专利名称：影像扫描系统的控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用以控制一影像扫描系统(Image scanning system)的装置及方法，特别是涉及对配置一直流马达的影像扫瞄系统的控制装置及方法。
背景技术：
已知的影像扫描系统内，影像传感器是在步进马达(Stepping motor)的驱动下，进而线性地对扫描文件进行影像感测(扫描)。对于一控制装置控制步进马达而言，该控制装置输出一个相位，步进马达便能实现一微步的进给。由于该控制装置知道输出了多少个相位，便可知道该步进马达正转或是反转几个微步。换句话说，该控制装置藉由输出了多少个相位，可知被步进马达所传动的影像传感器的相对位置。当该控制装置知道该影像传感器的相对位置，即可控制该影像传感器的曝光时间。当该控制装置以固定驱动速率的情况下驱动步进马达时，代表该影像传感器以固定速率移动。
关于上述利用步进马达驱动的影像传感器的控制时序，请参见图1所示。图1示出了触发影像传感器作用的相关时序图。典型的接触式影像传感器(Contact Image Sensor，CIS)包含三个色彩通道(Color channels)，分别为一红色、一绿色及一蓝色色彩通道。
如图1所示，用以触发接触式影像传感器(CIS)作用来感测影像的起始信号SS，是以一固定的时间间隔出现起始脉冲(Start pulse)SP。起始信号SS中的起始脉冲SP用来依序触发该接触式影像传感器的各个色彩通道作用，进而感测关于影像的数据。同样示于图1，标号12、14以及16分别控制该接触式影像传感器的红色、绿色以及蓝色发光二极管(LED)的控制信号。接触式影像传感器所感测到的影像数据随后被依序读出，如图1的读出(Read-out)时序18。读出时序18为该控制装置读取该接触式影像传感器的影像数据的时间点。关于利用步进马达驱动的电荷耦合组件传感器(ChargeCoupled Device，CCD)的控制时序，与上述接触式影像传感器的控制时讯相似，在此不做赘述。
然而，随着对扫描仪的扫描速度要求提高，则需要扭力够大的步进马达。但是扭力大的步进马达通常其体积亦较大，则无法满足扫描仪轻、薄、短、小的要求。若使用直流马达取代步进马达，因为直流马达的位置控制较步进马达困难。在以直流马达取代步进马达的前提下，如何做好位置控制及影像传感器的时序控制机制，对于扫描影像的品质相当重要。
发明内容
因此，本发明的一目的是提供一种控制一影像扫瞄系统的装置及方法，该影像扫瞄系统包含一直流马达以及一影像传感器，该直流马达用以驱动该影像传感器的移动。
根据本发明的一较佳具体实施例，在该影像传感器的移动期间，一代表该影像传感器的相对位置的位置信号被产生。根据本发明的控制装置包含一时钟控制逻辑。该时钟控制逻辑是基于该位置信号，用以产生一起始脉冲以及多个曝光信号。该时钟控制逻辑并且输出至少一读取信号至该影像传感器，用以读取该影像传感器所输出的一影像扫描数据。该起始脉冲代表该影像传感器的一水平线扫描周期的起始。
根据本发明的另一较佳具体实施例，该控制装置进一步包含一定时器。该定时器用以计时该水平线扫描周期的一时间间隔。
根据本发明的另一较佳具体实施例，该控制装置进一步包含一判断逻辑。该判断逻辑用以判断该起始脉冲与接续的起始脉冲之间是否仅出现一个位置信号，并且若判断结果为肯定，决定该影像扫描数据代表该水平线扫描周期的影像扫描数据。
关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图得到进一步的了解。
图1是已知触发影像传感器作用的相关时序图；图2A是应用根据本发明的时序装置其周边配合组件或电路的示意图；图2B是图2A中位置信号PS的示意图。该位置信号PS呈现多个位置脉冲PP；
图3A是根据本发明的第一模式的相关控制时序图；图3B是根据本发明的第三模式的相关控制时序图；图4A是根据本发明的第二较佳较佳具体实施例的相关控制时序的一例的时序图；图4B是根据本发明的第四模式的相关控制时序图；和图5是根据本发明的第五模式的相关控制时序图。
附图符号说明SS起始信号SP起始脉冲12、14、16、322、324、326曝光信号18、RC读出时钟信号R、G、B、R/G/B读出时钟20光学尺 22光学编码器24位置译码器 28影像传感器26时序控制逻辑30模拟至数字转换器PS位置信号PP位置脉冲32总线2控制装置44缓存器 34存储器EX曝光信号TICNT时间间隔累计信号T1-T6时间间隔 RESET重置时钟具体实施方式
关于应用根据本发明的周边配合组件请见图2A所示。关于影像传感器的位置检测，可采用一光学尺(Encoder strip)20并配合一光学编码器22。一般光学尺20上会提供一尺度，以做为后续分辨率的依据。例如，光学尺20上提供的尺度为1/150英时，以做为后续分辨率150dpi的依据。该光学编码器22会传送一信号PHA及一信号PHB至一位置译码器24。其中，该信号PHA与该信号PHB相差1/4个相位。位置译码器24将所接收的信号PHA及信号PHB经处理后，其输出的一位置信号PS可提供600dpi分辨率的依据，其相关技术可参考美国专利4,639,884。图2A以虚线所标示的功能区块2为一控制装置的范畴。
需注意图2B所示，该位置信号PS中位置脉冲PP以非固定的时间间隔出现，即反应该影像传感器28由直流马达所驱动。
以下将详述本发明的数个较佳较佳具体实施例，藉以充分解说本发明的特征、精神以及优点。
首先针对影像传感器为接触式影像传感器(CIS)的时序控制做说明。请见图2A及图3A所示，在一较佳具体实施例中，该时序控制逻辑26是针对典型具有三个色彩通道的CIS所设计，其相关控制时序请见图3A所示。以下简称此一较佳具体实施例为第一模式。如图3A所示，时序控制逻辑26是由该位置信号PS中的每一位置脉冲PP所操控，进而产生三个起始脉冲SP、三个时钟信号(亦称曝光信号)(标号322、324、326)以及三个读出时钟(R、G及B)。由时序控制逻辑26输出的时钟信号322上的时钟、时钟信号324上的时钟及时钟信号326上的时钟依序点亮该CIS28的红色LED、绿色LED及蓝色LED来感应影像。该时序控制逻辑26并且同时输出相对应的读出时钟，将已感测到的数据输出到一模拟至数字转换器(ADC)30，数字后经由一总线32移转至一存储器34。需注意，在第一模式中，第一时间间隔T1等于第二时间间隔T2。至于第三时间间隔T3则为非固定的时间间隔。时钟信号322上的时钟对应时间间隔T2，并在时间间隔T2内结束。时钟G对应时间间隔T3，并于时间间隔T3内结束。时钟B是信号324上的时钟系对应下一个时间间隔T1，并在该个时间间隔T1内结束。在第一模式中，由于该影像传感器为接触式影像传感器(CIS)，其时钟信号(曝光信号)(322、324及326)上时钟的时间长短可由该时序控制逻辑26所控制，故T1、T2、T3的时间间隔不相同，对影像品质影响不大，可应用于速度要求较高的扫描系统。
在另一较佳具体实施例中，请参考图3B，以下简称此一较佳具体实施例为第二模式。需注意，在图3B所示的第一时间间隔T1、第二时间间隔T2及第三时间间隔T3皆相等。至于位于第四个起始脉冲SP的后的第四时间间隔T4则为非固定的时间间隔。第二模式所提供的时钟信号(曝光信号)(322、324及326)上时钟的时间长短则相同，并且T1、T2、T3的时间间隔亦相同，可应用于影像品质要求较高的扫描系统。
接着针对影像传感器为电荷耦合组件传感器(CCD)的时序控制做说明，请见图4A所示，图4A所示的相关控制时序用以描述触发一CCD28的时序信号及相关用来辅助CCD28控制的时钟信号。
以下简称此一较佳具体实施例为第三模式。时序控制逻辑26如同第二模式提供固定的曝光时间。如图4A所示，时序控制逻辑26是由该位置信号PS中的每一位置脉冲PP所操控，进而产生两个起始脉冲SP。第一个起始脉冲SP用来触发CCD28作用，进行曝光，进而感测关于被扫描对象的影像数据。关于CCD28曝光控制的时序信号，请见图4A中标号EX所示。CCD28所感测到的数据，即刻移转至缓存器44。需注意，在第三模式中，位于第一个起始脉冲SP与第二个起始脉冲SP之间的第一时间间隔T1为固定的，而位于第二个起始脉冲SP与次一第一个起始脉冲SP之间的第二时间间隔T2为非固定的。如图4A所示，时序控制逻辑26输出该第二起始脉冲SP后，随即输出读出时钟R/G/B。承载时钟R/G/B的信号为图4A所示的信号RC。在时钟R/G/B期间，储存在缓存器44内的数据移转至存储器46。在本实施例中，可在第一时间间隔T1期间，输出一重置时钟RESET用以触发CCD28作自身重置。
在另一较佳具体实施例中，时序控制逻辑26是针对典型的CCD提供非固定的曝光时间所设计，其相关控制时序请见图4B所示。以下简称此一较佳具体实施例为第四模式。如图4B所示，信号EX中出现的时钟代表CCD28曝光时间的长短，并且直接由两相邻起始脉冲SP之间的时间间隔所决定。因此，CCD28每一次的曝光时间的长短并非固定。如图4B所示，首先出现的时间间隔T1与紧接出现的时间间隔T2的时间长短并不相等。在第四模式中，该控制装置2进一步包含一计数器(未示于图中)。该计数器用以计算并储存位于两相邻起始脉冲SP之间的时间间隔，其所出的信号如图4B所示的标号TICNT。信号TICNT上的标号T1及T2即代表技术器所计算出的时间间隔T1及时间间隔T2。第四模式并且根据曝光时间间隔的长短，对该影像数据做线性补偿。
当然亦可不依据该位置信号PS来控制该影像传感器的曝光及读取时序，请参考图5(第五模式)。该时序控制逻辑26输出该起始信号SS，其中起始脉冲SP的时间间隔为固定的，亦即如图5所示的时间间隔T1-T6，其时间间隔的时间长短皆为相等，实时序信号EX中的每一个时钟的时间长短皆为一致。由于该位置信号PS的时间间隔则为非固定的。在第五模式中，该控制器2进一步包含一判断逻辑(未示于图中)。该判断逻辑判断在每一个起始脉冲SP与其接续的起始脉冲SP之间的时间间隔时间内是否出现位置脉冲SP。上述判断的结果为肯定时，对应该等时间间隔的影像数据则被接受，例如，对应图5中时间间隔T1、T2、T4及T5的影像数据被接受。上述判断的结果为否定时，该判断逻辑将认定为同一水平扫描线的影像数据，则对应该等时间间隔的影像数据则被舍去，例如，对应图5中时间间隔T3及T6的影像数据系被舍去。
根据本发明所提供的五种模式的时序控制逻辑及相关控制时序流程，其所适用的环境及符合的操作要求列于表一。
表一
表一中所列的数据，足以证实本发明所提供的控制装置及方法，极具其实用性。
藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求的范畴内。
权利要求
1.一种控制一影像扫描系统的方法，该影像扫描装置包含一直流马达以及一影像传感器，该直流马达用以驱动该影像传感器的移动，一位置信号代表该影像传感器的相对位置，该方法包含下列步骤基于该位置信号，输出一起始脉冲至该影像传感器，该起始脉冲代表该影像传感器的一水平线扫描周期的起始；在该水平线扫描周期的期间输出至少一曝光信号至该影像传感器；以及读取该影像传感器所输出的一影像扫描数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中该影像传感器为一接触式影像传感器，该曝光信号依序输出。
3.如权利要求2所述的方法，其中该多个曝光信号分别点亮该接触式影像传感器的相对应发光二极管。
4.如权利要求1所述的方法，其中该影像传感器为一电荷耦合组件传感器，该曝光信号是同时输出。
5.如权利要求1所述的方法，其中该输出多个曝光信号步骤进一步执行输出至少一脉冲信号至该影像传感器，以确保该影像传感器的曝光时间实质上相同。
6.如权利要求5所述的控制装置，其中该至少一脉冲信号是三个脉冲信号，以确保该影像传感器的红色、绿色及蓝色的曝光时间实质上相同。
7.如权利要求1所述的方法，其中进一步包含基于该位置信号，计时该水平线扫描周期的一时间间隔。
8.如权利要求7所述的方法，其中该时间间隔用以补偿该水平线扫描周期的该影像扫描数据。
9.一种控制一影像扫描系统的方法，该影像扫描系统包含一直流马达以及一影像传感器，该直流马达用以驱动该影像传感器的移动，一位置信号代表该影像传感器的相对位置，该控制方法包含下列步骤输出一起始脉冲至该影像传感器，该起始脉冲代表该影像传感器的一水平线扫描周期的起始；输出至少一曝光信号至该影像传感器；读取该影像传感器所输出的一影像扫描数据；以及判断该起始脉冲与接续的起始脉冲之间是否仅出现一个位置信号，并且若判断结果为肯定，决定该影像扫描数据代表该水平线扫描周期的影像扫描数据。
10.如权利要求9所述的方法，其中该影像传感器为一电荷耦合组件传感器，该曝光信号是同时输出。
11.一供一影像扫描系统用的控制装置，该影像扫描系统包含一直流马达以及一影像传感器，该直流马达用以驱动该影像传感器的移动，一位置信号代表该影像传感器的相对位置，该控制装置包含一时钟控制逻辑，该时钟控制逻辑基于该位置信号用以产生一起始脉冲以及至少一曝光信号，该时钟控制逻辑并且输出至少一读取信号至该影像传感器，用以读取该影像传感器所输出的一影像扫描数据；其中，该起始脉冲代表该影像传感器的一水平线扫描周期的起始。
12.如权利要求11所述的控制装置，其中该影像传感器为一接触式影像传感器，该曝光信号是依序输出。
13.如权利要求12所述的控制装置，其中该多个曝光信号是分别点亮该接触式影像传感器的相对应发光二极管。
14.如权利要求11所述的控制装置，其中该影像传感器为一电荷耦合组件传感器，该曝光信号是同时输出。
15.如权利要求11所述的控制装置，其中该控制装置输出至少一脉冲信号至该影像传感器，以确保该影像传感器的曝光时间实质上相同。
16.如权利要求15所述的控制装置，该至少一脉冲信号是三个脉冲信号，以确保该影像传感器的红色、绿色及蓝色的曝光时间实质上相同。
17.如权利要求11所述的控制装置，其中该控制装置进一步包含一定时器，该定时器用以计时该水平线扫描周期的一时间间隔。
18.如权利要求17所述的控制装置，其中该水平线扫描周期的该影像扫描数据是依据该定时器的计数值做补偿。
19.一供一影像扫描系统用的控制装置，该影像扫描系统包含一直流马达以及一影像传感器，该直流马达用以驱动该影像传感器的移动，一位置信号代表该影像传感器的相对位置，该控制装置包含一时钟控制逻辑，该时钟控制逻辑用以产生一起始脉冲以及至少一曝光信号，该时钟控制逻辑并且输出至少一读取信号至该影像传感器，用以读取该影像传感器所输出的一影像扫描数据；一判断逻辑，该判断逻辑用以判断该起始脉冲与接续的起始脉冲之间是否仅出现一个位置信号，并且若判断结果为肯定，决定该影像扫描数据代表该水平线扫描周期的影像扫描数据。
全文摘要
本发明提供了一种供一影像扫描系统用的控制装置及控制方法。该影像扫描系统包含一直流马达以及一影像传感器，该直流马达用以驱动该影像传感器的移动。一位置信号代表该影像传感器的相对位置。根据本发明的控制装置及控制方法是基于该位置信号来运作。
文档编号G06K9/20GK1641684SQ20041000147
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月8日 优先权日2004年1月8日
发明者张辉煌, 洪岳农, 黄泉龙, 黄皓祥 申请人:瑞昱半导体股份有限公司