專利名稱：具有可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)的手持掃描器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一掃描裝置，更具體地說涉及一種手持掃描裝置，具有經(jīng)過改進(jìn)的使用者掃描區(qū)域位置反饋。
光學(xué)掃描裝置是人們所熟知的，可以用于產(chǎn)生代表被掃描物體，例如照片或者印刷在紙張上的文字，的可機(jī)讀圖像數(shù)據(jù)。在一種典型的掃描應(yīng)用中，由一個(gè)光學(xué)掃描器所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)可以供個(gè)人計(jì)算機(jī)使用，在適合的顯示裝置上，例如CRT或者打印機(jī)，再現(xiàn)被掃描物體的圖像。手持或者便攜式光學(xué)掃描器是一種光學(xué)掃描器，被設(shè)計(jì)成能夠由人手來移動(dòng)，以掃過被掃描的物體或者文件。所述手持掃描器可以通過數(shù)據(jù)電纜直接與另外的計(jì)算機(jī)相連接。如果這樣，由手持掃描器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號(hào)可以“飛傳”方式傳送到另外的計(jì)算機(jī)，也就是在收集到數(shù)據(jù)的同時(shí)就將它傳送給計(jì)算機(jī)。在另一種不同的方式中，手持掃描器可以包括一個(gè)安裝在其裝置之中的存儲(chǔ)系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)。在完成掃描操作之后，再采用適當(dāng)?shù)姆绞剑缤ㄟ^電纜或者光學(xué)紅外通訊，將圖像數(shù)據(jù)下載到另外的計(jì)算機(jī)中。
一種典型的手持掃描器可以包括照明和光學(xué)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的掃描。所述照明系統(tǒng)對(duì)物體的一個(gè)部分進(jìn)行照明(通常稱為“掃描區(qū)域”)，光學(xué)系統(tǒng)收集由掃描區(qū)域所反射的光，并將被照明的掃描區(qū)域的一個(gè)較小的面積(統(tǒng)稱稱為“掃描線”)聚焦在位于掃描器之中的光敏感檢測(cè)器上。通過使掃描線掃過整個(gè)物體，通常是使手持掃描器相對(duì)于物體運(yùn)動(dòng)，就能夠獲得代表整個(gè)物體的圖像數(shù)據(jù)。例如，所述照明系統(tǒng)可以包括若干發(fā)光二極管(LEDS)，當(dāng)然也可以采用其他類型的光源，如熒光燈或者白熾燈。所述光學(xué)系統(tǒng)可以包括一個(gè)“接觸式圖像檢測(cè)器”或者CIS，用于將被照明掃描線的圖像聚焦在檢測(cè)器的表面上。另外，也可以采用鏡頭和／或反光鏡機(jī)構(gòu)來收集來自被照明掃描區(qū)域的光并將它聚焦在檢測(cè)器上。
用于檢測(cè)由光學(xué)系統(tǒng)聚焦的圖像光的光敏檢測(cè)器通常電荷耦合裝置(CCD)，當(dāng)然也可以采用其他裝置。一種典型的CCD可以包括單個(gè)電源或者“象素”的陣列，其中每一個(gè)相應(yīng)于曝光，收集或者產(chǎn)生電荷。由于在任何單元或者象素上聚集的電荷量與曝光的強(qiáng)度和時(shí)間長(zhǎng)度相關(guān)，因此CCD可以用于檢測(cè)聚焦在其上的圖像的明亮點(diǎn)和黑暗點(diǎn)。
在本說明書中，術(shù)語“圖像光”是指通過光學(xué)系統(tǒng)聚焦在檢測(cè)器陣列上的光。根據(jù)掃描器的類型和文件的種類，所述圖像光可以是由被掃描物體所反射的光，也可以是穿透被掃描物體的光。圖像光可以通過如下三個(gè)步驟轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)第一，CCD陣列中的每一個(gè)象素將它所接受的光轉(zhuǎn)換為電荷；第二，通過一個(gè)模擬放大器將象素上的電荷轉(zhuǎn)換為模擬電壓；第三，通過一個(gè)模數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換器將所述模擬電壓數(shù)字化。此后，就可以按照需要對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和／或存儲(chǔ)。
手持掃描器可以配有位置檢測(cè)或者“引導(dǎo)”系統(tǒng)，以便確定手持掃描器相對(duì)于被掃描物體的位置。因此，這樣的位置檢測(cè)系統(tǒng)使掃描器與其相對(duì)于被掃描物體的位置相關(guān)聯(lián)。這種位置相關(guān)使得能夠產(chǎn)生被掃描物體的完整圖像，即使掃描器不能在單個(gè)的行程或者“掃過”過程中掃描整個(gè)物體也依然如此。例如，如果掃描整個(gè)物體需要進(jìn)行兩個(gè)或者更多個(gè)的“掃過”，由所述引導(dǎo)系統(tǒng)所提供的位置相關(guān)功能就能夠?qū)⒈粧呙璧膱D像數(shù)據(jù)的各個(gè)部分“拼接”在一起，形成一個(gè)能夠代表整個(gè)被掃描物體的完整圖像。
一種典型的引導(dǎo)系統(tǒng)采用一對(duì)光學(xué)檢測(cè)器，以檢測(cè)被掃描物體(例如其上有文字或者圖形的紙張)的某些內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征(例如表面粗糙度，紙張的纖維朝向等等)。名稱為“檢測(cè)紙張纖維類型的紙張行進(jìn)控制系統(tǒng)”的5089712號(hào)美國(guó)專利以及名稱為“能夠補(bǔ)償非線性運(yùn)動(dòng)的手持圖像掃描裝置”的5578813號(hào)美國(guó)專利披露了上述引導(dǎo)系統(tǒng)的例子，它們所公開的內(nèi)容特別引用結(jié)合在本文中。
許多手持掃描器所面臨的一個(gè)問題涉及使用者讓掃描線的位置相對(duì)于掃描器的機(jī)體保持跟蹤的能力。更具體地說，由于在掃描的過程中，使用者看不到圖像頭上的孔洞，因而常常導(dǎo)致使用者難于準(zhǔn)確記住掃描線的位置。如果使用者的采集是不正確的，那么就有可能未捕獲被掃描物體的全部圖像。假如這樣，使用者就需要對(duì)整個(gè)物體重新進(jìn)行掃描。
本發(fā)明提供了一種具有可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)的掃描裝置，包括一個(gè)主體，它具有至少一個(gè)沿著長(zhǎng)軸軸線延伸的長(zhǎng)形開口，在掃描操作的過程中，該長(zhǎng)形開口囊括了物體上的掃描區(qū)域。一個(gè)圖像檢測(cè)系統(tǒng)安裝在所述主體之內(nèi)，它與所述長(zhǎng)形開口以光學(xué)方式相配合，接受由掃描區(qū)域反射的圖像光。第一光源安裝在所述主體之內(nèi)，產(chǎn)生第一光束，該光束基本上對(duì)準(zhǔn)主體上的長(zhǎng)形開口，并沿著所述長(zhǎng)軸軸線在第一方向上延伸。在掃描操作過程中，所述第一光束照射在物體的至少一部分上，從而為掃描區(qū)域相對(duì)于被掃描物體的位置提供一個(gè)可視指示。
本發(fā)明還提供了一種對(duì)物體進(jìn)行掃描的方法，包括如下步驟提供一種掃描裝置，該裝置包括一個(gè)沿著長(zhǎng)軸方向延伸的長(zhǎng)形開口；使所述掃描裝置與物體的至少一部分相接觸，從而使掃描裝置上的長(zhǎng)形開口囊括一個(gè)掃描區(qū)域；產(chǎn)生第一光束，它基本上對(duì)準(zhǔn)掃描裝置上的長(zhǎng)形開口，并沿著長(zhǎng)軸方向朝外延伸，使所述第一光束照射在被掃描物體的至少一部分上。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行說明，其中圖1是本發(fā)明具有可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)的掃描裝置的透視圖，圖中示出反饋光束由掃描器主體的兩個(gè)端板向外延伸；圖2是掃描器主體的接觸表面的平面視圖，示出其上的長(zhǎng)形開口，以及由端板向外延伸的反饋光束的位置和朝向；圖3是掃描器主體的側(cè)視圖，示出了主體端板上的光束孔洞相對(duì)于掃描區(qū)域和掃描線的位置；圖4是本發(fā)明的掃描器的前視圖，將主體的一部分去掉，以顯示用于產(chǎn)生反饋光束的光源機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；圖5是如圖4所示掃描器主體的底面的放大視圖，示出了光源和準(zhǔn)直鏡頭的位置；圖6是掃描器主體底面的一部分的放大視圖，示出了用于產(chǎn)生反饋光束的光源機(jī)構(gòu)的第二種實(shí)施例；圖7是掃描器主體底面的平面視圖，示出了用于產(chǎn)生反饋光束的光源機(jī)構(gòu)的第三種實(shí)施例。
本發(fā)明的可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10如圖1所示，它可以用于手持或者便攜掃描器12，對(duì)諸如其上印有文字18的文件16之類的物體14進(jìn)行掃描。在如圖所示和說明的實(shí)施例中，可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10產(chǎn)生第一和第二反饋光束20、22，它們大致對(duì)準(zhǔn)一個(gè)長(zhǎng)形開口24(圖2)，該開口設(shè)置在掃描器12的掃描頭或者接觸表面42上，并沿著一個(gè)長(zhǎng)軸軸線26由掃描器12的端板36、38朝外延伸。第一和第二光束20、22照射物體被掃描的部分，從而使使用者(圖中未示)能夠更加容易地確認(rèn)掃描區(qū)域28相對(duì)于物體14的位置。
掃描器裝置12可以包括一個(gè)主體30，其總體造型或者形狀便于使用者(圖中未示)進(jìn)行操作，盡管這一點(diǎn)并不是必須的。例如，在圖示和說明的實(shí)施例中，掃描器12的主體30可以包括前板32和后板34，通過端板36、38使它們相互保持一定的距離。一個(gè)弧形的頂部40將所述前板32、后板34以及端板36、38連接起來，形成一個(gè)如圖1所示的大致為矩形的結(jié)構(gòu)。掃描器12的主體30的底部41可以包括一個(gè)接觸表面或者掃描頭42(圖2)，用于與被掃描的物體相接觸。
圖2最為清楚地示出了掃描12的主體30的接觸表面或者掃描頭42，它可以包括一個(gè)大致平坦的表面，具有一個(gè)大致沿長(zhǎng)軸軸線26延伸的長(zhǎng)形開口24。如同下面將要詳細(xì)地介紹的那樣，長(zhǎng)形開口24形成了大致為矩形的掃描區(qū)域(圖3、4)，當(dāng)掃描器12的接觸表面42與被掃描的物體14相接觸時(shí)，基本上具有相同的寬度。
參見圖1、3、4，掃描器12的主體30還可以包括一個(gè)顯示裝置，例如液晶顯示器58，用于顯示與手持掃描器12的功能與操作有關(guān)的數(shù)據(jù)。在主體30的各個(gè)部位上可以設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)功能按鈕或者開關(guān)，以控制手持掃描器12的功能和操作。掃描器12的后板34可以設(shè)有一個(gè)掃描啟動(dòng)／停止按鈕或者按鍵62(圖3)，以便使用者啟動(dòng)和終止掃描操作。通過采用適合的電源為手持掃描器提供其操作所需要的電能，例如電池(圖中未示)，它可以安裝在掃描器12的主體30中的適當(dāng)部位。
除了上面所述的外部特征之外，可以選擇主體30的大小，使之能夠容納為掃描器12的操作所需要的各種電子元件和系統(tǒng)。例如，可以選擇掃描器12的主體30的大小，使之容納圖像檢測(cè)系統(tǒng)44和引導(dǎo)系統(tǒng)46，這一點(diǎn)可以在圖2、4中最為清楚地看出。圖像檢測(cè)系統(tǒng)44產(chǎn)生一個(gè)圖像數(shù)據(jù)信號(hào)(圖中未示)，它代表了被掃描物體上的掃描線48(其寬度如圖3所示)。在一種實(shí)施例中，所述圖像檢測(cè)系統(tǒng)44還可以包括照明系統(tǒng)50，用于將光(圖中未示)引導(dǎo)到物體14上。來自照明系統(tǒng)50的光通過主體30的接觸表面上設(shè)置的長(zhǎng)形開口24，照射在物體14的掃描區(qū)域28上。與圖像檢測(cè)系統(tǒng)44相關(guān)聯(lián)的光學(xué)系統(tǒng)52(圖4)將物體14上的被照射掃描區(qū)域28所反射的圖像光(圖中未示)引導(dǎo)到檢測(cè)器陣列54上。檢測(cè)器陣列54產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)信號(hào)(圖中未示)，它代表了在被照射的掃描區(qū)域28內(nèi)所包含的掃描線48。
最好，但不是必須，為手持掃描器裝置12提供一個(gè)引導(dǎo)系統(tǒng)46(圖2)，它產(chǎn)生至少一個(gè)引導(dǎo)數(shù)據(jù)信號(hào)(未示)，該信號(hào)指示了手持掃描器12相對(duì)于被掃描物體14的位置。引導(dǎo)系統(tǒng)46使手持掃描器12能夠掃描任何大小的物體，不論手持掃描器12的大小如何。例如，在如圖1所示的應(yīng)用場(chǎng)合，可以通過使便攜式掃描器10在文件16上沿著蜿蜒的掃描路徑56運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)整個(gè)文件16進(jìn)行掃描。所述蜿蜒的路徑56可以被認(rèn)為是形成了一個(gè)或者多個(gè)行程或者“掃視”。要獲得代表整個(gè)物體14的圖像數(shù)據(jù)，可以隨后通過將對(duì)物體14的每一次掃視所獲得的各個(gè)圖像數(shù)據(jù)段拼接起來。根據(jù)引導(dǎo)系統(tǒng)46所提供的位置或者引導(dǎo)信息，可以將各個(gè)圖像數(shù)據(jù)段拼接起來。
圖4、5最為清楚地示出了可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10的產(chǎn)生反饋光束20、22的各個(gè)部件。第一和第二反饋光束20、22可以由相應(yīng)的光束機(jī)構(gòu)64、64’來產(chǎn)生，在一種最佳實(shí)施例中，上述兩個(gè)光束機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是相同的。也可以采用其他結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生產(chǎn)生所述兩個(gè)反饋光束20、22，這一點(diǎn)下面將詳細(xì)說明。概括說來，光束機(jī)構(gòu)64可以包括一個(gè)安裝在掃描器12的主體30之內(nèi)的光源66，它所產(chǎn)生的光作為第一反饋光束20從主體30中照射出來。第一反饋光束20對(duì)準(zhǔn)主體30的接觸表面上設(shè)置的長(zhǎng)形開口24，沿著長(zhǎng)軸軸線26在第一方向上由主體30向外射出。光源機(jī)構(gòu)64的設(shè)置是由其產(chǎn)生的第一光束20在掃描過程中照射在至少物體14的一部分上，從而為使用者提供掃描區(qū)域24相對(duì)于物體14的位置的可視指示。參見圖1，如上面所述，第二反饋光束22可以由實(shí)質(zhì)上相同的光源機(jī)構(gòu)產(chǎn)生(例如光源機(jī)構(gòu)64)。第二反饋光束22在掃描操作過程中也照射在物體14的至少一部分上。
為了掃描物體14(例如其上有書寫文字18的文件16)，使用者(圖中未示)可以首先將掃描器12置于文件16上，使掃描頭42接觸文件16。由于接觸頭42與文件16相接觸，其長(zhǎng)形開口24在文件16上形成了一個(gè)掃描區(qū)域28(圖3、4)，該區(qū)域的大小與形狀與長(zhǎng)形開口24相同。在對(duì)功能按鈕60進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇之后，使用者就可以通過按動(dòng)掃描器12的后板34上設(shè)置的啟動(dòng)／停止按鈕來啟動(dòng)掃描過程，通過隨后讓掃描器12沿著一個(gè)蜿蜒的路徑56掃過文件16，這一點(diǎn)在圖1中能夠最為清楚地看出。在掃描過程中，光源機(jī)構(gòu)64被啟動(dòng)，產(chǎn)生第一和第二反饋光束20、22。由于定義了掃描區(qū)域28的長(zhǎng)形開口24在掃描過程中與文件相接觸，因此使用者不可能確認(rèn)掃描區(qū)域28相對(duì)于物體14的位置。然而，可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10所提供的兩個(gè)光束20、22為使用者提供了一個(gè)掃描區(qū)域26所包含的長(zhǎng)軸軸線26的可視指示，從而讓使用者能夠推導(dǎo)出掃描區(qū)域26相對(duì)于物體14的位置。
本發(fā)明的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是為使用者提供了一種手段，能夠在掃描過操作程中確定掃描區(qū)域26的位置，從而確保使用者能夠掃描物體14的所有部分。這樣，使用者就不會(huì)面臨這樣的尷尬情況進(jìn)行了掃描，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)物體的某些所需部分沒有獲得。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是第一和第二反饋光束20、22分別由掃描器12的兩側(cè)沿著長(zhǎng)軸軸線26射出到相同的距離，這樣就讓使用者能夠更加容易地在掃描的任何時(shí)候確定掃描區(qū)域28的位置，盡管在掃描過程中使用者的手臂有可能暫時(shí)擋住使用者看到掃描器12的一個(gè)或者另一個(gè)端板36、38。因此，本發(fā)明就體現(xiàn)了對(duì)已知技術(shù)的一個(gè)重要改進(jìn)，根據(jù)該已知技術(shù)，使用者只能依賴掃描器主體上提供的標(biāo)記或者其他指示來指示掃描區(qū)域28的大致位置。
在詳細(xì)地介紹了本發(fā)明的可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10及其主要特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)之后，下面對(duì)本發(fā)明的可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)的各種實(shí)施例作詳細(xì)說明。在進(jìn)行詳細(xì)說明之前，應(yīng)當(dāng)指出的是盡管所示和說明的可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)可以用于特定類型的手持掃描器12，對(duì)特定的物體14進(jìn)行掃描(例如其上有文字18的文件16)，本發(fā)明并不限于任何類型的掃描器12或者任何類型的物體14。本發(fā)明的可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10可以用于任何類型的手持掃描器，包括現(xiàn)在已知的掃描器和將來開發(fā)出來的掃描器，可以用于對(duì)幾乎所有類型的可視物體進(jìn)行掃描。同時(shí)，可以讓手持掃描器12在物體14上沿著任何蜿蜒路徑運(yùn)動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于沿著圖示和說明的蜿蜒掃描路徑56運(yùn)動(dòng)。
在上面所作說明的基礎(chǔ)上，可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10的一種實(shí)施例是用于便攜或者手持掃描器12。掃描器12可以用于對(duì)物體14進(jìn)行掃描，例如其上記載了文字18的文件16。如上所述，手持掃描器12最好配有一個(gè)引導(dǎo)系統(tǒng)46(圖3)，盡管這一點(diǎn)并不是必須的。引導(dǎo)系統(tǒng)46產(chǎn)生一個(gè)引導(dǎo)信號(hào)，用于指示手持掃描器12相對(duì)與被掃描物體14的位置。這樣的引導(dǎo)系統(tǒng)46使手持掃描器12能夠掃描幾乎任何尺寸的物體14，只需要讓手持掃描器12沿著一個(gè)蜿蜒或者彎曲的路徑56運(yùn)動(dòng)，使手持掃描器12經(jīng)過被掃描物體14的全部實(shí)質(zhì)部分即可。所述蜿蜒路徑56可以被認(rèn)為是形成了多個(gè)“掃視”行程。隨后，可以由一個(gè)圖像處理器，借助于引導(dǎo)系統(tǒng)45提供的引導(dǎo)數(shù)據(jù)，將手持掃描器12在每一個(gè)掃視行程所獲得的圖像數(shù)據(jù)(圖中未示)拼接起來，以提供代表整個(gè)被掃描物體14的圖像數(shù)據(jù)。
手持掃描器12的主體30的整體結(jié)構(gòu)和形狀最好便于使用者(圖中未示)進(jìn)行手工操作，當(dāng)然也可以采用其他的結(jié)構(gòu)和形狀。例如，在一種實(shí)施例中，主體30可以包括前板32和后板34，它們?cè)谒胶痛怪狈较蛏涎由?，從而形成一個(gè)的大致平坦的表面(也可以沿著一個(gè)或者多個(gè)軸線彎曲)，下面將它們稱為手持掃描器12的前側(cè)和后側(cè)。前側(cè)和后側(cè)32、34以及第一和第二端板36、38平滑地拼接在一起，形成一個(gè)彎曲的頂部40，這一點(diǎn)可以由圖1、3最為清楚地看出。當(dāng)然，也可以采用其他不同的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為局限于采用如附圖所示以及說明的具有特定形狀或者結(jié)構(gòu)的主體30。
主體30可以采用任何適合的材料制成，例如金屬、塑料、或者復(fù)合材料，只要適合其用途即可。因此，本發(fā)明不限于采用由特定材料制成的主體30。僅僅作為一個(gè)實(shí)例，在一種最佳實(shí)施例中，手持掃描器12的主體30由注塑塑料材料(例如聚碳化合物)制成，用大約20％(重量)的玻璃纖維予以增強(qiáng)，當(dāng)然也可以不采用增強(qiáng)材料。也可以材料其他材料，這一點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，是顯而易見的。
除了上面所述的外部特征之外，手持掃描器12的主體30的大小應(yīng)當(dāng)能夠容納為手持掃描器12的操作所需的各個(gè)電子元件和系統(tǒng)。例如，主體30的大小可以能夠容納一個(gè)圖像處理系統(tǒng)(圖中未示)，例如微處理機(jī)及其相關(guān)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)和大批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(圖中未示)，以及其他為手持掃描器12的操作所需要的裝置和系統(tǒng)。根據(jù)另一種方案，全部或者一部分電子元件也可以安裝在另外的裝置中，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)連接方式(圖中未示)與主體30相連接。主體30還可以包括顯示系統(tǒng)58，例如液晶顯示裝置(LCD)，以及為手持掃描器12的操作所需要的多個(gè)開關(guān)。手持掃描器12的主體30可以配有啟動(dòng)／停止開關(guān)或者按鍵62，在一種實(shí)施例中，該開關(guān)位于主體30的后表面34上。各個(gè)開關(guān)650、62也可以安裝在手持掃描器12的其他位置上。手持掃描器12所需要的電能可以由適合的電源提供，例如電池(圖中未示)，所述電源也可以容納在手持掃描器12的主體30中。由于在特定手持掃描器12中采用的各種電子元件、顯示裝置、電池等都是熟知的，實(shí)施本發(fā)明不需要對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)說明，因此下面不對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例中所采用的各個(gè)部件(例如電子元件(圖中未示)、顯示裝置58、開關(guān)裝置60和62，等等)進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖3、4所示，主體30的底部41可以有一個(gè)大致平坦的接觸表面或者掃描頭42，用于置于被掃描的物體14上并與之相接觸。主體30的接觸表面42有一個(gè)長(zhǎng)形開口24，它定義了一個(gè)掃描區(qū)域28。當(dāng)手持掃描器12的掃描頭42與被掃描的物體14相接觸時(shí)，所述掃描區(qū)域的形狀和大小基本上與長(zhǎng)形開口24相同。長(zhǎng)形開口24沿著長(zhǎng)軸軸線26延伸。長(zhǎng)形開口24上最好由適合的透明材料覆蓋，例如玻璃74，以防止異物進(jìn)入主體30，但是這一點(diǎn)并不是必須的。主體30的接觸表面42還可以具有一個(gè)或者多個(gè)引導(dǎo)檢測(cè)器開口68、70，以供引導(dǎo)系統(tǒng)使用，這一點(diǎn)下面將作詳細(xì)說明。
主體30的掃描頭或者接觸表面42可以容納圖像檢測(cè)系統(tǒng)44和引導(dǎo)系統(tǒng)46，這一點(diǎn)由圖2、4能夠最為清楚地看出。圖像檢測(cè)系統(tǒng)44產(chǎn)生一個(gè)圖像信號(hào)(圖中未示)，該信號(hào)代表了被掃描物體14上位于被照明掃描區(qū)域20之內(nèi)的一個(gè)掃描線。在一種最佳實(shí)施例中，圖像檢測(cè)系統(tǒng)44可以包括一個(gè)照明系統(tǒng)50，用于將光(圖中未示)引導(dǎo)到物體14上。所述光穿過長(zhǎng)形開口24(圖2)，出現(xiàn)在主體20的解除表面42上。長(zhǎng)形開口24使來自照明系統(tǒng)44的光照射在物體14上的掃描區(qū)域28上。光學(xué)系統(tǒng)52將物體14上的被照射掃描區(qū)域所反射的圖像光(圖中未示)引導(dǎo)到一個(gè)檢測(cè)器陣列54。所述檢測(cè)器陣列產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)信號(hào)(圖中未示)，該信號(hào)代表了圖像光(亦即掃描線48)。
圖像檢測(cè)系統(tǒng)44的各個(gè)元件可以是人們所熟知的各種元件和裝置。例如，在一種最佳實(shí)施例中，照明系統(tǒng)50可以是發(fā)光二極管(LEDS)陣列72(圖2)，它所產(chǎn)生的光亮度足以照射物體14上的掃描區(qū)域28。此外，也可以采用其他類型的光源，例如白熾燈或者熒光燈光源。所采用的光學(xué)系統(tǒng)52應(yīng)當(dāng)能夠?qū)D像光引導(dǎo)聚焦在由接觸式圖像檢測(cè)器構(gòu)成的檢測(cè)器陣列54上，所述檢測(cè)器可以采用諸如日本片狀玻璃有限公司(Nippon Sheet Glass Company，Limited)生產(chǎn)的注冊(cè)商標(biāo)為“SELFOC”的接觸式圖像檢測(cè)器。一種SELFOC鏡頭陣列包括多個(gè)彼此相鄰的較短光發(fā)射棒。所述棒經(jīng)過“滲雜”處理，使每一根棒的反射率在半徑方向上急劇變化。因此，每一根棒能夠?qū)D像光聚焦在檢測(cè)器陣列54上，不需要采用另外的聚焦鏡頭。在另一種不同的實(shí)施例中，采用其他不同的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)可以是熟知的，也可以是以后開發(fā)出來的。檢測(cè)器陣列54可以包括一個(gè)CCD陣列，其分辯率為300ppi(每英寸象素)，例如由美國(guó)德州儀器公司提供的TS105型檢測(cè)器。也可以采用具有不同分辯率的其他類型的檢測(cè)器。
引導(dǎo)系統(tǒng)46也可以安裝在主體30的掃描頭或者接觸表面部分42中。在一種最佳實(shí)施例中，引導(dǎo)系統(tǒng)46可以采用由1998年3月20日提交的名稱為“帶有光學(xué)位置檢測(cè)器的便攜式圖像掃描器”的09／045603號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)(美國(guó)專利號(hào)XXXXX)所披露的引導(dǎo)系統(tǒng)，本說明書以該專利文獻(xiàn)為參考文獻(xiàn)。引導(dǎo)系統(tǒng)也可以采用由名稱為“檢測(cè)片材纖維類型的片材行進(jìn)控制系統(tǒng)”的5089712號(hào)美國(guó)專利和名稱為“能夠補(bǔ)償非線性運(yùn)動(dòng)的手持式圖像掃描裝置”的5578813號(hào)美國(guó)專利所披露的引導(dǎo)引導(dǎo)，本說明書也以這兩篇專利文獻(xiàn)作為參考文獻(xiàn)。概括說來，引導(dǎo)系統(tǒng)46可以包括第一和第二檢測(cè)器(圖中未示)，用于通過相應(yīng)的第一和第二檢測(cè)器開口68、70(圖中未示)，觀察或者監(jiān)視物體14上的相應(yīng)第一和第二引導(dǎo)區(qū)域(圖2)。引導(dǎo)系統(tǒng)46檢測(cè)被掃描的物體上的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征，因而當(dāng)掃描器12在物體14上運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠跟蹤掃描器12的位置。由于上面引證的美國(guó)專利申請(qǐng)和專利詳細(xì)地介紹了引導(dǎo)系統(tǒng)46本身以及檢測(cè)、處理與被掃描物體14所包含的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法，同時(shí)由于與引導(dǎo)系統(tǒng)46有關(guān)的詳細(xì)內(nèi)容并不是理解、實(shí)施本發(fā)明所必須的，因此下面不對(duì)它們作詳細(xì)說明。
參見圖4、5，所述第一和第二光束20、22可以分別由光源機(jī)構(gòu)64、64’發(fā)出，這兩個(gè)光源機(jī)構(gòu)基本上是相同的。光源機(jī)構(gòu)64包括安裝在掃描器12的主體30中的光源66，它所產(chǎn)生的第一反饋光束20穿過設(shè)置在主體30上的第一孔洞78。如上面所述，第一反饋光束20基本上對(duì)準(zhǔn)主體30的接觸表面42上沿長(zhǎng)軸軸線26延伸的長(zhǎng)形開口24，如圖1、2、4、5所示。第一反饋光束20應(yīng)當(dāng)略微向下照射(即朝向被掃描的物體14)，從而使光束20入射在被掃描物體14的至少一部分上。
光源66可以采用多種燈或者光源中的任何種類(例如白熾燈或者發(fā)光二極管(LEDS))，它們都是熟知的，并能夠從市場(chǎng)上購(gòu)買到。例如，在所示和介紹的實(shí)施例中，光源66由發(fā)光二極管組成。根據(jù)所采用的光源類型，如圖5所示，最好或者必須在光源66與孔洞80之間設(shè)置準(zhǔn)直鏡頭80。所述準(zhǔn)直鏡頭80使光源66產(chǎn)生的光變得準(zhǔn)直，從而形成第一光束20。在另外一種方式中，也可以為光源66配置其內(nèi)部的準(zhǔn)直鏡頭和／或反光機(jī)構(gòu)(圖中未示)，在這樣的情況下就可以省略外部的準(zhǔn)直鏡頭80。根據(jù)用于準(zhǔn)直光源66發(fā)出光的鏡頭(即可以是準(zhǔn)直鏡頭80，也可以是與光源66形成一個(gè)整體的鏡頭)的質(zhì)量和精確度，最好使主體30上形成的孔洞78為一個(gè)長(zhǎng)形的孔洞，這樣使穿過孔洞78的光成為一個(gè)狹窄的光束，如圖1、3所示。
第二反饋光束22可以由相同的光源機(jī)構(gòu)64’產(chǎn)生，穿過主體30的相對(duì)端板38上設(shè)置的孔洞82。如同光束20那樣，第二光束22應(yīng)當(dāng)大致對(duì)準(zhǔn)主體30的接觸表面42上設(shè)置的長(zhǎng)形開口24。第二光束22穿過端板38，在第二(即相反的)的方向上(如圖4中箭頭82所示)，沿著長(zhǎng)軸軸線26延伸。如果需要，第二反饋光束22也可以略微向下照射，從而使光束22在掃描操作中入射在物體14的至少一部分上見圖4。
如上面所述，用于產(chǎn)生第一和第二光束20、22的光源機(jī)構(gòu)64、64’也可以采用其他結(jié)構(gòu)。例如，圖6示出了光源機(jī)構(gòu)的第二種實(shí)施例164。第二種實(shí)施例164可以用于產(chǎn)生反饋光束(即20、22)中的一個(gè)或者兩個(gè)，穿過掃描器16的端板中的一個(gè)。光源的第二種實(shí)施例164可以包括一個(gè)光管結(jié)構(gòu)184，位于光源166與主體130的孔洞178之間。所述光管機(jī)構(gòu)184能夠使光源166位于主體130中的任何方便的位置上。光管機(jī)構(gòu)184可以由一種透明材料制成(例如塑料或者玻璃)，通過內(nèi)部反射，使光源166發(fā)出的光全部反射到孔洞178。另外，也可以采用纖維或者管線(圖中未示)，將光源166產(chǎn)生的光引導(dǎo)到孔洞178。由于通過全內(nèi)部反射來傳輸光的光管和／或光學(xué)纖維是熟知的，本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員在了解本發(fā)明的技術(shù)之后能夠容易地提供，因此在本說明書中不對(duì)本發(fā)明的一種最佳實(shí)施例中采用的特定光管機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。根據(jù)光源166是否包括內(nèi)部準(zhǔn)直鏡頭，有可能需要在光源166與光管機(jī)構(gòu)184之間或者在光管機(jī)構(gòu)184與孔洞178之間設(shè)置準(zhǔn)直鏡頭80(圖5)，以便準(zhǔn)直由光源166所產(chǎn)生的光，使之以足夠狹窄和聚集的光束形式穿過孔洞178。
還可以采用其他不同的設(shè)置。例如，圖7示出了光源的第三種實(shí)施例264。光源的第三種實(shí)施例264包括單個(gè)的光源266，它通過一個(gè)光管機(jī)構(gòu)284，與設(shè)置在主體230的相對(duì)端板236、238的兩個(gè)孔洞278、278’以光學(xué)方式向關(guān)聯(lián)。光管機(jī)構(gòu)284通過全內(nèi)部反射，將光源266產(chǎn)生的光引導(dǎo)到孔洞278、278’中的每一個(gè)。光管284可以由一個(gè)或者多個(gè)光纖構(gòu)成。由于通過全內(nèi)部反射來傳輸光的光管和／或光學(xué)纖維是熟知的，本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員在了解本發(fā)明的技術(shù)之后能夠容易地提供，因此不對(duì)本發(fā)明的一種最佳實(shí)施例中采用的光管機(jī)構(gòu)284進(jìn)行詳細(xì)說明。
最后，根據(jù)光源266是否配置了準(zhǔn)直鏡頭，有可能需要在光源266與光管機(jī)構(gòu)284的每一個(gè)分支286、288之間設(shè)置一對(duì)準(zhǔn)直鏡頭(圖中未示，但是它們與圖5所示的準(zhǔn)直鏡頭80相似)，以便使發(fā)出的光以足夠狹窄和聚集的光束220、222的形式，穿過孔洞278、278’。作為另一種形式，這樣的準(zhǔn)直鏡頭也可以位于光管284的每一個(gè)分支286、288的端部與相應(yīng)孔洞278、278’之間。
盡管采用特定的光源機(jī)構(gòu)64、164、264產(chǎn)生光束(例如光束20、22)，可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)10可以用于在采用掃描裝置12來掃描一個(gè)物體的過程中幫助使用者。假定使用者已經(jīng)將掃描器12置于文件16上，使用者可以通過按動(dòng)設(shè)置在掃描器12背側(cè)的掃描鍵62并隨后通過使掃描器12沿著掃描路徑56運(yùn)動(dòng)，從而啟動(dòng)掃描操作。一旦使用者按動(dòng)掃描鍵62，掃描器16中設(shè)置的控制系統(tǒng)(圖中未示)啟動(dòng)光源機(jī)構(gòu)64，產(chǎn)生第一和第二反饋光束20、22。如上面所述，兩個(gè)光束20、22基本上對(duì)準(zhǔn)長(zhǎng)形開口24，從而對(duì)準(zhǔn)掃描區(qū)域28，以彼此相反的方向(如圖4中的附圖標(biāo)記76、82所示)，沿著長(zhǎng)軸軸線26，由主體30向外射出。由于第一和第二光束20、22入射在被掃描物體14的至少一部分上，光束20、22就為使用者提供了掃描區(qū)域28相對(duì)于物體14的位置的一種可視指示。換句話說，當(dāng)掃描器沿著掃描路徑56運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一和第二光束20、22為使用者提供了一種連續(xù)的反饋信號(hào)，它能夠指示出掃描區(qū)域28的位置，這樣就讓使用者能夠更為容易地掃描物體14上的所需部位。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思還可以采用其他方式來予以實(shí)現(xiàn)，下面的權(quán)利要求旨在將除了已知技術(shù)之外的其他實(shí)施方案包括在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)(10)的掃描裝置(12)，包括主體(30)，具有至少一個(gè)長(zhǎng)形開口(24)，沿著長(zhǎng)軸軸線(26)延伸，在掃描操作的過程中，該長(zhǎng)形開口(24)囊括了物體(14)上的掃描區(qū)域(28)；安裝在所述主體(30)之內(nèi)的圖像檢測(cè)系統(tǒng)(44)，它與所述長(zhǎng)形開口(24)以光學(xué)方式相配合，使得由掃描區(qū)域(28)反射的圖像光入射在所述圖像檢測(cè)系統(tǒng)(44)上；安裝在所述主體(30)的第一光源(66)，它產(chǎn)生第一光束(20)，該光束基本上對(duì)準(zhǔn)主體(30)上的長(zhǎng)形開口(24)，并沿著所述長(zhǎng)軸軸線(26)在第一方向(76)上延伸，在掃描操作過程中，所述第一光束(20)照射在物體(14)的至少一部分上，從而為掃描區(qū)域(28)相對(duì)于被掃描物體(14)的位置提供一個(gè)可視指示。
2.如權(quán)利要求1所述的掃描裝置(12)，其中所述第一光源(66)安裝在主體(14)之內(nèi)，所述主體(30)設(shè)有第一孔洞(78)，所述第一光束(20)穿過孔洞(78)。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的掃描裝置(12)，進(jìn)一步包括第一鏡頭(80)，它位于所述第一光源(66)與第一孔洞(78)之間，所述第一鏡頭(80)準(zhǔn)直由第一光源(66)所產(chǎn)生的光，以形成所述第一光束(20)。
4.如權(quán)利要求1、2、或者3所述的掃描裝置(12)，進(jìn)一步包括第一光管(184)，位于第一光源(166)與第一鏡頭之間。
5.如權(quán)利要求1、2、3或者4所述的掃描裝置(12)，其中所述第一光源(66)產(chǎn)生第二光束(22)，該光束基本上對(duì)準(zhǔn)主體(30)上的長(zhǎng)形開口(24)，并沿著長(zhǎng)軸軸線(26)在第二方向(82)上延伸，該方向與所述第一方向(76)相反，在掃描操作過程中，第二光束(22)照射在被掃描物體(14)的至少一部分上。
6.如權(quán)利要求1、2、3、4或者5所述的掃描裝置(12)，其中所述主體(30)設(shè)有第二孔洞，所述第二光束(22)穿過第二孔洞。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或者所述的掃描裝置(12)，進(jìn)一步包括第二鏡頭，位于所述第二孔洞與第一光源(66)之間，該第二鏡頭準(zhǔn)直由第一光源(66)產(chǎn)生的光，以形成第二光束(22)。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或者7所述的掃描裝置(12)，進(jìn)一步包括第二光管，位于第一光源(66)與第二鏡頭之間。
9.一種對(duì)物體(14)進(jìn)行掃描的方法，包括提供一種掃描裝置(12)，該裝置包括一個(gè)沿著長(zhǎng)軸方向(26)延伸的長(zhǎng)形開口(24)；使所述掃描裝置(12)與物體(14)的至少一部分相接觸，從而使掃描裝置上的長(zhǎng)形開口(24)囊括一個(gè)掃描區(qū)域(28)；產(chǎn)生第一光束(20)，它基本上對(duì)準(zhǔn)掃描裝置(12)上的長(zhǎng)形開口(24)，并沿著長(zhǎng)軸方向(26)延伸，使所述第一光束(20)照射在被掃描物體(14)的至少一部分上，從而為掃描區(qū)域(28)相對(duì)于物體(14)的位置提供一個(gè)可視指示。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生第二光束(22)，它基本上對(duì)準(zhǔn)掃描裝置(12)上的長(zhǎng)形開口(24)，并在與第一光束(20)相反的方向延伸，使第二光束(22)也照射在被掃描物體(14)的至少一部分上，所述第一和第二光束(20、22)基本上對(duì)準(zhǔn)掃描區(qū)域(28)。
全文摘要
一種具有可視掃描區(qū)域位置反饋系統(tǒng)的掃描裝置,包括主體,它具有沿著長(zhǎng)軸軸線延伸的長(zhǎng)形開口,該長(zhǎng)形開口囊括了物體上的掃描區(qū)域。圖像檢測(cè)系統(tǒng)裝在主體內(nèi),它與長(zhǎng)形開口以光學(xué)方式相配合,接受由掃描區(qū)域反射的圖像光。第一光源裝在主體內(nèi),產(chǎn)生第一光束,該光束基本上對(duì)準(zhǔn)主體上的長(zhǎng)形開口,并沿第一方向延伸。在掃描操作過程中,所述第一光束照射在物體的至少一部分上,從而為掃描區(qū)域相對(duì)于被掃描物體的位置提供一個(gè)可視指示。
文檔編號(hào)H04N1/107GK1293419SQ0012278
公開日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年8月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月14日
發(fā)明者J·C·道, D·J·辛斯, T·E·伯格 申請(qǐng)人:惠普公司