CN1106106C - 自动识别扫描物的反射式扫描装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种扫描物自动识别装置，能在不需要增加额外的探测控制电路与元件的情形下，自动判断反射式扫描装置中的被扫描物是否存在，再决定是否进行扫描的动作，除了节省扫描装置的制造成本外，亦可避免未置放被扫描物的使用疏失，而浪费使用者时间情形的发生，扫描物自动识别装置在托盘的上盖内侧设立一特定图案，通过扫描动作执行前，对该特定图案所在位置的扫描信息，判断所扫描的是否即为该特定图案，以此判断被扫描物的存在与否，并成为扫描动作是否继续的依据。

Description

自动识别扫描物 的反射式扫描装置与方法

本发明涉及一种扫描物自动识别装置，特别涉及一种装置及方法，其能自动判断反射式扫描装置中的被扫描物是否存在，再决定是否进行扫描的动作，而且不需要增加额外的检测控制电路与元件。

随着科技的进步，各式各样的产品亦日新月异，对于扫描器等光学系统而言亦是如此，而在技术演进的同时，对于扫描器的要求亦越来越多样化。除了较高且精密的解析度之外，能建立于电脑主机壳体内，已成为电脑标准配置的主要要求之一。

传统技术中常利用滚轮(Roller)将被扫描物送入扫描器中，除了易刮伤被扫描物外，滚轮上所附着的灰尘与粉末，亦会在输出图象上产生异色线或黑线的异常情形。此外，滚轮式架构常有夹纸的情况发生，造成使用者极大不便；再者，滚轮式机械架构与光学元件并不能有效的缩小，以符合建立于电脑机壳内的要求，因此传统的滚轮式结构存在许多缺点。

另一种较为先进且广泛使用的方式，是将被扫描物置于一托盘上方或于一卡匣内，再送入扫描器中进行扫描，如此则不需接触被扫描物的表面，不会发生刮伤被扫描物的情形，亦不需如滚轮式装置，需时常清理滚轮上的灰尘，进而改进使用者的操作便利性。

对于扫描器而言，另一个重要的功能为在扫描之前，可自动识别被扫描物的存在与否，若被扫描物存在则开始执行扫描，否则终止扫描的动作。由于使用者可能因一时疏忽，未将被扫描物放在扫描装置中就直接进行扫描，所以便造成使用者时间的浪费。

传统技术中多利用附加的控制电路，对被扫描物的存在与否进行检测，诸如利用控制电路检测元件存在参数是否清除，以判断被扫描物是否存在；或利用控制电路与承载片检测被扫描物的重量，再决定是否进行扫描。然而利用与图象扫描程序无关的控制电路或检测器的方式，不但会增加制造成本，而且该控制电路或检测器亦需占用空间，增加扫描装置电路板布局(Layout)的困难度。因此一种能利用扫描装置现有元件，以对被扫描物进行检测的检测装置，有其商业上的必要性。

鉴于上述的发明背景中，传统的扫描装置多利用与图象扫描程序无关的控制电路或检测装置，对被扫描物的存在与否进行检测，不但增加制造成本，而且亦增加扫描装置电路板布局的困难度，本发明即针对现有技术的缺点，提出一种扫描物自动识别装置，用以克服上述的缺点。

根据以上所述的目的，本发明提供了一种扫描物自动识别装置，在反射式扫描装置托盘的上盖内侧加上一特定图案，并在执行扫描动作之前，先行扫描该特定图案所在之处，以判断被扫描物是否存在，再利用一面退出被扫描物，一面扫描的方式对被扫描物进行扫描，且不需要增加额外的检测控制电路与元件，除了节省扫描装置的制造成本外，亦可避免未放置被扫描物而进行扫描的时间浪费。

根据本发明的一个方面，提供了一种反射式扫描装置，可自动识别被扫描物的存在，以决定扫描动作是否进行，所述扫描装置至少包含：一探测装置，包含一特定图案，用于探测所述被扫描物的存在与否，以及一图象扫描装置，用以配合所述探测装置，扫描所述特定图案的位置，根据得到的扫描信息探测所述被扫描物是否存在，以及当所述被扫描物存在时，扫描所述被扫描物以产生所述被扫描物的图象信息，所述扫描所述被扫描物的操作持续进行，直到所述被扫描物的整体皆被所述图象扫描装置所扫描为止。

根据本发明的再一方面，提供了一种在具有特定图案的反射式扫描装置中，扫描被扫描物图象信息的方法，所述方法至少包含下列步骤：扫描所述特定图案的位置以获取探测信息；利用所述探测信息判断所述被扫描物是否存在；以及当所述被扫描物存在时，对所述被扫描物执行扫描，以获取所述被扫描物的所述图象信息。

根据本发明的又一方面，提供了一种在具有特定图案的反射式扫描装置中，扫描被扫描物图象信息的方法，所述特定图案具有多条等宽度的条纹，所述方法至少包含下列步骤：在所述特定图案的位置扫描多条扫描线；求出每条所述扫描线中，所述条纹的平均宽度与所述条纹的间距平均宽度；求出每条所述扫描线中，所述条纹的所述平均宽度除以所述条纹的所述间距平均宽度的商值；以及判断所有所述商值是否超过一预先设立的容许范围；求出所有未超过所述预先设立的所述容许范围的所述扫描线的数量；当所述扫描线数量未超过一预先设立数量值时，表示被扫描物存在；以及当所述被扫描物存在时，对所述被扫描物执行扫描，以获取所述被扫描物的所述图象信息。

本发明的优选实施例将在下面的说明方字中参照附图做更详细的阐述：

图1A为一具有扫描物自动识别装置的扫描装置的外观图；

图1B描述当扫描装置的托盘退出至扫描装置机体外部的情形；

图1C描述当扫描装置的托盘退出至扫描装置机体外部后，并打开托盘的上盖的情形；

图2描绘扫描物自动识别装置的特定图案；

图3描述扫描物自动识别装置对被扫描物的扫描流程图；

图4为一流程图，描述利用特定图案判断被扫物存在与否的流程；以及

图5描绘在平台式扫描装置中，利用特定图案判断被扫描物存在与否的情形。

图1A为一具有扫描物自动识别装置的扫描装置的外观图，图中描绘出机体101、托盘102、与按钮103，此时的托盘102位于机体101的内部。而扫描装置的托盘退出至机体101外部的情形，是利用图1B来表示，除了机体101、托盘102、与按钮103之外，图1B中表示出上盖(Cover)104、透明平台105、光源107、反射镜(Mirror)108、与电荷耦合装置(Charge CoupledDevice，CCD)110，而特定图案的位置则描绘于图1C中的标号109之处。

在优选实施例中执行扫描时，必须使被扫描物尽量靠近托盘前缘106以遮住特定图案109，所以当托盘102退入机体101时，光源107的光束将透过透明平台105至被扫描物，而扫不到特定图案109的图象信息。反之，若被扫描物未置放在透明平台105时，特定图案109的图样并未被遮住，所以扫描装置所扫到的便是特定图案109的图象信息。因此依据特定图案109的所在位置所扫入的图象信息，即可判断被扫描物是否存在。

应注意的是，托盘102在退入机体101时，除了对特定图案所在的位置附近做扫描，以求出被扫描物存在与否的判断信息之外，并不对被扫描物本身进行扫描，而是在判断被扫描物确实存在之后，再一面退出托盘102，一面对托盘102上的被扫描物执行扫描。若托盘102上方没有被扫描物时，则托盘102停留在机体101中，而停止扫描的动作。此外，托盘102进出机体101的操作，可以利用软件或按钮103来控制，但在托盘102进出机体101时，需注意上盖104是否已将被扫描物压平。

再者，上述的优选实施例虽然以CCD的摄像架构做说明，但仍可用密接型图象传感器(Contact Image Sensor，CIS)、或其他的摄像装置取而代之，而且特定图案109的位置亦不限定靠近于托盘前缘106之处，可视实际应用情况将该特定图案移动其位置，并在适当的时间扫描图象信息。该反射式扫描装置还包含一传动机构，用于控制所述被扫描物行经所述图象扫描装置的操作，所述操作持续进行直到所述被扫描物的整体全被所述图象扫描装置所扫描为止。所述传动机构亦不需多做限制，现有技术的滚轮式架构、或是以齿条、螺纹杆的带动方式皆可运用于本发明之中。

图2描述优选实施例中特定图案的结构，图中标出托盘的上盖内侧21与特定图案22，特定图案22中包含三条等宽度的白色条纹23，而上盖内侧的颜色则为黑色。白色条纹23的宽度为3.8毫米(Millimeter，mm)，白色条纹的间距24则为1.9毫米。故在探测的过程中，可对特定图案22所在位置扫描若干条扫描线，以求出白色条纹23与白色条纹间距24的平均宽度，再依据这两个平均宽度的比值，判断所扫描的是否为特定图案22。

事实上白色条纹23的颜色、宽度、与数量皆没有特定的限制：只要能与上盖内侧21的底色做区分的颜色，都可以成为白色条纹23的颜色；而白色条纹23与白色条纹间距24的宽度只需为固定值，且能在扫描线中计算平均宽度作为判断的依据即可；白色条纹的数量则可视实际应用情形而增减，不须限定于三条。

图3描述扫描物自动识别装置对被扫描物的扫描流程图。当然，在扫描进行前必须先将托盘退出扫描装置机体之外，再将被扫描物放在透明平台上(步骤301)，接着在盖好上盖之后，将托盘送入扫描装置机体中(步骤302)以执行扫描的动作。扫描装置接下来将于特定图案所在的位置扫描数条扫描线(步骤303)，并分析所获得的扫描线信息(步骤304)，以判断是否合乎特定图案的规格(步骤305)。若扫描线信息的分析结果符合特定图案的规格，表示所扫描的为特定图案，则停止扫描的动作(步骤307)；反之，若分析结果并不符合特定图案的规格，表示所扫描的不是特定图案，亦即有被扫描物存在，接着才对被扫描物执行扫描的方式进行扫描的动作(步骤306)。

运用特定图案判断被扫描物存在与否的方法，在图4的流程图中作了描述。当由特定图案扫描多条扫描线之后(步骤401)，再算出白色条纹与白色条纹间距的平均宽度(步骤402)，接着利用白色条纹平均宽度与白色条纹间距的平均宽度求出一评估值(步骤403)，并判断该评估值是否超过一预先设立的容许范围(Preset tolerance)(步骤404)，若评估值不超过该容许范围，则判定所扫描的为特定图案(步骤406)；反之，若评估值超过该容许范围，则判定所扫描的不为特定图案(亦即被扫描物存在)(步骤405)。

由于在优选实施例中的特定图案包含三个宽度相等的白色条纹，所以步骤401中所获得的扫描线将包含三个等长度的白色线段(各代表白色条纹的宽度)，而且在三个白色线段之间包含两个等长的黑色线段(各代表白色条纹间距的宽度)，接着对每条扫描线求出三个白色线段的平均长度，与两个黑色线段的平均长度后，再配合下面的定义求出评估值： $|\frac{W_{\mathrm{white}}}{W_{\mathrm{black}}}-n|\≤\mathrm{\δ}---\left(1\right)$

其中W_white代表白色线段的平均长度(亦即白色条纹的平均宽度)，W_black则代表黑色线段的平均长度(亦即白色条纹间距的平均宽度)，δ代表容许范围，n则表示白色条纹与白色条纹间距在宽度上的理论比值。以优选实施例中的白色条纹宽度(W_white)为3.8毫米，白色条纹间距(W_black)则为1.9毫米，故n值为2.0(3.8/1.9＝2.0)。优选实施例中所使用的容许范围δ为0.3，但可视实际应用所需的精确度而调整。

此外，判断所扫描的是否为特定图案的方式，可依据所扫描的扫描线评估值中相符合(公式1)的数目做决定，即求出所有未超过所述预先设立的所述容许范围的所述扫描线的数量，例如扫描10条扫描线时，若至少有5条扫描线符合(公式1)的情形，则可判断所扫描的即为特定图案(此判断规则亦可视实际应用而定)，这样当所述扫描线数量未超过一预先设立数量值时，则判断被扫描物存在。

再者，本发明所公开的扫描物自动识别装置可适用于所有的反射式扫描装置，如平台式扫描器、掌上型扫描器、插卡式扫描器等应用中，而且能完全利用现有的元件来实施，在制作技术上亦没有什么困难，更不需要额外的控制电路而增加制造成本。

图5描绘在平台式扫描装置中，利用特定图案判断被扫描物存在与否的情形，图中描绘出平台式扫描器500、文件盖501、透明空窗502、扫描文件503、以及特定图案504。当扫描动作进行之前，平台式扫描器500先对特定图案504所在位置进行扫描，并评估所获得的图象信息是否符合该特定图样的规格，并成为扫描动作继续进行与否的依据。同样地，特定图案504的位置、颜色、条纹数量亦无特殊限制，可随实际应用而变。

综合以上所述，本发明公开一种扫描物自动识别装置，通过在扫描动作执行前，对托盘上盖内侧的特定图案所在位置进行扫描，以此判断被扫描物的存在与否，以成为扫描动作是否继续的依据。能于不需要增加额外的控制电路与探测元件的情形下，自动判断反射式扫描装置中的被扫描物是否存在，除了节省扫描装置的制造成本外，亦可避免使用者未置放被扫描物的使用疏失。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离本发明所公开的精神下所完成的等效改变或修改，均应包含在所附的权利要求范围内。

Claims (20)

1.一种反射式扫描装置，可自动识别被扫描物的存在，以决定扫描动作是否进行，所述扫描装置至少包含：

一探测装置，包含一特定图案，用于探测所述被扫描物的存在与否；以及

一图象扫描装置，用以配合所述探测装置，扫描所述特定图案的位置，根据得到的扫描信息探测所述被扫描物是否存在，以及当所述被扫描物存在时，扫描所述被扫描物以产生所述被扫描物的图象信息，所述扫描所述被扫描物的操作持续进行，直到所述被扫描物的整体皆被所述图象扫描装置所扫描为止。

2.如权利要求1所述的反射式扫描装置，其中所述的探测装置包含一用以压平所述被扫描物的上盖，所述特定图案设置在上盖的一侧。

3.如权利要求2所述的反射式扫描装置，其中所述的特定图案包含多条等宽度的条纹。

4.如权利要求1所述的反射式扫描装置，所述反射式扫描装置包含一进给装置，用以输入所述被扫描物，所述图象扫描装置在所述被扫描物存在时，在所述进给装置退出所述扫描装置时，对所述被扫描物进行扫描以产生所述被扫描物的所述图象信息。

5.如权利要求4所述的反射式扫描装置，所述反射式扫描装置进一步包含一传动装置，用于控制所述被扫描物行经所述图象扫描装置的操作，所述操作持续进行直到所述被扫描物的整体全被所述图象扫描装置所扫描为止。

6.如权利要求4所述的反射式扫描装置，其中所述的进给装置包含一具有上盖的托盘。

7.如权利要求6所述的反射式扫描装置，其中所述的探测装置是位于所述托盘上盖一侧的特定图案。

8.如权利要求7所述的反射式扫描装置，其中所述的特定图案包含多条等宽度的条纹。

9.如权利要求1所述的反射式扫描装置，其中所述的图象扫描装置至少包含：

一光源产生装置，用以产生光束以投射至被扫描物，以产生扫描信号；

一反射装置，用以改变所述扫描信号的行进方向；

一成像装置，输入所述转向后的所述扫描信号，用以产生一成像指示信号；以及

一摄像装置，输入所述成像指示信号，用以产生所述图象信息。

10.如权利要求9所述的反射式扫描装置，其中所述的光源产生装置包含一灯管。

11.如权利要求9所述的反射式扫描装置，其中所述的反射装置包含一光学反射镜。

12.如权利要求9所述的反射式扫描装置，其中所述的咸像装置包含一光学镜头。

13.如权利要求9所述的反射式扫描装置，其中所述的摄像装置包含一电荷耦合装置。

14.如权利要求1所述的反射式扫描装置，其中所述的图象扫描装置包含一密接型图象传感器。

15.如权利要求1所述的反射式扫描装置，进一步包含一壳体，用以固定所述扫描装置于一电脑主机壳体中。

16.一种在具有特定图案的反射式扫描装置中，扫描被扫描物图象信息的方法，所述方法至少包含下列步骤：

扫描所述特定图案的位置以获取探测信息；

利用所述探测信息判断所述被扫描物是否存在；以及

当所述被扫描物存在时，对所述被扫描物执行扫描，以获取所述被扫描物的所述图象信息。

17.如权利要求16所述的方法，其中，扫描所述特定图案的位置获取探测信息的步骤包括：扫描具有多条等宽度条纹的特定图案的位置以获取探测信息的步骤。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述的扫描所述特定图案的位置以获取所述探测信息的步骤，至少包含下列步骤：

对所述特定图案的位置扫描多条扫描线；

求出每条所述扫描线中，所述条纹的平均宽度；

求出每条所述扫描线中，所述条纹的间距平均宽度；

求出每条所述扫描线中，所述条纹的所述平均宽度除以所述条纹的所述间距平均宽度的商值；以及

输出所有所述扫描线的所述商值，以成为所述探测信息。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述的利用所述探测信息判断所述被扫描物是否存在的步骤，至少包含下列步骤：

输入所有所述扫描的所述商值；

判断所有所述商值是否超过一预先设立的容许范围；

求出所有未超过所述预先设立的所述容许范围的所述扫描线的数量；以及当所述扫描线数量未超过一预先设立数量值时，表示被扫描物存在。

20.一种在具有特定图案的反射式扫描装置中，扫描被扫描物图象信息的方法，所述特定图案具有多条等宽度的条纹，所述方法至少包含下列步骤：

在所述特定图案的位置扫描多条扫描线；

求出每条所述扫描线中，所述条纹的平均宽度与所述条纹的间距平均宽度；

求出每条所述扫描线中，所述条纹的所述平均宽度除以所述条纹的所述间距平均宽度的商值；以及

判断所有所述商值是否超过一预先设立的容许范围；

求出所有未超过所述预先设立的所述容许范围的所述扫描线的数量；

当所述扫描线数量未超过一预先设立数量值时，表示被扫描物存在；以及

当所述被扫描物存在时，对所述被扫描物执行扫描，以获取所述被扫描物的所述图象信息。

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