TW201401842A - 掃描裝置以及方法 - Google Patents

Abstract

本發明之掃描裝置包含一光源、一影像感測器以及一驅動模組。光源用以產生一光線照射一物件；影像感測器用以沿一掃描方向依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反射或透射物件之光線，以形成一第一影像及一第二影像；驅動模組用以驅動影像感測器以及物件彼此相對移動，以使影像感測器掃描物件。上述掃描裝置，可以利用一次掃描過程，即得到兩組以上不同曝光時間之影像。如此，可獲得高動態範圍影像且不會有影像對位的問題，並且節省掃描時間。同時亦揭露一種掃描方法。

Description

掃描裝置以及方法

本發明是有關一種掃描裝置及方法，特別是一種利用一次掃描過程即可獲得兩組以上不同曝光時間的影像的掃描裝置及方法。

掃描技術的普及，使得許多影像、稿件得以透過數位化的方式保存。然而在影像底稿中，不同區域具有不同的光學密度，底稿暗區與底稿亮區無法以相同的掃描參數同時獲得良好的數位影像。

舉例而言，欲得到暗區之良好影像細節，必須設定較長曝光時間，使影像感測器能夠充分感測到暗區光線，而對於亮區，則可能獲得一過分曝光之亮白影像；反之，欲獲得清晰之亮區影像，則必須設定較短之曝光時間，使影像感測器不至於過度感測亮區光線，而對於暗區，則可能呈現一片黑暗。為了獲得一良好品質的影像，發展了高動態範圍掃描技術，其是利用多次掃描以獲得不同曝光參數之數位影像，再進行影像處理如疊圖等等，以同時獲得亮區及暗區的清晰影像。但是，此法需要多次掃描，當感測器獲得第一次曝光影像後，需要返回初始位置並歸零校正，以進行下一次掃描以獲得第二次曝光影像，因此相當浪費時間；並且由於掃描過程的重新進行，可能產生影像對位偏移的問題。

有鑑於此，如何有效率且精確的得到掃描影像是目前亟需努力的目標。

本發明提供一種掃描裝置及方法，其可沿一掃描方向依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反 射或透射物件之光線，以形成一第一影像及一第二影像。如此，利用一次掃描過程即可獲得兩組以上不同曝光時間的影像。

本發明一實施例之掃描裝置包含一光源、一影像感測器以及一驅動模組。光源用以產生一光線照射一物件；影像感測器用以沿一掃描方向依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反射或透射物件之光線，以形成一第一影像及一第二影像；驅動模組用以驅動影像感測器以及物件彼此相對移動，以使影像感測器掃描物件。

本發明另一實施例之掃描方法包含提供一光源，用以產生一光線照射一物件；並且以一驅動模組驅動一影像感測器以及物件彼此相對移動，以使影像感測器沿一掃描方向依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反射或透射物件之光線，以形成一第一影像及一第二影像。

以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照圖1，本發明之一實施例之掃描裝置1包含一光源2、一影像感測器3以及一驅動模組4。光源2用以產生一光線照射一物件，舉例而言，光源2可為一發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。影像感測器3用以沿一掃描方向依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反射或透射物件之光線，以形成一第一影像及一第二影像。於一實施例中，影像感測器3可為一電荷耦合元件(CCD)、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測器或接觸式影像感測器(CIS)。較佳者，掃描裝置1更包含一光學透鏡5，其設置於影像感測器3之入光側，用以會聚經物件反射或透射物件之光線於影像感測器，其中光學透鏡5可為一桿狀透鏡 (rod lens)。驅動模組4用以驅動影像感測器3以及物件彼此相對移動，以使影像感測器3掃描物件。舉例而言，驅動模組4可包含一步進馬達，以驅使感測器3相對於物件移動。

於一實施例中，掃描裝置1更包含一使用者介面6，其電性連接影像感測器3。使用者可透過該使用者介面6設定第一曝光時間以及第二曝光時間，或者設定掃描解析度，以獲得不同解析度之第一影像及第二影像。舉例而言，使用者介面6可為一按鍵模組、觸控模組甚至是聲控模組，其位於掃描裝置1本體或延伸於外部；或者是透過電腦軟體以設定掃描參數。

承接前述，掃描裝置1更包含一影像處理模組7，其與影像感測器3電性連接，用以對第一影像以及第二影像進行影像處理。當影像感測器3獲得第一影像及第二影像後，會傳送至影像處理模組7。影像處理模組7可根據使用者需求調整影像性質、疊圖、影像分割與合併等等。可理解的是，影像處理模組包含軟體、韌體或其組合。

舉例而言，於一實施例中，當使用者欲掃描一物件時，根據其對物件光學密度的考量，先透過掃描裝置1之使用者介面6輸入第一曝光時間1ms以及第二曝光時間10ms。圖3為本發明一實施例之掃描路徑示意圖，如圖3所示，當掃描裝置1開始掃描時，影像感測器3會從初始位置P₀沿著掃描方向D移動，依次通過一第一掃描線L₁、一第二掃描線L₂…以此類推，直至通過整個掃描區域A，才會返回初始位置P₀。依據使用者所設定的曝光時間，當影像感測器3通過第一掃描線L₁時，會先停留第一曝光時間1ms，以獲得第一掃描線L₁之第一影像，再停留第二曝光時間10ms，以獲得第一掃描線L₁之第二影像，因此第一掃描線的掃描時間為第一曝光時間1ms及第二曝光時間10ms的總合11ms，接著，影像感測器3會移動到第二掃描線L₂，後續過程依序以此類推。於一實施例中，影像感測器3亦可在曝光時間達到第一曝光時間1ms時，即輸出資料並繼續曝光，而在達到第二曝光時間10ms時，再一次輸出資料，如此可縮短掃描的時間。

承上，當掃描結束，影像感測器3獲得物件的完整第一影像及第二影像後，會將其傳送至影像處理模組7，於一實施例中，影像處理模組7包含一電腦軟體，其安裝於一電腦，且電腦與掃描裝置1電性連接。透過電腦軟體的輔助，使用者可以處理第一影像及第二影像，例如將高曝光時間的影像及低曝光時間的影像疊圖，以得到一高動態範圍影像。可理解的是，影像處理模組7亦可直接位於掃描裝置1上，以方便使用者立即的操作。

請同時參考圖1、圖2與圖3，其說明本發明一實施例之掃描方法。首先，提供一光源2，用以產生一光線照射一物件(S1)；以一驅動模組4驅動一影像感測器3以及物件彼此相對移動，以使影像感測器3沿一掃描方向D依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反射或透射物件之光線(S2)，以形成一第一影像及一第二影像。因此，影像感測器3獲得第一影像後，不需要再回到初始位置P₀歸零校正，可於同一位置再度感測以獲得第二影像。最後，再對第一影像以及第二影像進行一影像處理(S3)，舉例而言，透過一影像處理模組7，使用者可對同一物件之高曝光時間影像及低曝光時間影像進行影像性質調整、疊圖、分割或合併，但不限於此，以獲得良好之影像。

於一實施例中，使用者更可透過使用者介面6設定第一曝光時間以及第二曝光時間，其中使用者介面6可為一按鍵模組、觸控模組甚至是聲控模組，其位於掃描裝置1本體或延伸於外部；或者是透過一電腦軟體以設定掃描參數。上述步驟之詳細說明如前所述，於此不再贅言。較佳者，於一實施例中，使用者可根據不同的曝光時間，設定其想要的輸出解析度，因此第一影像及第二影像的解析度可為不同。

綜合上述，本發明之掃描裝置及方法提供了一感測器，其可沿一掃描方向依序於物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經物件反射或透射物件之光線，以形成一第一影像及一第二影像。如此，利用一次掃描過程即可獲得兩組以上不同曝光時間的 影像，再經過影像處理，可同時獲得一暗區及亮區皆清晰的影像。除了節省掃描時間，也避免了影像對位偏移的問題。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1‧‧‧掃描裝置

2‧‧‧光源

3‧‧‧影像感測器

4‧‧‧驅動模組

5‧‧‧透鏡

6‧‧‧使用者介面

7‧‧‧影像處理模組

A‧‧‧掃描區域

D‧‧‧掃描方向

L₁‧‧‧第一掃描線

L₂‧‧‧第二掃描線

S1~S3‧‧‧掃描方法

P₀‧‧‧初始位置

圖1為本發明一實施例之掃描裝置示意圖。

圖2為本發明另一實施例之掃描方法流程圖。

圖3為本發明一實施例之掃描路徑示意圖。

1‧‧‧掃描裝置

2‧‧‧光源

3‧‧‧影像感測器

4‧‧‧驅動模組

5‧‧‧透鏡

6‧‧‧使用者介面

7‧‧‧影像處理模組

Claims (19)

1. 一種掃描裝置，包含：一光源，其用以產生一光線照射一物件；一影像感測器，其用以沿一掃描方向依序於該物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經該物件反射或透射該物件之該光線，以形成一第一影像及一第二影像；以及一驅動模組，其用以驅動該影像感測器以及該物件彼此相對移動，以使該影像感測器掃描該物件。
2. 如請求項1所述之掃描裝置，其中該光源包含一發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。
3. 如請求項1所述之掃描裝置，更包含：一光學透鏡，其設置於該影像感測器之入光側，用以會聚經該物件反射或透射該物件之該光線於該影像感測器。
4. 如請求項3所述之掃描裝置，其中該光學透鏡包含一桿狀透鏡(rod lens)。
5. 如請求項1所述之掃描裝置，更包含：一影像處理模組，其與該影像感測器電性連接，用以對該第一影像以及該第二影像進行影像處理。
6. 如請求項1所述之掃描裝置，更包含：一使用者介面，其電性連接該影像感測器，以一使用者透過該使用者介面設定該第一曝光時間以及該第二曝光時間。
7. 如請求項1所述之掃描裝置，其中該驅動模組包含一步進馬達。
8. 如請求項1所述之掃描裝置，其中該影像感測器包含一電荷耦合元件(CCD)、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測器或接觸式影像感測器(CIS)。
9. 如請求項1所述之掃描裝置，其中該第一影像以及該第二影像之解析 度不同。
10. 一種掃描方法，包含：提供一光源，用以產生一光線照射一物件；以及以一驅動模組驅動一影像感測器以及該物件彼此相對移動，以使該影像感測器沿一掃描方向依序於該物件之每一掃描位置以一第一曝光時間以及一第二曝光時間感測經該物件反射或透射該物件之該光線，以形成一第一影像及一第二影像。
11. 如請求項10所述之掃描方法，其中該光源包含一發光二極體或冷陰極螢光燈(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。
12. 如請求項10所述之掃描方法，更包含以一光學透鏡會聚經該物件反射或透射該物件之該光線於該影像感測器。
13. 如請求項12所述之掃描方法，其中該光學透鏡包含一桿狀透鏡(rod lens)。
14. 如請求項10所述之掃描方法，更包含：對該第一影像以及該第二影像進行一影像處理。
15. 如請求項14所述之掃描方法，其中該影像處理包含調整影像性質、疊圖、分割與合併。
16. 如請求項10所述之掃描方法，更包含透過一使用者介面設定該第一曝光時間以及該第二曝光時間。
17. 如請求項10所述之掃描方法，其中該驅動模組包含一步進馬達。
18. 如請求項10所述之掃描方法，其中該影像感測器包含一電荷耦合元件(CCD)、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)感測器或接觸式影像感測器(CIS)。
19. 如請求項10所述之掃描方法，其中該第一影像以及該第二影像之解析度不同。