專利名稱：一種大景深掃描儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及掃描儀，尤其涉及一種大景深掃描儀。
背景技術：
掃描儀是一種繼鍵盤和鼠標之后的第三代計算機輸入設備，其可將各種形式的圖像或文字信息輸入計算機，從而實現對這些信息的處理、管理、使用、存儲、輸出等操作。但是，隨著掃描儀使用時間的延長，其光學部分不可避免地要產生一定的變形，使鏡頭的聚焦點產生偏移。目前，常用的掃描儀普遍采用焦距自動調整設備來克服這樣的問題其通過電機伺服系統來進行焦距的調節，測量感光元件與圖片之間的距離。因此需要在掃描儀中引入大量用來調節焦距的電機組來調節焦距，這樣的設備雖然避免了由于結構上的變形所帶來的掃描品質下降，但同時其使掃描儀變得更加笨重，而且增加了掃描儀的生產成本。
實用新型內容針對現有技術中存在的缺陷和不足，本實用新型的目的是提供一種大景深掃描儀，以解決傳統掃描儀由于結構變形而導致的掃描品質下降。為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種大景深掃描儀，包括光源、光傳感器和光學器件組，所述光學器件組包括鏡筒、鏡頭和壓圈，所述鏡頭由壓圈壓緊在鏡筒內，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學系統的參數是通過選擇位于鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。進一步地，所述鏡頭包括多片透鏡。進一步地，所述鏡頭包括三塊光學透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡， 其為凹凸片；第二透鏡，其為凸凹片；第三透鏡，其為雙凹片。進一步地，所述大景深掃描儀還包括成像器件。進一步地，所述成像器件為CXD或CMOS感光元件。 進一步地，所述鏡頭與成像器件之間無任何額外元件。本實用新型的大景深掃描儀，采用大景深、定焦的成像裝置，鏡頭與成像器件之間無需插入額外的元件，避免了掃描儀中焦距自動調整設備的引入，因此有效地解決了設備笨重，制造成本昂貴的問題，本實用新型通過選擇實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面，對鏡頭的光學系統的參數進行設計，使該設計可最大程度的接近調焦物距的理想景深值，提高了掃描景深范圍，保證了即使在光學元件變形的情況下，仍能獲得與傳統具有調焦功能掃描儀所能提供的掃描銳度和深度，提供較好的掃描效果。
圖1為傳統定焦鏡頭的光學系統的成像原理圖；[0014]圖2為本實用新型的定焦鏡頭的光學系統的成像原理圖；圖3為本實用新型的光學器件組的結構示意圖；圖4為本實用新型的大景深掃描儀的鏡頭的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。傳統的定焦鏡頭，其光學系統參數往往采用無窮遠處的物平面為基準物平面來設計(圖1所示為傳統的定焦鏡頭的光學系統成像原理圖)，以無限遠處為基準物平面設計出的光學參數與實際工作狀態的成像條件不能很好的匹配，導致無法得到足夠大的景深。本實用新型提供大景深掃描儀，包括光源、光傳感器和光學器件組，所述光學器件組包括鏡筒1、鏡頭3和壓圈2，，所述鏡頭3由壓圈2壓緊在鏡筒1內，鏡頭3的焦距恒定 (如圖3所示)，鏡頭3的光學系統的參數包括透鏡的表面曲率半徑、厚度、位置、折射率和色散系數，是通過選擇位于鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。申請人:于2010年02月20日提交的申請號為201010117202. 6的中國專利申請公
開了一種攝像裝置的設計方法，在此以引用的方式將其全部內容結合于此。本實用新型的掃描儀，其鏡頭的焦距恒定，鏡頭和成像器件之間無需插入額外的元件，不但解決了現有技術中設備笨重、設計和制造成本昂貴、調焦不準等問題，而且通過選擇實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面(如圖2所示)，對鏡頭的光學系統的參數進行設計，使該設計可最大程度的接近調焦物距的理想景深值，從而提高了在特定掃描場景下的景深范圍，達到了較好的掃描效果。本實用新型中，鏡頭包括多片透鏡。鏡頭優選所述鏡頭包括三塊光學透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡，其為凹凸片；第二透鏡，其為凸凹片；第三透鏡，其為雙凹片。當然，本領域技術人員應當理解的是，本實用新型中的鏡頭不限于上述實施方式， 例如，其光學透鏡的數量及類型可以進行各種變形。另外，光學透鏡的曲率半徑、折射率、光學透鏡之間的間隔等參數也可以根據實際需要進行選取。本實用新型掃描儀還包括成像元件，成像器件為優選為CXD(Charge-coupled Device, 電荷耦合元件)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)感光元件。本實用新型的鏡頭與成像器件之間無需插入額外元件，即可實現同步對焦，并同時增大景深，其最終獲得的景深能夠最大程度的接近理想景深。傳統的掃描儀通常將對焦點(即調焦點)設置在某一固定位置處，對掃描主體進行掃描，但是隨著掃描儀使用時間的延長，其光學部分不可避免地要產生一定的變形，因此偏出原先對好的對焦點，一旦掃描主體偏離對焦點較遠，景深較小的傳統鏡頭就無法對待掃描文字或圖案準確對焦。本實用新型提供的掃描儀，通過選擇實際掃描要求的調焦物距處的物平面為基準物平面，對鏡頭的光學系統的參數進行設計，使該設計可最大程度的接近調焦物距的理想景深值，從而提高了在特定掃描場景下的景深范圍，增大了有效的掃描范圍。因此，與現有技術相比，本實用新型在減少掃描儀調焦設備的成本、降低掃描儀的重量的同時提高了掃描景深范圍，保證了即使在光學元件變形的情況下，仍能獲得與傳統具有調焦功能掃描儀所能提供的掃描銳度和深度，提供較好的掃描效果。 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍； 如果不脫離本實用新型的精神和范圍，對本實用新型進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本實用新型權利要求的保護范圍當中。
權利要求1.一種大景深掃描儀，包括光源、光傳感器和光學器件組，所述光學器件組包括鏡筒、 鏡頭和壓圈，所述鏡頭由壓圈壓緊在鏡筒內，其特征在于，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學系統的參數是通過選擇位于鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。
2.根據權利要求1所述的大景深掃描儀，其特征在于，所述鏡頭包括多片透鏡。
3.根據權利要求2所述的大景深掃描儀，其特征在于，所述鏡頭包括三塊光學透鏡，按入光方向順序排列依次為第一透鏡，其為凹凸片；第二透鏡，其為凸凹片；第三透鏡，其為雙凹片。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的大景深掃描儀，其特征在于，所述大景深掃描儀還包括成像器件。
5.根據權利要求4所述的大景深掃描儀，其特征在于，所述成像器件為CCD或CMOS感光元件。
6.根據權利要求5所述的大景深掃描儀，其特征在于，所述鏡頭與成像器件之間無任何額外元件。
專利摘要本實用新型公開了一種大景深掃描儀，包括光源、光傳感器和和光學器件組，所述光學器件組包括鏡筒、鏡頭和壓圈，所述鏡頭由壓圈壓緊在鏡筒內，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學系統的參數是通過選擇位于鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。本實用新型不但解決了傳統設備笨重，制造成本昂貴的問題，而且提高了掃描景深范圍，保證了即使在光學元件變形的情況下，仍能獲得與傳統具有調焦功能掃描儀所能提供的掃描銳度和深度，提供較好的掃描效果。
文檔編號H04N1/028GK202059475SQ20112014172
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者何江, 劉云峰, 宋甫軒 申請人:北方國通(北京)光電科技有限公司