DE19617122A1

DE19617122A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines horizontalen Startpunktes eines Dokumentes auf einem Flachbettscanner

Info

Publication number: DE19617122A1
Application number: DE19617122A
Authority: DE
Inventors: Jenn-Tsair Tsai
Original assignee: Mustek Systems Inc
Current assignee: Mustek Systems Inc
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-29
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2016-04-30
Also published as: US5719404A; DE19617122C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Flachbettscanner, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Kalibrieren eines horizontalen Startpunktes eines Doku mentes, das auf einem Flachbettscanner gescannt bzw. abgetastet werden soll.

Ein Flachbettscanner ist ein optoelektronisches Gerät, das zum Umsetzen von gedruckten Daten in eine digitale Form für die Verarbeitung mit einem Computer ausgebildet ist. Das Dokument, das gescannt werden soll, wird fest auf einer transparenten Glasplatte eines Flachbettscanners plaziert, und ein beweglicher Abtastkopf wird zum Ausführen eines Abtastvorganges entlang dem Dokument bewegt, um die auf dem Dokument gedruckten Daten in eine digitale Form zu wandeln. Der Abtastkopf ist optisch an ein lineares Feld von lichtempfindlichen Zellen, wie z. B. CCD- oder CIS-Zellen gekoppelt, wobei jede Zelle einem Pixel bzw. einem Bildelement des abgetasteten Bildes entspricht.

Die transparente Glasplatte ist rechteckig ausgebildet, wobei sie größer als das abzutastende Dokument ist. Auf oder im Be reich der transparenten Glasplatte sind Markierungen angebracht, die es dem Benutzer erlauben, das Dokument an korrekten Positio nen zu plazieren. Damit das gesamte Dokument abgetastet werden kann, sollte der Scanvorgang am obersten, links außen angeord neten Punkt des Dokuments beginnen. Dieser Punkt wird als "Refe renzpunkt" oder "horizontaler Startpunkt" bezeichnet (in dieser Beschreibung wird der Ausdruck "horizontaler Startpunkt" ver wendet), der dem Pixel (0,0) im gescannten Bild entspricht. Bevor der Scanvorgang gestartet wird, muß der Scanner die Lage des horizontalen Startpunktes auf dem Dokument finden.

Im Patent ROC, Nr. 147,499 der Firma Hewlett Packard Inc., USA, ist ein Verfahren zum Bestimmen der Lage des horizontalen Start punktes offenbart. Bei diesem Verfahren ist es jedoch erforder lich, daß der Abtastkopf sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung eingestellt wird. Dies ist ein ziemlich zeitaufwendiger Vorgang, um die Lage des horizontalen Startpunktes zu ermitteln. Es besteht daher ein erheblicher Bedarf nach einem Verfahren, das die Lage des horizontalen Startpunktes durch Verstellen der Position des Abtastkopfes nur in einer Richtung bestimmen kann, so daß die Kalibrierung schneller erfolgen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen Flachbettscanner vor zusehen, die geeignet sind, die Lage eines horizontalen Start punktes auf einem Dokument, das gescannt werden soll, durch Verstellen des Abtastkopfes nur in einer Richtung festzustellen, so daß die Kalibrierung schneller erfolgen kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.

In Übereinstimmung mit der oben angegebenen Aufgabe und anderen Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ein neues und verbes sertes Kalibrierverfahren und eine neue und verbesserte Kali briervorrichtung vorgesehen. Bei dem Verfahren und bei der Vor richtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden wenigstens eine erste Reflexionsmarke und eine zweite Reflexionsmarke an einer Kalibrierposition zwischen der Vorderkante des Dokuments und der home-Position bzw. einer Ausgangsposition eines Abtastkopfes angeordnet. Die Kalibrierposition ist mit einem ersten Abstand von der home-Position und mit einem zweiten Abstand von der Vorderkante des Dokuments entfernt. Während des Kalibriervor gangs wird der bewegliche Abtastkopf zuerst um den ersten Ab stand zur Kalibrierposition bewegt, wo der bewegliche Abtastkopf die zwei Reflexionsmarken wahrnimmt, um dabei die Gesamtzahl der Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem li nearen Feld und dem Pixel, das der inneren Kante der ersten Reflexionsmarke entspricht, und auch der Gesamtzahl der Pixel zwischen dem Pixel, das der inneren Kante der ersten Reflex ionsmarke entspricht, und dem Pixel, das der inneren Kante der zweiten Reflexionsmarke entspricht, zu ermitteln. Nachfolgend wird die Gesamtzahl der Pixel zwischen der inneren Kante der ersten Reflexionsmarke und dem horizontalen Startpunkt bestimmt. Nach Maßgabe der so ermittelten Daten wird die gesamte Anzahl der Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und dem horizontalen Startpunkt des Dokuments be stimmt, um hierbei festzustellen, welche lichtempfindliche Zelle auf dem linearen Feld als lichtempfindliche Startzelle verwendet wird, die dem Pixel des horizontalen Startpunktes des Dokuments entspricht. Danach wird der bewegliche Abtastkopf um den zweiten Abstand zu der Vorderkante des Dokuments bewegt, wo der Scanvor gang begonnen wird, um das Dokument abzutasten.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei spiel haft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A-1C schematisch einen Flachbettscanner im Quer schnitt, an dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird und der erfindungsgemäß ausgebil det ist, wobei er in drei Stufen des Scanvorgangs gezeigt ist;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Flachbett scanner gemäß Fig. 1A-1C; und

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das die beim erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrich tung ausgeführten Verfahrensschritte zeigt.

Die Fig. 1A-1C zeigen schematisch einen Flachbettscanner 100, an dem das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird und der eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Wie aus Fig. 1A hervorgeht, ist der Abtastmechanismus des Flachbettscanners 100 im wesentlichen identisch mit herkömmlichen Flachbettscannern, umfassend eine bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 und eine transparente Glasplatte 120, auf der ein Dokument D, das mit dem Flachbettscanner gescannt bzw. abgetastet werden soll, plaziert wird. Die bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 besteht aus einer Lichtquelle 111 zum Erzeugen eines weißen Lichtstrahls, um das Dokument D auszuleuchten, einem Abtastkopf 112 zum Wahrnehmen des reflektierten Lichts der Lichtquelle, einem optischen System 113 zum Führen des Lichts und einem li nearen Feld von lichtempfindlichen Zellen 114 zum Erzeugen opto elektronischer Signale, die die RGB-Komponenten des wahrgenom menen Lichtes darstellen. Wenn der Flachbettscanner nicht ver wendet wird, ist die bewegliche lichtempfindliche Einrichtung 110 mit ihrem Abtastkopf 112 an einer home-Position P₀ bzw. Ausgangsposition angeordnet. Der hier gezeigte Flachbettscanner 100 weist eine lichtempfindliche Einrichtung auf, die insgesamt beweglich ausgebildet ist. Andere Arten von Flachbettscannern, die ein fest angeordnet es Feld von lichtempfindlichen Zellen und einen Abtastkopf aufweisen, der optisch an die lichtempfindli chen Zellen gekoppelt ist, können gleichermaßen verwendet wer den. Die lichtempfindlichen Zellen können bspw. CCD- oder CIS-Zellen sein.

Jede lichtempfindliche Zelle (nicht einzeln gezeigt) auf dem linearen Feld bzw. Array 114 entspricht einem Pixel (Bildele ment) des abgetasteten Bildes des Dokuments. Die Anzahl der lichtempfindlichen Zellen pro Längeneinheit auf dem linearen Feld stellen die Auflösung des Scanners dar. Üblicherweise wird die Auflösung in "dpi" angegeben. Ein Flachbettscanner hat übli cherweise eine Auflösung von 300, 600 oder 1200 dpi. Scanner mit höherer Auflösung sind auch erhältlich. Alle Elemente und Kom binationen bzgl. der beweglichen, lichtempfindlichen Einrichtung 110 beruhen auf bekannter Technik, so daß ihre Beschreibung nicht weiter ausgeführt wird.

In Fig. 2 ist die Erfindung dargestellt, wobei ein Paar von Reflexionsmarken, eine erste Reflexionsmarke 301 auf der linken Seite und eine zweite Reflexionsmarke 302 auf der rechten Seite, an einem Kalibrierpapier im Bereich des vorderen Endes der Glas platte 120 angebracht sind, wobei eine horizontale Zentrierlinie mit einer Kalibrierposition fluchtet bzw. übereinstimmt, wie es durch das Bezugszeichen P₁ dargestellt ist. Die Kalibrierposition P₁ ist um einen Abstand y₁ von der Ausgangsstellung P₀ der be weglichen, lichtempfindlichen Einrichtung 110 und um einen Ab stand y₂ von der Vorderkante (gekennzeichnet durch P₂) der trans parenten Glasplatte 120 beabstandet. Die Farbe der zwei Refle xionsmarken 301, 302 ist vergleichsweise dunkel, um einen scharfen Kontrast mit der Umgebung der zwei Marken 301, 302 zu bewirken. Der scharfe Kontrast ermöglicht der beweglichen, lichtempfindlichen Einrichtung 110 eine einfache Wahrnehmung der Kanten der Reflexionsmarken 301, 302. Die Werte von y₁ und y₂ sind im voraus vorbestimmt und in einer Verschiebesteuereinrich tung (nicht dargestellt) gespeichert, die die Verschiebung und Bewegung der beweglichen, lichtempfindlichen Einrichtung während des Verschiebevorgangs steuert.

Auf der transparenten Glasplatte 120 wird ein Dokument, das abgetastet werden soll, abgelegt. Das Dokument D wird auf der transparenten Glasplatte 120 durch den Benutzer des Scanners so plaziert, daß es genau mit einem Rechteck fluchtet bzw. überein stimmt, das durch das mit gestrichelten Linien gezeichnete Rechteck 121 dargestellt ist. Das Rechteck 121 ist so bemessen, daß es genau in eine vorbestimmte Größe eines Dokuments, wie z. B. der Briefgröße von 8,5′′×11′′, entspricht. Es ist wichtig, daß der Benutzer des Scanners das Dokument D mit seiner Vorder kante genau fluchtend zu der Vorderkante des Rechteckes 11 an ordnet. Um eine einfache Anlage bzw. Anordnung des Dokuments D auf der transparenten Glasplatte 120 zu ermöglichen, stimmt in der Praxis die Vorderkante des Rechtecks gewöhnlich mit der Vorderkante der transparenten Glasplatte überein. In Fig. 2 ist die Größe des Dokuments D durch W×L angezeigt, wobei W die Breite des Dokuments und L die Länge desselben ist. Eine ver tikale Mittellinie des Dokuments D ist durch eine strichpunk tierte Linie mit dem Bezugszeichen C dargestellt. Der maximale horizontale Bereich, der mit der beweglichen, lichtempfindlichen Einrichtung 110 abgetastet werden kann, ist mit der Länge B angegeben.

Bevor die bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 über das Dokument D zum Ausführen eines Scanvorganges bewegt werden kann, muß der Scanner erst einen Kalibriervorgang ausführen, um den horizontalen Startpunkt des Dokuments D zu finden, der in Fig. 2 durch einen mit O gekennzeichneten Punkt dargestellt ist. Der horizontale Startpunkt O entspricht dem Pixel bzw. Bildelement, das am Ursprung (0,0) auf dem abzutastenden Bild angeordnet ist. Die Verfahrensschritte, die während des Kalibriervorgangs aus geführt werden, sind im Flußdiagramm in Fig. 3 gezeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, beginnt der Kalibriervorgang mit dem Schritt 501, bei dem der Scanner eingeschaltet wird. Beim Schritt 502 wird die bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 von der Ausgangsstellung P₀ um den eingebauten Abstand von y₁ auf die Kalibrierposition P₁ bewegt, an der die Reflexionsmarken 301, 302, wie in Fig. 2 dargestellt, angeordnet sind.

Nachfolgend sendet die bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 bei den Schritten 503 und 504 einen Lichtstrahl von der Lichtquelle 111 aus, und das von den Reflexionsmarken 301, 302 reflektierte Licht wird vom Abtastkopf 112 empfangen und über das optische System 113 zu dem linearen Feld 114 geleitet. Die RGB-Komponenten des reflektierten Lichts werden folglich durch das lineare Feld 114 aufgenommen, so daß der Ort der inneren Kante 301a der ersten Reflexionsmarke 301 und der der inneren Kante 302a der zweiten Reflexionsmarke 302 bestimmt werden kön nen; mit anderen Worten: es können die bestimmte lichtempfindli che Zelle, die die innere Kante 301a der ersten Reflexionsmarke 301 wahrnimmt, und die bestimmte lichtempfindliche Zelle, die die innere Kante 302a der zweiten Reflexionsmarke 302 wahrnimmt, bestimmt werden.

Nachfolgend wird beim Schritt 511 die Gesamtzahl der Pixel (oder lichtempfindlichen Zellen) zwischen der ersten lichtempfindli chen Zelle auf dem linearen Feld 114 und der einen lichtempfind lichen Zelle, die die innere Kante 301a der ersten Reflexionsm arke 301 wahrnimmt, bestimmt. Als Gesamtzahl ergibt sich a. Währenddessen wird beim Schritt 521 die Gesamtzahl der Pixel zwischen der lichtempfindlichen Zelle, die die innere Kante 301a der ersten Reflexionsmarke 301 wahrnimmt, und der lichtempfind lichen Zelle, die die innere Kante 302a der zweiten Reflexionsm arke 302 wahrnimmt, bestimmt. Als Gesamtzahl ergibt sich A. Als nächstes wird im Schritt 522 die Gesamtzahl b von Pixel inner halb des horizontalen Bereichs von der inneren Kante 301a der ersten Reflexionsmarke 301 zu dem horizontalen Startpunkt O durch folgende Gleichung bestimmt:

b=A/2-W·(Auflösung)/2,

wobei
A die Gesamtzahl der Pixel innerhalb des horizontalen Bereichs zwischen den zwei Reflexionsmarken 301, 302 ist,
W die Breite des Dokuments in inch ist, und (Auflösung) die Auflösung des Scanners in dpi ist.

Wenn die Werte a und b bestimmt sind, kann die Gesamtzahl x der Pixel innerhalb des horizontalen Bereichs zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld 114 und dem hori zontalen Startpunkt O des Dokuments D mit Schritt 531 gemäß folgender Gleichung bestimmt werden:

x=a+b

Beim Schritt 532 wird die x-te lichtempfindliche Zelle auf dem linearen Feld 114 als lichtempfindliche Startzelle festgelegt, die verwendet wird, um den horizontalen Startpunkt O des Doku ments D abzutasten.

Bei einer Briefgröße von bspw. 8,5′′×11′′ und einer Auflösung von bspw. 600 dpi, und falls beim Kalibriervorgang ermittelt wird, daß A = 5.200 Pixel und a = 20 Pixel aufweisen, dann ergibt sich b zu:

b = 5.200/2-8,5·600/2 = 50 Pixel

Daher gilt für x:

x = 20+50 = 70

Demgemäß entspricht die siebzigste lichtempfindliche Zelle auf dem linearen Feld 114 der ersten vertikalen Linie von Pixels des abgetasteten Bildes.

Folglich wird beim Schritt 533 die bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 von der Kalibrierposition P₁ um die eingebaute Distanz y₂ zur Vorderkante P₂ der transparenten Glasplatte 120 bewegt. Dann wird die bewegliche, lichtempfindliche Einrichtung 110 über das Dokument D weiterbewegt, und das Abtasten des Doku ments D von der x-ten lichtempfindlichen Zelle des linearen Feldes 114 an beginnt.

Die vorliegende Erfindung ist oben beispielhaft anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Es ist selbstverständ lich, daß der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist. Vielmehr ist es beabsichtigt, unterschiedliche Modifikationen und ähnliche An ordnungen mit einem Schutz abzudecken, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Dem Schutz durch die Ansprüche soll die weiteste Interpretation gewährt werden, so daß alle derarti gen Modifikationen und ähnlichen Anordnungen darin eingeschlos sen sind.

Die Erfindung kann folgendermaßen zusammengefaßt werden:
Sie betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Flachbettscanner zum Kalibrieren eines horizontalen Startpunktes eines Dokuments, das mit dem Flachbettscanner abge tastet werden soll. Der Flachbettscanner weist als lichtempfind liche Einrichtung bspw. ein CCD- oder CIS-Element auf, die aus einem linearen Feld von lichtempfindlichen Zellen und einem beweglichen Abtastkopf bestehen. Bei dem Verfahren und der Vor richtung sind zwei Reflexionsmarken an einer vorbestimmten Kali brierposition im Bereich der Vorderkante des Dokuments be festigt. Während des Kalibriervorgangs wird der bewegliche Abtastkopf zu der Kalibrierposition bewegt, wo er die zwei Re flexionsmarken wahrnimmt, um hierbei sowohl den Abstand in Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und der ersten Reflexionsmarke, als auch den Abstand in Pixel zwischen den beiden Reflexionsmarken zu bestimmen. Der Abstand in Pixel zwischen der ersten Reflexionsmarke und dem horizontalen Startpunkt kann dann bestimmt werden. Danach wird der Abstand in Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und dem horizontalen Startpunkt des Dokuments bestimmt, um hierbei festzulegen, welche lichtempfind liche Zelle auf dem linearen Feld als lichtempfindliche Start zelle verwendet wird, die dem horizontalen Startpunkt des Doku ments entspricht. Der bewegliche Abtastkopf wird dann zu der Vorderkante des Dokuments bewegt, wo der Scanvorgang zum Ein scannen des Dokuments beginnt.

Claims

1. Verfahren zur Verwendung in einem Flachbettscanner zum Kalibrieren eines horizontalen Startpunktes eines Dokumen tes, das mit dem Flachbettscanner abgetastet werden soll, wobei der Flachbettscanner eine lichtempfindliche Einrich tung mit einem linearen Feld von lichtempfindlichen Zellen und einen beweglichen Abtastkopf aufweist, der optisch an die lichtempfindlichen Zellen gekoppelt ist, wobei der Abtastkopf in einer Ausgangsstellung angeordnet ist, wenn er nicht verwendet wird, und das Verfahren folgende Schrit te umfaßt:

(1) Anordnen wenigstens einer ersten Reflexionsmarke und einer zweiten Reflexionsmarke an einer Kalibrierposi tion zwischen der Vorderkante des Dokuments und der Ausgangsposition, wobei die Kalibrierposition mit einem ersten Abstand von der Ausgangsposition und einem zweiten Abstand von der Vorderkante des Doku ments beabstandet ist;
(2) Bewegen des beweglichen Abtastkopfes um den ersten Abstand zu der Kalibrierposition;
(3) Abtasten der Reflexionsmarken durch den beweglichen Abtastkopf, um dabei die Gesamtzahl der Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und dem Pixel, der der inneren Kante der ersten Reflexionsmarke entspricht, als auch die Gesamtzahl der Pixel zwischen dem Pixel, der der inneren Kante der ersten Reflexionsmarke entspricht, und dem Pixel, der der inneren Kante der zweiten Reflexionsmarke entspricht, zu bestimmen;
(4) Bestimmen der Gesamtzahl der Pixel zwischen der inne ren Kante der ersten Reflexionsmarke und des horizon talen Startpunktes des Dokumentes;
(5) Bestimmen der Gesamtzahl der Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und dem horizontalen Startpunkt des Dokumentes, um hierbei zu bestimmen, welche lichtempfindliche Zelle auf dem linearen Feld als lichtempfindliche Startzelle ver wendet wird, die dem Pixel des horizontalen Startpunk tes des Dokumentes entspricht;
(6) Bewegen des beweglichen Abtastkopfes über den zweiten Abstand zu der Vorderkante des Dokuments; und
(7) Starten des Abtastens des Dokuments.

2. Vorrichtung zur Verwendung in einem Flachbettscanner zum Kalibrieren eines horizontalen Startpunktes eines Dokumen tes, das mit dem Flachbettscanner abgetastet werden soll, wobei der Flachbettscanner eine lichtempfindliche Einrich tung mit einem linearen Feld von lichtempfindlichen Zellen und einen beweglichen Abtastkopf aufweist, wobei der Ab tastkopf in einer Ausgangsstellung angeordnet ist, wenn er nicht verwendet wird, umfassend:
wenigstens eine erste Reflexionsmarke und eine zweite Re flexionsmarke, die an einer Kalibrierposition zwischen der Vorderkante des Dokuments und der Ausgangsposition angeord net sind, wobei die Kalibrierposition mit einem ersten Abstand von der Ausgangsposition und mit einem zweiten Abstand von der Vorderkante des Dokuments beabstandet ist, wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie einen Kalibriervorgang mit folgenden Schritten ausführen kann:
Bewegen des beweglichen Abtastkopfes um den ersten Abstand bis zur Kalibrierposition;
Abtasten der Reflexionsmarken durch den beweglichen Abtast kopf, um dabei die Gesamtzahl der Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und dem Pixel entsprechend der inneren Kante der ersten Reflexions marke, und die Gesamtzahl der Pixel zwischen dem Pixel, der der inneren Kante der ersten Reflexionsmarke entspricht, und dem Pixel, der der inneren Kante der zweiten Re flexionsmarke entspricht, zu bestimmen;
Bestimmen der Gesamtzahl der Pixel zwischen der inneren Kante der ersten Reflexionsmarke und des horizontalen Startpunktes des Dokumentes;
Bestimmen der Gesamtzahl der Pixel zwischen der ersten lichtempfindlichen Zelle auf dem linearen Feld und dem horizontalen Startpunkt des Dokumentes, um hierbei zu be stimmen, welche lichtempfindliche Zelle auf dem linearen Feld als lichtempfindliche Startzelle verwendet wird, die dem Pixel des horizontalen Startpunktes des Dokument es entspricht;
Bewegen des beweglichen Abtastkopfes über den zweiten Ab stand zu der Vorderkante des Dokuments; und
Starten des Abtastens des Dokuments.