DE10129691A1

DE10129691A1 - Abtastkopfmodul

Info

Publication number: DE10129691A1
Application number: DE10129691A
Authority: DE
Inventors: Chui-Kuei Chiu
Original assignee: Umax Data System Inc
Current assignee: Veutron Corp
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-01-09
Also published as: US20020154346A1

Abstract

In einem Abtastkopfmodul (40) sind ein fotoempfindlicher Detektor (46) und eine Prozessorschaltung (47) in einem Modul integriert und auf einem Mainboard (45) angeordnet, so dass eine Signalübertragungsleitung und eine Treibereinrichtung zum Treiben der Prozessorschaltung (47) zwischen dem fotoempfindlichen Detektor (46) und der Prozessorschaltung (47) nicht benötigt wird. Somit wird die elektromagnetische Interferenz (EMI) des Ausgangssignals vom fotoempfindlichen Detektor (46) deutlich verringert. Ebenfalls wird dadurch die Abschirmung des Abtastmoduls zur Vermeidung von elektromagnetischer Interferenz vereinfacht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abtastsystem und insbesondere ein Abtastkopfmodul eines Abtastsystems.
Nachfolgend wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Bei Fig. 1 handelt es sich um eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen Scanners 10. Der Scanner 10 weist einen Körper 11 mit einer transparenten Platte 12 an seinem oberen Ende zur Anordnung eines zu scannenden bzw. abzutastenden Dokumentes auf, und ein Abtastkopf 13 ist bewegbar unterhalb der transparenten Platte 12 angeordnet, um das auf der transparenten Platte 12 angeordnete Dokument zu scannen. Der Abtastkopf 13 gleitet auf einem Gurt 14 mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Übertragungseinrichtung. Der Abtastkopf 13 weist gewöhnlich ein Gehäuse 15 mit einer Lichtquelle 16, einem eine Gruppe von Spiegeln 17 und eine Linse 18 enthaltenden optischen System, einem fotoempfindlichen Detektor 19 und einer Treibereinrichtung 20, jeweils darin angeordnet, auf. Der fotoempfindliche Detektor 19, wie z. B. ein CCD (Charge Coupled Device), erfasst das vom Dokument reflektierte und durch das optische System darauf fokussierte Bildlicht. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, treibt die Treibereinrichtung 20, die drei Transistoren enthält, eine auf einem Mainboard 22 angeordnete Prozessoreinheit. Wie Fig. 2 zeigt, weist die Prozessoreinheit einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 23, eine Steuerschaltung 24, wie z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), einen Speicher 25, eine Interface- Steuerschaltung 26 und eine Motorsteuerschaltung 27 auf. Wie Fig. 3 erkennen lässt, werden das analoge Signal des fotoempfindlichen Detektors 19 und das Treibersignal der Treibereinrichtung 20 an die Prozessoreinheit durch ein Kabel 21 übermittelt. Der Analog-Digital-Wandler 23 digitalisiert das vom fotoempfindlichen Detektor 19 empfangene analoge Signal und gibt das digitalisierte Signal an die Steuerschaltung 24 aus. Die Information der Steuerschaltung 24 wird im Speicher 25 gespeichert. Die Information der Steuerschaltung 24 wird an einen Host über ein Interface 28 ausgegeben, welches von einer Interface-Steuerschaltung 26 gesteuert wird.
Im herkömmlichen Scanner 10 überträgt das zwischen dem Abtastkopf 13 und dem Mainboard 22 geschaltete Kabel 21 das analoge Signal des fotoempfindlichen Detektors 19 und das Treibersignal der Treibereinrichtung 20. Wenn sich der Abtastkopf 13 vorwärts und rückwärts bewegt, um das Dokument abzutasten, wird das Kabel 21 bewegt und sogar geknickt. Folglich wird das im Kabel 21 übertragene analoge Signal der elektromagnetischen Interferenz (EMI) ausgesetzt, was zu einem unakzeptablen ausgegebenen Bild führt. Die elektromagnetische Interferenz gewinnt in einem Hochgeschwindigkeits-Abtastsystem stärker an Bedeutung. Außerdem sind der Abtastkopf 13 und die auf dem Mainboard 22 angeordnete Prozessoreinheit getrennt voneinander im Körper 1 l des Scanners 10 installiert. Das Abschirmen des Abtastkopfes 13 mit dem Kabel 21 und der Prozessoreinheit, um eine elektromagnetische Interferenz zu verhindern, bleibt schwierig.
Dementsprechend ist es beabsichtigt, ein Abtastkopfmodul zu schaffen, das die Nachteile der herkömmlichen Scanner nicht aufweist und auch in einem Hochgeschwindigkeitsabtastsystem einsetzbar ist.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abtastkopfmodul zu schaffen, das einen fotoempfindlichen Detektor und eine Prozessorschaltung auf einem Mainboard in sich vereint, um Rauschen während der Ausgabe zu beseitigen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abtastkopfmodul vorzusehen, bei welchem ein optisches System, ein fotoempfindlicher Detektor und eine Prozessorschaltung in einem einzigen Modul integriert sind, welches in einem Gehäuse installiert ist. Somit kann die Abschirmung des Abtastkopfmodules zur Vermeidung der elektromagnetischen Interferenz (EMI) vereinfacht werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abtastkopfmodul vorzusehen, das einen fotoempfindlichen Detektor und eine Prozessorschaltung auf einem Mainboard in sich vereint. Deshalb kann eine Signalübertragungsleitung und eine Treibereinrichtung zum Treiben der Prozessorschaltung zwischen dem fotoempfindlichen Detektor und der Prozessorschaltung vermieden und die elektromagnetische Interferenz (EMI) des Ausgangssignales des fotoempfindlichen Detektors deutlich beseitigt werden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abtastkopfmodul vorzusehen, das die Anforderungen an ein Hochgeschwindigkeitsabtastsystem erfüllt.
Es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abtastkopfmodul zur Anwendung in einem Scanner, einem Kopierer, einem Telefaxgerät und einem multifunktionalen Peripheriegerät vorzusehen.
Um die zuvor erwähnten Aufgaben der Erfindung zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Abtastkopfmodul mit einer Lichtquelle und einem Gehäuse mit einem darin installierten optischen System und Mainboard vor. Die Lichtquelle beleuchtet ein abzutastendes Dokument. Das optische System enthält eine Gruppe von Spiegeln und eine Linsenanordnung. Das Mainboard enthält einen fotoempfindlichen Detektor und eine Prozessorschaltung. Das vom Dokument kommende Illuminationslicht wird durch die Gruppe der Spiegel geleitet und durch die Linsenanordnung auf den fotoempfindlichen Detektor fokussiert. Die Prozessorschaltung verarbeitet das vom fotoempfindlichen Detektor empfangene Signal. Da der fotoempfindliche Detektor und die Prozessorschaltung im Mainboard integriert sind, kann das Ausgangssignal des fotoempfindlichen Detektors an die Prozessorschaltung ohne eine Übertragungsleitung übermittelt werden. Deshalb wird die elektromagnetische Interferenz des Ausgangssignales vom fotoempfindlichen Detektor signifikant beseitigt.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen Scanners;
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Prozessoreinheit des herkömmlichen Scanners von Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Signalübertragung zwischen einem Abtastkopf und der Prozessoreinheit des herkömmlichen Scanners von Fig. 1;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Abtastkopfmodules gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Mainboard von Fig. 4.
Nachfolgend wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Bei Fig. 4 handelt es sich um eine schematische Querschnittsansicht eines Abtastkopfmodules 40 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Abtastkopfmodul 40 umfasst eine Lichtquelle 41 und ein Gehäuse 42 mit einem optischen System, das aus einer Gruppe von Spiegeln 43 und einer Linsenanordnung 44 gebildet ist, und einem Mainboard 45. Eine Leuchtdiode (LED) kann als Lichtquelle 41 verwendet werden. Eine Kalt-Kathoden- Fluoreszenz-Lampe (CCFL) kann ebenfalls als Lichtquelle 41 verwendet werden. Das Mainboard 45 kann aus Polycarbonat (PC) bestehen und besitzt einen fotoempfindlichen Detektor 46, eine Prozessorschaltung 47, einen Speicher 50, eine Interface- Steuerschaltung 51 und eine Motorsteuerschaltung 52, welche jeweils darauf angeordnet sind.
Der fotoempfindliche Detektor 46 kann aus einem Charge-Coupled-Device (CCD), einem CMOS-Sensor oder einem Kontaktbildsensor (CIS) bestehen. Die Prozessorschaltung 47 umfasst eine Analog-Digital-Wandlerschaltung (ADC) 48 und eine Steuerschaltung 49, wie z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). Alternativ kann die Prozessorschaltung 49 aus einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung bestehen, die eine Analog-Digital-Wandlerschaltung enthält. Die Interface-Steuerschaltung 51 kann von einem Universal-Series-Bus (USB) gebildet sein. Zusätzlich kann die Interface-Steuerschaltung 51 von einem IEEE-1394-Series-Bus gebildet sein.
Die Lichtquelle 41 beleuchtet ein abzutastendes Dokument, und der optische Weg des vom Dokument kommenden Illuminationslichtes wird durch die Gruppe von Spiegeln 43 geleitet und durch die Linsenanordnung 44 auf den fotoempfindlichen Detektor 46 fokussiert.
Nachfolgend wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Bei Fig. 5 handelt es sich um ein Blockschaltbild des Mainboard 45. Das analoge Signal, wie z. B. ein Bildsignal, vom fotoempfindlichen Detektor 46 wird an die Prozessorschaltung 47 übertragen. Die Analog-Digital-Wandlerschaltung 48 digitalisiert das vom fotoempfindlichen Detektor 46 empfangene analoge Signal, und anschließend verarbeitet die Steuerschaltung 49, z. B. eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), das digitalisierte Signal. Der Speicher 50 wird dazu verwendet, um auf die Information der Steuerschaltung 49 zuzugreifen. Die Interface-Steuerschaltung 51 ist an die Steuerschaltung 49 angeschlossen und dient dazu, das Ausgangssignal von der Steuerschaltung 49 an einen Host über ein Interface zu übermitteln. Die Interface- Steuerschaltung 51 kann auch an einer bestimmten Stelle außerhalb des Gehäuses 42 des Abtastkopfmoduls 40 angeordnet sein, um die Interface-Verbindung zwischen dem Abtastkopfmodul 40 und dem Host zu vereinfachen. Die Motorsteuerschaltung 52 wird dazu benutzt, einen (nicht dargestellten) Motor einer (nicht dargestellten) Übertragungseinrichtung zur Bewegung des Abtastkopfmoduls 40 beim Abtasten eines Dokumentes anzutreiben. Allerdings kann die Motorsteuerschaltung 52 nicht nur auf dem Mainboard 45, sondern auch neben dem Motor installiert sein.
Das Abtastkopfmodul 40 kann in einem Körper eines Abtastsystems zum Abtasten eines Dokumentes beweglich installiert sein. Das Abtastkopfmodul 40 kann auch innerhalb eines Körpers eines Abtastsystems befestigt sein, während der Träger zur Halterung des abzutastenden Dokumentes bewegt wird. Das Abtastkopfmodul 40 ist in einem Abtastkopf eines Scanners, eines Kopierers, eines Telefaxgerätes und eines multifunktionalen Peripheriegerätes verwendbar.
Der fotoempfindliche Detektor 46 und die Prozessorschaltung 47 sind auf dem Mainboard 45 integriert. Das analoge Signal vom fotoempfindlichen Detektor 46 kann an die Prozessorschaltung 47 übertragen werden, ohne dass es durch eine Übertragungsleitung, wie z. B. ein Kabel, läuft. Die elektromagnetische Interferenz (EMI) des analogen Signals vom fotoempfindlichen Detektor 46 kann signifikant beseitigt und die Signalübertragungsgeschwindigkeit auch verbessert werden.
Deshalb wird der Speicher 50 des Abtastkopfmoduls 40 nicht unbedingt benötigt und kann weggelassen werden. Da es nicht erforderlich ist, eine Übertragungsleitung, z. B. ein Kabel, zwischen dem fotoempfindlichen Detektor 46 und der Prozessorschaltung 47 vorzusehen, wird das dazwischen übertragene Signal nicht verzerrt. Deshalb ist es nicht notwendig, eine zusätzlicher Treibereinrichtung zum Treiben der Prozessorschaltung 47 zu installieren. Außerdem kann die Abschirmung des Abtastkopfmoduls 40 zur Verhinderung von elektromagnetischer Interferenz (EMI) ebenfalls vereinfacht werden.

Claims

1. Abtastkopfmodul, mit
einer Lichtquelle (41); und
einem Gehäuse (42) mit einem optischen System (43, 44) und einem Mainboard (45);
wobei die Lichtquelle (41) ein abzutastendes Dokument beleuchtet; und wobei das optische System eine Gruppe von Spiegeln (43) und eine Linsenanordnung (44) aufweist;
dadurch gekennzeichnet, dass das Mainboard (45) einen fotoempfindlichen Detektor (46) und eine Prozessorschaltung (47) enthält, wobei das Illuminationslicht vom Dokument durch die Gruppe von Spiegeln (43) geleitet und durch die Linsenanordnung (44) auf den fotoempfindlichen Detektor (46) fokussiert wird und die Prozessorschaltung (47) das vom fotoempfindlichen Detektor (46) empfangene Signal verarbeitet.

2. Abtastkopfmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (41) eine Leuchtdiode (LED) aufweist.

3. Abtastkopfmodul nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle eine Kalt-Kathoden-Fluoreszenz-Lampe (CCFL) aufweist.

4. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der fotoempfindliche Detektor (46) ein Charge- Coupled-Device (CCD) aufweist.

5. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der fotoempfindliche Detektor (46) einen CMOS- Sensor aufweist.

6. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der fotoempfindliche Detektor (46) einen Kontaktbildsensor (CIS) aufweist.

7. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessorschaltung eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) aufweist.

8. Abtastkopfmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die anwendungsspezifische integrierte Schaltung eine Analog-Digital-Wandlerschaltung (48) zur Digitalisierung des vom fotoempfindlichen Detektor (46) empfangenen Signals aufweist.

9. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessorschaltung (47) eine Analog-Digital- Wandlerschaltung (48) und eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung aufweist, wobei die Analog-Digital-Wandlerschaltung (48) das vom fotoempfindlichen Detektor (46) empfangene Signal digitalisiert und die anwendungsspezifische integrierte Schaltung das digitalisierte Ausgangssignal von der Analog-Digital- Wandlerschaltung verarbeitet.

10. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mainboard (45) aus Polycarbonat (PC) besteht.

11. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mainboard (45) außerdem einen Speicher (50) für den Zugriff auf Informationen von der Prozessorschaltung (47) aufweist.

12. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Mainboard außerdem eine Interface-Steuerschaltung (51) zur Ausgabe der Information der Prozessorschaltung (47) an einen Host über ein Interface aufweist.

13. Abtastkopfmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Interface-Steuerschaltung (51) einen Universal- Series-Bus (USB) aufweist.

14. Abtastkopfmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Interface-Steuerschaltung (51) einen IEEE-1394- Series-Bus aufweist.

15. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mainboard (45) außerdem eine Motorsteuerschaltung (52) aufweist.

16. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastkopfmodul (40) in einem Körper eines Scannersystems beweglich angeordnet ist.

17. Abtastkopfmodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastkopfmodul (40) innerhalb eines Körpers eines Abtastsystems befestigt ist.

18. Verwendung des Abtastkopfmoduls nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 als Abtastkopf eines Scanners.

19. Verwendung des Abtastkopfmoduls nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Kopierer.

20. Verwendung des Abtastkopfmoduls nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Telefaxgerät.

21. Verwendung des Abtastkopfmoduls nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17 in einem Multifunktions-Peripheriegerät.