专利名称：利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种装置及一种方法，用于增加平台式扫描器的扫描精确性及品质，特别是利用一个具有闭环路控制技术的步进电机来增加扫描精确性及品质的装置及方法。
科学的进步已明显地导致许多扫描器被制造用以达成不同种类的需求。所有反射性文件(例如纸张和名片)及穿透性文件(例如投影片或幻灯片)均可应用不同的扫描器扫描，且其扫描图像可被储存作进一步的处理。传统上扫描器可被分类为平台式扫描器(flatbedscanner)，像复印机一样将所有欲扫描文件置于其透明窗上来执行扫描，而馈入式扫描器将欲扫描文件馈入扫描器中以产生扫描图像。最近，扫描器被制造得比以往小，用于达到能将扫器内建入电脑机壳里的目的，虽然内建式扫描器较以往尺寸小，然而内建式扫描器已有成为个人电脑的标准配置的趋势。
除了上述的内建于电脑机壳需求的外，扫描器亦需有较高解析度用以产生人类视觉较舒适的扫描图像，例如，现今的解析度正由300dpi(每寸点数)增加至600dPi或更高。现有技术中，步进电机(step motor)通常用于扫描器中作为驱动图像敏感器(imagesensor)，因为一开环路控制(open loop control)可轻易地达到控制图像敏感器的移动步数，例如，步进电机可驱动一接触型图像敏感器(Contact Image Sensor，CIS)依据欲扫描文件的尺寸而一步一步地移动扫描。通常，步进电机对扫描图像的品质的影响是很显著的，因为当步进电机在低转速(通常150至250PPS(每秒脉冲))下运行时会自然产生共振频率，而且步进电机通常因一步一步地移动而造成噪音的产生。此外，开环控制无法控制图像敏感器的实际移动步数，因为没有反馈信息用以确认实际移动步数。另一种用于控制移动步数的技术是应用一闭环控制(close loop control)，其利用一额外地址敏感器(address sensor)反馈图像敏感器的目前地址作为调整，因此需要一编码器接收来自地址敏感器的目前地址，并将其转换成图像敏感器的正确移动。此外，额外的编码器亦需要额外电路，也将明显地增加扫描器的成本，因此需要一种装置，其中所有上述的缺点均可被克服以增加平台式扫描器的扫描精确性及品质。
本发吸的目的是提供一种可克服现有技术的缺陷，利用闭环控制增加平台式扫描器扫描精度及品质的装置及方法。
本发明的装置是这样实现的其至少包含有一光学尺(optical ruler)，具有若干个交错的线对图案(line-pair patterns)；图像产生装置，扫描该光学尺以产生若干个校准图像，及扫描一被扫描文件产生一被扫描文件的扫描图像；以及驱动装置，输入该校准图像，当该校准图像指出该扫描图像需重新扫描时，驱动该图像产生装置再次产生该扫描图像。
其中上述校准图像是用来执行一图像补偿以修复上述的扫描图像。
其中上述的线对图案包含交错的黑色方块及白色方块。
其中上述黑色方块宽度及上述的白色方块宽度具有相同的尺寸。
其中上述图像产生装置至少包含一图像敏感器。
其中上述驱动装置至少包含一步进电机(Step motor)。
本发明的方法是这样实现的该方法至少包含步骤产生一校准图像；产生该扫描文件的一扫描图像；利用该校准图像得到该扫描图像的掉线产生处；利用驱动该图像敏感器而得到实际移动步数；以及当该实移动步数低于一移动预定临界值，或当该掉线总数量高于一数量预定临界值时，重新产生该欲扫描文件的该扫描图像。
其中上述的校准图像是由扫描一光学尺而得到。
其中利用上述校准图像用于执行一图像补偿以修复上述的扫描图像。
其中上述的光学尺包含交错的线对图案(line pair patterns)。
其中上述交错的线对图案包含交错的黑色方块及白色方块。
其中上述黑色方块宽度及上述的白色方块宽度具有相同的尺寸。
其中上述平台式扫描器包含若干个上述的光学尺。
该方法至少包含步骤利用扫描一光学尺产生一扫描图像，该光学尺包含交错的黑色方块及白色方块；产生被扫描文件的一扫描图像；利用该校准图像得到该扫描图像的掉线产生处；利用该校准图像执行一图像补偿修复该扫描图像；利用该校准图像产生一移动距离；利用该移动距离驱动该图像敏感器而得到实际移动步数；以及，当该实际移动步数低于一移动预定临界值，或当该掉线总数量高于一数量预定临界值时，重新产生该欲扫描文件的扫描图像。
其中上述光学尺依靠上述的平台式扫描器的透明窗安置。
其中上述黑色方块宽度及上述的白色方块宽度具有相同的尺寸。
其中上述平台式扫描器包含若干个上述的光学尺。
其中每一上述光学尺用于一预定的扫描解析度。
本发明是利用闭环技术来增加扫描精确性及品质的装置及方法，光学尺沿着图像敏感器的扫描方向安置作为调整移动步数的校准参考，每一光学尺涂有黑白方块交织的线对图案，黑色及白色方块设计为相同的宽度。当扫描敏感器开始扫描，得到包括若干个交错的黑色及白色映像点的校准图像，籍由计算黑色及白色映像的数量，以及校准图像中灰度数所对应的像素位置，可轻易地得到图像敏感器实际移动距离，移动距离可被转换成图像敏感器的移动步数，若移动步数较需求的少，则图像敏感器将被驱动再次扫描图像以提高扫描图像的精确性及品质。
下面结合
本发明的特点。
图1说明一光学尺应用于本发明的结构图；图2说明垂直于扫描方向的目的方向的扫描范围示意图；图3描绘一波形图平行于扫描方向的目的方向的示意图；图1说明一图形代表当一光学尺103应用于一扫描器101，一欲扫描文件置于透明窗102上端，且扫描文件的欲扫描页面向透明窗102，扫描文件依扫描方向104扫描，黑色方块105及白色方块106交错地绘于光学尺103。请注意于本发较佳实施例中黑色方块105及白色方块106被设计为具有相同宽度。此外，光学尺依靠透明窗102放置，但由光学尺103驱动校准图像将不会出现在欲扫描文件的扫描图像，所以图像敏感器的宽度必须大于透明窗102的宽度。请参见图2，其中描绘上述宽度之间的关系，图2中图像敏感器的宽度201明显大于透明窗102的宽度203，然而，一图像敏感器202(例如接触型图像敏感器(ClS)或电耦合装置(Charge，Coupled Device，CCD)皆可用于接收由被扫描文件及光学而来的光束。
由光学尺103所获得扫描图像将包括交错的黑色及白色映像点，例如，图3描绘经由扫描光学尺103的交错的黑色及白色映像点(分别以Po及Pw表示)校准图像，图3中扫描图像的长度沿扫描方向增加，明显地，图3中扫描图像可被应用于计算图像敏感器的移动步数，因为黑色及白色映像点的数量可被转换成图像敏感器的实移动步数，所以实际移动步数可与需求移动步数比较，藉由反馈移动距离而得到实际移动步数，一闭环控制至此完成。
此外，当实际移动步数与需求移动步数之间差值大于一预定临界值时，扫描操作必须重新执行。传统上，扫描器包含一些储存器用来储存扫描图像的扫描数据，然后当存储器几乎饱和时，再将扫描数据一组一组地输出。因为扫描数据的输出将使扫操作暂时中断，然而步进电机仍持续驱动图像敏感器移动扫描，如此可能有一些扫描线条在输出扫描数据期间漏掉，上述缺点将显著地影响扫描图像的品质，特是需求高解析度的今日，表示比以前需要更多的存储器及更多的数据传输。利用本发明的技术，移动步数可轻易地得到，此外，校准图像可显示扫描线条未出现之处，图像补偿可选择性地执行在扫描线条漏掉的地方，以修复扫描图像；或者当扫描线条漏失总数高于预定临界值时重新执行扫描操作。再者，可在透明窗边置放若干个具有不同解析度的光学尺，以在不同的扫描解析度中做校准之用。
总之，本发明是一种装置及一种方法，用以增加扫描精确性及品质，应用一闭环控制藉由反馈图像敏感器的移动距离而得到实际移动步数，当实际移步数低于一预定临界值，则可决定再执行扫描操作，扫描图像的精确性及品质不需额外的电路及编码器即可改进。
权利要求
1.一种利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其至少包含有一光学尺，具有若干个交错的线对图案；图像产生装置，扫描该光学尺以产生若干个校准图像，及扫描一被扫描文件产生一被扫描文件的扫描图像；以及驱动装置，输入该校准图像，当该校准图像指出该扫描图像需重新扫描时，驱动该图像产生装置再次产生该扫描图像。
2.如权利要求1所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中上述校准图像是用来执行一图像补偿以修复上述的扫描图像。
3.如权利要求1所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中上述的线材图案包含交错的黑色方块及白色方块。
4.如权利要求1所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中上述黑色方块宽度及上述的白色方块宽度具有相同的尺寸。
5.如权利要求1所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中上述图像产生装置至少包含图像敏感器。
6.如权利要求1所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中上述驱动装置至少包含一步进电机。
7.一种利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，该平台扫描器包括一图像敏感器，用以扫描一欲扫描文件，其特征在于该方法至少包含步骤产生一校准图像；产生该扫描文件的一扫描图像；利用该校准图像得到该扫描图像的掉线产生处；利用驱动该图像敏感器而得到实际移动步数以及当该实移动步数低于一移动预定临界值，或当该掉线总数量高于一数量预定临界值时，重新产生该欲扫描文件的该扫描图像。
8.如权利要求7所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中上述的校准图像是由扫描一光学尺而得到。
9.如权利要求7所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置，其特征在于其中利用上述校准图像用于执行一图像补偿以修复上述的扫描图像。
10.如权利要求7所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述的光学尺包含交错的线对图案。
11.如权利要求10所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述交错的线对图案包含交错的黑色方块及白色方块。
12.如权利要求11所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述黑色方块宽度及上述的白色方块宽度具有相同的尺寸。
13.如权利要求8所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述平台式扫描器包含若干个上述的光学尺。
14.一种利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，该平台扫描器包括一图像敏感器，用以扫描一欲扫描文件，其特征在于该方法至少包含步骤利用扫描一光学尺产生一扫描图像，该光学尺包含交错的黑色方块及白色方块；产生被扫描文件的一扫描图像；利用该校准图像得到该扫描图像的掉线产生处；利用该校准图像执行一图像补偿修复该扫描图像；利用该校准图像产生一移动距离；利用该移动距离驱动该图像敏感器而得到实际移动步数；以及，当该实际移动步数低于一移动预定临界值，或该掉线总数量高于一数量预定临界值时，重新产生该欲扫描文件的扫描图像。
15.如权利要求14所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述光学尺依靠上述的平台式工扫描器的透明窗安置。
16.如权利要求14所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述黑色方块宽度及上述的白色方块宽度具有相同的尺寸。
17.如权利要求14所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的方法，其特征在于其中上述平台式扫描器包含若干个上述的光学尺。
18.如权利要求17所述的利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质及方法，其特征在于其中每一上述光学尺用于一预定的扫描解析度。
全文摘要
一种利用闭环控制增加平台式扫描器扫描品质的装置及方法,是将光学尺沿着图像敏感器的扫描方向安置作为调整移动步数的校准参考,每一光学尺涂有相同宽度的黑白方块交织的线对图案。当扫描敏感器开始扫描,得到包括若干个交错的黑色及白色映像点的校准图像,藉由计算黑色与白色映像的数量,以及校准图像中灰度数所对应的像素位置,可轻易地得到图像敏感器实际移动距离,移动距离可被转换成图像敏感器的移动步数,若移动步数较需求的少,则图像敏感器将被驱动再次扫描,以提高扫描图像的精确性及品质。
文档编号G06K9/00GK1244682SQ9810342
公开日2000年2月16日 申请日期1998年8月6日 优先权日1998年8月6日
发明者李酉文, 蔡振财 申请人:鸿友科技股份有限公司