帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置的製作方法

2023-05-29 12:35:31 1

專利名稱：帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置的製作方法
技術領域：
帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置技術領域[0001]本發明涉及一種圖像掃描裝置，特別是在掃描運動方向上進行失真補償的裝置， 通過記錄掃描過程中速度變化曲線對圖像變形進行補償。
背景技術：
[0002]中國專利CN201491107 「帶有速度記錄和補償模塊的圖像掃描裝置」，包括主掃描器、傳動機構、速度補償單元，其中公開了通過記錄掃描速度對掃描過程的失真進行補償的圖像掃描裝置。[0003]中國專利CN201830342 「帶有速度補償單元的圖像掃描裝置」公開了適用於平板掃描儀的掃描速度記錄和補償單元的設計和結構。[0004]中國專利CN2509593 「平板式CXD掃描儀頭架光路結構」公開了平板式掃描儀頭架光路結構。由此可見，平板掃描儀的主掃描通過反射光路獲取圖像、由於主掃描頭架光路結構比較複雜，因此在主掃描支架上增加用於拍攝掃描過程的速度變化影像的副掃描組件，存在一定的困難和複雜性。發明內容[0005]本發明的目的則是針對上述現有技術的不足，通過應用組合光路，將主掃描和副掃描的圖像數據合併輸出，通過副掃描對主掃描獲得的圖像數據進行速度補償，保證圖像的質量。[0006]本發明的目的可以通過以下措施來實現在圖像掃描裝置中包括X向主掃描光路和Y向副掃描光路，X向主掃描光路用於接收X向輸入的原稿影像、Y向副掃描光路用於接收Y向輸入的掃描速度參照影像。主掃描光路通過一組反射鏡將X向原稿圖像沿X方向旋轉一定角度後輸出；副掃描光路通過一組反射鏡將Y方向光路旋轉90度至X方向、並沿X 方向旋轉一定角度後與X向的主掃描光路並行輸出，最後通過一組透鏡和光電轉換元件同時攝取X方向原稿影像的和Y方向的掃描位移和速度特徵影像。[0007]為保證成像的精度，X向主掃描光路的總光程Ll與Y向副掃描光路的總光程L2相同時成像效果最佳，若結構設計無法滿足此要求，也應保證總光程L2與總光程Ll的差距小於總光程 Ll 的士 10%，即 L1*0. 9 < L2 < Ll*l. 1。[0008]速度補償運算模塊可以採用單片機，根據副掃描所拍攝的帶有Y方向掃描運動速度特徵的影像，速度補償運算模塊首先計算出掃描速度變化參數曲線，然後再通過該參數曲線對Y方向上所產生的圖像失真進行還原。[0009]本發明的有益效果為[0010]通過組合光路，可以使主掃描和副掃描共用一組反射鏡、透鏡和光電轉換元件1 成像，不需要對副掃描額外增加獨立的成像系統。此設計結構緊湊、改造成本低，更容易集成於主掃描頭架之中。


[0011]圖1為掃描儀主掃描光路示意圖。[0012]圖2為本發明的主掃描+副掃描的組合光路示意圖。[0013]圖中1 光電轉換元件；2、參照背景；D0C、待掃描原稿；[0014]主掃描光路反射鏡M1、M2、M3 ；[0015]副掃描光路反射鏡MyO、Myl、M2、M3 ；透鏡M4。
具體實施方式
[0016]下面依託本領域的基本常識，結合附圖對本發明作進一步地說明[0017]如圖1所示，掃描儀主掃描光路由3面反射鏡(M1、M2、M3)、透鏡M4構成。3面反射鏡均沿X軸向分布，3面反射鏡與掃描原稿的夾角分別為135度、315度、225度，經3次反射後主掃描光路的輸出方向Lx4是輸入方向Lxl以X軸旋轉270度。[0018]主掃描光程分為4段，總光程Ll = Lxl+Lx2+Lx3+Lx40其中光路Lx2段的範圍是虛線箭頭Xl和X2之內的區域；光路Lx4段的範圍是虛線箭頭X3和X4之內的區域。最終通過透鏡M4投射到光電轉換元件1上成像。[0019]如圖2所示，本發明的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，副掃描的掃描範圍是Y方向從Yl到Y2的虛線箭頭所包括的範圍。[0020]在Y向副掃描的拍攝區域內，可以沿Y方向(即掃描運動的Y方向行程範圍內) 設置參考背景2。參考背景2上帶有一組平行的條紋，這些條紋的方向與X軸向平行。[0021]在掃描運動過程中，副掃描實時拍攝參考背景2在Y方向的一段區域的影像，該拍攝區域隨著掃描運動同步移動，因此副掃描所獲取的影像是條紋背景相對於掃描運動的移動影像，即是含有掃描運動的位移和速度特徵的影像，最終通過速度特徵數據實現對失真圖像的監控和還原。[0022]由於通過副掃描提取掃描位移特徵是採用以相鄰的數據進行對比分析的方法，因此Y向副掃描光路的寬度不需要很大。當副掃描寬度越小時，增加副掃描光路對掃描儀結構的調整也就越小，因此副掃描光路的寬度Dy可以設定為5mm-30mm。[0023]實施例[0024]本實施例結合附圖1和附圖2，說明如何以主掃描光路為基礎上將副掃描光路疊加進去，形成組合光路。[0025]如圖2所示，在保持圖1所示的主掃描光路不變的基礎之上，在主掃描光路的一側增加了 2面反射鏡(MyO、Mxyl)，並與主掃描光路共用後2面反射鏡(M2、M3)，最終將主掃描和副掃描圖像一併投射到透鏡M4上，再通過光電轉換元件1成像。其中[0026]1、反射鏡MyO沿Y軸向分布、與Y方向的條紋狀背景2的夾角為135度，通過反射鏡MyO反射後，條紋狀背景2的影像光路以Y方向為軸旋轉了 90度，從背景擋板到反射鏡 MyO的光路為LyO ；[0027]2、反射鏡Mxyl首先沿Y軸向分布、與Y方向的參考背景2的夾角為90度，然後再以Z軸旋轉45度，這樣通過反射鏡Myl反射後，參考背景2的影像光路即從Y方向變換到 X方向，與主掃描光路的LX2段的方向一致，從反射鏡MyO到反射鏡Myl的光路為Lxyl。[0028]副掃描光程分為5段，總光程L2 = Ly0+Lxyl+Lx2+Lx3+Lx4。如圖2所示，副掃描光路LyO段的有效範圍為是虛線箭頭Yl和Y2之內的區域。副掃描光路與主掃描光路在 LX2段匯合形成同一方向輸出，其中副掃描光路Lx2段的有效範圍為是虛線箭頭Xyl和Xy2 之內的區域；主掃描光路Lx2段的有效範圍為是虛線箭頭Xl和X2之內的區域。副掃描光路與主掃描光路匯合後，最終通過透鏡M4投射到光電轉換元件1上成像。[0029]主掃描光路與副掃描光路可以通過不透光的擋板分隔開，從而形成相對獨立的兩個光路，以保證獲得較好的光學效果。檔板的位置設置於虛線X2和Xy2之間。[0030]以上實施例不是對本發明的具體限制，在不脫離本發明的權利要求書限定的範圍，可以對該裝置做出種種具體的修改。
權利要求1.帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於該圖像掃描裝置包括 X向主掃描光路、Y向副掃描光路和速度補償運算模塊，其中副掃描光路通過一組反射鏡將 Y方向輸入光路旋轉90度至X方向輸出、並與X向的主掃描光路並行輸出，其中副掃描拍攝帶有Y方向掃描運動速度特徵的影像，速度補償運算模塊首先根據該速度特徵影像計算掃描速度變化參數曲線，然後通過該參數曲線對Y方向上所產生的圖像失真進行還原。
2.根據權利要求1所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於所述的X向主掃描光路和Y向副掃描光路可以共用一個或幾個反射鏡，並共用一組透鏡和光電轉換元件(1)，將X和Y方向的圖像拼接合併一次成像，即同時攝取X方向原稿影像的和Y方向的掃描位移和速度特徵影像。
3.根據權利要求1所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於所述的X向主掃描光路的總光程Ll與Y向副掃描光路的總光程L2設定為相同或者總光程L2與總光程Ll的差距小於總光程Ll的士 10%，即L1*0. 9 < L2 < Ll*l. 1。
4.根據權利要求1所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於所述的Y向副掃描光路中至少包含一個轉向反射鏡，該反射鏡沿Z軸旋轉45度，使得副掃描光路旋轉90度、從Y方向輸入轉至X方向輸出。
5.根據權利要求1所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於所述的Y向副掃描的拍攝區域內，沿Y方向設置參照背景⑵，在掃描運動過程中，副掃描即通過拍攝參照背景O)的變化獲得掃描運動的位移和速度特徵的影像。
6.根據權利要求5所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於參照背景(2)是帶有一組平行線的條紋狀背景，平行線的方向與X軸向平行。
7.根據權利要求1所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於所述的Y向副掃描光路的寬度Dy為5mm-30mm。
8.根據權利要求1所述的帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，其特徵在於通過不透光的擋板將主掃描光路與副掃描光路分隔開，形成相對獨立的兩個光路。
專利摘要帶有組合光路和速度補償單元的圖像掃描裝置，該圖像掃描裝置包括X向主掃描光路、Y向副掃描光路和速度補償運算模塊，其中副掃描光路通過一組反射鏡將Y方向光路旋轉90度至X方向、與X向的主掃描光路並行輸出。通過副掃描對主掃描獲得的圖像數據對掃描運動方向上所產生的失真圖像進行還原，保證圖像的質量。
文檔編號H04N1/047GK202261524SQ20112033816
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月9日 優先權日2011年9月9日
發明者吳智翔 申請人:吳偉佳