CN1791173A - 影像信号合成模组及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于双面扫描仪的影像信号合成模组及方法，包括：第一、第二感光元件、模拟加法器、模拟数字转换器及扫描仪控制器，所述第一、第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端；模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端；模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器。由扫描仪控制器分别输送第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号至第一、第二感光元件，第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号使第一、第二感光元件交替输出各自所获取的影像信号。并依次经过模拟加法器、模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种影像信号合成模组及方法，尤其涉及一种利用单一模拟数字转换器接收处理两组影像感测元件输出的影像信号的影像信号合成模组，及该等影像信号的合成方法。
背景技术
请参阅图13及图14，该二图所示为一种常见的高速双面扫描仪的解决方案，该解决方案采用独立的感光元件I及感光元件II分别获取扫描文件两侧的影像信号，并为每组感光元件搭配相应的模拟数字转换器(ADC，Analog-DigitalConverter)，即感光元件I搭配模拟数字转换器I，感光元件II搭配模拟数字转换器II，此时，模拟数字转换器I及模拟数字转换器II各自独立的将感光元件I及感光元件II传来的模拟影像信号OS(Optical Signal)转成数字信号并传送至扫描仪控制器做进一步处理。该解决方案采用的感光元件可以使用电荷耦合元件(CCD，Charge Coupled Device)、接触式影像感应器(CIS，Charge Coupled Device)或互补金属氧化物半导体(CMOS，Charged Metal Oxide Silicon)等。
其中，感光元件在感光元件驱动电路发出的驱动信号(包括时钟信号PHi1、PHi2，复位信号RS及箝位信号CP)的控制下，于每一时钟周期T内串行输出一象素的影像信号至模拟数字转换器。
但是，该解决方案需要采用极为复杂的扫描仪控制器才能同时处理两个模拟数字转换器在同一时钟周期内传送的影像信号，这造成当前高速双面扫描仪制造成本居高不下，难以普及应用。
另外，由于目前的扫描仪的分辨率规格大多为600dpi(dot/inch)或更高，而对于文字等图形的扫描，分辨率达到300dpi就已足够。以分辨率600dpi的扫描仪而言，被扫描文件上每1英时长范围的影像，经由CCD影像感测元件中的影像感应单元转换输出时将经过600个时钟周期才能够完全输出。因此，如果用户仅仅需要300dpi的扫描影像，则待扫描文件的每一侧仅仅输出600dpi解晰度的一半的象素就可，即双面扫描300dpi的扫描影像与单面扫描600dpi的扫描影像所输出的象素的影像信号量相等，所以在分辨率要求较低时，利用现有单面扫描仪控制器来达成双面扫描的功能就成为可能。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种影像信号合成模组及方法，通过控制两个感光元件的影像信号输出，及利用模拟加法器合成两组影像信号，而达到只需一个模拟数字转换器及普通扫描仪控制器实现双面扫描。
为达到上述目的，本发明提供一种影像信号合成模组，包括：一个第一感光元件及一个第二感光元件；一个模拟加法器，所述第一感光元件及第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端；一个模拟数字转换器，所述模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端；及一个扫描仪控制器，所述模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器；其中，待扫描文件两侧的影像信号分别通过第一感光元件及一个第二感光元件获取，然后依次经过模拟加法器，模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
为达到上述目的，本发明还提供一种影像信号合成方法，包括：提供一个第一感光元件及一个第二感光元件；提供一个模拟加法器，将所述第一感光元件及第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端；提供一个模拟数字转换器，将所述模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端；提供一个扫描仪控制器，将所述模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器；由扫描仪控制器分别输送两组驱动信号至第一感光元件及第二感光元件，第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号使第一感光元件及第二感光元件交替输出各自所获取的影像信号，并依次经过模拟加法器、模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
为达到上述目的，本发明还提供一种影像信号合成方法，用于合成双面扫描的影像信号，包括：提供一个第一感光元件及一个第二感光元件；提供一个模拟加法器，将所述第一感光元件及第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端；提供一个模拟数字转换器，将所述模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端；提供一个扫描仪控制器，将所述模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器；由扫描仪控制器分别输送第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号至第一感光元件及第二感光元件，该第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号均包括时钟信号及复位信号，第一感光元件驱动信号驱动第一感光元件输出所获取象素信号，第一感光元件驱动信号之复位信号去除第一感光元件于特定时段输出之象素信号；第二感光元件驱动信号驱动第二感光元件输出所获取象素信号，第二感光元件驱动信号之复位信号去除第二感光元件于特定时段输出之象素信号，第一感光元件及第二感光元件所输出之象素信号依次经过模拟加法器、模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
综上所述，本发明的影像信号合成模组及方法通过对感光元件的控制，使第一感光元件及第二感光元件在时钟周期内交替传输影像信号，并通过模拟加法器合成两感光元件输出的信号，可以将现有单面扫描仪架构直接升级到双面扫描仪而不需要昂贵复杂的专用扫描仪控制器。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
图1为本发明影像信号合成模组及方法的解决方案示意图。
图2为本发明影像信号合成模组及方法的实施例电路图。
图3为本发明影像信号合成模组及方法的又一实施例电路图。
图4及图5为本发明影像信号合成模组及方法的驱动方法示意图。
图6为本发明影像信号合成模组及方法的合成信号波形图。
图7及图8为本发明影像信号合成模组及方法的驱动方法示意图。
图9为本发明影像信号合成模组及方法的合成信号波形图。
图10及图11为本发明影像信号合成模组及方法的驱动方法示意图。
图12为本发明影像信号合成模组及方法的合成信号波形图。
图13为现有的双面扫描仪的工作原理图。
图14为现有的感光元件的驱动方法示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的影像信号合成模组包括一第一感光元件、一第二感光元件、一模拟加法器、一模拟数字转换器及扫描仪控制器，当扫描仪扫描文件两侧的时候，第一感光元件及第二感光元件在驱动电路所发出的驱动信号的控制下分别获取文件两侧的影像信号，然后输出至模拟加法器合成，合成后的模拟影像信号经模拟数字转换器转换成数字影像信号后，送至扫描仪控制器做进一步处理。
请参阅图2，该图所示为本发明影像信号合成模组的较佳实施例的电路原理图。在该实施例中，提供第一感光元件11及第二感光元件13来获取文件两侧的影像信号，该第一感光元件11及第二感光元件13的输出端并联至运算放大器32的输入端，在第一感光元件11与运算放大器32之间串联第一电阻21，在第二感光元件13与运算放大器32之间串联第二电阻23，运算放大器32的输出端连接至模拟数字转换器33的输入端，模拟数字转换器33的输出端连接至扫描仪控制器35。因此，从第一感光元件11及第二感光元件13分别输出的影像信号经过运算放大器32合成后，再由模拟数字转换器33转换成数字影像信号，最后传送至扫描仪控制器35做进一步处理。
请参阅图3，该图所示为本发明的影像信号合成模组又一实施例的电路原理图，第一感光元件11及第二感光元件13的输出端并联至信号合成电阻31的一端，在第一感光元件11与信号合成电阻31之间串联第一电阻21，在第二感光元件13与信号合成电阻31之间串联第二电阻23，信号合成电阻31的另一端连接至模拟数字转换器33的输入端，模拟数字转换器33的输出端连接至扫描仪控制器35。因此，从第一感光元件11及第二感光元件13分别输出的影像信号经过信号合成电阻31合成后，再由模拟数字转换器33转换成数字影像信号，最后传送至扫描仪控制器35做进一步处理。
请一并参阅图4及图5，本发明影像信号合成模组及方法所采用的感光元件的驱动方法包括：输送一组第一感光元件驱动信号41至第一感光元件11，该第一感光元件驱动信号41包括时钟信号及控制信号，时钟信号包括频率相同的第一时钟信号PHi1-I及第二时钟信号PHi2-I，控制信号包括复位信号RS-I及箝位信号CP-I，使第一感光元件11输出影像信号OS-I。其中，时钟信号PHi1-I及PHi2-I用于控制影像信号输出，当时钟信号的电位反转时，感光元件即输出一个象素信号；复位信号用于去除象素信号，当复位信号的电平反转时，此时输出的象素信号被去除。输送一组第二感光元件驱动信号43至第二感光元件13，使其输出影像信号OS-II，第二感光元件驱动信号43包括第一时钟信号PHi1-II、第二时钟信号PHi2-II、复位信号RS-II及箝位信号CP-II。第一感光元件11在第一感光元件驱动信号41的控制下在T0-T1及T2-T4等奇数周期时段输出奇数点象素的影像信号1-I及3-I，第一感光元件11所输出的偶数点象素的影像信号2-I及4-I被复位信号RS-I去除掉。第二感光元件13在第二感光元件驱动信号43的控制下在T1-T2及T3-T4等偶数周期时段输出偶数点象素的影像信号2-II及4-II，第二感光元件13所输出的奇数点象素的影像信号1-II及3-II被复位信号RS-II去除掉。
第一感光元件11及第二感光元件13在不同时段输出的影像信号OS-I及OS-II经过运算放大器32或信号合成电阻31合成，从而输出如图6所示的合成信号。
在本驱动方法的控制下，第一感光元件11及第二感光元件13在交替的时钟周期输出各自所获取的影像信号，对每一感光元件而言，即是第一感光元件11在奇数周期时段输出所获取的象素信号，第二感光元件13在偶数周期时段输出所获取的象素信号，或者第一感光元件11在偶数周期时段输出所获取的象素信号，第二感光元件13在奇数周期时段输出所获取的影像信号。再经运算放大器32或信号合成电阻31合成，及模拟数字转换器33转换，最后送至扫描仪控制器35输出。这样的影像信号既可以满足用户的需求，又可被普通的扫描仪控制器处理，从而降低制造成本。
请一并参阅图7及图8，本发明影像信号合成模组及方法所采用的感光元件的又一驱动方法包括：输送第一感光元件驱动信号41′至第一感光元件11及输送第二感光元件驱动信号43′至第二感光元件13，使其分别输出影像信号OS-I及OS-II，其中第一感光元件驱动信号41′的第一时钟信号PHi1-I与第二感光元件驱动信号43′的第一时钟信号PHi1-II的转态周期(Duty Cycle)相差一个传输周期T，第一感光元件驱动信号41′的第二时钟信号PHi2-I与第二感光元件驱动信号43′的第二时钟信号PHi2-II的转态周期相差一个传输周期T。
在上述驱动方法的控制下，第一感光元件11在T0-T1、T2-T3、T4-T5等奇数周期内输出象素1-I、2-I、3-I的影像信号等，第二感光元件13在T1-T2、T3-T4、T5-T6等偶数周期内输出象素1-II、2-II、3-II的影像信号等，或者，第一感光元件11在T1-T2、T3-T4、T5-T6等偶数周期内输出象素1-I、2-I、3-I的影像信号等，第二感光元件13在T0-T1、T2-T3、T4-T5等奇数周期内输出象素1-II、2-II、3-II的影像信号等。
第一感光元件11及第二感光元件13分别输出的影像信号OS-I及OS-II经过运算放大器32或信号合成电阻31合成，从而输出如图9所示的合成信号。再经模拟数字转换器33转换，最后送至扫描仪控制器35输出。此种合成信号同样可由普通扫描仪控制器处理输出。
相较于图4及图5所示的驱动方法，这一驱动方法通过改变时钟信号PHi1-I、PHi1-II、Phi2-I及Phi2-II的转态周期来改变输出信号时间点，不会减少输出象素，从而获得更高的影像分辨率。
请参阅图10及图11，本发明影像信号合成模组及方法所采用的感光元件的又一驱动方法包括：输送第一感光元件驱动信号41”至第一感光元件11及输送第二感光元件驱动信号43”至第二感光元件13，使其分别输出影像信号OS-I及OS-II，如图中所示，在T0-T5周期内，第一感光元件驱动信号41”驱动第一感光元件11输出所获取的全部象素信号，此时，第二感光元件驱动信号43”之时钟信号PHi1-II及Phi2-II保持电位恒定；然后，在T5-T10周期内，第二感光元件驱动信号43”驱动第二感光元件13输出所获取的全部象素信号，此时，第一感光元件驱动信号42”的时钟信号PHi1-I及Phi2-I保持电位恒定。为图示简单起见，图10及图11中仅显示感光元件各输出5个象素。
第一感光元件11及第二感光元件13分别输出的影像信号OS-I及OS-II经过运算放大器32或信号合成电阻31合成，从而输出如图12所示的影像合成信号。再经模拟数字转换器33转换，最后送至扫描仪控制器35输出。此种合成影像信号同样可由普通扫描仪控制器处理输出，且可降低传输中可能产生的干扰。
相较于图4及图5所示的驱动方法，这一驱动方法不会减少输出象素，从而获得更高的影像分辨率。
以上实施例，可采东芝公司(TOSHIBA)的TCD2905CF型电荷耦合元件及相应的驱动信号来实现，采用其它型号的影像感应元件及驱动信号应属等效设计。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1、一种影像信号合成模组，包括第一感光元件、第二感光元件、模拟数字转换器及扫描仪控制器，其特征在于：还包括一个模拟加法器，所述第一感光元件及第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端，所述模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端，所述模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器，待扫描文件两侧的影像信号分别通过第一感光元件及第二感光元件获取，然后依次经过模拟加法器、模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
2、如权利要求1所述的影像信号合成模组，其特征在于：在第一感光元件与模拟加法器之间串联第一电阻，在第二感光元件与模拟加法器之间串联第二电阻。
3、如权利要求1所述的影像信号合成模组，其特征在于：所述模拟加法器为运算放大器。
4、如权利要求1所述的影像信号合成模组，其特征在于：所述模拟加法器为信号合成电阻。
5、一种影像信号合成方法，包括提供一个第一感光元件、一个第二感光元件、一个模拟数字转换器及一个扫描仪控制器，其特征在于，还包括以下步骤：提供一个模拟加法器，将所述第一感光元件及第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端；将所述模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端；将所述模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器；及由扫描仪控制器分别输送第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号至第一感光元件及第二感光元件，所述第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号使第一感光元件及第二感光元件交替输出各自所获取的象素信号，并依次经过模拟加法器、模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
6、如权利要求5所述的影像信号合成方法，其特征在于：第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号均包括第一时钟信号与第二时钟信号，第一感光元件驱动信号的第一时钟信号与第二感光元件驱动信号的第一时钟信号的转态周期相差一个传输周期，第一感光元件驱动信号的第二时钟信号与第二感光元件驱动信号的第二时钟信号的转态周期相差一个传输周期。
7、如权利要求5所述的影像信号合成方法，其特征在于：第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号均包括时钟信号，在第一感光元件输出所获取的全部象素信号时，第二感光元件驱动信号的时钟信号保持电位恒定；然后，在第二感光元件输出所获取的全部象素信号时，第一感光元件驱动信号的时钟信号保持电位恒定。
8、一种影像信号合成方法，包括提供一个第一感光元件、一个第二感光元件、一个模拟数字转换器及一个扫描仪控制器，其特征在于，还包括以下步骤：提供一个模拟加法器，将所述第一感光元件及第二感光元件的输出端并联至模拟加法器的输入端；将所述模拟加法器的输出端连接至模拟数字转换器的输入端；将所述模拟数字转换器输出端连接至扫描仪控制器；及由扫描仪控制器分别输送第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号至第一感光元件及第二感光元件，所述第一感光元件驱动信号及第二感光元件驱动信号均包括时钟信号及复位信号，第一感光元件驱动信号驱动第一感光元件输出所获取的象素信号，第一感光元件驱动信号的复位信号去除第一感光元件在特定时段输出的象素信号；第二感光元件驱动信号驱动第二感光元件输出所获取的象素信号，第二感光元件驱动信号的复位信号去除第二感光元件在特定时段输出的象素信号，第一感光元件及第二感光元件所输出的象素信号依次经过模拟加法器、模拟数字转换器传送至扫描仪控制器。
9、如权利要求8所述的影像信号合成方法，其特征在于：采用第一感光元件驱动信号的复位信号去除第一感光元件在偶数周期时段输出的象素信号，采用第二感光元件驱动信号的复位信号去除第二感光元件在奇数周期时段输出的象素信号。
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