Nova Patents
EP1101351B1

Scanning head for scanning documents

Abstract

The invention relates to the line-by-line optical scanning of documents and images by means of a sensor. According to the invention, to this end a reference point of the optical axis is displaced along a v-shaped trajectory, whereby the distance from the sensor to the document remains the same. This allows for a very simple mechanical structure for the optical support, which can be part of an articulated quadrangle.

EP1101351B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 49

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Expired 19 June 2019, 7.3 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    Apparatus for scanning a flat original (10) optically line by line with imaging of the entire line length of a line of the original (10) on to a sensor (13) by means of an optical system (11) fixed to an optical system carrier (16) and/or a mirror (12) fixed to the optical system carrier (16), a point (6) of the optical axis being moved on a v-shaped path (24) between line and line sensor (13) as a reference point, characterized in that the optical system carrier (16) is arranged between two points (3, 4) which each run on curved paths. Dispositif pour le balayage optique ligne par ligne d'un motif (10) plan avec la reproduction d'une longueur de ligne entière du motif (10) sur un détecteur (13) par un système optique (11) fixé sur un support de système optique (16) et/ou sur un miroir (12) fixé sur ce support (16), dans lequel on fait bouger un point (6) de l'axe optique en tant que point de référence entre la ligne et le détecteur de lignes (13) sur un parcours en forme de V, caractérisé en ce que le support de système optique (16) est disposé entre deux points (3, 4) qui suivent chacun des parcours courbe. Vorrichtung zur zeilenweisen optischen Abtastung einer ebenen Vorlage (10) mit Abbildung der gesamten Zeilenlänge einer Zeile der Vorlage (10) auf einen Sensor (13) durch eine auf einem Optikträger (16) befestigte Optik (11) und/oder einen auf dem Optikträger (16) befestigen Spiegel (12), wobei ein Punkt (6) der optischen Achse als Bezugspunkt zwischen Zeile und Zeilensensor (13) auf einer v-förmigen Bahn (24) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Optikträger (16) zwischen zwei Punkten (3, 4) angeordnet ist, die jeweils auf gekrümmten Bahnen laufen.
  2. 2
    Apparatus according to Claim 1, characterized in that the optical system carrier (16) is formed as a central arm of a symmetrical four-bar linkage (1;2;3;4). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de système optique (16) se présente sous la forme d'un bras central d'un quadrilatère symétrique articulé (1 ;2 ;3 ;4). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Optikträger (16) als mittlerer Arm eines symmetrischen Gelenkvierecks (1;2;3;4) ausgebildet ist.
  3. 3
    Apparatus according to Claim 1 or 2, characterized in that two points of articulation (1; 2) of the four-bar linkage (1; 2; 3; 4) are positioned parallel to the original (10) and in that the distance L3 between the points of articulation (3; 4) of the optical carrier system (16) is dimensioned in accordance with the following scheme, where L0 is the maximum distance between the points of articulation (3; 4) and the original (10); and L1 is the length of the movable sides (14; 15) of the four-bar linkage (1; 2; 3; 4), with P2x as the x-coordinate of the point P2:a)Xx = P2x/L0b)Vxx = 0.66585 -4.2054*Xx +5.6624*Xx^2 -3.8695*Xx^3c)Vy = 0.19421 -0.95048*Xx +0.02057*Xx^2 +0.3072*Xx^3d)V = 0.9264 +0.87303*Xx -2.6595*Xx^2 +0.811*Xx^3e)L1m = (L1/L0 + Vxx)*Vf) the value L3m associated with L1m is determined in the Bézier curve of the two dimensions L1m, L3m determined by the points    (-0.1625, 0.3)    (-0.13125, 0.46458)    (0.01146, 0.25625)    (1.0, 0.2151)g)L3 = L0*(L3m - Vy). Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux points d'articulation (1 ;2) du quadrilatère articulé (1 ;2 ;3 ;4) sont positionnés parallèlement au motif (10) et en ce que la distance L3 entre les points d'articulation (3 ;4) du support de système optique (16) est dimensionné selon le schéma suivant, dans lequel L0 est la distance maximale entre les points d'articulation (3 ;4) et le motif (10), et L1 est la longueur des côtés mobiles (14 ;15) du quadrilatère articulé (1 ;2 ;3 ;4), P2x étant la valeur x sur l'abscisse du point P2 : a)Xx = P2x/L0b)Vxx = 0,66585 -4,2054*Xx + 5,6624*Xx^2 -3,8695*Xx^3c)Vy = 0,19421 -0,95048*Xx + 0,02057*Xx^2 +0,3072*Xx^3d)V = 0,9264 +0,87303*Xx - 2,6595*Xx^2 +0,811*Xx^3e)L1m = (L1/L0 + Vxx)*Vf) A l'aide des points (-0,1625, 0,3) (-0,13125, 0,46458) (0,01146, 0,25625) (1,0, 0,2151), caractérisant la courbe de Bézier à deux dimensions L1m, L3m, on détermine la valeur L3m correspondant à L1m.g)L3 = L0*(L3m - Vy) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gelenkpunkte (1;2) des Gelenkvierecks (1;2;3;4) zur Vorlage (10) parallel positioniert sind und daß der Abstand L3 zwischen den Gelenkpunkten (3;4) des Optikträgers (16) nach folgendem Schema dimensioniert ist, wobei L0 der maximale Abstand zwischen den Gelenkpunkten (3;4) und der Vorlage (10), und L die Länge der beweglichen Seiten (14;15) des Gelenkvierecks (1;2;3;4) ist, mit P2x als x-Koordinate des Punktes P2: a)Xx = P2x/L0b)Vxx = 0.66585 -4.2054*Xx + 5.6624*Xx^2 -3.8695*Xx^3c)Vy = 0.19421 -0.95048*Xx + 0.02057*Xx^2 +0.3072*Xx^3d)V = 0.9264 +0.87303*Xx -2.6595*Xx^2 +0.811 *Xx^3e)L1m = (L1/L0 + Vxx) * Vf) In der durch die Punkte    (-0.1625 , 0.3)    (-0.13125 , 0.46458)    (0.01146 , 0.25625)    (1.0 , 0.2151)    bestimmten Bezierkurve der zwei Dimensionen L1m, L3m wird der zu L1m gehörende Wert L3m ermittelt.g)L3 = L0*(L3m - Vy)
  4. 4
    Apparatus according to at least one of Claims 1-3, characterized in that an illumination device is arranged on the optical system carrier (16) in order to illuminate the line of the original (10) respectively to be scanned. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un dispositif d'éclairage est disposé sur le support de système optique (16) afin d'éclairer chacune des lignes à balayer du motif (10). Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Optikträger (16) eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung der jeweils abzutastenden Zeile der Vorlage (10) angeordnet ist.
  5. 5
    Apparatus according to Claim 4, characterized in that the illumination by the optical system (11) is carried out with an optical axis which is inclined or displaced with respect to its optical axis, and a light beam produced by the illumination device is reflected by one or more mirrors (37, 38) onto the line of the original (10) to be illuminated. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'éclairage a lieu à travers le système optique (11) avec un axe optique incliné ou décalé par rapport à son axe optique et une barre lumineuse produite par le dispositif d'éclairage est réfléchie par un ou plusieurs miroirs (37, 38) sur les lignes à éclairer du motif (10). Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung durch die Optik (11) mit gegen deren optische Achse geneigter oder verschobener optischer Achse erfolgt und ein durch die Beleuchtungseinrichtung erzeugter Lichtbalken durch einen oder mehrere Spiegel (37, 38) auf die zu beleuchtende Zeile der Vorlage (10) reflektiert wird.
  6. 6
    Apparatus according to Claim 5, characterized in that at least one mirror (37 and/or 38) is curved. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins un miroir (37 et/ou 38) est courbe. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Spiegel (37 und/oder 38) gekrümmt ist.
  7. 7
    Apparatus according to Claim 5 or 6, characterized in that two mirror surfaces are combined to form a common mirror. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que deux surfaces de miroir sont réunies en un miroir commun. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spiegelflächen zu einem gemeinsamen Spiegel zusammengefaßt sind.
  8. 8
    Apparatus according to at least one of Claims 1-7, characterized in that the sensor (13) is a sensor drum whose axis is arranged in a fixed manner in the optical system carrier (16). Dispositif selon au moins une l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le détecteur (13) est un cylindre détecteur dont l'axe est disposé de manière fixe dans le support de système optique (16). Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (13) eine Sensortrommel ist, deren Achse in dem Optikträger (16) fest angeordnet ist.
  9. 9
    Apparatus according to at least one of Claims 1-8, characterized in that a bundle of light leaving a line to be scanned, after passing through the optical system (11), is deflected by a mirror or a prism, and the surface of the line sensor (13) is inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis, preferably running at right angles to the original (10). Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un faisceau lumineux partant d'une ligne à balayer est dévié par un miroir ou un prisme après avoir traversé le système optique (11) et la surface du détecteur de lignes (13) est inclinée par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe optique, de préférence perpendiculaire au motif (10). Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer abzutastenden Zeile ausgehendes Lichtbündel nach Durchtritt durch die Optik (11) durch einen Spiegel oder ein Prisma abgelenkt wird und die Oberfläche des Zeilensensors (13) bezüglich einer auf der optischen Achse senkrecht stehenden Ebene geneigt ist, vorzugsweise senkrecht zur Vorlage (10) verläuft.
  10. 10
    Apparatus according to at least one of Claims 1-9, characterized in that, in terms of its internal width, the optical system (11) is wider parallel to the line to be imaged than at right angles thereto. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la largeur d'ouverture du système optique (11) parallèle à la ligne à reproduire, est plus grande que celle dans le sens perpendiculaire à celle-ci. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Optik (11) in ihrer lichten Weite parallel zur abzubildenden Zeile weiter ist als senkrecht dazu.