CN1224236C - 透明平台扫描仪 - Google Patents

Abstract

一台透明平台扫描仪，包含透明框式扫描器和箱架。该透明框式扫描器是既能扫描透明对象又能扫描不透明对象的独立便携式扫描器。当透明框式扫描器搁在箱架上时，就构成一台常规的平台扫描仪。所公开的平台扫描仪的优点和好处之一是不再必须有两台扫描仪，用户可把透明框式扫描器从箱架取下供移动式运用，或把透明框式扫描仪搁在箱架中供办公室应用。

Description

透明平台扫描仪

此申请是由本案的相同发明人于1998年7月20日提出的，题目为”框式透明扫描仪”的美国专利申请第09/119,704号的部分继续申请，特此将其整体引入作为对比文献。

技术领域  本发明一般涉及平台式扫描系统，更确切地说，涉及包含一透明框式扫描器和一箱架(cradle)的平台式扫描仪，其中该透明框式扫描器允许用户在扫描操作开始之前直接检查扫描对象。

背景技术  有许多用途都需要用光扫描仪将基于纸张的对象，例如，文本和图象转换成其后能加以分析，分布和存档的电子格式。最受欢迎的光扫描仪之一是平台式扫描仪，它把包括图片和文本的对象转换成能，例如，用以构成万维网网页和光电字符识别的图象。上述光扫描仪因为其输出通常是以数字图象形式表现的，所以有时也称之为图象扫描仪。

图1显示一平台式扫描仪100。与复印机类似，平台式扫描仪100包括一盖子或罩102和一玻璃面板103。通常，必须将扫描文档108置干玻璃面板103上，并面朝下对着关闭的盖子102，以便在分隔箱104中的图象感测机构或成象器能够适当地扫描扫描文档108。

平台式扫描仪100适合于许多应用，然而，在某些日常应用中也显示出许多不便之处。例如，应用平台式扫描仪100就很难扫描一本厚书的页面，其中盖子102就变得难以适用；因为由于书的厚度它很难于关严。如果盖子102不严密地覆盖住扫描页面，则结果生成的图象就会有不合乎需要的人为图象。另外，平台式扫描仪100直到图象实际生成为止，不允许用户预先设想生成的图象是什么样的。例如，用户想要按某一要求的角度扫描一扫描对象。在需要保持扫描对象面朝下并覆合上盖子102的情况下，对用户来说，在根据反复试验检查产生的图象之前，并没有方便的途径来察看和适当地对准扫描文档。而且，平台式扫描仪100的操作基本原理是设法从复印机导出的，其中提供前端照明，捕获从扫描文档的反射而由此生成图象。因之，有时就很难用平台式扫描仪100来扫描诸如X射线薄膜，用于高架式放映机的聚酯胶片或用于CAD和摄影之类的透明或负片对象。

常规的平台式扫描仪已成为主计算机的一个重要的输入接口，并在办公室和家中为许多常规任务所需要。但持有两种类型的扫描仪并不总是受到欢迎的。因此，非常需要有一种新型的扫描仪，它既能完成常规平台式扫描仪的功能，又能提供克服上述列出的平台式扫描仪种种问题的装置。此外，对新型扫描仪还有另一种需要，要求它真正很轻且是便携式的，以便用户能随身携带，举例来说；在图书馆扫描参考书页面。

发明内容 本发明是己考虑到上述问题和需要而制成的，对便携式和固定式两方面应用具有特殊的用途。本发明公开了一种改进型的平台式扫描仪，它包含一透明框式扫描器和包括一底座与一盖子的箱架。该透明框式扫描器是既能扫描透明对象又能扫描不透明对象的独立便携式扫描器。当透明框式扫描器搁放在箱架中时，构成一台表现为常规平台扫描仪的平台式扫描仪。其操作与常规平台扫描仪没有什么不同。本发明所公开的平台式扫描仪的优点和好处之一是用户不再需有两台扫描仪。通常，一台用作移动式运用而一台则用作固定运用。借助本公开的平台式扫描仪，用户可把透明框式扫描器从箱架取下用作移动式运用，以及把透明框式扫描器搁放在箱架中，供在办公室或家中作固定式运用。

按照一个实施例，所述改进型平台式扫描仪包含：

一可自操作的透明框式扫描器，它具有一前透明平板，一后透明平板和处于两板间的一细长的成象器；其中，当将所述前透明平板置于一扫描对象上面并触发一操作指令时，上述成象器扫描该扫描对象从而产生所述扫描对象的图象；

一带有底座、盖子的箱架，该箱架还有用来当透明框式扫描器置于箱架中而且该前透明平板面朝上时，将该透明框式扫描器贴附在箱架上的固定装置，此时箱架中的电子线路板能够向透明框式扫描器内的电池充电；以及

当操作命令被触发时，该透明框式扫描器对放在被关合的盖子压靠在前透明平板上的扫描纸页进行扫描，并产生该扫描纸页的图象。

本发明一台改进型平台式扫描仪，包含：

一带有前透明平板，后透明平板和处于两板之间细长形成象器的可独立工作的透明框式扫描器；其中，当前透明平板置于一扫描对象上面而且操作命令被触发时，该成象器扫描该扫描对象并产生该扫描对象的图象；

一带有底座、盖子的箱架，该箱架还有用来当透明框式扫描器放在箱架内而且该前透明平板面朝上时将透明框式扫描器贴附在箱架上的固定装置；以及

当操作命令被触发时，该透明框式扫描器对放在被关合的盖子压靠在前透明平板上的扫描纸页进行扫描，并产生该扫描纸页的图象。

本发明一台改进型平台式扫描仪，包含：

带有前透明平板，后透明平板和处于两板之间细长成象器的可独立工作的透明框式扫描器；后透明平板包括为使用者校直扫描对象用的标尺；其中当前透明平板置于一扫描对象上面以及操作命令被触发时，该成象器扫描该扫描对象并产生该扫描对象的图象；

—箱架，包括一带有两条边的底座，在底座的一边凸起一挡条，一枢转地和底座的另一边连接的盖子，以及用来当透明框式扫描器放在箱架内而且该前透明平板面朝上和后透明平板面朝底座时将透明框式扫描器贴附在箱架上的固定装置；并且

当盖子关合时，该透明框式扫描器对放在紧靠透明框式扫描器的前透明平板上的扫描纸页进行扫描，当操作命令被触发时即产生扫描纸页的图象。

在下述发明的实施中达到了本发明的目和特征以及上述种种结果，同时产生如附图所示的实施例。

附图说明  本发明的这些和其他特征、方面和优点，通过下面的介绍、所附的权利要求书和附图中将有更深入的了解，附图中：

图1显示当前市场中出售的平台扫描仪的透视图；

图2A是按照本发明的一个实施例的改进型平台式扫描仪的透视图；

图2B示出根据图2A的透明框式扫描器和箱架的透视图；

图2C示出本发明的一个实施例中透明框式扫描器的透视图；

图2D示出图2C透明框式扫描器的部分剖面图，显示一对透明平板以及其中的成象器(例如，接触式图象传感器)；

图2E描绘其上带有刻度可帮助用户用它来校直扫描对象的实例底板图；

图3A示出后端照明的基本原理图

图3B用实例说明平台式扫描仪对借助光桌照明透明的薄膜的应用；以及

图4描绘用于图2C的透明框式扫描器中的接触式图象传感器的示意图。

具体实施方式  本发明公开了一种改进型的平台式扫描仪，它包含一透明框式扫描器和一带有盖子的箱架。该透明框式扫描器是一台既能扫描透明对象又能扫描不透明对象的独立便携式扫描器。当透明框式扫描器搁放在箱架中时，构成表现为常规平台扫描仪的平台式扫描仪。该平台式扫描仪的操作在此处与常规平台扫描仪没有什么不同，但它的优点和好处却是为数众多的。例如，用户不再需有两台扫描仪用于不同的用途，通常，一台用作移动式运用而一台用作固定式运用。借助本公开的平台式扫描仪，用户可将透明框式扫描器从箱架取下用作移动式运用；以及把透明框式扫描器搁放在箱架中供办公室应用。在以下详细说明中还将了解到其他优点和好处。

现参照附图，其中相同标号贯穿各图指的是相同的部件。图2A示出按照本发明的一个实施例的改进型平台式扫描仪200的透视图。扫描仪200包含透明框式扫描器 202，盖子206和电脑坞(dockingstation)或箱架204。如图中所示，扫描仪200的操作与图1中像标号100这样一类的常规平台扫描仪没有什么不同，即可将扫描纸页借助盖子206(关闭的)面对前端或扫描平板203放置。类似于复印机，扫描仪200扫描该扫描纸页，只是生成它的图象。

如下所述，形成扫描仪200与常规平台扫描仪的基本差异在于，扫描仪200是模块式的，即在扫描仪200中的透明框式扫描器202是可移动地安装于其中的，并能够被拆卸下来以扫描其它的扫描对象，另外，透明框式扫描器202本身就是可运转的，下面将更详细地加以说明。

图2B示出按照本发明的一个实施例的透明框式扫描器202和箱架204的透视图。如图中所示，当有必要将透明框式扫描器202与箱架204一道转变成图2A中平台式扫描仪200而起到一常规平台扫描仪的作用时，透明框架扫描器202能够可移动地并且可靠地贴附在箱架204中。

箱架204包含底座208和盖子206，也可任选地包括一分隔间216。当将透明框式扫描器202放置在底座208中时，底座208提供一机构用以支撑并夹持住透明框式扫描器202。更可取地，在透明框式扫描器202的一侧有一对能够插入并可移动地闩锁在底座208的插孔212中的伸展部件210。任选地，伸展部件210之一能提供用于与箱架204电子连接的装置。例如，箱架204提供用以为透明框式扫描器202中可充电的电池充电的装置，一般上述充电装置被隐蔽在分隔间216中。于是通过在连接器中提供的电子连接，当将透明框式扫描器202搁放在箱架204中时，能够为在透明框式扫描器202中的可充电电池进行充电。

通常，箱架204是由固体塑料模塑而制成的。最好是底座208为一平板，并提供一夹持装置，用以夹持透明框式扫描器202，因此当透明框式扫描器202处于箱架204中时不会跌落在外。

本发明中的优点之一，是具有一有效的机构能够毫不费力地将透明框式扫描器转变为常规的平台扫描仪。图2A示出本发明的一个实施例，其中，能够很容易地将透明框式扫描器202置放在箱架204上并从其取出。然而，图中示出和所说明的特征未必意味着对本发明的特定限制。从给出的说明中，熟悉本技术领域的人士可推导出不同种类的透明框式扫描器和相应的箱架或电脑坞。例如，可以将透明框式扫描器和箱架相互配合加工成形，以使透明框式扫描器恰好适配于箱架，在这种情况下，就没有必要为透明框式扫描器配置任何伸展部件由箱架将其夹紧。另一种方法是可在箱架中设计一种锁定装置以扣住透明框式扫描器，其后，当将上述锁定装置松开时又可将其从箱架上拆下。此外，还可以把许多特征用于箱架中以便为透明框式扫描器或其后构成的平台式扫描仪提供外加的特征，因为箱架通常是固定的并且不必受其大小或重量的限制。那些特征可包括，但并不局限于；一电子适配器，它用以将在透明框式扫描器中生成的图象传送到某一确定的标准输入/输出端口，用以存储来自该透明框式扫描器的图象的存储装置，以及辅助电子电路，当透明框式扫描器可拆装地并牢固地固定在箱架中时为该透明框式扫描器提供附加的各种性能。

为进一步了解本发明的原理，下面对透明框式扫描器及其提供的各种优点作出详细的说明。

图2C示出在一扫描对象252之上的透明框式扫描器250。按照本发明的一个实施例，可将透明框架扫描器250与上述箱架一起构成一平台式扫描仪。透明框式扫描器250包含一对透明平板254和256，它们在图2D以剖面形式显示中可看得更为清楚。顶部平板254和底部平板256可由具有均匀厚度，例如，3毫米或八分之一英寸的玻璃或透明塑料制成。另外，顶部平板254和底部平板256要保持空间隔开，例如，隔开0.5英寸；并总合为框架258。框架258可以用轻型但最好是固体材料；例如铝或硬质塑料制成。

框架座260，系一任选特征，为用户固定透明框式扫描器250提供方便，同时也可提供一分隔间将所有电子和机械元件装在其中。因为操纵扫描仪的电子和机械元件对熟悉本技术领域的人士都是周知的，所以本文中对它们不作详细描述以避兔不必要地遮盖本发明的各个方面。然而，应予理解的是框架座260是一选项，而并非是实施本发明所必须的。熟悉本技术领域的人士会理解到可以将电于和机械元件围绕框架边缘加以汇集，并不会影响到本发明的运行。

在顶部平板254和底部平板256之间有一用于生成扫描对象252的图象的成象器262。成象器262是一接触式图象传感器(CIS)，它可以是来自矽感微讯(Scanvision)公司的CIS 100；其商务地址在1346Ridder Park Drive，San Jose，CA 95131。通过空间相隔开的顶部平板254和底部平板256保持的空间，为成象器262提供一空间以便从透明框式扫描器250的一端移动到透明框式扫描器250的另一端，使得扫描对象252能够被充分地扫描。一运动机构，图中未示出，而熟悉本技术领域的人士都知道，在触发启动扫描命令以后，负责接某一线性和受控速度移动成象器262。按照一个实施例，成象器262经由皮带通过运动机构使之移动。

给定扫描对象252，就将透明框式扫描器250放置在扫描对象252上面。因为透明框式扫描器250借助所述顶部透明平板254和底部透明平板256实际上是透明的，所以用户能够看清并完成必要的调整直到满意为止。然后，扫描操作开始，即成象器262从一端到另一端扫描扫描对象252，产生它的图象。按照另一个实施例，可将顶部透明平板254刻出或印刷出刻度。图2E示出一实例顶部平板254，其中在其上印刷出一组网格264；使得用户能够用基准网格264将扫描文档对准透明框式扫描器250。另外，顶部平板254有一在其上印制的刻度266。刻度266帮助用户预先准确地确定扫描对象将显现于生成图象的所在部位。

熟悉本技术领域的人士现在可以看出，透明框式扫描器250为用户在扫描实际上开始之前完成调整提供方便。另外，在本发明中关键特征之一是应用后端照明的可能性，这在常规平台扫描仪中是不可能做到的。更确切地说，被扫描对象252可以是像X射线薄膜这样一类的负片或透明对象。扫描透明对象必须应用后端照明，也就是如图3A中所示，光源是来自透明对象的背部，在图3A中，将透明对象300置于成象器302和光源304之间。从成象器302的角度，光源304提供照射到透明对象300的后端照明，以便成象器302能扫描透明对象300。在一个实施例中，光源304可以是来自太阳的自然光，这样，可将透明对象300面对窗户置放，于是图2A的透明框架扫描仪200可以置放在扫描透明对象300上面，而不用成象器302中内部光源。

图3B说明图2A的透明框架扫描仪200如何应用光桌310扫描一薄膜的情景。当然，光桌310提供一均匀的光照条件，其中可观察正片或负片薄膜。将薄膜314放在光桌310的表面312上面，这样用户借助由光桌310提供的后端照明能够清楚观察薄膜314。可以将透明框式扫描器200置放在薄膜之上，从而用户可以通过扫描器的透明平板完成所期望的调整，接着用后端照明扫描该薄膜。

为了进一步了解本发明，现参照图4，图中示出一典型接触式图象传感器400的剖面图，它在图2A的透明框架扫描仪200中优先地用作一成象器。彩色光源404提供三种不同的光照，例如，红色，绿色和蓝色光，给相当于图2C中256的底部平板406下面的面朝上的扫描对象402。一般，接触式图象传感器400用模块化细长管408制成，而其面对扫描对象402的开口412则最好可用透明材料加以保护。当光源404如标号416所表明，通过覆盖开口412发射光到扫描对象402上时；从扫描对象402反射的光再次通过开日412被导引到光学透镜418。通常光学透镜418是一系列一对一直立渐变折射率微透镜(柱形或杆状)。应予理解的是本发明与光学透镜和光源无关。在这种配置中，应用上述特定的光源和透镜阵列，是为了便于说明本发明而并不把限制强加于其上。另外，可以控制光源404使之接通和断开，特别是，当一透明扫描对象是在后端光照情况下进行扫描时就将其断开，但在置于箱架中应用时，则必须将其接通。光学透镜418的正上方，有一图象传感器420，它包括由CMOS或CCD传感器制成的光检测器阵列。上述阵列一般为一维阵列，往往称之为线性传感器。光学透镜418把反射光收集到光检测器上，后者将上述反射光按比例转换成足以代表所述反射光强度的电子信号。接着又将上述电子信号传送到数据总线422用于读出操作。

为了使在底部平板406下面的扫描对象402受到完全扫描，接触式图象传感器400必须沿着扫描对象402移动。接触式图象传感器400的运动是由一运动机构来完成的，上述机构在图中未予示出，它决定着扫描的分辩率。换句话说，要使运动速度与生成图象中的图象垂直分辨率一致，因此可借助从一振荡器生成的传感器时钟信号使之同步化。这些在本技术领域是众所周知的，在本文中不再进一步加以论述。

必须指出，图4说明的是将透明框式扫描器运用于扫描透明或不透明扫描对象的情景，即该透明框式扫描器已被放置在扫描对象之上。在如图2A中所示，将透明框式扫描器放置在箱架中时，实际上图2C中的顶部平板254被面向底座208而底部平板256(扫描面板)则是面向上的。与操作一常规平台扫描仪类似，用户把扫描纸页面朝下(朝向上述扫描面板)置放，并关闭盖子206。在该透明扫描器中的成象器因此就能扫描该扫描纸页。

以上已经以一定的精确度对本发明作了充分详细的说明。熟悉本技术领域的人士会理解到，当前所公开的实施例仅仅作为实例的方式，在不脱离如权利要求书所限定的本发明的实质和范围前提下，在布局和部件组合以及步骤各方面是可以采取众多变化的。因此，只用所附的权利要求书来限定本发明的范围，而不是上述实施例的说明。

Claims (17)

1.一种改进型平台式扫描仪，其特征是，它包含一台透明框式扫描器和一个带盖子的箱架；

所述透明框式扫描器包括：

框架；

安装在框架顶部的第一透明平板；

安装在框架底部的第二透明平板；这样安装在框架中的第一透明平板和第二透明平板之间就形成一个空腔；

可移动地整体结合在所述第一透明平板和第二透明平板之间的细长形成象器；以及

其中当透明框式扫描器的底部被置于一扫描对象的上面时，该细长形成象器水平地移动扫描该扫描对象从而产生所述扫描对象的图像；

所述带盖子的箱架包括当所述透明框式扫描器被移放到该箱架之内时，用以夹持该透明框式扫描器的机构；以及

所述透明框式扫描器可以在其被搁置到所述箱架之内时扫描不透明体对象，也可以在其被搁置到箱架之外时扫描透明体对象。

2.按照权利要求1的改进型平台式扫描仪，其特征是，该第一透明平板包括一在其上的基准标记，这样在执行命令通过成象器取得扫描对象的图象之前，用户就能够根据该基准标记对准扫描对象。

3.按照权利要求2的改进型平台式扫描仪，其特征是，该成象器包含一个光源，当扫描对象为不透明体时，该光源保持接通，由成象器扫描该扫描对象。

4.按照权利要求2所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，该成象器包含一个光源，当扫描对象为透明体时，该光源保持断开由成象器扫描该扫描对象。

5.按照权利要求2所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，当透明框式扫描器移放到箱架上面时，该第二透明平板面朝上。

6.按照权利要求5所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，该成象器包含一个光源，当扫描纸页放在被关合的盖子压靠在第二透明平板上时，该光源打开由成象器扫描该扫描纸页。

7.按照权利要求1所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，在箱架中还设有一个隐藏电子线路板的分隔间。

8.按照权利要求7所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，当透明扫描器被搁置在箱架之内时，该电子线路板向装在透明框式扫描器内的可充电电池充电。

9.一台改进型平台式扫描仪，其特征是，它包含：

一带有前透明平板，后透明平板和处于两板之间细长形成象器的可独立工作的透明框式扫描器；其中，当前透明平板置于一扫描对象上面而且操作命令被触发时，该成象器扫描该扫描对象并产生该扫描对象的图象；

一带有底座、盖子的箱架，该箱架还有用来当透明框式扫描器放在箱架内而且该前透明平板面朝上时将透明框式扫描器贴附在箱架上的固定装置；以及

当操作命令被触发时，该透明框式扫描器对放在被关合的盖子压靠在前透明平板上的扫描纸页进行扫描，并产生该扫描纸页的图象。

10.按照权利要求9所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，后透明平板上包括有标尺，这样在操作命令被触发之前，使用者能够看透前、后透明平板和对照标尺校直扫描对象。

11.按照权利要求10所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，当透明框式扫描器被搁置在箱架内时，该后透明平板面对箱架的底座。

12.按照权利要求9所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，该箱架还包括一电子线路板。

13.按照权利要求12所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，该电子线路板被隐藏在箱架中构成的分隔间内。

14.按照权利要求13所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，当透明框式扫描器被搁置在箱架内时，电子线路板向用于透明框式扫描器内的电池充电。

15.按照权利要求13所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，电子线路板提供一个输入/输出功能，在透明框式扫描器和主计算之间传输从透明框式扫描器中生成的图象数据。

16.一台改进型平台式扫描仪，其特征是，它包含：

带有前透明平板，后透明平板和处于两板之间细长成象器的可独立工作的透明框式扫描器；后透明平板包括为使用者校直扫描对象用的标尺；其中当前透明平板置于一扫描对象上面以及操作命令被触发时，该成象器扫描该扫描对象并产生该扫描对象的图象；

一箱架，包括一带有两条边的底座，在底座的一边凸起一挡条，一枢转地和底座的另一边连接的盖子，以及用来当透明框式扫描器放在箱架内而且该前透明平板面朝上和后透明平板面朝底座时将透明框式扫描器贴附在箱架上的固定装置；并且

当盖子关合时，该透明框式扫描器对放在紧靠透明框式扫描器的前透明平板上的扫描纸页进行扫描，当操作命令被触发时即产生扫描纸页的图象。

17.按照权利要求16所述的改进型平台式扫描仪，其特征是，当透明框式扫描器被搁置在箱架内时，箱架和透明框式扫描器就建立电子连接。

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