專利名稱：緊湊型光學(xué)掃描儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)掃描設(shè)備，尤指一種可以內(nèi)置在筆記本電腦，掌上電腦(PDA)及手提電話等移動辦公自動化的緊湊型光學(xué)掃描儀(Compact optical scanner)。
另一種是平板掃描儀，又稱CCD(Charge Coupled Device)掃描儀把文稿放置在一塊很干凈的有機玻璃平板上，將文稿固定，而光源系統(tǒng)(CCD)通過一個傳動裝置水平移動，發(fā)射出的光線照射在文稿上，經(jīng)反射或透射后，由接收系統(tǒng)接收并生成模擬信號，通過ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，直接傳送至計算機，由后者進行相應(yīng)的處理，完成掃描過程。由于平板掃描儀采用硅(Si)作為感光器件的主體材料，不會做到文稿同比例掃描，又因CCD掃描儀的整個電路較為復(fù)雜，還需提供不同電壓的電源和同步時鐘控制電路，集成度非常低。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是要內(nèi)置于筆記本電腦，掌上電腦(PDA)及手提電話等移動辦公自動化的光學(xué)掃描設(shè)備，可以非常方便的掃描及時性的文件，如名片、傳真及合同等文稿；要解決有機光電二極管作為探測器的有關(guān)技術(shù)問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該裝置有照明器件、感光器件及文稿傳送部件組成，包含有光源、導(dǎo)光板、感光傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖象處理器及存儲器，本體腔內(nèi)中間設(shè)有隔熱層，隔熱層的上部順序設(shè)有LED發(fā)光二極管及凹鏡反光板，下部有OPD(Organic Photodiode)有機光電二極管的光電轉(zhuǎn)換器件，其中間為OPD有機光電二極管感光層，本體腔內(nèi)安裝有集成電路驅(qū)動與控制芯片，腔內(nèi)上、下部右側(cè)各有冷卻風(fēng)通道，本體下部安裝有風(fēng)扇，本體有文稿傳送裝置，文稿放置在傳送裝置內(nèi)，進行掃描；可以內(nèi)置于筆記本電腦，掌上電腦(PDA)及手提電話等移動辦公自動化的光學(xué)掃描設(shè)備。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的照明器件有照明源，照明源為白色或紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管及導(dǎo)光板，是全固體光學(xué)系統(tǒng)，白色LED發(fā)光二極管同具有紅、綠、藍色濾光片透明電極或有機感光層或金屬電極可以使入射信號光分光制成彩色掃描儀，使用紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管分別對原稿照明。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的集成電路驅(qū)動與控制芯片連接OPD感光傳感器，OPD感光傳感器連接著電源，集成電路驅(qū)動與控制芯片上有信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及圖像處理器，信號放大器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器；在集成電路驅(qū)動與控制芯片上的有機光電二極管矩陣分別連接著信號讀出系統(tǒng)，信號讀出系統(tǒng)順序連接著信號放大器、譯碼器及固定單元感光值，固定單元感光值與分配器相連，定時和控制單元連接和控制譯碼器及分配器。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的有機光電二極管矩陣電路中的計算機與電源分配器、時鐘及控制模塊相連接，電源分配器依次與固定單元感光值測試器、圖像處理器、數(shù)字信號逐行處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號放大器、信號讀出集成電路模塊及OPD感光傳感器相連接，光信號直接射入OPD感光傳感器，OPD感光傳感器的輸出為信號讀出集成電路模塊的輸入，信號讀出集成電路模塊的輸出為信號放大器的輸入，信號放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器及圖像處理器的輸出為數(shù)字信號逐行處理器的輸入，數(shù)字信號逐行處理器的信號輸出為計算機的輸入。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的OPD光電轉(zhuǎn)換器件以制有反射防止膜以及透明電極的玻璃或樹脂為襯底，從原稿反射來的光入射到襯底，在襯底上面為有機光電感光層，在有機光電感光層上面制上金屬電極，分別在透明電極與金屬電極處引出正、負(fù)電極，在兩電極間加電壓。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的OPD有機光電二極管感光層或是用有機底分子與高分子組成，可以用真空蒸發(fā)、旋涂等方法制成。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的OPD有機光電二極管的光電轉(zhuǎn)換器件以原稿一比一的比例制成感光器件，不需光學(xué)縮放系統(tǒng)，透明電極上可以制備紅、綠、藍色濾光片，將入射信號分光。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的感光器件或用無機光電感光傳感器的材料，為單晶、多晶或無定行硅GaAs，PbS，CdS，CdSe等組成。
一種緊湊型光學(xué)掃描儀的掃描方法，用OPD有機光電二極管為感光器件，將原稿放置在傳動裝置上，通過傳動裝置水平移動，發(fā)射出的光線照射在文稿上，經(jīng)反射或透射后，由接收系統(tǒng)接收并生成模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接傳送到計算機進行相應(yīng)處理，其工作步驟是步驟1.開始由計算機向OPD有機光電二極管的光學(xué)掃描儀發(fā)出指令，傳動裝置輸送文稿，固體光源照射文稿；步驟2.文稿反射當(dāng)光線從文稿反射到OPD感光傳感器時，白光LED照明，OPD感光傳感器前的紅、綠、藍色濾光片使入射信號光分光；在采用紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管分別照明時，也可使入射信號光分光，獲取彩色信號；連接OPD感光傳感器電路的電流發(fā)生變化，由信號讀出集成電路模塊寄存，并讀出信號對應(yīng)的單位面積內(nèi)的光強和波長；步驟3.放大與調(diào)整將該信號送至信號放大器進行放大，并與預(yù)設(shè)在固定單元感光值測試器中的感光值進行比較與調(diào)整，調(diào)整后的信號送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；步驟4.轉(zhuǎn)換、匯集與送回模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一個與入射光強度成比例的二進制數(shù)，該二進制數(shù)即對應(yīng)一個像素的數(shù)據(jù)，再由數(shù)字信號逐行處理器匯集信號，并將該信號送回計算機。
本發(fā)明的有益效果是采用OPD有機光電二極管作為感光器件，感光單元小，單位面積像素數(shù)目、分辨率與線性CCD相若，且OPD工藝簡單，成本低廉，實現(xiàn)小型化，可以內(nèi)置于筆記本電腦，掌上電腦(PDA)及手提電話等移動辦公自動化的光學(xué)掃描設(shè)備，能非常方便的掃描及時性的文件，如名片、傳真及合同等文稿，體積小，使用方便。
附

圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)方框圖；附圖2是本發(fā)明的本體結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是本發(fā)明本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接示意圖；附圖4是本發(fā)明光電轉(zhuǎn)換器連接結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是本發(fā)明有機光電二極管矩陣示意圖；附圖6是本發(fā)明有機光電二極管矩陣電路圖；附圖7是本發(fā)明工作過程原理圖；附圖中標(biāo)號說明1—照明器件；19—電極；
2—感光器件 20—原稿反射來的光；3—文稿傳送部件； 21—有機光電二極管矩陣；4—OPD有機光電二極管感光層； 22—譯碼器；5—隔熱層； 23—定時和控制單元；6—冷卻風(fēng)通道； 24—信號讀出系統(tǒng)；7—凹鏡反光板； 25—分配器；8—LED發(fā)光二極管；26—固定單元感光值；9—光線； 27—計算機；10—文稿 28—電源分配器；11—風(fēng)扇；29—時鐘及控制模塊；12—電源；30—固定單元感光值測試器；13—OPD感光傳感器； 31—圖像處理器；14—信號放大器； 32—數(shù)字信號逐行處理器；15—模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 33—信號讀出集成電路模塊；16—金屬電極；15—模數(shù)轉(zhuǎn)換器；17—有機光電感光層； 35—光信號；18—制有反射防止膜以及透明電極的玻璃或樹脂；36—本體。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的照明器件1有照明源，照明源為白色或紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管8及導(dǎo)光板，是全固體光學(xué)系統(tǒng)，白色LED發(fā)光二極管同具有紅、綠、藍色濾光片透明電極或有機感光層或金屬電極16可以使入射信號光分光制成彩色掃描儀，使用紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管分別對原稿照明。
請參閱附圖3、5、6所示，所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的集成電路驅(qū)動與控制芯片連接OPD感光傳感器13，OPD感光傳感器13連接著電源12，集成電路驅(qū)動與控制芯片上有信號放大器14、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器15及圖像處理器31，信號放大器14連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器15；在集成電路驅(qū)動與控制芯片上的有機光電二極管矩陣21分別連接著信號讀出系統(tǒng)24，信號讀出系統(tǒng)24順序連接著信號放大器14、譯碼器22及固定單元感光值26，固定單元感光值26與分配器25相連，定時和控制單元23連接和控制譯碼器22及分配器25。
請參閱附圖7所示，所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的有機光電二極管矩陣電路中的計算機27與電源分配器28、時鐘及控制模塊29相連接，電源分配器28依次與固定單元感光值測試器30、圖像處理器31、數(shù)字信號逐行處理器32、模數(shù)轉(zhuǎn)換器15、信號放大器14、信號讀出集成電路模塊33及OPD感光傳感器13相連接，光信號35直接射入OPD感光傳感器13，OPD感光傳感器13的輸出為信號讀出集成電路模塊33的輸入，信號讀出集成電路模塊33的輸出為信號放大器14的輸入，信號放大器14與模數(shù)轉(zhuǎn)換器15相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器15及圖像處理器31的輸出為數(shù)字信號逐行處理器32的輸入，數(shù)字信號逐行處理器32的信號輸出為計算機27的輸入。
請參閱附圖4所示，所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的OPD光電轉(zhuǎn)換器件以制有反射防止膜以及透明電極的玻璃或樹脂18為襯底，從原稿反射來的光20入射到襯底，在襯底上面為有機光電感光層17，在有機光電感光層17上面制上金屬電極16，分別在透明電極與金屬電極16處引出正、負(fù)電極，在兩電極19間加電壓；OPD光電轉(zhuǎn)換器件用真空蒸度或者用涂布方法將有機感光材料如C60及其衍生物作為摻雜體，以MEH-PPV為主體，制上金屬電極16，在連接有機半導(dǎo)體如C60及其衍生物作為摻雜體的透明電極和連接有機半導(dǎo)體MEH-PPV的金屬電極16加電壓。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的OPD有機光電二極管感光層或是用有機底分子與高分子組成，可以用真空蒸發(fā)、旋涂等方法制成。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的OPD有機光電二極管的光電轉(zhuǎn)換器件以原稿一比一的比例制成感光器件，不需光學(xué)縮放系統(tǒng)，透明電極上可以制備紅、綠、藍色濾光片，將入射信號分光。
所述的緊湊型光學(xué)掃描儀的感光器件或用無機光電感光傳感器的材料，為單晶、多晶或無定行硅GaAs，PbS，CdS，CdSe等組成。
請參閱附圖1、2、3、4、5、6、7所示，一種緊湊型光學(xué)掃描儀的掃描方法，用OPD有機光電二極管為感光器件，將原稿放置在傳動裝置上，通過傳動裝置水平移動，發(fā)射出的光線9照射在文稿10上，經(jīng)反射或透射后，由接收系統(tǒng)接收并生成模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器15轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接傳送到計算機27進行相應(yīng)處理，其工作步驟是步驟1.開始由計算機27向OPD有機光電二極管的光學(xué)掃描儀發(fā)出指令，傳動裝置輸送文稿10，固體光源照射文稿10；步驟2.文稿反射當(dāng)光線9從文稿10反射到OPD感光傳感器13時，白光LED照明，OPD感光傳感器13前的紅、綠、藍色濾光片使入射信號光分光；在采用紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管8分別照明時，也可使入射信號光分光，獲取彩色信號；連接OPD感光傳感器13電路的電流發(fā)生變化，由信號讀出集成電路模塊33寄存，并讀出信號對應(yīng)的單位面積內(nèi)的光強和波長；步驟3.放大與調(diào)整將該信號送至信號放大器14進行放大，并與預(yù)設(shè)在固定單元感光值測試器30中的感光值進行比較與調(diào)整，調(diào)整后的信號送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器15；步驟4.轉(zhuǎn)換、匯集與送回模數(shù)轉(zhuǎn)換器15轉(zhuǎn)換成一個與入射光強度成比例的二進制數(shù)，該二進制數(shù)即對應(yīng)一個像素的數(shù)據(jù)，再由數(shù)字信號逐行處理器32匯集信號，并將該信號送回計算機27。
本發(fā)明的工作原理0PD感光傳感器工作時，在連接有機半導(dǎo)體的透明電極和連接有機半導(dǎo)體金屬電極16加電壓，當(dāng)光線9通過透明電極投射在有機半導(dǎo)體，有機半導(dǎo)體中處于價帶的電子將吸收光子的能量而躍遷入導(dǎo)帶。光子進入有機半導(dǎo)體時產(chǎn)生的電子躍遷，形成電子一空穴對在外加電場的作用下，分別向電極兩端移動，這就是光生電荷。光生電荷的產(chǎn)生決定于入射光子的能量(即入射光的波長)及光子的數(shù)量(光強).入射光越強，在有機感光材料中激發(fā)的導(dǎo)電粒子(電子空穴對)越多，從而使得電流越大，電流的變化直接反映了入射光強度。OPD光電傳感器采集輸出的信號是與入射光強度成比例的模擬電信號(大小連續(xù)變化的電信號)，此電信號需送往A/D模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成一個與入射光強度成比例的二進制數(shù)，該二進制數(shù)即對應(yīng)一個像素的數(shù)據(jù)。實際制作時，可以將OPD感光傳感器13、圖像信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器15、圖像信號處理器等集成在同一芯片上，使OPD感光傳感器對獲得的圖像信息讀出及處理變得簡單而快捷。
具體實施例方式將本發(fā)明所涉及的光學(xué)掃描裝置內(nèi)置在筆記本電腦上，位置有三種位置或于筆記本電腦的顯示屏的上方或側(cè)位；位置或于筆記本電腦上下兩部分的結(jié)合部；位置或于筆記本電腦主機部分的三個側(cè)面。本發(fā)明所涉及的光學(xué)掃描裝置還可內(nèi)置在手提電話上或內(nèi)置在PDA掌上電腦上。
本發(fā)明使用時可以直接與計算機相連接，也可以從計算機、PDA掌上電腦、手提電話拆解下來，通過USB接口與計算機相連接。
權(quán)利要求
1.一種緊湊型光學(xué)掃描儀，該裝置有照明器件、感光器件及文稿傳送部件，包含有光源、導(dǎo)光板、感光傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖象處理器及存儲器，其特征在于本體腔內(nèi)中間設(shè)有隔熱層，隔熱層的上部順序設(shè)有LED發(fā)光二極管及凹鏡反光板，下部有OPD有機光電二極管的光電轉(zhuǎn)換器件，其中間為OPD有機光電二極管感光層，本體腔內(nèi)安裝有集成電路驅(qū)動與控制芯片，腔內(nèi)上、下部右側(cè)各有冷卻風(fēng)通道，本體下部安裝有風(fēng)扇，本體有文稿傳送裝置，文稿放置在傳送裝置內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的照明器件有照明源，照明源為白色或紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管及導(dǎo)光板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的集成電路驅(qū)動與控制芯片連接OPD感光傳感器，OPD感光傳感器連接著電源，集成電路驅(qū)動與控制芯片上有信號放大器、信號讀取電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及圖像處理器，信號放大器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器；在集成電路驅(qū)動與控制芯片上的有機光電二極管矩陣分別連接著信號讀出系統(tǒng)，信號讀出系統(tǒng)順序連接著信號放大器、譯碼器及固定單元感光值，固定單元感光值與分配器相連，定時和控制單元連接和控制譯碼器及分配器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、3所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的有機光電二極管矩陣電路中的計算機與電源分配器、時鐘及控制模塊相連接，電源分配器依次與固定單元感光值測試器、圖像處理器、數(shù)字信號逐行處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號放大器、信號讀出集成電路模塊及OPD感光傳感器相連接，光信號直接射入OPD感光傳感器，OPD感光傳感器的輸出為信號讀出集成電路模塊的輸入，信號讀出集成電路模塊的輸出為信號放大器的輸入，信號放大器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器及圖像處理器的輸出為數(shù)字信號逐行處理器的輸入，數(shù)字信號逐行處理器的信號輸出為計算機的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的OPD光電轉(zhuǎn)換器件以制有反射防止膜以及透明電極的玻璃或樹脂為襯底，從原稿反射來的光入射到襯底，在襯底上面為有機光電感光層，在有機光電感光層上面制上金屬電極，分別在透明電極與金屬電極處引出正、負(fù)電極，在兩電極間加電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的OPD有機光電二極管感光層或是用有機底分子與高分子組成，用真空蒸發(fā)、旋涂方法制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的OPD有機光電二極管的光電轉(zhuǎn)換器件以原稿一比一的比例制成感光器件，透明電極上制備紅、綠、藍色濾光片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊型光學(xué)掃描儀，其特征在于所述的感光器件或用無機光電感光傳感器的材料，為單晶、多晶或無定行硅組成。
9.一種緊湊型光學(xué)掃描儀的掃描方法，其特征在于用OPD有機光電二極管為感光器件，將原稿放置在傳動裝置上，通過傳動裝置水平移動，發(fā)射出的光線照射在文稿上，經(jīng)反射或透射后，由接收系統(tǒng)接收并生成模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，直接傳送到計算機進行相應(yīng)處理，其工作步驟是步驟1.開始由計算機向OPD有機光電二極管的光學(xué)掃描儀發(fā)出指令，傳動裝置輸送文稿，固體光源照射文稿；步驟2.文稿反射當(dāng)光線從文稿反射到OPD感光傳感器時，白光LED照明，OPD感光傳感器前的紅、綠、藍色濾光片使入射信號光分光；在采用紅、綠、藍三芯LED發(fā)光二極管分別照明時，也可使入射信號光分光，獲取彩色信號；連接OPD感光傳感器電路的電流發(fā)生變化，由信號讀出集成電路模塊寄存，并讀出信號對應(yīng)的單位面積內(nèi)的光強和波長；步驟3.放大與調(diào)整將該信號送至信號放大器進行放大，并與預(yù)設(shè)在固定單元感光值測試器中的感光值進行比較與調(diào)整，調(diào)整后的信號送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器；步驟4.轉(zhuǎn)換、匯集與送回模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一個與入射光強度成比例的二進制數(shù)，該二進制數(shù)即對應(yīng)一個像素的數(shù)據(jù)，再由數(shù)字信號逐行處理器匯集信號，并將該信號送回計算機。
全文摘要
一種涉及光學(xué)掃描設(shè)備，尤指一種可以內(nèi)置在筆記本電腦，掌上電腦(PDA)及手提電話等移動辦公自動化的緊湊型光學(xué)掃描儀。該裝置有照明器件、感光器件及文稿傳送部件組成，包含有光源、有機玻璃平板、感光傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、圖象處理器及存儲器等部件，本體腔內(nèi)設(shè)有隔熱層、LED發(fā)光二極管、凹鏡反光板、OPD有機光電二極管感光層、集成電路芯片及冷卻風(fēng)通道，并采用固體光源和新型固體有機半導(dǎo)體感光材料。本發(fā)明的優(yōu)點采用OPD有機光電二極管作為感光器件，OPD工藝簡單，成本低廉，可實現(xiàn)小型化，內(nèi)置于筆記本電腦，掌上電腦(PDA)及手提電話等移動辦公自動化的光學(xué)掃描設(shè)備，體積小，重量輕，使用方便。
文檔編號H04N1/00GK1447582SQ03115408
公開日2003年10月8日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月14日
發(fā)明者孫潤光, 俞剛 申請人:孫潤光, 俞剛