CN1361497A - 增加扫描装置光学景深范围的方法 - Google Patents

Abstract

一种增加扫描装置光学景深范围的方法,该扫描装置在组装前需事先选定一扫描模块,该扫描模块一经选定,其MTF值－景深位置关系曲线的形状与相关参数便已经固定;而该扫描模块至少包含一扫描平台、一透镜及一影像撷取装置,组装时先将该影像撷取装置与扫描平台固定,校正时需将一校正片设置于扫描平台上,接着调整透镜的位置,使该扫描平台的位置能在MTF值－景深位置关系曲线中对应至景深位置最低点后,固定该透镜的位置,如此该扫描装置便可以获得比以往更大的光学景深范围。

Description

增加扫描装置光学景深范围的方法

本发明涉及能使一扫描装置的光学景深范围加大的方法，尤指一种运用于扫瞄装置的校正与组装的增加扫描装置光学景深范围的方法。

近年来，扫描技术日新月异，扫瞄装置已普遍应用于一般日常生活中，便于使用者用来撷取影像转换为电子文件或输出；由于一般扫瞄装置中皆会使用到光学技术与元件，而这些光学技术与元件皆需要经过一番设置与校正后，才能顺利将被扫瞄物透过精密的扫瞄模块成像，利用其中的影像撷取装置将其影像记录下来，故组装扫瞄装置前的校正，与其组装的方式便是格外重要。

以往的扫瞄装置的校正与组装方式，请参照图2所示，本图为以往的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系联合示意图；该图左侧为一扫描模块22示意图，图中显示一扫瞄装置至少包含一扫瞄模块22，该扫瞄模块22至少包含一扫瞄平台221、一透镜222及一影像撷取装置220；该扫瞄平台221上放置的是校正用的校正片24。另外，图2的右侧为一MTF值-景深位置关系图，图中的MTF为光学扫描装置的调制转移函数(Modulation Transfer Function)，该调制转移函数为一现有的数学公式，用来表示光学扫描装置的扫描模块解析度，该值越高，其扫描模块解析度越好；该值越低，其扫描模块解析度就越差。一般而言，MTF值-景深位置关系曲线200的形状会随着扫瞄模块22的特性不同而不同，MTF值-景深位置关系曲线200的位置也会随着透镜222的位置不同而不同，此为一般扫描装置的特性。所以于实际应用上，扫描模块22在组装时，必须将扫描模块的MTF值保持在一个特定值以上，才能使该整体扫描装置的解析度为使用者所接受，而该特定值即为MTF容许值201；保持MTF容许值201以上的景深位置间，也即是介于景深位置最低点204与景深位置最高点205之间，即为该扫描模块22的景深容许范围202。依照上述原理，以往扫描装置在校正时，会在扫瞄平台221上放置一校正片24，该校正片上会有适当的图样或线条，而该扫瞄装置更包含一光源(图中未显示)，该光源用来提供一光线投射至扫瞄平台221上，经该校正片24反射后，再经由光线路径223透过透镜222，在影像撷取装置220上成像，其中，该影像撷取装置220可为一电荷耦合元件CCD；再通过一输出装置(图中未显示)使校正人员得知其MTF值，此MTF值可以表示该校正片24在该扫描平台221上的解析度；校正人员此时调整透镜222的前后位置，MTF值-景深位置关系曲线200也会同时跟着上下移动，如此可以得到该扫瞄模模块22相对应的MTF值，校正人员取得相对最大的MTF值时，即此时MTF值达到相对最大值，将透镜222固定下来，该位置便是该校正片24在该扫描平台221上的解析度最佳位置，即为景深位置最佳点203。但近年来，使用者对扫描装置的功能与品质要求愈来愈多，如光学解析度增高、被扫瞄物的多样化等，但若要增高光学解析度，不免要提高扫瞄装置中扫瞄模块的整体解析度，包括提高影像撷取装置(如电荷耦合元件CCD)的解析度与提高透镜的解析度；其中，由于透镜的特性是其解析度愈高，其光学景深便会愈小，其景深容许范围202也会愈小，故若提高透镜的解析度以后，使用者在使用该扫瞄装置来扫瞄被扫瞄物时，若被扫瞄物有扭曲不平的现象，将造成被扫瞄物突起部分的位置会超过扫瞄装置的景深范围，扫瞄的影像亦会有部分模糊不清的状况，如图1A所示，一被扫瞄物12放置于一扫瞄平台10上扫瞄，但因为被扫瞄物12有扭曲不平的现象，其凸起处14便会超过该扫瞄装置的景深范围，在扫瞄后，相对应的影像便会模糊不清；另外，若使用者在使用该扫瞄装置来扫瞄书籍时，也会发生类似情况，如图1B所示，一书籍16翻开后，放置于一扫瞄平台10上扫瞄，由于该书籍16的骑缝处18会鼓起来，而超过该扫瞄装置的景深范围，在扫瞄后，相对应的影像也会模糊不清。

本发明的主要目的是提供一种运用于扫瞄装置的校正与组装的增加扫描装置光学景深范围的方法。

本发明的增加扫描装置光学景深范围的方法，能使一扫描装置的光学景深范围加大，其中该扫描装置至少包含一扫描模块，该扫描模块至少包含一影像撷取装置、一透镜及一扫描平台，其特征在于，该方法的步骤至少包含：1.选定该扫描模块后，便决定该扫描模块的MTF值-景深位置关系曲线的形状，同时决定该扫描模块的一MTF容许值、一景深位置最佳点、一景深位置最低点、一景深位置最高点及景深容许范围；2.将该影像撷取装置固定于一预设位置上；3.将该扫描平台固定在距该影像撷取装置一标准光程处，并将一校正片设置于该扫描平台上；4.调整该透镜的位置，使该校正片的影像能在该影像撷取装置上成像，并将该扫描平台在MTF值-景深位置关系曲线中对应至一景深位置最佳点与一景深位置最低点之间并固定该透镜的位置；5.移开该校正片，完成该扫描装置的组装。

所述的影像撷取装置为一电荷耦合元件CCD。

所述的步骤4中该扫描平台设置的最佳位置为在MTF值-景深位置关系曲线中对应至该景深位置最低点处。

本发明的另一种增加扫描装置光学景深范围的方法，能使一扫描装置的光学景深范围加大，其中该扫描装置至少包含一扫描模块，该扫描模块至少包含一影像撷取装置、一透镜及一扫描平台，其特征在于，该方法的步骤至少包含：1.选定该扫描模块后，便决定该扫描模块的MTF值-景深位置关系曲线的形状，同时决定该扫描模块的一MTF容许值、一景深位置最佳点、一景深位置最低点、一景深位置最高点及景深容许范围；2.将该影像撷取装置固定于一预设位置上；3.将该扫描平台暂时设置于距该影像撷取装置一标准光程处，并将一校正片设置于该扫描平台上；4.调整该透镜的位置，使该校正片的影像能在该影像撷取装置上成像，并获得该扫描模块的该扫描平台上的一MTF值为一相对最大值，此时该扫描平台位于一景深位置最佳点处，固定该透镜的位置；5.将该扫描平台的位置固定于该景深位置最佳点与该景深位置最低点间；6.移开该校正片，完成该扫描装置的组装。

所述的影像撷取装置为一电荷耦合元件CCD。

所述的步骤5中该扫描平台设置的最佳位置为对应该景深位置最低点处。

本发明的再一种增加扫描装置光学景深范围的方法，能使一扫描装置的光学景深范围加大，其中该扫描装置至少包含一扫描模块，该扫描模块至少包含一影像撷取装置、一透镜及一扫描平台，其特征在于，该方法的步骤至少包含：1.选定该扫描模块后，便决定该扫描模块的MTF值一景深位置关系曲线的形状，同时决定该扫描模块的一MTF容许值、一景深位置最佳点、一景深位置最低点、一景深位置最高点及景深容许范围；2.将该影像挣取装置固定于一预设位置上；3.将该扫描平台固定于距该影像撷取装置一标准光程处，并将一校正片设置于距该扫描平台上一预设距离处；4.调整该透镜的位置，使该校正片的影像能在该影像撷取装置上成像，并获得该扫描模块的该扫描平台上的一MTF值为一相对最大值，此时该扫描平台位于一景深位置最佳点处下方一个预设距离处，固定该透镜的位置；5.移开该校正片，完成该扫描装置的组装。

所述的影像撷取装置为一电荷耦合元件CCD。

所述的步骤3中该校正片设置的最佳位置在距该扫描平台上一个景深容许范围的一半处；此时上述的步骤4中该扫描平台便位于一景深位置最低点处。

本发明的效果是：在利用以往的校正方法完成一扫瞄模块校正后，再将该扫描模块的扫描平台位置设于MTF值-景深位置关系图中的景深位置最低点，使得增加该扫瞄装置光学景深的范围，如此使用者可以利用更大的景深容许范围，来完成扫描被扫描物。

以下是本发明的附图说明：

图1A为以往扭曲不平的被扫瞄物扫描时的示意图。

图1B为以往书籍类的被扫瞄物扫描时的示意图。

图2为以往的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系的联合示意图。

图3为本发明第一实施例的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系的联合示意图。

图4为本发明第二实施例的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系的联合示意图。

图5为本发明第三实施例的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系的联合示意图。

本发明主要利用将一扫描平台位置设于MTF值-景深位置关系图的景深位置最低点处，以便利用整个该扫描模块的景深容许范围、增加该扫描装置的光学景深范围。以下将详细提供三个实施例，将阐述本发明。

首先请参阅图3，本图为第一实施例的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系的联合示意图。一扫描装置(图中未显示)在组装前需事先选定一扫描模块32，该扫描模块32一经选定，其MTF值-景深位置关系图30中的MTF值-景深位置关系曲线300的形状便已经固定，当然该扫描模块32的景深容许范围302、景深位置最佳点303、景深位置最低点304及景深位置最高点305等参数皆已经固定下来，同时要决定一MTF容许值301，该MTF容许值301决定该扫描模块32的整体解析度下限，以免使该扫描模块32扫描的品质无法为一般使用者所接受。该扫描模块32至少包含一扫描平台321、一透镜322及一影像撷取装置320，组装时通常都是先将该影像撷取装置320固定于一预设位置上，该扫描平台321则设置于距该影像撷取装置320一个标准光程35处，所谓标准光程35是由该扫描模块的设计者，事先以经验法则来设定的初步的距离，该透镜322则以可前后移动的方式设于该扫描平台321与该影像撷取装置320间；接着进行该扫描模块32的校正工作，先在该扫描平台321放置一校正片34，该校正片34上有适当的图案或线条，该扫描装置另外包含一光源(图中未显示)，该光源提供一光线投射至该扫描平台321处，经过该校正片34反射后，经由一光线路径323穿过透镜322，在影像撷取装置320上成像，该影像通过一输出装置(图中未显示)使校正人员得知一MTF值，该MTF值可以表示该校正片34目前在该扫描平台321上的解析度；校正人员此时调整透镜322的前后位置，MTF值-景深位置关系曲线300也会同时跟着上下移动，移动到扫描平台321的位置对应于景深位置最低点304时，MTF值恰巧为MTF容许值301，校正人员便将该透镜322固定，此时，由于该扫描模块32的扫描平台321上能被使用者所接受的扫描范围增加了，所以该扫描装置便获得比以往更大的光学景深范围。

当然，若该扫描平台321的位置能在MTF值-景深位置关系曲线300中对应于景深位置最佳点303与景深位置最低点304之间，皆有增加该扫描装置的景深范围的效果，只不过若将该扫描平台321的位置对应于景深位置最低点304时，增加景深范围的效果最好。

本发明的第二实施例请参阅图4，本图为第二实施例的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值-景深位置关系的联合示意图。为比较上的方便，本实施例中的扫描装置结构及组装前的准备工作，与第一实施例相同，不同的是组装时将影像撷取装置420固定于一预设位置后，只将一扫描平台421暂时设置于距该影像撷取装置420一个标准光程45处，该透镜422则同样以可前后移动的方式设于该扫描平台421与该影像撷取装置420间；校正时，先在该扫描平台421上放置一校正片44，该扫描装置的光源(图中未显示)所提供的光线投射至该扫描平台421后，经过该校正片44反射，同样经由一光线路径423穿过透镜422，并在影像撷取装置420上成像，该影像通过一输出装置(图中未显示)使校正人员得知一MTF值；校正人员此时调整透镜422的前后位置，MTF值便会变化，校正人员如以往的方法般找出一MTF相对最大值，便将该透镜422固定，此时该扫描平台421便位于景深位置最佳点403处；最后，再将该扫描平台421在下降一景深容许范围402的一半处组装，此位置便为扫描平台组装位置424，由于该扫描平台组装位置424在MTF值-景深位置关系曲线400中仍对应到景深位置最低点404处，所以产生与第一实施例相同的效果，该扫描装置获得比以往更大的光学景深范围。当然，该扫描平台组装位置424若在MTF值-景深位置关系曲线400中对应到景深位置最佳点403与景深位置最低点404之间，仍然可以增加该扫描装置的光学景深范围，只不过若将扫描平台组装位置424设于景深位置最低点404处时，其增加光学景深范围的效果最好。

本发明的第三实施例请参阅图5，本图为第三实施例的扫瞄模块校正与组装及相对应的MTF值。景深位置关系的联合示意图。本实施例中的扫描装置构造、组装前的准备工作及组装工作，皆与第一实施例相同；即组装时将该影像撷取装置520固定于一预设位置后，同样将该扫描平台521设置于距该影像撷取装置520一个标准光程55处，而透镜522以可前后移动的方式设于该扫描平台521与该影像撷取装置520间；但校正时，必须先将一校正片54设置于扫描平台521上一景深容许范围502的一半处，此时该扫描装置的光源(图中未显示)所提供的光线投射至该扫描平台521后，经过该校正片54反射，同样经由一光线路径523穿过透镜522，并在影像撷取装置520上成像，该影像同样通过一输出装置(图中未显示)使校正人员得知一MTF值；校正人员此时调整透镜522的前后位置，方法如第二实施例所述，找出一MTF最大值后将该透镜522固定，此时移开校正片54后，该扫描平台521位置同样在MTF值-景深位置关系曲线500中对应到景深位置最低点504处，所以产生与第一实施例相同的效果，该扫描模块52的扫描平台521上能被使用者所接受的扫描范围增加了，所以该扫描装置也获得比以往更大的光学景深范围。

另外，若将一校正片54设置于距扫描平台521上一个预设距离处，该预设距离以不大于一个景深容许范围502的一半为限，则当调整透镜并加以固定后，该扫描平台521的位置将于MTF值-景深位置关系曲线500中对应到景深位置最佳点503与景深位置最低点504间，此实施例仍然有与第一实施例相同的效果，该扫描装置也获得比以往更大的光学景深范围；只不过如第三实施例所述的方法，其增加光学景深范围的效果最好。

以上所述仅为本创作的较佳实施例而已，此实施例仅用来说明而非用以限定本创作的权利要求范围，本发明的范畴由以下的专利保护范围所界定。凡依本发明的权利要求所作的均等变化与修改，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种增加扫描装置光学景深范围的方法，能使一扫描装置的光学景深范围加大，其中该扫描装置至少包含一扫描模块，该扫描模块至少包含一影像撷取装置、一透镜及一扫描平台，其特征在于，该方法的步骤至少包含：1.选定该扫描模块后，便决定该扫描模块的MTF值-景深位置关系曲线的形状，同时决定该扫描模块的一MTF容许值、一景深位置最佳点、一景深位置最低点、一景深位置最高点及景深容许范围；2.将该影像撷取装置固定于一预设位置上；3.将该扫描平台固定在距该影像撷取装置一标准光程处，并将一校正片设置于该扫描平台上；4.调整该透镜的位置，使该校正片的影像能在该影像撷取装置上成像，并将该扫描平台在MTF值-景深位置关系曲线中对应至一景深位置最佳点与一景深位置最低点之间并固定该透镜的位置；5.移开该校正片，完成该扫描装置的组装。

2.如权利要求1所述的增加扫描装置光学景深范围的方法，其特征在于，上述的影像撷取装置为一电荷耦合元件CCD。

3.如权利要求1所述的增加扫描装置光学景深范围的方法，其特征在于，上述的步骤4中该扫描平台设置的最佳位置为在MTF值-景深位置关系曲线中对应至该景深位置最低点处。

4.一种增加扫描装置光学景深范围的方法，能使一扫描装置的光学景深范围加大，其中该扫描装置至少包含一扫描模块，该扫描模块至少包含一影像撷取装置、一透镜及一扫描平台，其特征在于，该方法的步骤至少包含：1.选定该扫描模块后，便决定该扫描模块的MTF值-景深位置关系曲线的形状，同时决定该扫描模块的一MTF容许值、一景深位置最佳点、一景深位置最低点、一景深位置最高点及景深容许范围；2.将该影像撷取装置固定于一预设位置上；3.将该扫描平台暂时设置于距该影像撷取装置一标准光程处，并将一校正片设置于该扫描平台上；4.调整该透镜的位置，使该校正片的影像能在该影像撷取装置上成像，并获得该扫描模块的该扫描平台上的一MTF值为一相对最大值，此时该扫描平台位于一景深位置最佳点处，固定该透镜的位置；5.将该扫描平台的位置固定于该景深位置最佳点与该景深位置最低点间；6.移开该校正片，完成该扫描装置的组装。

5.如权利要求4所述的增加扫描装置光学景深范围的方法，其特征在于，上述的影像撷取装置为一电荷耦合元件CCD。

6.如权利要求4所述的增加扫描装置光学景深范围的方法，其特征在于，上述的步骤5中该扫描平台设置的最佳位置为对应该景深位置最低点处。

7.一种增加扫描装置光学景深范围的方法，能使一扫描装置的光学景深范围加大，其中该扫描装置至少包含一扫描模块，该扫描模块至少包含一影像撷取装置、一透镜及一扫描平台，其特征在于，该方法的步骤至少包含：1.选定该扫描模块后，便决定该扫描模块的MTF值一景深位置关系曲线的形状，同时决定该扫描模块的一MTF容许值、一景深位置最佳点、一景深位置最低点、一景深位置最高点及景深容许范围；2.将该影像挣取装置固定于一预设位置上；3.将该扫描平台固定于距该影像撷取装置一标准光程处，并将一校正片设置于距该扫描平台上一预设距离处；4.调整该透镜的位置，使该校正片的影像能在该影像撷取装置上成像，并获得该扫描模块的该扫描平台上的一MTF值为一相对最大值，此时该扫描平台位于一景深位置最佳点处下方一个预设距离处，固定该透镜的位置；5.移开该校正片，完成该扫描装置的组装。

8.如权利要求7所述的增加扫描装置光学景深范围的方法，其特征在于，上述的影像撷取装置为一电荷耦合元件CCD。

9.如权利要求7所述的增加扫描装置光学景深范围的方法，其特征在于，上述的步骤3中该校正片设置的最佳位置在距该扫描平台上一个景深容许范围的一半处；此时上述的步骤4中该扫描平台便位于一景深位置最低点处。

Images