專利名稱：圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
作為用于抑制圖像讀取裝置中的讀取錯誤的技術(shù)，已知有提供多個光源的技術(shù) (例如，參見JP-A-6-2464U)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是即使使用單個光源也從多個方向?qū)⒐庹丈湓趯ο笊?，并且確保在 圖像讀取裝置中可以讀取其反射光。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的圖像讀取裝置包括光源，其照射光；切換單元，其將所 述光源照射的光的行進(jìn)方向切換到多個預(yù)定方向中的一個方向；導(dǎo)光單元，其將由所述切 換單元切換了行進(jìn)方向并沿著所述多個方向中的一個方向行進(jìn)的光導(dǎo)向針對各個方向而 預(yù)定的位置；以及光傳感器，其在對象處于所述預(yù)定位置的情況下測量由所述導(dǎo)光單元引 導(dǎo)到所述位置的光中的由所述對象反射的光。 按照根據(jù)本發(fā)明的第二方面的圖像讀取裝置，在本發(fā)明的第一方面的結(jié)構(gòu)中，所 述光源沿著單個預(yù)定方向照射光，并且所述切換單元包括反射由所述光源照射的光的反 射單元；以及驅(qū)動所述反射單元以使得光的反射方向切換到所述多個方向中的一個方向的 驅(qū)動單元。 按照根據(jù)本發(fā)明的第三方面的圖像讀取裝置，在本發(fā)明的第一方面中所公開的結(jié) 構(gòu)中，設(shè)置有根據(jù)施加的電壓而改變所述光源照射的光的行進(jìn)方向的光偏轉(zhuǎn)部件，并且，所 述切換單元通過控制施加到所述光偏轉(zhuǎn)部件的電壓來切換行進(jìn)方向。 按照根據(jù)本發(fā)明的第四方面的圖像讀取裝置，在本發(fā)明的第一到第三方面中的任
一方面公開的結(jié)構(gòu)中，所述切換單元按照預(yù)定周期依次地切換行進(jìn)方向。 按照根據(jù)本發(fā)明的第五方面的圖像讀取裝置，在本發(fā)明的第一到第三方面中的任
一方面公開的結(jié)構(gòu)中，所述切換單元基于所述光傳感器測量到的光來確定切換的時刻。 按照根據(jù)本發(fā)明的第六方面的圖像讀取裝置，在本發(fā)明的第一到第五方面中的任
一方面公開的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有指示部件，該指示部件用于指示作為所述預(yù)定位置的目標(biāo)位置。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面的結(jié)構(gòu)，即使使用單個光源也可以從多個方向?qū)⒐庹丈湓?對象上，并且確?？梢宰x取其反射光。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面的結(jié)構(gòu)，即使不移動光源也可以從多個方向?qū)⒐庹丈湓趯?象上。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面所公開的結(jié)構(gòu)，即使不提供機(jī)械移動的單元，也可以從多 個方向?qū)⒐庹丈湓趯ο笊稀?根據(jù)本發(fā)明的第四方面的結(jié)構(gòu)，可以將光照射在對象上，而不會沿著相同方向連續(xù)地照射光。 根據(jù)本發(fā)明的第五方面的結(jié)構(gòu)，與未提供該結(jié)構(gòu)的情況相比，可以降低切換頻度。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面的結(jié)構(gòu)，與未提供該結(jié)構(gòu)的情況相比，可以允許用戶容易地覺察到將被光照射的位置(即，用于讀取的目標(biāo)位置)。


將基于以下附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，在附圖中 圖1例示了本發(fā)明的圖像讀取裝置的使用模式； 圖2A和圖2B是示出了圖像讀取裝置的前端部的結(jié)構(gòu)的剖面圖； 圖3是示出了圖像讀取裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖4是示出了讀取圖像信息的模式的時序圖； 圖5是示出了圖像讀取裝置的前端部的結(jié)構(gòu)的剖面圖； 圖6是示出了圖像讀取裝置的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖7是示出了圖像讀取裝置執(zhí)行的處理的流程圖； 圖8示出了本發(fā)明的示例性導(dǎo)光部；以及 圖9示出了切換鏡(反射部)的變型。
具體實(shí)施例方式
1、第一示例性實(shí)施方式 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置的使用模式。本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10具有筆狀外觀，并且在使用時由用戶持握。用戶用圖像讀取裝置10的前端來指示作為待讀取對象的對象Obj，并且移動圖像讀取裝置10以使得光照射在對象的表面。圖像讀取裝置10可以包括啟動/停止圖像讀取裝置的操作的開關(guān)，或者也可以由外部裝置供電并在外部裝置運(yùn)行期間持續(xù)工作。 對象0bj例如是紙張或諸如液晶顯示器的顯示裝置，在其表面上形成有圖像。盡管沒有特別的限制，但在本示例性實(shí)施方式中假定形成在對象Obj上的圖像是表示對象0bj上的位置(坐標(biāo))的圖像。例如，通過預(yù)定規(guī)則對坐標(biāo)進(jìn)行編碼、并用由點(diǎn)和線形成的圖案來表示編碼，從而獲得該圖像。此后，將經(jīng)過編碼的圖像成為"碼圖像"。
圖2A和圖2B是示出了圖像讀取裝置10的前端部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2B是在圖2A的剖面圖中的一點(diǎn)鏈線是剖面線的情況下的剖面圖。圖像讀取裝置10在用戶手持的外殼10c的前端中具有開口 10a。通過開口 10a暴露出指示部件101的一部分。指示部件101用于指示作為圖像讀取裝置10將要讀取的位置的目標(biāo)位置，并且指示部件101的前端(露出側(cè))理想地逐漸變尖。可以將圖像讀取裝置構(gòu)造為使得墨水等從指示部件101的前端流
出。注意，圖像讀取裝置io所讀取的位置與作為待讀取位置的目標(biāo)位置不需要一致，只要
它們之間的間距是預(yù)定的即可。 圖像讀取裝置IO在外殼10c內(nèi)包括光源102、切換鏡103、反射鏡104和105、透鏡106以及光傳感器107。光源102例如是LED(發(fā)光二極管)或有機(jī)EL(電致發(fā)光)發(fā)光元件，并且沿著預(yù)定方向照射光。根據(jù)其中將指示部件101所指示的方向視為前方的限定，本示例性實(shí)施方式的光源102向后照射光。切換鏡103設(shè)置在光源102照射光的方向上。切換鏡103是將光源102所照射的光的行進(jìn)方向切換到多個預(yù)定方向(在本示例性實(shí)施方式中為兩個方向)中的一個方向的鏡，并從圖2A中以實(shí)線示出的位置(此后，稱為"第一位置")移動到以兩點(diǎn)鏈線示出的位置(此后，稱為"第二位置")。當(dāng)切換鏡103在第一位置時，從光源102照射的光在路徑上行進(jìn)，而當(dāng)切換鏡103在第二位置時，從光源102照射的光在路徑L2上行進(jìn)。切換鏡103是本發(fā)明的示例性反射部。 注意，沿著路徑或L2行進(jìn)的光實(shí)際上具有擴(kuò)散，并且還存在于圖2A中的路徑或L2的附近。圖2A中的路徑和路徑L2僅僅是代表性地示出了具有擴(kuò)散的光的直線。
反射鏡104和105是本發(fā)明的示例性導(dǎo)光部。反射鏡104將在路徑上行進(jìn)的光反射并導(dǎo)向預(yù)定位置，反射鏡105將在路徑1^上行進(jìn)的光反射并導(dǎo)向預(yù)定位置。這里，將光導(dǎo)向的"預(yù)定位置"是具有平面擴(kuò)散的區(qū)域。此外，反射鏡104將光導(dǎo)向的位置和反射鏡105將光導(dǎo)向的位置可以重疊也可以不重疊。 光傳感器107測量從光源102照射并沿著路徑或L2行進(jìn)的光中的由對象Obj反射的光，并且產(chǎn)生取決于測量到的反射光的亮度(強(qiáng)度)的圖像信息。例如，使用諸如CCD(電荷耦合器件)傳感器或CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器的圖像形成裝置作為光傳感器107。透鏡106將入射光聚焦在光傳感器107上。 圖3是示出了圖像讀取裝置10的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖像讀取裝置10包括發(fā)光控制器111、驅(qū)動控制器112、以及圖像信息處理部113。發(fā)光控制器111控制光源102的光照射。發(fā)光控制器111例如響應(yīng)于用戶的操作來控制光源102的開啟和關(guān)閉。驅(qū)動控制器112控制驅(qū)動部108的操作。驅(qū)動部108用于改變切換鏡103的朝向，并且例如使用MEMS(微電子機(jī)械系統(tǒng))裝置或壓電致動器來驅(qū)動切換鏡103。協(xié)同工作的驅(qū)動部108和切換鏡103實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的切換部。圖像信息處理部113控制光傳感器107的操作。圖像信息處理部113將光傳感器107產(chǎn)生的圖像信息識別為碼圖像，并且在對圖像信息進(jìn)行了分析后計(jì)算并輸出坐標(biāo)。注意，圖像信息處理部113輸出的數(shù)據(jù)的目的地可以是通過線纜或以無線方式與外部裝置進(jìn)行通信的通信部，或者，在圖像讀取裝置10內(nèi)設(shè)置了諸如半導(dǎo)體存儲器的存儲器的情況下，該目的地可以是該存儲器。 注意，此后，也將發(fā)光控制器111、驅(qū)動控制器112和圖像信息處理部113總稱為"控制器110"。控制器IIO可以由單個算術(shù)處理裝置或由協(xié)同工作的多個算術(shù)處理裝置來實(shí)現(xiàn)。 以上描述了本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10的結(jié)構(gòu)?；谠摻Y(jié)構(gòu)，本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10處于如下狀態(tài)在由用戶手持時照射光，并接收對其反射光的檢測。在這種狀態(tài)下讀取碼圖像時，圖像讀取裝置io試圖對碼圖像進(jìn)行分析。
這時，圖像讀取裝置10的控制器110使得按照預(yù)定的幀速(例如，60fps(幀每秒))來測量反射光并產(chǎn)生圖像信息，同時使得按照與所述幀速相符的速度來驅(qū)動切換鏡103并切換從光源102照射的光的路徑。例如，當(dāng)幀速為60fps時，控制器110使得切換鏡103的往復(fù)移動(從第一位置移動到第二位置并回到第一位置，或反之)周期性地執(zhí)行60次(即，30個往復(fù))。 圖4是示出了讀取圖像信息的模式的時序圖。在圖4中，高電平(Hi)表示其中測量圖像信息的狀態(tài)，低電平(Lo)表示其中沒有測量圖像信息的狀態(tài)。在圖像讀取裝置如在本示例性實(shí)施方式中那樣運(yùn)行的情況下，交替地測量由在路徑^上通過的光而獲得的圖像信息、和由在路徑L2上通過的光而獲得的圖像信息。 根據(jù)圖像讀取裝置10，在圖像讀取裝置10和對象0bj處于特定的位置關(guān)系的情況下，光傳感器107可以測量除了漫射分量以外還包括相對較大的鏡面反射分量的反射光。該位置關(guān)系是這樣的，其中，在對象Obj形成的平面是入射面的情況下，反射鏡104 (或105)反射的入射光的入射角與朝著光傳感器107反射的光的反射角相同或接近。注意，反射光中的鏡面反射分量的分布根據(jù)形成入射面的對象Obj的表面特性而不同。例如，根據(jù)形成在對象Obj上的圖像，鏡面反射分量可能基本上集中在特定的方向上，或者可以在一定程度上分布在特定方向周圍。在測量包括相對較大的鏡面反射分量的反射光的情況下，光傳感器107所產(chǎn)生的圖像信息可以包括這樣一個區(qū)域，在該區(qū)域中，由于光強(qiáng)度飽和而不能識別原始圖像。 根據(jù)本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10，在光傳感器107與反射鏡104或105中的一個處于上述特定位置關(guān)系的情況下，光傳感器107與反射鏡104或105中的另一個不處于所述特定位置關(guān)系。因此，光傳感器107將在不滿足所述特定位置關(guān)系的狀態(tài)下讀取到兩條圖像信息中的至少一條，而不會出現(xiàn)其中在滿足所述特定位置關(guān)系的狀態(tài)下連續(xù)地讀取圖像信息的情形。因此，在本示例性實(shí)施方式中，即使在滿足以上特定位置關(guān)系的狀態(tài)下用戶持續(xù)地手持圖像讀取裝置10的情況下，也不會連續(xù)地出現(xiàn)不能識別原始圖像的情形。 2、第二示例性實(shí)施方式 在本發(fā)明的第二示例性實(shí)施方式中，改變第一示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10的結(jié)構(gòu)的一部分。因此，在本示例性實(shí)施方式中，針對與第一示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10共有的結(jié)構(gòu)，給出相同的標(biāo)號，并且省略其描述。 圖5是示出了本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置的前端部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。除了指示部件101、反射鏡104和105以及光傳感器107以外，本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置20還包括光源201和楔形鏡202。光源201在照射光的方向上具有光偏轉(zhuǎn)部件201d，并且選擇性地將光的行進(jìn)方向切換到路徑L3或路徑1^中的一個。光偏轉(zhuǎn)部件201d根據(jù)施加的電壓來改變光的行進(jìn)方向。楔形鏡202是反射部件，其具有用于反射在路徑L3上行進(jìn)的光的第一反射表面和用于反射在路徑L4上行進(jìn)的光的第二反射表面。 圖6是示出了圖像讀取裝置20的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖像讀取裝置20包括發(fā)光控制器111、偏轉(zhuǎn)控制器211、以及圖像信息處理部113。偏轉(zhuǎn)控制器211控制施加于光偏轉(zhuǎn)部件201d的電壓。偏轉(zhuǎn)控制器211在將光導(dǎo)向路徑L3的情況下向光偏轉(zhuǎn)部件201d施加第一電壓，并且在將光導(dǎo)向路徑^的情況下向光偏轉(zhuǎn)部件201d施加第二電壓。注意，此后，也將發(fā)光控制器111、偏轉(zhuǎn)控制器211、以及圖像信息處理部113總稱為"控制器210"。
上面描述了本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置20的結(jié)構(gòu)?；谠摻Y(jié)構(gòu)，本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置20處于由用戶手持時照射光、并可用于測量其反射光的狀態(tài)。本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置20與第一示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置10的不同之處在于切換路徑的模式不同。 圖7是示出了控制器210執(zhí)行的處理的流程圖。如圖7所示，控制器210在獲取圖像信息時(步驟Sl)分析圖像信息并試圖計(jì)算坐標(biāo)(步驟S2)。此后，將步驟S2的操作稱為"解碼"。控制器210判斷解碼結(jié)果是否錯誤(步驟S3)。在判斷出解碼結(jié)果錯誤的情況
6下(步驟S3 :是)，控制器210在再次獲取圖像信息(步驟SI)之前，切換施加于光偏轉(zhuǎn)部件201d的電壓并且改變路徑(步驟S4)。相反，在判斷出解碼結(jié)果沒有錯誤的情況下(步驟S3 :否)，控制器210輸出所計(jì)算出的坐標(biāo)(步驟S5)。 注意，可以使用已知方法來判斷解碼結(jié)果是否錯誤。例如，控制器210可以根據(jù)是否可以計(jì)算出與坐標(biāo)相當(dāng)?shù)臄?shù)值來判斷解碼結(jié)果是否錯誤，進(jìn)一步來說，可以在與之前計(jì)算出的坐標(biāo)之間的差(距離)超過了預(yù)定閾值的情況下判斷為解碼結(jié)果錯誤。這是因?yàn)?，在與之前計(jì)算出的坐標(biāo)之間的差超過預(yù)期的情況下(例如，在超過了用戶正常移動速度的情況下)，計(jì)算出的坐標(biāo)不正確的可能性極大。 并且，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置20，在光傳感器107與反射鏡104
或105中的一個處于以上的特定位置關(guān)系的情況下，光傳感器107與反射鏡104或105中
的另一個不處于所述特定位置關(guān)系，這與第一示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置IO相似。因
此，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的圖像讀取裝置20，在鏡面反射造成了解碼錯誤的情況下，在錯
誤后切換路徑，降低了在切換之后發(fā)生的鏡面反射造成錯誤的可能性。 并且，對本示例性實(shí)施方式的操作與第一示例性實(shí)施方式的操作進(jìn)行比較，與第
一示例性實(shí)施方式的操作相比，使用本示例性實(shí)施方式的操作，路徑切換的頻度較低。 注意，在本示例性實(shí)施方式中，可以在錯誤連續(xù)地出現(xiàn)設(shè)定次數(shù)的情況下切換路
徑，而不是每次出現(xiàn)錯誤就切換路徑。與每次出現(xiàn)錯誤就切換路徑的情況相比，這使得切換
路徑的頻度降低。 3、變型例 上述示例性實(shí)施方式是本發(fā)明的示例。根據(jù)本發(fā)明，例如可以應(yīng)用以下的變型例。注意，根據(jù)需要，可以將上述的示例性實(shí)施方式和以下的變型例組合應(yīng)用。例如，可以這樣來構(gòu)造本發(fā)明使用第一示例性實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)(參見圖2A和圖2B)來執(zhí)行第二示例性實(shí)施方式的操作(參見圖7)。
3-l、變型例1 圖8示出了本發(fā)明的示例性導(dǎo)光部。圖8中所示的導(dǎo)光部300是發(fā)光并且其內(nèi)具有折射率分布的部件。在導(dǎo)光部300內(nèi)行進(jìn)的光在其行進(jìn)方向彎曲之后出射，如圖8所示。導(dǎo)光部300是上述的反射鏡104和105的可能替代。
3-2、變型例2 例如在第一示例性實(shí)施方式中那樣，在周期性地切換光行進(jìn)方向(即，與光測量結(jié)果無關(guān)地切換光行進(jìn)方向)的情況下，可以這樣來構(gòu)造本發(fā)明由外部裝置來執(zhí)行諸如解碼的處理。在該情況下，圖像讀取裝置僅僅需要向外部裝置輸出基于反射光而產(chǎn)生的圖像信息。 3-3、變型例3 在本發(fā)明中，光源所照射的光可以在三個或更多個方向上行進(jìn)。 圖9示出了第一示例性實(shí)施方式的切換鏡103的變型例。根據(jù)本變型例的切換鏡
103a是如下的鏡其移動方向相對于第一示例性實(shí)施方式的切換鏡103有所增加，除了 X
軸方向以外，還在圖9的Y軸方向上進(jìn)行往復(fù)移動。在該結(jié)構(gòu)的情況下，存在四個光行進(jìn)方
向。注意，在該情況下，可以根據(jù)光行進(jìn)方向來設(shè)置反射部的數(shù)量，或者，可以設(shè)置內(nèi)部具有
鏡面的圓柱形反射鏡。
并且，根據(jù)圖9中所示的結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步增加切換鏡103a的運(yùn)動方向，使得存在8個或者16個光行進(jìn)方向。在該情況下，切換鏡103a的移動優(yōu)選為按照圓形圖案來選擇光的路徑。 3-4、變型例4 本發(fā)明的光源并不限于沿著單個預(yù)定方向照射光的光源(如在第一示例性實(shí)施方式中那樣)。因此，可以這樣來構(gòu)造本發(fā)明的光源通過改變照射光的方向，而具有多個光行進(jìn)方向。例如，本發(fā)明可以包括通過使得光源自身傾斜來切換光行進(jìn)方向的切換部。
對本發(fā)明示例性實(shí)施方式的前述描述是為了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在窮舉或者將本發(fā)明限于所公開的確切形式。顯然，許多變型和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。選擇并描述這些示例性實(shí)施方式是為了最好地說明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的適用于所構(gòu)想特定用途的各種實(shí)施方式和各種變型。旨在由所附權(quán)利要求書及其等同物來限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種圖像讀取裝置，該圖像讀取裝置包括光源，其照射光；切換單元，其將所述光源照射的光的方向切換到多個預(yù)定方向中的一個方向；導(dǎo)光單元，其將由所述切換單元切換了方向并沿著所述多個方向中的一個方向行進(jìn)的光導(dǎo)向針對各個方向而預(yù)定的位置；以及光傳感器，其在對象處于所述預(yù)定位置的情況下測量由所述導(dǎo)光單元導(dǎo)向所述位置的光中的由所述對象反射的光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的圖像讀取裝置， 其中，所述光源沿著單個預(yù)定方向照射光，并且 所述切換單元包括反射單元，其反射所述光源照射的光；以及驅(qū)動單元，其驅(qū)動所述反射單元，使得光的反射方向切換到所述多個方向中的一個方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括 光偏轉(zhuǎn)部件，其根據(jù)施加的電壓而改變所述光源照射的光的行進(jìn)方向，其中，所述切換單元通過控制施加到所述光偏轉(zhuǎn)部件的電壓來切換所述行進(jìn)方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的圖像讀取裝置，其中，所述切換單元按照預(yù)定 的周期依次地切換所述行進(jìn)方向。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的圖像讀取裝置，其中，所述切換單元基于所述 光傳感器測量到的光來確定切換的時刻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，該圖像讀取裝置進(jìn)一步包括指示部件，該指 示部件用于指示作為所述預(yù)定位置的目標(biāo)位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像讀取裝置。所述圖像讀取裝置包括光源，其照射光；切換單元，其將所述光源照射的光的方向切換到多個預(yù)定方向中的一個方向；導(dǎo)光單元，其將由所述切換單元切換了方向并沿著所述多個方向中的一個方向行進(jìn)的光導(dǎo)向針對各個方向而預(yù)定的位置；以及光傳感器，其在對象處于所述預(yù)定位置的情況下測量由所述導(dǎo)光單元導(dǎo)向所述位置的光中的由所述對象反射的光。
文檔編號F21V13/00GK101763497SQ200910179768
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者中川英悟, 大井一成, 小笠原康裕, 市川裕一, 竹內(nèi)伸, 長部英資, 高平英信 申請人:富士施樂株式會社