DE4230173C2 - Bildscanner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bildscanner mit den Merkmalen a)-d) des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

In der vorliegenden Beschreibung wird der Ausdruck "Bildscanner" auf eine Vorrichtung zum Lesen von Bild- oder Schriftzeichen-Information einer Originalkopie durch Erfassen von reflektiertem Licht von der Originalkopie verwendet und umfaßt Bildleseeinrichtungen, optische Schriftzeichen­ leseeinrichtungen, Kopiermaschinen oder dgl.

Ein derartiger Bildscanner ist aus der JP-63-2189 A bekannt. Während es bei üblichen Bildscannern, bei denen, wie nachfolgend noch anhand Fig. 9 erläutert wird, ein auf eine Auflagefläche aufgelegtes Original von einem undurchsichtigen Halter abgedeckt ist, nicht möglich ist, die Position des Originals, die sich beim Schließen des Halters verändern kann, nach dem Schließen des Halters zu überprüfen, so daß die korrekte Position des Originals während des Abtastvorgangs erst nach einer Beendigung des Abtastens am Abtastergebnis erkennbar ist, so daß ein verschobenes Original erneut abgetastet werden muß, wobei dabei wiederum nicht sichergestellt werden kann, daß sich das Original bei einem erneuten Abtastvorgang in seiner korrekten Lage befindet, sieht der bekannte Bildscanner aus der JP-63-218935A eine Abhilfe dafür vor. Der Vorschlag geht dahingehend, einen Halter, mit dem ein auf eine Auflagefläche über einer Beleuchtungs-Abtasteinrichtung aufgelegtes Original darauf festgelegt wird, durchsichtig auszubilden, so daß die Position des Originals nach dem Schließen des Halters vor dem Abtasten überprüft werden kann. Um dabei das Eindringen von Außenlicht in das Innere des Bildsensors zu verhindern, sind der Halter mit einer ersten Polarisationseinrichtung und eine die Auflagefläche aufweisende Auflageplatte mit einer zweiten Polarisationseinrichtung versehen, deren Polarisationsrichtungen um 90° zueinander gedreht sind. Nachteilig bei diesem bekannten Bildscanner ist es, daß die zweite Polarisationseinrichtung, die im Lichtweg zwischen dem Original und einem Bildsensor der Beleuchtungs-Abtasteinheit liegt, relativ groß ausgebildet werden muß, um gemeinsam mit der Polarisationseinrichtung des Halters störendes Außenlicht vom Bildsensor abzuhalten. Ferner muß die zweite Polarisationseinrichtung eine gute optische Qualität aufweisen, um die Abbildung des Originals nicht zu beeinträchtigen. Aufgrund ihrer Größe und ihrer erforderlichen optischen Güte ist diese Polarisationseinrichtung somit relativ teuer. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß Licht auf seinem Weg von der Lichtquelle zum Bildsensor die zweite Polarisationseinrichtung zweimal durchlaufen muß, wobei das Licht zwischen den beiden Durchgängen durch die zweite Polarisationseinrichtung vom abzutastenden Original diffus reflektiert wird. Hierdurch wird die zum Bildsensor gelangende Lichtmenge verringert, was zu einer Verminderung des Kontrasts bei der Abbildung des Originals führt.

Fig. 9 illustriert ein Beispiel eines Bildscanners. In Fig. 9 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Gehäusekörper, dessen Oberseite offen ist, 2 eine Originalauflegeplatte aus Glas zum Darauflegen eines Originalexemplars (nicht gezeigt) und 3 eine Scannereinheit. Die Scannereinheit 3 beinhaltet einen Bildsensor (nicht gezeigt) und eine Lichtquelle (nicht gezeigt) zum Beleuchten einer Originalkopie und bewegt sich nach rechts und links, um Informationen einer Originalkopie zu scannen. 4 bezeichnet einen Schwenkoriginalhalter aus einer undurchsichtigen Plastikplatte zum Abdecken und Niederpressen eines auf die Originalauflageplatte 2 gelegten Originalexemplars.

Bei dem oben beschriebenen Bildscanner legt ein Betreiber eines Originalexemplars auf die Originalauflageplatte 2 und schließt den Schwenkoriginalhalter 4, um zu verhindern, daß Außenlicht in den Gehäusekörper 1 gelangt. Das Originalexemplar wird durch die Lichtquelle beleuchtet und reflektiertes Licht von des Originalexemplars wird durch den Bildsensor empfangen.

Während der Bildscanner die Information eines Originalexemplars mit dem darin liegenden Bildsensor scannt, reduziert das Außenlicht eine Konzentration der Information des Originalexemplars und verursacht ein Rauschen beim Scannen, falls Außenlicht in den Bildsensor durch ein Originalexemplar, das auf der Originalauflageplatte 2 liegt, gelangt. Deshalb sollte durch den opaken Originalhalter 4 verhindert werden, daß Außenlicht den Bildsensor erreicht.

Jedoch kann, während der undurchsichtige Originalhalter 4 geschlossen ist, eine Position des Originalexemplars nicht visuell von dem Betreiber geprüft werden. Somit wird, sogar wenn die Position des Originalexemplars verschoben wird, wenn der Betreiber den Originalhalter 4 schließt, die Information des Originalexemplars gescannt, wenn das Originalexemplar in der falschen Position ist. Und dann muß die Information der Originalkopie erneut gescannt werden, nachdem das Originalexemplar zurechtgerückt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen und verbesserten Bildscanner der eingangs genannten Art bereitszustellen, der insbesondere eine gute optische Abbildung beim Abtasten eines Originals gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Bildscanner durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Bildscanner wird also die zweite Polarisationseinrichtung im Lichtweg zwischen Original und Bildsensor hinter der Fokussierungslinse angeordnet, wodurch nicht nur erreicht wird, daß die zweite Polarisationseinrichtung relativ klein ausgebildet werden kann, sondern auch daß sie nur einmal vom Licht durchlaufen werden muß. Dabei kann sie entsprechend ihrer optischen Qualität so im Strahlengang angeordnet werden, daß sie die optische Abbildung beim Scannen nicht beeinträchtigt.

Hierdurch wird ermöglicht, kleine, und damit kostengünstige Polarisationseinrichtungen einzusetzen, die je nach ihrer Qualität so angeordnet werden können, daß sie die optische Abbildung nicht nachteilig beeinflussen.

Die zweite Polarisationseinrichtung verhindert, daß Außenlicht, das durch die erste Polarisationseinrichtung des Originalhalters durchkommt, den Bildsensor erreicht. Und somit empfängt der Bildsensor nur reflektiertes Licht von dem Originalexemplar. Ein Rauschen durch das Außenlicht wird nicht verursacht und somit wird die Information des Originalexemplars zufriedenstellend gescannt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand ihrer Ausführungsformen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer aktuellen Struktur der Scannereinheit des Bildscanners der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Bildscanners;

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels eines Bildscanners;

Fig. 6 eine schematische Querschnittsansicht noch einer weiteren Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine ebene Oberansicht einer weiteren Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht der in Fig. 7 illustrierten Ausführungsform; und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Bildscanners.

Fig. 1 illustriert einen Bildscanner einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welcher einen im wesentlichen kastenförmigen und hohlen, lichtundurchlässigen Gehäusekörper 1 ähnlich dem in Fig. 9 gezeigten, der eine offene Oberseite hat, umfaßt. Eine transparente Originalauflageplatte 10, z. B. aus Glas, ist an der offenen Oberseite des Gehäusekörpers befestigt und hat eine Originalauflageoberfläche 10a zum Auflegen eines Originalexemplars 11 darauf. Eine Lichtquelle 13 ist innerhalb des Gehäusekörpers 1 angeordnet und liegt der Originalauflageplatte 10 zum Beleuchten der Originalkopie 11 auf der Originalauflageoberfläche 10a durch die Originalauflageplatte 10 gegenüber. Weiterhin ist ein Bildsensor 14 innerhalb des Gehäusekörpers 1 zum Empfangen von reflektiertem Licht 18 von dem Originalexemplar 11 angeordnet. Der Bildsensor 14 umfaßt eine transparente Abdeckung 14a. Eine Fokussierungslinse 15 ist zwischen dem Bildsensor 14 und der Originalauflageplatte 10 angeordnet. Die Lichtquelle 13, der Bildsensor 14 und die Fokussierungslinse 15 bilden zusammen eine einheitliche Scannereinheit 17. Ein Beispiel einer aktuellen Struktur der Scannereinheit 17 ist in Fig. 2 illustriert. Wie wohlbekannt ist, wird die Scannereinheit 17 nach rechts und links, vorwärts und rückwärts und weiterhin nach oben und unten durch eine Verschiebeeinrichtung, wie z. B. motorgetriebene Steuerriemen, während eines Scannbetriebs bewegt.

Ein Originalhalter 12, der ein Plattenelement sein kann, welches schwenkbar am Gehäusekörper 1 befestigt ist, ist auf der Originalauflageplatte 10 zum Halten des Originalexemplars 11 angeordnet, welche ausgerichtet auf der Originalauflageoberfläche 10a aufgelegt ist. Der Originalhalter 12 besteht vollständig aus einer ersten Polarisationsplastikplatte, wie z. B. einem Acrylharz, welche einen ersten Polarisationswinkel hat und welche ein Gewicht hat, um das Originalexemplar 11 niederzudrücken. Der Originalhalter 12 ermöglicht, daß die Position des Originalexemplars 11 dadurch ersichtlich ist.

Weiterhin ist eine zweite Polarisationsplatte 16 zwischen der Fokussierungslinse 15 und dem Bildsensor 14 in einem Lichtweg von in den Lichtsensor 14 eintretendem Licht angeordnet. Die zweite Polarisationsplatte 16 hat einen zweiten Polarisationswinkel, der um 90° gedreht ist von dem ersten Polarisationswinkel der ersten Polarisationsplatte 12, zum Verhindern, daß polarisiertes äußeres Licht, welches durch den Originalhalter oder die erste Polarisationsplatte 12 kommt, den Bildsensor 14 erreicht. Deshalb empfängt der Bildsensor 14 nur das reflektierte Licht 18 von dem Originalexemplar 11.

Bei dem Bildscanner gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch Benutzung von zwei Polarisationsplatten, welche verschiedene um 90° voneinander gedrehte Polarisationswinkel haben, oder in anderen Worten durch Benutzen der ersten Polarisationsplatte des Originalhalters 12 und der zweiten Polarisationsplatte 16, die zwischen dem Originalexemplar 11 und dem Bildsensor 14 in einem Lichtweg 18 von in den Bildsensor 14 eintretendem Licht angeordnet ist, eine Position des Originalexemplars 11 visuell von einem Betreiber durch den Originalhalter 12 geprüft werden, während verhindert wird, daß der Bildsensor 14 das äußere Rauschlicht empfängt, wenn der Originalhalter 12 geschlossen ist.

Fig. 3 illustriert eine weitere Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung, der grundsätzlich dieselbe Struktur wie der in Fig. 1 illustrierte hat, und der einen zusammengesetzten Originalhalter 12a hat, welcher eine transparente Plastikplatte 12b und eine Polarisationsschicht 12c, z. B. aus einem Acrylharz, hat, welche den zweiten Polarisationswinkel aufweist und vollständig an einer der Oberflächen der transparenten Platte 12b angebracht ist. Durch Benutzung der Polarisationsschicht 12c ist diese Ausführungsform vergleichsweise ökonomischer.

Fig. 4 illustriert noch ein anderes Beispiel eines Bildscanners, bei dem eine transparente Originalauflageplatte 10b aus dem zweiten polarisierenden Acrylmaterial besteht und als zweite Polarisationsplatte 16, wie gezeigt in den Fig. 1 bis 3, dient. Somit hat die einzelne Originalauflegeplatte 10b eine duale Funktion vom Unterstützen der Originalkopie und vom Polarisieren des Lichts. Der Rest der Struktur dieses Beispiels ist der gleiche, wie der der bei der Beschreibung von Fig. 1 beschrieben wurde. Bei diesem Beispiel ist der Zusammenbaubetrieb wegen der reduzierten Anzahl von Teilen leicht. Und da die zweite Polarisationsplatte groß ist, kann äußeres Rauschlicht noch sicherer abgehalten werden.

Fig. 5 illustriert ein weiteres Beispiel eines Bildscanners, welcher grundsätzlich dieselbe Struktur wie der in Fig. 4 illustrierte hat, sich aber dadurch unterscheidet, daß eine Polarisationsschicht 16a, z. B. aus einem Acrylharz, mit einem zweiten Polarisationswinkel an der transparenten Originalauflageplatte 10, beispielsweise aus Glas, angebracht ist. Wie beschrieben bei der Beschreibung von der Fig. 3, können durch Benutzung einer Polarisationsschicht die Kosten erniedrigt werden.

Zusätzlich zur zweiten Polarisationseinrichtung, ist es ökonomischer, wenn die erste Polarisationseinrichtung eine Polarisationsschicht, wie in Fig. 3 illustriert, umfaßt.

Fig. 6 illustriert noch eine weitere Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung, welche grundsätzlich die gleiche Struktur wie das in Fig. 4 illustrierte Beispiel hat. In dieser Ausführungsform ist eine zweite Polarisationsplatte 16b an der Oberseitenoberfläche des Bildsensors 14 als transparente Abdeckung des Bildsensors 14 angebracht. Da die zweite Polarisationsplatte 16b genau oberhalb des Bildsensors 14 direkt angebracht ist, kann Außenlicht mit Bestimmtheit abgehalten werden. Der Zusammenbaubetrieb ist leicht und weiterhin kann diese Ausführungsform durch Benutzung einer vergleichsweise kleinen zweiten Polarisationsplatte 16b die Aufwendungen reduzieren.

Fig. 7 illustriert eine ebene Oberansicht noch einer weiteren Ausführungsform des Bildscanners der vorliegenden Erfindung, bei dem ein Originalhalter 22 aus einer lichtundurchlässigen Plastikplatte gemacht ist und einige Fenster 22b mit darin eingepaßten ersten Polarisationsplatten 22a zum visuellen Überprüfen einer Position der Originalkopie 11 hat. Die Fenster 22b sind zum Beispiel entsprechend den Ecken von Standardgrößenpapier, wie z. B. A4 (297 × 210 mm) oder B5 (257 × 182 mm) angeordnet.

Fig. 8 illustriert eine Querschnittsansicht der in Fig. 7 illustrierten Ausführungsform, welche ebenfalls grundsätzlich die gleiche Struktur wie die in Fig. 1 illustrierte hat. Wie in Fig. 8 illustriert, wird durch die zweite Polarisationsplatte 16 verhindert, daß Außenlicht, welches durch die ersten Polarisationsplatten 22a durchkommt, den Bildsensor 14 erreicht. Da die ersten Polarisationsplatten 22a innerhalb der Fenster 22b des Originalhalters 22 angeordnet sind, sind die ersten Polarisationsplatten 22a umgeben und geschützt vor Beschädigungen durch den Originalhalter 22. Diese Ausführungsform ist ebenfalls kostengünstig durch Benutzung von kleinen Polarisationsplatten.

Bei den obigen Ausführungsformen kann die erste Polarisationseinrichtung des Originalhalters 12, falls notwendig, eine Einrichtung zum Schützen der Augen eines Betreibers vor Licht der Lichtquelle 13 während des Scannbetriebs beinhalten. Zum Beispiel kann die erste Polarisationsplatte aus einer getönten Platte, einer halbverspiegelten Platte oder einer durchscheinenden Platte hergestellt sein.

Claims (8)

1. Bildscanner mit

• a) einem hohlen, lichtundurchlässigen Gehäusekörper (1) mit einer offenen Oberseite, die von einer eine Originalauflagefläche (10a) umfassenden Originalauflageplatte (10) zum Auflegen eines Originalexemplars (11) abgedeckt ist;
• b) einer im Inneren des Gehäusekörpers (1) angeordneten Lichtquelle (13) zum Beleuchten des Originalexemplars (11);
• c) einem auf der Originalauflageplatte (10) angeordneten Originalhalter (12) zum Halten eines auf die Originalauflagefläche (10a) aufgelegten Originalexemplars (11), der eine erste Polarisationseinrichtung umfaßt, durch die hindurch die Position des Originalexemplars (11) sichtbar ist, und
• d) einer zweiten Polarisationseinrichtung (16; 16b), deren Polarisationswinkel um 90° gegen den Polarisationswinkel der ersten Polarisationseinrichtung gedreht ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) im Inneren des Gehäusekörpers (1) ein Bildsensor (14) angeordnet ist, der vom Originalexemplar (11) reflektiertes Licht empfängt;
• f) zwischen der Originalauflageplatte (10) und dem Bildsensor (14) eine Fokussierungslinse (15) angeordnet ist; und
• g) die zweite Polarisationseinrichtung (16; 16b) zwischen Originalauflagefläche (10a) und Bildsensor (14) im Lichtweg zwischen der Fokussierungslinse (15) und dem Bildsensor (14) angeordnet ist.

2. Bildscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Originalhalter (12) vollständig aus der ersten Polarisationseinrichtung (16; 16b) mit einem Gewicht zum Niederdrücken des Originalexemplars (11) besteht.

3. Bildscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Polarisationseinrichtung (16; 16b) eine Polarisationsschicht (12c) umfaßt, der Originalhalter (12, 12a) eine transparente Platte (12b) umfaßt und die Polarisationsschicht (12c) an der gesamten Oberfläche der transparenten Platte (12b) angebracht ist.

4. Bildscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildsensor (16) eine Abdeckung (16b) umfaßt und die Abdeckung (16b) des Bildsensors (16) die zweite Polarisationseinrichtung (16, 16b) umfaßt.

5. Bildscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Originalhalter (12, 22) aus einer lichtundurchlässigen Platte besteht und ein Fenster (22b) hat, in das die erste Polarisationseinrichtung (22a) eingepaßt ist, zum visuellen Überprüfen einer Position des Originalexemplars (11).

6. Bildscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Originalhalter (12) eine Einrichtung zum Schützen der Augen eines Betreibers vor der Lichtquelle (13) umfaßt.

7. Bildscanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Originalauflageplatte (10) transparent ist.