DE102019204875B3

DE102019204875B3 - Flatbed scanner

Info

Publication number: DE102019204875B3
Application number: DE102019204875.7A
Authority: DE
Inventors: Markus KLUG
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2039-04-06
Also published as: WO2020200671A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flachbettscanner (10) mit einer Lichtquelle (32), einer Detektorvorrichtung (26) und einem flächigen Trägermedium (12), welches als Lichtleiter zum Übertragen von eingekoppeltem Licht mittels interner Reflexion ausgebildet ist und einen Auflagebereich (18) für ein zu scannendes Dokument (40) aufweist, wobei das Trägermedium (12) ferner ein holographisches Element (16) umfasst, das zumindest im Auflagebereich (18) mit einer ersten Beugungsstruktur (20) ausgebildet ist, die dazu ausgelegt ist, Licht vom Auflagebereich (18) in das Trägermedium (12) in Richtung eines Detektorbereichs (22) einzukoppeln. Der Detektorbereich (22) weist ein holographisches Element (16) mit einer zweiten Beugungsstruktur (24) auf, wobei die zweite Beugungsstruktur (24) dazu ausgelegt ist, Licht, das aus Richtung des Auflagebereichs auf die zweite Beugungsstruktur (24) fällt, aus dem Trägermedium (12) auf die Detektorvorrichtung (26) auszukoppeln.

The invention relates to a flat bed scanner (10) with a light source (32), a detector device (26) and a flat carrier medium (12), which is designed as a light guide for transmitting coupled light by means of internal reflection, and a support area (18) for one having a scanning document (40), the carrier medium (12) further comprising a holographic element (16) which is formed at least in the support area (18) with a first diffraction structure (20) which is designed to receive light from the support area (18) to couple into the carrier medium (12) in the direction of a detector region (22). The detector region (22) has a holographic element (16) with a second diffraction structure (24), the second diffraction structure (24) being designed to emit light that falls on the second diffraction structure (24) from the direction of the support region Coupling the carrier medium (12) to the detector device (26).

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachbettscanner.The invention relates to a flatbed scanner.

Ein Flachbettscanner weist vorzugsweise einen Auflagebereich für ein zu scannendes Dokument, das beispielsweise ein Blatt Papier oder eine Seite eines aufgeschlagenen Buchs sein kann, und eine Lichtquelle auf, die den Auflagebereich und somit das Dokument beleuchten kann. Das von dem Dokument reflektierte oder im Fall einer Transmissionsmessung durch das Dokument hindurchgetretene Licht kann dann von einer Detektorvorrichtung aufgenommen werden, wobei eine Lichtleitung und optische Abbildung des Dokuments auf die Detektorvorrichtung mittels optischer Bauteile, wie zum Beispiel Spiegel und Linsen, durchgeführt wird.A flatbed scanner preferably has a support area for a document to be scanned, which can be, for example, a sheet of paper or a page of an open book, and a light source which can illuminate the support area and thus the document. The light reflected from the document or, in the case of a transmission measurement, transmitted through the document can then be received by a detector device, with light conduction and optical imaging of the document onto the detector device using optical components, such as mirrors and lenses, for example.

Aus der DE 697 37 495 T2 , der EP 1 526 709 A2 und der WO 2015/015138 A1 sind Vorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen gescannter beziehungsweise abgetasteter oder anderweitig erfasster elektronischer Bilder bekannt.From the DE 697 37 495 T2 , of the EP 1 526 709 A2 and the WO 2015/015138 A1 Devices and methods for generating scanned or scanned or otherwise captured electronic images are known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Flachbettscanner bereitzustellen.The invention has for its object to provide an improved flatbed scanner.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed by the dependent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist ein Flachbettscanner mit einem flächigen Trägermedium bereitgestellt, welches einen Auflagebereich für ein zu scannendes Dokument aufweist und dabei als Lichtleiter zum Übertragen von eingekoppeltem Licht mittels interner Reflexion ausgebildet ist, wobei das Trägermedium ferner ein holographisches Element umfasst, das zumindest im Auflagebereich mit einer ersten Beugungsstruktur ausgebildet ist, die dazu ausgelegt ist, Licht vom Auflagebereich in das Trägermedium in Richtung eines Detektorbereichs einzukoppeln. Der Detektorbereich weist ein holographisches Element mit einer zweiten Beugungsstruktur auf, wobei die zweite Beugungsstruktur dazu ausgelegt ist, Licht, das innerhalb des Trägermediums aus Richtung des Auflagebereichs auf die zweite Beugungsstruktur fällt, aus dem Trägermedium auf eine Detektorvorrichtung auszukoppeln, wobei die Detektorvorrichtung dazu ausgebildet ist, aus dem Licht Bilddaten des zu scannenden Dokuments zu bestimmen oder zu erzeugen. Ferner weist der Flachbettscanner eine Lichtquelle auf, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, den Auflagebereich auszuleuchten.The invention provides a flatbed scanner with a flat carrier medium, which has a support area for a document to be scanned and is designed as a light guide for transmitting coupled light by means of internal reflection, the support medium further comprising a holographic element, which at least in the support area a first diffraction structure is designed, which is designed to couple light from the support area into the carrier medium in the direction of a detector area. The detector region has a holographic element with a second diffraction structure, the second diffraction structure being designed to couple light that falls on the second diffraction structure from the carrier medium within the carrier medium out of the carrier medium onto a detector device, the detector device being designed for this purpose to determine or generate image data of the document to be scanned from the light. Furthermore, the flatbed scanner has a light source which is designed and arranged to illuminate the support area.

Mit anderen Worten weist der Flachbettscanner ein flächiges Trägermedium auf, das vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff gebildet ist und als Lichtleiter dienen kann, das einen Auflagebereich für ein zu scannendes Objekt umfasst, wobei Licht von einer Lichtquelle des Flachbettscanners, das von dem zu scannenden Dokument reflektiert oder durch das zu scannende Dokument durchleuchtet werden kann, auf ein holographisches Element des Trägermediums fallen kann, das zumindest die gleichen Abmessungen wie der Auflagebereich aufweisen kann. Das holographische Element des Trägermediums, das sich in einer Projektionsebene des Auflagebereichs befindet, kann eine erste Beugungsstruktur umfassen, die Licht, das von dem Auflagebereich, das heißt von dem zu scannenden Dokument, in das Trägermedium auf die erste Beugungsstruktur fällt, in das Trägermedium in Richtung eines Detektorbereichs einkoppeln kann. Unter der Projektionsebene ist dabei eine Ebene zu verstehen, die innerhalb eines Bereichs liegt, der sich aus einer parallelen Erweiterung des Auflagebereichs in das Trägermedium hinein ergibt.In other words, the flatbed scanner has a flat carrier medium, which is preferably formed from glass or plastic and can serve as a light guide, which comprises a support area for an object to be scanned, light from a light source of the flatbed scanner reflecting from the document to be scanned or can be transilluminated through the document to be scanned, can fall onto a holographic element of the carrier medium, which can have at least the same dimensions as the support area. The holographic element of the carrier medium, which is located in a projection plane of the support region, can comprise a first diffraction structure, which light that falls from the support region, that is to say from the document to be scanned, onto the carrier medium onto the first diffraction structure into the carrier medium Can couple direction of a detector area. The projection plane is understood to mean a plane that lies within an area that results from a parallel expansion of the support area into the carrier medium.

Innerhalb des Trägermediums kann das Licht dann mittels interner Reflexion, das heißt mittels Totalreflexion, zu dem Detektorbereich übertragen werden, wobei der Detektorbereich ein holographisches Element mit einer zweiten Beugungsstruktur aufweisen kann, die das so empfangene Licht aus dem Trägermedium in Richtung einer Detektorvorrichtung aus dem Trägermedium auskoppeln kann. Die Detektorvorrichtung kann das Licht empfangen und daraus Bilddaten des zu scannenden Dokuments erzeugen.Within the carrier medium, the light can then be transmitted to the detector region by means of internal reflection, that is to say by means of total reflection, wherein the detector region can have a holographic element with a second diffraction structure, which transmits the light received in this way from the carrier medium in the direction of a detector device from the carrier medium can decouple. The detector device can receive the light and use it to generate image data of the document to be scanned.

Das flächige Trägermedium kann dabei vorzugsweise einen Lichtwellenleiter aus Glas oder Kunststoff oder einer Kombination von mehreren lichtleitenden Materialien umfassen. Es kann auf einer Platte oder mehreren Platten in Sandwichbauweise oder einer Mehrschichtenanordnung aus Folien oder Lacken beruhen und zumindest eine Flächengröße von dem zu scannenden Dokument, wie beispielsweise ein Papierformat nach ISO/DIN A4 oder grö-ßer, aufweisen. Ebenso kann die erste Beugungsstruktur die gleiche Abmessung auf Höhe des Auflagebereichs aufweisen.The flat carrier medium can preferably comprise an optical waveguide made of glass or plastic or a combination of several light-conducting materials. It can be based on a plate or several plates in sandwich construction or a multilayer arrangement of foils or lacquers and have at least one area size of the document to be scanned, such as a paper format according to ISO / DIN A4 or larger. Likewise, the first diffraction structure can have the same dimension at the level of the support area.

Ein holographisches Element, das auch als holographisch-optisches Element (HOE) bezeichnet wird, ist ein optisches Element, dessen Funktionsprinzip auf Holographie beruht und das mittels holographischer Verfahren, das heißt holographischer Belichtung, hergestellt werden kann. Ein holographisches Element kann insbesondere als optisches Gitter beziehungsweise Beugungsgitter ausgebildet sein.A holographic element, which is also referred to as a holographic-optical element (HOE), is an optical element whose functional principle is based on holography and which can be produced by means of holographic processes, that is to say holographic exposure. A holographic element can in particular be designed as an optical grating or diffraction grating.

Die Detektorvorrichtung kann eine oder mehrere Photodioden, die vorzugsweise als CMOS- oder CCD-Sensoren ausgebildet sind, umfassen, die das empfangene Licht in ein elektronisches Signal umwandeln können, aus dem Bilddaten bestimmt werden können. Die Lichtquelle kann vorzugsweise eine LED (Leuchtdiode), eine OLED, ein Laser oder eine Leuchtröhre, wie beispielsweise eine Kaltkathodenlampe, aufweisen.The detector device can comprise one or more photodiodes, which are preferably designed as CMOS or CCD sensors, which can convert the received light into an electronic signal from which image data is determined can be. The light source can preferably have an LED (light-emitting diode), an OLED, a laser or a fluorescent tube, such as a cold cathode lamp.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass platzfordernde optische und auch mechanische Bauteile eingespart werden können, wodurch der Flachbettscanner kompakter ausgestaltet werden kann und dass Kosten durch Einsparung von optischen Bauteilen eingespart werden können.The invention has the advantage that space-consuming optical and mechanical components can be saved, as a result of which the flatbed scanner can be made more compact and that costs can be saved by saving optical components.

Es ist vorgesehen, dass der Detektorbereich eine kleinere Abmessung als der Auflagebereich aufweist, wobei die erste Beugungsstruktur eine Bündelungsgitterstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, Lichtstrahlen des Lichts, das auf die erste Beugungsstruktur fällt, unterschiedlich stark abzulenken, sodass die erste Beugungsstruktur die Lichtstrahlen auf die zweite Beugungsstruktur hin fokussiert, und wobei die zweite Beugungsstruktur eine entsprechende Zerstreuungsgitterstruktur aufweist, die dazu ausgebildet ist, Lichtstrahlen des Lichts zum Auskoppeln aus dem Trägermedium auf die Detektorvorrichtung zu parallelisieren. Mit anderen Worten kann eine Abbildung des Auflagebereichs auf eine Abmessung des Detektorbereichs verkleinert werden, sodass ein Detektorchip verwendet werden kann, der kleiner als der Auflagebereich beziehungsweise das zu scannende Dokument ist.It is provided that the detector region has a smaller dimension than the support region, the first diffraction structure having a bundle grating structure which is designed to deflect light beams of the light which fall on the first diffraction structure to different degrees, so that the first diffraction structure opens up the light beams focuses the second diffraction structure, and wherein the second diffraction structure has a corresponding diffraction grating structure which is designed to parallelize light beams of light for coupling out from the carrier medium onto the detector device. In other words, an image of the support area can be reduced to a dimension of the detector area, so that a detector chip can be used that is smaller than the support area or the document to be scanned.

Eine Bündelungsgitterstruktur kann eine inhomogene Beugungsstruktur aufweisen, die beispielsweise Lichtstrahlen von einem Rand der Beugungsstruktur stärker beugen kann als Lichtstrahlen von einer Mitte der Beugungsstruktur, wodurch die Lichtstrahlen fokussiert werden können. Dementsprechend kann eine Zerstreuungsgitterstruktur eine Gitterstruktur aufweisen, bei der Lichtstrahlen je nach auftreffender Position aufgefächert werden können. Vorzugsweise ist die Bündelungsgitterstruktur und die Zerstreuungsgitterstruktur und die entsprechenden Abstände der beiden Strukturen so gewählt, dass die Lichtstrahlen von der Bündelungsgitterstruktur zu der Zerstreuungsgitterstruktur zusammenlaufen und von der Zerstreuungsgitterstruktur wieder parallelisiert werden. Diese Anordnung ist vergleichbar mit einem Galilei-Fernrohr, bei dem eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse derart hintereinander angeordnet sind, dass die Brennweiten der beiden Linsen hinter der Zerstreuungslinse in einem Punkt zusammenfallen. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein im Vergleich zum Auflagebereich kleiner Fotodetektor für die Detektorvorrichtung verwendet werden kann und somit Kosten eingespart werden können.A bundle grating structure can have an inhomogeneous diffraction structure which, for example, can diffract light rays from an edge of the diffraction structure more than light rays from a center of the diffraction structure, as a result of which the light rays can be focused. Accordingly, a diverging lattice structure can have a lattice structure in which light beams can be fanned out depending on the incident position. The bundling grating structure and the diverging grating structure and the corresponding distances between the two structures are preferably selected such that the light beams converge from the bundling grating structure to the diverging grating structure and are parallelized again by the diverging grating structure. This arrangement is comparable to a Galilean telescope, in which a converging lens and a diverging lens are arranged one behind the other such that the focal lengths of the two lenses coincide at one point behind the diverging lens. This embodiment has the advantage that a photodetector which is small compared to the support area can be used for the detector device and thus costs can be saved.

Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments which result in additional advantages.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die erste Beugungsstruktur und die zweite Beugungsstruktur als ein optisches Gitter ausgebildet sind, insbesondere ein holographisches Volumengitter oder ein holographisches Oberflächengitter.One embodiment provides that the first diffraction structure and the second diffraction structure are designed as an optical grating, in particular a holographic volume grating or a holographic surface grating.

Optische Gitter, auch Beugungsgitter genannt, sowie deren Wirkungsweise und Herstellungsverfahren sind dabei allgemein bekannt. Grundsätzlich können optische Gitter als zumindest abschnittsweise periodische Strukturen, sogenannte Gitterstrukturen, in einem Substrat ausgebildet sein, die durch den physikalischen Effekt der Beugung eine Lichtlenkung, wie sie zum Beispiel von Spiegeln, Linsen oder Prismen bekannt ist, herbeiführen können. Fällt Licht, d.h. fallen Lichtstrahlen auf das optische Gitter, wobei die einfallenden Lichtstrahlen insbesondere die Bragg-Gleichung erfüllen, werden die Lichtstrahlen durch das optische Gitter gebeugt oder abgelenkt. Die Lichtlenkung kann somit insbesondere durch Interferenzerscheinungen der durch das optische Gitter gebeugten Lichtstrahlen erfolgen. Die Ablenkstruktur kann entsprechend auch als Beugungsstruktur bezeichnet werden. Ein holographisches Oberflächengitter und ein holographisches Volumengitter sind holographisch-optische Elemente, die insbesondere durch ein Holographieverfahren hergestellt werden können.Optical gratings, also called diffraction gratings, and their mode of operation and production method are generally known. In principle, optical gratings can be formed as at least sectionally periodic structures, so-called grating structures, in a substrate, which can cause light to be directed by the physical effect of diffraction, as is known, for example, from mirrors, lenses or prisms. Light falls, i.e. If light rays fall on the optical grating, the incident light rays in particular fulfilling the Bragg equation, the light rays are diffracted or deflected by the optical grating. The light can thus be guided, in particular, by interference phenomena of the light beams diffracted by the optical grating. The deflection structure can accordingly also be referred to as a diffraction structure. A holographic surface grating and a holographic volume grating are holographic-optical elements that can be produced in particular by a holographic process.

Vorzugsweise kann ein optisches Gitter gegenüber dem einfallenden Licht winkel- beziehungsweise richtungsselektiv und/oder wellenlängen- beziehungsweise frequenzselektiv ausgebildet sein. Somit kann nur Licht, das aus einer vorbestimmten Einfallsrichtung, zum Beispiel in einem vorbestimmten Winkel, auf ein optisches Gitter fällt, abgelenkt werden. Licht, das aus einer anderen Richtung auf das optische Gitter fällt, wird vorzugsweise nicht abgelenkt oder umso weniger, je größer der Unterschied zur vorbestimmten Einfallsrichtung ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch nur Licht einer Wellenlänge oder Licht, welches höchstens um einen vorbestimmten Wellenlängenbereich von der vorbestimmten Wellenlänge abweicht, von dem optischen Gitter in einem bestimmten Beugungswinkel abgelenkt werden. Anders formuliert kann beispielsweise eine Optimalwellenlänge vorgegeben sein, bei der nur ein Anteil des Lichts in einem bestimmten Wellenlängen- oder Frequenzbereich um die Optimalwellenlänge von dem optischen Gitter abgelenkt wird (beispielsweise eine zentrale Optimalwellenlänge und ein Bereich mit Wellenlängenwerten bis +/- 10 Prozent der Optimalwellenlänge), der übrige Anteil des Lichts kann hingegen ohne abgelenkt zu werden durch das Gitter propagieren. Von polychromatischem Licht, welches auf das optische Gitter trifft, kann somit wenigstens ein monochromatischer Lichtanteil abgespaltet werden. Der Ablenkeffekt ergibt sich somit frequenzselektiv und/oder winkelselektiv, wobei der Ablenkeffekt für ein Optimalwellenlänge maximal ist und zu längeren und kürzeren Wellenlängen hin abfällt oder schwächer wird, beispielsweise gemäß einer Gaußglocke abfällt. Insbesondere wirkt der Ablenkeffekt nur auf einen Bruchteil des sichtbaren Lichtspektrums und/oder in einem Winkelbereich kleiner als 90 Grad.An optical grating can preferably be designed to be angle-selective or direction-selective and / or wavelength-selective or frequency-selective with respect to the incident light. Thus, only light that falls on an optical grating from a predetermined direction of incidence, for example at a predetermined angle, can be deflected. Light that falls on the optical grating from a different direction is preferably not deflected or the less, the greater the difference from the predetermined direction of incidence. Additionally or alternatively, only light of a wavelength or light which deviates from the predetermined wavelength by at most a predetermined wavelength range can be deflected by the optical grating at a specific diffraction angle. In other words, an optimal wavelength can be specified, for example, in which only a portion of the light in a certain wavelength or frequency range is deflected around the optimal wavelength by the optical grating (for example, a central optimal wavelength and a range with wavelength values up to +/- 10 percent of the optimal wavelength ), the rest of the light can propagate through the grating without being distracted. At least a monochromatic light component can thus be split off from polychromatic light that strikes the optical grating. The deflection effect thus results in frequency-selective and / or angle-selective, the deflection effect for an optimal wavelength is maximum and falls towards longer and shorter wavelengths or becomes weaker, for example according to a Gaussian bell. In particular, the deflection effect affects only a fraction of the visible light spectrum and / or in an angular range less than 90 degrees.

Besonders bevorzugt können optische Gitter mittels Belichtung eines Substrats, also beispielsweise fotolithografisch oder holografisch, hergestellt werden. In diesem Zusammenhang können die optischen Gitter dann auch als holografische oder holografisch-optische Gitter bezeichnet werden. Es sind zwei Arten von holografisch-optischen Gittern bekannt: holografische Oberflächengitter (surface holografic gratings, kurz: SHG) und holografische Volumengitter (volume holografic gratings, kurz: VHG). Bei holografischen Oberflächengittern kann die Gitterstruktur durch optisches Verformen einer Oberflächenstruktur des Substrats erzeugt werden. Durch die veränderte Oberflächenstruktur kann auftreffendes Licht abgelenkt, zum Beispiel reflektiert werden. Beispiele für holografische Oberflächengitter sind sogenannte Sägezahn- oder Blazegitter. Im Gegensatz dazu kann die Gitterstruktur bei holografischen Volumengittern in das ganze Volumen oder einen Teilbereich des Volumens des Substrats eingearbeitet sein. Holografische Oberflächengitter und holografische Volumengitter sind in der Regel frequenzselektiv.Optical gratings can particularly preferably be produced by exposure of a substrate, that is to say, for example, photolithographically or holographically. In this context, the optical grids can then also be referred to as holographic or holographic-optical grids. Two types of holographic-optical gratings are known: holographic surface gratings (short: SHG) and holographic volume gratings (volume holographic gratings, short: VHG). In the case of holographic surface gratings, the grating structure can be produced by optically deforming a surface structure of the substrate. Due to the changed surface structure, incident light can be deflected, for example reflected. Examples of holographic surface gratings are so-called sawtooth or blaze gratings. In contrast, in the case of holographic volume grids, the lattice structure can be incorporated into the entire volume or a partial region of the volume of the substrate. Holographic surface gratings and holographic volume gratings are generally frequency selective.

Als Material für ein Substrat zum Einarbeiten eines optischen Gitters eignet sich zum Beispiel besonders Glas, Vorzugsweise Quarzglas. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Polymer, insbesondere Fotopolymer, oder eine Folie, insbesondere eine fotosensitive Folie, zum Beispiel aus Kunststoff oder einem organischen Stoff verwendet werden. Zur Verwendung derartiger Substrate, sollte zusätzlich beachtet werden, dass das Material, insbesondere in Substratform, flexible und lichtwellenleitende Eigenschaften aufweist. Substrate die eine Ablenkstruktur zum Beugen von Licht, beispielsweise in Form eines optischen Gitters aufweisen, können auch als holografisch-optische Elemente (HOE) bezeichnet werden.For example, glass, preferably quartz glass, is particularly suitable as the material for a substrate for incorporating an optical grating. Alternatively or additionally, a polymer, in particular photopolymer, or a film, in particular a photosensitive film, for example made of plastic or an organic substance, can also be used. When using such substrates, it should also be noted that the material, in particular in the form of a substrate, has flexible and optical waveguiding properties. Substrates that have a deflection structure for diffracting light, for example in the form of an optical grating, can also be referred to as holographic optical elements (HOE).

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Detektorbereich einstückig mit dem, Trägermedium ausgebildet ist oder wobei der Detektorbereich als separates Element zu dem Trägermedium ausgebildet ist. Im ersten Fall kann der Detektorbereich somit beispielsweise direkt in eine Oberflächenstruktur des Trägermediums eingearbeitet werden. Somit kann das Trägermedium selbst als HOE ausgebildet sein, beispielsweise geätzt oder gelasert sein. Im zweiten Fall kann der Detektorbereich und Trägermedium separat ausgebildet sein. Dabei kann der Detektorbereich beispielsweise wenigstens ein erstes Element bilden und das Trägermedium kann ein zweites Element bilden, welches an dem ersten Element anliegt. Somit kann der Detektorbereich in wenigstens einem HOE ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine größer Auswahl bei der Nutzung eines Trägermediums. Beispielsweise kann der Detektorbereich in unterschiedlichen Abschnitten einer holografischen Folie oder Platte ausgebildet sein. Zum Befestigen der Folie oder Platte an dem Trägermedium kann die Folie oder Platte an das Trägermedium angeklebt sein. Alternativ kann die holografische Folie auch als Adhäsionsfolie ausgebildet sein und direkt, also ohne Klebstoff, durch molekulare Kräfte an der Oberfläche des Trägermediums haften.A further embodiment provides that the detector area is formed in one piece with the carrier medium or the detector area is designed as a separate element from the carrier medium. In the first case, the detector area can thus be worked directly into a surface structure of the carrier medium. The carrier medium itself can thus be designed as an HOE, for example etched or lasered. In the second case, the detector area and carrier medium can be formed separately. The detector area can, for example, form at least one first element and the carrier medium can form a second element which rests on the first element. The detector region can thus be formed in at least one HOE. This enables a larger selection when using a carrier medium. For example, the detector area can be formed in different sections of a holographic film or plate. To fasten the film or plate to the carrier medium, the film or plate can be glued to the carrier medium. Alternatively, the holographic film can also be designed as an adhesion film and adhere directly, that is to say without an adhesive, to the surface of the carrier medium by means of molecular forces.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die erste Beugungsstruktur und die zweite Beugungsstruktur als eine Multiplex-Beugungsstruktur ausgebildet sind, die dazu ausgebildet ist, Licht von zumindest zwei vorgegebenen Wellenlängen in einem vorbestimmten Winkel zu beugen. Eine Beugungsstruktur, zum Beispiel ein optisches Gitter, ist in der Regel frequenzselektiv. Es sind jedoch auch optische Gitter bekannt, die polychromatisches Licht beugen können. Diese werden als holografische Mehrvolumenfachgitter (multiplexed volume holografic gratings, kurz: MVHG) bezeichnet und können beispielsweise durch Verändern der Periodizität der Gitterstruktur eines optischen Gitters oder durch Anordnen mehrerer holografisches Volumengitter hintereinander hergestellt werden, wodurch eine Multiplex-Beugungsstruktur entsteht. Die Erfindung umfasst auch die Verwendung eines solchen MVHG.A further embodiment provides that the first diffraction structure and the second diffraction structure are designed as a multiplex diffraction structure, which is designed to diffract light of at least two predetermined wavelengths at a predetermined angle. A diffraction structure, for example an optical grating, is usually frequency selective. However, optical gratings are known which can diffract polychromatic light. These are referred to as holographic multi-volume gratings (short: MVHG) and can be produced, for example, by changing the periodicity of the grating structure of an optical grating or by arranging several holographic volume gratings one after the other, which results in a multiplex diffraction structure. The invention also includes the use of such an MVHG.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Detektorvorrichtung als Photodiodenmatrix ausgebildet ist, die dazu ausgelegt ist, Bilddaten des zu scannenden Dokuments aufzunehmen. Die Photodiodenmatrix kann dabei vorzugsweise als ein Chip von CCD-Sensoren oder CMOS-Sensoren ausgebildet sein, wobei die 2D-Photodiodenmatrix insbesondere bei einer einzigen Belichtung des zu scannenden Dokuments die Bilddaten aufnehmen kann, vergleichbar mit einer Blitzlichtaufnahme eines Fotoapparats. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine Aufnahmezeit des zu scannenden Dokuments verkürzt werden kann. Zudem ist keine bewegliche Detektionsvorrichtung notwendig.A further embodiment provides that the detector device is designed as a photodiode matrix, which is designed to record image data of the document to be scanned. The photodiode matrix can preferably be designed as a chip of CCD sensors or CMOS sensors, the 2D photodiode matrix being able to record the image data, in particular with a single exposure of the document to be scanned, comparable to flash photography of a camera. This embodiment has the advantage that a recording time of the document to be scanned can be shortened. In addition, no movable detection device is necessary.

In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Detektorvorrichtung eine Photodiodenzeile aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine optische Abbildung des zu scannenden Dokuments in der Detektorvorrichtung abzutasten. Mit anderen Worten kann die Detektorzeile das in den Detektor eintreffende Licht abfahren beziehungsweise abrastern, wodurch zeilenweise ein Bild aufgenommen werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass Photodioden eingespart werden können, wodurch Kosten gespart werden können.In one embodiment it can be provided that the detector device has a photodiode line which is designed to scan an optical image of the document to be scanned in the detector device. In other words, the detector line can scan or scan the light arriving in the detector, whereby an image can be recorded line by line. This embodiment has the advantage that photodiodes can be saved, which means that costs can be saved.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Lichtquelle zur Transmissionsmessung des zu scannenden Dokuments über dem Auflagebereich angeordnet ist oder die Lichtquelle zur Reflexionsmessung des zu scannenden Dokuments unter dem Trägermedium angeordnet ist. Mit anderen Worten kann das zu scannende Dokument entweder von oben durchleuchtet werden oder von unten angestrahlt werden. Für eine Transmissionsmessung kann die Lichtquelle beispielsweise an einem mechanischen Arm befestigt sein, der über den Auflagebereich ragt und Licht auf den Auflagebereich abstrahlt. Für die Reflexionsmessung des zu scannenden Dokuments kann die Lichtquelle unterhalb des Trägermediums, insbesondere auf Höhe des Auflagebereichs, angeordnet sein und beispielsweise eine gleiche Abmessung wie der Auflagebereich aufweisen. Die Lichtquelle kann vorzugsweise als eine LED, ein Laser oder ein Beamer ausgebildet sein. Bei einer Anordnung der Lichtquelle unter dem Trägermedium wird die Lichtleitfähigkeit des Trägermediums ausgenutzt, wobei das Licht hierbei nicht mittels interner Reflexion durch das Trägermedium hindurchgeleitet wird, sondern unter Berücksichtigung von Brechungseffekten annähernd gerade durch das Trägermedium, ähnlich einer Glasscheibe, hindurchtreten kann. One embodiment provides that the light source for the transmission measurement of the document to be scanned is arranged above the support area or the light source for the reflection measurement of the document to be scanned is arranged under the carrier medium. In other words, the document to be scanned can either be illuminated from above or illuminated from below. For a transmission measurement, the light source can be attached, for example, to a mechanical arm that projects over the support area and emits light onto the support area. For the reflection measurement of the document to be scanned, the light source can be arranged below the carrier medium, in particular at the level of the support area, and for example have the same dimension as the support area. The light source can preferably be designed as an LED, a laser or a projector. If the light source is arranged under the carrier medium, the light conductivity of the carrier medium is used, the light not being passed through the carrier medium by means of internal reflection, but rather being able to pass through the carrier medium, similar to a glass pane, taking refractive effects into account.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass ferner eine Lichteinkopplungsvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle in das Trägermedium auf ein weiteres holographisches Element einzukoppeln, das zumindest im Auflagebereich mit einer dritten Beugungsstruktur ausgebildet ist, das von der Lichtquelle eingekoppelte Licht auf dem Auflagebereich zu beugen. Mit anderen Worten kann Licht von einer Lichteinkopplungsvorrichtung, die beispielsweise ein optisches Element wie ein Linsensystem, ein Prisma, ein Gitter oder ein holographisches Element mit einer Beugungsstruktur umfassen kann, auf ein weiteres holographisches Element mit einer dritten Beugungsstruktur einkoppelt werden, wobei die dritte Beugungsstruktur das Licht auf den Auflagebereich abstrahlen kann. Insbesondere kann die dritte Beugungsstruktur so angeordnet sein, dass das Licht, das von der dritten Beugungsstruktur abgestrahlt wird, nicht von einer der anderen Beugungsstrukturen beeinflusst wird, das heißt, dass ein Einfallswinkel auf die beispielsweise erste Beugungsstruktur nicht einer Ablenkbedingung entspricht, wodurch das Licht ungehindert durch die erste Beugungsstruktur auf den Auflagebereich hindurchtreten kann. Folglich kann vorgesehen sein, dass beispielsweise die erste Beugungsstruktur zwischen dem Auflagebereich und der dritten Beugungsstruktur angeordnet ist. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass der Auflagebereich ausgeleuchtet werden kann.A further embodiment provides that a light coupling device is also provided, which is designed to couple light from the light source into the carrier medium onto a further holographic element, which is formed with a third diffraction structure, at least in the support area, which detects the light coupled in from the light source to bend the support area. In other words, light from a light coupling device, which can comprise, for example, an optical element such as a lens system, a prism, a grating or a holographic element with a diffraction structure, can be coupled into another holographic element with a third diffraction structure, the third diffraction structure being that Can radiate light onto the support area. In particular, the third diffraction structure can be arranged such that the light which is emitted by the third diffraction structure is not influenced by one of the other diffraction structures, that is to say that an angle of incidence on the first diffraction structure, for example, does not correspond to a deflection condition, as a result of which the light is unimpeded can pass through the first diffraction structure onto the support area. It can consequently be provided that, for example, the first diffraction structure is arranged between the support region and the third diffraction structure. This embodiment has the advantage that the support area can be illuminated.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ferner eine Lichteinkopplungsvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Licht von der Lichtquelle auf die zweite Beugungsstruktur im Detektorbereich abzustrahlen, wobei die zweite Beugungsstruktur ferner dazu ausgebildet ist, das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht in das Trägermedium in Richtung der ersten Beugungsstruktur einzukoppeln. Mit anderen Worten kann die Lichteinkoppelvorrichtung, die als Linsensystem oder Beugungsstruktur ausgebildet sein kann, Licht in das Trägermedium auf die zweite Beugungsstruktur abstrahlen, die das Licht derart beugt, dass es in das Trägermedium eingekoppelt wird und über die erste Beugungsstruktur auf den Auflagebereich zum Beleuchten eines zu scannenden Dokuments umgelenkt werden kann. Vorzugsweise kann hierbei vorgesehen sein, dass die Lichtquelle und die Lichteinkoppelvorrichtung neben der Detektorvorrichtung angeordnet sind, sodass das Licht von der Lichtquelle über den gleichen optischen Pfad gelenkt wird, wie das Licht, das von dem zu scannenden Dokument zu der Detektorvorrichtung zurückübertragen wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zur Beleuchtung des Auflagebereichs optische Bauteile eingespart werden können, wodurch Kosten gespart werden können.In an advantageous embodiment, it can be provided that a light coupling device is also provided, which is designed to emit light from the light source onto the second diffraction structure in the detector region, the second diffraction structure being further designed to transmit the light emitted by the light source into the carrier medium to couple in the direction of the first diffraction structure. In other words, the light coupling device, which can be designed as a lens system or diffraction structure, can emit light into the carrier medium onto the second diffraction structure, which diffracts the light in such a way that it is coupled into the carrier medium and via the first diffraction structure onto the support area for illuminating one can be redirected to the document to be scanned. It can preferably be provided here that the light source and the light coupling device are arranged next to the detector device, so that the light from the light source is directed via the same optical path as the light that is transmitted back from the document to be scanned to the detector device. This has the advantage that optical components can be saved for illuminating the support area, as a result of which costs can be saved.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Seitenansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform;
2 eine schematische Seitenansicht einer zweiten beispielhaften Ausführungsform;
3 eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführungsform .

Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:

1 is a schematic side view of a first exemplary embodiment;
2nd is a schematic side view of a second exemplary embodiment;
3rd is a schematic perspective view of an exemplary embodiment.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that further develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference numerals designate elements that have the same function.

In 1 ist eine stark schematisierte Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Flachbettscanners 10 dargestellt. Der Flachbettscanner 10 weist ein flächiges Trägermedium 12 auf, das beispielsweise mittels einer Schichtenbauweise gefertigt ist, wobei eine erste Schicht eine Glasplatte 14 umfassen kann und eine zweite Schicht ein holographisches Element 16, das beispielsweise eine Photopolymerfolie 16 sein kann. Die Photopolymerfolie 16 kann dabei auf die Glasplatte 14 aufgeklebt oder eingearbeitet sein. Das holographische Element 16 kann auf Höhe eines Auflagebereichs 18, auf dem beispielsweise ein zu scannendes Dokument gelegt werden kann, durch geeignete Belichtung des holographischen Elements derart ausgebildet sein, dass sich eine erste Beugungsstruktur 20 ergibt, die Licht vom Auflagebereich in Richtung eines Detektorbereichs 22 in das Trägermedium 12 einkoppeln kann, was durch den Pfeil nach unten mit Spitze nach links in der ersten Beugungsstruktur 20 angedeutet ist, wobei von der ersten Beugungsstruktur 20 auch Licht in entgegengesetzter Richtung ablenkbar ist, was zusätzlich durch den Pfeil in Rückrichtung angedeutet ist.In 1 is a highly schematic side view of a first embodiment of a flatbed scanner 10th shown. The flatbed scanner 10th has a flat carrier medium 12 that is manufactured, for example, by means of a layered construction, a first layer being a glass plate 14 may comprise and a second layer a holographic element 16 , for example a photopolymer film 16 can be. The photopolymer film 16 can be on the glass plate 14 be glued or incorporated. The holographic element 16 can be at the level of a support area 18th , on which, for example, a document to be scanned can be placed, can be formed by suitable exposure of the holographic element such that a first diffraction structure 20th gives the light from the support area towards a detector area 22 into the carrier medium 12 can couple in what is indicated by the arrow pointing downwards to the left in the first diffraction structure 20th is indicated, being from the first diffraction structure 20th light can also be deflected in the opposite direction, which is additionally indicated by the arrow in the rear direction.

Der Detektorbereich kann ein holographisches Element mit einer zweiten Beugungsstruktur 24 aufweisen, die in das Trägermedium 12 eingekoppeltes Licht aus Richtung des Auflagebereichs derart beugen kann, dass es aus dem Trägermedium 12 auf eine Detektorvorrichtung 26 ausgekoppelt werden kann.The detector area can be a holographic element with a second diffraction structure 24th have in the carrier medium 12 Coupled light from the direction of the support area can bend such that it from the carrier medium 12 on a detector device 26 can be coupled out.

Das holographische Element im Detektorbereich 22 kann beispielsweise einstückig mit dem Trägermedium 12 als das holographische Element 16 ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Detektorbereich 22 als ein separates Element zu dem Trägermedium 12 ausgebildet ist. Vorzugsweise können die erste Beugungsstruktur 20 und die zweite Beugungsstruktur 24 als ein optisches Gitter ausgebildet sein, insbesondere als ein holographisches Volumengitter oder als ein holographisches Oberflächengitter. Ferner können die beiden Beugungsstrukturen als eine Multiplex-Beugungsstruktur ausgebildet sein. Das bedeutet, dass die Beugungsstrukturen für mehrere Wellenlängen des Lichts beziehungsweise einen Wellenlängenbereich des Lichts sensitiv sind und das Licht mehrere Wellenlängen in einem vorbestimmten Winkel beugen können. Mit sensitiv ist gemeint, dass die Beugungsstruktur des holographischen Elements nur vorbestimmte Wellenlängen beugen kann, die in einem vorbestimmten Winkel auf die jeweilige Beugungsstruktur trifft.The holographic element in the detector area 22 can, for example, in one piece with the carrier medium 12 as the holographic element 16 be trained. However, it is also possible that the detector area 22 as a separate element to the carrier medium 12 is trained. Preferably the first diffraction structure 20th and the second diffraction structure 24th be designed as an optical grating, in particular as a holographic volume grating or as a holographic surface grating. Furthermore, the two diffraction structures can be designed as a multiplex diffraction structure. This means that the diffraction structures are sensitive to several wavelengths of light or a wavelength range of light and the light can diffract several wavelengths at a predetermined angle. By sensitive is meant that the diffraction structure of the holographic element can only diffract predetermined wavelengths which impinge on the respective diffraction structure at a predetermined angle.

Die Detektorvorrichtung 26 kann eine flächige oder 2D Photodiodenmatrix 28 aufweisen, die beispielsweise bei einer Belichtung eines zu scannenden Dokuments im Auflagebereich 18 Bilddaten des Dokuments aufnehmen kann, vergleichbar mit einer Fotokamera. Für eine Belichtung des Auflagebereichs beziehungsweise des zu scannenden Dokuments kann eine Lichteinkopplungsvorrichtung 30 mit einer Lichtquelle 32 vorgesehen sein, wobei die Lichtquelle 32 beispielsweise eine LED sein kann und die Lichteinkopplungsvorrichtung 30 als ein optischer Kondensor ausgebildet sein kann, der das Licht der Lichtquelle 32 auf die zweite Beugungsstruktur 24 des Detektorbereichs abstrahlt, von wo es in das Trägermedium 12 eingekoppelt wird und anschließend von der ersten Beugungsstruktur zur Belichtung des Auflagebereichs abgestrahlt werden kann. Damit kann eine Hin- und Rückrichtung des Lichts von der Lichtquelle 32 bis zum Auflagebereich 18 über einen gleichen Weg übertragen werden, wodurch optische Komponenten und somit Kosten eingespart werden können.The detector device 26 can be a flat or 2D photodiode matrix 28 have, for example, when exposing a document to be scanned in the support area 18th Can record image data of the document, comparable to a photo camera. A light coupling device can be used to expose the support area or the document to be scanned 30th with a light source 32 be provided, the light source 32 for example, can be an LED and the light coupling device 30th can be designed as an optical condenser, the light of the light source 32 to the second diffraction structure 24th of the detector area from where it emits into the carrier medium 12 is coupled in and can then be emitted by the first diffraction structure for exposing the support area. This allows a back and forth direction of light from the light source 32 to the support area 18th can be transmitted in the same way, which means that optical components and thus costs can be saved.

Da die Photodiodenmatrix 28 eine kleinere Fläche aufweisen kann als der Auflagebereich 18, kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die erste Beugungsstruktur 20 eine Bündelungsgitterstruktur aufweist, die Lichtstrahlen wie eine Sammellinse auf die zweite Beugungsstruktur hin fokussieren, wobei die zweite Beugungsstruktur 24 als eine entsprechende Zerstreuungsgitterstruktur ausgebildet sein kann, die als eine Zerstreuungslinse dienen kann und die fokussierten Lichtstrahlen auf die Detektorvorrichtung parallelisieren kann. Die Bündelungsgitterstruktur und die entsprechende Zerstreuungsgitterstruktur können dabei vorzugsweise einen gemeinsamen Brennpunkt aufweisen.Because the photodiode matrix 28 can have a smaller area than the support area 18th , can additionally be provided that the first diffraction structure 20th has a converging grating structure that focuses light rays like a converging lens onto the second diffraction structure, the second diffraction structure 24th can be designed as a corresponding diffraction grating structure, which can serve as a diverging lens and can parallelize the focused light beams onto the detector device. The bundling grating structure and the corresponding diverging grating structure can preferably have a common focal point.

In 2 ist eine stark schematisierte Seitenansicht einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Flachbettscanners 10 dargestellt. In dieser Ausführungsform kann das Trägermedium 12 zusätzlich zu der Glasplatte 14 und dem holographischen Element 16 ein weiteres holographisches Element 34 aufweisen. Des Weiteren kann die Lichteinkopplungsvorrichtung 30 in diesem Ausführungsbeispiel ein Linsensystem zum Einkoppeln des von der Lichtquelle 32 abgestrahlten Lichts in das Trägermedium 12 sein, wobei die Lichteinkopplungsvorrichtung 30 in diesem Ausführungsbeispiel an einer Seite des Trägermediums angeordnet ist.In 2nd is a highly schematic side view of a second exemplary embodiment of the flatbed scanner 10th shown. In this embodiment, the carrier medium 12 in addition to the glass plate 14 and the holographic element 16 another holographic element 34 exhibit. Furthermore, the light coupling device 30th in this embodiment, a lens system for coupling in from the light source 32 radiated light into the carrier medium 12 be, the light coupling device 30th is arranged on one side of the carrier medium in this embodiment.

Das holographische Element 34 kann auf Höhe des Auflagebereichs 18 mit einer dritten Beugungsstruktur 36 ausgebildet sein, die das von der Lichtquelle 32 eingekoppelte Licht auf den Auflagebereich beugen kann. Da nur Lichtstrahlen gebeugt werden, die in einem vorbestimmten Winkel auf eine Beugungsstruktur fallen, werden die Lichtstrahlen von der ersten Beugungsstruktur 20 nicht beeinflusst und gehen durch diese und die Glasplatte 14 auf den Auflagebereich 18 hindurch, wo sie dann von einem zu scannenden Dokument wieder zurück in das Trägermedium 12 reflektiert werden können. Das von dem zu scannenden Dokument in das Trägermedium 12 reflektierte Licht kann dann die Winkelbedingung der ersten Beugungsstruktur 20 erfüllen, wodurch es auf dem im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Pfad zu der Detektorvorrichtung 26 übertragen werden kann.The holographic element 34 can at the level of the support area 18th with a third diffraction structure 36 be formed by the light source 32 Coupled light can bend on the support area. Since only light rays that are incident on a diffraction structure at a predetermined angle are diffracted, the light rays from the first diffraction structure 20th not affected and go through this and the glass plate 14 on the support area 18th through, where it is then back from a document to be scanned back into the carrier medium 12 can be reflected. The from the document to be scanned into the carrier medium 12 reflected light can then be the angular condition of the first diffraction structure 20th meet, thereby being on the path to the detector device described in the first embodiment 26 can be transferred.

In diesem Ausführungsbeispiel kann die Detektorvorrichtung 26 eine Photodiodenzeile 38 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, eine optische Abbildung des zu scannenden Dokuments in der Detektorvorrichtung abzufahren. Die Photodiodenzeile 38 und die Photodiodenmatrix 28 sind nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern können auch in der jeweiligen anderen Ausführungsform vorgesehen sein.In this embodiment, the detector device 26 a line of photodiodes 38 have, which is designed to scan an optical image of the document to be scanned in the detector device. The photodiode array 38 and the photodiode matrix 28 are not limited to the embodiments described here, but can also be provided in the respective other embodiment.

In 3 ist eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Ausführungsform des Flachbettscanners 10 dargestellt. In 3 liegt ein zu scannendes Dokument 40 auf einem Auflagebereich 18 des Trägermediums 12, wo es von einer Lichtquelle 32 beleuchtet werden kann. Die von dem Dokument 40 reflektierten Lichtstrahlen, die zurück in das Trägermedium 12 eintreten, können dann von der ersten Beugungsstruktur, die in dieser Fig. nicht gezeigt ist, abgelenkt werden und von der zweiten Beugungsstruktur 24, die beispielsweise an einem Rand des Flachbettscanners angeordnet sein kann, auf die Detektorvorrichtung 26 gebeugt werden, um die Bilddaten des Dokuments aufzunehmen.In 3rd Figure 3 is a schematic perspective view of an exemplary embodiment of the flatbed scanner 10th shown. In 3rd is a document to be scanned 40 on a support area 18th of the carrier medium 12 where it's from a light source 32 can be illuminated. The from the document 40 reflected rays of light back into the carrier medium 12 can then be deflected by the first diffraction structure, which is not shown in this figure, and by the second diffraction structure 24th , which can be arranged, for example, on an edge of the flatbed scanner, on the detector device 26 be flexed to capture the image data of the document.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Flachbettscanner unter Benutzung eines holographischen Elements bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how the invention can provide a flatbed scanner using a holographic element.

Claims

Flatbed scanner (10) with a flat carrier medium (12) which is designed as a light guide for transmitting coupled light by means of internal reflection and has a support area (18) for a document (40) to be scanned, the carrier medium (12) also being a holographic element (16), which is formed at least in the support area (18) with a first diffraction structure (20) which is designed to couple light from the support area (18) into the carrier medium (12) in the direction of a detector area (22); - wherein the detector region (22) has a holographic element (16) with a second diffraction structure (24), the second diffraction structure (24) being designed to transmit light from the direction of the support region (18) onto the second diffraction structure (24) falls out of the carrier medium (12) on a detector device (26); wherein - the detector device (26) is designed to determine image data of the document to be scanned (40) from the light; and with - a light source (32) which is designed and arranged to illuminate the support area (18), characterized in that the detector area (22) has a smaller dimension than the support area (18), the first diffraction structure (20) has a focusing grating structure which is designed to deflect light beams of the light falling on the first diffraction structure (20) to different degrees, so that the first diffraction structure (20) focuses the light beams onto the second diffraction structure (24), and the second Diffraction structure (24) has a corresponding diffraction grating structure which is designed to parallelize light rays of the light for coupling out from the carrier medium (12) onto the detector device (26).

Flatbed scanner (10) after Claim 1 , wherein the first diffraction structure (20) and the second diffraction structure (24) are designed as an optical grating, in particular a holographic volume grating or a holographic surface grating.

Flatbed scanner (10) according to one of the preceding claims, wherein the detector region (22) is formed in one piece with the carrier medium (12) or wherein the detector region (22) is designed as a separate element to the carrier medium (12).

Flatbed scanner (10) according to one of the preceding claims, wherein the first diffraction structure (20) and the second diffraction structure (24) are designed as a multiplex diffraction structure which is designed to diffract light of at least two predetermined wavelengths at a predetermined angle.

Flatbed scanner (10) according to one of the preceding claims, wherein the detector device (26) is designed as a photodiode matrix (28) which is designed to record image data of the document to be scanned.

Flatbed scanner (10) according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the detector device (26) has a photodiode line (36) which is designed to scan an optical image of the document to be scanned in the detector device (26).

Flatbed scanner (10) according to one of the preceding claims, wherein the light source (32) for transmission measurement of the document to be scanned is arranged above the support area or the light source (32) for reflection measurement of the document to be scanned is arranged under the carrier medium (12).

Flatbed scanner (10) according to one of the Claims 1 to 6 A light coupling device (30) is also provided, which is designed to direct light from the light source (32) into the carrier medium (12) onto a further holographic element (34). to couple, which is formed at least in the support area (18) with a third diffraction structure (36), which is designed to diffract the light coupled from the light source (32) onto the support area (18).

Flatbed scanner (10) according to one of the Claims 1 to 6 A light coupling device (30) is also provided, which is designed to emit light from the light source (32) onto the second diffraction structure (24) in the detector region (22), the second diffraction structure (24) being further designed to achieve the to couple light emitted by the light source into the carrier medium (12) in the direction of the first diffraction structure (20).