CN103053152B - 双面文件扫描仪及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于扫描文件（2）正面和反面的扫描仪，包括：模块（10），所述模块（10）位于所述文件（2）的正面上，并且包括用于照明文件的正面的装置（3）；以及模块（11），所述模块（11）位于所述文件（2）的反面上，包括用于照明所述文件的反面的装置（3）；其中，所述扫描仪的特征在于，每个模块（10、11）面对另一个模块（10、11）放置，并且所述扫描仪进一步包括控制器（6），所述控制器（6）连接到每个模块（10、11）的照明装置（3）并且能够控制每个模块（10、11）的照明装置（3），使得在位于文件（2）反面上的模块（11）的照明装置不照明所述文件的反面时，位于文件（2）正面上的模块（10）的照明装置（3）照明所述文件的正面，反之亦然。本发明还涉及用于控制该扫描仪的方法。

Description

双面文件扫描仪及其控制方法
技术领域
本发明涉及用于双面扫描文件的扫描仪，其包括位于文件正面的具有文件正面照明的模块，以及位于文件反面的具有文件反面照明的模块。
本发明还涉及控制该扫描仪的方法。
背景技术
已知的多功能机器（例如，包括复印、传真或扫描功能）包括扫描仪。
这些机器的扫描仪传统上包括具有图像传感器的模块。
在这些传感器之中，已知CIS（接触图像传感器）型图像传感器是最常用的，因为它们提供非常小巧的扫描仪。
如图1B的正面图所示，一般来说模块的CIS图像传感器100为细长形盒体1000。
再如图1A的截面图所示，传感器100包括通常为发光体阵列形式的发光体3，发光体3也为细长形，放置在盒体1000中且包括发光二极管（LED）。二极管在颜色上为红色、绿色和蓝色。当待扫描文件2经过扫描仪时，待扫描文件2的每一行基本上由三个颜色的二极管照明，三个二极管中的每一个交替照明每一行。在传统方式中，文件2经过扫描仪的通路依靠通路滚轮7来进行。
传感器100还包括光学条4，光学条4也为细长形，放置在盒体1000中，回收文件2上的颜色的反射。
在图1A的截面图中可见检测器5，其接收发射自光学条4的颜色的反射，以便随后的处理。
进行刚刚描述的过程是用于扫描文件2的一页纸（例如正面）。
为了双面扫描文件2，通常扫描仪包括两个模块10和11，如图1A所示，因此，传感器100用于文件2的正面而传感器101用于文件2的反面。
有可能出现传感器100或101中一个的照明影响或干扰另一个的工作的情况，例如通过由高级纸张形成的文件2的透明度，也就是说文件正面的照明由用于文件2反面的检测器来感知。
为了避免此问题，已知的传统解决方法为在文件2的通路方向X上使两个传感器相对于彼此偏移。因此两个传感器彼此分开。
但是，前述的传统解决方法至少有一个缺点：两个传感器在文件2的通路方向X上的偏移导致滚轮7之间的距离L增加。
然而，在滚轮7之间的距离L确定可被扫描的文件2的最小尺寸。这是因为，如果文件2的长度尺寸小于距离L，由于文件2不由任意一个驱动滚轮7来驱动，那么文件2一旦位于面对两个传感器100和101的位置，因此文件2在扫描仪内部将保持固定。
现有技术的扫描仪具有相对较大的空间轨迹，并且不能扫描小尺寸文件。
发明内容
本发明提出以克服这些缺陷中的至少一个。
为此，根据本发明，提出了根据权利要求1的扫描仪。
本发明通过权利要求2至4的特征，有利地将其单独或将其技术上可能的组合的任意一项补充进来。
本发明还涉及控制该扫描仪的方法。
本发明具有多个优点。
在驱动滚轮的距离I相对于先前技术的距离L减小。距离I大约为30mm，根据本发明的扫描仪能够扫描小尺寸文件，例如地铁车票。
本发明的扫描仪与先前技术相比具有减少的空间轨迹。
自然地，即使对于相当高级纸张的透明度，扫描仪允许待扫描文件的双面扫描，且一个传感器的发光体不会影响或干扰其他发光体的工作。文件正面的发光体无法通过用于待扫描文件反面的检测器感知，反之亦然。
本发明使得在两个模块之间可不必安装任意光学隔离。
附图说明
本发明的其他特征、目标和优点将通过下面的描述显现，下面的描述仅为说明性的和非限制性的，并且必须参考附图来阅读，其中：
-图1A和1B（已说明的）示意性地显示现有技术中已知的传感器；
-图2和图3示意性地显示了根据本发明的扫描仪；
-图4、图5和图6示意性地显示了在扫描待扫描文件的一行的过程中，根据本发明的控制时间图。
在全部附图中，类似的元件采用相同的数字参考。
具体实施方式
图2和图3示意性地显示了根据本发明的扫描仪。
扫描仪传统上包括驱动待扫描文件2的滚轮7，文件2包括正面和反面。滚轮7安装为绕轴旋转。
期望扫描文件2的正面和反面。
因此扫描仪包括位于文件2的正面的模块10，以及位于文件2反面的模块11。
模块10和11可以为单独的元件也可以为一体，模块10和11当然设置为能够使文件2在通路方向X上通过。
为了减少滚轮7的旋转轴之间的距离I，每个模块10或11基本上面向彼此地加以放置，也就是说，关于方向X具有重叠区域Δ，如图2所示。
优选地，模块10和模块11中的每一个相对于垂直于方向X的Y轴集中，如图3所示。因此全部重叠。
在所有情况下，距离I小于先前技术的扫描仪的滚轮之间的距离L。距离I大约为15mm。
传统地，每个模块10或11包括光学检测器5。每个光学检测器由实现CMOS（互补金属氧化物半导体）技术或CCD（电荷耦合装置）技术的硅芯片构成。该检测器具有与待扫描文件的宽度相同的长度（比例1：1）。分辨率通常表示为每英寸点数（dpi）并且通常可以从200dpi到1200dpi的范围内变动。例如，为200dpi，像素大小约为127μm。
每个模块10或11包括用于待扫描文件2的发光体3。模块10的发光体3适用于照亮文件2的正面，模块11的发光体3适用于照亮文件2的反面。
为了防止模块10或11中一个的发光体即使通过由高级纸张形成的文件的透明度影响或干扰另一个模块的工作，扫描仪还包括连接到每个模块10或11的发光体3的控制器6。
控制器6适用于控制每个模块10或11的发光体3，以使仅有正面得以照亮或仅有反面得以照亮。也就是说，控制器6适用于控制每个模块10或11的发光体3以使当位于文件2反面的模块11的发光体3没有照亮文件反面时，位于文件2正面的模块10的发光体3照亮文件正面。
相反，控制器6适用于控制每个模块10或11的发光体3以使当位于文件2正面的模块11的发光体没有照亮文件正面时，位于文件2反面的模块11的发光体3照亮文件反面。
控制器6包括所有本领域技术人员已知的用于控制模块10和11的发光体3的器件，例如微处理器和存储器。
因此模块10（正面）的检测器5不能检测到反面上的照明，相反地，模块11（反面）的检测器5不能检测到正面的照明。通过模块10的检测器5将仅检测从模块10的发光体3发出照明的文件2的反射；而通过模块11的检测器5将仅检测模块11的发光体3的文件2上的反射。
优选地，每个模块10或11分别包括具有细长形盒体1000的光学传感器100或101，每个传感器100或101通过Y轴上的盒体1000的中心面对另一个传感器放置。传感器100或101的细长形盒体1000通常能够扫描达到A4格式纸张的宽度。因此根据实例的盒体1000通常能够具有大约25cm的长度。例如盒体能够具有大约20mm的宽度。
控制器6可以在盒体1000的外部（示意性地显示在图2和图3中）或内部。
模块10或11的发光体3包括位于传感器的盒体1000侧面的光源（未示出）。为了将光从光源散射至文件2的正面或反面，发光体3包括光导（light guide）30，光导30使光散射遍及模块的全部长度。
在图2中，每个模块10或11的光导30相互面对放置，并且检测器5也相互面对放置。
另外，扫描仪的检测器需要能够扫描文件2的白色基准。
相反，白色基准面对检测器5位于在图2中的Ref位置，例如使用由模块的部分重叠Δ所留下的空间。
优选地，根据本发明，每个模块10或11的光导30颜色上为白色。
如图3所示，每个模块10或11的检测器5面对其他模块的光导30放置。通过这种方式，每个发光体3的光导30能够用作面向该光导放置的模块10或11的检测器5的白色基准。
优选地，光学传感器100或101为CIS型。
在这点上，CIS传感器包括具有红色二极管（下文为R）、绿色二极管（下文为G）和蓝色二极管（下文为B）的发光体3，因此这三个二极管形成了光源。二极管R、G、B能够由控制器6单独激活或未激活。
二极管R、G、B位于传感器的盒体的侧边上，因此发光体3包括用于在CIS传感器的全部长度上扩散照明的光导30。
检测器5连接到遍及传感器100或101的全部长度的光学条4或根据本领域技术人员所使用的通用术语“透镜棒（rod lens）”。将指出的是，优选技术为CMOS技术，其具有容易买到的优点，因此具有比CCD技术更低的成本。
图4、图5和图6示意性地显示了在扫描待扫描文件2一行的过程中，根据本发明的用于模块的控制时间图。模块非限制性地包括CIS传感器。
因此，在图4中可以看到，根据本发明的用于控制扫描仪的方法包括这样的步骤，根据该步骤，控制器6控制每个模块10或11的发光体3，使得扫描仪交替地仅照明文件2的正面或仅照明文件2的反面。
因此行A显示传感器100和101的检测器5由控制器6激活，使得检测器5能够依次检测三个颜色R、G和B照明的光反射。检测器5将所接收的光转换为电信息。在图4中积分时间（行A）被定义为在两个积分峰值之间的时间，在该时间期间，每个检测器同时删除像素的内容并且传输先前周期的积分信息以便为新周期做准备。因此控制器6在时间t0处控制检测器5，使得检测器5能够检测在开始于时间t0的阶段AR中颜色R处的照明的光反射。
行C显示了控制器6在时间t0处控制对应于文件2正面的传感器100的二极管R，使得二极管R在t0和t1之间的时间段τ期间照明文件的正面。然后，传感器100的检测器5能够检测文件2上的光反射R（见行A）。
在时间段τ之后，控制器6控制传感器100的二极管R，使得二极管R不再照明文件2的正面。
行B显示了控制器6控制对应于文件2反面的传感器101的二极管R的时间t2，使得二极管R在t2和t3之间的时间段τ中照明文件的反面。因此传感器101的检测器5能够检测光反射R。
在时间段τ之后，控制器6控制传感器101的二极管R，使得二极管R不再照明文件2的正面。
如此反复直到时间t0’。
控制器6在时间t0’处控制检测器5，使得检测器5在开始于时间t0’的阶段Av中能够检测颜色G照明的光反射。
行D和行E显示控制器6在时间t0’处控制传感器100和101的二极管G，使得二极管G交替照明文件的正面和反面，传感器100的二极管G每一次持续时间的时段τ为在t0’和t1’之间（例如），传感器101的二极管G的每一次持续时间的时段为在t2’和t3’之间（例如）。传感器100和传感器101的检测器5因此能够交替检测文件2上的光反射R。
控制器6在时间t0”处控制检测器5，使得检测器5在开始于时间t0”的阶段AB中能够检测颜色B照明的光反射。
在阶段AB的过程中，控制器6的工作和检测器5的工作与已经描述的阶段AR和AG一样，出于清楚与简洁的目的在此不再重复。
例如行B和行C所示，传感器100和101的二极管的照明时段由时间段T分开。因此由安全时段τ将t1和t2分开，以防照明之间的任意干扰。例如，T大约为几十μs。
所有阶段AR、AG和AB表示在文件移动过程中该文件的行的积分周期RGB。周期RGB的持续时间大约为1.5微秒。传统上扫描仪影响待扫描文件的每行的一个周期。在阶段AG中，关于阶段AR的信息传输到控制器6进行处理，而在阶段AB中，关于阶段AG的信息传输到控制器6进行处理，如此往复在全部周期中并且在文件的所有行上。
图5示意性地显示了一种变型，根据该变型每个二极管的照明时间在每个检测器的一个阶段的积分时间中为连续的。因此，代替如图4中的具有传感器100或101的交替照明时段，每个二极管在每个阶段AR、AG或AB中能够连续地照明正面或反面。
因此，图5的连续时段的时间能够基本上对应图4的持续时间τ的基本时段的总和。
在一个阶段中，总照明时间表示每个检测器5的积分时间的10%和50%之间。在一个阶段中，检测器5的积分时间大约为500μs，因此图4的每个基本时段的持续时间τ为50μs，使得形成例如大约200μs的正面或反面的照明时间。
在扫描仪中高速行进的文件2优选使用图4中的配置。因此关于每一行且由检测器所检测的信息沿着移动更好的分布（在阶段AR、AG或AB中达到120μm）。
图6显示了控制器6控制每个传感器100或101的检测器5，使得当所述模块的二极管照明文件的正面或反面时，传感器的每个检测器5仅能够检测文件上的光反射，而另一模块11的检测器5未激活。因此保证了在传感器之间的干扰将仍然较小。
因此图4和图5的每个阶段AR、AG或AB分为两个子阶段：一方面为第一子阶段，而另一方面为第二子阶段。在每一个子阶段中，只有照明正面或反面的传感器的检测器被激活，传感器的其他检测器不激活，与该传感器的发光体一样。
因此，在阶段AR的第一子阶段的过程中，在起始时间t0和时间tM之间，只有照明正面的传感器100的检测器5被激活。传感器101的检测器5未激活，如同传感器101的发光体一样。
在第二子阶段的过程中，在时间tM和开始随后阶段AG的时间t0’之间，只有照明反面的传感器101的检测器5被激活。传感器100的检测器5未激活，如同传感器100的发光体一样。
除了上述检测器的控制，出于清楚和简洁的目的，此处不再重复对应于关于图4和图5的已经描述工作的图6中的控制器6的工作和二极管的工作。

Claims (8)

1.一种用于扫描文件（2）的正面和反面的扫描仪，包括
-模块（10），所述模块（10）位于文件（2）的正面上，包括发光体（3）和光学检测器（5），所述发光体（3）用于照明所述文件的正面；
-模块（11），所述模块（11）位于文件（2）的反面上，包括发光体（3）和光学检测器（5），所述发光体（3）用于照明所述文件的反面；
每个模块（10、11）基本上面对另一个模块（10、11）放置，以及
所述扫描仪的特征在于，所述扫描仪包括
-控制器（6），所述控制器（6）连接到发光体（3）并且连接到每个模块（10、11）的检测器（5），并且所述控制器（6）能够控制所述发光体（3）和每个模块（10、11）的所述检测器，使得，
当在位于所述文件（2）反面上的所述模块中，所述发光体（3）不照明所述文件的反面并且所述检测器（5）未激活时，在位于所述文件（2）正面上的所述模块（10）中，所述发光体（3）照明所述文件（2）的正面并且所述检测器（5）能够检测所述文件（2）正面的光反射，反之亦然，使得当在位于所述文件（2）正面上的所述模块（10）中，所述发光体（3）不照明所述文件的正面且所述检测器（5）未激活时，在位于所述文件（2）反面上的所述模块（11）中，所述发光体（3）照明所述文件反面且所述检测器（5）能够检测所述文件（2）反面的光反射，
所述控制器配置为交替控制所述模块（10、11）中的一个的所述发光体和所述检测器与所述模块（10、11）的另一个的所述发光体和所述检测器。
2.根据权利要求1所述的扫描仪，其中，每个模块（10、11）包括光学传感器（100、101），所述光学传感器（100、101）包括细长形盒体（1000），每个传感器（100、101）面对另一个传感器（100、101）放置。
3.根据权利要求2所述的扫描仪，其中，每个模块（10、11）包括光学检测器（5）和每个模块（10、11）的发光体（3），所述发光体（3）包括光导（30），所述光导（30）为白色，并且，其中，位于所述文件（2）正面上的所述模块（10）的检测器（5）面对位于所述文件（2）反面上的所述模块（11）的发光体（3）的光导（30）而放置，相反地，其中位于所述文件（2）反面上的所述模块（11）的检测器（5）面对位于所述文件（2）正面上的所述模块（10）的发光体（3）的光导（30）而放置，使得每个发光体（3）的所述光导（30）能够用作面对所述光导（30）放置的模块（10、11）的所述检测器（5）的白色基准。
4.根据权利要求1到3中一项所述的扫描仪，其中，每个模块包括CIS型的光学传感器（100、101），所述CIS型的光学传感器（100、101）包括具有红色二极管、绿色二极管和蓝色二极管的发光体（3）。
5.一种控制用于扫描文件（2）的正面和反面的扫描仪的方法，所述扫描仪包括
-模块（10），所述模块（10）位于文件（2）的正面上，包括发光体（3）和光学检测器（5），所述发光体（3）和用于照明所述文件（2）的正面；
-模块（11），所述模块（11）位于所述文件（2）的反面上，面对另一个模块，包括发光体（3）和光学检测器（5），所述发光体（3）用于照明所述文件（2）的反面；
-控制器（6），所述控制器（6）连接到所述发光体（3）并且连接到每个模块（10、11）的所述检测器（5），
所述方法的特征在于
-所述控制器（6）交替控制每个模块（10、11）的所述发光体（3）和所述检测器（5）以及另一个模块（10、11）的所述发光体（3）和所述检测器（5），使得当在位于所述文件（2）反面上的所述模块（11）中，所述发光体（3）不照明所述文件的反面并且所述检测器（5）未激活时，在位于所述文件（2）正面上的所述模块（10）中，所述发光体（3）照明所述文件的正面并且所述检测器（5）能够检测所述文件（2）正面的光反射，反之亦然，使得当在位于所述文件（2）正面上的所述模块（10）中，所述发光体（3）不照明所述文件的正面且所述检测器（5）未激活时，在位于所述文件（2）反面上的所述模块（11）中，所述发光体（3）照明所述文件反面且所述检测器（5）能够检测所述文件（2）反面的光反射。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个模块（10、11）的所述发光体（3）包括光导（30），所述光导（30）为白色，并且每个模块（10、11）的所述检测器（5）面对另一个模块（10、11）的光导（30）放置，
所述控制器（6）控制每个检测器（5）使得在面对所述检测器（5）放置的所述光导（30）上呈现白色基准。
7.根据权利要求5或6的一项所述的方法，其中所述控制器（6）控制每个模块（10、11）的所述发光体（3），使得所述文件（2）在每个检测器的积分时间的10%至50%之间所显示的照明时间内被照明所述文件的正面或反面。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述照明时间在所述积分时间中是连续或非连续的。
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