DE69934458T2 - Optischer Abtaster mit verschiedenen Auflösungen - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf Bildabtast- bzw. Bildscanvorrichtungen im Allgemeinen und im Einzelnen auf Bildabtast- bzw. Bildscanvorrichtungen, die mehrere Abtast- bzw. Scanauflösungen aufweisen.
  • Hintergrund
  • Optische Scannervorrichtungen sind in der Technik hinreichend bekannt und erzeugen für Maschinen lesbare Datensignale, die für ein Objekt oder Dokument, das gerade abgetastet wird, repräsentativ sind, indem sie ein Bild des Dokuments auf einen lichtempfindlichen Detektor projizieren. Die durch den lichtempfindlichen Detektor erzeugten elektrischen Signale können anschließend nach Bedarf digitalisiert und verarbeitet werden, um ein Bild des abgetasteten Objekts auf einer geeigneten Anzeigevorrichtung, z.B. der Anzeige eines Personal-Computers, zu erzeugen. Wenn das abgetastete Subjekt ein Text ist, können die Datensignale mittels eines bzw. einer geeigneten Optische-Zeichenerkennung-Programms bzw. -Vorrichtung (OCR-Programm bzw. OCR -Vorrichtung, OCR = optical character recognition) in Textdaten umgewandelt werden.
  • Ein typischer optischer Scanner kann ein Beleuchtungs- und optische Systeme umfassen, um ein Abtasten bzw. Scannen des Objekts zu bewerkstelligen. Das Beleuchtungssystem beleuchtet einen Teil des Objekts (der hierin als „Abtastregion" bezeichnet wird), wohingegen das optische System Licht (hierin als „Bildlicht" bezeichnet) sammelt, das durch die beleuchtete Abtastregion reflektiert wird, und einen kleinen Bereich der beleuchteten Abtastregion (hierin als "Abtastlinie" bezeichnet) auf die Oberfläche des lichtempfind lichen Detektors fokussiert. Beispielsweise kann ein optischer Scanner zum Abtasten von schriftlichen Dokumenten eine Abtastlinie verwenden, die eine Länge aufweist, die der maximalen erwarteten Dokumentenbreite, üblicherweise etwa 9 Zoll, entspricht. Bilddaten, die für das gesamte Objekt repräsentativ sind, können erhalten werden, indem die Abtastlinie über das gesamte Objekt gewobbelt bzw. gefegt wird, üblicherweise durch Bewegen der Beleuchtungs- und optischen Systeme in Bezug auf das Objekt, obwohl auch das Umgekehrte möglich ist.
  • Beispielsweise kann ein typisches Scannerbeleuchtungssystem eine Lichtquelle (z.B. eine fluoreszierende oder Glühlampe oder ein Array von Licht emittierenden Dioden (LEDs)) umfassen. Ein typisches optisches Scannersystem kann eine Schlitzapertur- und Linse-Anordnung umfassen, um das Bild der beleuchteten Abtastlinie auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Detektors zu fokussieren. Je nach dem entsprechenden Entwurf kann das optische Scannersystem auch eine Mehrzahl von Spiegeln umfassen, um den Pfad des Bildlichtes zu „falten", wodurch ermöglicht wird, dass das optische System zweckmäßigerweise mit einer relativ kleinen Umhüllung angebracht wird. Um zu ermöglichen, dass ein kleineres Array aus lichtempfindlichen Detektoren verwendet wird, verringern die meisten optischen Systeme auch die Größe des Bildes der Abtastlinie, das auf die Oberfläche des Detektors fokussiert wird. Beispielsweise weisen viele optische Systeme ein Linsenverkleinerungsverhältnis von etwa 8:1 auf, wodurch die Größe des Bildes der Abtastlinie um einen Faktor von etwa 8 verringert wird.
  • Der bei optischen Scannern am häufigsten verwendete Typ einer lichtempfindlichen Detektorvorrichtung ist die ladungsgekoppelte Vorrichtung bzw. CCD (charge coupled device), obwohl auch andere Vorrichtungen verwendet werden können. Eine CCD kann eine große Anzahl von lichtempfindlichen Zellen bzw. „Pixeln" umfassen, von denen jede(s) ansprechend auf eine Belichtung eine elektrische Ladung ansammelt oder akkumuliert. Da der Betrag der in einer beliebigen gegebenen Zelle oder in einem beliebigen gegebenen Pixel angesammelten elektrischen Ladung auf die Intensität und Dauer der Belichtung bezogen ist, kann eine CCD dazu verwendet werden, helle und dunkle Flecken auf einem auf dieselbe fokussierten Bild zu erfassen. Die in jeder bzw. jedem der CCD-Zellen bzw. -Pixel angesammelte Ladung wird gemessen und anschließend in regelmäßigen Intervallen, die als Abtastintervalle (engl.: sampling intervals) bekannt sind, entladen, was etwa 5 Millisekunden betragen kann, obwohl auch andere Zeiten verwendet werden können.
  • Die verschiedenen lichtempfindlichen Pixel des CCD-Detektors sind üblicherweise Ende an Ende angeordnet, so dass sie ein lineares Array von lichtempfindlichen Pixeln bilden. Jedes Pixel in dem CCD-Array entspricht so einem darauf bezogenen Pixelabschnitt der länglichen Abtastlinie. Die einzelnen Pixel in dem linearen Array sind allgemein entlang einer „Kreuz"-Richtung, d.h. einer Richtung, die zu der Bewegungsrichtung der beleuchteten Abtastlinie über das Objekt hinweg senkrecht ist, ausgerichtet. Die Bewegungsrichtung der beleuchteten Abtastlinie über das Objekt hinweg wird hierin als „Abtastrichtung" bezeichnet. Jedes Pixel des linearen Arrays weist somit eine in der Kreuzrichtung gemessene Länge und eine in der Abtastrichtung gemessene Breite auf. Bei den meisten CCD-Arrays sind die Länge und die Breite der Pixel identisch, wobei sie üblicherweise etwa 8 Mikrometer in jeder Dimension betragen.
  • Wie oben erwähnt wurde, entspricht jedes Pixel in dem CCD-Array einem darauf bezogenen Pixelabschnitt der länglichen Abtastlinie an dem Objekt. Der entsprechende Pixelabschnitt an der länglichen Abtastlinie wird hierin als "systemspezifisches Objektpixel" bezeichnet. Ein systemspezifisches Objektpixel weist Abmessungen auf, die gleich den Abmessungen des entsprechenden Pixels an dem linearen lichtempfindlichen Detektorarray multipliziert mit dem Linsenverkleinerungsverhältnis des optischen Systems sind. Beispielsweise beträgt in einem Scanner, der eine CCD-Pixelgröße von 8 Mikrometern mal 8 Mikrometern und ein Linsenverkleinerungsverhältnis von 8:1 aufweist, die Größe der systemspezifischen Objektpixel etwa 64 Mikrometer mal 64 Mikrometer. Das lineare Array der systemspezifischen Objektpixel, das dem linearen Array von CCD-Pixeln entspricht, wird hierin als „systemspezifische Abtastlinie" bezeichnet.
  • Obwohl optische Scanner des oben beschriebenen Typs weit verbreitet sind, weisen auch sie ihre Nachteile auf. Beispielsweise verwenden die bei derartigen Scannern verwendeten optischen Systeme allgemein mehrere optische Elemente, die teuer in der Herstellung sein oder Schwierigkeiten bei der Ausrichtung bereiten können. Die zum Fokussieren des Bildes der beleuchteten Abtastlinie auf die Oberfläche des lichtempfindlichen Detektors verwendete Linsenanordnung kann einen beträchtlichen Teil der Gesamtkosten der Scannervorrichtung darstellen. Obwohl kostengünstige Linsenanordnungen verwendet werden können, erfolgen die Kostenersparnisse üblicherweise zu Lasten erhöhter Bildabweichungen, z.B. Astigmatismus, Koma usw., die die Bildqualität insgesamt allgemein verringern. Viele optische Scanner verwenden außerdem einen oder mehrere Spiegel, um den Pfad des Bildlichtes zu falten. Obwohl derartige Spiegel den Vorteil aufweisen, dass sie ermöglichen, dass das optische System in einer relativ kleinen Umhüllung angebracht werden kann, sind sie möglicherweise schwierig auszurichten und geben eventuell strenge geometrische Beziehungen zwischen den verschiedenen Komponenten des Scanners vor.
  • Ein weiterer Nachteil, der mit den Bildabtastvorrichtungen des oben beschriebenen Typs verbunden ist, besteht darin, dass sie allgemein lediglich in der Lage sind, bei einer systemspezifischen Auflösung abzutasten. Obwohl diese Einschränkung bei den meisten Abtastanwendungen allgemein akzeptabel ist, kann sie ein entschiedener Nachteil sein, wenn die Scannervorrichtung dazu verwendet werden soll, ein Objekt abzutasten, das beträchtlich kleiner ist als die Länge der systemspezifischen Abtastlinie. Wie oben erwähnt wurde, beträgt beispielsweise die Länge der systemspezifischen Abtastlinie bei den meisten Scannervorrichtungen etwa 9 Zoll. Wenn jedoch gewünscht wird, kleinere Objekte abzutasten, z.B. Visitenkarten, Dias, kleine Photographien usw., so wird die effektive Auflösung des Scanners beträchtlich verringert, da die meisten Pixel, die die systemspezifische Abtastlinie umfassen, nicht für ein Abbilden des kleineren Objekts zur Verfügung stehen.
  • Eine Lösung des vorstehenden Problems bestünde darin, die Größe der systemspezifischen Objektpixel zu verringern, somit die Gesamtauflösung des Scanners zu erhöhen. Ungünstigerweise sind derartige Scanner mit einer hohen Auflösung teuer und erfordern eine beträchtliche Erhöhung der Verarbeitungszeit und des Speichers, die bzw. der benötigt wird, um die stark erhöhte Bilddatenmenge zu verarbeiten. Eine weitere Lösung des Problems bestünde darin, den Scanner mit zwei oder mehreren optischen Systemen auszustatten, die unterschiedliche Linsenverkleinerungsverhältnisse aufweisen, die unterschiedlichen Abtastauflösungen entsprechen. Bei einer alternativen Anordnung kann eine einzige Zoom-Linse dazu verwendet werden, unterschiedliche Linsenverkleinerungsverhältnisse und somit unterschiedliche Auflösungen bereitzustellen. Obwohl derartige Scanner mit mehreren Auflösungen existieren, tragen die optischen Systeme mit mehreren Linsen und Zoom-Linsen tendenziell zu einer beträchtlichen Erhöhung der Gesamtkosten des Scanners bei.
  • Die US-A-5,594,828 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen von Datensignalen, die sich auf von einem beleuchteten Objekt reflektiertes Licht beziehen, wobei dies ein Lichtwellenleiterbündel umfassen kann, das eine Mehrzahl von Lichtwellenleitern aufweist, wobei jeder der Lichtwellenleiter ein Lichteingangsende und ein Lichtausgangsende aufweist. Die Lichteingangsenden der Lichtwellenleiter sind im Wesentlichen koplanar und sind in einer allgemein linearen Konfiguration benachbart zueinander angeordnet, so dass sie eine Linie definieren. Die Lichtausgangsenden der Lichtwellenleiter sind ebenfalls im Wesentlichen koplanar, sind jedoch in einer allgemein rechteckigen Konfiguration benachbart zueinander angeordnet, so dass sie ein Rechteck definieren. Eine mit den Lichtausgangsenden der Lichtwellenleiter wirksam verbundene Detektorvorrichtung erzeugt Datensignale, die Licht, das von den Lichtausgangsenden der Lichtwellenleiter empfangen wird, entsprechen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen optischen Scanner und ein Verfahren zu liefern, die in der Lage sind, bei zwei oder mehr unterschiedlichen Auflösungen abzutasten, um eine größere Bandbreite an Objektgrößen zu berücksichtigen, jedoch nicht die Nachteile und Kosten aufweisen, die mit derzeit erhältlichen Scannern, die mehrere Auflösungen aufweisen, verbunden sind. Im Idealfall sollte ein derartiger Scanner eine relativ einfache optische Anordnung verwenden, wobei vorzugsweise das Erfordernis an Systemen mit mehreren Linsen und Spiegeln, die komplex, schwierig auszurichten und kostspielig sein können, eliminiert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Scannervorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Die Patentzusammenfassung von JP63126359 offenbart eine Mehrbündel-Auswahlfähigkeit, die von der Größe des Originals abhängt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Mehrauflösungs-Scannervorrichtung zum Abtasten eines Objekts kann ein erstes optisches Wellenleiterbündel umfassen, das ein Lichteingangsende, ein Lichtausgangsende und ein demselben zugeordnetes erstes Verkleinerungsverhältnis aufweist. Das Lichteingangsende des ersten optischen Wellenleiterbündels ist dahin gehend angeordnet, Licht von dem Objekt, das gerade abgetastet wird, zu empfangen. Ein zweites optisches Wellenleiterbündel, das ein Lichteingangsende und ein Lichtausgangsende aufweist, weist ein demselben zugeordnetes zweites Verkleinerungsverhältnis auf, das sich von dem ersten Verkleinerungsverhältnis, das dem ersten optischen Wellenleiterbündel zugeordnet ist, unterscheidet. Das Lichteingangsende des zweiten optischen Wellenleiterbündels ist dahin gehend angeordnet, Bildlicht von dem Objekt, das gerade abgetastet wird, zu empfangen. Ein Detektor, der neben den Lichtausgangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels positioniert ist, empfängt Bildlicht von den Lichtausgangsenden und erzeugt ein Bilddatensignal, das auf von den Lichtausgangsenden empfangenes Bildlicht bezogen ist. Eine Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung, die der Scannervorrichtung wirksam zugeordnet ist, wählt einen optischen Wellenleiter aus, wobei das Bildlicht von demselben durch den Detektor dazu verwendet wird, das Bilddatensignal zu erzeugen.
  • Ebenfalls offenbart ist ein Verfahren zum Abtasten eines Objekts, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten und eines zweiten optischen Wellenleiterbündels, die unterschiedliche Verkleinerungsverhältnisse aufweisen; Positionieren der Lichteingangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels neben dem abzutastenden Objekt, so dass sie Bildlicht von demselben empfangen; Erfassen von Bildlicht von einem Ausgewählten der Ausgangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels; und Erzeugen eines auf das erfasste Bildlicht bezogenen Bilddatensignals.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Veranschaulichende und derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der beiliegenden Zeichnung gezeigt, in der:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen Scanners, der mehrere Auflösungen aufweist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine schematische Seitenansichtsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des optischen Systems ist, die die Anordnung eines ersten und eines zweiten optischen Wellenleiterbündels und eines Detektors zum Erfassen von Bildlicht von dem ersten und dem zweiten optischen Wellenleiterbündel zeigt;
  • 3 eine perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines optischen Systems ist, die die Lichtausgangsende-Auswählvorrichtung zum Bewegen der Lichtausgangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels bezüglich des Detektors zeigt;
  • 4 eine schematische Darstellung der Lichteingangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels ist;
  • 5 eine schematische Darstellung der Lichtausgangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels ist;
  • 6 eine perspektivische Ansicht der Eingangsenden von zwei optischen Wellenleiterelementen, die das erste optische Wellenleiterbündel umfassen, ist;
  • 7 eine schematische Ansicht im Aufriss ist, die zeigt, wie das aufgeweitete Lichteingangsende eines optischen Wellenleiterelements dazu verwendet werden kann, das Gesichtsfeld des optischen Wellenleiterelements zu verkleinern;
  • 8 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bilddatenvorverarbeitungssystems ist;
  • 9 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines optischen Systems ist, das eine bewegliche Schlitzaperturanordnung zum selektiven Inberührungbringen der Lichteingangsenden des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels mit dem gerade abgetasteten Objekt aufweist;
  • 10 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines optischen Systems ist, das ein erstes und ein zweites optisches Wellenleiterbündel aufweist;
  • 11 ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Bilddatenvorverarbeitungssystems ist; und
  • 12 ein Blockdiagramm eines dritten Ausführungsbeispiels eines Bilddatenvorverarbeitungssystems ist.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Eine optische Scannervorrichtung 10, die mehrere Abtastauflösungen aufweist, ist in 1 gezeigt und kann eine "Flachbett"-Konfigurationsart umfassen, die ein Gehäuse 12 mit einer darauf vorgesehenen transparenten Auflageplatte 14 aufweist. Eine bewegliche Wagenanordnung 16, die unter der transparenten Auflageplatte 14 (d.h. neben der Rückseite 18 der transparenten Auflageplatte 14) positioniert ist, kann mit einem Beleuchtungssystem 20 und einem optischen System 22 ausgestattet sein, um ein Abtasten eines (nicht gezeigten) Objekts zu bewerkstelligen, das an der Vorder seite 24 der transparenten Auflageplatte 14 positioniert ist. Das Gehäuse 12 kann ferner dahin gehend konfiguriert sein, ein Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 (8) zum Erzeugen von ausgewählten Bilddaten 68 zu empfangen, die für eine anschließende Verarbeitung, beispielsweise anhand eines programmierbaren Mehrzweck-Computersystems (z.B. eines PCs, nicht gezeigt), das mit der optischen Scannervorrichtung 10 verbunden sein kann, geeignet sind.
  • Das optische System 22 ist am besten in den 2 und 3 zu sehen und kann ein erstes optisches Wellenleiterbündel 26 und ein zweites optisches Wellenleiterbündel 28 umfassen, von denen jedes mit einem anderen Verkleinerungsverhältnis versehen ist. Jedes optische Wellenleiterbündel 26, 28 richtet Bildlicht (nicht gezeigt), das durch die beleuchtete Abtastregion an dem Objekt (ebenfalls nicht gezeigt) reflektiert wird, auf die lichtempfindlichen Zellen oder Pixel eines lichtempfindlichen Detektors 30, z.B. einer CCD, obwohl auch andere Arten von Detektoren verwendet werden können. Da die Verkleinerungsverhältnisse des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels 26 und 28 unterschiedlich sind, liefert jedes optische Wellenleiterbündel 26, 28 eine andere Abtastauflösung. Demgemäß kann das Objekt je nach dem jeweiligen optischen Wellenleiterbündel 26, 28, das dazu verwendet wird, Bildlicht von dem Objekt auf den Detektor zu richten, bei unterschiedlichen Auflösungen abgetastet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das optische System 22 auch eine Zylindrische- oder Stab-Linse-Anordnung 90 (2) umfassen, um ein Lenken von (nicht gezeigtem) Bildlicht auf das erste und das zweite optische Wellenleiterbündel 26 und 28 zu unterstützen. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, engt die Zylindrische-Linse-Anordnung 90 das Gesichtsfeld der optischen Wellenleiteranordnungen 26 und 28 in der "Kreuz"-Richtung (d.h. der Bewegungsrichtung der Abtastlinie) ein.
  • Das erste optische Wellenleiterbündel 26 kann eine Mehrzahl von Wellenleiterelementen 32 (von denen lediglich eines in 2 gezeigt ist) umfassen, von denen jedes ein Lichteingangsende 34 und ein Lichtausgangsende 36 umfasst. Siehe 4 und 5. Die Lichteingangsenden 34 der Wellenleiterelemente 32 sind in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet, so dass die Lichteingangsenden 34 ein lineares Lichteingangsende oder eine lineare Lichteingangslinie 38 definieren, wie am besten in 3 und 4 zu sehen ist. Die Lichtausgangsenden 36 der Wellenleiterelemente 32 sind ebenfalls in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet, so dass die Lichtausgangsenden 36 ein lineares Lichtausgangsende oder eine lineare Lichtausgangslinie 40 definieren. Siehe 5.
  • Das zweite optische Wellenleiterbündel 28 ist dem soeben beschriebenen ersten optischen Wellenleiterbündel 26 ähnlich und kann eine Mehrzahl von Wellenleiterelementen 42 (von denen in 2 lediglich eines gezeigt ist) umfassen, von denen jedes ein Lichteingangsende 44 und ein Lichtausgangsende 46 umfasst. Die Lichteingangsenden 44 der Wellenleiterelemente 42 sind in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet, so dass die Lichteingangsenden 44 ein lineares Lichteingangsende oder eine lineare Lichteingangslinie 48 definieren, wie am besten in 4 zu sehen ist. Die Lichtausgangsenden 46 der Wellenleiterelemente 42 sind in einer allgemein linearen Konfiguration ebenfalls nebeneinander angeordnet, so dass die Lichtausgangsenden 46 ein lineares Lichtausgangsende oder eine lineare Lichtausgangslinie 50 definieren, wie am besten in 5 zu sehen ist.
  • Wie oben kurz erwähnt wurde, weisen das erste und das zweite optische Wellenleiterbündel 26 und 28 unterschiedliche Verkleinerungsverhältnisse auf, um unterschiedliche Abtastauflösungen zu liefern. Die unterschiedlichen Verkleinerungsverhältnisse sind ein Resultat der unterschiedlichen „Fanout"-Charakteristika des ersten und des zweiten opti schen Wellenleiterbündels 26 und 28. Beispielsweise können die Lichteingangsenden 34 der Wellenleiterelemente 32, die das erste optische Wellenleiterbündel 26 umfassen, allgemein gleichmäßig voneinander beabstandet sein, so dass das lineare Lichteingangsende 38 sich entlang einer Länge 52 erstreckt, wie am besten in 3 und 4 zu sehen ist. Die Länge 52 des linearen Lichteingangsendes 38 definiert die Länge der systemspezifischen Abtastlinie (nicht gezeigt), die dem ersten optischen Wellenleiterbündel 26 zugeordnet ist. Die Lichtausgangsenden 36 der Wellenleiterelemente 32, die das erste optische Wellenleiterbündel 26 umfassen, werden in einer viel enger gepackten Anordnung als die Lichteingangsenden 34 zusammengebracht, so dass das lineare Lichtausgangsende 40 sich entlang einer Länge 54 erstreckt, wie am besten in 5 zu sehen ist. Das Verhältnis der Längen 52 und 54 definiert das Verkleinerungsverhältnis des ersten optischen Wellenleiterbündels 26.
  • Das zweite optische Wellenleiterbündel 28 umfasst eine ähnliche Konfiguration, mit der Ausnahme, dass die Lichteingangsenden 44 der Wellenleiterelemente 42, die das zweite optische Wellenleiterbündel 28 umfassen, so beabstandet sind, dass sich das lineare Lichteingangsende 48 entlang einer Länge 56 erstreckt. Siehe 3 und 4. Die Länge 56 des linearen Lichteingangsendes 48 definiert die Länge der (nicht gezeigten) systemspezifischen Abtastlinie, die dem zweiten optischen Wellenleiterbündel 28 zugeordnet ist. Die Lichtausgangsenden 46 der Wellenleiterelemente 42, die das zweite optische Wellenleiterbündel 28 umfassen, werden so zusammengebracht, dass das lineare Lichtausgangsende 50 sich entlang einer Länge 54 erstreckt, wie am besten in den 3 und 5 zu sehen ist. Das Verhältnis der Längen 56 und 54 definiert das Verkleinerungsverhältnis des zweiten optischen Wellenleiterbündels 28.
  • Um ein Abtasten bei den zwei unterschiedlichen Auflösungen zu bewerkstelligen, die durch die zwei unterschiedlichen Verkleinerungsverhältnisse geliefert werden, die dem ersten und dem zweiten optischen Wellenleiterbündel 26 und 28 zugeordnet sind, ist die Scanneranordnung 10 ferner mit einer Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58 ausgestattet, die eines der beiden optischen Wellenleiterbündel 26, 28 auswählt, wobei das Bildlicht aus demselben durch den Detektor 30 dazu verwendet wird, ein Bilddatensignal 60 zu erzeugen (8), das für das bei der ausgewählten Auflösung abgetastete Objekt repräsentativ ist.
  • Unter Bezugnahme auf 3 kann die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 umfassen, das den linearen Lichtausgangsenden 40 und 50 des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels 26 und 28 wirksam zugeordnet ist. Das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 bewegt die Lichtausgangsenden 40 und 50 in der Richtung der Pfeile 66, um ein ausgewähltes Lichtausgangsende 40, 50 mit dem Detektor 30 auszurichten. Das durch die Detektoranordnung 30 erzeugte Bilddatensignal 60 ist dann repräsentativ für das (nicht gezeigte) Objekt, das bei der Auflösung abgetastet wird, die dem optischen Wellenleiterbündel 26, 28 entspricht, das dem ausgewählten Lichtausgangsende 40, 50 zugeordnet ist. Die Scannervorrichtung 10 kann ferner mit einem Bilddatenvorverarbeitungssystem 64, das in 8 gezeigt ist, versehen sein. Das Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 kann dem Detektor 30 wirksam zugeordnet sein und verarbeitet die durch den Detektor 30 erzeugten Bilddaten 60, um ausgewählte Bilddaten 68 zu erzeugen, die zur nachfolgenden Verarbeitung geeignet sind. Die ausgewählten Bilddaten 68 sind für das bei der ausgewählten Auflösung abgetastete Objekt repräsentativ.
  • Das erste und das zweite optische Wellenleiterbündel 26 und 28 können zusammen mit der Detektoranordnung 30 und, optional, dem Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 in dem beweglichen Wagen 16 angeordnet sein (1), so dass die linearen Lichteingangsenden 38 und 48 des jeweiligen optischen Wellenleiterbündels 26 und 28 neben der Rückseite 18 der transparenten Auflageplatte 14 positioniert sind. Siehe 2. Das (nicht gezeigte) Objekt kann anschließend in seiner Gesamtheit abgetastet werden, indem der Wagen auf die herkömmliche Weise in der Abtastrichtung bewegt wird.
  • Der Scanner 10 kann wie folgt betrieben werden, um ein (nicht gezeigtes) Objekt abzutasten, das neben der Vorderseite 24 der transparenten Auflageplatte 14 positioniert ist. Angenommen, dass die Bedienperson (nicht gezeigt) sich um alle vorbereitenden Angelegenheiten, die seitens des jeweiligen Scannerbetriebssystems erforderlich sein mögen, gekümmert hat, kann die Bedienperson danach die ausgewählte Abtastauflösung auswählen. In dem Fall des hierin gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiels kann die Bedienperson zwischen einer Niedrigauflösungseinstellung (die durch eine Verwendung des ersten optischen Wellenleiterbündels 26 verfügbar ist) und einer Hochauflösungseinstellung (die durch eine Verwendung des zweiten optischen Wellenleiterbündels 28 verfügbar ist) wählen. Nachdem die Bedienperson die gewünschte Auflösung ausgewählt hat, bedient die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58 das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 nach Bedarf, um die Lichtausgangsenden 40 und 50 der optischen Wellenleiterbündel 26 und 28 so zu bewegen, dass das Lichtausgangsende 40, 50, das der ausgewählten Abtastauflösung entspricht, mit dem Detektor 30 ausgerichtet wird. Wenn die Bedienperson beispielsweise die Niedrigauflösungseinstellung auswählt, positioniert das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 die Lichtausgangsenden 40, 50 der optischen Wellenleiterbündel 26, 28 so, dass das Lichtausgangsende 40 mit dem Detektor 30 ausgerichtet ist. Alternativ dazu positioniert das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 dann, wenn die Bedienperson die Hochauflösungseinstellung auswählt, die Lichtausgangsenden 40, 50 so, dass das Lichtausgangsende 50 mit dem Detektor 30 ausgerichtet ist. Danach kann das Objekt abgetastet werden, indem das Beleuchtungssystem 20 aktiviert wird und indem die Wagenanordnung 16 in der Abtastrichtung bewegt wird, um das (nicht gezeigte) Objekt, das auf der Auflageplatte 14 positioniert ist, abzutasten. Das durch den Detektor 30 erzeugte Bilddatensignal 60 kann, falls gewünscht, durch das Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 (8) verarbeitet werden, um ausgewählte Bilddaten 68 zu erzeugen, die für eine anschließende Verarbeitung durch ein geeignetes Bilddatenverarbeitungssystem geeignet sind, wie es beispielsweise an einem (nicht gezeigten) separaten Computersystem, das mit der Scannervorrichtung 10 verbunden sein kann, vorgesehen sein mag. Die ausgewählten Bilddaten 68 sind für das bei der ausgewählten Auflösung abgetastete Objekt repräsentativ.
  • Ein bedeutender Vorteil, der mit dem optischen Scanner 10 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist, besteht darin, dass er mehrere Abtastauflösungen vorsieht und gleichzeitig das Erfordernis, kostspielige und umständliche Linsen- und Spiegelanordnungen zu verwenden, um die zum Bewerkstelligen eines Abtastens bei mehreren Auflösungen erforderlichen mehreren Verkleinerungsverhältnisse zu liefern, überflüssig macht. Die optischen Wellenleiterbündel ermöglichen ferner, dass die Detektoranordnung 30 an fast jeder beliebigen Position in dem Scanner 10 platziert werden kann, wodurch eine beträchtliche Anzahl geometrischer Einschränkungen wegfallen, die andernfalls mit Scannervorrichtungen verbunden sein können, die optische Linsen- und Spiegelsysteme verwenden, um das Bildlicht auf den Detektor zu lenken. Die optischen Wellenleiterbündel sind außerdem tendenziell sehr robust, wodurch das Risiko verringert wird, dass physische Erschütterungen oder eine raue Behandlung des Scanners die Ausrichtung des optischen Systems durcheinander bringt.
  • Nachdem der optische Scanner 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sowie einige seiner bedeutenderen Merkmale und Vorteile kurz beschrieben wurden, werden nun verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung ausführlich beschrieben. Bevor jedoch mit der Beschreibung fortgefahren wird, sollte man beachten, dass, obwohl die optische Scan nervorrichtung 10 hierin so gezeigt und beschrieben ist, dass sie eine Scannerkonfiguration vom „Flachbett"-Typ umfassen könnte, sie auch andere Arten von Konfigurationen umfassen könnte, z.B. Konfigurationen vom „Blattzufuhr"-Typ, bei denen das abzutastende Dokument bezüglich eines feststehenden optischen Systems bewegt wird. Bei einer wieder anderen alternativen Konfiguration kann die optische Scannervorrichtung auch eine Scannerkonfiguration eines in der Hand zu haltenden Typs umfassen. Folglich sollte die vorliegende Erfindung nicht so betrachtet werden, als sei sie auf die hierin gezeigten und beschriebenen jeweiligen Konfigurationen und Anwendungen beschränkt.
  • Mit Blick auf die vorstehenden Überlegungen kann ein Ausführungsbeispiel einer optischen Scannervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration vom "Flachbett"-Typ umfassen, die ein allgemein rechteckig geformtes Gehäuse 12 aufweist, das mit einer transparenten Auflageplatte 14 auf derselben versehen ist. Gemäß der Flachbettkonfiguration kann das Gehäuse 12 auch mit einer (nicht gezeigten) Abdeckung versehen sein, die dazu verwendet werden kann, die gesamte Auflageplatte 14 während des Abtastvorgangs abzudecken. Das Gehäuse 12 kann ferner mit verschiedenen Arten von Anzeigen und Schaltvorrichtungen (nicht gezeigt) ausgestattet sein, um es einer (nicht gezeigten) Bedienperson zu ermöglichen, die Funktion und den Betrieb der Scannervorrichtung 10 zu steuern. Da jedoch derartige Zusatzgeräte wie z.B. Abdeckungen für Auflageplatten, Schalter und Anzeigen in der Technik hinreichend bekannt sind und nicht erforderlich sind, um die vorliegende Erfindung zu verstehen oder zu praktizieren, werden die verschiedenen Zusatzgeräte, die für eine bestimmte Anwendung oder für eine Verwendung mit einer bestimmten Scannervorrichtung erforderlich oder erwünscht sein mögen, hierin nicht näher beschrieben.
  • Die Scannervorrichtung 10 kann mit einer Wagenanordnung 16 versehen sein, die auf schiebbare Weise in dem Gehäuse 12 angebracht sein kann, um ein Abtasten des gewünschten Objekts zu bewerkstelligen. Die Wagenanordnung 16 kann anhand eines beliebigen einer großen Bandbreite von Betätigungssystemen, die in der Technik bezüglich eines Bewegens von Wagen von Scannern vom Flachbett-Typ hinreichend bekannt sind, unter der transparenten Auflageplatte 14 hin und her bewegt werden. Da wiederum Wagenanordnungen und Wagenbetätigungssysteme in der Technik hinreichend bekannt sind und nicht erforderlich sind, um die vorliegende Erfindung zu verstehen oder zu praktizieren, werden die jeweilige Wagenanordnung 16 und das jeweilige Wagenbetätigungssystem (nicht gezeigt), die bzw. das bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, nicht weiter beschrieben.
  • Die Wagenanordnung 16 kann mit einem Beleuchtungssystem 20 versehen sein, um eine (nicht gezeigte) Abtastregion auf dem Objekt, das gerade abgetastet wird, zu beleuchten. Das Beleuchtungssystem 20 kann eine beliebige einer großen Bandbreite von Lichtquellen, z.B. fluoreszierende oder Glühlampen oder ein Array von Licht emittierenden Dioden (LEDs), die ohne weiteres im Handel erhältlich und in der Technik in Bezug auf derartige Anwendungen hinreichend bekannt sind, umfassen. Beispielsweise kann das Beleuchtungssystem 20 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Array von LEDs umfassen.
  • Die Wagenanordnung 16 kann ferner mit einem optischen System 22 zum Sammeln von (nicht gezeigtem) Bildlicht, das durch die (ebenfalls nicht gezeigte) beleuchtete Abtastregion reflektiert wird, und zum Lenken desselben auf einen geeigneten Detektor 30 ausgestattet sein. Unter gleichzeitiger Bezugnahme auf 2-5 kann ein Ausführungsbeispiel des optischen Systems 22 ein erstes optisches Wellenleiterbündel 26 und ein zweites optisches Wellenleiterbündel 28 umfassen. Das erste optische Wellenleiterbündel 26 kann eine Mehrzahl von Wellenleiterelementen 32 (von denen in 2 lediglich eines gezeigt ist) umfassen. Jedes Wellenlei terelement 32 umfasst ein Lichteingangsende 34 und ein Lichtausgangsende 36 und transmittiert Licht von dem Lichteingangsende 34 zu dem Lichtausgangsende 36 mittels einer inneren Totalreflexion. Die Lichteingangsenden 34 der Wellenleiterelemente 32 sind im Wesentlichen koplanar zu einer Lichteingangsebene 70 und sind in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet, so dass die Lichteingangsenden 34 ein lineares Lichteingangsende oder eine lineare Lichteingangslinie 38 definieren. Die Lichtausgangsenden 36 der Wellenleiterelemente 32 sind im Wesentlichen koplanar zu einer Lichtausgangsebene 72 und sind in einer allgemein linearen Konfiguration ebenfalls nebeneinander angeordnet, so dass die Lichtausgangsenden 36 ein lineares Lichtausgangsende oder eine lineare Lichtausgangslinie 40 definieren (5).
  • Das zweite optische Wellenleiterbündel 28 ist dem ersten optischen Wellenleiterbündel 26 ähnlich und kann eine Mehrzahl von Wellenleiterelementen 42 (von denen in 2 lediglich eines gezeigt ist) umfassen, von denen jedes ein Lichteingangsende 44 und ein Lichtausgangsende 46 umfasst. Die Lichteingangsenden 44 der Wellenleiterelemente 42 sind im Wesentlichen koplanar zu der Lichteingangsebene 70 und sind in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet, so dass die Lichteingangsenden 44 ein lineares Lichteingangsende oder eine lineare Lichteingangslinie 48 definieren. Die Lichtausgangsenden 46 der Wellenleiterelemente 42 sind im Wesentlichen koplanar zu der Lichtausgangsebene 72 und sind in einer allgemein linearen Konfiguration ebenfalls nebeneinander angeordnet, so dass die Lichtausgangsenden 46 ein lineares Lichtausgangsende oder eine lineare Lichtausgangslinie 50 definieren.
  • Das erste und das zweite optische Wellenleiterbündel 26 und 28 weisen unterschiedliche Verkleinerungsverhältnisse auf, um unterschiedliche Abtastauflösungen zu liefern. Die unterschiedlichen Verkleinerungsverhältnisse sind eine Folge der unterschiedlichen „Fanout"-Charakteristika des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels 26 und 28. Beispielsweise sind die Lichteingangsenden 34 der Wellenleiterelemente 32, die das erste optische Wellenleiterbündel 26 umfassen, so beabstandet, so dass das lineare Lichteingangsende 38 sich entlang einer Länge 52 erstreckt, wie am besten in 3 und 4 zu sehen ist. Die Länge 52 des linearen Lichteingangsendes 38 definiert die Länge der systemspezifischen Abtastlinie (nicht gezeigt), die dem ersten optischen Wellenleiterbündel 26 zugeordnet ist. Die Lichteingangsenden 34 können dahin gehend angeordnet sein, ein lineares Lichteingangsende 38 zu definieren, das eine beliebige einer großen Bandbreite von Längen 52 aufweist. Beispielsweise kann das lineare Lichteingangsende 38 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Länge 52 im Bereich von etwa 8,5 Zoll bis etwa 12 Zoll (wobei 9 Zoll bevorzugt ist) aufweisen, obwohl auch andere Längen verwendet werden können.
  • Die Lichtausgangsenden 36 der Wellenleiterelemente 32, die das erste optische Wellenleiterbündel 26 umfassen, werden so zusammengebracht, dass sie ein lineares Lichtausgangsende 40 definieren. Das lineare Lichtausgangsende 40 erstreckt sich entlang einer Länge 54, die sich im Wesentlichen gemeinsam mit dem linearen Array 74 von lichtempfindlichen Elementen, die an dem Detektor 30 vorgesehen sind, erstreckt. Demgemäß kann die Länge 54 des linearen Lichtausgangsendes 40 eine beliebige einer großen Bandbreite von Längen umfassen, je nach dem jeweiligen Typ des Detektors 30, der verwendet werden soll. Folglich sollte die vorliegende Erfindung nicht so betrachtet werden, als sei sie darauf beschränkt, dass ein lineares Lichtausgangsende 40 eine bestimmte Länge 54 aufweist. Beispielsweise kann die Länge 54 des linearen Lichtausgangsendes 40 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Bereich von etwa 0,8 Zoll bis etwa 2,75 Zoll (wobei 1,7 Zoll bevorzugt ist) liegen.
  • Das Verhältnis der Längen 52 und 54 definiert das Verkleinerungsverhältnis des ersten optischen Wellenleiterbündels 26. Das Verkleinerungsverhältnis des ersten optischen Wellenleiterbündels 26 kann so ausgewählt werden, dass es ein beliebiges einer großen Bandbreite von Verhältnissen ist, je nach der jeweiligen Anwendung, der gewünschten Auflösung und dem jeweiligen Detektor 30, der verwendet werden soll. Folglich sollte die vorliegende Erfindung nicht so betrachtet werden, als sei sie darauf beschränkt, dass ein erstes optisches Wellenleiterbündel 26 ein bestimmtes Verkleinerungsverhältnis aufweist. Beispielsweise kann das erste optische Wellenleiterbündel 26 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Verkleinerungsverhältnis im Bereich von etwa 5,3:1 bis etwa 12:1 (wobei 5,3:1 bevorzugt ist) aufweisen.
  • Die Anzahl von Wellenleiterelementen 32, die für das erste optische Wellenleiterbündel 26 erforderlich sind, variiert in Abhängigkeit einer Reihe von Faktoren, einschließlich, jedoch nicht ausschließlich, der gewünschten Länge 52 des linearen Lichteingangsendes 38, der gewünschten Länge 54 des linearen Lichtausgangsendes 40 und der Größen der einzelnen Wellenleiterelemente 32. Beispielsweise kann das erste optische Wellenleiterbündel 26 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 5.400 einzelne Wellenleiterelemente 32 umfassen.
  • Die verschiedenen Wellenleiterelemente 32 können beliebige einer großen Bandbreite von optischen Wellenleiterelementen zum Transmittieren von Licht mittels einer inneren Totalreflexion umfassen. Unter vorwiegender Bezugnahme auf 6 und 7 kann das Lichteingangsende 34 jedes Wellenleiterelements 32 aufgeweitet sein, um die effektive Apertur oder das effektive „Gesichtsfeld" des Wellenleiterelements in der Abtastlinienrichtung L (d.h. entlang der Länge der Abtastlinie) zu verringern. Das aufgeweitete Eingangs-ende 34 verringert die effektive Apertur oder das effektive Gesichtsfeld des Wellenleiterelements 32 in der Abtastlinien richtung L von einem breiten Feld 84 auf ein schmales Gesichtsfeld 86. Im Wesentlichen werden Lichtstrahlen, die in großen Winkeln bezüglich der Senkrechten N auf das Lichteingangsende 34 auftreffen (z.B. mit der Linie 84 zusammenfallen) allgemein mehrere Male in dem aufgeweiteten Eingangsende 34 reflektiert. Mit jeder Reflexion nimmt der Einfallswinkel eines derartigen Großer-Winkel-Strahls zu, bis der Einfallswinkel den für eine innere Totalreflexion erforderlichen kritischen Winkel überschreitet. Folglich treten jegliche derartige Großer-Winkel-Strahlen schließlich aus dem optischen Wellenleiterelement 32 aus. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das aufgeweitete Eingangsende 34 mit einer (nicht gezeigten) Licht absorbierenden Beschichtung versehen sein, um jegliche derartige Großer-Winkel-Strahlen, die aus dem optischen Wellenleiterelement 32 austreten, zu absorbieren.
  • Da das Lichteingangsende 34 des optischen Wellenleiterelements 32 lediglich in einer Richtung (z.B. in der Abtastlinienrichtung L) aufgeweitet ist, schränkt es das Gesichtsfeld des optischen Wellenleiterelements 32 lediglich in der Abtastlinienrichtung L ein. Siehe 6. Falls es gewünscht wird oder erforderlich ist, das Gesichtsfeld des optischen Wellenleiterelements auch in der senkrechten Richtung (z.B. in der "Kreuz"-Richtung C) einzuschränken, kann das optische System 22 mit einer Zylindrische- oder Stab-Linse-Anordnung 90 versehen werden. Im Wesentlichen erstreckt sich die Zylindrische- oder Stab-Linse-Anordnung 90 entlang der Abtastlinienrichtung L und fungiert dahin gehend, das Gesichtsfeld der Lichteingangsenden 34 der optischen Wellenleiterelemente 32 in der Kreuzrichtung C zu verengen. Die Zylindrische-Linse-Anordnung 90 kann mit einer „Leistung" versehen sein, die dafür geeignet ist, ein beliebiges einer großen Bandbreite von Gesichtsfeldverkleinerungen, die für ein bestimmtes optisches System 22 erforderlich oder erwünscht sein mögen, zu erzielen. Da jedoch Zylindrische- oder Stab-Linse-Anordnungen in der Technik hinreichend bekannt sind und ohne weiteres von durch schnittlichen Fachleuten bereitgestellt werden könnten, nachdem sie sich mit den Lehren der vorliegenden Erfindung vertraut gemacht haben, wird die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendete bestimmte Zylindrische- oder Stab-Linse-Anordnung 90 hierin nicht näher beschrieben.
  • Das Lichtausgangsende 36 jedes Wellenleiterelements 32 kann ebenfalls aufgeweitet sein, obwohl dies nicht erforderlich ist. Falls das Lichtausgangsende 36 jedes Wellenleiterelements 32 aufgeweitet ist, hat die Aufweitung den Effekt, das aus dem Lichtausgangsende 36 austretende Licht zu bündeln, wodurch verhindert wird, dass das Licht benachbarte Zellen oder Pixel des Detektors 30 beleuchtet. Das Verringern des Gesichtsfeldes, das durch das aufgeweitete Lichteingangsende 34, die Zylindrische- oder Stab-Linse-Anordnung 90 und die durch das aufgeweitete Lichtausgangsende 36 gelieferte Bündelung bereitgestellt wird, verringert das Ausmaß eines Bild-„Übersprechens" zwischen benachbarten Wellenleiterelementen 32 beträchtlich, was die Bildqualität wesentlich verbessert.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die Wellenleiterelemente 32 eine optische Faser des Typs umfassen, der in der US-Patentschrift Nr. 5,594,828 , die durch Bezugnahme im Hinblick auf all das, was sie offenbart, in das vorliegende Dokument aufgenommen ist, gezeigt und beschrieben ist. Kurz gesagt offenbart die vorstehende US-Patentschrift eine optische Faser, die eine Licht absorbierende Ummantelung aufweist, die an dem Lichteingangsende der optischen Faser angeordnet ist. Die Licht absorbierende Ummantelung verringert die effektive Apertur oder das effektive Gesichtsfeld der Faser, was das Ausmaß eines Bild-Übersprechens zwischen benachbarten Fasern beträchtlich verringert. Das verringerte Bild-Übersprechen führt zu einem beträchtlichen Anstieg der Auflösung.
  • Die einzelnen Wellenleiterelemente 32, die das erste optische Wellenleiterbündel 26 umfassen, können mittels einer beliebigen einer großen Bandbreite von Vorrichtungen aneinander befestigt sein, die in der Lage sind, die Lichteingangsenden 34 zusammenzuhalten, so dass sie im Wesentlichen koplanar mit der Lichteingangsebene 70 sind und so dass sie das lineare Lichteingangsende 38 definieren. Beispielsweise können die Lichteingangsenden 34 der Wellenleiterelemente 32 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Hauptkörperabschnitt 88 eingekapselt sein, der eine mechanische Stabilität liefert und die Wellenleiterelemente 32 aneinander befestigt, so dass die Lichteingangsenden 34 und die Lichtausgangsenden 36 die hierin gezeigte und beschriebene Geometrie definieren. Obwohl beliebige einer großen Bandbreite von Materialien verwendet werden können, um die verschiedenen Wellenleiterelemente 32 einzukapseln, kann der Hauptkörperabschnitt 88 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Polymermaterial, z.B. Polyethylenterephthalat (PET) umfassen, obwohl andere Materialien wie z.B. Epoxid ebenfalls verwendet werden können.
  • Das zweite optische Wellenleiterbündel 28 kann eine ähnliche Konfiguration wie die des eben beschriebenen ersten optischen Wellenleiterbündels 26 umfassen, mit der Ausnahme, dass die Lichteingangsenden 44 der Wellenleiterelemente 42, die das zweite optische Wellenleiterbündel 28 umfassen, so beabstandet sind, dass das lineare Lichteingangsende 48 sich entlang einer Länge 56 erstreckt, die sich von der Länge 52 des linearen Lichteingangsendes 38 des ersten optischen Wellenleiterbündels 26 unterscheidet. Die Länge 56 des linearen Lichteingangsendes 48 definiert die Länge der (nicht gezeigten) systemspezifischen Abtastlinie, die dem zweiten optischen Wellenleiterbündel 28 zugeordnet ist. Die Länge 56 des linearen Lichteingangsendes 48 kann eine beliebige einer großen Bandbreite von Längen umfassen, je nach der bestimmten Anwendung, der gewünschten Auflösung und der Art des Detektors 30, der zu verwenden ist. Demgemäß sollte die vorliegende Erfindung nicht so angesehen werden, als sei sie auf eine bestimmte Länge 56 des linearen Lichteingangsendes 48 beschränkt. Jedoch kann das line are Lichteingangsende 48 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Länge 56 im Bereich von etwa 4,25 Zoll bis etwa 6 Zoll (wobei 4,5 Zoll bevorzugt ist) aufweisen, obwohl auch andere Längen verwendet werden können.
  • Die Lichtausgangsenden 46 der Wellenleiterelemente 42, die das zweite optische Wellenleiterbündel 28 umfassen, werden so zusammengebracht, dass das lineare Lichtausgangsende 50 sich entlang der Länge 54 erstreckt. Wie oben erwähnt wurde, ist es allgemein bevorzugt, dass die Länge 54 sich im Wesentlichen gemeinsam mit der Länge des linearen Arrays 74, das dem Detektor 30 zugeordnet ist, erstreckt. Demgemäß kann die Länge 54 des linearen Lichtausgangsendes 50 eine beliebige einer großen Bandbreite von oben beschriebenen Längen umfassen, je nach dem bestimmten Typ des Detektors 30, der verwendet werden soll.
  • Das Verhältnis der Längen 56 und 54 definiert das Verkleinerungsverhältnis des zweiten optischen Wellenleiterbündels 28. Wie es bei dem ersten optischen Wellenleiterbündel 26 der Fall war, kann das Verkleinerungsverhältnis des zweiten optischen Wellenleiterbündels 28 so ausgewählt werden, dass es ein beliebiges einer großen Bandbreite von Verhältnissen ist, je nach einer großen Vielzahl von Faktoren, einschließlich, aber nicht ausschließlich, der jeweiligen Anwendung, der gewünschten Auflösung und des Typs des Detektors 30. Folglich sollte die vorliegende Erfindung nicht so angesehen werden, als sei sie darauf beschränkt, dass ein zweites optisches Wellenleiterbündel 28 ein bestimmtes Verkleinerungsverhältnis aufweist. Beispielsweise kann das zweite optische Wellenleiterbündel 28 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Verkleinerungsverhältnis im Bereich von etwa 2,64:1 bis etwa 6:1 (wobei 2,64:1 bevorzugt ist) aufweisen.
  • Die Anzahl von Wellenleiterelementen 42, die für das zweite optische Wellenleiterbündel 28 erforderlich sind, variiert je nach einer großen Vielzahl von Faktoren, einschließlich, aber nicht ausschließlich, der gewünschten Länge 56 des linearen Lichteingangsendes 48, der gewünschten Länge 54 des linearen Lichtausgangsendes 50 und der Größen der Lichteingangsenden 44 und der Lichtausgangsenden 46 der einzelnen Wellenleiterelemente 42. Beispielsweise kann das zweite optische Wellenleiterbündel 28 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 5.400 einzelne Wellenleiterelemente 42 umfassen. Die Wellenleiterelemente 42 können identisch mit den oben beschriebenen Wellenleiterelementen 32 sein und können unter Verwendung der oben beschriebenen Materialien und Verfahren miteinander verbunden sein.
  • Die Detektoranordnung 30, die dazu verwendet wird, das Bildlicht zu erfassen, das aus den Lichtausgangsenden 40, 50 des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels 26 und 28 austritt, kann ein einzelnes lineares Array 74 von lichtempfindlichen Elementen oder Pixeln umfassen, wie am besten in 3 zu sehen ist. Der Übersichtlichkeit und der Einfachheit der Veranschaulichung halber ist das lineare Array 74 in 3 so dargestellt, dass es sich über die Grenzen der Lichtausgangsenden 40 und 50 hinaus erstreckt. Wie jedoch oben erwähnt wurde, ist es allgemein bevorzugt, dass die Längen 54 der Lichtausgangsenden 40 und 50 im Wesentlichen gleich der Länge des linearen Arrays 74 des Detektors 30 sind. Der Detektor 30 kann beliebige einer großen Bandbreite von lichtempfindlichen Detektoren umfassen, die ohne weiteres im Handel erhältlich sind. Beispielsweise kann der Detektor 30 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen CCD-Detektor umfassen, der 5.400 lichtempfindliche Pixel des Typs umfasst, der ohne weiteres im Handel erhältlich ist. Alternativ dazu könnten auch andere Arten von Detektoren, z.B. Aktiv-Pixel-CMOS-Vorrichtungen, verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 8 kann die Scannervorrichtung 10 auch mit einem Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 versehen sein, um die durch den Detektor oder die CCD 30 erzeugten Bilddaten 60 zu verarbeiten. Das Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 erzeugt ausgewählte Bilddaten 68, die für ein anschließendes Verarbeiten geeignet sind. Die ausgewählten Bilddaten 68 entsprechen der durch den Benutzer ausgewählten jeweiligen Auflösung. Beispielsweise kann das Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 76 umfassen, der mit dem Detektor 30 verbunden ist und auf durch denselben erzeugte Bilddaten 60 anspricht. Der A/D-Wandler 76 arbeitet auf konventionelle Weise, um die durch den Detektor 30 erzeugten analogen Signale in digitale Signale umzuwandeln, die gespeichert und durch herkömmliche Digitaldatenverarbeitungsschaltungen verarbeitet werden können. Das Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 kann ferner mit einer Pufferschaltung 78 und einer Eingangs-/Ausgangsschaltung (d.h. I/O-Schaltung) ausgestattet sein, die die ausgewählten Bilddaten 68 in einer Form platziert, die für eine Verwendung durch ein nachfolgendes Bildverarbeitungssystem geeignet ist. Die verschiedenen Komponenten (d.h. der A/D-Wandler 76, der Puffer 78 und die I/O-Schaltung 80) der Bilddatenverarbeitungsschaltung 64 können beliebige einer großen Bandbreite von Komponenten umfassen, die in der Technik hinreichend bekannt und im Handel ohne weiteres erhältlich sind. Folglich werden die verschiedenen Komponenten (z.B. A/D-Wandler 76, Puffer 78 und I/O-Schaltung 80), die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden können, hierin nicht näher beschrieben.
  • Wie oben beschrieben wurde, umfasst die Scannervorrichtung 10 ferner eine Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58, um ein Abtasten bei den zwei unterschiedlichen Auflösungen zu bewerkstelligen, die durch die zwei unterschiedlichen Verkleinerungsverhältnisse, die dem ersten und dem zweiten optischen Wellenleiterbündel 26 und 28 zugeordnet sind, geliefert werden. Die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58 wählt eines der zwei optischen Wellenleiterbündel 26, 28 aus, wobei das Bildlicht desselben durch den Detektor 30 dazu verwendet wird, ein Bilddatensignal 60 (8) zu erzeugen, das für das abgetastete Objekt repräsentativ ist.
  • Unter Bezugnahme auf 3 kann ein Ausführungsbeispiel der Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58 ein Lichtausgabeende-Betätigungsglied 62 umfassen, das mit einem Tragebauglied 82 verbunden ist. Das Tragebauglied 82 kann an dem linearen Lichtausgangsende 40 des ersten optischen Wellenleiterbündels 26 befestigt sein, obwohl andere Anordnungen ebenfalls verwendet werden könnten. Die Betätigungsgliedanordnung 62 bewegt die linearen Lichtausgangsenden 40 und 50 miteinander in der Richtung des Pfeils 66, um eines oder das andere der linearen Lichtausgangsenden 40 und 50 mit dem linearen Array 74 der lichtempfindlichen Elemente an dem Detektor 30 auszurichten. Wenn das Betätigungsglied 62 die Lichtausgangsenden 40 und 50 beispielsweise zu einer niedrigeren Position bewegt, wird das Lichteingangs-ende 50 des zweiten optischen Wellenleiterbündels 28 mit dem linearen Array 74 ausgerichtet. Demgemäß empfängt das lineare Array 74 Bildlicht lediglich von dem zweiten optischen Wellenleiterbündel 28. Dieser Zustand ist in 3 veranschaulicht und entspricht der Hochauflösungseinstellung. Alternativ dazu wird das Lichtausgangsende 50 des ersten optischen Wellenleiterbündels 26 dann, wenn das Betätigungsglied 62 die Lichtausgangsenden 40, 50 zu einer oberen Position bewegt, mit dem linearen Array 74 ausgerichtet. Bei dieser Konfiguration empfängt das lineare Array 74 Bildlicht lediglich von dem ersten optischen Wellenleiterbündel 26. Dann entspricht diese Konfiguration der Niedrigauflösungseinstellung.
  • Der Scanner 10 kann wie folgt betrieben werden, um ein (nicht gezeigtes) Objekt abzutasten, das neben der Vorderseite 24 der transparenten Auflageplatte 14 positioniert ist. Angenommen, dass die (nicht gezeigte) Bedienperson sich um alle vorbereitenden Angelegenheiten, die seitens des jeweiligen Scannerbediensystems erforderlich sein kön nen, gekümmert hat, kann die Bedienperson fortfahren, indem sie die gewünschte Abtastauflösung auswählt. Im Fall des hierin gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiels kann die Bedienperson zwischen der Niedrigauflösungseinstellung (die z.B. durch eine Verwendung des ersten optischen Wellenleiterbündels 26 verfügbar ist) und der Hochauflösungseinstellung (die z.B. durch eine Verwendung des zweiten optischen Wellenleiterbündels 28 verfügbar ist) auswählen. Nachdem die Bedienperson die gewünschte Auflösung ausgewählt hat, betreibt die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 58 das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 nach Bedarf, um die Lichtausgangsenden 40 und 50 der optischen Wellenleiterbündel 26 und 28 zu bewegen, so dass das Lichtausgangsende 40, 50, das der ausgewählten Abtastauflösung entspricht, mit dem linearen lichtempfindlichen Array 74 des Detektors 30 ausgerichtet ist.
  • Wenn die Bedienperson beispielsweise die Niedrigauflösungseinstellung auswählt, positioniert das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 die Lichtausgangsenden 40 und 50 so, dass das Lichtausgangsende 40 mit dem linearen Array 74 des Detektors 30 ausgerichtet ist. Alternativ dazu positioniert das Lichtausgangsende-Betätigungsglied 62 dann, wenn die Bedienperson die Hochauflösungseinstellung auswählt, die Lichtausgangsenden 40 und 50 so, dass das Lichtausgangsende 50 mit dem linearen Array 74 des Detektors 30 ausgerichtet ist. Danach kann das Objekt abgetastet werden, indem das Beleuchtungssystem 20 aktiviert wird und indem die Wagenanordnung 16 in der Abtastrichtung bewegt wird, um das Objekt, das auf der Auflageplatte 14 positioniert ist, abzutasten. Das durch den Detektor 30 erzeugte Bilddatensignal 60 kann, falls gewünscht, durch das Bilddatenvorverarbeitungssystem 64 (8) verarbeitet werden, um ausgewählte Bilddaten 68 zu erzeugen, die für eine anschließende Verarbeitung durch ein geeignetes Bilddatenverarbeitungssystem, beispielsweise einen Computer (nicht gezeigt), geeignet sind. Die ausgewählten Bilddaten 68 entsprechen der durch die Bedienperson ausgewählten jeweiligen Abtastauflösung.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel 122 des optischen Systems ist in 9 gezeigt. Das zweite Ausführungsbeispiel 122 des optischen Systems unterscheidet sich von dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel des optischen Systems 22 darin, dass die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 158 eine bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 umfasst, die neben den linearen Lichteingangsenden 138, 148 des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels 126 und 128 positioniert ist. Das zweite Ausführungsbeispiel 122 umfasst ferner einen Detektor 130, der zwei separate Arrays 174 und 174' von lichtempfindlichen Elementen aufweist. Die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 setzt entweder das lineare Lichteingangsende 138 des ersten optischen Wellenleiterbündels 126 oder das lineare Lichteingangsende 148 des zweiten optischen Wellenleiterbündels 128 der beleuchteten Abtastlinie aus, während sie gleichzeitig das nicht ausgewählte Lichteingangs-ende verdeckt. Folglich erzeugt lediglich eines der zwei linearen Arrays 174, 174' von lichtempfindlichen Elementen des Detektors 130 ein Ausgangssignal. Dieses Ausgangssignal kann danach auf die bereits für das erste Ausführungsbeispiel beschriebene Weise anhand eines Bilddatenvorverarbeitungssystems (z.B. 64) verarbeitet werden.
  • Das erste und das zweite optische Wellenleiterbündel 126 und 128, die bei dem zweiten Ausführungsbeispiel 122 des optischen Systems verwendet werden, können im Wesentlichen identisch mit dem oben beschriebenen ersten und zweiten optischen Wellenleiterbündei 26 und 28 sein. Jedoch unterscheidet sich der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel 122 verwendete Detektor 130 von dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Detektor 30 darin, dass der Detektor 130 mit einem ersten linearen Array 174 von lichtempfindlichen Elementen und einem zweiten linearen Array 174' von lichtempfindlichen Elementen versehen ist. Die Konfiguration ist derart, dass jedes lineare Array von lichtempfindlichen Elementen 174, 174' mit einem linearen Lichtausgangs ende 140, 150 des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels 126 und 128 ausgerichtet ist. Beispielsweise ist das erste lineare Array 174 bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Lichtausgangsende 150 des zweiten optischen Wellenleiterbündels 128 ausgerichtet. Das zweite lineare Array 174' ist mit dem Lichtausgangsende 140 des ersten optischen Wellenleiterbündels 126 ausgerichtet.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können sowohl das erste als auch das zweite lineare Array 174 und 174' dieselbe Anzahl von lichtempfindlichen Elementen umfassen, wobei die Auflösungsdifferenz in diesem Fall gänzlich auf die unterschiedlichen Verkleinerungsverhältnisse der zwei optischen Wellenleiterbündel 126 und 128 zurückzuführen ist. Jedoch können die beiden linearen Arrays 174 und 174' bei einem alternativen Ausführungsbeispiel mit unterschiedlichen Anzahlen von lichtempfindlichen Elementen versehen sein, die unterschiedliche Abstände bzw. Beabstandungen aufweisen. Falls dies der Fall ist, dann ist die Auflösungsdifferenz teilweise auf die unterschiedlichen Verkleinerungsverhältnisse der zwei optischen Wellenleiterbündel 126 und 128 und teilweise auf die Unterschiede zwischen der Anzahl und dem Abstand der verschiedenen lichtempfindlichen Elemente, die das erste und das zweite lineare Array 174 und 174' umfassen, zurückzuführen.
  • Die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 kann neben den Lichteingangsenden 138 und 148 des entsprechenden ersten und zweiten optischen Wellenleiterbündels 126 und 128 auf die Weise, die in 9 am besten zu sehen ist, positioniert sein. Die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 kann mit einem länglichen Schlitz 163 versehen sein, der dahin gehend gemessen ist, lediglich eines der beiden Lichteingangsenden 138, 148 mit (nicht gezeigtem) Bildlicht von der beleuchteten Abtastregion an dem Objekt, das gerade abgetastet wird, zu belichten. Die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 verdeckt im Wesentlichen das andere, nicht ausgewählte Lichteingangsende 138, 148, so dass es keinerlei Bildlicht empfängt.
  • Die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 kann durch ein geeignetes Betätigungsglied 161, das mittels einer beliebigen zweckmäßigen Anordnung mit der beweglichen Schlitzaperturanordnung 162 verbunden sein kann, in der Richtung des Pfeils 166 bewegt werden. Demgemäß bewirkt eine Auswahl einer gewünschten Abtastauflösung (entweder einer hohen oder einer niedrigen Auflösung), dass das Betätigungsglied 161 die Schlitzaperturanordnung 162 in der Richtung des Pfeils 166 bewegt, um das Lichteingangsende 138, 148 des optischen Wellenleiterbündels 126, 128, das der ausgewählten Abtastauflösung entspricht, zu exponieren. Wenn beispielsweise die Bedienperson eine Niedrigauflösungsabtastung auswählt, bewegt das Betätigungsglied 161 die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 zu der unteren Position, so dass der längliche Schlitz 163 im Wesentlichen mit dem Lichteingangsende 138 des ersten optischen Wellenleiterbündels 126 ausgerichtet ist. Somit belichtet die Schlitzaperturanordnung 162 das Lichteingangsende 138 mit Bildlicht, während sie das Lichteingangsende 148 des zweiten optischen Wellenleiterbündels 128 im Wesentlichen verdeckt und dadurch verhindert, dass es Bildlicht empfängt. Das zweite lineare Array 174' von lichtempfindlichen Elementen an dem Detektor 130 erzeugt somit ein Bilddatensignal, das auf das Bildlicht bezogen ist, das durch das Lichteingangsende 138 des ersten optischen Wellenleiterbündels 126 empfangen wird. Das erste lineare Array 174 des Detektors 130 empfängt im Wesentlichen kein Bildlicht, da das Lichteingangsende 148 des zweiten optischen Wellenleiterbündels 128 durch die Schlitzaperturanordnung 162 im Wesentlichen verdeckt ist.
  • Alternativ dazu bewegt das Betätigungsglied 161, falls die Bedienperson eine Hochauflösungsabtastung auswählt, die bewegliche Schlitzaperturanordnung 162 zu der oberen Position, so dass der längliche Schlitz 163 im Wesentlichen mit dem Lichteingangsende 148 des zweiten optischen Wellenlei terbündels 128 ausgerichtet ist. In dieser Konfiguration belichtet die Schlitzaperturanordnung 162 das Lichteingangsende 148 des zweiten optischen Wellenleiterbündels 128 mit Bildlicht, während sie das Lichteingangsende 138 des ersten optischen Wellenleiterbündels 126 im Wesentlichen verdeckt. Folglich erzeugt das lineare Array 174 des Detektors 130 ein Bilddatensignal, wohingegen das zweite lineare Array 174' dies nicht tut.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel 222 eines optischen Systems ist in 10 gezeigt und kann ein erstes und ein zweites optischen Wellenleiterbündel 226 und 228 umfassen. Das erste optische Wellenleiterbündel 226 kann im Wesentlichen identisch mit den oben beschriebenen ersten optischen Wellenleiterbündeln 26 und 126 sein und kann ein Lichteingangsende 238 und ein Lichtausgangsende 240 umfassen. Das zweite optische Wellenleiterbündel 228 kann ebenfalls im Wesentlichen identisch mit den oben beschriebenen zweiten optischen Wellenleiterbündeln 28 und 128 sein und kann ein Lichteingangsende 248 und ein Lichtausgangsende 250 umfassen. Das dritte Ausführungsbeispiel 222 des optischen Systems kann ferner eine Detektoranordnung 230 umfassen, die ein erstes lineares Array 274 von lichtempfindlichen Elementen und ein zweites lineares Array 274' von lichtempfindlichen Elementen aufweist. Die zwei linearen Arrays 274 und 274' können mit den zwei Lichtausgangsenden 250 bzw. 240 ausgerichtet sein.
  • Die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 254, die bei dem dritten Ausführungsbeispiel 222 verwendet werden kann, ist in 11 gezeigt und kann eine elektronische Schaltungsimplementierung umfassen, um den Auswählvorgang durchzuführen, im Gegensatz zu der mechanischen Implementierung, die oben für die anderen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde. Im Einzelnen kann die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 254 einen Teil der Bilddatenvorverarbeitungsschaltung 264 umfassen und kann eine Bilddatensignalauswählschaltung 262 zum Auswählen zwischen den durch die zwei linearen Arrays 274 und 274' des Detektors 230 erzeugten Bilddaten 260 umfassen. Die Bilddatenvorverarbeitungsschaltung 264 kann ein Paar von A/D-Wandlern 276 und 276' umfassen, die mit den linearen Arrays 274 bzw. 274' verbunden sind, die dem Detektor 230 zugeordnet sind. Siehe auch 10. Ein Paar von Puffern 278 und 278' kann zwischen die A/D-Wandler 276 und 276' und die Bilddatensignalauswählschaltung 262 geschaltet sein. Eine Eingangs-/Ausgangsschaltung (I/O-Schaltung), die mit der Bilddatensignalauswählschaltung 262 verbunden ist, erzeugt ausgewählte Bilddaten 268, die für das bei der ausgewählten Auflösung abgetastete Objekt repräsentativ sind.
  • Die Funktionsweise der Bilddatensignalauswählschaltung 262 ist relativ unkompliziert. Im Einzelnen leitet die Bilddatensignalauswählschaltung 262 an die I/O-Schaltung 280 lediglich solche durch die linearen Arrays 274, 274' erzeugte Bilddaten, die dem ausgewählten optischen Wellenleiterbündel 226, 228, somit der ausgewählten Abtastauflösung, entsprechen.
  • Bei einer alternativen Implementierung kann eine Bilddatenvorverarbeitungsschaltung 364, wie sie im Wesentlichen in 12 gezeigt ist, ferner in Verbindung mit dem in 10 veranschaulichten optischen System 222 verwendet werden, um ausgewählte Bilddaten 368 zu erzeugen, die für das bei der gewünschten Auflösung abgetastete Objekt repräsentativ sind. Bei der in 12 gezeigten alternativen Implementierung kann die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung 354 eine Detektoraktivierungsschaltung 362 zum Aktivieren des linearen Arrays 374, 374' des Detektors 330 umfassen, das dem optischen Wellenleiterbündel für die ausgewählte Auflösung entspricht. Die Detektoraktivierungsschaltung 362 leitet Bilddaten 360 an den A/D-Wandler 376, den Puffer 378 und die I/O-Schaltung 380 weiter, die lediglich aus dem ausgewählten linearen Array stammten. Die I/O-Schaltung 380 erzeugt somit ausgewählte Bilddaten 368, die für das bei der ausgewählten Auflösung abgetastete Objekt repräsentativ sind.
  • Es wird in Betracht gezogen, dass die hierin beschriebenen erfindungsgemäßen Konzepte auf verschiedene andere Weise verkörpert werden können, und es ist beabsichtigt, dass die beigefügten Patentansprüche so ausgelegt werden, dass sie alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung, soweit sie nicht durch den Stand der Technik eingeschränkt sind, umfassen.

Claims (10)

  1. Eine Scannervorrichtung (10) zum Scannen eines Objekts, die folgende Merkmale aufweist: ein erstes optisches Wellenleiterbündel (26), das ein Lichteingangsende (38) und ein Lichtausgangsende (40) aufweist, wobei das Lichteingangsende (38) des ersten optischen Wellenleiterbündels (26) dahin gehend angeordnet ist, Bildlicht von dem gescannten Objekt zu empfangen, wobei das erste optische Wellenleiterbündel (26) ein demselben zugeordnetes erstes Verkleinerungsverhältnis aufweist, wobei das erste Verkleinerungsverhältnis durch das Verhältnis einer Länge (52) der systemspezifischen Abtastlinie, die dem ersten optischen Wellenleiterbündel (26) zugeordnet ist, und einer Länge (54) des linearen Lichts, das an dem Lichtausgangsende (40) des ersten optischen Wellenleiterbündels (26) ausgegeben wird, definiert ist; ein zweites optisches Wellenleiterbündel (28), das ein Lichteingangsende (48) und ein Lichtausgangsende (50) aufweist, wobei das Lichteingangsende (48) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (28) dahin gehend angeordnet ist, Bildlicht von dem gescannten Objekt zu empfangen, wobei das zweite optische Wellenleiterbündel (28) ein demselben zugeordnetes zweites Verkleinerungsverhältnis aufweist, wobei das zweite Verkleinerungsverhältnis durch das Verhältnis einer Länge (56) der systemspezifischen Abtastlinie, die dem zweiten optischen Wellenleiterbündel (28) zugeordnet ist, und einer Länge (54) des linearen Lichts, das an dem Lichtausgangsende (50) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (28) ausgegeben wird, definiert ist, wo bei sich das zweite Verkleinerungsverhältnis von dem ersten Verkleinerungsverhältnis unterscheidet; eine Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung (58), die der Scannervorrichtung (10) wirksam zugeordnet ist, um einen des ersten oder des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) auszuwählen; und einen Detektor (30), der neben den Lichtausgangsenden (40, 50) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) positioniert ist, um Bildlicht von dem Lichtausgangsende (40, 50) des durch die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung (58) ausgewählten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) zu empfangen und um ein Bilddatensignal (60) zu erzeugen, das auf von dem Lichtausgangsende (40, 50) empfangenes Bildlicht bezogen ist.
  2. Die Scannervorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, bei der das Lichteingangsende (38) des ersten optischen Wellenleiterbündels (26) neben dem Lichteingangsende (48) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (28) positioniert ist.
  3. Die Scannervorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, die ferner eine Wagenvorrichtung (16) aufweist, die den Lichteingangsenden (38, 48) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) zum Bewegen der Lichteingangsenden (38, 48) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) relativ zu dem gescannten Objekt zugeordnet ist.
  4. Die Scannervorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das erste optische Wellenleiterbündel (26) eine Mehrzahl von Wellenleiterelementen (32) umfasst, wobei jedes der Mehrzahl von Wellenleiterelementen (32) ein Lichteingangsende (34) und ein Lichtausgangsende (36) aufweist, wobei die Lichteingangsenden (34) der Mehrzahl von Wellenleiterelementen (32) im Wesentlichen koplanar zu einer ersten Lichteingangsebene (70) sind und in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet sind, so dass die Lichteingangsenden (34) eine erste Lichteingangslinie definieren, die in der ersten Lichteingangsebene (70) enthalten ist, wobei die Lichtausgangsenden (36) der Mehrzahl von Wellenleiterelementen (32) im Wesentlichen koplanar zu einer ersten Lichtausgangsebene (72) sind und in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet sind, so dass die Lichtausgangsenden (36) eine erste Lichtausgangslinie definieren, die in der ersten Lichtausgangsebene (72) enthalten ist.
  5. Die Scannervorrichtung (10) gemäß den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, bei der das zweite optische Wellenleiterbündel (26) eine Mehrzahl von Wellenleiterelementen (42) umfasst, wobei jedes der Mehrzahl von Wellenleiterelementen (42) ein Lichteingangsende (44) und ein Lichtausgangsende (46) aufweist, wobei die Lichteingangsenden (44) der Mehrzahl von Wellenleiterelementen (42) im Wesentlichen koplanar zu einer zweiten Lichteingangsebene sind und in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet sind, so dass die Lichteingangsenden (44) eine zweite Lichteingangslinie definieren, die in der zweiten Lichteingangsebene enthalten ist, wobei die Lichtausgangsenden (46) der Mehrzahl von Wellenleiterelementen (42) im Wesentlichen koplanar zu einer zweiten Lichtausgangsebene sind und in einer allgemein linearen Konfiguration nebeneinander angeordnet sind, so dass die Lichtausgangsenden (46) eine zweite Lichtausgangslinie definieren, die in der zweiten Lichtausgangsebene enthalten ist.
  6. Die Scannervorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, bei der der Detektor (30) ein Array (74) von lichtempfindlichen Elementen zum Empfangen von Bildlicht von einem der Lichtausgangsenden (40, 50) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) umfasst und bei dem die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung (58) ein Lichtausgangsende-Betätigungsglied (62) umfasst, das mit den Lichtausgangsenden (40, 50) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) verbunden ist, um die Lichtausgangsenden (40, 50) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) relativ zu dem Detektor (30) zu bewegen, so dass ein ausgewähltes Lichtausgangsende (40, 50) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) mit dem Array (74) von lichtempfindlichen Elementen des Detektors (30) ausgerichtet ist.
  7. Die Scannervorrichtung (110) gemäß Anspruch 1, bei der der Detektor (130) ein erstes Array (174) von lichtempfindlichen Elementen umfasst, die dahin gehend ausgerichtet sind, um Bildlicht von dem Lichtausgangsende (140) des ersten optischen Wellenleiterbündels (126) zu empfangen, wobei das erste Array (174) von lichtempfindlichen Elementen ein erstes Bilddatensignal erzeugt, das auf Bildlicht bezogen ist, das von dem Lichtausgangsende (140) des ersten optischen Wellenleiterbündels (126) empfangen wird, und ein zweites Array (174') von lichtempfindlichen Elementen umfasst, die dahin gehend ausgerichtet sind, Bildlicht von dem Lichtausgangsende (150) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (128) zu empfangen, wobei das zweite Array (174') von lichtempfindlichen Elementen ein zweites Bilddatensignal erzeugt, das auf Bildlicht bezogen ist, das von dem Lichtausgangsende (150) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (128) empfangen wird, und wobei die Optischer-Wellenleiter-Auswahlvorrichtung (158) eine bewegliche Schlitzaperturanordnung (162) umfasst, die in derselben einen länglichen Schlitz (163) aufweist, der neben den Lichteingangsenden (138, 148) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (126, 128) positioniert ist, wobei die Schlitzaperturanordnung (162) das Lichteingangsende (138) des ersten optischen Wellenleiterbündels (126) im Wesentlichen dem gescannten Objekt aussetzt und das Lichteingangsende (148) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (128) im Wesentlichen verdeckt, wenn sich die Schlitzaperturanordnung (162) in einer ersten Position befindet, wobei die Schlitzaperturanordnung (162) das Lichteingangsende (148) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (128) im Wesentlichen dem gescannten Objekt aussetzt und das Lichteingangsende (138) des ersten optischen Wellenleiterbündels (126) im Wesentlichen verdeckt, wenn sich die Schlitzaperturanordnung (162) einer zweiten Position befindet.
  8. Die Scannervorrichtung (310) gemäß Anspruch 1, bei der der Detektor (330) ein erstes Array (374) von lichtempfindlichen Elementen umfasst, die dahin gehend ausgerichtet sind, Bildlicht von dem Lichtausgangsende (340) des ersten optischen Wellenleiterbündels (326) zu empfangen, wobei das erste Array (374) von lichtempfindlichen Elementen ein erstes Bilddatensignal (360) erzeugt, das auf Bildlicht bezogen ist, das von dem Lichtausgangsende (340) des ersten optischen Wellenleiterbündels (326) empfangen wird, und ein zweites Array (374') von lichtempfindlichen Elementen umfasst, die dahin gehend ausgerichtet sind, Bildlicht von dem Lichtausgangsende (350) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (328) zu empfangen, wobei das zweite Array (374') von lichtempfindlichen Elementen ein zweites Bilddatensignal (360') erzeugt, das auf Bildlicht bezogen ist, das von dem Lichtausgangsende (340) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (328) empfangen wird, und bei der die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung (354) eine lichtempfindliche Arrayaktivierungsvorrichtung (362) umfasst, die dem Detektor (330) wirksam zugeordnet ist, um ein ausgewähltes des ersten und des zweiten Arrays (374, 374') von lichtempfindlichen Elementen zu aktivieren, so dass das ausgewählte des ersten und des zweiten Arrays (374, 374') ein entsprechendes Bilddatensignal erzeugt.
  9. Die Scannervorrichtung (210) gemäß Anspruch 1, bei der der Detektor (230) ein erstes Array (274) von lichtempfindlichen Elementen umfasst, die dahin gehend ausgerichtet sind, Bildlicht von dem Lichtausgangsende (240) des ersten optischen Wellenleiterbündels (226) zu empfangen, wobei das erste Array (274) von lichtempfindlichen Elementen ein erstes Bilddatensignal (260) erzeugt, das auf Bildlicht bezogen ist, das von dem Lichtausgangsende (240) des ersten optischen Wellenleiterbündels (226) empfangen wird, und ein zweites Array (274') von lichtempfindlichen Elementen umfasst, die dahin gehend ausgerichtet sind, Bildlicht von dem Licht-ausgangsende (250) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (228) zu empfangen, wobei das zweite Array (274') von lichtempfindlichen Elementen ein zweites Bilddatensignal (260') erzeugt, das auf Bildlicht bezogen ist, das von dem Lichtausgangsende (250) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (228) empfangen wird, und bei der die Optischer-Wellenleiter-Auswählvorrichtung (254) eine Bilddatensignal-Auswählvorrichtung (262) umfasst, die dem Detektor (230) wirksam zugeordnet ist, um eines des ersten und des zweiten Bilddatensignals (260, 260') zur nachfolgenden Verarbeitung auszuwählen.
  10. Ein Verfahren zum Abtasten eines Objekts, das folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines ersten optischen Wellenleiterbündels (26), das ein Lichteingangsende (38) und ein Lichtausgangsende (40) aufweist, wobei das Lichteingangsende (38) des ersten optischen Wellenleiterbün dels (26) dahin gehend angeordnet ist, Bildlicht von dem gescannten Objekt zu empfangen, wobei das erste optische Wellenleiterbündel (26) ein demselben zugeordnetes erstes Verkleinerungsverhältnis aufweist, wobei das erste Verkleinerungsverhältnis durch das Verhältnis einer Länge der systemspezifischen Abtastlinie, die dem ersten optischen Wellenleiterbündel zugeordnet ist, und einer Länge des linearen Lichts, das an dem Lichtausgangsende des ersten optischen Wellenleiterbündels ausgegeben wird, definiert ist; Bereitstellen eines zweiten optischen Wellenleiterbündels (28), das ein Lichteingangsende (48) und ein Lichtausgangsende (50) aufweist, wobei das Lichteingangsende (48) des zweiten optischen Wellenleiterbündels (28) dahin gehend angeordnet ist, Bildlicht von dem gescannten Objekt zu empfangen, wobei das zweite optische Wellenleiterbündel (28) ein demselben zugeordnetes zweites Verkleinerungsverhältnis aufweist, wobei das zweite Verkleinerungsverhältnis durch das Verhältnis einer Länge der systemspezifischen Abtastlinie, die dem zweiten optischen Wellenleiterbündel zugeordnet ist, und einer Länge des linearen Lichts, das an dem Lichtausgangsende des zweiten optischen Wellenleiterbündels ausgegeben wird, definiert ist, wobei sich das zweite Verkleinerungsverhältnis von dem ersten Verkleinerungsverhältnis unterscheidet; Positionieren der Lichteingangsenden (38, 48) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28) neben dem Objekt, so dass sie von demselben Bildlicht empfangen; Erfassen von Bildlicht von einem ausgewählten der Ausgangsenden (40, 50) des ersten und des zweiten optischen Wellenleiterbündels (26, 28); und Erzeugen eines Bilddatensignals (60) ansprechend auf das erfasste Bildlicht.
DE69934458T 1998-08-28 1999-03-30 Optischer Abtaster mit verschiedenen Auflösungen Expired - Fee Related DE69934458T2 (de)

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