圖像掃描儀的製作方法

2023-08-04 07:11:51 1

專利名稱：：圖像掃描儀的製作方法發明的領域本發明涉及到一種圖像掃描儀，更具體地說，本發明涉及到在圖像掃描儀內於掃描之前及掃描過程中對頁式原件的處置。發明的背景本
技術領域：
中周知有兩類不同的圖像掃描儀，即平板式掃描儀和鼓式掃描儀。在平板式掃描儀中，要掃描的原件必須放置得非常平，以使原件上圖像的所有區域均能在記錄該區域時定位於圖像掃描儀的光學器件的焦點上。為此，原件一般都放置在一夾持器內，該夾持器包括兩個帶有玻璃板的夾持器部件。原件可夾持在這兩個玻璃板之間。用於平板式掃描儀的周知夾持器的缺點在於，將原件手工安裝到該夾持器內不能確保原件與所述玻璃板之間有完全的接觸，因此，它們表面之間的部分分離會形成牛頓環紋(Newtonring)。另一個缺點是夾持器需要定期且仔細的清洗以避免灰塵和汙物積累到玻璃表面上。髒的表面會損害掃描圖像的質量並且可能劃傷原件。再一個缺點是夾持器需要仔細地處置以使得玻璃板不被劃傷。還一個缺點是將原件精確地定位到夾持器內需要操作者的技巧並且是煩人而費時的。又一個缺點是夾持器不能向原件施加足夠大的力以將原件拉伸成所需的平面形式。一般地說，原件會在夾持器的玻璃板之間形成凹凸不平的皺紋。在鼓式掃描儀中，要掃描的原件安裝在透明的圖像讀取鼓上。人工地用膠帶將原件安裝並固定到圖像讀取鼓的柱形表面上，並且，通過將膠帶從原件剝離而將原件與讀取鼓分開。鼓式掃描儀的一個缺點是將原件安裝到讀取鼓上時不能確保原件與該圖像讀取鼓有完全的接觸，並且，在多數情況下，原件與讀取鼓的的不良接觸或局部分離會導致牛頓環紋。鼓式掃描儀的另一個缺點在於，由於讀取鼓以高速度旋轉，故原件必須牢固地安裝於讀取鼓上以抵抗住高離心力。牢固地安裝原件需要技巧並且是費時的。本發明概要本發明總的目的是提供一種將原件送進圖像掃描儀的經過改進的、對用戶友好的方法；一種使用上述方法的圖像掃描儀；以及用上述方法在掃描之前和掃描過程中將原件夾持在圖像掃描儀內的夾持器。術語頁式原件和原件指的是諸如印有字母、圖、圖形標記等的紙、照片、幻燈片等適於掃描的扁平物體。本發明的另一個目的是提供一種圖像掃描的方法和設備，其中，原件無需安裝到諸如玻璃之類透明材料的板或片之間。本發明的又一個目的是提供一種圖像掃描方法和設備，其中，無需用膠帶來固定原件。依照本發明，用一種在一個圖像掃描儀內掃描頁式原件的方法可實現上述和其它目的，所述圖像掃描儀包括支承裝置，該支承裝置用於支承頁式原件；諸如透鏡等的光學器件之類的成像裝置；以及，諸如CCD(電荷耦合器件)等的光檢測裝置，所述方法包括使要由支承裝置所支承的原件的至少一部分成為諸如圓柱形等的基本上呈柱形的形狀；使成像裝置和支承裝置沿與所述柱形表面的形成面(generatrix)基本上相平行的方向彼此相對移動。此外，依照本發明，上述目的是通過一種用來掃描頁式原件的圖像掃描儀來實現的，所述掃描儀包括光檢測裝置，它用於檢測自原件發送的光線；成像裝置，它用於將原件的至少一部分成像到光檢測裝置上；支承裝置，它用於將原件的至少一部分保持為基本上呈柱形的形狀；以及，第一移動裝置，它用於使成像裝置和支承裝置沿與所述原件的柱形部分的形成面基本上相平行的方向彼此相對移動。優選的是，本發明的圖像掃描儀包括一般由電荷耦合器件(CCD)構成的固態成像器，它用於記錄圖像。所述CCD是由多個彼此相連成為一個模擬移位寄存器的光敏元件構成的陣列。在該CCD的各個光敏元件中形成電荷，該電荷與在一個累積周期過程中入射到光敏元件上的光能成比例。每個光敏元件的模擬量的電荷均會連續地移出CCD並由圖像掃描儀的信號處理電路來加以處理。一般地說，模擬量的電荷被轉換成數字值，由此，可以形成所掃描圖像的數字表示。所述數字值在通過接口傳給外部設備之前可進一步由信號處理電路的信號處理硬體及軟體來加以處理。一般地說，所述圖像掃描儀的CCD是一直線型的CCD，其中，光敏元件設置在一條直線上。在掃描期間，原件相對CCD陣列移動，並且，一次一行地掃描該原件。就掃描彩色圖像而言，可將各濾色器安置在所述陣列的前方，在圖像掃描期間，所述陣列三次掃過原件，或者，使用一個三線的CCD陣列，它包括三個並排設置的直線CCD。上述三線CCD陣列中的每一排陣列均被自己的彩色過濾器所覆蓋，所述濾色器一般採用塗在光敏元件上的染料的形式。在本發明中，與周知的方法和圖像掃描儀相比，利用不同時掃描原件的所有部分這樣的事實，可以簡化原件在圖像掃描儀內的定位。例如，在本發明的一個最佳實施例中，用三線CCD陣列來掃描原件，也就是說，逐行掃描原件，每次同時掃描三行，每種顏色一行。因此，在特定的時刻內，「只有」三線CCD陣列在該時刻所掃描的原件區域才必須定位於圖像掃描儀的成像裝置的焦點上，而原件的其它部分則可定位於任何位置並且可以有任何適當的形狀。所以，對原件的所有部分來說，無需如周知平板式掃描儀所要求的那樣保持平整和呈平面形式。依照本發明，通過使原件的至少一部分呈諸如圓柱形之類的基本上為柱形的形狀，可以使原件沿所要掃描的一行保持平整和平直。沿與原件的柱形部分的形成面基本上相平行的行來掃描該原件。本發明的另一個優點在於，原件彎曲成基本上為柱形的形狀會有小的馬鞍效應，也就是說，原件會少量地沿著要掃描的行偏向該原件的柱形部分的軸線。圖像掃描儀的成像裝置在被設計成聚焦於一彎曲的行時要比在被設計成聚焦於一平直行時有更少的花費。優選的是，成像裝置定位成使所述原件偏離該成像裝置。為了掃描所述原件，可例如採取通過使原件相對於固定的成像裝置和光檢測裝置移動，通過例如靠一平面鏡的旋轉而使成像裝置相對於固定的光檢測裝置和固定的原件移動、以及通過使成像裝置和光檢裝置一道相對於固定的原件移動等方式，從而使原件上要被成像至諸如CCD陣列之類光檢測裝置上的區域掃過該原件，或者，通過上述這些運動方式的組合來掃描原件。目前最好是使原件相對於固定的成像裝置和光檢測裝置移動，其移動方向最好與原件的柱形部分的形成面基本上相平行。在本發明的一個優選實施例中，支承裝置包括一主體，它具有一柱形表面，最好具有一圓柱形表面，最好具有一個和多個第一滾輪，原件在上述表面和滾輪上經過。所述圖像掃描儀還包括用於將原件偏壓在與該原件相接合的柱形表面上的偏壓裝置，偏壓裝置可以是彈簧偏壓滾輪之類的一個或多個第二滾輪。另外，所述圖像掃描儀還包括驅動裝置，該裝置用於使帶有原件的支承裝置相對於光檢測裝置移動。本發明的一個優點在於，將原件送進圖像掃描儀業已簡化為將原件放到例如滾輪的支承裝置上這樣一種非常簡單的操作，這種操作不需要特定的技能並且是不費時的。本發明的另一個優點在於，不必將原件安裝到諸如玻璃之類可能降低掃描圖像質量的透明材料片或透明材料板之間。在本發明的一個最佳實施例中，圖像掃描儀還包括用於將原件饋送給支承裝置的饋送裝置，該饋送裝置包括一照明工作檯(Lighttable)，此工作檯具有由便於使原件按預定方式定位的線條所構成的網格。最好按下述方式處理來自例如CCD陣列的光檢測裝置的信號即該光檢測裝置所掃描的行對應於被掃描圖像中的水平行，而掃描過程中原件在圖像掃描儀內的移動方向則對應於被掃描圖像中的垂直行。為了便於圖像掃描儀的操作者使原件定位，從而使得在所掃描的圖像內應該是水平行的那一行實際上就是所掃描圖像的水平行，照明工作檯應包括例如由兩組彼此垂直的平行線構成的網格，上述一組平行線包括對應於所掃描圖像中水平行的線，另一組平行線則包括對應於所掃描圖像中垂直行的線。在本發明的優選實施例中，原件按下述方式定位在照明工作檯上即該原件的頂部靠近圖像掃描儀的第一支承輪和第二偏壓輪。當操作者將原件按要求定位時，第一支承輪和第二偏壓輪就會旋轉，因此，原件會因上述第一和第二輪的咬合作用而進入圖像掃描儀。為了在操作過程中進一步保護原件，最好在圖像掃描儀中使用一夾持器。因此，依照本發明，提供了一夾持器，它用於將要掃描的頁式原件支承和定位在圖像掃描儀內，該夾持器包括一對疊置的第一和第二夾持器部件，這兩個部件由柔性的頁式材料構成以便將原件接納在其中，所說的第一和第二夾持部件在一側的邊緣部分處相互連接並限定了基本上對齊的第一和第二開口，它們用於使原件露出，上述第一和第二夾持器部件包括磁性裝置，用於通過磁力而相互吸引夾持器部件。所述夾持器還可以包括固定在夾持器部件之一上的透明薄膜，它用於蓋住前述第一和第二開口以便更好地保護原件。上述透明薄膜可由諸如對苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)、聚酯等無色透明塑料構成。本發明夾持器的優點在於，與原件的柱形部分的形成面相垂直的拉伸力會作用於該原件。對原件的拉伸起因於夾持器部件半徑與原件半徑之間的差異。對原件的拉伸會使原件沿掃描方向拉直。夾持器部件與原件之間的摩擦力越大，這種效果也就越顯著。通過使用諸如Post-It粘膠等粘膠之類的粘合材料、膠帶、諸如橡膠之類高摩擦力材料等以及通過施加諸如磁力等之類的力以將夾持器部件和原件保持在一起，可以提高所說的摩擦力。可按適用於若干不同大小的原件的多種尺寸來形成所說的夾持器。夾持件之一可具有一粘合層，此層包含有粘合劑以便暫時將原件支承在上述相互連接的邊緣部分的附近。所述粘合劑最好是可重複使用型的，因此，原件可重複地附著於所說的粘合層並從那裡分開。以下參照本發明的示例性實施例。對附圖的簡要說明圖1示出了本發明圖像掃描儀的掃描部分；圖2是本發明圖像掃描儀的側剖圖；圖3是本發明夾持器的透視圖；圖4是顯示由支承輪(未示出)所支承的本發明夾持器的剖面圖；以及圖5是顯示本發明另一種夾持器的剖面圖。參照圖1，它示出了本發明圖像掃描儀的掃描部分10。該掃描部分10包括兩個可旋轉的支承輪12、14，它們支承著帶有要掃描的原件18的夾持器16。可旋轉的偏壓輪20、22將夾持器16偏壓在支承輪12、14上。電機25(示於圖2中)沿箭頭24的方向驅動可旋轉的支承輪12、14。光源26安裝在由支承輪12、14的邊緣所限定的虛擬圓柱體內以便產生透過透明片18並通過透鏡30成像到CCD陣列28上的光線。另一個光源32安裝在由支承輪12、14的邊緣所限定的虛擬柱體的外部以便產生從反射印刷品18反射並通過透鏡30成像到CCD陣列上的光線。圖2示出了本發明帶有照明工作檯34的圖像掃描儀的側剖圖。示出了將夾持器16定位在照明工作檯34上。用於使光線透過透明片18的光源26還被作為用於照明工作檯34的光源26。另外，也可以為照明工作檯34提供獨立光源。照明工作檯34具有網格線以便於圖像掃描儀的操作者使原件18定位，從而使被掃描的圖像內應該是水平行的那一行實際上就是被掃描圖像的水平行。夾持器16按下述方式定位在照明工作檯34上即夾持器16的頂部接近於圖像掃描儀的支承輪12、14和偏壓輪20、22。當操作者將原件按要求定位時，支承輪12、14和偏壓輪22、24就旋轉，從而使夾持器因輪12、14、22和24的咬合作用而進入圖像掃描儀。圖3示出了本發明夾持器16的透視圖。夾持器16包括兩個由撓性材料構成的夾持器部件36、38。夾持器部件36、38在相連的邊緣部分40處彼此整體相連。在與相連的邊緣部分40相對的位置夾持器36、38具有自由端42、44。夾持器部件36、38分別具有開口46、48，它們用於使原件18露出。夾持器16可以具有一個或多個不同尺寸的開口以便使一個或多個不同大小的原件露出。目前優選的是，第一夾持器部件36是由諸如鋼之類能響應磁場的材料構成的柔性板，並且，第二夾持器部件38是由諸如磁化橡膠之類磁性材料構成的柔性板。圖4是顯示其中夾持有原件18的夾持器16的剖面圖，夾持器16由支承輪12、14(未示出)所支承。圖5是顯示另一種其中夾持有原件18的夾持器50的剖面圖。夾持器50包括一金屬板52和兩個磁化橡膠條54、56，每個磁化橡膠條在固定端58、60成整體地連接於金屬板52。每個橡膠條54、56均在與固定端58、60相對的位置處具有一自由端62、64。每個橡膠條54、56均可處於一合攏位置(如圖5所示)，在該位置，橡膠條54、56和金屬板52因磁力而保持在一起。在夾持器50的操作過程中，將橡膠條54、56打開並將原件18放置在金屬板52上。然後，放置基本上與金屬板52相同尺寸的透明薄膜66以蓋住原件18，最後，合攏像膠條54、56，從而將透明薄膜66夾持在橡膠條54、56與金屬板52之間。權利要求1.一種用於掃描頁式原件的圖像掃描儀，該圖像掃描儀包括光檢測裝置，它用於檢測自原件發出的光線；成像裝置，它用於將原件的至少一部分成像到上述光檢測裝置上；支承裝置，它用於將原件的至少一部分保持為基本上是柱形的形狀；以及第一移動裝置，它用於使上述成像裝置和支承裝置沿與所述原件的柱形部分的形成面基本上相平行的方向彼此相對移動。2.如權利要求1的圖像掃描儀，其特徵在於，所述支承裝置將原件的至少一部分保持為基本上是圓柱的形狀。3.如權利要求1或2的圖像掃描儀，其特徵在於，所述光檢測裝置包括一CCD陣列。4.如前述任何一個權利要求的圖像掃描儀，其特徵在於，該掃描儀還包括第二移動裝置，它用於使原件沿與該原件的柱形部分的形成面基本相平行的方向移動。5.如前述任何一個權利要求的圖像掃描儀，其特徵在於，所述支承裝置包括一主體，此主體具有一柱形表面，所述原件在該表面上經過。6.如權利要求5的圖像掃描儀，其特徵在於，所述主體的柱形表面是一圓柱形表面。7.如權利要求5或6的圖像掃描儀，其特徵在於，所述支承裝置包括一個或多個第一滾輪，這些滾輪具有一圓柱形表面以利於在這些滾輪上經過、並部分地繞在這些滾輪上的原件的運動。8.如權利要求5-7的圖像掃描儀，其特徵在於，該掃描儀還包括偏壓裝置，它用於將原件偏壓在與該原件相接合的柱形表面上。9.如權利要求8的圖像掃描儀，其特徵在於，所述偏壓裝置包括一個或多個用彈簧加壓的第二滾輪。10.如前述任何一個權利要求的圖像掃描儀，其特徵在於，該掃描儀還包括驅動裝置，它用於使帶有原件的支承裝置相對於所述光檢測裝置移動。11.如前述任何一個權利要求的圖像掃描儀，其特徵在於，該掃描儀還包括用於將原件饋送給支承裝置的饋送裝置，該饋送裝置包括一照明工作檯，此工作檯具有由便於使原件按預定方式定位的線條所構成的網絡。12.一種夾持器，它用於將要掃描的頁式原件支承和定位在圖像掃描儀內，並且包括一對疊置的第一和第二夾持器部件，這兩個部件由撓性的頁式材料構成以便將原件接收在其間，所說的第一和第二夾持器部件在一邊緣部分處相互連接並限定了基本上對齊的第一和第二開口以便使原件露出，上述第一和第二夾持器部件包括用於通過磁力而使夾持器部件相互吸引的磁性裝置。13.如權利要求12的夾持器，其特徵在於，該夾持器還包括固定在夾持器部件之一上的透明薄膜，它用於蓋住前述第一和第二開口。14.一種在圖像掃描儀內掃描頁式原件的方法，所述圖像掃描儀包括用於支承頁式原件的支承裝置、成像裝置以及光檢測裝置，所說的方法包括使要由支承裝置所支承的原件的至少一部分基本上呈柱形；使成像裝置及支承裝置沿與所述柱形表面的形成面基本上相平行的方向彼此相對移動。15.如權利要求14的方法，其特徵在於，所述柱形形狀是圓柱形的形狀。全文摘要本發明涉及到在圖像掃描儀內對要掃描的頁式原件進行處置。在本發明的一個優選實施例中,用三線CCD陣列來掃描原件,也就是說,逐行掃描原件,每次掃描三行,每種顏色一行。因此,在特定的時刻內,「只有」三線CCD陣列在該時刻所掃描的原件區域才必須定位於圖像掃描儀的成像裝置的焦點上,而原件的其它部分則可定位於任何位置並且可以有任何適當的形狀。所以,對原件的所有部分來說,無需如周知的平板式掃描儀所要求的那樣保持平整和呈平面形式。依照本發明,通過使原件的至少一部分呈諸如圓柱形之類的基本上為柱形的形狀,可以使原件沿所要掃描的行保持平整和平直。沿與原件的柱形部分的形成面基本上相平行的行來掃描該原件。因此,與周知的方法和圖像掃描儀相比,利用不是同時掃描原件的所有部分這樣一個事實可以簡化原件在圖像掃描儀內的定位。文檔編號G03B27/62GK1201576SQ9619798公開日1998年12月9日申請日期1996年9月12日優先權日1995年9月13日發明者A·赫格爾,C·波爾森申請人:伊馬康有限公司