专利名称：一种扫描方法、扫描装置及扫描器的制作方法
技术领域：
本发明属于扫描器技术领域，尤其涉及一种扫描方法、扫描装置及扫描器。
背景技术：
扫描器主要由光学系统、光电转换部件、电子系统和机械系统四个部分组成。光学系统主要由光源和一些反射镜及棱镜组成，其作用是将光源发出的光照射在扫描原稿上， 再经过光路将光通过棱镜聚焦到光电转换部件。光电转换部件包括复数个排成一列的感光单元(将感光元件的分布方向记为X方向)，光电转换部件可采用电荷耦合元件(CCD)或者接触式图像传感器(CIS)，其作用是将光信号转换成电信号。电子系统的主要功能是将光电转换后的电信号经模拟/数字(A/D)转换器转换成数字信号，并将数字信号处理为图像。 机械部分主要由机体、放置扫描原件的平板以及机械传动部分等组成。在扫描过程中，光电转换部件将扫描原件在Y方向(平板上与X方向垂直的方向) 分割成复数条扫描线，每条扫描线的宽度大约为10微米，机械部分带动光电转换部分在Y 方向移动，依次对各扫描线进行扫描。在每条扫描线处，光电转换部件对接收到的光线进行光电转换(即曝光操作)，光电转换部件中的感光单元产生曝光电压信号，之后各感光单元都将曝光电压信号输出，由电子系统采集各曝光电压信号并进行处理，形成图像。目前，缩短扫描时间的方法主要包括降低扫描的解析度或者减少扫描线的数量， 这两种方式虽然可以缩短扫描时间，但会造成扫描质量的降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种扫描方法、扫描装置及扫描器，可以在保证扫描质量的前提下缩短扫描时间。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种扫描方法，包括确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度；根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段；调节所述光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线；所述光电转换部件对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号；采集所述曝光电压信号并将其处理为图像信息；当下一扫描线位于扫描范围时，调节所述光电转换部件至下一扫描线，所述光电转换部件对接收的光线进行光电转换。一种扫描装置，包括第一确定单元，用于确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度；设定单元，用于根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部
4件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段；驱动部件，用于调节光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线，或者依据判断单元的判断结果调节光电转换部件至下一扫描线；光电转换部件，用于对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号；信号处理单元，用于采集所述曝光电压信号并将其处理为图像信息；判断单元，用于判断下一扫描线是否位于扫描范围内。一种扫描器，包括光学系统、光电转换部件、电子系统、机械系统和控制系统；所述光学系统，用于提供光源和光学通路；所述控制系统，用于确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，并根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段；所述光电转换部件，用于对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号；所述电子系统，用于采集所述光电转换部件输出的曝光电压信号并将其处理为图像信息；所述机械系统，用于放置扫描原件，并调节所述光学系统和所述光电转换部件的位置。由此可见，在本发明公开的扫描方法中，根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度将光电转换部件中的感光单元划分为前段、中段和后段，光电转换部件在对接收到的光线进行光电转换之后，只输出位于前段和中段的感光单元中产生的曝光电压信号，缩短了光电转换部件输出信号的时间，在保证扫描质量的前提下，缩短了扫描时间。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明公开的一种扫描方法的流程图；图2为现有扫描方法中光电转换部件信号输出的时序图；图3为图1所示方法中光电转换部件信号输出的时序图；图4为本发明公开的另一种扫描方法的流程图；图5为图4所示方法中光电转换部件信号输出的时序图；图6为本发明公开的一种扫描装置的结构示意图；图7为本发明公开的另一种扫描装置的结构示意图；图8为本发明公开的一种扫描器的结构示意图。
具体实施例方式扫描器中光电转换部件的宽度远大于扫描原件的宽度，而且往往只有扫描原件中的一部分需要进行扫描。举例进行说明，假设光电转换部件在X方向具有10000个感光单元，相对于一张A4大小的扫描原件而言，整个扫描原件的宽度只对应于7200个感光单元， 而且通常扫描原件设置有页边距，需要扫描的字符或者图片只是整个扫描原件中的一部分。当光源发射的光线照射至扫描原件之后，在扫描原件上发生反射或者透射，产生的反射光或者透射光经过光学通路传输至光电转换部件，光电转换部件中的感光单元对接收到的光线进行光电转换(即曝光操作)，全部感光单元上均产生曝光电压信号，但只有与扫描原件中待扫描区域对应的感光单元中的曝光电压信号是需要获取的。在现有扫描方法中，光电转换部件中全部感光单元产生的曝光电压信号均输出， 由扫描器的电子系统采集各感光单元输出的曝光电压信号，并从中获取对应于待扫描区域的曝光电压信号，其他曝光电压信号被除去，之后将对应于待扫描区域的曝光电压信号处理为图像信息。在扫描过程中，光电转换部件输出无用的曝光电压信号将占用大量的时间， 本发明申请人通过缩短输出无用的曝光电压信号占用的时间，来实现缩短扫描时间的目的。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明公开了一种扫描方法，可以在保证扫描质量的前提下缩短扫描时间。参见图1，图1为本发明公开的一种扫描方法的流程图。包括步骤Sll 确定扫描原件的放置位置及扫描原件中待扫描区域的宽度。步骤S12 根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，该扫描段包括前段、中段和后段。根据扫描原件在平板上的放置位置，以及扫描原件中待扫描区域的宽度将光电转换部件中的感光单元设定为前段、中段和后段，前段和后段位于中段的两侧。其中，位于中段的感光单元与待扫描区域对应，位于前段的感光单元与待扫描区域的左侧区域对应，位于后段的感光单元与待扫描区域的右侧区域对应。例如，光电转换部件具有10000个感光单元，扫描原件的宽度与7200个感光单元对应，扫描原件中左侧空白区域与400个感光单元对应，扫描原件中待扫描区域与6500 个感光单元对应，扫描原件中右侧空白区域与300个感光单元对应，如果扫描原件放置在扫描平台的左侧边缘处，那么此时光电转换部件中感光单元1 400位于前段，感光单元 401 6900位于中段，感光单元6901 10000为后段。步骤S13 调节光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线。扫描原件在Y方向被划分为复数个扫描线。在扫描开始前，将光电转换部件调节至扫描范围内的初始扫描线。该扫描范围可以为整个扫描原件，即复数个扫描线均位于扫描范围内，此时初始扫描线是位于扫描原件顶端的扫描线。步骤S14 光电转换部件对接收到的光线进行光电转换。光源将光线照射到扫描原件上，产生反射光或者透射光，然后经过光学通路传输至光电转换部件。光电转换部件中的感光单元产生曝光电压信号，曝光电压与受光强度成正比。步骤S15 输出位于前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号。由于光电转换部件中感光单元的信号是串行移位输出，而且只有与待扫描区域对应的、位于中段的感光单元产生的曝光电压信号是需要获取的，因此，光电转换部件在信号输出过程中，只输出位于前段和中段的感光单元的曝光电压信号。与现有扫描方法中将全部感光单元产生的曝光电压信号输出相比，本方法无需将位于后段的感光单元产生的曝光电压信号输出，缩短了曝光电压信号输出的时间。请参见图2和图3，图2为现有扫描方法中光电转换部件信号输出的时序图，图3 为本发明公开的方法中光电转换部件信号输出的时序图。其中，TG为控制信号，CLK为时钟信号，Vout为光电转换部件中感光单元输出的曝光电压信号，每个CLK对应一个曝光电压信号，图2和图3中位于两条虚线之间的曝光电压信号是由位于中段的感光单元(即与待扫描区域对应的感光单元)输出的，当输出位于前段和中段的感光单元的曝光电压信号之后，即进入下一个TG，不再输出位于后段的感光单元产生的曝光电压信号，缩短了扫描时间。步骤S16 采集曝光电压并将其处理为图像信息。光电转换部件输出的曝光电压信号是模拟信号，需要对模拟信号进行采集，并将其处理为数字信号，该数字信号即为该扫描线的图像信息。具体的，可以对采集的曝光电压信号进行放大处理，之后对放大后的曝光电压信号进行模数转换，获得图像信息。步骤S17 判断下一扫描线是否位于所述扫描范围内，若是，则执行步骤S18，若否，则结束。步骤S18 调节光电转换部件至下一扫描线，执行步骤S14。扫描原件在Y方向被划分为复数个扫描线，要逐次对位于扫描范围内的各扫描线进行扫描，在完成对当前扫描线的曝光操作及后续采样处理后，判断下一扫描线是否位于扫描范围内，若是，则返回步骤S14，对下一扫描线进行扫描，若否，则说明位于扫描范围内的各扫描线都已扫描，整个扫描流程结束。在本发明公开的扫描方法中，根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度将光电转换部件中的感光单元划分为前段、中段和后段，光电转换部件在对接收到的光线进行光电转换之后，只输出位于前段和中段的感光单元中产生的曝光电压信号，缩短了光电转换部件输出信号的时间，在保证扫描质量的前提下，缩短了扫描时间。参见图4，图4为本发明公开的另一种扫描方法的流程图。包括步骤S41 确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度。步骤S42 根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，扫描段包括前段、中段和后段。步骤S43 调节光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线。步骤S44 光电转换部件对接收到的光线进行光电转换。步骤S45 以第一频率输出位于前段的感光单元产生的曝光电压信号。步骤S46 以额定频率输出位于中段的感光单元产生的曝光电压信号。位于前段的感光单元产生的曝光电压信号是无用信号，电子系统采集位于前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号之后，要将位于前段的感光单元产生的曝光电压信号除去。因此，在光电转换部件输出曝光电压信号的过程中，以额定频率输出位于中段的感光单元产生的曝光电压信号，而以高于额定频率的第一频率输出位于前段的感光单元产生的曝光电压信号，此时可以缩短位于前段的感光单元输出曝光电压信号的时间，从而缩短整个扫描时间。请参见图5，图5为图4所示扫描方法中光电转换部件信号输出的时序图。图5中位于两条虚线之间的曝光电压信号是由位于中段的感光单元(即与待扫描区域对应的感光单元)输出的，位于前段的感光单元产生的曝光电压信号以高于额定频率的第一频率输出，位于中段的感光单元产生的曝光电压信号以额定频率输出，当输出位于前段和中段的感光单元的曝光电压信号之后，即进入下一个TG，不再输出位于后段的感光单元产生的曝光电压信号，缩短了扫描时间。需要指出的是，当感光单元的取样速度高于额定速度时，会造成采样数据的精度降低，但由于该区域内的图像本就是无用的，不会对最终形成的扫描图像的质量造成影响。步骤S47 采集曝光电压并将其处理为图像信息。步骤S48:判断下一扫描线是否位于所述扫描范围内，若是，则执行步骤S49，若否，则结束。步骤S49 调节光电转换部件至下一扫描线，执行步骤S44。图4所示的扫描方法与图1所示的扫描方法相比，以高于额定频率的第一频率输出位于前段的感光单元的曝光电压信号，进一步缩短了光电转换部件输出曝光电压信号所需的时间，在保证扫描质量的前提下，最终缩短了扫描时间。在上述图1和图4所示的方法中，扫描范围可以默认为整个扫描原件，从扫描原件顶端的扫描线开始进行扫描操作，直至完成位于扫描原件底端的扫描线的扫描操作。实施中，在调节光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线之前，还可以依据待扫描区域在扫描原件中的位置确定所述扫描范围。在大多数扫描原件中，待扫描区域距离扫描原件的顶端和底端均有一定的距离，此时可以根据待扫描区域在扫描原件中的位置设置扫描原件的扫描范围，此时的扫描范围不再是全部的扫描原件，将不再对扫描原件顶部或底部的空白区域进行扫描。针对扫描原件的扫描线的总数量减少了，由此可以缩短扫描时间；另外，由于针对扫描原件中待扫描区域的扫描线的数量并没有改变，因此扫描质量不会发生变化。针对前文所述方法，本发明还公开了一种扫描装置，在保证扫描质量的前提下，可以缩短扫描时间。参见图6，图6为本发明公开的一种扫描装置的结构示意图。该扫描装置包括确定单元61、设定单元62、驱动部件63、光电转换部件64、信号处理单元65和判断单元66。第一确定单元61，用于确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度。设定单元 62，用于根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段。驱动部件63，用于调节光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线，或者依据判断单元的判断结果调节光电转换部件至下一扫描线。光电转换部件64，用于对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号。信号处理单元65，用于采集所述曝光电压信号并将其处理为图像信息。判断单元66，用于判断下一扫描线是否位于扫描范围内。优选的，光电转换部件64用于以第一频率输出位于所述前段的感光单元产生的曝光电压信号、以额定频率输出位于所述中段的感光单元产生的曝光电压信号，所述第一频率大于所述额定频率。优选的，在扫描装置中进一步设置第二确定单元67，用于依据所述待扫描区域在所述扫描原件中的位置确定所述扫描装置的扫描范围。信号处理单元65的结构可以如图7所示，包括数据采集模块651，用于采集光电转换部件输出的曝光电压信号；前置放大模块652，用于对采集的曝光电压信号进行前置放大；模数转换模块653，用于对经过前置放大的曝光电压信号进行模数转换。每个单元执行的具体操作可以参考前述的方法实施例，在此不再赘述。如有不详， 请参考上述实施例。本发明还公开了一种扫描器，在保证扫描质量的前提下，可以缩短扫描时间。参见图8，图8为本发明公开的一种扫描器的结构示意图。该扫描器包括光学系统81、控制系统82、光电转换部件83、电子系统84和机械系统85。其中，光学系统81，用于提供光源和光学通路。控制系统82，用于确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，并根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段。光电转换部件83，用于对接收的光线进行光电转换，并输出位于前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号。 电子系统84，用于采集所述光电转换部件输出的曝光电压信号并将其处理为图像信息。机械系统85，用于放置扫描原件，并调节光学系统和所述光电转换部件的位置。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种扫描方法，其特征在于，包括确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度；根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段；调节所述光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线；所述光电转换部件对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号；采集所述曝光电压信号并将其处理为图像信息；当下一扫描线位于扫描范围时，调节所述光电转换部件至下一扫描线，所述光电转换部件对接收的光线进行光电转换。
2.根据权利要求1所述的扫描方法，其特征在于，输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压具体为以第一频率输出位于所述前段的感光单元产生的曝光电压信号； 以额定频率输出位于所述中段的感光单元产生的曝光电压信号； 所述第一频率大于所述额定频率。
3.根据权利要求1或2所述的扫描方法，其特征在于，在调节所述光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线之前，还包括依据所述待扫描区域在所述扫描原件中的位置确定所述扫描范围。
4.根据权利要求1所述的扫描方法，其特征在于，对所述曝光电压信号进行处理的过程包括对所述曝光电压信号进行放大； 对放大后的曝光电压信号进行模数转换。
5.一种扫描装置，其特征在于，包括第一确定单元，用于确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度； 设定单元，用于根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段；驱动部件，用于调节光电转换部件至扫描范围内的初始扫描线，或者依据判断单元的判断结果调节光电转换部件至下一扫描线；光电转换部件，用于对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号；信号处理单元，用于采集所述曝光电压信号并将其处理为图像信息； 判断单元，用于判断下一扫描线是否位于扫描范围内。
6.根据权利要求5所述的扫描装置，其特征在于，所述光电转换部件用于以第一频率输出位于所述前段的感光单元产生的曝光电压信号、以额定频率输出位于所述中段的感光单元产生的曝光电压信号，所述第一频率大于所述额定频率。
7.根据权利要求5或6所述的扫描装置，其特征在于，进一步包括第二确定单元，用于依据所述待扫描区域在所述扫描原件中的位置确定所述扫描原件的扫描范围。
8.根据权利要求7所述的扫描装置，其特征在于，所述信号处理单元包括 数据采集模块，用于采集所述光电转换部件输出的曝光电压信号；前置放大模块，用于对采集的曝光电压信号进行前置放大； 模数转换模块，用于对经过前置放大的曝光电压信号进行模数转换。
9. 一种扫描器，包括光学系统、光电转换部件、电子系统和机械系统，其特征在于，还包括控制系统；所述光学系统，用于提供光源和光学通路；所述控制系统，用于确定扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，并根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度，设定光电转换部件中感光单元的扫描段，所述扫描段包括前段、中段和后段；所述光电转换部件，用于对接收的光线进行光电转换，并输出位于所述前段和中段的感光单元产生的曝光电压信号；所述电子系统，用于采集所述光电转换部件输出的曝光电压信号并将其处理为图像信息；所述机械系统，用于放置扫描原件，并调节所述光学系统和所述光电转换部件的位置。
全文摘要
本发明公开了一种扫描方法，根据扫描原件的放置位置及待扫描区域的宽度将光电转换部件中的感光单元划分为前段、中段和后段，光电转换部件在对接收到的光线进行光电转换之后，只输出位于前段和中段的感光单元中产生的曝光电压信号，缩短了光电转换部件输出信号的时间，在保证扫描质量的前提下，缩短了扫描时间。本发明还公开了一种扫描装置及扫描器。
文档编号H04N1/028GK102158626SQ20111012950
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者何建贤, 刘翰纶 申请人:佳世达科技股份有限公司, 苏州佳世达电通有限公司