CN1213115A - 具有高解析度的扫描装置 - Google Patents

Abstract

一种具有高解析度的扫描装置,其包括有透镜、电荷耦合元件CCD、偏折玻璃、永久磁铁、电磁铁、配重重锤及扫描物件,其利用玻璃对光线λ的折射原理,使扫描物件的光路平移半个影像点,藉此取得原影像的点与点间的影像信息。

Description

具有高解析度 的扫描装置

本发明涉及一种具有高解析度的扫描装置，尤指一种可得到高于CCD感测器解析度的影像扫描装置。

目前用于电荷耦合元件(CCD)感测器的影像解析度倍增法大多以软件方法进行，无论是差分法或是函数近似法，皆无法有效地倍增解析度。

一般CCD各相邻感测单元之间有一小段被遮蔽部位，故在实际进行扫描时，落于CCD各感测单元点与点之间的影像信息无法被读取，从而影响到影像品质，纵然利用软件方式修正，也无法完全恢复。

本发明的目的在于提供一种具有高解析度的扫描装置，其由低解析度的CCD感测器(如300dpi)辅助以其它机构，使扫描器可得到较高的解析度(如600dpi、900dpi)。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种具有高解析度的扫描装置，它包括：一外壳；一扫描物件的光源；一取像机构；一光线偏折构件，置设在扫描物件与取像机构之间；利用光线折射原理，使扫描物件的光路平移一小段距离，藉此取得原影像的点与点之间的影像信息。

本发明的优点在于，利用玻璃对光线的折射原理，使扫描物件的光路平移半个影像点，藉此取得原影像的点与点间的影像信息。

以下结合附图，描述本发明的实施例，其中：

图1为使入射光偏移半个影像点距离的示意图；

图2为本发明的示意图；

图3为使入射光经由玻璃偏移一角度的侧视图；

图4为本发明的另一实施例的示意图。

请参阅图1、2所示本发明具有高解析度的扫描装置，其利用玻璃对光线λ的折射原理，使扫描物件的光路平移半个(0.5)影像点，藉此取得原影像的点与点间的影像信息，该扫描装置包括具有镜头组11及CCD12的取像机构1、偏折玻璃2、永久磁铁3、电磁铁4、活动支点5、配重重锤6、面板玻璃7及扫描物件8；其中：偏折玻璃2设在取像机构1与扫描物件8之间，该扫描物件8位于面板玻璃7上，偏折玻璃2的右端连接永久磁铁3，与永久磁铁3相对应的位置上设置电磁铁4，该电磁铁4具有上端部41及下端部42；该偏折玻璃2的左端接合于活动支点5上，该活动支点5左方连接配重重锤6，藉该配重重锤6以平衡偏折玻璃2对活动支点5所形成的顺时针方向力矩，使电磁铁4能以较少的能量来移动偏折玻璃2。

当电磁铁4受到正向通电时，其下端部42吸引永久磁铁3，上端部41排斥永久磁铁3，此时，偏折玻璃2的右端会降低距水平线5mm的距离，并使入射光往左偏移0.02mm的距离。

反之，若使电磁铁4受到反向通电时，其上端部41吸引永久磁铁3，下端部42排斥永久磁铁3，此时，偏折玻璃2会往上运动至水平线上方5mm处，如图2中虚线所示位置，并使入射光往右偏移0.02mm。

综合入射光的偏折距离可知，当偏折玻璃2由水平线下方5mm运动至水平线上方5mm处时，该入射光共偏移0.02+0.02=0.04mm，相当于偏移了1/600inch。

假设空气的折射率n1=1；玻璃的折射率n2=1.5；偏折玻璃的厚度为3mm，若欲使入射光偏移半个像点(Pixel)距离，以300dpi为例，每个图像的宽度为1/300inch，则入射光的偏移量应为1/600(inch)=0.042333(mm)，其偏移的图形如图3所示，其中：

θ1表示入射光与法线N的夹角；

θ2表示折射光与法线N的夹角；

此时

将(1)代入(2)得： $\mathrm{SH}=\frac{3}{\cos \mathrm{\θ}2}\×\sin (\mathrm{\θ}1-\mathrm{\θ}2)\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

由折射定理得：n1×sinθ1=n2×sinθ2

其中：n1=1,n2=1.5

故sinθ1=1.5×sinθ2    …………………………………(4)

兹举一实施例配合说明，假设扫描范围为A4 Size，其宽度为210mm，由于玻璃宽度须大于扫描范围，因此在本实施例中取玻璃宽度为250mm；此时，若使偏折玻璃2右端往上抬高5mm，则该偏折玻璃2与水平线的夹角θ1(其相同于上述θ1)即为sin^-15/250=1.146°，将此值代入公式(4)得θ2=0.764°。再将θ1、θ2代入公式(3)，则可得SH=0.02mm。换言之，若使宽度为250mm、厚度为3mm的偏折玻璃2的右端往上抬高距水平线5mm，则可使入射光向右偏移0.02mm；同理，若使偏折玻璃2的右端降低距水平线5mm，则可使入射光向左偏移0.02mm。

请参阅图4所示，该偏折玻璃2置于移动机架(图中未示)上，最好位于文件与反射镜9的光路上，并随着机架移动，如此，则可节省偏折玻璃2材料，只需条形玻璃即可，毋需大面积玻璃。

综上所述，本发明具有高解析度的扫描装置利用玻璃对光线的折射原理，使扫描物件的光路平移半个影像点，藉此取得影像的点与点间的影像信息。

Claims (4)

1．一种具有高解析度的扫描装置，其特征在于，它包括：一外壳；一扫描物件的光源；一取像机构；一光线偏折构件，置设在扫描物件与取像机构之间；利用光线折射原理，使扫描物件的光路平移一小段距离，藉此取得原影像的点与点之间的影像信息。

2．如权利要求1所述的具有高解析度的扫描装置，其特征在于，所述偏折构件为一片透明的偏折玻璃，其一端连接一永久磁铁，与所述永久磁铁相对应的位置上设有一电磁铁，且偏折玻璃的另一端接合于一可活动物件的支点上，使偏折玻璃上下偏转。

3．如权利要求2所述的具有高解析度的扫描装置，其特征在于，所述活动物件上连接一配重重锤，以平衡偏折构件对活动物件所形成的力矩，使电磁铁能以较少的能量来移动偏折构件。

4．如权利要求2所述的具有高解析度的扫描装置，其特征在于，所述取像机构中设有反射镜、透镜组及电荷耦合元件。

Images