专利名称：图像扫描装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种图像扫描装置，特别是涉及一种运用非直接接触式传动构成的图像扫描装置。
随着科技的进步与发展，多媒体(Multi-Media)的整合与应用已成为趋势。所谓多媒体是指包括文字、图像、声音等各种不同数据型的数据内容。为了使数据能以多媒体的形式展现，如今已有多种可撷取图像或声音的多媒体装置发展出来，而对于图像处理，图像扫描装置(Scanning Apparatus)是使用者经常使用的图像撷取工具之一。
图1是传统平台式扫描装置的结构剖视图，此扫描装置有外壳100，外壳100上为放置待扫描图像的玻璃平台102，外壳100内部则有图像接收装置104，图像接收装置104上设置有一光源装置106。平台式扫描器使用牵曳元件108来带动图像接收装置104，另外连接装置110用以连接图像接收装置104与牵曳元件108。当扫描动作开始时，牵曳元件108通过连接装置110来带动图像接收装置104以及设置在图像接收装置104上的光源装置106，此时光源装置106发出光线，该光线被玻璃平台102上的扫描图像反射后，由图像接收装置104接收光信号，再转换成电信号处理，如此按顺去完成扫描动作。以上的描述是针对扫描反射式稿件。当扫描透明式稿件时，扫描装置将关闭光源装置106，启动设置在玻璃平台102上方的光源(未图示)、以使光线可以穿透待扫描的透明式稿件，其余的动作与上面的叙述相同。
图2为图1中传动构成的立体图。在此图中，扫描导引轴112固定在扫描器内部，图像接收装置104用可滑动的方式设置在扫描导引轴112上，图像接收装置104的一侧与牵曳元件108相连，牵曳元件108带动图像接收装置104在扫描导引轴112上滑动。
图3为传统另一种扫描装置的传动构成立体图。其中包括图像接收装置300，该图像接收装置300主要包括一光电感应元件，该光电感应元件可为电荷耦合元件(Charge Coupled Device-CCD)、接触图像感应器(ContactImage Sensor-CIS)、或是其他可将光信号转换成电信号的感应元件。相对于图像接收装置300的是被扫描物固定装置302，被扫描物固定装置302沿着一组扫描导引轴304A、304B来进行其扫描动作。牵曳元件306透过连接点308与被扫描物固定装置302相连。扫描时，待扫描图像放置在被扫描物固定装置302上，图像接收装置300固定不动，牵曳元件306通过连接点308带动被扫描物固定装置302，使被扫描物固定装置302在扫描导引轴304A、304B上移动。扫描所得的图像信号由图像接收装置300接收，然后再进行后续的信号处理。其中上述的牵曳元件306可为钢绳、皮带、齿轮系、蜗杆、或是其他可带动被扫描物固定装置302移动的元件。
由于牵曳元件306直接带动被扫描物固定装置302，因此传动过程中牵曳元件306本身所产生的振动，例如钢绳振动、皮带振动、齿轮离合或是因带动力的不平衡而产生振动，将传递至所带动的被扫描物固定装置302上，而导致固定不动的图像接收装置300与移动中的被扫描物固定装置302之间产生许多不必要的相对振动，大大地影响扫描品质。对高分辨率扫描装置(如2700dpi的扫描器)来说，任何不必要的微振动都可能造成图像的严重失真。因此能有效地减低振动所造成的影响，是目前需要解决的问题。
本实用新型的目的在于提供一种使用了非直接接触的可控制间隙构成元件来降低振动而对扫描图像影响的扫描装置，通过在牵曳元件与被扫描物固定装置、或是图像接收装置之间，加入非直接接触的可控制间隙构成元件，来避免牵曳元件与所带动的被扫描物固定装置、或是图像接收装置直接相连，由此，使扫描动作进行时，待扫描图像与图像接收装置之间不会有扫描器其他部分所直接传来的振动，从而可有效提高扫描图像质量。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种图像扫描装置，包括一被扫描物固定装置，放置一待扫描图像；一接收来自于该待扫描图像光信号的图像接收装置；一扫描导引轴；一传动元件，可滑动地固定于该扫描导引轴；一非直接接触的可控制间隙构成元件，带动该被扫描物固定装置或图像接收装置两者择一地连接该传动元件，以及一牵曳元件，连接并移动该传动元件，透过该非直接接触的可控制间隙构成元件带动所述被扫描物固定装置或图像接收装置，使该被扫描物固定装置与图像接收装置之间产生相对运动。
本实用新型装置的优点在于，由于牵曳元件在传动动作进行过程中所产生的振动，不会直接传递到被扫描物固定装置(或是图像接收装置)上，所以在扫描过程中，待扫描图像和图像接收装置之间的相对振动可以大幅度的缩减，图像扫描的品质也就可以明显提高。
以下结合附图，详细说明本实用新型的实施例，其中图1为现有平台式扫描装置的结构剖视图；图2为图1中传动结构的立体图；图3为现有另一扫描装置的传动结构立体图；图4为本实用新型较佳实施例一种图像扫描的传动结构立体图；图5为图4中用磁组为非直接接触的可控制间隙构成元件的传动结构侧视图；图6为图5中一种可控制间隙的磁组结构图；图7为间隙大小与磁力大小的关系图；图8为以气流产生组为非直接接触的可控制间隙构成元件的传动结构侧视图；图9为以磁组作为非直接触图像扫描的另一传动结构立体图。
请参照图4，其为本实用新型一优选实施例的一种图像扫描的传动结构立体图。
在图4中，待扫描图像放置在被扫描物固定装置402上，而被扫描物固定装置402的一端通过非直接接触的可控制间隙构成元件404、405连接至传动元件406、并用可滑动方式装设在扫描导引轴408A上，传动元件406再用连接点410与牵曳元件412相联结，而被扫描物固定装置402的另一端直接用可滑动方式设置在另一扫描导引轴408B上。其中被扫描物固定装置402用来放置一待扫描图像，该待扫描图像可能为一正片或是一般文件等。另外，相对于被扫描物固定装置402的是图像接收装置414，在扫描过程中，牵曳元件412通过连接点410带动传动元件406，传动元件406通过可控制间隙构成元件404、405带动被扫描物固定装置402，而后图像接收装置414接收来自在被扫描物固定装置402上待测图像的光信号后，将该光信号转换成电信号。如此持续由牵曳元件412来带动被扫描物固定装置402，使被扫描物固定装置402沿着扫描导引轴408A，408B移动，来完成扫描动作。此传动构成可以应用于在传动过程中需要减少振动影响的各式图像扫描设备中，例如透射式扫描器、反射式扫描器、平台扫描器、正片扫描器、影印机、多功能事务机等。
在图4中，是用固定图像接收装置，移动被扫描物固定装置为例做说明。相同方法可应用于固定被扫描物固定装置，移动图像接收装置的系统中。
在上述的实施例中，所使用的牵曳元件412可为钢绳、皮带、齿轮...等可以带动传动元件406的元件。连接点410可用螺钉、卡合、或是其他固接方式来固定。牵曳元件412、连接点410、传动元件406也可以采用一体成型的方式来制作。非直接接触的可控制间隙构成元件404、405为磁铁、或是气流产生组等，分在图5与图8中说明。
请参考图5，其是图4中以磁组为非直接接触的可控制间隙构成元件的传动结构侧视图。在图5中利用两对永久磁铁构成的磁组形成非直接接触的可控制间隙构成元件，相同的方法也可用电磁铁等构成磁组来完成。
此实施例中非直接接触的可控制间隙构成元件包括置于被扫描物固定装置402右侧的第一磁组504和置于左侧的第二磁组506。牵曳元件412启动时，牵曳元件412经由连接点410带动传动元件406；第一磁组504及第二磁组506将被扫描物固定装置402以扫描导引轴408A、408B为轨道来滑动。当牵曳元件412通过连接点410带动传动元件406向右移动时，第一磁组504的两磁极间隙将变小，因此两磁极间的斥力变大；第二磁组506的两磁极间隙将变大，因此两磁极间的斥力变小。第一磁组504和第二磁组506的两磁极所产生的斥力之差即产生移动被扫描物固定装置402所需的力。如此便可带动被扫描物固定装置402，使被扫描物固定装置402与图像接收装置414间产生相对移动以进行图像扫描。当牵曳元件412通过连接点410带动传动元件406向左移动时，情况也相当类似，在此不再赘述。
请参考图6，此图是图5中第一磁组及第二磁组的构造图。在本实施例中，每一磁组均由一第一磁铁602与一第二磁铁604所组成。第一磁铁602、第二磁铁604分别设置在传动元件406、被扫描物固定装置402上，且第一磁铁602与第二磁铁604是同极相对放置，即两个磁铁的N极与N极相对或是S极与S极相对。由于同极相斥，第一磁铁与第二磁铁之间将由于斥力的作用而用一段间隙相隔，其间隙大小与磁力大小的关系图可参考图7。图7表示磁组的间距以及斥力间的关系，由此关系我们将可以通过设计方式以达成控制间隙的目的。
请参考图5及图7。假设推动被扫描物固定装置402所需的推力为F，若第一磁组与第二磁组为相同磁组，并且在装设在扫描装置后在静止状态时其间距都为Ds，间隙Ds对应于斥力Fs，此Fs即为所谓预压(preload)。当机构由牵曳元件412带动传动元件406向图5左方移动时，第一磁组504两磁极的间隙缩小至D1，第二磁组506两磁极的间隙扩大至D2，其中D2-Ds＝Ds-D1。由图7可知，D2与D1相对应的斥力分别为F1与F2，且F1对被扫描物固定装置402向左施力，F2对被扫描物固定装置402向右施力。当F1与F2绝对值的差值ΔF≥F的条件成立时，被扫描物固定装置402即向右产生移动。当须要较大的预压时，设计时取较小的Ds，可得到较大的Fs。在移动时只要间隙稍加改变，就可以得到足够的ΔF值使被扫描物固定装置402产生移动。
需要注意的是，间隙D1与间隙D2的值必须适当选取。若间隙D1、D2太大，则牵曳元件412不易精确控制被扫描物固定装置402的位置，因此可能造成扫描效果不佳，甚至产生扫描所得图像不连续的情况。另一方面，间隙D1、D2太大可能使两磁组504、506产生预压不足的情况，被扫描物固定装置402无法亦步亦趋地跟随传动元件406移动。若间隙D1、D2太小，则牵曳元件412在带动传动元件406移动时，可能会造成磁组内的第一磁铁602、第二磁铁604碰撞。另外，间隙D1、D2太小可能使两磁组504、506的预压过大，牵曳元件412的振动容易传递至被扫描物固定装置402上，因此无法有效地降低牵曳元件412的振动对被扫描物固定装置402的影响。
在传统的图像扫描装置中，牵曳元件412传动过程所产生的振动将使被扫描物固定装置402随之振动，因而影响扫描效果。在这些振动中，以上下振动对图像分辨率的影响最大。实验证明，本实用新型利用磁铁作为非直接接触的可控制间隙构成元件可以有效降低被扫描物固定装置402的上下振动程度。对高分辨率扫描需求的扫描器，如2700dpi的扫描器，本实用新型可以大幅度地改善图像扫描效果。
请参照图8，本图所绘示的是用气流产生组代替前一实施例中的磁组，作为非直接接触的可控制间隙构成元件的传动构成侧视图。本实施例装设第一气流产生组802与第二气流产生组803在被扫描物固定装置402的两侧，其上分别有数个喷气孔(未示于图中)。气体由第一气流产生组802与第二气流产生组803，经喷气孔将气体喷向传动元件406。利用这样的方式，第一气流产生组802与第二气流产生组803也可以获得本发明要达成的效果，其细节不再重述。
请参照图9，本图为本实用新型应用在平台式扫描器的一实施例。在图9中，牵曳元件906用非直接接触的可控制间隙构成元件(如前述的磁组)来带动图像接收装置904，图9中以第一磁组910与第二磁组912置于图像接收装置904与传动元件908间。当扫描动作开始时，牵曳元件906通过传动元件908、非直接接触的可控制间隙构成元件(第一磁组910与第二磁组912)，来带动图像接收装置904，使图像接收装置904循扫描导引轴902的传动轨道移动。当然，前述的气流产生组等可控制间隙构成元件也可应用于本实用新型的图9中，在此不再赘述。另外，本实施例未绘示连接点的原因是因为传动元件908已经固接在牵曳元件906上。
本实用新型利用非直接接触式的可控制间隙构成元件以带动图像固定元件、或是图像接收装置，使图像固定元件和图像接收装置之间可以保持平稳的相对移动，以完成较佳的图像扫描效果。在一般用以扫描透射式或反射式文件的平台式扫描器、图像扫描器、正片扫描器、影印机、多功能事务机等图像扫描装置中，都可利用本实用新型的传动结构以使图像固定元件和图像接收装置之间产生稳定的相对移动，得到较佳的扫描效果。
本实用新型上述实施例所揭露的非直接接触式图像扫描的传动结构，使用了非直接接触的可控制间隙构成元件，使得牵曳元件在传动被扫描物固定装置或是图像接收装置时，不会因有直接接触而将传动过程的振动直接传递出去，如此可以使扫描所得的图像分辨率大大地提高。本发明中的非直接接触的可控制间隙构成元件可以是磁铁、气流产生器、或是其他非直接接触而可作为振动传递缓冲介质的元件。
权利要求1.一种图像扫描装置，其特征在于，包括一被扫描物固定装置，放置一待扫描图像；一接收来自于所述待扫描图像光信号的图像接收装置；一扫描导引轴；一传动元件，可滑动地固定于所述扫描导引轴；一非直接接触的可控制间隙构成元件，带动所述被扫描物固定装置或图像接收装置两者择一地连接所述传动元件，以及一牵曳元件，连接并移动所述传动元件，透过所述非直接接触的可控制间隙构成元件带动所述被扫描物固定装置或图像接收装置，使所述被扫描物固定装置与图像接收装置之间产生相对运动。
2.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述非直接接触的可控制间隙构成元件为一磁组。
3.如权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述磁组连接所述传动元件与被扫描物固定装置，并存在一间隙。
4.如权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述磁组为一永久磁铁。
5.如权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述磁组为一电磁铁。
6.如权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述磁组包括一第一磁铁与一第二磁铁，且所述第一磁铁与第二磁铁是同极相对。
7.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述非直接接触的可控制间隙构成元件为一气流产生组。
8.如权利要求7所述的图像扫描装置，其特征在于，所述气流产生组连接所述传动元件与被扫描物固定装置，并存在一间隙。
9.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述图像接收装置为一光电感应元件。
10.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述图像接收装置为一电荷耦合元件。
11.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述图像接收装置为一接触图像感应器。
12.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述扫描装置为一透射式扫描器。
13.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述扫描装置为一反射式归描器。
14.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述扫描装置为一图像扫描器。
15.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述扫描装置为一影印机。
16.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述待扫描图像为一正片。
17.如权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述待扫描图像为一文件。
专利摘要一种图像扫描装置,包括被扫描物固定装置,放置待扫描图像;图像接收装置;传动元件,可滑动地固定在扫描导引轴上,并由非直接接触的可控制间隙构成元件来带动被扫描物固定装置或图像接收装置,使被扫描物固定装置与图像接收装置之间产生相对运动;牵曳元件,连接并移动传动元件。利用非直接接触的可控制间隙构成元件来避免牵曳元件在传动动作进行中将振动传递至图像固定或图像接收装置上,降低振动,有效提高扫描质量。
文档编号G06K9/20GK2377624SQ9921559
公开日2000年5月10日 申请日期1999年7月14日 优先权日1999年7月14日
发明者宋立夫 申请人:明碁电脑股份有限公司