[发明专利]用于对原件行扫描照明的光学装置

说明书

本发明是涉及复照技术的一种行扫描彩色原件的光电装置。光电装置的光经滤光片轮，到达光导纤维横截面变换器，光导纤维横截面变换器输出端为线状光带，线状光带与扫描的行相当，同时滤光片轮具有将光源的光分色的单色滤光片组，例如：红、绿、蓝。

在现代复照技术中常常用荧光灯作为扫描原件的线状光源。此外，扫描原件时，与电荷耦合器件线阵在前进方向上的运动相结合，用一面照明装置。

这些照明装置的缺点是光学效率低，不利于用彩色光对原件按行方式照明。

美国专利4，490，740描述一种对放在固定的原件台上的原件进行多色扫描的装置。该装置具有一个产生多色扫描光的旋转滤光片轮，经滤光片轮的光，用一光导纤维横截面变换器转换成线状光带，投射在原件上。从原件反射的光经一转向镜和光学件到达线阵光电二极管，照明部件（滤光片轮和横截面变换器）及由转向镜，光学件和线阵光电二极管组成的光接收部件都装在原件台下，沿着原件运动而扫描原件。该装置的缺点是因光导纤维横截面变换器在运动时会弯曲，致使其光学传递性能变坏，并且在整个运动过程中产生整个光强分布的不均匀性及振动，致使图象质量变坏。

该装置还存在的缺点是光学效率低，光导纤维变换器输出端光带的光强分布不均匀。因光学效率低导致单个光导输出端光的差异。不同的光强分布决定于单根光导纤维不同的性能，导致复照时产生条纹。由于光导纤维变换器的运动，光强分布还会产生附加的变化，更使象质变坏。

本发明的目的是为电荷耦合器件彩色扫描设计一种照明装置（光带），该装置在整个可见光谱区有高的照明强度，并均匀地照明原件。此外，从彩色原件可得色值正确的黑白显象。

该目的是由权利要求1和4的特征部分来达到的。

一种行扫描复照技术中对彩色原件行扫描的光电装置，用多个光电二极管作为一个光源的光电转换器，光源的光通量到达滤光片轮上，滤光片轮具有多个滤光片，将光分色成为多种颜色，在纤维光学横截面变换器输出端组成一线状光带，线状光带与需扫描行相适应，其特征在于，有一白色点光源，其光通量经聚光镜投射于滤光片轮;光导纤维横截面变换器的输入端形状与射在其上的光束截面形状相匹配;从线状纤维端出来的发散光通量中至少设置一个大于线状纤维端的柱面透镜，经柱面透镜将发散光通量变成线状光带，对准需扫描的原件，照明原件的扫描行;用一厚透镜作为物镜，将从原件反射或透射的光投射于对准扫描行的线阵光电二极管上。其中滤光片轮是旋转的。另一个最佳实施例，经设置在多个光电二极管上并集成的滤光片将光分成几色。本发明的其它优选的实施例作为从属权利要求3至10提出。本发明将参照附图1至6，在下面作详细说明。

图1a，用线阵电荷耦合器对原件进行行扫描的扫描装置剖面图。

图1b是图1a扫描装置的顶视图，

图1c和1d是本发明扫描装置的另一实施例。

图2是扫描装置的灯箱剖面图，

图3a和3b表示扫描装置的滤色片轮，

图4a和4b表示二级成象透射照明的光路，

图5a和5b表示扫描装置光路的另一实施例，

图6表示红、黄、兰及人眼V（λ）光谱灵敏度曲线。

图4a和1b的扫描装置（也称扫描器）具有用于安放透射和反射原件（2），并在进给方向运动的平面原件台（1）。

如图1a所示，宽约1毫米的光带（3）照明需扫描的原件（2），靠物镜（4）成象于线阵电荷耦合器件（5）。图1b为图1a的顶视图。

图1c和1d表示用卤素灯（1a）作为产生光带（3）的光源，及横截面变换器（5a）。

卤素灯（1a），例如OSRAM12伏-50瓦，产生白光。聚光系统（2a）将灯丝象聚焦于滤光片轮（10a、3a）上，其有产生原色红绿蓝的干涉滤光片或相应的滤色片。将灯丝成象于滤光片上是特别有益的，因为滤光片轮能达到较高效率。光被透镜（4a）准直投射到横截面变换器（5a）（圆/线）的圆截面上。此外，由于光导纤维横截面变换器的λ射横截面的匹配，又进一步改善了效率。横截面变换器（5a）呈线状的纤维端，借助于柱面镜（6a）（PMMA）使光投射于需要照明的原件（7a）上，就产生线状光带，由于滤光片轮实现了用原色周期性地对原件照明，如图4a所示，所以可用于投射和透射照明。

光源可用氙灯，还可用可调谱的声光滤光器代替滤光片轮，都属于本发明的变换形式。

如图1a至1d的扫描装置高分辨率的探测器，现今使用一维线阵电荷耦合器件是有利的。一维线阵电荷耦合器件可提供直至5000像素长。二维面阵电荷耦合器件可适用于电视标准，（例如：Fairchild    CCD    211    488×380像素。）