可變換掃描解析度的方法與其裝置的製作方法
2023-06-17 22:27:11 1
專利名稱：可變換掃描解析度的方法與其裝置的製作方法
技術領域：
本發明是有關於一種可變換掃描解析度的方法與其裝置，適用於一光學掃描儀，可在正常掃描模式之下，額外增加一種可提高掃描解析度的掃描模式。
依照文件影像的輸入方式來作區分，光學掃描儀可分為掌上型掃描儀、饋紙式掃描儀(Sheet Feed Scanner)、滾筒式掃描儀(DrumScanner)及平臺式掃描儀(Flatbed Scanner)等等。值得注意的是，由於平臺式掃描器具有較穩定的影像掃描品質，並具有掃描反射稿或透射稿(底片、投影片等)的功能，更可配備一自動文件進紙器(Automatic Document Feeder，ADF)，用以掃描整疊尺寸相同的文件，使得平臺式掃描儀成為目前最常見的光學掃描儀之一。
平臺式掃描儀通常具有一個透光玻璃，用以放置待掃描的文件，包括底片、投影片及反射稿等，並利用皮帶驅動裝置及軸棒定位機構等組件，來線性導引光學掃描儀內部的光學掃描模塊(Chassis)，同時利用光學掃描模塊的影像讀取單元逐條掃描文件表面的模擬影像信號，並對應產生數字影像信號輸出。
請參考
圖1A，其為公知的光學掃描模塊的運作示意圖。光學掃描模塊10具有一掃描線(Scan-Line)12，用以沿著光學掃描模塊10的掃描行進方向14來逐條掃描光學掃描模塊10上方的文件(未繪示)。值得注意的是，公知的掃描線12(X軸方向)與掃描行進方向14(Y軸方向)均相互垂直，即掃描線12與掃描行進方向14之間夾一直角。
請同時參考圖1A、圖1B，其中圖1B為圖1A的具有A寬度的掃描線沿掃描行進方向掃描B距離後所掃描出的面積的示意圖。公知的光學掃描模塊10均是在掃描線12與掃描行進方向14之間夾一直角的正常掃描模式下進行掃描。值得注意的是，文件30的總面積(AD)除以像素(Pixel)32a的單位面積(AP1)等於文件30上分布的像素的數量(NP1)，即AD/AP1＝NP1。因此，在上述的正常掃描模式下，為了提高光學掃描模塊10對於文件30的掃描解析度，則須相對增加掃描線12上的感光像素32a的數目，例如採用具有較高密度感光像素的感光組件(Image Sensor)，並配合具有較高機械解析度的步進驅動裝置。
本發明的目的在於提供一種可變換掃描解析度的方法及其裝置，適用於一光學掃描儀，能在不變更光學掃描模塊的內部光路、鏡頭、感光組件及掃描步進速率(機械解析度)的情況之下，將可相對提高光學掃描儀的掃描解析度，並使同一臺光學掃描儀能同時具有二種或二種以上的掃描解析度。
基於本發明的上述目的，本發明提出一種可變換掃描解析度的方法，其是通過相對偏移光學掃描模塊的兩側端，使其掃描線與掃描行進方向之間不相互垂直而夾有一銳角，當利用已偏斜化的掃描線來進行文件的掃描作業時，將使得同一文件所包含的像素數量將相對提高，而達到較高的掃描解析度。
此外，本發明更可依照上述的方法，提供一種可變換掃描解析度的裝置，適用於光學掃描儀，此裝置是以驅動模塊帶動光學掃描模塊的一側端，並以導引模塊導引光學掃描模塊的另一側端，其中導引模塊更有多條預設軌道，可通過光學掃描模塊的另一側端在某特定軌道上移動，因而偏斜或不偏斜光學掃描模塊的掃描線，當以偏斜化的掃描線進行文件的掃描作業時，如此將可達到較高的掃描解析度，此外，當以未偏斜化的掃描線進行文件的掃描作業時，如此將可達到原有最大的掃描面積。
圖2A為本發明的可變換掃描解析度的方法，其應用於一光學掃描模塊的運作示意圖；圖2B為圖2A的具有A寬度的掃描線沿掃描行進方向掃描B距離後所掃描出的面積的示意圖；圖3A、圖3B為本發明的可變換掃描解析度的裝置，其應用於光學掃描儀的第一種掃描解析度模式的示意圖；以及圖4A、圖4B為本發明的可變換掃描解析度的裝置，其應用於光學掃描儀的第二種掃描解析度模式的示意圖。
10、20、20a光學掃描模塊 12、22掃描線14、24掃描行進方向 30文件32a、32b像素 100光學掃描儀110光學掃描模塊 112掃描線114掃描行進方向200可變換掃描解析度的裝置210驅動模塊 212軸棒定位機構212a軸套 212b軸棒214皮帶驅動機構 214a皮帶214b皮帶輪 214c減速馬達220導引模塊 222a第一軌道222b切換軌道 222c第二軌道224滑塊 226軌道切換開關請參考圖2A，其為本發明的可變換掃描解析度的方法，其應用於一光學掃描模塊的運作示意圖。首先，相對偏移光學掃描模塊20的兩側端，而使光學掃描模塊20上的掃描線22與原先位置的掃描線22a之間夾有一銳角，並連帶使掃描線22與光學掃描模塊20的掃描行進方向24之間夾有一銳角。值得注意的是，相對偏移光學掃描模塊20的兩側端的第一種方法是同向偏移光學掃描模塊20的兩側端，而兩偏移量之間具有一偏移量差，因而偏斜掃描線22；第二種方法是單邊偏移光學掃描模塊20的兩側端之一，因而偏斜掃描線22；第三種方法是反向偏移光學模塊20的兩側端，因而偏斜掃描線22。
請同樣參考圖2A，在相對偏移光學掃描模塊20的兩側端，使得掃描線22與掃描行進方向24之間夾有一銳角之後，接著再沿著掃描行進方向24移動光學掃描模塊20，並保持光學掃描模塊20的掃描線22與其掃描行進方向24之間夾有上述的銳角，也就是使光學掃描模塊20保持在偏斜化的狀態之下，沿著掃描行進方向24逐步移動，而連帶使得掃描線22在偏斜化的狀態下，沿著掃描行進方向24進行文件(未繪示)的掃描作業。
請同時參考圖2A、圖2B，並分別以其與公知的圖1A、圖1B相比較。其中圖2B為圖2A的具有A寬度的掃描線沿掃描行進方向掃描B距離後所掃描出的面積的示意圖。如圖2A所示，光學掃描模塊20除了可在掃描線22a與掃描行進方向24之間夾一直角(相互垂直)的一般掃描模式下，沿著掃描行進方向24移動並進行掃描之外，亦可相對偏移光學掃描模塊20的兩側端，使得其掃描線22偏斜於掃描行進方向24，同時進行文件的掃描作業。
如圖2B所示，在具有A寬度的掃描線22在偏斜化的狀態下沿掃描行進方向24掃描B距離之後，由於掃描線22是在偏斜(θ＜90度＝的狀態下進行掃描，故像素32b的單位面積(AP2＝1×1×cosθ，0＜cosθ＜1＝將小於圖1B的像素32a的單位面積(AP1＝1×1)，也就是AP2＜AP1。此外，文件30的總面積(AD)除以像素(Pixel)32b的單位面積(AP2)等於文件30上可分布的像素的數量(NP2)，即AD/AP2＝NP2，故在同一文件30上可包含像素32b的數量(NP2＝AD/AP2)將大於像素32a的數量(NP1＝AD/AP1)，即NP2＞NP1。因此，當移動光學掃描模塊20而連帶使掃描線22進行文件30的掃描作業時，偏斜化的掃描線22的掃描解析度將大於正常(未偏斜化)的掃描線22a的掃描解析度。
本發明的可變換掃描解析度的方法應用於一光學掃描儀，特別是平臺式光學掃描儀，可先相對偏移其光學掃描模塊的兩側端，使得光學掃描模塊上的掃描線與其掃描行進方向之間夾一銳角，並使得光學掃描模塊進行掃描作業，如此將可達到較佳的掃描解析度，但可掃描的文件大小也將相對地縮小，故適合掃描尺寸較小但掃描解析度較高的文件，例如名片或照片等等。
此外，本發明更按照上述的方法而舉出一種可變換掃描解析度的裝置，請參考圖3A、圖3B，其為本發明的可變換掃描解析度的裝置，其應用於光學掃描儀的第一種掃描解析度模式的示意圖。本發明的一種可變換掃描解析度的裝置200適用於一光學掃描儀100，例如平臺式光學掃描儀，其中光學掃描儀100具有一光學掃描模塊110，而光學掃描模塊具有一第一側端110a及相對的第二側端110b、一掃描線112及一掃描行進方向114，且掃描線112與掃描行進方向114之間夾一直角。
請參考圖3A，裝置200至少包括驅動模塊210及導引模塊220。首先，驅動模塊配設於光學掃描儀100之內，而光學掃描模塊110的第一側端110a軸設於驅動模塊，使得驅動模塊210可在掃描行進方向114上帶動光學掃描模塊110的第一側端110a。其中，驅動模塊210包括一軸棒定位機構212及一皮帶驅動機構214，軸棒定位機構212具有一軸套212a及對應的一軸棒212b，而光學掃描模塊110的第一側端110a軸設於軸套212a上，且軸套212a對應套接於軸棒212b上，使得光學掃描模塊110的第一側端110a可經由軸套212a在軸棒212b上作線性移動，其中軸棒212b的軸線方向平行於光學掃描模塊110的掃描行進方向114。
請參考圖3A，皮帶驅動機構214則包括有皮帶214a、多個皮帶輪214b及一減速馬達214c，其中減速馬達214c主要可由一步進馬達(未繪示)及一減速機構(未繪示)所構成。皮帶驅動機構214可在軸棒212b的軸線方向上帶動軸套212a，因而連帶帶動光學掃描模塊110的第一側端110a。
接著，請同樣參考圖3A，導引模塊220同樣配設於光學掃描儀100之內，其中光學掃描模塊110的第二側端110b則軸設於導引模塊上，使得導引模塊220將可在掃描行進方向114上，導引光學掃描模塊110的第二側端110b。因此，光學掃描模塊110的第一側端110a在受到驅動模塊210的帶動下，將連帶拖曳光學掃描模塊110的第二側端110b，導引模塊220將使得光學掃描模塊的掃描線112與掃描行進方向114之間夾有直角或銳角。
為了詳細說明導引模塊220，請同樣參考圖3A，導引模塊220包括有一第一軌道222a，其延伸方向平行於光學掃描模塊110的掃描行進方向114。一切換軌道222b，其一端連接至第一軌道222a。至少一第二軌道222c，其連接於切換軌道222b的另一端，並經由切換軌道222b而連接至第一軌道222a，而第二軌道222c的延伸方向也平行於光學掃描模塊110的掃描行進方向114，且第二軌道222c較第一軌道222a接近光學掃描模塊110的第一側端110a。
承上所述，導引模塊220更包括有一滑塊224，其可在第一軌道222a、第二軌道222c及切換軌道222b上移動，其中光學掃描模塊110的第二側端110b軸設於滑塊224上，使得驅動模塊210可連帶移動光學掃描模塊110的第二側端110b，其中滑塊224與第一軌道222a、第二軌道222c及切換軌道222b之間為摩擦接觸或滾動接觸。以及一軌道切換開關226，其配設於第一軌道222a及切換軌道222b之間，用以切換滑塊224的移動路徑。
請參考圖3A、圖3B，當光學掃描儀100在第一種掃描模式(正常掃描模式)之下，可將軌道切換開關226切換至圖3A所示的位置，故當驅動裝置210在掃描行進方向114上帶動光學掃描模塊110的第一側端110a時，將連帶拖曳第二側端110b，同時使得滑塊224連帶在第一軌道上222c移動，由於軌道切換開關226並阻擋滑塊224進入切換軌道222b，故如圖3B所示，滑塊224將在第一軌道222a上移動，使得光學掃描模塊110將具有最大掃描面積。
為了讓光學掃描模塊110的掃描線112在經過偏斜化之後，始進行文件的掃描工作，請參考圖4A、圖4B，其為本發明的可變換掃描解析度的裝置，其應用於光學掃描儀的第二種掃描解析度模式的示意圖。當光學掃描儀100在第二種掃描模式(特殊掃描模式)之下，可將軌道切換開關226切換至圖4A所示的位置，故當驅動裝置210在掃描行進方向114上帶動光學掃描模塊110的第一側端110a時，將連帶拖曳第二側端110b，同時使得滑塊224連帶在第一軌道上222c移動，再經由軌道切換開關226的導引之後，滑塊將進入切換軌道222b，接著如圖4B所示，滑塊224將在第二軌道222a上移動，使得光學掃描模塊110發生偏斜的現象，而連帶使得掃描線112與掃描行進方向114之間不再夾直角，而是夾一銳角。
綜上所述，本發明的可變換掃描解析度的方法是通過相對偏移光學掃描模塊的兩側端，使其掃描線與掃描行進方向之間不相互垂直而夾有一銳角，並當利用已偏斜化的掃描線來進行文件的掃描作業時，將使得同一文件所包含的像素數量將相對提高，而達到較高的掃描解析度。
此外，本發明更依照上述的方法，提供一種可變換掃描解析度的裝置，適用於光學掃描儀，此裝置是以驅動模塊帶動光學掃描模塊的一側端，並以導引模塊導引光學掃描模塊的另一側端，其中導引模塊更有多條預設軌道，可通過光學掃描模塊的另一側端在某特定軌道上移動，因而偏斜光學掃描模塊的掃描線，並使已偏斜化的掃描線進行文件的掃描作業，如此將可達到較高的掃描解析度，此外，也可不偏斜光學掃描模塊的掃描線，使得未偏斜化的掃描線進行文件的掃描作業，如此將可達到原有最大的掃描面積。
權利要求
1.一種可變換掃描解析度的方法，適用於一光學掃描儀，其中該光學掃描儀至少具有一光學掃描模塊，而該光學掃描模塊具有一掃描線及一掃描行進方向，且該掃描線與該掃描行進方向之間原先夾有一直角，其特徵是，該可變換掃描解析度的方法包括相對偏移該光學掃描模塊的兩側端，使得該掃描線與該掃描行進方向之間夾有一銳角；以及沿著該掃描行進方向移動該光學掃描模塊，並保持該掃描線與該掃描行進方向之間夾有該銳角。
2.如權利要求1所述的可變換掃描解析度的方法，其特徵是，相對偏移該光學掃描模塊的兩側端的方法包括在該掃描行進方向上同向偏移該光學掃描模塊的兩側端，且該光學掃描模塊的兩側端的偏移量不同。
3.如權利要求1所述的可變換掃描解析度的方法，其特徵是，相對偏移該光學掃描模塊的兩側端的方法包括在該掃描行進方向上偏移該光學掃描模塊的兩側端其中之一。
4.如權利要求1所述的可變換掃描解析度的方法，其特徵是，相對偏移該光學掃描模塊的兩側端的方法包括在該掃描行進方向上反向偏移該光學掃描模塊的兩側端。
5.一種可變換掃描解析度的裝置，適用於一光學掃描儀，其中該光學掃描儀至少具有一光學掃描模塊，而該光學掃描模塊具有一第一側端及相對的第二側端、一掃描線及一掃描行進方向，且該掃描線與該掃描行進方向之間原先夾直角，其特徵是，該可變換掃描解析度的裝置至少包括一驅動模塊，配設於該光學掃描儀之內，其中該光學掃描模塊的該第一側端軸設於該驅動模塊上，使得該驅動模塊可在該掃描行進方向上，帶動該光學掃描模塊的該第一側端；一導引模塊，配設於該光學掃描儀之內，其中該光學掃描模塊的該第二側端軸設於該導引模塊上，使得該導引模塊可在該掃描行進方向上，導引該光學掃描模塊的該第二側端，並使得該掃描線與該掃描行進方向之間可夾直角及銳角其中之一。
6.如權利要求5所述的可變換掃描解析度的裝置，其特徵是，該驅動模塊包括一軸棒定位機構及一皮帶驅動機構。
7.如權利要求6所述的可變換掃描解析度的裝置，其特徵是，該軸棒定位機構包括一軸套及對應的一軸棒，而該光學掃描模塊的該第一側端軸設於該軸套上。
8.如權利要求7所述的可變換掃描解析度的裝置，其特徵是，該軸棒的軸線方向平行於該光學掃描模塊的該掃描行進方向。
9.如權利要求7所述的可變換掃描解析度的裝置，其特徵是，該皮帶驅動機構可在該軸棒的軸線方向上帶動該軸套，因而連帶帶動該光學掃描模塊的該第一側端。
10.如權利要求5所述的可變換掃描解析度的裝置，其特徵是，該導引模塊具有一第一軌道，其延伸方向平行於該光學掃描模塊的該掃描行進方向；一切換軌道，該切換軌道的一端連接該第一軌道；至少一第二軌道，連接於該切換軌道的另一端，並經由該切換軌道而連接至該第一軌道，而該第二軌道的延伸方向平行於該光學掃描模塊的該掃描行進方向，且該第二軌道較該第一軌道接近該光學掃描模塊的該第一側端；一滑塊，可在該第一軌道、該第二軌道及該切換軌道上移動，其中該光學掃描模塊的該第二側端軸設於該滑塊上，使得該驅動模塊可連帶移動該光學掃描模塊的該第二側端；以及一軌道切換開關，配設於該第一軌道及該切換軌道之間，其切換該滑塊的移動路徑。
11.如權利要求10所述的可變換掃描解析度的裝置，其特徵是，該滑塊與該第一軌道、該第二軌道及該切換軌道之間為摩擦接觸及滾動接觸其中之一。
全文摘要
一種可變換掃描解析度的方法，適用於光學掃描儀，是通過相對偏移光學掃描模塊的兩側端，使其掃描線與其掃描行進方向之間不相互垂直而夾有一銳角，接著以偏斜化的掃描線進行文件的掃描。此外，更可依照上述方法設計一種可變換掃描解析度的裝置，也適用於光學掃描儀，其以驅動模塊帶動光學掃描模塊的一側端，並以導引模塊導引光學掃描模塊的另一側端，其中導引模塊更具有多條軌道，並使得光學掃描模塊的另一側端可移動於上述的軌道，因而偏斜或不偏斜光學掃描模塊的掃描線，再以偏斜化或未偏斜化的掃描線來掃描文件。
文檔編號G06K9/20GK1458621SQ02119840
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月15日 優先權日2002年5月15日
發明者連金鐘, 陳聰穎 申請人:力捷電腦股份有限公司