[其他]連續調透明原版的掃描設備

在審

• 申請號: 101986000006361
• 申請日: 1986-09-20
• 公開（公告）號: CN86106361B
• 公開（公告）日: 1988-04-27
• 發明（設計）人: 托馬斯·澤倫卡博士
• 申請（專利權）人: 魯道夫·赫爾工學博士股份公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

對透明圖象原版進行掃描的設備，由原版出發的散射光通過透鏡傳到一彌散屏上，彌散屏置于一光線混合器上。在光線混合器中，光線供多次反射而混合，再經混合器的輸出端傳到截面轉換器，截面轉換器由大量光導纖維組成。截面轉換器把光線導向一光電轉換器。本設備具有高效率并減少由卡利爾效應引起的圖象失真，使之在復制時不再起妨礙作用。

本發明涉及電子翻版技術，尤其是平板掃描儀中對連續調原版（Halbtonvorlage）進行透射掃描的設備。

在對圖象原版（一般是銀粒底片）進行透射掃描時，如果采用方向性強的光線照明，在光線穿透后測得的黑度值將不同于使用散射光照明的情形。在方向性強的照明條件下獲得的黑度值將向光密度高的方向偏移。這種所謂的卡利爾效應的現象是由于光線在照相底片中的銀粒處發生的散射而引起的，并顯著依賴于銀粒的顆粒度及其分布。

在電子翻版技術中這種效應使圖象失真。特別是在所謂的平板掃描儀的場合，平放的原版為垂直于原版移動方向而運動的細光束掃描時這種失真更為明顯（所謂的飛點掃描）。在現代平板掃描儀中用激光作光源，激光的細束在擴展后行經一旋轉著的多角形反射鏡，通過一個所謂的掃描器-透鏡來校正偏轉時發生的象差，再由此掃描器-透鏡聚焦到原版平面上。通過這多角形反射鏡來實現光束的擺動，而原版則垂直于擺動平面而緩慢地移動，這樣就實現了逐線掃描。通過原版的光線強度依賴于該光線所通過的象素的黑度，該光線沿著掃描線以適當的方式導向一光電轉換器，于是原版的黑度值即轉換成一串電信號。

如果不采取進一步措施，用這種掃描方式獲得的光密度值將由于上述卡利爾效應而失真，這就妨礙圖象的再現。

歐洲專利第0065242號提出一種透射掃描的光學照相裝置，其中在原版下面平行于掃描線設置有一個內部部分鏡面反射，部分亂反射的柱體，它有一平行于掃描線的長縫讓透過原版的光線通過。由大量光導纖維組成的截面變換器的端面垂直于光線的入射軸。

除了非常低的效率以外，這種設備的缺點在于：被掃描的原版的支持物照例由一玻璃板構成，從穩定性考慮它必須有足夠的厚度。因此光線入射狹縫與原版之間至少需相距這一玻璃片的厚度。另外，該光線入射狹縫必須盡可能窄以便讓這設備有一個合理的工作效率。結果，散射光束的入射孔徑受到顯著的限制，以至僅能不完全地消除卡利爾效應所引起的干擾。

在中等光密度時由原版出發的散射光束的孔徑角就已大大超過柱體上由狹縫邊所限制的入射角，因此被狹縫邊所阻擋的散射光對測量值沒有貢獻。

本發明的任務在于：提出一種透射掃描裝置，特別是對于平板掃描儀，它可以消除卡利爾效應的影響，或者至少是使它不再起破壞作用。本發明采用以下措施來達到這個目的，即由激光源產生的光束通過旋轉著的多角形反光鏡對垂直于掃描方向移動的原版一條條線地進行掃描，其特點為：通過原版的光線至少通過一個柱透鏡再投射于散屏上，散屏形成了由透明材料組成的，基本上是長方形的光線混合器的入射面，在光線混合器的出射面放著一個主要是由大量單個光導纖維組成的截面變換器，其輸入端的幾何形狀相當于光混合器的光線出射面的形狀，而其另一端則取光電轉換器中光敏層的形狀。其明顯的改進為：用一個費涅爾透鏡代替柱透鏡，來聚集由透明原版出發的散射光束;采用全息透鏡來聚集由透明原版出發的散射光束;采用衍射光柵來代替散屏;光線混合器的至少一個外表面是反射鏡面。

下面根據圖來對本發明作細致的說明，此圖簡單地表示了光路的安排。

由激光源1發出的光束2經過一無焦光學系統3變成一平行光束4。此光束落射到一個由電機6帶動而旋轉著的多角形反光鏡5。這多角形反光鏡把光束偏向一個所謂的“掃描器-透鏡”進行f-θ調整，即補償因角速度不同而引起的正切誤差，并同時使光束保持聚焦于平面透明原版8上的筆直的掃描線9上，被掃描的透明原版將由一個未示出的機構慢慢地沿著箭頭方向移動，這樣就實現了逐線掃描。

由于卡利爾效應，方向性很強的入射光會以或多或少張開的散射束狀離開原版下表面。如上所述，散射發生于底片上的銀粒處，并依賴于它的顆粒度及其分布。在掃描線9下面設置的柱透鏡10把這光束聚焦于散屏11。如果未發生任何散射（原版未變黑，光密度為零），那么在散屏上僅形成一個較小的焦點。相反，在黑度較大處，即散射較強時，聚焦斑將呈或長或短的橢園形，其長軸平行于掃描線9。散屏11是所謂的光線混合器12的前表面，光線混合器基本上由一塊長方形透光材料-玻璃或普列克斯玻璃（聚甲基丙烯酸酯有機玻璃）-組成，其外表面拋光。由散屏11出發的強烈的散射光在此玻璃體內經過多次反射傳到下表面，因而光線以大面積出射而與打到散屏上的聚焦斑的形狀無關。這樣就消除了卡利爾效應的影響或者至少是強烈地減弱到使之在實際上不再呈現干擾現象。由光線混合器12的下表面出來的光線通過截面變換器13，后者由很多無規則的光導纖維組成。緊靠光線混合器12處，光束具有光線混合器12的下表面的形狀，而在另一端則聚集成另一種截面，它基本上相應于光電轉換器14的靈敏層的形狀。光電轉換器給出電的輸出信號，通過根據本發明制成的設備，這輸出信號進一步排除了卡利爾效應的影響。