CN1201576A - 图像扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到在图像扫描仪内对要扫描的页式原件进行处置。在本发明的一个优选实施例中,用三线CCD阵列来扫描原件,也就是说,逐行扫描原件,每次扫描三行,每种颜色一行。因此,在特定的时刻内,“只有”三线CCD阵列在该时刻所扫描的原件区域才必须定位于图像扫描仪的成像装置的焦点上,而原件的其它部分则可定位于任何位置并且可以有任何适当的形状。所以,对原件的所有部分来说,无需如周知的平板式扫描仪所要求的那样保持平整和呈平面形式。依照本发明,通过使原件的至少一部分呈诸如圆柱形之类的基本上为柱形的形状,可以使原件沿所要扫描的行保持平整和平直。沿与原件的柱形部分的形成面基本上相平行的行来扫描该原件。因此,与周知的方法和图像扫描仪相比,利用不是同时扫描原件的所有部分这样一个事实可以简化原件在图像扫描仪内的定位。

Description

图像扫描仪

发明的领域

本发明涉及到一种图像扫描仪，更具体地说，本发明涉及到在图像扫描仪内于扫描之前及扫描过程中对页式原件的处置。

发明的背景

本技术领域中周知有两类不同的图像扫描仪，即平板式扫描仪和鼓式扫描仪。

在平板式扫描仪中，要扫描的原件必须放置得非常平，以使原件上图像的所有区域均能在记录该区域时定位于图像扫描仪的光学器件的焦点上。为此，原件一般都放置在一夹持器内，该夹持器包括两个带有玻璃板的夹持器部件。原件可夹持在这两个玻璃板之间。

用于平板式扫描仪的周知夹持器的缺点在于，将原件手工安装到该夹持器内不能确保原件与所述玻璃板之间有完全的接触，因此，它们表面之间的部分分离会形成牛顿环纹(Newton ring)。

另一个缺点是夹持器需要定期且仔细的清洗以避免灰尘和污物积累到玻璃表面上。脏的表面会损害扫描图像的质量并且可能划伤原件。

再一个缺点是夹持器需要仔细地处置以使得玻璃板不被划伤。

还一个缺点是将原件精确地定位到夹持器内需要操作者的技巧并且是烦人而费时的。

又一个缺点是夹持器不能向原件施加足够大的力以将原件拉伸成所需的平面形式。一般地说，原件会在夹持器的玻璃板之间形成凹凸不平的皱纹。

在鼓式扫描仪中，要扫描的原件安装在透明的图像读取鼓上。人工地用胶带将原件安装并固定到图像读取鼓的柱形表面上，并且，通过将胶带从原件剥离而将原件与读取鼓分开。

鼓式扫描仪的一个缺点是将原件安装到读取鼓上时不能确保原件与该图像读取鼓有完全的接触，并且，在多数情况下，原件与读取鼓的的不良接触或局部分离会导致牛顿环纹。

鼓式扫描仪的另一个缺点在于，由于读取鼓以高速度旋转，故原件必须牢固地安装于读取鼓上以抵抗住高离心力。牢固地安装原件需要技巧并且是费时的。

本发明概要

本发明总的目的是提供一种将原件送进图像扫描仪的经过改进的、对用户友好的方法；一种使用上述方法的图像扫描仪；以及用上述方法在扫描之前和扫描过程中将原件夹持在图像扫描仪内的夹持器。

术语页式原件和原件指的是诸如印有字母、图、图形标记等的纸、照片、幻灯片等适于扫描的扁平物体。

本发明的另一个目的是提供一种图像扫描的方法和设备，其中，原件无需安装到诸如玻璃之类透明材料的板或片之间。

本发明的又一个目的是提供一种图像扫描方法和设备，其中，无需用胶带来固定原件。

依照本发明，用一种在一个图像扫描仪内扫描页式原件的方法可实现上述和其它目的，所述图像扫描仪包括：支承装置，该支承装置用于支承页式原件；诸如透镜等的光学器件之类的成像装置；以及，诸如CCD(电荷耦合器件)等的光检测装置，所述方法包括：使要由支承装置所支承的原件的至少一部分成为诸如圆柱形等的基本上呈柱形的形状；使成像装置和支承装置沿与所述柱形表面的形成面(generatrix)基本上相平行的方向彼此相对移动。

此外，依照本发明，上述目的是通过一种用来扫描页式原件的图像扫描仪来实现的，所述扫描仪包括：光检测装置，它用于检测自原件发送的光线；成像装置，它用于将原件的至少一部分成像到光检测装置上；支承装置，它用于将原件的至少一部分保持为基本上呈柱形的形状；以及，第一移动装置，它用于使成像装置和支承装置沿与所述原件的柱形部分的形成面基本上相平行的方向彼此相对移动。

优选的是，本发明的图像扫描仪包括一般由电荷耦合器件(CCD)构成的固态成像器，它用于记录图像。所述CCD是由多个彼此相连成为一个模拟移位寄存器的光敏元件构成的阵列。在该CCD的各个光敏元件中形成电荷，该电荷与在一个累积周期过程中入射到光敏元件上的光能成比例。每个光敏元件的模拟量的电荷均会连续地移出CCD并由图像扫描仪的信号处理电路来加以处理。一般地说，模拟量的电荷被转换成数字值，由此，可以形成所扫描图像的数字表示。所述数字值在通过接口传给外部设备之前可进一步由信号处理电路的信号处理硬件及软件来加以处理。

一般地说，所述图像扫描仪的CCD是一直线型的CCD，其中，光敏元件设置在一条直线上。在扫描期间，原件相对CCD阵列移动，并且，一次一行地扫描该原件。就扫描彩色图像而言，可将各滤色器安置在所述阵列的前方，在图像扫描期间，所述阵列三次扫过原件，或者，使用一个三线的CCD阵列，它包括三个并排设置的直线CCD。上述三线CCD阵列中的每一排阵列均被自己的彩色过滤器所覆盖，所述滤色器一般采用涂在光敏元件上的染料的形式。

在本发明中，与周知的方法和图像扫描仪相比，利用不同时扫描原件的所有部分这样的事实，可以简化原件在图像扫描仪内的定位。

例如，在本发明的一个最佳实施例中，用三线CCD阵列来扫描原件，也就是说，逐行扫描原件，每次同时扫描三行，每种颜色一行。因此，在特定的时刻内，“只有”三线CCD阵列在该时刻所扫描的原件区域才必须定位于图像扫描仪的成像装置的焦点上，而原件的其它部分则可定位于任何位置并且可以有任何适当的形状。所以，对原件的所有部分来说，无需如周知平板式扫描仪所要求的那样保持平整和呈平面形式。

依照本发明，通过使原件的至少一部分呈诸如圆柱形之类的基本上为柱形的形状，可以使原件沿所要扫描的一行保持平整和平直。沿与原件的柱形部分的形成面基本上相平行的行来扫描该原件。

本发明的另一个优点在于，原件弯曲成基本上为柱形的形状会有小的马鞍效应，也就是说，原件会少量地沿着要扫描的行偏向该原件的柱形部分的轴线。图像扫描仪的成像装置在被设计成聚焦于一弯曲的行时要比在被设计成聚焦于一平直行时有更少的花费。优选的是，成像装置定位成使所述原件偏离该成像装置。

为了扫描所述原件，可例如采取通过使原件相对于固定的成像装置和光检测装置移动，通过例如靠一平面镜的旋转而使成像装置相对于固定的光检测装置和固定的原件移动、以及通过使成像装置和光检装置一道相对于固定的原件移动等方式，从而使原件上要被成像至诸如CCD阵列之类光检测装置上的区域扫过该原件，或者，通过上述这些运动方式的组合来扫描原件。

目前最好是使原件相对于固定的成像装置和光检测装置移动，其移动方向最好与原件的柱形部分的形成面基本上相平行。

在本发明的一个优选实施例中，支承装置包括一主体，它具有一柱形表面，最好具有一圆柱形表面，最好具有一个和多个第一滚轮，原件在上述表面和滚轮上经过。

所述图像扫描仪还包括用于将原件偏压在与该原件相接合的柱形表面上的偏压装置，偏压装置可以是弹簧偏压滚轮之类的一个或多个第二滚轮。

另外，所述图像扫描仪还包括驱动装置，该装置用于使带有原件的支承装置相对于光检测装置移动。

本发明的一个优点在于，将原件送进图像扫描仪业已简化为将原件放到例如滚轮的支承装置上这样一种非常简单的操作，这种操作不需要特定的技能并且是不费时的。

本发明的另一个优点在于，不必将原件安装到诸如玻璃之类可能降低扫描图像质量的透明材料片或透明材料板之间。

在本发明的一个最佳实施例中，图像扫描仪还包括用于将原件馈送给支承装置的馈送装置，该馈送装置包括一照明工作台(Lighttable)，此工作台具有由便于使原件按预定方式定位的线条所构成的网格。最好按下述方式处理来自例如CCD阵列的光检测装置的信号即：该光检测装置所扫描的行对应于被扫描图像中的水平行，而扫描过程中原件在图像扫描仪内的移动方向则对应于被扫描图像中的垂直行。为了便于图像扫描仪的操作者使原件定位，从而使得在所扫描的图像内应该是水平行的那一行实际上就是所扫描图像的水平行，照明工作台应包括例如由两组彼此垂直的平行线构成的网格，上述一组平行线包括对应于所扫描图像中水平行的线，另一组平行线则包括对应于所扫描图像中垂直行的线。

在本发明的优选实施例中，原件按下述方式定位在照明工作台上即：该原件的顶部靠近图像扫描仪的第一支承轮和第二偏压轮。当操作者将原件按要求定位时，第一支承轮和第二偏压轮就会旋转，因此，原件会因上述第一和第二轮的咬合作用而进入图像扫描仪。

为了在操作过程中进一步保护原件，最好在图像扫描仪中使用一夹持器。因此，依照本发明，提供了一夹持器，它用于将要扫描的页式原件支承和定位在图像扫描仪内，该夹持器包括一对叠置的第一和第二夹持器部件，这两个部件由柔性的页式材料构成以便将原件接纳在其中，所说的第一和第二夹持部件在一侧的边缘部分处相互连接并限定了基本上对齐的第一和第二开口，它们用于使原件露出，上述第一和第二夹持器部件包括磁性装置，用于通过磁力而相互吸引夹持器部件。

所述夹持器还可以包括固定在夹持器部件之一上的透明薄膜，它用于盖住前述第一和第二开口以便更好地保护原件。上述透明薄膜可由诸如对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)、聚酯等无色透明塑料构成。

本发明夹持器的优点在于，与原件的柱形部分的形成面相垂直的拉伸力会作用于该原件。对原件的拉伸起因于夹持器部件半径与原件半径之间的差异。对原件的拉伸会使原件沿扫描方向拉直。夹持器部件与原件之间的摩擦力越大，这种效果也就越显著。通过使用诸如Post-It^粘胶等粘胶之类的粘合材料、胶带、诸如橡胶之类高摩擦力材料等以及通过施加诸如磁力等之类的力以将夹持器部件和原件保持在一起，可以提高所说的摩擦力。

可按适用于若干不同大小的原件的多种尺寸来形成所说的夹持器。

夹持件之一可具有一粘合层，此层包含有粘合剂以便暂时将原件支承在上述相互连接的边缘部分的附近。所述粘合剂最好是可重复使用型的，因此，原件可重复地附着于所说的粘合层并从那里分开。

以下参照附图说明本发明的示例性实施例。

对附图的简要说明

图1示出了本发明图像扫描仪的扫描部分；

图2是本发明图像扫描仪的侧剖图；

图3是本发明夹持器的透视图；

图4是显示由支承轮(未示出)所支承的本发明夹持器的剖面图；以及

图5是显示本发明另一种夹持器的剖面图。

参照图1，它示出了本发明图像扫描仪的扫描部分10。该扫描部分10包括两个可旋转的支承轮12、14，它们支承着带有要扫描的原件18的夹持器16。可旋转的偏压轮20、22将夹持器16偏压在支承轮12、14上。电机25(示于图2中)沿箭头24的方向驱动可旋转的支承轮12、14。

光源26安装在由支承轮12、14的边缘所限定的虚拟圆柱体内以便产生透过透明片18并通过透镜30成像到CCD阵列28上的光线。

另一个光源32安装在由支承轮12、14的边缘所限定的虚拟柱体的外部以便产生从反射印刷品18反射并通过透镜30成像到CCD阵列上的光线。

图2示出了本发明带有照明工作台34的图像扫描仪的侧剖图。示出了将夹持器16定位在照明工作台34上。用于使光线透过透明片18的光源26还被作为用于照明工作台34的光源26。另外，也可以为照明工作台34提供独立光源。照明工作台34具有网格线以便于图像扫描仪的操作者使原件18定位，从而使被扫描的图像内应该是水平行的那一行实际上就是被扫描图像的水平行。夹持器16按下述方式定位在照明工作台34上即：夹持器16的顶部接近于图像扫描仪的支承轮12、14和偏压轮20、22。当操作者将原件按要求定位时，支承轮12、14和偏压轮22、24就旋转，从而使夹持器因轮12、14、22和24的咬合作用而进入图像扫描仪。

图3示出了本发明夹持器16的透视图。夹持器16包括两个由挠性材料构成的夹持器部件36、38。夹持器部件36、38在相连的边缘部分40处彼此整体相连。在与相连的边缘部分40相对的位置夹持器36、38具有自由端42、44。夹持器部件36、38分别具有开口46、48，它们用于使原件18露出。夹持器16可以具有一个或多个不同尺寸的开口以便使一个或多个不同大小的原件露出。

目前优选的是，第一夹持器部件36是由诸如钢之类能响应磁场的材料构成的柔性板，并且，第二夹持器部件38是由诸如磁化橡胶之类磁性材料构成的柔性板。

图4是显示其中夹持有原件18的夹持器16的剖面图，夹持器16由支承轮12、14(未示出)所支承。

图5是显示另一种其中夹持有原件18的夹持器50的剖面图。夹持器50包括一金属板52和两个磁化橡胶条54、56，每个磁化橡胶条在固定端58、60成整体地连接于金属板52。每个橡胶条54、56均在与固定端58、60相对的位置处具有一自由端62、64。每个橡胶条54、56均可处于一合拢位置(如图5所示)，在该位置，橡胶条54、56和金属板52因磁力而保持在一起。

在夹持器50的操作过程中，将橡胶条54、56打开并将原件18放置在金属板52上。然后，放置基本上与金属板52相同尺寸的透明薄膜66以盖住原件18，最后，合拢像胶条54、56，从而将透明薄膜66夹持在橡胶条54、56与金属板52之间。

Claims (15)

1.一种用于扫描页式原件的图像扫描仪，该图像扫描仪包括：

光检测装置，它用于检测自原件发出的光线；

成像装置，它用于将原件的至少一部分成像到上述光检测装置上；

支承装置，它用于将原件的至少一部分保持为基本上是柱形的形状；以及

第一移动装置，它用于使上述成像装置和支承装置沿与所述原件的柱形部分的形成面基本上相平行的方向彼此相对移动。

2.如权利要求1的图像扫描仪，其特征在于，所述支承装置将原件的至少一部分保持为基本上是圆柱的形状。

3.如权利要求1或2的图像扫描仪，其特征在于，所述光检测装置包括一CCD阵列。

4.如前述任何一个权利要求的图像扫描仪，其特征在于，该扫描仪还包括第二移动装置，它用于使原件沿与该原件的柱形部分的形成面基本相平行的方向移动。

5.如前述任何一个权利要求的图像扫描仪，其特征在于，所述支承装置包括一主体，此主体具有一柱形表面，所述原件在该表面上经过。

6.如权利要求5的图像扫描仪，其特征在于，所述主体的柱形表面是一圆柱形表面。

7.如权利要求5或6的图像扫描仪，其特征在于，所述支承装置包括一个或多个第一滚轮，这些滚轮具有一圆柱形表面以利于在这些滚轮上经过、并部分地绕在这些滚轮上的原件的运动。

8.如权利要求5-7的图像扫描仪，其特征在于，该扫描仪还包括偏压装置，它用于将原件偏压在与该原件相接合的柱形表面上。

9.如权利要求8的图像扫描仪，其特征在于，所述偏压装置包括一个或多个用弹簧加压的第二滚轮。

10.如前述任何一个权利要求的图像扫描仪，其特征在于，该扫描仪还包括驱动装置，它用于使带有原件的支承装置相对于所述光检测装置移动。

11.如前述任何一个权利要求的图像扫描仪，其特征在于，该扫描仪还包括用于将原件馈送给支承装置的馈送装置，该馈送装置包括一照明工作台，此工作台具有由便于使原件按预定方式定位的线条所构成的网络。

12.一种夹持器，它用于将要扫描的页式原件支承和定位在图像扫描仪内，并且包括一对叠置的第一和第二夹持器部件，这两个部件由挠性的页式材料构成以便将原件接收在其间，所说的第一和第二夹持器部件在一边缘部分处相互连接并限定了基本上对齐的第一和第二开口以便使原件露出，上述第一和第二夹持器部件包括用于通过磁力而使夹持器部件相互吸引的磁性装置。

13.如权利要求12的夹持器，其特征在于，该夹持器还包括固定在夹持器部件之一上的透明薄膜，它用于盖住前述第一和第二开口。

14.一种在图像扫描仪内扫描页式原件的方法，所述图像扫描仪包括用于支承页式原件的支承装置、成像装置以及光检测装置，所说的方法包括：

使要由支承装置所支承的原件的至少一部分基本上呈柱形；

使成像装置及支承装置沿与所述柱形表面的形成面基本上相平行的方向彼此相对移动。

15.如权利要求14的方法，其特征在于，所述柱形形状是圆柱形的形状。

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