CN100351697C - 用于光学捕捉物体的装置的支撑表面 - Google Patents

Abstract

一种用于光学捕捉物体的装置，其具有物体的支撑表面(1)、光源(4)和用来捕捉定位的物体并且将该捕捉转换为电子信号的捕捉装置(5)。将该光源(4)和捕捉装置(5)中的每一个相对于支撑表面(1)布置在特定位置上。该支撑表面(1)具有通过该两个位置来确定曲率的部分(6)。所述的部分布置成这样，即：由光源发射的照射光束(2，3)被该支撑表面(1)朝向捕捉装置(5)的方向实质上仅仅以散射的方式散射。

Description

用于光学捕捉物体的装置的支撑表面

技术领域

本发明涉及一种用于光学捕捉物体的装置，其具有物体可以放在其上的支撑表面。

背景技术

除了支撑表面之外，这种装置还具有用以照射支撑表面的光源和用于光学捕捉放在支撑表面上的物体的捕捉装置。当该装置处于工作状态时，通过夹具将捕捉装置和光源相对于彼此并且相对于支撑表面固定在特定位置上。

根据该表面的性质，由光源发出的照射光束在支撑表面上沿着不同方向以散射的方式反射，或者以定向的方式沿着特定方向高强度地进行反射。在定向反射的情况下，反射角对应于照射光束在支撑表面上的入射角。在光源或者捕捉装置相对于支撑表面的某些位置上，该支撑表面可以具有这样的区域，即：该区域以定向的方式沿着捕捉装置的方向反射照射光束。以定向的方式沿着捕捉装置的方向反射的照射光束能够达到显著地降低光学捕捉到的物体的图像质量的强度。这些定向反射称作干涉反射或者镜面反射。

借助该支撑表面的表面合适性质，例如通过设有适当涂料层的粗糙表面，众所周知要确保该照射光束沿着不同方向散射是可能的。这样，可以基本上防止由支撑表面的表面定向引起的干涉反射。然而，如果物体具有以强烈定向方式反射的表面，例如包括用于悬吊投影仪的高光泽纸张的打印产品、照片和薄片，平放在这种支撑表面上并且被照射，那么该干涉反射可以强烈到使得由捕捉装置光学捕捉到的物体不再可能。

可以以本身公知的方式通过将光源距离捕捉装置或者距离支撑表面的距离选择到适当的大，从而能够防止干涉反射。然而，定位成这样远的光源通常需要多个光源，以便达到支撑表面上常常需要的、均匀的照射。另外，这种遥远的定位需要相应巨大的夹持臂或者悬臂，由此导致需要笨重和复杂的设备。

欧洲专利EP0362737B1公开了一种装置，其中通过物镜发射且以小角度(尤其是小于2°的角度)对准捕捉装置的光轴的照射光束，基本上避免了烦人的镜面反射。如上所述，这种照射需要光源或者捕捉装置与支撑表面之间的较大距离。使用镜子间接发射照射光束或者间接聚焦捕捉光束，可以在这种装置中获得这种照射。另外，在该装置中需要与光源配合的昂贵的发射物镜。

发明内容

因此，本发明的目的是消除现有技术中的缺陷。特别是想要提供一种用于光学捕捉物体的装置，其通过简单的装置基本上防止了干涉反射或者镜面反射。

通过用于光学捕捉物体的装置可以实现该目的，本发明提供了用于光学捕捉物体的装置，其包括：支撑表面，物体可以放在它上面；光源，其朝向支撑表面的方向发射照射光束，并且将其布置在相对于支撑表面的第一位置；以及捕捉装置，其捕捉定位的物体并且任意地将捕捉到的物体的图像转换为电子信号，并将其布置在相对于支撑表面的第二位置，其特征在于，该支撑表面具有带有曲率的部分，通过光源的所述第一位置和捕捉装置的所述第二位置来确定该曲率并且以这样的方式来布置该部分，即：该照射光束被该部分朝向捕捉装置的方向仅仅以散射的方式反射。

当使用与本发明有关的术语“物体”时，应该在最宽泛的意义内理解为图解信息捕捉和传统意义上的图像以及诸如元件、设计或者样品这样的物体，图解信息捕捉例如包括文本页、文件部分、打印产品，传统意义上的图像例如包括照片、幻灯片或者图纸。

与现有技术相比较，根据本发明的装置具有支撑表面，在其中可以导致干涉反射的区域设有弯曲的曲率。根据本发明，该弯曲的设置使之成为可能，即：能够以定向方式并且沿着捕捉装置的方向高强度地反射照射光束。

本发明进一步的发展重视在支撑表面上的特定区域内提供背面照亮的捕捉区域，该捕捉区域适合幻灯片的光学捕捉。临近该捕捉区域可以随意设置用于另一幻灯片的相似的背面照亮的预映区域。通过另外安装的定位辅助工具，能够使幻灯片的光学捕捉进一步简化。

附图说明

下面仅通过例子参考附图来更加详细地解释本发明。在下面不同的实施例中执行相同功能的相同部件设置有相同的标志和参考标号。

图1表示根据本发明用来捕捉物体的装置的部分侧视图；

图2表示具有背后照亮滑动捕捉区域的本发明装置的另一实施例的斜视图。

具体实施方式

图1用侧视图表示根据本发明用来捕捉在使用位置上的物体的装置。该装置具有与支撑表面1配合的基座壳体13、夹持臂14、悬臂15、光源4和捕捉装置5。因此，该支撑表面1基本上形成基座壳体13的顶部并且面对捕捉装置5。

支撑表面1具有带有曲率的部分6和与其邻接的平整区域16。在该实施例中，如图2清楚显示的那样，该弯曲部分6布置成与图1的画面垂直，具有适度的曲率和与平整区域16的平滑过渡。

在此，以捕捉装置5能够绕着水平轴倾斜的方式将该捕捉装置紧固到夹持臂14上。所述的捕捉装置5通过夹持臂14相对于支撑表面1固定在特定位置。例如，这里的捕捉装置5设有数码相机，在图中仅仅示意性地画出了物镜17。在光学捕捉物体的情况下，光线以公知的方式自身经过物镜17汇聚，并且生成图像，例如，通过CCD阵列在数码相机中转换为电子信号。将位于支撑表面1的中心之上的捕捉装置5的光轴定向为与平整区域16近似垂直，从而使捕捉到的物体的图像光畸变较小。

在此画成细长的荧光管的光源4通过悬臂15相对于捕捉装置5固定在特定位置上，并且通过夹持臂14相对于支撑表面1固定在特定位置上。光源4沿着支撑表面1的方向发出照射光束。因此，通过例示，从光源4开始的第一光束2和第二光束3分别指向支撑表面1。

根据本发明，以这样一种方式布置该支撑表面1的平整区域16，即：即使在平整区域16发生定向反射的情况下，从光源4发出的照射光束也不能进入物镜17。因此，例如由平整区域16反射第一光束2，从而在以定向方式反射的第一光束2和捕捉装置5之间具有实质上的距离，因此它不再到达物镜17。即使物体具有强烈反射的表面，例如将高光泽纸的打印产品放在支撑表面1上，例如第一光束2这样指向平整区域16的照射光束也不能引起任何的干涉反射或者镜面反射。

如果在装置具有完全平整的支撑表面和图1示出的光源4和物镜17的位置的情况下，光束沿着第二光束3的方向发出并且在完全平整的支撑表面上以定向方式反射，那么由于这种干涉反射，即使不可能完全不能进行光学捕捉，至少也会大大地削弱光学捕捉。

然而，另一方面，在根据本发明的装置的情况下，该支撑表面1具有带有曲率的部分6，例如在夹持臂14具有大约50厘米的长度并且光源4与捕捉装置5之间的距离为大约20厘米的情况下，仅仅在一个方向上该部分6具有曲率，曲率的平均半径为大约11厘米。确定定向反射方向的平面的法线18在弯曲部分6的各自反射点略微倾斜。作为其结果，在部分6内以定向方式反射的照射光束不能沿着捕捉装置5的方向反射。因此，在光学捕捉物体的过程中，能够有效且以简单的方式抵消干涉反射或者镜面反射。

如果将例如用于悬吊投影仪的文本薄片这样的物体放在根据本发明的用于光学捕捉所述物体的装置的支撑表面1上，那么由于在部分6内的曲率的作用，随着与平整区域16的距离增加发生光畸变。然而，在此由于大约11厘米的较大平均曲率半径，这些光畸变几乎感觉不到。如果使该捕捉装置5倾斜且对准部分6，那么该弯曲部分甚至能够抵消由捕捉装置的倾斜位置引起的光畸变。

在此，以本领域技术人员可以实现的方式，通过调节光源4和捕捉装置5相对于支撑表面1的位置且由此调节相对彼此的位置来确定曲率的形成，例如曲率的半径值。如果根据本发明想要防止在捕捉物体的装置内的干涉反射或者镜面反射，其中光源4能够位于预定的空间位置范围内，通常也能够确定其合适的曲率。实际上，在该部分的弯曲形状生成过程中，以及在其尺寸形成和布置中，必须考虑该光源或者捕捉装置相对于支撑表面的潜在定位空间以及该光源或者捕捉装置的形成。

图2表示根据本发明的装置的另一实施例，除了弯曲部分6之外，其支撑表面1具有幻灯片捕捉区域7和预映区域10以及根据图1的装置的平整区域16。第一和第二幻灯片9和12分别位于这些区域上。与此配合的光源4和悬臂15没有在图2中示出。

与图1相比较，这里的捕捉装置5不与支撑表面1的平整区域16垂直。使该捕捉装置5倾斜并且沿着朝向幻灯片捕捉区域7的箭头19的方向定向。依次使幻灯片捕捉区域7垂直于处于倾斜位置的捕捉装置5的光轴的方向定向，以便将光畸变减小到最小。借助锁紧元件，能够以易于操作的方式提供该捕捉装置5相对于夹持臂14的可旋转的紧固。这允许该捕捉装置5相对幻灯片捕捉区域7可重复的、预定的定位，并且允许以简单的方式重新设定根据图1的起始位置。

在图2中，第一幻灯片9位于背面照亮的幻灯片捕捉区域7上。该幻灯片9可以通过具有直角尺的形式的离散点定位辅助工具8精确地定位在特殊的、分散的幻灯片捕捉区域7上。在这种方式下，能够以预定的方式使捕捉装置5与幻灯片捕捉区域7对准，并且设定捕捉装置用于幻灯片9的光学捕捉。

在此，横向临近在支撑表面1上的幻灯片捕捉区域7来设置相似的背面照亮预映区域10。第二幻灯片12位于所述的预映区域上。因此该装置的操作者能够用闲着的眼睛看见第二幻灯片12。因此，例如在用捕捉装置5进行捕捉第二幻灯片12之前检查第二幻灯片12的正确定位是可能的。

借助与直角尺临近的离散线定位辅助工具11也使之成为可能，即：一方面将第二幻灯片12推到幻灯片捕捉区域7上，另一方面也可以随意看见放在预映区域10上的另外的幻灯片。

Claims (5)

1、一种用于光学捕捉物体的装置，其包括：

支撑表面(1)，物体可以放在它上面；

光源(4)，其朝向支撑表面(1)的方向发射照射光束(2，3)，并且将其布置在相对于支撑表面(1)的第一位置；

以及捕捉装置(5)，其捕捉定位的物体并且任意地将捕捉到的物体的图像转换为电子信号，并将其布置在相对于支撑表面(1)的第二位置，

其特征在于，该支撑表面(1)具有带有曲率的部分(6)，通过光源(4)的所述第一位置和捕捉装置(5)的所述第二位置来确定该曲率并且以这样的方式来布置该部分，即：该照射光束(3)被该部分(6)朝向捕捉装置的方向仅仅以散射的方式反射。

2、根据权利要求1所述的用于光学捕捉物体的装置，其特征在于，该部分(6)仅仅在光源(4)和捕捉装置(5)之间的连线的方向上具有曲率。

3、根据权利要求1所述的用于光学捕捉物体的装置，其特征在于，背面照亮的、分散的幻灯片捕捉区域(7)具有机械的离散点定位辅助工具(8)，以便使至少一个第一幻灯片(9)精确定位在一点上并与该支撑表面(1)配合。

4、根据权利要求3所述的用于光学捕捉物体的装置，其特征在于，设置背面照亮的预映区域(10)，该预映区域(10)临近幻灯片捕捉区域(7)，并且使用来将至少另一个幻灯片(12)定位在一条线上的机械的离散线定位辅助工具(11)与该预映区域配合。

5、根据权利要求3或4所述的用于光学捕捉物体的装置，其特征在于，该捕捉装置(5)相对于支撑表面(1)是可旋转的，并且该捕捉装置(5)通过锁紧元件是相对于分散的幻灯片捕捉区域(7)可重复地定位的。

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