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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.
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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.
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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 Scannens
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.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren, optische Bildscanner und ein Computerprogramm
zu schaffen, die eine automatische Objektebenenauswahl bei einem
optischen Bildscanner liefern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren
gemäß Anspruch
1, optische Bildscanner gemäß den Ansprüchen 5 oder
10 oder durch ein Computerprogramm gemäß Anspruch 13 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum
optischen Scannen eines Dokuments, das ein Erzeugen eines gescannten
Bildes eines Dokuments an einer ersten Objektebene, die in einer
ersten Entfernung über
einer Auflage angeordnet ist, ein Erzeugen eines gescannten Bildes
des Dokuments an einer zweiten Objektebene, die in einer zweiten
Entfernung über
der Auflage angeordnet ist, und ein automatisches Bestimmen, welches
der gescannten Bilder eine bessere Bildqualität aufweist, umfaßt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist ein optischer
Bildscanner, der folgende Merkmale aufweist: eine Auflage, einen
optischen Kopf, der konfiguriert ist, um bei einer ersten Objektebene,
die in einer ersten Entfernung über
der Auflage angeordnet ist, zu scannen, und bei einer zweiten Objektebene,
die in einer zweiten Entfernung über
der Auflage angeordnet ist, zu scannen, eine Logik, die konfiguriert
ist, um ein gescanntes Bild des Dokuments an der ersten Objektebene
zu erzeugen, eine Logik, die konfiguriert ist, um ein gescanntes
Bild des Dokuments an der zweiten Objektebene zu erzeugen, und eine
Logik, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, welches der gescannten
Bilder eine bessere Bildqualität
aufweist.
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Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel
eines optischen Bildscanners umfaßt eine Einrichtung zum Erzeugen
eines gescannten Bildes des Dokuments an einer ersten Objektebene,
die in einer ersten Entfernung über
einer Auflage angeordnet ist, eine Einrichtung zum Erzeugen eines
gescannten Bildes des Dokuments an einer zweiten Objektebene, die
in einer zweiten Entfernung über
der Auflage angeordnet ist, und eine Einrichtung zum Bestimmen,
welches der gescannten Bilder eine bessere Bildqualität aufweist.
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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 Bezugszeichen in allen Ansichten entsprechende
Teile bezeichnen, näher
erläutert.
Es zeigen: 1 ein Blockdiagramm
einer Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines optischen
Bildscanners, der ein automatisches Objektebenenauswahlsystem gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt;
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2 ein
Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines optischen Bildscanners, der ein automatisches Objektebenenauswahlsystem
gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt;
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3 ein
Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines optischen Bildscanners, der ein automatisches Objektebenenauswahlsystem
gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt;
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4 ein
Flußdiagramm,
das die Architektur, den Betrieb und/oder die Funktionalität eines Ausführungsbeispiels
des automatischen Objektebenenauswahlsystems, wie es beispielsweise
in den 1 bis 3 gezeigt ist, veranschaulicht;
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5 ein
Flußdiagramm,
das die Architektur, den Betrieb und/oder die Funktionalität eines
weiteren Ausführungsbeispiels
des automatischen Objektebe nenauswahlsystems, wie es beispielsweise
in den 1 bis 3 gezeigt ist, veranschaulicht;
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6 ein
Blockdiagramm einer Draufsicht eines optischen Bildscanners, wie
er z.B. in 1 bis 3 gezeigt ist; und
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7 ein
Blockdiagramm eines optischen Bildscanners, wie er beispielsweise
in 1 bis 3 gezeigt ist, das eine einer Anzahl
von Implementierungen eines automatischen Objektebenenauswahlsystems
veranschaulicht.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines optischen Bildscanners 100, der
ein automatisches Objektebenenauswahlsystem 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt.
Die Architektur, der Betrieb und die Funktionalität diverser
Ausführungsbeispiele
des automatischen Objektebenenauswahlsystems 120 werden
nachstehend ausführlich
beschrieben. Jedoch werden als Einführung die allgemeine Architektur,
der allgemeine Betrieb und die allgemeine Funktionalität kurz beschrieben.
Allgemein ermöglicht
ein automatisches Objektebenenauswahlsystem 120, daß ein Objekt 106 automatisch
an mehreren Objektebenen über
der Auflage 102 gescannt wird. Das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 bestimmt,
welche Objektebene ein Bild mit einer besseren Bildqualität erzeugt. Statt
daß beispielsweise
ein Benutzer Variationen der Höhe über der
Auflage 102 einstellen muß, wenn er ein tragbares Zielobjekt 106 (z.B.
Dokument, Papier, Negative, Transparent, 35-mm-Dias, Magazine, Bücher usw.)
scannt, analysiert das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 automatisch
die digitalen Bilder, die jeder Objektebene entsprechen, und bestimmt
das digitale Bild, das die beste Bildqualität aufweist. Somit wählt das
automatische Objektebenenauswahlsystem 120 automatisch
eine entsprechende Objektebene aus.
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Die relativen Größen verschiedener Objekte in 1 sind übertrieben dargestellt, um
die Veranschaulichung zu erleichtern. Wie in 1 gezeigt ist, weist der optische Bildscanner 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. Der optische Bildscanner 100 kann in
einem optischen Bildscanner (z. B. einem niedrigen Flachbettscanner),
einem Faxgerät,
einem Kopierer usw. enthalten sein.
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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
ein Photosensorarray 112, das eine beliebige Art von Vorrichtung
sein kann, die konfiguriert ist, um optische Signale zu empfangen
und die Lichtintensität
in ein elektronisches Signal umzuwandeln. Wie in der Technik bekannt
ist, kann das Photosensorarray 112 beispielsweise eine
ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD – charge-coupled device), einen
Komplementär-Metalloxid-Halbleiter
(CMOS – complementary
metal-oxide semiconductor) usw. umfassen.
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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)) ausge richtet 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.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird, während ein
Dokument 106 durch den optischen Kopf 104 gescannt
wird, ein optisches Signal 116 von dem Dokument 106 weg
und zu der ersten reflektierenden Oberfläche 108 reflektiert.
Die erste reflektierende Oberfläche 108 lenkt
das optische Signal 116 durch das zu fokussierende Linsenarray 110.
Das optische Signal 116 kann auch durch eine zweite reflektierende
Oberfläche 108 zu
dem Bildsensormodul 114 hin reflektiert werden. Das optische
Signal 116 wird durch das Photosensorarray 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 das Photosensorarray 112.
Wie in 2 veranschaulicht
ist, kann die zweite reflektierende Oberfläche 108 optional sein.
Um das Querschnittsprofil des optischen Kopfes 104 zu verändern, kann
die zweite reflektierende Oberfläche 108 beispielsweise
entfernt werden, und das Bildsensormodul 114 kann senkrecht
zu der optischen Achse des Linsenarrays 110 ausgerichtet
sein, um das optische Signal 116 zu empfangen. Alternativ
dazu kann die optische Achse des Linsenarrays 110 senkrecht zu
der Auflage 102 orientiert sein, um Licht durch das Linsenarray
und auf das Photosensorarray 112 zu lenken. Die jeweilige
Ausrichtung des Linsenarrays 110 ist für die vorliegende Erfindung
nicht relevant.
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Die optischen Komponenten in dem
optischen Kopf 104 fokussieren zumindest eine Linie (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 das Bezugszeichen 118 angegeben ist. Wie
nachstehend ausführlicher
beschrieben wird, umfaßt
der optische Bildscanner 100 ferner zumindest einen Mechanismus
zum Einstellen der zu scannenden Objektebene. Beispielsweise können manche
Mechanismen die Position der Objektebene einstellen, indem sie den
optischen Kopf 104 relativ zu der Auflage 102 einstellen (wie
durch das Bezugszeichen 126 angegeben ist).
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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/unter dem primären Brennpunkt
des Linsenarrays 110 positioniert sein können bzw.
kann. Beispielsweise können existierende
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.).
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Nachdem ein allgemeiner Überblick über einen
optischen Bildscanner 100 gegeben wurde, werden unter Bezugnahme
auf
-
3–7 verschiedene Systeme und
Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Bereitstellen einer automatischen Bildebenenauswahl
beschrieben. 3 ist ein
Blockdiagramm einer Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels
des optischen Bildscanners 100. Wie in 3 veranschaulicht ist, weist der optische
Bildscanner 100 ferner einen Analog/Digital-Wandler 306
auf, der sich über eine
Schnittstelle 124 in Kommunikation mit dem Bildsensormodul 114 befindet.
Wie oben angegeben wurde, kann das Bildsensormodul 114 konfiguriert sein,
um Licht zu empfangen und die Lichtintensität in ein elektronisches Signal
umzuwandeln. Diesbezüglich
ist der Analog/Digital-Wandler 306 konfiguriert, um die analogen
Signale in ein digitales Format umzuwandeln. Wie in der Technik
bekannt ist, können die
digitalen Signale verarbeitet werden, um ein digitales Bild zu erzeugen.
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Der optische Bildscanner 100 weist
ferner ein automatisches Objektebenenauswahlsystem 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung auf. Wie oben angegeben wurde, ermöglicht das automatische Objektebenenauswahlsystem 120,
daß ein
Dokument 106 automatisch an mehreren Objektebenen über der Auflage 102 gescannt
wird, um zu bestimmen, welche Objektebene ein Bild mit einer besseren
Bildqualität
erzeugt. Anders gesagt bestimmt das automatische Objektebenenauswahlsystem 120,
welche gescannte Objektebene die beste Bildqualität erzeugt. Somit
sollte man erkennen, daß der
optische Bildscanner 100 ferner zumindest einen Mechanismus zum
Scannen des Dokuments 106 an mehreren Objektebenen über der
Auflage 102 aufweist.
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Der bestimmte Mechanismus zum Scannen mehrerer
Objektebenen ist für
eine Implementierung des automatischen Objektebenenauswahlsystems 120 nicht
relevant. Jedoch sollte man erkennen, daß der optische Bildscanner 100 konfiguriert
ist, um an mehreren Objektebenen über der Auflage 102 zu scannen
und zumindest zwei entsprechende digitale Bilder zu erzeugen. Trotzdem
werden verschiedene Objektebeneneinstellme chanismen kurz erörtert. Fachleute
werden erkennen, daß diese
und verschiedene andere Systeme und Verfahren eingesetzt werden
können.
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Wie oben erwähnt wurde, kann der optische Bildscanner 100 mehrere
Arten von Mechanismen zum Einstellen der Position der Objektebene
durch Einstellen der Entfernung zwischen dem optischen Kopf 104 und
der Auflage 102 umfassen. Eines von vielen Beispielen ist
in der ebenfalls übertragenen US-Patentanmeldung Seriennummer
09/919,008 mit dem Titel „Optical
Image Scanner With Adjustable Focus", die am 31. Juli 2001 eingereicht und
durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in das vorliegende Dokument
aufgenommen ist, beschrieben.
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Andere Mechanismen zum Einstellen
der Entfernung zwischen dem optischen Kopf 104 und der
Auflage 102 können
eingesetzt werden. Beispielsweise kann der Objektebeneneinstellmechanismus
in den Mechanismus integriert sein, der den optischen Kopf 104 entlang
der durch das Bezugszeichen 118 identifizierten Achse verschiebt.
Verschiedene mechanische Einrichtungen können verwendet werden, um die
Entfernung zwischen dem optischen Kopf 104 und der Auflage 102 einzustellen,
während der
optische Kopf verschoben wird. Mehrere Beispiele sind in den folgenden
ebenfalls übertragenen
und gleichzeitig eingereichten US-Patentanmeldungen, die durch Bezugnahme
in ihrer Gesamtheit in das vorliegende Dokument aufgenommen sind,
beschrieben: US-Patentanmeldung Seriennummer ... mit dem Titel „End-of-Travel
Focus Shift in an Optical Image Scanner" und US-Patentanmeldung Seriennummer ...
mit dem Titel „End-of-Travel
Focus Shift in an Optical Image Scanner".
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Die Position der Objektebene über der
Auflage 102 kann ferner eingestellt werden, ohne den optischen
Kopf 104 relativ zu der Auflage 102 neu positionieren
zu müssen.
Statt den optischen Kopf 104 zu bewegen, können mehrere
Objektebenen bereitgestellt werden, indem die Innenoptik des optischen Kopfes 104 modifiziert
wird. Diesbezüglich
kann der opti sche Kopf 104 relativ zu der Auflage 102 ortsfest bleiben,
während
die Innenoptik konfiguriert ist, um mehrere Bildobjektebenen bereitzustellen
(d. h. primärer
Brennpunkt bei verschiedenen Entfernungen über der oberen Oberfläche der
Auflage 102).
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Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Position
der Objektebene über
der Auflage 102 durch ein Schwenken/Bewegen einer reflektierenden
Oberfläche 108 eingestellt.
Ein Beispiel ist in der ebenfalls übertragenen und gleichzeitig
eingereichten U.S.-Patentanmeldung Seriennummer ... mit dem Titel „Systems
and Methods for Providing Multiple Object Planes in an Optical Image
Scanner", die hiermit
durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in das vorliegende Dokument
aufgenommen ist, beschrieben. Die Objektebene kann auch durch Schwenken/Bewegen des
Bildsensormoduls 114 eingestellt werden.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Position
der Objektebene über
der Auflage 102 eingestellt werden, indem zumindest zwei
Photosensorarrays 112 an dem Bildsensormodul 114 bereitgestellt
werden (d. h. ein erstes Photosensorarray 112 für eine erste
Objektebene und ein zweites Photosensorarray 112 für eine zweite
Objektebene). Die Position eines Photosensorarrays 112 kann
relativ zu dem anderen Photosensorarray 112 verschoben sein.
Man wird erkennen, daß das
Differential der optischen Weglängen
zwischen jedem Photosensorarray 112 und dem Linsenarray 110 ein
proportionales Differential bezüglich
der entsprechenden Objektebenen liefert. Mehrere Beispiele sind
in der ebenfalls übertragenen
und gleichzeitig eingereichten U.S.-Patentanmeldung Seriennummer ... mit
dem Titel „Systems
and Methods for Providing Multiple Object Planes in an Optical Image
Scanner", die hiermit
durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in das vorliegende Dokument
aufgenommen ist, beschrieben.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann
der optische Bildscanner 100 mit zumindest zwei Linsenarrays 110 und
entsprechenden Photosensorarrays 112 konfiguriert sein.
Jedes Linsenarray 110 und entsprechende Photosensorarray 112 (d. h.
Paar aus Linsenarray 110/Photosensorarray 112) kann in
dem optischen Kopf 104 angeordnet sein, so daß sich das
Photosensorarray 112 auf einer eindeutigen Objektebene
relativ zu der Auflage 102 befindet. Mehrere Beispiele
sind in der ebenfalls übertragenen
und gleichzeitig eingereichten U.S.-Patentanmeldung Seriennummer
... mit dem Titel „Systems and
Methods for Providing Multiple Object Planes in an Optical Image
Scanner", die hiermit
durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in das vorliegende Dokument
aufgenommen ist, beschrieben.
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Bei weiteren Ausführungsbeispielen können mehrere
Objektebenen relativ zu der Auflage 102 bereitgestellt
werden, indem die effektive Entfernung eines optischen Weges (zwischen
dem Linsenarray 110 und dem Photosensorarray 112)
relativ zu dem anderen optischen Weg verändert wird (z. B. durch Einfügen eines
optischen Verzögerungselements entlang
eines optischen Wegs, das einen Strahlteiler implementiert, usw.).
Mehrere Beispiele sind in der gemeinsam übertragenen und gleichzeitig
eingereichten U.S.-Patentanmeldung Seriennummer ... mit dem Titel „Systems
and Methods for Providing Multiple Object Planes in an Optical Image
Scanning Environment",
die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in das vorliegende
Dokument aufgenommen ist, beschrieben.
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Ungeachtet des jeweiligen verwendeten
Objektebeneneinstellmechanismus sollte man erkennen, daß zumindest
zwei digitale Bilder 302 (3) erzeugt
werden – ein
digitales Bild 302 an der ersten Objektebene und ein weiteres
digitales Bild 302 an der zweiten Objektebene. Diesbezüglich ist
das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 konfiguriert,
um zu bestimmen (z.B. über
Bildverarbeitungsmodul(e) 394 usw.), welches der gescannten
digitalen Bilder 302 eine bessere Bildqualität aufweist.
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Wie ferner in 3 veranschaulicht ist, kommuniziert das
automatische Objektebenenauswahlsystem 120 über die
Schnittstelle 124 und den Analog/Digital-Wandler 306 mit
dem Bildsensormodul 114. Das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 kann
ferner über
eine Schnittstelle 122 mit verschiedenen Benutzersteuerungen
kommunizieren (6).
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4 ist
ein Flußdiagramm,
das die allgemeine Architektur, den allgemeinen Betrieb und/oder die
allgemeine Funktionalität
eines Ausführungsbeispiels
eines automatischen Objektebenenauswahlsystems 120 gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Bei Block 402 erzeugt das automatische
Objektebenenauswahlsystem 120 ein gescanntes digitales
Bild 302 an einer ersten Objektebene, die in einer ersten
Entfernung über
der Auflage 102 angeordnet ist. Ein derartiges digitales
Bild 302 kann unter Verwendung jeglicher der oben beschriebenen Modalitäten oder
anderer Modalitäten
erzeugt werden. Ferner kann das gescannte digitale Bild 302 gespeichert
werden und für
das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 zugänglich gemacht
werden ( 3).
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Bei Block 404 erzeugt das
automatische Objektebenenauswahlsystem 120 ein gescanntes
digitales Bild 302 an einer zweiten Objektebene, die in
einer zweiten Entfernung über
der Auflage 102 angeordnet ist. Ein derartiges digitales
Bild r kann ferner unter Verwendung jeglicher der oben
beschriebenen Modalitäten
oder anderer Modalitäten
erzeugt werden. Ferner kann das gescannte digitale Bild 302 gespeichert
und für
das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 zugänglich gemacht
werden. Man sollte erkennen, daß die
Objektebenen gleichzeitig gescannt werden können. Alternativ dazu können die
Objektebenen zu unterschiedlichen Zeiten, mit unterschiedlichen
Modalitäten
usw. gescannt werden. Man sollte ferner erkennen, daß ein Dokument 106 an
mehr als zwei Objektebenen gescannt werden kann. Somit werden zumindest
zwei digitale Bilder 406 erzeugt.
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Nachdem die digitalen Bilder 302 erzeugt wurden,
bestimmt ein automatisches Objektebenenauswahlsystem 120 bei
Block 406, welches der digitalen Bilder 302 eine
bessere Bildqualität
aufweist (d.h. wählt
die Objektebene über
der Auflage 102 aus, die die beste Bildqualität erzeugt).
Beispielsweise kann das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 einen
oder mehrere Bildverarbeitungsalgorithmen (z.B. Bildverarbeitungsmodul 304)
verwenden, um die Bildqualität
jedes digitalen Bildes 302 zu bestimmen.
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Unter Bezugnahme auf das in 5 veranschaulichte Ausführungsbeispiel
analysiert das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 bei Block 506 die
digitalen Bilder 302 mit dem Bildverarbeitungsmodul 304.
Wie in der Technik bekannt ist, kann die Qualität eines digitalen Bildes 302 auf
der Basis einer Vielzahl von Bildqualitätsparametern bestimmt werden.
Beispielsweise kann das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 die
Schärfe, den
Kontrast usw. des jeweiligen Bildes bestimmen. Alternativ dazu kann
das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 jegliche
einer Vielzahl von Autofokusalgorithmen verwenden. Bei Block 510 vergleicht
das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 die Bildqualitätsparameter,
um zu bestimmen, welches digitale Bild 302 die beste Qualität aufweist.
Auf diese Weise bestimmt das automatische Objektebenenauswahlsystem 120,
welche Objektebene (d.h. Position über der Auflage 102)
das digitale Bild mit der höheren
Qualität
erzeugt.
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Unter Bezugnahme auf 4 und 5 sollte man
erkennen, daß die
durch die numerierten Blöcke dargestellten
Funktionen in vielen unterschiedlichen Reihenfolgen durchgeführt werden
können.
Ferner können
manche Funktionen im wesentlichen zur selben Zeit, gleichzeitig
usw. durchgeführt
werden.
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Man sollte erkennen, daß die relative
Bildqualität
von digitalen Bildern 302 auf verschiedene Weisen bestimmt
werden kann. Unter Bezugnahme auf 6 kann
beispielsweise das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 ferner
mit einer Benutzerschnittstelle 602 konfiguriert sein,
um einen Benutzer zu befähigen,
auszuwählen,
welches digitale Bild 302 verwendet werden soll. Somit
kann das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 konfiguriert
sein, um dem Benutzer jedes der gescannten digitalen Bilder 302 anzuzeigen.
Auf der Basis dem relativen visuellen Aussehen der digitalen Bilder 302 kann
der Benutzer auswählen,
welches digitale Bild die bessere Bildqualität aufweist. Somit kann das
automatische Objektebenenauswahlsystem 120 ferner konfiguriert
sein, um die Benutzerauswahl zu empfangen.
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Wie in 6 veranschaulicht
ist, weist der optische Bildscanner 100 diesbezüglich ein
Gehäuse 606 auf,
in dem sich der optische Kopf 104 und das automatische
Objektebenenauswahlsystem 120 befinden. Wie in der Technik
bekannt ist, kann der optische Bildscanner 100 ferner eine
angelenkte Auflageabdeckung 604 aufweisen. Während des
Betriebs kann ein Benutzer die Auflageabdeckung 604 anheben,
um ein Objekt 106 auf der Auflage 102 zu positionieren.
Der optische Bildscanner 100 kann ferner verschiedene Arten
von Benutzersteuerungen (z.B. elektronische Anzeige 610,
Auswahlknöpfe 608 usw.)
aufweisen, die konfiguriert sind, um den Benutzer zu befähigen, festzulegen,
welches digitale Bild 302 die bessere Bildqualität aufweist.
Wie in 6 veranschaulicht
ist, kann das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 über die
Schnittstelle 122 mit den Benutzersteuerungen kommunizieren.
Man sollte erkennen, daß verschiedene
andere Benutzersteuerungen verwendet werden können, je nach der jeweiligen
Komplexität
der Benutzerschnittstelle 602.
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7 ist
ein Blockdiagramm eines optischen Bildscanners 100, das
eines einer Anzahl von Ausführungsbeispielen
zum Implementieren des automatischen Objektebenenauswahlsystems 120 veranschaulicht.
Der optische Bildscanner 100 kann eine Verarbeitungsvorrichtung 404,
einen Speicher 700, eine oder mehrere Eingabe-/Ausgabevorrichtungen (I/O-Vorrichtungen) (z.B.
elektronische Anzeige 610, Knöpfe 608 usw.), einen
optischen Kopf 104, einen Verschiebungsmechanismus 118 und
einen Optischer-Kopf-Einstellmechanismus 120 umfassen,
die jeweils mit einer lokalen Schnittstelle 702 verbunden sind.
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Die Verarbeitungsvorrichtung 704 kann
einen beliebigen kundenspezifischen oder handelsüblichen Prozessor, eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU – central
processing unit) oder einen Hilfsprozessor aus mehreren Prozessoren,
die einem optischen Bildscanner 100 zugeordnet sind, einen
halbleiterbasierten Mikroprozessor (in Form eines Mikrochips), einen
Makroprozessor, eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte
Schaltungen (ASICs), eine Mehrzahl von auf geeignete Weise konfigurierten
digitalen Logikgattern und andere hinreichend bekannte elektrische
Konfigurationen umfassen, die diskrete Elemente sowohl einzeln als
auch in verschiedenen Kombinationen aufweisen, um den Gesamtbetrieb
des optischen Bildscanners 100 zu koordinieren.
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Der Speicher 700 kann ein
beliebiges einer Kombination von flüchtigen Speicherelementen und nichtflüchtigen
Speicherelementen umfassen. Der Speicher 700 umfaßt das automatische
Objektebenenauswahlsystem 120. Fachleute werden erkennen,
daß der
Speicher 700 andere Komponenten aufweisen kann, die der
Kürze wegen
weggelassen wurden.
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Man sollte erkennen, daß das automatische Objektebenenauswahlsystem 120 in
Hardware, Software, Firmware oder einer beliebigen Kombination derselben
implementiert sein kann. Man muß verstehen,
daß diese
Logik in einem beliebigen computerlesbaren Medium zur Verwendung
durch oder in Verbindung mit einem beliebigen computerbezogenen System
oder Verfahren gespeichert sein kann. Im Kontext dieses Dokuments
bedeutet ein computerlesbares Medium eine elektronische, magnetische, optische
oder andere physische Vorrichtung oder Einrichtung, die ein Computerprogramm
zur Verwendung durch ein oder in Verbindung mit einem computerbezogenen
System oder Verfahren enthalten oder speichern kann.
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Diese Programme können in einem beliebigen computerlesbaren
Medium zur Verwendung durch ein bzw. eine oder in Verbindung mit
einem bzw. einer Anweisungsausführungssystem,
-vorrichtung oder -gerät,
beispielsweise einem computerbasierten System, einem einen Prozessor
enthaltenden System oder einem anderen System verkörpert sein, das
die Anweisungen von dem bzw. der Anweisungsausführungssystem, -vorrichtung
oder -gerät
abrufen und die Anweisungen ausführen
kann. Im Kontext dieses Dokuments kann ein „computerlesbares Medium" eine beliebige Einrichtung
sein, die das Programm zur Verwendung durch das bzw. die oder in Verbindung
mit dem bzw. der Anweisungsausführungssystem,
-vorrichtung oder -gerät
speichern, kommunizieren, weiterverbreiten oder transportieren kann.
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Das computerlesbare Medium kann beispielsweise
ein e) elektronische(s), magnetische(s), optische(s), elektromagnetische(s),
Infrarot- oder Halbleitersystem, -vorrichtung oder -gerät oder ein Ausbreitungsmedium
sein, ist jedoch nicht auf dieselben beschränkt. Man beachte, daß das computerlesbare
Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein kann,
auf das ein Programm gedruckt ist, da das Programm elektronisch
aufgenommen, beispielsweise über
ein optisches Scannen des Papiers oder des anderen Mediums, daraufhin
zusammengestellt, interpretiert oder auf andere geeignete Weise
verarbeitet werden kann, falls nötig,
und dann in einem Computerspeicher gespeichert werden kann.