多分辨率的电荷耦合组件感测装置 技术领域
本发明涉及一种多分辨率的电荷耦合组件(Charge Couple Device,CCD)感测装置,尤其涉及一种适用于CCD模块与接触影像传感器(Contact Image Sensor,CIS)模块的多分辨率的电荷耦合组件感测装置。
技术背景
近年来,扫描仪的使用已日渐普及。当使用者使用扫描仪时,常常需要根据待扫描文件的特性,选择不同分辨率的扫描模式对待扫描文件进行扫描。传统设定扫描的分辨率的方式有很多种,可以使用软件或硬件的方式。而使用硬件的方式通常是直接而且快速的。
在一般使用CCD模块的扫描仪中,扫描仪进行扫描的方法如下所述。扫描仪包含有一光机,而光机上具有一光源。当光源发射光线后,由待扫描文件所反射的光信号射入光机中。光信号经过光学组件的处理之后,例如光信号经过反射镜与透镜的处理后,被传送至CCD模块中。CCD模块感测光信号的大小,产生相对应的扫描影像信号。
图1显示了使用传统的CCD感测装置的CCD模块的示意图。CCD模块包括有一CCD感测装置102、一控制电路104与输出电容C。CCD感测装置102主要包括有一光感测组件(photosensor)组106、一移位闸(shift gate)108以及CCD移位缓存器110。这里,用提供1200dpi(dots per inch)分辨率使用地CCD感测装置102为例进行说明。若一CCD感测装置102可用以感测8英时(inches)宽的文件,则其光感测组件组106包括有1200×8=9600个光感测组件,图中仅显示出8个,例如是光感测组件D1~D8,用以将所感测的光信号转换成信号电荷。光感测组件可为感光二极管(photo diode)。移位闸108用以控制信号电荷的传送。当光感测组件的曝光时间完成之后,移位闸108将会被导通,以使信号电荷得以转移至CCD移位缓存器110中。CCD移位缓存器110可以是双相位(two phases)CCD移位缓存器110,用以感测8英时宽文件的1200dpiCCD移位缓存器110包括有19200个CCD组件,图中仅显示出16个,例如是光感测组件D1~D8所对应的CCD组件E1~E8与E1’~E8’,它们交错配置,且分别由相位信号F1与F2所控制。然后,通过相位信号F1与F2的控制,将储存在CCD组件中的信号电荷循序地(sequentially)输出。图1仅以9600个光感测组件中的8个光感测组件D1~D8为例做说明,光感测组件D1~D8可分别产生信号电荷S1~S8,信号电荷S1~S8可转移至CCD组件E1~E8。控制电路104用以控制CCD移位缓存器110所输出的信号电荷S依序地储存于电容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,使用不同分辨率的扫描模式来对待扫描文件进行扫描是必要的。举例来说,当待扫描文件为高彩度的图像时,则需使用高分辨率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,使用低分辨率的扫描模式来进行扫描也可达到所要的效果。在图1中,CCD感测装置102相对而言是具有高分辨率的感测装置,因此当CCD感测装置102要用来进行相对低分辨率的扫描时,势必牺牲掉CCD感测装置102的某些特性,或者造成时间上的浪费。
参考图1,当使用高分辨率的CCD感测装置102来进行低分辨率600dpi的扫描时,其动作情形将叙述如下。当光感测组件D1~D8曝光之后,所产生的信号电荷S1~S8将储存于CCD组件E1~E8中。当信号电荷S1~S8输出时,较简单的方法是让控制电路104仅使4800个信号电荷循序地储存于电容C中,例如是信号电荷S2、S4、S6、S8等,以得到600dpi的扫描影像信号。另一种较好的方法是让控制电路104使9600个信号电荷依每两个一组循序地将电荷合并储存于电容C中,再取出其各自对应的模拟电压值,例如是信号电荷S1+S2、S3+S4、S5+S6、S7+S8等,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分辨率降低,但是将储存于CCD组件中的电荷移位输出至电容C时所需的时间是一样的。因此,传统的CCD感测装置102在进行低分辨率扫描时,其扫描速度与进行高分辨率的扫描时的扫描速度相同,并不会因为进行低分辨率的扫描而加快。
目前不同分辨率的CCD感测装置的芯片已在市面上广泛使用,因此为了解决上述问题,提出了同时使用多个不同分辨率的CCD感测装置的CCD模块。如图2所显示的,传统的具有多个CCD感测装置的CCD模块的示意图。以包括有三个CCD感测装置的CCD模块为例,分别是分辨率为1200dpi的CCD感测装置202a、分辨率为600dpi的CCD感测装置202b、以及分辨率为300dpi的CCD感测装置202c。同样用来感测8英时宽的文件感测的CCD感测装置,CCD感测装置202a、202b、及202c中的光感测组件组206a、206b、206c分别具有9600个、4800个、2400个光感测组件,现各取其中8个光感测组件Da1~Da8、Db1~Db8、Dc1~Dc8为例进行说明。CCD感测装置202a、202b、及202c中分别具有CCD移位缓存器210a、210b与210c,其分别具有2400个、1200个、600个CCD组件。CCD移位缓存器210a、210b与210c分别受相位信号F1a与F2a、F1b与F2b、以及F1c与F2c的控制。当移位闸208a、208b、及208c导通时,CCD组件Da1~Da8、Db1~Db8、及Dc1~Dc8中的信号电荷将会转移至CCD移位缓存器210a、210b与210c中。
当使用者选择不同分辨率的模式进行扫描时,控制电路204将选择所对应的CCD感测装置202a、202b、或202c作为输出,并将之传送至电容C中。也就是说,在扫描时,光感测组件组206a、206b、与206c同时曝光,并同时将所产生的信号电荷分别储存于CCD移位缓存器210a、210b与210c中。当选择分辨率为1200dpi的扫描模式时,控制电路204选择CCD移位缓存器210a作为输出。而当选择分辨率为600dpi或300dpi的扫描模式时,控制电路204选择CCD移位缓存器210b或210c作为输出。因为CCD移位缓存器210b与210c的CCD组件的数目较CCD移位缓存器210a少,因此将储存在CCD移位缓存器210b或210c中的电荷移位输出至电容C时所需的时间,比将储存于CCD移位缓存器210a中的电荷移位输出至电容C时所需的时间短。因此使用图2所示的CCD模块在低分辨率的扫描时的扫描速度将会加快。
尽管如此,使用图2所示的CCD模块将面临以下的缺点。因为图2中的CCD模块是使用3种不同分辨率的CCD感测装置的芯片并列组合而成,在曝光时将会产生聚焦不准确的问题。因为光感测组件组206a、206b、与206c是相互平行,且同时接受从同一组光学组件传来的光信号的曝光。若将光学组件设定为聚焦于光感测组件组206a之处的话,则在进行低分辨率的扫描时,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感测装置,因此所需的面积很大。又,因为需使用到三个光感测组件组,其成本是相当高的。
发明内容
本发明的目的是提供一种多分辨率的电荷耦合组件感测装置,可适用于不同分辨率的扫描。本发明的另一个目的是配合使用一组光感测组件组、多个移位闸与多个CCD移位缓存器,以达到省面积、低成本、及效率高的效果。本发明在低分辨率扫描时,速度可以加快,且可大幅改善聚焦不准确的问题。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。
根据本发明的目的,提供一种多分辨率的电荷耦合组件(Charge Couple Device,CCD)感测装置,包括一光感测组件(photo sensor)组、一第一移位闸(shift gate)、一第一CCD移位缓存器、一第二移位闸与一第二CCD移位缓存器。光感测组件组包括有多个光感测组件,这些光感测组件是用以接受一光信号并分别产生相对应的多个信号电荷。第一移位闸与光感测组件组电性连接。第一CCD移位缓存器与第一移位闸电性连接,并包括有多个第一CCD组件。当第一移位闸导通时,这些信号电荷可自光感测组件组转移至第一CCD移位缓存器。第二移位闸与第一CCD移位缓存器电性连接。而第二CCD移位缓存器与第二移位闸电性连接,并包括有多个第二CCD组件。当第二移位闸导通时,储存在第一CCD移位缓存器中的信号电荷可转移至第二CCD移位缓存器。其中,当进行一第一分辨率扫描时,这些信号电荷自第一CCD移位缓存器中移位输出。当进行一第二分辨率扫描时,至少两个以上的第一CCD组件中所储存的信号电荷可合并至一个该第二CCD组件中。这些信号电荷自第二CCD移位缓存器中移位输出。
根据本发明的另一目的,提供一种多分辨率的电荷耦合组件感测装置,包括一光感测组件组、一第一移位闸、一第一CCD移位缓存器、一第二移位闸与一第二CCD移位缓存器。光感测组件组包括有多个光感测组件,这些光感测组件是用以接受一光信号并分别产生相对应的多个信号电荷。第一移位闸与光感测组件组电性连接。第一CCD移位缓存器与第一移位闸电性连接,并包括有多个第一CCD组件。当第一移位闸导通时,这些光感测组件中的这些信号电荷可自此光感测组件组转移至第一CCD移位缓存器。第二移位闸与光感测组件组电性连接。而第二CCD移位缓存器则是与第二移位闸电性连接,并包括有多个第二CCD组件。当第二移位闸导通时,此些光感测组件中的信号电荷可自此光感测组件组转移至第二CCD移位缓存器中。其中,当进行一第一分辨率扫描时,这些信号电荷自第一CCD移位缓存器中移位输出。当进行一第二分辨率扫描时,至少两个以上的光感测组件中所储存的信号电荷可合并至一个该第二CCD组件中。此些信号电荷自该第二CCD移位缓存器中移位输出。
本发明的目的就是提供一种多分辨率的电荷耦合组件感测装置,可适用于不同分辨率的传输。本发明可达到省面积、低成本、及效率高的效果。本发明在低分辨率传输时,速度可以加快,且不会有信号模糊的问题。对于信号品质与传输的速度而言,均可达到极佳的水准。
为了让本发明上述的目的、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:
附图的简要说明
图1显示了使用传统的CCD感测装置的CCD模块的示意图;
图2显示了传统的具有多个CCD感测装置的CCD模块的示意图;
图3显示了使用本发明的第一实施例的一种多分辨率的CCD感测装置的CCD模块的示意图:
图4显示了图3的CCD感测装置的布局图;
图5显示了用以控制图3的CCD感测装置的信号波形图;
图6显示了使用本发明的第二实施例的一种多分辨率的CCD感测装置的CCD感测装置的示意图;
图7显示了图6的CCD模块的布局图;
图8显示了用以控制图6的CCD感测装置的信号波形图;
图9显示了使用本发明的第三实施例的一种多分辨率的CCD感测装置的CCD模块的示意图。
图10显示了当进行分辨率为600dpi的扫描时,用以控制图9的CCD感测装置的信号波形图;
图11显示了当进行分辨率为300dpi的扫描时,用以控制图10的CCD感测装置的信号波形图。
具体实施方式
本发明的多分辨率的电荷耦合组件感测装置是通过使用两个以上电荷耦合组件(ChargeCouple Device,CCD)移位缓存器,来达到多分辨率的传输目的。而所述的两个以上CCD移位缓存器是形成于同一个芯片中,因此,可以达到省面积、低成本、及效率高的效果。第一实施例
参照图3,显示了使用本发明的第一实施例的一种多分辨率的CCD感测装置的CCD模块的示意图。使用本发明的CCD感测装置302的CCD模块300更包括有一控制电路304与输出电容C。CCD感测装置302主要包括有一光感测组件(photo sensor)组306、一第一移位闸(shift gate)308a、一第一CCD移位缓存器310a、一第二移位闸308b、一第二CCD移位缓存器310b、一第三移位闸308c与一第三CCD移位缓存器310c。现以第一CCD移位缓存器310a、第二CCD移位缓存器310b及第三CCD移位缓存器310c的分辨率分别为1200dpi(dot perinch)、600dpi及300dpi为例进行说明。
其中,光感测组件组306包括9600个光感测组件可用以在1200dpi分辨率时扫描8英时宽的文件,为简便起见,图中仅画出光感测组件D1~D8为例,其用以接受一光信号并分别产生相对应的多个信号电荷S1~S8。第一移位闸308a与光感测组件组306电性连接。第一CCD移位缓存器310a中的Ea1、Ea2、Ea3、Ea4、Ea5、Ea6、Ea7、Ea8与第一移位闸308a电性连接,Ea1’、Ea2’、Ea3’、Ea4’、Ea5’、Ea6’、Ea7’、Ea8’则不连接,不连接仅仅遵循传统双相位(two phases)CCD移位缓存器的现有做法。第二移位闸308b与第一CCD移位缓存器310a中的Ea1、Ea3、Ea5、Ea7电性连接,Ea2、Ea4、Ea6、Ea8则不连接,这部分不连接是本实施例的特点之一,其理由将在后面叙述,而第二CCD移位缓存器310b则是与第二移位闸308b电性连接。第三移位闸308c与第二CCD移位缓存器310b中的Eb1、Eb3电性连接,Eb2、Eb4则不连接,而第三CCD移位缓存器310c则是与第三移位闸308c电性连接。
分别供1200dpi、600dpi与300dpi等分辨率使用的第一CCD移位缓存器310a、第二CCD移位缓存器310b及第三CCD移位缓存器310c例如均为双相位(two phases)CCD移位缓存器,其中各包括19200、9600、与4800个CCD组件,为简便起见,图中仅画出其中的一小段,例如是光感测组件D1~D8所对应的第一CCD组件Ea1~Ea8与Ea1’~Ea8’、第二CCD组件Eb1~Eb4与Eb1’~Eb4’、以及第三CCD组件Ec1~Ec2与Ec1’~Ec2’。第一CCD组件Ea1~Ea8与Ea1’~Ea8’是交错配置,且分别由相位信号F1a与F2a所控制。第二CCD组件Eb1~Eb4与Eb1’~Eb4’是交错配置,且分别由相位信号F1b与F2b所控制。第三CCD组件Ec1~Ec2与Ec1’~Ec2’也是交错配置,且分别由相位信号F1c与F2c所控制。
当第一移位闸308a导通时,信号电荷S1~S8可由光感测组件组306中的光感测组件D1~D8转移至第一CCD移位缓存器310a中的第一CCD组件Ea1~Ea8(其移转方式在图5中再述)。当第二移位闸308b导通时,储存在第一CCD移位缓存器310a的第一CCD组件Ea1~Ea8中的信号电荷S1~S8可转移至第二CCD移位缓存器310b的第二CCD组件Eb1~Eb4中。而当第三移位闸308c导通时,储存在第二CCD移位缓存器310b的CCD组件Eb1~Eb4中的信号电荷S1~S8可转移至第三CCD移位缓存器310c的第三CCD组件Ec1~Ec2中。
其中,两个第一CCD组件Ea中所储存的信号电荷S可合并至一个第二CCD组件Eb中。例如第一CCD组件Ea1与Ea2中所储存的信号电荷S1与S2可合并至第二CCD组件Eb1中,第一CCD组件Ea3与Ea4中所储存的信号电荷S3与S4可合并至第二CCD组件Eb2中。以此类推。另外,两个第二CCD组件Eb中所储存的信号电荷S可合并至一个第三CCD组件Ec中。例如第二CCD组件Eb1与Eb2中所储存的信号电荷S1+S2与S3+S4可合并至第三CCD组件Ec1中,第二CCD组件Eb3与Eb4中所储存的信号电荷S5+S6与S7+S8可合并至第三CCD组件Ec2中。
本实施例的CCD感测模块300可进行三种不同分辨率的扫描。当进行分辨率为1200dpi的扫描时,光感测组件组306感测光线之后所产生的信号电荷S自光感测组件组306转移至分辨率为1200dpi的第一CCD移位缓存器310a后,在第一CCD移位缓存器310a中移位输出。当进行分辨率为600dpi的扫描时,光感测组件组306感测光线之后所产生的信号电荷S自光感测组件组306转移至第一CCD移位缓存器310a,并自第一CCD移位缓存器310a转移至分辨率为600dpi的第二CCD移位缓存器310b后,在第二CCD移位缓存器310b中移位输出。当进行分辨率为300dpi的扫描时,光感测组件组306感测光线的后所产生的信号电荷S自光感测组件组306转移至第一CCD移位缓存器310a,并自第一CCD移位缓存器310a转移至第二CCD移位缓存器310b,再自第二CCD移位缓存器310b转移至分辨率为300dpi的第三CCD移位缓存器310c后,在第三CCD移位缓存器310c中移位输出。而控制电路304则是根据扫描时的分辨率,来选择接收从CCD移位缓存器310a、310b或310c而来的信号电荷,并将信号电荷储存在输出电容C中,以得到所要的扫描影像信号。
参照图4,显示了图3的CCD感测装置的电路布局图(Layout)。移位闸308a、308b与308c可由具导电性的多晶硅(polysilicon)来达成。在布局上,第一移位闸308a与光感测组件组306和第一CCD移位缓存器310a部分重叠,以达到当第一移位闸308a导通时,光感测组件D中的信号电荷可以转移至第一CCD组件Ea的目的。同样地,第二移位闸308b与第一CCD移位缓存器310a和第二CCD移位缓存器310b也有部分重叠,第三移位闸308c与第二CCD移位缓存器310b和第三CCD移位缓存器310c也有部分重叠,让第二移位闸308b与第三移位闸308c在导通时,信号电荷得以转移。
参照图5,显示了用以控制图3的CCD感测装置的信号波形图。为了使信号电荷得以合并,必须通过调整控制第一移位闸308a、第二移位闸308b与第三移位闸308c的控制信号G1、G2与G3以及相位信号F1a与F2a、F1b与F2b、以及F1c与F2c的时序关系,方可达到目的。图5以当要进行分辨率为600dpi时的扫描为例。其详细的信号电荷合并的动作叙述如下。
首先,在时间区段T1之间,控制信号G1转为第一高位准VH1以使移位闸308a导通,而相位信号F1a也转为第二高位准VH2,使信号电荷S得以由光感测组件组306中转移至第一CCD移位缓存器310a中,例如信号电荷S1与S2将由光感测组件D1与D2中转移至第一CCD组件Ea1与Ea2中。因为信号电荷S为负电荷,所以第二高位准VH2须为正电压,以吸引信号电荷S。
接着,在时间区段T2之间,控制信号G1转为第一低位准VL1,以使移位闸308a不导通,而控制信号G2则转为第一高位准VH1,以使移位闸308b导通。相位信号F1a转为第二低位准VL2,且相位信号F1b则转为第二高位准VH2,使部分的信号电荷S得以由第一CCD移位缓存器310a中转移至第二CCD移位缓存器310b中,以本实施例而言,信号电荷S1、S3、S5、S7将由第一CCD组件Ea1、Ea3、Ea5、Ea7中分别转移至第二CCD组件Eb1、Eb2、Eb3、Eb4中,但是因为第二移位闸308b与第一CCD移位缓存器310a中的Ea2、Ea4、Ea6、Ea8并无电性连接,因此在Ea2、Ea4、Ea6、Ea8中的信号电荷S2、S4、S6、S8并不会跟随着转移至第二CCD移位缓存器310b中,相反的,在此同时本实施例让相位信号F2a转为一第二高位准VH2,以便让原来储存在Ea2、Ea4、Ea6、Ea8中的信号电荷S2、S4、S6、S8分别移转到Ea1’、Ea3’、Ea5’、Ea7’中。
然后,在时间区段T3之间,控制信号G2转为第一低位准VL1,以使移位闸308b不导通,而相位信号F2a与F1a则分别转为第二低位准VL2与第二高位准VH2,以使尚储存在第一CCD移位缓存器310a中的信号电荷S再向右移位。使上述已经移转到Ea1’、Ea3’、Ea5’、Ea7’中的信号电荷S2、S4、S6、S8再分别移转至Ea1、Ea3、Ea5、Ea7中。
之后,在时间区段T4之间,控制信号G2转为第一高位准VH1以使移位闸308b导通。而相位信号F1a转为第二低位准VL2,且相位信号F1b则转为第二高位准VH2,使第一CCD移位缓存器310a中剩余的信号电荷转移至第二CCD移位缓存器310b中,也就是使已经移转到第一CCD组件Ea1、Ea3、Ea5、Ea7中的信号电荷S2、S4、S6、S8转移至第二CCD组件Eb1、Eb2、Eb3、Eb4中。此时,第二CCD组件Eb1、Eb2、Eb3、Eb4中将分别储存有信号电荷S1+S2、S3+S4、S5+S6、S7+S8。如此,信号电荷S1与S2已被合并至第二CCD组件Eb1中、信号电荷S3与S4已被合并至第二CCD组件Eb2中、信号电荷S5与S6已被合并至第二CCD组件Eb3中、信号电荷S7与S8已被合并至第二CCD组件Eb4中。在时间区段T4之后,每两个第一CCD组件Ea中的信号电荷,已被合并至一个第二CCD组件Eb中,所以,在接下来的时间区段T5中,只要将控制信号G2转为第一低位准VL1,以使移位闸308b不再导通,并让相位信号F2b与F1b交替地在第二高位准VH2与第二低位准VL2之间转换,即可将储存在第二CCD移位缓存器310b中的信号电荷移位输出至输出电容C中,得到输出信号Out,来产生600dpi的影像资料信号。
上述过程当中,因CCD移位缓存器310c并未使用到,因此可以简单的将控制信号G2持续维持在第一低位准VL1即可阻止任何信号电荷移转到CCD移位缓存器310c中。而与CCD移位缓存器310c相对应的相位信号F1c、F2c则因不涉及真正的信号电荷的移转、且有移位闸308c的阻隔,因此可以简单的任其交替地在第二高位准VH2与第二低位准VL2之间转换即可(此为一般最通用的CCD相位信号)。
而进行分辨率为300dpi的扫描的动作原理也近似于分辨率为600dpi的扫描,只要将储存在第二CCD移位缓存器310b中的信号电荷再两两合并,并储存在第三CCD移位缓存器中,将之移位输出,即可得到300dpi的影像资料信号。
如此一来,在进行低分辨率600dpi的扫描时,在CCD移位缓存器310b中,要将Eb中的信号电荷移位输出仅需经过9600个CCD组件Eb,其所需的时间,小于进行高分辨率1200dpi扫描时,需经过19200个CCD组件Ea所需花费的电荷移位输出时间。而进行低分辨率300dpi的扫描时,在CCD移位缓存器310c中,要将Ec中的信号电荷移位输出仅需经过4800个CCD组件Ec,其所需的时间,小于进行分辨率600dpi扫描时,需经过9600个CCD组件Eb所需花费的电荷移位输出时间。所以,使用本发明的CCD感测装置在低分辨率的扫描时,其扫描速度可以增快。
而且,使用本发明的CCD感测装置,对RGB三原色中的同一种颜色频道(channel)而言,不管扫描时的分辨率为何,均使用同一组光感测组件组306,与图2中显示的已知技术同一颜色频道当要使用不同分辨率扫描时,必须使用不同位置的感测组件组206相比,本发明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。
对包含RGB三原色的整体CCD感测装置而言,也因为本发明所需的芯片宽度(即图3中光感测组件组306到CCD移位缓存器310c的距离)远比图2的传统CCD感测装置的宽度(即图2中光感测组件组206c到CCD移位缓存器210a的距离)还窄,因此在不同颜色频道(channels)间的聚焦准确性问题,也显然大为改善。
更进一步地,因为本发明仅使用到一组光感测组件组,所需的组件比图2的传统的CCD感测装置少很多。因此可以节省CCD感测装置的芯片所需的面积,并且降低成本,同时因为芯片的面积缩小,因此效率亦会因此而提高。
本发明虽以CCD感测装置使用于CCD模块中为例做说明,然而其并不足以限制本发明。在接触影像传感器(Contact Image Sensor,CIS)的接触式影像扫描仪所使用的CIS模块中,也可使用到本发明的CCD感测装置。CIS模块与CCD模块最大的不同是,CIS模块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模块也需要使用到光感测组件来感测光信号与CCD移位缓存器来储存信号电荷,也可以通过使用一CCD感测装置来达成的。所以,本发明的CCD感测装置更可使用于CIS模块之中。
而且,虽然本发明是以CCD移位缓存器分别为1200dpi、600dpi及300dpi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它分辨率的CCD移位缓存器,这些都在本发明的范围之内。第二实施例
参照图6,显示了使用本发明的第二实施例的一种多分辨率的CCD感测装置的CCD模块的示意图。CCD感测装置602与图3的CCD感测装置302最大的不同是,第一移位闸608a与第二移位闸608b分别与光感测组件组606电性连接。光感测组件组606所产生的信号电荷可通过第一移位闸608a转移至第一CCD移位缓存器610a中,或是通过第二移位闸608b转移至第二CCD移位缓存器610b中。而第三移位闸608c同样地与第二CCD移位缓存器610b电性连接,以使第二CCD移位缓存器610b中的信号电荷得以转移至第三CCD移位缓存器610c中。而图6的CCD感测装置的布局图如图7所示。
参照图8,显示了用以控制图6的CCD感测装置的信号波形图。现以进行分辨率为600dpi的扫描时为例进行说明。与第一实施例不同的是,光感测组件组606所产生的信号电荷可直接转移至分辨率为600dpi的第二CCD移位缓存器610b中,而不需如同第一实施例,需先将信号电荷转移至第一CCD移位缓存器310a,再将信号电荷转移至第二CCD移位缓存器310b中。在图8中,首先,在时间区段T1’之间,控制信号G2转为第一高位准VH1以使移位闸608b导通。相位信号F1b与相位信号F2b均转为第二高位准VH2,使所有的信号电荷S得以由光感测组件组606转移至第二CCD移位缓存器610b,例如是信号电荷S1从光感测组件D1转移至第二CCD组件Eb1中,而信号电荷S2从光感测组件D2转移至第二CCD组件Eb1’中。
然后,在时间区段T2’之间,控制信号G2转为第一低位准VL1以使移位闸608b不导通,而相位信号F1b维持在第二高位准VH2,而相位信号F2b则是转为第二低位准VL2,以使储存在第二CCD组件Eb’中的信号电荷向右平移至第二CCD组件Eb中,以使信号电荷合并。例如第二CCD组件Eb1’中的信号电荷S2向右平移至第二CCD组件Eb1中,此时原本储存在第二CCD组件Eb1中的信号电荷S1与平移而来的信号电荷S2合并,并储存在第二CCD组件Eb1中。
之后,因为第二CCD组件Eb与Eb’中的信号电荷,已被合并至第二CCD组件Eb中,所以,在接下来的时间区段T3’之间,只要让相位信号F2b与F1b交替地转为第二高位准VH2,即可将储存在第二CCD移位缓存器610b中的信号电荷S移位输出至输出电容C中,以得到输出信号Out,产生600dpi的影像资料信号。第三实施例
参照图9,显示了使用本发明的第三实施例的一种多分辨率的CCD感测装置的CCD模块的示意图。CCD感测装置902与图3的CCD感测装置302最大的不同是,不需使用到CCD移位缓存器310b与移位闸308c,即可达到分辨率为1200dpi、600dpi与300dpi的扫描的目的。
本发明的第三实施例的CCD感测装置902包括有光感测组件组906、移位闸908a与908b、以及分别供1200dpi与300dpi分辨率使用的CCD移位缓存器910a与910c。
本发明的第三实施例的特征在于,在供1200dpi分辨率使用的CCD移位缓存器910a中,仅CCD组件Ea1、Ea5、Ea9...Ea(1+4P)与移位闸908b电性连接(P为正整数),而图9仅显示了CCD组件Ea1与Ea5与移位闸908b电性相连的情形。
其中,当进行分辨率为1200dpi的扫描时,信号电荷S1至S8都从CCD移位缓存器910a中移位输出。而当进行分辨率为600dpi的扫描时,首先,针对半数的CCD组件中所储存的信号电荷,将两个CCD组件Ea中所储存的信号电荷合并至一个CCD组件Ec中,并自CCD移位缓存器910c进行第一次的移位输出以得到第一影像资料信号。例如是将CCD组件Ea1、Ea2中所储存的信号电荷S1与S2合并至CCD组件Ec1中,且将CCD组件Ea5、Ea6中所储存的信号电荷S5与S6合并至CCD组件Ec2中。并自CCD移位缓存器910c中移位输出CCD组件Ec1与Ec2中所储存的信号电号S1+S2与S5+S6,以得到第一影像资料信号。然后,针对另外一半的CCD组件Ea中所储存的信号电荷,将两个CCD组件Ea中所储存的信号电荷合并至一个CCD组件Ec中,并自CCD移位缓存器910c进行第二次的移位输出以得到第二影像资料信号。例如是将CCD组件Ea3、Ea4中所储存的信号电荷S3与S4合并至CCD组件Ec1中,且将CCD组件Ea7、Ea8中所储存的信号电荷S7与S8合并至CCD组件Ec2中。并自CCD移位缓存器910c中移位输出CCD组件Ec1与Ec2中所储存的信号电号S3+S4与S7+S8,以得到第二影像资料信号。
如此,只要分别将第一影像资料信号与第二影像资料信号合并起来,即可得到分辨率为600dpi的影像资料信号。
另外,当进行分辨率为300dpi的扫描时,四个CCD组件Ea中所储存的信号电荷S合并至一个CCD组件Ec中,此些信号电荷自CCD移位缓存器910c中移位输出。例如将CCD组件Ea1、Ea2、Ea3与Ea4中所储存的信号电荷S1、S2、S3与S4合并至CCD组件Ec1中,且将CCD组件Ea5、Ea6、E7与E8中所储存的信号电荷S5、S6、S7与S8合并至CCD组件Ec2中。并自CCD移位缓存器910c中移位输出CCD组件Ec1与Ec2中所储存的信号电号S1+S2+S3+S4与S5+S6+S7+S8,以得到分辨率为300dpi的影像资料信号。
参照图10,显示了当进行分辨率为600dpi的扫描时,用以控制图9的CCD感测装置902的信号波形图。首先,在时间区段T1之间,信号电荷S将由光感测组件组906转移至CCD移位缓存器910a中。接着,在时间区段T2之间,控制信号G1转为低位准,而控制信号G2则转为高位准。此时,信号电荷S1与S5将由CCD组件Ea1与Ea5分别转移至CCD组件Ec1与Ec2中。且由于相位信号F2a转为高位准,所以原来储存在Ea2、Ea3、Ea4、Ea6、Ea7、Ea8中的信号电荷S2、S3、S4、S6、S7、S8将分别移转到Ea1’、Ea2’、Ea3’、Ea5’、Ea6’、Ea7’中。
然后,在时间区段T3之间,控制信号G2转为低位准,而相位信号F2a与F1a则分别转为低位准与高位准,以使尚储存在CCD移位缓存器910a中的信号电荷S再向右移位。也就是使上述已经移转到Ea1’、Ea2’、Ea3’、Ea5’、Ea6’、Ea7’中的信号电荷S2、S3、S4、S6、S7、S8再分别移转至Ea1、Ea2、Ea3、Ea5、Ea6、Ea7中。
之后,在时间区段T4之间,控制信号G2转为高位准,而相位信号F1a转为低位准,且相位信号F1c则转为高位准,使CCD移位缓存器910a中的剩余的信号电荷转移至CCD移位缓存器910c。也就是使已经移转到CCD组件Ea1与Ea5中的信号电荷S2与S6转移至CCD组件Ec1与Ec2中。此时,CCD组件Ec1与Ec2中将分别储存有信号电荷S1+S2与S5+S6。在接下来的时间区段T5中,只要将控制信号G2转为低位准,并让相位信号F2c与F1c交替地在高位准与低位准之间转换,就可将储存在CCD移位缓存器910c中的信号电荷移位输出至输出电容C中,产生300dpi的第一影像资料信号。而此时,仅剩下信号电荷S3、S4、S7与S8储存于Ea1’、Ea2’、Ea5’与Ea6’中。
同样的信号波形出现在时间区段T6至T10中。在时间区段T6之间,信号电荷S3、S4、S7与S8将转移至CCD组件Ea1、Ea2、Ea5与Ea6中。在时间区段T7之间,信号电荷S3与S7转移至CCD组件Ec1与Ec2中,且信号电荷S4与S8转移至CCD组件Ea1’与Ea5,中。在时间区段T8之间,信号电荷S4与S8转移至CCD组件Ea1与Ea5中。然后,在时间区段T9之间,信号电荷S4与S8转移至CCD组件Ec1与Ec2中。此时,CCD组件Ec1与Ec2中将分别储存有信号电荷S3+S4与S7+S8。在接下来的时间区段T10中,将储存在CCD移位缓存器910c中的信号电荷移位,例如信号电荷S3+S4与S7+S8,输出至输出电容C中,产生300dpi的第二影像资料信号。之后,只要将第一影像资料信号与第二影像资料信号整合,例如使用软件来处理,就可得到600dpi的影像资料信号。
参照图11,显示了当进行分辨率为300dpi的扫描时,用以控制图9的CCD感测装置902的信号波形图。首先,在时间区段T1之间,信号电荷S将由光感测组件组906转移至CCD移位缓存器910a中。接着,在时间区段T2之间,信号电荷S1与S5将由CCD组件Ea1与Ea5中分别转移至CCD组件Ec1与Ec2中。且在时间区段T2至T8之间,原来储存在Ea2、Ea3与Ea4中的信号电荷S2、S3与S4将依序向右平移,并依序转移至CCD移位缓存器910c的CCD组件Ec1中。而原来储存在Ea6、Ea7与Ea8中的信号电荷S6、S7与S8亦将依序向右平移,并依序转移至CCD移位缓存器910c的CCD组件Ec2中。此时,CCD组件Ec1与Ec2中将分别储存有信号电荷S1+S2+S3+S4与S5+S6+S7+S8。在接下来的时间区段T9中,储存在CCD移位缓存器910c中的信号电荷将移位输出至输出电容C中,产生300dpi的影像资料信号。
综上所述,虽然上面许多较佳实施例揭示了本发明,但是其不能用以限定本发明,任何能熟练运用这种技术的人,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以所附的权利要求书的范围界定为准。
符号说明
300、600:CCD模块
102、202a、202b、202c、302、602、902:CCD感测装置
104、204、304、604:控制电路
106、206a、206b、206c、306、606:光感测组件组
108、208a、208b、208c、308a、308b、308c、608a、608b、608c、908a、908b:移位闸
110、210a、210b、210c、310a、310b、310c、610a、610b、610c、910a、910c:CCD移位缓存器