專利名稱：帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及一種圖像掃描裝置，特別是在掃描運(yùn)動(dòng)方向上進(jìn)行失真補(bǔ)償?shù)难b置， 通過記錄掃描過程中速度變化曲線對圖像變形進(jìn)行補(bǔ)償。
背景技術(shù)：
[0002]中國專利CN201491107 “帶有速度記錄和補(bǔ)償模塊的圖像掃描裝置”，包括主掃描器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、速度補(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)償?shù)膱D像掃描裝置。[0003]中國專利CN201830342 “帶有速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置”公開了適用于平板掃描儀的掃描速度記錄和補(bǔ)償單元的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。[0004]中國專利CN2509593 “平板式CXD掃描儀頭架光路結(jié)構(gòu)”公開了平板式掃描儀頭架光路結(jié)構(gòu)。由此可見，平板掃描儀的主掃描通過反射光路獲取圖像、由于主掃描頭架光路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此在主掃描支架上增加用于拍攝掃描過程的速度變化影像的副掃描組件，存在一定的困難和復(fù)雜性。發(fā)明內(nèi)容[0005]本發(fā)明的目的則是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過應(yīng)用組合光路，將主掃描和副掃描的圖像數(shù)據(jù)合并輸出，通過副掃描對主掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行速度補(bǔ)償，保證圖像的質(zhì)量。[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)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向主掃描光路用于接收X向輸入的原稿影像、Y向副掃描光路用于接收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(zhuǎn)一定角度后輸出；副掃描光路通過一組反射鏡將Y方向光路旋轉(zhuǎn)90度至X方向、并沿X 方向旋轉(zhuǎn)一定角度后與X向的主掃描光路并行輸出，最后通過一組透鏡和光電轉(zhuǎn)換元件同時(shí)攝取X方向原稿影像的和Y方向的掃描位移和速度特征影像。[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(shí)成像效果最佳，若結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法滿足此要求，也應(yīng)保證總光程L2與總光程Ll的差距小于總光程 Ll 的士 10%，即 L1*0. 9 < L2 < Ll*l. 1。[0008]速度補(bǔ)償運(yùn)算模塊可以采用單片機(jī)，根據(jù)副掃描所拍攝的帶有Y方向掃描運(yùn)動(dòng)速度特征的影像，速度補(bǔ)償運(yùn)算模塊首先計(jì)算出掃描速度變化參數(shù)曲線，然后再通過該參數(shù)曲線對Y方向上所產(chǎn)生的圖像失真進(jìn)行還原。[0009]本發(fā)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(zhuǎn)換元件1 成像，不需要對副掃描額外增加獨(dú)立的成像系統(tǒng)。此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、改造成本低，更容易集成于主掃描頭架之中。


[0011]圖1為掃描儀主掃描光路示意圖。[0012]圖2為本發(fā)明的主掃描+副掃描的組合光路示意圖。[0013]圖中1 光電轉(zhuǎn)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(shí)施方式
[0016]下面依托本領(lǐng)域的基本常識(shí)，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)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(gòu)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(jīng)3次反射后主掃描光路的輸出方向Lx4是輸入方向Lxl以X軸旋轉(zhuǎn)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段的范圍是虛線箭頭Xl和X2之內(nèi)的區(qū)域；光路Lx4段的范圍是虛線箭頭X3和X4之內(nèi)的區(qū)域。最終通過透鏡M4投射到光電轉(zhuǎn)換元件1上成像。[0019]如圖2所示，本發(fā)明的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，副掃描的掃描范圍是Y方向從Yl到Y(jié)2的虛線箭頭所包括的范圍。[0020]在Y向副掃描的拍攝區(qū)域內(nèi)，可以沿Y方向(即掃描運(yùn)動(dòng)的Y方向行程范圍內(nèi)) 設(shè)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(yùn)動(dòng)過程中，副掃描實(shí)時(shí)拍攝參考背景2在Y方向的一段區(qū)域的影像，該拍攝區(qū)域隨著掃描運(yùn)動(dòng)同步移動(dòng)，因此副掃描所獲取的影像是條紋背景相對于掃描運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)影像，即是含有掃描運(yùn)動(dòng)的位移和速度特征的影像，最終通過速度特征數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對失真圖像的監(jiān)控和還原。[0022]由于通過副掃描提取掃描位移特征是采用以相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)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(dāng)副掃描寬度越小時(shí)，增加副掃描光路對掃描儀結(jié)構(gòu)的調(diào)整也就越小，因此副掃描光路的寬度Dy可以設(shè)定為5mm-30mm。[0023]實(shí)施例[0024]本實(shí)施例結(jié)合附圖1和附圖2，說明如何以主掃描光路為基礎(chǔ)上將副掃描光路疊加進(jìn)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(chǔ)之上，在主掃描光路的一側(cè)增加了 2面反射鏡(MyO、Mxyl)，并與主掃描光路共用后2面反射鏡(M2、M3)，最終將主掃描和副掃描圖像一并投射到透鏡M4上，再通過光電轉(zhuǎn)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反射后，條紋狀背景2的影像光路以Y方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)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，然后再以Z軸旋轉(zhuǎn)45度，這樣通過反射鏡Myl反射后，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段的有效范圍為是虛線箭頭Yl和Y2之內(nèi)的區(qū)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段的有效范圍為是虛線箭頭Xyl和Xy2 之內(nèi)的區(qū)域；主掃描光路Lx2段的有效范圍為是虛線箭頭Xl和X2之內(nèi)的區(qū)域。副掃描光路與主掃描光路匯合后，最終通過透鏡M4投射到光電轉(zhuǎn)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(dú)立的兩個(gè)光路，以保證獲得較好的光學(xué)效果。檔板的位置設(shè)置于虛線X2和Xy2之間。[0030]以上實(shí)施例不是對本發(fā)明的具體限制，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書限定的范圍，可以對該裝置做出種種具體的修改。
權(quán)利要求1.帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于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(bǔ)償運(yùn)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(zhuǎn)90度至X方向輸出、并與X向的主掃描光路并行輸出，其中副掃描拍攝帶有Y方向掃描運(yùn)動(dòng)速度特征的影像，速度補(bǔ)償運(yùn)算模塊首先根據(jù)該速度特征影像計(jì)算掃描速度變化參數(shù)曲線，然后通過該參數(shù)曲線對Y方向上所產(chǎn)生的圖像失真進(jìn)行還原。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于所述的X向主掃描光路和Y向副掃描光路可以共用一個(gè)或幾個(gè)反射鏡，并共用一組透鏡和光電轉(zhuǎn)換元件(1)，將X和Y方向的圖像拼接合并一次成像，即同時(shí)攝取X方向原稿影像的和Y方向的掃描位移和速度特征影像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于所述的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(shè)定為相同或者總光程L2與總光程Ll的差距小于總光程Ll的士 10%，即L1*0. 9 < L2 < Ll*l. 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于所述的Y向副掃描光路中至少包含一個(gè)轉(zhuǎn)向反射鏡，該反射鏡沿Z軸旋轉(zhuǎn)45度，使得副掃描光路旋轉(zhuǎn)90度、從Y方向輸入轉(zhuǎn)至X方向輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于所述的Y向副掃描的拍攝區(qū)域內(nèi)，沿Y方向設(shè)置參照背景⑵，在掃描運(yùn)動(dòng)過程中，副掃描即通過拍攝參照背景O)的變化獲得掃描運(yùn)動(dòng)的位移和速度特征的影像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于參照背景(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(jù)權(quán)利要求1所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于所述的Y向副掃描光路的寬度Dy為5mm-30mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有組合光路和速度補(bǔ)償單元的圖像掃描裝置，其特征在于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(dú)立的兩個(gè)光路。
專利摘要帶有組合光路和速度補(bǔ)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(bǔ)償運(yùn)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(zhuǎn)90度至X方向、與X向的主掃描光路并行輸出。通過副掃描對主掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)對掃描運(yùn)動(dòng)方向上所產(chǎn)生的失真圖像進(jìn)行還原，保證圖像的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N1/047GK202261524SQ20112033816
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者吳智翔 申請人:吳偉佳