在一块很干净的有机玻璃平板上，将文稿固定，而光源系统(CCD)通过一个传动装置水平移动，发射出的光线照射在文稿上，经反射或透射后，由接收系统接收并生成模拟信号，通过ADC转换成数字信号后，直接传送至计算机，由后者进行相应的处理，完成扫描过程。由于平板扫描仪采用硅(Si)作为感光器件的主体材料，不会做到文稿同比例扫描，又因CCD扫描仪的整个电路较为复杂，还需提供不同电压的电源和同步时钟控制电路，集成度非常低。
本发明要解决的技术问题是要内置于笔记本电脑，掌上电脑(PDA)及手提电话等移动办公自动化的光学扫描设备，可以非常方便的扫描及时性的文件，如名片、传真及合同等文稿；要解决有机光电二极管作为探测器的有关技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该装置有照明器件、感光器件及文稿传送部件组成，包含有光源、导光板、感光传感器、模数转换器、图象处理器及存储器，本体腔内中间设有隔热层，隔热层的上部顺序设有LED发光二极管及凹镜反光板，下部有OPD(Organic Photodiode)有机光电二极管的光电转换器件，其中间为OPD有机光电二极管感光层，本体腔内安装有集成电路驱动与控制芯片，腔内上、下部右侧各有冷却风通道，本体下部安装有风扇，本体有文稿传送装置，文稿放置在传送装置内，进行扫描；可以内置于笔记本电脑，掌上电脑(PDA)及手提电话等移动办公自动化的光学扫描设备。
所述的紧凑型光学扫描仪的照明器件有照明源，照明源为白色或红、绿、蓝三芯LED发光二极管及导光板，是全固体光学系统，白色LED发光二极管同具有红、绿、蓝色滤光片透明电极或有机感光层或金属电极可以使入射信号光分光制成彩色扫描仪，使用红、绿、蓝三芯LED发光二极管分别对原稿照明。
所述的紧凑型光学扫描仪的集成电路驱动与控制芯片连接OPD感光传感器，OPD感光传感器连接着电源，集成电路驱动与控制芯片上有信号放大器、信号读取电路、模数转换器及图像处理器，信号放大器连接模数转换器；在集成电路驱动与控制芯片上的有机光电二极管矩阵分别连接着信号读出系统，信号读出系统顺序连接着信号放大器、译码器及固定单元感光值，固定单元感光值与分配器相连，定时和控制单元连接和控制译码器及分配器。
所述的紧凑型光学扫描仪的有机光电二极管矩阵电路中的计算机与电源分配器、时钟及控制模块相连接，电源分配器依次与固定单元感光值测试器、图像处理器、数字信号逐行处理器、模数转换器、信号放大器、信号读出集成电路模块及OPD感光传感器相连接，光信号直接射入OPD感光传感器，OPD感光传感器的输出为信号读出集成电路模块的输入，信号读出集成电路模块的输出为信号放大器的输入，信号放大器与模数转换器相连接，模数转换器及图像处理器的输出为数字信号逐行处理器的输入，数字信号逐行处理器的信号输出为计算机的输入。
所述的紧凑型光学扫描仪的OPD光电转换器件以制有反射防止膜以及透明电极的玻璃或树脂为衬底，从原稿反射来的光入射到衬底，在衬底上面为有机光电感光层，在有机光电感光层上面制上金属电极，分别在透明电极与金属电极处引出正、负电极，在两电极间加电压。
所述的紧凑型光学扫描仪的OPD有机光电二极管感光层或是用有机底分子与高分子组成，可以用真空蒸发、旋涂等方法制成。
所述的紧凑型光学扫描仪的OPD有机光电二极管的光电转换器件以原稿一比一的比例制成感光器件，不需光学缩放系统，透明电极上可以制备红、绿、蓝色滤光片，将入射信号分光。
所述的紧凑型光学扫描仪的感光器件或用无机光电感光传感器的材料，为单晶、多晶或无定行硅GaAs，PbS，CdS，CdSe等组成。
一种紧凑型光学扫描仪的扫描方法，用OPD有机光电二极管为感光器件，将原稿放置在传动装置上，通过传动装置水平移动，发射出的光线照射在文稿上，经反射或透射后，由接收系统接收并生成模拟信号，通过模数转换器转换成数字信号，直接传送到计算机进行相应处理，其工作步骤是步骤1.开始由计算机向OPD有机光电二极管的光学扫描仪发出指令，传动装置输送文稿，固体光源照射文稿；步骤2.文稿反射当光线从文稿反射到OPD感光传感器时，白光LED照明，OPD感光传感器前的红、绿、蓝色滤光片使入射信号光分光；在采用红、绿、蓝三芯LED发光二极管分别照明时，也可使入射信号光分光，获取彩色信号；连接OPD感光传感器电路的电流发生变化，由信号读出集成电路模块寄存，并读出信号对应的单位面积内的光强和波长；步骤3.放大与调整将该信号送至信号放大器进行放大，并与预设在固定单元感光值测试器中的感光值进行比较与调整，调整后的信号送至模数转换器；步骤4.转换、汇集与送回模数转换器转换成一个与入射光强度成比例的二进制数，该二进制数即对应一个像素的数据，再由数字信号逐行处理器汇集信号，并将该信号送回计算机。
本发明的有益效果是采用OPD有机光电二极管作为感光器件，感光单元小，单位面积像素数目、分辨率与线性CCD相若，且OPD工艺简单，成本低廉，实现小型化，可以内置于笔记本电脑，掌上电脑(PDA)及手提电话等移动办公自动化的光学扫描设备，能非常方便的扫描及时性的文件，如名片、传真及合同等文稿，体积小，使用方便。
附
图1是本发明总体结构方框图；附图2是本发明的本体结构示意图；附图3是本发明本体内部结构连接示意图；附图4是本发明光电转换器连接结构示意图；附图5是本发明有机光电二极管矩阵示意图；附图6是本发明有机光电二极管矩阵电路图；附图7是本发明工作过程原理图；附图中标号说明1—照明器件；19—电极；
2—感光器件 20—原稿反射来的光；3—文稿传送部件； 21—有机光电二极管矩阵；4—OPD有机光电二极管感光层； 22—译码器；5—隔热层； 23—定时和控制单元；6—冷却风通道； 24—信号读出系统；7—凹镜反光板； 25—分配器；8—LED发光二极管；26—固定单元感光值；9—光线； 27—计算机；10—文稿 28—电源分配器；11—风扇；29—时钟及控制模块；12—电源；30—固定单元感光值测试器；13—OPD感光传感器； 31—图像处理器；14—信号放大器； 32—数字信号逐行处理器；15—模数转换器； 33—信号读出集成电路模块；16—金属电极；15—模数转换器；17—有机光电感光层； 35—光信号；18—制有反射防止膜以及透明电极的玻璃或树脂；36—本体。
所述的紧凑型光学扫描仪的照明器件1有照明源，照明源为白色或红、绿、蓝三芯LED发光二极管8及导光板，是全固体光学系统，白色LED发光二极管同具有红、绿、蓝色滤光片透明电极或有机感光层或金属电极16可以使入射信号光分光制成彩色扫描仪，使用红、绿、蓝三芯LED发光二极管分别对原稿照明。
请参阅附图3、5、6所示，所述的紧凑型光学扫描仪的集成电路驱动与控制芯片连接OPD感光传感器13，OPD感光传感器13连接着电源12，集成电路驱动与控制芯片上有信号放大器14、信号读取电路、模数转换器15及图像处理器31，信号放大器14连接模数转换器15；在集成电路驱动与控制芯片上的有机光电二极管矩阵21分别连接着信号读出系统24，信号读出系统24顺序连接着信号放大器14、译码器22及固定单元感光值26，固定单元感光值26与分配器25相连，定时和控制单元23连接和控制译码器22及分配器25。
请参阅附图7所示，所述的紧凑型光学扫描仪的有机光电二极管矩阵电路中的计算机27与电源分配器28、时钟及控制模块29相连接，电源分配器28依次与固定单元感光值测试器30、图像处理器31、数字信号逐行处理器32、模数转换器15、信号放大器14、信号读出集成电路模块33及OPD感光传感器13相连接，光信号35直接射入OPD感光传感器13，OPD感光传感器13的输出为信号读出集成电路模块33的输入，信号读出集成电路模块33的输出为信号放大器14的输入，信号放大器14与模数转换器15相连接，模数转换器15及图像处理器31的输出为数字信号逐行处理器32的输入，数字信号逐行处理器32的信号输出为计算机27的输入。
请参阅附图4所示，所述的紧凑型光学扫描仪的OPD光电转换器件以制有反射防止膜以及透明电极的玻璃或树脂18为衬底，从原稿反射来的光20入射到衬底，在衬底上面为有机光电感光层17，在有机光电感光层17上面制上金属电极16，分别在透明电极与金属电极16处引出正、负电极，在两电极19间加电压；OPD光电转换器件用真空蒸度或者用涂布方法将有机感光材料如C60及其衍生物作为掺杂体，以MEH-PPV为主体，制上金属电极16，在连接有机半导体如C60及其衍生物作为掺杂体的透明电极和连接有机半导体MEH-PPV的金属电极16加电压。
所述的紧凑型光学扫描仪的OPD有机光电二极管感光层或是用有机底分子与高分子组成，可以用真空蒸发、旋涂等方法制成。
所述的紧凑型光学扫描仪的OPD有机光电二极管的光电转换器件以原稿一比一的比例制成感光器件，不需光学缩放系统，透明电极上可以制备红、绿、蓝色滤光片，将入射信号分光。
所述的紧凑型光学扫描仪的感光器件或用无机光电感光传感器的材料，为单晶、多晶或无定行硅GaAs，PbS，CdS，CdSe等组成。
请参阅附图1、2、3、4、5、6、7所示，一种紧凑型光学扫描仪的扫描方法，用OPD有机光电二极管为感光器件，将原稿放置在传动装置上，通过传动装置水平移动，发射出的光线9照射在文稿10上，经反射或透射后，由接收系统接收并生成模拟信号，通过模数转换器15转换成数字信号，直接传送到计算机27进行相应处理，其工作步骤是步骤1.开始由计算机27向OPD有机光电二极管的光学扫描仪发出指令，传动装置输送文稿10，固体光源照射文稿10；步骤2.文稿反射当光线9从文稿10反射到OPD感光传感器13时，白光LED照明，OPD感光传感器13前的红、绿、蓝色滤光片使入射信号光分光；在采用红、绿、蓝三芯LED发光二极管8分别照明时，也可使入射信号光分光，获取彩色信号；连接OPD感光传感器13电路的电流发生变化，由信号读出集成电路模块33寄存，并读出信号对应的单位面积内的光强和波长；步骤3.放大与调整将该信号送至信号放大器14进行放大，并与预设在固定单元感光值测试器30中的感光值进行比较与调整，调整后的信号送至模数转换器15；步骤4.转换、汇集与送回模数转换器15转换成一个与入射光强度成比例的二进制数，该二进制数即对应一个像素的数据，再由数字信号逐行处理器32汇集信号，并将该信号送回计算机27。
本发明的工作原理0PD感光传感器工作时，在连接有机半导体的透明电极和连接有机半导体金属电极16加电压，当光线9通过透明电极投射在有机半导体，有机半导体中处于价带的电子将吸收光子的能量而跃迁入导带。光子进入有机半导体时产生的电子跃迁，形成电子一空穴对在外加电场的作用下，分别向电极两端移动，这就是光生电荷。光生电荷的产生决定于入射光子的能量(即入射光的波长)及光子的数量(光强).入射光越强，在有机感光材料中激发的导电粒子(电子空穴对)越多，从而使得电流越大，电流的变化直接反映了入射光强度。OPD光电传感器采集输出的信号是与入射光强度成比例的模拟电信号(大小连续变化的电信号)，此电信号需送往A/D模拟/数字信号转换器转换，转换成一个与入射光强度成比例的二进制数，该二进制数即对应一个像素的数据。实际制作时，可以将OPD感光传感器13、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换器15、图像信号处理器等集成在同一芯片上，使OPD感光传感器对获得的图像信息读出及处理变得简单而快捷。
具体实施例方式将本发明所涉及的光学扫描装置内置在笔记本电脑上，位置有三种位置或于笔记本电脑的显示屏的上方或侧位；位置或于笔记本电脑上下两部分的结合部；位置或于笔记本电脑主机部分的三个侧面。本发明所涉及的光学扫描装置还可内置在手提电话上或内置在PDA掌上电脑上。
本发明使用时可以直接与计算机相连接，也可以从计算机、PDA掌上电脑、手提电话拆解下来，通过USB接口与计算机相连接。
权利要求
1.一种紧凑型光学扫描仪，该装置有照明器件、感光器件及文稿传送部件，包含有光源、导光板、感光传感器、模数转换器、图象处理器及存储器，其特征在于本体腔内中间设有隔热层，隔热层的上部顺序设有LED发光二极管及凹镜反光板，下部有OPD有机光电二极管的光电转换器件，其中间为OPD有机光电二极管感光层，本体腔内安装有集成电路驱动与控制芯片，腔内上、下部右侧各有冷却风通道，本体下部安装有风扇，本体有文稿传送装置，文稿放置在传送装置内。
2.根据权利要求1所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的照明器件有照明源，照明源为白色或红、绿、蓝三芯LED发光二极管及导光板。
3.根据权利要求1所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的集成电路驱动与控制芯片连接OPD感光传感器，OPD感光传感器连接着电源，集成电路驱动与控制芯片上有信号放大器、信号读取电路、模数转换器及图像处理器，信号放大器连接模数转换器；在集成电路驱动与控制芯片上的有机光电二极管矩阵分别连接着信号读出系统，信号读出系统顺序连接着信号放大器、译码器及固定单元感光值，固定单元感光值与分配器相连，定时和控制单元连接和控制译码器及分配器。
4.根据权利要求1、3所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的有机光电二极管矩阵电路中的计算机与电源分配器、时钟及控制模块相连接，电源分配器依次与固定单元感光值测试器、图像处理器、数字信号逐行处理器、模数转换器、信号放大器、信号读出集成电路模块及OPD感光传感器相连接，光信号直接射入OPD感光传感器，OPD感光传感器的输出为信号读出集成电路模块的输入，信号读出集成电路模块的输出为信号放大器的输入，信号放大器与模数转换器相连接，模数转换器及图像处理器的输出为数字信号逐行处理器的输入，数字信号逐行处理器的信号输出为计算机的输入。
5.根据权利要求1所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的OPD光电转换器件以制有反射防止膜以及透明电极的玻璃或树脂为衬底，从原稿反射来的光入射到衬底，在衬底上面为有机光电感光层，在有机光电感光层上面制上金属电极，分别在透明电极与金属电极处引出正、负电极，在两电极间加电压。
6.根据权利要求1所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的OPD有机光电二极管感光层或是用有机底分子与高分子组成，用真空蒸发、旋涂方法制成。
7.根据权利要求1、5所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的OPD有机光电二极管的光电转换器件以原稿一比一的比例制成感光器件，透明电极上制备红、绿、蓝色滤光片。
8.根据权利要求1所述的紧凑型光学扫描仪，其特征在于所述的感光器件或用无机光电感光传感器的材料，为单晶、多晶或无定行硅组成。
9.一种紧凑型光学扫描仪的扫描方法，其特征在于用OPD有机光电二极管为感光器件，将原稿放置在传动装置上，通过传动装置水平移动，发射出的光线照射在文稿上，经反射或透射后，由接收系统接收并生成模拟信号，通过模数转换器转换成数字信号，直接传送到计算机进行相应处理，其工作步骤是步骤1.开始由计算机向OPD有机光电二极管的光学扫描仪发出指令，传动装置输送文稿，固体光源照射文稿；步骤2.文稿反射当光线从文稿反射到OPD感光传感器时，白光LED照明，OPD感光传感器前的红、绿、蓝色滤光片使入射信号光分光；在采用红、绿、蓝三芯LED发光二极管分别照明时，也可使入射信号光分光，获取彩色信号；连接OPD感光传感器电路的电流发生变化，由信号读出集成电路模块寄存，并读出信号对应的单位面积内的光强和波长；步骤3.放大与调整将该信号送至信号放大器进行放大，并与预设在固定单元感光值测试器中的感光值进行比较与调整，调整后的信号送至模数转换器；步骤4.转换、汇集与送回模数转换器转换成一个与入射光强度成比例的二进制数，该二进制数即对应一个像素的数据，再由数字信号逐行处理器汇集信号，并将该信号送回计算机。
全文摘要
一种涉及光学扫描设备，尤指一种可以内置在笔记本电脑，掌上电脑(PDA)及手提电话等移动办公自动化的紧凑型光学扫描仪。该装置有照明器件、感光器件及文稿传送部件组成，包含有光源、有机玻璃平板、感光传感器、模数转换器、图象处理器及存储器等部件，本体腔内设有隔热层、LED发光二极管、凹镜反光板、OPD有机光电二极管感光层、集成电路芯片及冷却风通道，并采用固体光源和新型固体有机半导体感光材料。本发明的优点采用OPD有机光电二极管作为感光器件，OPD工艺简单，成本低廉，可实现小型化，内置于笔记本电脑，掌上电脑(PDA)及手提电话等移动办公自动化的光学扫描设备，体积小，重量轻，使用方便。
文档编号H04N1/00GK1447582SQ03115408
公开日2003年10月8日 申请日期2003年2月14日 优先权日2003年2月14日
发明者孙润光, 俞刚 申请人:孙润光, 俞刚