DE102006051995A1

DE102006051995A1 - Strukturen und zugehörige Verfahren für Scanner mit zwei CCD-Matrizen

Info

Publication number: DE102006051995A1
Application number: DE102006051995A
Authority: DE
Inventors: Jin-Chun Yang; Harn-Jou Yeh
Original assignee: Microtek International Inc
Current assignee: Microtek International Inc
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20070194121A1; TW200733712A

Abstract

Es werden Strukturen und zugehörige Verfahren für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen, welche jeweils in einem Scannvorgang zwei unabhängige Objektbilder erfassen, bereitgestellt. Drei Funktionen: a. Bildwiederherstellung, b. doppelte Auflösung und c. hoher Dynamikumfang können für lichtdurchlässige Medien und reflektierende Medien erreicht werden. Die Bildfehler, die durch Staub, Verschmutzung oder Kratzer verursacht werden, können durch Vergleichen der unterschiedlichen Schatten, die durch zwei Lichtquellen in zwei Objektbildern für die reflektierenden Medien gebildet werden, oder durch Vergleichen der zwei Objektbilder, die durch eine Lichtquelle sichtbaren Lichts und eine Infrarotlichtquelle für das lichtdurchlässige bzw. das reflektierende Medium erzeugt werden, behoben werden. Die Funktion der doppelten Auflösung kann durch Herstellen eines reltiven Versatzes um einen halben Pixelabstand zwischen zwei CCD-Matrizen in ihrer Längsrichtung erreicht werden. Die Funktion des hohen Dynamikumfangs kann durch Einstellen von zwei unterschiedlichen Belichtungszeiten für zwei CCD-Matrizen erreicht werden.

Description

Die Erfindung betrifft die Strukturen und Verfahren eines Scanners und insbesondere die Strukturen und Verfahren mit zwei CCD-Matrizen, welche zwei unabhängige Objektbilder in einem Abtast-Vorgang erfassen.
Der Bildscanner ist eine Vorrichtung, um die Objektbilder zu erfassen und sie in digitale Daten umzuwandeln, welche angezeigt, editiert, gespeichert, verarbeitet und durch den Computer ausgegeben werden können.

Die gescannten Objekte können als lichtdurchlässige Medien und reflektierende Medien unterschieden werden. Die lichtdurchlässigen Medien sind teillichtdurchlässige Materialien einschließlich Filme, Diapositive und Folien, etc.. Und die reflektierenden Medien sind lichtundurchlässige Materialien, einschließlich Fotographien, Papierdokumente und bedruckte Materialien, etc.. Das Taiwanische Patent mit der Patentnummer 161970 offenbart eine Scannerstruktur, welche sowohl lichtdurchlässige Medien als auch reflektierende Medien scannen kann. Gegenwärtig wird der Dualmodus-Scanner, welcher sowohl lichtdurchlässige Medien als auch reflektierende Medien scannen kann, weit verbreitet verwendet.

Aufgrund seines kleinen Volumens und seiner niedrigen Kosten ist der Flachbettscanner heutzutage die am weitesten verbreitete Art der Scanner. Das Grundfunktionsprinzip des Flachbettscanners wird wie folgt beschrieben. Er weist einen optischen Laufwagen auf, dessen Bewegung durch ein Programm gesteuert wird, und das gescannte Objekt bleibt während des Scannvorgangs in Ruhe. Gewöhnlich ist der optische Laufwagen an einen programmierbaren Schrittmotor angeschlossen und wird angetrieben, um sich leichtgängig auf einer Führungsschiene zu bewegen, und er weist üblicherweise ein Fotosensorarray, einen Spiegelsatz, um die Richtung des Bildstrahls zu ändern, und eine Linse auf, um den Bildstrahl zu sammeln und abzubilden.

Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht bestrahlt ein gescanntes Objekt und dann trifft der reflektierte oder transmittierte Bildstrahl auf das lineare Fotosensorarray, das belichtet werden soll und diesen als analoge elektronische Signale erfassen soll und sie dann in digitale elektronische Daten wandeln soll, die dann in der Speichereinheit des Scanners für die weitere Verarbeitung oder die Ausgabe gespeichert werden sollen. Weil die Richtung des linearen Fotosensorarrays senkrecht zu der Scann-Richtung des optischen Laufwagens liegt, können die digitalen Daten des zweidimensionalen Objektbildes durch geeignetes Steuern der Bewegung des optischen Laufwagens und der Belichtung des linearen Fotosensorarrays erhalten werden.

Aufgrund des vernünftigen Preises und der guten Qualität ist das Array mit ladungsgekoppelten Bauelementen (CCD = charge coupled device) die üblichste Art des linearen Fotosensorarrays. Es besteht aus einer Vielzahl von CCDs, um eine Zeilenform zu bilden. Jedes CCD stellt ein Bildpixel dar, dessen Auflösung durch Punkte pro Zoll (dpi) ausgedrückt wird. Zum Beispiel bedeutet eine Auflösung von 1200 dpi, dass 1200 Pixel des CCD-Arrays einer Breite von einem Zoll des gescannten Dokuments entsprechen. Der Schwarzweißscanner verwendet eine Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und der Farbscanner verwendet eine Dreizeilen-Rot-Grün-Blau-CCD- Matrix (RGB-CCD-e), wie es in 1 gezeigt ist. Die RGB-CCD-Matrizen 2 weisen eine rote CCD-Matrix 3, eine grüne CCD-Matrix 4 und eine blaue CCD-Matrix 5 auf, welche verwendet werden, um die roten, grünen und blauen Bildstrahlen zu erfassen, um ein Farbbild des gescannten Objektes zusammenzusetzen.

Schnelles Scannen und hohe Auflösung sind für den Scanner zwei wichtige zu erreichende Ziele. Wenn die Länge der CCD-Matrizen ungeändert bleibt, dann reduziert das Erhöhen der Pixelzahl die Sensorfläche jedes CCDs, sodass die Sensitivität und das Signalrauschverhältnis vermindert werden. Daher muss der Scanner die Belichtungszeit erhöhen, um das zu kompensieren, was die Scann-Geschwindigkeit verlangsamt und dies ist ein unerwünschter Nachteil.

Folglich gibt es einige andere Herangehensweisen, um die Auflösung zu steigern. Einige japanische Firmen, wie z.B. NEC, Toshiba und Sony haben gestaffelte CCD-Matrizen, welche durch Versetzen zweier benachbarter CCD-Matrizen relativ zueinander um einen halben Pixelabstand realisiert werden. Wie in 2 gezeigt, enthält der Staffeltyp der RGB-CCD-Matrizen 10 6 CCD-Matrizen, die als rotes 11, rotes 12, grünes 13, grünes 14, blaues 15, blaues 16 Array angeordnet sind. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Pixeln in jeder CCD-Matrix ist "P" und jedes der zwei CCD-Matrizen mit der gleichen Farbe weist eine relative Längsverschiebung von einem halben Pixelabstand "P/2" auf. Daher wird die Scannerauflösung im Vergleich zu einer Einzel-CCD-Matrix um das doppelte gesteigert. Zum Beispiel beträgt die Scannerauflösung 2400 dpi, wenn die Auflösung der CCD-Matrizen 1200 dpi beträgt.

Ferner offenbart das Amerikanische Patent mit der Patentnummer 6707583 eine andere Scannerstruktur und ein zugehöriges Verfahren, um die Auflösung zu steigern. Die CCD-Matrix weist Bewegungsfreiheit in der Richtung senkrecht zu der Bewegung des optischen Laufwagens auf und der Scanner scannt das gescannte Objekt zweimal. Die CCD-Matrix bewegt sich vor dem zweiten Scannvorgang, der zu der gleichen Scann-Zeile des gescannten Objekts gehört, um einen halben Pixelabstand in der Richtung senkrecht zu der Bewegung des optischen Laufwagens. Daher wird nach dem Verarbeiten und Zusammensetzen der zwei Objektbilder, die in dem ersten und dem zweiten Scannvorgang aufgenommen werden, die Auflösung des Ausgabebildes im Vergleich zu dem Bild, dass in einem Scannvorgang aufgenommen wird, um das Doppelte gesteigert.

Jedoch besteht ein Nachteil dieser Art von Verfahren zum Steigern der Auflösung des Scanners darin, dass zweimal gescannt werden muss und somit die Gesamtscannzeit verdoppelt wird.

Zusätzlich zu der Geschwindigkeit und Auflösung wird von den Leuten auch immer mehr die Qualität des gescannten Bildes gefordert. Einhergehend mit dem Fortschritt der Technologie gibt es verschiedene Techniken, um die Fehler des gescannten Bildes, die durch unebene Stellen wie z.B. Staub, Schmutz oder Kratzer auf den gescannten Objekten verursacht werden, zu beheben. Die ICE Funktion (Image Correction Enhancement = Bildkorrektur-Verbesserung) des KADC (Kodak Austin Development Center) und das US-Patent mit der Patentnummer 6707583 nutzen z.B. die Tatsache, dass die im Film enthaltenen Farbstoffe lichtdurchlässig sind, aber die unebenen Stellen für Infrarotlicht relativ lichtundurchlässig sind, um die Fehler des gescannten Bildes für lichtdurchlässige Medien zu beheben. Sie verwenden eine Lichtquelle sichtbaren Lichts bzw. eine Infrarot-Lichtquelle, um die lichtdurchlässigen Medien zweimal zu scannen und dann die beiden gescannten Bilder zu vergleichen und zu verarbeiten, um ein wiederhergestelltes Bild zu speichern oder auszugeben.

Andererseits nutzt das Taiwanische Patent mit der Patentnummer 120212 die Tatsache, dass die unebenen Stellen zwei verschiedene Schatten auf den gescannten Bildern bilden, wenn zwei einfallende Lichtstrahlen mit zwei verschiedenen Winkeln auf ein reflektierendes Medium in zwei Scannvorgängen abgestrahlt werden. Daher können die Fehler des gescannten Bildes, die durch die unebenen Stellen auf den reflektierenden Medien verursacht werden, durch Vergleichen und Verarbeiten der zwei gescannten Bilder behoben werden und dann kann ein wiederhergestelltes Bild gespeichert oder ausgegeben werden.

Jedoch besteht der Nachteil dieser Art von Verfahren zum Beheben der Fehler des gescannten Bildes für reflektierende Medien darin, dass zwei Scannvorgänge benötigt werden und somit die Gesamtscannzeit verdoppelt wird.

Ferner ist auch ein hoher Dynamikumfang, d.h., dass das gescannte Bild klare Details in den Schattenbereichen aufweist, ein für den Scanner zu erreichendes Ziel. Ein hoher Dynamikumfang kann durch Verlängern der Belichtungszeit jeder Scann-Zeile erzielt werden, aber die lange Belichtungszeit sättigt wahrscheinlich einige CCDs, die den stark belichteten Bereichen in dem gescannten Bild entsprechen, so dass einige Bilddetails der hoch belichteten Bereiche verloren gehen. Eine bessere Vorgehensweise besteht darin, das Objekt unter Verwendung zweier verschiedener Belichtungszeiten zweimal zu scannen und dann die zwei gescannten Bilder zusammenzusetzen, wobei die stark belichteten Bereiche des zusammengesetzten Bildes das Bild mit kurzer Belichtungszeit übernehmen und die Schatten des zusammengesetzten Bildes das Bild mit langer Belichtungszeit übernehmen.

Jedoch besteht der Nachteil dieser Art von Verfahren, um das Ziel eines hohen Dynamikumfangs zu erreichen, darin, dass zweimal gescannt werden muss und somit die Gesamtscannzeit verdoppelt wird.

Um die vorgenannten Probleme zu lösen, welche darin bestehen, dass langsam gescannt oder zweimal gescannt werden muss, um die Scannerauflösung im Stand der Technik zu erhöhen, besteht ein Ziel der Erfindung darin, Strukturen und zugehörige Verfahren für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen bereitzustellen, welche zwei unabhängige Objektbilder in einem Scannvorgang erfassen. Und die doppelte Auflösung kann durch Herstellen einer Relativverschiebung um einen halben Pixelabstand zwischen zwei CCD-Matrizen in ihrer Längsrichtung erzielt werden.

Um das vorgenannte Problem zu lösen, dass zweimal gescannt werden muss, um die Bildfehler, die durch unebene Stellen wie z.B. Staub, Schmutz oder Kratzer auf dem gescannten Objekt verursacht werden, zu beheben, besteht ein Ziel der Erfindung darin, Strukturen und zugehörige Verfahren für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen bereitzustellen, welche zwei unabhängige Objektbilder in einem Scannvorgang erfassen. Und die Bildfehler, die durch die unebenen Stellen verursacht werden, können durch Vergleichen der verschiedenen Schatten, die durch Bestrahlen der reflektierenden Medien mit zwei einfallenden Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Winkeln gebildet werden, oder durch Vergleichen von zwei Objektbildern, die durch eine Lichtquelle sichtbaren Lichts und eine Infrarotlichtquelle für die lichtdurchlässigen Medien oder die reflektierenden Medien getrennt gebildet werden, behoben werden.

Um das vorgenannte Problem zu lösen, dass zweimal gescannt werden muss, um das Ziel eines hohen Dynamikumfangs zu erreichen, besteht ein Ziel der Erfindung darin, Strukturen und zugehörige Verfahren für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen bereitzustellen, welche zwei unabhängige Objektbilder in einem Scann-Vorgang erfassen. Und der hohe Dynamikumfang kann durch Einstellen von zwei unterschiedlichen Belichtungszeiten für zwei CCD-Matrizen erreicht werden.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, zum Scannen von lichtdurchlässigen Medien und reflektierenden Medien Strukturen und zugehörige Verfahren für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen bereitzustellen, welche in einer getrennten oder integrierten Anordnung mit einer oder zwei Sammelabbildungslinsen realisiert werden können, um drei Operationsmodi und Funktionen bereitzustellen: a. Bildwiederherstellung; b. doppelte Auflösung, und c. hoher Dynamikumfang.

Demzufolge können die Strukturen und zugehörigen Verfahren der Erfindung für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen die Scannzeit wirksam verkürzen und die Qualität des gescannten Bildes wirksam erhöhen.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, soll eine Ausführungsform der Erfindung Strukturen und zugehörige Verfahren bereitstellen, um reflektierende Medien zu scannen.

Der optische Laufwagen weist zwei Lichtquellen auf, wobei deren abgestrahltes Licht auf der Oberfläche eines reflektierenden Mediums in zwei unterschiedlichen Einfallswinkeln auftrifft und zwei reflektierte Bildstrahlen gebildet werden. Dann sammeln und bilden zwei Sammelabbildungslinsen die reflektierten Bildstrahlen auf die jeweiligen beiden CCD-Matrizen ab, um zwei unabhängige Bilder des reflektierenden Mediums in einem Scannvorgang zu erfassen.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, sollen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Strukturen und zugehörige Verfahren bereitgestellt werden, um lichtdurchlässige Medien zu scannen. Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht bildet einen transmittierten Bildstrahl hinter einem lichtdurchlässigen Medium, und ein Strahlteiler, der in dem optischen Laufwagen enthalten ist, spaltet den transmittierten Bildstrahl in zwei transmittierte Bild-Teilstrahlen auf. Dann sammeln und bilden zwei Sammelabbildungslinsen die transmittierten Bild-Teilstrahlen auf die jeweiligen beiden CCD-Matrizen ab, um zwei unabhängige Bilder des lichtdurchlässigen Mediums in einem Scannvorgang zu erfassen.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, soll gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Struktur und ein zugehöriges Verfahren bereitgestellt werden, um zwischen zwei Betriebsmodi der reflektierenden Medien und der lichtdurchlässigen Medien mittels zweier Schaltspiegel, die in dem optischen Laufwagen enthalten sind, umzuschalten.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, sollen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Strukturen und zugehörige Verfahren bereitgestellt werden, um reflektierende Medien zu scannen. Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht bildet einen Bildstrahl eines reflektierten Bildes auf der Oberfläche eines reflektierenden Mediums, und der reflektierte Bildstrahl wird durch einen Strahlteiler hinter einer Sammelabbildungslinse in zwei reflektierte Bild-Teilstrahlen aufgeteilt. Dann werden die zwei reflektierten Bild-Teilstrahlen auf zwei CCD-Matrizen gesammelt bzw. abgebildet, und somit werden zwei unabhängige Bilder des reflektierenden Mediums in einem Scannvorgang erfasst.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, sollen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Strukturen und zugehörige Verfahren bereitgestellt werden, um lichtdurchlässige Medien zu scannen. Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht bildet hinter einem lichtdurchlässigen Medium einen transmittierten Bildstrahl, und der transmittierte Bildstrahl wird durch einen Strahlteiler hinter einer Sammelabbildungslinse in zwei transmittierte Bild-Teilstrahlen aufgeteilt. Dann werden die beiden transmittierten Bild-Teilstrahlen auf zwei CCD-Matrizen gesammelt bzw. abgebildet, und somit werden zwei unabhängige Bilder des lichtdurchlässigen Mediums in einem Scannvorgang erfasst.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, soll gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Struktur und ein zugehöriges Verfahren bereitgestellt werden, um zwischen zwei Betriebsmodi des reflektierenden Mediums und des lichtdurchlässigen Mediums mittels eines Schaltspiegels, der in dem optischen Laufwagen enthalten ist, umzuschalten.

Die vorgenannten Aspekte und viele der begleitenden Vorteile dieser Erfindung sind leichter zu würdigen, da selbige anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung verständlicher werden, wenn sie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung gelesen wird, wobei:
1 eine schematische Darstellung einer Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrix ist;
2 eine schematische Darstellung einer gestaffelten RGB-CCD-Matrix ist;
3 eine schematische Darstellung der Scannerstruktur mit zwei CCD-Matrizen und zwei Sammelabbildungslinsen, welche lichtdurchlässige Medien und reflektierende Medien scannen kann, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
4A, 4B und 4C schematische Darstellungen des Scannvorgangs für lichtdurchlässige Medien gemäß der in 3 abgebildeten Struktur sind;
5A, 5B und 5C schematische Darstellungen des Scannvorgangs für reflektierende Medien gemäß der in 3 abgebildeten Struktur sind;
6A und 6B schematische Darstellungen des Scannvorgangs für ein Staubpartikel auf der Oberfläche eines reflektierenden Mediums gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
7A und 7B schematische Darstellungen sind, um die relative Versetzung um eine halbe Pixeldistanz zwischen zwei CCD-Matrizen gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung darzustellen;
8 eine schematische Darstellung ist, um zu veranschaulichen, wie der Scannerspeicher die Pixeldaten gestaffelter CCD-Matrizen, die in 7A und 7B dargestellt sind, speichert; und
9 eine schematische Darstellung der Scannerstruktur mit zwei CCD-Matrizen und einer Sammelabbildungslinse, welche lichtdurchlässige Medien und reflektierende Medien scannen kann, gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Der Scanner mit zwei CCD-Matrizen gemäß der Erfindung kann in getrennten Strukturen realisiert werden, um lichtdurchlässige Medien bzw. reflektierende Medien zu scannen, oder er kann einige Schaltspiegel aufweisen, um eine integrierte Struktur zu bilden, die sowohl lichtdurchlässige Medien als auch reflektierende Medien scannen kann. Und die integrierte Struktur mit zwei CCD-Matrizen gemäß der Erfindung kann ferner in zwei Arten von Anordnungen eingeteilt werden, welche eine oder zwei Sammelabbildungslinsen aufweisen.
3 ist eine schematische Abbildung der Scannerstruktur mit zwei CCD-Matrizen und zwei Sammelabbildungslinsen, welche lichtdurchlässige Medien und reflektierende Medien gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung scannen kann.
Zuerst wird der Scannvorgang für lichtdurchlässige Medien wie folgt erklärt. Ein lichtdurchlässiges Medium 106 wird auf eine lichtdurchlässige Platte 104 gesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die lichtdurchlässige Platte 104 ein Filmhalter sein, um einen gescannten Film an einer Scann-Position zu halten. Eine Lichtquelle 100, die unter der Glasplatte 104 angeordnet ist, ist aus einer Kaltkathoden-Leuchtstofflampe (CCFL) oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer Infrarotlicht emittierenden Diode (IR-LED) zusammengesetzt. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts und die IR-LED können gesteuert werden, um getrennt oder gleichzeitig zu leuchten. Der gekrümmte Spiegel 102 wird verwendet, um das Hintergrundlicht der Lichtquelle 100 zu reflektieren, um die Intensität des einfallenden Lichtes "E" für das lichtdurchlässige Medium 106 zu verstärken, er kann weggelassen werden, wenn die Intensität der Lichtquelle 100 schon stark genug ist.
Das einfallende Licht "E" fällt durch die Glasplatte 104 auf das lichtdurchlässige Medium 106, dann tritt der transmittierte Bildstrahl "T" in den optischen Laufwagen 20 ein, der an einen programmierbaren Antriebsmotor (nicht in der Figur gezeigt) angeschlossen sein kann. Der optische Laufwagen 20 kann angetrieben werden, um sich auf einer Führungsschiene (nicht in der Figur gezeigt) längs der "X"-Richtung leichtgängig zu bewegen, und er weist einen Strahlteiler 200 auf, welcher den transmittierten Bildstrahl "T" in zwei transmittierte Bild-Teilstrahlen "T1" und "T2" aufteilt. Die transmittierten Bild-Teilstrahlen "T1" und "T2" bzw. die CCD-Matrizen 216 und 218 bilden zwei unabhängige optische Wege. In einer bevorzugten Ausführungsform reflektiert der Strahlteiler 200 ungefähr 50% des transmittierten Bildstrahls "T" in einem Winkel, so dass der transmittierte Bild-Teilstrahl "T1" gebildet wird, und transmittiert ungefähr 50% des transmittierten Bildstrahls "T", so dass der transmittierte Bild-Teilstrahl "T2" gebildet wird.
Ein fester Spiegel 202, zwei Schaltspiegel 204 und 206, zwei Sammelabbildungslinsen 208 und 210 und zwei Schaltfilter 212 und 214 werden in die optischen Wege eingesetzt. Der feste Spiegel 202 wird verwendet, um die Richtung des transmittierten Bild-Teilstrahls "T1" zu ändern. Die Schaltspiegel 204 und 206, welche umgeschaltet werden können, um sich von den optischen Wegen zu entfernen, wenn reflektierende Medien gescannt werden, werden verwendet, um die Richtung der transmittierten Bild-Teilstrahlen "T1" und "T2" zu ändern, um dafür zu sorgen, dass sie auf die Sammelabbildungslinsen 208 bzw. 210 fallen. Die Sammelabbildungslinsen 208 und 210 werden verwendet, um die transmittierten Bild-Teilstrahlen "T1" und "T2" auf die CCD-Matrizen 216 und 218 zu sammeln und abzubilden. Die Schaltfilter 212 und 214 können umgeschaltet werden, um in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Betriebsmodi in die optischen Wege eingesetzt oder von ihnen entfernt zu werden.
4A, 4B und 4C stellen den Scannvorgang eines lichtdurchlässigen Mediums 106 dar. Das lichtdurchlässige Medium 106 verbleibt in Ruhe, aber die beleuchtende Lichtquelle 100, der gekrümmte Spiegel 102 und der optische Laufwagen 20 bewegen sich zusammen längs der "X"-Richtung. Die CCD-Matrizen 216 und 218 erfassen das Bild auf einer Scann-Zeile in dem lichtdurchlässigen Medium 106 nach jeder Belichtung. Mit Bezug auf die Figuren bewegt sich der optische Laufwagen 20 um eine Distanz "ΔX1" weiter, nachdem die CCD-Matrizen 216 und 218 belichtet wurden, um das Bild der Scann-Zeile an der Position "X1" in dem lichtdurchlässigen Medium 106 zu erfassen. Dann werden die CCD-Matrizen 216 und 218 wieder belichtet, um das Bild der Scann-Zeile an der Position "X2" in dem lichtdurchlässigen Medium 106 zu erfassen.
Daher können die Scann-Zeilen der CCD-Matrizen 216 und 218 systematisch auf der gesamten Oberfläche des lichtdurchlässigen Mediums 106 verteilt sein, und es werden nach dem Scannvorgang zwei vollständige Bilder des lichtdurchlässigen Mediums 106 erhalten. Die erfassten Bilder können in digitale elektronische Daten gewandelt werden, um in dem Speicher des Scanners für den fortschreitenden Prozess oder die Ausgabe gespeichert zu werden.
Zur Erläuterung sind in 4A, 4B und 4C genau 5 Pixel für die CCD-Matrizen 216 und 218 abgebildet. In der Praxis können sie Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrizen oder Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrizen mit einer Mehrzahl von Pixeln sein. Und ihre Auflösung kann 600 dpi oder 1200 dpi, etc. betragen.
Als nächstes wird der Scannvorgang für ein reflektierendes Medium wie folgt erklärt. Es wird wiederum auf 3 Bezug genommen. Ein reflektierendes Medium 110 wird auf eine lichtdurchlässige Platte 108 gesetzt. Es gibt in dem optischen Laufwagen 20 zwei Lichtquellen 222 und 224, sie sind in einer bevorzugten Ausführungsform CCFLs oder ihnen ähnliche Lichtquellen sichtbaren Lichts. Ihre einfallenden Lichter "E1" und "E2" werden durch die lichtdurchlässige Platte 108 transmittiert und dann auf der Oberfläche des reflektierenden Mediums 110 reflektiert. Die reflektierten Bildstrahlen "R1" und "R2" kommen zurück zu dem optischen Laufwagen 20 und bilden mit den CCD-Matrizen 218 bzw. 216 zwei unabhängige optische Wege. Eine Abstandsvorrichtung 230 ist zwischen die Lichtquellen 222 und 224 gesetzt, um die optischen Wege zu trennen, sodass der reflektierte Bildstrahl "R1" nur durch die CCD-Matrix 218 erfasst wird und der reflektierte Bildstrahl "R2" nur durch die CCD-Matrix 216 erfasst wird. Zwei feststehende Spiegel 228 und 226 und zwei Sammelabbildungslinsen 208 und 210 sind in die optischen Wege eingesetzt.
Die feststehenden Spiegel 228 und 226 werden verwendet, um die Richtungen der reflektierten Bildstrahlen "R1" und "R2" zu ändern, und die Sammelabbildungslinsen 208 und 210 werden verwendet, um die reflektierten Bildstrahlen "R1" und "R2" auf den CCD-Matrizen 216 und 218 zu sammeln und abzubilden. Die Schaltspiegel 204 und 206 und die Schaltfilter 212 und 214 werden umgeschaltet, um im Scannbetrieb für reflektierende Medien von den optischen Wegen entfernt zu werden.
5A, 5B und 5C stellen den Scannvorgang des reflektierenden Mediums 110 dar. Das reflektierende Medium 110 verbleibt in Ruhe. Zwei Lichtquellen 222 und 224 leuchten, und der optische Laufwagen 20 bewegt sich längs der "X"-Richtung. Der optische Laufwagen 20 bewegt sich um einen Abstand "ΔX2" weiter, nachdem die CCD-Matrizen 216 und 218 belichtet wurden, um die Bilder der Scannzeilen an den Positionen "X3" und "X4" des reflektierenden Mediums 110 zu erfassen. Dann werden die CCD-Matrizen 216 und 218 wieder belichtet, um die Bilder der Scannzeilen an der Position "X5" und "X6" des reflektierenden Mediums 110 zu erfassen.
Daher können ähnlich wie bei dem Scannvorgang für das lichtdurchlässige Medium 106 die Scannzeilen der CCD-Matrizen 216 und 218 der Reihe nach über die gesamte Oberfläche des reflektierenden Mediums 110 verteilt werden, und nach dem Scannvorgang werden zwei vollständige Bilder des reflektierenden Mediums 110 erhalten. Die erfassten Bilder können in digitale elektronische Daten gewandelt werden, um in dem Speicher des Scanners für den fortschreitenden Vorgang oder die Ausgabe gespeichert zu werden.
Der Fachmann versteht, dass die Anzahl und die Position der festen Spiegel 202, 226, 228 und die Schaltspiegel 204, 206 in 3 geändert werden kann, um die Richtungen der optischen Wege für die transmittierten und reflektierten Bildstrahlen zu ändern und somit die praktischen Erfordernisse in einer bevorzugten Ausführungsform zu erfüllen.
Das Hauptmerkmal der Erfindung kann anhand der vorangegangenen Beschreibung darin gesehen werden, dass zwei CCD-Matrizen jeweils zwei unabhängige Objektbilder in einem Scannvorgang erfassen und die Erfindung kann auf lichtdurchlässige und reflektierende Medien angewendet werden. Daher können drei Betriebsmodi und besondere Funktionen der Erfindung: a. Bildwiederherstellung; b. doppelte Auflösung; und c. hoher Dynamikumfang durch Einbeziehen eines gewissen detaillierten Aufbaus und Systems realisiert werden, das in der Basisstruktur von 3 eingesetzt wird. Die Strukturen und Verfahren, um die drei besonderen Funktionen für lichtdurchlässige und reflektierende Medien zu realisieren, werden in den folgenden unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben.
Erstens dient die zweite Ausführungsform dazu, die Funktion der Bildwiederherstellung der Erfindung für das reflektierende Medium 110 zu erklären. Es wird wieder auf 3 Bezug genommen. Es ist anhand der vorangegangenen Beschreibung verständlich, dass die CCD-Matrizen 216 bzw. 218 die reflektierten Bildstrahlen erfassen, welche von den beiden Lichtquellen 222 und 224 stammen und auf der Oberfläche des reflektierenden Mediums 110 reflektiert werden. Nach dem Scannvorgang nehmen die CCD-Matrizen 216 bzw. 218 zwei unabhängige Bilder des reflektierenden Mediums 110 auf. Die einfallenden Lichter "E1" und "E2", die von den Lichtquellen 222 und 224 ausgestrahlt werden; befinden sich auf zwei verschiedenen Seiten einer Normalen, welche senkrecht zu der Ebene des reflektierenden Mediums 110 ist und sich zwischen den beiden Lichtquellen 222 und 224 befindet. Das heißt, dass die zwei einfallenden Lichter "E1" und "E2" unterschiedliche Einfallswinkel aufweisen. Daher bilden unebene Stellen wie z.B. Staub, Verschmutzungen oder Kratzer auf den gescannten Objekten zwei unterschiedliche Schatten auf den gescannten Bildern der CCD-Matrizen 216 und 218. Es wird auf 6A und 6B Bezug genommen, in denen ein Staubpartikel auf der Oberfläche des reflektierenden Mediums 110 einen Schatten "A1" auf dem gescannten Bild der CCD-Matrix 216 und einen Schatten "A2" auf dem gescannten Bild der CCD-Matrix 218 bildet. Der Bereich von "A2" ist nicht gleich dem Bereich von "A1", somit können die Fehler des gescannten Bildes, die durch die unebenen Stellen auf den reflektierenden Medien 110 verursacht werden, durch Vergleichen und Verarbeiten der beiden gescannten Bilder der CCD-Matrizen 216 und 218 behoben werden und dann kann ein wiederhergestelltes Bild gespeichert oder ausgegeben werden.
Die dritte Ausführungsform dient dazu, die Funktion der Bildwiederherstellung der Erfindung für das lichtdurchlässige Medium 106 zu erläutern, wobei wieder Bezug auf 3 genommen wird. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts und die IR-LED der Lichtquelle 100 leuchten gleichzeitig und bewegen sich längs dem optischen Laufwagen 20 in der "X"-Richtung. Die beiden Schaltfilter 212 und 214, welche der Filter für sichtbares Licht bzw. der Infrarotlichtfilter sind, sind in die optischen Wege eingesetzt. Daher empfangen die CCD-Matrizen 216 und 218 ein Bild aus sichtbarem Licht bzw. ein Infrarotlichtbild des lichtdurchlässigen Mediums 106. Weil die Farbstoffe lichtdurchlässig und die unebenen Stellen relativ lichtundurchlässig für IR-Licht sind, können somit die Fehler des gescannten Bildes, die durch die unebenen Stellen auf dem lichtdurchlässigen Medium 106 erzeugt werden, durch Vergleichen und Verarbeiten der beiden gescannten Bilder der CCD-Matrizen 216 und 218 behoben werden und dann kann ein wiederhergestelltes Bild gespeichert oder ausgegeben werden.
Die vierte Ausführungsform dient dazu, die Funktion der doppelten Auflösung der Erfindung für das reflektierende Medium 110 zu erläutern, wobei auf 7A und 7B Bezug genommen wird. Die CCD-Matrizen 216 und 218 haben das Scannzeilenbild an der Position "X7" in dem reflektierenden Medium 110 der Reihe nach erfasst. Zur Erklärung sind 7 Pixel für die CCD-Matrizen 216 und 218 abgebildet. Die CCD-Matrizen 216 und 218 weisen dieselbe Pixelanzahl und denselben Pixelabstand "d" auf und weisen einen relativen Versatz von einem halben Pixelabstand "d/2" in ihrer Längsrichtung ("Z"-Richtung) auf. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der halbe Pixelabstand "d/2" durch Einsetzen eines Motors oder eines linearen Antriebsmoduls erreicht werden, um sich auf einer Führungsschiene längs der "Z"-Richtung zu bewegen.
Mit Bezug auf 8 weist der Scannerspeicher 800 die doppelte Anzahl von Speichereinheiten pro Scannzeilenbild im Vergleich zur Pixelanzahl der CCD-Matrizen 216 und 218 auf, wobei die Anzahl der Speichereinheiten in 8 14 beträgt. Der Scanner speichert die Scannzeilenbilder der CCD-Matrizen 216 und 218 in dem Scannerspeicher 800 auf gestaffelte Art, d.h., dass die ungeradzahligen Speichereinheiten das Scannzeilenbild der CCD-Matrix 218 speichern und die geradzahligen Speichereinheiten das Scannzeilenbild des CCD-Matrix 216 speichern, wie es in 8 gezeigt ist. Somit speichert der Scannerspeicher 800 doppelt so viele Pixelbilder pro Scannzeile wie die jeweilige CCD-Matrix. Folglich wird die Scannerauflösung im Vergleich zu einer einzelnen CCD-Matrix um das doppelte gesteigert. Z.B. kann die Scannerauflösung 1200 dpi betragen, wenn die Auflösung der CCD-Matrix 600 dpi beträgt.
Die fünfte Ausführungsform soll die Funktion der doppelten Auflösung der Erfindung für das lichtdurchlässige Medium 106 erklären, wobei wieder auf 3 Bezug genommen wird. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts der Lichtquelle 100 leuchtet, und zwei Schaltfilter 212 und 214 werden geschaltet, um von den optischen Wegen entfernt zu werden. Der Aufbau der CCD-Matrizen 216, 218 und die Art und Weise, wie der Scanner seine Bilder speichert, sind dieselben wie bei der vierten Ausführungsform, sodass es nachstehend nicht weiter beschrieben wird.
Die sechste Ausführungsform soll die Funktion des hohen Dynamikumfangs der Erfindung für das reflektierende Medium 110 erklären, wofür wiederum auf 3 Bezug genommen wird. Die Steuersignale des Systems werden so gesetzt, dass sie die CCD-Matrizen 216 und 218 dazu bringen, für jede Scannzeile des reflektierenden Mediums 110 unterschiedliche Belichtungszeiten zu haben. Nach dem Verarbeiten und Zusammensetzen der zwei gescannten Bilder, die durch die CCD-Matrix 216 bzw. 218 unter Verwendung unterschiedlicher Belichtungszeit erfasst wurden, kann ein Gesamtbild gespeichert oder ausgegeben werden. Die stark belichteten Bereiche des zusammengesetzten Bildes übernehmen das gescannte Bild mit einer kurzen Belichtungszeit und die Schattenbereiche des zusammengesetzten Bildes übernehmen das gescannte Bild mit einer langen Belichtungszeit. Z.B. wird die Belichtungszeit der CCD-Matrix 216 auf das Vierfache der Belichtungszeit der CCD-Matrix 218 eingestellt, dann übernehmen die stark belichteten Bereiche des zusammengesetzten Bildes das gescannte Bild der CCD-Matrix 218 und die Schattenbereiche des zusammengesetzten Bildes übernehmen das gescannte Bild der CCD-Matrix 216. Folglich ist das zu speichernde oder auszugebende zusammengesetzte Bild ein klares Bild mit einem hohen Dynamikumfang.
Die siebte Ausführungsform soll die Funktion des hohen Dynamikumfangs der Erfindung für ein lichtdurchlässiges Medium 106 erklären, wobei wieder auf 3 Bezug genommen wird. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts der Lichtquelle 100 leuchtet und die zwei Schaltfilter 212 und 214 werden geschaltet, um von den optischen Wegen entfernt zu werden. Die unterschiedliche Belichtungszeit für die CCD-Matrizen 216 und 218 und die Art und Weise, wie der Scanner deren Bilder zusammensetzt, sind dieselben wie bei der sechsten Ausführungsform, sodass sie nachstehend nicht weiter beschrieben werden.
Um die obige Beschreibung von der zweiten Ausführungsform bis zur siebten Ausführungsform zusammenzufassen, können sechs Betriebsmodi, die der Anwender auswählen kann: M1. reflektierendes Medium – Bildwiederherstellung; M2. lichtdurchlässiges Medium – Bildwiederherstellung; M3. reflektierendes Medium – doppelte Auflösung; M4. lichtdurchlässiges Medium – doppelte Auflösung; M5 reflektierendes Medium – hoher Dynamikumfang und M6. lichtdurchlässiges Medium – hoher Dynamikumfang durch Aufnehmen eines bestimmten detaillierten Aufbaus und eines Systems, das in die Scannerstruktur eingesetzt wird, mit zwei CCD-Matrizen und zwei Sammelabbildungslinsen der Erfindung in 3 realisiert werden.
Der Fachmann versteht, dass der Scanner mit zwei CCD-Matrizen und zwei Sammelabbildungslinsen und das zugehörige Verfahren der Erfindung auch in getrennten Anordnungen realisiert werden können, um lichtdurchlässige Medien bzw. reflektierende Medien zu scannen.
9 ist eine schematische Darstellung der Scannerstruktur mit zwei CCD-Matrizen und einer Sammelabbildungslinse, welche lichtdurchlässige Medien und reflektierende Medien gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung scannen kann. Der optische Laufwagen 30 weist auf: eine Lichtquelle 300; einen feststehenden Spiegel 302; einen Schaltspiegel 304, um den Modus des lichtdurchlässigen Mediums und den Modus des reflektierenden Mediums einzuschalten; eine Sammelabbildungslinse 308; einen Strahlteiler 310; zwei Schaltfilter 312 und 314; und zwei CCD-Matrizen 316 und 318.
Zuerst werden die optischen Wege der Scannerstruktur in 9 für das lichtdurchlässige Medium 106 wie folgt erläutert. Der transmittierte Bildstrahl "T" tritt in den optischen Laufwagen 30 ein und der Schaltspiegel 304 wird in den optischen Weg gestellt, um den transmittierten Bildstrahl "T" als den einfallenden Bildstrahl "I" der Sammelabbildungslinse 308 zu reflektieren. Der ausfallende Bildstrahl "C" der Sammelabbildungslinse 308 fällt auf den Strahlteiler 310 und wird dadurch in zwei Bild-Teilstrahlen "C1" und "C2" aufgeteilt. Dann werden die zwei Bild-Teilstrahlen "C1" und "C2" auf den CCD-Matrizen 316 bzw. 318 gesammelt und abgebildet.
Vergleicht man die Scannerstruktur mit zwei CCD-Matrizen und einer Sammelabbildungslinse in 9 mit der Scannerstruktur mit zwei CCD-Matrizen und zwei Sammelabbildungslinsen in 3, weisen beide das gleiche lichtdurchlässige Medium 106, die gleiche lichtdurchlässige Platte 104, die gleiche Lichtquelle 100 und den gleichen gekrümmten Spiegel 102 auf. Die CCD-Matrizen 316 und 318 entsprechen den CCD-Matrizen 216 und 218; die Schaltfilter 312 und 314 entsprechen den Schaltfiltern 212 und 214; der Strahlteiler 310 entspricht dem Strahlteiler 200; und der optische Laufwagen 30 entspricht dem optischen Laufwagen 20. Der Unterschied besteht darin, dass der Strahlteiler 310 in 9 hinter die Sammelabbildungslinse 308 gesetzt ist, sodass die Bild-Teilstrahlen "C1" und "C2" den transmittierten Bild-Teilstrahlen "T1" und "T2" entsprechen.
Der Fachmann versteht, dass der Scannvorgang der achten Ausführungsform in 9 für lichtdurchlässige Medien 106 ähnlich der ersten Ausführungsform in 3 ist, sodass es nachstehend nicht weiter beschrieben wird.
Folglich zeigt sich ein Merkmal der achten Ausführungsform darin, dass zwei CCD-Matrizen 316 und 318 zwei jeweilige unabhängige Bilder des lichtdurchlässigen Mediums 106 in einem Scannvorgang erfassen. Der Fachmann versteht, dass die drei Betriebsmodi, welche der Benutzer auswählen kann: M2. lichtdurchlässiges Medium – Bildwiederherstellung; M4. lichtdurchlässiges Medium – doppelte Auflösung; und M6. lichtdurchlässiges Medium – hoher Dynamikumfang durch Einbeziehen eines ähnlichen detaillierten Aufbaues und einer ähnlichen Systemabstimmung wie sie bei der dritten Ausführungsform, der fünften Ausführungsform und der siebten Ausführungsform der Erfindung vorher beschrieben wurde, realisiert werden können, was nachstehend nicht weiter beschrieben werden soll.
Als nächstes werden die optischen Wege der Scannerstruktur in 9 für das reflektierende Medium 110 wie folgt erläutert. Ähnlich zu der Lichtquelle 100 zum Scannen des lichtdurchlässigen Mediums 106 ist die Lichtquelle 300 zum Scannen des reflektierenden Mediums 110 aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer IR-LED zusammengesetzt. Das einfallende Licht "E3" wird durch die lichtdurchlässige Platte 108 transmittiert und dann auf der Oberfläche des reflektierenden Mediums 110 reflektiert. Der reflektierte Bildstrahl "R3" kommt zu dem optischen Laufwagen 30 zurück und wird dann durch den feststehenden Spiegel 302 als der einfallende Bildstrahl "I" der Sammelabbildungslinse 308 reflektiert. Der Schaltspiegel 304 wird geschaltet, so dass er in den Betriebsmodi für das reflektierende Medium 110 von dem optischen Weg entfernt wird. Der ausfallende Bildstrahl "C" der Sammelabbildungslinse 308 fällt auf den Strahlteiler 310 und wird durch ihn in zwei Bild-Teilstrahlen "C1" und "C2" aufgeteilt. Dann werden die beiden Bild-Teilstrahlen "C1" und "C2" gesammelt und auf die CCD-Matrizen 316 bzw. 318 abgebildet.
Daher sind die optischen Wege der Scannerstruktur in 9 für das Scannen des reflektierenden Mediums 110 und des lichtdurchlässigen Mediums 106 sehr ähnlich. Der Unterschied ist die Bildungsquelle des einfallenden Bildstrahls "I" der Sammelabbildungslinse 308: er wird mittels des feststehenden Spiegels 302 gebildet, um den reflektierten Bildstrahl "R3" beim Scannen des reflektierenden Mediums 110 zu reflektieren; und er wird mittels des Schaltspiegels 304 gebildet, um den transmittierten Bildstrahl "T" beim Scannen des lichtdurchlässigen Mediums 106 zu reflektieren. Mit anderen Worten entsprechen die Lichtquelle 300 und der feste Spiegel 302 der Lichtquelle 100 und dem Schaltspiegel 304. Folglich versteht der Fachmann, dass die Scannvorgänge für das reflektierende Medium 110 und das lichtdurchlässige Medium 106 in 9 sehr ähnlich sind, sodass sie nachstehend nicht weiter beschrieben werden.
Der Fachmann kann einschätzen, dass die Anzahl und die Position des feststehenden Spiegels 302 und des Schaltspiegels 304 in 9 geändert werden können, um die Richtungen der optischen Wege für die transmittierten und reflektierten Bildstrahlen zu ändern und somit die praktischen Erfordernisse in einer bevorzugten Ausführungsform zu erfüllen.
Daher zeigt sich ein Merkmal der achten Ausführungsform darin, dass zwei CCD-Matrizen 316 und 318 zwei jeweilige unabhängige Bilder des reflektierenden Mediums 110 in einem Scannvorgang erfassen. Der Fachmann kann einschätzen, dass die drei Betriebsmodi, welche der Benutzer auswählen kann: M1. reflektierendes Medium – Bildwiederherstellung; M3. reflektierendes Medium – doppelte Auflösung; und M5. reflektierendes Medium – hoher Dynamikumfang durch Einbeziehen irgendeines detaillierten Aufbaues und irgendeiner detaillierten Systemabstimmung realisiert werden können.
Als erstes wird der Betriebsmodus: M1. reflektierendes Medium – Bildwiederherstellung der achten Ausführungsform in 9 wie folgt beschrieben. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts und die IR-LED der Lichtquelle 300 leuchten gleichzeitig. Die beiden Schaltfilter 312 und 314, welche der Filter für das sichtbare Licht bzw. der Infrarotlichtfilter sind, werden in die optischen Wege gestellt. Daher empfangen die CCD-Matrizen 316 und 318 ein sichtbares Lichtbild bzw. ein Infrarotlichtbild des reflektierenden Mediums 110. Daher können die Fehler des gescannten Bildes, die durch die unebenen Stellen auf dem reflektierenden Medium 110 verursacht werden, durch Vergleichen und Verarbeiten des Bildes des sichtbaren Lichts und des IR-Lichtbildes behoben werden und dann ein wiederhergestelltes Bild gespeichert oder ausgegeben werden.
Als nächstes wird der Betriebsmodus: M3. reflektierendes Medium – doppelte Auflösung der achten Ausführungsform in 9 wie folgt erläutert. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts der Lichtquelle 300 leuchtet und die zwei Schaltfilter 312 und 314 werden umgeschaltet, so dass sie von den optischen Wegen entfernt werden. Die Anordnung der CCD-Matrizen 316 und 318 ist ähnlich zu der der CCD-Matrizen 216 und 218 der vierten Ausführungsform. Daher weisen die CCD-Matrizen 316 und 318 die gleiche Pixelzahl und den gleichen Pixelabstand auf und weisen einen relativen Versatz um einen halben Pixelabstand in ihre Längsrichtung auf. Die Art und Weise, wie der Scanner die gescannten Bilder der CCD-Matrizen 316 und 318 gestaffelt speichert, ist die gleiche wie bei der vierten Ausführungsform, sodass dies nachstehend nicht weiter beschrieben werden soll.
Zuletzt wird der Betriebsmodus: M5. reflektierendes Medium – hoher Dynamikumfang der achten Ausführungsform in 9 wie folgt beschrieben. Die CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts der Lichtquelle 300 leuchtet und die beiden Schaltfilter 312 und 314 werden umgeschaltet, so dass sie von den optischen Wegen entfernt werden. Die Steuersignale des Systems werden so gesetzt, dass sie die CCD-Matrizen 316 und 318 dazu bringen, dass sie für jede Scannzeile des reflektierenden Mediums 110 unterschiedliche Belichtungszeiten aufweisen. Nach dem Verarbeiten und Zusammensetzen der beiden gescannten Bilder, die durch die CCD-Matrizen 316 bzw. 318 unter Verwendung unterschiedlicher Belichtungszeiten erfasst wurden, kann ein zusammengesetztes Bild gespeichert oder ausgegeben werden. Die Bereiche starker Belichtung des zusammengesetzten Bildes übernehmen das gescannte Bild mit einer kurzen Belichtungszeit und die Schattenbereiche des zusammengesetzten Bildes übernehmen das gescannte Bild mit einer langen Belichtungszeit.
Ein Fachmann kann einschätzen, dass der Scanner mit zwei CCD-Matrizen und einer Sammelabbildungslinse und das zugehörige Verfahren der Erfindung auch in getrennten Strukturen realisiert werden können, um lichtdurchlässige Medien bzw. reflektierende Medien zu scannen.
Zusammenfassend kann das Hauptmerkmal der Erfindung anhand der obigen Beschreibung darin gesehen werden, dass zwei CCD-Matrizen in einem Scannvorgang jeweils zwei unabhängige Objektbilder erfassen, und die Erfindung kann auf lichtdurchlässige und reflektierende Medien angewendet werden. Die Erfindung kann in zwei Arten von Strukturen realisiert werden, welche eine oder zwei Sammelabbildungslinsen aufweisen, und drei spezielle Funktionen der Erfindung: a. Bildwiederherstellung; b. doppelte Auflösung; und c. hoher Dynamikumfang können in verschiedenen Betriebsmodi durch Einbeziehen irgendeines detaillierten Aufbaues und irgendeiner detaillierten Systemabstimmung realisiert werden. Indessen kann die Erfindung in einer integrierten Struktur, die in der Lage ist, sowohl lichtdurchlässige Medien als auch reflektierende Medien zu scannen, oder in getrennten Strukturen realisiert werden, um lichtdurchlässige Medien bzw. reflektierende Medien zu scannen.
Folglich können die Strukturen und zugehörigen Verfahren der Erfindung für einen Scanner mit zwei CCD-Matrizen die Scannzeit wirksam verkürzen und die Qualität des gescannten Bildes wirksam erhöhen.
Die vorangegangene Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen der Erfindung wurde zu Veranschaulichungszwecken und Beschreibungszwecken dargestellt. Sie soll nicht ausschließend oder auf die konkreten Ausführungsformen, die offenbart wurden, beschränkt sein und offensichtlich sind viele Modifikationen und Veränderungen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung bestmöglich zu erläutern, um dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung und verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen bestmöglich zu nutzen, wie sie für eine bestimmte Verwendung als geeignet erachtet werden. Der Umfang der Erfindung soll durch die Ansprüche, die hieran angefügt sind, und ihre Entsprechungen definiert werden.

Claims

Scanner, aufweisend: eine lichtdurchlässige Platte (108), um ein reflektierendes Medium (110) zu halten; eine erste Lichtquelle (222), die bewegbar unter die lichtdurchlässige Platte (108) gesetzt ist, wobei ein erstes einfallendes Licht (E1), das von der ersten Lichtquelle ausgestrahlt wird, auf einer Oberfläche des reflektierenden Mediums (110) reflektiert wird, um einen ersten reflektierten Bildstrahl (R1) zu bilden; eine zweite Lichtquelle (224), die bewegbar unter der lichtdurchlässigen Platte (108) und um einen Abstand getrennt von der ersten Lichtquelle (222) eingerichtet ist, wobei ein zweites einfallendes Licht (E2), das von der zweiten Lichtquelle (224) ausgestrahlt wird, auf der Oberfläche des reflektierenden Mediums reflektiert wird, um einen zweiten reflektierten Bildstrahl (R2) zu bilden, und der zweite reflektierte Bildstrahl (R2) und der erste reflektierte Bildstrahl (R1) in einem einzigen Scannvorgang gebildet werden; eine erste CCD-Matrix (218), die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den ersten reflektierten Bildstrahl (R1) zu empfangen; eine zweite CCD-Matrix (216), die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den zweiten reflektierten Bildstrahl (R2) zu empfangen; und eine Abstandsvorrichtung (230), die unter der ersten Lichtquelle (222) und der zweiten Lichtquelle (224) eingerichtet ist, um zu verhindern, dass der erste reflektierte Bildstrahl (R1) die zweite CCD-Matrix (216) bestrahlt und der zweite reflektierte Bildstrahl (R2) die erste CCD-Matrix (218) bestrahlt.
Scanner nach Anspruch 1, der ferner eine Bewegungsvorrichtung aufweist, die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um die erste Lichtquelle (222), die zweite Lichtquelle (224), die erste CCD-Matrix (218), die zweite CCD-Matrix (216) und die Abstandsvorrichtung (230) zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 1, der ferner ein Strahlrichtmodul aufweist, das unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den ersten reflektierten Bildstrahl (R1) auf die erste CCD-Matrix (218) zu richten und den zweiten reflektierten Bildstrahl (R2) auf die zweite CCD-Matrix (216) zu richten.
Scanner nach Anspruch 3, wobei das Strahlrichtmodul mindestens einen Spiegel aufweist, um den optischen Weg des ersten reflektierten Bildstrahls (R1) oder des zweiten reflektierten Bildstrahls (R2) zu ändern.
Scanner nach Anspruch 1, der ferner ein Sammelabbildungslinsenmodul aufweist, das unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den ersten reflektierten Bildstrahl (R1) und den zweiten reflektierten Bildstrahl (R2) auf der ersten CCD-Matrix (218) bzw. auf der zweiten CCD-Matrix (216) zu sammeln und abzubilden.
Scanner nach Anspruch 1, wobei die erste Lichtquelle (222) und die zweite Lichtquelle (224) Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFLs) oder ihnen ähnliche Lichtquellen sichtbaren Lichts sind.
Scanner nach Anspruch 1, wobei die erste CCD-Matrix (218) und die zweite CCD-Matrix (216) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und einer Drei-Zeilen-Rot-Grün-Blau (RGB) CCD-Matrix besteht.
Scanner nach Anspruch 1, wobei die erste CCD-Matrix (218) und die zweite CCD-Matrix (216) die gleiche Pixelzahl und den gleichen Pixelabstand und einen relativen Versatz von einem halben Pixelabstand in ihrer Längsrichtung aufweisen.
Scanner nach Anspruch 8, der einen Motor oder ein lineares Antriebsmodul aufweist, um die zweite CCD-Matrix (216) anzutreiben, so dass sie sich um den Abstand eines halben Pixels bewegt.
Scanner, aufweisend: eine lichtdurchlässige Platte (104), um ein lichtdurchlässiges Medium (106) zu halten; eine Lichtquelle (100), die bewegbar unter die lichtdurchlässige Platte (104) gesetzt ist, wobei ein einfallender Lichtstrahl (E), der von der Lichtquelle (100) abgestrahlt wird, auf dem lichtdurchlässigen Medium (104) auftrifft, um einen transmittierten Bildstrahl (T) zu bilden; einen Strahlteiler (200), der oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um den transmittierten Bildstrahl (T) in einen ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) und einen zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) aufzuteilen; eine erste CCD-Matrix (216), die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte eingerichtet ist, um den ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) zu empfangen; und eine zweite CCD-Matrix (218), die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte eingerichtet ist, um den zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) zu empfangen.
Scanner nach Anspruch 10, der ferner eine Bewegungsvorrichtung aufweist, die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) angeordnet ist, um die erste Lichtquelle (E), den Strahlteiler (200), die erste CCD-Matrix (216) und die zweite CCD-Matrix (218) in einem Scannvorgang zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 10, ferner aufweisend ein Strahlrichtmodul, das oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um den ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) auf die erste CCD-Matrix (216) zu richten und den zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) auf die zweite CCD-Matrix (218) zu richten.
Scanner nach Anspruch 12, wobei das Strahlrichtmodul einen ersten Spiegel (204), der in dem optischen Weg des ersten transmittierten Bild-Teilstrahls (T1) eingerichtet ist, und einen zweiten Spiegel (206) aufweist, der in dem optischen Weg des zweiten transmittierten Bild-Teilstrahls (T2) eingerichtet ist.
Scanner nach Anspruch 10, ferner aufweisend ein Sammelabbildungslinsenmodul, das oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um den ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) und den zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) auf der ersten CCD-Matrix (216) bzw. der zweiten CCD-Matrix (218) zu sammeln und abzubilden.
Scanner nach Anspruch 10, wobei die Lichtquelle (100) eine CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts ist.
Scanner nach Anspruch 10, wobei die Lichtquelle (100) aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer Infrarotlicht ausstrahlenden Diode (IR-LED) zusammengesetzt ist und jeder von dem transmittierten Bildstrahl (T), dem ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) und dem zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) einen Anteil sichtbaren Lichts, der von der CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts ausgestrahlt wird, und einen IR-Lichtanteil aufweist, der von der IR-LED ausgestrahlt wird.
Scanner nach Anspruch 16, ferner aufweisend: einen Lichtfilter für sichtbares Licht (212), der vor die erste CCD-Matrix (216) gesetzt ist, um den IR-Lichtanteil des ersten transmittierten Bild-Teilstrahls (T1) zu filtern und den Anteil sichtbaren Lichts des ersten transmittierten Bild-Teilstrahls (T1) durchzulassen; und einen IR-Lichtfilter (214), der vor die zweite CCD-Matrix (218) gesetzt ist, um den Anteil sichtbaren Lichts des zweiten transmittierten Bild-Teilstrahls (T2) zu filtern und den IR-Lichtanteil des zweiten transmittierten Bild-Teilstrahls (T2) durchzulassen.
Scanner nach Anspruch 10, wobei die erste CCD-Matrix (216) und die zweite CCD-Matrix (218) aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und einer Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrix besteht.
Scanner nach Anspruch 10, wobei die erste CCD-Matrix (216) und die zweite CCD-Matrix (218) die gleiche Pixelzahl und den gleichen Pixelabstand und einen relativen Versatz von einem halben Pixelabstand in ihrer Längsrichtung aufweisen.
Scanner nach Anspruch 19, aufweisend einen Motor oder ein lineares Antriebsmodul, um die zweite CCD-Matrix (218) anzutreiben, sich um den halben Pixelabstand zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 10, wobei die lichtdurchlässige Platte (104) ein Filmhalter ist, um einen gescannten Film an einer Scannposition zu halten.
Scanner nach Anspruch 10, wobei der erste transmittierte Bild-Teilstrahl (T1) durch den Strahlteiler (200) gebildet wird, der ungefähr 50% des transmittierten Bildstrahls (T) in einem Winkel reflektiert, und der zweite transmittierte Bild-Teilstrahl (T2) durch den Strahlteiler (200) gebildet wird, der ungefähr 50% des transmittierten Bildstrahls (T) transmittiert.
Scanner, aufweisend: eine erste lichtdurchlässige Platte (108), um ein reflektierendes Medium (110) zu halten; eine zweite lichtdurchlässige Platte (104), die parallel zu der ersten lichtdurchlässigen Platte (108) ist, um ein lichtdurchlässiges Medium (106) zu halten; eine erste Lichtquelle (100), die unter der zweiten lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, wobei ein erstes einfallendes Licht (E), das von der ersten Lichtquelle (100) ausgestrahlt wird, auf das lichtdurchlässige Medium (106) fällt, um einen transmittierten Bildstrahl (T) zu bilden; und einen optischen Laufwagen (20), der zwischen die erste lichtdurchlässige Platte (108) und die zweite lichtdurchlässige Platte (104) gesetzt ist, um sich längs einer Richtung parallel zu der ersten lichtdurchlässigen Platte (108) zu bewegen, wobei sich die erste Lichtquelle (100) gemeinsam mit dem optischen Laufwagen (20) bewegt und der optische Laufwagen (20) aufweist: eine zweite Lichtquelle (224), wobei ein zweites einfallendes Licht (E2), das von der zweiten Lichtquelle (224) ausgestrahlt wird, auf einer Oberfläche des reflektierenden Mediums (110) reflektiert wird, um einen ersten reflektierten Bildstrahl (R2) zu bilden; eine dritte Lichtquelle (222), die von der zweiten Lichtquelle (224) um einen Abstand getrennt ist, wobei ein drittes einfallendes Licht (E1), das von der dritten Lichtquelle (222) ausgestrahlt wird, auf der Oberfläche des reflektierenden Mediums (110) reflektiert wird, um einen zweiten reflektierten Bildstrahl (E1) zu bilden, und der zweite reflektierte Bildstrahl (R1) und der erste reflektierte Bildstrahl (R2) in einem Scannvorgang gebildet werden; einen Strahlteiler (200), um den transmittierten Bildstrahl (T) in einen ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) und einen zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) aufzuteilen; eine erste CCD-Matrix (216), um den ersten reflektierten Bildstrahl (R2) und den ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) zu empfangen, wobei die Längsrichtung der ersten CCD-Matrix (216) parallel zu der ersten lichtdurchlässigen Platte (108) und senkrecht zu der Bewegungsrichtung des optischen Laufwagens (20) ist; eine zweite CCD-Matrix (218), um den zweiten reflektierten Bildstrahl (R1) und den zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) zu empfangen, wobei die zweite CCD-Matrix (218) parallel zu der ersten CCD-Matrix ist; eine Abstandsvorrichtung (230), die zwischen die zweite Lichtquelle (224) und die dritte Lichtquelle (222) gesetzt ist, um zu verhindern, dass der erste reflektierte Bildstrahl (R2) die zweite CCD-Matrix (218) bestrahlt, und um zu verhindern, dass der zweite reflektierte Bildstrahl (R1) das erste CCD-Matrix (216) bestrahlt; und ein Schaltmodul für den optischen Weg, um einen von dem ersten reflektierten Bildstrahl (R2) und dem ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) auszuwählen, der auf die erste CCD-Matrix (216) fällt, und einen von dem zweiten reflektierten Bildstrahl (R1) und dem zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) auszuwählen, der auf die zweite CCD-Matrix (218) fällt.
Scanner nach Anspruch 23, wobei der optische Laufwagen (20) ferner ein Strahlrichtmodul aufweist, um den ersten reflektierten Bildstrahl (R2) und den zweiten reflektierten Bildstrahl (R1) auf die erste CCD-Matrix (216) bzw. auf die zweite CCD-Matrix (218) zu richten.
Scanner nach Anspruch 24, wobei das Strahlrichtmodul aufweist: einen ersten Spiegel (228), der in dem optischen Weg des ersten reflektierten Bildstrahls (R2) eingerichtet ist; und einen zweiten Spiegel (226), der in dem optischen Weg des zweiten reflektierten Bildstrahls (R1) eingerichtet ist.
Scanner nach Anspruch 25, wobei das Schaltmodul des optischen Wegs aufweist: einen ersten Schaltspiegel (204), der zwischen den ersten Spiegel (228) und die erste CCD-Matrix (216) gesetzt ist; einen zweiten Schaltspiegel (206), der zwischen den zweiten Spiegel (226) und die zweite CCD-Matrix (218) gesetzt ist.
Scanner nach Anspruch 23, wobei der optische Laufwagen (20) ferner ein Sammelabbildungslinsenmodul (208, 210) aufweist, um den ersten reflektierten Bildstrahl (R2) und den ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) auf der ersten CCD-Matrix (216) zu sammeln und abzubilden, und den zweiten reflektierten Bildstrahl (R1) und den zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) auf der zweiten CCD-Matrix (218) zu sammeln und abzubilden.
Scanner nach Anspruch 23, wobei die zweite Lichtquelle (224) und die dritte Lichtquelle (222) CCFLs oder ihr ähnliche Lichtquellen sichtbaren Lichts sind.
Scanner nach Anspruch 23, wobei die erste Lichtquelle (100) aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer IR-LED zusammengesetzt ist und jeder von dem ersten einfallenden Licht (E), dem transmittierten Bildstrahl (T), dem ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) und dem zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2) einen Anteil sichtbaren Lichts, der von der CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts ausgestrahlt wird, und einen IR-Lichtanteil aufweist, der von der IR-LED emittiert wird.
Scanner nach Anspruch 29, der ferner aufweist: einen Filter (212) für sichtbares Licht, der vor die erste CCD-Matrix (216) gesetzt ist, um den IR-Lichtanteil des ersten transmittierten Bild-Teilstrahls (T1) zu filtern und den Anteil des sichtbaren Lichts des ersten transmittierten Bild-Teilstrahls (T1) durchzulassen; und einen IR-Lichtfilter (214), der vor die zweite CCD-Matrix (218) gesetzt ist, um den Anteil des sichtbaren Lichts des zweiten transmittierten Bild-Teilstrahls (T2) zu filtern und den Anteil des IR-Lichts des zweiten transmittierten Bild-Teilstrahls (T2) durchzulassen.
Scanner nach Anspruch 23, wobei die erste CCD-Matrix (216) und die zweite CCD-Matrix (218) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und einer Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrix besteht.
Scanner nach Anspruch 23, wobei die erste CCD-Matrix (216) und die zweite CCD-Matrix (218) die gleiche Pixelzahl und den gleichen Pixelabstand aufweisen und einen relativen Versatz von einem halben Pixelabstand in ihrer Längsrichtung aufweisen.
Scanner nach Anspruch 32, aufweisend einen Motor oder ein lineares Antriebsmodul, um die zweite CCD-Matrix (218) um einen halben Pixelabstand zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 23, wobei die zweite lichtdurchlässige Platte (104) ein Filmhalter ist, um einen gescannten Film an einer Scannposition zu halten.
Scanner nach Anspruch 23, wobei der erste transmittierte Bild-Teilstrahl (T1) durch den Strahlteiler (200) gebildet wird, der ungefähr 50% des transmittierten Bildstrahls (T) in einem Winkel reflektiert, und der zweite transmittierte Bild-Teilstrahl (T2) durch den Strahlteiler (200) gebildet wird, der ungefähr 50% des transmittierten Bildstrahls (T) transmittiert.
Scanner, aufweisend: eine lichtdurchlässige Platte (108), um ein reflektierendes Medium (110) zu halten; eine Lichtquelle (300), die bewegbar unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, wobei einfallendes Licht (E3), das von der Lichtquelle (300) ausgestrahlt wird, auf einer Oberfläche des reflektierenden Mediums (110) reflektiert wird, um einen reflektierten Bildstrahl (R3) zu bilden; eine Sammelabbildungslinse (308), die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den reflektierten Bildstrahl (R3) zu empfangen und einen ausfallenden Bildstrahl (C) zu transmittieren; einen Strahlteiler (310), der unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den ausfallenden Bildstrahl (C) in einen ersten Bild-Teilstrahl (C1) und einen zweiten Bild-Teilstrahl (C2) aufzuteilen; eine erste CCD-Matrix (316), die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, wobei der erste Bild-Teilstrahl (C1) auf der ersten CCD-Matrix (316) gesammelt und abgebildet wird; und eine zweite CCD-Matrix (318), die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, wobei der zweite Bild-Teilstrahl (C2) auf der zweiten CCD-Matrix (318) gesammelt und abgebildet wird.
Scanner nach Anspruch 36, ferner aufweisend eine Bewegungsvorrichtung, die unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um die Lichtquelle (300), die Sammelabbildungslinse (308), den Strahlteiler (308), die erste CCD-Matrix (316) und doe zweite CCD-Matrix (318) zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 36, ferner aufweisend ein Strahlrichtmodul, das unter der lichtdurchlässigen Platte (108) eingerichtet ist, um den reflektierten Bildstrahl (R3) auf die Sammelabbildungslinse (308) zu richten.
Scanner nach Anspruch 38, wobei das Strahlrichtmodul mindestens einen Spiegel (302) aufweist, um den optischen Weg des reflektierten Bildstrahls (R3) zu ändern.
Scanner nach Anspruch 36, wobei die Lichtquelle (300) eine CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts ist.
Scanner nach Anspruch 36, wobei die Lichtquelle (300) aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer IR-LED zusammengesetzt ist und jeder von dem einfallenden Licht (E3), dem reflektierten Bildstrahl (R3), dem ausfallenden Bildstrahl (C), dem ersten Bild-Teilstrahl (C1) und dem zweiten-Bild-Teilstrahl (C2) einen Anteil sichtbaren Lichts, der von dem CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts ausgestrahlt wird, und einen Anteil IR-Licht, das von der IR-LED ausgestrahlt wird, aufweist.
Scanner nach Anspruch 41, ferner aufweisend: einen Filter (312) für sichtbares Licht, der vor die erste CCD-Matrix (316) gesetzt ist, um den IR-Lichtanteil des ersten Bild-Teilstrahls (C1) zu filtern und den Anteil sichtbaren Lichtes des ersten Bild-Teilstrahls (C1) durchzulassen; und einen IR-Lichtfilter (314), der vor die zweite CCD-Matrix (318) gesetzt ist, um den Anteil des sichtbaren Lichtes des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) zu filtern und den IR-Lichtanteil des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) durchzulassen.
Scanner nach Anspruch 36, wobei die erste CCD-Matrix (316) und die zweite CCD-Matrix (318) aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und einer Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrix besteht.
Scanner nach Anspruch 36, wobei die erste CCD-Matrix (316) und die zweite CCD-Matrix (318) dieselbe Pixelzahl und denselben Pixelabstand aufweisen und einen relativen Versatz von einem halben Pixelabstand in ihrer Längsrichtung aufweisen.
Scanner nach Anspruch 44, aufweisend einen Motor oder ein lineares Antriebsmodul, um die zweite CCD-Matrix (318) anzutreiben, sich um einen halben Pixelabstand zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 36, wobei der erste Bild-Teilstrahl (C1) durch den Strahlteiler (310) gebildet wird, der ungefähr 50% des ausfallenden Bildstrahls (C) in einem Winkel reflektiert, und der zweite Bild-Teilstrahl (C2) durch den Strahlteiler (310) gebildet wird, der ungefähr 50% des ausfallenden Bildstrahls (C) transmittiert.
Scanner, aufweisend: eine lichtdurchlässige Platte (104), um ein lichtdurchlässiges Medium (106) zu halten; eine Lichtquelle (100), die unter der lichtdurchlässigen Platte (104) bewegbar eingerichtet ist, wobei einfallendes Licht, das von der Lichtquelle ausgestrahlt wird, auf das lichtdurchlässige Medium auftrifft, um einen transmittierten Bildstrahl (T) zu bilden; eine Sammelabbildungslinse (308), die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) aufgestellt ist, um den transmittierten Bildstrahl (T) zu empfangen und einen ausfallenden Bildstrahl (C) zu transmittieren; einen Strahlteiler (310), der oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um den ausfallenden Bildstrahl (C) in einen ersten Bild-Teilstrahl (C1) und einen zweiten Bild-Teilstrahl (C29 aufzuteilen; eine erste CCD-Matrix (316), die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, wobei der erste Bild-Teilstrahl (C1) auf der ersten CCD-Matrix (316) gesammelt und abgebildet wird; und eine zweite CCD-Matrix (318), die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, wobei der zweite Bild-Teilstrahl (C2) auf der zweiten CCD-Matrix (318) gesammelt und abgebildet wird.
Scanner nach Anspruch 47, ferner aufweisend eine Bewegungsvorrichtung, die oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um die Lichtquelle (100), die Sammelabbildungslinse (308), den Strahlteiler (310), die erste CCD-Matrix (316) und das zweite CCD-Matrix (318) zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 47, ferner aufweisend ein Strahlrichtmodul, das oberhalb der lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um den transmittierten Bildstrahl (T) auf die Sammelabbildungslinse (308) zu richten.
Scanner nach Anspruch 49, wobei das Strahlrichtmodul mindestens einen Spiegel (304) aufweist, um den optischen Weg des transmittierten Bildstrahls (T) zu ändern.
Scanner nach Anspruch 47, wobei die Lichtquelle (100) eine CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts ist.
Scanner nach Anspruch 47, wobei die Lichtquelle (100) aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer IR-LED zusammengesetzt ist und jeder von dem einfallenden Licht (E), dem transmittierten Bildstrahl (T), dem ausfallenden Bildstrahl (C), dem ersten Bild-Teilstrahl (C1) und dem zweiten Bild-Teilstrahl (C2) einen Anteil sichtbaren Lichts enthält, der von der CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts ausgestrahlt wird, und einen IR-Lichtanteil enthält, der von der IR-LED ausgestrahlt wird.
Scanner nach Anspruch 52, ferner aufweisend: einen Filter (312) für sichtbares Licht, der vor die erste CCD-Matrix (316) gesetzt ist, um den IR-Lichtanteil des ersten Bild-Teilstrahls (C1) zu filtern und den Anteil sichtbaren Lichts des ersten Bild-Teilstrahls (C1) durchzulassen; und einen IR-Lichtfilter (314), der vor doe zweite CCD-Matrix (318) gesetzt ist, um den Anteil sichtbaren Lichts des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) zu filtern und den IR-Lichtanteil des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) durchzulassen.
Scanner nach Anspruch 47, wobei die erste CCD-Matrix (316) und die zweite CCD-Matrix (318) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und einer Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrix besteht.
Scanner nach Anspruch 47, wobei die erste CCD-Matrix (316) und die zweite CCD-Matrix (318) die gleiche Pixelanzahl und den gleichen Pixelabstand aufweisen und einen relativen Versatz von einem halben Pixelabstand in ihrer Längsrichtung aufweisen.
Scanner nach Anspruch 55, aufweisend einen Motor oder ein lineares Antriebsmodul, um die zweite CCD-Matrix (318) um einen halben Pixelabstand zu bewegen.
Scanner nach Anspruch 47, wobei der erste Bild-Teilstrahl (C1) durch den Strahlteiler (310) gebildet wird, der ungefähr 50% des ausfallenden Bildstrahls (C) in einem Winkel reflektiert, und der zweite Bild-Teilstrahl (C2) durch den Strahlteiler (310) gebildet wird, der ungefähr 50% des ausfallenden Bildstrahls (C) transmittiert.
Scanner nach Anspruch 47, wobei die lichtdurchlässige Platte (104) ein Filmhalter ist, um einen gescannten Film an einer Scannposition zu halten.
Scanner, aufweisend: eine erste lichtdurchlässige Platte (108), um ein reflektierendes Medium (110) zu halten; eine zweite lichtdurchlässige Platte (104), die parallel zu der ersten lichtdurchlässigen Platte liegt, um ein lichtdurchlässiges Medium (106) zu halten; eine erste Lichtquelle (100), die unterhalb der zweiten lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, wobei ein erstes einfallendes Licht (E), das von der ersten Lichtquelle (100) ausgestrahlt wird, auf das lichtdurchlässige Medium (106) fällt, um einen transmittierten Lichtstrahl (T) zu bilden; und einen optischen Laufwagen (30), der zwischen der ersten lichtdurchlässigen Platte (108) und der zweiten lichtdurchlässigen Platte (104) eingerichtet ist, um längs einer Richtung parallel zu der ersten lichtdurchlässigen Platte (108) bewegt zu werden, wobei sich die erste Lichtquelle (100) gemeinsam mit dem optischen Laufwagen (30) bewegt und der optische Laufwagen (30) aufweist: eine zweite Lichtquelle (300), wobei ein zweites einfallendes Licht (E3), das von der zweiten Lichtquelle (300) ausgestrahlt wird, auf einer Oberfläche des reflektierenden Mediums (110) reflektiert wird, um einen reflektierten Bildstrahl (R3) zu bilden; eine Sammelabbildungslinse (308), um den transmittierten Bildstrahl (T) und den reflektierten Bildstrahl (R3) zu empfangen und einen ausfallenden Bildstrahl (C) zu transmittieren; einen Strahlteiler (310), um den ausfallenden Bildstrahl (C) in einen ersten Bild-Teilstrahl (C1) und einen zweiten Bild-Teilstrahl (C2) aufzuteilen; eine erste CCD-Matrix (316), wobei die Längsrichtung der ersten CCD-Matrix (316) parallel zu der ersten lichtdurchlässigen Platte (108) ist und senkrecht zu der Bewegungsrichtung des optischen Laufwagens (30) ist und der erste Bild-Teilstrahl (C1) auf der ersten CCD-Matrix (316) gesammelt und abgebildet wird; eine zweite CCD-Matrix (318), wobei die zweite CCD-Matrix (318) parallel zu der ersten CCD-Matrix (316) liegt und der zweite Bild-Teilstrahl (C2) auf der zweiten CCD-Matrix (318) gesammelt und abgebildet wird; und ein Schaltmodul für den optischen Weg, um einen von dem transmittierten Bildstrahl (T) und dem reflektierten Bildstrahl (R3) auszuwählen, der auf die Sammelabbildungslinse (308) trifft.
Scanner nach Anspruch 59, wobei der optische Laufwagen (30) ferner ein Strahlrichtmodul aufweist, um den reflektierten Bildstrahl (R3) auf die Sammelabbildungslinse (308) zu richten.
Scanner nach Anspruch 60, wobei das Strahlrichtmodul mindestens einen Spiegel (302) aufweist, der in einem optischen Weg des reflektierten Bildstrahls (R3) aufgestellt ist.
Scanner nach Anspruch 61, wobei das Schaltmodul für den optischen Weg mindestens einen Schaltspiegel (304) aufweist, der zwischen dem Spiegel (302) und der Sammelabbildungslinse (308) aufgestellt ist.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die erste Lichtquelle (100) eine CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts ist.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die erste Lichtquelle (100) aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer IR-LED zusammengesetzt ist und jeder von dem einfallenden Licht (E), dem transmittierten Bildstrahl (T), dem ausfallenden Bildstrahl (C), dem ersten Bild-Teilstrahl (C1) und dem zweiten Bild-Teilstrahl (C2) einen Anteil sichtbaren Lichts, das von der CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts ausgestrahlt wird, und einen IR-Lichtanteil aufweist, der von der IR-LED ausgestrahlt wird.
Scanner nach Anspruch 64, ferner aufweisend: einen Filter (312) für sichtbares Licht, der vor die erste CCD-Matrix (316) gesetzt ist, um den IR-Lichtanteil des ersten Bild-Teilstrahls (C1) zu filtern und den Anteil des sichtbaren Lichtes des ersten Bild-Teilstrahls (C1) durchzulassen; einen IR-Lichtfilter (314), der vor die zweite CCD-Matrix (318) gesetzt ist, um den Anteil des sichtbaren Lichtes des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) zu filtern und den IR-Lichtanteil des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) durchzulassen.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die zweite Lichtquelle (300) eine CCFL oder eine ihr ähnliche Lichtquelle sichtbaren Lichts ist.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die zweite Lichtquelle (300) aus einer CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts und einer IR-LED zusammengesetzt ist und jeder von dem einfallenden Licht (E3), dem reflektierten Bildstrahl (R3), dem ausfallenden Bildstrahl (C), dem ersten Bild-Teilstrahl (C1) und dem zweiten Bild-Teilstrahl (C2) einen Anteil sichtbaren Lichtes aufweist, der von der CCFL oder einer ihr ähnlichen Lichtquelle sichtbaren Lichts ausgestrahlt wird, und einen IR-Lichtanteil aufweist, der von der IR-LED ausgestrahlt wird.
Scanner nach Anspruch 67, ferner aufweisend: einen Filter (312) für sichtbares Licht, der vor die erste CCD-Matrix (316) gesetzt ist, um den IR-Lichtanteil des ersten Bild-Teilstrahls (C1) zu filtern und den Anteil sichtbaren Lichtes des ersten Bild-Teilstrahls (C1) durchzulassen; und einen IR-Lichtfilter (314), der vor die zweite CCD-Matrix (318) gesetzt ist, um den Anteil sichtbaren Lichtes des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) zu filtern und den IR-Lichtanteil des zweiten Bild-Teilstrahls (C2) durchzulassen.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die erste CCD-Matrix (316) und die zweite CCD-Matrix (318) aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Einzelzeilen-Graustufen-CCD-Matrix und einer Drei-Zeilen-RGB-CCD-Matrix besteht.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die erste CCD-Matrix (316) und die zweite CCD-Matrix (318) die gleiche Pixelanzahl und den gleichen Pixelabstand und einen relativen Versatz um einen halben Pixelabstand in ihrer Längsrichtung aufweisen.
Scanner nach Anspruch 59, aufweisend einen Motor oder ein lineares Antriebsmodul, um die zweite CCD-Matrix (318) anzutreiben, so dass es sich um eine halbe Pixeldistanz bewegt.
Scanner nach Anspruch 59, wobei der erste Bild-Teilstrahl (C1) durch den Strahlteiler (308) gebildet wird, der ungefähr 50% des ausfallenden Bildstrahls (C) in einem Winkel reflektiert, und der zweite Bild-Teilstrahl (C2) durch den Strahlteiler (308) gebildet wird, der ungefähr 50% des ausfallenden Bildstrahls (C) transmittiert.
Scanner nach Anspruch 59, wobei die zweite lichtdurchlässige Platte (104) ein Filmhalter ist, um einen gescannten Film an einer Scannposition zu halten.
Bildwiederherstellungsverfahren für das gescannte Bild eines reflektierenden Mediums (110), das in dem Scanner verwendet wird, nach Anspruch 1, aufweisend: Einstellen des ersten einfallenden Lichts (E1) und des zweiten einfallenden Lichts (E2), sodass es auf das reflektierende Medium (110) in unterschiedlichen Einfallswinkeln in demselben Scannvorgang fällt; Erfassen des ersten reflektierten Bildstrahls (R1) und des zweiten reflektierten Bildstrahls (R2), um erste elektronische Bilddaten bzw, zweite elektronische Bilddaten zu bilden; Vergleichen der ersten elektronischen Bilddaten und der zweiten elektronischen Bilddaten, um die Bildfehler zu finden, die durch die unebenen Stellen des reflektierenden Mediums (110) erzeugt wurden; und Beheben der Bildfehler;
Bildwiederherstellungsverfahren für das gescannte Bild eines lichtdurchlässigen Mediums (106), aufweisend: Auftreffen lassen eines einfallenden Lichts (E) auf dem lichtdurchlässigen Medium (106), um einen transmittierten Bildstrahl (T) hinter dem lichtdurchlässigen Medium (106) zu bilden; Aufteilen des transmittierten Bildstrahls (T) in einen ersten transmittierten Bild-Teilstrahl (T1) und einen zweiten transmittierten Bild-Teilstrahl (T2); Filtern des IR-Lichtanteils des ersten transmittierten Bild-Teilstrahls (T1), um einen Bildstrahl sichtbaren Lichts zu bilden; Filtern des Anteils des sichtbaren Lichts des zweiten transmittierten Bild-Teilstrahls (T2), um einen IR-Licht-Bildstrahl zu bilden; Erfassen des Bildstrahls des sichtbaren Lichtes, um erste elektronische Bilddaten zu bilden; Erfassen des IR-Licht-Bildstrahls, um zweite elektronische Bilddaten zu bilden; Vergleichen der ersten elektronischen Bilddaten und der zweiten elektronischen Bilddaten, um die Bildfehler zu finden, die durch die unebenen Stellen des lichtdurchlässigen Mediums verursacht werden; und Beheben der Bildfehler.
Bildwiederherstellungsverfahren für ein gescanntes Bild eines reflektierenden Mediums (110), aufweisend: Auftreffen lassen eines einfallenden Lichts (E3) auf einer Oberfläche des reflektierenden Mediums (110), um einen reflektierten Bildstrahl (R3) zu bilden; Aufteilen des reflektierten Bildstrahls (R3) in einen ersten Bild-Teilstrahl (C1) und einen zweiten Bild-Teilstrahl (C2); Filtern des IR-Lichtanteils des ersten Bild-Teilstrahls (C1), um einen Bildstrahl sichtbaren Lichtes zu bilden; Filtern des Anteils des sichtbaren Lichtes des zweiten Bild-Teilstrahls (C2), um einen IR-Licht-Bildstrahl zu bilden; Erfassen des Bildstrahls des sichtbaren Lichtes, um erste elektronische Bilddaten zu bilden; Erfassen des IR-Lichtbildstrahls, um zweite elektronische Bilddaten zu bilden; Vergleichen der ersten elektronischen Bilddaten und der zweiten elektronischen Bilddaten, um die Bildfehler zu finden, die durch die unebenen Stellen des reflektierenden Mediums erzeugt werden; und Beheben der Bildfehler.
Scann- und Verarbeitungsverfahren eines Objektbildes, aufweisend: Erfassen eines ersten Bildstrahls und eines zweiten Bildstrahls in einem Scannvorgang, um erste elektronische Bilddaten bzw. zweite elektronische Bilddaten zu bilden, wobei der erste Bildstrahl und der zweite Bildstrahl denselben Pixeln eines Objekts mit einem relativen Versatz entsprechen; und Speichern der ersten elektronischen Bilddaten und der zweiten elektronischen Bilddaten in einem Speicher auf gestaffelte Weise, um dritte elektronische Bilddaten zu erzeugen, wobei die Pixelzahl der dritten elektronischen Bilddaten gleich der Summe der Anzahl der Pixel der ersten elektronischen Bilddaten und der zweiten elektronischen Bilddaten ist.
Verfahren nach Anspruch 77, wobei der relative Versatz gleich einem halben Pixelabstand ist.
Scann- und Verarbeitungsverfahren eines Objektbildes, aufweisend: Erfassen eines ersten Bildstrahls unter Verwendung einer ersten Belichtungszeit und Erfassen eines zweiten Bildstrahls unter Verwendung einer zweiten Belichtungszeit in einem Scannvorgang, um erste elektronische Bilddaten bzw. zweite elektronische Bilddaten zu bilden, wobei die erste Belichtungszeit und die zweite Belichtungszeit unterschiedlich sind; und Zusammensetzen der ersten elektronischen Bilddaten und der zweiten elektronischen Bilddaten, um dritte elektronische Bilddaten zu bilden, wobei die dritten elektronischen Bilddaten irgendeinen Anteil der ersten elektronischen Bilddaten und irgendeinen Anteil der zweiten elektronischen Bilddaten aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 79, wobei die zweite Belichtungszeit länger als die erste Belichtungszeit ist und die Bereiche mit hoher Belichtung und die Schattenbereiche der dritten elektronischen Bilddaten erste elektronische Bilddaten bzw. zweite elektronische Bilddaten übernehmen.