專(zhuān)利名稱(chēng)：用于透明物體的光電掃描設(shè)備的制作方法
按照獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分，本發(fā)明涉及一種掃描設(shè)備，它用于對(duì)透明物體進(jìn)行基本上是點(diǎn)式的光電測(cè)量，尤其是用于照相膠片的畫(huà)面系列并且用于照片復(fù)印機(jī)中。
這種類(lèi)型的掃描設(shè)備一般稱(chēng)之為掃描器，這種設(shè)備公知有許多變型，并且已在實(shí)踐中使用。在照相復(fù)印設(shè)備領(lǐng)域中，持續(xù)不斷的技術(shù)進(jìn)步，使不僅按傳統(tǒng)的三基色紅、蘭、和綠掃描原件、而且按光譜方式掃描原件成為可能，從而產(chǎn)生精細(xì)曝光控制的必要條件。雖然在這方面適用的光度計(jì)是公知的并且可以得到，但是實(shí)施一種按光譜方式操作的用作照片復(fù)印機(jī)掃描設(shè)備卻有明顯的實(shí)際困難，因?yàn)橄嚓P(guān)的成本很高。
本發(fā)明旨在克服這個(gè)困難，并且公開(kāi)了一種掃描設(shè)備，該設(shè)備提供對(duì)一透明物體進(jìn)行光譜點(diǎn)形式測(cè)量的基礎(chǔ)，其制造成本在實(shí)踐中是可以接受的。
從獨(dú)立權(quán)利要求的特征部分中描述的特征，使形成本發(fā)明的解決方案的基礎(chǔ)的任務(wù)顯而易見(jiàn)。特別優(yōu)選的實(shí)施例和適應(yīng)性是獨(dú)立權(quán)利要求的主題。
因此，本發(fā)明提供一種用于對(duì)透明物體進(jìn)行基本上點(diǎn)式光電掃描的掃描設(shè)備，尤其適用于照片復(fù)印機(jī)中照相膠片的畫(huà)面系列，所說(shuō)掃描設(shè)備具有一個(gè)輸送裝置(T)，用于沿一輸送方向(P)輸送待掃描的一個(gè)物體(M)；一個(gè)照明裝置(B)，用于在一直線(xiàn)的測(cè)量線(xiàn)(Z)的區(qū)域中用測(cè)量光照明該物體，所說(shuō)測(cè)量線(xiàn)穿過(guò)該物體延伸并大致垂直于輸送方向；一個(gè)收集器裝置(A)，用于測(cè)量在測(cè)量線(xiàn)的區(qū)域內(nèi)已通過(guò)物體的光；以及，一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器裝置(W)，它與收集器裝置(A)光學(xué)上相連，用于把通過(guò)該物體(M)的被測(cè)光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，其特征在于所說(shuō)收集器裝置(A)包括多個(gè)極類(lèi)似纖維形狀的光導(dǎo)體和一個(gè)光多路轉(zhuǎn)換器，所說(shuō)多路轉(zhuǎn)換器具有數(shù)目和多個(gè)光導(dǎo)體的數(shù)目相應(yīng)的多個(gè)輸入端、和一個(gè)輸出端，因而每個(gè)光導(dǎo)體的輸出端與光多路轉(zhuǎn)換器的輸入端之一相連，并且每個(gè)光導(dǎo)體的輸入端沿測(cè)量線(xiàn)(Z)定位，從而使光導(dǎo)體可接收已通過(guò)的來(lái)自待測(cè)物體的大致點(diǎn)形的區(qū)域的掃描光，并且其中的光多路轉(zhuǎn)換器的輸出最好借助于另一個(gè)光導(dǎo)體與一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器裝置(W)進(jìn)行光連接。
下面，借助于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。它表示

圖1是按本發(fā)明的掃描設(shè)備的原理示意圖；圖2是一個(gè)實(shí)際的典型實(shí)施例的一個(gè)完整的視圖；圖3是按照?qǐng)D2的掃描設(shè)備的最重要的組成部分的一個(gè)詳細(xì)視圖；圖4是按照?qǐng)D2的掃描設(shè)備的收集器裝置的一個(gè)詳細(xì)視圖；以及圖5是穿過(guò)該掃描設(shè)備的光多路轉(zhuǎn)換器的一個(gè)剖面圖。
從圖1的原理示意圖可以清晰看出按本發(fā)明的掃描設(shè)備的最重要的組成部分。因此，該掃描設(shè)備包括用待掃描的透明物體M的輸送滾輪代表的一個(gè)輸送裝置T、一個(gè)照明裝置B、一個(gè)收集器裝置A、一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器裝置W、和一個(gè)控制裝置S；所說(shuō)控制裝置S一方面控制輸送裝置T、收集器裝置A、和轉(zhuǎn)換器裝置W，另一方面還處理由轉(zhuǎn)換器裝置W產(chǎn)生的電信號(hào)，或者在對(duì)所說(shuō)信號(hào)作進(jìn)一步處理之前對(duì)它們進(jìn)行預(yù)處理。
待測(cè)的透明物體M一般是一個(gè)攝影膠片。它由輸送裝置T沿箭頭P指示的輸送方面輸送。照明裝置B在一個(gè)很小的直線(xiàn)區(qū)(下面稱(chēng)之為測(cè)量線(xiàn)Z)照射物體M，所說(shuō)測(cè)量線(xiàn)Z大致和輸送方向P垂直。通過(guò)使物體M適當(dāng)前進(jìn)，則可以按照連續(xù)的平行線(xiàn)照射物體M的被掃描的整個(gè)表面。
收集器裝置A接收在一個(gè)測(cè)量線(xiàn)Z區(qū)域通過(guò)待掃描物體的掃描光，并將該掃描光送到光電轉(zhuǎn)換器裝置W。光電轉(zhuǎn)換器裝置W把收集到的光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，把所說(shuō)的電信號(hào)加到控制裝置S，在這里對(duì)它們作進(jìn)一步處理。
該掃描裝置在這些方面一般來(lái)說(shuō)對(duì)應(yīng)于這種類(lèi)型的常規(guī)掃描裝置，因此技術(shù)人員至此尚不需要任何進(jìn)一步說(shuō)明。
按本發(fā)明的掃描設(shè)備和這種類(lèi)型的常規(guī)掃描裝置之間的主要差別在于照明裝置B、接收器裝置A、和光電轉(zhuǎn)換器裝置W的結(jié)構(gòu)。下面參照?qǐng)D2-5進(jìn)一步討論這些差別。
照明裝置B一般來(lái)說(shuō)由光源1和光導(dǎo)主體2構(gòu)成，把光導(dǎo)主體2分成3個(gè)在光學(xué)上相互連接的部分2a、2b和2c，光導(dǎo)主體2有一個(gè)較小的光入射表面和一個(gè)較大的光出射表面2e。光源1一般是鹵素?zé)?。光?dǎo)主體2是橫截面為長(zhǎng)方形的一個(gè)薄的、略微有點(diǎn)彎曲的梯形板。光導(dǎo)2定位在光源1和待測(cè)物體M之間，并且可引導(dǎo)掃描光從光源至待測(cè)物體。光出射表面2e的尺寸大致對(duì)應(yīng)于測(cè)量線(xiàn)Z的尺寸，因此待測(cè)物體基本上只在測(cè)量線(xiàn)Z的區(qū)域才受到掃描光的照射。
光導(dǎo)主體2的第一部分2a在附圖中是朝向光源1的最上邊的一部分，它由玻璃或石英玻璃構(gòu)成；其余的兩部分2b和2c由適當(dāng)?shù)耐该魉芰蠘?gòu)成，例如由有機(jī)玻璃構(gòu)成。在光導(dǎo)主體2的第一部分2a和中間部分2b之間定位一個(gè)紅外濾光片3。如果期望，可提供另外的濾光片以影響掃描光的光譜特性。
當(dāng)把按本發(fā)明的掃描設(shè)備用于照相復(fù)印機(jī)時(shí)，光源L可以和復(fù)印機(jī)的復(fù)印光源是同一個(gè)。從圖2顯然可以看出，掃描光是如何通過(guò)光導(dǎo)主體2從復(fù)印光分支出來(lái)的，所說(shuō)光導(dǎo)主體2橫向插入凹面鏡4中，凹面鏡4圍繞著一般存在于復(fù)印機(jī)光源中的燈1。
收集器裝置A定位在待測(cè)物體M的和照明裝置B一側(cè)相對(duì)的那一側(cè)，在附圖中示出在待測(cè)物體的下面。它的任務(wù)是接收已經(jīng)在測(cè)量線(xiàn)Z的區(qū)域通過(guò)待測(cè)物體M的掃描光，并且把所說(shuō)的掃描光傳送到轉(zhuǎn)換器裝置W。按照本發(fā)明，收集器裝置的另一項(xiàng)任務(wù)是，把測(cè)量線(xiàn)分解成多個(gè)分散的掃描點(diǎn)，這些掃描點(diǎn)沿測(cè)量線(xiàn)的縱向方向的尺寸例如大約和測(cè)量線(xiàn)的寬度相同。因此，該掃描設(shè)備的分辨率的兩個(gè)尺寸相同(在輸送方向P，和測(cè)量線(xiàn)Z的縱向)。當(dāng)然，還可以選擇不同的分辨率。
收集器裝置A主要包括采用單個(gè)光導(dǎo)纖維形式的多個(gè)光導(dǎo)體10和一個(gè)光多路轉(zhuǎn)換器20。每個(gè)光導(dǎo)體10有一個(gè)光輸入端和一個(gè)光輸出端。光導(dǎo)體10定位在一個(gè)大致手指狀的夾持器15中并受到夾持器15的保護(hù)，夾持器15橫向于待測(cè)物體M的輸送方向延伸并且在所說(shuō)物體M的下方。因此，應(yīng)定位這些光導(dǎo)體，以使它們的從夾持器15突出出來(lái)的光輸入端能定位在一個(gè)平面內(nèi)，并且在一個(gè)光導(dǎo)體線(xiàn)16中使一個(gè)光輸入端位于另一個(gè)光輸入端之后，而所說(shuō)光導(dǎo)體線(xiàn)16緊挨在待測(cè)物體M的測(cè)量線(xiàn)Z的下面。因此，每個(gè)光導(dǎo)體10只接收來(lái)自測(cè)量線(xiàn)Z或待測(cè)物體M的一個(gè)大體點(diǎn)狀區(qū)的已照射過(guò)的光，由此實(shí)現(xiàn)了測(cè)量線(xiàn)Z變成分散的掃描點(diǎn)的期望分辨率。掃描點(diǎn)的尺寸由光導(dǎo)體10的光輸入端的橫截面、它的幾何形狀(例如，雙凸的或圓形的)、以及光輸入端距測(cè)量線(xiàn)Z或待測(cè)物體M的距離導(dǎo)出。光導(dǎo)體10的數(shù)目例如是28個(gè)，但可以較大或較小，視期望的分辨率而定。
把夾持器15與上述光多路轉(zhuǎn)換器組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。如從圖5的剖面圖清晰看出的那樣，多路轉(zhuǎn)換器20包括一個(gè)要裝到夾持器15上的遮光外罩21、和一個(gè)端壁22，端壁22設(shè)有第一和第二連接器開(kāi)口23、24。第一連接器開(kāi)口23形成多路轉(zhuǎn)換器20的輸入端并沿一個(gè)圓定位，第二連接器開(kāi)口24形成多路轉(zhuǎn)換器20的輸出端并且定位在這個(gè)圓的中心。把光導(dǎo)體10的光輸出端緊固在第一連接器開(kāi)口23中，其順序最好和它們的光輸入端在光導(dǎo)體線(xiàn)16中的排列順序相同。另一個(gè)光導(dǎo)體30緊固在第二連接器開(kāi)口24中，從這里通向光電轉(zhuǎn)換器裝置W，并使該光電轉(zhuǎn)換器裝置W和多路轉(zhuǎn)換器20光連接。
按可旋轉(zhuǎn)方式把一個(gè)光轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)25安裝在多路轉(zhuǎn)換器20的外罩21中，并且借助于定位在外罩21內(nèi)部的一個(gè)電機(jī)26來(lái)驅(qū)動(dòng)所說(shuō)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)25。光轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)25的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)定位第一連接器開(kāi)口23的圓的中心，因此所說(shuō)轉(zhuǎn)軸還與第二連接器開(kāi)口24共軸。在轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)25中形成由光導(dǎo)纖維構(gòu)成的一個(gè)光橋27，它的端部終止在軸向或上述圓上。借此，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)25的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)光橋27依次并且循環(huán)地光連接了各個(gè)光導(dǎo)體10與另一個(gè)光導(dǎo)體30。通過(guò)控制裝置S控制電機(jī)26；通過(guò)控制裝置S并且借助于也位于外罩21中的光障(light barrier)28-29來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)25的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)位置。
借助于光多路轉(zhuǎn)換器20，對(duì)于測(cè)量線(xiàn)的每個(gè)單個(gè)的掃描點(diǎn)，把測(cè)量線(xiàn)Z的區(qū)域中的已通過(guò)待測(cè)物體M的光引導(dǎo)到光電轉(zhuǎn)換器裝置W。按照本發(fā)明的另一方面，把所說(shuō)光電轉(zhuǎn)換器裝置W構(gòu)造成一個(gè)光譜儀，光譜儀產(chǎn)生的光譜數(shù)據(jù)代表了已照射過(guò)的光中的在預(yù)選數(shù)目的光譜范圍中檢測(cè)到的那些部分。這樣一些光譜范圍的典型寬度是10-20nm。然后，通過(guò)控制裝置S對(duì)這些光譜數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的處理和評(píng)價(jià)。適當(dāng)?shù)墓庾V儀是公知的，不必作任何進(jìn)一步的討論。唯一要提到的是，這樣的光譜儀一般要設(shè)置一個(gè)全息光柵，把全息光柵加到一個(gè)凹面鏡上用作色散元件，此外還設(shè)置一個(gè)二極管陣列(diode field)用作實(shí)際的轉(zhuǎn)換器元件。
圖2表示出在一臺(tái)照相復(fù)印機(jī)內(nèi)部的根據(jù)本發(fā)明的掃描設(shè)備。除了該設(shè)備的上述部分外，圖2中還表示出一個(gè)帶有復(fù)印窗口41的膠片平臺(tái)40。該光譜儀W定位在該照相復(fù)印機(jī)的安裝平面42上。
權(quán)利要求
1．一種用于對(duì)透明物體進(jìn)行大致點(diǎn)式光電掃描的掃描設(shè)備，尤其適用于照相復(fù)印機(jī)中照相膠片的畫(huà)面系列，所說(shuō)掃描設(shè)備具有一個(gè)輸送裝置，用于沿一輸送方向輸送待掃描的一個(gè)物體；一個(gè)照明裝置，用于在一直線(xiàn)的測(cè)量線(xiàn)中用測(cè)量光照明該物體，所說(shuō)測(cè)量線(xiàn)穿過(guò)該物體延伸，并大致垂直于輸送方向；一個(gè)收集器裝置，用于測(cè)量在測(cè)量線(xiàn)的區(qū)域內(nèi)已通過(guò)物體的光，以及，一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器裝置，與收集器裝置光連接，用于把通過(guò)該物體的被測(cè)光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)；其特征在于所說(shuō)收集器裝置包括多個(gè)纖維形狀的光導(dǎo)體和一個(gè)光多路轉(zhuǎn)換器，所說(shuō)多路轉(zhuǎn)換器具有數(shù)目和多個(gè)光導(dǎo)體的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)輸入端、和一個(gè)輸出端，因而每個(gè)光導(dǎo)體的輸出端與光多路轉(zhuǎn)換器的輸入端之一相連，并且每個(gè)光導(dǎo)體的輸入端沿測(cè)量線(xiàn)定位，從而使先導(dǎo)體可接收已通過(guò)的來(lái)自待測(cè)物體的大致點(diǎn)形的區(qū)域的掃描光，并且其中的光多路轉(zhuǎn)換器的輸出最好借助于另一個(gè)光導(dǎo)體與一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器裝置進(jìn)行光連接。
2．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于光電轉(zhuǎn)換器裝置是一光譜儀，它產(chǎn)生的光譜數(shù)據(jù)代表被測(cè)光的在預(yù)定數(shù)目的光譜范圍內(nèi)的那些部分。
3．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于光多路轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)的光轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，光轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)依次并且循環(huán)地連接多路轉(zhuǎn)換器的輸入端與多路轉(zhuǎn)換器的輸出端。
4．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于照明裝置包括一個(gè)光源和一個(gè)光導(dǎo)主體，光導(dǎo)主體把來(lái)自光源的光引導(dǎo)到待測(cè)物體，并且具有一個(gè)光輸入表面和一個(gè)光輸出表面，從而使光輸入表面面對(duì)著光源，并且光輸出表面定位在待測(cè)物體附近緊挨著，并且要對(duì)其橫截面進(jìn)行選擇，以使待測(cè)物體基本上僅在測(cè)量線(xiàn)的區(qū)域中受測(cè)量光照射。
5．如權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于光導(dǎo)主體包括至少兩個(gè)光連接部分和一個(gè)位于兩者之間的濾光片。
6．如權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于光導(dǎo)主體的靠近光源的部分由玻璃制成，另一部分由塑料制成。
7．如權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于收集器裝置的纖維形狀的光導(dǎo)體定位在大致手指狀的夾持器中，該夾持器和光多路轉(zhuǎn)換器組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。
全文摘要
一種用于對(duì)于透明的待測(cè)物體進(jìn)行大致點(diǎn)式光電掃描設(shè)備,尤其適用于照相復(fù)印機(jī)中照相膠片的畫(huà)面系列,所說(shuō)掃描設(shè)備設(shè)有:一個(gè)輸送裝置,用于沿一輸送方向轉(zhuǎn)送待測(cè)物體;一個(gè)照明裝置,用于在一直線(xiàn)形狀的測(cè)量線(xiàn)中用測(cè)量光照明該待測(cè)物體,所說(shuō)測(cè)量線(xiàn)穿過(guò)該待測(cè)物體延伸,并大致垂直于輸送方向;一個(gè)收集器裝置,用于收集測(cè)量在測(cè)量線(xiàn)的區(qū)域內(nèi)已通過(guò)待測(cè)物體的測(cè)量光;以及,一個(gè)光電轉(zhuǎn)換器裝置,與收集器裝置光連接,用于把通過(guò)待測(cè)物體的掃描光轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。
文檔編號(hào)G01J3/40GK1218200SQ98122498
公開(kāi)日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月20日
發(fā)明者B·弗里克 申請(qǐng)人:格雷塔格成象公司