CN1159674C - 影像扫描装置及快速定位方法 - Google Patents

Abstract

一种影像扫描装置及快速定位方法，其光信号处理装置从一起始位置开始向一方向移动，撷取欲扫描文件的影像并转为数字信号进行处理：用以置放欲扫描文件的扫描平台上具有位于光信号处理装置的移动方向上扫描起始点；第一标记图案设于光信号处理装置的起始位置与扫描起始点之间，光信号处理装置移动至一预扫描位置进行一影像撷取动作时，取得第一标记图案中的第一参考点坐标位置与第二参考点坐标位置，二参考点的坐标位置与第一标记图案中的一特定点的坐标位置为一函数关系，而特定点指向扫描起始点为一预设长度向量，其可提高影像的扫描定位速度，并且精确度较高，误差较小。

Description

影像扫描装置及快速定位方法

本发明为一种影像扫描装置及快速定位方法。

影像扫描器已逐渐成为不可缺少的电脑周边装置，而制造厂商均投注大量人力物力改善其功能特性，主要是如何让扫描器的影像撷取模组快速且准确地从起始位置移动至扫描文件的扫描起始点，开始进行扫描动作，从而提高整体扫描速度，常见的作法有下列几种方式：

1.利用Home sensor方式，如图1所示，即影像撷取模组11从起始位置线L(即所谓Home sensor)，移动一已知距离D至扫描文件的起始线M，并以一已知电荷耦合元件(CCD)的第n个像素点(Pixel)当作扫描文件的水平起点，这种方式虽可具有快速移至扫描起点的优点，但其因各项零件的误差与组装误差的综合因素而导致预定距离与实际有一差距，给造成制造与使用带来许多困难。

2、利用一黑色反射区域(台湾专利公告第147499号)，参见图2，其利用黑色反射区21的黑白相间的边缘角当作一参考点P进行定位动作，在取得参考点P的像素位置坐标后，再移动一特定长度Q至一扫描起始线R的位置。如此可提高定位的精确度(仅存在一零件制作与组装的误差)，但其需一边扫描一边寻找参考点P，故定位速度较慢而且无法同时进行色彩亮度较正与测知偏斜率、放大率等动作。

本发明的主要目的就在于针对现有技术中的不足而提供一种影像扫描装置及快速定位方法，其可提高影像的扫描定位速度，并且精确度较高，误差较小。

本发明的目的是这样实现的：一种影像扫描装置，它包括光信号处理装置，其从一起始位置开始向一方向移动，撷取欲扫描文件的影像并转为数字信号进行处理；以及用以置放欲扫描文件的扫描平台，其上具有扫描起始点，该扫描起始点位于光信号处理装置的移动方向上；第一标记图案设于光信号处理装置的起始位置与扫描起始点之间，所述的第一标记图案上设有欲扫描位置，光信号处理装置移动至预扫描位置进行一影像撷取动作时，取得第一标记图案中的第一参考点坐标位置与第二参考点坐标位置，二参考点的坐标位置与第一标记图案中的一特定点的坐标位置为一函数关系，而特定点至扫描起始点的距离为一预设长度向量，根据二参考点的坐标位置以及函数关系得出特定点的坐标位置，据此与预设长度向量达到快速扫描起点定位效果。

影像扫描装置中第一标记图案以一固定斜率的第一线段与一固定斜率的第二线段相交所构成，其二者间具有一固定夹角，位于第一线段上的第一参考点坐标位置与位于第二线段上的第二参考点坐标位置在光信号处理装置进行影像动作时，从水平扫描过第一线段与第二线段而得。

影像扫描装置中第一标记图案为具一第一相交点且夹角45度的两线段，其中特定点为第一相交点，而第一线段平行于光信号处理装置的移动方向且第一相交点至扫描起始点的向量为预设长度向量。

影像扫描装置中函数关系为第一参考点坐标位置至第一相交点的向量等于长度为二参考点间的距离而方向为平行于光信号处理装置的移动方向的向量。

影像扫描装置中光信号处理装置包含：用以撷趣欲扫描文件的影像并转为一数字信息进行处理的影像撷趣装置，以及连接于影像撷趣装置的驱动装置，以带动影像撷趣装置动作。

影像扫描装置中第一标记图案与第二标记图案以黑色印刷，而二标记图案间为一标准白区域，以提供光信号处理装置于预扫描位置进行水平扫描时同时进行一亮回应色彩校正动作。

影像扫描装置中包含一第二标记图案，其形状对称于第一标记图案，而位置对称于光信号处理装置的移动方向而设。

本发明另外描述一种影像扫描快速定位方法，其应用于一影像扫描装置，影像扫描装置包含：光信号处理装置于一起始位置开始向一方向移动，用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字资料进行处理；扫描平台用以置放欲扫描文件，其上具有：位于光信号处理装置的移起始位置与扫描起始点之间的扫描起始点，其中具有一特定点，而特定点指向扫描起始点为一预设长度向量，其定位方法的步骤包含：

a.光信号处理装置从起始位置移动一一距离至位于第一标记图案处的一标记图案，以分别获得其中第一参考点与一第二参考点的坐标位置；

b.水平扫描过第一标记图案，分别获得第一参考点与第二参考点的坐标位置；

c.利用第一参考点的坐标位置、与第二参考点的坐标位置与特定点位置间的函数关系得到特定点的坐标位置；

d.光信号处理装置依上述步聚c所得的特定点的标位置与预设长度向量进行移动，用以快速定位于扫描起始点上进行扫描。

所述的影像扫描装置中光信号处理装置包含：用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字信息进行处理的影像撷取装置：以及连接于影像撷取装置的驱动装置，用以带动影像撷取装置进行下列步骤：

a.影像撷取装置从起始位置移动第一距离至位于第一标记图案上的预扫描位置，进行影像撷取动作；

b.水平扫描过第一线段、第二线段获得第一标记图案中的第一、第二参考点的坐标位置及其间的距离；

c.利用函数关系得到第一相交点的坐标位置；

d.影像撷取装置依上述步骤c所得到的第一相交点的坐标位置与预设长度向量进行移动，用以快速定位从扫描起始点开始进行扫描。

影像扫描装置中包含第二标记图案，其以夹角45度的第三线段与第四线段所构成，并形成第二相交点，且第三线段平行光信号处理装置的移动方向，其中光信号处理装置包含用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字信息进行处理的影像撷取装置；以及连接于影像撷取装置的驱动装置，用以带动影像撷取装置进行下列步骤：

a.使影像撷取装置从起始位置移动第一距离至位于第一标记图案与第二标记图案处的预扫描位置进行影像撷取动作；

b.水平扫描过第一线段、第二线段、第三线段以及第四线段以分别获得第一标记图案中的第一、第二参考点的坐标位置及其间的距离与第二标记图案中的第三、第四参考点的坐标位置及其间的距离；

c.利用第一、第二参考点与第一相交点与第三、第四参考点与第二相交点各别所具的函数关系分别得致第一相交点与第二相交点的坐标位置；

d.影像撷取装置依上述步骤c所得到的第一相交点的坐标位置与预设长度向量进行移动，用以快速定位于扫描起始点开始进行扫描，并利用所得致的第一相交点与第二相交点的坐标位置获得扫描光迹偏斜程度以及放大率误差。

影像扫描装置中第一相交点的连续线与光信号处理装置的移动方向为正交。

影像扫描装置中所取得第一标记图案中的第一相交点的坐标位置(X1、Y1)与第二标记图案中的第二相交点的坐标位置(X2、Y2)，以下列算式得到扫描光迹偏斜程度以及放大率误差；扫描光迹偏斜程度m＝(Y2-Y1)/(X2-X1)、放大率误差：

$s=1-\sqrt{{(X2-X1)}^2+{(Y2-Y1)}^2}/L$

其中L为交界线的实际长度。

影像扫描快速定位方法中第一标记图案以具一固定夹角的第一线段与一第二线段所构成，位于第一线段上的第一参考点与位于第二线段的上第二参考点于光信号处理装置进行影像撷取动作时，水平扫描过第一线段与第二线段而得。

影像扫描快速定位方法中第一标记图案为具一第一相交点且夹角45度的两线段，特定点为第一相交点，第一线段平行于光信号自理装置的移动方向且第一相交点至扫描起始点的向量为预设长度向量。

影像扫描快定位方法中函数关系为：第一参考点坐标位置至第一相交点的向量等于长度为二参考点间的距离，方向为平行于光信号处理装置的移动方向的向量。

影像扫描快速定位方法中包含一第二标记图案，其由具一第二相交点且夹角45度的一第三线段与一第四线段所构成，其中第二相交点与第一相交点的连线与光信与处理装置的移动方向正交，而第三线段平行于光信号处理装置的移动方向。

影像扫描快速定位方法中a步聚包含影像撷取装置从起始位置移动第一距离至位于第一标记图案与第二标记图案处的预扫描位置进行影像撷取。

影像扫描快速定位方法中b步骤还包含水平扫描过第一线段、第二线段、第三线段以及第四线段以分别获得第一标记图案中二参考点的坐标位置及其间的距离与第二标记图案中二参考点的坐标位置及其间的距离。

影像扫描快速定位方法中所取得第一标记图案中的第一相交点的坐标位置(X1，Y1)与第二标记图案中的第二相交点的坐标位置(X2，Y2)，以下列公式得到扫描光迹偏斜程度以及放大率误差：

$s=1-\sqrt{{(X2-X1)}^2+{(Y2-Y1)}^2}/L$

扫描光迹偏斜程度：m＝(Y2-Y1)/(X2-X1)、放大率误差，其中L为交界线的实际长度。

影像扫描快速定位方法中第一标记图案与第二标记图案以黑色印刷，二标记图案间为标准白区域，以提供光信号处理装置于预扫描位置进行水平扫描时同时进行一亮回应色彩校正动作。

影像扫描快速定位方法中更包含第二标记图案，其形状对称于第一标记图案，位置亦对称于光信号处理装置的移动方向而设。

综上所述，本发明方式仅需直接完成两次移动便可达成精确且快速的扫描定位动作，并可于定位动作中同时进行色彩校正动作与获致扫描光迹偏斜程度、放大率误差等重要数据资料，彻底改善了习用作法定位缓慢且无法获致扫描光迹偏斜程度、放大率误差等重要数据资料的缺点。

下面结合附图的具体实施方案对本发明做进一步的详细说明。

图1为现有影像撷取模组定位方式的示意图。

图2为另一习用影像撷取横组定位方式的示意图。

图3为本发明的一较佳实施例的构造示意图。

图4为本发明较佳实施例中第一标记图案与第二标记图案的细部示意图。

图5为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之一。

图6为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之二。

图7为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之三。

图8为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之四。

图9为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之五。

图10为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之六。

图11为本发明作为第一标记图案与第二标记图案的形状之七。

本发明图式中所包含的各元件列示如下：

影像撷取模组11、黑色反射区21、光信号处理装置31、扫描平台32、欲扫描文件33、扫描起始线321、影像撷取装置311、驱动装置312、第一线段341、第二线段342、第三线段343、第四线段342、标准白区域34。

请参见图3，为本发明之一较佳实施例的构造示意图，其中包含一位于起始位置(原点)的光信号处理装置31，其用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字资料进行处理；一扫描平台32，用以置放欲扫描文件33，其上具有扫描起始线321、以标准黑所印刷完成的第一标记图案(由具有一相交点A且夹角45度的第一线段341与第二线段342所构成)与第二标记图案(由具第二相交点B且夹角45度的第三线段343与第四线段344所构成)，以及以标准白所完成的区域34，其中第一相交点A或第二相交点B至扫描起始线321的距离为一预设长度Yb。

当使用者启动扫描装置进行扫描动作时，光信号处理装置31所包含用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字资料进行处理的影像撷取装置311经由驱动装置312带动影像撷取装置进行下列步骤：

1、使影像撷取装置311从起始位置移动一第一距离Ya(于制造时所预设)至预扫描位置处；

2、进行一水平扫描，当扫描过第一线段341、第二线段342、第三线段343以及第四线段344以分别获致第一标记图案中的二参考点C、D的坐标位置(X1、Y1)、(X2、Y2)及其间的距离(X2-X1＝d)与第二标记图案中的二参考点E、F的坐标位置(X3、Y3)、(X4、Y4)及其间的距离(X4-X3＝d)(详细图式请参见图4)，交并于同时利用以标准白所完成的区域34进行一亮回应色彩校正动作。

3、利用三角函数关系(tan45^*＝1)分别得到第一相交点与第二相交点的坐标位置(X1，Y1+d)、(X3，Y3+d)与预扫描位置至扫描起始321的距离d+Yd以及；

4、使影像撷取装置再移动上述步骤所得致的预扫描位置至扫描起始线321的距离d+Yd，用以移动且定位于扫描起始线321上并从其上一扫描起始点S开始进行扫描。

由于组装时的误差，导致影像撷取装置311的扫描光迹相对于扫描起始线321可能产生不平地的偏斜情况或产生放大率的误差，故本发明技术可于影像撷取装置311进行水平扫描所获得的第一相交点与第二相交点的像素位置坐标(X1，Y1+d)、(X3，Y3+d)，可运用下列算式(1)、(2)得致偏斜程度以及放大率误差，并利用所得数据资料进行修正。

扫描光迹偏斜程度m＝(Y3-Y1)/(X3-X1)      (1)

m即代表扫描光迹相对于扫描起始线321的偏斜率。

放大率误差

$\mathrm{\σ}=1-\sqrt{{(X3-X2)}^2+{(Y3-Y1)}^2}/L.........\left(2\right)$

其中L为两相交点距离的实际长度，以解析度600DPI(Dot Per Inch，每英寸点数)而言，若L为10英寸长，而放大率为1时，其扫描所得像素点数应为6000点，倘若实际扫描所得(x3-x1)的像素点数为5700点、y3-y1＝0，则其放大率误差s便为1-5700/6000＝0.05。

当然，除如图4、图5所示的第一标记图案与第二标记图案的形状外，可运用类似如图6～图11所示的图案，而运用相对的三角函数或抛物线函数关系获得一特定点坐标(如相交点或顶点坐标位置)与预扫描位置至扫描起始线321的距离，而达快速定位的功效。

Claims (21)

1、一种影像扫描装置，其特征在于：它包括光信号处理装置，其从一起始位置开始向一方向移动，撷取欲扫描文件的影像并转为数字信号进行处理；以及用以置放欲扫描文件的扫描平台，其上具有扫描起始点，该扫描起始点位于光信号处理装置的移动方向上；第一标记图案设于光信号处理装置的起始位置与扫描起始点之间，所述的第一标记图案上设有欲扫描位置，光信号处理装置移动至预扫描位置进行一影像撷取动作时，取得第一标记图案中的第一参考点坐标位置与第二参考点坐标位置，二参考点的坐标位置与第一标记图案中的一特定点的坐标位置为一函数关系，而特定点至扫描起始点的距离为一预设长度向量，根据二参考点的坐标位置以及函数关系得出特定点的坐标位置，据此与预设长度向量达到快速扫描起点定位效果。

2、根据权利要求1所述的影像扫描装置，其特征在于：影像扫描装置中第一标记图案以一固定斜率的第一线段与一固定斜率的第二线段相交所构成，其二者间具有一固定夹角，位于第一线段上的第一参考点坐标位置与位于第二线段上的第二参考点坐标位置在光信号处理装置进行影像动作时，从水平扫描过第一线段与第二线段而得。

3、根据权利要求2所述的影像扫描装置，其特征在于：影像扫描装置中第一标记图案为具一第一相交点且夹角45度的两线段，其中特定点为第一相交点，而第一线段平行于光信号处理装置的移动方向且第一相交点至扫描起始点的向量为预设长度向量。

4、根据权利要求3所述的影像扫描装置，其特征在于：影像扫描装置中函数关系为第一参考点坐标位置至第一相交点的向量等于长度为二参考点间的距离而方向为平行于光信号处理装置的移动方向的向量。

5、根据权利要求4所述的影像扫描装置，其特征在于：影像扫描装置中光信号处理装置包含：用以撷趣欲扫描文件的影像并转为一数字信息进行处理的影像撷趣装置，以及连接于影像撷趣装置的驱动装置，以带动影像撷趣装置动作。

6、根据权利要求1所述的影像扫描装置，其特征在于：影像扫描装置中第一标记图案与第二标记图案以黑色印刷，而二标记图案间为一标准白区域，以提供光信号处理装置于预扫描位置进行水平扫描时同时进行一亮回应色彩校正动作。

7、根据权利要求1所述的影像扫描装置，其特征在于：影像扫描装置中包含一第二标记图案，其形状对称于第一标记图案，而位置对称于光信号处理装置的移动方向而设。

8、一种影像扫描快速定位方法，特征在于：其应用于一影像扫描装置，影像扫描装置包含：光信号处理装置于一起始位置开始向一方向移动，用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字资料进行处理；扫描平台用以置放欲扫描文件，其上具有：位于光信号处理装置的移起始位置与扫描起始点之间的扫描起始点，其中具有一特定点，而特定点指向扫描起始点为一预设长度向量，其定位方法的步骤包含：

a.光信号处理装置从起始位置移动一一距离至位于第一标记图案处的一标记图案，以分别获得其中第一参考点与一第二参考点的坐标位置；

b.水平扫描过第一标记图案，分别获得第一参考点与第二参考点的坐标位置；

c.利用第一参考点的坐标位置、与第二参考点的坐标位置与特定点位置间的函数关系得到特定点的坐标位置；

d.光信号处理装置依上述步聚c所得的特定点的标位置与预设长度向量进行移动，用以快速定位于扫描起始点上进行扫描。

9、根据权利要求8所述的影像扫描快速定位的方法，其特征在于：所述的影像扫描装置中光信号处理装置包含；用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字信息进行处理的影像撷取装置；以及连接于影像撷取装置的驱动装置，用以带动影像撷取装置进行下列步骤：

a.影像撷取装置从起始位置移动第一距离至位于第一标记图案上的预扫描位置，进行影像撷取动作；

b.水平扫描过第一线段、第二线段获得第一标记图案中的第一、第二参考点的坐标位置及其间的距离；

c.利用函数关系得到第一相交点的坐标位置；

d.影像撷取装置依上述步骤c所得到的第一相交点的坐标位置与预设长度向量进行移动，用以快速定位从扫描起始点开始进行扫描。

10、根据权利要求9所述的影像扫描快速定位的方法，其特征在于：影像扫描装置中包含第二标记图案，其以夹角45度的第三线段与第四线段所构成，并形成第二相交点，且第三线段平行光信号处理装置的移动方向，其中光信号处理装置包含用以撷取欲扫描文件的影像并转为一数字信息进行处理的影像撷取装置；以及连接于影像撷取装置的驱动装置，用以带动影像撷取装置进行下列步骤：

a.使影像撷取装置从起始位置移动第一距离至位于第一标记图案与第二标记图案处的预扫描位置进行影像撷取动作；

b.水平扫描过第一线段、第二线段、第三线段以及第四线段以分别获得第一标记图案中的第一、第二参考点的坐标位置及其间的距离与第二标记图案中的第三、第四参考点的坐标位置及其间的距离；

c.利用第一、第二参考点与第一相交点与第三、第四参考点与第二相交点各别所具的函数关系分别得致第一相交点与第二相交点的坐标位置；

d.影像撷取装置依上述步骤c所得到的第一相交点的坐标位置与预设长度向量进行移动，用以快速定位于扫描起始点开始进行扫描，并利用所得致的第一相交点与第二相交点的坐标位置获得扫描光迹偏斜程度以及放大率误差。

11、根据权利要求10所述的影像扫描快速定位的方法，其特征在于：影像扫描装置中第一相交点的连续线与光信号处理装置的移动方向为正交。

12、根据权利要求11所述的影像扫描快速定位的方法，其特征在于：影像扫描装置中所取得第一标记图案中的第一相交点的坐标位置(X1、Y1)与第二标记图案中的第二相交点的坐标位置(X2、Y2)，以下列算式得到扫描光迹偏斜程度以及放大率误差；扫描光迹偏斜程度m＝(Y2-Y1)/(X2-X1)、放大率误差：

$s=1-\sqrt{{(X2-X1)}^2+{(Y2-Y1)}^2}/L$

其中L为交界线的实际长度。

13、根据权利要求9所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中第一标记图案以具一固定夹角的第一线段与一第二线段所构成，位于第一线段上的第一参考点与位于第二线段的上第二参考点于光信号处理装置进行影像撷取动作时，水平扫描过第一线段与第二线段而得。

14、根据权利要求13所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中第一标记图案为具一第一相交点且夹角45度的两线段，特定点为第一相交点，第一线段平行于光信号自理装置的移动方向且第一相交点至扫描起始点的向量为预设长度向量。

15、根据权利要求14所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快定位方法中函数关系为：第一参考点坐标位置至第一相交点的向量等于长度为二参考点间的距离，方向为平行于光信号处理装置的移动方向的向量。

16、根据权利要求15所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中包含一第二标记图案，其由具一第二相交点且夹角45度的一第三线段与一第四线段所构成，其中第二相交点与第一相交点的连线与光信与处理装置的移动方向正交，而第三线段平行于光信号处理装置的移动方向。

17、根据权利要求16所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中a步聚包含影像撷取装置从起始位置移动第一距离至位于第一标记图案与第二标记图案处的预扫描位置进行影像撷取。

18、根据权利要求17所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中b步骤还包含水平扫描过第一线段、第二线段、第三线段以及第四线段以分别获得第一标记图案中二参考点的坐标位置及其间的距离与第二标记图案中二参考点的坐标位置及其间的距离。

19、根据权利要求18所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中所取得第一标记图案中的第一相交点的坐标位置(X1，Y1)与第二标记图案中的第二相交点的

$s=1-\sqrt{{(X2-X1)}^2+{(Y2-Y1)}^2}/L$

坐标位置(X2，Y2)，以下列公式得到扫描光迹偏斜程度以及放大率误差：扫描光迹偏斜程度：m＝(Y2-Y1)/(X2-X1)、放大率误差，其中L为交界线的实际长度。

20、根据权利要求18所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中第一标记图案与第二标记图案以黑色印刷，二标记图案间为标准白区域，以提供光信号处理装置于预扫描位置进行水平扫描时同时进行一亮回应色彩校正动作。

21、根据权利要求9所述的影像扫描快速定位方法，其特征在于：影像扫描快速定位方法中更包含第二标记图案，其形状对称于第一标记图案，位置亦对称于光信号处理装置的移动方向而设。

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