专利名称：多解析度的电荷耦合器件检测装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种多解析度的电荷耦合器件(CCD)检测装置，特别涉及一种适用于CCD模块与接触影像检测器(Contact Image Sensor，CIS)模块的多解析度的电荷耦合器件检测装置。
近年来，扫描器的使用已日渐普及。当使用者使用扫描器时，常常需要根据待扫描文件的特性，来选择不同解析度的扫描模式来对待扫描文件进行扫描。传统设定扫描的解析度的方式有很多种，其可以是使用软件或硬件的方式来完成。而使用硬件来完成的方式通常是直接而且快速的。
在一般使用CCD模块的扫描器中，扫描器进行扫描的方法将如下所述。扫描器具有一光机，而光机上则是具有一光源。当光源发射光线后，由待扫描文件所反射的光信号将射入光机中。光信号经过光学组件的处理之后，例如是将光信号经过反射镜与透镜的处理，光信号将传送至CCD模块中。CCD模块将检测光信号的大小，以产生相对应的扫描影像信号。
参照
图1，其为使用传统的CCD检测装置的CCD模块的示意图。CCD模块100包括有一CCD检测装置102、一控制电路104与输出电容C。CCD检测装置102主要包括有一光传感元件(photo sensor)组106、一移位门(shiftgate)108以及CCD移位寄存器110。现以CCD检测装置102的解析度为1200dpi(dot per inch)为例说明。光传感元件组106包括有1200个光传感元件D1～D1200，用以将所检测的光信号转换成电荷信号S1～S1200。而光传感元件例如是感光二极管。移位门108是用以控制电荷信号S1～S1200的传送。当光传感元件D1～D1200的曝光时间达一预定值，光传感元件D1～D1200产生足够的电荷量之后，移位门108将开启，以使电荷信号S1～S1200传送至CCD移位寄存器110内的CCD元件E1～E1200。然后，由时钟信号CK的控制，存储于CCD元件E1～E1200中的电荷信号S1～S1200将循序地输出。控制电路104是用以将控制CCD移位寄存器110所输出的电荷信号依序地存储于电容C中以得到模拟的输出信号Out。输出信号Out经过下级电路(未显示)的处理之后，便可得到所要的扫描影像信号。
然而，对于使用者而言，使用不同解析度的扫描模式来对待扫描文件进行扫描是必要的。举例来说，当待扫描文件为高色彩度的图像时，则需使用高解析度的扫描模式来进行扫描。而当待扫描文件为仅具有文字的文件时，使用低解析度的扫描模式来进行扫描即可达到所要的效果。在图1中，CCD检测装置102为高解析度的检测装置，因此当CCD检测装置102要用来进行低解析度的扫描时，势必牺牲掉CCD检测装置102的某些特性。
参考图1，当使用高解析度的CCD检测装置102来进行低解析度600dpi的扫描时，其动作情形将叙述如下。当光传感元件D1～D1200曝光之后，其产生的电荷信号S1～S1200将存储于CCD元件E1～E1200。当电荷信号S1～S1200输出时，控制电路104将仅使600个电荷信号存储于电容C中，例如是电荷信号S2、S4、S6...S1200，以得到600dpi的扫描影像信号。但是，虽然所得到的扫描影像信号的解析度降低，在将存储于CCD元件中的电荷移位输出至电容C时所需的时间是一样的。故而，传统的CCD检测装置102于进行低解析度扫描时，其扫描速度与进行高解析度的扫描时的扫描速度是一样的，并不会因进行低解析度的扫描而加快。
因为不同解析度的CCD检测装置的芯片已于市面上广泛使用，而为了解决上述问题，同时使用多个不同解析度的CCD检测装置的CCD模块已被提出。参照图2，其为传统的具有多个CCD检测装置的CCD模块的示意图。现以CCD模块200包括有三个CCD检测装置为例做说明，其分别是解析度为1200dpi的CCD检测装置202a、解析度为600dpi的CCD检测装置202b、以及解析度为300dpi的CCD检测装置202c。CCD检测装置202a、202b、及202c中的光传感元件组206a、206b、206c是分别具有1200个、600个、300个光传感元件，其分别为Da1～Da1200、Db1～Db600、Dc1～Dc300。CCD检测装置202a、202b、及202c中分别受时钟信号CK1、CK2、CK3控制的CCD移位寄存器210a、210b、210c则分别具有1200个、600个、300个CCD元件，其分别为Ea1～Ea1200、Eb1～Eb600、Ec1～Ec300。移位门208a、208b、及208c则分别控制CCD检测装置202a、202b、及202c中的电荷信号的传送。
当使用者选择不同解析度的模式来进行扫描时，控制电路204将选择所对应的CCD检测装置202a、202b、或202c的输出，并将之传送至电容C中。也就是说，在扫描时，光传感元件组206a、206b、与206c是同时曝光，并同时将所产生的电荷信号分别存储于CCD移位寄存器210a、210b、与210c中。当选择解析度为1200dpi的扫描模式时，控制电路204选择CCD移位寄存器210a的输出。而当选择解析度为600dpi或300dpi的扫描模式时，控制电路204选择CCD移位寄存器210b或210c的输出。因为CCD移位寄存器210b与210c的CCD元件的数目少很多，因此将存储于CCD元件Eb1～Eb600或Ec1～Ec300中的电荷移位输出至电容C时所需的时间比将存储于CCD元件Ea1～Ea1200中的电荷移位输出至电容C时所需的时间少很多。故使用图2所示的CCD模块于低解析度的扫描时的扫描速度将会加快。
尽管如此，使用图2的CCD模块200将面临到以下的缺点。因为传统的CCD模块200是使用三个不同解析度的CCD检测装置的芯片并列组合而成，于曝光时将会产生聚焦不准确的问题。因为传感元件组206a、206b、与206c是相互平行，且同时接受从同一组光学组件而来的光信号的曝光。若将光学组件设定为聚焦于光传感元件组206a之处的话，则于进行低解析度的扫描时将产生聚焦不准确的问题而严重地影响到扫描影像的影像品质。另外，因为必须使用到三个不同的CCD检测装置，其分属三个芯片，故而所需的面积很大。又，因为需使用到三个光传感元件组，其成本是相当高昂的。
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种多解析度的电荷耦合器件检测装置，可适用于不同解析度的扫描。本发明是配合使用到一组光传感元件组与多组CCD移位寄存器，以达到省面积、低成本、及成品率高的效果。本发明于低解析度的扫描时，速度可以加快，且不会有聚焦不准确的问题。对于扫描影像的品质与扫描的速度而言，均可达到极佳的水准。
根据本发明的目的，提出一种多解析度的电荷耦合器件(CCD)检测装置，包括光传感元件组、一移位门、与至少一第一CCD移位寄存器与一第二CCD移位寄存器。光传感元件组包括有多个光传感元件。这些光传感元件是用以接受一光信号并分别产生相对应的多个电荷信号。移位门则包括有多个切换器，这些切换器是用以接收由这些光传感元件输出的电荷信号。而第一CCD移位寄存器与一第二CCD移位寄存器是各包括有M个CCD元件与N个CCD元件。M个CCD元件是与部分的切换器电性连接，而N个CCD元件则是与部分的切换器电性连接。其中，M大于N，M、N为正整数，M值是对应至第一解析度扫描，而N值则是对应至第二解析度扫描。其中，当进行第一解析度的扫描时，切换器是将电荷信号中的M个电荷信号输出至M个CCD元件。而当进行第二解析度的扫描时，切换器是将电荷信号中的N个电荷信号输出至N个CCD元件。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明。
图1为使用传统的CCD检测装置的CCD模块的示意图。
图2为传统的具有多个CCD检测装置的CCD模块的示意图。
图3为使用本发明一第一实施例的一种多解析度的CCD检测装置的CCD模块的示意图。
图4为使用本发明一第二实施例的一种多解析度的CCD检测装置的CCD模块的示意图。
本发明的多解析度的电荷耦合器件检测装置的精神在于，通过使用一组光传感元件组与多组电荷耦合器件(CCD)移位寄存器，来达到多解析度的扫描的目的。上述的光传感元件组与多组CCD移位寄存器是形成于同一个芯片中。本发明的多解析度的电荷耦合器件(CCD)检测装置是包括光传感元件组、一移位门、与至少一第一CCD移位寄存器与一第二CCD移位寄存器。光传感元件组包括有多个光传感元件。这些光传感元件是用以接受一光信号并分别产生相对应的多个电荷信号。移位门则包括有多个切换器，这些切换器是用以接收由这些光传感元件输出的电荷信号。而第一CCD移位寄存器与一第二CCD移位寄存器是各包括有M个CCD元件与N个CCD元件。M个CCD元件是与部分的切换器电性连接，而N个CCD元件则是与部分的切换器电性连接。其中，M大于N，M、N为正整数，M值是对应至第一解析度扫描，而N值则是对应至第二解析度扫描。其中，当进行第一解析度的扫描时，切换器是将电荷信号中的M个电荷信号输出至M个CCD元件。而当进行第二解析度的扫描时，切换器是将电荷信号中的N个电荷信号输出至N个CCD元件。
其中，CCD检测装置所具有的CCD移位寄存器并不限定于2个，其个数可以是大于2。现以CCD检测装置还包括一第三CCD移位寄存器为例做说明。
参照图3，其为使用本发明一第一实施例的一种多解析度的CCD检测装置的CCD模块的示意图。使用本发明的CCD检测装置302的CCD模块300还包括有一控制电路304与输出电容C′。CCD检测装置302主要包括有一光传感元件组306、一移位门308以及三个CCD移位寄存器310a、310b、及310c。现以CCD移位寄存器310a、310b及310c的解析度分别为1200dpi、600dpi及400dpi为例做说明。其中，光传感元件组306包括光传感元件D1′～D1200′，CCD移位寄存器310a、310b及310c各包括CCD元件Ea1′～Ea1200′、Eb1′～Eb600′及Ec1′～Ec400′。
另外，移位门308中配置有多个切换器(switch)，包括切换器SW1′～、SW1200′，其个数是对应到光传感元件组306的光传感元件的个数，例如是1200个。切换器SW1′～SW1200′是对应地分别接收从光传感元件D1′～D1200′所输出的电荷信号S1′～S1200′，并将之输出。
为了达到本发明的可进行多解析度扫描的目的，切换器SW1′～SW1200′与CCD元件Ea1′～Ea1200′、Eb1′～Eb600′及Ec1′～Ec4200′的电性连接方式将如下所述。切换器SW1′～SW1200′的输出端是均分别与CCD元件Ea1′～Ea1200′电性连接。编号为偶数的切换器SW2′、SW4′、SW6′～SW1200′的输出端是分别与CCD元件Eb1′～Eb600′电性连接。而编号为3的倍数的切换器SW3′、SW6′、SW9′～SW400′的输出端是分别与CCD元件Eb1′～Eb600′电性连接。
如此，当进行高解析度的1200dpi扫描时，切换器SW1′～SW1200′，是将由光传感元件D1′～D1200′所输出的电荷信号S1′～S1200′传送至高解析度的CCD的移位寄存器310a。当进行解析度为600dpi的扫描时，切换器SW2′、SW4′、SW6′...SW1200′是将由光传感元件D2′、D4′、D6′...D1200′所输出的电荷信号S2′、S4′、S6′～S1200′传送至解析度为600dpi的CCD的移位寄存器310b。而当进行解析度为400dpi的扫描时，切换器SW3′、SW6′、SW9′...SW1200′是将由光传感元件D3′、D6′、D9′...D1200′所输出的电荷信号S3′、S6′、S9′～S1200′传送至解析度为400dpi的CCD的移位寄存器310c。而控制电路304则是根据扫描时的解析度，来选择接收从CCD移位寄存器310a、310b、或310c而来的电荷信号，并将之存储于输出电容C′中，以得到所要的扫描影像信号。
具体的说，当进行解析度为1200dpi的扫描时，于光传感元件D1′～D1200′曝光一段时间，光传感元件D1～D1200′产生足够的电荷量之后，移位门308中的多个切换器SW1′～SW1200′将开启。此时，电荷信号S1′～S1200′是传送至CCD移位寄存器310a内的CCD元件Ea1′～Ea1200′。之后，通过时钟信号CK′的控制，控制电路304将循序地接收从CCD元件Ea1′～Ea1200′传送而来的电荷信号S1′～S1200′并输出至输出电容C′中，以得到输出信号Out，来产生1200dpi的影像数据信号。
当进行解析度为600dpi的扫描时，同样地于光传感元件D1′～D1200′曝光一段时间，光传感元件D1′～D1200′产生足够的电荷量之后，移位门308中的多个切换器SW2′、SW4′、SW6′～SW1200′将开启，并将电荷信号S2′、S4′、S6′～S1200′传送至CCD移位寄存器310b内的CCD元件Eb2′、Eb4′、Eb6′～Ea1200′。之后，通过时钟信号CK′的控制，控制电路304将循序地接收从CCD元件Eb1′～Eb600’传送而来的电荷信号S2′、S4′、S6′～S1200′并输出至输出电容C′中，以得到输出信号Out，来产生600dpi的影像数据信号。
而当进行解析度为400dpi的扫描时，同样地于光传感元件D1′～D1200′曝光一段时间，光传感元件D1～D1200′产生足够的电荷量之后，移位门308中的多个切换器SW3′、SW6′、SW9～SW1200′将开启，并将电荷信号S3′、S6′、S9′～S1200′传送至CCD移位寄存器310c内的CCD元件Eb3′、Eb6′、Eb9′～Ea1200′。之后，通过时钟信号CK′的控制，控制电路304将循序地接收从CCD元件Ec1′～Ec400′传送而来的电荷信号S3′、S6′、S9′～S1200′并输出至输出电容C′中，以得到输出信号Out，来产生400dpi的影像数据信号。
如此一来，在进行低解析度600dpi的扫描时，在CCD移位寄存器310b中，仅需使600个CCD元件Eb1′～Eb600′中的电荷信号平移输出，其所需的时间，小于进行高解析度1200dpi扫描时，所需的将1200个CCD元件Ea1′～Ea600′中的电荷平移输出的时间。而进行低解析度400dpi的扫描时，于CCD移位寄存器310c中，仅需使400个CCD元件Eb1′～Eb600′中的电荷信号平移输出，其所需的时间，是小于进行解析度600dpi扫描时，所需的将600个CCD元件Eb1′～Eb600′中的电荷平移输出的时间。所以，使用本发明的CCD检测装置于低解析度的扫描时，其扫描速度可以增快。
而且，使用本发明的CCD检测装置，不管扫描时的解析度为何，均使用同一组光传感元件组306。所以，只要能够让光学组件将光信号聚焦于光传感元件组306上即可，其将不会有如传统作法般的聚焦不准确而影响到扫描影像的品质的问题。
更进一步地，因为本发明仅使用到一组光传感元件组，所需的元件是比图2的传统的CCD检测装置少很多。故而可以节省CCD检测装置的芯片所需的面积，并且降低成本。而且在芯片的制造上，本发明并不需要额外的掩模(mask)。因为芯片的面积缩小之故，故而其成品率亦会因此而提高。
其中，CCD移位寄存器310a、310b及310c中的CCD元件Ea1′～Ea1200′、Eb1′～Eb600′及Ec1′～Ec400′的元件宽度(例如是CCD元件中的电极的宽度)可以是不一样的。例如，CCD元件Eb1′～Eb600′的元件宽度可以是CCD元件Ea1′～Ea1200′的两倍，而CCD元件Ec1′～Ec400′的元件宽度可以是CCD元件Ea1′～Ea1200′的三倍。如此的布局方式使得CCD移位寄存器310a、310b及310c的宽度相近，可以不影响到低解析度时电荷信号的平移速度。
本发明虽以将CCD检测装置使用于CCD模块中为例做说明，然而其并不足以限制本发明。在接触影像检测器(CIS)的接触式影像扫描器所使用的CIS模块中，也可使用到本发明的CCD检测装置。CIS模块与CCD模块最大的不同是，CIS模块是直接接触于放置待扫描文件的玻璃下方来接收待扫描文件所反射的光信号。然而，CIS模块也是需要使用到光传感元件来检测光信号与CCD移位寄存器来存储电荷信号，其也可以是使用一CCD检测装置来完成的。所以，本发明的CCD检测装置还可使用于CIS模块之中。
甚且，虽然本发明是以CCD移位寄存器分别为1200dpi、600dpi及400dpi为例做说明，然而实际实施本发明时并不局限于此。也可根据实际需要来选择其他解析度的CCD移位寄存器，此均在本发明的范围之内。
在图3中，是以每个CCD元件Ea1′～Ea1200′、Eb1′～Eb600′及Ec1′～Ec4200′分别仅与切换器SW1′～SW1200′的一电性连接做说明，然而本发明并不一定需限制于此。就对应至低解析度的CCD元件Eb1′～Eb600′及Ec1′～E4200′而言，其也可以同时与多个切换器SW相连接，也可以达到本发明的目的。
参照图4，其为使用本发明第二实施例的一种多解析度的CCD检测装置的CCD模块的示意图。图4是以CCD检测装置302仅包括CCD移位寄存器310a与310b为例做说明，然而本实施例还可适用于CCD检测装置302包括三个以上的CCD移位寄存器的情况之下。在图4中，每个CCD元件Ea’是分别依序地与一个切换器SW’电性连接，而每个CCD元件Eb’则是分别依序地与两个切换器SW’电性连接。例如是，CCD元件Eb1’同时与切换器SW1’与SW2’电性连接、CCD元件EB2’同时与切换器SW3’与SW4’电性连接、CCD元件Eb3’同时与切换器SW5’与SW6’电性连接，依此类推。如此，每个CCD元件Eb’将会分别依序地接收从两个光传感元件D’所产生的电荷信号S’，例如是，CCD元件Eb1’同时接收电荷信号S1’与S2’、CCD元件Eb2’同时接收电荷信号S3’与S4’、CCD元件Eb3’同时接收电荷信号S5’与S6’，依此类推。
若图4的CCD检测模块302还包括光传感元件Ec1’～Ec400’时(未绘示于图4中)，光传感元件Ec1’～Ec400’可分别依序与三个切换器SW’电性连接，以同时接收相对应的三个光传感元件D’所产生的电荷信号S’。例如，CCD元件Ec1’可同时接收电荷信号S1’、S2’与S3’，CCD元件Ec2’同时接收电荷信号S4’、S5’与S6’，而CCD元件Ec3’同时接收电荷信号S7’、S8’与S9’，依此类推。
本发明上述实施例所揭露的本发明的目的就是提供一种多解析度的电荷耦合器件检测装置，可适用于不同解析度的扫描。本发明可达到省面积、低成本、及成品率高的效果。本发明于低解析度扫描时，速度可以加快，且不会有聚焦不准确的问题。对于扫描影像的影像品质与扫描的速度而言，均可达到极佳的水准。
再者，在第二实施例中，当作低解析度扫描时，由于CCD元件的容量加大且其接收的电荷信号也加大，故可检测到的影像信息能有更大的信号杂音比，而得到更好的影像品质。另一方面，在低解析度扫描的情况下，由于传送到一个CCD元件的信号是由两个光传感元件所提供，故可缩短曝光时间，提高扫描的速度。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求范围所界定的为准。
权利要求
1.一种多解析度的电荷耦合器件(CCD)检测装置，包括一光传感元件组，包括有多个光传感元件，该光传感元件是用以接受一光信号并分别产生相对应的多个电荷信号；一移位门，包括有多个切换器，该切换器是用以接收由该光传感元件输出的电荷信号；以及一第一CCD移位寄存器与一第二CCD移位寄存器，各包括有M个CCD元件与N个CCD元件，该M个CCD元件至少与部分的该切换器电性连接，而该N个CCD元件则是至少与部分的该切换器电性连接，其中，M大于N，M、N为正整数，M值是对应至第一解析度的扫描，而N值则是对应至第二解析度的扫描；其中，当进行第一解析度的扫描时，该切换器是将该电荷信号选择性地输出至该M个CCD元件，而当进行第二解析度的扫描时，该切换器是将该电荷信号选择性地输出至该N个CCD元件。
2.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该光传感元件组包括有M个光传感元件。
3.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该移位门包括有M个切换器。
4.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该第一CCD移位寄存器的该M个CCD元件是依序地分别与该切换器中的M个切换器电性连接，而该第二CCD移位寄存器的该N个CCD元件是依序地分别与该切换器中的N个切换器电性连接电性连接。
5.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该第一CCD移位寄存器的该M个CCD元件是与全部的该切换器电性连接，而该第二CCD移位寄存器的该N个CCD元件是与全部的该切换器电性连接。
6.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该CCD检测装置还包括一第三CCD移位寄存器，包括有P个CCD元件，该P个CCD元件是与P个切换器电性连接，其中，P小于N，P为正整数，P值是对应至第三解析度的扫描。
7.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该CCD检测装置还包括一第三CCD移位寄存器，包括有P个CCD元件，该P个CCD元件是与全部的该切换器电性连接，其中，P小于N，P为正整数，P值是对应至第三解析度的扫描。
8.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该CCD检测装置是使用于一CCD模块中。
9.如权利要求6所述的CCD检测装置，其中，该CCD模块还包括一控制电路与一输出电容，当进行第一解析度的扫描时，该控制电路是将该第一CCD移位寄存器的该M个CCD元件中的电荷信号传送至该输出电容中，当进行第二解析度的扫描时，该控制电路是将该第二CCD移位寄存器的该N个CCD元件中的电荷信号传送至该输出电容中。
10.如权利要求1所述的CCD检测装置，其中，该CCD检测装置是使用于一接触影像检测器(CIS)模块中。
全文摘要
一种多解析度的电荷耦合器件检测装置,包括光传感元件组、移位门、与多个CCD移位寄存器。移位门包括有多个切换器,这些切换器是用以接收由光传感元件组输出的电荷信号,并针对不同解析度的扫描,将电荷信号输出至多个CCD移位寄存器之一,以得到不同解析度的扫描影像。本发明可节省面积、降低成本、并增加低解析度的扫描的扫描速度。
文档编号H04N5/335GK1379587SQ0111661
公开日2002年11月13日 申请日期2001年4月12日 优先权日2001年4月12日
发明者陈琰成 申请人:虹光精密工业股份有限公司