专利名称：带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置的制作方法
技术领域：
带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置技术领域[0001]本发明涉及一种图像扫描装置，特别是在扫描运动方向上进行失真补偿的装置， 通过记录扫描过程中速度变化曲线对图像变形进行补偿。
背景技术：
[0002]中国专利CN201491107 “带有速度记录和补偿模块的图像扫描装置”，包括主扫描器、传动机构、速度补偿单元，其中公开了通过记录扫描速度对扫描过程的失真进行补偿的图像扫描装置。[0003]中国专利CN201830342 “带有速度补偿单元的图像扫描装置”公开了适用于平板扫描仪的扫描速度记录和补偿单元的设计和结构。[0004]中国专利CN2509593 “平板式CXD扫描仪头架光路结构”公开了平板式扫描仪头架光路结构。由此可见，平板扫描仪的主扫描通过反射光路获取图像、由于主扫描头架光路结构比较复杂，因此在主扫描支架上增加用于拍摄扫描过程的速度变化影像的副扫描组件，存在一定的困难和复杂性。发明内容[0005]本发明的目的则是针对上述现有技术的不足，通过应用组合光路，将主扫描和副扫描的图像数据合并输出，通过副扫描对主扫描获得的图像数据进行速度补偿，保证图像的质量。[0006]本发明的目的可以通过以下措施来实现在图像扫描装置中包括X向主扫描光路和Y向副扫描光路，X向主扫描光路用于接收X向输入的原稿影像、Y向副扫描光路用于接收Y向输入的扫描速度参照影像。主扫描光路通过一组反射镜将X向原稿图像沿X方向旋转一定角度后输出；副扫描光路通过一组反射镜将Y方向光路旋转90度至X方向、并沿X 方向旋转一定角度后与X向的主扫描光路并行输出，最后通过一组透镜和光电转换元件同时摄取X方向原稿影像的和Y方向的扫描位移和速度特征影像。[0007]为保证成像的精度，X向主扫描光路的总光程Ll与Y向副扫描光路的总光程L2相同时成像效果最佳，若结构设计无法满足此要求，也应保证总光程L2与总光程Ll的差距小于总光程 Ll 的士 10%，即 L1*0. 9 < L2 < Ll*l. 1。[0008]速度补偿运算模块可以采用单片机，根据副扫描所拍摄的带有Y方向扫描运动速度特征的影像，速度补偿运算模块首先计算出扫描速度变化参数曲线，然后再通过该参数曲线对Y方向上所产生的图像失真进行还原。[0009]本发明的有益效果为[0010]通过组合光路，可以使主扫描和副扫描共用一组反射镜、透镜和光电转换元件1 成像，不需要对副扫描额外增加独立的成像系统。此设计结构紧凑、改造成本低，更容易集成于主扫描头架之中。
[0011]图1为扫描仪主扫描光路示意图。[0012]图2为本发明的主扫描+副扫描的组合光路示意图。[0013]图中1 光电转换元件；2、参照背景；D0C、待扫描原稿；[0014]主扫描光路反射镜M1、M2、M3 ；[0015]副扫描光路反射镜MyO、Myl、M2、M3 ；透镜M4。
具体实施方式
[0016]下面依托本领域的基本常识，结合附图对本发明作进一步地说明[0017]如图1所示，扫描仪主扫描光路由3面反射镜(M1、M2、M3)、透镜M4构成。3面反射镜均沿X轴向分布，3面反射镜与扫描原稿的夹角分别为135度、315度、225度，经3次反射后主扫描光路的输出方向Lx4是输入方向Lxl以X轴旋转270度。[0018]主扫描光程分为4段，总光程Ll = Lxl+Lx2+Lx3+Lx40其中光路Lx2段的范围是虚线箭头Xl和X2之内的区域；光路Lx4段的范围是虚线箭头X3和X4之内的区域。最终通过透镜M4投射到光电转换元件1上成像。[0019]如图2所示，本发明的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，副扫描的扫描范围是Y方向从Yl到Y2的虚线箭头所包括的范围。[0020]在Y向副扫描的拍摄区域内，可以沿Y方向(即扫描运动的Y方向行程范围内) 设置参考背景2。参考背景2上带有一组平行的条纹，这些条纹的方向与X轴向平行。[0021]在扫描运动过程中，副扫描实时拍摄参考背景2在Y方向的一段区域的影像，该拍摄区域随着扫描运动同步移动，因此副扫描所获取的影像是条纹背景相对于扫描运动的移动影像，即是含有扫描运动的位移和速度特征的影像，最终通过速度特征数据实现对失真图像的监控和还原。[0022]由于通过副扫描提取扫描位移特征是采用以相邻的数据进行对比分析的方法，因此Y向副扫描光路的宽度不需要很大。当副扫描宽度越小时，增加副扫描光路对扫描仪结构的调整也就越小，因此副扫描光路的宽度Dy可以设定为5mm-30mm。[0023]实施例[0024]本实施例结合附图1和附图2，说明如何以主扫描光路为基础上将副扫描光路叠加进去，形成组合光路。[0025]如图2所示，在保持图1所示的主扫描光路不变的基础之上，在主扫描光路的一侧增加了 2面反射镜(MyO、Mxyl)，并与主扫描光路共用后2面反射镜(M2、M3)，最终将主扫描和副扫描图像一并投射到透镜M4上，再通过光电转换元件1成像。其中[0026]1、反射镜MyO沿Y轴向分布、与Y方向的条纹状背景2的夹角为135度，通过反射镜MyO反射后，条纹状背景2的影像光路以Y方向为轴旋转了 90度，从背景挡板到反射镜 MyO的光路为LyO ；[0027]2、反射镜Mxyl首先沿Y轴向分布、与Y方向的参考背景2的夹角为90度，然后再以Z轴旋转45度，这样通过反射镜Myl反射后，参考背景2的影像光路即从Y方向变换到 X方向，与主扫描光路的LX2段的方向一致，从反射镜MyO到反射镜Myl的光路为Lxyl。[0028]副扫描光程分为5段，总光程L2 = Ly0+Lxyl+Lx2+Lx3+Lx4。如图2所示，副扫描光路LyO段的有效范围为是虚线箭头Yl和Y2之内的区域。副扫描光路与主扫描光路在 LX2段汇合形成同一方向输出，其中副扫描光路Lx2段的有效范围为是虚线箭头Xyl和Xy2 之内的区域；主扫描光路Lx2段的有效范围为是虚线箭头Xl和X2之内的区域。副扫描光路与主扫描光路汇合后，最终通过透镜M4投射到光电转换元件1上成像。[0029]主扫描光路与副扫描光路可以通过不透光的挡板分隔开，从而形成相对独立的两个光路，以保证获得较好的光学效果。档板的位置设置于虚线X2和Xy2之间。[0030]以上实施例不是对本发明的具体限制，在不脱离本发明的权利要求书限定的范围，可以对该装置做出种种具体的修改。
权利要求1.带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于该图像扫描装置包括 X向主扫描光路、Y向副扫描光路和速度补偿运算模块，其中副扫描光路通过一组反射镜将 Y方向输入光路旋转90度至X方向输出、并与X向的主扫描光路并行输出，其中副扫描拍摄带有Y方向扫描运动速度特征的影像，速度补偿运算模块首先根据该速度特征影像计算扫描速度变化参数曲线，然后通过该参数曲线对Y方向上所产生的图像失真进行还原。
2.根据权利要求1所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于所述的X向主扫描光路和Y向副扫描光路可以共用一个或几个反射镜，并共用一组透镜和光电转换元件(1)，将X和Y方向的图像拼接合并一次成像，即同时摄取X方向原稿影像的和Y方向的扫描位移和速度特征影像。
3.根据权利要求1所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于所述的X向主扫描光路的总光程Ll与Y向副扫描光路的总光程L2设定为相同或者总光程L2与总光程Ll的差距小于总光程Ll的士 10%，即L1*0. 9 < L2 < Ll*l. 1。
4.根据权利要求1所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于所述的Y向副扫描光路中至少包含一个转向反射镜，该反射镜沿Z轴旋转45度，使得副扫描光路旋转90度、从Y方向输入转至X方向输出。
5.根据权利要求1所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于所述的Y向副扫描的拍摄区域内，沿Y方向设置参照背景⑵，在扫描运动过程中，副扫描即通过拍摄参照背景O)的变化获得扫描运动的位移和速度特征的影像。
6.根据权利要求5所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于参照背景(2)是带有一组平行线的条纹状背景，平行线的方向与X轴向平行。
7.根据权利要求1所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于所述的Y向副扫描光路的宽度Dy为5mm-30mm。
8.根据权利要求1所述的带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，其特征在于通过不透光的挡板将主扫描光路与副扫描光路分隔开，形成相对独立的两个光路。
专利摘要带有组合光路和速度补偿单元的图像扫描装置，该图像扫描装置包括X向主扫描光路、Y向副扫描光路和速度补偿运算模块，其中副扫描光路通过一组反射镜将Y方向光路旋转90度至X方向、与X向的主扫描光路并行输出。通过副扫描对主扫描获得的图像数据对扫描运动方向上所产生的失真图像进行还原，保证图像的质量。
文档编号H04N1/047GK202261524SQ20112033816
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者吴智翔 申请人:吴伟佳