CN1320808C - 双面扫描仪 - Google Patents

Abstract

一种双面扫描仪，包括第一扫描模块、第二扫描模块、传动机构、动力源及控制处理单元。第一扫描模块用来扫描待扫描文件的正面，并撷取待扫描文件的正面的影像。第二扫描模块用来扫描待扫描文件的背面，并撷取待扫描文件的背面的影像。传动机构用来使待扫描文件和第一扫描模块及第二扫描模块产生相对运动，动力源用来带动传动机构，并输出至少一反馈信号。控制处理单元接收一扫描指令，并据此来控制动力源带动传动机构。控制处理单元接收反馈信号，并据此来控制第一扫描模块与第二扫描模块进行双面扫描。

Description

双面扫描仪

                                    技术领域

本发明是关于一种扫描仪，特别是关于一种双面扫描仪。

                                    背景技术

随着科技的进步与发展，多媒体(multi-media)的整合与应用已成为趋势。所谓多媒体是指包含文字、影像、声音等各种不同资料形态的资料内容。为了使资料能以多媒体的形式展现，如今已有多种可撷取影像或声音的多媒体装置发展出来，而对于影像处理而言，扫描仪(scanner)是使用者经常使用的影像撷取工具之一。

请参照图1A，其绘示的是传统的具有步进马达(step motor)的馈纸式(sheet-feed type)单面扫描仪的方块图。在图1A中，扫描仪10包括自动馈纸式(automatic document feeder，ADF)电荷耦合组件(charge coupled device，CCD)11、控制器12、步进马达13及滚轮组14。当扫描仪10开始扫描一待扫描文件(未绘示于图1A中)时，首先，控制器12控制步进马达13转动，以驱使滚轮组14移动待扫描文件。接着，控制器12控制自动馈纸式电荷耦合组件11撷取待扫描文件的影像。当扫描仪10搭配复杂的纸张翻转机构时，扫描仪10即可扫描待扫描文件的正面及背面，达到双面扫描的效果。

请参照图1B，其绘示的是传统的具有步进马达的平台式(flat-bed type)单面扫描仪的方块图。扫描仪15包括平台式电荷耦合组件16、控制器17、步进马达18及皮带滚轮组19。当扫描仪15开始扫描一待扫描文件(未绘示于图1B中)时，控制器17控制步进马达18转动，以驱使皮带滚轮组19移动平台式电荷耦合组件16，使得平台式电荷耦合组件16可以撷取待扫描文件的影像。当扫描仪15搭配复杂的纸张翻转机构时，扫描仪15即可扫描待扫描文件的正面及背面，达到双面扫描的效果。

步进马达在使用上是采开回路(open-loop)的控制方式，极容易因过快的加速曲线设计而负载，并超出此转速下所允许的拉进转矩(pull-in torque)，造成步进马达失步的情形(loss step-synchronism)。假如此一失步时间持续过长，将会造成马达死锁(motor stall)的现象，且难以排除。此外，当步进马达使用微步进的驱动方式时，其定位精度(positionalaccuracy)通常无法达到所需的平顺度。另外，步进马达由于内部结构的特性限制所致，一般无法在转速上超过5000(rpm)，且其高转速时的转矩特性(torque characteristics)不佳。

为了能够维持最大的保持力矩(holding torque)，采开回路控制方式的步进马达通常是操作在全电力(fully-powered)的状态下，导致步进马达的操作温度很高。步进马达在以全步操作时会有显著的噪音与机械振动问题，尤其是低速运转时更是明显。而且步进马达的共振带多且宽，容易在与其它机构配合时产生共振现象及噪音。因此，面对未来需要高转速、高负载、负载变异大、少振动及低噪音的扫描仪而言，采开回路控制方式的步进马达将会不再实用。

                                      发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种双面扫描仪。其配置可输出反馈信号的动力源的设计，可以解决传统的采开回路控制方式的步进马达运作时所遭遇到的失步、马达死锁、高操作温度、振动及噪音等问题，符合高转速、高负载、负载变异大、少振动及低噪音的扫描仪的需求。

根据本发明的目的，提出一种双面扫描仪，包括一第一扫描模块、一第二扫描模块、一传动机构、一动力源及一控制处理单元。第一扫描模块用来扫描一待扫描文件的正面，并撷取待扫描文件的正面的影像。第二扫描模块用来扫描此待扫描文件的背面，并撷取待扫描文件的背面的影像。传动机构用来使待扫描文件和第一扫描模块及第二扫描模块产生一相对运动，动力源用来带动传动机构，并输出用于表示传动机构的运动速度的至少一反馈信号。控制处理单元接收一扫描指令，并据此来控制动力源带动传动机构。控制处理单元接收反馈信号，并据此来控制第一扫描模块与第二扫描模块进行双面扫描。

根据本发明的另一目的，提出一种具有双面扫描仪，包括一第一扫描模块、一第二扫描模块、一第一传动机构、一第二传动机构、一第一动力源、一第二动力源及一控制处理单元。第一扫描模块用来扫描待扫描文件的正面，并撷取待扫描文件的正面的影像。第二扫描模块用来扫描待扫描文件的背面，并撷取待扫描文件的背面的影像。第一传动机构用来移动第一扫描模块，第二传动机构用来移动待扫描文件。第一动力源用来带动第一传动机构，使得第一传动机构移动第一扫描模块到与第二扫描模块相对的位置。第二动力源用来带动第二传动机构，并据此来输出用于表示第二传动机构的运动速度的至少一反馈信号。控制处理单元接收一扫描指令，并据此来控制第二动力源带动第二传动机构，该控制处理单元接收反馈信号，并据此来控制第一扫描模块及第二扫描模块进行双面扫描。为了让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下面特举较佳实施例，并配合所附图式作详细说明。

                              附图说明

图1A所示的是传统的具有步进马达的馈纸式单面扫描仪的方块图；

图1B所示的是传统的具有步进马达的平台式单面扫描仪的方块图；

图2A所示的是依照本发明的实施例一的双面扫描仪的方块图；

图2B所示的是图2A的传动机构带动待扫描文件时的状态的结构示意图；

图2C所示的是图2A的传动机构带动第一扫描模块及第二扫描模块时的状态的结构示意图；

图3A所示的是依照本发明的实施例二的双面扫描仪的方块图；

图3B所示的是双面扫描仪为一结合自动走纸装置的平台式双面扫描仪时的状态的结构示意图；

图4所示的是依照本发明的实施例三的双面扫描仪的方块图。

                             具体实施方式

实施例一

请参照图2A，其绘示的是依照本发明的实施例一的双面扫描仪的方块图。在图2A中，双面扫描仪20至少包括第一扫描模块21、第二扫描模块22、控制处理单元23、动力源25及传动机构27。第一扫描模块21用来扫描一待扫描文件(未绘示于图2A中)的正面，并撷取此待扫描文件的正面的影像。第二扫描模块22用来扫描一待扫描文件的背面，并撷取此待扫描文件的背面的影像。传动机构27用来使待扫描文件和第一扫描模块21及第二扫描模块22产生一相对运动。

如图2B所示，假设第一扫描模块21及第二扫描模块22静止不动，则图2A的传动机构27为一包含滚轮27a、27b、27c及27d的滚轮组。滚轮27a～27d用来带动待扫描文件28，使得待扫描文件28沿着图2B的箭号29b的方向移动，达到双面扫描效果。如图2C所示，假设待扫描文件28静止不动，则图2A的传动机构27用来带动第一扫描模块21及第二扫描模块22，使得第一扫描模块21及第二扫描模块22沿着图2C的箭号29c的方向移动，同样可以达到双面扫描效果。在图2B～图2C中，第一扫描模块21包含一第一光源21a、一第一反射镜21b、一第一镜头21c及一第一电荷耦合组件(charge coupled device，CCD)21d，第二扫描模块22包含一第二光源22a、一第二反射镜22c、一第二镜头22d及一第二电荷耦合组件22d。

动力源25用来带动传动机构27，当动力源25为直流(direct current，DC)马达或交流(alternating current，AC)马达等类型的伺服马达(servo motor)时，其具有编码轮(encoder wheel)、发光二极管及光传感器(photo sensor)。编码轮包含数个从中心转轴往轮边延伸的呈放射状排列的轮辐(spoke)，相邻的二轮辐之间为光线可通过的空隙，发光二极管及光传感器设置在编码轮的二侧。发光二极管所发出的光线若透过轮辐间的空隙时，光传感器将可以接收到这个通过编码轮的光线，并据此来发出一脉冲或其它形式的信号，如反馈信号R。当动力源25带动传动机构27时，编码轮将与伺服马达的动力源25同步转动。由于编码轮的轮辐有如风扇般地转动，光传感器将持续地接收到通过编码轮的光线，并持续地送出一反馈信号R。若光传感器所接收的信号的频率越大，表示编码轮转得越快，且传动机构27的带动速度越快。控制处理单元23接收一扫描指令S，并据此来控制动力源25带动传动机构27。控制处理单元23接收反馈信号R，并据此来控制第一扫描模块21及第二扫描模块22进行双面扫描。

然而熟悉本技术领域的人员也可以发现本发明的技术并不局限于此，例如，控制处理单元23可以是特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)或微处理器(microprocessor)，动力源25也可以是可反馈控制的步进马达。双面扫描仪20还包括一双面扫描输入接口，用来被触发而产生扫描指令S。控制处理单元23还包括一时序产生器(timing generator)，此时序产生器是根据反馈信号R产生一时序控制信号，用来控制第一扫描模块21及第二扫描模块22进行双面扫描。另外，控制处理单元23还包括一第一控制单元及一第二控制单元，第一控制处理单元及第二控制处理单元接收反馈信号R，并对应地据此反馈信号来控制第一扫描模块21及第二扫描模块22进行双面扫描。

实施例二

请参照图3A，其绘示的是依照本发明的实施例二的双面扫描仪的方块图。在第3A图中，双面扫描仪40至少包括第一扫描模块41、第二扫描模块44、控制处理单元43、第一动力源45、第二动力源46、第一传动机构47及第二传动机构48。第一扫描模块41用来扫描一待扫描文件(未绘示在图3A中)的正面，并撷取此待扫描文件的正面的影像。第二扫描模块44用来扫描一待扫描文件的背面，并撷取此待扫描文件的背面的影像。第一传动机构47用来移动第一扫描模块41，第二传动机构48用来移动待扫描文件。

如图3B所示，双面扫描仪40可以是一结合自动走纸装置(automatic document feederADF)40a的平台式(flat-bed type)双面扫描仪，第一扫描模块41包含一第一光源41a、一第一反射镜41b、一第一镜头41c及一第一电荷耦合组件41d，第二扫描模块42包含一第二光源42a、一第二反射镜42b、一第二镜头42c及一第二电荷耦合组件42d。第二扫描模块42为静止不动，第一扫描模块41是可沿着图3B的箭头49b的方向来回移动。第二传动机构48例如为一包括滚轮47a、47b、47c、47d及47e的滚轮组，通过滚轮47a～47e的夹纸及转动作用，使得待扫描文件49被自动馈纸装置40a馈入，并移动至第一扫描模块41及第二扫描模块42之间的双面扫描区。

第一动力源45用来带动第一传动机构47，并据此来输出一第一反馈信号R1。第二动力源46用来带动第二传动机构48，并据此来输出一第二反馈信号R2。控制处理单元43接收一扫描指令S时，若第一扫描模块41未到达定位，控制处理单元43接收一第一反馈信号R1，并据此来控制第一动力源45带动第一传动机构47，使得第一扫描模块41被移动至对应于第二扫描模块的位置，又如图3B所示。当第一扫描模块41到达定位时，控制处理单元43据此来控制第二动力源46带动第二传动机构48，使得待扫描文件49经过第一扫描模块41及第二扫描模块42之间的双面扫描区。控制处理单元43接收第二反馈信号R2，并据此来控制第一扫描模块41及第二扫描模块42进行双面扫描。

然而熟悉本技术领域的人员也可以发现本发明的技术并不局限于此，例如，控制处理单元43可以是特殊应用集成电路或微处理器，而第一动力源45可以是伺服马达或可反馈控制的步进马达，第二动力源46也可以是伺服马达或可反馈控制的步进马达。另外，双面扫描仪40还包括一双面扫描输入接口，用来被触发而产生扫描指令S。控制处理单元43还包括一时序产生器，此时序产生器根据第二反馈信号R2产生一时序控制信号，用来控制第一扫描模块41及第二扫描模块42进行双面扫描。

实施例三

请参照图4，其绘示的是依照本发明的实施例三的双面扫描仪的方块图。本实施例的双面扫描仪50与实施例二的双面扫描仪40不同之处在于第一控制处理单元53及第二控制处理单元54，至于其它相同的构成要件则继续沿用相同的标号，且在此不再赘述。在图4中，第一控制处理单元53及第二控制处理单元54都可接收扫描指令S，或者是，第一控制处理单元53或第二控制处理单元54接收扫描指令S。第一控制处理单元53接收扫描指令S，并确定第一扫描模块42是否到达定位。若第一扫描模块41未到达定位，第一控制处理单元43接收一第一反馈信号R1，并据此来控制第一动力源45带动第一传动机构47，使得第一扫描模块41被移动至对应于第二扫描模块的位置。又如图3B所示，当第一扫描模块41到达定位时，第二控制处理单元54据此来控制第二动力源46带动第二传动机构48。第二控制处理单元54接收第二反馈信号R2，并据此来控制第一扫描模块41及第二扫描模块42进行双面扫描。其中，第二控制处理单元54经由第一控制处理单元53控制第一扫描模块41进行完成双面扫描。

然而熟悉本技术领域的人员也可以发现本发明的技术并不局限于此，例如，第一控制处理单元53及第二控制处理单元54可以是特殊应用集成电路或微处理器。另外，双面扫描仪50还包括一双面扫描输入接口，用来被触发而产生扫描指令S。

本发明上述实施例所揭露的双面扫描仪，其配置可输出反馈信号的动力源的设计，可以解决传统的采开回路控制方式的步进马达运作时所遭遇到的失步、马达死锁、高操作温度、振动及噪音等问题，符合高转速、高负载、负载变异大、少振动及低噪音的扫描仪的需求。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用来限定本发明，任何熟悉本技术领域的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书的范围所界定的为准。

                              附图标号说明

10、15：扫描仪

11：自动馈纸式电荷耦合组件

16：平台式电荷耦合组件

12、17：控制器

13、18：步进马达

14：滚轮组

19：皮带滚轮组

20、40、50：双面扫描仪

21、41：第一扫描模块

21a、41a：第一光源

21b、41b：第一反射镜

21c、41c：第一镜头

21d、41d：第一电荷耦合组件

22、42：第二扫描模块

22a、42a：第二光源

22b、42b：第二反射镜

22c、42c：第二镜头

22d、42d：第二电荷耦合组件

23、43：控制处理单元

25：动力源

27：传动机构

27a、27b、27c、27d、47a、47b、47c、47d、47e：滚轮

28、49：待扫描文件

29b、29c、49b：箭头

40a：自动走纸装置

45：第一动力源

46：第二动力源

47：第一传动机构

48：第二传动机构

53：第一控制处理单元

54：第二控制处理单元

Claims (20)

1.一种双面扫描仪，其特征在于，包括：

一第一扫描模块，用来扫描一待扫描文件的正面，并撷取所述待扫描文件的正面的影像；

一第二扫描模块，用来扫描所述待扫描文件的背面，并撷取所述待扫描文件的背面的影像；

一传动机构，用来使所述待扫描文件和所述第一扫描模块及所述第二扫描模块产生一相对运动；

一动力源，用来带动所述传动机构，并输出用于表示所述传动机构的运动速度的至少一反馈信号；以及

一控制处理单元，接收一扫描指令，并据此来控制所述动力源带动所述传动机构，所述控制处理单元接收所述反馈信号，并据此来控制所述第一扫描模块与所述第二扫描模块进行双面扫描。

2.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述动力源是伺服马达。

3.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述动力源是步进马达。

4.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述控制处理单元是特殊应用集成电路。

5.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述控制处理单元还包括一时序产生器，所述时序产生器根据所述反馈信号产生时序控制信号，用来控制所述第一扫描模块与所述第二扫描模块进行双面扫描。

6.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述传动机构为一滚轮组，所述滚轮组用来带动所述待扫描文件。

7.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述传动机构用来带动所述第一扫描模块与所述第二扫描模块来回移动。

8.如权利要求1所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第一扫描模块包含用于撷取所述待扫描文件的正面影像的一第一电荷耦合组件，所述第二扫描模块包含用于撷取所述待扫描文件的背面影像的一第二电荷耦合组件。

9.一种双面扫描仪，其特征在于，包括：

一第一扫描模块，用来扫描一待扫描文件的正面，并撷取所述待扫描文件的正面的影像；

一第二扫描模块，用来扫描所述待扫描文件的背面，并撷取所述待扫描文件的背面的影像；

一第一传动机构，用来移动所述第一扫描模块；

一第二传动机构，用来移动所述待扫描文件；

一第一动力源，用来带动所述第一传动机构，使得所述第一传动机构移动所述第一扫描模块到与所述第二扫描模块相对的位置；

一第二动力源，用来带动所述第二传动机构，并据此来输出用于表示所述第二传动机构的运动速度的至少一第二反馈信号；以及

一控制处理单元，接收一扫描指令，并据此来控制所述第二动力源带动所述第二传动机构，所述控制处理单元接收所述第二反馈信号，并据此来控制所述第一扫描模块及所述第二扫描模块进行双面扫描。

10.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述控制处理单元还包括一时序产生器，所述时序产生器根据所述第二反馈信号产生一时序控制信号，用来控制所述第一扫描模块与所述第二扫描模块进行双面扫描。

11.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第二动力源为一可反馈控制的伺服马达。

12.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第二动力源为一可反馈控制的步进马达。

13.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第一动力源在带动所述第一传动机构时，同时输出用于表示所述第一传动机构的运动速度的至少一第一反馈信号；

所述控制处理单元接收所述第一反馈信号，并据此来控制所述第一动力源带动所述第一传动机构移动所述第一扫描模块到与所述第二扫描模块相对的位置。

14.如权利要求13所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第一动力源为可反馈控制的伺服马达。

15.如权利要求13所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第一动力源为可反馈控制的步进马达。

16.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述控制处理单元为特殊应用集成电路。

17.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述控制处理单元包括：

一第一控制处理单元，接收所述扫描指令，并据此来控制所述第一动力源带动所述第一传动机构，使得所述第一传动机构移动所述第一扫描模块到对应于所述第二扫描模块的位置；以及

一第二控制处理单元，接收所述扫描指令，并据此来控制所述第二动力源带动所述第二传动机构，所述第二控制处理单元接收所述第二反馈信号，并据此来控制所述第一扫描模块及所述第二扫描模块进行双面扫描；

所述第二控制处理单元经由所述第一控制处理单元来控制所述第一扫描模块进行扫描。

18.如权利要求17所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第一动力源在带动所述第一传动机构时，同时输出至少一第一反馈信号；

所述第一控制处理单元接收所述第一反馈信号，并据此来控制所述第一动力源带动所述第一传动机构移动所述第一扫描模块到对应于所述第二扫描模块的位置。

19.如权利要求17所述的双面扫描仪，其特征在于，所述第一控制处理单元及所述第二控制处理单元为特殊应用集成电路。

20.如权利要求9所述的双面扫描仪，其特征在于，所述双面扫描仪为结合自动走纸装置的平台式双面扫描仪。

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