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矩陣成像數(shù)字化裝置的制作方法

文檔序號:7615182閱讀:175來源:國知局
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、數(shù)碼謄印機。
背景技術(shù)
現(xiàn)有技術(shù)的掃描儀、數(shù)碼復(fù)印機、數(shù)碼謄印機等,成像元件采用的都是線性的,在對掃描原件進行掃描時,掃描頭要在步進電機帶動下掃過成像窗口,這種掃描方式不僅工作效率較低、較難適應(yīng)高速掃描,存在機械磨損、噪音大;而且不可避免往復(fù)運動中齒輪間的空隙所帶來的缺陷和不穩(wěn)定移動所帶來的鋸齒波紋和色彩失真。采用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計制造的掃描設(shè)備,存在著機械傳動精度和安裝調(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,可對原稿瞬時一次成像,高速掃描。
本發(fā)明是矩陣成像數(shù)字化裝置,光電轉(zhuǎn)換成像組件將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,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’)穿過半透/半反射鏡(2006)和成像鏡頭(2009)會聚到矩陣光電轉(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,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),反射光穿過半透/半反射鏡(3020)和成像鏡頭組(3019)會聚到矩陣式光電轉(zhuǎn)換成像組件(3014)上。
本發(fā)明用于數(shù)碼復(fù)印機時,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),反射光穿過半透/半反射鏡(4006)和成像鏡頭組(4007)會聚到矩陣光電轉(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)印機和數(shù)碼謄印機使用的線性光電轉(zhuǎn)換元件。光學(xué)成像鏡頭采用復(fù)消色差平面像場電動變焦鏡頭,成像景深大??蓪υ逅矔r一次成像,適用于要求高速掃描的場合,照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)固定安裝,取消了復(fù)雜的機械傳動機構(gòu),制造成本較低、使用維修簡便。


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)明用于掃描儀時的結(jié)構(gòu)圖,圖4是本發(fā)明用于數(shù)碼復(fù)印機的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
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,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’)穿過半透/半反射鏡(2006)和成像鏡頭(2009)會聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)上。矩陣光電轉(zhuǎn)換成像組件(2007、2008、2009)將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,同時指出每個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轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,接口電路將數(shù)字信號傳輸?shù)接嬎銠C中或矩陣成像數(shù)字化裝置獨立處理單元中,將讀取的圖像以設(shè)定的解析度進行處理或變換所需的解析度,生成數(shù)字化圖像,存儲于計算機或矩陣成像數(shù)字化裝置的存儲單元中,就此完成一次數(shù)字化過程。
照明光源可以采用閃光燈,其特點具有發(fā)光色溫和光強穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)強度高、使用壽命長、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)一致地動作,如對鏡頭變焦和自動光圈控制等。本發(fā)明所述的矩陣成像數(shù)字化裝置由于采用了自動白平衡/手動白平衡調(diào)節(jié)電路,光強度檢測配合電動光圈和電子快門調(diào)節(jié)電路,能自動或手動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),燈管兩端沒有燈絲,只有一根電極,具有發(fā)光均勻穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)強度高、使用壽命長、耗電量小、體積小等優(yōu)點。
如圖3所示,為本發(fā)明用于掃描儀時的結(jié)構(gòu)圖,原稿臺由原稿蓋(3001、3025)、鉸鏈(3026)、絞架(3002)、滑槽(3003)、原稿臺面(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。原稿臺是用來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)、電動光圈(3018)、電動變焦調(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)的前面有一個鏡頭(3019),用于將原稿圖像通過鏡頭(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)計算機接口電路和獨立存儲單元,(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)是測光、色溫測量電路和光圈、快門、白平衡控制電路板,(3022)控制調(diào)節(jié)開關(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)印機時,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,反射光穿過半透/半反射鏡(4006)和成像鏡頭(4007)會聚到矩陣光電轉(zhuǎn)換成像元件(4008)上,利用矩陣光電元件將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,同時指出個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轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,這一步與掃描儀是相似的,然后將經(jīng)過圖像數(shù)字處理電路(4009)處理的圖像信號輸入到激光調(diào)制器(4010)調(diào)制后,由激光發(fā)生器(4011)發(fā)出激光束對被充電的感光鼓(4013)進行掃描,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)過定影等步驟,完成整個復(fù)印過程,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)換成像組件將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,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’)穿過半透/半反射鏡(2006)和成像鏡頭(2009)會聚到矩陣光電轉(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,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),反射光穿過半透/半反射鏡(3020)和成像鏡頭組(3019)會聚到矩陣光電轉(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)印機時,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),反射光穿過半透/半反射鏡(4006)和成像鏡頭組(4007)會聚到矩陣光電轉(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,反射光穿過半透/半反射鏡和成像鏡頭會聚到矩陣式光電轉(zhuǎn)換成像組件上,將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
文檔編號H04N1/03GK1735122SQ20051004301
公開日2006年2月15日 申請日期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 申請人:蘭州理工大學(xué)
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