专利名称：图像扫描装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种图像扫描装置和使用该装置扫描图像的方法，更具体地，涉及一种过激励(overdrive)焚光灯来减少到达工作状态所需的时间量的 图像扫描装置和使用该装置扫描图像的方法，由此减小在使用图像扫描装置 之前需要用户等待的时间长度(在下文中，被称作图像扫描装置的预热时 间)。
背景技术：
图像扫描装置用于扫描物体(诸如文本、图像或电影的原本)，并将扫 描的图像转换成数字数据。数字数据可以作为输出图像显示在计算机系统的 监视器上，或作为输出图像由打印机打印。图像扫描装置可用于产生数字数 据的扫描仪、提供传真功能的传真机和提供复印功能的复印机中等。通常，诸如扫描仪、传真机或数字复印机之类的图像扫描装置包括荧光 灯来照亮原本，以使得其上的信息可被数字化。冷阴极荧光灯(在下文中， 被称为CCFL)是用在这种扫描仪中以照亮原本的示范性光源。然而，在CCFL被"击穿(struck)"(即在封闭在其中的气体转换成等 离子体)之后，CCFL需要预定的时间段来发出足以照亮原本的光量。当温 度低时，诸如由于CCFL的彭宁(penning)效应或当应用低电压时，产生所 需光量的时间段变得更长。而且，在图像扫描装置已被关闭之后施加电源时 的时间和光量足够用于扫描操作时的时间之间，需要长的预热间隔。因此， 允许CCFL产生足够的光度水平来执行扫描所需的预热时间会非常长。为了解决上述问题，传统技术采用一种加热单元，该加热单元单独提供 在CCFL周围并用来加热CCFL的附近。该技术使用CCFL的彭宁效应，并 保持高温以产生所需的光量，由此减少预热时间。然而，根据上述技术，预热时间可以缩短，但至少需要一个单独的加热 单元。为此，系统集成更加困难，图像扫描装置尺寸的最小化实际上是不能 实现的。而且，由于附加的单元，图像扫描装置的制造成本增加。发明内容本发明提供一种图像扫描装置和使用该装置扫描图像的方法，该装置过 激励荧光灯以减小由荧光灯产生初始光量所需的时间量，由此减小使用该扫 描图像装置需要等待的时间量。此外，本发明提供一种图像扫描装置和使用该装置扫描图像的方法，其过激励荧光灯以便降低光场中的过冲(overshooting),同时减少预热时间。本发明总构思的附加方面和实用性将在下面的说明书中部分阐述，并且 从该说明书中部分将显而易见，或可通过本发明总构思的实践认识到。通过提供一种图像扫描装置可以获得本发明总构思的前述和/或其它方 面和实用性，该图像扫描装置包括具有多个灯的光源单元；转换器，为该 多个灯提供电源以便调整从该多个灯的每一个发射的光强；和控制器，控制 该转换器以使得该多个灯的至少一个被过激励预定时间量。因此，能够减小 达到适于获得扫描图像数据的光强水平所需的时间量，并由此减小图像扫描 装置的预热时间。在该图像扫描装置中，当预定时间量流逝时，该控制器可以控制该转换 器降低对至少 一个被过激励的荧光灯的电源。此外，该控制器可以控制该转换器，以使得来自该多个灯的组合光强等 于或小于目标光强值。该图像扫描装置可以进一步包括感测元件，来测量该光源单元的光量。 在这种情况下，当预定的时间量消逝时，该控制器可以控制该转换器，以使 得光源单元的光强保持在恒定水平。该转换器可以包括逆变器，以输出与该多个灯的特性对应的调制电源； 和变压器，以将来自逆变器的调制电源转换成AC电源，并将该AC电源提 供给该多个灯。该逆变器可以根据与该图像扫描装置的光特性对应地限定的光响应曲 线来调制电源。此外，该逆变器可以提供调制电源，以使得被过激励的荧光灯和正常工 作的荧光灯的组合光强等于或小于目标光强值。 该预定的时间量可以是5秒到10秒。 此外，该多个灯可以是冷阴极灯。此外，施加于该多个灯的至少 一个^皮过激励的焚光灯的每一个的电源可 以是施加于其它灯的每 一 个的电源电平的两倍。本发明总构思的前述和/或其它方面和实用性也可以通过提供一种具有多个灯的图像扫描装置的图像扫描方法来实现。该方法包括在该图像扫描 装置的预热开始时，将电源分别施加于该多个灯的每一个；以及将该多个灯 中的至少 一个^f旦少于所述多个灯的全部的灯过激励预定的时间量。可以执行该过激励使得该多个灯的组合光强等于或小于目标光强值。该方法可以进一步包括测量该多个灯的组合光强，并且，当预定的时 间消逝时，根据测量的组合光强控制提供给该多个灯的每一个的电源，以使 得多个灯的组合光强保持在恒定水平。本发明总构思的前述和/或其它方面和实用性也可以通过提供一种图像 扫描装置来实现，该图像扫描装置包括多个独立可4喿作的光源，分别以与 提供给其的电源量和温度对应的强度发射光；和转换器，产生提供给每一个 光源的电源量。该图像扫描装置包括控制器，其控制由转换器产生的电源量， 以使得特定光源的温度以不同于其它光源的速度升高，并且使得来自所有光 源的组合光足以照明物体，并足以在光源之中的至少 一 个正常工作的光源到 达全预热状态之前从其获得其扫描图像数据。本发明总构思的前述和/或其它方面和实用性也可以通过提供一种利用 图像扫描装置扫描物体的方法来实现，该方法包括施加第一电源用来以第 一预热速度预热该图像扫描装置的正常工作的光源；施加第二电源用来以大 于第一预热速度的第二预热速度预热该圓像扫描装置的过激励光源；以及在 正常工作的光源到达全预热状态之前，由来自正常工作的光源和过激励光源的组合光获得扫描图像数据。
从下面结合附图对实施例的描述中，本发明总构思的这些和/或其它方面和实用性将变得显而易见和更加易于理解，其中图1是根据本发明示范性实施例的图像扫描装置的框图；图2是说明根据本发明示范性实施例的图像扫描装置的内部结构图；图3是说明根据本发明示范性实施例的图像扫描装置中从荧光灯发射的光的变化曲线图；图4是说明根据示范性实施例的图像扫描方法的流程图；和图5是说明根据本发明另一示范性实施例的图像扫描方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明总构思的实施例，附图中示出了其示例，其中 相似的参考符号始终指代相似的元件。下面通过参照附图来描述这些实施 例，以解释本发明总构思。图1是根据本发明示范性实施例的图像扫描装置的框图。参考图1,示 范性图像扫描装置100包括光源单元110、转换器120和控制器130。示范性光源单元110包括多个光源，其可以是多个荧光灯。然而，应当 理解，在本发明总构思之内并且不脱离其精神和意欲范围的情况下，可以使 用任何基于提供给其的电源和温度来发射光的光源。光源单元IIO可以位于 接近原本处，以提供足以照明原本的光量，从而可从其获得图像数据。此外， 可以以均匀间隔排列多个灯，以防止在扫描原本的平面上的光强的空间变 化。在本发明总构思的特定实施例中，灯是冷阴极荧光灯(CCFL)。转换器120以允许由每一个灯发射的光强可以被调整的方式提供电源给 f个灯的每一个。而且，转换器120可以包括多个变压器，每一个将输入 于其中的电源转换成AC电流；和逆变器，产生具有与灯的气体放电特性匹 配的频率的电压。具体来说，转换器120将输入到其中的电源转换成与灯特 性对应的AC电源，并将AC电源提供给灯。当开启图像扫描装置100以开始预热过程时，控制器130控制转换器120 提供电源给灯。具体来说，当预热开始，转换器120在控制器130的控制下 提高给特定灯的输出电源预定的时间段，以过激励那些灯，即，以大于维持 通过气体放电的光发射所需的电源的电源驱动荧光灯。在本发明总构思的特 定实施例中，向这些灯中的至少 一个施加维持气体放电光发射时的电源水平 的正常电源。在预定的时间量流逝之后，控制器130可以控制转换器120向 那些正净皮过激励的灯施加正常电源。然而，在预定的时间量期间，可以以超 过光单元110中其它灯被预热的速度的速度预热被过激励的灯。而且，控制器130可以控制转换器120操作使得由多个灯发射的组合光 强等于或小于目标光强值。具体来说，控制器130可以控制转换器120使得 由以正常电源驱动的多个灯(下文中称为正常驱动灯)和由过激励灯发射的组合光量不超过目标光强值。在这种情况下，目标光强值被确定为由这些灯 的工作特性和系统配置建立的设计目标强度值。而且，控制器130可以将施加过激励电源的预定时间长度划分成多个时间段，并且可以在每一个时间段中交替过激励荧光灯。可替换地，控制器130可以在预热时段期间提供过激励电源给交替的灯。此外，控制器130可 以在每个预热周期期间过激励不同的荧光灯。在本发明总构思的特定实施例中，根据灯的性能和系统配置，将施加过 激励电源的预定时间长度控制为5秒到10秒。而且,可以在预定时间间隔 期间将过激励电源控制为正常电源的两倍。图2是说明根据本发明总构思的示范性实施例的图像扫描装置200的内 部结构的示意性框图。参考图2，示范性图像扫描装置200包括CCFL单元 210、变压器单元220、逆变器230、电源单元240、控制器250和感测单元 260。电源单元240、逆变器230和变压器单元220可以形成转换器单元280, 其可以对应于图1中的转换器120。CCFL单元210可以包括CCFL1 211和CCFL2 212。 CCFL1 211和CCFL2 212可以平行排列，并以预定间隔分开，从而给图像提供基本一致的照明区。示范性变压器单元220提供AC电源给CCFL1 2U和CCFL2 212的每 一个。由于CCFL1 211和CCFL2 212的每一个由单独的AC电源线驱动， 所以变压器单元220提供AC电源的控制电平给CCFL单元210中的每一个 CCFL 211、 212。在本发明总构思的特定实施例中，变压器单元210中的变 压器221、 222的数量与CCFL单元210中的CCFL 211、 212的数量相同。示范性逆变器230提供与CCFL单元210中的每一个CCFL211、212的 类型和长度对应的调制电压和电流。可以提供多个逆变器230来分别驱动 CCFL1 211和CCFL2 212。可替换地，可以提供一个逆变器230来驱动CCFL1 211和CCFL2 212二者。然而，应当理角竿，CCFL1 211和CCFL2 212的各自 尺寸和电特性可以是不同的，并且逆变器230不管被实施为单一元件还是分 布式交叉多元件，都被配置为相应产生适当的调制电源给每一个CCFL。此外，逆变器230可以根据定义合并在图像扫描装置中的每一个CCFL 的发射响应的光强响应曲线，诸如通过脉宽调制技术来建立提供给变压器单 元220的电源电平。具体地，逆变器230可以根据光强曲线随着时间调整如 施加的电压的占空因数，以保持预定的光发射水平。考虑系统环境中CCFL的光强变化。逆变器230可以操作使得过激励灯和正常驱动灯的总组合光强等于或小于目标光强值。具体地，可以才艮据特定系统环境中过激励焚光灯发射的光的 响应特性(例如在光强响应曲线中所定义的)来控制由被过激励的荧光灯发 射的光，以使得来自被过激励的灯和正常驱动的灯的组合光强等于或小于目 标光强值。当所有灯处于它们各自的全预热状态时，目标光强值可以是所有 灯的组合光强值。此外，逆变器230可以通过从变压器单元220反馈的输出电源的适当反 馈结构来控制提供给CCFL单元210的电源，如图2中所示。应当理解，通 过反馈可以控制多于一个的逆变器通道，由此，可以独立地控制多个逆变器 通道。可替换地，可以选择一个逆变器通道作为所有输出的代表，或者通过 反馈仅仅控制正在被动态控制的逆变器通道(例如过激励电源通道)。在本 发明总构思之内并且不脱离其精神和意欲范围的情况下，可以使用各种逆变 器控制机构和结构。电源单元240诸如通过由外部提供的输入电源(诸如AC主电源)转换 的直流和电压提供电源给逆变器230。电源单元240可被实施为通过分立的 电源线241、 242和243为CCFL单元210提供分立控制的可变电源，以分 别将电源提供给CCFL单元210中的每一个CCFL211、 212。感测单元260可以包括传感器，以在诸如扫描平面上的给定测量点测量 光强。此外，感测单元260可以测量荧光灯的光强，并且可以经由适当的信 号将该测量发送给控制器250。在本发明总构思的特定实施例中，控制器250 可以根据由感测单元260测量的光强，提供信号给电源240,以调整给CCFL 单元210中的CCFL211、 212中的一个或多个的电源。当向图像扫描装置200施加电源时，电源单元240提供电源给逆变器 230。然后，在提供的电源的基础上，逆变器230将调制电源施加于变压器 221和222的每一个上，并且变压器221和222的每一个向CCFL单元210 中的每一个CCFL211、 212提供AC电源(例如频率由逆变器230控制的正 弦AC电压和电流)。 一旦响应于纟是供的AC电源的施加而达到等离子态， CCFL单元210开始发射光。众所周知，产生光发射的等离子体放电促使荧 光灯的预热，在光强响应曲线中已将此考虑在内。如图3中的时间T4所示的预热特定灯的初始时间段是等离子放电促使灯加热的时间点。在本发明总构思的特定实施例中，控制器250产生控制信号，以使得由 电源单元240提供例如两倍于正常电源的过激励电源来过激励例如CCFL 1 211。通过电源单元240的电源线241将电源提供给CCFL1 211，并且输入 电流变得大于正常电流，以使得CCFL1 211被过激励。因此，从CCFL1211 发射的光强不同于从CCFL2212发射的光强。然而，在本发明总构思的特定 实施例中，输入图像的目标照明区域位于CCFL单元210中的两个CCFL1 211和CCFL2 212之间，并且该目标区域中的光量是从CCFL1 211和CCFL2 212发射的组合光强。同时，在预定时间量流逝之后，控制器250产生控制信号来提供正常电 源给CCFL1 211，在该点CCFL1 211不再被过激励。而且，基于在预定时间量流逝之后由感测单元260测量的光强，控制器 250可以控制提供给灯的电源，以使得从所有灯发射的组合光强保持恒定。在图2中，示范性图像扫描装置包括两个CCFL，即，CCFL1 211和 CCFL2 212。然而，在不脱离本发明总构思的精神和意欲范围的情况下，本 发明总构思可以应用于具有三个或多个CCFL的图像扫描装置。图3是说明根据本发明示范性实施例的从该图像扫描装置中所有灯发射 的光强变化的曲线图。参考图3,第一条线301表示当过激励电源施加于 CCFL1时光强的变化，第三条线303表示当正常电源施加于CCFL2时光强 的变化。线302表示CCFL1和CCFL2的组合强度，其比例4皮^修改以位于线 301和303之间。此外，应当理解，在本发明总构思的特定实施例中，尽管 为了清楚在图3中线301和303是分离的，但灯的强度可以以稳定的状态与 施加于其上的等价电源相等或不等。参考图3，达到通过等离子体放电预热所需要的来自接收正常电源的 CCFL2的初始光量所需的时间是T4,达到全预热状态所需要的时间量是T7 。 然而，达到预热施加有过激励电源的CCFL1的初始光量的时间量是T1，达 到扫描强度的时间是T2，尽管在时间T2, CCFL1的强度超过目标扫描强度。 在本发明总构思的特定实施例中，在预定的时间间隔之后去掉过激励电源， 并且CCFL1的强度水平在时间T6返回到扫描强度。通过过激励CCFL,能够减小预热图像扫描装置所需的初始时间量，如 在时间T3处组合强度曲线302所示。然而，如在第一条线301中的时间T2处所示的，可能发生超过目标强度的情况。当施加有过激励电源的CCFL和 施加有正常电源的CCFL—起使用时，能够基本降低或防止组合场中的过冲， 如在线302中时间T3处所示。在本发明总构思的特定实施例中，组合场中 的过沖保持在预定的容忍范围内，如图3所示。因此，能够既降低过冲(如 在线302中时间T3和T5之间所示)，又降低在光强足以用于扫描之前等待 的时间长度(如在线302中时间T3处所示)。为此，本发明总构思的特定实施例在图像扫描装置中包括两个灯，对两 个灯之一施加正常电源，对另一个焚光灯施加过激励电源，从而减小等待时 间。可以控制光强遵循响应曲线，以使得组合光场中的过冲处于根据系统环 境的容忍范围内，如图3所示。图4是说明根据示范性实施例的图像扫描方法的流程图。首先，当开启 图像扫描装置以开始预热时，在搡作S410中，向多个灯的每一个施加电源。然后，在操作S420中，图像扫描装置以过激励电压过激励该多个灯中 的至少一个。在这种情况下，可以向其它灯施加正常电压。当向荧光灯施加 初始电源时，焚光灯的光量增加。而且，当执行过激励时，可以利用过激励 电压过激励一些灯，以使得来自所有灯的组合光强等于或小于目标光强值。然后，在预定的时间量流逝之后，在操作S420中，图像扫描装置向被 过激励的灯施加正常电压。可以根据灯的特性(诸如在提供的电源电平时的 相对于时间的强度)控制该灯被过激励的预定时间量。图5是说明根据示范性实施例的图像扫描方法的流程图。首先，在从多 个灯中的特定灯被过激励的时间起预定时间量流逝之后，在操作S530,图 像扫描装置测量从多个灯发射的组合光强。然后，在操作S540,图像扫描装置根据测量的光强控制施加于灯的电源， 以使得恒定光强照明被扫描的物体。因此，当多个灯中的一些被过激励时， 能够减小达到所需光量所需要的时间量，从而减小预热时间。图4和5中所 示的图像扫描方法可以在具有图1或图2中所示的结构的图像扫描装置中执 行，也可以由其它的图像扫描装置执行。如上所述，根据本发明的示范性实施例，当向图像扫描装置施加初始电 源时，以过冲电源过激励至少一个荧光灯，使得能够减小达到执行图像扫描 所需的初始光量所需的时间量，因而减小图像扫描装置的初始预热等待时间量。此外，至少一个焚光灯工作在正常电源下，以使得正常工作的灯和被过 激励的灯的组合光强基本避免超出所有灯的目标光强。尽管已经对本发明总构思的一些实施例进行了图示和描述，但本领域技 术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书和它们等价体所限定的本发明 总构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变。
权利要求
1、一种图像扫描装置，包括光源单元，包括多个灯；转换器，提供电源给该多个灯以调整从该多个灯的每一个发射的光强；和控制器，控制该转换器以使得该多个灯中的至少一个被过激励预定时间量。
2、 根据权利要求1所述的装置，其中，当该预定时间量流逝时，该控 制器控制该转换器减小提供给该至少 一个被过激励的荧光灯的电源。
3、 根据权利要求1所述的装置，其中该控制器控制该转换器以使得来 自该多个灯的组合光强等于或小于目标光强值。
4、 根据权利要求1所述的装置，还包括 感测单元，测量该光源单元的光强，其中，当该预定的时间量消逝时，该控制器控制该转换器以使得该光源 单元的光强保持在恒定水平。
5、 根据权利要求1所述的装置，其中该转换器包括 逆变器，输出与该多个灯的特性对应的调制电源；和变压器，将该逆变器的输出调制电源转换成交流电源，并将该交流电源 提供给多个灯。
6、 根据权利要求1所述的装置，其中该预定的时间量是5秒到10秒。
7、 根据权利要求1所述的装置，其中该灯是冷阴极灯。
8、 根据权利要求1所述的装置，其中施加于该多个灯中的至少一个被 过激励的荧光灯的每一个的电源是施加于其它灯的每一个的电源电平的两 倍。
9、 一种具有多个灯的图像扫描装置的图像扫描方法，该方法包括 在该图像扫描装置开始预热时分别向该多个灯施加电源；和时间量。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中执行所述过激励以使得该多个灯 的组合光强等于或小于目标光强值。
11、 根据权利要求9所述的方法，还包括 测量该多个灯的组合光强；和根据测量的光量控制提供给每个灯的电源，以使得当预定的时间消逝 时，该多个灯的组合光强保持在恒定水平。
12、 才艮据权利要求9所述的方法，其中该预定的时间量是5秒到10秒。
13、 根据权利要求9所述的方法，其中该灯是冷阴极灯。
14、 根据权利要求9所述的方法，其中施加于该多个灯中的至少一个被 过激励的荧光灯的电源是施加于其它灯的每一个的电源电平的两倍。
15、 一种图像扫描装置，包含多个独立可工作的光源，分别以与提供给其的电源量和其温度对应的强 度发射光；转换器，产生电源量以提供给每一个光源；和控制器，控制由该转换器产生的电源量，以使得特定光源的温度以不同 于其它光源的速度升高，并且使得来自所有光源的组合光足以照明物体，并 在该光源中的至少一个正常工作的光源到达全预热状态之前从其获得扫描 图像数据。
16、 根据权利要求15所述的图像扫描装置，其中该转换器包括电源，根据来自控制器的信号产生与该电源量对应的电压和电流给每个 光源，以提高其各自的温度。
17、 根据权利要求16所述的图像扫描装置，其中该转换器还包括 逆变器，由该电源的电压和电流产生各个调制电压和电流，所产生的调制电压和电流的频率与该光源的各个激发频率对应；和变压器，由来自该逆变器的各个调制电压和电流产生给每一个光源的电源。
18、 根据权利要求17所述的图像扫描装置，其中该转换器包括从变压 器的输出到逆变器的反馈电路，以通过调整该调制电压和电流控制提供给光 源的电源量。
19、 根据权利要求15所述的图像扫描装置，其中在过激励光源达到其 全预热状态之后，该控制器提高给被过激励的光源的电源量，以使得在正常 工作的光源达到全预热状态之前组合光小于或等于预定光强值。
20、 根据权利要求15所述的图像扫描装置，其中该控制器在开始于预热时段的开端的预定时间间隔内提高给该光源中的至少 一 个被过激励的光 源的电源量，从而以超过正常工作的光源的温度提高的速度的速度提高被过 激励的光源的温度。
21、 根据权利要求15所述的图像扫描装置，其中该光源是荧光灯。
22、 一种利用图像扫描装置扫描物体的方法，包括 施加第一电源从而以第一预热速度预热该图像扫描装置的正常工作的光源；施加第二电源从而以大于第一预热速度的第二预热速度预热该图像扫 描装置的过激励光源，和在正常工作的光源达到全预热状态之前，由来自正常工作的光源和被过 激励的光源的组合光获得扫描图像数据。
23、 根据权利要求22所述的扫描方法，其中所述施加第二电源的步骤 包括在被过激励的光源达到其全预热状态之后增加该第二电源，以使得在正 常工作的光源达到全预热状态之前，组合光小于或等于预定光强值。
24、 根据权利要求22所述的扫描方法，其中所述施加第二电源的步骤 包括在开始于预热时段的开端的预定时间间隔之后减小第二电源，以提高第 二预热速度超过第一预热速度。
全文摘要
一种图像扫描装置，包括具有多个灯的光源单元。转换器提供电源给多个灯，并根据多个灯的每一个的所需光强调整电源。控制器控制转换器，以使得当灯预热开始时这些灯中的至少一个被过激励预定的时间量。因此，减小了等待到工作光强所需的时间长度。
文档编号H04N1/028GK101335812SQ20081010912
公开日2008年12月31日 申请日期2008年5月23日 优先权日2007年6月27日
发明者赵胜济 申请人:三星电子株式会社