多模式扫描装置的制作方法

1.本发明涉及扫描装置，特别涉及一种利用非透明组件传输不可见光，且利用非透明组件反射可见光的多模式扫描装置。


背景技术：

2.传统的扫描仪在扫描有孔洞的文件后所获得的可见光影像会在对应于孔洞处呈现全黑的影像。用户若将此影像打印出来，就会浪费很多碳粉在打印全黑的孔洞影像上，目前市面上的复印机就是直接将全黑的孔洞影像打印出来。虽然可以通过图像处理的软件来移除孔洞，但是这样后续处理并不精确且十分占据效能，浪费了使用者的时间，且对不熟悉计算机的用户而言是个阻碍。
3.另一方面，虽然可以利用预览扫描来设定框选的边界，以避免扫描到孔洞或破损之处，但是若孔洞旁的信息没有被扫描到，扫描将会不完整，而且这样的操作方法也相当复杂。
4.目前，用户对于扫描仪或多功能事务机的功能的需求逐渐增加，因此，如何提供一种扫描装置，其不但具有扫描文件的可见光影像的功能，而且可以获得轮廓信息，甚至修复孔洞的影像，为本方案所要解决的问题。


技术实现要素：

5.因此，本发明的一个目的是提供一种扫描装置，其不但具有扫描文件的可见光影像的功能，而且可以利用可见光影像所必须的校正组件配合不可见光源来获得不可见光(轮廓)信息，甚至修复孔洞的影像。
6.为达到上述目的，本发明提供一种多模式扫描装置，用于扫描原稿，并且包括非透明组件、第一光源、第二光源以及光学模块。第一光源发出可见光照射非透明组件及原稿而分别产生第一光线及第二光线。第二光源发出不可见光照射非透明组件及原稿的组合而产生第三光线与第四光线。光学模块接收第一光线、第二光线、第三光线及第四光线而产生多个感测信号，根据这些感测信号获得代表原稿的可见光信息及不可见光信息。原稿位于非透明组件与光学模块之间，第一光源与光学模块位于非透明组件的同一侧。
7.通过上述的实施例，可以提供一种扫描装置，其不但具有扫描文件的可见光影像的功能，而且可以利用可见光影像所必须的校正组件配合不可见光源来获得轮廓信息，甚至修复孔洞的影像。本发明采用非透明组件，可以同时解决背景参考及轮廓信息撷取的功能，利用非透明组件传输不可见光，且利用非透明组件反射可见光，有助于影像扫描及影像修复的技术发展。
8.为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
9.下面将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
10.图1a为根据本发明较佳实施例的扫描装置的示意图；
11.图1b为图1a的扫描装置进行可见光影像扫描的示意图；
12.图1c为图1a的扫描装置进行可见光校正的示意图；
13.图1d为图1a的扫描装置进行不可见光影像扫描的示意图；
14.图2为图1a的第一种实施例的扫描装置的示意图；
15.图3a至图3c为图2的扫描装置扫描原稿的像素索引对红色、绿色及红外光强度值的曲线图；
16.图4为原稿的示意图；
17.图5为扫描原稿后所获得的可见光影像；
18.图6为扫描原稿后所获得的不可见光影像；
19.图7为图1a的第二种实施例的扫描装置的示意图。
20.附图标号说明：
21.d：原稿；
22.d1、d2：胶带；
23.h：孔洞；
24.ivl：不可见光；
25.l1：第一光线；
26.l2：第二光线；
27.l3：第三光线；
28.l4：第四光线；
29.s1：感测信号；
30.s2：校正信号；
31.vl：可见光；
32.10：非透明组件；
33.15：透光组件；
34.20：第一光源；
35.30：第二光源；
36.40：光学模块；
37.50：处理器；
38.60：扫描模块；
39.70：馈送机构；
40.71、72、73、74：滚轮；
41.75：信道；
42.100：多模式扫描装置。
具体实施方式
43.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
44.目前，用户对于扫描仪或多功能事务机的功能的需求逐渐增加，使用者希望可以利用一般的扫描仪或多功能事务机来获得文件的可见光影像，最好是可以修复孔洞的影像，或者甚至获得文件的轮廓的信息。
45.图1a为根据本发明较佳实施例的扫描装置的示意图。图1b至图1d分别为图1a的扫描装置进行可见光影像扫描、可见光校正及不可见光影像扫描的示意图。因此，本实施例的扫描装置可以称为是一种多模式扫描装置。如图1a至图1d所示，一种多模式扫描装置100用于扫描原稿d，并且包括非透明组件10、第一光源20、第二光源30以及光学模块40。非透明组件10是针对人眼可见的光线而言，也可以称为是参考组件。上述的结构可以适用于馈送式与平台式的原稿扫描。值得注意的是，原稿d的上侧与下侧可以各设有玻璃片(玻璃基板)，以保护非透明组件10与光学模块40避免受原稿d所带入的异物的干扰。在馈送式扫描仪中，此处的"非透明"是相对应透明的玻璃基板而言的校正片，非透明可以为任何颜色；在平台式扫描仪中，非透明组件则为背景片。
46.非透明组件10与光学模块40相对。第一光源20发出可见光vl照射非透明组件10及原稿d而分别产生第一光线l1及第二光线l2。第二光源30发出不可见光ivl照射非透明组件10及原稿d的组合而产生第三光线l3与第四光线l4。光学模块40接收第一光线l1、第二光线l2、第三光线l3及第四光线l4而产生多个感测信号s1。由此，根据这些感测信号s1获得代表原稿d的可见光信息及代表原稿d的高对比度轮廓的不可见光信息。在本实施例中，原稿d位于非透明组件10与光学模块40之间，第一光源20与光学模块40位于非透明组件10的同一侧。
47.根据上述结构，即可达到本发明的效果，不但具有扫描文件的可见光影像的功能，而且可以利用可见光影像所必须的校正组件配合不可见光源来获得轮廓信息，甚至可以利用轮廓信息来修复孔洞的影像。上述结构有别于传统的具有缺陷修复功能的底片扫描仪，其为专用机，所以不会设置非透明组件当作不可见光的背景或让不可见光穿透。
48.值得注意的是，进行扫描时，可以同时开启可见光源与不可见光源来让光学模块40的可见光接收单元及不可见光接收单元分时地取得可见光及不可见光信号，也可以分时开启可见光与不可见光进行分时扫描。
49.多模式扫描装置100还可以包括处理器50。在校正模式下，非透明组件10当作校正片(calibration sheet)使用，第一光源20发出可见光vl照射非透明组件10而产生第一光线l1(参见图1b)，光学模块40接收第一光线l1而产生校正信号s2，处理器50根据校正信号s2进行光学校正，也就是利用非透明组件10进行标准白(标准色彩)的光学校正(包括亮度校正)。在一种实施例中，修复孔洞的影像以及获得文件的轮廓的信息是在处理器50中执行。在另一种实施例中，修复孔洞的影像以及获得文件的轮廓的信息是在与多模式扫描装置100连接的计算机、事务机或服务器(未显示)中执行。
50.为了便于说明，在这里先定义第一光线l1与第二光线l2。可见光vl穿过原稿d的孔
洞h照射非透明组件10而产生第一光线l1(参见图1a或图1c)，也就是说，可见光vl直接照射非透明组件10后，会被非透明组件10反射而产生第一光线l1。在校正模式下，没有原稿d的存在，产生的也是第一光线l1(参见图1b)。在原稿d存在的情况下，可见光vl直接穿透孔洞h而照射非透明组件10，产生的也是第一光线l1(参见图1c)。另一方面，当原稿d存在时，可见光vl照射原稿d的孔洞h以外的部位(无孔洞部位，又称实体部位)而产生第二光线l2，也就是说，可见光vl被原稿d反射而产生第二光线l2(参见图1c)。值得注意的是，当原稿d的透光率较高时，可见光vl也可能穿透原稿d而被非透明组件10反射，再穿透原稿而产生的光线也可以称为是第二光线l2。
51.如图1a与图1d所示，第二光源30与光学模块40位于非透明组件10的两侧，且不可见光ivl穿透非透明组件10及原稿d的组合而产生第三光线l3与第四光线l4。不可见光ivl依序穿透非透明组件10及原稿d的孔洞h而产生第四光线l4，由于孔洞h是完全透光的，所以不会对不可见光ivl有阻挡的效果，不可见光ivl的强度仅受到非透明组件10的减损。另一方面，不可见光ivl依序穿透非透明组件10及原稿d的实体部位而产生第三光线l3，不可见光ivl的强度受到非透明组件10及原稿d的双重减损。因此，可以清楚获得孔洞h的信息，也同时可以获得原稿d的轮廓信息。不可见光ivl包括但不限于紫外线、红外线及远红外线等。在图1a中，第一光源20与光学模块40的组合可以称为是扫描模块60。
52.图2为图1a的第一种实施例的扫描装置的示意图。如图2所示，多模式扫描装置100还包括馈送机构70，将原稿d通过非透明组件10与光学模块40之间的信道75馈送。馈送机构70包括滚轮71、72、73与74。因此，可以完成馈送式的原稿扫描。
53.图3a至图3c为图2的扫描装置扫描原稿的像素索引对红色、绿色及红外光强度值的曲线图。如图3a至图3c所示，横轴表示红色、绿色及红外线(ir)感测像素的像素索引(pixel index)，也就是代表光学模块40里面的影像传感器的感测像素的编号(从1到2592)，影像传感器比如是电荷耦合组件影像传感器(charge
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coupled device(ccd)type image sensor)，或者是接触式影像传感器(contact image sensor,cis)，图3a至图3c的纵轴分别代表红色、绿色及红外线(ir)强度值。图3a的曲线代表红色感测像素的结果，图3b的曲线代表绿色感测像素的结果，图3c的曲线代表不可见光(红外线)感测像素的结果。原稿的分布范围大约是从像素索引400到2170。值得注意的是，由于是处于试验阶段，所以是采用一排红外线感测像素贴合于一条cis影像传感器(具有三排红色、绿色及蓝色感测像素)，所以在设置位置及角度上可能有些许误差，造成左右侧的结果有些差异，但是在边界处会有剧烈下降的特性(从无原稿处到有原稿处)。以靠左侧的ir感测像素的感测结果而言，根据图3c的结果，可以让上述的处理器50根据代表不可见光信息的不可见光强度值与光学模块40的像素索引的关系图来判断原稿d的轮廓，其中不可见光强度值沿着像素索引有剧烈下降的部位代表轮廓。比如，在像素索引400往右的方向，不可见光感测像素的不可见光强度值的剧烈下降的数值在像素索引400附近大约是110至180之间。这样的范围对于影像传感器的灵敏度及图像处理是相当适合来判断原稿的轮廓。
54.或者，处理器50也可以根据代表可见光信息的可见光强度值及代表不可见光信息的不可见光强度值与光学模块40的像素索引的关系图来判断原稿d的轮廓，其中不可见光强度值沿着像素索引有剧烈下降以及可见光强度值沿着像素索引有剧烈上升的部位代表轮廓。比如，不可见光强度值的剧烈下降的数值已经在上述说明，而红色可见光强度值的剧
烈上升的数值大约介于40与70之间，绿色可见光强度值的剧烈上升的数值大约介于30与80之间。因此，可以将剧烈下降的数值(负值)与剧烈上升的数值(正值)的差距(正值的绝对值与负值的绝对值的和)设定成介于40与140之间。这样的范围对于影像传感器的灵敏度及图像处理也是相当适合来判断原稿的轮廓。因此，ir强度值剧烈下降的数值大约是可见光强度值的剧烈上升的数值的1.5倍到5倍之间。若单以可见光强度值的剧烈上升的数值来判断，可能会因为感测误差而造成判断困难，因此使用ir强度值剧烈下降的数值有其特别的优势。
55.图4为原稿的示意图。如图4所示，具有孔洞h的原稿d上侧与下侧贴有胶带d1与d2，原稿d的周围也有直线状的图案，利用本发明的扫描装置扫描后的结果如图5与图6所示。图5显示扫描原稿后所获得的可见光影像，以绿色感测像素的感测结果作为例子来说明。图6显示扫描原稿后所获得的不可见光影像，以红外线感测像素的感测结果作为例子来说明，感测结果为强度值，转换成可见光的灰阶图形。比较图5与图6可以得知，利用可见光来进行轮廓侦测是比较有困难的，因为背景与原稿的对比不大，且对应于原稿的上侧的部分容易产生阴影(图5)。另一方面，利用不可见光来进行轮廓侦测是比较容易的，因为原稿与背景的对比较大，相当适合于作图像处理。
56.图7为图1a的第二种实施例的扫描装置的示意图。如图7所示，本实施例类似于图1a，差异点在于多模式扫描装置100还包括透光组件15，设置于非透明组件10与原稿d之间，也就是设置于光学模块40与非透明组件10之间。透光组件15比如是透光玻璃，非透明组件10的实施型态有多种，比如是贴合于透光组件15的薄片(mylar)或者是涂布于透光组件15上的涂层。因此，可以让透光组件15保护非透明组件10免于受到原稿的污染与磨损。
57.通过上述实施例，可以提供一种扫描装置，其不但具有扫描文件的可见光影像的功能，而且可以利用可见光影像所必须的校正组件配合不可见光源来获得轮廓信息，甚至修复孔洞的影像。以现有技术的作法，是不会利用非透明组件(特别是校正用的非透明组件)来让不可见光穿透，以提供轮廓信息的撷取用。本发明克服现有技术的偏见，采用非透明组件，可以同时解决背景参考及轮廓信息撷取的功能，利用非透明组件传输不可见光，且利用非透明组件反射可见光，有助于影像扫描及影像修复的技术发展。
58.综上所述，本发明提供的上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。