AT406202B - Scanner mit verbesserter form - Google Patents

Description

AT 406 202 B

Die Erfindung betrifft einen Zweidimensionalen Scanner mit einem Kopfteil, in das ein optisches Fenster eingefügt ist

Diese Scanner werden vornehmlich zum automatischen Erfassen von Zeichen und Zeichenfolgen, insbesondere Texten aus Dokumenten verwendet. Dabei wird die grafische Information (Bitmap) der ausgewählten Zeichen optisch erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt.

Ein derartiger Scanner ist beispielsweise aus der US 5,467,458 bekannt. In dieser Schrift wird ein optischer Zeichenleser beschrieben, der in einem quaderförmigen Gehäuse untergebracht ist. An einer Schmalseite dieses Quaders ist ein Fenster eingefügt, über welches die optische Information der zu lesenden Zeichen erfasst wird.

Um optimale Erfassungsergebnisse zu erzielen, ist es bei der Handhabung des beschriebenen Gerätes notwendig, dieses senkrecht und gleichmäßig über den zu erfassenden Bereich eines Dokumentes zu führen, damit das Fenster in einer parallelen Position zum Dokument verharrt. Ein Abweichen von dieser Lage führt zu Verzerrungen und Verfälschungen des Leseergebnisses. Die Anforderungen sind damit bei derartigen Zweidimensionalen Scannern wesentlich höher als bei Strichcodelesegeräten, bei denen nur eindimensional gelesen , d.h. nur die Helligkeitsverteilung entlang einer Linie ermittelt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Handhabung eines zweidimensionalen Scanners zu erleichtern.

Dies geschieht erfindungsgemäß mit einem Scanner der eingangs genannten Art, bei dem das Kopfteil annähernd keilförmig ausgeführt ist und bei dem weiterhin das optische Fenster eine vergleichsweise sehr geringe Breite aufweist und in die Keilspitze eingefügt ist.

Der erfindungsgemäße zweidimensionale Scanner zeichnet sich dadurch aus, dass der Winkel seiner Hauptachse zur Bewegungsrichtung in einem weiten Bereich frei wählbar ist und während des Scanvorganges auch verändert werden kann, ohne dass dadurch Bildverzerrungen auftreten. Lediglich der Winkel der Hauptachse zur Senkrechten auf die Bewegungsrichtung beträgt vorgegebene 90° und muss eingehalten werden. In anderen Worten, das annähernd auf eine Linie reduzierte optische Fenster muss auf der zu erfassenden Unterlage aufliegen, eine Drehung des optischen Zeichenlesers um die durch das Fenster gebildete Achse ist gestattet.

Damit ist die Handhabung des Scanners wesentlich vereinfacht. Außerdem wird der zu scannende Bereich nicht durch eine größere Fläche verdeckt und ist daher für den Bedienenden sichtbar, wodurch die Handhabung ebenfalls erleichtert ist.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Wegaufhehmer vorgesehen ist, der ein Rad aufweist, das in die Spitze des Kopfteiles eingefügt ist Bei Scannern, die über das Dokument geführt werden, muss die zurückgelegte Wegstrecke ermittelt werden. Diese geschieht bei dieser Ausgestaltung auf besonders einfache und zuverlässige Weise.

Vorteilhaft ist auch der Einsatz eines optischen Sensors mit einem Abbildungsmaßstab des erfassten Bildes von etwa 1:1 und von Indexgradientenlinsen, die eine besonders kompakte Bauweise der Optik ermöglichen.

Besonders günstig ist es, wenn die optische Erfassung des Bildes durch Abtastung zeilenweise erfolgt und die Zahl der abgetasteten Zeilen pro Zeiteinheit fest vorgegeben ist, und wenn weiterhin in Abhängigkeit von der durch den Wegaufhehmer ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit des Scanners ein Teil der Zeilen veiworfen wird.

Bei herkömmlichen Scannern wird die Abtastung der Zeilen durch den Wegaufnehmer ausgelöst. Für eine übliche Bildauflösung sind dazu bei einem mechanischen Wegaufnehmer mit Rad auch aufwendige Obersetzungsgetriebe notwendig. Die erfindungsgemäße Abtastung mit einer festen Frequenz und nachfolgender Verwerfung von überzähligen Zeilen ermöglicht die Einsparung eines derartigen Getriebes.

Die Erfindung wird anhand zweier Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Scanner und

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Wegaufhehmer.

Die Darstellung des Scanners nach Fig. 1 umfasst zwei Ansichten des Scanners, eine Ansicht in Bewegungsrichtung A und eine Seitenansicht B (bezogen auf die Bewegungsrichtung).

Die Funktionsweise des dargestellten Scanners ist wie folgt

Zur Erfassung von Zeichen, z.B. eines Textes aus einem Dokument D, wird der Scanner auf das Dokument D aufgesetzt, wobei das annähernd linienförmige Fenster F auf dem Dokument D aufliegt. Dann wird der Scanner Ober die zu erlassenden Zeichen bewegt. Der Winkel zwischen der 2

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Scannerachse und dem Dokument in der Ebene der Bewegungsrichtung ist dabei weitgehend frei wählbar, ohne dass die Erfassungsgenauigkeit dabei leidet

Die Erfassung des zurQckgelegten Weges erfolgt dabei mittels mechanischem Wegaufnehmer W der ein Rad umfasst, welches auf dem Dokument D rollt.

Die weiteren Elemente des Scanners wie optischer Teil 0 und Elektronik werden hier nicht näher behandelt. Sie sind aus handelsüblichen Teilen aufgebaut. Der Aufbau des elektronischen Teiles ist beispielsweise der eingangs zitierten US 5,467,458 entnehmbar.

Zur Optik sei lediglich hinzugefügt, dass diese besonders kompakt gebaut werden kann, wenn ein Sensor verwendet wird, der eine Fläche aufweist, die in etwa so groß wie der jeweils zu erfassende Bildausschnitt, d.h. eine Bildzeile ist und damit einen Abbildungsmaßstab von 1:1 ermöglicht.

Damit können für die Optik sogenannte Stablinsen (Indexgradientenlinsen) verwendet werden. Der Vorteil der Stablinsen liegt in den damit möglichen relativ kurzen Objekt-Bild-Abständen von etwa 20 mm. Sie sind daher für eine kompakte Bauweise besonders günstig. Ein weiterer Vorteil ist die vergleichsweise große Lichtstärke. Beim Ausführungsbeispiel wurde ein Stablinsenarray vom Typ SLA 20b der Firma Nippon Sheet Glas verwendet

Als optischer Sensor wurde der Typ Texas Instruments TSL401 verwendet. Das optische Fenster kann auf einfache Weise durch eine entsprechende Ausnehmung im Gehäuse gebildet sein.

Der erfindungsgemäße Wegaufhehmer wird nun anhand der Fig. 2 näher erläutert. Zur besseren Veranschaulichung des Sachverhaltes wird auch auf den dazu bekannten Stand der Technik eingegangen.

Bei handelsüblichen Scannern mit zeilenweiser Erfassung des Bildes sind die Wegaufnehmer so ausgestaltet, dass für jede zu erfassende Zeile ein Impuls generiert wird. Mit der üblicherweise verwendeten Kombination Lochscheibe - Lichtschranke zur Erzeugung dieser Impulse kann jedoch nur eine Auflösung von etwa 1 mm erreicht werden, d.h. ein Impuls pro 1 mm zurückgelegten Weges. Um eine Bilderfassung mit einer Auflösung von z.B. 62 pm Zeilenbreite - dies entspricht einer üblichen Bildauflösung von 400 dpi (dots per Inch) - zu erreichen, muss im Wegaufnehmer ein mehrstufiges Getriebe verwendet werden, welches konstruktiv aufwendig und störanfällig ist und überdies erheblichen Platzbedarf aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung benötigt hingegen nur den eigentlichen Wegaufnehmer W - das Rad - das bereits mit Lochungen LO versehen und damit als Lochscheibe ausgeführt ist und eine Lichtschranke.

Durch diese kompakte Ausgestaltung kann der Wegaufnehmer seitlich vom optischen Fenster gefedert in die Spitze des Kopfteiles integriert werden, sodass der Wegaufnehmer kein Hindernis für die Schwenkbarkeit des Scanners in der Ebene der Bewegungsrichtung - definiert durch die Bewegungsrichtung und die Senkrechte auf das Dokument - darstellt.

Die konstruktive Vereinfachung des Wegaufnehmers wird dadurch erreicht, dass die zeilenweise Abtastung des Dokumentes mit einer vorgegebenen Abtastfrequenz unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Scanners erfolgt.

Sie ist so gewählt, dass bei der höchstzulässigen Geschwindigkeit die Anzahl der gelesenen Zeilen pro mm Wegstrecke der gewünschten Auflösung entspricht.

Beispielsweise sind für eine Auflösung von 250 dpi 10 Zeilen pro mm Wegstrecke erforderlich. Bei geringeren Geschwindigkeiten ist die Zahl der gelesenen Zeile für die gewünschte Auflösung zu hoch, sie wird daher entsprechend reduziert. Dies geschieht entweder durch einfaches Weglassen einzelner Zeilen oder aber durch bekannte Abtastratenwandlungsverfahren, wie sie beispielsweise in der Audiotechnik üblich sind, wobei mittels Interpolationsmethoden Mittelwerte berechnet werden.

Derartige Verfahren sind mittels digitalen Signalverarbeitungselementen wie Signalprozessoren in einfacher Weise zu verwirklichen. Diese Elemente sind aber in üblichen Scannern enthalten, sodass kein zusätzlicher Aufwand notwendig ist 3

Claims (4)

1. AT 406 202 B Patentansprüche: 1. Zweidimensionaler Scanner mit einem Kopfleil, in das ein optisches Fenster eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfleil annähernd keilförmig ausgeführt ist, und daß weiterhin das optische Fenster eine vergleichsweise sehr geringe Breite aufweist und in die Keilspitze eingefügt ist
2. 2. Scanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wegaufnehmer vorgesehen ist, der ein Rad aufweist, das in die Spitze des Kopfteiles eingefügt ist.
3. 3. Scanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer Sensor vorgesehen ist, der einen Abbiidungsmaßstab des erfaßten Bildes von etwa 1:1 ermöglicht und dass die Optik des Scanners Indexgradientenlinsen umfasst.
4. 4. Scanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassung des Bildes durch Abtastung zeilenweise erfolgt und die Zahl der abgetasteten Zeilen pro Zeiteinheit fest vorgegeben ist, dass weiterhin in Abhängigkeit von der durch den Wegaufnehmer ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit des Scanners ein Teil der Zeilen verworfen wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4