专利名称：影像扫描补偿装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种影像扫描补偿装置，且特别是有关于一种补偿光学扫描器中因振动而造成光路偏差的影像扫描补偿装置。
随着使用率的提高及相关感光元件技术的突破，光学扫描器(scanner)的分辨率，已由早期200dpi(dot per inch)黑白、灰度发展到彩色300dpi、600dpi及1000dpi，甚至2000dpi及4000dpi等的专业机种。随着分辨率的提高，扫描时对于机台的振动就显得更敏感。
一般光学扫描器(scanner)的原理是将光源投射至待扫描对象，并经待扫描对象反射到平面镜片组再投射至电荷藕合元件(charge coupledevice，CCD)，以转成数字信号读取。当传动系统运作而带动透镜或是一同带动电荷藉合元件时，都有可能产生振动，而影响扫描的品质。请参考
图1，是公知光学扫描器因振动而产生光路偏差的示意图。当光学扫描器进行扫描时，传动系统109会带动光学系统111(即平面镜组104、透镜106及感光装置110，其中感光装置即是上述的电荷藕合元件)沿着扫描方向107移动。而且光学系统111每移动一小段距离，感光装置110就会对待扫描对象100进行扫描感应。扫描时，光线的路径为光源(图中未绘出)投射到待扫描对象100，经待扫描对象100反射到光学扫描器的平面镜组104，再反射到透镜106，最后入射到感光装置110中。在进行扫描的时候，通常传动系统都会产生振动，所以，会造成光学系统111的振动，因而产生光路偏差N′N，使得扫描的影像产生套色异常，造成影像品质无法提高。此一光学系统的振动及此振动所造成的光路偏差N′N在x轴、y轴及z轴等方向都有可能产生，图1仅以z轴方向的光学系统振动为例，并说明对应此振动所产生的y轴方向的光路偏差N′N。
本发明的目的在于提供一种影像扫描补偿装置，可补偿发生在x轴、y轴及z轴方向的光路偏差，以提高扫描影像的品质。
为达到上述目的，本发明提出一种影像扫描补偿装置，应用于一光学扫描器中，此光学扫描器具有一平台，用以放置一待扫描对象；一感光装置，内含一扫描感光元件组；一储存装置，当扫描感光元件组感应待扫描对象后，会得到一扫描影像并暂存于一储存装。此影像扫描补偿装置包括一校准板组，包括二个校准板，分别位于平台两侧；一校准感光元件组，位于扫描感光元件组的两侧，用以感应校准板以得到校准影像组；一影像处理单元，用以撷取比对校准影像，并调整扫描影像。
本发明的影像扫描补偿装置，将校准板设置于平台的两侧，且校准板呈长条板状，宽度随着扫描移动方向呈线性增加或减少。
本发明的影像扫描补偿装置，其影像处理单元是通过撷取比对校准影像，计算出光路偏差，且其计算出光路偏差的方法是通过自校准感光元件组感应到的校准板的校准影像的图形比例及位置变化，以计算出光路偏差的方向及大小。其中，沿扫描感光元件组方向(x轴方向，即CCD方向)的光路偏差量，可通过校准感光元件组感应到的校准影像的位置变化，计算出在此方向的光路偏差，以校正扫描影像；其它在垂直待扫描对象方向(即y轴方向及z轴方向)的光路偏差，可分别通过校准感光元件组感应到的两侧的校准影像的位置变化及校准影像的比例变化，分别计算出在此方向(y轴及z轴方向)上的光路偏差量并进行校正。此外，绕y轴扭转的该光路偏差量根据z轴方向的该光路偏差量计算出；绕z轴扭转的该光路偏差量根据y轴方向的该光路偏差量计算出。
为使本发明的上述和其它目的、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
109传动系统110、210感光装置111、211光学系统203、205校准板203a、205a振动后的校准影像203a、205b理想(无振动)的校准影像210a、210b、210c扫描感光元件组212校准感光元件组dy1、dy2y轴方向的光路偏差dx1x轴方向的光路偏差θy扫描影像绕y轴旋转的角度θz扫描影像绕z轴旋转的角度w2、w3振动后的校准影像宽度w1理想(无振动)的校准影像宽度N′N光路偏差如图2所示，将本发明的影像扫描补偿装置装设于光学扫描器中，此光学扫描器具有一光源(图中未绘出)；一平台202，用以放置一待扫描对象200；一感光装置210，内含一扫描感光元件组R、G、B，210a、210b、210c(如图4所示)；一储存装置(图中未绘出)。当扫描感光元件组210a、210b、210c感应到待扫描对象200后，会得到一扫描影像并暂存于一储存装置(图中未绘出)。在此，以扫描方向207为y坐标轴方向，以沿着平台202且垂直y坐标轴的方向为x坐标轴方向，并以右手定则推得z坐标轴方向为垂直于平台202且出平台202的方向。
当光学扫描器进行扫描时，传动系统(图中未绘出)会带动光学系统211(即平面镜组204、透镜206及感光装置210)沿着扫描方向207移动。而且光学系统211每移动一小段距离，感光装置210就会对待扫描对象200进行扫描感应，并将扫描到的影像扫描暂存于一储存装置(图中未绘出)。扫描时，光线的路径为光源(图中未绘出)投射到待扫描对象200，经待扫描对象200反射到光学扫描器的平面镜组204，再反射到透镜206，最后，入射到感光装置210中对应的扫描感光元件组210a、210b、210c。其中，感光装置210呈长条形，垂直于扫描时的移动方向207。
然而，通常传动系统运作时都会产生振动，所以在进行扫描的时候，会造成光学系统211的振动，因此会产生光路偏差N′N。虽然，在x、y、z坐标轴方向上皆有可能因振动而造成光路偏差N′N，为了便于说明，图2特以振动造成的y轴方向光路偏差N′N说明之。如图2所示，振动使得的光路由N-M变成N′-M′，而造成影像扫描偏距N′N(光路偏差)。通过本实施例的影像扫描补偿装置，可以补偿上述的光路偏差，详如下述。
本实施例的影像扫描补偿装置包括一校准板组203、205，位于平台202两侧；一校准感光元件组212，位于扫描感光元件组210a、210b、210c的两侧，用以感应校准板203、205以得到校准影像组；一影像处理单元(图中未绘出)，用以撷取比对校准影像以计算出光路偏差N′N，以调整扫描影像。请同时参考图12，是应用本发明的较佳实施例的一种影像扫描补偿装置的光学感应器的扫描器流程示意图。依本实施例，当应用本实施例的影像扫描补偿装置的光学扫描器开始扫描时(如图12的302)，感光装置210内的扫描感光元件组210a、210b、210c及校准感光元件组212，会分别同时感应待扫描对象200(如图12的310)及感应校准板203、205(如图12的304)，并分别得到扫描影像(如图12的312)及校准影像(如图12的306)。之后，分别将得到的扫描影像暂存于储存装置(如图12的314)，并根据得到的校准影像计算光路偏差(如图12的308)。最后，以一影像处理单元，将光路偏差N′N补偿入扫描影像(如图12的316)以得到一理想的(无光路偏差N′N的)影像(如图12的318)。上述的校准感光元件组212，如图4所示，是由多个校准感光元件所组成，其分别呈L列乘K行排列于扫描感光元件组210a、210b、210c的两侧，且L及K为大于1的正整数。此外，扫描感光元件组是由多个扫描感光元件所组成，且校准感光元件的大小分别小于扫描感光元件的大小(亦即校准感光元件组的集成度大于扫描感光元件组的集成度)以提高感应的精确度。
本发明中计算x轴方向的光路偏差N′N的方法是通过自校准感光元件组212感应到的校准板203、205的校准影像在x轴方向的位移，计算出x轴方向的光路偏差N′N的大小。本发明中计算y轴和z轴方向的光路偏差N′N的方法是通过自校准感光元件组212感应到的校准板203、205的校准影像的宽度及位置变化，以分别计算出y轴和z轴方向的光路偏差N′N的大小。
上述的本发明计算光路偏差N′N的方法是通过将校准板203、205做成长条板状，且宽度随着扫描时的移动方向207呈线性增加，或线性减少。如图2所示，其平面呈梯形；也可如图5所示，其平面呈三角形；或是如图6所示，其长边呈曲线形。把校准板203、205的宽度做成沿扫描方向207线性增加或线性减少的目的是为了在沿着扫描方向207进行扫描时，可以扫描出的校准板203、205的宽度作为识别值，也就是说，在任何一个沿着扫描方向207的位置上，其对应的校准板203、205的宽度值皆为唯一。以此方式，则可判断出是在待扫描对象200的哪一个位置上产生的动。也可通过扫描出的校准板203、205宽度值的变动，判断出扫描出的影像是否被扭曲。计算出x、y、z轴方向上光路偏差N′N的大小的方法详如下述y轴方向的光路偏差请参考图7，是扫描时发生y坐标轴方向的光路偏差时得到的校准影像变化示意图。扫描时若在y坐标轴方向产生dy1大小的光路偏差时，位于扫描影像200a两侧的校准影像203a及205a，便会在发生影像振动的位置产生变化(图中如斜线部分所示的203b及205b是表示无振动发生时的理想的校准影像)。因y坐标轴方向的振动，会使得校准感光元件212(如图3所示)跳过而没有感应到某一段的校准板203及205(如图2)，于是便会在校准影像203a、205a中产生一个不连续的变动。所以，利用校准感光元件组212感应到的校准影像203a、205a便可推得，从扫描感光元件组210a、210b、210c(如图4)感应到的扫描影像200a在哪一个位置产生多少量的y方向的光路偏差。
同理，请参考图8，是扫描时发生y坐标轴方向的光路偏差时得到的校准影像变化示意图(在平台两侧的光路偏差大小不相同时)。此时，因在平台两侧的光路偏差N′N不相同，一侧为dy1，另一侧为dy2，所以扫描影像200a则如同在某个位置被扭转θz角度(如同绕着z轴旋转)。
x轴方向的光路偏差请参考图9，是扫描时发生x坐标轴方向的光路偏差时得到的校准影像变化示意图。扫描时若在x坐标轴方向产生dx1大小的光路偏差时，位于扫描影像200a两侧的校准影像(如斜线部分所示)203a及205a，便会在发生影像振动的位置产生变化(图中如斜线部分所示的203b及205b是表示无振动发生时的理想的校准影像)。因为平台两侧在x坐标轴方向的光路偏差N′N大小相同，会使得校准感光元件212(如图3)感应到的某一段校准板203及205(如图2)同时往x坐标轴方向跳动一段距离，于是会在校准影像203a、205a中产生一个不连续的变动。所以，利用校准感光元件组212感应到的校准影像203a、205a便可推得，从扫描感光元件组210a、210b、210c(如图4)感应到的扫描影像200a在哪一个位置产生多少量的x方向的光路偏差。
z轴方向的光路偏差请参考图10，是扫描时发生z坐标轴方向的光路偏差时得到的校准影像变化示意图(两侧光路偏差大小相同时)。扫描时若发生z坐标轴方向的光路偏差时，位于扫描影像200a两侧的校准影像203a及205a，便会在发生影像振动的位置产生变化(图中如斜线部分所示的203b及205b是表示无振动发生时的理想的校准影像)。因在平台两侧在z坐标轴方向的光路偏差N′N大小相同，会使得校准感光元件212(如图3)感应到的校准影像203a、205a中的某一段产生模糊(因焦距不准)及同时放大或缩小相同的比率。其放大或缩小比率，可从w2/w1以得，其中，w2是振动后的校准影像203a、205a的宽度，而w1是理想的无振动的校准影像203b、205b的宽度。以此方式，便可推得从扫描感光元件组210a、210b、210c(如图4)感应到的扫描影像200a在哪个位置产生多少量的z方向的光路偏差。
同理，请参考图11，是扫描时发生z坐标轴方向的光路偏差时得到的校准影像变化示意图(在平台两侧的光路偏差大小不同时)。此时，因在平台两侧的光路偏差大小不同，会使得校准感光元件212(如图3)感应到的校准影像203a、205a中的某一段产生模糊(因焦距不准)及放大或缩小，而且两侧校准像影像203a、205a的缩放比率不会相同。其放大或缩小比率，可分别从w2/w1及w3/w1以得，其中，w3是振动后的校准影像203a的宽度，w2是振动后的校准影像205a的宽度，而w1是理想的无振动的校影像203b、205b的宽度。此时，扫描影像200a则如同在某个位置被扭转θy角度(如同绕着y轴旋转)。
上述的实施例是以将校准板设在于平台的两侧为例，然而，依本发明的精神，因校准感光元件组所感应到的校准板为影像(亦即为面资料，而非点或线资料)，因此仅在平台的一侧使用校准板，也可达到上述实施例的功效。所以，也可仅将校准板设于平台的一侧，并将校准感光元件组设在与校准板对应的一侧。
依照本发明的实施例可知，本发明至少具有下列优点(1)本发明的影像扫描补偿装置，利用校准板呈长条板状且宽度随着扫描移动方向呈线性增加或减少的特征，可将感应到的校准影像作为扫描影像的位置识别之用，并利用校准影像的位置及宽度变动，可计算出在x轴、y轴及z轴方向的光路偏差量，并可计算出绕y轴扭转及绕z轴扭转的光路偏差量。
(2)本发明的影像扫描补偿装置，利用将校准板装设于扫描感光元件侧，可在扫描对象的同时，感应到校准影像。并计算光路偏差的方向及大小，再利用一影像处理单元，将光路偏差量补偿到扫描影像中，可改善光学扫描器中因振动而造成的扫描影像振动，提高影像品质。
(3)本发明的影像扫描补偿装置，因采用软件影像补偿的方式，可做到实时影像补偿反馈，而不会有时间延迟(time delay)的问题点。
虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉该项技术的人员，不脱离本发明的精神所做的更动与润饰，均未脱离本发明的保护范围，而本发明的保护范围应当以权利要求书所限定的为准。
权利要求
1.一种影像扫描补偿装置，应用于一光学扫描器中，该光学扫描器具有一平台，用以放置一待扫描对象；一感光装置，内含一扫描感光元件组；一储存装置；当该扫描感光元件组感应该待扫描对象后，会得到一扫描影像并暂存于该储存装置，其特征在于该影像扫描补偿装置包括一校准板组，包含二个校准板，分别位于该平台两侧；一校准感光元件组，位于该扫描感光元件组的两侧，用以感应该些校准板以得到校准影像组；一影像处理单元，用以撷取比对该些校准影像，并调整该扫描影像。
2.根据权利要求1所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该校准感光元件组是由复数个校准感光元件所组成，该些校准感光元件是分别呈L列乘K行排列在该扫描感光元件组的两侧，其中，L及K是大于1的正整数。
3.根据权利要求2所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该些扫描感光元件组是由复数个扫描感光元件所组成，且该些校准感光组件的大小分别小于该些扫描感光元件的大小。
4.根据权利要求1所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该些校准板呈长条板状，其宽度随着该移动方向呈线性增加。
5.根据权利要求1所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该些校准板呈长条板状，其宽度随着该移动方向呈线性减少。
6.根据权利要求1所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该影像处理单元是通过撷取比对该些校准影像组，计算出一光路偏差，且计算该光路偏差的方法是通过自该校准感光元件组感应到的该些校准板的该些校准影像的图形比例及位置变化，以计算出该光路偏差的方向及大小。
7.一种影像扫描补偿装置，应用于一光学扫描器中，该光学扫描器具有一平台，用以放置一待扫描对象；一感光装置，内含一扫描感光组件组；以及一储存装置；当该扫描感光元件组感应该待扫描对象后，会得到一扫描影像并暂存于该储存装置，其特征在于该影像扫描补偿装置包括一校准板，位于该平台的一侧；一校准感光元件组，位于该扫描感光元件组的一侧，用以感应该校准板以得到校准影像；一影像处理单元，用以撷取比对该校准影像，并调整该扫描影像。
8.根据权利要求7所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该校准感光元件组是由复数个校准感光元件所组成，该些校准感光元件分别呈L列乘K行排列于该扫描感光元件组的两侧，其中，L及K是大于1的正整数。
9.根据权利要求8所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该些扫描感光元件组是由复数个扫描感光元件所组成，且该些校准感光元件的大小分别小于该些扫描感光元件的大小。
10.根据权利要求7所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该校准板呈长条板状，其宽度随着该移动方向呈线性增加。
11.根据权利要求7所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该校准板呈长条板状，其宽度随着该移动方向呈线性减少。
12.根据权利要求7所述的影像扫描补偿装置，其特征在于该影像处理单元是通过撷取比对该校准影像，计算出一光路偏差，且计算该光路偏差的方法是通过自该校准感光元件组感应到的该校准板的该校准影像的图形比例及位置变化，以计算出该光路偏差的方向及大小。
全文摘要
一种影像扫描补偿装置，用于光学扫描器，该光学扫描器具有一平台，用以放置一待扫描对象；一感光装置，内含一扫描感光元件组；一储存装置。当扫描感光元件组感应待扫描对象后，得到一扫描影像并暂存于一储存装置，此影像扫描补偿装置包括一校准板组，包括二个校准板，分别位于平台两侧；一校准感光元件组，位于扫描感光组件元的两侧，用以感应校准板以得到校准影像组；一影像处理单元，用以撷取比对校准影像，并调整扫描影像。
文档编号G06K9/20GK1393826SQ0111986
公开日2003年1月29日 申请日期2001年7月3日 优先权日2001年7月3日
发明者黄志文, 陈郑贵, 曾仁寿 申请人:力捷电脑股份有限公司