CN1246802C - 具有定位扫描起始点的图像扫描装置 - Google Patents

Abstract

一种具有定位扫描起始点的图像扫描装置，包括机壳、光机与表纸板。机壳包括扫描平台，表纸板固定在扫描平台上，且邻接于扫描平台的上宽边，表纸板包括标记区块，标记区块可用预设函数组定义，并且有扫描起始点，供使用者将待扫描文件对准于扫描起始点放置。定位扫描起始点的方法为，先将光机移至第一扫描线，第一扫描线与标记区块至少交于一点。再利用交点坐标值得到扫描起始点坐标值，最后将光机移至扫描起始点，完成其定位。

Description

具有定位扫描起始点的 图像扫描装置

本发明涉及一种具有定位扫描起始点的图像扫描装置，特别是涉及一种精确且有效地定位扫描起始点的图像扫描装置。

随着多媒体时代的来临，图像扫描器的使用日益普遍，而且使用者对于扫描质量与速度的要求也逐渐提高。由于扫描器光机(carriage)一般是以步进马达驱动，当光机完成扫描回到扫描器的出发位置(home)时，未必每次都可以精确地停留在相同的出发位置上，因此若能将图像扫描器中用以作为图像拾取的光机精确且有效地由出发位置移动至文件扫描起始点，来开始进行扫描动作，便可防止部分文件图像因未被扫描而漏失掉，或产生扫描器扫描到非文件图像部分，以提高扫描文件的质量。传统的做法在图像扫描时，必须先寻找出厂前即已选定好的一“扫描参考点”，再通过该扫描参考点的坐标值与扫描起始点间于出厂前即已设定好的“距离向量关系”，来找到扫描起始点的位置，才可开始进行扫描动作。传统图像扫描起始点的定位方法包括有下列几种方式：

(a)请参照图1，在台湾专利公告第147499号中，使用表纸板10上面的一反射区域12的交角作为参考点Q，从而对于扫描起始点进行定位的动作。其定位的方式是，因为参考点Q与扫描起始点P的相对位置在出厂前已被固定，所以，光机11只要顺着Y轴的方向以慢慢寻边的方式判断反射区12与表纸板10间的颜色差异变化以取得参考点Q的位置之后，便可得知扫描起始点P的位置，而能够移动至扫描起始点P，开始进行扫描动作。

(b)请参照图2，在台湾第338868号中，其使用表纸板20上面一既定的标记图案22来进行定位的动作。当光机21停留在标记图案22上的任意一条扫描线上取得标记图案22上的两参考点Q1与Q2的时候，便可根据两参考点的坐标位置、标记图案22的既定函数关系、以及标记图案上的一预设参考点Q与扫描起始点P间的预设长度，来取得扫描起始点P的位置，而达成对扫描起始点P定位的目的，以进行扫描动作。

但是，在图1传统的作法中，因为光机必须慢慢沿着Y轴方向寻边来找到参考点Q，然后再将光机11移至扫描起始点P，所以必须花费数十条至上百条扫描线的扫描时间，而影响到扫描的速度。而且上述两传统实施例在制造过程中，因为放置参考点时易有误差产生，而影响到扫描的效果。在传统印制反射区域或标记图案及安装表纸板的方法中，至少会导致下列三种误差：

第一，开模误差，也就是制造模具时所产生的误差，由于表纸板本身有相当的厚度，在开模的过程中，会在机壳的模具中预留一凹槽用以供作业员迅速地粘贴表纸板，因此在开模的过程中即存有一误差。

第二，表纸板印制与切割时的误差，即当反射区域或标记图案在大片的表纸板料件中大批印制完毕之后，要将个别表纸板切割下来时，切割过程无法与原先所设计的图形尺寸距离完全吻合而产生误差。

第三，粘贴时的误差，即将表纸板贴到扫描装置时，粘贴的位置无法与当初设计的位置及向量关系完全吻合而产生的误差。

由于移动光机以进行图像扫描时，在X轴与Y轴上均以图素为单位，若以一般分辨率为600dpi(dot per inch)的扫描器，在每一英寸间便有600个图素点，故而上述的误差，对于高精确度要求的扫描器而言，不仅无法接受，而且也难以避免。

本发明的目的在于提供一种具有定位扫描起始点的图像扫描装置，仅设有一扫描起始点而不再有参考点，在经由本发明的定位方法后，随即进行扫描，减少扫描起始点定位的时间、消除上述各种误差的产生，以提高图像扫描的精确度，提高扫描图像的质量。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种具有定位扫描起始点的图像扫描装置，包括：一机壳，包括一扫描平台，用以放置一待扫描文件；一光机，装设于该扫描平台下方，用以对该扫描平台上的物件进行扫描；以及一表纸板，固定在该扫描平台上且邻接于该扫描平台的上宽边，该表纸板包括一标记区块，该标记区块可用一预设的函数组来定义，并具有一扫描起始点，供使用者将该待扫描文件对准于该扫描起始点放置，在该光机移动至一扫描线上之后，该光机可根据扫描到的该标记区块与该扫描线交点，配合该标记区块的该预设函数组，寻找出该扫描起始点的位置。

下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：

图1为现有图像扫描装置的扫描起始点定位示意图；

图2为另一现有图像扫描装置的扫描起始点定位示意图；

图3A～图3C为本发明一较佳实施例的一种扫描装置的扫描起始点定位示意图；

图4为本发明扫描装置的立体侧视图；

图5为图3中将标记区块以另一形状表示的示意图；

图6为图3中当标记区块的斜边为任意的函数图形时的示意图；

图7为由两函数定义的标记区块的示意图；

图8A～图8C为利用冲压法制造本发明所使用的表纸板的流程图。

请参照图3A～图3C，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种扫描装置的扫描起始点定位示意图。其中，图3A所绘示的为未装设表纸板时的扫描装置俯视图；图3B所绘示的为用以定位扫描起始点所使用的表纸板(Calibration Paper)示意图；图3C为将表纸板310固定在扫描平台上以定义出一扫描起始点定位示意图。图4绘示依照本发明的扫描装置的立体侧视图。请同时参照图3A～图3C与图4，光机(Carriage)302在未启动或暂置(Ready)状态时，位于一出发线304上。扫描平台306位于机壳308内侧，用以放置待扫描文件(未示于图中)，X轴与Y轴的方向定义如图3C所示。光机302则沿着Y轴方向移动，以拾取待扫描文件的图像。表纸板310固定在扫描平台306上且邻接于长方形扫描平台306的上宽边311，在表纸板310左侧为镂空的标记区块312，而标记区块312为一等腰直角三角形。将等腰直角三角形的一股313平行在Y轴且位于长方形扫描平台的一左长边316上，另一股317与扫描平台306的左长边垂直并靠近扫描平台306的上宽边311。斜边319与股313交会于一点P上，且P点恰好位于表纸板310的下缘318上。其中，表纸板310可使用硬纸板或是塑胶片等材料。由于表纸板310具有相当的厚度，制造时可以将表纸板310往长方形扫描平台306的上宽边311与左长边316尽理靠近后，再固贴上去。因表纸板310具有相当的厚度，只要加上适当的标示符号，使用者在放置待扫描文件时自然会将纸张往表纸板310的下缘318与长方形扫描平台306的左长边316靠拢。换言之，P点就是被使用者认定为操作本发明扫描器的扫描起始点。因此，即使本发明的产品在出厂前的组装有所误差，例如表纸板的上缘315与长方形扫描平台306的上宽边311未能紧密贴合，也不会造成实际扫描时的误差。因为不论表纸板的上缘315与长方形扫描平台306的上宽边311差距多远，只要在合理的范围之内，光机302唯一要寻找的扫描起始点P与使用者所认知用以放置待扫描文件的起始点位置永远是相同的。请注意，本发明并无任何出厂前预设的“参考点”以及该参考点与扫描起始点P的“距离向量关系”存在，这是本发明与现有技术的两个重大的不同点。

利用扫描起始点P定位来进行图像扫描的方法如下：首先，将待扫描文件对准于扫描起始点P放置。之后，将光机302移至一第一扫描线314，该第一扫描线314的选择可以是相当粗略的，只要落在标记区块312的范围之内就可以使光机302得以传感到标记区块312，并取得第一扫描线314各与股313与斜边319的交点A、B。接着，利用等腰直角三角形的特点得知，交点A与交点B的距离等于交点A与扫描起始点P的距离，故而可得到扫描起始点P的坐标值。最后，将光机302移至扫描起始点P点，开始进行扫描动作。

扫描装置的上盖402是与机壳308相连，当扫描动作进行时，上盖402覆盖在扫描平台306上。上盖402上一般装设大小与扫描平台306相同的塑胶垫404，让上盖402得以密合地将扫描平台306覆盖住，并能适应于各种厚薄不同的文件，使扫描装置外的光线不会透入，以提高扫描图像的质量。当上盖402覆盖于扫描平台306上时，由于光机302将透过镂空的标记区块312而传感到塑胶垫404的颜色，例如当塑胶垫404为黑色，而表纸板310为白色时，光机302将传感到的即为黑色的标记区块312。故而所选用的标记区块312与塑胶垫404的颜色以明暗度差异大可得到较佳的效果。当然，目前大部分的扫描装置，只要颜色有差异，也可识别出标记区块312。

在上述说明中，以标记区块312为等腰直角三角形时来举例说明，当然，标记区块312的斜边319也可为任意的函数图形，只要出厂前将该函数关系设定在扫描器中，成为使用者操作时的已知函数即可。当此函数图形为一直线，且斜率为1时，标记区块312的形状即为等腰直角三角形。但是，此种设计会因为当上盖402覆盖于扫描平台306上时，仍有无法完全密合而导致漏光的情形产生。如此，将导致光机302不容易正确地传感到交点A的坐标值。为了解决这个问题，可以使光机302移动至第一扫描线314之前，先移动至一第二扫描线320。第二扫描线320位于表纸板310上不包括标记区块312的区域，且第二扫描线320与扫描平台306的左长边316相交于交点C。由于交点C与交点A以及扫描起始点P都紧靠着长方形扫描平台306的左长边316，因此交点C的X坐标值交点A及扫描起始点P的X坐标值均相同。而交点C位于不漏光的区域，故可从交点C得知扫描起始点P的X坐标值，再由交点B的坐标值及该已知的函数关系，便可得到P点的坐标值。

例如，假设交点B点的坐标值为(x₁，y₁)，且交点C的坐标值为(x₂，y₂)。则交点A及扫描起始点P的X坐标值与交点C的X坐标值均相同，即为x₂。因交点A与交点B点位于同一扫描线上，因此有相同的Y坐标值y₁，换言之，交点A的坐标即为(x₂，y₁)，所以线段AB的长度值即为x₁-x₂，而由于函数曲线为一条斜率是1的直线，所以线段AP与线段AB具有相同的长度，因此可以得到扫描起始点P的Y坐标值为y₁+x₁-x₂。所以，扫描起始点P的坐标值为(x₂，y₁+x₁-x₂)。如此，光机302快速且正确地找到图像扫描起始点P的位置，开始进行扫描动作。

为了进一步地解决漏光的问题，更可改变标记区块312的形状，以达到更好的效果。请参照图5，其所绘示为图3中将标记区块以另一形状表示的示意图。图中的标记区块502为一等腰钝角三角形，以非钝角的一顶点来作为扫描起始点P，扫描起始点P的对边平行于X轴，其中顶点Q为钝角、顶点R为另一非钝角的顶点。故而，线段QR与线段PQ等长，线段PR为等腰三角型的最长边，且线段PQ与Y轴的夹角θ为一已知值。当光机302移动至第一扫描线314时，分别得到第一扫描线314与线段PQ、PR的交点Q′与R′。因为三角形Q′R′P仍为等腰三角形。所以，可以通过交点Q′与R′所形成的等腰三角形Q′R′P的几何关系，以及夹角θ来精确地得到扫描起始点P的坐标值，又不会受到上盖402漏光所造成的影响。

请参照图6，其所绘示的为图3中当标记区块的斜边为任意的函数图形时的示意图。在实际应用上，当然是以简单函数较易实施。例如在图6中，是以函数图形为一抛物线602为例做说明，且以抛物线602与垂直线604的切点来作为扫描起始点P。当光机302移动至第一扫描线314时，即可得到第一扫描线314与抛物线602的交点T的坐标，再通过抛物线的函数关系得到图像扫描起始点P的位置，并可快速地将光机302移至图像扫描起始点P，对待扫描文件进行扫描。

请参照图7，其所绘示的是两已知函数曲线定义的标记区块的示意图。标记区块702可由两函数曲线界定而成。两函数曲线例如为函数曲线704与函数曲线706，并相交于S点与P点，其中P点为扫描起始点，而函数曲线704例如为一直线。第一扫描线314分别与函数曲线704与函数曲线706相交于交点U与交点V，可利用交点U与交点V的函数关系，求出扫描起始点P的坐标值。

另外，请参照图8A～图8C，其所绘示的是利用冲压法制造本发明所使用的表纸板的流程图。本发明的表纸板810可利用冲压的方式制造而成。图8A所绘示的是冲压所使用的模具前视图；图8B所绘示的是冲压前的示意图；图8C所绘示的是冲压后的示意图。将所要冲压的表纸板图形802刻于模具804上，制造时，只要将模具804对塑胶板806进行冲压，便可完成表纸板808的制作。

由于本发明的主要特点在于本发明的扫描器并无任何出厂前预设的“参考点”以及该参考点与扫描起始点间的“距离向量关系”存在，上述实施例所述的标记区块，虽以“冲压”方法为例，以产生镂空的标记区块，但事实上标记区块也可以印制法印制在完整而不镂空的表纸板上，只不过如此将增加一表纸板的印制与切割的误差，因印制法将多个标记区块先印制于一大片的表纸板材料中，再将该多个标记区块依序切割出来，但因印制与切割分属两道程序，且难以准确切割，因此印制方法的误差会较大。至于冲压法因不须印制与切割，所以不会有印制及切割所产生的误差，其误差仅存在于模具制造的精准度，而这一部分的误差一般是远低于印制法的。然而印制法，直接将标记区块印制于表纸板中，并无镂空区域，因此不会有漏光问题，此为印制法胜于冲压法的地方。

此外，本发明的上述实施例虽然是将标记区块设置于表纸板的左方为例来说明，但实际实施时仍然可以将该标记区块设置于表纸板的右方、中间或其他预设的地方，只要指示使用者如何放置待扫描文件的标示能正确地指出扫描起始点的位置即可。

在本发明的上述实施例中，因为表纸板固定在扫描平台的上方，而上盖402上用以压制文件的塑胶垫404可以同时覆盖到表纸板310上，故而更可减少扫描平台上宽边的漏光情形。且实施本发明时，因为扫描装置的长度是固定的，只要将机壳上放置扫描平台的开口加大，例如增加可粘贴表纸板310的区域，仍能扫描与一般扫描装置相同大小的文件，而不会增加扫描器的体积，并不违反轻薄短小的趋势。上述实施例为了便于说明，故将标记区块的图示作放大，在实际状况下，只要小面积的标记区块便可达到很好的扫描起始点的定位效果。

本发明装置的优点在于，可以达到快速且精确地定位扫描起始点的目的，其中，用以作为定位的表纸板制造方法简易而且误差小。利用表纸板上的标记区块对扫描起始点精确定位，对于提高扫描速度与图像质量有很大的帮助。

综上所述，结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种具有定位扫描起始点的图像扫描装置，包括：

一机壳，包括一扫描平台，用以放置一待扫描文件；

一光机，装设于该扫描平台下方，用以对该扫描平台上的物件进行扫描；以及

一表纸板，固定在该扫描平台上且邻接于该扫描平台的上宽边，该表纸板包括一标记区块，该标记区块可用一预设的函数组来定义，并具有一扫描起始点，供使用者将该待扫描文件对准于该扫描起始点放置，在该光机移动至一扫描线上之后，该光机可根据扫描到的该标记区块与该扫描线交点，配合该标记区块的该预设函数组，寻找出该扫描起始点的位置。

2.如权利要求1所述的图像扫描装置，其中，该标记区块为一等腰直角三角形，该等腰直角三角形包括一第一股、一第二股与一斜边，该第一股位于该扫描平台的左长边，且该第二股与该扫描平台的左长边垂直并靠近该扫描平台的上宽边，该扫描起始点位于该斜边与第一股边的交点。

3.如权利要求1所述的图像扫描装置，其中，该标记区块为一等腰钝角三角形，该等腰钝角三角形包括一第一短边、一第二短边与一长边，其中该第二短边与该扫描平台的左长边垂直并靠近该扫描平台的上宽边，该扫描起始点位于该左长边与第一短边的交点。

4.如权利要求1所述的图像扫描装置，其中该标记区块是由一第一边、一第二边与一函数曲线所定义，该第一边位于该扫描平台的左长边上、该第二边与该扫描平台的左长边垂直并靠近该扫描平台的上宽边，该扫描起始点位于该函数曲线与第一边的交点。

5.如权利要求1所述的图像扫描装置，其中该标记区块是由一第一函数曲线与一第二函数曲线所定义，该第一函数曲线与该第二函曲线交于一第一点与一第二点，该扫描起始点为该第一点。

6.如权利要求5所述的图像扫描装置，其中该第一函数曲线为一直线。

7.如权利要求1所述的图像扫描装置，还包括一上盖，用以覆盖于该机壳上方，其中，该上盖内包括一塑胶垫，用以与该扫描平台密合。

8.如权利要求1所述的图像扫描装置，其中，该表纸板是由一塑胶板所制成。

9.如权利要求1所述的图像扫描装置，其中，该表纸板的标记区块为一镂空的区域。

10.如权利要求9所述的图像扫描装置，其中，该表纸板的标记区块利用冲压的方式制造。

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