专利名称：一种大景深扫描仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及扫描仪，尤其涉及一种大景深扫描仪。
背景技术：
扫描仪是一种继键盘和鼠标之后的第三代计算机输入设备，其可将各种形式的图像或文字信息输入计算机，从而实现对这些信息的处理、管理、使用、存储、输出等操作。但是，随着扫描仪使用时间的延长，其光学部分不可避免地要产生一定的变形，使镜头的聚焦点产生偏移。目前，常用的扫描仪普遍采用焦距自动调整设备来克服这样的问题其通过电机伺服系统来进行焦距的调节，测量感光元件与图片之间的距离。因此需要在扫描仪中引入大量用来调节焦距的电机组来调节焦距，这样的设备虽然避免了由于结构上的变形所带来的扫描品质下降，但同时其使扫描仪变得更加笨重，而且增加了扫描仪的生产成本。
实用新型内容针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的是提供一种大景深扫描仪，以解决传统扫描仪由于结构变形而导致的扫描品质下降。为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种大景深扫描仪，包括光源、光传感器和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒、镜头和压圈，所述镜头由压圈压紧在镜筒内，所述镜头的焦距恒定，所述镜头的光学系统的参数是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而进行设计的。进一步地，所述镜头包括多片透镜。进一步地，所述镜头包括三块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为第一透镜， 其为凹凸片；第二透镜，其为凸凹片；第三透镜，其为双凹片。进一步地，所述大景深扫描仪还包括成像器件。进一步地，所述成像器件为CXD或CMOS感光元件。 进一步地，所述镜头与成像器件之间无任何额外元件。本实用新型的大景深扫描仪，采用大景深、定焦的成像装置，镜头与成像器件之间无需插入额外的元件，避免了扫描仪中焦距自动调整设备的引入，因此有效地解决了设备笨重，制造成本昂贵的问题，本实用新型通过选择实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面，对镜头的光学系统的参数进行设计，使该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，提高了扫描景深范围，保证了即使在光学元件变形的情况下，仍能获得与传统具有调焦功能扫描仪所能提供的扫描锐度和深度，提供较好的扫描效果。
图1为传统定焦镜头的光学系统的成像原理图；[0014]图2为本实用新型的定焦镜头的光学系统的成像原理图；图3为本实用新型的光学器件组的结构示意图；图4为本实用新型的大景深扫描仪的镜头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。传统的定焦镜头，其光学系统参数往往采用无穷远处的物平面为基准物平面来设计(图1所示为传统的定焦镜头的光学系统成像原理图)，以无限远处为基准物平面设计出的光学参数与实际工作状态的成像条件不能很好的匹配，导致无法得到足够大的景深。本实用新型提供大景深扫描仪，包括光源、光传感器和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒1、镜头3和压圈2，，所述镜头3由压圈2压紧在镜筒1内，镜头3的焦距恒定 (如图3所示)，镜头3的光学系统的参数包括透镜的表面曲率半径、厚度、位置、折射率和色散系数，是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而进行设计的。申请人:于2010年02月20日提交的申请号为201010117202. 6的中国专利申请公
开了一种摄像装置的设计方法，在此以引用的方式将其全部内容结合于此。本实用新型的扫描仪，其镜头的焦距恒定，镜头和成像器件之间无需插入额外的元件，不但解决了现有技术中设备笨重、设计和制造成本昂贵、调焦不准等问题，而且通过选择实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面(如图2所示)，对镜头的光学系统的参数进行设计，使该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而提高了在特定扫描场景下的景深范围，达到了较好的扫描效果。本实用新型中，镜头包括多片透镜。镜头优选所述镜头包括三块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为第一透镜，其为凹凸片；第二透镜，其为凸凹片；第三透镜，其为双凹片。当然，本领域技术人员应当理解的是，本实用新型中的镜头不限于上述实施方式， 例如，其光学透镜的数量及类型可以进行各种变形。另外，光学透镜的曲率半径、折射率、光学透镜之间的间隔等参数也可以根据实际需要进行选取。本实用新型扫描仪还包括成像元件，成像器件为优选为CXD(Charge-coupled Device, 电荷耦合元件)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)感光元件。本实用新型的镜头与成像器件之间无需插入额外元件，即可实现同步对焦，并同时增大景深，其最终获得的景深能够最大程度的接近理想景深。传统的扫描仪通常将对焦点(即调焦点)设置在某一固定位置处，对扫描主体进行扫描，但是随着扫描仪使用时间的延长，其光学部分不可避免地要产生一定的变形，因此偏出原先对好的对焦点，一旦扫描主体偏离对焦点较远，景深较小的传统镜头就无法对待扫描文字或图案准确对焦。本实用新型提供的扫描仪，通过选择实际扫描要求的调焦物距处的物平面为基准物平面，对镜头的光学系统的参数进行设计，使该设计可最大程度的接近调焦物距的理想景深值，从而提高了在特定扫描场景下的景深范围，增大了有效的扫描范围。因此，与现有技术相比，本实用新型在减少扫描仪调焦设备的成本、降低扫描仪的重量的同时提高了扫描景深范围，保证了即使在光学元件变形的情况下，仍能获得与传统具有调焦功能扫描仪所能提供的扫描锐度和深度，提供较好的扫描效果。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围； 如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围当中。
权利要求1.一种大景深扫描仪，包括光源、光传感器和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒、 镜头和压圈，所述镜头由压圈压紧在镜筒内，其特征在于，所述镜头的焦距恒定，所述镜头的光学系统的参数是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而进行设计的。
2.根据权利要求1所述的大景深扫描仪，其特征在于，所述镜头包括多片透镜。
3.根据权利要求2所述的大景深扫描仪，其特征在于，所述镜头包括三块光学透镜，按入光方向顺序排列依次为第一透镜，其为凹凸片；第二透镜，其为凸凹片；第三透镜，其为双凹片。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的大景深扫描仪，其特征在于，所述大景深扫描仪还包括成像器件。
5.根据权利要求4所述的大景深扫描仪，其特征在于，所述成像器件为CCD或CMOS感光元件。
6.根据权利要求5所述的大景深扫描仪，其特征在于，所述镜头与成像器件之间无任何额外元件。
专利摘要本实用新型公开了一种大景深扫描仪，包括光源、光传感器和和光学器件组，所述光学器件组包括镜筒、镜头和压圈，所述镜头由压圈压紧在镜筒内，所述镜头的焦距恒定，所述镜头的光学系统的参数是通过选择位于镜头实际工作环境所要求的调焦物距处的物平面为基准物平面而进行设计的。本实用新型不但解决了传统设备笨重，制造成本昂贵的问题，而且提高了扫描景深范围，保证了即使在光学元件变形的情况下，仍能获得与传统具有调焦功能扫描仪所能提供的扫描锐度和深度，提供较好的扫描效果。
文档编号H04N1/028GK202059475SQ20112014172
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者何江, 刘云峰, 宋甫轩 申请人:北方国通(北京)光电科技有限公司