專利名稱：可實時檢測與物理調(diào)整畫幅的掃描儀及其掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及掃描儀，尤其涉及一種可實時檢測與物理調(diào)整畫幅的掃描儀及其掃描 方法。
背景技術(shù)：
掃描儀已廣泛應(yīng)用于商用及家用用途，用于將文件或圖片掃描成數(shù)字圖像文件， 以供使用者在電腦上進(jìn)行進(jìn)一步處理?，F(xiàn)有的平板掃描儀的光學(xué)鏡頭是固定在掃描頭內(nèi)復(fù) 雜的光路系統(tǒng)中，焦點是固化的，不能根據(jù)被掃描資料的畫幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。有些平板掃描儀為 了實現(xiàn)不同畫幅資料的掃描，采用了兩個不同焦點的光學(xué)鏡頭設(shè)計，通過機(jī)械方式進(jìn)行兩 個不同焦點的光學(xué)鏡頭的切換，不能實現(xiàn)畫幅無級調(diào)節(jié)焦點；現(xiàn)有的立式掃描儀沒有實時 取景系統(tǒng)，如果需要對不同畫幅的資料掃描，只能通過軟件在電腦上對掃描區(qū)域進(jìn)行設(shè)置， 無法實現(xiàn)物理方式對被掃描的資料的面幅進(jìn)行調(diào)整，更無法實現(xiàn)用物理方式對被掃描資料 局部畫面高分辨率掃描，因此其難以滿足使用者掃描不同畫幅的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可根據(jù)不同的畫幅要求進(jìn)行調(diào)整掃描 的掃描儀及其掃描方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種可實時檢測與物理調(diào)整畫幅的掃描儀，包括透 光壓板、掃描頭組件和光源；該掃描頭組件用于對待掃描的對象進(jìn)行掃描；該光源設(shè)置在 掃描頭組件的一側(cè)，用于產(chǎn)生掃描用的光線；其特點是，該掃描儀還包括帶動光源水平往復(fù) 移動的光源水平移動機(jī)構(gòu)和帶動掃描頭組件進(jìn)行垂直升降的掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)；掃 描頭組件包括線性傳感器、帶動該線性傳感器往復(fù)水平移動的線性傳感器水平移動機(jī)構(gòu)、 光學(xué)鏡頭、光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)、反射透光元件、聚焦屏和攝像模塊；光學(xué)鏡頭設(shè)置在反射透 光元件與透光壓板之間，用于將由透光壓板處射入的光束聚焦后入射到反射透光元件上； 聚焦屏設(shè)置在反射透光元件與攝像模塊之間，反射透光元件將由光學(xué)鏡頭射入的光束中的 一部分反射到該聚焦屏上成像，攝像模塊直接采集經(jīng)反射透光元件聚焦到聚焦屏上的實 像，并將所采集到的實像顯示在一顯示器上；由光學(xué)鏡頭射入的光束的其余部分光線透過 反射透光元件后聚焦在一個平面上，線性傳感器在該光線聚焦的平面水平移動，逐行將聚 焦的光線轉(zhuǎn)換成電信號。上述掃描儀，其中，反射透光元件為45°反射透光玻璃或三棱鏡。上述掃描儀，其中，反射透光元件將由光學(xué)鏡頭射入的光束中的50%反射到該聚 焦屏上。上述掃描儀，其中，掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)包括垂直設(shè)置的螺桿和一對導(dǎo)軌以 及設(shè)置在掃描頭組件上的升降導(dǎo)軌套筒，升降導(dǎo)軌套筒套設(shè)在螺桿和一對導(dǎo)軌上，該升降 導(dǎo)軌套筒套通過螺紋傳動的方式帶動掃描頭組件沿該一對導(dǎo)軌升降。上述掃描儀，其中，光源為條狀的LED光源，線性傳感器為線性CCD傳感器。
上述掃描儀，其中，攝像模塊為實時取景的面型傳感器組件。上述掃描儀，其中，掃描頭組件和所述光源設(shè)置在所述透光壓板的上方，在該透光 壓板的下方設(shè)有一用于放置待掃描的對象的資料托架。上述掃描儀，其中，掃描頭組件和所述光源設(shè)置在所述透光壓板的下方，在該透光 壓板的上方設(shè)有一蓋板。本發(fā)明的掃描方法，其包括以下步驟將待掃描的對象放置到掃描儀的資料擺放平臺上；根據(jù)待掃描對象的畫幅大小，借由掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)帶動掃描儀的掃描頭 組件上下移動，直到觀察到的待掃描對象的實像符合掃描儀使用者對于掃描畫幅的要求；通過顯示器實時觀察由該掃描儀的攝像模塊獲取的該掃描頭組件調(diào)節(jié)時待掃描 對象的實像，并通過光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)焦；符合清晰度要求時，啟動掃描頭組件掃描待掃描對象。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，使用者通過升降掃描頭組件，可以對掃描資料中的 局部進(jìn)行高分辨率掃描，也可以根據(jù)不同畫幅要求進(jìn)行調(diào)整掃描的畫面，這種技術(shù)不需要 軟件的支持就能獲得優(yōu)秀的光學(xué)分辨率，同時可以不需要進(jìn)行預(yù)掃描與在電腦上調(diào)整畫幅 的操作，縮短了掃描的時間。


圖1是本發(fā)明的掃描儀的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的掃描儀的一種實施方式的立體分解示意圖；圖3是本發(fā)明的一種實施方式的掃描頭組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的一種實施方式的掃描頭組件的立體分解示意圖；圖5是本發(fā)明的工作原理示意圖；圖6是本發(fā)明的掃描儀的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的掃描儀，包括透光壓板1、資料托架2、掃描頭組件3、 帶動掃描頭組件3進(jìn)行垂直升降的掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)4、光源5、帶動光源5水平往 復(fù)移動的光源水平移動機(jī)構(gòu)6和控制器7。資料托架2設(shè)置在透光壓板1的下方，用于放置 待掃描的對象。該資料托架2為抽屜式的，可沿著一對導(dǎo)軌21移動。掃描頭組件3設(shè)置在 透光壓板1的上方，用于對待掃描的對象進(jìn)行掃描。光源5設(shè)置在掃描頭組件3的一側(cè)，用 于產(chǎn)生掃描用的光線。光源水平移動機(jī)構(gòu)6包括驅(qū)動電機(jī)61、皮帶傳動機(jī)構(gòu)62以及一對移 動導(dǎo)軌63。皮帶傳動機(jī)構(gòu)62在驅(qū)動電機(jī)61的驅(qū)動下，帶動光源5沿著移動導(dǎo)軌63往復(fù)水 平移動。在一種較佳的實施方式中，光源5為條狀的LED光源。結(jié)合圖3和圖4所示，掃描頭組件3包括線性傳感器31、帶動該線性傳感器31往 復(fù)水平移動的線性傳感器水平移動機(jī)構(gòu)32、光學(xué)鏡頭33、反射透光元件34、聚焦屏35、攝像 模塊36、傳感器A/D轉(zhuǎn)換模塊37和光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)38。光學(xué)鏡頭33設(shè)置在反射透光元 件34與透光壓板1之間，用于將由透光壓板1處射入的光束聚焦后入射到反射透光元件34
4上。聚焦屏35設(shè)置在反射透光元件34與攝像模塊36之間，反射透光元件34將由光學(xué)鏡 頭33射入的光束中的一部分反射到該聚焦屏35上，由光學(xué)鏡頭33射入的光束的其余部分 光線透過反射透光元件34后聚焦在一個平面8上。傳感器A/D轉(zhuǎn)換模塊37用于將線性傳 感器31獲得的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后傳送給控制器7。較佳的是，線性傳感器31為線 性CXD傳感器，反射透光元件34為45°反射透光玻璃或三棱鏡，該反射透光元件將光學(xué)鏡 頭33射入的光束中的50%反射到聚焦屏35上。攝像模塊36為實時取景面型傳感器組。 攝像模塊36設(shè)置在線性傳感器31的下方，用于實時采集聚焦屏35上的實像，并將所采集 到的實像顯示在一顯示器上。光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)38對被掃描物進(jìn)行準(zhǔn)確聚焦，借助光學(xué)鏡 頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)，可對待掃描對象中的局部畫面進(jìn)行精確對焦，以物理方式放大局部畫幅，從而 實現(xiàn)高精度掃描。光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)38可是以手動方式的調(diào)焦機(jī)構(gòu)，也可以是自動對焦方 式的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。手動方式是通過直接轉(zhuǎn)動設(shè)在光學(xué)鏡頭筒體外側(cè)的調(diào)焦環(huán)實現(xiàn)；自動對焦 方式是通過設(shè)在掃描頭光學(xué)鏡頭旁的電子測距模塊提供的數(shù)據(jù)信號驅(qū)動光學(xué)鏡頭內(nèi)焦距 鏡片移動實現(xiàn)。線性傳感器水平移動機(jī)構(gòu)32包括驅(qū)動電機(jī)321、皮帶傳動機(jī)構(gòu)322以及一 對移動導(dǎo)軌323。皮帶傳動機(jī)構(gòu)322在驅(qū)動電機(jī)321的驅(qū)動下，帶動線性傳感器321沿著移 動導(dǎo)軌323往復(fù)水平移動。在掃描時，光源5在光源水平移動機(jī)構(gòu)6的驅(qū)動下與線性傳感 器31同步水平移動。掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)4包括驅(qū)動電機(jī)41、齒輪傳動機(jī)構(gòu)42、螺桿 43、升降導(dǎo)軌44、設(shè)置在掃描頭組件3上的升降導(dǎo)軌套筒45、設(shè)置在掃描頭組件3上用于固 定該升降導(dǎo)軌套筒45的升降托架46。升降導(dǎo)軌套筒45套設(shè)在螺桿43和升降導(dǎo)軌44上， 螺桿43在驅(qū)動電機(jī)41的帶動下轉(zhuǎn)動，升降導(dǎo)軌套筒套45通過螺紋傳動的方式帶動掃描頭 組件3沿著一對升降導(dǎo)軌44升降。本發(fā)明的掃描儀的工作原理如圖5所示。光源5投射到掃描對象上的光經(jīng)反射后 透過透光壓板1，進(jìn)入光學(xué)鏡頭33，經(jīng)光學(xué)鏡頭33聚焦之后入射到反射透光元件34上，反 射透光元件34將光學(xué)鏡頭33射入的光束中的一部分反射到聚焦屏35上，將光學(xué)鏡頭33 射入的光束中的其余部分透射到線性傳感器31上。攝像模塊36實時采集聚焦屏35上的 實像，并將所采集到的實像顯示在一顯示器上，以便于掃描儀用戶實時取景及對被掃描物 進(jìn)行調(diào)焦。線性傳感器31在平面8水平移動，逐行將聚焦在平面8的光線轉(zhuǎn)換成電信號， 完成對掃描對象的掃描?？刂破?可對掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)4的驅(qū)動電機(jī)41、光源水 平移動機(jī)構(gòu)6的驅(qū)動電機(jī)61、以及線性傳感器水平移動機(jī)構(gòu)32的驅(qū)動電機(jī)321的工作進(jìn)行 控制。圖6示出了本發(fā)明的掃描儀的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。其與圖1至圖5所 示出的實施方式的不同之處在于在圖1至圖5所示的實施方式中，掃描頭組件和光源設(shè)置 在透光壓板的上方，在該透光壓板的下方設(shè)有一用于放置待掃描的對象的資料托架；而在 圖6所示的實施方式中，掃描頭組件和光源設(shè)置在透光壓板的下方，在該透光壓板1的上方 設(shè)有一蓋板9，待掃描的對象是直接放置在該透光壓板1上的。本發(fā)明的掃描方法，包括以下步驟將待掃描的對象放置到掃描儀的資料擺放平臺上；當(dāng)掃描頭組件和光源設(shè)置在透 光壓板的上方時，該資料擺放平臺為設(shè)置在該透光壓板的下方的一資料托架；當(dāng)掃描頭組 件和光源設(shè)置在透光壓板的下方時，該資料擺放平臺為透光壓板；根據(jù)待掃描對象的畫幅大小，借由掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)帶動掃描儀的掃描頭組件上下移動，直到觀察到的待掃描對象的實像符合掃描儀使用者對于掃描畫幅的要求；通過顯示器實時觀察由該掃描儀的攝像模塊獲取的該掃描頭組件調(diào)節(jié)時待掃描 對象的實像，并通過設(shè)在光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)焦；符合清晰度要求時，啟動掃描頭組件掃描待掃描對象。本發(fā)明的優(yōu)點是1.可以用物理方式進(jìn)行畫幅調(diào)整，從而能最有效地利用線性傳感器組件的分辨 率；2.可以隨過實時取景的方式對被掃描物進(jìn)行觀測與精確調(diào)整焦點，提高掃描的質(zhì) 量；3.可以不需要進(jìn)行預(yù)掃描方式，一次有效準(zhǔn)確地調(diào)整被掃描物的畫幅，不需要通 過軟件方式多次對被掃描物進(jìn)行調(diào)整與多次預(yù)掃描，節(jié)省了掃描時間與工作強(qiáng)度。
權(quán)利要求
一種可實時檢測與物理調(diào)整畫幅的掃描儀，包括透光壓板、掃描頭組件和光源；所述掃描頭組件用于對待掃描的對象進(jìn)行掃描；所述光源設(shè)置在所述掃描頭組件的一側(cè)，用于產(chǎn)生掃描用的光線；其特征在于，該掃描儀還包括帶動所述光源水平往復(fù)移動的光源水平移動機(jī)構(gòu)和帶動所述掃描頭組件進(jìn)行垂直升降的掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)；所述掃描頭組件包括線性傳感器、帶動該線性傳感器往復(fù)水平移動的線性傳感器水平移動機(jī)構(gòu)、光學(xué)鏡頭、光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)、反射透光元件、聚焦屏和攝像模塊；所述光學(xué)鏡頭設(shè)置在所述反射透光元件與所述透光壓板之間，用于將由透光壓板處射入的光束聚焦后入射到反射透光元件上；所述聚焦屏設(shè)置在反射透光元件與所述攝像模塊之間，反射透光元件將由光學(xué)鏡頭射入的光束中的一部分反射到該聚焦屏上成像，攝像模塊直接采集經(jīng)反射透光元件聚焦到聚焦屏上的實像，并將所采集到的實像顯示在一顯示器上；由光學(xué)鏡頭射入的光束的其余部分光線透過反射透光元件后聚焦在一個平面上，所述線性傳感器在該光線聚焦的平面水平移動，逐行將聚焦的光線轉(zhuǎn)換成電信號。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描儀，其特征在于，所述反射透光元件為45°反射透光玻璃 或三棱鏡。
3.如權(quán)利要求2所述的掃描儀，其特征在于，所述反射透光元件將由光學(xué)鏡頭射入的 光束中的50%反射到該聚焦屏上。
4.如權(quán)利要求1所述的掃描儀，其特征在于，所述掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)包括垂直 設(shè)置的螺桿和一對導(dǎo)軌以及設(shè)置在所述掃描頭組件上的升降導(dǎo)軌套筒，所述升降導(dǎo)軌套筒 套設(shè)在所述螺桿和所述一對導(dǎo)軌上，該升降導(dǎo)軌套筒套通過螺紋傳動的方式帶動掃描頭組 件沿該一對導(dǎo)軌升降。
5.如權(quán)利要求1所述的掃描儀，其特征在于，所述光源為條狀的LED光源，所述線性傳 感器為線性CCD傳感器。
6.如權(quán)利要求1所述的掃描儀，其特征在于，所述攝像模塊為實時取景的面型傳感器 組件。
7.如權(quán)利要求1所述的掃描儀，其特征在于，所述掃描頭組件和所述光源設(shè)置在所述 透光壓板的上方，在該透光壓板的下方設(shè)有一用于放置待掃描的對象的資料托架。
8.如權(quán)利要求1所述的掃描儀，其特征在于，所述掃描頭組件和所述光源設(shè)置在所述 透光壓板的下方，在該透光壓板的上方設(shè)有一蓋板。
9.一種掃描方法，其特征在于，包括以下步驟將待掃描的對象放置到掃描儀的資料擺放平臺上；根據(jù)待掃描對象的畫幅大小，借由掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)帶動掃描儀的掃描頭組件 上下移動，直到觀察到的待掃描對象的實像符合掃描儀使用者對于掃描畫幅的要求；通過顯示器實時觀察由該掃描儀的攝像模塊獲取的該掃描頭組件調(diào)節(jié)時待掃描對象 的實像，并通過光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)焦；符合清晰度要求時，啟動掃描頭組件掃描待掃描對象。
10.如權(quán)利要求9所述的掃描方法，其特征在于，所述掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)包括垂 直設(shè)置的螺桿和一對導(dǎo)軌以及設(shè)置在所述掃描頭組件上的升降導(dǎo)軌套筒，所述升降導(dǎo)軌套 筒套設(shè)在所述螺桿和所述一對導(dǎo)軌上，該升降導(dǎo)軌套筒套通過螺紋傳動的方式帶動掃描頭 組件沿該一對導(dǎo)軌升降。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實時檢測與物理調(diào)整畫幅的掃描儀及其掃描方法，該掃描儀包括透光壓板、掃描頭組件、掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)、光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)、光源和光源水平移動機(jī)構(gòu)。使用者可通過一顯示器實時觀察由該掃描儀的攝像模塊獲取的待掃描對象的實像，根據(jù)待掃描對象的畫幅大小，借由掃描頭組件垂直升降機(jī)構(gòu)帶動掃描儀的掃描頭組件上下移動，直到觀察到的待掃描對象的實像符合掃描儀使用者對于掃描畫幅的要求；通過顯示器實時觀察由該掃描儀的攝像模塊獲取的該掃描頭組件調(diào)節(jié)時待掃描對象的實像，并通過光學(xué)鏡頭調(diào)焦機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)焦。本發(fā)明可對掃描資料中的局部進(jìn)行高分辨率掃描，也可以根據(jù)不同畫幅要求進(jìn)行調(diào)整掃描的畫面。
文檔編號G02B26/10GK101883198SQ20101019367
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者王震 申請人:王震