CN103731586B - 摆动式扫描仪 - Google Patents
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Abstract
摆动式扫描仪，本发明属扫描仪技术的一个技术领域。为了使扫描仪能顺利地扫描册子文件的内页，同时也为了简化扫描仪的结构。本方案采取了如下技术措施：在支架2的下方安装有弧形玻璃1，支架2的上方安装有带减速装置的步进电机4（以下简称步进电机），步进电机4的转轴中心线与弧形玻璃1的中心轴线重合，摆臂3的上端装在步进电机4的转轴上，摆臂3的下端装有扫描头7，扫描头7可在弧形玻璃1的下方沿着弧形曲线摆动；这样做的好处是：由于弧形玻璃是向上弯曲的，它使打开在它上面的册子文件的页面即使在没有压紧物的情况下仍能很好地紧贴弧形玻璃的表面，使扫描头能准确地对页面对焦，令扫描文件更加清晰。
Description
技术领域
本发明属扫描仪技术的一个技术领域。
背景技术
为方便编辑、管理文件的需要，人们常常需要把纸质文件变成电子文档，所以扫描仪是人们常用的一种办工设备。现有扫描仪主要有平面式、滚筒式和便携式等几大类。但是这些扫描仪基本上都只是为扫描单页文件而设计的。当要扫描已装订好的文件的内页，如册子、帐本、杂志等文件的内页时，这些扫描仪就“力不从心”了。原因是这些扫描仪的文件承载工作空间无法承载已装订好的文件的本子，所以它们基本无法在不拆装上述本子的前提下，能轻松这些本子的内页。
另一方面现有主流扫描仪都是平面扫描仪，这类扫描仪的扫描范围是一个平面。因此扫描头的运动是直线运动。从机械角度来说，要保障扫描头的直线运动必须要直线导轨、同步带、齿轮、齿条等高精度的机械装置。同时由于这类扫描头是直线运动，而图像信号处理电路是固定不动的，这样扫描头与图像信号处理电路之间只能靠扁平软电缆连接。在使用过程中，扫描头不断的往复运动极容易造成扁平软电缆的疲劳折断，而使扫描仪产生故障。这是一个长期没有解决好的老大难问题。所以这类扫描仪不但机械结构非常复杂，而且可靠性也很低，并严重影响了扫描仪的使用寿命。这样的结构也令这些扫描仪的生产和使用成本大大增加。
发明内容
为了使扫描仪能顺利地扫描册子文件的内页，同时也为了简化扫描仪的结构。本方案采取了如下技术措施：在支架2的下方安装有弧形玻璃1，支架2的上方安装有带减速装置的步进电机4（以下简称步进电机），步进电机4的转轴中心线与弧形玻璃1的中心轴线重合，摆臂3的上端装在步进电机4的转轴上，摆臂3的下端装有扫描头7，扫描头7可在弧形玻璃1的下方沿着弧形曲线摆动。
这样做的好处是：由于弧形玻璃是向上弯曲的，它使打开在它上面的册子文件的页面即使在没有压紧物的情况下仍能很好地紧贴弧形玻璃的表面，使扫描头能准确地对页面对焦，令扫描文件更加清晰。另一方面由于弧形玻璃的表面是一个弧形面，也就是说待扫描的也是一个弧形面。因此本扫描头的扫描轨迹也是一条弧形曲线。从几何可知，圆弧只有一个中心。因此只要扫描头能围绕这个中心摆动，就可以实现对弧形面的扫描。本方案就是基于这个原理，应用了步进电机在这个圆心上驱动摆臂并在摆臂上安装扫描头，实现对文件页面的扫描。当步进电机转动时，扫描头在摆臂的驱动下就会产生以步进电机转轴为中心的圆弧运动。这样只要步进电机在一定的范围内正反转，就可以使扫描头实现对弧形面的扫描，大简化扫描仪的机械结构。同时扫描头与图像信号处理电路的连接，只要其电缆布线的路径，经过步进电机的转轴位置，就可使电缆的运动量和疲劳程度大大减小。从而降低扫描仪的故障率也降低了生产成本和延长了扫描仪的使用寿命。
附图说明
图1是摆动式扫描仪扫描单页文件，后俯视图。
图2是摆动式扫描仪扫描册子文件内页，前俯视图。
图3是摆动式扫描仪扫描单页文件，前俯视图。
图中：弧形玻璃1、支架2、摆臂3、带减速装置的步进电机4、抽手5、弧形压板6、扫描头7、机壳8、册子9。
具体实施方式
本方案所述扫描头，是一个集光电技术于一体的部件。在它上面有条状光源、条状光学透镜、条状CCD图像传感器（光电传感器）等。条状光源发出的光线透过玻璃经待扫文件的表面反射再经过条状光学透镜聚焦在条状CCD图像传感器上形成条状光学图像。CCD图像传感器把条状光学图像变成电信号并由计算机进行处理，只要扫描头能沿着垂直于扫描头的方向在待扫文件的表面上扫描移动，计算机就可以得到待扫文件的数据图像。
本方案要解决的技术问题之一是：现有平面扫描仪不能或不善于扫描册子文件的内页。为此本方案采取的措施是采用弧形扫描面。弧形玻璃向上弯曲，册子文件迎着这个曲面打开并放在它上面。因此，册子文件的页面沿着弧形玻璃的表面也向上弯曲。由于应力作用，它使页面即使在没有压紧物的情况下也能紧贴弧形玻璃的表面，使扫描头能准确地对页面进行对焦，从而得到清晰的册子内页扫描文件。
本方案要解决的技术问题之二是：现有主流平面扫描仪，这类扫描仪的扫描范围是一个平面，因此扫描头的运动是直线运动。要保障扫描头的直线运动必须要直线导轨、同步带、齿条等高精度的机械装置。所以这类扫描仪的的机械结构非常复杂，令这些扫描仪的生产和使用成本大大增加。为解决这个技术问题，本方案采取的措施是通过步进电机的正反转（带减速装置的步进电机）驱动摆臂和扫描头，配合上述弧形玻璃作弧形曲线运动对文件进行扫描。由于它无须采用复杂的直线导轨、同步带、齿条及其牵引机构等高精度的机械装置，使整机的结构大为简化。故障率和使用成本大大降低。
为解决上述技术问题，本方案采取了如下技术措施：在支架2的下方安装有弧形玻璃1，支架2的上方安装有步进电机4（带减速装置的），步进电机4的转轴中心线与弧形玻璃1的中心轴线重合，摆臂3的上端装在步进电机4的转轴上，摆臂3的下端装有扫描头7，扫描头7可在弧形玻璃1的下方沿着弧形曲线摆动；本方案的工作原理：本扫描仪既可以扫描册子文件的内页也可以扫描单页文件，扫描册子文件时，通过抽手5向上打开弧形压板6。把册子文件9打开，迎着弧形面放在弧形玻璃1的上面，如图2所示。开启扫描仪，步进电机4在电脑的控制下通过摆臂3驱动扫描头7沿着弧形玻璃的弧线对册子文件的页面作扫描运动，对弧形玻璃1上面的文件进行扫描。扫描仪就可获得册子文件内页的扫描文件，实现了轻松扫描册子内页文件的目标。
当扫描单页文件时，通过抽手5向上打开弧形压板6，把单页放在弧形玻璃1的上面，然后放下弧形压板6如图1和图3所示。开启扫描仪，步进电机4在电脑的控制下通过摆臂3驱动扫描头7沿着弧形玻璃的弧线作扫描运动，对弧形玻璃1上面的文件进行扫描。扫描仪就可获得单页文件的扫描文件，实现了对单页文件的扫描。
Claims (1)
1.摆动式扫描仪，主要包括弧形玻璃（1）、支架（2）、摆臂（3）、带减速装置的步进电机（4）、扫描头（7），其特征在于：在支架（2）的下方安装有弧形玻璃（1），弧形玻璃（1）是两边向上弯曲的圆弧形玻璃使打开在它上面的册子文件的页面即使在没有压紧物的情况下仍能很好地紧贴弧形玻璃的表面，使扫描头能准确地对页面对焦令扫描文件更加清晰，支架（2）的上方安装有带减速装置的步进电机（4），带减速装置的步进电机（4）的转轴中心线与弧形玻璃（1）的中心轴线重合，摆臂（3）的上端装在带减速装置的步进电机（4）的转轴上，摆臂（3）的下端装有扫描头（7），扫描头（7）可在弧形玻璃（1）的下方沿着弧形曲线摆动；所述的扫描头，是一个集光电技术于一体的部件，在它上面装有条状光源、条状光学透镜、条状CCD图像传感器。
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