[发明专利]带镜头缩小光学组件的便携式可伸缩扫描器

说明书

本发明总的来说涉及一种手提式或者便携式图像扫描器，更具体地说涉及一种能够伸展以扫描整幅文件的便携式扫描器。

光学扫描器装置在已知技术中是熟知的，可以用于产生代表被扫描物体，例如一幅图片或者一页印刷文字，的机读图像数据信号。在典型的扫描器应用中，由光学扫描器产生的图像数据可供计算机使用，以便在适当的现实装置上，例如显示器或者打印机，再现被扫描物体的图像。

手提式或者便携式光学扫描器是一种光学扫描器，被设计成能够用人手来移动，使之通过被扫描的物体。该手提式扫描器可以通过数据缆线直接与另外的计算机相连接。如果这样，则手提式扫描器产生的数据信号可以“飞传”到该计算机，也就是在收集到图像数据的同时就进行传送。另一方面，手提式扫描器也可以包括一个机载的数据存储系统，用于存储所述图像数据。在扫描操作完成之后，可以通过任何适合的方式，例如电缆或者红外光学数据通道，将该图像数据下载到另外的计算机上。

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。这些专利文献引用结合在本文中。

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，照射系统可以包括多个发光二极管(LEDS)，当然也可以其他类型的光源，例如荧光或者白炽灯。

典型的光学系统包括一个隙缝和镜头组件，以便将扫描线的图像聚焦在检测器的表面上。根据具体的设计，扫描器的光学系统也可以包括一个或者多个反光镜，用于将图像的光路“折叠”起来，以便能够将光学系统方便地安装在一个相对较小的壳体之中。为了能够使用较小的检测器阵列，绝大多数光学系统都减小聚焦在检测器表面上的扫描线的图像大小。例如，许多光学系统具有大约为8∶1的镜头缩小率，将扫描线的图像大小缩小大约8的系数。可以将这样的光学系统称为“镜头缩小”的光学系统。在另一种不同的设计中，光学系统包括一个“接触图像传感器”或者CIS，将被照射扫描线的图像聚焦在检测器的表面上。

典型的用于检测聚焦在其上的图像光的光敏检测器包括一个电荷耦合装置(CCD)，当然也可以采用其他类型的装置。一种典型的CCD可以包括单个单元或者“象素”的阵列，其中每一个在暴露于光照射时能够收集或者产生电荷。由于在任何单元或者象素上聚集的电荷数量取决于照射光的强度和照射时间，CCD可以用于检测被聚焦的那部分图像上的亮点和暗点。

下面，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，图像光可以是由物体所反射的光，也可以是穿过物体的光。一般通过三个步骤将图像光转换为数字信号。首先，CCD检测器中的每一个象素将其接收到的光转换为电荷；第二，通过一个模拟放大器将象素的电荷转换为电压；最后，通过一个模—数(A/D)转换器将所述模拟电压数字化。

一般说来，上面所述类型的手提式或者便携式扫描器可以分为下述两种大小中的一种：全幅的或者小型的。从其名称就可以理解，全幅的手提式扫描器可以用于一次扫描整个大小的文件(例如信件或者法定大小的纸张)。因此，全幅扫描器扫描线的长度一般都大约对应于被扫描文件的最小尺寸，例如典型的大约为8.5-9英寸。全幅扫描器大量存在，而且用得也很好，但是它们一般都不是“手提式”的，尤其是当使用“镜头缩小”光学系统时就更是如此，它一般具有较长的光路，因此需要占用相当的空间。尽管可以通过采用CIS光学系统来减小全幅扫描器的整个大小，然而CIS光学系统与镜头缩小光学系统系统相比，其图像质量较差。此外，这样的CIS光学系统的彩色性能一般都较差，使之不适合用于彩色扫描器。