CN1228570A - 图象扫描装置 - Google Patents

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Abstract

一种图象扫描装置,用于自动校正沿副扫描方向的放大偏差,包括:光学系统,导引稿件反射的光线到光电转换元件;标记,置于全速扫描往复台架的光学视线上;光源,向标记提供光照;控制电路,用于累积经光学系统输入至光电转换元件的标记信息,以及通过将累积的标记信息与正常光学视线上的正常标记信息比较来检测光学视线的偏角,并消除由累积和检测装置检测的光学视线的偏角所造成的沿副扫描方向的放大偏差。

Description

图象扫描装置
本发明涉及一种用于静态稿件读取型设备例如传真机、复印机和数字图象输入装置的图象扫描装置。
图1显示一种常规图象扫描装置的基本结构。
在图1中，全速扫描往复台架2配备有光源3，用以向置于玻璃模板1上的稿件提供光照，还配备有反射镜4，用以改变其反射光的光程，该台架2在玻璃模板1下运动从而沿副扫描方向扫描稿件的长度。半速扫描往复台架7配备有一对反射镜5,6，二者分别将反射镜4反射的光的光程改变90°，该台架7以全速扫描往复台架2的一半速度同步运动。由反射镜5,6反射的光经透镜8在光电转换元件(CCD)9中形成图象，并被转换为电信号。该电信号随后经图象处理电路(未显示)被转换为稿件的图象信息。
全速扫描往复台架2在其平衡位置与钢丝绳10连接，半速扫描往复台架7经至少一对槽轮在其平衡位置与钢丝绳10连接。通过滚筒(drum)12的旋转带动包绕在其上的钢丝绳10，使全速扫描往复台架2和半速扫描往复台架7往复运动。滚筒12由电机15经轴13和传动齿轮系统14驱动。
在图1所示的图象扫描装置中，反射镜4和反射镜5,6之间的扫描速度比理论上是2∶1，因此不管如何扫描，置于玻璃模板1上的稿件与透镜8之间的距离保持恒定，并且光电转换元件9中形成的图象平面保持恒定。但是，由于驱动系统的机械偏差，例如滚筒12的直径公差和钢丝绳10的线直径的公差，或者由于对全速扫描往复台架2和半速扫描往复台架7扫描时发生的光学视线偏角，在沿副扫描方向(稿件的长度方向)的放大中会发生偏差。
在造成沿副扫描方向的放大中偏差的因素之中，驱动系统的机械偏差可通过提高部件精度来抑制。而另一方面，当对全速扫描往复台架2和半速扫描往复台架7扫描时发生的光学视线偏角则很难调整，因为这是由反射镜4,5，和6，透镜8和光电转换元件9之间的光学位置关系造成的。
采用的常规方法是根据通过扫描稿件获得的记录图象或扫描数据的扩大或缩小调整驱动电机的速度从而消除放大中的偏差。但是，该方法预先检测图象扫描装置沿副扫描方向的放大的偏差，因此带来了步骤数量增加的问题。
同时，日本专利申请No.62-172338(1987)揭示了一种放大控制型复印机，由图象传感器接收参考尺寸图象，将其输出信号与指定的复制放大进行比较，将变焦透镜沿某方向移动以使误差最小，从而提高复制放大的精度。但是，通过变焦透镜的移动校正复制放大只适用于主扫描方向，很难应用于副扫描方向。
并且，日本专利申请No.60-114082(1985)揭示了一种图象处理装置，其可以独立地控制主扫描方向和副扫描方向的放大。但是，其在副扫描方向的放大校正是通过检测先前扫描时模板上的参考坐标，而后控制DC伺服电机来完成的。因此，其需要在模板上的宽广范围内对参考点定位。
因此，本发明的一个目的是提供一种图象扫描装置，其能够对在扫描期间由于光学视线的偏角而发生的沿副扫描方向放大的扩大和缩小进行自动校正。
根据本发明的一种图象扫描装置，当沿副扫描方向对全速扫描往复台架和半速扫描往复台架进行扫描时，该装置能够对由稿件和光电转换元件之间的光学视线偏角造成的放大偏差进行校正，其包括：
光学系统，导引稿件反射的光线到光电转换元件；
标记，置于全速扫描往复台架的光学视线上；
光源，向标记提供光照；
累积和检测装置，用于累积经光学系统输入至光电转换元件的标记信息，以及通过将累积的标记信息与正常光学视线上的正常标记信息比较来检测光学视线的偏角；和
消除装置，用于消除由累积和检测装置检测的光学视线的偏角所造成的沿副扫描方向的放大偏差。
下面参考附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是常规图象扫描装置的基本结构的正面图，
图2是根据本发明的优选实施例中的图象扫描装置的正面图，
图3是显示标记16的布置示例的透视图，
图4A和4B是显示标记16与光学视线的偏角的关系的示意图，和
图5是显示控制电路17的控制操作的一个例子的流程图。
图2显示根据本发明的优选实施例中的图象扫描装置的结构。在图2中，以下各部件与图1中常规装置的部件相似：玻璃模板1，配备有光源3和反射镜4的全速扫描往复台架2，配备有反射镜5,6的半速扫描往复台架7，透镜8，光电转换元件(CCD)9，钢丝绳10，槽轮11，滚筒12，轴13，传动齿轮系统14和电机15。
本实施例中还提供有置于反射镜4一端的标记16，其沿主扫描方向的长度为α，以及控制电路17，其根据要在光电转换元件9中成象的标记信息检测光学视线的偏角，并根据该偏角控制电机15的速度以消除沿副扫描方向的放大偏差。
图3显示标记16的布置的一个示例。在图3中，设稿件的主扫描长度为A，对光源进行设计以使其能够扫描长度为(A+α)的物体。反射镜4的长度是A，标记置于剩余长度α内。
下面参考图2和图3，图4A和4B，和图5解释该实施例的操作，图4A和4B显示标记16与光学视线偏角之间的关系，图5显示控制电路17中的控制操作的一个例子。
当在反射镜4,5和6上反射时，沿副扫描方向扫描稿件的光学视线具有相同的入射角和反射角。如图4A中的单点划线或双点划线所示，如果稿件上的光学视线发生偏斜，则提供到反射镜4的光学视线也与正常入射角发生偏斜。因此，如果可以检测出到反射镜4的光学视线的入射角，那么就能得到在稿件上的视线扫描位置。如下所述，可以使用在光电转换元件9中成象的标记信息来检测到反射镜4的光学视线的入射角。
当安装在全速扫描往复台架2上的光源3向标记16和所扫描稿件提供光照时，光电转换元件9获得对应于沿主扫描方向的长度α的标记信息数据。例如，当标记16是如图4B所示的三角形黑色标记时，在正常视线，标记16的黑色三角形宽度检测值为a。并且，当发生光学视线(偏角)时，标记16的黑色三角形宽度检测值为(a-b)或(a+c)。
控制电路17接收所检测的标记长度，并将其存储在累积副扫描方向标记长度的存储器中。在不发生光学视线偏角的普通状态下，得到的累积标记长度的值M是(a×副扫描长度)。当光学视线向扩大方向偏斜时，检测到的标记长度是(a-b)，并且在副扫描方向累积的值M小于(a×副扫描长度)。反之，当光学视线向缩小方向偏斜时，检测到的标记长度是(a+c)，并且在副扫描方向累积的值M大于(a×副扫描长度)。因此，通过累积值M和(a×副扫描长度)的比较，可以判断出光学视线向扩大方向偏斜还是向缩小方向偏斜。
根据该判断结果，控制电路17控制电机15的速度，从而消除由光学视线的偏角决定的沿副扫描方向的放大偏差。即，如果M＜(a×副扫描长度)，此时光学视线向扩大方向偏斜(图4A中的单点划线)，则进行缩小校正使电机15高于正常速度运转以使M=(a×副扫描长度)。同样，如果M＞(a×副扫描长度)，此时光学视线向缩小方向偏斜(图4A中的双点划线)，则进行扩大校正使电机15低于正常速度运转以使M=(a×副扫描长度)。同样，如果M=(a×副扫描长度)，此时没有发生光学视线的偏角，则使电机15保持其正常速度运转。
而且，还可以不控制电机15的旋转速度，而是控制光电转换元件9的累积时间。即，当光学视线向扩大方向偏斜时，可以延长累积时间，而当光学视线向缩小方向偏斜时，可以缩短累积时间。
虽然在上述实施例中，显示的是标记16被置于反射镜4一端的长度α内的例子，该标记也可以同时设置在反射镜4的两端，把长度α分为两部分。在这种情况下，可以根据从两个标记信息得到的光学视线偏角的平均值校正沿副扫描方向的放大。
而且，除了向稿件提供光照的光源3以外，可以在全速扫描往复台架2上设置一个仅用于向标记16提供光照的光源。
如上所述，本发明的图象扫描装置可以自动校正放大偏差，其方法是：当沿副扫描方向对全速扫描往复台架和半速扫描往复台架进行扫描时，检测稿件和光电转换元件之间的光学视线偏角，并控制电机速度或累积时间以消除由所述偏角造成的沿副扫描方向的放大偏差。
并且，本发明的图象扫描装置在全速扫描往复台架的光学视线上设置有标记，使用从光电转换元件得到的标记信息检测光学视线的偏角。因此，以这种简单的结构可以放大偏差进行自动校正。所以，提高了沿副扫描方向的放大精度。
虽然为了完整和清晰的公开，本发明是根据特定实施例进行说明的，但不应由此对所附权利要求加以限制，而应将其理解为熟悉本技术的人可作出的属于本文的基本描述内容的所有修改和变型的体现。

Claims (6)

1．图象扫描装置，用于当沿副扫描方向扫描全速扫描往复台架和半速扫描往复台架时，校正由稿件和光电转换元件之间的光学视线偏角造成的放大偏差，所述图象扫描装置包括：
光学系统，导引稿件反射的光线到所述光电转换元件；
标记，置于所述全速扫描往复台架的光学视线上；
光源，向所述标记提供光照；
累积和检测装置，用于累积经所述光学系统输入至所述光电转换元件的标记信息，以及通过将所述累积的标记信息与正常光学视线上的正常标记信息比较来检测光学视线的偏角；和
消除装置，用于消除由所述累积和检测装置检测的所述光学视线的偏角所造成的沿副扫描方向的放大偏差。
2．根据权利要求1的图象扫描装置，其特征在于：
所述消除装置对驱动所述全速扫描往复台架和所述半速扫描往复台架的电机的速度进行控制，以消除沿副扫描方向的放大偏差。
3．根据权利要求1的图象扫描装置，其特征在于：
所述消除装置控制所述光电转换元件的累积时间以消除沿副扫描方向的放大偏差。
4．根据权利要求1的图象扫描装置，其特征在于：
所述光源同时向稿件和所述标记提供光照。
5．根据权利要求1的图象扫描装置，进一步包括：
仅向标记提供光照的光源。
6．根据权利要求1的图象扫描装置，其特征在于：
所述标记设置在一镜子的一端或两端，该镜子改变稿件的主扫描方向的反射光的光路。
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