TW201009389A - Shared image scanning method and picture scanner thereof - Google Patents

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Ching-Yuan Lin
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E Pin Optical Industry Co Ltd
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Description

201009389 九、發明說明： " 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種分配成像之掃描方法及其掃描裝置，特 別是有關於一種可將文件分配成複數個影像區域，將各區域成像 取像後’再以影像處理之方式合併為一完整文件感測影像訊號之 分配成像之掃描方法及其掃描裝置，而可快速輸出文件影像及改 善習知技術因掃描震動而影響掃瞄品質。 ®【先前技術】 掃描器尤其是影像掃描器，在近幾年發展下，已成為重要的 電腦周邊商品，影像掃描器可以將文件、文字頁、照片、底片、 甚至平面物品等，都可以藉由掃描器擷取物品影像。影像擷取的 方式是先將光線投射到文件上，因文件明暗不同的區域，使反射 光有不同的強度，由電荷麵元件（Charge-Coupled Device，CCD ) 或接觸式影像感測器(CMOS Image Sensor, CIS)等感光元件將反 Q 射回來的光轉換為數位資料，再經由掃描軟體讀入數據，最後組 成數位影像，知描後的影像可以儲存的槽案格式有Tjp<F、EPS、 BMP、GIF與PCX等影像料。商品化的掃描器主要可分成三種： -為平台式(Flat-bed)掃描器，用來掃瞒照片或印刷品等。以CCD 為感光元件之掃描器為例，其於掃描器上設置一個玻璃或透光塑 膠所製成之透光板’可放置待触之文件，CCD歡狀·)藉 由軌道移動，以逐列掃描(seqUence line scanning)的方式將文件的 影像轉換成數位資料，此為最常使用的掃描器；類似原理製成的 掃描器，依據文件與CCDM的相對移動，尚有掌上型掃描器 _祕一)、饋紙型掃描器(Sheetfed s議岣。第二種為光 201009389 罩式（Transparent Media Adapter)掃描器’藉由於掃瞄器上設置一 可均勻投就源之光罩’以專門用來掃瞒透明片和底片等透射稿 件。第三種為滾筒式掃描l(Drum Scanner)，其係採用光電倍增管 (photomultiplier tube, PMT)作為感光元件。PMT技術可以一次將一 束極党的光線聚焦於圖像的-個極小區域，從而使滾筒式掃描器 能夠在原稿紐很高的區域再現㈣有的層次。主要提供大圖輸 出中心或是專業廣告及圖像製作機構所使用。 ’ 請參閱第1圖與第2圖，其係分別為習知技藝之平台式掃描 器之立體圖及剖視示意圖。掃描器包含一框體n、一透光板12、 一影像感測模組13及二導軌14。透光板12係設置於框體n上方， 且透光板12上方係放置一文件15。影像感測模組13係設置於框 體11内。導執14係設置於框體丨丨内兩侧，用以導引影像感測模 組13移動。影像感測模組13包括一光源，其光源可為氙氣燈 (Xenon)或冷陰極光源管(CCFL)131，一反射座132、一柱面鏡133、 一線性影像感測器(line image sensor)134及一印刷電路板135。冷 陰極光源管131用以投射光源。反射座132用以將冷陰極光源管 ® 131發出的光線聚焦至文件15上。柱面鏡133用以將光源聚焦至 線性影像感測器134上。印刷電路板135係承載及電性連接線性 影像感測器134。在不同的線性影像感測器134，可使用線性電荷 耦合元件(linear CCD)之影像感測器或使用接觸式影像感測器 CIS(Contact Image Sensor)。在這二種影像感測器選用上，CCD目 前技術較成熟’雜訊較少，色彩較豐富，且景深較深可以掃瞄有 .點摺皺的紙張。但CIS(分類上包含金氧半導體影像感測器CMOS) 的製造簡便且具輕薄性，可以用來製造超薄型的掃描器，其缺點 為景深較短’要求掃描的稿件必須比較平整，不能掃描立體實物， 201009389 且抗噪(雜訊)能力較差而影響文件成像品質。 當掃瞒文件15時，藉由步進馬達(柳嶋^帶動導軌14移 動’使導軌14驅動影像感測模組13朝掃描方向移動使影像感 測模組13依序掃描文件15。然而，此種習知技藝掃描器之缺點在 於導軌14需帶動影像感測模組13朝掃描方向移動以完成文件 全份掃描’導轉描速聽慢。且由神料賴㈣齒輪與齒 輪相互咬合之方式驅動導軌14移動，若公差精度不足，容易產生 振細造成f彡像細模組13無神顧測文件15導致成像品質 不佳。在目前商品上的發展，影像感測模組13之光學解析度 (Optical Resolution)，係指感光元件每英吋能捕捉到之影像點數， 其可達2400dpi以上’但以一般市場上可接受的商品價格而言，步 it14 ^(MechanicalResolution) » 感光元件的步進馬達每英吋可移動之步數，僅為12〇〇dpi，若步進 馬達使用尚精度滾珠軸承帶動，其解析度可再提高，但將導致生 產成本提高。因此於目前製造技術並無法使光學解析度與機械解 析度相互匹配，使實際成像解析度無法進一步提升。 ® 習知技藝之平台式掃描H之再—缺點在於現行掃瞒器因輕薄 短小之需求，造成文件15距線性影像感測器13之距離過小而導 致場視角(Field of View, FOV)較大，若文件15產生敏摺，則敵擅 處之文件15因焦距偏移(focusdeviati〇n)而無法精確成像至 像感測器134上，導致文件影像模糊。 ’、
由於以導軌驅動感光元件之掃描方式有其限制，為改善此缺 點，日本專利JP1186077提出以五個CCD影像感測元件對文件以 分割區域方式進行取像，但若以此種技術應用於掃描器上，其CCD 201009389 衫像感測元件與成像透鏡(image f〇rming lens)對於目標文件(文件 15)與需要相冑長的距離，以使成像舰^聚焦讀影線至影像感 測元件上，此形成掃描器需要相當厚的高度，不符合使用要求。 同樣’倘若使用廣角短後焦(wide angie sh〇rt back focal length)的成 像透鏡，雖可縮短成像距離，但也可能造成景深不足的缺點。再 如曰本專利JP6098098提出的掃描器，藉由折射的文件影像，對 於不同影像區域分別由數個成像透鏡成像於影像感測器上；然而 此技術仍存在文件與影像感測器相對移動的機械解析度問題。 隨著影像感測器發展快速，面掃瞄影像感測器(Area image sensor)係練取整張二維(two dimensional)影像資訊，在一次曝光時 間内，可擷取整個影像資訊，在應用上可以不需要移動文件圖素 或感應器，此有助於應用在掃描器上。近年來面掃晦影像感測器 價格也隨大幅下降，應可發展應用於掃描器上。 【發明内容】 有鑑於上述習知技藝之問題’本發明之目的就是在提供一種 分配成像之掃描方法，以解決習知技藝逐列掃描以完成文件成像 之方式造成掃描速度緩慢且難以提高解析度之問題。 根據本發明之目的’係提出一種分配成像之掃描方法，係用 於一掃瞄裝置，掃描裝置具有至少一光源模組、複數反射鏡及複 數影像感測模組，此分配成像之掃描方法包含下列步驟：首先， 分配一文件成複數個影像區域，每一影像區域設置相對應之反射 鏡及影像感測模組，然後啟動光源模組照射每一影像區域之文件 以形成一文件影像’藉由反射鏡反射該影像區域之文件影像至影 201009389 像感測模組，並藉由影诚峨祕制影像轉換為-數位影像 訊號’最後藉由-影像歧合併各數位影像峨，使其成為 一完整文件感測影像訊號。 其中，影像處理模組係以一梯形校正之方式校正數位影像訊 號。根據本發明之另-目的，提出—種掃描裝置，包含一框體、 複數個反射鏡、複數影像感測模組及一光源模組。 反射鏡侧隔設置於鋪内，时出複數姆像區域。光 ❹源歡包含至少-光賴組’係設置於框體内。影像感測模組係 «X置於框體内’並分別將複數個對應影像區域之文件影像轉換成 數位衫像訊號。其巾光_騎—讀，依據複數個影像區域分 別產生複數個文件影像，各文件影像藉由分別反射鏡反射而入射 至影像感峨組’且文㈣像經由影佩賴轉換成數位影像 訊號，各該數位影像訊號藉由一影像處理模組進行影像處理，以 輸出一完整文件感測影像訊號。 其中，影像感測模組包括一影像面感測器及一成像鏡片單 ❹ ^ ;成像鏡片單元係由至少一個鏡片所構成，係將反射後的文件 影像聚焦於影像面感測器，由影像面感測器將影像轉換成數位影 像訊號。 其中，成像鏡片單元更進一步可包含扭透鏡組，历透鏡組可 修正反射後的文件影像所產生之梯形現象。 承上所述，依本發明之分配成像方法及其掃描裝置，其可具 有—或多個下述優點： 〜 (1)此掃描裝置之影像感測模組’藉由各影像感測模組對相對 應之影像區域取像，而不需藉影像感測模組移動或移動待掃描文 201009389 件即可掃描影像，因此可快速掃描文件。 (2) 此掃描裝置不需藉導執驅動影像感測模組移動來掃描文 件即可掃描影像，不但可避免因影像感測模組遭受震動而影響掃 描品質，並避免機械解析度低於光學解析度，導致成像品質無法 進一步提升之問題。 (3) 此掃描裝置掃描因藉由反射鏡虛像成像而可縮小影像感 測模組之取像鏡頭之場視角，使影像之景深加大，於掃描略有皺 Q 褶之文件仍可清楚成像。 【實施方式】 為使本發明更加明確詳實，茲列舉較佳實施例並配合下列圖 示，將本發明之結構及其技術特徵詳述如後：本發明以下所揭示 之實施例，乃是針對本發明之分配成像之掃描方法及運用此方法 之掃描裝置的主要構成元件而作說明，因此本發明以下所揭示之 實施例雖是應用於A4或A3尺寸的文件掃描中，但就一般具有掃 ❹描器設計及應用而言，在此領域中熟悉此項技藝之人士瞭解，本 發明所揭示分配成像之掃描方法之分配影像區域可為二個或三個 或三個以上，而以文件尺寸、解析度等所考量；其影像處理的方 法或影像運异方法也並不限制於以下所揭示之影像處理的方法； 本發賴揭示掃·之構成元件並不關於以下所揭示之實施例 結構，也就是該掃描器各構成元件是可以進行許多改變、修改、 甚至等效變更的，例如：該光源模組可使用冷陰極燈管、發光二 極體錢氣燈等設計並不賴賴组之取像 片數、屈光度組合、鏡片光學設計並不限制，·或使用 器使用CCD、CIS或CMOS也不限制。 參 11 201009389 請參閱第3圖，其係為本發明之分配成像之掃描方法之步驟 ， 流程圖。此分配成像之掃描方法具有至少一光源模組、複數反射 鏡、複數影像感測模組及一影像處理模組，此分配成像之掃描方 法包含下列步驟： 步驟S31 :分配一文件成二個或二個以上的複數個影像區域； 步驟S32 :設置反射鏡及影像感測模組於相對應之影像區域 内； Ο 轉S33:啟誠賴_射每-f彡賴域之請，並分卿 成-文件雜；其巾照射方式可同時照明各雜區域或分別照射 各影像區域； ~ 步驟S34 ·藉由反概反射文件歸至影佩測模組； 步驟S35:藉由影像感峨峰像並雜文件影像為—數位影 像訊號；以及 步驟S36 .藉由一影像處理模組影像處理各數位影像訊號，使 其成為一完整文件感測影像訊號。 請參閱第4圖，係為本發明之分配成像之掃描方法之影像處 理模組之影像處理方式之步驟流程圖。其中，步驟S36之影像處 理模組之影像處理方式，係以下列步驟來實施： 步驟S361 .使用梯形校正(trapez〇id calibrati〇n)法修正各 區域之文件影像； 步驟S362 :依序排列各文件影像之位置； 步驟S363 :使轉㈣去紐正各影像II域之重4部分； 步驟’：合併軸各影像區獻触影像城成-完整文 12 201009389 件感測影像訊號；以及 步驟S365 :完成文件掃描。 其中’步驟S36之影像感測模組可再進一步使用影像内插演 算法(Image Interpotoon Aig〇rithm)，將影像像素再 」 影像解析度； 网从增加 或橫雜正可包含_(以_形校正及/ ❹ ❹ 校正分配成像之掃描方法之影像感測模組梯形 參閱第5圖及第6圖，其中第5圖係為 發明之影像處理模組校正橫向梯形影像之示意圖。其中黃: 行橫向梯形觀邊及贿之畫素組㈣ t)為一列’各數據點之距離係諸cx料放 方向)梯形校正，校正公式可以式⑴表示： 4橫向(x
Mcx \—p-qcx_ p h ⑴ 尸 ,* 影像梯轉狀底邊長度、Cx為酸離橫向撕 鄉像Γ2q為橫向梯形影像之頂邊長度、h為橫㈣ 像之间度、Mex為橫向數據闕轉放大的倍率。 亍=形校正方法進一步可用於縱向的梯形校正，如第6則 之畫素彡像献義各平碰㈣卵縣邊及糾 大’並，，梯 ^Cy--------- P~q ---— P h ，Ό — α C /0\ 13 (2) 201009389 其中，2P為縱向梯形影像之底邊長、Cy為列距離橫向梯 像之f邊之距離、2q為縱向梯形影像之頂邊長、h為縱向梯开二 像之咼度、McY為橫向數據點間距離放大的倍率。 〜
…於修正文件影像之梯形時，另可於影像感測模組之成像鏡片 單元中，s史置一历透鏡組，如圖19，历鏡片可由橫像曲面 (Anamo_c optical surface)、環像曲面（T〇ric叩細耐㈣或其 他不同型式之曲面構成，可藉由不同曲率造成折射角度之差異， 將兩點相對距離以不同折射角度而加大，以修正梯形文件影像。扭 透鏡組係由具有二個光學面的非球面所構成，χ軸方向或γ軸方 向非球面曲面係以下列曲面方程式： 1 :橫像曲面方程式(Anamorphic equation) z (Cx)X2 +(Cy)Y2 \ + φ-(1 + Kx)(Cx)2 X2-(1 + Ky\Cyf Y2 Br [(1 -BP)X2 + (l+ BP )Y2 ]+CR [(1 -CP)X2+(\ + Cp )Y2 DR[(l-DP)X2+(l + Dp)Y2^ + Λμ[(1-Αρ)Χ2 +(\ +ap)Y2^ ⑶ 其中，Z為鏡片上任一點以光軸方向至〇點切平面的距離 (SAG)，cx與分別為X方向及Y方向之曲率(curv站yje); &與& 分別為X方向及Y方向之圓錐係數(Conic coefficient) ; 4G 與A分別為旋轉對稱(r〇tati〇naiiy Symme仕ic p0rtj〇n)之四次、六 次、八次與十次幂之圓錐變形係數(deformation from the conic); 4、（^與Dp 分別非旋轉對稱（non-rotationally symmetric components)之分別為四次、六次、八次、十次幂之圓錐變形係數 (deformation from the conic);當 c: = q〜且岑== cp = A = 〇 201009389 則簡化為單一非球面。 2 :環像曲面方程式(Toric equation) (Cxy)X2
Cxy l + ^\-(Cxy)2X2 1 (l/Cx)-Zy
Zy (Cy)Y2 \ + ^l-(l + Ky)(Cy)2Y2 + B4Y*+B6Y6+BgYs+Bl0Y10 (4) Ο 面。 其中，Z為鏡片上任一點以光轴方向至〇點切平面的距離 (SAG)，與g分別Y方向與X方向之曲率(curva^re);心為γ 方向之圓錐係數(Coniccoefficient);尽、式、私與〜為四次、六 次、八次、十次幂之係數(4th〜l〇th order c〇efFldents) defbrmatk)n fromthecomc) ’ 當Cj(=c，且〜=4=4=(^，=〇則簡化為單一球 ο 據非非球面光學面，可將人射於崎片之文件影像你 $球面光學面之曲面形成不㈣，而修正每—列畫素组 各光點之間的距離，使成梯形修正。 、、 對昭本發明之影像處理模組之擇優修去校正方式，請 ^ ^像，第—個_像A之騎_ ϊΐ 係部份相互重疊叠處係影二 選用影像品質較佳之部分職模雜從相互重疊之部分 二個文件影像B之像素b2 A之像素32與第 互重4之部她齡==: 15 201009389 像A、B消除之重複部份，以合併為一個影像。 請參閱第8圖，其係本發明之掃描裝置之第一實施例之立體 圖。圖中，掃描裝置包含一框體31、一透光板32、二反射鏡33、 二光源模組34及四影像感測模組35。其中，透光板32係設置於 框體31上，且透光板32上方用以放置一文件36 ^反射鏡33分別 由框體31之底側兩端朝中心延伸收束，並與透光板32形成角度 為Ψ，且反射鏡33係與分配線311界定出四影像區域37。光源模 組34具有一用以聚光之反射片341，用以將光線投射至文件％ © 上，文件36之反射光線經由反射鏡33反射形成虛像，依據分配 線311所界定出四感測區域37,而分別由四個影像感測模組”擷 取影像。 請參閱第9圖及第1〇圖，其係分別為本發明之掃描裝置之成 像不意圖及影像感測模組示意圖。影像感測模組35包括一成像鏡 片單元351、一影像面感測器352、及一印刷電路板353，其中影 像面感測器352可以影像面感測器(area image sens〇r)來實施。影像 感測模組35係設置於框體31之兩側，並分別對應感測區域37。 ©成像鏡片單元(lenses)351設置於文件36下方，用以將掃猫光線聚 焦至影像面感測器352上。印刷電路板353係承載及電性連接影 像面感測器352及影像處理單元(圖未示）。於第9圖中，待掃描文 件36可分配成四個影像區域37，其各影像區域37經照明後，各 影像區域37影像經反射鏡(未繪製於本圖中）反射的反射光源 =1。，經由影像感測模組35之成像鏡片單元351成像於影像面感 測器352上’再經由印刷電路板353傳輸至外界。 為詳細說明本發明之掃描裝置之成像方式，請對照參閱第8 圖及第11圖’其中第n圖係為本發明之掃描裝置之光路示意圖。 16 201009389 於圖中，取單一個影像區域37為說明，影像感測模組35之影像 面感測器352設置於影像區域37之下方，影像面感測器μ:中心 點至文件36垂直距離為d，影像感測模組35以水平方向對向反射 鏡73 ;在不同應用上’影像感測模組35可以不同的角度對向反射 鏡73 ;反射鏡73可將影像區域37的影像以反射鏡73為對稱，形 成虛像，影像感測模組35願取此虛像，轉成數位影像訊號。為能 完整將影像區域37的影像完整擷取，其影像感測模組35之成像 鏡片單元351的場視角之場視角及有效焦距係依據下列方程式所 G 決定： tan^> /.cos 彡 0.15 T + .
T cos^
EFL Y Xm6 (5) ⑹ 其中，2Θ為影像感測模組成像鏡片單元之場視角、ψ為反射 鏡與待掃描文件之夾角、21為影像區域的對角線長度、τ為影像 ❹ 感測模組之影像面感測器沿影像感測模組取像鏡頭中心光軸至反 射鏡表面的距離、d為影像面感測器中心點至文件底面的垂直距 離、2Y為影像面感測器有效感測面的對角線長、EFL為成像鏡片 單元的有效焦距(effective focal length)，說明如圖η所示。 為便於了解本發明之掃描裝置之影像感測模組取像鏡頭之場 視角及有效焦距，以一個A4尺寸文件分配成四個影像區域37為 說明，每個影像區域37分割為均等尺寸，其每個影像區域為 150x105mm(公釐）’其對角線2/ = 181.8職，垂直距離d為60mm， 影像面感測器352至反射鏡73表面的距離τ為96.5mm，使用500 17 201009389 萬畫素之CCD、2.5”的影像面感測器352，其有效對角線長為 2r = 6.4mm，反射鏡73與水平夾角為30。，由式⑴計算得知，可選 用場視角為56。’有效集距為6.018mm的成像鏡片單元351。本實 施例之場視角滿足式(5) ’ EFL可由式計算得知。 -FOV = e = 2%° > tan-1 +Hi) 2 T + ~ Τ cos彡 EFL = -^~ = 6.Q\%mm tan0 在本實施例中，係以A4尺寸文件為設計之掃描器，依據本發 明之分配成像之掃描方法，對於不同的反射鏡33角度ψ及影像感 測模組35位置’設計之成像鏡片單元351光學參數如表一： 表一、第一實施例之不同應用的參數裊 第一應用 第二應用 —· «fa rQ d(mm) 60.0 50.0 40.0 <P(deg.) 30 45 60 T(mm) 96.5 100.5 114.7 0(deg.)from Eq(5) 27.56 21.81 13.58 FOV 56 45 30 EFL(mm) 6.018 7.920 12.834 框鱧最小高度(mm) 110.2 90.0 67.6 請參閱第8圖及第12圖，其中第12圖係為本發明之掃描裝 置之影像處理示意圖。當掃描裝置進行掃描時，驅動光源模組34 產生光源以照射文件36，因文件36反射所產生之反射光源361 分別通過感測區域37而而產生四文件影像354。文件影像354經 由影像感測模組35轉換成數位影像訊號，各數位影像訊號再藉由 一影像處理模組38進行影像處理，以輸出一完整文件感測影像訊 18 201009389 號355。影像處理模組38可包含梯形校正381或/及擇優消去校正 • 382。 其中’上述光源模組34係為一冷陰極燈管(cold. cathode fluorescent lamp)、一發光二極體燈管及一氙氣燈管之其中一者。 請參閱第13圖、第14圖及第15圖，其分別係為本發明之掃 描裝置之第二實施例之立體圖、侧視圖及俯視圖。掃描裝置具有 一框體71、一透光板72、二反射鏡73、二光源模組74及四影像 0 感測模組75。其與第一實施例不同在於，四影像感測模組75係安 排於掃描器中心，反射鏡73係設置於掃描器兩侧。於此實施例中， 透光板72係設置於框體71上方，用以承載一文件76。反射鏡73 間隔設置於框體71内’由底部分別朝框體71外側向外延伸，且 反射鏡72與分配線711分配出四感測區域712。光源模組％分別 圍繞於影像感測模組75之上端部與框體71之内，藉由用以提供 文件76光源，並具有一反射片74卜反射片741可將光源發出的 光線聚集而投射於文件76 ’並以避免於反射鏡72上產生亮點。因 ❹第二實施例之掃描方式與影像處理方式與第一實施例相同二在此 不予贅述。其中，光源模組74若以LED燈源實施，則如第16圈 所示。 固 明’係以A3尺寸文件為設計之掃描器，依據本發 測署 法，對於不同的反射鏡33角度ψ及影像感 '棋35位置，設計之成像鏡片單元351光學參數如表二： 19 201009389 表二、第二實施例之不同應用的參數表 第一應用 第二應用 第三應用 d(mm) 60.0 50.0 40.0 <P(deg.) 30 45 60 T(mm) 96.5 100.5 114.7 0(deg.) from Eq.(5) 38.58 30.52 19.00 FOV 78 62 38 EFL(mm) 3.952 5.326 9.293 框體最小高度(mm) 136.8 109.1 79.3 ^ 請參照第17圖及第18圖’其係分別為本發明之掃描裝置之 第三實施例之立體圖及影像處理示意圖。掃瞒裝置具有一框體 8卜一透光板82、二反射鏡83、一光源模組84及三影像感測模 組85。第三實施例與第二實施例之差異在於以二分配線811，反 射鏡83與分配線811界定出六個影像區域812。當掃描文件時， 驅動光源模組84產生光源以照射文件，並藉由文件反射而分別通 過影像區域812而入射至對應之影像感測模組85，使其產生對應 之六文件影像851;影像感測模組85進一步包含有仿透鏡組851， 扭透鏡組851係設置於影像感測模組85之成像鏡片單元(圖未示) 與反射鏡83之間’ίθ透鏡組851可具有Υ方向(橫向)之像曲修正， 也可具X方向(縱向)之像曲修正，如第19圖所示。請參照第18 圖及第19圖，文件影像851藉由一影像處理模組88合成處理後， 輸出一完整文件感測影像訊號855。ίθ透鏡組851係將式(1)之橫 向放大倍率Mcx及式(2)之為縱向放大的倍率McY ’以非球面曲 面設計，藉由非球面光學設計，將角度與距離關係轉成僅為距離 之關係。於本實施例中亦可不使用扭透鏡組851做梯形影像校正， 而使用影像感測模組進行梯形校正881。 於本實施例中，反射鏡83及影像感測模組84之位置關係， 20 201009389 且光路行進方式如第11圖所示。在本實施例中’係以A3尺寸文 件為設計之掃描器，依據本發明之分配成像之掃描方法，對於不 同的反射鏡85角度ψ及影像感測模組86位置，設計之成像鏡片 單元351光學參數如表三： 表二、第二實施例之不同應用的參數夹 第一應用 第二應用 第三應用 d(mm) q^deg·) T(mm) 〇(deg.) from Eq.(5) FOV EFL(mm) 框體最小高度(mm) 60.0 30 89.4 32.18 66 4.927 116.1 50.0 45 91.6 25.70 52 6.561 94.0 40.0 60 94.3 16.95 34 10.467 68.6 歸納上述，本發明之掃描裝置之功效在於藉由影像感測模組 $接接收反射絲，並藉由影像處賴組處理計算而合併成文件 、、測影像’不需彻導歸細掃敎件，目此加崎描速度。 ❹ ^發明之掃描裝置之另—功效在於因影像感測模組不需利用 導軌帶動崎描文件，因此避免導減收震躺引響掃描品質。 像以^触裝置之再—姐在於藉由反射鏡敎件虛像成 增加成像距離，進而縮小場視角，而能掃描具有敵摺之文件。 之精僅性’而非為限制性者。任何未脫離本發明 之申請專利_巾。 等效修改錢更’均聽含於後附 21 201009389 【圖式簡單說明】 第1圖係為習知技藝之掃描器之立體圖； 第2圖係為1知郷之掃描ϋ之觀示_ ; 第3圖係為本㈣之分配祕之掃财法之步概程圖. 理方式之步驟流程圖； 第4圖㈣之織狀掃财法之峨賴組影像處
第5圖係為本發明之影像處理模組校正橫向梯形影像之示意圖； 第6圖係為本發明之影像處理模組校正縱向梯形影像之示意圖； 第7圖係為本發明之影像處理模組之擇優修去校正方式之示意 圖； 第8圖係為本發明之掃描裝置之第一實施例之立體圖； 第9圖係為本發明之掃描裝置之成像示意圖； 第10圖係為本發明之掃描裝置之影像感測模組示意圖 第11圖係為本發明之掃描裝置之光路示意圖； 第12圖係為本發明之掃描裝置之影像處理示意圖； 第13圖係為本發明之掃描裝置之第二實施例之立體圖； 第Η圖係為本發明之掃描裝置之第二實施例之侧視圖； 第15圖係為本發明之掃描裝置之第二實施例之俯視圖； 第16圖係為本發明之掃描裝置之第二實施例以LED燈源作為實 施方式之示意圖； 第17圖係為本發明之掃描裝置之第三實施例之立體圖； 22 201009389 第18圖係為本發明之掃描裝置之第三實施例之影像處理示 * 圖；以及 Μ 第19圖係為本發明之掃描裝置之扭透鏡組修正梯形影像之示 圖。 人/之不意 ❹ 【主要元件符號說明】 η、31、71、81 :框體； 12、32、72、82 :透光板； 13 :影像感測模組； 131 :冷陰極光源管； 132 :反射片； 133 :柱面鏡； 134 :線性影像感測器； 135、353 :印刷電路板； 14 :導軌； 15、36、76 :文件； 311、811 :分配線； 33、 73、83 :反射鏡； 34、 74、84 :光源模組； 341、741 :反射片； 35 :影像感測模組； 351 :成像鏡片單元； 352 :影像感測單元； 354、 851 :文件影像； 355、 855 :完整文件感測影 像訊號； 361 :反射光源； 37、 712、812 :影像區域； 38、 88 :影像處理模組； 381、 881 :梯形校正； 382、 882 :擇優消去校正； 851 : ίθ透鏡組；以及 75、85 :影像感測模組。 23

Claims (1)

  1. 201009389 十、申請專利範圍： . h 一種分配成像之掃描方法，係用於一掃描裝置，該掃描裝置具 有至少一光源模組、複數反射鏡、複數影像感測模組及一影像 處理模組，該分配成像之掃描方法包含下列步驟： 分配一文件成複數個影像區域； 設置該些反射鏡及該些影像感測模組;^相對應之該影像 區域内； 啟動該光源模組照射每一該影像區域之該文件，並分別形 〇 成一文件影像； 藉由該反射鏡反射該文件影像至該影像感測模組； 藉由該影像感測模組轉換該文件影像為一數位影像訊 號；以及 藉由該影像處理模組處理該數位影像訊號，使其成為一完 整文件感測影像訊號。 、 2.如申請專利範圍第1項所述之分配成像之掃描方法，其中該影 賴卿校正之方式校正該紐娜信號。〜 ❹3.如申請專利細第2項所述之分配成像之掃财法，其中該梯 形校正的方式係校正一橫向梯形影像，該橫向梯形影像係定義 各平行該橫向梯形影像底邊及頂邊之晝素組為—列， 列條件： Mcx P h 橫：二為 24 201009389 ^橫向_娜之高度、—為—齡轉關距離放大 4. 形::^:二項:述之分配成像之掃描方法’其中該梯 it向梯形影像底邊及頂邊之晝素組為1，並滿足下 Mcv .m P h Ο
    其中，2p為該縱向梯形影像之底邊長、、為該列距離該 縱向梯升/影像之底邊之距離、2q為該縱向梯开姆像之頂邊長、 為該縱向梯形影像之高度、McY為一橫向數據點間距離放大 的倍率。 如申明專利範圍第1項所述之分配成像之掃描方法，其中該影 ^處理模組係藉由—擇優彡肖去校正方式校正合併該數位影像 信號所產生之重複影像。 6· ~種掃描裝置，包含： 一框體； 複數個反射鏡’係間隔設置於該框體内，以分配出複數個 影像區域； 一光源模組，包含至少一個光源，係設置於該框體内； 複數個影像感測模組，係設置於該框體内，並分別將複數 個對應該些影像區域之文件影像轉換成數位影像訊號；以及 一影像處理模組，係接受複數個影像感測模組之數位訊號 進行影像處理； 其中該光源係照射一文件，依據該些影像區域分別產生該 25 201009389 些文件影像’各該文件影像藉由該分別反射鏡反射而入射至該 些影像感聰組’且該些讀鱗經由該佩繼組轉換 成複數數位影像訊號’各該數位影像訊號藉由該影像處理模組 進行影像處理，以輸出一完整文件感測影像訊號。 7.如申請專利範圍第6項所述之掃描裝置，其中該光源係為一冷 陰極燈管、一發光二極體燈管及一氙氣燈管之其中一者。 8·如申請專利範圍第6項所述之掃描裝置，其中該影像處理模級 更進一步具有梯形校正功能，可將該文件影像之該數位影像訊 號進行梯形校正。 β 9. 如申請專利範圍$ 6項所述之掃描裝置，其巾郷像感測模組 進一步包括一影像感測單元及一成像鏡片單元。 10. 如申請專利範圍第9項所述之掃描裝置，其中該成像鏡片單元 之場視角及其有效焦距係滿足下列方程式： tan<9>—cos^ , + ;及 T +丄τ cos# EFL = ——— J tan0
    其中，2Θ為該影像感測模組之一成像鏡片單元之場視角、 Ψ為該反射鏡與該文件之夾角、21為該影像區域的對角線長度、 T為該影像感測模組之該影像感測單元沿該影像感測模組取像 鏡頭中心光軸至該反射鏡表面的距離、d為該影像感測單元中 心點至該文件底面的垂直距離、2Y為該影像感測單元之有效感 測面的對角線長、：EFL為該成像鏡片單元的有效焦距。 11.如申請專利範圍第9項所述之掃描裝置’其中該影像感測單元 係為一影像面感測器。 26 201009389 12.如申請專利範圍第9項所述之掃描裝置，其中該成像鏡片單元 更具有一 ίθ透鏡組，該扭透鏡組係用以將該反射鏡所反射之 該文件影像進行梯形校正。
    ❹ 27
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TWI427488B (zh) * 2010-04-23 2014-02-21 Realtek Semiconductor Corp 間距計算裝置與應用其之透鏡修正系統及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI411289B (zh) * 2009-03-31 2013-10-01 E Pin Optical Industry Co Ltd Ｕ形光程掃瞄成像方法及其影像掃瞄模組

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01186077A (ja) 1988-01-20 1989-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｃｃｄカメラ装置
US6169621B1 (en) * 1996-10-09 2001-01-02 Carl Zeiss Jena Gmbh Device for the production of an image on a screen by illuminating picture elements in a plurality of partial images

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI427488B (zh) * 2010-04-23 2014-02-21 Realtek Semiconductor Corp 間距計算裝置與應用其之透鏡修正系統及方法

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