[發(fā)明專利]CCD圖像檢測裝置以及加速檢測圖像的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00106442.8
• 申請日: 2000-04-10
• 公開（公告）號: CN1317762A
• 公開（公告）日: 2001-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳琰成;吳永川
• 申請（專利權(quán)）人: 虹光精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: G06K9/03
• 分類號: G06K9/03
• 代理公司: 柳沈知識產(chǎn)權(quán)律師事務(wù)所
• 代理人: 黃敏

本發(fā)明涉及CCD圖像檢測裝置及其加速檢測圖像的方法。

由于使用電荷耦合元件(Charge-Coupled?Device，簡稱為CCD)可以制作得到密度極高的移位寄存器或是順序存儲器，故而CCD被廣泛地應(yīng)用在圖像處理系統(tǒng)和數(shù)字信號處理系統(tǒng)中。例如，在掃描器、數(shù)字相機(jī)、傳真機(jī)、影印機(jī)…等電子裝置中，均必須使用到CCD圖像檢測裝置。

就傳統(tǒng)掃描器、或是使用CIS(Contact?Image?Sensor)的掃描器而言，其圖像檢測處理部分均可能會使用到CCD圖像檢測裝置。圖1為概要顯示CCD圖像檢測裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖。一般CCD圖像檢測裝置，至少包括：一列(row)圖像感應(yīng)單元(P₁～P_n)，用以檢測圖像并產(chǎn)生對應(yīng)光線強(qiáng)度大小的電荷包(charge?packets)；一CCD模擬移位寄存器10，具有多個暫存單元(SH₁～SH_2n)，用以并列接收、寄存上述感應(yīng)電荷包；以及，一輸出放大器(OP)，用以將電荷轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓電平V_im；其中，上述CCD模擬移位寄存器20由時鐘脈沖信號Φ₁、Φ₂的控制，而依序?qū)⒏骷拇鎲卧兴娴碾姾纱休敵鼋o上述輸出放大器(OP)。

圖2(a)～(f)是顯示圖1所示CCD模擬移位寄存器中，寄存電荷包的移轉(zhuǎn)情形示意圖，以及時鐘脈沖信號Φ₁、Φ₂的波形；其中，上述時鐘脈沖信號Φ₁、Φ₂分別耦接至移位控制電極G_2a-1和G_2a(1≤a≤n)。

CCD寄存器的結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示，在此為圖示簡單起見，僅顯示5個寄存單元(SH₁～SH₅)、及其對應(yīng)的5個移位控制電極(G₁～G₅)。另外，假設(shè)閾值電壓(Threshold?voltage)為0。

當(dāng)t=t₁時，Φ₁=0而Φ₂=V，所以電極G₁、G₃和G₅下方?jīng)]有產(chǎn)生勢壘(potential?barrier)，但在電極G₂和G₄下方形成階梯形位壘(step?barrier)，如圖2(b)所示。假定電極G₂和G₄下方存了代表邏輯1的電荷(以虛線表示)。

當(dāng)t=t₂時，Φ₁=Φ₂=V/2，此時每個電極(G₁～G₅)下方的勢壘分布的輪廓具有相同的形狀，如圖2(c)所示。輪廓圖上的箭頭表示當(dāng)時間從t₁往t₂及t₃增加時，奇數(shù)電極(G₁、G₃、G₅)下方的勢壘升高而偶數(shù)電極(G₂、G₄)下方的勢壘下降。

在t=t₃時，出現(xiàn)如圖2(d)所示的電位輪廓。因此，存在G₂和G₄電極下方的電荷就分別被轉(zhuǎn)移至G₁和G₃電極位置的下方。

最后，當(dāng)t=t₄時，Φ₁=V而Φ₂=0，結(jié)果即如圖2(e)所示的電位能分布輪廓。由t₁到t₄這一期間，電荷向右移動一個電極；同理，t₅到t₆和當(dāng)t₇到t₈的期間，均會有電荷向右移動一個電極的情形產(chǎn)生。

目前掃描器的解析度規(guī)格大多為600?dpi(dot/inch)或更高；以600?dpi解析度而言，以掃描A4尺寸的文件(寬21cm，長29.7cm)為例，掃描器所使用的CCD圖像檢測裝置中，至少需要約有7016個(29.7/2.54×600個)圖像感應(yīng)單元，以及14032(7016×2)個寄存單元用以并列接收、存儲圖像的感應(yīng)電荷。