專利名稱：具有可變光圈的掃描器引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式圖像掃描器，更具體地說，涉及一種具有可變光圈的手提式掃描器引導(dǎo)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光學(xué)掃描裝置是已知技術(shù)中熟知的，它產(chǎn)生計算機可讀的代表了被掃描物體的圖像數(shù)據(jù)，所述被掃描物體例如可以是一幅相片或者是一頁印刷品。在掃描器的一種典型應(yīng)用中，光學(xué)掃描器產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)可以供個人計算機使用，以便在一個適合的顯示裝置上，例如CRT或者打印機，再現(xiàn)被掃描物體的圖像。
手持式或者便攜式圖像掃描器是一種光學(xué)掃描器，它被設(shè)計成由人的手使之掃過被掃描的物體或者文件。該手持式掃描器可以通過數(shù)據(jù)電纜，直接與另一個計算機相連接。在這樣的情況下，由手持式掃描器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號可以“飛傳”到另一個計算機，也就是一旦收集到數(shù)據(jù)，就將它傳送給計算機。另一種不同的方式是，便攜式圖像掃描器可以包括一個其自身的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，用于存儲圖像數(shù)據(jù)。在完成掃描操作之后，采用任何方便的手段將存儲的圖像數(shù)據(jù)上載到另一個計算機中。
手提式或者便攜式掃描器在已知技術(shù)中是熟知的，其各種部件已由名稱為“具有可調(diào)光通道的手提式掃描器”5552597號美國專利、名稱為“用于手提式掃描器的光學(xué)波導(dǎo)”的5586212號美國專利、名稱為“具有機載電池充電裝置的手提式光學(xué)掃描器”的5381020號美國專利、以及名稱為“具有觸覺速度控制機構(gòu)的手提式光學(xué)掃描器”的5306908號美國專利所披露。本申請以這些專利文獻(xiàn)作為參考文獻(xiàn)。
典型的手提式掃描器可以包括照射系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)，以完成對物體的掃描。所述照射系統(tǒng)對物體的一部分(通常稱為“掃描區(qū)”)進(jìn)行照射，光學(xué)系統(tǒng)則收集由被照射的掃描區(qū)所反射的光，并將被照射的掃描區(qū)的一個很小的區(qū)域(通常稱為“掃描線”)聚焦在位于掃描器之內(nèi)的一個光敏檢測器的表面上。通過使掃描線掃過整個物體，通常是通過使手提式掃描器相對于物體運動，就可以獲得表示整個物體的圖像數(shù)據(jù)。例如，照射系統(tǒng)可以包括一個光源(例如熒光或者白熾燈，或者發(fā)光二極管(LED)陣列)。光學(xué)系統(tǒng)可以包括鏡頭和/或反光鏡組件，用于將被照射的掃描線的圖像引導(dǎo)聚焦在檢測器的表面上。所述光學(xué)系統(tǒng)也可以包括一個縮小光學(xué)系統(tǒng)上，以便將反射光縮小在一個非常小的檢測器上。
用于檢測光學(xué)系統(tǒng)所聚焦的圖像光的光敏檢測器可以是一種結(jié)構(gòu)緊湊的圖像檢測器，也可以是多個光敏檢測器組成的陣列，它們協(xié)同運作，以捕獲整個掃描線的圖像。一種典型的單個光敏檢測器當(dāng)它暴露于光時會改變其電阻。當(dāng)反射在光敏檢測器上的光的強度發(fā)生變化時，流過光敏檢測器的電流就會發(fā)生變化。這樣，光敏檢測器就能夠用于檢測圖像上的明亮和黑暗區(qū)域。
在本說明書中，術(shù)語“圖像光”用于表示通過光學(xué)系統(tǒng)聚焦在檢測器陣列表面上的光。根據(jù)掃描器和被掃描文件的類型，圖像光可以是由文件或者物體所反射的光，也可以是穿過物體或者文件的光。一般通過三個步驟將圖像光轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。第一，每一個光敏檢測器將其接收到的光轉(zhuǎn)換為電荷；第二，通過一個模擬放大器將光敏檢測器的電荷轉(zhuǎn)換為模擬電壓；第三，通過模-數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器將模擬電壓數(shù)字化?？梢园凑招枰獙?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行處理和/或存儲。
一種典型的手持式光學(xué)掃描器也可以包括一個位置檢測系統(tǒng)，或者引導(dǎo)系統(tǒng)，用于跟蹤掃描器相對于被掃描物體的位置。該引導(dǎo)系統(tǒng)使得手持式掃描器能夠?qū)Ρ人蠛透鼘挼奈矬w或者文件進(jìn)行掃描。當(dāng)便攜式掃描儀來回掃過物體，對物體的所有面積進(jìn)行檢測時，該引導(dǎo)系統(tǒng)保持對掃描儀位置的跟蹤。采用位置檢測系統(tǒng)所收集的位置信息，就能夠隨后將各個被掃描的條“拼接”起來。
一種類型的引導(dǎo)系統(tǒng)采用光學(xué)檢測器，它產(chǎn)生代表物體表面的兩維部分的圖像數(shù)據(jù)。該光學(xué)檢測器捕獲物體上若干目標(biāo)位置的圖像。在每一個光學(xué)檢測器的附近設(shè)置了一個光學(xué)鏡頭和一個固定光圈，用于將物體反射的光引導(dǎo)和聚焦在光學(xué)檢測器上。一個處理器對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以便識別物體表面上區(qū)別點相對于光學(xué)掃描器的位置。當(dāng)掃描器相對于物體運動時，這些區(qū)別點相對于光學(xué)掃描器的位置也相應(yīng)移動。處理器測量這些位置變化，確定掃描器相對于物體表面的位移和運動方向。處理器也可以將所述位移組合起來，確定掃描器相對于物體表面的運動速度。名稱為“用于檢測引導(dǎo)器相對于物體的運動的引導(dǎo)技術(shù)”的5644139號美國專利、以及名稱為“能夠補償非線性運動的自由臂圖像掃描裝置”的5578813號美國專利披露了對物體的兩維表面進(jìn)行掃描的位置檢測器或者引導(dǎo)器。上述的專利所公開的內(nèi)容引用結(jié)合在本文中。
上面所述的掃描器不無問題。例如，根據(jù)物體材料和成份的不同，引導(dǎo)系統(tǒng)的效率就有很大的不同。影響引導(dǎo)系統(tǒng)效率的因素包括物體的顏色、材質(zhì)、涂覆層和成份。白色打印紙通常具有大約為80％的反射率，而暗色光滑期刊頁的反射率小于大約3％。光滑物體的反射率還具有較大的特定分量，需要在物體上以較大的入射角進(jìn)行照射。由白色物體反射到引導(dǎo)系統(tǒng)光學(xué)檢測器上的光量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于暗色物體所反射的光量。
引導(dǎo)器中光圈的固定大小通常是通過對將要掃描物體的各種類型進(jìn)行平衡來予以確定的。再一個需要考慮的因素是引導(dǎo)器所需要的景深。光圈越小，景深就越大。因此，具有較小光圈的便攜式掃描器就不容易因為掃描器在物體上的傾斜而產(chǎn)生聚焦錯誤。然而，對于所有類型的物體來說，固定的光圈不能為引導(dǎo)器的光學(xué)檢測器提供理想的光量。因此，在白色復(fù)印紙上能夠良好工作的便攜式掃描器引導(dǎo)系統(tǒng)在暗色光滑期刊紙上就有可能不能適當(dāng)?shù)馗檼呙杵鞯倪\動。
現(xiàn)實需要提供這樣一種便攜式掃描器引導(dǎo)系統(tǒng)，它能夠更為有效地用于各種類型的成份有所不同的物體。更具體地說，需要提供這樣一種便攜式掃描器引導(dǎo)系統(tǒng)，它能夠針對不同類型的物體，使景深最優(yōu)化。
發(fā)明概述為了滿足上述需要，本發(fā)明提供了一種便攜式掃描器，其引導(dǎo)系統(tǒng)具有一個可變光圈。其光圈尺寸可以根據(jù)需要掃描的物體類型予以改變，從而提高引導(dǎo)系統(tǒng)對不同物體類型的效率。
本發(fā)明提供了一種用于文件圖像的便攜式掃描器，具有至少一個位置檢測器(44)。該位置檢測器具有一個光檢測器以及一個與所述光檢測器相鄰的光圈機構(gòu)。所述光圈機構(gòu)具有第一光圈尺寸和第二光圈尺寸。光圈機構(gòu)能夠在所述第一光圈尺寸與第二光圈尺寸之間調(diào)節(jié)。
本發(fā)明還提供了一種方法，用于改變?nèi)肷湓诒銛y式掃描器中的引導(dǎo)器光檢測器上的光強度。該方法包括在便攜式掃描器中提供一個與引導(dǎo)器光檢測器相鄰的光圈機構(gòu)，其中所述光圈機構(gòu)具有可變光圈尺寸，該尺寸可以調(diào)節(jié)，一種改變?nèi)肷湓谝龑?dǎo)器的光檢測器上的光強度。該方法還包括確定最佳光圈尺寸，該最佳尺寸能夠使引導(dǎo)器光檢測器最好地檢測便攜式掃描器的位置。該方法還包括調(diào)節(jié)光圈機構(gòu)，將所述可變光圈尺寸設(shè)定為所述最佳光圈尺寸。
本發(fā)明還提供了一種用于文件圖像便攜式掃描器，包括至少一個位置檢測器，一個位于所述位置檢測器中的光檢測器，以及用于改變通向所述光檢測器的光通道的橫截面積的機構(gòu)。


附圖中表示示例優(yōu)選實施例，其中圖1是一種具有帶可變光圈的引導(dǎo)系統(tǒng)的便攜式掃描器的透視圖；圖2是如圖1所示便攜式掃描器的頂視圖；圖3是如圖1所述便攜式掃描器的底視圖；圖4是具有滑動可變圓形光圈的便攜式掃描器的引導(dǎo)器的剖視圖；圖5是如圖4所示滑動可變圓形光圈的頂視圖；圖6是在其頂部邊緣具有斜面的光圈的側(cè)視圖；圖7是其頂部和底部邊緣具有斜面的光圈的側(cè)視圖；圖8是示出便攜式掃描器的引導(dǎo)方法的示意圖；圖9是示出采用如圖8所示引導(dǎo)方法的過程中所產(chǎn)生的相關(guān)系數(shù)的圖表；圖10是對應(yīng)于圖9所示圖表的表面；圖11是示出圖10所示表面的碗底深度的兩維曲線圖；圖12是具有可變圓形光圈的手提式掃描器引導(dǎo)器的側(cè)視圖；圖13是如圖12所示的剪刀型可變圓形光圈處于閉合位置的頂視圖；圖14是如圖12所示的剪刀型可變圓形光圈處于張開位置的頂視圖；圖15是便攜式掃描器的引導(dǎo)器的示意圖，示出了引導(dǎo)器部件的垂直運動；圖16是剪刀型可變矩形光圈的頂視圖，該光圈由圓盤狀致動器操縱；圖17是如圖16所示剪刀型可變矩形光圈處于張開位置的頂視圖；圖18是剪刀型可變矩形光圈的頂視圖，該光學(xué)由一個垂直安裝的條形致動器操縱；圖19是如圖18所示剪刀型可變矩形光圈處于張開位置的頂視圖；
圖20是一種可變圓形光圈的頂視圖，該光圈安裝在兩個條形致動器上；圖21是安裝在4個條形致動器的可變方形光圈的頂視圖；圖22是具有可變電化學(xué)光圈的便攜式掃描器引導(dǎo)器的剖視圖；圖23是具有兩種大小的圓形電化學(xué)光圈的視圖；圖24是圓形可變電化學(xué)光圈的視圖；圖25是方形可變電化學(xué)光圈的視圖；圖26是方形可變電化學(xué)光圈的視圖。
對最佳實施例的說明本說明書和附圖公開了一種用于文件圖像的便攜式掃描器10，包括至少一個位置檢測器44。所述至少一個位置檢測器44包括光學(xué)檢測器50和與所述光學(xué)檢測器50相鄰的光圈組件60，該光圈組件60具有第一光圈尺寸84和第二光圈尺寸86。該光圈組件60可以在所述第一光圈尺寸和第二光圈尺寸之間進(jìn)行調(diào)整。
本說明書和附圖還公開了一種方法，用于改變?nèi)肷湓诒銛y式掃描器10的引導(dǎo)器光檢測器44上的光強度。該方法包括在便攜式掃描器10中提供一個與引導(dǎo)器光檢測器50相鄰的可變光圈組件60，所述光圈組件60具有可變的光圈尺寸，可以對之進(jìn)行調(diào)整，以改變?nèi)肷湓谝龑?dǎo)器光檢測器50上的光強度。該方法還包括確定最佳光圈尺寸，使引導(dǎo)器光檢測器50能夠最好地檢測便攜式掃描器10的位置。該方法還包括調(diào)整光圈組件60，將可變光圈的尺寸設(shè)定為最佳光圈尺寸。
本說明書和附圖還公開了一種用于文件圖像的便攜式掃描器10，它包括至少一個位置檢測器44，一個位于位置檢測器之中的光學(xué)檢測器50，以及用于改變通向光學(xué)檢測器50的光通道46的橫截面積的機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的便攜式掃描器10具有一個引導(dǎo)系統(tǒng)12，其中包括一個可變光圈14(圖1)，可以用于對物體16進(jìn)行掃描，該物體可以是文件20，其上有文字22。例如，可以使便攜式掃描器10沿著文件20上的蜿蜒或者彎曲的掃描路徑24，對整個文件20進(jìn)行掃描。如下面所要詳細(xì)說明的那樣，便攜式掃描器10具有一個引導(dǎo)系統(tǒng)12，該系統(tǒng)包括一個可變光圈14，這樣的便攜式掃描器10可以適用于各種類型的物體16，例如白色復(fù)印紙或者光滑的暗色期刊紙。
同時參見圖1、2、3，本發(fā)明一種實施例的具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10包括一個主殼體部分26，其中有一個圖像頭部分30。便攜式掃描器10的主體殼體部分26的尺寸使之可以容納便攜式掃描器10進(jìn)行工作所需要的電子部件以及其他裝置(圖中未示)。例如，除了容納便攜式掃描器10進(jìn)行工作所需要的各種電子部件之外(圖中未示)，主殼體部分25中還可以提供顯示裝置32，以及各種按鈕和開關(guān)34、36、38，以便對便攜式掃描器10的功能和操作進(jìn)行控制。主殼體部分26還可以包括適合的電源，例如電池(圖中未示)，以便為便攜式掃描器10提供電能。
便攜式掃描器10的圖像頭部分30成形以容納一個光學(xué)成像機構(gòu)和一個照射系統(tǒng)(圖中未示)。圖像頭部分30的工作表面或者接觸表面40可以設(shè)有一個長形掃描窗口42，照射系統(tǒng)通過該窗口對物體16上的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照射。掃描窗口42也用于使光學(xué)成像機構(gòu)接受由所述目標(biāo)區(qū)域所反射的圖像光。當(dāng)便攜式掃描器10在物體16上運動時，光學(xué)成像機構(gòu)根據(jù)通過窗口42所反射的圖像光，產(chǎn)生圖像信號。包含在圖像信號中的圖像數(shù)據(jù)可以通過一個圖像處理系統(tǒng)(圖中未示)進(jìn)行處理操作，以便產(chǎn)生代表被掃描物體的圖像數(shù)據(jù)。
圖像頭部分30還包括一個或者多個位置檢測器44和46，或者引導(dǎo)器(圖3)，它們以光學(xué)方式檢測物體16的表面，以便跟蹤便攜式掃描器10在物體16上的運動。當(dāng)便攜式掃描器10在物體16上運動時，引導(dǎo)器44、46產(chǎn)生位置信息。當(dāng)便攜式掃描器10在物體16上沿著曲線路徑24移動時所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)表示一種曲線掃描帶條，隨后必須根據(jù)引導(dǎo)器44、46所產(chǎn)生的位置信息將這樣的曲線掃描帶條拼合在一起。
然而，不同類型的物體的反射率有很大不同，這影響了引導(dǎo)器44、46的工作。白色復(fù)印紙具有大約80％的反射率，而光滑的暗色期刊紙的反射率則小于大約3％，對于后者來說，要想檢測紙上固有的或者印刷的特征，就必須進(jìn)行更強的照射。這使得難于設(shè)計單個的引導(dǎo)器以適用于各種不同類型的物體16。引導(dǎo)器44、46需要接受足夠的由物體16所反射的光，以提供強的信號，提高信噪比。然而，過多的光入射在引導(dǎo)器44、46上將會使它們達(dá)到飽和。如果信噪比過低，便攜式掃描器10就不能區(qū)分物體16上的特征，并將失去引導(dǎo)信息。另一方面，如果引導(dǎo)器接受過多的光，光檢測器(例如光檢測器50)就會飽和，產(chǎn)生一白如洗、缺少細(xì)節(jié)的圖像。具有固定光圈的引導(dǎo)器被設(shè)計來使之同時適合用于白色復(fù)印紙和暗色期刊紙，然而對兩者來說都不理想。此外，為了適合用于暗色物體所需要的較大尺寸光圈具有較窄的景深，這樣只要便攜式掃描器10略為有些傾斜，就會導(dǎo)致引導(dǎo)器44、46不能正確聚焦。
物體16所反射并入射在引導(dǎo)器44、46上的光的強度可以通過調(diào)整發(fā)光二極管(LED)(例如部件54)的照射量來予以改變，但是這種解決方案受到大小、電能、所需要的照射角等因素的限制。
入射在引導(dǎo)器44、46上的光的強度也可以通過調(diào)整積分時間來改變。當(dāng)便攜式掃描器10在物體16上運動時，引導(dǎo)器44、46捕獲了一系列的離散圖像。積分時間是指引導(dǎo)器44、46中的光檢測器對每一幅圖像收集信息所需要的時間量。然而，由于要想形成較亮的圖像，就需要增加積分時間，因此必須使便攜式掃描器10更為緩慢地在物體16上運動。如果采用較長的積分時間，而便攜式掃描器10運動過快，引導(dǎo)圖像就會變得模糊，便攜式掃描器10就會失去其引導(dǎo)信息。
具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10可以用于其反射率有很大不同的各種物體16。當(dāng)具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10在物體16上運動時，在低反射率區(qū)域上，光圈就會增大；在高反射率區(qū)域上，光圈就會減小。這樣，就能使引導(dǎo)器44、46保持最佳的信號水平，同時在物體16的具有不同反射率的區(qū)域上使景深盡可能大。
具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10可以按照如下的方式對物體16，例如其上具有文字22的文件20，進(jìn)行掃描。第一步，使用者(圖中未示)根據(jù)特定掃描裝置的特定操作程序，通過操縱適當(dāng)?shù)陌粹o或者開關(guān)(例如34、36、38)，初步設(shè)定便攜式掃描器10以進(jìn)行掃描操作。
使用者將便攜式掃描器10的接觸表面或者工作表面40朝向文件20，并開始進(jìn)行掃描操作。此后，使用者移動便攜式掃描器10，使之掃過文件20，光學(xué)成像機構(gòu)和引導(dǎo)器44、46獲得掃描圖像條以及位置信息。安裝在便攜式掃描器10或者外部計算機中的拼合軟件能夠根據(jù)光學(xué)成像機構(gòu)捕獲的掃描圖像條以及引導(dǎo)器44、46所捕獲的位置信息，拼合出文件20的單一圖像。名稱為“能夠補償非線性運動的FREEHAND圖像掃描裝置”的美國專利5578813號公開了一種具有代表性的拼合算法。由于拼合算法的細(xì)節(jié)對于理解和實施本發(fā)明來說并不重要，因此下面不需要對本發(fā)明的具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10采用的特定拼合算法進(jìn)行詳細(xì)說明。
在對具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10及其一些重要的特點和優(yōu)點進(jìn)行概略說明之后，下面對便攜式掃描器10的各種實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在進(jìn)行詳細(xì)說明之前，應(yīng)當(dāng)指出的是，所介紹的具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10都是舉例性質(zhì)的。還應(yīng)當(dāng)指出的是，下面介紹的具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10可以用于諸如其上有文字22的文件20之類的物體16，但是它并不限于特定類型的物體16。事實上，本發(fā)明的便攜式掃描器10可以用于任何類型的可以成像的物體。
參見圖4-7，本發(fā)明的具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10包括一個外殼26，采用聚合碳化合物材料注塑而成。外殼26容納用于對數(shù)字圖像進(jìn)行處理、存儲、操作和傳送的電子系統(tǒng)。顯示裝置32置于外殼26之中，用于在使用便攜式掃描器10的過程中提示使用者，并顯示被掃描的圖像。顯示板32的大小適合安裝在外殼26之內(nèi)，并為其他必要的元件，例如控制按鈕34、36、38，留出足夠的空間。顯示板32最好是低成本的黑白液晶顯示器(LCD)，具有適合的分辯率，以顯示被掃描的圖像以及用戶界面(菜單、指令等等)。
另外，顯示板32也可以采用另外的顯示類型，例如薄膜三極管(TFT)顯示器、氣體等離子體顯示器等等，根據(jù)需要，可以是彩色的，也可以是黑白的。
圖像頭部分30位于外殼26之中，并包括成像系統(tǒng)，其中包括一個光學(xué)成像機構(gòu)(圖中未示)和一個照射系統(tǒng)(圖中未示)，該照射系統(tǒng)指向便攜式掃描器10的接觸表面40上的掃描窗口42。
所述照射系統(tǒng)產(chǎn)生多個光束，通過掃描窗口42照射在物體16的目標(biāo)區(qū)域上。照射系統(tǒng)可以是各種光源，只要適合提供多個光束即可。舉例來說，在一種最佳實施例中，照射系統(tǒng)包括多個發(fā)光二極管，它們以彼此相隔的方式設(shè)置在圖像頭部分30。每一個發(fā)光二極管74可以采用編號為HSMA-S690的LED部件，由美國加州的Hewlett-Packard公司提供。
光學(xué)成像機構(gòu)響應(yīng)于物體16所反射的圖像光。該光學(xué)成像機構(gòu)產(chǎn)生代表物體16的圖像信號。光學(xué)成像機構(gòu)可以采用任何適合的成像系統(tǒng)，包括以后開發(fā)出來的系統(tǒng)，只要能夠產(chǎn)生與被掃描物體16所反射的圖像光相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)即可。因此，本發(fā)明不受任何特定的成像系統(tǒng)或者系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制。不過，舉例來說，在一種最佳實施例中采用的光學(xué)成像系統(tǒng)包括光檢測器和用于將圖像的光引導(dǎo)到光檢測器的鏡頭。所述光檢測器可以是分辯率為300dpi(每英寸點數(shù))的CCD陣列，例如由美國德克薩斯州的Texas Advanced Optoelectronic Solution Co.提供的TS1301型，也可以采用具有相同或不同分辯率的其他類型的檢測器。
用于將圖像引導(dǎo)和聚焦在光檢測器表面上的鏡頭可以包括一個光學(xué)系統(tǒng)，例如以SELFOC的名稱出售的產(chǎn)品，該名稱是日本片型玻璃公司的注冊商標(biāo)。也可以采用不同的類型的成像系統(tǒng)，例如投射成像系統(tǒng)，它包括鏡頭和/或反射器。
圖像頭部分30還包括一個引導(dǎo)系統(tǒng)12，它有一個或者多個位置檢測器或者引導(dǎo)器組成。在一種最佳實施例中，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括兩個引導(dǎo)器44、46，其位置與掃描窗口42相平行，位于掃描窗口42形成的端線內(nèi)側(cè)。
參見圖4-7，引導(dǎo)器44包括光檢測器50、鏡頭52、LED54、以及光圈機構(gòu)60。LED54產(chǎn)生光束(例如56)，以照射物體16的位于引導(dǎo)器44之下的區(qū)域。圖像光44由物體16予以反射，通過鏡頭52引導(dǎo)和聚焦在光檢測器50上。
LED54安裝在圖像頭部分30中，使照射光以大約5度到大約30度之間(最好是20度)的角度66掠射在物體16上。這種掠射照射減少了由物體16的定向反射，從而導(dǎo)致由表面不規(guī)則產(chǎn)生的漫射占主導(dǎo)地位。
鏡頭52最好由圓形透明毛玻璃或者模制塑料元件構(gòu)成，以便將圖像光聚焦和縮小在光檢測器50上。鏡頭52最好具有大約1.4的放大系數(shù)，因此將物體16上大約2平方毫米的方形區(qū)域聚焦在檢測器50的大約為2.88平方毫米的區(qū)域上。鏡頭52通過支持件74安裝在光檢測器50的下面。支持件74在鏡頭50的上方和下方均以一定的角度向外擴(kuò)張，以免阻擋圖像光64，并減少重量和成本。一個大致為U形的凸緣76環(huán)繞鏡頭52的邊緣80，以提供支持。支持件74由添加了聚合碳化合物材料的黑色30％玻璃纖維模制而成。支持件74的形狀可以根據(jù)需要來確定，以適合于特定的便攜式掃描器10和所希望的圖像頭部分30。此外，鏡頭52可以采用任何適合的方式支持在光檢測器50的下方。
光檢測器50最好是在單個半導(dǎo)體芯片上制作的多個光學(xué)傳感器的兩維陣列。光檢測器50通過一組導(dǎo)線連接器(例如72)與一個印刷電路板(PCB)70相連接。另外，光檢測器也可以通過表面安裝焊接連接方式或者任何適合的方式安裝在PCB70上。光檢測器50產(chǎn)生來自被掃描的物體16的一個較小的兩維區(qū)域上的圖像數(shù)據(jù)。便攜式掃描器10中的計算處理器接受這樣的圖像數(shù)據(jù)，識別物體16上的區(qū)分特征。例如，當(dāng)物體16是具有文字22的文件時，上述區(qū)分特征可以是紙張上所固有的不規(guī)則點，例如紙纖維或者印刷文字的邊緣。這些區(qū)分特征相對于引導(dǎo)器44、46的位置被存儲在一個存儲裝置中。當(dāng)便攜式掃描器10相對于物體16運動時，這些區(qū)分特征相對于引導(dǎo)器44、46運動。處理器將區(qū)分特征的新位置與存儲在存儲器中的位置進(jìn)行比較。基于這樣的比較，處理器就能夠確定與引導(dǎo)器44、46有固定連接關(guān)系的便攜式掃描器10的位置、運動方向、和運動速度。這樣，處理器就能夠?qū)⒐鈱W(xué)成像機構(gòu)所獲得的圖像幅拼合起來，因為這些掃描圖像幅彼此之間的位置關(guān)系可以很好地予以確定。
光圈機構(gòu)60位于光檢測器50與鏡頭52之間，通過一個導(dǎo)軌(圖中未示)以可以滑動的方式支持在支持件74上。光圈機構(gòu)60包括一個具有多個固定光圈(例如84、86)的板件82。在一種最佳實施例中，板件82包括兩個圓形光圈，即一個較大的光圈84和一個較小的光圈86。板件82最好采用低成本的金屬片材沖壓而成，也可以采用塑料注塑部件。
用于較暗物體16的較大光圈84最好具有大約為1.5毫米的直徑110，而用于較亮物體16的較小光圈最好具有大約為1.0毫米的直徑112，這樣較大光圈84所通過的圖像光64大約是較小光圈86的兩倍。光圈84、86的直徑110、112可被確定尺寸以便通過任何所需量的圖像光64。
光圈84、86的大小被確定為足夠小，以便阻擋經(jīng)過鏡頭52邊緣部分的圖像光64。例如，可以使較大光圈的大小能夠通過除了毗鄰支持件74的1/2毫米之內(nèi)所通過的光之外的所有圖像光64。
板件82的寬度114足以阻擋來自鏡頭52的不需要的圖像光64，讓圖像光64僅僅通過光圈84、86。板件82的長度116也足以阻擋來自鏡頭的不需要的圖像光64，讓圖像光64一次僅僅通過光圈44、46中的一個。在一種最佳實施例中，板件82的寬度114大約為5.0毫米，長度116大約為10.0毫米。
致動器90通過桿件94與板件82的邊緣92相連接。所述致動器90最好是一種線性致動器，例如美國新澤西州的RMB Miniature Bearing公司出售的產(chǎn)品序號為APH59001的Smoovy直線電機。致動器90通過導(dǎo)線96與PCB70相連接。便攜式掃描器10中的電子控制機構(gòu)通過導(dǎo)線96送出控制信號，以控制致動器90。致動器90由PCB70予以支持，或者可以由支持件74予以支持。致動器90通過使桿件94伸出、縮回，使位于光檢測器50下方的板件74在方向100上來回滑動。
與支持件74相連接的止動塊104、106幫助對準(zhǔn)板件82，使較大光圈84和較小光圈86中的任何一個位于光檢測器50下方。
參見圖6、7，板件82的厚度120大約為1毫米。在光圈84、86的內(nèi)壁上設(shè)有斜面122，從而使光圈84、86對于圖像光64來說盡可能地薄。如果光圈84、86過厚，圖像光64就有可能由于在光圈內(nèi)壁上的二次反射而受到影響。此外，光圈壁過厚還會使得光圈的大小由于圖像光64的角度不同而產(chǎn)生變化。
在一種最佳實施例中，如圖6所示，光圈內(nèi)壁的上邊緣是傾斜的，從而使光圈內(nèi)壁位于板件82的底部，其厚度124大約為0.25毫米。所述斜面的角度130最好在大約30度和60度之間。
另一不同的方式如圖7所示，光圈內(nèi)壁的上下邊緣均是傾斜的，從而使光圈內(nèi)壁126成為板件82厚度方向大體中間位置上的一個點。這種方式提供了一種更薄的更為有效的光圈，但是其加工較為復(fù)雜，因為需要切削兩個斜面，而不是一個斜面。此外，如圖7所示切削斜面時，與圖6所示采用鉆孔方式相比，要想精確控制其光圈直徑較為困難。
光圈機構(gòu)60由便攜式掃描器10的芯片根據(jù)一個或者多個控制變量來予以控制，例如光檢測器50或者單獨的光量檢測器(圖中未示)上的入射光大小，所述單獨的光量檢測器可以安裝在光檢測器50附近或者其上。在這種實施例中，當(dāng)光量增大時，將光圈機構(gòu)60調(diào)整到較為較小光圈，當(dāng)光量減小時，將光圈機構(gòu)60調(diào)整為較大光圈。
然而，較為理想的控制變量是所謂“碗底深度”，它是在處理引導(dǎo)圖像過程中產(chǎn)生的一種相關(guān)系數(shù)，下面對它進(jìn)行詳細(xì)說明。
參見圖8，便攜式掃描器10的移動是通過使樣本幀或圖像與基準(zhǔn)幀相關(guān)來確定的，所述基準(zhǔn)幀在樣本幀之前獲得，然后使之移動。首先存儲基準(zhǔn)幀140。在這一實施例中，基準(zhǔn)幀140包括物體16上的T形特征142。
在存儲基準(zhǔn)幀140之后，當(dāng)便攜式掃描器10略為移動時，顯示物體16的同一T形特征142的樣本幀144被存儲。這樣，由于便攜式掃描器10朝著物體16的左下方移動，在基準(zhǔn)幀140中位于中央位置的T形特征142在樣本幀144中朝右上方移動。存儲基準(zhǔn)幀140與存儲樣本幀144之問的時間差最好盡可能地短，使便攜式掃描器10的移動不超過象素寬度的一半。為了清楚起見，圖8所示的移動作了夸大。
樣本幀144與基準(zhǔn)幀140的移動樣式(例如150、152)相結(jié)合，以確定樣本幀144與移動的基準(zhǔn)幀(例如150、152)之間的相關(guān)程度。通過使基準(zhǔn)幀140在已知方向和距離上移動，然后確定哪一個移動后的基準(zhǔn)幀(例如150、152)與樣本幀144最為相關(guān)，這樣就能夠確定便攜式掃描器10的實際移動．例如，如果基準(zhǔn)幀140向左移動一個象素，而樣本幀144與向左移動的基準(zhǔn)圖像準(zhǔn)確相關(guān)，就可以確定便攜式掃描器10在存儲基準(zhǔn)幀140和存儲樣本幀144之間的時問內(nèi)向右移動了一個象素。
如圖8的移動圖146所示，提供了8個移動的基準(zhǔn)幀(例如150、152)和一個未移動的基準(zhǔn)幀?；鶞?zhǔn)幀140移動到相鄰的8個象素。在位置“1”150，基準(zhǔn)幀140移動到左上方的相鄰象素。在位置“2”152，基準(zhǔn)幀移動到上方的相鄰象素．位置“0”是未移動的基準(zhǔn)幀140。以這種方式準(zhǔn)備了9個位置(O-8)上的基準(zhǔn)幀．隨后將樣本幀144與所述9個準(zhǔn)備好的基準(zhǔn)幀相結(jié)合，以形成一個3×3陣列的組合圖形154。其中，位于位置“3”的組合圖形具有最少數(shù)量的陰影象素(5個)，因而具有最高的相關(guān)性，而位于位置“7”的組合圖形具有最多數(shù)量的陰影象素(10個)，因而具有最低的相關(guān)性。
計算陣列154中9個組合圖形的一組相關(guān)系數(shù)，根據(jù)下面的公式來計算，該公式計算差的平方和對其求和Ck=ΣiΣj(Sij-R(ij)+k)2]]>
其中，Sij是光檢測器在樣本幀144的位置ij的測量值，Rij+k是光檢測器在朝K方向移動的基準(zhǔn)幀140的位置ij上的測量值。根據(jù)這一公式，具有最高相關(guān)性的組合圖形，在這一情況下是位置“3”，將具有最小的相關(guān)系數(shù)，而具有較低相關(guān)性的組合圖像將具有較高的相關(guān)系數(shù)。
在實際操作中，樣本幀144不會與移動的基準(zhǔn)幀(例如150、152)中的任何一個精確相關(guān)，因為在便攜式掃描器10移動一個完整的象素寬度之前，就會對樣本幀144進(jìn)行存儲，而且便攜式掃描器10的移動方向也不會與其中一個移動的基準(zhǔn)幀的移動方向完全相同。然而，便攜式掃描器10的實際移動通過對所述相關(guān)系數(shù)進(jìn)行插值來予以計算。
繼圖8所示的例子，圖9示出了9個相關(guān)系數(shù)的條形圖。最高的相關(guān)系數(shù)156、160對應(yīng)于于圖8中的位置“8”、“7”，而最小的相關(guān)系數(shù)162對應(yīng)于圖8中的位置“3”。對所述9個相關(guān)系數(shù)，可以計算出如圖10所示的最佳適配和平滑表面164。此時，就可以確定“碗底深度”166(如圖11所示)。通過從最高點到最低點對最佳適配表面作一剖視，就可以確定碗底深度166。
應(yīng)當(dāng)注意的是，如圖11所示的剖視圖并不具有碗底形狀，因為在這一例子中，在存儲基準(zhǔn)幀140和樣本幀144之間的時間差中，讓便攜式掃描器10移動了一個整個的象素。但是，在實際操作中，在便攜式掃描器10移動超過半個的象素之前，就對樣本幀144進(jìn)行存儲，因此最低的相關(guān)系數(shù)將位于位置“0”。平滑的最佳適配表面164將在靠近表面164的位置上具有一個低點，如果便攜式掃描器10完全沒有移動，所述低點就會位于表面164的中心。
最好采用最低相關(guān)系數(shù)162與其余相關(guān)系數(shù)(例如156、160)的平均值之間的高度來確定碗底深度166。
在對碗底深度166進(jìn)行說明之后，下面對如圖4、5所示的具有帶可變光圈14的引導(dǎo)系統(tǒng)12的便攜式掃描器10進(jìn)行詳細(xì)說明。如上面所述，將便攜式掃描器10置于物體16上，開始進(jìn)行掃描操作。在啟動掃描操作的過程中，將光圈機構(gòu)60置于適合于白色復(fù)印紙的其缺省位置。便攜式掃描器10的芯片通過導(dǎo)線96將電信號送到致動器90，使致動器90伸出與板件82相連接的桿件94。此時，板件82將朝方向100移動，直到到達(dá)左止動塊104的位置為止，從而將較小的光圈86置于光檢測器50之下。
當(dāng)便攜式掃描器10在物體16上移動時，引導(dǎo)器44跟蹤這一移動，芯片監(jiān)視所需要的控制變量，該變量可以是圖像光64的強度，也可以是碗底深度166。當(dāng)控制變量達(dá)到預(yù)定的數(shù)值，指示出物體16足夠黑暗，需要較大的光圈時，就對光圈機構(gòu)60進(jìn)行調(diào)整。芯片通過導(dǎo)線96將電信號送到致動器90，致動器90使與板件62相連接的桿件94縮回。這樣，板件82就會在方向102上滑動，直到到達(dá)止動塊106的位置為止，從而將較大的光圈84置于光檢測器50之下。
致動器90必須使板件82以足夠快的速度產(chǎn)生運動，以便不影響引導(dǎo)處理。光圈機構(gòu)60最好在獲得和存儲樣本幀144與基準(zhǔn)幀140之間的時間間隔中進(jìn)行，以避免中斷引導(dǎo)處理。另一種不同的方式是，如果光圈機構(gòu)不能足夠快地運動，以避免對獲得和存儲樣本幀144和基準(zhǔn)幀140的影響，可以通過在調(diào)整光圈之前和之后在引導(dǎo)信息之間進(jìn)行插值來獲得適合的結(jié)果。
這樣，當(dāng)便攜式掃描器10在物體16上移動時，根據(jù)需要，將光圈機構(gòu)60在較大光圈84和較小光圈86之間反復(fù)調(diào)整。另一種不同的方式是在開始進(jìn)行操作時將光圈機構(gòu)60調(diào)整到較小光圈84和較小光圈86中的任何一個，然后在整個掃描過程中將光圈機構(gòu)60保持在該位置上。
在另一種實施例中(圖中未示)，光圈機構(gòu)60可以以手動方式予以調(diào)整，其方式是取消致動器90，將桿件94延伸到位于便攜式掃描器10外部的一個手柄上。在這樣的情況下，就可以的開始掃描之前，根據(jù)物體的亮暗程度或者根據(jù)便攜式掃描器10的指示，以手動方式設(shè)定光圈機構(gòu)60。
下面同時參見圖12、13、14，另一種具有可變光圈的引導(dǎo)器244包括光檢測器250、鏡頭252、LED254、光圈機構(gòu)260。其中，LED254、鏡頭252和光檢測器250的工作方式與上面結(jié)合圖4所述的相同。鏡頭252由支持件274予以支持，光檢測器250采用上面所述方式安裝在PCB270上。
光圈機構(gòu)260位于光檢測器250與鏡頭252之間，由支持件274上的引導(dǎo)導(dǎo)軌以可以滑動的方式予以支持。光圈機構(gòu)260包括一對相互重疊的可移動板件282、283。(如果需要，光圈機構(gòu)260可以由大于1的任何數(shù)量的板件構(gòu)成。)通過樞軸銷子291將所述一對板件282、283保持在支持件274上并相互連接，板件282、283可以圍繞該銷子291轉(zhuǎn)動。板件282、283通過夾子293與樞軸銷子291相連接。板件282、283中的每一個具有一個開口285、287，它們相互組合以形成光圈的內(nèi)壁，光圈的大小可以通過使板件282、283圍繞樞軸銷子291轉(zhuǎn)動而予以改變。開口285、287置于分別靠近板件282、283的邊緣，大致為U形形狀，從而使光圈當(dāng)處于閉合位置時呈圓形(參見圖13)，而當(dāng)光圈處于較為開放的位置時呈長圓形(參見圖14)。U形開口285、287的基部大致為半圓形。U形開口285、287的臂部最好形成略為大于90度的角度311、313，從而使所形成的光圈當(dāng)處于開放位置時具有平滑的邊緣。通過使板件282、283以類似于剪刀的運動方式，朝著相互靠攏和相互分開的方向運動，就能夠平滑地改變光圈的大小。
將一個返回彈簧295固定在兩個柱體297、301之間，所述兩個柱體分別由兩個板件282、283向外伸出。所述返回彈簧295對板件282、283施加一個使它們彼此靠攏的力。板件282、283的角部307、309與樞軸銷子292相對，并彼此最為靠攏，它們被向后切出一個大約為135度的角度303，兩個經(jīng)過切除的端部形成一個V形的槽口。將一個三角型的楔塊305連接到致動器桿件294的端部，使之與所述V形槽口相配合。當(dāng)桿件294壓向板件282、283時，楔塊305壓在經(jīng)過切除的角部307、309，迫使板件282、283彼此分開，就能夠使光圈變大(參見圖14)。當(dāng)桿件293退回，使楔塊305不再壓在經(jīng)過切除的角部307、309時，板件282、283就會被彈簧295拉動，彼此靠攏(參見圖13)。
致動器290與致動器桿件294、楔塊305相連接，以使板件282、283自動地張開、關(guān)閉。致動器290通過導(dǎo)線296與PCB270相連接，或者將其表面焊接在PCB270上。按照上面結(jié)合圖4所述方式對致動器290進(jìn)行控制。
圖15示出了上面所述的光圈機構(gòu)60、260的部件之間的垂直間距。物體16位于鏡頭52的下方，它與鏡頭下表面之間的距離315為大約3.5毫米。鏡頭52的厚度317大約為2.2毫米。光圈機構(gòu)60位于鏡頭52的上方，其下表面與鏡頭上表面之間的距離319大約為0.5毫米。光圈機構(gòu)60的厚度120大約為1毫米。檢測器50位于光圈機構(gòu)60的上方，與光圈機構(gòu)的上表面之間的距離321大約為3.6毫米。在具有上述優(yōu)選垂直間距的實施例中，鏡頭52的放大率大約為-1.4，檢測器50的面積大約為2.88平方毫米。
參見圖16、17，引導(dǎo)器244中的板件382、383可以通過一個圓盤形的壓電致動器390予以啟動或者開啟。板件382、383具有矩形形狀，在由板件382、383上伸出的柱體397、401上安裝了一個返回彈簧395，以便將上述板件偏壓到關(guān)閉位置。在板件382、383的側(cè)邊上分別切出了矩形槽口421、423，從而在相互重疊的板件382、383上形成了一個矩形開口。圓盤形致動器390以其側(cè)部安裝在所述矩形開口中，其底部僅靠板件383的槽口423，致動器390頂部的能夠以壓電方式突出的圓盤壓在另一個板件382的槽口421上。這樣，當(dāng)圓盤形致動器390的頂部突出時，致動器390壓在槽口421、423上，迫使板件382、383彼此分開。
在這一實施例中，在板件382、383的遠(yuǎn)離其樞軸銷子391的一端的側(cè)邊上，分別形成了矩形槽口425、427，這兩個槽口形成了一個大致為矩形的孔洞。
參見沒圖18、19，引導(dǎo)器244中的板件482、483可以通過一個雙壓電晶片致動器490或者雙金屬片致動器予以致動。致動器490的端部如圖18、19所示，當(dāng)點信號送到致動器490時，它朝著靠近或者離開樞軸銷子491的方向運動。板件482、483在靠近樞軸銷子491的彼此最為靠近的側(cè)邊上具有槽口521、523。該槽口521、523以一定的角度朝樞軸銷子491傾斜，因此當(dāng)它們相互重疊時，形成了一個大致為菱形的開口，致動器409插入在該開口中。這樣，當(dāng)致動器490在方向400(參見圖18)上朝樞軸銷子491運動時，它壓在傾斜的槽口521、523的側(cè)壁上，迫使板件482、483彼此靠攏，以形成一個較小的光圈。當(dāng)致動器490在方向402上(參見圖19)朝遠(yuǎn)離樞軸銷子491的方向運動時，它壓在傾斜槽口521、523的側(cè)壁上，迫使板件482、483朝彼此分開的方向運動，以形成一個較大的光圈。
在這一實施例中，在板件482、483的側(cè)邊上切出T形槽口525、527。當(dāng)板件482、483處于彼此靠攏的位置時(參見圖18)，僅僅只有T形槽口525、527的主體部分相互重疊，形成一個方形或者矩形的光圈。當(dāng)板件482、483處于彼此分開的位置時，(參見圖19)，T形槽口525、527更多地重疊，形成一個較大的十字形或者加號形光圈。如果需要，可以設(shè)計槽口525、527的形狀，使得最大的光圈面積為最小光圈面積的兩倍。
參見圖20，引導(dǎo)器244的另一種實施例可以包括一對安裝在雙壓電晶片致動器590、592或者雙金屬片致動器上的矩形板件590、592。所述板件部分地重疊，當(dāng)致動器590、592分別在相反的方向501、503上運動時，板件能夠朝彼此剴或者彼此分開的方向移動。
每一個板件582、583具有一個開口585、587，它們相結(jié)合形成了光圈的側(cè)壁，通過使板件582、583在方向501、503上朝彼此靠攏或彼此分開的方向運動，就能夠改變光圈的大小。開口585、587大致具有U形形狀，因此當(dāng)板件處于彼此靠攏的位置時，光圈呈圓形；當(dāng)板件處于彼此分開的位置時，光圈呈長圓形。
參見圖21，引導(dǎo)器244的另一種實施例可以包括4個矩形板件682、683、684、685，它們安裝在雙壓電晶片致動器690、691、692、693或者雙金屬片致動器上。板件682、683、684、685部分地重疊，當(dāng)致動器690、691、692、693在相對的方向601、602、603、604上運動時，所述板件在朝彼此靠攏或者彼此分開的方向運動。所述板件682、683。684、685沒有槽口，如果在相對的方向上移動相等的距離，就會形成一個大小可變的方形光圈。如果需要，板件682、683、684、685也可以移動不同的距離，以形成一個矩形的光圈。
參見圖22-26，具有可變光圈的引導(dǎo)器244的另一種實施例包括光檢測器750、鏡頭752、LED754以及一個光圈機構(gòu)760。LED754、鏡頭752、光檢測器750的工作方式與圖4所示的相同。鏡頭752由支持件774予以支持，光檢測器750如上面所述安裝在PCB770上。
光圈機構(gòu)760位于光檢測器750與鏡頭752之間，由支持件774予以支持。光圈機構(gòu)760包括一個基本上透明的基板782，其上形成了電化學(xué)涂層800。通過導(dǎo)線796由PCB770傳送到基板782的電信號，所述電化學(xué)土層800可以由基本上透明轉(zhuǎn)換到基本上不透明。
如圖23所示，要形成具有兩個光圈大小的可變光圈，在基板782的外側(cè)邊緣施加了一個不透明的涂層802，留出一個圓形透明區(qū)域(例如800或者804)。在不透明涂層802中設(shè)置一個電化學(xué)涂層800，在其中心留出一個未經(jīng)涂覆的透明區(qū)域804。到通過電線(例如806)將電壓施加到環(huán)形電化學(xué)涂層時，電化學(xué)涂層800變得透明，形成一個由區(qū)域800和804組合而成的較大光圈。當(dāng)沒有電壓施加電化學(xué)涂層800時，它變得不透明，形成一個由未經(jīng)涂覆的中心區(qū)域804構(gòu)成的較小光圈。
如圖24所示，由電化學(xué)土層800形成的光圈可以具有兩個以上的光圈大小。以圓形方式形成一個電化學(xué)涂層線陣列，圓形光圈的中心位于光檢測器750之下的中心位置。若要選擇最小的光圈，對陣列810中的所有電化學(xué)涂層線均不施加電壓，使它們不透明。這樣，圖像光764就僅僅能夠通過圓形光圈812的沒有涂覆電化學(xué)涂層800的中心區(qū)域812。若要選取逐步增大的光圈，可以由內(nèi)至外，次第對電化學(xué)涂層線陣列810施加電壓。
如果需要，電化學(xué)涂層800也可以以方形圖形814(參見圖25)或者以框條圖形816(參見圖26)涂覆在基板782上，以形成一個方形或者矩形的可變光圈。
可以采用任何適合的方式，將電化學(xué)土層800涂覆在基板782上，例如在集成電路制造過程中。
上面對本發(fā)明的最佳實施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思還可以有種種不同的實現(xiàn)方式，下面的權(quán)利要求旨在涵蓋這些變化，除了已知技術(shù)之外。應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)，可以采用各種不同的光圈形狀以及不同的致動器，其組合方式可以不同于上面所述的實施例。
權(quán)利要求
1．一種用于文件圖像的便攜式掃描器(10)，所述便攜式掃描器包括至少一個位置檢測器(44)，所述位置檢測器包括一個光學(xué)檢測器(50)和一個與所述光學(xué)檢測器相鄰的光圈機構(gòu)(60)，所述光圈機構(gòu)具有第一光圈尺寸(84)和第二光圈尺寸(86)，所述光圈機構(gòu)可以在第一光圈尺寸與第二光圈尺寸之間調(diào)整。
2．如權(quán)利要求1所述的便攜式掃描器(10)，其中所述光圈機構(gòu)(60)包括一個板件(82)，該板件具有多個固定尺寸的光圈，其中每一個光圈都具有不同的尺寸，所述光圈機構(gòu)可調(diào)節(jié)，以使所述多個光圈中的每一個定位在與所述光學(xué)檢測器(50)相鄰的位置。
3．如權(quán)利要求1所述的便攜式掃描器(10)，其中所述光圈機構(gòu)(260)包括多個可移動的板件(282、283)，其中每一個可移動的板件包括一個開口(285、287)，所述多個可移動的板件相互重疊，以使所述每一個開口的一部分對齊，以便在所述光圈機構(gòu)中形成一個可變光圈，其中所述多個可移動板件可以滑動到彼此分開或者彼此靠攏，以平滑地改變所述可變光圈的尺寸。
4．如權(quán)利要求3所述的便攜式掃描器(10)，其中所述可移動板件(482、483)彼此靠攏時，所述可變光圈具有大體矩形形狀；當(dāng)可移動板件彼此相距一定距離時，所述可變光圈具有十字形狀。
5．如權(quán)利要求3所述的便攜式掃描器(10)，其中所述多個可移動板件(282、283)連接到一個樞軸銷子(291)，所述多個可移動板件可以圍繞該樞軸銷子轉(zhuǎn)動以彼此靠攏或者彼此分開，從而改變所述可變光圈的尺寸。
6．如權(quán)利要求3所述的便攜式掃描器(10)，其中所述多個可移動板件(582、583)連接到多個安裝臂件(590、592)，其中所述多個安裝臂件可以移動到彼此分開或者彼此靠攏，以使所述多個可移動板件滑動到彼此分開或者彼此靠攏，從而改變所述可變光圈的尺寸。
7．如權(quán)利要求1所述的便攜式掃描器(10)，其中所述光圈機構(gòu)(760)包括基本上透明的基板(782)，該基板上具有電化學(xué)涂層(800)，當(dāng)電流施加到所述電化學(xué)涂層時，該電化學(xué)涂層形成了一個具有可變尺寸的光圈。
8．一種用于改變?nèi)肷湓诒銛y式掃描器(10)中的引導(dǎo)器光檢測器(50)上的光強度的方法，包括提供一個光圈機構(gòu)(60)，它與便攜式掃描器中的所述引導(dǎo)器光檢測器相鄰，其中所述光圈機構(gòu)具有可變光圈的尺寸，其可以調(diào)節(jié)，以改變?nèi)肷湓谝龑?dǎo)器光檢測器上的光強度；確定一個最佳的光圈尺寸，其最好可使引導(dǎo)器光檢測器檢測上述便攜式掃描器的位置；和調(diào)整所述光圈機構(gòu)，使所述可變光圈尺寸基本上為所述最佳光圈尺寸。
9．如權(quán)利要求8所述的方法，其中確定最佳光圈尺寸的步驟包括將當(dāng)前由所述引導(dǎo)器光檢測器產(chǎn)生的圖像幅(144)與多個先前的圖像幅(154)相結(jié)合，所述多個先前的圖像幅由所述引導(dǎo)器光檢測器同時獲得，所述多個先前的圖像幅中，除了一個之外，均朝著多個方向移動；產(chǎn)生多個相關(guān)系數(shù)(例如156、160、162)，指示出當(dāng)前圖像幅與所述多個先前的圖像幅之間的相關(guān)程度，所述多個相關(guān)系數(shù)指示出在獲得所述多個先前的圖像幅與獲得當(dāng)前圖像幅的時間期間內(nèi)的運動方向和幅度；設(shè)置一個表面(160)，以繪出所述多個相關(guān)系數(shù)；根據(jù)所述表面上的最高點與最低點之間的高度，計算出碗底深度(166)；如果所述碗底深度較小，則選擇一個較大的最佳光圈尺寸，如果所述碗底深度較大，則選擇一個較小的光圈尺寸。
10．一種用于文件圖像便攜式掃描器(10)，包括至少一個位置檢測器(44)；一個位于所述位置檢測器中的光檢測器(50)；用于改變通向所述光檢測器的光通道(64)的橫截面積的機構(gòu)(60)。
全文摘要
一種用于文件圖像的便攜式掃描器(10),包括至少一個位置檢測器(44)。該位置檢測器具有一個光檢測器(50)和一個與所述光檢測器相鄰的光圈機構(gòu)(60)。所述光圈機構(gòu)具有第一光圈尺寸和第二光圈尺寸。光圈機構(gòu)能夠在所述第一光圈尺寸與第二光圈尺寸之間調(diào)節(jié)。
文檔編號H04N1/107GK1296237SQ00121730
公開日2001年5月23日 申請日期2000年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者D·D·波恩 申請人:惠普公司