多電荷耦合元件校正方法及其裝置的製作方法
2023-05-23 12:34:56 1
專利名稱：多電荷耦合元件校正方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種掃描系統的調整與校正方法及其裝置，特別是一種多電荷耦合元件的掃描系統的校正方法及其裝置。
一般的掃描裝置大致可區分為三大類，分別是掌上型掃描系統、饋紙式掃描系統、平臺式掃描系統。掃描系統是將圖像對焦成像至一光電感測元件以產生信號供圖像處理用。一組掃描裝置通常包含光源、反射鏡片組、鏡頭組，以用來將紙面圖案反射成像至電荷耦合元件(charge-coupled device；CCD)上，由此CCD產生一圖像信號。一般是將文件通過CCD前方以掃描其圖像，CCD是以許多個極小的半導體光電元件組合排列成一直線陣列而製成，當文件平移通過CCD前方，CCD會逐一掃描每一條平行線以產生一完整文件的圖像信號，此圖像信號經由一前處理單元調整圖像信號的直流增益，接著使用一個模擬一數字轉換器，將此模擬圖像信號轉換為數位訊號，並經由一後處理單元將信號做明部、暗部及珈瑪修正(highlight,shadow,and Gamma correction)後產生一圖像碼。
傳統的掃描系統是以一個CCD來擷取文件圖像，然而此方式僅適用於寬度較小的文件，如標準A4(210mm×297mm)的紙張，當需掃描更大的文件時，便必須增加CCD與文件間的距離，因而造成許多缺點。舉例來說，CCD與文件間的距離增加後，將導致掃描系統體積增大，無法滿足現今要求掃描系統體積迷你化的趨勢；而另一更大的問題是，此種增加CCD與文件間距離的方式，造成圖像清晰度的劣化及掃描時間的增加，無法滿足市場需求。
有鑑於此，本發明的目的是提供一具有複數個電荷耦合元件(charge coupled device；CCD)的掃描系統中的CCD校正方法及其裝置。
本發明的目的是這樣實現的一種用於具有複數個電荷耦合元件的掃描系統的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於該校正裝置至少由一多重處理器、一互補式雙倍取樣器、一模擬一數字轉換器、一後處理單元、一特殊應用集成電路及一校正平板組成，其中，所述的多重處理器與複數個電荷耦合元件相連接，所述的互補式雙倍取樣器與該多重處理器相連接，該多重處理器用以指定一組電荷耦合元件的信號輸入該互補式雙倍取樣器中，該互補式雙倍取樣器針對偵測到的信號，調整其直流增益以產生一調整過的信號；所述的模擬一數字轉換器，連接於該互補式雙倍雙樣器之後，將該調整過的信號轉換為數位訊號；所述的後處理單元，連接於該模擬一數字轉換器之後，將該數位訊號做明部、暗部及珈瑪修正後產生一圖像碼；所述的特殊應用集成電路，連接於該後處理單元之後，針對該圖像碼產生複數個校正數據；所述的校正平板，置於所述的電荷耦合元件之前。
所述的校正平板上包括複數個校正圖案形成於其上，各校正圖案間的間距相等，以使所述的電荷耦合元件能偵測到一個以上的校正圖案。
所述的校正圖案一例為至少包括一條相對於水平線傾斜第一角度的一斜線及兩條垂直線，兩條垂直線分別與斜線的兩端相接。所述的第一角度約為45度。
所述的校正圖案另一例為至少包括一條相對於水平線傾斜第二角度的一斜線及一條垂直線，一條垂直線與斜線的一端相接。所述的第二角度約為45度。
所述的校正裝置還可包括一用以顯示複數個校正數據的顯示器。
一種用於校正掃描系統中複數個電荷耦合元件的方法，其特徵在於包括以下步驟a)在複數個電荷耦合元件之前設置一校正平板，該校正平板上有複數個校正圖案，各校正圖案間的間距相等，以使該等電荷耦合元件能偵測到一個以上的校正圖案；b)使用該等複數個電荷耦合元件掃描該校正圖案，產生一圖像信號；及c)對應於該圖像信號產生一校正數據，用於校正。
其中，所述的校正圖案一例為至少包括一條相對於水平線傾斜第三角度的一斜線及兩條垂直線，兩條垂直線分別與該斜線的兩端相接。所述的第三角度約為45度。
所述的校正圖案另一例為至少包括一條相對於水平線傾斜第四角度的一斜線及一條垂直線，垂直線與該斜線的一端相接。所述的第四角度約為45度。
所述的複數個校正圖案將產生複數組校正信號。其中，所述的複數組校正信號若有相對位移，則表示該等複數個電荷耦合元件的安裝位置偏移，所述的複數組校正信號若沒有相對位移，則表示該等複數個電荷耦合元件的安裝位置正確。
當所述的複數個電荷耦合元件為兩個時，所述的校正圖案可為三個，且每一個校正圖案至少包括一條相對於水平線傾斜45度的斜線及兩條垂直線，兩條垂直線分別與斜線的兩端相接，三個校正圖案將產生四組校正信號，四組校正信號若有相對位移，則表示所述的兩個電荷耦合元件的安裝位置偏移，四組校正信號若沒有相對位移，則表示所述的兩個電荷耦合元件的安裝位置正確。
由此可以看出，複數個CCD分別將所產生的圖像信號傳送到一個二合一的多重處理器，該多重處理器用以指定將何組CCD的信號輸入下一元件中，接著經一前處理器，如互補式雙倍取樣器(correlated double sampling,CDS)，針對偵測到的信號調整其直流增益，產生一信號到一個三合一紅、綠、蘭三原色多重處理器，經由一模擬一數字轉換器，連接於三原色(RGB)多重處理器之後，將此調整過的信號轉換為數位訊號，再經過一後處理單元，連接於該模擬數字轉換器之後，將數位訊號做明部、暗部及珈瑪修正後產生圖像碼，最後並有一特殊應用集成電路(application specific integrated circuits；ASIC)，連接於後處理單元之後，針對圖像碼產生複數個校正數據，傳送至一用來處理校正數據的電腦或處理器中，依此完成將複數個CCD校正至一準確的位置。
下面通過附圖和實施例對本發明再作進一步說明
圖1為本發明校正裝置的示意圖；圖2為本發明校正圖案的示意圖；圖3為本發明揭示的方法的流程圖圖4為本發明一實施例的時序圖；圖5為顯示一未經校正前的校正信號；圖6為顯示一經過校正後的校正信號；圖7及圖8分別顯示本發明一實施例中的第二CCD掃描線與校正圖案的位置關係圖。
本發明揭示一多電荷耦合元件(charge coupled device；CCD)掃描系統的校正方法，經由多CCD的使用，掃描系統可掃描比傳統A4紙張更大的文件，如36英寸的文件。
參閱圖1，以使用兩個CCD的掃描系統為一實施例，在掃描系統中，第一個CCD10與第二個CCD20排列於一直線上，校正平板30置於其前方，校正平板所在的位置即為掃描時文件所在的位置，由兩組鏡片組，如圖中所示的鏡片組40與鏡片組42，分別設置於校正平板30與第一個CCD10、第二個CCD20之間。
圖1上方顯示校正平板30上的圖案，校正平板30上包含多組的校正圖案，校正圖案的數目視所使用的CCD數目而定，在此實施例中，對應於CCD10及CCD20，有三個校正圖案32,34及36形成於校正平板30上，校正圖案32到36是分別由一條斜線及兩條垂直線組成，斜線相對於水平線傾斜約45°，兩條垂直線分別與斜線的頭尾兩端，形成如英文字母「N」的圖案，另外，本發明中的校正圖案也可以由一條斜線及一條垂直線所組成。其中各校正圖案間的間距皆相等，斜線相對於水平線傾斜的角度亦可以為其他角度，圖2顯示本發明中校正圖案的示意圖。
參閱圖1,P1到P9為校正平板30上的參考標記，校正平板30的長度大於P1到P9間的距離，此掃描系統的最大文件寬等於P2到P8之間的距離，如36英寸。假設掃描系統的解析度為400dpi(dot per inch；每英寸所能分辨的點數)，則一文件寬相當於14400個點，其中第一個CCD10可以感測到P1到P6間的圖案，第二個CCD20可以感測到P4到P9間的圖案，P1到P4間的區域為第一個CCD10及第二個CCD20皆能感測到的重疊區。
P1、P3、P4、P6、P7及P9分別對應到校正圖案32、34、及36中的直線部分，P2是與校正圖案32中斜線部分的中心點對應，同樣的，P5及P8則分別與校正圖案34及36中斜線部分的中心點對應。被掃描的文件可分為數個部分，以此一實施例來看，可分為兩個部分，這兩個部分分別由第一個CCD10及第二個CCD20來掃描，第一部份是P2到P6間的區域，而第二部分是P4到P8間的區域。
圖3所示是本發明的實施方法，第一個CCD10及第二個CCD20所讀到的圖像信號分別傳送至一個二合一多重處理器100，此多重處理器100為熟悉此領域技術者所熟知的元件，多重處理器100用以指定將何組CCD的信號輸入下一元件中，圖4即為多重處理器100的時序圖，接著經一前處理器，如互補式雙倍取樣器(correlated double sampling；CDS)200，針對偵測到的信號調整其直流增益，產生一信號，接著有一個三合一紅、綠、蘭三原色多重處理器(RGB multiprocessor)300連接於CDS200之後，三合一紅、綠、蘭三原色多重處理器300用以選擇將紅、綠、蘭三原色信號依序輸出至下一元件中，一模擬一數字轉換器400連接於三原色多重處理器300之後，將此調整過的信號轉換為數位訊號，再經過一後處理單元，連接於模擬一數字轉換器之後，將數位訊號做明部、暗部及珈瑪修正後產生一圖像碼，最後並有一特殊應用集成電路(application specific integrated circuits；ASIC)500，連接於後處理單元之後，針對圖像碼產生複數個校正數據，傳送至一用來處理校正數據的主電腦或處理器600中。
第一個CCD10及第二個CCD20透過固件將轉換後的信號以0.1秒的間隔傳送至主電腦600中，主電腦600偵測到此校正數據後，將校正數據以灰階顯示作為校正之用，為便於調整及校正比對此校正數據，CCD所掃描到的圖像信號將由上而下依序顯示於顯示器上，如圖5、圖6所示，圖5為校正前的校正信號，圖6為校正後的校正信號，校正信號40顯示校正圖案32經由第一個CCD10掃描的結果，校正信號42顯示校正圖案34經由第一個CCD10掃描的結果，校正信號44顯示校正圖案34經由第二個CCD20掃描的結果，校正信號46顯示校正圖案36經由第二個CCD20掃描的結果。
其中，上述的校正信號間若有相對位移，則表示該複數個CCD的安裝位置有偏移，上述的校正信號若沒有相對位移，表示該複數個CCD的安裝位置正確。在圖5中，校正信號44和校正信號46彼此間並未對齊，相對於其它的校正信號，校正信號44和校正信號46也有位移，由此可推定CCD20並未安裝在準確的位置上。因此本發明中的方法可用以決定出哪一個CCD因安裝位置偏移，而使得其掃描線未正確的對正校正平板30，假設CCD20因安裝位置偏移，而使得其掃描線如圖7一樣歪斜，產生對應於圖5中的校正信號44及46，圖7中直線61顯示CCD20傾斜的掃描線，便得34a與34b間的距離11和34b與34c間的距離12不相等，36a與36b間的距離13和36b與36c間的距離14也不相等，因此需要調整CCD20的定位。首先調整CCD20的位置，使校正信號40、42、44、46全部位於同一水平線上，接著分別調整CCD10及CCD20使其位於同一水平線上，調整的方法有許多種，其細節為熟悉此一領域技術者所熟知，在此不做細述。
將CCD定位調整好後，其校正圖案經掃描後會得到如圖6所示的信號，由圖8中可知，在定位正確後，34a與34b間的距離15會等於34b與34c間的距離16,36a與36b間的距離17也會等於36b與36c間的距離18，使用者可以如上的校正及調整方法分別依序校正每一個CCD而完成其定位。
權利要求
1.一種用於具有複數個電荷耦合元件的掃描系統的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於該校正裝置至少由一多重處理器、一互補式雙倍取樣器、一模擬一數字轉換器、一後處理單元、一特殊應用集成電路及一校正平板組成，其中，所述的多重處理器與複數個電荷耦合元件相連接，所述的互補式雙倍取樣器與該多重處理器相連接，該多重處理器用以指定一組電荷耦合元件的信號輸入該互補式雙倍取樣器中，該互補式雙倍取樣器針對偵測到的信號，調整其直流增益以產生一調整過的信號所述的模擬一數字轉換器，連接於該互補式雙倍雙樣器之後，將該調整過的信號轉換為數位訊號；所述的後處理單元，連接於該模擬一數字轉換器之後，將該數位訊號做明部、暗部及珈瑪修正後產生一圖像碼；所述的特殊應用集成電路，連接於該後處理單元之後，針對該圖像碼產生複數個校正數據；所述的校正平板，置於所述的電荷耦合元件之前。
2.根據權利要求1所述的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於所述的校正平板上包括複數個校正圖案形成於其上，各校正圖案間的間距相等，以使所述的電荷耦合元件能偵測到一個以上的校正圖案。
3.根據權利要求2所述的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於所述的校正圖案至少包括一條相對於水平線傾斜第一角度的一斜線及兩條垂直線，兩條垂直線分別與斜線的兩端相接。
4.根據權利要求3所述的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於所述的第一角度約為45度。
5.根據權利要求2所述的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於所述的校正圖案至少包括一條相對於水平線傾斜第二角度的一斜線及一條垂直線，一條垂直線與斜線的一端相接。
6.根據權利要求5所述的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於所述的第二角度約為45度。
7.根據權利要求1所述的多電荷耦合元件校正裝置，其特徵在於所述的校正裝置還可包括一用以顯示複數個校正數據的顯示器，。
8.一種用於校正掃描系統中複數個電荷耦合元件的方法，其特徵在於包括以下步驟a)在複數個電荷耦合元件之前設置一校正平板，該校正平板上有複數個校正圖案，各校正圖案間的間距相等，以使該等電荷耦合元件能偵測到一個以上的校正圖案；b)使用該等複數個電荷耦合元件掃描該校正圖案，產生一圖像信號；及c)對應於該圖像信號產生一校正數據，用於校正。
9.根據權利要求8所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的校正圖案至少包括一條相對於水平線傾斜第三角度的一斜線及兩條垂直線，兩條垂直線分別與該斜線的兩端相接。
10.根據權利要求9所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的第三角度約為45度。
11.根據權利要求8所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的校正圖案至少包括一條相對於水平線傾斜第四角度的一斜線及一條垂直線，垂直線與該斜線的一端相接。
12.根據權利要求11所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的第四角度約為45度。
13.根據權利要求11所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的複數個校正圖案將產生複數組校正信號。
14.根據權利要求13所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的複數組校正信號若有相對位移，則表示該等複數個電荷耦合元件的安裝位置偏移，所述的複數組校正信號若沒有相對位移，則表示該等複數個電荷耦合元件的安裝位置正確。
15.根據權利要求11所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的複數個電荷耦合元件為兩個。
16.根據權利要求15所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的校正圖案為三個，且每一個校正圖案至少包括一條相對於水平線傾斜45度的斜線及兩條垂直線，兩條垂直線分別與斜線的兩端相接。
17.根據權利要求16所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的三個校正圖案將產生四組校正信號。
18.根據權利要求17所述的多電荷耦合元件校正方法，其特徵在於所述的四組校正信號若有相對位移，則表示所述的兩個電荷耦合元件的安裝位置偏移，所述的四組校正信號若沒有相對位移，則表示所述的兩個電荷耦合元件的安裝位置正確。
全文摘要
本發明公開了一種多電荷耦合元件校正方法及其裝置，包含設置一校正平板於複數個電荷耦合元件(CCD)之前，該校正平板上有複數個校正圖案，使用複數個CCD掃描該校正圖案，分別產生圖像信號到一多重處理器，多重處理器用以決定將何組CCD的信號輸入下一元件。一互補式雙倍取樣器與多重處理器相連接，針對偵測到的信號調整其直流增益，一三合一紅、綠、藍三原色多重處理器接於互補式雙倍取樣器之後，以產生一調整過的信號，接著有一模擬一數字轉換器，連接於三原色多重處理器之後，將此調整過的信號轉換為數位訊號,一特殊應用集成電路針對此數位訊號產生複數個校正數據，傳送至電腦或處理器中處理，依此完成將複數個CCD校正至一準確的位置。
文檔編號H04N1/047GK1227999SQ98100480
公開日1999年9月8日 申請日期1998年3月3日 優先權日1998年3月3日
發明者蔡振財 申請人:鴻友科技股份有限公司