一種圖像擷取裝置及其控制方法
2023-09-23 02:02:15 1
專利名稱：一種圖像擷取裝置及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像擷取裝置及其控制方法，特別涉及一種無需文件傳感器的圖像擷取裝置及其控制方法。
現有饋紙式掃描器或傳真機，在文件掃描時，都需要一額外的文件傳感器，以確定文件是否饋入；且該文件傳感器需位於掃描線之前，以判定文件是否饋入。該文件傳感器需對文件施以一定以上的力量，才會被激發來啟動後續文件掃描動作的進行；若對文件施力不足，或文件不平整沒有接觸到文件傳感器，則掃描器或傳真機無法確定有無文件饋入，無法正確進行文件掃描動作。由於增加一額外的文件傳感器，就增加了該饋紙式掃描器或傳真機在配線和組裝上的困難度與製作成本。
參照圖1為慣用圖像擷取裝置的結構圖。其中包含有一殼體1、一文件傳感器10、一圖像傳感器11、一滾輪12、一文件入口槽13、一上導板14、一下導板15、一文件出口槽16、一出口上導板17、一出口下導板18。文件傳感器10可為觸控式，需對文件施以一定以上的力量，才會被激發來啟動後續文件掃描動作的進行。而圖像傳感器11一般有CCD(Charged-CoupledDevice)和CIS(Contact Image Sensor)兩種。被掃描的文件由文件入口槽13送入，經上導板14與下導板15之間的導槽，接觸到文件傳感器10，以啟動滾輪12，將文件帶到CIS下，進行文件掃描。滾輪12被啟動後，將該文件捲入，經出口上導板17與出口下導板18之間的導槽，到達文件出口槽16。當該文件離開文件傳感器10後，文件傳感器10檢測到文件已送出，滾輪12需再將文件帶動一段距離，使位於文件傳感器10與CIS間的部分文件能完整地被掃描到，隨後便停止圖像傳感器11的文件掃描動作。因此，參照圖5，慣用圖像擷取裝置控制單元63通過文件傳感器61檢測文件饋入與否以控制整個圖像傳感器CCD文件掃描動作65與滾輪轉動67的啟始與結束。如果被掃描文件沒有適當的推擠文件傳感器61，或文件不平整，便無法啟動文件傳感器61，而文件掃描動作便無法被正確且精確的控制。
本發明的目的是針對現有技術中存在的文件掃描動作不能精確控制的缺點，提供一種在無需文件傳感器的情況下的圖像擷取裝置及完成圖像擷取的控制方法。
為達到上述目的之一，本發明提供一種圖像擷取裝置，該裝置包含表面具有環狀灰階圖案的滾輪；安置在與滾輪相鄰的位置處的圖像傳感器，它可對該滾輪方向所說的圖案進行檢測；一個控制單元，用來將來自圖像傳感器所測的滾輪的表面環形灰階圖案信號通過運算後存入存儲器中，並使圖像傳感器測得的滾輪表面現狀信號通過運算後輸入比較器中與來自存儲器的存儲信號進行比較，以控制圖像傳感器掃描開/關電路和滾輪轉動開/關電路的接通和關閉。
為達到上述的另一目的，本發明提供該圖像擷取裝置的控制方法，其包括如下步驟；(a)在進行文件掃描動作之前，控制單元預先啟動圖像傳感器對該環狀灰階圖案進行檢測，計算得到該圖案區段一參考灰階值；(b)由該參考灰階值計算得到該圖案區段一第一基準值及一第二基準值並將第一基準值及第二基準值儲存到存儲器中；(c)該控制單元啟動該圖像傳器對該滾輪方向持續地檢測，計算得到該圖案區段一現狀灰階值；(d)若該參考灰階值和該現狀灰階值之差大於該區段第一基準值，該控制單元啟動滾輪轉動進行文件掃描動作；(e)若該參考灰階值和該現狀灰階值之差小於該區段第二基準值，該控制單元停止滾輪轉動且停止文件掃描動作。
本發明僅利用滾輪上特殊圖案的灰階值作參考灰階值，與圖像傳感器檢測到的現狀灰階值作比較，以判定是否有文件送入，決定滾輪轉動及圖像傳感器對文件掃描動作進行與否。從而避免該圖像擷取裝置不必要的檢測動作，減少電源的消耗。
以下將結合附圖對本發明作進一步說明。
圖1為慣用圖像擷取裝置的結構圖；圖2為本發明圖像擷取裝置的結構圖；圖3為檢測用的參考圖案；圖4為滾輪的立體圖；圖5為慣用圖像擷取裝置的控制單元結構示意圖；
圖6為本發明圖像擷取裝置的控制單元結構示意圖；圖7為本發明控制單元執行步驟的流程圖。
現結合附圖將本發明的最佳實施例詳細說明如下。
本說明書中，所謂「檢測」乃是強調CCD偵測灰階值，交由控制單元計算比較判斷的動作；而所謂「掃描」則是強調CCD擷取圖像資料，交由電腦或傳真機做進一步輸出的動作。
參照圖2，為本發明圖像擷取裝置的結構圖。其中包含有一殼體1、一圖像傳感器11、一滾輪12、一文件入口槽13、一上導板14、一下導板15、一文件出口槽16、一出口上導板17、一出口下導板18。被掃描的文件由文件入口槽13送入，循文件傳送軌跡19，經上導板14與下導板15的導槽，進入圖像傳感器11與滾輪12間的掃描線321上。圖像傳感器11與滾輪12的接觸區322，與掃描線321相隔一段距離。滾輪12上具有一特殊的圖案，參照圖3，為檢測用參考圖案，並參照圖4，為滾輪的立體圖。圖3的參考圖案為黑色區段51、53、55與白色區段52、54所組合而成，各區段標有長度大小，而本發明的目的是揭露一種檢測有無文件饋入的控制方法及其裝置，該申請不受限於某一固定的參考圖案，因此圖3中各個黑色與白色區段的長度大小僅是舉例說明，不是本發明的限定範圍。
參照圖6，本發明的主要目的在於利用滾輪上一成全黑、全白或黑白相間的特殊環狀圖案；一控制單元73以開機時圖像傳感器CCD所檢測到該特殊圖案的灰階值作參考灰階值，通過信號處理單元(未示出)計算得到第一，第二基準值，將此參考灰階值、第一、第二基準值儲存於存儲器79中。使該裝置進入圖像擷取模式，此後，將圖像傳感器CCD71實際檢測到的現狀灰階值與參考灰階值在比較器77中進行比較，以判定是否有文件饋入，從而決定圖像傳感器CCD71對文件掃描動作與滾輪75轉動動作是否進行。如此，完全不需文件傳感器便可正確控制對文件掃描動作的進行；同時在判定無文件時，便能立即中止文件掃描動作，而無需再將文件推動一段距離。
參照圖2本發明圖像擷取裝置的結構圖及圖7本發明控制單元執行步驟的流程圖；流程步驟81，開機時，圖像傳感器11依照設定的黑、白區段長度，分別檢測黑、白區段的參考灰階值。為提高系統的可靠性與穩定性，本發明不計算各區段左、右邊界2mm檢測到的灰階值，亦即只檢測各區段左、右邊界2mm以內的區域，實際檢測的是黑色區段511與實際檢測的是白色區段521，並將各個黑、白區段的灰階值累加起來，得到黑色區段的參考灰階值(Ref_Black)與白色區段的參考灰階值(Ref_White)，並儲存起來；如此不計算各區段左、右邊界2mm區域，可容忍圖像傳感器11和滾輪12的位置存在少許誤差。本發明中，掃描器定為200dpi(Dot Per Inch)，分為64個灰階，而2mm至58mm的黑色區段約需400個像素(Pixel)，以進行累加計算。
本發明定義，黑色第一基準值為黑色參考灰階值的10％，黑色第二基準值為黑色參考灰階值的7％；流程步驟83，以此定義自黑色參考灰階值計算得到黑色第一、第二基準值；流程步驟85，儲存上述黑色灰階值到控制單元的存儲器中。依據相同定義，流程步驟83、85同時自白色參考灰階值計算白色第一、第二基準值，並加以儲存。
流程步驟87，當使用者下達掃描指令給掃描器或傳真機時，代表該掃描器或傳真機必需進入圖像擷取模式，允許使用者隨時插入文件進行掃描。若使用者未下達掃描指令，則該裝置會在流程步驟87的循回中待命。
若該裝置進入圖像擷取模式，則執行流程步驟89，圖像傳感器11依已設定的黑、白區段長度，檢測位於掃描線321上的圖像現狀灰階值；同樣的，本發明只檢測已設定的黑、白區段中左、右邊界2mm以內的區域，並將各個黑、白區段的灰階值累加起來，得到黑色區段的現狀灰階值(Current-Black)與白色區段的現狀灰階值(Current-White)。
流程步驟91，如果無文件送入，則圖像傳感器11檢測到的是滾輪12上參考圖案的參考灰階值，如果有文件送入，則圖像傳感器11檢測到的是該文件現狀灰階值，利用現狀灰階值與開機後檢測到的參考灰階值比較，藉以判定文件是否已饋入。如果|Ref-Black-Current-Black|＞黑色第一基準值且|Ref-White-Current-White|＞白色第一基準值，則判定為有文件饋入。
若判定文件已饋入，則執行流程步驟93，滾輪12捲動該文件，進入出口上導板17與出口下導板18的導槽，朝文件出口槽16送出，同時圖像傳感器11對該文件的圖像進行文件掃描動作。
相對地，若判定無文件饋入，則該裝置執行流程步驟89、91所構成的循回(Loop)。
流程步驟95，在文件掃描過程中，上述計算黑色/白色參考灰階值和黑色/白色現狀灰階值差值的動作仍持續進行。
流程步驟97，當文件未端邊緣通過圖像傳感器CCD後，則圖像傳感器11會檢測到滾輪上的參考圖案，當|Ref-Black-Current-Black|＜第二基準值且|Ref-White-Current-White|＜第二基準值，本發明裝置即判定文件已饋出。
若判定文件已饋出，則執行流程步驟99，控制單元即停止該圖像傳感器11的文件掃描動作及滾輪轉動動作。
相對地，若判定文件尚未饋出，則該裝置執行流程步驟93、95、97所構成的循回。
流程步驟101，當個人電腦或使用者下達結束掃描指令給掃描器或傳真機時，代表使用者暫時不會插入文件進行掃描，該掃描器或傳真機可以脫離圖像擷取模式。
若該裝置已脫離圖像擷取模式，則執行流程步驟103，控制單元即停止該圖像傳感器11對滾輪方向檢測現狀灰階值的運作。
相對地，若該裝置尚未脫離圖像擷取模式，則該裝置執行流程步驟89，繼續檢測是否有新的文件饋入。
如果不考慮省電及延長元件使用壽命的目的，則該圖像擷取裝置也可設計為自開機檢測完參考灰階值後，不必等待使用者輸入掃描指令，即不斷地檢測現狀灰階值，隨時準備進行文件掃描動作；如此省略圖像擷取模式，但為較浪費電能的方式，然仍未脫離本權利要求所保護的技術範圍。
權利要求
1.一種圖像擷取裝置，包含滾輪、圖像傳感器及控制單元，其特徵在於所說滾輪表面具有環狀灰階圖案；所說圖像傳感器安置在與滾輪相鄰的位置處，對於該滾輪方向所說的圖案可進行檢測；所說控制單元將來自圖像傳感器所測的滾輪表面的環狀灰階圖案信號通過運算後存入存儲器中，並使圖像傳感器測得的滾輪表面現狀信號通過運算後輸入比較器中與來自存儲器的存儲信號進行比較，以控制圖像傳感器掃描開/關電路和滾輪轉動開/關電路的接通和關閉。
2.如權利要求1所述裝置，其中所說滾輪表面灰階圖案為一全黑或全白的圖案。
3.如權利要求1所述裝置，其中所說滾輪為一環狀黑白區段相間圖案的滾輪。
4.一種圖像擷取裝置的控制方法，所說擷取裝置具有表面帶環狀灰階圖案的滾輪、圖像傳感器及控制單元，該控制方法包含如下步驟(a)在進行文件掃描動作之前，該控制單元預先啟動該圖像傳感器對位於該滾輪表面上的環狀灰階圖案進行檢測，計算得到該圖案區段一參考灰階值；(b)儲存該圖案區段一第一基準值及一第二基準值於該控制單元的存儲器中，該第一基準值及第二基準值是自該參考灰階值計算得知；(c)該控制單元啟動該圖像傳感器對該滾輪方向持續地檢測，計算得到該圖案區段一現狀灰階值；(d)若該參考灰階值和該現狀灰階值之差大於該區段第一基準值，該控制單元啟動該滾輪轉動動作進行文件掃描；(e)若該參考灰階值和該現狀灰階值之差小於該區段第二基準值，該控制單元停止該滾輪轉動動作且停止文件掃描。
5.如權利要求4的圖像擷取裝置的控制方法，其中該圖案區段第一基準值定義為該區段參考灰階值的10％，而第二基準值定義為該區段參考灰階值的7％。
6.如權利要求4的圖像擷取裝置的控制方法，其中定義該區段第一基準值和第二基準值相同。
7.如權利要求4的圖像擷取裝置的控制方法，其中該滾輪為一全黑或一全白的滾輪。
8.如權利要求4的圖像擷取裝置的控制方法，其中該滾輪為一環狀黑白區段相間的滾輪，該控制單元會針對黑色區段或白色區段，自該區段計算參考灰階值，第一基準值，第二基準值和現狀灰階值。
9.如權利要求4的圖像擷取裝置的控制方法，其中該圖像擷取裝置會接收使用者的指示而進入或脫離一圖像擷取模式，且該圖像擷取裝置必需先進入該圖像擷取模式，該控制單元才執行(c)，(d)，(e)步驟。
全文摘要
一種無需文件傳感器的圖像擷取裝置是由一圖像傳感器、一滾輪、一控制單元所構成。該滾輪上有環狀圖案,成全黑、全白或黑白相間,該控制單元執行下列步驟:開機時,圖像傳感器檢測圖案的灰階值,作參考灰階值;當圖像擷取裝置在圖像擷取模式時,圖像傳感器檢測位於掃描線上的現狀灰階值,與參考灰階值比較,判別是否有文件饋入,決定滾輪轉動及圖像傳感器對文件掃描動作的啟動、結束。
文檔編號H04N1/031GK1183692SQ9611098
公開日1998年6月3日 申請日期1996年11月21日 優先權日1996年11月21日
發明者傅英哲, 蘇陽春 申請人:明碁電腦股份有限公司