增加掃描器行進方向取樣頻率的非方形ccd晶格結構的製作方法
2023-06-19 23:59:31
專利名稱：增加掃描器行進方向取樣頻率的非方形ccd晶格結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種增強圖像空間頻率的掃描器結構，特別是關於一種增加掃描器行進方向取樣頻率的非方型CCD晶格結構。
如
圖1所示，掃描器的光感元件10是由電荷耦合元件(charge-coupleddevice；CCD)12所組成。CCD12具三條掃描線，即為多個電荷耦合元件晶格(CCD Crystal)所組成之紅(R)、綠(G)、藍(B)三色掃描線，用以掃描圖像及各別轉換圖像中紅色、綠色和藍色部分成為三個電信號。參見圖2所示，傳統掃描器的電荷耦合元件CCD之晶格結構是一種比例為方型的方型電荷耦合元件晶格(Square CCD Crystal)，其在外觀上可為正方型、多邊型或者為圓形，而內部實質之縱向寬度x與橫向寬度y約為等長(x＝y＝1 pixellength)。傳統掃描器之方型CCD晶格結構外觀，取正方型為例，如圖3A所示，當掃描器在作掃描動作時，在電動機行進方向(掃描器行進方向；y方向)上，掃描器是以一等速前進。接著參見圖3B，3C所示，傳統掃描器其取樣積分面積所佔的取樣寬度相當大(對單一積分面積30而言，其取樣寬度32為2像素(pixel)寬)。因此，由取樣定理及富立葉轉換所得到的空間頻率相當有限，且影響掃描後圖像的品質。接著參見圖4A所示，當原始圖像像素值為100、0、100、0……時，經過傳統掃描器掃描後，圖像像素值變為50、50、50、50……，如圖4B所示。由此可知，傳統掃描器之方型CCD晶格結構會對圖像品質造成嚴重失真。
本發明之目的在於改善傳統掃描器，以提供一種非方型CCD晶格結構，用以改善在電動機行進方向的取樣寬度，且藉以提高空間取樣頻率，增高圖像的空間頻率，及提升圖像品質。
根據本發明的增加掃描器行進方向取樣頻率的非方型CCD晶格結構的掃描裝置，它包括一紅色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之紅色部分成為一第一電信號，且該紅色掃描裝置由多個電荷耦合元件構成元素所組成；一綠色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之綠色部分成為一第二電信號，且該綠色掃描裝置由多個電荷耦合元件構成元素所組成；和一藍色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之藍色部分成為一第三電信號，且該藍色掃描裝置由多個電荷耦合元件構成元素所組成。
根據以上所述之目的，本發明提供了一種增加掃描器行進方向取樣頻率的非方型CCD晶格結構。經由所想要調變傳統具方型CCD晶格結構之掃描器的取樣頻率倍數，換算出非方型CCD晶格結構中縱向寬度x與橫向寬度y之倍數關係，並藉由取樣積分面積得到較窄的取樣寬度，和較高的空間取樣頻率，以達到改善圖像品質的目的。
圖1為光感元件之電荷耦合元件CCD結構圖。
圖2A為傳統方型CCD晶格結構圖。
圖2B為本發明非方型CCD晶格結構圖。
圖3A，3B為傳統方型CCD晶格在掃描器行進方向上之取樣積分面積之示意圖。
圖3C為傳統方型CCD晶格掃描時，在單一取樣積分面積下之取樣寬度示意圖。
圖4A為掃描前的圖像像素值示意圖。
圖4B為傳統掃描器掃描後的圖像像素值示意圖。
圖4C為本發明之掃描器掃描後的圖像像素值示意圖。
圖5A，5B為本發明之非方型CCD晶格在掃描器行進方向上之取樣積分面積的示意圖。
圖5C為本發明之非方型CCD晶格掃描時，在單一取樣積分面積下的取樣寬度示意圖。
參見圖2B所示，本發明非方型CCD晶格結構是一種比例為非方型之非方型CCD晶格(Nonsquare CCD Crystal)，其外觀上可為矩型、多邊型或者為橢圓形，而內部實質之縱向寬度x較橫向寬度y為寬(x≠y，y＜x＝1 pixel length)。本發明掃描器之非方型CCD晶格結構外觀，取矩形為例，如圖5A所示，本發明之非方型CCD晶格結構在x＝2y＝1像素寬時，其在電動機行進方向(掃描器行進方向；y方向上)，掃描器是以一等速前進。接著參見圖5B，5C所示，本發明之非方型CCD晶格結構在x＝2y＝1像素寬時，其取樣積分面積所佔的取樣寬度相對縮減(對單一取樣積分面積50而言，其取樣寬度52由傳統掃描器之方型CCD晶格結構外觀為正方型時之取樣寬度2像素寬縮減為3/2像素寬)。根據以上所述，當傳統掃描器之方型CCD晶格結構外觀為正方型與本發明掃描器之非方型CCD晶格結構外觀為矩形時，如圖4A所示，當原始圖像像素值為100、0、100、0……時，經過傳統掃描器掃描後之圖像像素值變為50、50、50、50……，如圖4B所示，而經過本發明之掃描器掃描後的圖像像素值變為75、25、75、25……，如圖4C所示。因此，本發明之具非方型CCD晶格結構的掃描裝置，改善了傳統掃描器所造成的圖像品質失真。
在CCD晶格結構中，藉由不同的縱向與橫向寬度比，可得到不同的取樣積分面積，和造成不同取樣寬度。在本發明中，掃描器行進方向上得到較窄的取樣寬度，並藉由取樣定理及富立葉轉換，可得到較高的空間取樣頻率。當使用較高的空間取樣頻率時，可掃描的圖像空間頻率也較高，圖像品質也較好。如上所述，取傳統掃描器之方型CCD晶格結構外觀取正方型與本發明掃描器之非方型CCD晶格結構外觀取矩形為比較，當非方型CCD晶格結構外觀為矩型(x＝2y＝1像素寬)時，取樣寬度較方型晶格結構外觀為正方型(x＝y＝1像素寬)時為窄，其大約為((3/2)/2)＝3/4倍，因此，空間取樣頻率升高為(1/(3/4))＝4/3倍。
在運用本發明之技術時，當非方型CCD晶格結構外觀為矩型(x＝ny＝1像素寬)時，其空取樣寬度變為方型晶格結構外觀為正方型(x＝y＝1像素寬)時的((n+1)/2n)倍，空間取樣頻率變為(2n/(n+1))倍，其中n≥1且n為正實數。換言之，可藉由所想要調變傳統具方型CCD晶格結構之掃描器的取樣頻率倍數，換算出本發明非方型CCD晶格結構中縱向寬度x與橫向寬度y之倍數關係，以達到改善圖像品質的目的。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明的權利要求範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在所附的權利要求內。
權利要求
1.一種掃描裝置，用以增加該掃描裝置行進方向取樣頻率，其特徵在於該裝置包括一紅色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之紅色部分成為一第一電信號，且該紅色掃描裝置由多個電荷耦合元件構成元素所組成；一綠色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之綠色部分成為一第二電信號，且該綠色掃描裝置由多個電荷耦合元件構成元素所組成；和一藍色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之藍色部分成為一第三電信號，且該藍色掃描裝置由多個電荷耦合元件構成元素所組成。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述多個電荷耦合元件構成元素是非方型電荷耦合元件晶格，且該非方型電荷耦合元件晶格之縱向寬度較橫向寬度為寬。
3.如權利要求2所述的掃描裝置，其特徵在於所述非方型電荷耦合元件晶格，其外觀為矩型。
4.如權利要求2所述的掃描裝置，其特徵在於所述非方型電荷耦合元件晶格，其外觀為多邊型。
5.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述非方型電荷耦合元件晶格，其外觀為橢圓形。
6.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述晶格之該縱向寬度是該橫向寬度的n倍，且n為正實數。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，其取樣寬度較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣寬度為窄，且約為(n+1)/2n倍。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，其取樣頻率較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣頻率為大，且約為2n/(n+1)倍。
9.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，該晶格之該縱向寬度是該橫向寬度的二倍。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，其取樣寬度較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣寬度為窄，且約為四分之三倍。
11.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，其取樣頻率較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣頻率為大，且約為三分之四倍。
12.一種掃描裝置，用以增加該掃描裝置行進方向取樣頻率，其特徵在於，該裝置包括一紅色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之紅色部分成為一第一電信號，且該紅色掃描裝置由多個非方型電荷耦合元件晶格所組成，其中該非方型電荷耦合元件晶格之縱向寬度較橫向寬度為寬，大約為正實數n倍；一綠色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之綠色部分成為一第二電信號，且該綠色掃描裝置由多個非方型電荷耦合元件晶格所組成，其中該非方型電荷耦合元件晶格之縱向寬度較橫向寬度為寬，大約為正實數n倍；和一藍色掃描裝置，用以掃描和轉換一圖像之藍色部分成為一第三電信號，且該藍色掃描裝置由多個非方型電荷耦合元件晶格所組成，其中該非方型電荷耦合元件晶格之縱向寬度較橫向寬度為寬，大約為正實數n倍。
13.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述非方型電荷耦合元件晶格其外觀為矩型。
14.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述非方型電荷耦合元件晶格其外觀為多邊型。
15.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述非方型電荷耦合元件晶格其外觀為橢圓型。
16.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於，其取樣寬度較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣寬度為窄，且約為(n+1)/2n倍。
17.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於，其取樣頻率較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣頻率為大，且約為2n/(n+1)倍。
18.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於，該晶格之該縱向寬度是該橫向寬度的二倍。
19.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，其取樣寬度較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣寬度為窄，且約為四分之三倍。
20.如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，其取樣頻率較縱向寬度與橫向寬度約等長的晶格之取樣頻率為大，且約為三分之四倍。
全文摘要
一種增加掃描器行進方向取樣頻率的非方型CCD晶格結構,其藉由調變CCD內部之晶格結構,縱向寬度與橫向寬度之比例,以減少取樣寬度而增加掃描器在行進方向的取樣頻率,達到圖像空間頻率增強,改善圖像品質的目的。
文檔編號H04N5/14GK1183001SQ96114538
公開日1998年5月27日 申請日期1996年11月14日 優先權日1996年11月14日
發明者簡春在 申請人:力捷電腦股份有限公司