專利名稱：用于成像基本二維的目標(biāo)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于成像基本二維的目標(biāo)的方法，包括以下步驟使至少一個(gè)用于影響射到其上的光線方向的光學(xué)單元與目標(biāo)匹配；照明所述目標(biāo)，同時(shí)將光學(xué)記錄裝置引向所述光學(xué)單元，通過(guò)在所述光學(xué)記錄裝置的整個(gè)光學(xué)角范圍內(nèi)將來(lái)自所述目標(biāo)像素的光線通過(guò)所述光學(xué)單元以與目標(biāo)成直角地投影到光學(xué)記錄裝置的傳感器裝置，而映射通過(guò)光學(xué)單元到達(dá)所述光學(xué)記錄裝置的目標(biāo)的像素。本發(fā)明還涉及一種用于成像基本二維的目標(biāo)的裝置，包括適于影響射到其上的光線方向的至少一個(gè)光學(xué)單元、照明所述目標(biāo)的光源以及引向所述光學(xué)單元的光學(xué)記錄裝置，所述裝置確保掃描、拍攝并數(shù)字化書頁(yè)的整個(gè)表面，使得需要將書以略大于45度的較小角度打開。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)圖書館和檔案管實(shí)踐中已經(jīng)使用攝影和縮微拍攝用于記錄數(shù)據(jù)。最新的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄已經(jīng)增加了對(duì)這些方法的需求。多種不同的高速掃描器用于數(shù)字化單獨(dú)的頁(yè)和書。然而，其不能用于處理博物館的昂貴的書，因?yàn)樵谠撉闆r下，應(yīng)該將書至少打開90度或在許多情況下甚至打開180度。這種受迫打開可能既損壞封面也損壞內(nèi)頁(yè)。根據(jù)一個(gè)已知方案，將要拍攝的頁(yè)不是完全平坦的而具有一些起伏。通過(guò)軟件裝置校正所獲得的映射或曝光變形。
美國(guó)2002/191,994公開了通過(guò)一維傳感器的掃描。該方案的一個(gè)缺點(diǎn)是，通過(guò)移動(dòng)傳感器或成像系統(tǒng)進(jìn)行掃描，這樣速度較慢，另外，對(duì)書脊附近內(nèi)容的掃描不能適當(dāng)?shù)赝瓿伞?br> CN1,354,441中公開了一種對(duì)應(yīng)于拍攝的真正快速的掃描方法。然而，其不能解決在具有類似受限的打開角的書和其它文件的情況下的掃描和需要的均勻照明。
理論上存在三種數(shù)字化二維圖像的方法，所述二維圖像尤其為書頁(yè)。
在第一種可選方案中，一個(gè)接一個(gè)地順序記錄各個(gè)圖像像素的信息內(nèi)容。由于該方法較慢，其不用于數(shù)字化書本，但是在共焦激光顯微鏡或者在基于相同的技術(shù)背景的CD/DVD讀取器操作中起到重要的作用。
在第二可選方案中，將一維內(nèi)嵌傳感器沿與對(duì)象即目標(biāo)的表面成直角的方向移動(dòng)，則圖像由這樣記錄的線構(gòu)成。對(duì)大多數(shù)復(fù)印機(jī)和一些掃描器的操作就是基于該原理。美國(guó)4,585,334；美國(guó)4,633,080；美國(guó)6,603,580；美國(guó)5012275；CS2,253,522或美國(guó)6,587,227示出一些類型的方法和裝置。該原理的一個(gè)缺點(diǎn)在于，線形傳感器自身的設(shè)計(jì)，接合照明方案和需要的移動(dòng)機(jī)構(gòu)即使在90度的打開角下對(duì)書脊接合部分不能提供適當(dāng)?shù)膾呙?。雖然在幾十年中已經(jīng)作了很多努力用于改善這些特征，目前仍沒(méi)有獲得有用的結(jié)果。最新的掃描器配置有所謂的LIDE傳感器，其中在單個(gè)半導(dǎo)體帶上集成照明LED、傳感器單元和光學(xué)元件。然而，即使這樣的傳感器不能低于10mm地接近掃描平面即書本的打開頁(yè)的任何凸出。在基于一維圖像接收單元的每個(gè)上述方案中，需要至少以直角打開書，并且沒(méi)有關(guān)注接近書脊的空白處的內(nèi)容，所述空白處從而不能被掃描到。
第三種方案是將需要數(shù)字化的表面完全投影到傳感器，其通常用于微縮拍攝。當(dāng)然，在上一世紀(jì)發(fā)展了幾個(gè)方案以改善該方法。現(xiàn)在，提出的方案可以直接用于數(shù)字?jǐn)z影領(lǐng)域。隨著傳感器以及二維CCD和CMOS光學(xué)傳感器的分辨率的迅速發(fā)展，該第三方法將是該領(lǐng)域中的一個(gè)主流。由美國(guó)Palo Alto Research Centre提供的名為“Bookscanner”的文獻(xiàn)、德國(guó)Zeutschel公司的產(chǎn)品“OMNISCAN 3000”、或美國(guó)Reality Imaging SystemCo.的產(chǎn)品“PageScan 150”通過(guò)只提出一些實(shí)例介紹了類似的裝置和方案。不利的是，這里也不能以小于直角的角度打開書。考慮該情況的重要性，下面將單獨(dú)詳細(xì)描述。
Palo Alto Reasearch Centre的“Bookscanner”是用于90度打開的典型方案。其中從上方、從右邊和從左邊的45度即與頁(yè)面成直角拍攝以直角打開并背面朝下放置的書本并數(shù)字化。注意，這里反復(fù)提及的45度表示對(duì)各個(gè)面即背朝下放置的打開的書的書頁(yè)的提升角度。從而，根據(jù)該解釋，在兩面上的0度角表示180度角的完全打開的書，而在兩面的45的提升表示以90度打開的書。但是存在的問(wèn)題是，如何解決以可能的最小角打開書的問(wèn)題，而其頁(yè)面可以被拍攝至?xí)埂?br> 在美國(guó)5,359,207描述的方法中示出了對(duì)該問(wèn)題的理論上的完美方案。其中在頁(yè)面之間設(shè)置書頁(yè)尺寸的薄傳感器，其還包括照明和傳感器單元。傳感器的小厚度使得可以打開最小角度。唯一的問(wèn)題是，公知的是，這樣厚度的光學(xué)傳感器還不存在。
在名位“Unique Prism Camera System”的文獻(xiàn)中可以找到可選的完美方案，其中描述了OMNIA的裝置“OK301P”。其中60度的固體光學(xué)棱鏡解決了觀察以60度打開的書的全180度的圖像的問(wèn)題?？梢哉J(rèn)為棱鏡的上表面只是簡(jiǎn)單的窗口，但是兩個(gè)下部同時(shí)完成雙重的工作。左側(cè)表面是透視左邊書頁(yè)的窗口，由于光以幾乎直角的角度穿過(guò)它，從而損耗最小。但是從右邊書頁(yè)的角度看，它用作全反射鏡，因?yàn)閬?lái)自光密介質(zhì)即棱鏡中心的光以60度的入射角射入，從而將圖像發(fā)送給作為圖像記錄裝置的照相機(jī)。棱鏡的右側(cè)表面具有類似的雙重作用。所述兩個(gè)表面相對(duì)于照明類似地工作。一百年來(lái)光學(xué)反射鏡小規(guī)模地在雙目顯微鏡和特定望遠(yuǎn)鏡中的光線分配器中用于倒轉(zhuǎn)倒像。考慮該方案，應(yīng)該注意，60度角是理論值，因?yàn)椴荒軐?duì)其調(diào)節(jié)或減小。另一方面，棱鏡自身可以由折射率系數(shù)比空氣高得多的材料(玻璃、光纖玻璃、透明流體等)制成。在A3書頁(yè)的情況下，棱鏡的邊緣長(zhǎng)度至少為600mm，高度至少為420mm。制造這種具有要求的光學(xué)均勻性和質(zhì)量的棱鏡非常困難(天文望遠(yuǎn)鏡的透鏡和反射鏡基材落入該尺寸范圍，對(duì)其的冷卻過(guò)程持續(xù)數(shù)年以消除在制造過(guò)程中發(fā)生的張力)。重量為100kg的棱鏡的數(shù)量也將是較多的。其它應(yīng)用問(wèn)題來(lái)源于，只有棱鏡的表面完全潔凈且無(wú)接觸時(shí)才可以完成其雙重工作。該條件的靈敏度可以從如下看出，將這樣的全反射棱鏡用于痕跡掃描器中用于檢測(cè)全反射在皮膚皺紋接觸玻璃的點(diǎn)處停止，這導(dǎo)致極差對(duì)比度的圖像。
GB2,292,281提出了這樣的方案，其中在上方照明的情況下將書以45度打開。然而，所述描述既沒(méi)有涉及其有效可行性也沒(méi)有建議在所述楔形中存在什么元件。假設(shè)了施加以45度角度放置的反射鏡。但是，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，在以有限距離放置相機(jī)的情況下，在反射鏡和壓頁(yè)玻璃之間發(fā)生有害的反射，其阻礙拍攝高質(zhì)量的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題可以認(rèn)為已知方案存在由于照明導(dǎo)致的問(wèn)題和反射的共同缺點(diǎn)，從而本發(fā)明的主要目的是消除該反射。
另一個(gè)目的是有利于對(duì)機(jī)械敏感的文獻(xiàn)(例如古書)進(jìn)行高質(zhì)量的掃描，以及類似于以最小可能的角度打開它們的目的。
高級(jí)光學(xué)設(shè)計(jì)程序包括所謂的“虛焦產(chǎn)生器”模塊以分析有害反射的效果，但是它們不適于分析在平面反射鏡上形成的重像。
技術(shù)方案本發(fā)明的主旨是通過(guò)適當(dāng)設(shè)置照相機(jī)和反射鏡的角度，可以形成這樣的光學(xué)裝置，其在掃描書時(shí)排除有害的光學(xué)反射，而主要保持上述映射系統(tǒng)的有利特征，即可以看到書頁(yè)的書脊附近，即使其以小角度打開。
本發(fā)明基于如下如果通過(guò)置于書中的反射鏡偏轉(zhuǎn)光路而不使其變形，則以45度或更小的角度打開書已經(jīng)足夠。但是在任何情況下都應(yīng)將拍攝的書頁(yè)壓下以將其保持在相機(jī)的焦平面。該下壓工具或最終的透光(gleaming)書頁(yè)可能導(dǎo)致二次反射，其在圖像中呈現(xiàn)為頁(yè)面或光源的灰暗重像。通過(guò)合適的涂敷可以減少壓板的反射，但是在該情況下，技術(shù)上可以將其減少到低于0.1％的需要水平，從而不可能調(diào)節(jié)掃描的對(duì)象即書頁(yè)的光學(xué)參數(shù)。
本發(fā)明提出的對(duì)上述目的設(shè)置的方案基于成像基本二維的目標(biāo)的方法，包括以下步驟使至少一個(gè)用于影響射到其上的光線方向的光學(xué)單元與目標(biāo)匹配；照明所述目標(biāo)，同時(shí)將光學(xué)記錄裝置引向所述光學(xué)單元，通過(guò)在所述光學(xué)記錄裝置的整個(gè)光學(xué)角范圍內(nèi)將來(lái)自所述目標(biāo)的光線通過(guò)所述光學(xué)單元以與目標(biāo)成直角地投影到光學(xué)記錄裝置的傳感器裝置，而映射通過(guò)光學(xué)單元到達(dá)所述光學(xué)記錄裝置的目標(biāo)的像素。本發(fā)明的新穎性在于，通過(guò)移動(dòng)所述光學(xué)記錄裝置，并且以相比于起始于目標(biāo)的中心的光軸的弧形的預(yù)定角度從目標(biāo)的平面以后退的方式偏移，同時(shí)以所述偏移光學(xué)記錄裝置的一半角度傾斜反射鏡。
根據(jù)提出方法的一個(gè)有利實(shí)施，所述成像包括壓下所述目標(biāo)表面以獲得用于映射的平坦表面的步驟。
根據(jù)本發(fā)明還有利的是，選擇角度α的值使其超過(guò)所述光學(xué)記錄裝置的光學(xué)角度的至少一半。
根據(jù)本發(fā)明還有利的是，所述匹配包括使用表面反射鏡步驟。
根據(jù)提出方法的另一有利實(shí)施，使用楔形光學(xué)元件，其由下壓玻璃板和表面反射鏡構(gòu)成。
根據(jù)提出方法的另一有利實(shí)施，使用具有可調(diào)前斜度的光學(xué)元件。
根據(jù)本發(fā)明還有利的是，所述掃描包括以下步驟通過(guò)可傾斜地嵌入所述楔形元件的反射鏡連續(xù)掃描用作目標(biāo)的打開書本的兩頁(yè)，但是不從構(gòu)成所述楔形元件的邊界的所述玻璃板之間移走所述楔形元件。
根據(jù)提出方法的另一有利實(shí)施，施加提供均勻漫射光的光源。
根據(jù)本發(fā)明還有利的是，施加由若干個(gè)分散光源組成的光源。
另一方面，通過(guò)用于成像基本二維的目標(biāo)的裝置解決上述目標(biāo)設(shè)置，所述裝置包括適于影響射到其上的光線方向的至少一個(gè)光學(xué)單元、照明所述目標(biāo)的光源以及引向所述光學(xué)單元的光學(xué)記錄裝置，其中當(dāng)所述光學(xué)記錄裝置被引向所述光學(xué)單元時(shí)，其被定位以使得將其移開，并且以相比于起始于目標(biāo)中心、并以與目標(biāo)的表面成45度角的方向開始延伸的光軸的弧形的預(yù)定角度從目標(biāo)的平面以后退的方式偏移，同時(shí)以偏移光學(xué)記錄裝置的一半角度傾斜反射鏡。
有利效果提出方法的主要優(yōu)點(diǎn)是，首先，其允許掃描限制移動(dòng)的物理敏感的文獻(xiàn)，即古書和抄本，使得所述書可以以比60度小得多的角度打開，而提供基本沒(méi)有變形、且更重要地是沒(méi)有反射和重像的掃描圖像。所提出的方法和裝置不是三維的，從而其可以用于映射和掃描3D性對(duì)象而不需要其它輔助措施。


通過(guò)下面參考附圖對(duì)用于公開的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將更清楚，其中圖1A、1B示出在實(shí)像和成像角度目標(biāo)在用作光學(xué)記錄裝置的照相機(jī)的焦平面上的反射圖像的光路的理論圖；圖2A、2B示出通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)方法記錄的目標(biāo)的反射圖像；圖3A、3B示出根據(jù)提出的本發(fā)明的在實(shí)像和成像角度的對(duì)象的反射圖像；圖4示出實(shí)現(xiàn)提出方法的裝置的可能實(shí)施例；以及圖5示出用于兩頁(yè)掃描的圖4的裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A示出公知的基本情況。假設(shè)，由箭頭表示的目標(biāo)T不反射，且圖像I通過(guò)位于與目標(biāo)T的平面成45度的平面上的反射鏡M被傳送到點(diǎn)R，點(diǎn)R表示光學(xué)記錄裝置，例如照相機(jī)。
圖1B示出了成像的光路。實(shí)際上，這是照相機(jī)或人眼看到圖像的光路。虛線表示從點(diǎn)R(即從照相機(jī)的位置)不能看到的至少一個(gè)反射表面。將要成像的目標(biāo)T應(yīng)該這樣放置，使得從點(diǎn)R開始且在中間反射表面RS上折射的成像軸OA最后通過(guò)目標(biāo)T的焦點(diǎn)，同時(shí)與其表面成直角。該設(shè)置確保最少畸變地成像。
圖2A示出上述設(shè)置的變型，其中甚至T自身(或者下壓元件即玻璃)是反射的。圖2B示出目標(biāo)T的映射圖像I位于與圖1B相同的位置，但是這里在下方還存在重像GI作為三重反射的結(jié)果(在反射鏡M上反射兩次，同時(shí)在其自身的透光反射表面RS上反射一次，見(jiàn)虛線)。陰影區(qū)域表示可見(jiàn)區(qū)域以外的盲區(qū)EA。注意，在目標(biāo)T的實(shí)像I下面出現(xiàn)的目標(biāo)T的模糊而平坦的圖像重像GI完全落入視場(chǎng)中。
圖3A和3B示出這樣的視圖，其中表示照相機(jī)的點(diǎn)R從如前圖所示的其通常位置移開，使得以孤形將其向上偏移轉(zhuǎn)開到在圖中標(biāo)記的方向，所述方向相對(duì)于起始于目標(biāo)T的焦點(diǎn)的光軸OA軸成α角，使得光軸OA在該情況下仍以與其表面成直角地通過(guò)目標(biāo)T的焦點(diǎn)，并且反射鏡M也傾斜偏移點(diǎn)R的1/2角(α/2)。
可以看出，由于多重反射形成的重像GI現(xiàn)在落入陰影盲區(qū)EA，即在例如照相機(jī)的光學(xué)記錄裝置的視場(chǎng)外。
在表示照相機(jī)的點(diǎn)R移到與起始于目標(biāo)T的焦點(diǎn)的光軸OA相對(duì)的方向(圖中向下的方向)的情況下，重像GI將更多落入視場(chǎng)的范圍內(nèi)，從而該選擇可以忽略。
因此，如果相比于在圖1A中定位為90度的理論角的光軸OA向上偏移α角，所述α角對(duì)應(yīng)于照相機(jī)視角的一半，同時(shí)為了保持直角觀察，將反射鏡M從理論角45度偏移到對(duì)應(yīng)于上述偏移的角α的一半的角，然后，需要強(qiáng)照明的目標(biāo)和它們的反射(以及多次反射)虛像將落入照相機(jī)的視場(chǎng)，而可能通過(guò)已知方法保持黑暗的面積S將落入其中，從而它們將不干擾圖像I。然而，對(duì)于該裝置實(shí)際使用的視角，產(chǎn)生盲區(qū)ES，其圖像通過(guò)任何初級(jí)或高級(jí)反射都不能進(jìn)入照相機(jī)的視角，并且，可以可選地放置照明光源(見(jiàn)圖4)。通過(guò)其適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，可以提供均勻的照明。
有若干種實(shí)施選擇以實(shí)現(xiàn)上述方案。在最簡(jiǎn)單的情況中，可以設(shè)置這樣的裝置，其允許掃瞄和成像目標(biāo)T，例如一頁(yè)打開的書，其中通過(guò)以適當(dāng)角度組裝下壓玻璃板G和表面反射鏡M，以及適當(dāng)放置照相機(jī)和光源，并利用黑色材料覆蓋在產(chǎn)生重像方面較靈敏的區(qū)域。
圖4示出一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。利用透鏡焦距為80mm的可市場(chǎng)獲得的光學(xué)照相機(jī)(例如Lecia)的參數(shù)計(jì)算，拍攝A4頁(yè)的圖像需要的光路的總長(zhǎng)度為700mm，其中對(duì)象的視角是17度。基于上述條件，應(yīng)該將照相機(jī)的點(diǎn)R至少升高α＝8.5度，所述角度相對(duì)于與目標(biāo)T的表面成直角延伸的光軸OA。實(shí)際上，推薦使用稍微大一點(diǎn)的角，例如α＝10度。在該情況下，應(yīng)該將反射鏡向上傾斜5度的角度。在該裝置中，應(yīng)該將對(duì)應(yīng)于目標(biāo)T的書只在50度的角度打開，這表示從書的角度基本更寬容的處理。通過(guò)適當(dāng)選擇照相機(jī)，當(dāng)考慮上述因素時(shí)，還可以進(jìn)一步減少書的打開角度，其比率僅受到將插到書頁(yè)之間的反射鏡M的物理尺寸的約束。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施，將要掃瞄的書放到楔形單元的表面上，其中其一側(cè)是下壓玻璃板G，而另一側(cè)是反射鏡M。
假設(shè)反射鏡M和下壓玻璃板G的厚度都是3mm?？梢匀菀子?jì)算，在該情況下，目標(biāo)T從由M和G形成的楔形的外部邊緣向內(nèi)6mm的部分將已經(jīng)出現(xiàn)在掃瞄圖像I上。
由于只有一個(gè)反射鏡位于光路上，相比于目標(biāo)，圖像I將是倒的，但是利用現(xiàn)代數(shù)字處理系統(tǒng)，可以通過(guò)軟件或硬件方案容易地解決該問(wèn)題。
下壓玻璃板G和反射鏡M的基材可以是BK7型的平行平面光學(xué)玻璃，但是一些質(zhì)量更好的浮法(窗)玻璃也是足夠的。反射鏡M優(yōu)選是反射層位于基礎(chǔ)玻璃板的外表面的表面反射鏡。這樣的反射鏡廣泛用于光學(xué)應(yīng)用，其由例如Unioptik Ltd.，Hungary制造和打磨。通過(guò)該方案，可以消除由于反射鏡的非表面的面的反射形成重像，所述重像將顯示與原物相同的尺寸，但是根據(jù)反射鏡M的厚度偏移了1-2mm。
對(duì)所述對(duì)象可以使用所有這樣的裝置，只要所述裝置允許將像素映射到圖像接收傳感器。為此，可以使用適當(dāng)版本的Rodenstock Rodagon系列(其可以具有不同焦距)或Schneider Company，德國(guó)(主頁(yè)http://www.schneider-kreuznach.com)的裝置。
可以使用兩種主要類型的圖像接收傳感器(除常規(guī)膠片以外)CCD和CMOS傳感器。CMOS傳感器的升級(jí)版本是Foveon公司的“X3”型。
照明應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)設(shè)置。附圖可以幫助識(shí)別盲區(qū)ES，其即使在重復(fù)的反射后也不落入照相機(jī)的視場(chǎng)。為了獲得均勻的照明，建議使用具有大的發(fā)光表面并提供漫射光的若干個(gè)光源L，類似與由再現(xiàn)技術(shù)提出的已知方案。
通常，當(dāng)數(shù)字化書本，則左邊頁(yè)和右邊頁(yè)都需要。當(dāng)掃瞄感光的書，如果從同一位置可以拍攝兩頁(yè)而不需要移動(dòng)書將是非常有利的。如圖5所示，新提出的方法和裝置實(shí)現(xiàn)了這點(diǎn)。
在這種情況下，將書B放入具有開放頂部和平行邊緣的自對(duì)準(zhǔn)支架C，所述支架的開放角對(duì)應(yīng)于提出的映射裝置的角。該裝置的前部，即由設(shè)置為對(duì)應(yīng)于開放角的角度的兩個(gè)玻璃板G構(gòu)成的楔形單元，從上方適配入打開的書B，從而使兩頁(yè)平滑。將兩側(cè)涂敷的表面反射鏡M插入，從而其可以傾斜并轉(zhuǎn)動(dòng)，將其置于楔形內(nèi)部，實(shí)際接近其下部邊緣。將照明光源L和兩個(gè)照相機(jī)對(duì)稱固定在書B的上方，所述光源也可以實(shí)施為一組光源。通過(guò)將反射鏡M傾斜到左側(cè)，可以利用右邊的照相機(jī)和左邊的光源L拍攝右邊頁(yè)的圖像，然后，當(dāng)將反射鏡傾斜到相對(duì)位置后并利用對(duì)稱的元件，可以拍攝左邊頁(yè)的圖像。在提升楔形單元后，進(jìn)行翻頁(yè)，并對(duì)下一對(duì)頁(yè)繼續(xù)所述過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)手動(dòng)或通過(guò)操作裝置進(jìn)行對(duì)反射鏡M的傾斜。
可以用單個(gè)照相機(jī)代替兩個(gè)照相機(jī)，其同時(shí)跟隨反射鏡M移動(dòng)，但是是移動(dòng)到相反的方向。另外，照相機(jī)可以是固定的，如果通過(guò)其它已知光學(xué)單元(圖中未示出)將光偏轉(zhuǎn)到需要的方向，其所述光學(xué)單元同時(shí)跟隨傾斜的反射鏡M移動(dòng)。
在提出的裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，整個(gè)光學(xué)單元是固定的，而用于保持書B的支架上下移動(dòng)。支架C的具有開放頂部的水平位置實(shí)際保持，以便于翻動(dòng)書頁(yè)。
根據(jù)提出裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，用于保持書B的支架C是固定的，而光學(xué)單元上下移動(dòng)。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可以在中心垂直旋轉(zhuǎn)軸上將光學(xué)單元的楔形元件旋轉(zhuǎn)180度，而玻璃板G和反射鏡M改變位置，當(dāng)降低楔形元件時(shí)，利用反射鏡G可以掃瞄書B的其它頁(yè)。該方案的優(yōu)勢(shì)在于，通過(guò)單個(gè)楔形元件，可以掃瞄兩頁(yè)而不用移動(dòng)書B。
雖然從成本上考慮不是優(yōu)選的，然而可以包括兩個(gè)光學(xué)單元，從而可以將一個(gè)反射鏡G放入一側(cè)的部分單元中的一個(gè)，將另一個(gè)反射鏡放入另一側(cè)的另一部分單元中，且在兩個(gè)部分單元下將其上放置打開的書的支架C水平來(lái)回移動(dòng)。該方案的主要優(yōu)勢(shì)在于，光學(xué)部分單元只需要沿垂直軌道移動(dòng)，從而可以保持驗(yàn)證為優(yōu)選的設(shè)置。
當(dāng)然，可以這樣顛倒所述裝置，其中光學(xué)元件位于下方，而將書B置于楔形元件且面朝上，其中通過(guò)書B自身的重量確保對(duì)書頁(yè)的必要的平滑化。
作為最新技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，還可以實(shí)施另一優(yōu)選實(shí)施例，其中楔形元件的兩邊都構(gòu)成可控板，其根據(jù)控制信號(hào)行為的特性為完全透明或完全反射的元件。利用該方案，可以不再需要再楔形元件中施加移動(dòng)部件(在兩邊上的表面反射鏡)以用于同時(shí)掃瞄兩頁(yè)。
當(dāng)然，還可以通過(guò)用于印刷或復(fù)印技術(shù)中的已知技術(shù)自動(dòng)控制翻頁(yè)的過(guò)程。
所提出的方法和裝置還允許掃瞄水印。為此，使用薄的(0.1-5.0mm)且實(shí)際為二維的均勻照明裝置，例如用作TFT顯示的背景照明的電致發(fā)光光源。
然而，應(yīng)該理解，這里對(duì)具體實(shí)施例的描述不是為了將本發(fā)明限制在公開的特定形式，而是，本發(fā)明覆蓋在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)所有修改、等同物以及可選方案。
權(quán)利要求
1.一種用于成像基本二維的目標(biāo)(T)的方法，包括以下步驟使至少一個(gè)適于影響射到其上的光線方向的光學(xué)單元與所述目標(biāo)(T)匹配；照明所述目標(biāo)(T)，同時(shí)將光學(xué)記錄裝置引向所述光學(xué)單元，通過(guò)在所述光學(xué)記錄裝置的整個(gè)光學(xué)角范圍內(nèi)將來(lái)自所述目標(biāo)(T)的像素的光線通過(guò)所述光學(xué)單元以與所述目標(biāo)(T)成直角地投影到所述光學(xué)記錄裝置的傳感器裝置，而映射通過(guò)所述光學(xué)單元到達(dá)所述光學(xué)記錄裝置的目標(biāo)(T)的像素，其特征在于，通過(guò)移動(dòng)所述光學(xué)記錄裝置，并且以相比于起始于目標(biāo)(T)的中心的光軸(OA)的弧形的預(yù)定角度α從目標(biāo)(T)的平面以后退的方式偏移，同時(shí)以對(duì)所述光學(xué)記錄裝置的偏移角的一半即α/2角傾斜反射鏡(M)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，壓下所述目標(biāo)(T)的表面以獲得用于映射的平坦表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，選擇角度α的值使其超過(guò)所述光學(xué)記錄裝置的光學(xué)角度的至少一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用反射鏡(M)作為光學(xué)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于使用表面反射鏡(M)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用楔形光學(xué)元件，其由下壓玻璃板(G)和表面反射鏡(M)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，使用具有可調(diào)前斜度的光學(xué)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，通過(guò)被可傾斜地嵌入所述楔形元件的反射鏡(M)連續(xù)掃描用作目標(biāo)(T)的打開書本(B)的兩頁(yè)，但是不從構(gòu)成所述楔形元件的邊界的所述玻璃板(G)之間移動(dòng)所述楔形元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，施加提供均勻漫射光的光源(L)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，施加由若干個(gè)分散光源組成的光源(L)。
11.一種用于成像基本二維的目標(biāo)(T)的裝置，包括適于影響射到其上的光線方向的至少一個(gè)光學(xué)單元、照明所述目標(biāo)(T)的光源(L)以及被引向所述光學(xué)單元的光學(xué)記錄裝置，其特征在于，當(dāng)所述光學(xué)記錄裝置被引向所述光學(xué)單元時(shí)，所述光學(xué)記錄裝置被定位為，其被移動(dòng)，并且以相比于起始于目標(biāo)(T)的中心、并以與目標(biāo)(T)的表面成45度角的方向開始延伸的光軸(OA)的弧形的預(yù)定角度α從目標(biāo)(T)的平面以后退的方式偏移，同時(shí)以對(duì)所述光學(xué)記錄裝置的偏移角的一半即α/2角傾斜反射鏡(M)。
全文摘要
為了成像二維目標(biāo)(T)并基本確保掃描，這樣拍攝并數(shù)字化書頁(yè)的整個(gè)表面，使得需要將昂貴的或博物館的書以略大于45度的較小角度打開，提出了一種方法，包括以下步驟，使至少一個(gè)用于影響射到其上的光線方向的光學(xué)單元與目標(biāo)(T)匹配；照明所述目標(biāo)(T)，同時(shí)將光學(xué)記錄裝置引向所述光學(xué)單元，且移動(dòng)所述光學(xué)記錄裝置，并且以相比于起始于目標(biāo)(T)的中心的光軸(OA)的弧形的預(yù)定角度α從目標(biāo)(T)的平面以后退的方式偏移，同時(shí)以對(duì)所述光學(xué)記錄裝置的偏移的一半即α/2角傾斜反射鏡(M)，以及通過(guò)在所述光學(xué)記錄裝置的整個(gè)光學(xué)角范圍內(nèi)將來(lái)自所述目標(biāo)(T)的光線通過(guò)所述光學(xué)單元以與目標(biāo)(T)成直角地投影到光學(xué)記錄裝置的傳感器裝置，而映射通過(guò)光學(xué)單元映射到達(dá)所述光學(xué)記錄裝置的目標(biāo)(T)的像素。
文檔編號(hào)H04N1/04GK1930867SQ200580006964
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月5日
發(fā)明者佐爾坦·霍瓦特, 蒂博爾·維拉格 申請(qǐng)人:佐爾坦·霍瓦特, 蒂博爾·維拉格