電荷耦合元件檢測模塊的控制方法
2023-05-25 05:44:16
專利名稱：電荷耦合元件檢測模塊的控制方法
技術領域：
本發明涉及一種電荷耦合元件檢測模塊的控制方法，特別涉及一種使用在掃描器中的電荷耦合元件檢測模塊的控制方法。
在影像掃描器中，電荷耦合元件(CCD)檢測模塊是用以擷取待掃描影像所對應的光信號，並將之轉換為影像信號後傳送給下級的模擬信號處理電路做進一步的影像信號處理。為了達到高解析度的影像掃描的目的，一種使用交錯(staggered)檢測結構的高解析度影像檢測器已經揭露在美國專利案號第4,438,457中。而使用此交錯檢測結構的CCD檢測模塊已經廣為業界所使用。
參照
圖1，其所繪示乃傳統使用交錯檢測結構的交錯式CCD檢測模塊100的示意圖。圖1是以每一列的解析度為600dpi(dot per inch)，長度為9英寸的CCD檢測模塊100為例做說明。圖1的CCD檢測模塊100是可用以進行高解析度掃描，例如是解析度為1200dpi的影像掃描。CCD檢測模塊100是包括有一奇數光檢測器組102與一偶數光檢測器組104。奇數光檢測器組102中的光檢測器D1、D3...D10799是與偶數光檢測器組104中的光檢測器D2、D4....D10800交錯排列。每個光檢測器D1-D10800是對應至一個像素(pixel)的影像信號。當對CCD檢測模塊100進行曝光，奇數光檢測器組102與偶數光檢測器組104同時檢測光信號之後，光檢測器D1、D3...D10799與光檢測器D2、D4....D10800分別產生相對應的信號電荷S1、S3....S10799與S2、S4...S10800。而信號電荷S1、S3....S10799與S2、S4...S10800則是經由一移位邏輯柵(shift gate)(未標示於圖中)，並行式地同時傳送至CCD移位寄存器單元105中。當所有的信號電荷S1-S10800均傳送至CCD移位寄存器單元105中之後，即可對CCD檢測模塊100進行下一次的曝光動作。
其中，CCD移位寄存器單元105包括CCD移位寄存器106與108。信號電荷S1、S3...S10799與S2、S4...S10800分別傳送至CCD移位寄存器106與108中。而信號電荷S1-S10800是統稱為信號電荷S。
然後，藉由時鐘信號CK的控制，CCD移位寄存器106與108是串行式地將所存儲的信號電荷S1、S3....S10799與S2、S4...S10800交替式地輸入至一電荷接收單元109。此電荷接收單元109包括一控制電路110與一電荷接收器，此電荷接收器例如是一輸出電容C。信號電荷S1、S3....S10799與S2、S4...S10800是經由控制電路110輸出至輸出電容C中。也就是，輸出電容C將依序接收到信號電荷S1、S2、S3、S4....S10799以及S10800。而CCD檢測模塊100則將輸出電容C的跨壓作為輸出信號OS，輸出信號OS中包含了每個像素的影像信號，此影像信號是輸入至下級的模擬信號處理電路112以進行進一步的影像信號處理。
參照圖2，其所繪示乃傳統用以控制圖1的CCD檢測模塊100的時鐘信號與重置信號的波形圖。時鐘信號CK是用以控制CCD移位寄存器106與108的動作。當時鐘信號CK每輸入一個時鐘脈衝(clock pulse)時，CCD移位寄存器106與108則交替式地移位輸出一個信號電荷S至輸出電容C中。舉例來說，在時間點t1時，時鐘脈衝202是輸入至CCD移位寄存器106與108中，此時，CCD移位寄存器106是將信號電荷S1輸出至輸出電容C中並得到對應的影像信號。然後，在下一個時鐘脈衝204輸入至CCD移位寄存器106與108之前，重置信號RS的重置脈衝208是輸入至CCD檢測模塊100的控制電路110中，將輸出電容C重置，亦即是將輸出電容C中的所有的電荷消除掉，準備容納下一個信號電荷S。
接著，時間點t2時，時鐘脈衝204輸入至CCD移位寄存器106與108，此時，CCD移位寄存器108是將信號電荷S2輸出至輸出電容C中以得到信號電荷S2所時應的影像信號。然後，重置脈衝210接著輸入至CCD檢測模塊100中以將輸出電容C重置。之後，在時間點t3時，時鐘脈衝206輸入至CCD移位寄存器106與108，此時，CCD移位寄存器106是將信號電荷S3輸出至輸出電容C中以得到信號電荷S3所對應的影像信號。如此，重複上述動作，將信號電荷S4、S5...S10800依序地輸出至輸出電容C中，以得到其所對應的影像信號。當所有CCD移位寄存器106與108中的信號電荷S均輸出至輸出電容C之後，CCD移位寄存器106與108即可接著接收下一次對CCD檢測模塊100進行曝光之後所產生的信號電荷S。
一般而言，在時鐘信號CK中，每兩個時鐘脈衝之間的間隔最少需為1μs(10-6sec)，才能使得輸出信號OS有足夠的穩態時間，讓模擬信號處理電路112得以成功地擷取輸出信號OS中所包含的影像信號。而對於每列5400個光檢測器D，總共10800個光檢測器D的CCD檢測模塊100而言，則必須經過10800*1μs＝10.8ms的時間，才能夠將奇數光檢測器組102與偶數光檢測器組104所產生的信號電荷S1、S2....S10800輸出完畢，以得到所要的影像信號。為了讓下級的模擬信號處理電路有足夠的處理時間，以避免其產生誤動作的情形，傳統的設計是將CCD檢測模塊100的最佳曝光時間設定為16ms，而CCD移位寄存器106與108亦可有16ms的時間來執行將信號電荷S移位輸出至輸出電容C的動作。
然而，當CCD檢測模塊100的最佳曝光時間設定為16ms時，則必須選用較暗或較合適的燈管，才能夠讓CCD檢測模塊100在曝光16ms之後達到最佳曝光量，或得到最大的信號/噪音比率，以使噪音的影響減至最小。然而，此種設計方式極可能因為所選用的燈管的亮度過大，而產生過度曝光，使得光檢測器D有電荷飽和的情形。如此，掃描所得的畫面的品質將因此而降低。
另外，當使用圖1的CCD檢測模塊100來進行掃描低解析度的掃描時，例如是600dpi掃描時，其動作原理如下。首先，對CCD檢測模塊100進行曝光動作，以使得光檢測器D1～D10800產生信號電荷S1～S10800。接著，將信號電荷S1～S10800分別傳送至CCD移位寄存器106與108。然後，CCD移位寄存器106與108是依序將信號電荷S1～S10800移位輸出至輸出電容C中，並僅擷取奇數光檢測器組102所產生的信號電荷S1、S3....S10799。其中，為了僅擷取奇數光檢測器組102的信號電荷S1、S3....S10799，時鐘信號CK與重置信號RS的波形可如圖3所示。
在圖3中，在時間點t4之前，重置脈衝302輸入至CCD檢測模塊100以對輸出電容C進行重置。然後，在時間點t4之時，輸入時鐘脈衝304以使信號電荷S1移位輸入至輸出電容C中。接著，在時間點t5之時，輸入時鐘脈衝306以使信號電荷S2移位輸入至輸出電容C中。此時，輸出電容C中包括了信號電荷S1與S2。同理，在時間點t6之前輸入重置脈衝308以對輸出電容C進行重置，消除了信號電荷S1與S2之後，待時鐘脈衝310輸入後再將信號電荷S3移位輸入至輸出電容C中。而在時間點t7之後，信號電荷S3與S4均存儲輸入至輸出電容C中。如此依序進行直到所有的信號電荷S均已從CCD移位寄存器106與108中移位輸出至輸出電容C為止。而模擬信號處理電路112可僅擷取信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號，即可達到解析度為600dpi的低解析度掃描的目的。
由圖3可以看出，使用圖1的CCD檢測模塊100來進行低解析度，例如是600dpi的影像掃描時，其所需要的時間是與進行高解析度，例如是1200dpi的影像掃描時所需的時間相等。因為已經設定曝光16ms時方能得到最佳曝光量，所以，在進行解析度為600dpi的掃描時也需要16ms的曝光時間。而CCD移位寄存器106與108因為必須將所有的信號電荷S1、S3....S10799與S2、S4...S10800均移位輸出至輸出電容C中，其所需的時間也與高解析度掃描時相同。
所以，在低解析度掃描時，傳統的作法所需的時間是與高解析度掃描時相同。雖然進行解析度為600dpi的掃描時，僅選取信號電荷S1、S3...S10799或信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號，但是其所需要的移位輸出的時間是與進行解析度為12000dpi的掃描相同的。因此，雖然是進行低解析度掃描，卻仍然需要花上與高解析度掃描相等的時間才能完成掃描。
有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種電荷耦合元件檢測模塊的控制方法，在高解析度掃描時，可以避免CCD檢測模塊中的電荷飽和的情形。而在低解析度掃描時，可以達到快速掃描，節省掃描時間的目的。
根據本發明的目的，提出一種電荷耦合元件(CCD)檢測模塊的控制方法。CCD檢測模塊包括有多個光檢測器、一CCD移位寄存器單元、與一電荷接收單元。此些光檢測器是分成兩組，包括一第一光檢測器組與一第二光檢測器組。此些光檢測器是用以將所檢測到的光信號轉換成信號電荷，之後，再並行式地輸出至上述的CCD移位寄存器單元。本發明的控制方法包括首先，對第一光檢測器組與第二光檢測器組進行曝光，而第一光檢測器組與第二光檢測器組曝光後所得的第一信號電荷與第二信號電荷將分別存儲到上述的該CCD移位寄存器單元中。接著，將上述的CCD移位寄存器單元中的第一信號電荷與第二信號電荷依序移位輸出至上述的電荷接收單元中，並擷取第一信號電荷所對應的影像信號。然後，對第一光檢測器組與第二光檢測器組進行曝光，而第一光檢測器組與第二光檢測器組曝光後所得的第一信號電荷與第二信號電荷將分別存儲到上述的CCD移位寄存器單元中。最後，將上述的CCD移位寄存器中的第一信號電荷與第二信號電荷依序移位輸出至上述的電荷接收單元中，並擷取第二信號電荷所對應的影像信號。
為使本發明的上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並結合附圖，作詳細說明。
圖1繪示為傳統使用交錯檢測結構的交錯式CCD檢測模塊的示意圖。
圖2繪示為傳統用以控制圖1的CCD檢測模塊的時鐘信號與重置信號的波形圖。
圖3繪示為在低解析度掃描時，傳統用以控制圖1的CCD檢測模塊的時鐘信號與重置信號的波形圖。
圖4繪示依照本發明一較佳實施例的一種用以控制圖1的CCD檢測模塊的時鐘信號與重置信號的波形圖。
圖5A繪示為使用兩個輸出電容的交錯檢測結構的CCD檢測模塊的示意圖。
圖5B繪示為圖5A中第一次曝光後所使用的時鐘信號與重置信號的波形圖。
圖5C所繪示為圖5A中第二次曝光後所使用的時鐘信號與重置信號的波形圖。
圖6繪示為單列式的CCD檢測模塊的示意圖。
在本發明的電荷耦合元件(CCD)檢測器的控制方法中，CCD檢測模塊是包括有多個光檢測器、至少一個CCD移位寄存器、與至少一個輸出電容。此些光檢測器分成兩組，包括一奇數光檢測器組與一偶數光檢測器組，這些光檢測器是用以將所檢測到的光信號轉換成信號電荷，之後，再並行式地輸出至CCD移位寄存器。本發明的控制方法包括首先，進入步驟(a)，對奇數光檢測器組與偶數光檢測器組進行曝光，而奇數光檢測器組與偶數光檢測器組曝光後所得的奇數信號電荷與偶數信號電荷將分別存儲到前述的CCD移位寄存器中。
接著，進入步驟(b)，將CCD移位寄存器中的奇數信號電荷與偶數信號電荷依序移位輸出至輸出電容中，並擷取奇數信號電荷所對應的影像信號。然後，進入步驟(c)，再一次地對奇數光檢測器組與偶數光檢測器組進行曝光，而奇數光檢測器組與偶數光檢測器組曝光後所得的奇數信號電荷與偶數信號電荷將分別存儲到前述的CCD移位寄存器中。最後，進入步驟(d)，將CCD移位寄存器中的奇數信號電荷與偶數信號電荷依序移位輸出至輸出電容中，並擷取偶數信號電荷所對應的影像信號。
現以本發明的CCD檢測器的控制方法應用於圖1的CCD檢測模塊100為例做說明。首先，進入步驟(a)，對CCD檢測模塊100進行曝光。因為偶數光檢測器組104是以相對於奇數光檢測器組102向側邊平移半個光檢測器D的寬度的距離交錯式地配置於CCD檢測模塊100上，所以，當CCD檢測模塊100進行曝光時，奇數光檢測器組102與偶數光檢測器組104是同時被曝光。而奇數光檢測器組102與偶數光檢測器組104曝光後所得的奇數信號電荷S1、S3...S10799與偶數信號電荷S2、S4...S10800將分別存儲到CCD移位寄存器106與108中。
接著，進入步驟(b)，將CCD移位寄存器106中的奇數信號電荷S1、S3...S10799與CCD移位寄存器108中的偶數信號電荷S2、S4...S10800依序移位輸出至輸出電容C中，並擷取奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號。
其中，可通過適當地控制時鐘信號CK與重置信號RS來達到僅擷取奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號的目的。參照圖4，其繪示依照本發明一較佳實施例的一種用以控制圖1的CCD檢測模塊100的時鐘信號與重置信號的波形圖。在時間點t1′時，重置信號RS的重置脈衝402是輸入至CCD檢測模塊100中，將輸出電容C進行重置動作。之後，在時間點t2′時，時鐘信號CK的時鐘脈衝404是輸入至CCD檢測模塊100中，此時，信號電荷S1是在CCD移位寄存器106中平移後輸出至輸出電容C中。
接著，在時間點t3′時，重置信號RS的重置脈衝406是輸入至CCD檢測模塊100中，並將輸出電容C進行重置動作。然後，在時間點t4′時，時鐘信號CK的時鐘脈衝408是輸入至CCD檢測模塊100中，此時，信號電荷S2是在CCD移位寄存器108中平移後輸出至輸出電容C中。其中，時鐘脈衝408的周期是較時鐘脈衝404的周期為短，時鐘脈衝408的周期約為時鐘脈衝404的周期的1/5。
之後，在時間點t5′時，重置信號RS的重置脈衝410是輸入至CCD檢測模塊100中，並將輸出電容C進行重置動作。此時，原本存儲在輸出電容C的信號電荷S2則因輸出電容C重置，而不復存在於輸出電容C中。一直到時間點t6′時，時鐘脈衝412分別輸入至CCD移位寄存器106與108之後，信號電荷S3方才又輸入至輸出電容C中。
其中，時鐘脈衝408與412之間的時間間隔(時間點t4′～t6′)是只約為時鐘脈衝404與408之間的時間間隔(時間點t2′～t4′)的1/5。其原因為，在時間點t2′～t4′之間，信號電壓S1輸入至輸出電容C後，必須經過約1μs的時間，方可使輸出電容C的電壓值維持穩態的時間夠長，模擬信號處理電路112方能成功地從輸出信號OS中擷取到所要的影像信號。而在時間點t4′～t6′之間，信號電荷S2輸入至輸出電容C後，接著便將輸出電容C重置，信號電荷S2亦隨之消除。在本發明中，並不需要取得對應至信號電荷S2的影像信號，所以，不需使得輸出電容C的電壓值具有足夠長時間的穩態。因此，時間點t4′～t6′的時間間隔只需為時間點t2′～t4′的時間間隔的1/5即可符合所求。
如此，重複上述步驟，直到奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號被成功的擷取完畢為止。
在步驟(b)之後，接著進入步驟(c)，再一次地對奇數光檢測器組與偶數光檢測器組進行曝光。此步驟與步驟(a)相同，在此不再贅述。
最後，進入步驟(d)，將CCD移位寄存器106中的奇數信號電荷S1、S3...S10799與CCD移位寄存器108中的偶數信號電荷S2、S4...S10800依序移位輸出至輸出電容C中，並擷取偶數信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號。步驟(d)是與步驟(b)相似，其不同點在於，當輸入第一個時鐘脈衝使得偶數信號電荷S2、S4...S10800輸入至輸出電容C時，在1μs之後方才繼續輸入第二個時鐘脈衝，並接著對CCD檢測模塊100輸入一重置脈衝以消除輸出電容C上的奇數信號電荷S1、S3...S10799。如此，模擬信號處理電路112將僅擷取到偶數信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號。
簡而言之，在步驟(a)與(b)中，可以擷取到奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號，並將偶數信號電荷S2、S4...S10800清除掉。而在步驟(c)與(d)中，可以擷取到偶數信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號，並將奇數信號電荷S1、S3...S10799清除掉。如此，整個CCD檢測模塊100影像信號可通過對CCD檢測模塊100進行兩次曝光，與兩次擷取影像數據的動作來得到。
本發明的控制方法的優點是，因為將信號電荷S清除掉所需的時間是僅有擷取信號電荷S所對應的影像信號的1/5，所以，以每列有5400個光檢測器D的CCD檢測模塊100而言，則必須經過至少5400*1.2μs＝6.7ms的時間，來完成上述的步驟(b)。所以，步驟(a)中所需的曝光時間，可以選擇大於6.7ms的值即可，例如是選定8ms來作為最佳曝光時間。
因為使用本發明的控制方法時，所選定的最佳曝光時間是可僅為傳統作法的1/2，所以將可以有效地避免傳統作法中，在高解析度掃描時(例如是解析度為1200dpi的掃描時)的過度曝光與電荷飽和的情形。傳統作法中必須使用較暗的燈管來避免過度曝光的產生，而使用本發明的控制方法之後，只要選用一般亮度的燈管即可達到極佳的效果。
另外，當進行低解析度掃描時，例如是解析度為600dpi的掃描時，可以僅使用本發明的控制方法中的步驟(a)與步驟(b)即可達到低解析度掃描的目的。以選定8ms為最佳曝光時間的條件而言，因為只需曝光一次，所以進行低解析度掃描時只需要花費8ms的時間即可得到所要的影像信號。與傳統方法所需的16ms相較，使用本發明的控制方法在低解析度掃描時可以達到快速掃描與節省掃描時間的目的。
進一步而言，本發明的控制方法不僅可以應用於圖1所示的交錯(staggered)檢測結構的CCD檢測模塊100，也可用於其他形式的CCD檢測模塊中。參照圖5A～5C，其中，圖5A所繪示為使用兩個輸出電容的交錯檢測結構的CCD檢測模塊500的示意圖，圖5B所繪示乃圖5A中第一次曝光後所使用的時鐘信號與重置信號的波形圖，而圖5C所繪示乃圖5A中第二次曝光後所使用的時鐘信號與重置信號的波形圖。CCD移位寄存器單元505包括有CCD移位寄存器506與508，而電荷接收單元509則是包括有兩個電荷接收器與多個控制電路，例如是輸出電容C1與輸出電容C2以及與控制電路510、512與514。時鐘信號CK1與CK2是分別輸入至CCD移位寄存器506與508中，而重置信號RS1與RS2則是分別輸入控制電路510與512，來控制輸出電容C1與C2的動作。輸出電容C1與C2是分別輸入至控制電路514中，由一控制信號CNTL控制的，而控制電路514並用以輸出輸出信號OS至模擬信號處理電路516中。
同樣地，控制圖5A的CCD檢測模塊500的控制方法如下。首先，執行步驟(a)，對奇數光檢測器組502與偶數光檢測器組504進行曝光，而奇數光檢測器組502與偶數光檢測器組504曝光後所得的奇數信號電荷S1、S3..S10799與偶數信號電荷S2、S4...S10800將分別存儲到CCD移位寄存器506與508中。
接著，執行步驟(b)，將CCD移位寄存器506中的奇數信號電荷S1、S3...S10799與偶數信號電荷S2、S4...S10800依序分別移位輸出至輸出電容C1與C2中，並擷取奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號。在此步驟中將奇數信號電荷S1、S3...S10799與偶數信號電荷S2、S4..S10800依序分別移位輸出至輸出電容C1與C2時所使用的時鐘信號CK1與CK2，以及重置信號RS1與RS2的波形如圖5B所示。也就是說，讓時鐘信號CK1的每個時鐘脈衝的間隔為1μs，而讓時鐘信號CK2的每個時鐘脈衝的間隔為0.2μs，即可達到擷取奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號，以及消除偶數信號電荷S2、S4...S10800的目的。
然後，執行步驟(c)，再一次地對奇數光檢測器組502與偶數光檢測器組504進行曝光，而奇數光檢測器組502與偶數光檢測器組504曝光後所得的奇數信號電荷S1、S3...S10799與偶數信號電荷S2、S4...S10800將分別存儲到CCD移位寄存器506與508中。
最後，執行步驟(d)，將CCD移位寄存器中506與508的奇數信號電荷S1、S3...S10799與偶數信號電荷S2、S4...S10800依序分別移位輸出至輸出電容C1與C2中，並擷取偶數信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號。在此步驟中將奇數信號電荷S1、S3...S10799與偶數信號電荷S2、S4...S10800依序分別移位輸出至輸出電容C1與C2時所使用的時鐘信號CK1與CK2，以及重置信號RS1與RS2如圖5C所示。在步驟中，使時鐘信號CK1的每個時鐘脈衝的間隔為0.2μs，而使時鐘信號CK2的每個時鐘脈衝的間隔為1μs，即可達到擷取偶數信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號，以及消除奇數信號電荷S1、S3...S10799的目的。
以上的方法是使用在高解析度的影像掃描中，同樣地，當進行低解析度的影像掃描時，只要執行步驟(a)與步驟(b)即可。
另一方面，本發明還可使用在圖6所示的單列式的CCD檢測模塊600中。CCD檢測模塊600中的CCD移位暫存單元605包括有CCD移位寄存器605，而CCD檢測模塊600的電荷接收單元609則是包括有控制電路610與一個電荷接收器，此電荷接收器例如是輸出電容C3。本發明的控制方法如下。首先，執行步驟(a)，對光檢測器組602進行曝光，而曝光後所得的信號電荷S1、S2、S3、S4...S10799、S10800將存儲到CCD移位寄存器606。
接著，執行步驟(b)，將CCD移位寄存器606中的信號電荷S1、S2、S3、S4...S10799、S10800依序移位輸出至輸出電容C3中，並擷取奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號。在此步驟中所使用的時鐘信號CK以及重置信號RS可如同圖4所示。如此，即可達到擷取奇數信號電荷S1、S3...S10799所對應的影像信號，以及消除偶數信號電荷S2、S4...S10800的目的。
然後，執行步驟(c)，再一次地對光檢測器組602進行曝光，而曝光後所得的信號電荷S1、S2、S3、S4...S10799、S10800將存儲到CCD移位寄存器606。
最後，執行步驟(d)，將CCD移位寄存器606中的信號電荷S1、S2、S3、S4...S10799、S10800依序移位輸出至輸出電容C3中，並擷取偶數信號電荷S2、S4...S10800所對應的影像信號。
以上所述是以將所有的光檢測器分成兩組，即奇數光檢測器組與偶數光檢測器組，為例做說明，然而本發明的CCD檢測器的控制方法還可應用在將所有的光檢測器分成N組的情況之下，其中，此N組光檢測器組分別為第1至N光檢測器組，N為大於2的正整數。其詳細步驟如下所述。
首先，進入步驟(a′)，設定一變數i值為1，i為正整數。接著，進入步驟(b′)，對第1至第N光檢測器組進行曝光，而第1至第N光檢測器組曝光後所得的第1至第N信號電荷是分別存儲到CCD移位寄存器單元中。之後，進入步驟(c′)，將CCD移位寄存器單元中的第1至第N信號電荷依序移位輸出至電荷接收單元中，並擷取第i信號電荷所對應的影像信號。接著，進入步驟(d′)，將i值加上1。最後，進入步驟(e′)，重複步驟(b′)至(d′)，直到i值大於N為止。
本發明上述實施例所揭露的一種電荷耦合元件檢測模塊的控制方法，在高解析度掃描時，可以避免CCD檢測模塊中的電荷飽和的情形。而在低解析度掃描時，可以達到快速掃描，節省掃描時間的目的。
因此，本發明的特徵為以單排或半解析度的CCD檢測模塊的考慮來得到最佳的曝光量，並以多次擷取信號以達到高解析度的CCD檢測模塊的控制方法。如此，對掃描器整體而言，可達到最快速的掃描效果，並可達到最佳的信號/噪音比率。
綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍應當以權利要求範圍所界定的為準。
權利要求
1.一種電荷耦合元件(CCD)檢測模塊的控制方法，該CCD檢測模塊包括有多個光檢測器、一CCD移位寄存器單元、與一電荷接收單元，該些光檢測器分成兩組，包括一第一光檢測器組與一第二光檢測器組，該些光檢測器是用以將所檢測到的光信號轉換成信號電荷，再並行式地輸出至上述的CCD移位寄存器單元中，該控制方法包括(a)對該第一光檢測器組與該第二光檢測器組進行曝光，而該第一光檢測器組與該第二光檢測器組曝光後所得的多個第一信號電荷與多個第二信號電荷將分別存儲到上述的CCD移位寄存器單元中；(b)將上述的CCD移位寄存器單元中的該些第一信號電荷與該些第二信號電荷依序移位輸出至上述的電荷接收單元中，並擷取該些第一信號電荷所對應的影像信號；(c)對該些第一光檢測器組與該些第二光檢測器組進行曝光，而該些第一光檢測器組與該些第二光檢測器組曝光後所得的該些第一信號電荷與該些第二信號電荷將分別存儲到上述的CCD移位寄存器單元中；以及(d)將上述的CCD移位寄存器單元中的該些第一信號電荷與該些第二信號電荷依序移位輸出至上述的電荷接收單元中，並擷取該些第二信號電荷所對應的影像信號。
2.如權利要求1所述的控制方法，其中，該CCD移位寄存器單元包括一第一移位寄存器與一第二移位寄存器，該電荷接收單元包括一輸出電容，該第一光檢測器組為一奇數光檢測器組，而該第二光檢測器組則為一偶數光檢測器組，該奇數光檢測器組與該第二光檢測器組是交錯配置，該第一光檢測器組中的該些光檢測器的信號電荷是輸入至該第一CCD移位寄存器中，而該第二光檢測器組中的該些光檢測器的信號電荷是輸入至該第二CCD移位寄存器中。
3.如權利要求2所述的控制方法，其中，該CCD檢測模塊還用以接收一時鐘信號，該時鐘信號包括多個第一時鐘脈衝與多個第二時鐘脈衝，該第一時鐘脈衝的周期小於該第二時鐘脈衝的周期。
4.如權利要求3所述的控制方法，其中，該第二時鐘脈衝的周期為第一時鐘脈衝的周期的1/5。
5.如權利要求1所述的控制方法，其中，該CCD移位寄存器單元包括一第一移位寄存器與一第二移位寄存器，該電荷接收單元包括一第一輸出電容與一第二輸出電容，該第一光檢測器組為一奇數光檢測器組，而該第二光檢測器組則為一偶數光檢測器組，該奇數光檢測器組與該第二光檢測器組是交錯配置，該第一光檢測器組中的該些光檢測器的信號電荷是輸入至該第一CCD移位寄存器中，而該第二光檢測器組中的該些光檢測器的信號電荷是輸入至該第二CCD移位寄存器中，該第一CCD移位寄存器中的該些第一信號電荷是移位輸出至該第一輸出電容中，而該第二CCD移位寄存器中的該些第二信號電荷是移位輸出至該第二輸出電容中。
6.如權利要求1所述的控制方法，其中，該CCD移位寄存器單元包括一移位寄存器，該電荷接收單元包括一輸出電容，CCD檢測模塊為一單列式CCD檢測模塊，該第一光檢測器組為一奇數光檢測器組，而該第二光檢測器組則為一偶數光檢測器組。
7.一種電荷耦合元件(CCD)檢測模塊的控制方法，該CCD檢測模塊可用於低解析度掃描，該CCD檢測模塊包括有多個光檢測器、一CCD移位寄存器單元、與一電荷接收單元，該些光檢測器分成兩組，包括一第一光檢測器組與一第二光檢測器組，該些光檢測器用以將所檢測到的光信號轉換成信號電荷，再並行式地輸出至上述的CCD移位寄存器單元中，該控制方法包括(a)對該第一光檢測器與該第二光檢測器組進行曝光，而該第一光檢測器組與該第二光檢測器組曝光後所得的多個第一信號電荷與多個第二信號電荷將分別存儲到上述的CCD移位寄存器單元中；以及(b)將上述的CCD移位寄存器單元中的該些第一信號電荷與該些第二信號電荷依序移位輸出至上述的電荷接收單元中，並擷取該些第一信號電荷所對應的影像信號。
8.一種電荷耦合元件(CCD)檢測模塊的控制方法，該CCD檢測模塊包括有多個光檢測器，一CCD移位寄存器單元、與一電荷接收單元，該些光檢測器分成N組，N為大於2的正整數，包括第一至第N光檢測器組，該些光檢測器是用以將所檢測到的光信號轉換成信號電荷，再並行式地輸出至上述的CCD移位寄存器單元中，該控制方法包括(a)設定i值為1，i為正整數；(b)對該第1至第N光檢測器組進行曝光，而該第1至第N光檢測器組曝光後所得的多個第1至第N信號電荷與分別存儲到上述的CCD移位寄存器單元中；(c)將上述的CCD移位寄存器單元中的該些第1至第N信號電荷依序移位輸出至上述的電荷接收單元中，並擷取該些第i信號電荷所對應的影像信號；(d)將i值加上1；(e)重複步驟(b)至(d)，直到i值大於N值為止。
全文摘要
電荷耦合元件(CCD)檢測模塊的控制方法。CCD檢測模塊中的光檢測器分成第一光檢測器組與第二光檢測器組。對第一與第二光檢測器組進行曝光。將CCD移位寄存器單元中的第一信號電荷與第二信號電荷依序移位輸出至一電荷接收單元中,擷取第一信號電荷所對應的影像信號。再一次地對第一與第二光檢測器組進行曝光。最後,將CCD移位寄存器單元中的第一信號電荷與第二信號電荷依序移出輸出至電荷接收單元中,並擷取第二信號電荷所對應的影像信號。
文檔編號H04N3/15GK1355648SQ0013427
公開日2002年6月26日 申請日期2000年11月29日 優先權日2000年11月29日
發明者陳琰成 申請人:虹光精密工業股份有限公司