CN1280346A - 用于便携式扫描器的边缘到边缘图像检测器和引导器 - Google Patents

Abstract

便携式图像扫描器14可包括第一图像检测器52和第二图像检测器54,两个检测器间隔开。多个位置检测器56、58位于第一图像检测器52与第二图像检测器54之间,以检测图像扫描器14的位置。便携式图像扫描器114可包括图像检测器52,具有第一侧部136以及与第一侧部136相对的第二侧部138。第一多个位置检测器156、158与图像检测器52的第一侧部136相邻。第二多个位置检测器157、159与图像检测器52的第二侧部138相邻。

Description

用于便携式扫描器的边缘到边缘图像检测器和引导器

本发明涉及一种便携式图像扫描器，更具体地说，涉及一种供便携式图像扫描器使用的图像和位置检测系统。

光学扫描装置是已知技术中熟知的，它产生计算机可读的代表了被扫描物体如照片或一印刷文本页的图像数据信号。在一种典型的扫描器应用中，光学扫描器产生的图像数据信号可以供个人计算机使用，以便在一个适合的显示装置上，例如阴极射线管CRT或者打印机，再现被扫描物体的图像。

手持式或者便携式图像扫描器是一种光学扫描器，它被设计成由人的手来使之扫过被扫描的物体或者文件。该手持式扫描器可以通过数据电缆，直接与另一个计算机相连接。在这样的情况下，由手持使扫描器产生的数据信号可以“飞传”到另一个计算机，也就是一旦收集到数据，就将它传送给计算机。另一种不同的方式是，便携式图像扫描器可以包括一个其自身的数据存储系统，用于存储图像数据。在完成扫描操作之后，再通过已知的手段，例如通过电缆连接或者光学红外数据连接，将存储的图像数据下载到另一个计算机。

手提式或者便携式扫描器在已知技术中是熟知的，其各种部件已由名称为“具有可调光通道的手提式扫描器”5552597号美国专利、名称为“用于手提式扫描器的光学波导”的5586212号美国专利、名称为“具有机载电池充电装置的手提式光学扫描器”的5381020号美国专利、以及名称为“具有触觉速度控制机构的手提式光学扫描器”的5306908号美国专利所披露。它们全部引用结合在本文中。

典型的手提式扫描器可以包括照射系统和光学系统，以完成对物体的扫描。所述照射系统对物体的一部分(通常称为“扫描区”)进行照射，光学系统则收集由被照射的扫描区所反射的光，并将被照射的扫描区的一个很小的区域上(通常称为“扫描线”)聚焦在位于扫描器之内的一个光敏检测器的表面上。通过使扫描线扫过整个物体，通常是通过使手提式扫描器相对于物体运动，就可以获得表示整个物体的图像数据。例如，照射系统可以包括一个光源(例如荧光或者白炽灯，或者发光二极管(LED)阵列)。光学系统可以包括镜头和／或反光镜组件，用于将被照射的扫描线的图像引导聚焦在检测器的表面上。所述光学系统也可以包括一个缩小光学系统，以便将反射光缩小在一个非常小的检测器上。

用于检测光学系统所聚焦的图像光的光敏检测器可以是一种接触式图像检测器，也可以是多个光敏检测器组成的阵列，它们协同运作，以捕获整个扫描线的图像。一种典型的光敏检测器当它暴露于光时会改变其电阻。当反射在光敏检测器上的光的强度发生变化时，流过光敏检测器的电流就会发生变化。这样，光敏检测器就能够用于检测图像上的明亮和黑暗区域。

在本说明书中，术语“图像光”用于表示通过光学系统聚焦在检测器阵列表面上的光。根据扫描器和被扫描文件的类型，图像光可以是由文件或者物体所反射的光，也可以是穿过物体或者文件的光。一般通过三个步骤将图像光转换为数字信号。第一，每一个光敏检测器将其接收到的光转换为电荷；第二，通过一个模拟放大器将光敏检测器的电荷转换为模拟电压；第三，通过模-数(A／D)转换器将模拟电压数字化。可以按照需要对数字数据进行处理和／或存储。

一种典型的手持式光学扫描器也可以包括一个位置检测系统，用于跟踪扫描器相对于被扫描物体的位置。该位置检测系统使得手持式扫描器能够对比它更大和更宽的物体或者文件进行扫描。当扫描仪来回扫过物体，对物体的所有面积进行检测时，传感系统就能够跟踪扫描仪的位置。采用位置检测系统所收集的位置信息，就能够随后将各个被扫描的条拼接起来。

一种类型的光学位置检测器是光学检测器的两维阵列，它产生代表物体表面的两维部分的图像数据。处理器对图像数据进行分析，识别物体表面上区别特点相对于光学扫描器的位置。当扫描器相对于物体运动时，这些区别特点相对于光学扫描器的位置也相应移动。处理器测量这些位置变化，确定扫描这支相对于物体表面的位移和运动方向。处理器也可以将所述位移组合起来，确定扫描器相对于物体表面的运动速度。名称为“用于检测引导器相对于物体的运动的引导技术”的5644139号美国专利、以及名称为“能够补偿非线性运动的自由臂图像扫描装置”的5578813号美国专利披露了对物体的两维表面进行扫描的位置检测器或者引导器。其所公开的全部引用结合在本文中。

一种便携式图像扫描器包括一个小型图像检测器和两个引导器。所述引导器位于接触式图像检测器的一侧，形成了与接触式图像检测器的平行线。该两个引导器相互足够靠拢，使接触式图像检测器的端部超出引导器。采用这样的扫描器结构，要想不使扫描器旋转至少90度而扫描整个物体，包括边缘，是十分困难的。由于引导器位于小型图像检测器的一侧，当小型图像检测器移动到接近物体的顶部或者底部边缘时，与第一扫描器相关联的引导器就会移动到脱离物体的位置。由于引导器超出接触式图像检测器的端部，当扫描物体的侧边时，与第二扫描器相关联的引导器就会移动到脱离物体的位置。如果引导脱离物体，位置信息就会丢失，便携式图像扫描器就不能够将扫描到的图像条拼合在一起。如果便携式图像扫描器作大角度的旋转，例如90度，典型的拼合软件在将图像条拼合在一起时就会遇到困难。由于这一原因，上面所述的便携式图像扫描器不能完整地获得物体边缘的图像。

现实需要提供一种图像检测器和位置检测器，它使便携式图像扫描器能够对物体进行完整的扫描，包括其边缘。

为了达到上述目的，本申请提供了一种图像和位置检测器系统，它使接触式图像检测器系统能够对整个物体进行扫描，同时都能够让至少两个引导器保留在物体上。在第一种实施例中，所述图像和位置检测器系统包括两个图像检测器和两个位置检测器(以下称双图像检测器-双位置检测器系统)。在第二种实施例中，所述图像和位置检测器系统包括一个图像检测器和四个位置检测器(以下称单个图像检测器-四个位置检测器系统)。

本发明第一种实施例的便携式图像扫描器可以包括：第一图像检测器以及与所述第一图像检测器处于相间隔关系的第二图像检测器。位于所述第一图像检测器和第二图像检测器之间的多个位置检测器用于检测便携式图像扫描器的位置。

所述第一和第二图像检测器可以包括光敏检测器的线性阵列，彼此平行设置。多个位置检测器可以包括两个光学位置检测器，这两个光学位置检测器排成一条线，平行于所述第一和第二图像检测器。

本发明第二种实施例的便携式图像扫描器可以包括一个图像检测器，其具有第一多个位置检测器，它位于邻近图像检测器的一侧，第二多个位置检测器位于邻近图像检测器的另一侧。所述图像检测器可以包括沿着第一轴线的伸长的接触式图像检测器。所述第一多个位置检测器沿着第二轴线线性地设置，第二多个位置检测器沿着第三轴线线性地设置。所述第一、第二、第三轴线相互平行，彼此间隔定位。

所述图像检测器的第一端在第一方向上超出第一和第二多个位置检测器，图像检测器的第二端在第二方向上超出第一和第二多个位置检测器，其中，所述第一方向和第二方向相反，第一、第二方向平行于所述第一轴线。

便携式图像扫描器可以进一步包括一个印刷电路板，所述图像检测器和位置检测器安装并电连接在该电路板上。

便携式图像扫描器可以进一步包括一个与所述图像检测器和位置检测器相邻的平显示板。该显示板基本上平行于位置检测器所述形成的平面。

下面结合附图，对本发明的最佳实施例进行说明，其中：

图1是一种便携式图像扫描器的透视图，它具有双接触式图象检测器(CIS)-双引导器系统，能够获得全页覆盖，图中示出了边缘到边缘的扫描操作；

图2是一种便携式图像扫描器的透视图，它具有双接触式图象检测器(CIS)-双引导器系统；

图3是图2所示便携式图像扫描器沿着线3的剖视侧视图；

图4是图2所示便携式图像扫描器沿着线4的剖视顶视图；

图5是图2所示便携式图像扫描器沿着线5的剖视前视图；

图6A-6D示出了图2所示便携式图像扫描器在一份文件的4个角部的放置状况，以便获得全页覆盖；

图7是一种便携式图像扫描器的透视图；它具有单接触式图象检测器(CIS)-四引导器系统；

图8是图7所示便携式图像扫描器沿着线8的剖视侧视图；

图9是图7所示便携式图像扫描器沿着线9的剖视顶视图；

图10是图7所示便携式图像扫描器沿着线10的剖视前视图；

图11A-11D出了图7所示便携式图像扫描器在一份文件的4个角部的放置状况，以便获得全页覆盖。

根据本发明的边缘到边缘图像检测器和引导器系统12(图1)可以用于一个手持式或者便携式图像扫描器14，对物体16进行扫描，诸如其上记载了文字28的文件18。例如，可以通过使便携式图像扫描器14沿着一个蜿蜒弯曲的路径20在文件18上运动，从而对整个文件18进行扫描。如同下面将要详细说明的那样，该边缘到边缘的图像检测器和引导器系统12与便携式图像扫描器14相配合，能够获得对文件18的全页覆盖，包括所有的边缘44、46、48、50。该边缘到边缘图像检测器和引导器系统12通过采用接触式图像检测器(例如图4所示的52和54)在边缘44、46、48、50上移动，同时保持引导器(例如56和58)在文件18上，从而大大简化了全页扫描。

参见图2，本发明一种实施例的便携式图像扫描器14具有边缘到边缘图像检测器和引导器系统12，可以包括主壳体部分22，其大小可以容纳接触式图像检测器52和54、引导器56和58以及便携式图像扫描器14所需要的电子元件和其他装置(图中未示)。例如，除了容纳便携式图像扫描器14的操作所述需要的各种电子元件之外，主壳体22也可以具有显示装置26以及各种按钮或者开关24、30、32、34，以便控制便携式图像扫描器14的功能和操作。主壳体部分22的大小也可以容纳一个适合的电源，例如电池60、62，以便为便携式图像扫描器14提供所需要的电能。

主壳体部分22具有与接触式图像检测器52、54(图3-5)和引导器56、58相邻的槽口和开口(图中未示)，以便使光进出便携式图像扫描器14。主壳体部分22的大小能够容纳一个照射系统(图中未示)，它照射文件18上与接触式图像检测器52、54相邻的扫描部分。该照射系统也可以照射文件18上与引导器56、58相邻的部分。

在一种实施例中，主壳体部分22的结构使得显示装置26以及控制按钮24、30、32的绝大部分位于便携式图像扫描器14的顶部43上。这使得使用者在进行扫描的同时能够分别通过前侧和后侧38、36来拿住便携式图像扫描器14，从而使手指离开限制装置26和控制按钮24、30、32的绝大部分。主壳体部分22具较低的外形轮廓，侧部36、38、40、42短于顶部43，其宽或深以便减小便携式图像扫描器14在扫描操作过程中倾倒的可能性。

主壳体部分22可以具有单个的印刷电路板64，接触式图像检测器52、54以及引导器56、58安装并电连接在该印刷电路板上。

如上所述，边缘到边缘图像检测器和引导器系统12大大方便了采用便携式图像扫描器14对文体18进行全页扫描接触式图像检测器52和54获得文件18的边缘44，46，48和50上移动，同时将引导器56和58保持在文件18上。这样允许多扫描条带式带其通过处理软件“接合”。如果在扫描过程中，引导器56和58的其中之一，最好两个，一直不保持在文件18上，相对其它扫描带的扫描带位置不能识别，并且软件将不能将它们结合在全部文件图像。

边缘到边缘图像检测器和引导系统12可使便携式扫描器14进行全页扫描，包括对所有的边缘进行扫描，不需要转动便携式图像扫描器，该旋转操作的进行是相当困难的，而且有可能导致软件不能正确运行。边缘到边缘图像检测器和引导器系统12使得使用者能够在边缘44、46、48、50上移动接触式图像检测器52、54部分，脱离文件18，从而在保持引导器56、58位于文件18之上的同时，确保全页覆盖。

主壳体部分22的低外形轮廓大大简化了便携式图像扫描器14的使用，提高了便携式图像扫描器14在文件18上的稳定性，能够防止不希望的倾倒，这样的倾倒会使最终的图像产生扭曲或者妨碍正常的扫描。便携式图像扫描器14的较低和稳定的设计方式使之在扫描操作的过程中十分便于控制。

将显示装置26和控制按钮24、30、32中的绝大部分置于便携式图像扫描器14的顶部43上提供了保护，以便让使用者能够将其手指置于扫描器14的侧面36、38上。这一点防止了显示装置26和控制按钮24、30、32受到损坏和变脏，并提供了一个可靠的位置供使用者持拿。

单个低技术要求的印刷电路板64与需要多个印刷电路板的设计相比，减少了便携式图像扫描器14的成本。单个的印刷电路板64有助于电子元件的对准和安装，并简化了便携式图像扫描器14的整体组装，减少了便携式图像扫描器14的整体尺寸和成本。

在一种优选实施例中，边缘到边缘图像检测器和引导器系统12可以包括两个图像检测器52、54，在这两个图像检测器52、54之间设置了至少两个位置检测器56、58。所述图像检测器52、54可以包括光电检测器组成的伸长的、线性阵列，或者是平行排列、彼此隔开的接触式图像检测器。所述位置检测器56、58最好包括光电检测器或者引导器的两维阵列，以等距方式排列在接触式图像检测器52、54之间。两个引导器56、58形成了一条线，它平行于由接触式图像检测器52、54所分别形成的线。接触式图像检测器56、58最好分另延伸到或者接近便携式图像扫描器14的左右侧40、42，而引导器56、58从侧部40、42插入，使接触式图像检测器52、54的端部超出引导器56、58。接触式图像检测器56，58的端部可以伸出文件18的边缘46、48，而引导器56、58仍然保留在文件18上。

具有边缘到边缘图像检测器12的便携式图像扫描器14可以采取下述方式对物体16，例如对记载了文字28的文件18进行扫描。第一步，使用者(图中未示)根据特定扫描器装置的特定操作顺序，通过操纵适当的按钮或者开关(例如24、30、32、34)，启动便携式图像扫描器14，以便进行扫描操作。例如，扫描启动按钮34可以位于便携式图像扫描器14的前侧侧面38上，因此使用者可以在扫描文件18的过程中方便地按动扫描启动按钮34。

使用者将便携式图像扫描器14的接触表面或者面(图中未示)置于文件18上，启动扫描操作。使用者将便携式图像扫描器14在文件18上移动，边缘到边缘图像检测器和引导器系统12同时获得扫描地域和位置的信息。安装在便携式图像扫描器14或者外部计算机中的拼合软件随后将根据接触式图像检测器52、54所获得的扫描条和引导器56、58所获得的位置信息，重新形成文件18的整个图像。

在概略介绍了边缘到边缘图像检测器和引导器系统12和它在便携式图像扫描器14中的应用，以及其某些更为重要的特点之后，下面对边缘到边缘图像检测器和引导器系统12的各种实施例进行详细说明。然而进行详细说明之前，应当指出的是，如图所示和介绍的边缘到边缘图像检测器和引导器系统12的结构都是举例性质的。还应当指出的是，尽管所示和介绍的便携式图像扫描器14可以用于对物体16，例如记载了文字28的文件18进行扫描，但是它不限于任何特定类型的物体16。事实上，便携式图像扫描器14几乎可以对任何能够形成图像的物体进行扫描。

类似地，便携式图像扫描器14可以包括任何类型的已知或者将来开发出来的图像检测器，例如接触式图像检测器、电荷耦合式检测器、CMOS检测器阵列等等。便携式图像扫描器14可以包括任何类型的已知或者将来开发出来的位置检测器，例如光学检测器、机械检测器，诸如轨迹球或者路径检测针等等。便携式图像扫描器14也可以包括任何类型的光学系统，例如缩小光学系统、接触式光学系统，诸如灰度指数镜头等等。因此，不应当认为本发明所述的边缘到边缘检测器和引导器系统12局限于本说明书所述的特定类型的便携式图像扫描器以及应用。

在明确了上述几点之后，下面对本发明的边缘到边缘检测器和引导器系统12的一种实施例进行说明，它可以用于便携式图像扫描器14，该扫描器可以用于对物体，诸如记载了文字28的文件18进行扫描。参见图1，为了对文件18进行扫描，使用者需要沿着一个弯曲的或者蜿蜒的路径移动便携式图像扫描器14。边缘到边缘检测器和引导器系统12使得能够将沿着弯曲蜿蜒的扫描路径所获得的图像的数据“拼合“起来，形成可以代表被扫描物体16的全貌的图像数据。名称为”能够补偿非线性移动的自由臂图像扫描装置”的第5578813号美国专利披露了一种拼合算法，本申请以该专利文献的整个内容作为参考。然而，由于对理解和实施本发明来说不需要对可用于便携式图像扫描器14的拼合算法进行详细说明，因此下面不对用于特定便携式图像扫描器14的特定拼合算法作详细说明。

参见图2-5，便携式图像扫描器14采用了本发明最佳实施例的边缘到边缘检测器和引导器系统12，该系统包括两个接触式图像检测器和两个引导器，整个装置可以安装在主壳体部分22中，该壳体具有顶面43、底面(图中未示)、左侧40、右侧42、前侧38、后侧36。主壳体部分22的高度66小于顶面43的宽度68和长度70。由此而获得的便携式图像扫描器14的较低外形轮廓提供了结构上的稳定性和操作的简便性，能够防止在扫描过程中发生倾倒。主壳体部分22可以采用任何适合的方式形成，较为理想的方式是采用聚合材料模制而成。

显示装置26可以置于主壳体部分22的顶面43上，以帮助使用者扫描物体16、观看被扫描的图像、或者将扫描的图像传送到远处的计算机。显示装置26的大小应当适合安装在主壳体部分22的顶面43上，并为其他必须的元件，例如控制按钮24、30、32，留出足够的空间。所述显示装置最好采用低成本的液晶显示器(LCD)，它具有适当的分辩率以显示被扫描的图像，并具有适合的用户界面(例如菜单、指令等等)。

另外，显示装置26包括另一种类型的显示器，例如薄膜三极管(TET)显示器、气体等离子显示器等等。如果需要，可以显示彩色图像，不过这样会增加所需要的成本和电能。

印刷电路板(PCB)64位于主壳体部分22之内，靠近顶面43。该印刷电路板64是一个绝缘基板或者基底，其上具有供电子元件用的连接点以及一层或者多层印刷的导线，将所述元件连接点相互连起来。电子元件安装在所述印刷电路板64上，从而简化了便携式图像扫描器14的组装。例如，显示装置26和按钮24、30、32可以焊接在印刷电路板64的顶面的电连接点上，电子图像元件(例如52、54、56、58)焊接在印刷电路板64的底面上或者在其上形成。单个的印刷电路板64减少了便携式图像扫描器14的成本和复杂性。通过在便携式图像扫描器14中采用单个的印刷电路板64大大简化了组装，而且减少了对安装支架和硬件的要求。便携式图像扫描器14中所需要的电气布线和连接器也减少了，这降低了成本，提高了可靠性。

图像检测器52、54位于便携式图像扫描器14的主壳体部分22的底部，包括任何需要的照射系统(图中未示)。照射系统通过主壳体部分22上的孔洞将光照射在物体16的目标区域上。图像光路(图中未示)由物体16的表面反射到图像检测器52、54，将入射的图像光路转换为电信号，该信号代表了物体16上的明亮和黑暗区域。图像检测器52、54可以产生黑白图像，也可以采用已知的彩色图像技术产生彩色图像。

图像检测器52、54包括光敏检测器系统，例如CCD或者CMOS技术，或者现在已知或将来可能开发出来的其他检测技术。诸如CCD或者CMOS检测器的半导体光敏检测器装置在其上接受光照射的区域上产生电荷。半导体元件的两维表面上的不同电荷分布代表了物体表面上的不同光强度分布。

在该最佳实施例中，采用CMOS光检测器的线性阵列与接触式图像检测器系统的结合，对此下面还要进行详细的说明。CMOS光检测器(例如52、54)是在硅片上采用集成电路制作技术予以制造的。该COM光检测器(例如52、54)可以随后安装或者焊接在印刷电路板64上。在扫描过程中，图像检测器52、54以基本上垂直于光检测器52、54的线的方式，在物体16上移动，从而获得若干线图像。所述若干线图像可以被组合起来，形成两维图像或者扫描幅。

便携式图像扫描器14可以包括光学系统(图中未示)，将图像光引导和聚焦在图像检测器52、54上。该光学系统可以包括经过成形的镜头以及具有适合光学性质的任何装置。对于接触式图像检测器来说，该光学系统最好包括一个棒形镜头阵列或者梯度指数镜头。梯度指数(GRIN)镜头包括一组以边靠边方式安装在单个壳体中的玻璃或者塑料管。每一个管通过折射来引导光，其折射指数由管的中心到边缘平滑地变化。在一种最佳实施例中，所述镜头可以包括GRIN镜头，例如日本片玻璃公司出售的注册商标为SELFOC的GRIN镜头。

所述光学系统也可以包括缩小光学系统，该系统缩小和聚焦图像光，可以使图像检测器52、54比物体16的相应目标区域更小。该光学系统可以采用任何适合的安装手段，例如薄的粘结层，安装在印刷电路板64上或者主壳体部分22中52、54的位置上。

位置检测器56、58或者引导器也位于便携式图像扫描器14的主壳体部分22的底部，以便确定扫描过程中便携式图像扫描器14的位置和方向。位置检测器56、58可以包括任何可以检测便携式图像扫描器14的位置的装置，例如CMOS检测器阵列或者CCD之类的光学检测器，或者诸如轨迹球、深度检测针之类的机械检测器。

位置检测器56、58最好包括两维阵列的光检测器。如果需要可靠地检测便携式图像扫描器14的位置，主壳体部分22还包括一个照射系统，以照射位于位置检测器56、58之下的目标区域。该位置检测器56、58还可以包括镜头72，按照需要将来自物体16的图像光74、76引导和聚焦在光检测器上。镜头72可以是任何类型的适合光学镜头，根据需要进行引导、聚焦或者放大。例如，在便携式图像扫描器14的一种最佳实施例中，镜头72是经过成形的镜头，其放大系数大约为1．4。

位置检测器56、58周期性地从被扫描的物体16的一个较小的两维区域产生图像数据。位于便携式图像扫描器14中的处理器接收这一图像数据，并识别物体的区别特征。当物体16是印刷在文件18上的文字28时，所述区别特征可以是纸张表面所固有的不规则性，例如纸张的纤维。这些区别特征相对于位置检测器56、58的位置被存储在一个记忆装置中。当便携式图像扫描器14相对于物体16移动时，这些区别特征的位置相对于位置检测器56、58产生移动。处理器对这些区别特征的新位置与存储在记忆装置中的位置进行比较。根据所述比较，处理器就能够确定便携式图像扫描器14的位置、移动方向和移动速度，位置检测器56、58相对于物体56固定于便携式图像扫描器14。这样，由于能够很好地确定图像幅的相互位置，因此处理器能够将接触式图像检测器52、54扫描的幅图像拼合在一起。

主壳体部分22也包括一个或者多个电池60、62，为便携式图像扫描器14提供电能。电池60、62可以置于便携式图像扫描器14中的任何适合的位置上。

单个的位置检测器(例如56和58)如果足够大，可以用于确定便携式图像扫描器14的位置。然而，采用单个较小的位置检测器(例如56和58)，则难于确定便携式图像扫描器14的旋转或者朝向。因此，最好在任何时候都在物体16上采用至少两个位置检测器56和58。边缘到边缘检测器和引导器系统12确保接触式图像检测器52、54能够在所有的方向上运动到边缘44、46、48、50，以便获得物体16的全部图像，同时在任何时候都能够保持至少有两个位置检测器位于物体16上。

在一种最佳实施例中，第一接触式图像检测器52位于便携式图像扫描器14的后侧36上或者靠近该后侧。第一接触式图像检测器52是长形的，并在左侧40和右侧42之间延伸。该第一接触式图像检测器52可以延伸到或者接近便携式图像扫描器14的左侧40和右侧42。第二接触式图像检测器54位于便携式图像扫描器14的前侧38上或者靠近该前侧。第二接触式图像检测器52是长形的，并在左侧40和右侧42之间延伸。该第二接触式图像检测器54可以延伸到或者接近便携式图像扫描器14的左侧40和右侧42。

物体16的图像主要是在便携式图像扫描器14在物体16上作上下移动时获得的，该移动基本上垂直于接触式图像检测器52、54。在扫描的过程中，当便携式图像扫描器14在物体16上横向来回移动时，扫描器的运动与接触式图像检测器52、54相平行，尽管位置检测器56、58连续地跟踪便携式图像扫描器14的运动和位置，然而只能获得非常少的图像。另一种方式是，如果主要的扫描运动是在物体16上作横向来回运动，则可以使接触式图像检测器52、54旋转90度，使第一接触式图像检测器52沿着便携式图像扫描器14的左侧定40位，第二接触式图像检测器54沿着右侧42定位。

两个位置检测器56、58安装在便携式图像扫描器14的底部，位于接触式图像检测器52和54之间。第一位置检测器56靠近便携式图像扫描器14的左侧40，在第一和第二接触式图像检测器52、54之间等距间隔。第二位置检测器56最好安装在由左侧40靠后的位置上，从而使接触式图像检测器52、54朝着左侧40越过第一位置检测器56一个较小的距离80。这使得接触式图像检测器52、54的左侧在进行扫描操作时略为超出物体46的左边缘46的情况下，仍然能够将第一位置检测器56保持在物体16上。

第二位置检测器58靠近便携式图像扫描器14的右侧42，在第一和第二接触式图像检测器52、54之间等距间隔。第二位置检测器58最好安装在由右侧40靠后的位置上，从而使接触式图像检测器52、54朝着右侧40越过第一位置检测器56一个较小的距离82。这使得接触式图像检测器52、54的左侧在进行扫描操作时略为超出物体46的左边缘48的情况下，仍然能够将第二位置检测器56保持在物体16上。

位置检测器56、58与第一接触式图像检测器52相距一个较小的距离84，与第二接触式图像检测器54距离一个较小的距离86。上述两个距离84、86最好相等。第一接触式图像检测器52在扫描的过程中可以略为超出物体16的顶部边缘44，但位置检测器56、58仍然保持在物体16上。第二接触式图像检测器54在扫描过程中可以略为超出物体16的底部边缘50，但位置检测器56、58仍然保持在物体16上。这样，使位置检测器56、58保持在物体16上，就可以通过接触式图像检测器52、54来获得物体16的所有四个边缘44、46、48、50的图像，通过拼合软件来获得扫描幅。

两个位置检测器56、58形成了一条线，它最好平行于接触式图像检测器52、54中的每一个。位置检测器56、58彼此相距一个较小的距离88。在保持接触式图像检测器52、54有一个所需的前冲距离80、82的条件下，位置检测器之间的距离88越大越好。通过使位置检测器56、58平行于接触式图像检测器52、54，并使位置检测器56、58之间的间距尽可能大，便携式图像扫描器14在物体16上作上下主扫描运动时，就能够最好地检测其旋转。

另一种方式是，如果主扫描运动是在物体16上的横向来回运动，如上所述，可以使位置检测器56、58相对于接触式图像检测器52、54旋转90度。

图6A-6D示出了上面所述的便携式图像扫描器14的示例性运动。扫描器14首先位于物体16的左上角(图6A)，使便携式图像扫描器14的后侧36位于或者靠近物体16的顶部边缘44，使便携式图像扫描器14的左侧40位于或者靠近物体16的左边缘46。通过使便携式图像扫描器14的侧面36、40位于或者靠近物体16的边缘44、46，第一接触式图像检测器52就能够完全获得物体16左上角的图像，并使位置检测器56、58保持在物体16上。

便携式图像扫描器14可以随后沿箭头所示90的方向，向下朝物体16的左下角运动(图6B)。便携式图像扫描器14的位置使其前侧38位于或者靠近物体16的底部边缘50，使其左侧40位于或者靠近物体16的左边缘46。通过使便携式图像扫描器14的侧部38、40位于或者靠近物体16的边缘50、46，第一接触式图像检测器52就能够获得物体16左下角的全部图像，并使两个位置检测器56、58均保留在物体16上。

便携式图像扫描器14可以随后沿箭头92所示的方向，向右朝物体16的右下角运动(图6C)。便携式图像扫描器14的位置使其前侧38位于或者靠近物体16的底部边缘50，使其右侧42位于或者靠近物体16的右边缘48。通过使便携式图像扫描器14的侧部38、42位于或者靠近物体16的边缘50、48，第二接触式图像检测器54就能够获得物体16右下角的全部图像，并使两个位置检测器56、58均保留在物体16上。

便携式图像扫描器14可以随后沿箭头94所示的方向，向上朝物体16的右上角运动(图6D)。便携式图像扫描器14的位置使其后侧36位于或者靠近物体16的顶部边缘44，使其右侧42位于或者靠近物体16的右边缘48。通过使便携式图像扫描器14的侧部36，42位于或者靠近物体16的边缘44、48，第一接触式图像检测器52就能够全部获得物体16右上角的图像，并使两个位置检测器56、58均保留在物体16上。

由两个接触式图像检测器52、54产生的双扫描幅可以在拼合过程中组合起来。尽管位置检测器56、58与接触式图像检测器52、54之间的间距可以有所不同，但是由位置检测器56、58产生的位置信息与两个接触式图像检测器52、54产生的扫描幅同等相关。由于两个接触式图像检测器52、54之间的距离以及它们的位置是已知的，因此拼合软件可以将两个扫描幅组合起来。

图7-11示出了本发明的第二个实施例，它是具有单个接触式图像检测器和四个位置检测器边缘到边缘检测器和引导器系统，该系统可以包括主壳体部分122，其具有顶部143、底部(图中未示)、左侧140、右侧142、前侧138、后侧136。该主壳体部分122的高度166小于顶部143的宽度168和深度170。

与前面所述的实施例那样，便携式图像扫描器114包括一个显示装置126，控制按钮124、130、132、134，以及一个印刷电路板(PCB)164。

图像检测器152位于便携式图像扫描器114的主壳体部分122的底部，并具有任何所需的照明系统(图中未示)。

可以采用一个镜头(图中未示)将图像光(图中未示)引导并聚焦在接触式图像检测器152上，该镜头最好是GRIN镜头。可以采用任何适合的安装方式，例如一薄层粘结剂，将该镜头安装在印刷电路板164上或者主壳体部分122上，使之位于接触式图像检测器152的下面。

位置检测器156、157、158、159位于便携式图像扫描器114的主壳体部分122的底部。

主壳体部分122可以容纳一个或者多个电池160、162，以便为便携式图像扫描器114提供电源。电池160、162可以位于便携式图像扫描器114中的任何适合的位置上。

单个的接触式图像检测器152的位置靠近便携式图像扫描器114的中央，位于前侧138和后侧136之间。接触式图像检测器152是长形的，在左侧140与右侧142之间延伸。该接触式图像检测器152可以延伸到或者接近便携式图像扫描器114的左侧140和右侧142。

两个后位置检测器156、158位于便携式图像扫描器114的底部，位于接触式图像检测器152与后侧136之间，与接触式图像检测器152相距一个较小的距离184。第一后位置检测器156靠近便携式图像扫描器114的左侧140，最好由左侧140略为退回一点，使接触式图像检测器152朝左侧140超出第一后位置检测器156一个较小的距离180。这一结构使接触式图像检测器152的左侧在扫描操作过程中能够略为超出物体116的左侧边缘146，但第一后位置检测器156仍然保留在物体116上。

第二后位置检测器158靠近便携式图像扫描器114的右侧142，位于或者靠近后侧136。第二后位置检测器158最好由右侧142略为退回一点，使接触式图像检测器152朝右侧142超出第二后位置检测器158一个较小的距离182。这一结构使接触式图像检测器152的右侧在扫描操作过程中能够略为超出物体116的右侧边缘148，但第二后位置检测器158仍然保留在物体116上。

两个前位置检测器157、159位于便携式图像扫描器114的底部，位于接触式图像检测器152与前侧138之间，与接触式图像检测器152相距一个较小的距离186。第一前位置检测器157靠近便携式图像扫描器114的左侧140，位于或者靠近前侧138。第一前位置检测器157最好由左侧140略为退回一点，使接触式图像检测器152朝左侧140超出第一前位置检测器157一个较小的距离180。这一结构使接触式图像检测器152的左侧在扫描操作过程中能够略为超出物体116的左侧边缘146，但第一前位置检测器156仍然保留在物体116上。

第二前位置检测器159靠近便携式图像扫描器114的右侧142，位于或者靠近前侧138。第二前位置检测器159最好由右侧142略为退回一点，使接触式图像检测器152朝右侧142超出第二后位置检测器158一个较小的距离182。这一结构使接触式图像检测器152的右侧在扫描操作过程中能够略为超出物体116的右侧边缘148，但第二前位置检测器158仍然保留在物体116上。

后位置检测器156、158与接触式图像检测器152间隔一个较小的距离184，前位置检测器157、159与接触式图像检测器152相距一个较小的距离186，这一两个距离最好基本上相等。由于接触式图像检测器152在扫描过程中会略为超出物体116的顶部边缘144，后位置检测器156、158将运动到脱离物体116的位置，但是前位置检测器157、159仍然保留在物体116上。由于接触式图像检测器152在扫描过程中会略为超出物体116的底部边缘150，前位置检测器157、159将会运动到脱离物体116的位置，但是后位置检测器仍然保持在物体116上。这样，接触式图像检测器152能够获得所有边缘144、146、148、150的图像，在任何时候，位置检测器156、157、158、159中的至少有两个保留在物体116上，确保拼合软件能够将图像幅起来。

两个后位置检测器156、158形成了一条线，它最好平行于接触式图像检测器152。两个后位置检测器157、159也形成了一条线，它最好也平行于接触式图像检测器152。后位置检测器156、158间隔一个较小的距离188，前位置检测器157、159也相距同样的距离。在保持所需的超出接触式图像检测器152的距离180、182的情况下，距离188最好足够大。

下面结合图11A-11D，对上述便携式图像扫描器114的扫描运动进行说明。便携式首先，图像扫描器114的位置使接触式图像检测器152位于物体116的左上角(图11A)，便携式图像扫描器114的后侧136超出物体116的顶部边缘136，便携式图像扫描器的左侧140位于或者靠近物体116的左侧边缘146。在这一位置上，两个后位置检测器156、158脱离物体116，但是两个前位置检测器157、159保留在物体116上。在这一位置上，接触式图像检测器152就能够获得物体116左上角的图像。

便携式图像扫描器114随后沿着箭头190的方向朝下运动到物体116的左下角(图11B)。图像扫描器114的位置使便携式图像扫描器114的后侧136超出物体116的底部边缘150，从而使接触式图像检测器152位于或者靠近底部边缘150。便携式图像扫描器114的左侧140位于或者靠近物体116的左部边缘146。在这一位置上，接触式图像检测器152能够完全获得物体116左下角的图像。尽管前位置检测器157、159没有保留在物体116上，但是后位置检测器156、158仍然保留在物体116上。

便携式图像扫描器114随后沿着箭头192的方向朝右运动到物体116的右下角(图11C)。图像扫描器114的位置使便携式图像扫描器114的前侧138超出物体116的底部边缘150，从而使接触式图像检测器152位于或者靠近底部边缘150。便携式图像扫描器114的右侧142位于或者靠近物体116的右部边缘148。在这一位置上，接触式图像检测器152能够完全获得物体116右下角的图像。尽管前位置检测器157、159没有保留在物体116上，但是后位置检测器156、158仍然保留在物体116上。

便携式图像扫描器随后沿着箭头194的方向朝上运动到物体116的右上角(图11D)。图像扫描器114的位置使便携式图像扫描器114的后侧136超出物体116的顶部边缘144，从而使接触式图像检测器152位于或者靠近顶部边缘144。便携式图像扫描器114的右侧142位于或者靠近物体116的右部边缘148。在这一位置上，接触式图像检测器152能够完全获得物体116右上角的图像。尽管后位置检测器156、158没有保留在物体116上，但是前位置检测器157、159仍然保留在物体116上。

四个位置检测器156、157、158、159发出的位置信息的组合方式与两个位置检测器发出的信息的组合方式相同，以便识别扫描图像幅的位置和朝向。

上面结合附图对本发明的最佳实施例进行了详细说明，应当指出的是还可以采用各种不同的方式来利用本发明的发明构思。下面的权利要求书将在不包括已知技术的条件下，覆盖这些不同的方式。

Claims (10)

1、一种便携式图像扫描器(14)，包括：

第一图像检测器(52)；

与所述第一图像检测器处于间隔关系的第二图像检测器(54)；

位于所述第一图像检测器(52)和第二图像检测器(54)之间的多个位置检测器(56、58)，用于检测所述便携式图像扫描器(14)的位置。

2、如权利要求1所述的便携式图像扫描器(14)，其特征在于，进一步包括一个印刷电路板(64)，其中所述第一、第二图像检测器(52、54)和所述多个位置检测器(56、58)安装并电连接在该印刷电路板(64)上。

3、如权利要求1所述的便携式图像扫描器(14)，其特征在于，进一步包括一个平板式显示板(26)，位于与所述第一、第二图像检测器(52、54)以及所述多个位置检测器(56、58)相邻的位置上，其中所述多个位置检测器(56、58)形成了一个平面，所述平板式显示板(26)基本上平行于该平面定位。

4、一种便携式图像扫描器(114)，包括：

图像检测器(152)，具有第一侧部(136)以及与第一侧部136相对的第二侧部(138)；

第一多个位置检测器(156、158)，位于靠近所述图像检测器(152)的第一侧部(136)的位置上；

第二多个位置检测器(157、159)，位于靠近所述图像检测器(152)的第二侧部(138)的位置上。

5、如权利要求4所述的便携式图像扫描器(114)，其特征在于，所述图像检测器(152)沿着第一轴线延伸，所述第一多个位置检测器(156、158)沿着第二轴线线性地设置，所述第二多个位置检测器(157、159)沿着第三轴线线性地设置，其中，所述第一轴线、第二轴线、第三轴线以相互平行间隔关系定位。

6、如权利要求4所述的便携式图像扫描器(114)，其特征在于，所述第一多个位置检测器(156、158)包括两个位置检测器(156、158)，所述第二多个位置检测器(157、159)包括两个位置检测器(157、159)。

7、如权利要求(5)所述的便携式图像扫描器(114)，其特征在于，中所述接触式图像检测器(152)的第一端(140)在第一方向上延伸超出所述第一多个位置检测器(156、158)以及第二多个位置检测器(157、159)，所述接触式图像检测器(152)的第二端在第二方向上延伸超出所述第一多个位置检测器(156、158)以及第二多个位置检测器(157、159)，其中所述第一方向与第二方向相反，第一方向和第二方向平行于所述第一轴线。

8、如权利要求4所述的便携式图像扫描器(114)，其特征在于，进一步包括一个印刷电路板(164)，所述图像检测器(152)、第一多个位置检测器(156、158)和第二多个位置检测器(157，159)安装并电连接在印刷电路板上。

9、一种便携式图像扫描器(14)，包括：

用于检测物体光学图像的第一部件(52)；

用于检测物体光学图像的第二部件(54)；

多个位于用于检测物体光学图像的所述第一部件和第二部件之间的装置(56、58)，用于检测便携式图像扫描器(14)的位置。

10、一种采用便携式图像扫描器(14)获得文件图像的方法，包括：

A、采用第一检测器(52)在第一方向上检测图像；

B、采用第二检测器(54)在第二方向上检测图像；

采用位于所述第一检测器和第二检测器(52，54)之间的位置检测器(56、58)来检测位置。

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