DE10349611A1 - Systeme und Verfahren zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen in einem optischen Bildscanner - Google Patents

Systeme und Verfahren zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen in einem optischen Bildscanner Download PDF

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Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum optischen Scannen mehrerer Objektebenen geliefert. Ein Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen in einer optischen Bildscanumgebung, das ein Positionieren eines ersten optischen Sensorarrays, um ein optisches Signal zu empfangen, das einer ersten Objektebene entspricht, die in einer ersten Entfernung von der Auflage angeordnet ist, und ein Positionieren eines zweiten optischen Sensorarrays, um ein optisches Signal zu empfangen, das einer zweiten Objektebene entspricht, die in einer zweiten Entfernung von der Auflage angeordnet ist, umfaßt.

Description

  • Optische Bildscanner, auch als Dokumentscanner bekannt, wandeln ein sichtbares Bild (z.B. auf einem Dokument oder auf einer Photographie, oder ein Bild in einem transparenten Medium usw.) in eine elektronische Form um, die zum Kopieren, Speichern oder Verarbeiten durch einen Computer geeignet ist. Ein optischer Bildscanner kann eine separate Vorrichtung sein, oder ein Bildscanner kann ein Bestandteil eines Kopiergerätes, ein Bestandteil eines Faxgerätes oder ein Bestandteil einer Mehrzweckvorrichtung sein. Reflektierende Bildscanner weisen üblicherweise eine gesteuerte Lichtquelle auf, und es wird Licht von der Oberfläche eines Dokuments durch ein Optiksystem und auf ein Array aus lichtempfindlichen Vorrichtungen (z.B. eine ladungsgekoppelte Vorrichtung, einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS) usw.) reflektiert. Transparentbildscanner leiten Licht durch ein transparentes Bild, beispielsweise ein photographisches Positivdia, durch ein Optiksystem und daraufhin auf ein Array aus lichtempfindlichen Vorrichtungen. Das Optiksystem fokussiert mindestens eine Linie, Abtastlinie genannt, des gerade gescannten Bildes auf das Array aus lichtempfindlichen Vorrichtungen. Die lichtempfindlichen Vorrichtungen wandeln empfangene Lichtintensität in ein elektronisches Signal um. Ein Analog/Digital-Wandler wandelt das elektronische Signal in computerlesbare Binärzahlen um, wobei jede Binärzahl einen Intensitätswert darstellt.
  • Es gibt zwei übliche Typen von Bildscannern. Bei einem ersten Typ wird üblicherweise ein einzelnes Kugelreduktionslinsensystem verwendet, um die Abtastlinie auf das Photosensorarray zu fokussieren, und die Länge des Photosensorarrays ist viel geringer als die Länge der Abtastlinie. Bei einem zweiten Typ wird ein Array aus vielen Linsen verwendet, um die Abtastlinie auf das Photosensorarray zu fokussieren, und die Länge des Photosensorarrays ist gleich der Länge der Abtastlinie. Es ist üblich, als zweiten Typ Selfoc®-Linsenarrays (SLA) (von Nippon Sheet Glass Co. erhältlich) zu verwenden, bei denen ein Array aus stabförmigen Linsen verwendet wird, in der Regel mit mehreren Photosensoren, die Licht durch jede einzelne Linse empfangen.
  • Tiefenschärfe bezieht sich auf die maximale Entfernung, um die die Objektposition verändert werden kann, während eine gewisse Bildauflösung aufrechterhalten wird (d.h. der Betrag, um den eine Objektebene entlang des optischen Weges in Bezug auf eine bestimmte Referenzebene verschoben werden kann und nicht mehr als eine vorgegebene akzeptable Unschärfe mit sich bringt). Die Tiefenschärfe für Linsenarrays ist im Vergleich mit Scannern, die ein einzelnes Kugelreduktionslinsensystem verwenden, üblicherweise relativ kurz. Üblicherweise werden flache Dokumente durch eine Abdeckung zum Zwecke des Scanners gegen eine transparente Platte bzw. Auflage gedrückt, so daß Tiefenschärfe kein Problem darstellt. Es gibt jedoch einige Situationen, bei denen die gescannte Oberfläche nicht direkt auf einer Auflage plaziert werden kann. Ein Beispiel ist das Scannen von 35-mm-Dias. Ein typischer Rahmen für ein 35-mm-Dia hält die Oberfläche des Films ca. 0,7-1,5 mm über der Oberfläche der Auflage. Folglich können Dias etwas defokussiert sein, wenn Linsenarrays verwendet werden, die auf die Oberfläche der Auflage fokussiert sind. Ein weiteres Beispiel ist ein Scannen von Büchern oder Zeitschriften, bei denen sich ein Teil einer gescannten Seite zu einer Einbandnut krümmt, was dazu führt, daß ein Teil der gescannten Oberfläche über der transparenten Auflage positioniert wird. Eine hohe Tiefenschärfe wird benötigt, um die Einbandnut scharf abzubilden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und Verfahren zum optischen Scannen mehrerer Objektebenen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist ein System zum optischen Scannen mehrerer Objektebenen, das eine Auflage und einen optischen Kopf, der ein Bildsensormodul aufweist, umfaßt. Das Bildsensormodul weist ein erstes optisches Sensorarray auf, das positioniert ist, um ein erstes optisches Signal zu empfangen, das einer ersten Objektebene, die in einer ersten Entfernung von der Auflage angeordnet ist, entspricht. Das Bildsensormodul weist ferner ein zweites optisches Sensorarray auf, das positioniert ist, um ein optisches Signal zu empfangen, das einer zweiten Objektebene, die in einer zweiten Entfernung von der Auflage angeordnet ist, entspricht.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel weist einen optischen Kopf zum Scannen auf. Der optische Kopf weist einen Strahlteiler auf, der relativ zu einem Linsenarray positioniert ist und konfiguriert ist, um ein erstes optisches Signal zu reflektieren und ein zweites optisches Signal zu senden. Der optische Kopf umfaßt ferner ein erstes optisches Sensorarray, das positioniert ist, um das erste optische Signal zu empfangen, das einer ersten Objektebene entspricht, die in einer ersten Entfernung von der Auflage angeordnet ist, und ein zweites optisches Sensorarray, um das zweite optische Signal zu empfangen, das einer zweiten Objektebene entspricht, die in einer zweiten Entfernung von der Auflage angeordnet ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen, die nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und bei denen das Hauptaugenmerk statt dessen darauf gelegt wird, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung deutlich zu veranschaulichen, und bei denen ferner gleiche Bezugszei chen in allen Ansichten entsprechende Teile bezeichnen, näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines optischen Bildscanners gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen;
  • 2 eine Querschnittsansicht des Bildsensormoduls der 1, die eine winkelige Beziehung zwischen den zwei optischen Sensorarrays veranschaulicht;
  • 3 eine Querschnittsansicht eines Bildsensormoduls, wie es beispielsweise in 1 und 2 gezeigt ist, die ferner die geometrische Beziehung zwischen den zwei optischen Sensorarrays veranschaulicht;
  • 4 ein Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines optischen Bildscanners gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen; und
  • 5 eine Querschnittsansicht des Bildsensormoduls der 4, die die Beziehung zwischen den zwei optischen Sensorarrays veranschaulicht.
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines optischen Bildscanners 100 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bereitstellen mehrerer zu scannender Objektebenen. Nachstehend werden verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben. Als Einführung ist jedoch zu sagen, daß der optische Bildscanner 100 eine Einrichtung zum Scannen eines Bildes an mehreren Objektebenen, ohne den optischen Kopf 104 relativ zu der Auflage 102 neu positionieren zu müssen, bereitstellt. Statt den optischen Kopf 104 zu bewegen, stellen verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mehrere Objektebenen be reit, indem sie die Innenoptik des optischen Kopfes 104 modifizieren. Diesbezüglich kann der optische Kopf 104 relativ zu der Auflage 102 ortsfest bleiben, während die Innenoptik konfiguriert ist, um mehrere Objektebenen bereitzustellen (d.h. einen primären Brennpunkt in verschiedenen Entfernungen über der oberen Oberfläche der Auflage 102). Man sollte jedoch erkennen, daß der optische Kopf 104 bei manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung auch neu positioniert werden kann, um eine weitere Flexibilität beim Verschieben von Objektebenen zu liefern.
  • Die relativen Größen verschiedener Objekte in 1 sind übertrieben dargestellt, um die Veranschaulichung zu erleichtern. Wie in 1 gezeigt ist, weist die optische Bildscanumgebung 100 einen optischen Kopf 104 (auch als Wagen bekannt) auf, der relativ zu einer transparenten Auflage 102 positioniert ist. Wie in der Technik bekannt ist, kann ein Dokument 106 zum Scannen auf der oberen Oberfläche der Auflage 102 plaziert sein. Die optische Scanumgebung 100 kann in einem optischen Bildscanner (z. B. einem niedrigen Flachbettscanner), einem Faxgerät, einem Kopierer usw. enthalten sein.
  • Wie ferner in 1 veranschaulicht ist, weist der optische Kopf 104 eine erste reflektierende Oberfläche 108 (z. B. Spiegel usw.), ein Linsenarray 110, eine zweite reflektierende Oberfläche 108 und ein Bildsensormodul 114 auf. Das Bildsensormodul 114 kann beispielsweise eine gedruckte Schaltungsanordnung oder eine beliebige andere Halbleitervorrichtung umfassen. Das Bildsensormodul 114 umfaßt ferner zumindest zwei Photosensorarrays 112, die eine beliebige Art von Vorrichtung sein können, die konfiguriert ist, um optische Signale zu empfangen und die Lichtintensität in ein elektronisches Signal umzuwandeln. Wie in der Technik bekannt ist, können die Photosensorarrays 112 beispielsweise eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD – charge-coupled device), einen Komplementär-Metalloxid-Halbleiter (CMOS – complementary metal-oxide semiconductor) usw. umfassen.
  • Das Linsenarray 110 kann ein Array aus stabförmigen Linsen umfassen, die eine relativ geringe Tiefenschärfe aufweisen. Beispielsweise kann das Linsenarray 110 ein Selfoc®-Linsenarray (SLA) umfassen, daß von Nippon Sheet Glass Co., Somerset, New Jersey, USA, hergestellt und vertrieben wird. Ein Stablinsenarray kann zumindest eine Reihe von Gradientenindex-Mikrolinsen umfassen, die gleiche Abmessungen und optische Eigenschaften aufweisen können. Die Linsen können zwischen zwei Platten aus Fiberglas-verstärktem Kunststoff (FRP = fiberglass-reinforced plastic)) ausgerichtet sein. Da FRP einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der gleich dem von Glas ist, sind die Auswirkungen einer thermischen Verzerrung und Beanspruchung minimal. Das FRP erhöht ferner die mechanische Festigkeit des SLA. Die Zwischenräume können mit schwarzem Silikon gefüllt sein, um eine Überstrahlung (Übersprechen) zwischen den Linsen zu verhindern und jede einzelne Linse zu schützen.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird bzw. werden, während ein Dokument 106 durch den optischen Kopf 104 gescannt wird, (ein) optische(s) Signal(e) (entlang Wegen 120 und 122) von dem Dokument 106 weg und zu der ersten reflektierenden Oberfläche 108 reflektiert. Die erste reflektierende Oberfläche 108 lenkt das bzw. die optische(n) Signal(e) durch das zu fokussierende Linsenarray 110. Das bzw. die optische(n) Signal (e) kann bzw. können auch durch eine zweite reflektierende Oberfläche 108 zu dem Bildsensormodul 114 hin reflektiert werden. Das optische Signal bzw. die optischen Signale (entlang der Wege 120 und 122) wird bzw. werden durch entsprechende Photosensorarrays 112 empfangen und in ein elektronisches Signal umgewandelt, das durch einen Analog/Digital-Wandler, einen digitalen Signalprozessor usw. verarbeitet werden kann. Auf diese Weise fokussiert die Optik in dem optischen Kopf 104 einen Abschnitt eines Bildes des Dokuments 106 auf zumindest das Photosensorarray 112. Ein Photosensorarray 112 ist in dem optischen Kopf 104 positioniert, um ein erstes optisches Signal (entlang dem Weg 120) zu empfangen, das einer ersten Objektebene entspricht, die in einer ersten Entfernung von der Auflage 102 (z.B. in der Nähe der oberen Oberfläche der Auflage 102) angeordnet ist. Ein zweites Photosensorarray 112 ist in dem optischen Kopf 104 positioniert, um ein zweites optisches Signal (entlang dem Weg 122) zu empfangen, das einer zweiten Objektebene entspricht, die in einer zweiten Entfernung von der Auflage 102 (d.h. in einer Entfernung H0 von der oberen Oberfläche der Auflage 102) angeordnet ist.
  • Man sollte erkennen, daß der optische Bildscanner 100 auf eine Anzahl alternativer Arten und Weisen konfiguriert sein kann. Um beispielsweise das Querschnittsprofil des optischen Kopfes zu verändern, kann die zweite reflektierende Oberfläche 108 entfernt werden, und das Bildsensormodul 114 kann senkrecht zu der optischen Achse des Linsenarrays 110 orientiert sein, um das optische Signal 116 zu empfangen. Alternativ dazu kann die optische Achse des Linsenarrays 110 senkrecht zu der Auflage 102 ausgerichtet sein, um Licht durch das Linsenarray 100 und auf die Photosensorarrays 112 zu lenken. Die jeweilige Ausrichtung des Linsenarrays 110 ist für die vorliegende Erfindung nicht relevant.
  • Die optischen Komponenten in dem optischen Kopf 104 fokussieren zumindest eine Linie/Zeile (d.h. eine Abtastlinie) des gescannten Bildes auf das Photosensorarray 112. Wie in der Technik bekannt ist, kann ein Scannen des gesamten Bildes bewerkstelligt werden, indem der optische Kopf 104 relativ zu dem Dokument 106 (z.B. unter Verwendung von Kabeln) verschoben wird, wie durch Bezugszeichen 118 angegeben ist.
  • Wie oben erwähnt wurde, können existierende optische Bildscanner aufgrund der relativ geringen Tiefenschärfe des Linsenarrays 110 unscharfe Bilder oder ein unscharfes Dokument 106 erzeugen, die bzw. das eine geringe Entfernung über dem primären Brennpunkt des Linsenarrays 110 positioniert sein können bzw. kann. Beispielsweise können existie rende optische Bildscanner so konfiguriert sein, daß sich der primäre Brennpunkt in einer relativ kurzen Entfernung H0 über der oberen Oberfläche der Auflage 102 befindet. Wenn ein Dokument 106, beispielsweise ein Blatt Papier usw., auf der Auflage 102 positioniert wird, kann es ungefähr in der Entfernung H0 über der oberen Oberfläche der Auflage 102 oder innerhalb der relativ geringen Bandbreite der Tiefenschärfe angeordnet sein. Falls das Dokument 106 jedoch an einer Objektebene positioniert ist, die sich außerhalb einer Bandbreite eines akzeptablen Fokus befindet, können existierende optische Bildscanner ein unscharfes Bild erzeugen. Beispielsweise können verschiedene Typen von Dokumenten (oder Abschnitte des Dokuments) an einer Objektebene, die sich außerhalb der Bandbreite eines akzeptablen Fokus befindet, angeordnet sein, wenn sie auf der Auflage 102 positioniert sind (z. B. 35-mm-Dias, Transparente, Photographien, Bücher, Magazine usw.).
  • Nachdem eine allgemeine Übersicht über den optischen Bildscanner 110 beschrieben wurde, werden verschiedene Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen, die gescannt werden sollen, beschrieben. Wie oben angegeben wurde, kann die relative Positionierung des ersten und des zweiten Photosensorarrays 112 auf viele verschiedene Arten und Weisen bewerkstelligt werden. In einem breit gefaßten Sinn werden die Photosensorarrays 112 so positioniert, daß die optische Entfernung zwischen einem Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 (z.B. der optische Weg 122) größer ist als die optische Entfernung zwischen dem anderen Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 (z.B. der optische Weg 120). Mit anderen Worten ist jedes Photosensorarray 112 an einem Punkt eines scharfen Fokus für die entsprechende Objektebene angeordnet. Man wird erkennen, daß das Differential der optischen Weglängen zwischen jedem Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 ein gleiches Differential bezüglich der entsprechenden Objektebenen liefert. Wie in 1 veranschaulicht ist, kann eine dem optischen Weg 120 entspre chende Objektebene direkt oberhalb der oberen Oberfläche der Auflage 102 angeordnet sein, und eine dem optischen Weg 122 entsprechende Objektebene kann in einer Entfernung H0 oberhalb der oberen Oberfläche der Auflage 102 angeordnet sein. Falls die optische Entfernung zwischen einem Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 10 Längeneinheiten beträgt, und die optische Entfernung zwischen dem anderen Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 12 Längeneinheiten beträgt, können zwei unterschiedliche Objektebenen (die 2 Längeneinheiten – H0 – auseinanderliegen) bereitgestellt werden.
  • 1 bis 3 veranschaulichen eines einer Anzahl von Ausführungsbeispielen zum Liefern des relativen Positionierens der Photosensorarrays 112. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die relative Positionierung durch ein Abwinkeln des Bildsensormoduls 114 geliefert. Wie am besten in 2 veranschaulicht ist, kann das Bildsensormodul 114 bei einem nicht-orthogonalen Winkel (θ) relativ zu der optischen Achse des Linsenarrays 110 angeordnet sein. Bei dieser winkeligen Beziehung wird ein Photosensorarray 112 zu einer Position verschoben, die weiter von dem Linsenarray 110 entfernt ist als das andere Photosensorarray 112. Die optische Entfernung zwischen einem Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 (z.B. der optische Weg 120) ist größer als die optische Entfernung zwischen dem anderen Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 (z.B. der optische Weg 122). Wie oben erwähnt wurde, liefert dieses Differential der optischen Weglängen zwischen jedem Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 ein gleiches Differential bezüglich der entsprechenden Objektebenen. Fachleute werden erkennen, daß die Entfernung zwischen Objektebenen auf der Basis der nachfolgenden Gleichung 1 entworfen sein kann. sin θ = D1/D2; D1 = Entfernung zwischen optischen Wegen & Entfernung zwischen Bildobjekt
    D2 = laterale Entfernung zwischen Photosensorarrays 112
  • Gleichung 1
  • Auf diese Weise kann der Winkel (θ) ausgewählt werden, um die Objektebene eine bestimmte Entfernung oberhalb/über die/der oberen Oberfläche der Auflage 102 zu verschieben.
  • Fachleute werden erkennen, daß der optische Bildscanner 100 auf eine Vielzahl alternativer Arten und Weisen konfiguriert sein kann. Beispielsweise kann die zweite reflektierende Oberfläche 108 weggelassen werden, und das Bildsensormodul 114 kann positioniert sein, um optische Signale (entlang Wegen 120 und 122) zu empfangen, ohne daß dieselben reflektiert werden. Bei dieser Konfiguration wird man erkennen, daß das Bildsensormodul 114 bei einem nichtorthogonalen Winkel (θ) relativ zu einer Achse angeordnet sein kann, die zu der optischen Achse des Linsenarrays 110 senkrecht ist. Allgemeiner gesagt kann der Winkel (θ) bezüglich des Einfallswinkels optischer Signale (entlang Wegen 120 und 122) beschrieben werden. Somit kann die relative Positionierung der Photosensorarrays 112 auf eine Anzahl unterschiedlicher Arten und Weisen bewerkstelligt werden, je nach der Positionierung des Linsenarrays 110, der Positionierung und der Anzahl von reflektierenden Oberflächen 108 usw.
  • 4 ist ein Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines optischen Bildscanners 100 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Bereitstellen mehrerer zu scannender Objektebenen. Der optische Bildscanner 100 kann wie oben beschrieben konfiguriert sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bildsensormodul 302 nicht in einer winkeligen Beziehung angeordnet; vielmehr ist das Bildsensormodul 302 in einer typischen orthogonalen Beziehung angeordnet. Wie am besten in 5 veranschau licht ist, wird die relative Positionierung der Photosensorarrays erreicht, indem jedes Photosensorarray 112 in einer anderen Entfernung von dem orthogonalen Bildsensormodul 302 positioniert wird. Beispielsweise kann ein Photosensorarray 304 in einer ersten Entfernung von dem Bildsensormodul 302 angeordnet werden, und ein weiteres Photosensorarray 306 kann zu einer zweiten Entfernung von dem Bildsensormodul 302 angehoben werden.
  • Auf diese Weise befindet sich das Photosensorarray 306 relativ zu dem Photosensorarray 304 in einer Position, die von dem Linsenarray 110 weiter entfernt ist. Wie oben beschrieben wurde, liefert dieses Differential (H0) bezüglich der optischen Weglängen zwischen den Photosensorarrays 304 und 306 und dem Linsenarray 110 ein gleiches Differential bezüglich der entsprechenden Objektebenen. Fachleute werden erkennen, daß der optische Bildscanner 100 auch auf eine Vielzahl alternativer Arten und Weisen konfiguriert sein kann. Beispielsweise kann die zweite reflektierende Oberfläche 108 weggelassen werden, und das Bildsensormodul 702 kann positioniert sein, um optische Signale (entlang Wegen 120 und 122) zu empfangen, ohne daß dieselben reflektiert werden.

Claims (15)

  1. System zum optischen Scannen mehrerer Objektebenen, das folgende Merkmale aufweist: eine Auflage (102); und einen optischen Kopf (104), der ein Bildsensormodul (114) aufweist, das folgende Merkmale aufweist: ein erstes optisches Sensorarray (112), das positioniert ist, um ein optisches Signal zu empfangen, das einer ersten Objektebene entspricht, die in einer ersten Entfernung von der Auflage (102) angeordnet ist; und ein zweites optisches Sensorarray (112), das positioniert ist, um ein optisches Signal zu empfangen, das einer zweiten Objektebene entspricht, die in einer zweiten Entfernung von der Auflage (102) angeordnet ist.
  2. System gemäß Anspruch 1, bei dem das Bildsensormodul (114) in einer winkeligen Beziehung bezüglich der optischen Achse des Linsenarrays (110) angeordnet ist.
  3. System gemäß Anspruch 1, bei dem das Bildsensormodul (114) senkrecht zu der optischen Achse des Linsenarrays (110) angeordnet ist.
  4. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das erste optische Sensorarray (112) in einer ersten Entfernung von dem Bildsensormodul (114) angeordnet ist, und das zweite optische Sensorarray (112) in einer zweiten Entfernung von dem Bildsensormodul (114) angeordnet ist.
  5. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der optische Kopf (104) ferner ein Linsenarray (110) aufweist, das relativ zu dem Bildsensormodul (114) und der Auflage (102) angeordnet ist und durch das beide optische Signale fokussiert werden.
  6. System gemäß Anspruch 5, bei dem das Linsenarray (110) ein Stablinsenarray umfaßt.
  7. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der optische Kopf (104) ferner eine reflektierende Oberfläche (108) aufweist, die relativ zu einem Linsenarray (110) und der Auflage (102) angeordnet ist, zum Lenken beider optischer Signale durch das Linsenarray (110).
  8. System gemäß Anspruch 7, bei dem der optische Kopf (104) ferner eine zweite reflektierende Oberfläche (108) aufweist, die relativ zu dem Linsenarray (110) und dem Bildsensormodul (114) angeordnet ist, um beide optischen Signale zu dem ersten und dem zweiten optischen Array hin zu lenken.
  9. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem zumindest das erste oder das zweite optische Array (112) ein lineares Array aus lichtempfindlichen Vorrichtungen umfaßt.
  10. System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das erste und das zweite optische Array konfiguriert sind, um die optischen Signale in entsprechende elektrische Signale umzuwandeln.
  11. System gemäß Anspruch 10, das ferner einen Analog/Digital-Wandler aufweist, der konfiguriert ist, um die entsprechenden elektrischen Signale zu empfangen und sie in digitale Werte umzuwandeln.
  12. Verfahren zum Bereitstellen mehrerer Objektebenen in einer optischen Bildscanumgebung, das folgende Schritte aufweist: Positionieren eines ersten optischen Sensorarrays (112), um ein optisches Signal zu empfangen, das einer ersten Objektebene entspricht, die in einer ersten Entfernung von der Auflage (102) angeordnet ist; und Bereitstellen eines zweiten optischen Sensorarrays (112), um ein optisches Signal zu empfangen, das einer zweiten Objektebene entspricht, die in einer zweiten Entfernung von der Auflage (102) angeordnet ist.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, das ferner folgende Schritte aufweist: Positionieren eines optischen Kopfes (104) in einer vorbestimmten Entfernung von einer Auflage (102); und Bereitstellen eines Bildsensormoduls (114), das die optischen Sensorarrays (112) aufweist.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, bei dem das Positionieren des ersten und des zweiten optischen Sensorarrays (112) ein Positionieren eines Bildsensormoduls (114) in einer winkeligen Beziehung bezüglich der optischen Achse eines Linsenarrays (110) umfaßt.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem das Positionieren des ersten und des zweiten optischen Sensors folgende Schritte umfaßt: Anordnen des ersten optischen Sensorarrays (112) in einer ersten Entfernung von einem Bildsensormodul (114); und Anordnen des zweiten optischen Sensorarrays (112) in einer zweiten Entfernung von dem Bildsensormodul (114).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009025324B4 (de) * 2009-06-15 2020-10-01 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren und Erfassungsvorrichtung mit einem Kontakt-Bildsensor zum Erfassen räumlicher Strukturen

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100788667B1 (ko) * 2005-07-12 2007-12-26 삼성전자주식회사 이미지센싱유닛, 이를 구비한 스캐너, 상기 스캐너를구비한 복합기, 및 상기 이미지센싱유닛의 조립방법
US7333214B2 (en) * 2006-03-31 2008-02-19 Mitutoyo Corporation Detector for interferometric distance measurement
US8345325B2 (en) 2006-07-26 2013-01-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Segmented reflective optical system
US8054500B2 (en) * 2006-10-10 2011-11-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Acquiring three-dimensional structure using two-dimensional scanner
US7924477B1 (en) 2007-06-27 2011-04-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Automated detection of creases and/or tears in scanned prints
GB0912981D0 (en) * 2009-07-27 2009-09-02 St Microelectronics Res & Dev Imaging system and method
DE102015215837A1 (de) * 2015-08-19 2017-02-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Multiaperturabbildungsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen derselben und Abbildungssystem

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US618465A (en) * 1899-01-31 Steam-boiler cleaner
EP0327425A1 (de) * 1988-01-27 1989-08-09 Commissariat A L'energie Atomique Verfahren zur optischen Abtastmikroskopie in konfokaler Anordnung mit grossem Tiefenschärfenbereich und Vorrichtung zur durchführung des Verfahrens
US5414534A (en) * 1992-12-02 1995-05-09 Vidar Systems Corporation Apparatus for mechanically adjusting the image on CCD arrays in a scanning apparatus
US5627366A (en) * 1995-05-19 1997-05-06 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner with extended depth of focus
US5814827A (en) * 1995-05-19 1998-09-29 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner with extended depth of focus

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4059756A (en) * 1976-10-01 1977-11-22 Honeywell Inc. Focus control system with dual scan
FR2389911B1 (de) 1977-05-03 1981-11-27 Thomson Csf
JPS63222573A (ja) 1987-03-12 1988-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報読取装置
KR930003479B1 (ko) 1990-12-28 1993-04-29 주식회사 신도리코 팩시밀리 송신부의 원고잼(jam) 제거장치
US5210398A (en) * 1991-06-14 1993-05-11 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner with extended depth of focus
JPH0568132A (ja) * 1991-09-05 1993-03-19 Fuji Xerox Co Ltd 原稿読取り装置
US5756981A (en) * 1992-02-27 1998-05-26 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner for reading and decoding one- and-two-dimensional symbologies at variable depths of field including memory efficient high speed image processing means and high accuracy image analysis means
US6347163B2 (en) 1994-10-26 2002-02-12 Symbol Technologies, Inc. System for reading two-dimensional images using ambient and/or projected light
US5786582A (en) * 1992-02-27 1998-07-28 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner for reading and decoding one- and two-dimensional symbologies at variable depths of field
US6385352B1 (en) 1994-10-26 2002-05-07 Symbol Technologies, Inc. System and method for reading and comparing two-dimensional images
US5362958A (en) 1992-04-03 1994-11-08 Fuji Xerox Co., Ltd. Reading apparatus with position calculation and focus adjustment and curved surface adjustment
US6123261A (en) * 1997-05-05 2000-09-26 Roustaei; Alexander R. Optical scanner and image reader for reading images and decoding optical information including one and two dimensional symbologies at variable depth of field
US5453784A (en) 1993-02-10 1995-09-26 Krishnan; Arun Imaging apparatus and method for determining range and determining focus information
US5742326A (en) * 1993-09-28 1998-04-21 Nikon Corporation Focus adjustable image reading device for calculating a focus position of a source document
US6037968A (en) 1993-11-09 2000-03-14 Markem Corporation Scanned marking of workpieces
US5450157A (en) 1993-12-06 1995-09-12 Xerox Corporation Imaging system using a gradient index lens array with improved depth of focus
US5616909A (en) * 1995-06-06 1997-04-01 Intermec Corporation Method and apparatus for maintaining a scanning optical path length within a predetermined range
US5710425A (en) 1995-10-31 1998-01-20 Hewlett-Packard Company Dual resolution scanner with light source and pivoting mirror in lid
US5726775A (en) * 1996-06-26 1998-03-10 Xerox Corporation Method and apparatus for determining a profile of an image displaced a distance from a platen
US5736738A (en) * 1996-08-22 1998-04-07 Hewlett-Packard Company Apparatus for securing CCD board at a fixed position within a range of motion
JPH10229473A (ja) * 1997-01-21 1998-08-25 Xerox Corp 二重焦点深度入力スキャナ
US5878152A (en) 1997-05-21 1999-03-02 Cognex Corporation Depth from focal gradient analysis using object texture removal by albedo normalization
JPH1141394A (ja) 1997-07-15 1999-02-12 Canon Inc 凹凸情報読み取り装置及び画像読み取り装置
EP0946040B1 (de) 1997-10-21 2006-07-05 Seiko Epson Corporation Bildlesegerät und fokussierungseinstellungsverfahren dafür
AU3292799A (en) * 1998-02-12 1999-08-30 Research Foundation Of State University Of New York, The Computer based semi-automatic focusing and assembly apparatus and method
JPH11341219A (ja) 1998-05-29 1999-12-10 Canon Inc 密着型イメージセンサおよびこれを用いた画像読取装置
JP3141375B2 (ja) 1998-11-17 2001-03-05 セイコーエプソン株式会社 画像読み取り装置および画像読み取り方法
US6603580B1 (en) * 1999-12-10 2003-08-05 Xerox Corporation Scanner having a variable object plane

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US618465A (en) * 1899-01-31 Steam-boiler cleaner
EP0327425A1 (de) * 1988-01-27 1989-08-09 Commissariat A L'energie Atomique Verfahren zur optischen Abtastmikroskopie in konfokaler Anordnung mit grossem Tiefenschärfenbereich und Vorrichtung zur durchführung des Verfahrens
US5414534A (en) * 1992-12-02 1995-05-09 Vidar Systems Corporation Apparatus for mechanically adjusting the image on CCD arrays in a scanning apparatus
US5627366A (en) * 1995-05-19 1997-05-06 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner with extended depth of focus
US5814827A (en) * 1995-05-19 1998-09-29 Symbol Technologies, Inc. Optical scanner with extended depth of focus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009025324B4 (de) * 2009-06-15 2020-10-01 Bundesdruckerei Gmbh Verfahren und Erfassungsvorrichtung mit einem Kontakt-Bildsensor zum Erfassen räumlicher Strukturen

Also Published As

Publication number Publication date
US6906314B2 (en) 2005-06-14
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GB2398954B (en) 2006-04-12
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