專利名稱：矩陣成像數(shù)字化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平面數(shù)字成像裝置，可用于制作掃描掃描儀、數(shù)碼復(fù)印機(jī)、數(shù)碼謄印機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的掃描儀、數(shù)碼復(fù)印機(jī)、數(shù)碼謄印機(jī)等，成像元件采用的都是線性的，在對(duì)掃描原件進(jìn)行掃描時(shí)，掃描頭要在步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下掃過(guò)成像窗口，這種掃描方式不僅工作效率較低、較難適應(yīng)高速掃描，存在機(jī)械磨損、噪音大；而且不可避免往復(fù)運(yùn)動(dòng)中齒輪間的空隙所帶來(lái)的缺陷和不穩(wěn)定移動(dòng)所帶來(lái)的鋸齒波紋和色彩失真。采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)制造的掃描設(shè)備，存在著機(jī)械傳動(dòng)精度和安裝調(diào)試精度要求高，故制造成本高、維修難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件，可對(duì)原稿瞬時(shí)一次成像，高速掃描。
本發(fā)明是矩陣成像數(shù)字化裝置，光電轉(zhuǎn)換成像組件將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其光電轉(zhuǎn)換成像組件是矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)，原稿(2011)在原稿成像窗口(2001)上水平放置，在原稿成像窗口(2001)下面安裝一半透/半反射鏡(2006)，半透/半反射鏡(2006)所在平面與原稿成像窗口(2001)所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源(2004)安裝在原稿成像窗口(2001)下面的一側(cè)，在照明光源(2004)與半透/半反射鏡(2006)之間安裝一均光屏(2002)，在半透/半反射鏡(2006)下面沿原稿成像窗口(2001)所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(2010)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)，入射光線(A-A’-B-B’)由發(fā)出的光經(jīng)反光鏡(2003)和聚光鏡頭(2005)聚焦后通過(guò)均光屏(2002)，再經(jīng)半透/半反射鏡(2006)照射到原稿成像窗口(2001)上的原稿(2011)，反射光(C-C’)穿過(guò)半透/半反射鏡(2006)和成像鏡頭(2009)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)上。
照明光源(2004)是閃光燈，或者是持續(xù)發(fā)光的光源。
本發(fā)明用于掃描儀時(shí)，在原稿成像窗口(3021)下面安裝一半透/半反射鏡(3020)，半透/半反射鏡(3020)所在平面與原稿成像窗口(3021)所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源(3008)安裝在原稿成像窗口(3021)下面的一側(cè)，在照明光源(3008)與半透/半反射鏡(3020)之間、垂直于水平面安裝一均光屏(3004)，在半透/半反射鏡(3020)下面沿原稿成像窗口(3021)所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(3019)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)，入射光線由發(fā)出的光經(jīng)反光鏡(3007)和聚光鏡頭(3005)聚焦后通過(guò)均光屏(3004)，再經(jīng)半透/半反射鏡(3020)照射到原稿成像窗口(3021)上的原稿(3024)，反射光穿過(guò)半透/半反射鏡(3020)和成像鏡頭組(3019)會(huì)聚到矩陣式光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)上。
本發(fā)明用于數(shù)碼復(fù)印機(jī)時(shí)，其照明光源(4003)安裝在原稿成像窗口下面的一側(cè)，在照明光源(4003)與半透/半反射鏡(4006)之間、垂直于水平面安裝一均光屏(4005)，在半透/半反射鏡(4006)下面沿原稿成像窗口所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(4007)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(4008)，入射光線由發(fā)出的光經(jīng)反光鏡(4002)和聚光鏡頭(4004)聚焦后通過(guò)均光屏(4005)，再經(jīng)半透/半反射鏡(4006)照射到原稿成像窗口上的原稿(4001)，反射光穿過(guò)半透/半反射鏡(4006)和成像鏡頭組(4007)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(4008)上。
本發(fā)明的有益之處成像系統(tǒng)采用價(jià)格較低的小尺寸高像素矩陣光電轉(zhuǎn)換成像元件代替了傳統(tǒng)掃描儀、數(shù)碼復(fù)印機(jī)和數(shù)碼謄印機(jī)使用的線性光電轉(zhuǎn)換元件。光學(xué)成像鏡頭采用復(fù)消色差平面像場(chǎng)電動(dòng)變焦鏡頭，成像景深大?？蓪?duì)原稿瞬時(shí)一次成像，適用于要求高速掃描的場(chǎng)合，照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)固定安裝，取消了復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，制造成本較低、使用維修簡(jiǎn)便。


圖1是本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)及其成像系統(tǒng)的示意圖，圖2本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)裝配位置示意圖，圖3是本發(fā)明用于掃描儀時(shí)的結(jié)構(gòu)圖，圖4是本發(fā)明用于數(shù)碼復(fù)印機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，原稿(2011)在原稿成像窗口(2001)上水平放置，在原稿成像窗口(2001)下面安裝一半透/半反射鏡(2006)，半透/半反射鏡(2006)所在平面與原稿成像窗口(2001)所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源(2004)安裝在原稿成像窗口(2001)下面的一側(cè)，在照明光源(2004)與半透/半反射鏡(2006)之間、垂直于水平面安裝一均光屏(2002)，在半透/半反射鏡(2006)下面沿原稿成像窗口(2001)所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(2010)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)，(2007)是矩陣光電轉(zhuǎn)換元件，(2008)是低通濾鏡，(2009)是電子快門(mén)，入射光線(A-A’-B-B’)由發(fā)出的光經(jīng)反光鏡(2003)和聚光鏡頭(2005)聚焦后通過(guò)均光屏(2002)，再經(jīng)半透/半反射鏡(2006)照射到原稿成像窗口(2001)上的原稿(2011)，反射光(C-C’)穿過(guò)半透/半反射鏡(2006)和成像鏡頭(2009)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)上。矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，同時(shí)指出每個(gè)像素的灰暗程度和顏色信息，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，接口電路將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中或矩陣成像數(shù)字化裝置獨(dú)立處理單元中，將讀取的圖像以設(shè)定的解析度進(jìn)行處理或變換所需的解析度，生成數(shù)字化圖像，存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)或矩陣成像數(shù)字化裝置的存儲(chǔ)單元中，就此完成一次數(shù)字化過(guò)程。
照明光源可以采用閃光燈，其特點(diǎn)具有發(fā)光色溫和光強(qiáng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、耗電量極小、體積小，矩陣成像數(shù)字化裝置的控制系統(tǒng)，是控制各部件協(xié)調(diào)一致地動(dòng)作，如對(duì)鏡頭變焦和自動(dòng)光圈控制等。本發(fā)明所述的矩陣成像數(shù)字化裝置由于采用了自動(dòng)白平衡/手動(dòng)白平衡調(diào)節(jié)電路，光強(qiáng)度檢測(cè)配合電動(dòng)光圈和電子快門(mén)調(diào)節(jié)電路，能自動(dòng)或手動(dòng)將白平衡和感光參數(shù)調(diào)整到最佳狀態(tài)，所以所得到的數(shù)字化圖像質(zhì)量明顯提高。
照明光源也可以采用持續(xù)發(fā)光的光源，持續(xù)發(fā)光的光源由燈管(泡)(2004)、反光罩(2003)、均光屏(2002)和半透/半反射鏡(2006)組成。照明光源可采用冷陰極輝光放電燈管(泡)，燈管兩端沒(méi)有燈絲，只有一根電極，具有發(fā)光均勻穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、耗電量小、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
如圖3所示，為本發(fā)明用于掃描儀時(shí)的結(jié)構(gòu)圖，原稿臺(tái)由原稿蓋(3001、3025)、鉸鏈(3026)、絞架(3002)、滑槽(3003)、原稿臺(tái)面(3023)組成，其主要作用是將要掃描的原稿壓緊，以防止照明燈光線泄露，防止高亮度掃描光照射眼睛和外界光線干擾矩陣成像數(shù)字化裝置的白平衡。原稿臺(tái)是用來(lái)放置掃描原稿的地方，中間有透明的原稿成像窗口(3021)。在原稿成像窗口(3021)下面安裝一半透/半反射鏡(3020)，半透/半反射鏡(3020)所在平面與原稿成像窗口(3021)所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源(3008)安裝在原稿成像窗口(3021)下面的一側(cè)，在照明光源(3008)與半透/半反射鏡(3020)之間、垂直于水平面安裝一均光屏(3004)，在半透/半反射鏡(3020)下面沿原稿成像窗口(3021)所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(3019)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)。鏡頭(3019)、電動(dòng)光圈(3018)、電動(dòng)變焦調(diào)節(jié)裝置(3017)以及矩陣光電轉(zhuǎn)換成像元件(3014)是圖像信息讀取部分。由于成像元件采用小尺度的矩陣形光電轉(zhuǎn)換成像元件作為圖像傳感器，圖像傳感器的尺寸遠(yuǎn)不及掃描原稿的尺度，因此，這種成像系統(tǒng)中，在矩陣光電轉(zhuǎn)換圖像傳感器(3014)的前面有一個(gè)鏡頭(3019)，用于將原稿圖像通過(guò)鏡頭(3019)縮小后投射到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)上。(3006)是照明系統(tǒng)安裝板，(3009)是照明系統(tǒng)安裝板微調(diào)螺絲，(3010)是照明系統(tǒng)電路板，(3011)計(jì)算機(jī)接口電路和獨(dú)立存儲(chǔ)單元，(3012)是設(shè)備外殼，(3013)是A/D處理電路，(3015)是成像系統(tǒng)固定板，(3016)是測(cè)光、色溫測(cè)量電路和光圈、快門(mén)、白平衡控制電路板，(3022)控制調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)面板，。
如圖4所示，本發(fā)明所述的矩陣成像數(shù)字化裝置用于數(shù)碼復(fù)印機(jī)時(shí)，由光源(4003)發(fā)出的照明光線經(jīng)反光罩(4002)聚光鏡頭(4004)聚焦后通過(guò)均光屏(4005)，再經(jīng)半透/半反射鏡(4006)照射到原稿圖像上后，反射光穿過(guò)半透/半反射鏡(4006)和成像鏡頭(4007)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像元件(4008)上，利用矩陣光電元件將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，同時(shí)指出個(gè)像素的灰暗程度和顏色信息，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路把模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這一步與掃描儀是相似的，然后將經(jīng)過(guò)圖像數(shù)字處理電路(4009)處理的圖像信號(hào)輸入到激光調(diào)制器(4010)調(diào)制后，由激光發(fā)生器(4011)發(fā)出激光束對(duì)被充電的感光鼓(4013)進(jìn)行掃描，在感光鼓上產(chǎn)生靜電潛像，具有靜電潛像的感光鼓(4013)在旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，碳粉被吸附在具有靜電潛像的感光鼓(4013)上，吸附了碳粉的感光鼓(4013)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)將碳粉轉(zhuǎn)印到復(fù)印介質(zhì)(4014)上，復(fù)印介質(zhì)(4014)上的圖像或文字經(jīng)過(guò)定影等步驟，完成整個(gè)復(fù)印過(guò)程，生成復(fù)印件(4015)。
權(quán)利要求
1.矩陣成像數(shù)字化裝置，其光電轉(zhuǎn)換成像組件將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，其特征在于光電轉(zhuǎn)換成像組件是矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)，原稿(2011)在原稿成像窗口(2001)上水平放置，在原稿成像窗口(2001)下面安裝一半透/半反射鏡(2006)，半透/半反射鏡(2006)所在平面與原稿成像窗口(2001)所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源(2004)安裝在原稿成像窗口(2001)下面的一側(cè)，在照明光源(2004)與半透/半反射鏡(2006)之間安裝一均光屏(2002)，在半透/半反射鏡(2006)下面沿原稿成像窗口(2001)所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(2010)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)，入射光線(A-A’-B-B’)由發(fā)出的光經(jīng)反光鏡(2003)和聚光鏡頭(2005)聚焦后通過(guò)均光屏(2002)，再經(jīng)半透/半反射鏡(2006)照射到原稿成像窗口(2001)上的原稿(2011)，反射光(C-C’)穿過(guò)半透/半反射鏡(2006)和成像鏡頭(2009)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣成像數(shù)字化裝置，其特征在于照明光源(2004)是閃光燈，或者是持續(xù)發(fā)光的光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣成像數(shù)字化裝置，用于掃描儀時(shí)，其特征在于在原稿成像窗口(3021)下面安裝一半透/半反射鏡(3020)，半透/半反射鏡(3020)所在平面與原稿成像窗口(3021)所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源(3008)安裝在原稿成像窗口(3021)下面的一側(cè)，在照明光源(3008)與半透/半反射鏡(3020)之間、垂直于水平面安裝一均光屏(3004)，在半透/半反射鏡(3020)下面沿原稿成像窗口(3021)所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(3019)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)，入射光線由發(fā)出的光經(jīng)反光罩(3007)和聚光鏡頭(3005)聚焦后通過(guò)均光屏(3004)，再經(jīng)半透/半反射鏡(3020)照射到原稿成像窗口(3021)上的原稿(3024)，反射光穿過(guò)半透/半反射鏡(3020)和成像鏡頭組(3019)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩陣成像數(shù)字化裝置，用于數(shù)碼復(fù)印機(jī)時(shí)，其特征在于照明光源(4003)安裝在原稿成像窗口下面的一側(cè)，在照明光源(4003)與半透/半反射鏡(4006)之間、垂直于水平面安裝一均光屏(4005)，在半透/半反射鏡(4006)下面沿原稿成像窗口所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組(4007)、矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(4008)，入射光線由發(fā)出的光經(jīng)反光罩(4002)和聚光鏡頭(4004)聚焦后通過(guò)均光屏(4005)，再經(jīng)半透/半反射鏡(4006)照射到原稿成像窗口上的原稿(4001)，反射光穿過(guò)半透/半反射鏡(4006)和成像鏡頭組(4007)會(huì)聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(4008)上。
全文摘要
矩陣式成像數(shù)字化裝置，光電轉(zhuǎn)換成像組件是矩陣式光電轉(zhuǎn)換成像組件，在原稿成像窗口下面安裝一半透/半反射鏡)，半透/半反射鏡所在平面與原稿成像窗口所在平面的夾角(α)大于0°，小于90°，照明光源安裝在原稿成像窗口下面的一側(cè)，在照明光源與半透/半反射鏡之間、垂直于水平面安裝一均光屏，在半透/半反射鏡下面沿原稿成像窗口所在平面的法線方向上，從上到下依次安裝一鏡頭組、矩陣式光電轉(zhuǎn)換成像組件，入射光線由發(fā)出的光經(jīng)反光鏡和聚光鏡頭聚焦后通過(guò)均光屏，再經(jīng)半透/半反射鏡照射到原稿成像窗口上的原稿，反射光穿過(guò)半透/半反射鏡和成像鏡頭會(huì)聚到矩陣式光電轉(zhuǎn)換成像組件上，將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N1/03GK1735122SQ20051004301
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者趙子文, 王巖 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)