专利名称：电荷耦合元件校正方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种扫描系统的调整与校正方法及其装置，特别是指一种使用电荷耦合元件的扫描系统的校正方法及其装置。
扫描装置是目前最常被使用的图像处理工具，用以将文件的图像转换成可处理的信号，在处理过程中，扫描装置将文件上的图像对焦成像至一光电感测元件，以产生一信号输出供图像处理用。一般的扫描装置大致可区分为三大类，分别是掌上型扫描系统、馈纸式扫描系统及平台式扫描系统。扫描装置通常包含一光源、一反射镜片组及一镜头组，以用来将纸面图案反射成像至一电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)上，由此电荷耦合元件产生一图像信号。如
图1所示，文件10经一光源照射，将文件10上的图案反射后，经过一反射镜片组12做多次反射以达到所需的光程，再通过一镜头组14折射后，成像至一电荷耦合元件16上，完成一横面的扫描，再持续使文件平移通过电荷耦合元件的前方，以完全扫描其图像，电荷耦合元件是以许多个极小的半导体光电元件组合排列成一直线阵列而制成，当文件平移通过电荷耦合元件的前方时，电荷耦合元件会逐一扫描每一条平行线，以产生一完整文件的图像信号，此图像信号先经由一前处理单元调整图像信号的直流增益，接著使用一个模拟一数字转换器，将此模拟图像信号转换为数字信号，并经由一后处理单元，将信号做明部、暗部及珈玛修正(highlight,shadow,and Gamma correction)后，产生一图像码。
扫描系统必需处理文件的图像信号，为一相当精密的光学系统，任何光学上的误差，均会影响扫描的品质、分辨率及色彩等，因此在制造扫描系统过程中，电荷耦合元件的安装、调整及校正成为决定扫描系统品质的关键。通常在一扫描系统中，电荷耦合元件是安装于光学系统内，必需先扫描一辅助参考的目标或文件，以精确校正其位置后，再将电荷耦合元件固定，确保图像品质。传统制造扫描系统过程中，安装电荷耦合元件的校正方法，如图2所示，为使用一参考平板18，其上有一参考图案20a、20b及20c，通常为一实线区域以做为辨识之用，以电荷耦合元件16扫描后，经由一示波器观察其信号，如图3所示的信号24，为当电荷耦合元件的扫描线位于图2所示的22a的正确位置时，所得的示波器信号；而当电荷耦合元件的扫描线位于图2所示的22b的偏斜位置时，便会得到错误的示波器信号；而当电荷耦合元件的扫描线位于图2所示的22c的偏斜位置时，便得不到示波器信号；藉此一判断来校正电荷耦合元件的位置。
传统的电荷耦合元件的校正方法，存在以下几项缺点。当示波器得不到示波器信号时，只知电荷耦合元件的扫描线位于图2所示的22c或22d的偏斜位置，但无法确知电荷耦合元件须向上或向下调整才可得到正确的信号，形成校正上的困难，须花费更多的时间反复尝试才能得到信号，并藉以调整至一正确的电荷耦合元件位置。此外，当电荷耦合元件的扫描线位于图2所示的22e的轻微偏斜位置时，仍可得到如图3所示的信号24，造成即使电荷耦合元件的安装位置有所偏差，仍无法由示波器的信号判断，并无法将电荷耦合元件校正至一完全精确的水平位置，扫描线的位置偏差，将导致扫描系统的品质下降。
有鉴于上述缺陷，本发明的目的就在r提供一扫描系统中电荷耦合元件调整及校正的方法及其装置，以精确校正电荷耦合元件的位置，节省校正时间，提高扫描系统的图像品质。
本发明的目的是这样实现的一种电荷耦合元件校正装置，用于一扫描系统内，该扫描系统具有至少一个电荷耦合元件，其特征在于所述的校正装置至少由一处理器、一应用电路、一校正平板和一显示装置组成，所述的处理器与电荷耦合元件相连，该电荷耦合元件产生的一模拟信号输入至该处理器中，由处理器将此模拟信号转换为一数字信号，所述的应用电路相连于所述的处理器之后，针对上述数字信号产生复数个校正信号，所述的显示装置与该应用电路相连接，以显示该等复数个校正信号，所述的校正平板置于所述的电荷耦合元件之前。
所述的校正平板上有至少两个校正图案形成于其上，且该等校正图案间的间距相等。上述的校正信号是由电荷耦合元件扫描该等校正图案所产生。所述的校正图案系以对称方式形成于所述的校正平板上。
所述的校正图案为至少一个线段，该线段为直线及曲线其中之一。
所述的校正图案其中一例为至少包含一条相对于水平线倾斜第一角度的一斜线及一条垂直线，垂直线与该斜线的一端相接。所述的第一角度约为45度。
所述的校正图案另一例为至少包含一条相对于水平线倾斜第二角度的一斜线及两条垂直线，两条垂直线分别与该斜线的两端相接。所述的第二角度约为45度。
本发明的一种用于至少具有一个电荷耦合元件的扫描系统的电荷耦合元件校正方法，其特征在于包括以下步骤a)设置一校正平板，该校正平板上有至少两个校正图案，置于所述的电荷耦合元件之前，各校正图案间的间距相等，以使该电荷耦合元件能侦测到一个以上的校正图案；b)使用该电荷耦合元件扫描所述的校正图案，产生一图像信号；及c)对应于该图像信号产生一校正信号，用以校正。
上述的步骤c)之后，还可进行以下步骤d)显示所述的校正信号于一显示装置，以校正所述的电荷耦合元件；e)显示一参考标志于该显示装置上，该参考标志显示的位置对应于所述的电荷耦合元件位于正确位置时，以作为校正判断的参考。
由此可以看出，电荷耦合元件产生的图象信号送至一处理器，由该处理器将电荷耦合元件扫描所产生的模拟信号转换为数字信号，经由一连接于处理器之后的一应用电路，针对此数字信号产生复数个校正信号，传送至一显示装置，达到校正电荷耦合元件位置的目的。实现在短时间内校正电荷耦合元件位置，免除传统方法中，无法确知电荷耦合元件调整方向而导致校正不易的缺点，并且可将电荷耦合元件校正至一完全精确的水平位置，提升扫描系统的品质，节省校正电荷耦合元件位置所需的时间。
下面通过附图和实施例对本发明再作进一步详细的说明图1为一扫描装置的示意图；图2为传统校正方法中，校正图案的示意图；图3为传统校正方法中，示波器显示的校正信号；图4为本发明中的扫描装置及校正平板的示意图；图5为本发明中的校正图案的各种实施例；图6为本发明揭示的方法中，信号处理的流程图；图7为一校正图案上的扫描线位置的示意图；图8为一校正图案上的扫描线位置的示意图；图9为校正信号显示的结果。
首先，请参阅图4，以使用单一个电荷耦合元件的扫描系统为一实施例，在一扫描系统中，一校正平板30置于一电荷耦合元件16前方，校正平板所在的位置即为扫描时文件所在的位置，一镜片组14设置于校正平板30与电荷耦合元件16之间。图4上方显示本发明中校正平板30上的图案，校正平板30上包含多组的校正图案，校正图案的数目视所使用的电荷耦合元件数目而定，在此实施例中，对应于使用单一个电荷耦合元件，校正平板30上有两个校正图案32及34，呈左右对称配置，校正图案可由一至数个曲线或直线组成，只要能藉由其组合及位置达成显示及对比目的，皆可做为校正图案，本例中校正图案32及34分别由一条斜线及一条垂直线组成，斜线相对于水平线倾斜约45度，垂直线与斜线的一端相接。另外，本发明中的校正图案也可以是由一条斜线及两条垂直线所组成，两条垂直线分别与斜线的两端相接，形成如英文字母“N”的图案，图5所示的数个校正图案实施例，包含数种曲线及直线的组合，校正图案并不限制于图中所列的图案，一般而言校正图案可做左右对称的配置，以增加校正及判断的便利性，其中的斜线相对于水平线倾斜的角度亦可以为其他角度。校正平板30上并可于两个校正图案32及34间设置一分辨率图案36，可由密集排列的平行线组成，以做为调整镜头组焦距之用。
见图4,P1到P4为校正平板30上，电荷耦合元件的扫描线位于正中央时，对应到校正图案位置所在的参考标记，校正平板30的长度大于P1到P4间的距离。而电荷耦合元件16能感测到的宽度至少等于或大于P1到P4间的距离。P1及P4分别对应到校正图案32及34中的直线部分，P2是与校正图案32中斜线部分的中心点对应，同样的，P3则与校正图案34中斜线部分的中心点对应。
图6所示本发明中信号处理的流程图，电荷耦合元件16将读到图像的一模拟信号传送至一处理器200，处理器200将模拟信号转换为一数字信号，接着使用一应用电路300针对此数字信号产生多数个校正信号，并藉由一显示装置400显示校正信号，以判断并校正电荷耦合元件16的位置。
通常如果要求更进一步的图像质量，可在处理器200设计中包含更多的处理电路，例如可包含以下系列电路，包含一互补式双倍取样器(correlated double sampler；CDS)，针对电荷耦合元件16侦测到的模拟信号调整其直流增益，产生一信号，并使用一个三合一红、绿、蓝三原色多重处理器(RGB multiprocesso)与互补式双倍取样器相连，以选择将红、绿、蓝三原色信号依序输出至下一元件中，-模拟-数字转换器连接于三原色多重处理器之后，将此调整过的信号转换为数字信号，再经过一后处理单元，连接于模拟-数字转换器之后，将数字信号做明部、暗部、及珈玛修正后产生一图像码做为处理器200输出的数字信号。以上电路及功能皆可视需要而外加，并非执行电荷耦合元件16校正的必要元件。
图7、图8显示不同位置的电荷耦合元件的扫描线对应至校正平板上所在的位置，扫描线与校正图案32的垂直线交点为a、与校正图案32的斜线交点为b、与校正图案34的垂直线交点为d、与校正图案34的斜线交点为c，其对应的校正信号结果显示在附图9。电荷耦合元件经过一系列处理将转换后的信号传送一显示装置400中，将校正信号显示以作为校正之用。参见图9的38a，为便于调整及校正对比此校正信号，显示装置400显示一预设的参考标志40，参考标志40为当电荷耦合元件的扫描线位于校正平板正中央正确位置时，显示的结果，做为调整的依据，如图4中所示的参考标记P2或P3之位置，信号42显示电荷耦合元件扫描校正平板的结果，图9中的38a至38g分别显示电荷耦合元件的扫描线位于不同位置时，显示装置400显示的结果。
当扫描线为图7所示的46a时，其结果为图9中的38a，显示时以42a及42d为左方的基准，相对于参考标志40,42b向左偏移，42c则向右偏移，即可判断得知扫描线为由左下向右上倾斜，如图7中的扫描线46a，并藉此将电荷耦合元件的位置修正；参见图9中的38b，相对于参考标志40,42b向右偏移，42c则向左偏移，因此即可判断得知扫描线为由左上向右下倾斜，即为图7中的扫描线46b，并藉此将电荷耦合元件的位置修正；同理，由图9中的38c即可判断得知，扫描线为如图7中的46c偏移情形；由图9中的38d即可判断得知，扫描线为如图7中的46d偏移情形；由图9中的38e即可判断得知，扫描线为如图8中的46e偏移情形；由图9中的38f即可判断得知，扫描线为如图8中的46f偏移情形。因此，各种扫描偏移的状况，皆可以清楚的被判断，并将电荷耦合元件做对应的修正，最后可得到如图9中的38g显示的信号，且此时的扫描线位于如图7中46的中心正确位置，完成电荷耦合元件的准确定位。
藉由本发明的对应装置及方法，可在短时间内校正电荷耦合元件位置，免除传统方法中，无法确知电荷耦合元件调整方向而导致校正不易的缺点，并且可将电荷耦合元件校正至一完全精确的水平位置，提升扫描系统的品质，节省校正电荷耦合元件位置所需的时间。同时并可以相同的方法，使用于校正多个电荷耦合元件的扫描系统，达到同样的功效。
权利要求
1.一种电荷耦合元件校正装置，用于一扫描系统内，该扫描系统具有至少一个电荷耦合元件，其特征在于所述的校正装置至少由一处理器、一应用电路、一校正平板和一显示装置组成，所述的处理器与电荷耦合元件相连，该电荷耦合元件产生的一模拟信号输入至该处理器中，由处理器将此模拟信号转换为一数字信号，所述的应用电路相连于所述的处理器之后，针对上述数字信号产生复数个校正信号，所述的显示装置与该应用电路相连接，以显示该等复数个校正信号，所述的校正平板置于所述的电荷耦合元件之前。
2.根据权利要求1所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的校正平板上有至少两个校正图案形成于其上，且该等校正图案间的间距相等。
3.根据权利要求2所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于上述的校正信号是由电荷耦合元件扫描该等校正图案所产生。
4.根据权利要求2所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的校正图案系以对称方式形成于所述的校正平板上。
5.根据权利要求2所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的校正图案为至少一个线段，该线段为直线及曲线其中之一。
6.根据权利要求5所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的校正图案至少包含一条相对于水平线倾斜第一角度的一斜线，及一条垂直线，垂直线与该斜线的一端相接。
7.根据权利要求6所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的第一角度约为45度。
8.根据权利要求5所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的校正图案至少包含一条相对于水平线倾斜第二角度的一斜线，及两条垂直线，两条垂直线分别与该斜线的两端相接。
9.根据权利要求8所述的电荷耦合元件校正装置，其特征在于所述的第二角度约为45度。
10.一种用于至少具有一个电荷耦合元件的扫描系统的电荷耦合元件校正方法，其特征在于包括以下步骤a)设置一校正平板，该校正平板上有至少两个校正图案，置于所述的电荷耦合元件之前，各校正图案间的间距相等，以使该电荷耦合元件能侦测到一个以上的校正图案；b)使用该电荷耦合元件扫描所述的校正图案，产生一图像信号；及c)对应于该图像信号产生一校正信号，用以校正。
11.根据权利要求10所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于上述的步骤c)之后，还可进行以下步骤d)显示所述的校正信号于一显示装置，以校正所述的电荷耦合元件；e)显示一参考标志于该显示装置上，该参考标志显示的位置对应于所述的电荷耦合元件位于正确位置时，以作为校正判断的参考。
12.根据权利要求10所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于其中，所述的校正图案是以对称方式形成于校正平板上。
13.根据权利要求10所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于所述的校正图案为至少一个线段，该线段为直线及曲线其中之一。
14.根据权利要求13所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于所述的校正图案至少包含一条相对于水平线倾斜第三角度的一斜线及一条垂直线，垂直线与该斜线的一端相接。
15.根据权利要求14所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于所述的第三角度约为45度。
16.根据权利要求13所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于所述的校正图案至少包含一条相对于水平线倾斜第四角度的一斜线及两条垂直线，两条垂直线分别与该斜线的两端相接。
17.根据权利要求16所述的电荷耦合元件校正方法，其特征在于所述的第四角度约为45度。
全文摘要
本发明公开了一扫描系统中电荷耦合元件校正的方法及其装置，包含设置一校正平板于至少一个电荷耦合元件之前，校正平板上有至少两个校正图案，以电荷耦合元件扫描校正图案，将产生的图像的一模拟信号送到一处理器，处理器将此模拟信号转换为一数字信号，一应用电路，针对此数字信号产生复数个校正信号，并藉由一显示装置显示校正信号以校正电荷耦合元件。
文档编号H04N1/047GK1228000SQ98100590
公开日1999年9月8日 申请日期1998年3月2日 优先权日1998年3月2日
发明者蔡振财 申请人:鸿友科技股份有限公司