CN1096653C - 影像数据取样的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

依据本发明影像数据取样的方法及其装置，由于本发明在方法上可以使影像数据读取装置(例如接触式扫描器)在固定的扫描范围之内获得更多的影像数据，不仅可以增加扫描器的影像解析度，更可以依据需要提高至任意倍率，且本发明在装置上以同时控制接触式影像感应器做二维移动，故能够降低成本提高功能进而增加市场竞争力。

Description

影像数据取样的方法及其装置

本发明系有关于一种影像数据取样的方法及其装置，特别是有关于针对目前接触式扫描器的光学解析度不佳而提出的方法及其装置。

接触式扫描器的扫描原理是将欲读取之平面文件视为无限个点所组成，然后以接触式影像感应器进行有限影像数据取样，并以所取得的影像数据代表文件的影像数据，这种以有限的影像数据点来代表无限的影像数据点可说是扫描器扫描的基本概念，因此，若是从文件上取样的影像数据越多则越能代表该文件之影像数据，相对地扫描的解析度也就越佳。

目前市面上所能见到的接触式扫描器其解析度仅有300dpi，即每一英寸可读取300个点(影像数据)，这样的质量难符合一般市场的要求，因此各家厂商莫不致力于高倍率解析度扫描器的研制，接触式扫描器的影像数据读取是利用其中接触式影像感应器(CIS)，然而解析度的提高受限于透镜的光学技术，因为透镜的体积越小相对地曲度的加工也就越难，此一技术仍然有待克服。

参阅图1a、1b、1c，目前市面上所使用的接触式影像扫描器的内部元件如图所示，利用扫描器上的接触式影像感应器1读取影像数据，其原理是以二侧发光二极管18(LED)作为光源，将文件2(如图2所示)之影像数据经过透镜列12(Rod Lens Array)折射和平面镜(Mirror)反射后成像于感应元件16(Sensor)上，而透镜列12是由很多微小的透镜122排列所组成的，每个透镜122焦距对应于文件2的点即是扫描器所取样之影像数据点，因此透镜列12上之透镜122的多寡是决定影像解析度高低的主要因素，然而透镜本身并不能无限制的缩小，因而使得接触式扫描器的发展受到限制。一般而言，接触式影像感应器1的感应元件16所读取的位置是文件2上对应于透镜122焦距上的点，因此透镜122数量越多文件2上被读取的点也越多。但是在技术上往往无法达到精密度的要求，因此每个透镜122之间有许多区域数据是无法读取的，这些无法读取的区域虽然可以利用附近所读取的影像数据取代，但并无法代表其真正的影像数据，因此若是能在固定的扫描范围内增加影像数据的读取则扫描器的解析度也就相对地提高。

有鉴于此，本发明之目的乃针对于目前接触式扫描器解析度不佳的问题，而提出改善的方法及装置，其解析度不受接触式影像感应器发展的限制，其取样过程是利用一影像数据取样装置驱动接触式影像感应器进行影像数据读取，技术上不仅可以达到提高影像解析度之目的，功能上并可依照实际需要提供各种解析度的选择，不但能降低成本且减少对外商的依赖。

为了达到上述目的，本发明的特徵在于利用接触式影像感应器1以交错的方式将每个透镜122间无法读取的影像数据加以读取以提高解析度。在此仅以提高一倍解析度为例(参阅图3)，其方法如下：以接触式影像感应器1进行第一次影像数据读取(实线部份)，当接触式影像感应器1读取完成之后，驱动接触式影像感应器1做二分之一透镜122间距的偏移，再进行第二次影像数据读取(虚线部份)，使接触式影像感应器1第二次所读取的数据不同于第一次所读取的数据，则在固定的扫描范围内所取样的影像数据增为二倍，解析度也就增为二倍；理论上每个透镜122之间有无数个点，因此，以交错的方式可以使接触式扫描器的解析度提高至任意倍率，然而其倍率仍需视影像数据取样装置的精密度而定。

为让本发明之上述目的、特徵、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图1a接触式影像感应器之仰视图；

图1b接触式影像感应器之正视图；

图1c接触式影像感应器之侧视图；

图2影像数据取样图；

图3以交错方式取样示意图；

图4以接触式影像感应器扫描为例的示意图；

图5以本发明第一实施例读取文件影像数据流程图；

图6以本发明第二实施例读取文件影像数据流程图；

图7本发明第三实施例之影像数据取样装置图；

图8本发明第四实施例之影像数据取样装置图。

实施例一

本发明系有关于一种影像数据取样的方法，特别是针对目前影像数据读取装置(例如接触式影像感应器，其具有若干透镜所构成的透镜列)影像解析度无法增加的情形下，利用交错方式读取相邻透镜之间的影像数据，进而使接触式扫描器的解析度提高至一既定整数倍率之方法。

图4系以接触式影像感应器1(CIS)扫描影像数据为例的示意图，其影像扫描范围为一长方形透明盖板71(如图2所示)，该透明盖板71(如图2所示)之一端定为扫描之起始位置56，另一端定为扫描之最终位置58，并以该起始位置56向该最终位置58延伸方向定为第一方向A1，以和第一方向A1大体垂直之方向定为第二方向A2，将欲读取之文件2置于其上并以一接触式影像感应器1置于透明盖板71(如图2所示)下方进行扫描。本实施例可以用图5的流程图加以说明，在步骤S41，驱动接触式影像感应器1回到起始位置56且平行于第二方向A2；在步骤S42，读取文件第二方向A2之影像数据并贮存影像数据；在步骤S43，用例如步进马达来驱动该接触式影像感应器1往第一方向A1移动第一既定距离，其中透镜间距D可为该第一既定距离之既定整数倍；在步骤S44，判断接触式影像感应器1是否到达最终位置58，如果不是，则重覆步骤S42、S43，如果是，则进行步骤S45，在步骤S45，用例如步进马达来驱动接触式影像感应器1往第二方向A2移动第二既定距离，其中透镜间距D最好为该第二既定距离之既定整数倍；在步骤S46，判断接触式影像感应器1在第二方向A2总位移是否等于透镜间距D，如果「不是」，重覆步骤S41、S42、S43、S44以及S45，如果「是」，则数据取样完成，停止扫描动作。在经过交错方式扫描后，随着影像数据取样增为既定整数倍，其解析度亦同时增为既定整数倍。

实施例二

欲将接触式扫描器的影像解析度增为一既定整数倍，本发明亦可以第二实施例的方式实施，参阅图4，该图系以接触式影像感应器1扫描影像数据为例的示意图，其影像扫描范围为一长方形透明盖板71(如图2所示)，该透明盖板71(如图2所示)的一端定为扫描的起始位置56，另一端定为扫描的最终位置58，并以该起始位置56向该最终位置58延伸方向定为第一方向A1，以和第一方向A1大体垂直之方向定为第二方向A2，以及和第一方向A1相反之方向定为第三方向A3。将欲读取之文件2置于其上并以一接触式影像感应器1置于透明盖板71(如图2所示)下方进行扫描。本实施例可以用图6之流程图加以说明，在步骤S51，驱动接触式影像感应器1回到起始位置56且平行于第二方向A2；在步骤S52，读取文件第二方向A2之影像数据并贮存影像数据；在步骤S53，用例如步进马达来驱动接触式影像感应器1往第一方向A1移动第一既定距离，其中透镜间距D可为该第一既定距离之既定整数倍；在步骤S54，判断接触式影像感应器1是否到达最终位置58，如果「不是」，则重覆步骤S52、S53，如果「是」，则进行步骤S55，在步骤S55，用例如步进马达来驱动接触式影像感应器1往第二方向A2移动第二既定距离，其中透镜间距D最好为该第二既定距离之既定整数倍；在步骤S56，读取文件第二方向A2之影像数据并贮存影像数据；在步骤S57，用例如步进马达来驱动该接触式影像感应器1往第三方向A3移动第三既定距离，其中透镜间距D可为该第三既定距离之既定整数倍；在步骤S5 8，判断接触式影像感应器1是否到达起始位置56，如果「不是」，重覆步骤S56、S57，如果「是」，则进行步骤S59；在步骤S59，用例如步进马达来驱动接触式感应器1往第二方向A2移动第二既定距离，其中透镜间距D最好为该第二既定距离之既定整数倍；在步骤S60，判断接触式影像感应器1在第二方向A2总位移是否等于透镜间距D，如果「不是」，重覆步骤S5 1、S52…S59，如果「是」，则数据取样完成，停止扫描动作。本实施例与第一实施例之不同在于第一实施例是采用单向交错方式扫描，而本实施例是采用双向交错方式扫描，其解析度亦可增为既定整数倍。

实施例三

针对实施例一的方法，本发明的影像数据取样装置包括第一、第二传动装置和一接触式影像感应器1，其中第一、第二传动装置分别驱动接触式影像感应器1往第一方向A1和往第二方向A2移动。参阅图7，更可包括基座13和壳座11，其中基座13和壳座11在第二方向A2可以相对移动，且本装置是利用设于基座13内接触式影像感应器读取影像数据；第一传动装置可包括一步进马达48及一滑轮组46，而第二传动装置可包括一螺杆49、第一斜齿轮44、第二斜齿轮42和一个单向离合器45。当该步进马达48驱动该滑轮组46时，该滑轮组46利用钢索47带动接触式影像感应器1往第一方向A1移动；其中该螺杆49与接触式影像感应器之基座13和壳座11相连并借由螺杆49之螺距控制基座13和壳座11之相对移动量，而第一斜齿轮44设置于壳座11上并与该螺杆49之一端相啮合。当传动装置驱动接触式影像感应器1移动至最终位置58时，第一斜齿轮44与固定在最终位置58之第二斜齿轮42相接触，因单向离合器45作用而使第一斜齿轮44仅能单方向驱动螺杆49，进而使基座13往第二方向A2移动第二既定距离，其中透镜间距D最好为该第二既定距离之既定整数倍。又第二传动装置可用另一步进马达来带动。

实施例四

针对实施例二的方法，本发明的影像数据取样装置包括第一、第二传动装置和一接触式影像感应器1，其中该第一、第二传动装置驱动接触式影像感应器1往第一方向A1、第二方向A2和往第三方向A3移动。参阅图8，可包括基座13和壳座11，本实施例是利用该传动装置驱动接触式影像感应器1读取影像数据；其中基座13和壳座11在第二方向A2可以相对移动，且第一传动装置可包括一步进马达48及一滑轮组46，而第二传动装置可包括一螺杆49、第一斜齿轮44、41、第二斜齿轮42、43和二个单向离合器45。当该步进马达48驱动该滑轮组46时，该滑轮组46利用钢索47带动接触式影像感应器1进行影像数据读取；其中该螺杆49与接触式影像感应器1之基座13和壳座11相连并借由螺杆49之螺距控制基座13和壳座11之相对移动量，而第一斜齿轮44设置于壳座11上并与该螺杆49之一端相啮合，且另一第一斜齿轮41设置于壳座11上并与该螺杆49之另一端相啮合。当传动装置驱动接触式影像感应器1移动至最终位置58时，第一斜齿轮44与固定在最终位置58之第二斜齿轮42相接触，因单向离合器45作用而使第二斜齿轮42转动第一斜齿轮44，进而第一斜齿轮44驱动螺杆49使基座13往第二方向移动第二既定距离，其中透镜间距D最好为该第二既定距离之既定整数倍率。当传动装置驱动接触式感应器1往第三方向A3移动时，第一斜齿轮44因为单向离合器45作用而空转，进而未带动螺杆49转动。当传动装置驱动接触式影像感应器1至起始位置56时，另一第一斜齿轮41(在图8的右上方)与固定于起始位置56之另一第二斜齿轮43相接触，因单向离合器45作用而使第二斜齿轮43驱动另一第一斜齿轮41转动，进而另一第一斜齿轮41驱动螺杆49使接触式影像感应器1往第二方向A2移动第二既定距离，其中透镜间距D最好为该第二既定距离之既定整数倍率。当影像取样装置再驱动接触式感应器1往最终位置58移动时，另一第一斜齿轮44将因为单向离合器45作用而空转，进而未带动螺杆49转动。且上述第二传动装置可用另一步进马达来带动。

在经过上述四个实施例说明之后，采用本方法理论上可以将扫描器的解析度提高至任意倍率，虽然扫描的次数随着解析度之倍率增加而增加，扫描的时间也相对的增加，然而影像解析度的提高并非扫描速度的增加所能比拟的。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可做更动与润饰，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (15)

1.一种影像数据取样的方法，适用于包含有由若干透镜所构成的透镜列的影像数据读取装置在由起始位置及最终位置所形成的影像扫描范围内对文件的影像数据进行读取，并以上述起始位置向上述最终位置延伸之方向定为第一方向，并以和上述第一方向大体垂直的方向为第二方向，且上述影像数据取样之方法包括下列步骤：

(a)将上述影像数据读取装置移动至上述起始位置并和上述第二方向平行；

(b)在上述第二方向上读取上述文件数据，并贮存所读取之数据；

(c)驱动上述影像数据读取装置往上述第一方向移动第一既定距离；

(d)重复步骤(b)及(c)直到上述影像数据读取装置到达上述最终位置；

(e)驱动上述影像数据读取装置往上述第二方向偏移第二既定距离，且该上述透镜列中两相邻透镜间距为上述第二既定距离的既定整数倍；以及

(f)重覆执行步骤(a)、(b)、(c)、(d)及(e)至少一次。

2.如权利要求1所述的影像数据取样的方法，其特征在于，重复执行步骤(a)、(b)、(c)、(d)及(e)直到上述影像读取装置在上述第二方向总位移等于上述透镜间距为止。

3.如权利要求1或2所述的影像数据取样的方法，其特征在于，上述影像数据读取装置为接触式影像感应器。

4.一种影像数据取样的方法，适用于包含有由若干透镜所构成的透镜列的影像数据读取装置在由起始位置及最终位置所形成的影像扫描范围内对文件的影像数据进行读取，并以上述起始位置向上述最终位置延伸之方向定为第一方向，以和上述第一方向大体垂直的方向为第二方向以及和上述第一方向相反方向为第三方向，且上述影像数据取样之方法包括下列步骤：

(a)将上述影像数据读取装置移动至上述起始位置并和上述第二方向平行；

(b)在上述第二方向上读取上述文件数据，并贮存所读取之数据；

(c)驱动上述影像数据读取装置往上述第一方向移动第一既定距离；

(d)重复步骤(b)及(c)直到上述影像读取装置到达上述最终位置；

(e)驱动上述影像数据读取装置往上述第二方向偏移第二既定距离，且上述透镜列中两相邻透镜间距为上述第二既定距离的既定整数倍；

(f)在上述第二方向上读取上述文件数据，并贮存所读取之数据；

(g)驱动上述影像数据读取装置往上述第三方向偏移上述第一既定距离；以及

(h)重复步骤(f)及(g)直到上述影像数据读取装置到达上述起始位置。

5.如权利要求4所述的影像数据取样的方法，其特征在于，还包括：

(i)驱动上述影像数据读取装置往上述第二方向偏移上述第二既定距离。

6.如权利要求5所述的影像数据取样方法，其特征在于，还包括：

(j)重复步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)及(i)至少一次。

7.如权利要求6所述的影像数据取样的方法，其特征在于，重复执行步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)及(i)直到上述影像读取装置在第二方向总位移等于上述透镜间距。

8.如权利要求7所述的影像数据取样的方法，其特征在于，上述影像数据读取装置为接触式影像感应器。

9.一种影像数据取样的装置，适用于影像扫描范围内对文件进行影像扫描，且上述影像数据取样的装置包括：

一影像数据读取装置，设于上述影像扫描范围，以对上述文件进行扫描；

一第一传动装置，耦合至上述影像数据读取装置，用以将上述影像数据读取装置朝一第一方向步进式地移动一与相邻透镜间距成整数倍的第一既定距离，而施行扫描；

一第二传动装置，耦合至上述影像数据读取装置，用以将上述影像数据读取装置朝一与上述第一方向大体垂直的第二方向移动一与相邻透镜间距成整数倍的第二既定距离；

一壳座，设置于上述第一传动装置，而受上述第一传动装置驱动，进而于上述第一方向移动；以及

一基座，安装有上述影像数据读取装置，且以可朝上述第二方向移动之方式设置于上述壳座，并受上述第二传动装置驱动，而连同上述影像数据读取装置于上述第二方向移动。

10.如权利要求9所述的影像数据取样的装置，其特征在于，上述第二传动装置包括：设置于上述壳座与上述基座之间而使上述基座朝上述第二方向移动的螺杆、设于上述壳座而与上述螺杆啮合的第一斜齿轮以及用以与上述第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮。

11.如权利要求10所述的影像数据取样的装置，其特征在于，上述第二传动装置更包括单向离合器。

12.如权利要求11所述的影像数据取样的装置，其特征在于，上述影像数据读取装置具有由若干透镜所构成的透镜列。

13.如权利要求12所述的影像数据取样的装置，其特征在于，上述透镜列大体与上述第二方向平行。

14.如权利要求9、10、11、12或13所述的影像数据取样的装置，其特征在于，上述透镜列中两相邻透镜间距为上述第二既定距离的既定整数倍。

15.如权利要求14所述的影像数据取样的装置，其特征在于，上述影像数据读取装置为接触式影像感应器。

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