CN1320807C - 扫描仪及其方法 - Google Patents

Abstract

扫描仪包括光源、光学模块、动力源以及ASIC。光学模块包括光感测组件。光源用来对待扫描文件发射感测光。光感测组件接收自待扫描文件反射的感测光，用来感测待扫描文件的N条扫描线。动力源用来使光学模块与待扫描文件产生相对移动。动力源包括位置侦测装置，用来侦测光学模块与待扫描文件的相对位置并据此来输出对应的一位置反馈信号。ASIC包括光源控制器以及定时器。扫描方法如下：设定K值为1；驱动光学模块感测待扫描文件的第K条扫描线；根据光感测组件感测第K条扫描线的第K曝光时间，调整光源的亮度，以补偿第(K+1)条扫描线的曝光量；以及判断K值是否小于N，若K值小于N，则K值累加1，并回到驱动光学模块感测第K条扫描线的步骤。

Description

扫描仪及其方法

                                技术领域

本发明是有关于一种扫描仪及其方法，特别是有关于一种具有可作反馈控制的动力源的扫描仪及其方法。

                                背景技术

随着科技的进步，扫描仪逐渐成为人们不可或缺的影像撷取装置。马达还是驱动光感测组件进行影像撷取的重要装置。由于直流马达具备了小体积、低噪音、低消耗功率以及低成本等多项优点，因此，以直流马达为基础的扫描仪逐渐成为扫描仪市场的新趋势。

请参考图1A，其绘示已知的以直流马达为基础的扫描仪结构示意图。扫描仪100包括扫描平台110、光机120、直流马达130以及特殊应用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)140。直流马达130以匀速驱动光机120移动，同时由光机120中的光感测组件(未显示在图中)，例如是电荷耦合组件(Charge Coupled Device，CCD)，对扫描平台110上的待扫描文件111进行多条扫描线的影像撷取。直流马达130具有编码器132用来输出位置反馈信号PF。ASIC 140根据位置反馈信号PF控制直流马达130，用来对光机120的移动作精密的定位。因此，可确保每一条扫描线所撷取到的影像非常均匀。

然而，由于直流马达130定速控制上的些微变化，会使得不同的扫描线曝光时间不一致。如图1B所示，扫描仪100利用位置反馈信号PF的触发来决定光感测组件感测待扫描文件111的曝光时间T1、T2、T3。当直流马达130驱动光机120的速度为预设的定速时，感测一条扫描线的曝光时间设为T1＝t2-t0；当直流马达130驱动光机120感测某一条扫描线的速度比预设的定速稍快时，感测此条扫描线的曝光时间设为T2＝t1-t0；而当直流马达130驱动光机120感测某一条扫描线的速度比预设的定速稍慢时，感测此条扫描线的曝光时间设为T3＝t3-t0。由于不同扫描线的曝光时间T1、T2、T3不一致，并根据公式：曝光量＝待扫描文件111的光密度(Light Density)×光感测组件的响应系数(Responsibility)×曝光时间×模拟前端(Analog Front End，AFE)增益值。因此，感测每一条扫描线的曝光量也不相同，因而降低扫描影像的品质。

请参考图1C，其绘示美国专利号6037584所揭露的以直流马达为基础的扫描仪线路方块图。由于待扫描文件111的光密度以及光感测组件的响应系数在整个扫描过程中通常为定值，为了解决上述不同扫描线的曝光量不一致问题，此专利案动态调整AFE增益值来补偿曝光时间的不一致，使得每一条扫描线的曝光量一致。

扫描仪150利用直流马达160驱动光机170来扫描待扫描文件(未显示于图中)。直流马达160具有编码器162，用来输出位置反馈信号PF至ASIC 180的定时器182。曝光控制单元184根据位置反馈信号PF，控制光机170中CCD 172感测待扫描文件每一条扫描线的曝光时间。CCD 172感测待扫描文件所得的资料输出至模拟放大单元174加以放大。此专利案的ASIC 180还包括增益控制单元186，接受曝光控制单元184以及定时器182的控制，动态调整模拟放大单元174的AFE增益值，以补偿CCD 172感测不同扫描线的曝光量不一致。

然而，上述专利案所揭露的扫描仪为了动态调整AFE增益值，必须在ASIC 180中额外加入增益控制单元186等的复杂线路，因而增加了系统的复杂度。

                                发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种扫描仪及其方法。根据光感测组件感测每一条扫描线的曝光时间，调整光源的亮度，以使每一条扫描线的曝光量维持一致，达到稳定的扫描影像品质。

根据本发明的目的，提出一种扫描仪，其包括光源、光学模块、动力源以及ASIC。光学模块包括光感测组件。光源是用来对待扫描文件发射感测光。光感测组件接收自待扫描文件反射的感测光，用来感测待扫描文件的若干条扫描线。动力源用来使光学模块与待扫描文件产生一相对移动。动力源包括一位置侦测装置，用来侦测光学模块与待扫描文件的一相对位置并据此来输出对应的一位置反馈信号。ASIC包括光源控制器以及定时器。光源控制器控制光源的亮度。定时器用来根据位置反馈信号控制光源控制器，以使每一条扫描线的曝光量维持一致。

定时器根据位置反馈信号计算感测每一条扫描线的曝光时间，并根据此曝光时间控制光源控制器，调整光源亮度，以补偿下一条扫描线的曝光量。利用光源控制器的简单线路配合定时器，可使每一条扫描线的曝光量维持一致，达到稳定的扫描影像品质。

根据本发明的目的，提出一种扫描方法，使用于扫描仪，用来扫描待扫描文件的N条扫描线，其中N为自然数。本方法的步骤简述如下：设定K值为1；光学模块通过与待扫描文件的相对移动，感测待扫描文件的第K条扫描线；获得光感测组件感测第K条扫描线的第K曝光时间；调整光源的亮度，以补偿第(K+1)条扫描线的曝光量；以及判断K值是否小于N，若K值小于N，则K值累加1，并回到光学模块感测待扫描文件的第K条扫描线的步骤。

动力源驱动光学模块对应待扫描文件的第K条扫描线的第K位置，并由动力源输出对应第K位置的第K位置反馈信号。动力源驱动光学模块到对应待扫描文件的第K+1条扫描线的第K+1位置，并由动力源输出对应第K+1位置的第K+1位置反馈信号。光学模块通过第K位置反馈信号对第K条扫描线进行曝光，并通过第K+1位置反馈信号对该第K条扫描线结束曝光。或者动力源带动待扫描文件至对应光学模块的第K位置，并由动力源输出对应第K位置的第K位置反馈信号。动力源驱动待扫描文件至对应光学模块的第K+1位置，并由动力源输出对应第K+1位置的第K+1位置反馈信号。光学模块通过第K位置反馈信号对第K条扫描线进行曝光，并通过第K+1位置反馈信号对第K条扫描线结束曝光。第K曝光时间由第K位置反馈信号以及第(K+1)位置反馈信号决定。因此，可根据每一条扫描线的曝光时间，调整光源亮度，以提高扫描影像的品质。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明。

                                附图说明

图1A所示为已知以直流马达为基础的扫描仪结构示意图；

图1B所示为图1A中CCD曝光时序控制图；

图2所示为依照本发明一较佳实施例扫描仪的结构示意图；

图3所示为依照本发明一较佳实施例的扫描方法流程图。

                                具体实施方式

本发明的主要特点在于根据光感测组件感测待扫描文件每一条扫描线的曝光时间，调整对待扫描文件发射感测光的光源的亮度，使每一条扫描线的曝光量维持一致，进而达到影像品质一致的目的。

请参考图2，其绘示依照本发明较佳实施例扫描仪的结构示意图。扫描仪200包括扫描平台210、光机220、直流马达230以及ASIC 240。扫描平台210用来承载待扫描文件211(以反射式文件为例)。光机220包括光源222、反射镜224、透镜组件225以及光感测组件226，其中光感测组件226例如是CCD或是接触式影像传感器(Contact Image Sensor，CIS)。

光源222用来对待扫描文件211发射感测光L。感测光L经由待扫描文件211以及反射镜224的反射后，经由透镜组件225再被光感测组件226接收。光感测组件226用来感测待扫描文件211的N(N为自然数)条扫描线(未显示在图中)，并输出对应每一条扫描线的影像资料。例如：对分辨率为600dpi的扫描仪而言，光感测组件226对每英寸的待扫描文件211感测600条扫描线。

直流马达230用来经由时序带(Timing Belt)232驱动光机220。直流马达230具有编码器234，且编码器234输出对应光机220相对位置的位置反馈信号PF。另外，ASIC 240包括光源控制器241以及定时器242。光源控制器241通过调整光源222的驱动电压，来控制光源222的亮度。定时器242根据位置反馈信号PF，计算光感测组件226感测每一条扫描线的曝光时间，并根据此曝光时间控制光源控制器241，调整光源222的亮度，以使每一条扫描线的曝光量维持一致。

请参考图3，其绘示依照本发明较佳实施例的扫描方法流程图。首先，在步骤300，设定K值为1，其中K为正整数。接着，在步骤310，利用直流马达230驱动光机220感测待扫描文件211的第K条扫描线。直流马达230驱动光机220移动至第K位置，且编码器234输出对应第K位置的第K位置反馈信号PF。光机220根据第K位置反馈信号PF，由光源222对待扫描文件211发射感测光L，并由光感测组件226接收自待扫描文件211反射的感测光L，以感测待扫描文件211的第K条扫描线。

在步骤320，根据光感测组件226感测第K条扫描线的第K曝光时间T(K)，调整光源222的亮度，以补偿第(K+1)条扫描线的曝光量。直流马达230驱动光机220移动至对应待扫描文件211的第K+1位置，且编码器234输出对应第K+1位置的第K+1位置反馈信号PF。光感测组件226通过第K位置反馈信号PF对第K条扫描线进行曝光，并通过第K+1位置反馈信号PF对第K条扫描线结束曝光。由ASIC 240的定时器242根据第K位置反馈信号以及第(K+1)位置反馈信号，计算第K曝光时间T(K)，并根据曝光时间T(K)控制光源控制器241，调整光源222的亮度，进而调整待扫描文件211的光密度。因此，根据上述曝光量的公式，可接着补偿第(K+1)条扫描线的曝光量。最后，在步骤330，判断K值是否小于N，若K值小于N，则在步骤340，将K值累加1，并回到步骤310。若K值不小于N，则完成扫描动作。

如上所述，本发明虽以反射式的待扫描文件211及直流马达230为例作说明，然而本发明也可适用于透射式的待扫描文件，以及其它动力源，例如是步进马达。另外，上述的较佳实施例中，以平台式扫描仪为例作说明，然而本发明也可以适用于馈纸式扫描仪(Sheet-fedScanner)，由马达带动待扫描文件接受光感测组件的感测。同样可根据感测每一条扫描线的曝光时间，调整光源的亮度，以使每一条扫描线的曝光量维持一致，达到稳定的扫描影像品质，因此都不脱离本发明的技术范围。

根据上述较佳实施例，本发明扫描仪的优点在于根据光感测组件感测每一条扫描线的曝光时间，调整光源的亮度，进而改变待扫描文件的光密度。因此，可补偿及校正不同扫描线间因为曝光时间差异所造成的曝光量差异，达到稳定的扫描影像品质。而且只需使用光源控制器来调整光源亮度，不必像已知AFE增益的动态补偿方式需额外使用相当复杂的线路。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用来限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书的范围所界定的为准。

                               附图标号说明

100、150、200：扫描仪

110、210：扫描平台

111、211：待扫描文件

120、170、220：光机

130、160、230：直流马达

132、162、234：编码器

140、240：ASIC

172：CCD

174：模拟放大单元

182、242：定时器

184：曝光控制单元

186：增益控制单元

222：光源

224：反射镜

225：透镜组件

226：光感测组件

232：时序带

241：光源控制器

Claims (14)

1.一种扫描仪，其特征在于，包括：

一光源，用来对待扫描文件发射一感测光；

一光学模块，包括一光感测组件，接收来自所述待扫描文件的所述感测光，用来感测所述待扫描文件的若干条扫描线；

一动力源，用来使所述光学模块与所述待扫描文件产生一相对移动，所述动力源包括一位置侦测装置，用来侦测所述光学模块与所述待扫描文件的一相对位置并据此来输出对应的一位置反馈信号；以及

一特殊应用集成电路，包括：一光源控制器，用来控制所述光源的亮度；以及一定时器，用来根据所述位置反馈信号计算感测各所述这些扫描线的一曝光时间，并根据所述曝光时间控制所述光源控制器，调整所述光源的亮度，使所述这些扫描线的曝光量维持一致。

2.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述位置侦测装置包含一编码器。

3.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述光感测组件为一电荷耦合组件。

4.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述光感测组件为一接触式影像传感器。

5.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述待扫描文件为一反射式文件。

6.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述待扫描文件为一透射式文件。

7.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述扫描仪为一平台式扫描仪，还包含一承载待扫描文件的一扫描平台；其中所述动力源驱动所述光学模块对所述待扫描文件产生所述相对移动。

8.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述扫描仪为一馈纸式扫描仪，还包含一馈纸装置；其中所述动力源驱动所述馈纸装置以带动所述待扫描文件对所述光学模块产生所述相对移动。

9.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述动力源为一直流马达。10.如权利要求1所述的扫描仪，其特征在于，所述动力源为一步进马达。

11.一种扫描方法，使用于扫描仪，用来扫描待扫描文件，所述扫描仪包括一光源、一光学模块以及一动力源，所述光学模块包括一光感测组件，所述光源用来对所述待扫描文件发射一感测光，所述光感测组件接收来自于所述待扫描文件的所述感测光，用来感测所述待扫描文件的N条扫描线，其中N为自然数，所述动力源用来使所述光学模块与所述待扫描文件产生一相对移动，并根据所述光学模块与所述待扫描文件的一相对位置输出对应的位置反馈信号，其特征在于，所述方法包括：

设定一K值为1；

所述光学模块通过与所述待扫描文件的相对移动，感测所述待扫描文件的第K条扫描线；

获得所述光感测组件感测第K条扫描线的第K曝光时间；

根据所述第K曝光时间，调整所述光源的亮度，来补偿第K+1条扫描线的曝光量；以及

判断所述K值是否小于N，若所述K值小于N，则所述K值累加1，并回到所述光学模块感测所述待扫描文件的第K条扫描线的步骤。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述光学模块感测所述待扫描文件的第K条扫描线的步骤中还包括；

所述动力源驱动所述光学模块至对应待扫描文件的第K条扫描线的第K位置，并由所述动力源输出对应所述第K位置的第K位置反馈信号；

所述动力源驱动所述光学模块至对应所述待扫描文件的第K+1条扫描线的第K+1位置，并由所述动力源输出对应所述第K+1位置的第K+1位置反馈信号；以及

所述光学模块通过所述第K位置反馈信号对所述第K条扫描线进行曝光，并通过所述第K+1位置反馈信号对所述第K条扫描线结束曝光。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第K曝光时间由所述第K位置反馈信号以及所述第K+1位置反馈信号决定。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述光学模块感测待扫描文件的第K条扫描线的所述步骤中还包括；

所述动力源带动所述待扫描文件至所述光学模块对应所述待扫描文件的第K条扫描线的第K位置，并由所述动力源输出对应所述第K位置的一第K位置反馈信号；

所述动力源驱动所述待扫描文件至所述光学模块对应所述待扫描文件的第K+1条扫描线的第K+1位置，并由所述动力源输出对应所述第K+1位置的第K+1位置反馈信号；以及

所述光学模块通过所述第K位置反馈信号对所述第K条扫描线进行曝光，并通过所述第K+1位置反馈信号对所述第K条扫描线结束曝光。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第K曝光时间由所述第K位置反馈信号以及所述第K+1位置反馈信号决定。

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