提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪的制作方法

专利名称：提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及彩色成像技术，尤其涉及一种可提高彩色扫描分辨率的底片 扫描仪。
背景技术：
CCD作为图像传感器，已广泛应用于数码相机、数码摄像机、扫描仪等图 像处理领域，尤其是彩色图像处理。本质上，CCD不能感知光线的色彩(即光 线的频率成份)，其感光单元只能感知光线的强度。对于黑白CCD，每个感光 单元形成一个像素，记录下光线的强度值即可。然而要记录彩色图像，问题更 为复杂，人们通过在CCD感光单元前面加色彩滤镜阵列的方法来解决，使一个 感光单元记录某一个色彩分量的强度，然后进行色彩插值来计算丢失的色彩分 量。这种获得彩色的方法将使图像的分辨率受到损失。
然而CCD自身的分辨率提高存在困难 一方面，为了提高CCD的分辨率， 需要增加CCD的像素数；而另一方面，单位面积像素数越多，则像素尺寸越 小，导致感光度降低、信噪比下降、动态范围减小，影响其性能。因此只能通 过增大CCD的面积来提高CCD的分辨率，而这将导致CCD的制造成本剧增， 不是一个有效的解决办法。这样，如何在CCD自身的分辨率固定的情况下， 减少由获得彩色带来的分辨率损失，将变得十分重要。
在图1所示出的一种底片扫描仪1中，底片2发出的光线经透镜组11聚 焦后成像于CCD12上，再由图像获取单元13获取，以得到电子成像信息。
其中，这种传统彩色CCD感光单元12及其滤色镜的排列是方形的，以 G-R-G'-B型CCD为例，如图2A所示，每个CCD构成一个像素的四个感光单 元分别具有G-R-G'-B滤色镜，因此成像时可分别形成四种颜色，此四点计算 出一个彩色RGB值。这种方法的明显缺点就是分辨率低，以具有200万感光 单元的CCD为例，其实际(物理)分辨率只有50万。在实际中，可以对各感光单元的光值重复利用和计算，来提高成像分辨率。具体地说，如图2B所示, 在进行信号处理时，由a-b-g-h四点计算出一个RGB值，作为一个像素记录下 来，同时，b-c-h-i， g-h-m-n， h-i-n-o又各计算出一个像素，可以简单的理解为 4个感光单元的中心点构成一个"像点"，这样，每个感光单元的光值都是复 用的，使用了4次(边缘部位除外)。由于复用，每4个感光单元计算出4个 像素，这就是200万像素(严格的说是200万感光单元)的CCD分成4类颜 色(两个绿色算两类)，仍产生200万像素的图像的原因。
经过上述计算后图像分辨率虽然显著提高，但是由于这种CCD成像采用 色彩插值算法计算丢失的色彩值，将引起伪彩色和插值噪声，影响成像质量， 无法达到标称分辨率应有的效果。因此目前已经出现了 3CCD成像技术，即在 光射到芯片上以前，先通过棱镜，棱镜把光分为3束，将三个CCD分别用来 处理三个颜色分量(例如红、蓝、绿)，得到全部色彩信息。然而使用3个CCD 将使产品成本大大提升。
因此，目前的底片扫描仪所扫描获得的底片图像的实际分辨率(物理分辨 率)将无法达到与CCD感光单元数量一致的水平。

实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以提高扫描分辨率的底片 扫描仪，其实际分辨率可接近CCD感光单元数量，并且不产生伪彩色和插值 噪声，因而成像质量较高。
本实用新型提出一种提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，包括用以聚焦来 自底片的光束的透镜组、设于透镜组的出光路径上以感光的成像元件、以及电 连接于成像元件以获得成像画面的图像获取单元，该底片扫描仪还包括 一控 制单元，产生驱动该成像元件沿互相垂直的第一方向或第二方向微移的驱动信 号，以及控制该图像获取单元获取各成像画面的时机的触发信号； 一驱动机构， 电连接于该控制单元，根据该驱动信号驱动该成像元件相对于入射光束沿第一 方向或第二方向微移而产生行或列的错位；以及一图像处理单元，连接于该图 像获取单元，组合各成像画面以获得一最终画面。
在上述的底片扫描仪中，该驱动机构包括一外框、 一内框、 一第一弹簧、一第二弹簧、 一第一驱动元件以及一第二驱动元件，该成像元件设于该内框中， 该第一弹簧设于该成像元件的一侧边与该内框的内壁之间，该第一驱动元件设 于该成像元件的另一相对的侧边与该内框的内壁之间；该内框设于该外框中， 该第二弹簧设于该内框的一侧边与外框的内壁之间；该第二驱动元件设于该内
框的另一相对的侧边与外框的内壁之间。
在上述的底片扫描仪中，该第一、第二驱动元件是压电陶瓷。 本实用新型提出另一种提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，包括用以聚焦 来自底片的光束的透镜组、设于透镜组的出光路径上以感光的成像元件、以及 电连接于成像元件以获得成像画面的图像获取单元，该底片扫描仪还包括一 折射片，设于该底片至该成像元件之间的光路上，以折射经过该折射片的光束； 一控制单元，产生驱动该折射片绕互相垂直的第一轴线或第二轴线偏转的驱动 信号，以及控制该图像获取单元获取各成像画面的时机的触发信号； 一驱动装 置，电连接于该控制单元，根据该驱动信号驱动该折射片绕该第一轴线或第二 轴线旋转，以改变经过该折射片的光束在该成像元件上的入射方向而产生行或 列的错位；以及一图像处理单元，连接于该图像获取单元，组合各成像画面以 获得一最终画面。
在上述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪中，该折射片可设置于该底片 与该透镜组之间的光路上，还可设置于该透镜组与该成像元件之间的光路上。 此外，该折射片例如是一透镜。
在述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪中，该驱动装置包括一基板、 一外偏转板、 一第一转轴、 一内偏转板、 一第二转轴、 一第一驱动机构和一第 二驱动机构，其中该外偏转板通过第一转轴设于该基板上，该外偏转板具有一 开口，该内偏转板置于外偏转板的开口内，且通过第二转轴设于外偏转板上， 第一转轴与第二转轴互相垂直；该折射片置于该内偏转板的中央；该第一驱动 机构设于该基板上且作用于外偏转板的一侧，以对该侧提供一使外偏转板绕第 一转轴旋转的第一力矩；该第二驱动机构设于外偏转板上且作用于内偏转板的 一侧，用以对该侧提供一使内偏转板绕第二转轴偏转的第二力矩。
在上述的所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪中，该第一驱动机构可包 括一第一步进电机、 一第一渐开轮以及一第一定位块，第一步进电机设于基板上且位于外偏转板的一侧，第一渐开轮设于第一步进电机输出轴上，第一定位 块一端接触于第一渐开轮，另一端固定于外偏转板的一侧上。
在上述的所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪中，该第二驱动机构可包 括一第二步进电机、 一第二渐开轮以及一第二定位块，第一步进电机设于外偏 转板中且位于内偏转板的一侧，第二渐开轮设于第二步进电机输出轴上，第二 定位块一端接触于第二渐开轮，另一端固定于内偏转板的一侧上。
本实用新型的提高扫描分辨率的底片扫描仪，可以通过多次的移位和成 像，并组合这些图像减小颜色信息的丢失，从而提高成像元件的实际分辨率， 换句话说，由于不采用色彩差值算法，在取得相同分辨率的情况下，本实用新 型可以消除伪彩色和成像噪声，提高成像质量。


为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，
以下结合附图对 本实用新型的具体实施方式
作详细说明，其中 图1是目前的一种底片扫描仪的结构框图。
图2A是CCD成像元件的像素组成原理图。
图2B是CCD成像元件的像素单元复用计算原理图。
图3是本实用新型一个实施例的底片扫描仪结构框图。
图4是图3所示底片扫描仪的驱动机构示意图。
图5是本实用新型另一个实施例的底片扫描仪结构框图。
图6是图5所示底片扫描仪的驱动装置示意图。
图7是待成像画面的像点划分示意图。
图8是本实用新型的底片扫描仪的工作流程图。
图9A 图9D是以成像画面对CCD进行四次成像的示意图。
图10A 图10D是进行四次成像分别所得的第一至第四画面示意图。
图11是第一至第四画面组合而成的成像画面示意图。
图12是另一种成像元件的像素组成示意图。
图13是本实用新型另一实施例的待成像画面的像点划分示意图。
图14是本实用新型另一实施例的最终画面部分像素示意图。
具体实施方式

参照图3所示，根据本实用新型一个实施例的底片扫描仪10包括一透镜
组110、 一个例如CCD 120的成像元件、 一个驱动CCD 120沿X和Y两个方 向移动的驱动机构130、 一个控制单元140、 一个图像获取单元150、以及一个 图像处理单元160。其中CCD 120设置在透镜组IIO的出光路上，透镜组IIO 用以聚焦底片100所发射的光束至CCD 120。控制单元140用以根据一个多次 错位和成像流程(在后叙述)来产生驱动信号，以控制驱动机构130沿X和Y 两个方向移动CCD 120，使CCD 120相对底片100上的图像产生多次错位而成 像。与此同时，控制单元140输出控制获取图像的时机的触发信号使图像获取 单元150在每次成像时获取CCD 120感光的画面。最终，这些画面传输至图像 处理单元160进行组合，以获得最终画面。
图4示出一个驱动机构130的例子，此驱动机构130具有一内框131， CCD 120置于内框131中，其一侧边与内框131的内壁之间设有第一弹簧132，另 一相对的侧边与内框131的内壁之间设有第一驱动元件133。第一驱动元件133 例如是压电陶瓷，当其受到一来自控制单元140的电压驱动时，则产生微小形 变，以带动CCD 120在Y方向上微移。内框131是置于外框134中，其一侧 边与外框134的内壁之间设有第二弹簧135，另一相对的侧边与外框134的内 壁之间设有第二驱动元件136。第二驱动元件136例如是压电陶瓷，当其受到 一来自控制单元140的电压驱动时，则产生微小形变，以带动内框131在X方 向上微移。由此CCD 120就可在X、 Y平面上分别沿X、 Y两个方向微移，以 实现成像的错位。
参照图5所示，根据本实用新型另一个实施例的底片扫描仪20包括一组 透镜210、 一个例如CCD 220的成像元件、 一个例如是设在CCD 220与透镜组 210之间以改变光束的入射方向的折射片230、驱动折射片230绕轴线X和Y 旋转的驱动装置240、 一个控制单元250、 一个图像获取单元260、以及一个图 像处理单元270。其中控制单元250用以按照一个多次错位和成像的流程(在 后叙述)控制驱动装置130转动折射片230，使之改变光束的方向，从而使CCD 220相对底片200上的图像产生行或列的错位而成像。与此同时，控制单元250使图像获取单元260在每次成像时获取CCD220感光的画面。最终，这些画面 传输至图像处理单元270进行组合，以获得最终画面。
在另一未图示的实施例中，折射片230还可以设在底片200与透镜组210 之间，其作用与上述实施例一致。
图6示出一个驱动装置240的例子，此驱动装置包括一基板300，基板300 上设有一外偏转板310、 一第一驱动机构330、 一内偏转板350、以及一第二驱 动机构370。基板300具有正面300a和反面300b，基板中央设有开口301。
外偏转板310通过与X轴方向平行的第一转轴320设于基板300上，并可 绕X轴方向旋转。第一驱动机构330位于外偏转板310的一侧，以对外偏转板 提供使其旋转的第一力矩M1。具体地说，第一驱动机构330包括一第一步进电 机331、 一第一渐开轮332、以及一第一定位块333。第一步进电机331固定于 基板300中，且位于外偏转板310的远离第一转轴的一侧，第一渐开轮332设 于第一步进电机331的输出轴上，第一定位块333 —端接触于第一渐开轮332, 另一端则穿过基板300上的开口 302固定于外偏转板310上的一侧。第一渐开 轮332具有逐渐增大的半径，在第一步进电机331以例如顺时针方向旋转时， 第一渐开轮332可以逐渐下压(-Z方向)第一定位块333从而下压外偏转板310 的左侧，从而对外偏转板310提供一第一力矩M1，使外偏转板310可绕第一转 轴320转动。此外，外偏转板310的复位可通过位于与第一步进电机331相反 侧且置于外偏转板310与基板300之间的复位弹簧(图未示)来实现。
外偏转板310具有一与内偏转形状适配的开口 311，内偏转板350通过与 轴Y方向平行的第二转轴360置于外偏转板的开口 311内，并可绕第二转轴360 旋转。内偏转板350中央设置上述的折射片230。第二驱动机构370设于外偏 转板310中且作用于内偏转板350的一侧，以对该侧提供一使内偏转板410绕 第二转轴320旋转的第二力矩M2。第二驱动机构370包括一第二步进电机371、 一第二渐开轮372、以及一第二定位块373。第二步进电机371固定于外偏转 板310的靠近第一转轴的一侧，通过基板300的开口 303露出于基板上表面 300a，并且第二步进电机371是位于内偏转板350的远离第二转轴的一侧。第 二渐开轮372设于第二步进电机371的输出轴上，第二定位块373 —端接触于 第二渐开轮372，另一端则固定于内偏转板350上的远离第二转轴的一侧。第 二渐开轮372具有逐渐增大的半径，在第一步进电机371以例如顺时针方向旋 转时，第一渐开轮332可以逐渐下压(-Z方向)第二定位块373从而下压内偏转板350的一侧，从而对内偏转板350提供一第二力矩M2，使内偏转板350可绕 第二转轴360转动。此外，内偏转板350的复位可通过位于与第二步进电机371 相反侧且置于外偏转板310与内偏转板350之间的复位弹簧(图未示)来实现。
下面参照7 图14说明上述的底片扫描仪的扫描过程。
请参阅图7所示，对于一个待扫描底片的画面50而言，依据实际扫描所 能达到的分辨率，将其划分为2N*2M的网格阵列，其中每个网格视为一个像 点P，依据三原色原理，每个像点P包含RGB色彩信息。
请回到图2A所示， 一个例如为CCD的成像元件12包含2N*2M感光单元 阵列，阵列中四个感光单元(依据滤光膜分为G-R-G'-B)视为一个像素，因此 形成NSM像素阵列。
为简明起见，以待成像画面50中央的一个4*4的网格阵列(P1 P16)及 成像元件(120， 220)中央一个4*4的感光单元阵列(S1 S16)为例，并参 照图8所示工作流程图来描述成像过程。在下述的错位过程中，对图3所示底 片扫描仪IO来说是通过驱动机构130来移位CCD 120而产生成像错位，而对 图5所示的底片扫描仪20来说则是通过驱动装置240来旋转折射片230来产 生成像错位。
在步骤801，如现有技术一样，以待成像画面50对准成像元件(120， 220) 来成像，请参照图9A，此时，待成像画面50各像点P中的第一类颜色形成于 成像元件(120， 220)对应位置的感光单元，以获得如图IOA所示的第一画面 501。其中像点P1中的R值(记为P1R)得以在成像元件(120， 220)的对应 位置的一个具有R滤色镜的感光单元S1感光，像点P2中的G值(记为P2G) 得以在成像元件(120， 220)的对应位置的一个具有G滤色镜的感光单元S2 感光，依次类推。需要指出，上述第一类颜色是针对每个个别像点P而言，例 如对于像点Pl，其首先成像的第一类颜色为R (红色)，而对于像点P2，其 首先成像的第一类颜色为G (绿色)，对于像点P5，其首先成像的第一类颜色 为G，(绿色)。
接着，在步骤802，使待成像画面20与成像元件IO错开1歹ij，例如参照 图9B，待成像画面50中的第1列对准成像元件(120， 220)中的第2列，待 成像画面50各像点P中的第二类颜色形成于成像元件(120， 220)对应位置 的感光单元，以获得如图10B所示的第二画面502。其中像点P1中的G值(记为P1G)得以在成像元件(120， 220)的对应位置的具有G滤色镜的感光单元 S2感光，像点P2中的R值(记为P2R)得以在成像元件的对应位置的具有R 滤色镜的感光单元S3感光，依次类推。同样，上述第二类颜色是针对每个个 别像点P而言，例如对于像点Pl，其第二类颜色为G (绿色)，而对于像点 P2，其第二类颜色为R (红色)，对于像点P5，其第二类颜色为B (蓝色)。 此外，在图9B所示情形下，像点P4、 P8、 P12、 P16将得以在感光单元Sl S16之外的区域感光，而感光单元S1、 S5、 S9、 S13也会接收像点P1 P16以 外的其他像点的相应色彩信息，在此不再详细展开。而待成像画面50的最右 边的一列像点(第2M列)将不会在成像元件上成像。
其次，在步骤803，使待成像画面50与成像元件(120， 220)错开1列并错 开1行，例如参照图9C，待成像画面50中的第1列对准成像元件10中的第2歹U， 并且待成像画面50中的第1列对准成像元件(120， 220)中的第2列，待成像画 面50各像点P中的第三类颜色形成于成像元件对应位置的感光单元，以获得如图 10C所示的第三画面503。其中像点Pl中的B值(记为P1B)得以在成像元件(120， 220)的对应位置的具有B滤色镜的感光单元S6感光，像点P2中的G'值(记为 P2G')得以在成像元件的对应位置的具有G'滤色镜的感光单元S7感光，依次类推。 同样，上述第三类颜色是针对每个个别像点P而言，例如对于像点P1，其第三类 颜色为B (蓝色)，而对于像点P2，其第三类颜色为G，(绿色)，对于像点P5， 其第二类颜色为G (绿色)。此外，在图9C所示情形下，未在感光单元S1 S16 区域内感光的其他像点会在此区域外得到感光，而未被像点P1 P16感光的其他 感光单元也会接收像点P1 P16以外的其他像点的相应色彩信息，在此不再详细 展开。而待成像画面50的最右边的一列(第2M列)像点和最下边的一行(第2N 行)像点将不会在成像元件(120， 220)上成像。
再者，在步骤804，使待成像画面50与成像元件(120， 220)错开1行，例 如参照图9D，待成像画面50中的第1行对准成像元件10中的第2行，待成像画 面50各像点P中的第四类颜色形成于成像元件对应位置的感光单元，以获得如图 10D所示的第四画面504。其中像点P1中的G'值(记为P1G')得以在成像元件的 对应位置的具有G'滤色镜的感光单元S5感光，像点P2中的B值(记为P2B)得 以在成像元件的对应位置的具有B滤色镜的感光单元S6感光，依次类推。同样，上述第四类颜色是针对每个个别像点P而言，例如对于像点P1，其第四类颜色为
G'(绿色)，而对于像点P2，其第四类颜色为B (蓝色)，对于像点P5，其第四 类颜色为R (红色)。此外，在图9D所示情形下，像点P12 P16将得以在感光 单元S1 S16之外的区域感光，而感光单元S1 S4也会接收像点P1 P16以外的 其他像点的相应色彩信息，在此不再详细展开。而待成像画面50的最下边的一行 (第2N行)像点将不会在成像元件(120， 220)上成像。
最后，在步骤805,在图像处理单元(160， 270)组合上述第一画面501至 第四画面504，将能得到-个2N*2M的最终画面601 (图ll)，其中需将经错位 成像获得的画面复位成原始位置，使得各个像素的对应颜色信息能够重合。仍以其 中央的4*4像素阵列为例，其中P1 P3、 P5 P7、 P9 P11分别具有G-R-G'-B值， 即经过几次成像后，最终画面505将包含待成像画面50各像点的所有色彩信息， 且分辨率达到2N*2M。
由于像点P4、 P8、 P12 P16并非真正的边缘点，因此虽然图ll中并未显示 它们的所有色彩信息，但是容易得知它们的所有色彩信息也能够被成像元件接收和 记录。在此，若假定P4、 P8、 P12所在列为最右的一列，而P12 P16所在行为最 下的一列，则图11中显示的恰好为这种情况下这些像点被记录的色彩信息。由此 可知，这些像点中一般只有2类色彩信息被记录，而像点P16则只有一类色彩信 息(B)被记录。该结论可以容易地推及待成像画面50的最右边的一列(第2M歹U) 像点和最下边的一行(第2N行)。这些位置的像点的成像质量对整个图像质量的 影响并不严重。当然，对于这些边缘行或列，还可以通过其他方法补足色彩信息。 因此，对于一个具有2Nf2M感光单元阵列的成像元件，利用上述方法可以得到被 划分为2N*2M网格阵列的待成像画面50的所有色彩信息，其实际分辨率达到 2N*2M。
因此，本实用新型的底片扫描仪可以通过多次微移待成像画面50与成像 元件的其中之一来实现这种变化，例如，将成像元件按照向右、向下、向左(图 9B 图9D)的顺序依次微移，获得第二至第四画面；也可以将待成像画面50 按照此顺序依次微移，来获得第二至第四画面。需要指出的是，上述步骤801 804的顺序并无限制，只要能够获得第一画面501至第四画面504即可，同时 多次微移的顺序也可以变化。诸如向右(错开一列)、向上(错开一列和一行)、向左(错开一行)的顺序，或者向下(错开一行)、向右(错开一列和一行)、 向上(错开一列)等顺序也可实现获得一个像点的四类色彩信息的目的。
此外，错开的列数和行数并不限于1，可以是错开j列和k行，其中j， k
均未奇数且j》1， k^1，对应地，在步骤802中是以该待成像画面的1 (2M-j) 列像点成像于成像元件的第(j+l) 2M列感光单元。在步骤803中是以该待成像 画面的位于1 (2M-j)列且位于1 (2M-k)行的像点成像于成像元件的位于 (j+l) 2M列且位于(k+l) 2M行的感光单元。而在步骤304中，是以该待成像 画面的1 (2M-k)行像点成像于成像元件的(k+l) 2M行感光单元。
错开的j列和k行意味着这些列和行的颜色信息丢失，因此j， k的上限可由 本领域技术人员根据需要选择。
图12是一种感光单元之间存在间隙1201的成像元件1200，其适用于图3、 图5所示的底片扫描仪。参看图13所示，如果按照一般的方法成像，则对应
这些间隙101的偶数行P2!,P化…,Pm和偶数列P!2,P22,…,PN2像点信息，将不会
得到记录，从而损失。
因此本实用新型的底片扫描仪可执行另外一种适于采集这些偶数行和偶
数列像点信息流程。在下述的错位过程中，对图3所示底片扫描仪10来说是 通过驱动机构130来移位CCD 120而产生成像错位，而对图5所示的底片扫描 20来说则是通过驱动装置240来移位折射片230来产生成像错位。
考虑一个包含N*M感光单元阵列的成像元件，若考虑其间隙空间，则视 为一 2N*2M的阵列。此阵列中的元素包括感光单元和间隙。而这些元素与待 成像画面中的各个像点一一对应。由于每一像点包含四类颜色信息(例如 R-G-B-G，)，则待成像画面共计2N*2M*4=16N*M的颜色信息，而成像元件每 次感光能够采集>^*^4数量的颜色信息，则需要进行至少16次成像才能获取待 成像画面中的所有像点的颜色信息(忽略边缘部分的像点部分颜色信息丢失)。 其中，至少要进行15次的移位对准成像，具体的移位过程可参照上一实施例。 将各次成像记录的颜色信息组合，最终可得到2N*2M的成像画面。
以图13所示的8*8像点阵列为例，将此成像画面对应图ll所示的成像元 件1200，先在不进行任何移位的情况下第一次成像，然后，依次进行3次列的 移位，并分别成像，其中使待成像画面1500的第1列(PU,P21,...，P81)依次移位至成像元件1200的第2列，第3列，第4列，而第2 7列依次类推。
其次，在待成像画面的第1 7列对准成像元件1200的2 8列的情况下 (即l次行移位)，先成像1次，然后依次进行3次列的移位，并分别成像， 其中使待成像画面1500的第1列(？11，？21,...，？71)依次移位至对准成像元件1200 的第2列，第3列，第4列，而第2 7列依次类推。
再者，在待成像画面的第1 6列对准成像元件1200的3 8列的情况下 (即2次行移位)，先成像1次，然后依次进行3次列的移位，并分别成像， 其中使待成像画面1500的第1列(Pu,P2!,…，Pw)依次移位至对准成像元件1200 的第2列，第3列，第4列，而第2 7列依次类推。
最后，在待成像画面的第1 5列对准成像元件1200的4 8列的情况下 (即2次行移位)，先成像1次，然后依次进行3次列的移位，并分别成像， 其中使待成像画面200的第1列(Pu,P仏…,P5。依次移位至对准成像元件1200 的第2列，第3列，第4列，而第2 7列依次类推。
经过上述操作，已经进行了 16次成像，其中位于偶数列的信息将能在成 像元件1200中得到记录。将记录的这些颜色信息组合，最终至少得到一个成 像画面4*4的包含所有颜色信息的图像阵列，如图14所示。丢失的颜色信息 是由于那些像点位于边缘引起的，若将图12、图13所示成像元件和待成像画 面分别视为一个N*M阵列和一个2N*2M的画面的一部分，则那些颜色信息将 会在邻近的区域内得到记录。
本实用新型的底片扫描仪中的成像元件不仅可以是上述G-R-G-B类型 (Bayer pattern)的原色CCD,也可是同样由四个感光单元呈方向排列的C-Y-G-M 型补色CCD。此外，成像元件还可以是具有相同结构配置的CMOS (互补金属 氧化物半导体)。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新 型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许 的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求1、 一种提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，包括用以聚焦来自底片的光束 的透镜组、设于透镜组的出光路径上以感光的成像元件、以及电连接于成像元件以获得成像画面的图像获取单元，其特征在于所述底片扫描仪还包括一控制单元，产生驱动该成像元件沿互相垂直的第一方向或第二方向微移的驱动信号，以及控制该图像获取单元获取各成像画面的时机的触发信号；一驱动机构，电连接于该控制单元，根据该驱动信号驱动该成像元件相对于入射光束沿第一方向或第二方向微移而产生行或列的错位；以及一图像处理单元，连接于该图像获取单元，组合各成像画面以获得一最终画面。
2、 如权利要求1所述的底片扫描仪，其特征在于，该驱动机构包括一外 框、 一内框、 一第一弹簧、 一第二弹簧、 一第一驱动元件以及一第二驱动元件， 该成像元件设于该内框中，该第一弹簧设于该成像元件的一侧边与该内框的内 壁之间，该第一驱动元件设于该成像元件的另一相对的侧边与该内框的内壁之 间；该内框设于该外框中，该第二弹簧设于该内框的一侧边与外框的内壁之间； 该第二驱动元件设于该内框的另一相对的侧边与外框的内壁之间。
3、 如权利要求2所述的底片扫描仪，其特征在于，该第一、第二驱动元件 是压电陶瓷。
4、 一种提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，包括用以聚焦来自底片的光束 的透镜组、设于透镜组的出光路径上以感光的成像元件、以及电连接于成像元件以 获得成像画面的图像获取单元，其特征在于所述底片扫描仪还包括一折射片，，设于该底片至该成像元件之间的光路上，以折射经过该折射片的光束；一控制单元，产生驱动该折射片绕互相垂直的第一轴线或第二轴线偏转的驱 动信号，以及控制该图像获取单元获取各成像画面的时机的触发信号；一驱动装置，电连接于该控制单元，根据该驱动信号驱动该折射片绕该第一 轴线或第二轴线旋转，以改变经过该折射片的光束在该成像元件上的入射方向而产 生行或列的错位；以及一图像处理单元，连接于该图像获取单元，组合各成像画面以获得一最终画面。
5、 如权利要求4所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，其特征在于， 该折射片设置于该底片与该透镜组之间的光路上。
6、 如权利要求4所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，其特征在于， 该折射片设置于该透镜组与该成像元件之间的光路上。
7、 如权利要求4所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，其特征在于， 该折射片是一透镜。
8、 如权利要求4 7任一项所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，其 特征在于，该驱动装置包括一基板、 一外偏转板、 一第一转轴、 一内偏转板、一 第二转轴、 一第一驱动机构和一第二驱动机构，其中该外偏转板通过第一转轴 设于该基板上，该外偏转板具有一开口，该内偏转板置于外偏转板的开口内， 且通过第二转轴设于外偏转板上，第一转轴与第二转轴互相垂直；该折射片置 于该内偏转板的中央；该第一驱动机构设于该基板上且作用于外偏转板的一侧，以对该侧提供一 使外偏转板绕第一转轴旋转的第一力矩；该第二驱动机构设于外偏转板上且作用于内偏转板的一侧，用以对该侧提 供一使内偏转板绕第二转轴偏转的第二力矩。
9、 如权利要求8所述的所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，其特征 在于，该第一驱动机构包括一第一步进电机、 一第一渐开轮以及一第一定位块， 第一步进电机设于基板上且位于外偏转板的一侧，第一渐开轮设于第一步进电 机输出轴上，第一定位块一端接触于第一渐开轮，另一端固定于外偏转板的一 侧上。
10、 如权利要求8所述的所述的提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，其特 征在于，该第二驱动机构包括一第二步进电机、 一第二渐开轮以及一第二定位 块，第一步进电机设于外偏转板中且位于内偏转板的一侧，第二渐开轮设于第 二步进电机输出轴上，第二定位块一端接触于第二渐开轮，另一端固定于内偏 转板的一侧上。
专利摘要本实用新型公开一种提高彩色扫描分辨率的底片扫描仪，用以通过多次错位成像来获取在一般成像中被丢失的图像信息，其包括用以聚焦来自底片的光束的透镜组、设于透镜组的出光路径上以感光的成像元件、电连接于成像元件以获得成像画面的图像获取单元，一控制单元产生驱动该成像元件沿互相垂直的第一方向或第二方向微移的驱动信号以及控制该图像获取单元获取各成像画面的时机的触发信号，控制一驱动机构驱动该成像元件相对于入射光束沿第一方向或第二方向微移而产生行或列的错位，一图像处理单元连接于该图像获取单元以组合各成像画面以获得一最终画面。
文档编号H04N1/48GK201156771SQ200720077608
公开日2008年11月26日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者锋 侯, 帆 张 申请人:锋 侯