CN101883198B - 可实时检测与物理调整画幅的扫描仪及其扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实时检测与物理调整画幅的扫描仪及其扫描方法，该扫描仪包括透光压板、扫描头组件、扫描头组件垂直升降机构、光学镜头调焦机构、光源和光源水平移动机构。使用者可通过一显示器实时观察由该扫描仪的摄像模块获取的待扫描对象的实像，根据待扫描对象的画幅大小，借由扫描头组件垂直升降机构带动扫描仪的扫描头组件上下移动，直到观察到的待扫描对象的实像符合扫描仪使用者对于扫描画幅的要求；通过显示器实时观察由该扫描仪的摄像模块获取的该扫描头组件调节时待扫描对象的实像，并通过光学镜头调焦机构进行精确调焦。本发明可对扫描资料中的局部进行高分辨率扫描，也可以根据不同画幅要求进行调整扫描的画面。

Description

可实时检测与物理调整画幅的扫描仪及其扫描方法

技术领域

本发明涉及扫描仪，尤其涉及一种可实时检测与物理调整画幅的扫描仪及其扫描方法。

背景技术

扫描仪已广泛应用于商用及家用用途，用于将文件或图片扫描成数字图像文件，以供使用者在电脑上进行进一步处理。现有的平板扫描仪的光学镜头是固定在扫描头内复杂的光路系统中，焦点是固化的，不能根据被扫描资料的画幅进行调节。有些平板扫描仪为了实现不同画幅资料的扫描，采用了两个不同焦点的光学镜头设计，通过机械方式进行两个不同焦点的光学镜头的切换，不能实现画幅无级调节焦点；现有的立式扫描仪没有实时取景系统，如果需要对不同画幅的资料扫描，只能通过软件在电脑上对扫描区域进行设置，无法实现物理方式对被扫描的资料的面幅进行调整，更无法实现用物理方式对被扫描资料局部画面高分辨率扫描，因此其难以满足使用者扫描不同画幅的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可根据不同的画幅要求进行调整扫描的扫描仪及其扫描方法。

本发明所采用的技术方案是：一种可实时检测与物理调整画幅的扫描仪，包括透光压板、扫描头组件和光源；该扫描头组件用于对待扫描的对象进行扫描；该光源设置在扫描头组件的一侧，用于产生扫描用的光线；其特点是，该扫描仪还包括带动光源水平往复移动的光源水平移动机构和带动扫描头组件进行垂直升降的扫描头组件垂直升降机构；扫描头组件包括线性传感器、带动该线性传感器往复水平移动的线性传感器水平移动机构、光学镜头、光学镜头调焦机构、反射透光元件、聚焦屏和摄像模块；光学镜头设置在反射透光元件与透光压板之间，用于将由透光压板处射入的光束聚焦后入射到反射透光元件上；聚焦屏设置在反射透光元件与摄像模块之间，反射透光元件将由光学镜头射入的光束中的一部分反射到该聚焦屏上成像，摄像模块直接采集经反射透光元件聚焦到聚焦屏上的实像，并将所采集到的实像显示在一显示器上；由光学镜头射入的光束的其余部分光线透过反射透光元件后聚焦在一个平面上，线性传感器在该光线聚焦的平面水平移动，逐行将聚焦的光线转换成电信号。

上述扫描仪，其中，反射透光元件为45°反射透光玻璃或三棱镜。

上述扫描仪，其中，反射透光元件将由光学镜头射入的光束中的50％反射到该聚焦屏上。

上述扫描仪，其中，扫描头组件垂直升降机构包括垂直设置的螺杆和一对导轨以及设置在扫描头组件上的升降导轨套筒，升降导轨套筒套设在螺杆和一对导轨上，该升降导轨套筒套通过螺纹传动的方式带动扫描头组件沿该一对导轨升降。

上述扫描仪，其中，光源为条状的LED光源，线性传感器为线性CCD传感器。

上述扫描仪，其中，摄像模块为实时取景的面型传感器组件。

上述扫描仪，其中，扫描头组件和所述光源设置在所述透光压板的上方，在该透光压板的下方设有一用于放置待扫描的对象的资料托架。

上述扫描仪，其中，扫描头组件和所述光源设置在所述透光压板的下方，在该透光压板的上方设有一盖板。

本发明的扫描方法，其包括以下步骤：

将待扫描的对象放置到扫描仪的资料摆放平台上；

根据待扫描对象的画幅大小，借由扫描头组件垂直升降机构带动扫描仪的扫描头组件上下移动，直到观察到的待扫描对象的实像符合扫描仪使用者对于扫描画幅的要求；

通过显示器实时观察由该扫描仪的摄像模块获取的该扫描头组件调节时待扫描对象的实像，并通过光学镜头调焦机构进行精确调焦；

符合清晰度要求时，启动扫描头组件扫描待扫描对象。

本发明采用上述技术方案后，使用者通过升降扫描头组件，可以对扫描资料中的局部进行高分辨率扫描，也可以根据不同画幅要求进行调整扫描的画面，这种技术不需要软件的支持就能获得优秀的光学分辨率，同时可以不需要进行预扫描与在电脑上调整画幅的操作，缩短了扫描的时间。

附图说明

图1是本发明的扫描仪的一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明的扫描仪的一种实施方式的立体分解示意图；

图3是本发明的一种实施方式的扫描头组件的结构示意图；

图4是本发明的一种实施方式的扫描头组件的立体分解示意图；

图5是本发明的工作原理示意图；

图6是本发明的扫描仪的另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的扫描仪，包括透光压板1、资料托架2、扫描头组件3、带动扫描头组件3进行垂直升降的扫描头组件垂直升降机构4、光源5、带动光源5水平往复移动的光源水平移动机构6和控制器7。资料托架2设置在透光压板1的下方，用于放置待扫描的对象。该资料托架2为抽屉式的，可沿着一对导轨21移动。扫描头组件3设置在透光压板1的上方，用于对待扫描的对象进行扫描。光源5设置在扫描头组件3的一侧，用于产生扫描用的光线。光源水平移动机构6包括驱动电机61、皮带传动机构62以及一对移动导轨63。皮带传动机构62在驱动电机61的驱动下，带动光源5沿着移动导轨63往复水平移动。在一种较佳的实施方式中，光源5为条状的LED光源。

结合图3和图4所示，扫描头组件3包括线性传感器31、带动该线性传感器31往复水平移动的线性传感器水平移动机构32、光学镜头33、反射透光元件34、聚焦屏35、摄像模块36、传感器A/D转换模块37和光学镜头调焦机构38。光学镜头33设置在反射透光元件34与透光压板1之间，用于将由透光压板1处射入的光束聚焦后入射到反射透光元件34上。聚焦屏35设置在反射透光元件34与摄像模块36之间，反射透光元件34将由光学镜头33射入的光束中的一部分反射到该聚焦屏35上，由光学镜头33射入的光束的其余部分光线透过反射透光元件34后聚焦在一个平面8上。传感器A/D转换模块37用于将线性传感器31获得的模拟数据转换为数字数据后传送给控制器7。较佳的是，线性传感器31为线性CCD传感器，反射透光元件34为45°反射透光玻璃或三棱镜，该反射透光元件将光学镜头33射入的光束中的50％反射到聚焦屏35上。摄像模块36为实时取景面型传感器组。摄像模块36设置在线性传感器31的下方，用于实时采集聚焦屏35上的实像，并将所采集到的实像显示在一显示器上。光学镜头调焦机构38对被扫描物进行准确聚焦，借助光学镜头调焦机构，可对待扫描对象中的局部画面进行精确对焦，以物理方式放大局部画幅，从而实现高精度扫描。光学镜头调焦机构38可是以手动方式的调焦机构，也可以是自动对焦方式的调焦机构。手动方式是通过直接转动设在光学镜头筒体外侧的调焦环实现；自动对焦方式是通过设在扫描头光学镜头旁的电子测距模块提供的数据信号驱动光学镜头内焦距镜片移动实现。线性传感器水平移动机构32包括驱动电机321、皮带传动机构322以及一对移动导轨323。皮带传动机构322在驱动电机321的驱动下，带动线性传感器321沿着移动导轨323往复水平移动。在扫描时，光源5在光源水平移动机构6的驱动下与线性传感器31同步水平移动。扫描头组件垂直升降机构4包括驱动电机41、齿轮传动机构42、螺杆43、升降导轨44、设置在扫描头组件3上的升降导轨套筒45、设置在扫描头组件3上用于固定该升降导轨套筒45的升降托架46。升降导轨套筒45套设在螺杆43和升降导轨44上，螺杆43在驱动电机41的带动下转动，升降导轨套筒套45通过螺纹传动的方式带动扫描头组件3沿着一对升降导轨44升降。

本发明的扫描仪的工作原理如图5所示。光源5投射到扫描对象上的光经反射后透过透光压板1，进入光学镜头33，经光学镜头33聚焦之后入射到反射透光元件34上，反射透光元件34将光学镜头33射入的光束中的一部分反射到聚焦屏35上，将光学镜头33射入的光束中的其余部分透射到线性传感器31上。摄像模块36实时采集聚焦屏35上的实像，并将所采集到的实像显示在一显示器上，以便于扫描仪用户实时取景及对被扫描物进行调焦。线性传感器31在平面8水平移动，逐行将聚焦在平面8的光线转换成电信号，完成对扫描对象的扫描。控制器7可对扫描头组件垂直升降机构4的驱动电机41、光源水平移动机构6的驱动电机61、以及线性传感器水平移动机构32的驱动电机321的工作进行控制。

图6示出了本发明的扫描仪的另一种实施方式的结构示意图。其与图1至图5所示出的实施方式的不同之处在于：在图1至图5所示的实施方式中，扫描头组件和光源设置在透光压板的上方，在该透光压板的下方设有一用于放置待扫描的对象的资料托架；而在图6所示的实施方式中，扫描头组件和光源设置在透光压板的下方，在该透光压板1的上方设有一盖板9，待扫描的对象是直接放置在该透光压板1上的。

本发明的扫描方法，包括以下步骤：

将待扫描的对象放置到扫描仪的资料摆放平台上；当扫描头组件和光源设置在透光压板的上方时，该资料摆放平台为设置在该透光压板的下方的一资料托架；当扫描头组件和光源设置在透光压板的下方时，该资料摆放平台为透光压板；

根据待扫描对象的画幅大小，借由扫描头组件垂直升降机构带动扫描仪的扫描头组件上下移动，直到观察到的待扫描对象的实像符合扫描仪使用者对于扫描画幅的要求；

通过显示器实时观察由该扫描仪的摄像模块获取的该扫描头组件调节时待扫描对象的实像，并通过设在光学镜头调焦机构进行精确调焦；

符合清晰度要求时，启动扫描头组件扫描待扫描对象。

本发明的优点是：

1.可以用物理方式进行画幅调整，从而能最有效地利用线性传感器组件的分辨率；

2.可以随过实时取景的方式对被扫描物进行观测与精确调整焦点，提高扫描的质量；

3.可以不需要进行预扫描方式，一次有效准确地调整被扫描物的画幅，不需要通过软件方式多次对被扫描物进行调整与多次预扫描，节省了扫描时间与工作强度。

Claims (10)

1.一种可实时检测与物理调整画幅的扫描仪，包括透光压板、扫描头组件和光源；所述扫描头组件用于对待扫描的对象进行扫描；所述光源设置在所述扫描头组件的一侧，用于产生扫描用的光线；其特征在于，该扫描仪还包括带动所述光源水平往复移动的光源水平移动机构和带动所述扫描头组件进行垂直升降的扫描头组件垂直升降机构；

所述扫描头组件包括线性传感器、带动该线性传感器往复水平移动的线性传感器水平移动机构、光学镜头、光学镜头调焦机构、反射透光元件、聚焦屏和摄像模块；所述光学镜头设置在所述反射透光元件与所述透光压板之间，用于将由透光压板处射入的光束聚焦后入射到反射透光元件上；所述聚焦屏设置在反射透光元件与所述摄像模块之间，反射透光元件将由光学镜头射入的光束中的一部分反射到该聚焦屏上成像，摄像模块直接采集经反射透光元件聚焦到聚焦屏上的实像，并将所采集到的实像显示在一显示器上；由光学镜头射入的光束的其余部分光线透过反射透光元件后聚焦在一个平面上，所述线性传感器在该光线聚焦的平面水平移动，逐行将聚焦的光线转换成电信号。

2.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述反射透光元件为45°反射透光玻璃或三棱镜。

3.如权利要求2所述的扫描仪，其特征在于，所述反射透光元件将由光学镜头射入的光束中的50％反射到该聚焦屏上。

4.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述扫描头组件垂直升降机构包括垂直设置的螺杆和一对导轨以及设置在所述扫描头组件上的升降导轨套筒，所述升降导轨套筒套设在所述螺杆和所述一对导轨上，该升降导轨套筒套通过螺纹传动的方式带动扫描头组件沿该一对导轨升降。

5.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述光源为条状的LED光源，所述线性传感器为线性CCD传感器。

6.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述摄像模块为实时取景的面型传感器组件。

7.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述扫描头组件和所述光源设置在所述透光压板的上方，在该透光压板的下方设有一用于放置待扫描的对象的资料托架。

8.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述扫描头组件和所述光源设置在所述透光压板的下方，在该透光压板的上方设有一盖板。

9.一种扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待扫描的对象放置到扫描仪的资料摆放平台上；

根据待扫描对象的画幅大小，借由扫描头组件垂直升降机构带动扫描仪的扫描头组件上下移动，直到观察到的待扫描对象的实像符合扫描仪使用者对于扫描画幅的要求；

通过显示器实时观察由该扫描仪的摄像模块获取的该扫描头组件调节时待扫描对象的实像，并通过光学镜头调焦机构进行精确调焦；

符合清晰度要求时，启动扫描头组件扫描待扫描对象。

10.如权利要求9所述的扫描方法，其特征在于，所述扫描头组件垂直升降机构包括垂直设置的螺杆和一对导轨以及设置在所述扫描头组件上的升降导轨套筒，所述升降导轨套筒套设在所述螺杆和所述一对导轨上，该升降导轨套筒套通过螺纹传动的方式带动扫描头组件沿该一对导轨升降。

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