專(zhuān)利名稱(chēng)：掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀及其掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掃描儀，尤其涉及一種通過(guò)移動(dòng)掃描資料托架組件的方式來(lái)掃描 的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀及其掃描方法。
背景技術(shù)：
掃描儀是一種計(jì)算機(jī)外部?jī)x器設(shè)備，其通過(guò)捕獲實(shí)物資料的圖像并將之轉(zhuǎn)換成計(jì) 算機(jī)可以顯示、編輯、存儲(chǔ)和輸出的數(shù)字化輸入設(shè)備。所以掃描儀是政府、企事業(yè)單位辦公 自動(dòng)化的必備工具?，F(xiàn)有的掃描儀分為CCD掃描儀、CIS掃描儀和PMT光電倍增管掃描儀 三類(lèi)。其中CCD掃描儀又稱(chēng)光電耦合器件掃描儀，它通過(guò)反光鏡頭聚焦到光電耦合器單元 上，將接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。CCD掃描儀又包括線型掃描儀和面型掃描儀。其中線型掃描儀的原理是掃描圖像畫(huà)面時(shí)，線性的光電耦合器將掃描圖像分割成線 狀，每條線寬約10 u m。光線照射到圖像原件上所產(chǎn)生的反射光線經(jīng)反光鏡組件再反射到線 性光電耦合器單元上。光電耦合器根據(jù)反射光線的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成不同大小的電流，經(jīng)A/D模 數(shù)轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，形成一行圖像數(shù)據(jù)。由于是通過(guò)鏡頭聚焦到光電耦合器 上直接感光，因此景深較大，對(duì)于實(shí)物的掃描還原較理想。但由于是邊移動(dòng)邊掃描，每掃描 線之間間隔的密度由步進(jìn)馬達(dá)的精度確定，因此又存在掃描精度低與穩(wěn)定性低等的問(wèn)題。而面型掃描儀是將光電耦合器單元按矩陣方式排列，采集圖像的大小是與被掃描 原件形成一一對(duì)應(yīng)，屬于點(diǎn)陣方式，點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離由面型傳感器制作時(shí)就確定，可達(dá)到 5 y m以?xún)?nèi)，整個(gè)畫(huà)面同時(shí)采集，因此掃描精度高。但是對(duì)于大幅面的實(shí)物的掃描，需要超大 面積的面型傳感器，但目前仍存在著技術(shù)的困難，無(wú)法生產(chǎn)。另外也有采用多個(gè)面型傳感器 通過(guò)矩陣組合方式，雖然可通過(guò)多個(gè)面型傳感器同時(shí)拍攝影像一次拼接技術(shù)來(lái)解決大幅畫(huà) 面掃描的問(wèn)題，但由于需多個(gè)面型傳感器矩陣排列在各區(qū)域同時(shí)掃描，還是存在占用掃描 空間大和生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供的一種采用由多個(gè)面型掃描 單元排列為一排、使掃描資料托架組件移動(dòng)進(jìn)行拍攝掃描的大幅面掃描儀。該掃描資料托 架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀在掃描過(guò)程中結(jié)合了面型掃描儀掃描拍攝感光速度快、精度高 的優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)合使用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)與多線程影像處理技術(shù)，將每個(gè)面型傳感器組件 單元成像的多幅區(qū)域圖文同時(shí)下載到計(jì)算機(jī)主機(jī)中通過(guò)影像處理軟件完成自動(dòng)影像拼接， 既提高了掃描精度，又提高了掃描速度，且節(jié)約了生產(chǎn)成本。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，包括機(jī)架、 設(shè)置在機(jī)架上的由多個(gè)面型掃描單元組成的掃描元件組和掃描資料托架組件、以及控制掃 描元件組的掃描動(dòng)作和處理掃描后的圖文的計(jì)算機(jī)主機(jī)；每個(gè)面型掃描單元均包括一面型 傳感器組件、一光學(xué)鏡頭組件、影像處理模塊、圖文數(shù)據(jù)暫存芯片、數(shù)據(jù)傳輸電纜、以及控制 該面型掃描單元掃描拍攝的快門(mén)組件；其特點(diǎn)是，所述的掃描元件組的各面型掃描單元排
5列成一排，固定在機(jī)架上，位于所述掃描資料托架組件的上方或下方，掃描元件組的各面型 掃描單元的光學(xué)鏡頭組件均朝向掃描資料托架組件；還包括一掃描資料托架組件水平移動(dòng) 機(jī)構(gòu)，與所述掃描資料托架組件固定連接，驅(qū)動(dòng)掃描資料托架組件作水平移動(dòng)。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其中，所述的掃描元件組設(shè)置在所 述掃描資料托架組件的上方；所述的掃描資料托架組件包括資料托架和壓在資料托架頂部 的透光壓板。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其中，所述的掃描元件組設(shè)置在所 述掃描資料托架組件的下方；所述的掃描資料托架組件包括由透光板構(gòu)成的資料托架和蓋 在資料托透光板架頂部的罩蓋。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其中，所述掃描資料托架組件水平 移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在機(jī)架上的一對(duì)水平導(dǎo)軌、設(shè)置在水平導(dǎo)軌上的一移動(dòng)支架、以及驅(qū)動(dòng) 該移動(dòng)支架在該水平軌道上移動(dòng)的移動(dòng)部件；所述的掃描資料托架組件與所述移動(dòng)支架固 定連接；所述的移動(dòng)部件采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑輪或齒輪移動(dòng)的方式，或者采用蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)的 方式。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其中，還包括一組掃描控制開(kāi)關(guān)和 一掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)；所述的一組掃描控制開(kāi)關(guān)間隔設(shè)置在至少一側(cè)水平導(dǎo)軌上，所述掃 描元件組的各面型掃描單元的快門(mén)與每個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接；所述的掃描結(jié)束切換開(kāi) 關(guān)設(shè)置在機(jī)架與所述移動(dòng)支架的末端對(duì)應(yīng)的位置；在掃描階段，掃描控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)，掃描結(jié) 束切換開(kāi)關(guān)關(guān)閉，當(dāng)移動(dòng)支架前進(jìn)經(jīng)過(guò)每一掃描控制開(kāi)關(guān)上時(shí)，觸動(dòng)該經(jīng)過(guò)的掃描控制開(kāi) 關(guān)，同步啟動(dòng)各面型掃描單元掃描一次；掃描結(jié)束，掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)被移動(dòng)支架觸動(dòng)，掃 描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)打開(kāi)，掃描控制開(kāi)關(guān)關(guān)閉，移動(dòng)支架返回行程。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其中，所述的一組掃描控制開(kāi)關(guān)的 數(shù)量是根據(jù)掃描資料托架組件的有效掃描面積與每個(gè)面型掃描單元每次掃描的幅寬之比 而定；相鄰兩個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)之間的距離以每掃描一次的圖文的幅寬大小為基準(zhǔn)，并且，相 鄰兩幅圖文之間有至少10像素的用于拼接識(shí)別的邊緣重疊。采用上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方法，其特點(diǎn)是，包 括以下步驟a、將掃描元件組的多個(gè)掃描部件單元間隔排列為一行，固定在機(jī)架上，位于所述 掃描資料托架組件的上方或下方，各面型掃描單元的光學(xué)鏡頭組件均朝向掃描資料托架組 件；并調(diào)整各掃描部件單元的掃描幅度為一致；所述的多個(gè)掃描部件單元中的每個(gè)掃描部 件單元均包括一面型傳感器組件、一光學(xué)鏡頭組件、數(shù)據(jù)傳輸電纜、以及控制該掃描部件單 元進(jìn)行掃描拍攝的快門(mén)組件；所述的各掃描部件單元的快門(mén)組件中的快門(mén)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)均與各 掃描控制開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接，在觸發(fā)時(shí)能同時(shí)開(kāi)啟所有的快門(mén)，同步拍攝掃描；b、掃描啟動(dòng)時(shí)，所述的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)作勻速水平移動(dòng)到掃描元 件組的下方或上方，觸動(dòng)第一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)，掃描元件組的多個(gè)掃描部件單元同步作第 一次掃描拍攝，同時(shí)在第一拍攝完畢與第二次拍攝之前的間隔時(shí)間內(nèi)，各掃描部件單元內(nèi) 的影像處理模塊同時(shí)各自獨(dú)立完成影像處理并存入各個(gè)掃描部件單元內(nèi)的圖文數(shù)據(jù)暫存 芯片之中；c、掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)繼續(xù)向前水平移動(dòng)；該掃描資料托架組件水平
6移動(dòng)機(jī)構(gòu)每移動(dòng)的距離相當(dāng)于所述面型掃描單元掃描一次的一幅圖文的幅寬距離、且與相 鄰的一幅圖文的邊緣有便于計(jì)算機(jī)識(shí)別拼接的邊緣重疊時(shí)，觸動(dòng)后一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)，所 述的各個(gè)掃描部件單元的快門(mén)組件再次同步啟動(dòng)，對(duì)該移動(dòng)后所處的區(qū)域范圍內(nèi)的被掃描 資料同步掃描一次，各掃描部件單元內(nèi)的影像處理模塊同時(shí)各自獨(dú)立完成影像處理并存入 各自掃描部件單元內(nèi)的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片之中；d、重復(fù)步驟c的動(dòng)作；掃描元件組的各掃描部件單元按掃描儀的掃描資料托架組 件的有效掃描面積進(jìn)行n次掃描；所述的n為大于等于1的正整數(shù)；e、每個(gè)掃描部件單元分別將每次拍攝的影像內(nèi)容一幅一幅記錄下來(lái)，按序貯存在 各自掃描部件單元的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片中；f、全部掃描結(jié)束后，計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多線程影像合成技術(shù) 對(duì)各掃描部件單元的傳感器組件按序拍攝的多幅區(qū)域圖片進(jìn)行拼接，還原成原始的畫(huà)幅。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方法，其中，步驟d中所 述的掃描次數(shù)是根據(jù)掃描資料托架組件的有效掃描面積與每個(gè)面型掃描單元每次掃描的 幅寬之比而定；相鄰兩個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)之間的距離以每掃描一次的圖文的幅寬大小為基 準(zhǔn)，并且，相鄰兩幅圖文之間有至少10像素的用于拼接識(shí)別的邊緣重疊。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方法，其中，步驟f 所述 的計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多線程影像技術(shù)對(duì)各掃描部件單元的傳感器組 件拍攝的多幅圖片進(jìn)行拼接包括以下步驟f_l、計(jì)算機(jī)主機(jī)中的掃描影像處理軟件通過(guò)多通道寬帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，把每個(gè)掃 描部件單元的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片中的多幅影像資料同時(shí)并行下載到計(jì)算機(jī)主機(jī)中，并存儲(chǔ) 在各自對(duì)應(yīng)的文件夾中；f_2、計(jì)算機(jī)主機(jī)中的影像處理軟件通過(guò)多線程技術(shù)同步對(duì)f_l步驟中得到的各 掃描部件單元的各幅圖文進(jìn)行首尾拼接，使每個(gè)掃描部件單元拍攝的多幅圖片形成數(shù)量一 條幅圖文；f_3、最后計(jì)算機(jī)主機(jī)中的影像處理軟件再將f_2步驟形成的多個(gè)條幅圖文橫向 拼接，完成大畫(huà)幅資料的拼幅工作。上述掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方法，其中，所述的每個(gè) 掃描行程中的每次掃描的啟動(dòng)可由掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)觸發(fā)一組掃描控制開(kāi) 關(guān)中的每個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)來(lái)控制，也可由廠家設(shè)定的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移 動(dòng)速度而定；每次掃描行程結(jié)束，由一掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)控制掃描資料托架組件水平移動(dòng) 機(jī)構(gòu)返回，同時(shí)控制掃描控制開(kāi)關(guān)不工作。由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，其產(chǎn)生的技術(shù)效果是明顯的1、采用一字排列固定在機(jī)架的較少的面型掃描單元及與移動(dòng)的掃描資料托架相 結(jié)合的結(jié)構(gòu)和工作方式，既有面型掃描儀的高速影像轉(zhuǎn)化特點(diǎn)，又具有線性掃描儀的傳感 器組件少的特點(diǎn)，大大降低了產(chǎn)品本身的成本。2、工作的現(xiàn)場(chǎng)要求較低，不需要特殊的工作環(huán)境與伺服系統(tǒng)，操作者便于操作.3、掃描時(shí)，掃描資料托架在移動(dòng)支架的運(yùn)載下移動(dòng)到多個(gè)面型掃描單元的上方或 下方，多個(gè)面型掃描單元在控制開(kāi)關(guān)的控制下按被掃描畫(huà)幅的長(zhǎng)度進(jìn)行多區(qū)域拍攝，每個(gè) 面型掃描單元先將每次拍攝的區(qū)域圖文內(nèi)容一幅一幅掃描下來(lái)，再由各掃描部件單元內(nèi)的影像處理模塊將各影像暫存在各自掃描部件單元的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片中，計(jì)算機(jī)主機(jī)再通 過(guò)多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將每個(gè)掃描部件單元拍攝的影像圖文下載到該計(jì)算機(jī)主機(jī)中，然后 再通過(guò)計(jì)算機(jī)多線程影像處理技術(shù)，將各影像圖文按序拼接為整幅圖文，從而實(shí)現(xiàn)大畫(huà)面 資料的掃描。由于采用了多通道數(shù)據(jù)傳輸和多線程影像處理技術(shù)，使該掃描儀的工作速度 大大提高。4、由于采用實(shí)時(shí)影像檢測(cè)技術(shù)，只要操作者將被掃描的資料放入掃描資料托架 上，就可以及時(shí)對(duì)將要掃描的資料進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)覽，不需要對(duì)資料進(jìn)行預(yù)掃描，可大大減少掃 描資料的時(shí)間，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。


本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步描述。圖1是本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀的一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu) 示意圖。圖2是本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀的另一種實(shí)施例的整體結(jié) 構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀的一種實(shí)施例 的整體結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀包括機(jī)架11、設(shè)置 在機(jī)架上的由多個(gè)面型掃描單元組成的掃描元件組12、掃描資料托架組件(也稱(chēng)為文稿 臺(tái))13、以及控制掃描元件組的掃描動(dòng)作和處理掃描后的圖文的計(jì)算機(jī)主機(jī)14、操作面板 15、顯示屏16。還包括一驅(qū)動(dòng)掃描資料托架組件水平移動(dòng)的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī) 構(gòu)2。所述的掃描元件組12由多個(gè)面型掃描單元121組成，各面型掃描單元排列成一 排，固定在所述機(jī)架上，設(shè)置在所述掃描資料托架組件的上方，各面型掃描單元的光學(xué)鏡頭 組件均朝向掃描資料托架組件13 ；在掃描元件組與掃描資料托架組件之間設(shè)有掃描空間 A。每個(gè)面型掃描單元121均包括一面型傳感器組件1211、一光學(xué)鏡頭組件1212、影像處 理模塊、圖文數(shù)據(jù)暫存芯片、數(shù)據(jù)傳輸電纜、以及控制該面型掃描單元掃描拍攝的快門(mén)組件 (未圖示)。本實(shí)施例采用已有的數(shù)碼照相機(jī)作為面型掃描單元。所述的各面型掃描單元 的輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電纜與計(jì)算機(jī)主機(jī)中的圖像處理模塊電連接；所述的面型傳感器組 件和光學(xué)鏡頭組件的工作啟動(dòng)端同步受功能開(kāi)關(guān)的控制。所述的掃描資料托架組件13包 括資料托架131和壓在資料托架頂部的透光壓板132 ；所述的透光壓板采用翻轉(zhuǎn)式。本發(fā)明掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀中，所述掃描資料托架組件水平移 動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括設(shè)置在機(jī)架上的一對(duì)水平導(dǎo)軌21、設(shè)置在水平導(dǎo)軌上并可沿該水平軌道移動(dòng) 的一移動(dòng)支架22、以及驅(qū)動(dòng)該移動(dòng)支架在該水平軌道上移動(dòng)的移動(dòng)部件23 ；所述的掃描資 料托架組件固定在所述移動(dòng)支架上，所述移動(dòng)部件23采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑輪或齒輪移動(dòng)、或蝸 輪蝸桿驅(qū)動(dòng)的方式移動(dòng)。本實(shí)施例中例舉采用蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行說(shuō)明。為了節(jié)省資 源，本實(shí)施例利用一側(cè)的導(dǎo)軌其上設(shè)有螺紋作為蝸桿傳動(dòng)軸231，該傳動(dòng)軸的一端設(shè)有一個(gè)減速齒輪；驅(qū)動(dòng)電機(jī)232的輸出軸也設(shè)有與減速齒輪嚙合的主齒輪；在移動(dòng)支架的位于資 料托架兩側(cè)各設(shè)有一導(dǎo)套233，其中套在蝸桿傳動(dòng)軸231上的導(dǎo)套設(shè)有內(nèi)螺紋，構(gòu)成與蝸桿 傳動(dòng)軸231適配的蝸輪。當(dāng)操作者啟動(dòng)掃描儀工作，電機(jī)通過(guò)主齒輪驅(qū)動(dòng)減速齒輪，減速齒 輪驅(qū)動(dòng)蝸桿傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)資料托架組件勻速移動(dòng)。該結(jié)構(gòu)中，另一側(cè)水平導(dǎo)軌仍為光滑的，為減少移動(dòng)時(shí)該側(cè)水平導(dǎo)軌與導(dǎo)向套之 間的摩擦力，可在該另一側(cè)導(dǎo)向套內(nèi)設(shè)有滑輪(未圖示)，當(dāng)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)螺桿傳動(dòng)、 帶動(dòng)移動(dòng)支架移動(dòng)時(shí)，該滑輪在所述該另一側(cè)水平導(dǎo)軌上滑動(dòng)。所述移動(dòng)部件的移動(dòng)與各面型掃描單元掃描的動(dòng)作的控制可有以下幾種一種是在出廠時(shí)，將電動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)移動(dòng)一個(gè)掃描幅寬的距離的時(shí)間與面 型掃描單元掃描拍攝該幅圖文的間隙時(shí)間調(diào)試為相一致。使用時(shí)，只要打開(kāi)工作按鈕，電動(dòng) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)便驅(qū)動(dòng)移動(dòng)支架移動(dòng)、到一定的幅寬距離時(shí)面型掃描單元的快門(mén)組件自動(dòng)拍攝工 作。另一種是采取設(shè)置一組掃描控制開(kāi)關(guān)和一掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)來(lái)控制掃描動(dòng)作，如 圖1所示，在掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)2的一側(cè)水平導(dǎo)軌(也可在兩側(cè)水平導(dǎo)軌) 間隔設(shè)置一組掃描控制開(kāi)關(guān)31，并在與移動(dòng)支架的末端對(duì)應(yīng)的機(jī)架部位設(shè)置一掃描結(jié)束切 換開(kāi)關(guān)32。在掃描階段，移動(dòng)支架前進(jìn)行程時(shí)，受掃描儀工作啟動(dòng)按鈕的控制，行程切換開(kāi) 關(guān)打開(kāi)，移動(dòng)支架移動(dòng)到各掃描控制開(kāi)關(guān)上時(shí)，觸動(dòng)該經(jīng)過(guò)的掃描控制開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)面型掃描 單元掃描拍攝一次。所述的一組掃描控制開(kāi)關(guān)的數(shù)量是根據(jù)掃描資料托架組件的有效掃描 面積(該有效面積指掃描資料托架組件上限定的可容納被掃描資料的最大面積)與每次掃 描的幅寬之比而定。相鄰兩個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)之間的距離以每掃描一次的幅寬大小為基準(zhǔn)， 并且在每個(gè)面型掃描單元每次掃描拍攝時(shí)，相鄰兩幅的圖文邊緣有一個(gè)邊緣重疊，該邊緣 重疊是為了使計(jì)算機(jī)識(shí)別每幅之間的連接位置，重疊的部分約等于10個(gè)像素。本實(shí)施例中 是將第一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)設(shè)置在位于第一幅幅寬的中央，第二、第三、第四個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān) 相繼按幅寬等距離排列設(shè)置。掃描結(jié)束，移動(dòng)支架返回行程時(shí)，掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)32打開(kāi)， 提供反向電流，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)反向移，掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)返回，掃描控制開(kāi)關(guān) 不動(dòng)作。該次掃描全部完成后，移動(dòng)支架移到軌道的另端，觸發(fā)該掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)，該掃 描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)32后啟動(dòng)，由計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多線程影像處理技 術(shù)將各掃描部件單元的傳感器組件拍攝的多幅圖片通過(guò)掃描影像處理軟件進(jìn)行拼接，還原 成原始的畫(huà)幅，從而實(shí)現(xiàn)大畫(huà)面資料的掃描。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的另一種實(shí)施例的立體示意圖。同樣，本實(shí) 施例的本發(fā)明超大畫(huà)幅掃描儀，包括機(jī)架41、設(shè)置在機(jī)架上的掃描元件組42、掃描資料托 架組件43、計(jì)算機(jī)主機(jī)44、以及設(shè)置功能開(kāi)關(guān)的操作面板45、顯示屏46。還包括一掃描資 料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)5。與上述實(shí)施例不同的是所述的掃描元件組42設(shè)置在所述掃 描資料托架組件的下方。所述的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括設(shè)置在機(jī)架上的一 對(duì)水平導(dǎo)軌511、512、設(shè)置在水平導(dǎo)軌上的一移動(dòng)支架52、以及設(shè)置在移動(dòng)支架底部并可 沿該水平軌道移動(dòng)的移動(dòng)部件53。所述的掃描資料托架組件43固定在移動(dòng)支架52上，移動(dòng)支架上位于掃描資料托 架組件的兩側(cè)對(duì)應(yīng)一對(duì)導(dǎo)軌的部位分別設(shè)置導(dǎo)向套521。所述的移動(dòng)部件53包括設(shè)置在移動(dòng)支架底部的至少一蝸桿傳動(dòng)軸531，所述蝸桿傳動(dòng)軸531的一端設(shè)有減速齒輪532 ；所述 的移動(dòng)支架底部對(duì)應(yīng)于蝸桿傳動(dòng)軸的部位設(shè)有一帶內(nèi)螺紋的孔533，該孔533的內(nèi)螺紋與 蝸桿傳動(dòng)軸531的外螺紋適配。還包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)534，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)533的輸出軸設(shè)有一 主齒輪535。掃描工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)主齒輪驅(qū)動(dòng)減速齒輪，減速齒輪驅(qū)動(dòng)蝸桿傳動(dòng)軸旋 轉(zhuǎn)，帶動(dòng)掃描資料托架組件勻速移動(dòng)。同樣，本實(shí)施例還包括在一側(cè)水平導(dǎo)軌間隔設(shè)置一組掃描控制開(kāi)關(guān)61，并在與移 動(dòng)支架的末端對(duì)應(yīng)的機(jī)架部位設(shè)置一掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)62。其控制掃描動(dòng)作的原理與上述 實(shí)施例相同，故不贅述。關(guān)于移動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)移動(dòng)支架移動(dòng)的方式還有很多，例如包括采用電機(jī)牽引的方 式、氣動(dòng)或液壓傳動(dòng)的方式等等，不一一例舉。本發(fā)明還可在機(jī)架上兩側(cè)設(shè)置光源及光線反射設(shè)置部件例如圖1中的17、圖2中 的45，以解決晚上和光線不足的環(huán)境下掃描的問(wèn)題。光源安裝在水平移動(dòng)支架的兩側(cè)，由遮 光罩將光源聚集到資料托架透光壓板上。本發(fā)明還可在機(jī)架的掃描元件組的中央再置一實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z影器組件例如圖1中 的18、圖2中的7，實(shí)時(shí)檢測(cè)攝像頭面向所述資料托架組件，并與液晶顯示屏連接。該實(shí)時(shí)監(jiān) 控?cái)z影器組件可以是一個(gè)廣角攝像頭，通過(guò)計(jì)算機(jī)主機(jī)的視頻輸出線與顯示屏電連接。可 預(yù)先監(jiān)控掃描的位置。請(qǐng)參閱圖3，并配合參閱圖1、圖2。本發(fā)明超大畫(huà)幅掃描儀的工作原理通過(guò)固定件將多個(gè)面型掃描單元例如圖3中顯示3個(gè)面型掃描單元81、82、83 — 字排開(kāi)固定在機(jī)架上，并通過(guò)高速數(shù)據(jù)傳輸電纜將各面型掃描單元的輸出端與設(shè)在掃描儀 機(jī)架內(nèi)的計(jì)算機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入接口連接，以便及時(shí)地將每個(gè)面型掃描單元的面型傳感器 組件內(nèi)貯存的影像資料下載到計(jì)算機(jī)主機(jī)中，供影像處理軟件進(jìn)行處理。掃描資料托架組件處于初始位置，將大幅面待掃描資料放在掃描儀的掃描資料托 架組件的托架上，面向各面型掃描單元，將掃描資料托架組件的壓板壓在被掃描資料上。接 通電源，光源點(diǎn)亮(在白天有日照的環(huán)境下可無(wú)需光源)，在描儀箱體中央設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z 影器組件例如廣角攝像儀將資料影像通過(guò)視頻電纜傳送到設(shè)在掃描儀機(jī)架的液晶顯示屏 上，進(jìn)行預(yù)覽。(如不設(shè)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z影器組件，則可通過(guò)各面型掃描單元將其實(shí)時(shí)采集的資 料影像通過(guò)視頻電纜傳送到設(shè)在掃描儀機(jī)架的液晶顯示屏上預(yù)覽，)供操作者檢測(cè)被掃描 的大幅面資料的內(nèi)容及畫(huà)面的擺放是否正確。當(dāng)確認(rèn)資料無(wú)誤后，操作者按下設(shè)在掃描儀操作臺(tái)上的掃描功能按鈕，掃描儀開(kāi) 始掃描工作。設(shè)在移動(dòng)支架上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源被導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)掃描資料托架組件水平移動(dòng) 機(jī)構(gòu)的移動(dòng)支架在掃描儀的水平導(dǎo)軌上作水平勻速移動(dòng)。由于在掃描儀的水平導(dǎo)軌上等距離地設(shè)置著一組掃描控制開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)分別用 于控制各面型掃描單元快門(mén)組件啟動(dòng)。掃描啟動(dòng)時(shí)，所述的移動(dòng)支架作勻速移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到 多個(gè)面型掃描單元下方或上方時(shí)，移動(dòng)支架的導(dǎo)套觸到第一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)時(shí)，多個(gè)面型 掃描單元同時(shí)作第一次掃描拍攝。各掃描部件單元內(nèi)的影像處理模塊同時(shí)對(duì)該第一次掃描 拍攝的圖文進(jìn)行成像處理并暫存于掃描部件單元的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片中。本實(shí)施例各面型 掃描單元均采用數(shù)碼相機(jī)構(gòu)成。所述的掃描資料托架組件每移動(dòng)的距離相當(dāng)于每個(gè)面型掃 描單元掃描幅度F(圖中用實(shí)線圍成的區(qū)域)的幅寬距離、且與相鄰的一幅圖文的邊緣有至
10少10像素的邊緣重疊時(shí)(該邊緣重疊供軟件識(shí)別拼接部分)時(shí)，就會(huì)壓到一個(gè)掃描控制開(kāi) 關(guān)，移動(dòng)支架上的各面型掃描單元的快門(mén)組件會(huì)同步啟動(dòng)一次，每個(gè)面型掃描單元的光學(xué) 鏡頭所對(duì)應(yīng)的被掃描的資料影像100進(jìn)行一次曝光，如圖3所示。同時(shí)采用多線程技術(shù)，各 掃描部件單元同步對(duì)該次掃描拍攝的圖文進(jìn)行成像處理。重復(fù)上述步驟的動(dòng)作，掃描元件組的各掃描部件單元按掃描儀的掃描資料托架組 件的有效掃描面積進(jìn)行n次掃描；所述的n為大于等于1的正整數(shù)。本實(shí)施例圖3中設(shè)置 了三個(gè)面型掃描單元81、82、83，每個(gè)面型掃描單元每個(gè)工作周期共掃描4幅圖fl、f2、f3、 f4。掃描時(shí)，移動(dòng)支架每將掃描資料托架組件上的待掃描資料勻速送到掃描元件組下方時(shí)， 觸動(dòng)一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)，各面型掃描單元分別同時(shí)掃描，并將每次拍攝的圖文內(nèi)容一幅一 幅掃描下來(lái)，貯存在各自面型掃描單元的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片中。當(dāng)整個(gè)移動(dòng)支架完成整個(gè) 行程后，例如到從fl移動(dòng)到f4位置、并該次工作周期最后掃描完成時(shí)，移動(dòng)支架的端部觸 發(fā)掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)，通過(guò)設(shè)在掃描儀的主機(jī)箱內(nèi)的計(jì)算機(jī)影像處理軟件下達(dá)影像下載操 作指令，全部掃描結(jié)束后，計(jì)算機(jī)主機(jī)通過(guò)多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多線程影像處理技術(shù)將 各掃描部件單元的傳感器組件拍攝的多幅區(qū)域圖片經(jīng)掃描影像處理軟件進(jìn)行拼接，還原成 原始的畫(huà)幅，從而實(shí)現(xiàn)大畫(huà)面資料的掃描。所述的計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、多 線程影像處理技術(shù)對(duì)各掃描部件單元的傳感器組件拍攝的多幅區(qū)域圖片進(jìn)行拼接主要包 括計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將掃描部件單元的圖文暫存芯片中暫存的各幅區(qū) 域圖文下載到計(jì)算機(jī)主機(jī)中，然后通過(guò)多線程影像處理技術(shù)將每個(gè)掃描部件單元掃描的各 幅區(qū)域圖文按序與列經(jīng)影像處理軟件進(jìn)行首尾拼接，使每個(gè)掃描部件單元拍攝的多幅區(qū)域 圖文拼接成一個(gè)條幅圖文；最后再由影像處理軟件將形成的多個(gè)條幅圖文橫向拼接，完成 大畫(huà)幅資料的拼幅工作。該被掃描資料的還原，可在液晶顯示屏上顯示出來(lái)，同時(shí)貯存計(jì)算 機(jī)的硬盤(pán)上。也可根據(jù)操作者的要求將掃描儀后的數(shù)字文件通過(guò)刻錄成光盤(pán)保存，或上傳 到服務(wù)器中，供以后調(diào)用。本發(fā)明具有掃描幅度大、速度快、占用掃描空間小、掃描精度高、畫(huà)面還原效果真 實(shí)、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
1權(quán)利要求
掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的由多個(gè)面型掃描單元組成的掃描元件組和掃描資料托架組件、以及控制掃描元件組的掃描動(dòng)作和處理掃描后的圖文的計(jì)算機(jī)主機(jī)；每個(gè)面型掃描單元均包括一面型傳感器組件、一光學(xué)鏡頭組件、影像處理模塊、圖文數(shù)據(jù)暫存芯片、數(shù)據(jù)傳輸電纜、以及控制該面型掃描單元掃描拍攝的快門(mén)組件；其特征在于，所述的掃描元件組的各面型掃描單元排列成一排，固定在機(jī)架上，位于所述掃描資料托架組件的上方或下方，掃描元件組的各面型掃描單元的光學(xué)鏡頭組件均朝向掃描資料托架組件；還包括一掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，與所述掃描資料托架組件固定連接，驅(qū)動(dòng)掃描資料托架組件作水平移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其特征在于，所述 的掃描元件組設(shè)置在所述掃描資料托架組件的上方；所述的掃描資料托架組件包括資料托 架和壓在資料托架頂部的透光壓板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其特征在于，所述 的掃描元件組設(shè)置在所述掃描資料托架組件的下方；所述的掃描資料托架組件包括由透光 板構(gòu)成的資料托架和蓋在資料托透光板架頂部的罩蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其特征在于，所述 掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在機(jī)架上的一對(duì)水平導(dǎo)軌、設(shè)置在水平導(dǎo)軌上的 一移動(dòng)支架、以及驅(qū)動(dòng)該移動(dòng)支架在該水平軌道上移動(dòng)的移動(dòng)部件；所述的掃描資料托架 組件與所述移動(dòng)支架固定連接；所述的移動(dòng)部件采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑輪或齒輪移動(dòng)的方式，或 者采用蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)的方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其特征在于，還包 括一組掃描控制開(kāi)關(guān)和一掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)；所述的一組掃描控制開(kāi)關(guān)間隔設(shè)置在至少一 側(cè)水平導(dǎo)軌上，所述掃描元件組的各面型掃描單元的快門(mén)與每個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接； 所述的掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)設(shè)置在機(jī)架與所述移動(dòng)支架的末端對(duì)應(yīng)的位置；在掃描階段，掃 描控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)，掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)關(guān)閉，當(dāng)移動(dòng)支架前進(jìn)經(jīng)過(guò)每一掃描控制開(kāi)關(guān)上時(shí)，觸 動(dòng)該經(jīng)過(guò)的掃描控制開(kāi)關(guān)，同步啟動(dòng)各面型掃描單元掃描一次；掃描結(jié)束，掃描結(jié)束切換開(kāi) 關(guān)被移動(dòng)支架觸動(dòng)，掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)打開(kāi)，掃描控制開(kāi)關(guān)關(guān)閉，移動(dòng)支架返回行程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀，其特征在于，所述 的一組掃描控制開(kāi)關(guān)的數(shù)量是根據(jù)掃描資料托架組件的有效掃描面積與每個(gè)面型掃描單 元每次掃描的幅寬之比而定；相鄰兩個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)之間的距離以每掃描一次的圖文的幅 寬大小為基準(zhǔn)，并且，相鄰兩幅圖文之間有至少10像素的用于拼接識(shí)別的邊緣重疊。
7.采用權(quán)利要求1 6所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方 法，其特征在于，包括以下步驟a、將掃描元件組的多個(gè)掃描部件單元間隔排列為一行，固定在機(jī)架上，位于所述掃描 資料托架組件的上方或下方，各面型掃描單元的光學(xué)鏡頭組件均朝向掃描資料托架組件; 并調(diào)整各掃描部件單元的掃描幅度為一致；所述的多個(gè)掃描部件單元中的每個(gè)掃描部件 單元均包括一面型傳感器組件、一光學(xué)鏡頭組件、影像處理模塊、圖文數(shù)據(jù)暫存芯片、數(shù)據(jù)傳輸電纜、以及控制該掃描部件單元進(jìn)行掃描拍攝的快門(mén)組件；所述的各掃描部件單元的 快門(mén)組件中的快門(mén)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)均與各掃描控制開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接，在觸發(fā)時(shí)能同時(shí)開(kāi)啟所有的快 門(mén)，同步拍攝掃描；b、掃描啟動(dòng)時(shí)，所述的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)作勻速水平移動(dòng)到掃描元件組 的下方或上方，觸動(dòng)第一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)，掃描元件組的多個(gè)掃描部件單元同步作第一次 掃描拍攝，同時(shí)在第一拍攝完畢與第二次拍攝之前的間隔時(shí)間內(nèi)，各掃描部件單元內(nèi)的影 像處理模塊同時(shí)各自獨(dú)立完成影像處理并存入各個(gè)掃描部件單元內(nèi)的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片 之中；c、掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)繼續(xù)向前水平移動(dòng)；該掃描資料托架組件水平移動(dòng) 機(jī)構(gòu)每移動(dòng)的距離相當(dāng)于所述面型掃描單元掃描一次的一幅圖文的幅寬距離、且與相鄰的 一幅圖文的邊緣有便于計(jì)算機(jī)識(shí)別拼接的邊緣重疊時(shí)，觸動(dòng)后一個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)，所述的 各個(gè)掃描部件單元的快門(mén)組件再次同步啟動(dòng)，對(duì)該移動(dòng)后所處的區(qū)域范圍內(nèi)的被掃描資料 同步掃描一次，各掃描部件單元內(nèi)的影像處理模塊同時(shí)各自獨(dú)立完成影像處理并存入各自 掃描部件單元內(nèi)的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片之中；d、重復(fù)步驟c的動(dòng)作；掃描元件組的各掃描部件單元按掃描儀的掃描資料托架組件的 有效掃描面積進(jìn)行n次掃描；所述的n為大于等于1的正整數(shù)；e、每個(gè)掃描部件單元分別將每次拍攝的每個(gè)區(qū)域的圖文內(nèi)容一幅一幅記錄下來(lái)，貯存 在各自掃描部件單元傳感器組件的圖文暫存芯片中；f、全部掃描結(jié)束后，計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多線程影像合成技術(shù)對(duì)各 掃描部件單元的傳感器組件按序拍攝的多幅區(qū)域圖片進(jìn)行拼接，還原成原始的畫(huà)幅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方法， 其特征在于，步驟d中所述的掃描次數(shù)是根據(jù)掃描資料托架組件的有效掃描面積與每個(gè)面 型掃描單元每次掃描的幅寬之比而定；相鄰兩個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)之間的距離以每掃描一次的 圖文的幅寬大小為基準(zhǔn)，并且，相鄰兩幅圖文之間有至少10像素的用于拼接識(shí)別的邊緣重 疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超大畫(huà)幅掃描儀進(jìn)行掃描的方法，其特征在于，步驟f所述的 計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和多線程影像技術(shù)對(duì)各掃描部件單元的傳感器組件 拍攝的多幅圖片進(jìn)行拼接包括以下步驟f_l、計(jì)算機(jī)主機(jī)中的掃描影像處理軟件通過(guò)多通道寬帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，把每個(gè)掃描部 件單元的圖文數(shù)據(jù)暫存芯片中的多幅影像資料同時(shí)并行下載到計(jì)算機(jī)主機(jī)中，并存儲(chǔ)在各 自對(duì)應(yīng)的文件夾中；f-2、計(jì)算機(jī)主機(jī)中的影像處理軟件通過(guò)多線程技術(shù)同步對(duì)f-1步驟中得到的各掃描 部件單元的各幅圖文進(jìn)行首尾拼接，使每個(gè)掃描部件單元拍攝的多幅圖片形成數(shù)量一條幅 圖文；f-3、最后計(jì)算機(jī)主機(jī)中的影像處理軟件再將f-2步驟形成的多個(gè)條幅圖文橫向拼接， 完成大畫(huà)幅資料的拼幅工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀進(jìn)行掃描的方法， 其特征在于，所述的每個(gè)掃描行程中的每次掃描的啟動(dòng)可由掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī) 構(gòu)觸發(fā)一組掃描控制開(kāi)關(guān)中的每個(gè)掃描控制開(kāi)關(guān)來(lái)控制，也可由廠家設(shè)定的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度而定；每次掃描行程結(jié)束，由一掃描結(jié)束切換開(kāi)關(guān)控制掃描 資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)返回，同時(shí)控制掃描控制開(kāi)關(guān)不工作。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種掃描資料托架組件移動(dòng)的大幅面掃描儀及其掃描方法，包括機(jī)架、設(shè)置在機(jī)架上的由多個(gè)面型掃描單元組成的掃描元件組和掃描資料托架組件、以及控制掃描元件組的掃描動(dòng)作和處理掃描后的圖文的計(jì)算機(jī)主機(jī)；其特點(diǎn)是，各面型掃描單元排列成一排，固定在機(jī)架上，位于掃描資料托架組件的上方或下方；還包括一與掃描資料托架組件連接的掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)。掃描時(shí)掃描資料托架組件水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)掃描資料托架組件移動(dòng)到掃描元件組下方，由掃描元件組對(duì)所對(duì)應(yīng)的被掃描資料按區(qū)域順序一幅一幅的掃描，然后計(jì)算機(jī)主機(jī)采用多通道、多線程技術(shù)對(duì)掃描的圖文進(jìn)行拼接，還原成被掃描資料。具有掃描幅度大、精度高、體積小和節(jié)約生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N1/19GK101860648SQ20101015789
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者王震 申請(qǐng)人:王震