DE69829800T2

DE69829800T2 - Abtastvorrichtungen mit beweglichem Fenster

Info

Publication number: DE69829800T2
Application number: DE69829800T
Authority: DE
Inventors: Ronald K. Kerschner; Thomas E. Berg; Jacklyn M. Dowdy
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2018-06-18
Also published as: US6064496A; JPH1188618A; EP0886161A2; EP0886161A3; JP3567083B2; EP0886161B1; DE69829800D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf optische Scanner bzw. Abtastvorrichtungen und insbesondere auf optische Scanner des Typs, der eine Fensteranordnung aufweist, die das Scannergehäuse schließt und sich zwischen der Abtastoptik und dem abzutastenden Objekt befindet.
Hintergrund der Erfindung
Optische Scanner sind in der Technik bekannt und erzeugen maschinenlesbare Daten, die das Bild bzw. die Abbildung eines Objekts, wie z.B. einer Seite gedruckten Texts, darstellen. Optische Scanner verwenden allgemein Linien- bzw. Zeilenfokussysteme, die ein Objekt durch ein aufeinanderfolgendes Fokussieren schmaler „Abtastlinien"-Abschnitte des Objekts auf ein lineares Photosensorarray durch ein Streichen eines Abtastkopfs über das Objekt abbilden.
In einem Linienfokussystem wird ein Lichtstrahl von einem beleuchteten Linienobjekt durch eine Linse auf ein lineares Photosensorarray, das entfernt von dem Linienobjekt positioniert ist, abgebildet. Das lineare Photosensorarray ist ein eindimensionales Array von Photoelementen, die kleinflächigen Orten auf dem Linienobjekt entsprechen. Diese kleinflächigen Orte auf dem Linienobjekt werden üblicherweise als „Bildelemente" oder "Pixel" bezeichnet. Ansprechend auf Licht von seinem entsprechenden Pixelort auf dem Linienobjekt erzeugt jedes Photosensorpixelelement in dem linearen Photosensorarray (manchmal einfach als ein „Pixel" bezeichnet) ein Datensignal, das die Lichtintensität dar stellt, die dasselbe während eines unmittelbar vorherigen Zeitintervalls, das als Abtastintervall bekannt ist, erfährt. Alle Photoelementdatensignale werden durch ein geeignetes Datenverarbeitungssystem empfangen und verarbeitet.
In einem optischen Farbscanner muss eine Mehrzahl spektralmäßig getrennter Bilderzeugungsstrahlen (üblicherweise roter, grüner und blauer Strahl) auf Photosensorarrays projiziert werden. Einige optische Farbscanner verwenden Strahlteilervorrichtungen zum spektralmäßigen Trennen eines Bilderzeugungslichtstrahls in Farbkomponentenstrahlen. Diese separaten Farbkomponentenstrahlen werden auf separate lineare Photosensorarrays projiziert. Weitere optische Scanner projizieren Farbkomponentenbilder in einer Serie separater Abtastdurchläufe auf ein einzelnes lineares Array.
Der Aufbau und die Funktionsweise von optischen Farbscannern, die Strahlteileranordnungen und Photosensorarrays einsetzen, sind in den folgenden U.S.-Patenten offenbart: 5,410,347 von Steinle u.a. für COLOR OPTICAL SCANNER WITH IMAGE REGISTRATION HOLDING ASSEMBLY (optischer Farbscanner mit Bildregistrierungshalteanordnung); 4,870,268 von Vincent u.a. für COLOR COMBINER AND SEPARATOR AND IMPLEMENTATIONS (Farbkombinierer und -trenner und Ausführungen); 4,926,041 von Boyd für OPTICAL SCANNER (optische Abtastvorrichtung) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 90306876.5, eingereicht am 22. Juni 1990 entsprechend); 5,019,703 von Boyd u.a. für OPTICAL SCANNER WITH MIRROR MOUNTED OCCLUDING APERTURE OR FILTER (optische Abtastvorrichtung mit an einem Spiegel befestigter Verschlussapertur oder Filter) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 90312893.2, eingereicht am 27. November 1990 entsprechend); 5,032,004 von Steinle für BEAM SPLITTER APPARATUS WITH ADJUSTABLE IMAGE FOCUS AND REGISTRATION (Strahlteilervorrichtung mit einstellbarem Bildfokus und Registrierung) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 91304185.1, eingereicht am 09. Mai 1991 entsprechend); 5,044,727 von Steinle für BEAM SPLITTER/COMBINER APPARATUS (Strahlteiler/Kombinierer-Vorrichtung) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 91303860.3, eingereicht am 29. April 1991 entsprechend); 5,040,872 von Steinle für BEAM SPLITTER/COMBINER WITH PATH LENGTH COMPENSATOR (Strahlteiler/Kombinierer mit Weglängenausgleicher) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 90124297.2, eingereicht am 14. Dezember 1990, entsprechend, die fallengelassen wurde); und 5,227,620 von Elder Jr. u.a. für APPARATUS FOR ASSEMBLING COMPONENTS OF COLOR OPTICAL SCANNERS (Vorrichtung zum Anordnen von Komponenten optischer Farbscanner) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 91304403.8, eingereicht am 16. Mai 1991, entsprechend).
Eine optische Hand-Abtastvorrichtung ist ein optischer Scanner, der von Hand über ein abgetastetes Objekt, wie z. B. eine Seite Text, bewegt wird. Optische Systeme für Hand-Abtastvorrichtungen müssen allgemein aufgrund der relativ kleinen Größe der Hand-Abtastvorrichtungen sehr kompakt sein.
Rollen könnten an einer Hand-Abtastvorrichtung vorgesehen sein, um die Vorrichtung über das abzutastende Objekt zu führen und außerdem Daten in Bezug auf die Geschwindigkeit, mit der die Abtastvorrichtung über das abgetastete Objekt bewegt wird, an den Abtastvorrichtungsmikroprozessor zu liefern. Diese Rollen könnten außerdem zur Steuerung der Geschwindigkeit, mit der ein Bediener die Abtastvorrichtung über das abgetastete Objekt bewegt, dienen.
Der Aufbau und die Funktionsweise optischer Hand-Abtastvorrichtungen, die derartige Rollen einsetzen, sind in dem U.S.-Patent 5,381,020 von Kochis u.a. für HAND-HELD OPTICAL SCANNER WITH ONBOARD BATTERY RECHARGING ASSEMBLY (optischer Hand-Scanner mit interner Batteriewiederaufladeanordnung) und 5,306,908 von McConica u.a. für MANUALLY OPERATED HAND-HELD OPTICAL SCANNER WITH TACTILE SPEED CONTROL ASSEMBLY (manuell betriebener optischer Hand-Scanner mit Tast-Geschwindigkeitssteueranordnung) (und der EPO-Patentanmeldung Nr. 94301507.3, eingereicht am 02. März 1994 ent sprechend) und in der U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/601,276, eingereicht am 29. Januar 1996, von Kerschner u.a. für HAND-HELD SCANNING DEVICE (Hand-Abtastvorrichtung) und der U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/592,904, eingereicht am 29. Januar 1996 von Kerschner u.a. für SCANNING DEVICE WITH NON-CONTACT OPTICAL COMPONENTS (Abtastvorrichtung mit berührungslosen optischen Komponenten) offenbart.
Das U.S.-Patent Nr. 4,115,703 offenbart ein Gehäuse, innerhalb dessen sich eine „optische Anordnungen befindet, einschließlich einer Photodiode und einer Linse, die in einer Linsenfassung befestigt ist. Das untere Ende der Linsenfassung umfasst eine spitz zulaufende rohrförmige Wand, die in einer kreisförmigen Öffnung endet.
In den meisten optischen Hand-Abtastvorrichtungen sind die optischen Komponenten und Elektronik der Abtastvorrichtung in einem Gehäuse eingeschlossen, das angepasst ist, um durch die Hand eines Benutzers ergriffen zu werden, während eine Abtastung durchgeführt wird. Das Gehäuse befestigt im Allgemeinen außerdem die Rolle oder Rollen, die zuvor beschrieben wurden, drehbar.
In Hand-Abtastvorrichtungen ist es im Allgemeinen wünschenswert, den Abschnitt des Gehäuses, der die optischen Komponenten und Elektronik umgibt, vollständig abzudichten. Das Gehäuse, wenn es auf diese Weise abgedichtet ist, verhindert, dass Staub, Feuchtigkeit und andere potentielle Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses gelangen und die optischen Komponenten und zugeordnete Abtastvorrichtungselektronik verunreinigen.
Weil der Bildstrahl von dem Objekt durch das Gehäuse laufen muss, um die optischen Komponenten zu erreichen, muss ein abgedichtetes Gehäuse, wie oben beschrieben wurde, mit einem transparenten Fenster versehen sein. Dieses Fenster ist allgemein direkt an der unteren Wand des Abtastvorrichtungsgehäuses angebracht.
Während Verwendung und Transport einer Hand-Abtastvorrichtung wird das Gehäuse der Vorrichtung oftmals physischer Belastung ausgesetzt. Ein Beispiel einer Ursache einer derartigen physischen Belastung ist, wenn ein Benutzer der Abtastvorrichtung das Gehäuse zusammendrückt, während er eine Abtastung durchführt. Da das Gehäuse aus einem Kunststoff gebildet sein könnte, der relativ flexibel ist, könnte diese Belastung bewirken, dass eine relative Bewegung zwischen verschiedenen Abschnitten des Gehäuses und zwischen dem Gehäuse und der optischen Anordnung der Abtastvorrichtung auftritt. Da der Fensterabschnitt im Allgemeinen an dem Gehäuse angebracht ist, führt diese relative Bewegung außerdem oft zu einer relativen Bewegung zwischen der Fensteranordnung und der optischen Anordnung. Es hat sich herausgestellt, dass eine derartige relative Bewegung oft zu einer Fehlausrichtung der Fensteranordnung mit der optischen Anordnung führt und folglich zu einer Verschlechterung des Lichtstrahls, der in die optische Anordnung eintritt, führt.
So wäre es allgemein sehr wünschenswert, eine Vorrichtung bereitzustellen, die diese Probleme, die optischen Hand-Abtastvorrichtungen zugeordnet sind, überwindet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Hand-Abtastvorrichtung, in der das Abtastvorrichtungsgehäusefenster direkt an der optischen Anordnung angebracht ist. Auf diese Weise könnte eine Ausrichtung zwischen dem Fenster und der optischen Anordnung selbst dann beibehalten werden, wenn das Gehäuse einer Belastung ausgesetzt wird.
Das Fenster ist außerdem entworfen, um in Bezug auf zumindest einen Abschnitt des Gehäuses zu schweben bzw. beweglich zu sein, wobei es so ermöglicht wird, dass das Gehäuse sich biegt, ohne dass eine Bewegung des Fensters relativ zu der optischen Anordnung bewirkt wird. Eine Abdichtanordnung mit gewundenem Weg könnte zwischen dem Fenster und dem Gehäuse vorgesehen sein. Die Abdichtung mit gewundenem Weg ermöglicht eine Bewegung des Gehäuses relativ zu dem Fenster und verhindert noch den Eintritt von Staub und anderen Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses durch den Raum, der zwischen dem Fenster und dem Gehäuse vorgesehen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Vorderaufriss einer Hand-Abtastvorrichtung;
2 ist ein Rückaufriss der Hand-Abtastvorrichtung aus 1;
3 ist ein Seitenaufriss der Hand-Abtastvorrichtung aus 1;
4 ist ein schematischer Seitenaufriss des optischen Systems der Hand-Abtastvorrichtung aus 1;
5 ist eine schematische Darstellung, die die Beziehung zwischen verschiedenen Funktionskomponenten der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 zeigt;
6 ist eine schematische Darstellung, die die Hand-Abtastvorrichtung der 1 bis 5 zeigt, die gerade zur Abtastung eines Objekts verwendet wird;
7 ist ein Seitenaufriss der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 in einer nach vorne geneigten Position;
8 ist ein Seitenaufriss der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 in einer nach hinten geneigten Position;
9 ist ein schematischer Seitenaufriss des optischen Systems der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 in einer nach vorne geneigten Position;
10 ist ein schematischer Seitenaufriss des optischen Systems der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 in einer nach hinten geneigten Position;
11 ist eine schematische Darstellung der Hand-Abtastvorrichtung aus 1, die eine gekrümmte Oberfläche eines Objekts abtastet;
12 ist eine Draufsicht einer Fensteranordnung für die Hand-Abtastvorrichtung aus 1;
13 ist eine Querschnittsansicht der Fensteranordnung aus 12 entlang der Linie 13-13 in 12;
14 ist eine Querschnittsansicht der Hand-Abtastvorrichtung aus 1, die die Befestigung der Fensteranordnung aus 12 zeigt, entlang der Linie 14-14 aus 2;
15 ist ein Rückaufriss eines Vordergehäuseabschnitts der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 von innen betrachtet;
16 ist ein Vorderaufriss eines Rückgehäuseabschnitts der Hand-Abtastvorrichtung aus 1 von innen betrachtet;
17 ist ein Vorderaufriss des Rückgehäuseabschnitts aus 16 mit einem eingebauten Rollenmechanismus;
18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 18-18 aus 17.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die 1–18 stellen allgemein eine photoelektrische Bilderzeugungsvorrichtung 10 dar, in der sich ein Lichtweg 56 zwischen einem Objekt 54, das abgebildet werden soll, und einem Photosensorarray 50 erstreckt. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfasst eine Gehäuseanordnung 20, die ein Gehäuseinneres 21, das innerhalb derselben angeordnet ist, und ein Gehäuseäußeres 23 definiert, das außerhalb derselben angeordnet ist; eine optische Anordnung 40, die das Photosensorarray 50 und eine Mehrzahl optischer Komponenten 42, 44, 46, 48 umfasst, die entlang des Lichtwegs 56 angeordnet sind, wobei die optische Anordnung 40 zumindest teilweise innerhalb des Gehäuseinneren 21 angeordnet ist; eine Öffnung 25 in der Gehäuseanordnung 20, die sich zwischen dem Gehäuseinneren 21 und dem Gehäuseäußeren 23 erstreckt, wobei der Lichtweg 56 durch die Öffnung 25 verläuft; ein Verschlussbauteil 150, das in der Öffnung 25 angeordnet ist und einen Fensterabschnitt 152 umfasst, der innerhalb des Lichtwegs 56 angeordnet ist, und wobei das Verschlussbauteil 150 an der optischen Anordnung 40 angebracht ist.
Die 1–18 stellen außerdem allgemein eine photoelektrische Bilderzeugungsvorrichtung 10 dar, in der sich ein Lichtweg 56 zwischen einem Objekt 54, das abgebildet werden soll, und einem Photosensorarray 50 erstreckt. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfasst eine Gehäuseanordnung 20, die ein Gehäuseinneres 21, das innerhalb derselben angeordnet ist, und ein Gehäuseäußeres 23 definiert, das außerhalb derselben angeordnet ist; eine optische Anordnung 40, die das Photosensorarray 50 und eine Mehrzahl optischer Komponenten 42, 44, 46, 48 umfasst, die entlang des Lichtwegs 56 angeordnet sind, wobei die optische Anordndung 40 zumindest teilweise in dem Gehäuseinneren 21 angeordnet ist; eine Öffnung 25 in der Gehäuseanordnung 20, die sich zwischen dem Gehäuseinneren 21 und dem Gehäuseäußeren 23 erstreckt, wobei der Lichtweg 56 durch die Öffnung 25 verläuft; ein Verschlussbauteil 150, das bewegbar in zumindest einem Abschnitt der Öffnung 25 gehalten wird und einen Fensterabschnitt 152 umfasst, der innerhalb des Lichtwegs 56 angeordnet ist.
Die 1–18 stellen außerdem allgemein eine photoelektrische Bilderzeugungsvorrichtung 10 dar, in der sich ein Lichtweg 56 zwischen einem Objekt 54, das abgebildet werden soll, und einem Photosensorarray 50 erstreckt. Die Bilderzeugungsvorrichtung umfasst eine Gehäuseanordnung 20, die ein Gehäuseinneres 21, das innerhalb derselben angeordnet ist, und ein Gehäuseäußeres 23 definiert, das außerhalb derselben angeordnet ist; eine optische Anordnung 40, die das Photosensorarray 50 und eine Mehrzahl optischer Komponenten 42, 44, 46, 48 umfasst, die entlang des Lichtwegs 56 angeordnet sind, wobei die optische Anordnung 40 sich zumindest teilweise in dem Gehäuseinneren 21 befindet; eine Öffnung 25 in der Gehäuseanordnung 20, die sich zwischen dem Gehäuseinneren 21 und dem Gehäuseäußeren 23 erstreckt, wobei der Lichtweg 56 durch die Öffnung 25 verläuft; ein Verschlussbauteil 150, das die Öffnung 25 überspannt; und einen Raum zwischen dem Verschlussbauteil 150 und der Öffnung 25, wobei der Raum einen gewundenen Weg zwischen dem Gehäuseäußeren 23 und dem Gehäuseinneren 21 definiert.
Nach dieser allgemeinen Beschreibung der Hand-Abtastvorrichtungsfensteranordnung wird die Vorrichtung nun detaillierter beschrieben.
1 stellt eine Hand-Abtastvorrichtung 10 dar. Die Abtastvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse, das ein im Allgemeinen parallelepipedförmiges Bauteil sein könnte, das eine allgemein flache Vorderoberfläche 22, eine allgemein flache Rückoberfläche 24, 2, eine allgemein flache obere Oberfläche 26, 3; eine allgemein flache untere Oberfläche 28, 14; und im Allgemeinen flache gegenüberliegende Endoberflächen 30, 32, 1 aufweist. Das Gehäuse 20 definiert ein Gehäuseinneres 21, 14, das innerhalb desselben angeordnet ist, und ein Gehäuseäußeres 23, das außerhalb desselben angeordnet ist. Eine Öffnung 25 befindet sich in der Gehäuseunteroberfläche 28 und erstreckt sich zwischen dem Gehäuseinneren 21 und dem Gehäuseäußeren 23. Die Abtastvorrichtung 10 weist eine Mittelachse LL, 1, 3, 4 und 7–11, auf.
Es wird angemerkt, dass Ausdrücke, wie z.B. „vorne", „hinten", „oben", „unten", „horizontal" und „vertikal", hierin lediglich zu Darstellungszwecken verwendet werden. Bei der tatsächlichen Verwendung kann die Abtastvorrichtung 10 in fast jeder Ausrichtung verwendet werden, wobei so Ausdrücke, wie z.B. „vorne", „hinten", „oben", „unten", „horizontal" und „vertikal", relativ zu der Ausrichtung der Abtastvorrichtung gemacht werden.
Das Gehäuse 20 könnte eine Länge „a" von z.B. 9,5 Zoll, 1; eine Höhe „b" von z.B. 3,75 Zoll und eine Tiefe „c" von z.B. 1,75 Zoll, 3, aufweisen.
Das Gehäuse 20 enthält eine Bilderzeugungsanordnung 40, wie schematisch in 4 gezeigt. Die Bilderzeugungsanordnung 40 könnte Spiegel 42 und 44, ein Prisma 46 und eine Bilderzeugungslinse 48 enthalten. Diese optischen Komponenten falten den Bildstrahl 56 und dimensionieren denselben um und dienen dazu, einen Linienabschnitt 52 eines abgetasteten Objekts 54 auf eine Art und Weise auf ein Photosensorarray 50 zu fokussieren, die in der Technik bekannt ist. Ein Datensignal 82, das abgetastete Linienbilder darstellt, wird durch das Photosensorarray 50 zu einem Mikroprozessor 80 übertragen, der sich in dem Gehäuse 20, 5, befindet. Die Bilderzeugungsanordnung 40, 4, könnte entweder eine einfarbige oder eine Farb-Bilderzeugungsanordnung sein, wie in der Technik bekannt ist.
Eine Lichtquelle 60 könnte ebenso in dem Gehäuse 20 vorgesehen sein, wie in 4 gezeigt ist. Die Lichtquelle 60 könnte eine LED- (Lichtemissionsdioden-) Platine 62 umfassen. Die LED-Platine 62 erzeugt Licht 64 auf eine bekannte Weise in etwa entlang der Länge „d" des Gehäuses 20, 1. Das Licht 64 wird durch eine Linse 66, 4, gerichtet und dann auf das abgetastete Objekt 54. Auf diese Weise wird der Linienabschnitt 52 des abgetasteten Objekts 54 beleuchtet, um eine Erzeugung des Bildstrahls 56 zu ermöglichen.
Die Bilderzeugungsanordnung 40 könnte in einer Vertikalausrichtung (d.h. quer zu der Ebene des abgetasteten Objekts 54), wie in 4 gezeigt ist, konfiguriert sein. Die Konfiguration der Spiegel 42 und 44, des Prismas 46 und des Photosensorarrays 50 bewirkt, dass der Bilderzeugungslichtstrahl 56 in eine Mehrzahl sich im Wesentlichen vertikal erstreckender Abschnitte 57, 59, 61, 63, 65 anstelle sich horizontal erstreckender Abschnitte gefaltet wird. Die Länge des Abschnitts 57 könnte etwa 80 mm betragen; die Länge des Abschnitts 59 könnte etwa 59 mm betragen; die Länge des Abschnitts 61 könnte etwa 54 mm betragen; die Länge des Abschnitts 63 könnte etwa 3 mm betragen und die Länge des Abschnitts 65 könnte etwa 20 mm betragen. Die Länge des Lichtstrahls innerhalb des Prismas 46 könnte etwa 18 mm betragen und die Länge des Lichtstrahls innerhalb der Linse 48 könnte etwa 6 mm betragen. Die oben beschriebenen Längen führen dazu, dass die Gesamtlänge des Bilderzeugungslichtstrahls 56 etwa 240 mm beträgt. Aufgrund der oben beschriebenen Konfiguration erstreckt sich zumindest 80 des Lichtwegs 56 in einer im Wesentlichen vertikalen Rich tung, d.h. einer Richtung senkrecht zu dem Objekt 54 an dem Ort des Linienabschnitts 54.
Diese Anordnung bewirkt, dass die Höhe „b", 1, des Abtastvorrichtungsgehäuses größer ist als seine Tiefe „c", 3. Es hat sich herausgestellt, dass diese Konfiguration des Gehäuses ein leichtes Ergreifen durch eine menschliche Hand ermöglicht und so eine erleichterte Verwendung während eines Abtastvorgangs ermöglicht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel könnte die Gehäusehöhe „b" zumindest etwa 2 Mal die Gehäusetiefe „c" sein.
Wieder Bezug nehmend auf 5 könnte das Gehäuse 20 auch eine Speicherspeicherungsvorrichtung 90, 5, enthalten. Die Speicherspeicherungsvorrichtung 90 ist durch eine Verbindung 92 mit einem Mikroprozessor 80 verbunden. Die Speicherspeicherungsvorrichtung 90 dient zur Speicherung von Bildern abgetasteter Objekte, die durch die Hand-Abtastvorrichtung 10 erfasst werden. Die Speicherspeicherungsvorrichtung 90 könnte eine Festkörper-Speichervorrichtung sein, die in der Lage ist, Daten zu speichern, die in etwa gleich fünfzig Seiten Text mit 8,5 Zoll mal 11 Zoll sind. Die Speicherspeicherungsvorrichtung 90 könnte alternativ als ein einstückiges Teil des Mikroprozessors 80 und nicht als separate Einheit aufgebaut sein.
Ein Abtastknopf 94 befindet sich auf der Rückoberfläche 24 des Gehäuses 20, 2. Der Abtastknopf 94 ist mit dem Mikroprozessor 80 verbunden, wie durch ein Bezugszeichen 96 in 5 dargestellt ist. Der Abtastknopf 94 ist konfiguriert, um durch einen Benutzer betreibbar zu sein, wenn ein Abtastvorgang durchgeführt wird. Ein Niederdrücken des Abtastknopfs 94 bewirkt, dass der Mikroprozessor 80 einen Abtastvorgang ausführt.
Ein An-Aus-Schalter 95 könnte an der Rückoberfläche 24 des Gehäuses 20, 2, vorgesehen sein. Der An-Aus-Schalter 95 dient dazu, die optische Hand-Abtastvorrichtung 10 auf eine herkömmliche Art und Weise an- und auszuschalten, und könnte durch eine Verbindung 97 mit dem Mikroprozessor 80 verbunden sein, wie in 5 dargestellt ist.
Funktionsknöpfe 98, 100, 102 könnten sich an der Vorderoberfläche 22 des Gehäuses 20 befinden, wie in 1 gezeigt ist. Die Funktionsknöpfe 98, 100, 102 erlauben es einem Benutzer der Hand-Abtastvorrichtung 10, mit dem Mikroprozessor 80 zu kommunizieren, um derartige Funktionen, wie z.B. eine Benutzerschnittstelle zur Dateiverwaltung, Bildbearbeitung usw., zu erzielen. Die Funktionsknöpfe 98, 100, 102 sind mit dem Mikroprozessor 80 verbunden, wie durch Bezugszeichen 104, 106 bzw. 108, 5, angezeigt ist.
Ein Eingang/Ausgangsport 110 könnte sich an der Rückoberfläche 24 des Gehäuses 20, 2, befinden. Der Eingang/Ausgangsport 110 ist mit dem Mikroprozessor 80 verbunden, wie schematisch durch ein Bezugszeichen 112 in 5 gezeigt ist. Der Eingang/Ausgangsport 110 ermöglicht es, dass Bilddaten, die durch die Hand-Abtastvorrichtung 10 erfasst und/oder durch den Mikroprozessor 80 und die Speicherspeicherungsvorrichtung 90 gespeichert werden, an einen Computer oder eine andere Datenhandhabungsvorrichtung übertragen oder „heruntergeladen" werden können. Der Eingang/Ausgangsport 110 könnte eine physische Verbindungsvorrichtung sein, wie z.B. ein Verbindungselement vom Industriestandard- „IEEE-1284"- Typ, oder könnte eine berührungslose Verbindungsvorrichtung sein, wie z.B. ein Infrarot-Kommunikatikonsport.
Ein Bildschirm 114, 1, könnte an der Vorderoberfläche 22 des Gehäuses 20 zum Anzeigen von Bildern von Objekten, die gerade abgetastet werden, und ebenso zum Anzeigen von Bildern zuvor abgetasteter Objekte, die durch den Mikroprozessor 80 und/oder die Speichervorrichtung 90 gespeichert sind, vorgesehen sein. Der Bildschirm 114 ist mit dem Mikroprozessor 80 durch eine Verbindung 116, 5, ver bunden. Der Bildschirm 114 könnte verwendet werden, um Bilder anzuzeigen, die zuvor abgetastet und in dem Mikroprozessor 80 und/oder der Speichervorrichtung 90 gespeichert wurden. Auf diese Weise kann der Benutzer der Hand-Abtastvorrichtung 10 sicherstellen, dass erwünschte Abtastobjekte ordnungsgemäß erfasst wurden, bevor die Bilder an einen Computer oder eine andere Datenhandhabungsvorrichtung heruntergeladen werden.
Der Bildschirm 114 könnte auch verwendet werden, um Statusinformationen, die durch den Mikroprozessor 80 erzeugt werden, anzuzeigen. Zusätzlich könnte der Bildschirm 114 verwendet werden, um Menüinformationen anzuzeigen, die einem Benutzer Zugriff auf verschiedene mit dem Abtasten verwandte Funktionen zu bieten, die durch den Mikroprozessor 80 bereitgestellt werden.
Der Bildschirm 114 könnte ein Bildschirm vom Flüssigkristallanzeigen- (LCD-) Typ mit bekannter Konfiguration sein. Ein derartiger LCD-Bildschirm könnte von dem Typ sein, der in der Industrie üblicherweise als eine reflektierende STN-Anzeige bekannt ist. Der Bildschirm 114 könnte Abmessungen von etwa 2 Zoll mal 2 Zoll aufweisen.
Ein Roll- bzw. Scroll-Mechanismus 118 könnte an der Vorderoberfläche 22 des Gehäuses 20, 1, vorgesehen sein. Der Rollmechanismus 118 könnte mit Richtungsknöpfen 120, 122, 124 und 126 versehen sein, die durch einen Benutzer aktiviert werden könnten, um über auf dem Bildschirm 114 angezeigte Bilder zu rollen. Der Rollmechanismus 118 könnte auch verwendet werden, um einen Cursor oder einen anderen Zeiger auf dem Bildschirm 114 zu bewegen, um verschiedene Funktionen zu erzielen, wie bekannt ist. Der Rollmechanismus 118 ist durch eine Verbindung 128, 5, mit dem Mikroprozessor 80 verbunden.
Um eine Bewegung der Hand-Abtastvorrichtung 10 über ein abzutastendes Objekt 54 zu ermöglichen, könnte eine Rolle 30 auf der unteren Oberfläche 28 des Gehäuses 20, 1–3, vorgesehen sein. Die Rolle 30 könnte durch Achsenabschnitte 32 und 34, 1, drehbar in dem Gehäuse 20 befestigt sein. Wenn die Rolle 30 auf diese Weise befestigt ist, ist dieselbe um die Rollenachse RR, 4, 9 und 10, drehbar. Die Rollenachse RR schneidet die Bilderzeugungsvorrichtungs-Zentralachse LL. Die Rolle 30 könnte eine Länge „d", 1, von etwa 8 Zoll und einen Außendurchmesser von z.B. 0,5 Zoll aufweisen. Die Rolle 30 könnte mit einem Metallkern, der durch eine Elastomerbeschichtung bedeckt ist, aufgebaut sein.
Bezug nehmend auf 5 könnte die Rolle 30 mit einem Antriebsmotor 84 verbunden sein, der die Rolle 30 dreht und so die Abtastvorrichtung 10 entlang eines abzutastenden Objekts 54 antreibt, während eine Abtastung durchgeführt wird. Ein Wandler 86 könnte mit dem Motor 84 verbunden sein. Der Wandler 86 sendet ein Signal 88 an den Mikroprozessor 80, das die Geschwindigkeit und die Verschiebung der Rolle 30 anzeigt. Auf diese Weise kann der Mikroprozessor die Verschiebung der Hand-Abtastvorrichtung 10 während einer Abtastoperation bestimmen, um das Datensignal 82 von dem Photosensorarray 50 mit dem ordnungsgemäßen Ort auf dem abgetasteten Objekt 54 zu korrelieren. Der Mikroprozessor 80 steuert die Aktivierung und die Geschwindigkeit des Motors 84 über eine Verbindung 117.
Eine Batterie, nicht gezeigt, könnte ebenso innerhalb des Gehäuses 20 vorgesehen sein, um auf eine herkömmliche Art und Weise Leistung für die optische Hand-Abtastvorrichtung 10 bereitzustellen. Die Batterie könnte, wie bekannt ist, wiederaufladbar sein. Alternativ könnte die Abtastvorrichtung 10 durch eine externe Leistungsquelle über z.B. ein Leistungskabel, mit Leistung versorgt werden.
6 zeigt die Hand-Abtastvorrichtung 10, die positioniert ist, um eine Abtastung eines Objekts 54, wie z.B. eines Dokuments, zu beginnen. Das Dokument 54 könnte z.B. eine Seite Text mit 8 ½ Zoll mal 11 Zoll sein. Zum Abtasten des Dokuments 54 befindet sich die Abtastvorrichtung 10 zuerst an einem Ende 132 des Dokuments 54, wobei die Rolle 30 der Abtastvorrichtung 10 auf dem Dokument 54 aufliegt. Der Benutzer drückt dann den Abtastknopf 94 herunter und hält ihn unten, während die Abtastvorrichtung 10 sich in der Abtastrichtung 130 über das Dokument 54 bewegt. Wenn die Abtastvorrichtung bewegt wird, bildet die Bilderzeugungsanordnung 40 Linienabschnitte des abgetasteten Objekts auf das Photosensorarray 50 ab, das wiederum ein Signal 82, das die abgetasteten Linienabschnitte anzeigt, an den Mikroprozessor 80 sendet. Das Photosensorarray 50 überträgt das Signal 82, das Linienbilder des gerade abgetasteten Objekts darstellt, jedes Mal, wenn ein Abtastintervall auftritt, wie bekannt ist. Ein typisches Abtastintervall könnte z.B. ein 1/300 Zoll sein. Wenn die Abtastvorrichtung 10 das gegenüberliegende Ende 134 des Dokuments 54 erreicht, könnte der Benutzer den Abtastknopf 94 loslassen, was bewirkt, dass die Bewegung der Abtastvorrichtung 10 stoppt.
Die Hand-Abtastvorrichtung 10 ist so konfiguriert, dass ein Kontakt mit dem abzutastenden Objekt 54 nur entlang einer einzelnen Linie 53, 4, auftritt. Diese Linie ist quer zu der Abtastrichtung 130, 6, und wird durch die Rolle 30, die sich an dem unteren Abschnitt der Abtastvorrichtung befindet, definiert. Die Abtastvorrichtung 10 wird so vollständig durch die einzelne Rolle 30 getragen, wenn eine Abtastung durchgeführt wird. Da die Abtastvorrichtung 10 durch nur eine Rolle getragen wird, könnte die Bilderzeugungsanordnung 40 der Abtastvorrichtung 10 sehr nahe an die Kante des Objekts 54 bewegt werden, während sie vollständig unterstützt bleibt. Die Hand-Abtastvorrichtung 10 ist deshalb in der Lage, im Wesentlichen alle erwünschten Merkmale eines abzutastenden Objekts (z.B. einer Seite gedruckten Texts) zu erfassen, während sie vollständig unterstützt bleibt.
Die Verwendung einer derartigen Einrollenkonfiguration ermöglicht es einem Benutzer außerdem, den gerade durch die Hand-Abtastvorrichtung 10 abgetasteten Bereich zu betrachten, während eine Abtastung durchgeführt wird. Da das Beleuchtungslicht 64 nicht unter der Scannerstruktur versteckt ist, könnte ein Benutzer dieses Licht auf dem Objekt 54 betrachten, während die Abtastung durchgeführt wird. Diese Fähigkeit einer Betrachtung des Beleuchtungslichts 64 erlaubt es einem Benutzer zu bestimmen, welcher Abschnitt des Objekts 54 gerade durch die Abtastvorrichtung 10 abgetastet wird. Auf diese Weise kann der Benutzer sicherstellen, dass alle erwünschten Merkmale, z.B. Text, auf dem Objekt 54 abgetastet werden.
Um eine Betrachtung des beleuchteten Abtastbereichs durch einen Benutzer zu erleichtern, könnte eine Einkerbung 29 in der vorderen und der unteren Oberfläche 22, 28 der Hand-Abtastvorrichtung, 3, 7, 8, vorgesehen sein. Die Einkerbung 29 erlaubt einem Benutzer der Abtastvorrichtung eine ungehinderte Sicht des gerade abgetasteten Bereichs. Die Einkerbung 29 könnte eine Höhe „f" von z.B. 0,22 Zoll und eine Tiefe „g" von z.B. 0,28 Zoll, 3, aufweisen.
Da die Hand-Abtastvorrichtung 10 mit nur einer Rolle versehen ist, könnte ein Benutzer unbeabsichtigt die Abtastvorrichtung nach vorne und hinten neigen, während eine Abtastung durchgeführt wird. Bezug nehmend auf die 7 und 8 ist eine Normalenebene VV durch die Rollenachse RR und die Kontaktlinie 53 zwischen der Rolle 30 und dem Objekt 54 definiert. In dem Fall eines planaren Objekts, z.B. des in den 7 und 8 gezeigten Objekts 54, ist die Normalenebene VV immer senkrecht oder normal zu der Ebene des Objekts. Oft jedoch sind die abzutastenden Objekte nicht planar. Ein Beispiel eines derartigen nicht planaren Objekts ist ein offenes Buch, bei dem die abzutastende Seite ein gekrümmtes Profil annehmen könnte.
11 stellt schematisch ein Beispiel eines Objekts 54, das ein nicht planares Profil aufweist, dar. In einem derartigen Fall ist die Normalenebene VV noch immer durch die Rollenachse RR und die Kontaktlinie 53, wie gezeigt ist, definiert. Die Normalenebene VV ist ebenso senkrecht zu einer Tangentialebene 67, die parallel zu der Tangente der Außenoberfläche der Rolle 30 an dem Kontaktpunkt 53 ist. In dem Fall eines planaren Objekts 54, wie in den 7 und 8 gezeigt ist, fällt die Tangentialebene 67 mit der Ebene des Objekts 54 zusammen.
7 zeigt die Hand-Abtastvorrichtung 10 in einer nach vorne geneigten Konfiguration, in der die Achse LL der Abtastvorrichtung 10 um „j" Grad von der Normalenebene VV nach vorne geneigt ist. 8 zeigt die Hand-Abtastvorrichtung 10 in einer nach hinten geneigten Konfiguration, in der die Achse LL der Abtastvorrichtung um „k" Grad von der Normalenebene VV nach hinten geneigt ist. Die 9 und 10 stellen schematisch die Wirkung eines Neigens nach vorne bzw. hinten auf die Bilderzeugungsanordnung 40 dar. 4 stellt schematisch die Bilderzeugungsanordnung 40 dar, wenn die Hand-Abtastvorrichtung 10 in einer nicht geneigten Konfiguration ist, in der die Achse LL der Abtastvorrichtung innerhalb der Normalenebene VV liegt.
Es wurde bestimmt, dass ein typischer Benutzer ohne weiteres in der Lage ist, eine Abtastung mit der Hand-Abtastvorrichtung 10 durchzuführen, ohne die Vorrichtung um mehr als einen Winkel „j" von 10 Grad nach vorne oder mehr als einen Winkel „k" von 10 Grad nach hinten zu der Normalenebene VV zu neigen. Entsprechend ist die Abtastvorrichtung entworfen, um ein derartiges Neigen während eines Abtastvorgangs ohne eine wesentliche Verschlechterung der erfassten Bildqualität, wie nun detailliert beschrieben wird, unterzubringen.
Die Abtastvorrichtung 10 ist aufgebaut, um sicherzustellen, dass kein Abschnitt des Gehäuses 20 das abgetastete Objekt 54 berührt, wenn die Vorrichtung bis zu 10 Grad in einer der beiden Richtungen von der Normalenebene VV geneigt wird. Um dies zu erzielen, ist die Rolle 30 konfiguriert, um um eine ausreichende Entfernung unter der unteren Oberfläche 28 des Gehäuses 20, 3, vorzustehen. Es wurde z. B. herausgefunden, dass ein Anordnen des äußeren Umfangs der Rolle 30 in einer Entfernung „e" von zumindest etwa 0,125 Zoll unterhalb der unteren Oberfläche 28 des Gehäuses 20 zu diesem Zweck ausreichend ist.
Wie aus 9 zu sehen ist, wird, wenn die Abtastvorrichtung 10 nach vorne geneigt wird (d.h. in der Abtastrichtung 130), die effektive Entfernung zwischen der Linse 48 und dem Linienabschnitt 52 auf dem Dokument 54 kürzer. Umgekehrt wird, wie aus 10 zu sehen ist, wenn die Abtastvorrichtung 10 nach hinten geneigt wird (d.h. entgegengesetzt zu der Abtastrichtung 130), die effektive Entfernung zwischen der Linse 48 und dem Linienabschnitt 52 auf dem Dokument 54 länger. Entsprechend neigt der Linienabschnitt 52 dazu, sich aus dem Fokus der Linse 48 herauszubewegen, wenn die Abtastvorrichtung 10 geneigt wird.
Um dieses Problem zu lösen, könnte die Abtastvorrichtung 10 mit einer Linse 48 versehen sein, die eine relativ hohe Blendenzahl aufweist. Wie bekannt ist, hat eine Linse mit höherer Blendenzahl eine größere Feldtiefe als eine Linse mit geringerer Blendenzahl. Entsprechend ermöglicht es die Verwendung einer Linse mit höherer Blendenzahl, dass die Hand-Abtastvorrichtung 10 das Linienbild 52 während der gesamten oben beschriebenen Neigebewegungen angemessen fokussiert halten kann. Es wurde herausgefunden, dass eine Linse mit einer Blendenzahl von zumindest etwa 4 und einer Feldtiefe von zumindest etwa 0,20 Zoll ausreichend ist, um den Linienabschnitt 52 während der gesamten Neigungsbewegungen von bis zu etwa 10 Grad von der Normalenebene VV angemessen fokussiert zu halten. Vorzugsweise weist die Linse 48 eine Blendenzahl von etwa 4 und eine Feldtiefe von etwa 0,20 Zoll auf. Da die Linse mit höherer Blendenzahl dazu neigt, weniger Licht zu erfassen, könnte ein empfindlicheres Photosensorarray 50 in der Abtastvorrichtung 10 verwendet werden. Bei einem Beispiel könnte ein Photosensorarray mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von etwa 60:1 verwendet werden.
Um die nachteiligen Auswirkungen einer Neigung auf die Qualität des erfassten Bilds weiter zu minimieren, ist die Hand-Abtastvorrichtung 10 so konfiguriert, um die Entfernung „i" zwischen der Rollenkontaktlinie 53 und dem Linienabschnitt 52, 4, zu minimieren. Wie am besten in den 9 und 10 dargestellt ist, dreht sich, wenn die Abtastvorrichtung 10 geneigt wird, wie oben beschrieben wurde, dieselbe um die Rollendrehachse RR. Entsprechend gilt, je größer die Entfernung „i" ist, desto größer ist die relative Entfokussierungsbewegung zwischen dem Linienabschnitt 52 des abzutastenden Objekts 54 und dem Photosensorarray 50. Umgekehrt reduziert ein Minimieren der Entfernung „i" diesen Entfokussierungseffekt. Es wurde herausgefunden, dass ein Beibehalten der Entfernung „i" bei etwa 0,30 Zoll oder weniger dazu dient, den Entfokussierungseffekt angemessen zu minimieren.
Ein weiteres durch das oben beschriebene Neigen bewirkte Problem besteht darin, dass das Linienbild dazu neigt, sich aus dem Beleuchtungslicht 64 herauszubewegen, wenn die Abtastvorrichtung geneigt wird. Wie in 9 dargestellt ist, bewegt sich, wenn die Abtastvorrichtung 10 nach vorne geneigt wird, der Linienabschnitt 52 näher an die Kontaktlinie 53 zwischen der Rolle 30 und dem Objekt 54. Umgekehrt bewegt sich, wie in 10 dargestellt ist, wenn die Abtastvorrichtung 10 nach hinten geneigt wird, der Linienabschnitt 52 weiter von der Kontaktlinie 53 weg. So würde sich, wenn ein herkömmliches Beleuchtungslicht mit relativ schmaler Breite in der Hand-Abtastvorrichtung 10 verwendet würde, der Linienabschnitt 52 aus dem beleuchteten Bereich herausbewegen, wenn dieselbe geneigt wird. Dies würde zu einer Verschlechterung des durch die Abtastvorrichtung 10 erfassten Bildes führen, da eine Beleuchtung des Linienabschnitts 52 für eine optimale Qualität des erfassten Bildes nötig ist.
Um eine angemessene Beleuchtung des Linienabschnitts 52 während des Neigens sicherzustellen, könnte die Abtastvorrichtung 10 mit einem relativ breiten Beleuchtungslichtstrahl 64 versehen sein, wie in den 4, 9 und 10 gezeigt ist. Die Breite dieses Lichtstrahls wird durch die Konfiguration der Linse 66 bestimmt. Auf diese Weise wird ein breiterer Bereich auf dem Objekt 54 beleuchtet und der Linienabschnitt 52 bleibt selbst dann beleuchtet, wenn die Abtastvorrichtung 10 nach vorne geneigt wird, wie in 9 gezeigt ist, und nach hinten geneigt wird, wie in 10 gezeigt ist. Es wurde herausgefunden, dass die Bereitstellung eines Beleuchtungslichts mit einer Breite „h" von etwa 0,160 Zoll ausreichend ist, um ein Neigen der Abtastvorrichtung von bis zu 10 Grad von der Normalenebene VV auszugleichen.
Ein weiteres durch das Neigen der Hand-Abtastvorrichtung 10 bewirktes Problem besteht darin, dass die Vergrößerung des Linienabschnitts 52 beeinflusst wird. Wenn die Abtastvorrichtung 10 geneigt wird, ist das Objekt 54 nicht mehr senkrecht zu dem Bildstrahl 56, wie am besten in den 9 und 10 dargestellt ist. Entsprechend sind Abschnitte des Linienabschnitts 52 näher an dem Photosensorarray 50 als andere Abschnitte. Dies führt dazu, dass die näheren Abschnitte weniger stark vergrößert werden als die weiter entfernten Abschnitte und das Bild der nähergelegenen Abschnitte, fokussiert auf das Photosensorarray 50, kleiner ist als das Bild der weiter entfernten Abschnitte, was zu einer bestimmten Verschlechterung der Qualität des durch die Abtastvorrichtung 10 erfassten Bildes führt.
Es wurde jedoch herausgefunden, dass die einer Vergrößerung zugeordnete Bildverschlechterung relativ vernachlässigbar ist und nicht korrigiert werden muss, wenn die Abtastvor richtung 10 während der Verwendung um nicht mehr als 10 Grad von der Normalenebene VV geneigt wird. Wenn es jedoch erwünscht ist, die Qualität des erfassten Bildes zu verbessern oder ein Neigen der Abtastvorrichtung 10 um mehr als 10 Grad von der Normalenebene VV auszugleichen, könnte ein Typ von Linse, der als „telezentrische Linse" bekannt ist, anstelle der zuvor beschriebenen Linse 48 verwendet werden. Telezentrische Linsen werden üblicherweise in der Photolithographie-Industrie eingesetzt und sind konfiguriert, um die Variationen bei der Vergrößerung, die durch eine Entfernungsvariation aufgrund eines Neigens bewirkt werden, wie oben beschrieben wurde, auf eine bekannte Art und Weise zu beseitigen.
Obwohl die Hand-Abtastvorrichtung 10 mit einer einzelnen Rolle 30 beschrieben wurde, ist verständlich, dass eine vielteilige Rolle alternativ vorgesehen sein könnte, in der die Drehachsen der Rollenteile kollinear sind. Eine derartige Konfiguration würde für einen Linienkontakt zwischen der Abtastvorrichtung und dem gerade abgetasteten Objekt, wie oben beschrieben wurde, sorgen.
Als weitere Alternative könnte die zuvor beschriebene Rolle 30 durch einen Gleitmechanismus ersetzt werden, der eine gleitende und keine rollende Bewegung der Abtastvorrichtung 10 über das abzutastende Objekt 54 erlaubt, und der außerdem für einen im Wesentlichen Linienkontakt zwischen der Abtastvorrichtung und dem abzutastenden Objekt sorgt.
Die 12–14 stellen eine Fensteranordnung 150 dar, die verwendet werden könnte, um das Abtastvorrichtungsgehäuse 20 durch ein Überspannen der Gehäuseöffnung 25 abzudichten und so zu verhindern, dass Staub, Feuchtigkeit oder andere potentielle Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses 20 gelangen und die optischen Komponenten der Bilderzeugungsanordnung 40, 4, 9 und 10, und zugeordnete Abtastvorrichtungselektronik verunreinigen.
Bezug nehmend auf die 12 und 13 könnte die Fensteranordnung 150 einstückig aufgebaut sein, um sowohl die Lichtquellenlinse 66, 12, wie zuvor beschrieben wurde, als auch einen transparenten Fensterabschnitt 152 zu umfassen. Der transparente Fensterabschnitt 152 erlaubt einen ungehinderten Durchgang des Bilderzeugungsstrahls 56 von dem Linienbild 52 zu dem Bilderzeugungssystem 40, wie am besten in 14 gezeigt ist, während wirksam die Öffnung 25 des Abtastvorrichtungsgehäuses abgedichtet wird, um den Eintritt von Staub, Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen zu verhindern.
Die Fensteranordnung 150 könnte einen Vorderwandabschnitt 154, 13, umfassen. Die Linse 66 könnte unmittelbar benachbart zu dem Vorderwandabschnitt 154 angeordnet sein und könnte eine erste gekrümmte Oberfläche 250 und eine zweite im Wesentlichen flache Oberfläche 252 umfassen, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Vorderwandabschnitt 154 sein könnte. Der Fensterabschnitt 152 könnte unmittelbar benachbart zu der Linse 66 angeordnet sein und könnte eine im Wesentlichen parallele erste und zweite Oberfläche 254, 256 umfassen. Unmittelbar benachbart zu dem Fensterabschnitt 152 angeordnet befindet sich ein Rückwandabschnitt 156, der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Fensterabschnitt 152 erstrecken könnte.
Ein erster Seitenwandabschnitt 155, 13, könnte an einem Ende der Fensteranordnung 150 angeordnet sein und sich zwischen dem Vorderwandabschnitt 154, der Linse 66, dem Fensterabschnitt 152 und dem Rückwandabschnitt 156 erstrecken. Auf eine ähnliche Art und Weise könnte sich ein zweiter Seitenwandabschnitt, nicht gezeigt, an dem gegenüberliegenden Ende der Fensteranordnung 150 befinden und sich zwischen dem Vorderwandabschnitt 154, der Linse 66, dem Fensterabschnitt 152 und dem Rückwandabschnitt 156 erstrecken.
Ein Vorderkantenbauteil 196 könnte sich von dem Vorderwandabschnitt 154, wie z.B. in 13 gezeigt ist, nach außen erstrecken. Ein erstes Seitenkantenbauteil 158, 12, könnte sich von dem ersten Seitenwandabschnitt 155, 13, nach außen erstrecken und ein zweites Seitenkantenbauteil 160, 12, könnte sich von dem zweiten Seitenwandabschnitt nach außen erstrecken. Das erste Seitenkantenbauteil 158 könnte mit dem Vorderkantenbauteil 196 durch einen ersten abgeschrägten Abschnitt 169 verbunden sein. Auf eine ähnliche Art und Weise könnte das zweite Seitenkantenbauteil 160 durch einen zweiten abgeschrägten Abschnitt 171 mit dem Vorderkantenbauteil 196 verbunden sein.
Ein linearer Wandabschnitt 157, 13, könnte sich von der Verbindung des Fensterabschnitts 152 und der Rückwand 156 nach hinten erstrecken. Der lineare Wandabschnitt 157 könnte in einen gekrümmten Wandabschnitt 159 übergehen. Der gekrümmte Wandabschnitt 159 könnte eine konvex gekrümmte untere Oberfläche 161 und eine konkav gekrümmte obere Oberfläche 156 umfassen und könnte an entgegengesetzt angeordneten gekrümmten Endabschnitten 165, 167, 12, enden, die sich jeweils zwischen der unteren gekrümmten Oberfläche 161 und der oberen gekrümmten Oberfläche 163 erstrecken. Ein Lippenabschnitt 198, einschließlich einer nach oben zeigenden Oberfläche 199, könnte benachbart zu dem gekrümmten Wandabschnitt 159 angeordnet sein, wie z.B. in den 12 und 13 gezeigt ist.
Befestigungsblöcke 172, 176 könnten unmittelbar benachbart zu der Rückwand 156, dem linearen Wandabschnitt 157 und der gekrümmten oberen Oberfläche 163 des Wandabschnitts an den z.B. in 12 gezeigten Orten angeordnet sein. Der Vorderwandabschnitt 154 der Fensteranordnung, die Linse 66, der Fensterabschnitt 152, der Rückwandabschnitt 156, der lineare Wandabschnitt 157, der gekrümmte Wandabschnitt 159 und die Befestigungsblöcke 172, 176, wie oben beschrieben, könnten alle einstückig gebildet sein.
Die LED-Platine 62 könnte auch, wie zuvor beschrieben wurde, als ein einstückiges Teil der Fensteranordnung 150 konfiguriert sein. Die LED-Platine 62 könnte durch den Vorder- und Rückwandabschnitt 154, 156, 13, und Seitenwandabschnitte 158, 160, 12, der Fensteranordnung 150 getragen werden. Wie am besten in 12 zu sehen ist, könnte die LED-Platine 62 an dem Rest der Fensteranordnung 150 durch Schrauben 162, 164 befestigt sein, die mit Gewinden versehene Öffnungen, nicht gezeigt, in den Seitenwandabschnitten 158, 160 auf eine herkömmliche Art und Weise in Eingriff nehmen könnten. Alternativ könnte die LED-Platine durch Kleben oder einen anderen geeigneten Mechanismus befestigt sein. Die LED-Platine 62 enthält eine Lichtquelle 179, 13, die, wenn die LED-Platine wie oben beschrieben befestigt ist, mit der Linse 66 ausgerichtet ist. Wenn die LED-Platine 62 an der Fensteranordnung 150 angebracht ist, wie oben beschrieben wurde, ist dieselbe im Wesentlichen parallel zu der Linsenoberfläche 252, wie in 13 gezeigt ist.
Ein direktes Anbringen der LED-Platine an der Fensteranordnung 150 auf diese Weise reduziert die Wahrscheinlichkeit einer möglichen Fehlausrichtung zwischen der Lichtquelle 179 und der Linse 66. Eine derartige Fehlausrichtung könnte zu einer unerwünschten Verzerrung des Beleuchtungslichtstrahls 64 führen. Außerdem befindet sich, da die Linse 66 in der Fensteranordnung 150 gebildet ist, dieselbe an dem äußersten Abschnitt des Abtastvorrichtungsgehäuses 20. Folglich gibt es keine zusätzlichen optischen Komponenten, durch die der Beleuchtungslichtstrahl 64 laufen muss, bevor er das Objekt 54 erreicht. Wie zu erkennen ist, dient die oben beschriebene einstückig gebildete Linse 66 zwei Funktionen, nämlich der Fokussierung des Beleuchtungslichtstrahls 64 auf das Objekt 54 und dem Schließen des Gehäuses 20 vor dem Eintritt von Staub und anderen Verunreinigungen.
Um einen ungehinderten Durchgang des Bildstrahls 56 durch die Gehäuseöffnung 25 zu ermöglichen, könnte die LED-Pla tine 62 mit einer Einkerbung 166 versehen sein, die durch sich nach hinten erstreckende Schenkelabschnitte 168, 170, 12, definiert ist. Die Schenkelabschnitte 168, 170 ermöglichen eine feste Anbringung der LED-Platine 62 an dem Rest der Fensteranordnung 150 durch ein Bereitstellen einer Ineingriffnahme mit der Rückwand 156 der Fensteranordnung.
Bezug nehmend auf 14 dient die gekrümmte Wand 159 der Fensteranordnung dazu, den Fensterabschnitt 152 und die Linse 66 der Fensteranordnung von dem gerade abgetasteten Objekt 54 zu beabstanden, wie noch detaillierter erläutert wird. Die gekrümmte untere Oberfläche 161 der Wand 159 liefert Freiraum für die Rolle 30 (die aus 14 zur Klarheit entfernt wurde), wenn die Fensteranordnung 150 in dem Abtastvorrichtungsgehäuse 120 befestigt ist.
Befestigungsblöcke 172, 176 könnten mit Durchgangslöchern 174 bzw. 178 versehen sein, um eine Befestigung der Fensteranordnung 150 an der optischen Anordnung 40 der Abtastvorrichtung zu erleichtern, wie noch detaillierter erläutert wird.
Bezug nehmend auf 14 ist zu sehen, dass die Fensteranordnung 150 die Gehäuseöffnung 25 schließt, während sie einen ungehinderten Durchgang des Bildstrahls 56 durch den Fensterabschnitt 152 und von Licht 64, 10, durch die Linse 66 erlaubt. Um eine relative Bewegung zwischen der Fensteranordnung 150 und der Bilderzeugungsanordnung 40 zu verhindern, könnte die Fensteranordnung direkt an der Bilderzeugungsanordnung angebracht sein, während sie in Bezug auf das Gehäuse 20 „schweben" kann, wie noch detaillierter erläutert wird.
Zur ordnungsgemäßen Funktionsweise der Hand-Abtastvorrichtung 10 ist es wichtig, dass die Fensteranordnung 150 sich nicht relativ zu der Bilderzeugungsanordnung 40 bewegt. Eine derartige relative Bewegung könnte z.B. eine Verzerrung des Bilderzeugungsstrahls 56 bewirken, wenn derselbe durch den Fensterabschnitt läuft, oder eine physische Interferenz mit dem Bilderzeugungsstrahl durch Abschnitte der Fensteranordnung 150. Ferner weist auch, da die Linse 66 einstückig mit der Fensteranordnung 150 gebildet ist und da die LED-Platine 62 an der Fensteranordnung 150 befestigt ist, eine relative Bewegung zwischen der Fensteranordnung 150 und der Bilderzeugungsanordnung 40 das Potential auf, eine Fehlausrichtung des Beleuchtungslichtstrahls 64 mit dem Abtastlinienabschnitt 52 zu bewirken und so zu einer nicht ausreichenden Beleuchtung des Abtastlinienabschnitts 52 zu führen.
Die optische Anordnung 40 könnte mit einer Mehrzahl von Befestigungsblöcken, wie z.B. dem in 14 gezeigten Befestigungsblock 186, versehen sein. Der Befestigungsblock 186 könnte eine in demselben gebildete Öffnung 188, die mit einem Gewinde versehen ist, aufweisen. Entsprechend könnte die Fensteranordnung 150 an der optischen Anordnung 40 durch einen Durchgang eines Bolzens oder einer Schraube, nicht gezeigt, durch das Durchgangsloch 178 in dem Befestigungsblock 176 der Fensteranordnung und durch ein Schrauben desselben/derselben in die Öffnung 188 des Befestigungsblocks 186 der optischen Anordnung fest angebracht sein. Ein ähnlicher Befestigungsvorgang könnte in Bezug auf den Befestigungsblock 172 der Fensteranordnung, 12, verwendet werden.
Auf die oben beschriebene Art und Weise könnte die Fensteranordnung 150 starr an der optischen Anordnung 40 angebracht sein, wobei so eine unerwünschte relative Bewegung zwischen der Fensteranordnung 150 und der optischen Anordnung 40, wie zuvor beschrieben wurde, verhindert wird.
Das Gehäuse 20 könnte aus einem Vordergehäuseabschnitt 180 und einem Rückgehäuseabschnitt 182, die an einem Verbindungsbereich 184 verbunden sein könnten, gebildet sein. Der Vorder- und der Rückgehäuseabschnitt 180, 182 könnten durch Schrauben, nicht gezeigt, zusammengehalten werden, die z.B. durch die Löcher 300, 302, 304, 306, 308, 310 in dem Rückgehäuseabschnitt 182, 2 und 16, laufen und in den mit Gewinde versehenen Löchern 320, 322, 324, 326, 328 bzw. 330 in dem Vordergehäuseabschnitt 180, 15, in Eingriff gebracht sein könnten. Alternativ könnten die Gehäuseabschnitte 180, 182 durch jeden herkömmlichen Mechanismus zusammengehalten werden.
Der Vordergehäuseabschnitt 180 könnte einen Vorderöffnungsabschnitt 185 in demselben umfassen, 15. Auf eine ähnliche Weise könnte der Rückgehäuseabschnitt 182 einen Rücköffnungsabschnitt 187 in demselben umfassen, 16. Wenn der Vorder- und der Rückgehäuseabschnitt 180, 182 zusammengebaut sind, wie oben beschrieben wurde, kombinieren sich der Vorderöffnungsabschnitt 185 und der Rücköffnungsabschnitt 187, um die Gehäuseöffnung 25, wie zuvor beschrieben, zu bilden.
Die optische Anordnung 40 könnte mit Befestigungsblöcken, wie z.B. den Befestigungsblöcken 189, 191, 14, versehen sein, um eine Anbringung der optischen Anordnung 40 an dem Rückgehäuseabschnitt 182 zu ermöglichen. Die Befestigungsblöcke 189, 191 könnten mit Löchern, nicht gezeigt, versehen sein, die sich vollständig durch die optische Anordnung 40 erstrecken. Eine Mehrzahl von Befestigungsblöcken 340, 344, 348, 16, könnte an der Innenoberfläche 183 des Rückgehäuseabschnitts 182, wie gezeigt ist, vorgesehen sein. Jeder Befestigungsblock 340, 344, 348 könnte in demselben ein mit einem Gewinde versehenes Loch 342, 346 bzw. 350 umfassen. Um die optische Anordnung 40 an dem Rückgehäuseabschnitt 182 anzubringen, könnte eine Mehrzahl von Schrauben, nicht gezeigt, durch die Löcher in den Befestigungsblöcken 189, 191 der optischen Anordnung laufen und innerhalb der mit Gewinde versehenen Löcher 342 bzw. 346 des Rückgehäuseabschnittbefestigungsblocks in Eingriff genommen sein. Ein dritter Befestigungsblock, nicht gezeigt, könnte an der optischen Anordnung 40 vorgesehen sein, um eine ähnliche Anbringung an dem mit einem Gewinde versehenen Loch 350 des Rückgehäuseabschnittbefestigungsblocks zu erlauben.
Während Verwendung und Transport der Hand-Abtastvorrichtung 10 wird das Gehäuse 20 oft physischen Belastungen ausgesetzt. Ein Beispiel einer Ursache einer derartigen physischen Belastung ist, wenn ein Benutzer der Abtastvorrichtung 10 das Gehäuse 20 während der Durchführung einer Abtastung zusammendrückt. Da das Gehäuse 20 aus einem Kunststoff gebildet sein kann, der relativ flexibel ist, könnten diese Belastungen bewirken, dass eine relative Bewegung zwischen verschiedenen Abschnitten des Gehäuses und insbesondere zwischen dem Vordergehäuseabschnitt 180 und dem Rückgehäuseabschnitt 182 auftritt.
Da die optische Anordnung 40 an dem Rückgehäuseabschnitt 182 angebracht ist und die Fensteranordnung 150 starr an der optischen Anordnung angebracht ist, kann eine relative Bewegung zwischen der Fensteranordnung 150 und dem Vordergehäuseabschnitt 180 aufgrund der oben beschriebenen Belastungen auftreten. Entsprechend könnte, um das Gehäuse 20 effektiv gegen den Eintritt von Staub und anderen Verunreinigungen abzudichten, während diese relative Bewegung untergebracht wird, die Fensteranordnung 150 entworfen sein, um in Bezug auf den Vordergehäuseabschnitt 180 zu „schweben", wie noch detaillierter beschrieben wird.
Bezug nehmend auf die 14 und 15 könnte der Vordergehäuseabschnitt 180 einen Abdichtungsmechanismus 360 auf der Innenoberfläche 181 desselben umfassen. Der Abdichtungsmechanismus 360 könnte einen oberen 362 und einen unteren Steg 382 umfassen, die beide auf der vorderen Innenoberfläche 181 des Vordergehäuseabschnitts 180 angeordnet sind, wie gezeigt ist. Der obere Steg 362 könnte allgemein eine obere Oberfläche 364 und eine gegenüberliegend angeordnete untere Oberfläche 366 umfassen. Auf eine ähnliche Weise könnte der untere Steg 382 allgemein eine obere Oberfläche 384 und eine gegenüberliegend angeordnete untere Oberfläche 386 umfassen. Eine Einkerbung 400 ist zwischen dem oberen und dem unteren Steg 362, 382 gebildet und weist eine obere Oberfläche, die durch die untere Oberfläche 366 des oberen Stegs gebildet ist, eine untere Oberfläche, die durch die obere Oberfläche 384 des unteren Stegs gebildet ist, und eine hintere Oberfläche, die durch die vordere Innenoberfläche 181 des Vordergehäuseabschnitts gebildet ist, auf. Der obere und der untere Steg 362, 382 könnten einstückig mit dem Gehäusevorderabschnitt 180 gebildet sein.
Ein Abdichtmechanismus 399 könnte an der rechten Seite der Innenoberfläche 195 des Vordergehäuseabschnitts 180 gebildet sein und könnte einen oberen und einen unteren Steg 402, 412, wie gezeigt ist, umfassen. Der obere Steg 402 könnte allgemein eine obere Oberfläche 404 und eine gegenüberliegend angeordnete untere Oberfläche 406 umfassen. Auf eine ähnliche Weise könnte der untere Steg 412 allgemein eine obere Oberfläche 414 und eine gegenüberliegend angeordnete untere Oberfläche 416 aufweisen. Eine Einkerbung 420 ist zwischen dem oberen und dem unteren Steg 402, 412 gebildet und weist eine obere Oberfläche, die durch die untere Oberfläche 406 des oberen Stegs gebildet ist, eine untere Oberfläche, die durch die obere Oberfläche 414 des unteren Stegs gebildet ist, und eine Rückoberfläche auf, die durch die rechte Seite der inneren Oberfläche 195 des Vordergehäuseabschnitts gebildet ist. Der obere und der untere Steg 402, 412 könnten einstückig mit dem Gehäusevorderabschnitt 180 gebildet sein.
Ein Abdichtmechanismus 419 könnte an der linken Seite der inneren Oberfläche 197 des Vordergehäuseabschnitts 180 gebildet sein und könnte einen oberen und einen unteren Steg 422, 432, wie gezeigt ist, umfassen. Der obere Steg 422 könnte allgemein eine obere Oberfläche 424 und eine gegenüberliegend angeordnete untere Oberfläche 426 umfassen. Auf eine ähnliche Weise könnte der untere Steg 432 allgemein eine obere Oberfläche 434 und eine gegenüberliegend angeordnete untere Oberfläche 436 umfassen. Eine Ein kerbung 440 ist zwischen dem oberen und dem unteren Steg 422, 432 gebildet und weist eine obere Oberfläche, die durch die untere Oberfläche 426 des oberen Stegs gebildet ist, eine untere Oberfläche, die durch die obere Oberfläche 434 des unteren Stegs gebildet ist und eine Rückoberfläche auf, die durch die linke Seite der inneren Oberfläche 197 des Vordergehäuseabschnitts gebildet ist. Der obere und der untere Steg 422, 432 könnten einstückig mit dem Gehäusevorderabschnitt 180 gebildet sein.
Die oberen Stegabschnitte 362, 402 und 422 des Abdichtmechanismus, wie oben beschrieben, könnten miteinander verbunden sein, um einen fortlaufenden Steg zu bilden, der sich entlang der vorderen Innenoberfläche 181, der rechten Seite der inneren Oberfläche 195 und der linken Seite der inneren Oberfläche 197 des Vordergehäuseabschnitts erstreckt. Der untere Steg 382 des Abdichtmechanismus andererseits könnte von dem Steg 412 durch einen flachen Bereich 442 und von dem Steg 432 durch einen flachen Bereich 444 getrennt sein. Die Form der flachen Bereiche 442 und 444 könnte allgemein der spitz zulaufenden Form des Vordergehäuseabschnitts 180 in dem Bereich der flachen Bereiche 442, 444 entsprechen.
Bezug nehmend auf 16 könnte der Rückgehäuseabschnitt 182 einen Abdichtmechanismus 450 auf der Innenoberfläche 183 desselben umfassen. Der Abdichtmechanismus 450 könnte einen Steg 452, der eine obere Oberfläche 454 und eine untere Oberfläche 456 aufweist, wie gezeigt ist, umfassen. Der Steg könnte sich allgemein zwischen einem Paar von Befestigungsblöcken 458, 460, die die Löcher 308 bzw. 310 enthalten könnten, wie zuvor beschrieben wurde, erstrecken.
Die 17 und 18 stellen die Rolle 30, die in den Rückgehäuseabschnitt 182 auf eine Art und Weise, die noch detaillierter beschrieben wird, eingebaut ist, dar. Die Rolle 30 könnte einen ersten und einen zweiten Trägerblock 470, 480, die an gegenüberliegenden Enden der Rolle 30 angeordnet sind, umfassen. Jeder der Trägerblöcke 470, 480 könnte ein Lager, nicht gezeigt, umfassen, das eine Drehung der Rolle 30 relativ zu den Trägerblöcken auf eine herkömmliche Art und Weise erlaubt.
Der erste Trägerblock 470 könnte einen bogenförmigen Flanschabschnitt 472 umfassen, der sich quer von einer vertikal angeordneten Oberfläche 478 erstreckt. Der bogenförmige Flanschabschnitt 472 könnte allgemein konzentrisch mit der Rollenachse RR, z.B. 1, sein und könnte eine gekrümmte Innenoberfläche 474, die sich an demselben befindet, wie gezeigt ist, umfassen. Der erste Trägerblock 470 könnte außerdem ein Durchgangsloch 476 umfassen. Ein Rollenantriebsmotor 84, wie zuvor beschrieben wurde, könnte benachbart zu dem ersten Trägerblock 470 angeordnet sein, wie dies gezeigt ist. Eine Mehrzahl von Antriebszahnrädern könnte innerhalb des ersten Trägerblocks 470 auf eine herkömmliche Art und Weise gehäust sein, um den Antriebsmotor 84 treibermäßig mit der Rolle 30 zu verbinden.
Auf eine ähnliche Art und Weise wie bei dem ersten Trägerblock 470 könnte der zweite Trägerblock 480 einen bogenförmigen Flanschabschnitt 482 umfassen, der sich quer von einer vertikal angeordneten Oberfläche 488 erstreckt. Der bogenförmige Flanschabschnitt 482 könnte allgemein konzentrisch mit der Rollenachse RR, z.B. 1, sein und könnte eine gekrümmte Innenoberfläche 484 umfassen, die an demselben angeordnet ist, wie gezeigt ist. Der zweite Trägerblock 480 könnte außerdem ein Durchgangsloch 486 umfassen, wie gezeigt ist. Bezug nehmend auf 18 könnte der zweite Trägerblock 480 auch einen oberen Vorsprung 490, der durchgehend mit dem bogenförmigen Flanschabschnitt 482 sein könnte, sowie einen unteren Vorsprung 492 umfassen, der von dem oberen Vorsprung 490 beabstandet ist, wobei so eine Einkerbung 494 zwischen denselben gebildet ist, wie gezeigt ist.
Um den zweiten Trägerblock 480 in den Rückgehäuseabschnitt 182 einzubauen, wie z.B. in den 17 und 18 gezeigt ist, wird ein Loch 486 des zweiten Trägerblocks, 17, zuerst über dem Befestigungsblock 458 des Rückgehäuseabschnitts platziert. Eine fortgesetzte Bewegung des zweiten Trägerblocks in der Richtung 496, 18, führt dazu, dass der Steg 452 des Rückgehäuseabschnitts die Einkerbung 494 des zweiten Trägerblocks in Eingriff nimmt, wie gezeigt ist.
Der erste Trägerblock 470 könnte auf eine im Wesentlichen identische Art und Weise wie diejenige, die oben Bezug nehmend auf den zweiten Trägerblock 480 beschrieben wurde, eingebaut werden. Es wird angemerkt, dass, obwohl dies nicht dargestellt ist, der erste Trägerblock 470 auf eine identische Art und Weise zu dem oberen Vorsprung 490, dem unteren Vorsprung 492 und der Einkerbung 494 des zweiten Trägerblocks, wie oben beschrieben wurde, einen oberen Vorsprung, einen unteren Vorsprung und eine Einkerbung umfassen könnte. Entsprechend stellt, wenn der erste Trägerblock vollständig eingebaut ist, der Steg 452 des Rückgehäuseabschnitts eine Ineingriffnahme innerhalb der Einkerbung des ersten Trägerblocks her.
Wie zu erkennen ist, ist, wenn sowohl der erste als auch der zweite Trägerblock innerhalb des Rückgehäuseabschnitts 182 befestigt sind, wie oben beschrieben wurde, die Rolle 30 fest drehbar in Bezug auf den Rückgehäuseabschnitt 182 angeordnet.
Wenn die Fensteranordnung 150 in die Öffnung 25 des Abtastvorrichtungsgehäuses eingebaut ist, wie z.B. in 14 gezeigt ist, dichtet die Fensteranordnung 150 gegenüber der Unterseite des Rückgehäuseabschnitts 182 ab und schließt dieselbe, wie nun detailliert beschrieben wird.
Wie am besten Bezug nehmend auf 14 zu sehen ist, nimmt eine untere Oberfläche 199 des Lippenabschnitts der Fens teranordnung, 13, die untere Oberfläche 456 des Stegs 452 des Rückgehäuseabschnitts, 14 und 16, in Eingriff, wobei so die Rückseite der Fensteranordnung 150 zu dem Rückgehäuseabschnitt 182 abgedichtet wird.
Ein erster Endabschnitt der oberen Oberfläche 163 der Fensteranordnung, der nahe an dem gekrümmten Endabschnitt 165, 12, ist, dichtet gegenüber der gekrümmten Innenoberfläche 484 des Rollenträgerblocks 480, 17 und 18, ab und der gekrümmte Endabschnitt 165 der Fensteranordnung, 12, ist in unmittelbarer Nähe zu der vertikal angeordneten Oberfläche 488, 17 und 18, des Rollenträgerblocks 480 angeordnet. Auf eine ähnliche Art und Weise dichtet ein zweiter Endabschnitt der oberen Oberfläche 163 der Fensteranordnung, der nahe an dem gekrümmten Endabschnitt 167, 12, ist, gegen die gekrümmte Innenoberfläche 474 des Rollenträgerblocks 470, 17, ab und der gekrümmte Endabschnitt 167 der Fensteranordnung, 12, befindet sich in unmittelbarer Nähe zu der vertikal angeordneten Oberfläche 478, 17, des Rollenträgerblocks 470. Auf diese Weise könnte die Fensteranordnung 150 zu den Rollenträgerblöcken 470, 480 abgedichtet sein und die Seiten der Fensteranordnung 150 könnten so wirksam zu dem Rückgehäuseabschnitt 182 abgedichtet sein.
Auf eine ähnliche Art und Weise wie diejenige, die oben Bezug nehmend auf den Rückgehäuseabschnitt 182 beschrieben wurde, dichtet die Fensteranordnung 150 auch den unteren Abschnitt des Vordergehäuseabschnitts 180 ab. Statt in Kontakt mit dem Vordergehäuseabschnitt 180 zu sein, darf die Fensteranordnung 150 jedoch in Bezug auf den Vordergehäuseabschnitt 180 „schweben", wie nun detailliert beschrieben wird.
Bezug nehmend auf 14 ist zu sehen, dass das Vorderkantenbauteil 196 der Fensteranordnung in der Einkerbung 400 angeordnet ist, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Steg 362, 382 des Vordergehäuseabschnitts befindet. Auf eine ähnliche Weise ist der Seitenwandabschnitt 158 der Fensteranordnung, 12, in der Einkerbung 440, 15, angeordnet, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Steg 422, 432 des Vordergehäuseabschnitts befindet, und der Seitenwandabschnitt 160 der Fensteranordnung, 12, befindet sich in der Einkerbung 420, 15, die zwischen dem oberen und dem unteren Steg 402, 412 des Vordergehäuseabschnitts angeordnet ist. Die abgeschrägten Abschnitte 169, 171 der Fensteranordnung, 12, sind in unmittelbarer Nähe zu den flachen Stellen 444 bzw. 442 des Vordergehäuseabschnitts, 15.
Wie aus 14 zu sehen ist, ist ein Freiraum zwischen dem Fensteranordnungskantenbauteil 196 und der Abdichtanordnung 360 des Vordergehäuseabschnitts vorgesehen. Dieser Freiraum erlaubt eine relative Bewegung des Vordergehäuseabschnitts 180 zu der Fensteranordnung 150 und verhindert so, dass eine Bewegung des Vordergehäuseabschnitts 180 eine relative Bewegung zwischen der Fensteranordnung 150 und der optischen Anordnung 40 bewirkt.
Obwohl eine relative Bewegung erlaubt wird, liefern die zusammenwirkenden Formen des Fensteranordnungskantenbauteils 196 und der Abdichtungsanordnung 360 des Vordergehäuseabschnitts einen gewundenen Weg, der wirksam die Menge an Staub und anderen Verunreinigungen, die in das Gehäuse 20 gelangen, einschränkt. Insbesondere müssen, Bezug nehmend auf die 14 und 15, Verunreinigungen, um in das Gehäuse 20 zu gelangen, zuerst zwischen dem Vorderkantenbauteil 196 der Fensteranordnung und der oberen Oberfläche 384 des unteren Stegs 382 der Abdichtanordnung und dann zwischen dem Vorderkantenbauteil 196 und der Innenoberfläche 181 des Vordergehäuseabschnitts 180 und danach zwischen dem Vorderkantenbauteil 196 der Fensteranordnung und der unteren Oberfläche 366 des oberen Stegs 362 der Abdichtanordnung durchlaufen. Entsprechend wird ein gewundener Weg gebildet, was den Eintritt von Verunreinigungen in das Innere des Gehäuses 180 einschränkt.
Wie zu erkennen ist, sollen ähnliche gewundene Wege zwischen dem Seitenkantenabschnitt 158 der Fensteranordnung und der Abdichtanordnung 419 des Vordergehäuseabschnitts und zwischen dem Seitenkantenabschnitt 160 der Fensteranordnung und der Abdichtanordnung 399 des Vordergehäuseabschnitts gebildet werden. Insbesondere müssen Verunreinigungen, bezüglich der Abdichtanordnung 419, um in das Gehäuse 20 zu gelangen, zuerst zwischen dem Fensteranordnungskantenabschnitt 158 und der oberen Oberfläche 426 des unteren Stegs 432 der Abdichtanordnung und dann zwischen dem Kantenabschnitt 158 und der linken Seite der inneren Oberfläche 197 des Vordergehäuseabschnitts 180 und danach zwischen dem Fensteranordnungskantenabschnitt 158 und der unteren Oberfläche 426 des oberen Stegs 422 der Abdichtanordnung durchlaufen.
Auf eine ähnliche Art und Weise müssen Verunreinigungen in Bezug auf die Abdichtanordnung 399, um in das Gehäuse 20 zu gelangen, zuerst zwischen dem Fensteranordnungskantenabschnitt 160 und der oberen Oberfläche 414 des unteren Stegs 412 der Abdichtanordnung und dann zwischen dem Kantenabschnitt 160 und der rechten Seite der inneren Oberfläche 195 des Vordergehäuseabschnitts 180 und danach zwischen dem Fensteranordnungskantenabschnitt 160 und der unteren Oberfläche 406 des oberen Stegs 402 der Abdichtanordnung durchlaufen.
Wie aus der obigen Beschreibung zu erkennen ist, darf die Fensteranordnung in Bezug auf den Vordergehäuseabschnitt 180 schweben, wobei so die Übertragung von Kräften von dem Vordergehäuseabschnitt 180 auf die Fensteranordnung 150 verhindert wird und so eine unerwünschte relative Bewegung zwischen der Fensteranordnung 150 und der optischen Anordnung 40 verhindert wird. Obwohl die Fensteranordnung 150 in Bezug auf den Vordergehäuseabschnitt 180 schweben darf, wird die Fensteranordnung wirksam gegenüber dem Gehäuse 20 durch die Bereitstellung eines gewundenen Wegs abgedichtet, der zwischen der Fensteranordnung 150 und dem Vordergehäuseabschnitt 180 gebildet ist, was den Eintritt von Staub und anderen Verunreinigungen in das Gehäuse 20 verhindert.
Wie zuvor beschrieben wurde, bewirkt die gekrümmte Wand 159 der Fensteranordnung 150, z.B. 14, dass sowohl der Fensterabschnitt 152 als auch die Linse 66 von dem Objekt 54 beabstandet sind. Da der Fensterabschnitt 152 und die Linse 66 nicht direkt auf dem Objekt 54 sitzen, werden sie während eines normalen Vorgangs der Hand-Abtastvorrichtung 10 viel weniger wahrscheinlich verkratzt oder anderweitig beschädigt, und zwar. Ein derartiges Kratzen könnte z.B. resultieren, wenn eine Abtastvorrichtung, die ein Objektkontaktfenster aufweist, über ein Objekt bewegt wird, das schmutzig oder körnig ist, oder wenn auf eine Heftklammer getroffen wird. Ein verkratztes oder anderweitig beschädigtes Fenster könnte den Bildstrahl 56, der durch das Fenster läuft, verzerren und so in einer Verschlechterung der Qualität des durch die Hand-Abtastvorrichtung 10 erfassten Bildes führen. Ähnlich könnte eine verkratzte oder anderweitig beschädigte Lichtquellenlinse den Lichtstrahl 64, der durch die Linse läuft, verzerren und so zu einer Beeinträchtigung des Lichtes, das durch die Lichtquelle 62 geliefert wird, führen und so außerdem zu einer Verschlechterung des durch die Hand-Abtastvorrichtung 10 erfassten Bildes führen. Die Bildqualität könnte außerdem durch ein Fenster, das Fehler enthält, die nicht durch einen Kontakt mit dem Objekt bewirkt werden, nachteilig beeinflusst werden. Derartige Fehler könnten in weniger teuren Fenstermaterialien vorherrschender sein.
Der Fensterabschnitt 152, der angeordnet ist, wie in 14 gezeigt ist, wird aus dem Fokusbereich der Bilderzeugungsanordnung 40 entfernt. Da optische Systeme von Abtastvorrichtungen auf das gerade abgetastete Objekt fokussiert werden müssen, um die Qualität des erfassten Bildes zu maximieren, platziert ein Anordnen des Fensters benachbart zu dem Objekt, wie bei herkömmlichen Abtastvorrichtungen, das Fenster zwangsläufig in dem Fokusbereich des optischen Systems. Folglich werden Defekte oder Fehler, wie z.B. Kratzer, auf dem Fenster auf das Photosensorarray abgebildet und verschlechtern so wesentlich die Qualität des erfassten Bildes.
Der Fensterabschnitt 152 könnte in einer Entfernung „n" von zumindest etwa 0,30 Zoll oberhalb des Objekts 54, 14, angeordnet sein (wenn die Hand-Abtastvorrichtung 10 nicht geneigt ist). Es hat sich herausgestellt, dass diese Entfernung ausreichend ist, um das Fenster 156 während Abtastoperationen außer Kontakt zu dem Objekt zu halten und den Fensterabschnitt 152 ausreichend aus dem Fokusbereich des Bilderzeugungssystems 40 zu entfernen, wenn eine Linse mit einer Blendenzahl von etwa 4 und einer Feldtiefe von etwa 0,20 Zoll vorgesehen ist. Am bevorzugtesten könnte sich der Fensterabschnitt 152 in einer Entfernung „n" von etwa 0,55 Zoll oberhalb des Objekts 54 befinden.
Die Fensteranordnung 150 könnte aus Acryl aufgebaut sein und konfiguriert sein, um sowohl den Fensterabschnitt 152 als auch die Linse 66, die einstückig darin gebildet ist, zu enthalten. Der Fensterabschnitt 152 könnte eine Dicke „m" von etwa 0,080 Zoll, 13, aufweisen und aus dem gleichen Material wie der Rest der Fensteranordnung 150 gebildet sein. Alternativ könnte der Fensterabschnitt 152 ein separates Stück sein, das z.B. aus Glas aufgebaut ist und z.B. über Kleben an der Fensteranordnung 150 angebracht ist.
Auf diese Weise könnte die Fensteranordnung 150 fest an dem Abtastvorrichtungsgehäuse 20 in einer Konfiguration befestigt sein, die den Fensterabschnitt 152 außer Fokus des Abtastvorrichtungsbilderzeugungssystems 40 anordnet, und die einen Kontakt zwischen dem Fensterabschnitt 152 und dem gerade abgetasteten Objekt verhindert. Die Fensteranordnung 150 verhindert einen Eintritt von Verunreinigungen in das Gehäuse 20, während ein ungehinderter Durchgang des Licht strahls 56 in das Gehäuseinnere erlaubt wird, und könnte auch die LED-Platine 62 auf derselben tragen.
Es ist zu erkennen, dass, obwohl der hierin beschriebene Fensterentwurf bezüglich einer Einrollen-Hand-Abtastvorrichtung beschrieben wurde, dieser auch mit jedem beliebigen Typ von Abtastvorrichtung verwendet werden könnte.
Während ein darstellendes und gegenwärtig bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung hierin detailliert beschrieben ist, wird darauf verwiesen, dass die erfindungsgemäßen Konzepte anderweitig verschiedentlich ausgeführt und eingesetzt werden könnten, und dass die beigefügten Ansprüche so aufgefasst werden sollen, um derartige Variationen einzuschließen, mit Ausnahme davon, wie dies durch den Stand der Technik eingeschränkt ist.

Claims

Eine photoelektrische Bilderzeugungsvorrichtung (10), bei der sich ein Lichtweg (56) zwischen einem Objekt (54), das abgebildet werden soll, und einem Photosensorarray (50) erstreckt, mit folgenden Merkmalen: einer Gehäuseanordnung (20), die ein Gehäuseinneres (21), das innerhalb derselben angeordnet ist, und ein Gehäuseäußeres (23) definiert, das außerhalb derselben angeordnet ist; einer optischen Anordnung (40), die das Photosensorarray (50) und zumindest eine optische Komponente (42, 44, 46, 48) umfasst, die innerhalb des Lichtwegs (56) angeordnet ist, wobei die optische Anordnung (40) in bezug auf die Gehäuseanordnung fest angeordnet ist und zumindest teilweise innerhalb des Gehäuseinneren (21) angeordnet ist; einer Öffnung (25) in der Gehäuseanordnung (20), die sich zwischen dem Gehäuseinneren (21) und dem Gehäuseäußeren (23) erstreckt, wobei der Lichtweg (56) durch die Öffnung (25) verläuft; einem Verschlussbauteil (150), das in der Öffnung (25) angeordnet ist und einen Fensterabschnitt (152) umfasst, der innerhalb des Lichtwegs (56) angeordnet ist, und wobei das Verschlussbauteil (150) an der optischen Anordnung (40) angebracht ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Gehäuse (20) im wesentlichen den äußeren Umfang der photoelektrischen Bilderzeugungsvorrichtung (10) bildet.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Verschlussbauteil (150) die Öffnung (25) überspannt.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der ein gewundener Weg zwischen zumindest einem Abschnitt des Verschlussbauteils (150) und zumindest einem Abschnitt des Gehäuses (20) gebildet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner folgende Merkmale aufweist: ein Paar von Vorsprüngen (362, 382), die an dem Gehäuse (20) gebildet sind, wobei das Paar von Vorsprüngen (362, 382) eine Einkerbung (400) definiert, die zwischen denselben angeordnet ist; ein Kantenbauteil (196), das an dem Verschlussbauteil (150) gebildet ist, wobei das Kantenbauteil (196) zumindest teilweise in der Einkerbung (400) zwischen dem Paar von Vorsprüngen (362, 382) angeordnet ist.
Eine photoelektrische Bilderzeugungsvorrichtung (10), bei der sich ein Lichtweg (56) zwischen einem Objekt (54), das abgebildet werden soll, und einem Photosensorarray (50) erstreckt, mit folgenden Merkmalen: einer Gehäuseanordnung (20), die ein Gehäuseinneres (21), das innerhalb derselben angeordnet ist, und ein Gehäuseäußeres (23) definiert, das außerhalb derselben angeordnet ist; einer optischen Anordnung (40), die das Photosensorarray (50) und zumindest eine optische Komponente (42, 44, 46, 48) umfasst, die innerhalb des Lichtwegs (56) angeordnet ist, wobei die optische Anordnung (40) in bezug auf die Gehäuseanordnung fest angeordnet ist und zumindest teilweise in dem Gehäuseinneren (21) angeordnet ist; einer Öffnung (25) in der Gehäuseanordnung (20), die sich zwischen dem Gehäuseinneren (21) und dem Gehäuseäußeren (23) erstreckt, wobei der Lichtweg (56) durch die Öffnung (25) verläuft; einem Verschlussbauteil (150), das bewegbar in zumindest einem Abschnitt der Öffnung (25) gehalten wird und einen Fensterabschnitt (152) umfasst, der innerhalb des Lichtwegs (56) angeordnet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der das Gehäuse (20) im wesentlichen den äußeren Umfang der photoelektrischen Bilderzeugungsvorrichtung (10) bildet.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der das Verschlussbauteil (150) an der optischen Anordnung (40) angebracht ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der ein gewundener Pfad zwischen zumindest einem Abschnitt des Gehäusebauteils (150) und zumindest einem Abschnitt des Gehäuses (20) gebildet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 6, die ferner folgende Merkmale aufweist: ein Paar von Vorsprüngen (362, 382), die an dem Gehäuse (20) gebildet sind, wobei das Paar von Vorsprüngen (362, 382) eine Einkerbung (400) definiert, die zwischen denselben angeordnet ist; ein Kantenbauteil (196), das an dem Verschlussbauteil (150) gebildet ist, wobei das Kantenbauteil (196) zumindest teilweise in der Einkerbung (400) zwischen dem Paar von Vorsprüngen (362, 382) angeordnet ist.