JP2000174987A - 中空反射器を利用する走査線照明システム - Google Patents

中空反射器を利用する走査線照明システム

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Abstract

(57)【要約】 物体上の走査領域を照明する照明システムは、内部反射
面、入射孔および出射孔を有する中空反射器を備えてい
てもよい。光源は、中空反射器の出射孔に隣接して配置
されており、それによって、光源が生成する光線の一部
が、入射孔を通過して、出射孔を通過する前に中空反射
器の内部反射面によって反射されるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概してスキャナ装
置に関し、特に、ハンドヘルド・スキャナ装置用の照明
システムに関する。
【０００２】
【背景】光学スキャナ装置は、本技術分野で周知であ
り、写真または印刷されたテキストのページなどの走査
された物体を表す機械が読取り可能なイメージ・データ
信号を生成する。一般的なスキャナの適用法では、パー
ソナル・コンピュータにより、光学スキャナが生成する
イメージ・データ信号を用いて、ＣＲＴ等の適当な表示
装置またはプリンタ上で、走査された物体のイメージを
再現することができる。
【０００３】ハンドヘルドまたはポータブル光学スキャ
ナは、走査対象の物体またはドキュメントの上を手で移
動させるように設計された光学スキャナである。ハンド
ヘルド・スキャナは、データ・ケーブルにより別個のコ
ンピュータに直接接続することができる。その場合、ハ
ンドヘルド・スキャナが生成するデータ信号は、「オン
・ザ・フライ」で、すなわちイメージ・データが集めら
れた時に、別個のコンピュータに転送することができ
る。または、ハンドヘルド・スキャナに、イメージ・デ
ータを格納するオンボード・データ記憶システムを備え
るようにしてもよい。イメージ・データは、走査動作が
完了した後に、ケーブルまたは光学赤外線データ・リン
ク等適当な手段により、別個のコンピュータにダウンロ
ードすることができる。
【０００４】ハンドヘルドまたはポータブル光学スキャ
ナは本技術分野において周知であり、その様々な構成要
素が、McConicaによる米国特許第５，５５２，５９７号
の「Hand-Held Scanner having Adjustable Light Pat
h」、McConica等による米国特許第５，５８６，２１２
号の「Optical Wave Guide for Hand-Held Scanner」、
Kochis等による米国特許第５，３８１，０２０号の「Ha
nd-Held Optical Scanner with Onboard Battery Recha
rging Assembly」、およびMcConica等による米国特許第
５，３０６，９０８号の「Manually Operated Hand-Hel
d Optical Scanner with Tactile Speed Control Assem
bly」に開示されており、ここでは、これらが開示する
すべての内容を引用により援用する。
【０００５】一般的なハンドヘルド光学スキャナは、物
体の走査を行う照明システムおよび光学システムを備え
ることができる。照明システムは、物体の一部（一般
に、「走査領域」という）を照明し、光学システムは、
照明された走査領域によって反射される光を集め、照明
された走査領域の小さいエリア（一般に、「走査線」と
いう）を、スキャナ内に配置された光電検出器の表面に
集束させる。そして、物体全体を表すイメージ・データ
は、物体全体に亙る走査線を掃引する（sweep）ことに
より、通常はハンドヘルド・スキャナを物体に対して移
動させることにより、得ることができる。例として、照
明システムは、光源（例えば、蛍光灯または白熱電球、
あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイ）を含むこ
とができる。光学システムは、レンズおよび／またはミ
ラー・アセンブリを含み、照明された走査線のイメージ
を検出器の表面に集束させることができる。あるいは、
「密着型イメージ・センサ」（ＣＩＳ）を用いて、照明
された走査領域から光を集めて検出器上にその光を集束
させることができる。
【０００６】光学システムによりその上に集束されるイ
メージ光を検出するために使用する光電検出器は、電荷
結合素子（ＣＣＤ）でもよいが、他の装置を用いてもよ
い。一般的なＣＣＤは、各々が光への露出に応答して電
荷を集めまたは蓄積する個別のセルまたは「ピクセル」
のアレイから構成することが可能である。所定のセルま
たはピクセルに蓄積される電荷の大きさは、露光の強度
および持続時間に対応しているため、ＣＣＤを用いて、
その上に集束されるイメージの明るいスポットおよび暗
いスポットを検出することができる。
【０００７】ここで、「イメージ光」という語は、光学
システムにより検出器アレイの表面に集束される光のこ
とを言う。スキャナの種類およびドキュメントの種類に
より、イメージ光は、走査対象のドキュメントまたは物
体から反射されるか、あるいは、物体またはドキュメン
トを透過することができる。イメージ光は、基本的に３
つのステップにおいてデジタル信号に変換することがで
きる。第1に、ＣＣＤ検出器の各ピクセルが、受光した
光を電荷に変換する。第2に、ピクセルからの電荷が、
アナログ増幅器によりアナログ電圧に変換される。最後
に、アナログ電圧がアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器によりデジタル化される。そして、このデジタル信号
は、必要に応じて処理および／または格納することがで
きる。
【０００８】ところで、上述した種類のポータブル・イ
メージ・スキャナは、現在使用されてはいるが、欠点が
ある。例えば、スキャナが生成するイメージ・データの
品質は、通常、走査領域に供給される照明の品質に関係
している。従って、照明の明るさが十分でない場合、結
果として、イメージ・データに、「雪（snow）」として
現れる過度のノイズが発生する可能性がある。また、照
明のレベルが走査線の長さ方向に沿って略均一でない場
合に、別の問題が発生する可能性がある。そのような場
合、結果としてのイメージ・データの品質が、走査線の
長さ方向に沿って異なる可能性がある。照明が極端にば
らつくと、イメージ・データに「ドロップ・アウト」が
生じる可能性さえある。
【０００９】照明システムを、電池式のハンドヘルドま
たはポータブル・イメージ・スキャナで使用する場合、
さらに別の問題が発生する可能性がある。例えば、電池
の電力ドレンを最小化するために、大抵のポータブル・
イメージ・スキャナは、優れたイメージ品質に見合った
照明を最小の量で供給するよう設計されている。しかし
残念ながら、そのような低出力照明システムには、照明
の変化に対して殆ど余裕が無い。従って、照明に僅かで
も変化があると、走査線の一部が十分に照明されなくな
る可能性がある。また、多くの照明システムがあること
により、光源が生成する光のほんの僅かだけが走査領域
の照明に使用される、という別の問題もある。
【００１０】
【発明の概要】物体上の走査領域に照明する照明システ
ムは、内部反射面、入射孔および出射孔を有する中空反
射器を備えることができる。複数の光線を生成する光源
が、中空反射器の入射孔に隣接して配置されており、そ
れにより、光源が生成する光線の一部が入射孔を通過し
て、出射孔を通過する前に中空反射器の内部反射面によ
って反射する。出射孔を通過する光線は、物体上の走査
領域を照明する。
【００１１】また、内部反射面および出射孔を有する中
空反射器を提供するステップ、および複数の光線を中空
反射器の内部反射面に向けることにより、内部反射面が
光線の一部を反射して中空反射器の出射孔を通過させる
ステップとを含む、走査領域を照明する方法について開
示されている。
【００１２】本発明の実例となる、目下の好ましい実施
の形態を、添付の図面に示す。
【００１３】
【好適実施例の詳細な説明】図１に、本発明による中空
反射器照明システム１０を示す。ここで、中空反射器照
明システム１０は、ハンドヘルドまたはポータブル・イ
メージ・スキャナ１２において、テキスト１８が書かれ
たドキュメント１６のような物体１４を走査するために
使用することができるようになっている。図２を参照の
こと。例えば、図２に示す適用例では、ドキュメント１
６上で、曲折した（meandering）または曲線を描く（cu
rvilinear）走査パス２０に沿ってポータブル・イメー
ジ・スキャナ１２を移動させることにより、ドキュメン
ト１６全体を走査することができる。後に詳述するよう
に、ポータブル・イメージ・スキャナ１２に関連する中
空反射器照明システム１０（図１）により、物体１４上
の走査領域４２に対する照明が改良されている。
【００１４】ここで、まず図２および図３を参照する
と、中空反射器照明システム１０を利用するポータブル
・イメージ・スキャナ１２の１つの実施の形態は、本体
部２２とイメージ・ヘッド部２４とから構成することが
できる。ポータブル・イメージ・スキャナ１２の本体部
２２は、ポータブル・イメージ・スキャナ１２の動作に
必要、または望ましいと考えられる様々な電子部品およ
び他の装置（図示せず）を収容することができるような
サイズとなっている。例えば、ポータブル・イメージ・
スキャナ１２の動作に必要な様々な電子部品（図示せ
ず）を収容するだけでなく、本体部２２には、ポータブ
ル・イメージ・スキャナ１２の機能および動作を制御す
る様々なボタンまたはスイッチ２８、３０、３２と共に
表示装置２６が設けられている。また、本体部２２は、
ポータブル・イメージ・スキャナ１２に電源を供給す
る、電池（図示せず）等の適当な電源を収容するような
サイズとすることができる。
【００１５】ポータブル・イメージ・スキャナ１２のイ
メージ・ヘッド部２４を、図１に最もよく示す。このイ
メージ・ヘッド部２４は、中空反射器照明システム１０
およびイメージ検出システム３４を収容するよう構成す
ることができる。イメージ・ヘッド部２４の使用面（fa
ce）または接触面３６（以下、単に接触面３６という）
には、細長い窓３８が取付けられており、この窓３８に
より、中空反射器照明システム１０が、集中光ビーム６
６を物体１４の走査領域４２上に向けることができる。
また、窓３８により、照明された走査領域４２によって
反射されたイメージ光４０が、イメージ検出システム３
４に受光されることが可能となる。図１を参照のこと。
イメージ検出システム３４は、イメージ光４０に基づい
てイメージ信号（図示せず）を生成する。イメージ信号
（図示せず）に含まれるイメージ・データをイメージ・
データ処理システム（図示せず）によって処理または加
工することにより、物体１４を表すイメージ・データを
生成することができる。
【００１６】中空反射器照明システム１０を、図１、図
５および図６に最もよく示す。中空反射器処理システム
１０は、物体１４の走査領域４２を照明するために使用
することができる。１つの好ましい実施の形態では、中
空反射器照明システム１０は、１つ以上の光源アセンブ
リ４４、中空反射器４６および集中レンズ４８（以下、
単にレンズ４８という）を備えている。ここで示し説明
する実施の形態では、中空反射器照明システム１０に
は、２つの光源アセンブリ４４が設けられている。ある
いは、後に詳述するように、使用する光源の数はより多
くてもより少なくてもよい。使用される光源４４の特定
の数に関係無く、中空反射器４６は、１つまたは複数の
光源アセンブリ４４が生成する光線（例えば、５０、５
０’）を走査領域４２に向けて反射する。
【００１７】ここで、特に図５および図６を参照する
と、中空反射器４６は、略円柱形状の内部反射面５４を
規定する側壁部５２を有する、細長く略円柱形状の部材
を備えることができる。１つの好ましい実施の形態で
は、内部反射面５４は、後に詳述するように、光線の拡
散を増大させる拡散反射面を構成する。また、中空反射
器４６の側壁部５２には、１つ以上の入射孔５６（すな
わち、各光源アセンブリ４４に対して１つ）および少な
くとも１つの出射孔５８を設けることができる。各入射
孔５６は、図６に最もよく示すように、光源アセンブリ
４４が取付けられるサイズにすることができる。出射孔
５８は、レンズ４８（１つの好ましい実施の形態では、
円柱レンズで構成することができる）が取付けられるサ
イズとすることができる。さらに別の適用例において
は、レンズ４８を完全に省くことができる。あるいは、
後に詳述するように、他の種類のレンズもまた使用する
ことができる。ここで示し説明する実施の形態におい
て、集中レンズ４８は、光線５０、５０’のすべてまた
は一部を集中させることにより、集中光ビーム６６を生
成する。そして、集中光ビーム６６は、走査領域４２に
向けられることにより、その走査領域４２を照明する。
【００１８】ポータブル・イメージ・スキャナ１２は、以
下のように動作して、テキスト１８が書かれたドキュメ
ント１６のような物体１４を走査することができる。第
1のステップとして、ユーザ（図示せず）は、特定のス
キャナ装置１２に関する特定の動作シーケンスに従って
適当なボタンまたはスイッチ（例えば、２８、３０、３
２）を操作することにより、ポータブル・イメージ・スキ
ャナ１２をセットアップまたは起動して、走査動作を実
行する。そして、ユーザは、スキャナ１２の接触面３６
をドキュメント１６に対向するよう配置し、走査動作を
開始する。各光源アセンブリ４４は、図６に最もよく示
すように、かなり広い角度（ある種類の光源では約１８
０度）で複数の光線（例えば、５０、５０’）を生成す
る。中空反射器４６の内部反射面５４によって発生する
拡散反射は、レンズ４８に向かって、光源アセンブリ４
４が生成する光線５０の大部分を反射する。レンズ４８
は、大部分の光線を集中させることにより、走査領域４
２に向けられる集中光ビーム６６を生成する。
【００１９】特に、ここで示し説明する実施の形態で
は、各光源アセンブリ４４が生成する光線５０のほとん
どが、レンズ４８に入射する前に中空反射器４６の内部
反射面５４によって反射する。各光源アセンブリ４４が
生成する他の光線５０’は、レンズ４８に直接入射する
こととなる。従って、レンズ４８は、少なくとも２つの
異なる光路を追従する（例えば、中空反射器４６の内部
反射面５４を経由する場合（例えば光線５０）、および
光源アセンブリ４４から直接向けられる場合（例えば光
線５０’））光線を受け取る。これにより、中空反射器
４６は、光源アセンブリ４４が生成する光線の大部分を
走査領域４２に向けることができる。
【００２０】本発明による中空反射器照明システム１０
の重要な利点は、走査領域４２をより均一に照明するこ
とができ、それにより、イメージ検出システム３４が生
成するイメージ・データの品質全体を概して向上させ
る、という点である。また、中空反射器照明システム１
０は、光源アセンブリ４４が生成する光線（例えば、５
０、５０’）の大部分を走査領域４２に向ける。従っ
て、中空反射器照明システム１０により、低出力光源を
使用して、高出力光源を利用する他の種類の照明システ
ムと同様の照明を与えることが可能となる。低出力光源
を用いて同じレベルの照明を提供するということは、光
源を動作させるために必要な電力をオンボード電池シス
テムで供給するポータブル・スキャナに適用する場合に
非常に有利である。
【００２１】中空反射器照明システム１０に関して、さ
らに別の利点がある。例えば、追加の光線５０’を走査
領域４２に向けるだけでなく、中空反射器４６はまた、
光源アセンブリ４４が生成し、イメージ検出システム３
４の光学システム６０に誤って入射する可能性のある迷
光の量を低減する光バフルとしての役割も果たす。イメ
ージ検出システム３４の光学システム６０に入射する迷
光の量を低減することにより、結果としての走査された
イメージ・データの品質が向上する。また、中空反射器
４６の配置により、中空反射器照明システム１０に必要
な横方向の空間が縮小される。すなわち、中空反射器照
明システム１０により、他の種類の照明システムに比べ
てイメージ・ヘッド部２４の幅Ｗ（図１）を縮小するこ
とができる。
【００２２】中空反射器照明システム１０について、す
なわちポータブル・イメージ・スキャナ１２での使用態様
について簡単に説明してきたが、ここで、中空反射器照
明システム１０のいくつかの実施の形態について、その
より重要な特徴および利点のいくつかと共に詳細に説明
する。しかしながら、その詳細な説明に進む前に、次の
点に留意すべきである。すなわち、ここでは中空反射器
照明システム１０を、ポータブル・イメージ・スキャナ１
２において使用することができるように示し説明してい
るが、それは、特定の種類または方式のスキャナ装置で
の使用に限定されるものではない。例えば、中空反射器
照明システム１０はまた、フラットベッド・スキャナま
たは写真複写機にも使用することができる。また、ここ
ではポータブル・イメージ・スキャナ１２は、テキスト１
８が書かれたドキュメント１６等の物体１４を走査する
のに使用することができるように示し説明しているが、
特定の種類の物体１４に使用するよう限定されているも
のではない、ということも留意すべきである。実際に、
ポータブル・イメージ・スキャナ１２は、大抵のありとあ
らゆる種類の物体を走査するのに使用することができ
る。従って、本発明による中空反射器照明システム１０
は、ここで示し説明する特定の種類のポータブル・スキ
ャナ装置および適用法に限定されるものとみなすべきで
はない。
【００２３】上述した点を考慮して、中空反射器照明シ
ステム１０の１つの実施の形態を、図１〜図４に示す。
ここでは、中空反射器照明システム１０は、テキスト１
８が書かれたドキュメント１６等の物体１４を走査する
のに使用することができるポータブルまたはハンドヘル
ド・イメージ・スキャナ１２に使用することができる。ド
キュメント１６全体を走査するために、ユーザは、曲線
を描くまたは曲折した走査パス２０に沿ってポータブル
・イメージ・スキャナ１２を移動させる必要がある。その
場合、ポータブル・スキャナ装置１２には、ナビゲーシ
ョン・システム（図示せず）を備えることができる。こ
れにより、曲折したまたは曲線を描く走査パス２０に沿
って得られるイメージ・データ（図示せず）がすべて
「ステッチされ（stitched）」、走査される物体をその
ままあらわすイメージ・データが得られる。ナビゲーシ
ョン・システムおよびステッチング・アルゴリズムの例
は、Hollandによる米国特許第５，０８９，７１２の「S
heet Advancement Control System Detecting Fiber Pa
ttern of Sheet」およびAllen等による米国特許第５，
５７８，８１３号の「Freehand Image Scanning Device
which Compensates for Non-Linear Movement」に開示
されており、それらをその開示する全内容に関し、ここ
で特に引用により援用する。しかしながら、このような
ポータブル・スキャナ装置１２で使用することができる
ナビゲーション・システムおよびステッチング・アルゴリ
ズムの詳細は、本発明を理解しまたは実施するために必
要ではないため、ポータブル・イメージ・スキャナ１２の
１つの好ましい実施の形態で利用することができる特定
のナビゲーション・システムおよびステッチング・アルゴ
リズムについては、ここでは詳述しない。
【００２４】ここで、図２〜図４を参照すると、ポータ
ブル・イメージ・スキャナ１２には、本体部２２およびイ
メージ・ヘッド部２４を備えることができる。本体部２
２は、ユーザ（図示せず）による手操作を伝えることが
できる全体構成または形状を構成することが可能である
が、他の構成も可能である。１つの実施の形態では、本
体部２２のサイズは、ポータブル・イメージ・スキャナ１
２の動作に必要な様々な電子部品（図示せず）を収容し
得るサイズとすることができる。あるいは、様々な電子
部品の一部またはすべてを、他の場所に配置して、ケー
ブル（図示せず）等の適当なデータ・リンクにより本体
部２２に接続するようにしてもよい。また、本体部２２
には、ポータブル・イメージ・スキャナ１２の動作に必要
なまたは望ましい表示装置２６およびいくつかのスイッ
チング装置（２８、３０、３２）が設けられている。１
つの好ましい実施の形態におけるスイッチング装置２
８、３０、３２は、ポータブル・イメージ・スキャナ１２
の本体部２２の正面に配置されているが、ポータブル・
イメージ・スキャナ１２の適当な場所であればどこに配
置してもよい。ポータブル・イメージ・スキャナ１２を動
作させるのに必要な電力は、電池（図示せず）等の適当
な電源によって供給することができ、また、それは、ポ
ータブル・イメージ・スキャナ１２の本体部２２内に設け
ることができる。しかしながら、特定のポータブル・イ
メージ・スキャナでの使用に必要あるいは望ましいと考
えられる各種電子部品、表示装置、スイッチング装置お
よび電池は、本技術分野で周知であり、それら各種部品
の説明は本発明を理解または実施するために必要でない
ため、ポータブル・イメージ・スキャナ１２の１つの好ま
しい実施の形態で利用される例えば電子部品（図示せ
ず）、表示装置２６、スイッチング装置２８、３０、３
２等の各種部品については、ここでは詳述しない。
【００２５】ポータブル・イメージ・スキャナ１２の本体
部２２は、目的の適用法に適している金属またはプラス
チックス等の広範囲に亙る材料のいずれからでも作成す
ることができる。例として、１つの好ましい実施の形態
では、本体部２２はポリカーボネート・プラスチックか
ら作成されているが、他の材料を使用することも可能で
ある。
【００２６】ここで図１および図４を同時に参照する
と、ポータブル・イメージ・スキャナ１２のイメージ・ヘ
ッド部２４は、本体部２２に取付けられている別のアセ
ンブリから構成することができる。あるいは、イメージ
・ヘッド部２４は、本体部２２の必須部分を構成するよ
うにしてもよい。少なくとも、イメージ・ヘッド部２４
は、イメージ検出システム３４および中空反射器照明シ
ステム１０を収容し得るサイズとすることができる。本
質的に、イメージ検出システム３４は、照明された走査
領域４２の範囲内に概して含まれる照明された走査線６
２によって反射するイメージ光４０に、反応する。イメ
ージ検出システム３４は、走査線６２を表すイメージ信
号（図示せず）を生成する。イメージ検出システム３４
は、走査対象の物体１４によって反射されるイメージ光
４０に関するイメージ・データを生成するのに適してい
ることが現在知られている、あるいは将来開発される可
能性のある広範囲のイメージング・システムのいずれに
よっても構成することが可能である。従って、本発明
は、特定の種類のイメージング・システムまたはイメー
ジ・システム構成に限定されるものとみなすべきではな
い。しかしながら、例として、本発明の１つの好ましい
実施の形態で利用されるイメージ検出システム３４は、
照明された走査領域４２内に含まれる走査線６２によっ
て反射されるイメージ光４０を検出器アセンブリ６４に
向ける光学システム６０を含むことができる。検出器ア
センブリ６４は、イメージ光４０に関連するイメージ信
号（図示せず）を生成する。
【００２７】イメージ検出システム３４の様々な部品
は、本技術分野で周知であり、特定の適用法に適してい
る広範囲の部品および装置のいずれによっても構成する
ことが可能である。例えば、１つの実施の形態では、イ
メージ光４０を検出器アセンブリ６４の表面に向けて集
束させるために使用する光学システム６０は、接触型イ
メージ・センサ（ＣＩＳ）から構成することができる。
このＣＩＳとしては、日本板硝子株式会社の登録商標で
あるＳＥＬＦＯＣという名前で販売されている種類の接
触型イメージ・センサ等がある。あるいは、レンズおよ
び／または反射器を含む投射型のイメージ処理システム
等の他の種類のイメージ処理システムを用いることも可
能である。検出器アセンブリ６４は、Austin、 TXに住
所を有するTexas Instruments, Inc.製のＴＳ１０５タ
イプのような、３００ｄｐｉ（dots per inch）の解像
度を有するＣＣＤアレイから構成することができる。あ
るいは、同様または他の解像度を有する他の種類の検出
器を使用することも可能である。
【００２８】また、中空反射器照明システム１０は、ポ
ータブル・イメージ・スキャナ１２のイメージ・ヘッド部
２４内に収容することもできる。まず図５および図６を
参照すると、１つの実施の形態では、中空反射器照明シ
ステム１０は、中空反射器４６、1組の光源アセンブリ
４４およびレンズ４８を備えている。ここで、上記部品
の各々について説明する。
【００２９】中空反射器４６は、内部反射面５４を規定
する側壁部５２を有する、概して細長い略円柱部材から
構成することができる。また、側壁部５２には、円柱部
材の両端を密閉するため１組のエンド・キャップ部８
２、８４が取付けられている。１つの好ましい実施の形
態では、内部反射面５４は本質的に円柱形状であり、円
形状の断面と走査線６２の長さと本質的に同じ長さＬと
を有している。内部反射面５４は、入射する光の大部分
を反射する一方で、入射光を散乱させる拡散反射面を構
成していることが、必ずしも必要ではないが、概して望
ましい。拡散反射面５４が光を散乱させることにより、
中空反射器４６の長さＬに沿って照明がより均一とな
り、また光源アセンブリ４４の長さに沿って発生する可
能性のある輝度の変化が小さくなる。中空反射器４６の
側壁部５２を構成する材料の性質によっては、後に詳述
するように、中空反射器４６の内部反射面５４に拡散反
射のコーティング７４が必要な、または望ましい場合が
ある。
【００３０】また、中空反射器４６の側壁部５２には、
図６に最もよく示すように、少なくとも１つの入射孔５
６と少なくとも１つの出射孔５８とを備えることができ
る。入射孔５６は、光源アセンブリ４４が生成する光
（例えば、５０、５０’）を、中空反射器４６の内部７
６に入射させる手段を備える。側壁部５２に設けられた
入射孔５６の数は、設けられている別々の光源アセンブ
リ４４の数に対応させなければならない。例えば、ここ
で示し説明する実施の形態では、中空反射器４６の側壁
部５２には、２つの別々の光源アセンブリ４４、４４’
に適応するために、２つの別個の入射孔５６、５６’が
設けられている。あるいは、単一の光源アセンブリ４４
を用いることもでき、その場合は、中空反射器４６の側
壁部５２には、単一の出射孔５６のみを設ければよい。
さらに別の実施の形態では、３つ以上の別々の光源アセ
ンブリ４４を使用することができる。この場合、中空反
射器４６の側壁部５２には、同じ数の入射孔５６が設け
られる。上述した考慮点に従えば、本発明は、入射孔５
６および光源アセンブリ４４の数をいかなる数にも限定
するように考えるべきではない。
【００３１】特定の実施の形態で提供されるべき光源ア
センブリ４４および入射孔５６の特定の数に関係なく、
入射孔５６は、側壁部５２の実際的であればいかなる放
射状の位置にでも設けることができる。入射孔５６を実
際的に可能であれば所望の放射状の位置に設けることが
できるのは、大部分、内部反射面５４が拡散反射特性を
有するためである。すなわち、光源アセンブリ４４、４
４’が生成する光線（例えば５０）を拡散することによ
り、内部反射面５４は、光源アセンブリ４４、４４’に
関連するあらゆる照明の変化をほぼマスキングまたは補
償する。例として、ここで示し説明する実施の形態で
は、中空反射器４６の側壁部５２には、２つの別々の入
射孔５６、５６’を設けることができ、それらは、図６
に最もよく示すように、出射孔５８の両側のそれぞれ第
１および第2の放射状の位置に配置することができる。
【００３２】出射孔５８は、光を中空反射器４６の内部
７６から出射することができるようにする手段を備え
る。入射孔５６、５６’の場合と同様に、出射孔５８
は、実際的に可能であればいかなる所望の放射状の位置
にも配置することができる。出射孔５８をほぼすべての
放射状の位置に配置することができるのは、この場合
も、内部反射面５４が拡散反射特性を有するためであ
る。例として、１つの実施の形態において、出射孔５８
は、２つの入射孔５６、５６’の略中間地点に配置され
ている。そして、中空反射器４６全体を、必要に応じて
イメージ・ヘッド部２４内に配置することができ、それ
によって、集中光ビーム６６が走査領域４２に向けて直
接出射される。図１を参照のこと。
【００３３】中空反射器４６の側壁部５２およびエンド
・キャップ部８２、８４は、目的の適用法に適している
金属またはプラスチックス等の広範囲の材料のいずれか
ら作成してもよい。例として、１つの好ましい実施の形
態では、側壁部５２は、ポリカーボネート・プラスチッ
ク（例えばＬｅｘａｎ）から単一部品として成形され
る。エンド・キャップ部８２、８４は、同様の材料から
作成することができ、例えば接着剤を用いる等、便利な
締結システムまたは装置により、側壁部５２の両端部に
取付けることができる。使用するプラスチックは、側壁
部５２が規定する内部反射面５４に高度な反射性を供給
する白色に色付けされていることが好ましい。白色に色
付けすることにより、高反射性を提供するだけでなく、
上述した拡散反射特性を提供することができる。
【００３４】他の実施の形態では、中空反射器４６の側
壁部５２の内部反射面５４に、拡散反射特性を提供する
ようコーティング７４を施すようにしてもよい。例え
ば、コーティング７４は白色塗料からなり、この場合、
中空反射器４６の側壁部５２は、そのままではそのよう
な拡散反射面を形成することのない、例えばアルミニウ
ム等の他の材料から作成することができる。本発明をよ
く理解した後に当業者にとって明らかとなるように、こ
こで説明する拡散反射特性を提供するコーティングは他
にも知られており、それらを使用するようにしてもよ
い。従って、本発明は、内部反射面５４に拡散反射特性
を与えるために、ここで説明した特定の材料およびコー
ティングに限定されるものとみなすべきではない。
【００３５】中空反射器４６の直径Ｄおよび長さＬは、
中空反射器４６が用いられる特定の装置および適用法に
応じて、広範囲の値のうちのいずれの値でも選択するこ
とができる。例として、１つの好ましい実施の形態で
は、側壁部５２の長さＬは、約５０ｍｍから約２２０ｍ
ｍ（好ましくは１２５ｍｍ）の範囲とすることができ
る。また、内部反射面５４の直径Ｄは、約５ｍｍから約
２５ｍｍ（好ましくは１０ｍｍ）の範囲とすることがで
きる。
【００３６】光源アセンブリ４４、４４’は、本質的に
同一であり、走査領域４２を照明するのに適している、
複数の光線（例えば５０）を生成する広範囲の光源のい
ずれから構成してもよい。例として、１つの好ましい実
施の形態では、各光源アセンブリ４４、４４’は、図７
に最もよく示すように、複数の発光ダイオード６８から
構成することができ、それらは、適当なボードまたは基
板７０（以下、単にボード７０という）上に間隔を空け
て配置することができる。ボード７０は、中空反射器４
６の長さＬとほぼ等しい長さ７８を有する。１つの好ま
しい実施の形態では、ボード７０の長さ７８は、約５０
ｍｍから約２２０ｍｍ（好ましくは１２０ｍｍ）の範囲
とすることができるが、他の長さも可能である。各光源
アセンブリ４４、４４’は、中空反射器４６の側壁部５
２に設けられた対応する入射孔５６、５６’に取付けら
れるサイズとなっている。各光源アセンブリ４４、４
４’は、本技術分野において周知の広範囲に亙る締結シ
ステムおよび装置のいずれかにより、側壁部５２に取付
けることができる。例として、１つの好ましい実施の形
態では、各光源アセンブリ４４、４４’は、接着剤によ
り側壁部５２に取付けられている。
【００３７】各発光ダイオード６８は、カリフォルニア
州パロアルトに住所を有するHewlett-Packard 社製の部
品番号ＨＳＭＡ−Ｓ６９０のＬＥＤから構成することが
できる。１つの実施の形態で利用される発光ダイオード
６８は、広角度、場合によっては約１８０度に、略均一
の光を生成する。ボード７０に設けられるＬＥＤ６８の
数は、走査領域４２に与えられる照明の所望の強度によ
ることと同様に、ボード７０の長さによって決まる。例
として、１つの好ましい実施の形態では、ボード７０に
１８の個々の発光ダイオード６８を設けることができ
る。
【００３８】簡単に上述したように、出射孔５８には、
光線５０、５０’のすべてまたは一部を集中させて集中
光ビーム６６を形成するレンズ４８が設けられているこ
とが、必ずしも必要ではないが、好ましい。そして、図
１および図６に最もよく示すように、集中光ビーム６６
を用いて走査領域４２を照明することができる。レンズ
４８は、光源アセンブリ４４、４４’からの光線５０、
５０’をすべてまたは少なくとも部分的に集中させるの
に適している、円柱レンズおよび平凸レンズ等の非球面
レンズのような広範囲の集束タイプのレンズのいずれに
よっても構成することができる。従って、本発明は、い
ずれの特定の種類のレンズ４８にも限定されるようみな
されるべきではない。例として、１つの好ましい実施の
形態では、レンズ４８は円柱レンズから構成されてい
る。
【００３９】レンズ４８は、目的の適用法に適している
ガラスまたは透明プラスチック等の広範囲に亙る材料の
いずれからでも作成することができる。例として、１つ
の好ましい実施の形態では、レンズ４８は、ポリカーボ
ネート・プラスチックから作成されているが、アクリ
ル、ポリスチレンまたは環状オレフィン系共重合体プラ
スチック等の他の種類のプラスチックを使用することも
可能である。
【００４０】レンズ４８の長さ７６（図５）および直径
８０（図６）は、特定の中空反射器照明システム１０の
特定の設計によって決まる。例えば、レンズ４８の長さ
７６は、中空反射器４６の全長さＬにほぼ等しくなる。
１つの好ましい実施の形態では、レンズ４８の長さ７６
は、約５０ｍｍから約２２０ｍｍ（好ましくは１２０ｍ
ｍ）の範囲である。レンズ４８の直径８０は、「倍率
（power）」またはレンズ４８によって供給される集束
の大きさによって決まる。例として、１つの好ましい実
施の形態では、レンズ４８の直径８０は、約２ｍｍから
約１０ｍｍ（好ましくは３ｍｍ）となっている。
【００４１】レンズ４８は、本技術分野で周知であり容
易に購入することができる広範囲の締結システムまたは
装置のいずれによっても、出射孔５８内に保持すること
ができる。例として、レンズ４８は、中空反射器４６の
側壁部５２およびレンズ４８を製造する特定の材料に適
している広範囲の光学接着剤のいずれによっても、出射
孔５８内に固定することができる。
【００４２】ポータブル・イメージ・スキャナ１２は、以
下のように動作して、テキスト１８が書かれたドキュメ
ント１６等の物体１４を走査することができる。第1の
ステップとして、オペレータは、特定のポータブル・イ
メージ・スキャナ１２用の特定の動作シーケンスに従っ
て適切なボタンまたはスイッチ（例えば、２８、３０、
３２）を操作することにより、ポータブル・イメージ・ス
キャナ１２をセットアップまたは起動し、走査動作を実
行する。そして、オペレータは、ポータブル・イメージ・
スキャナ１２の接触面３６をドキュメント１６に対向し
て配置し、走査動作を開始する。動作中は、各光源アセ
ンブリ４４が上述したようなかなり広い角度で複数の光
線（例えば、５０、５０’）を生成する。光源４４、４
４’が生成する光線５０の大部分は、レンズ４８に入射
する前に中空反射器４６の内部反射面５４によって反射
および拡散される。光源４４、４４’が生成する他の光
線５０’は、レンズ４８に直接入射し、内部反射面５４
によって反射されない。レンズ４８は、光線５０、５
０’の大部分を集中させて集中光ビーム６６を生成す
る。集中光ビーム６６は、走査領域４２を照明し、それ
によって、その走査領域４２は、ポータブル・イメージ・
スキャナ１２のイメージ・ヘッド部２４に設けられてい
るイメージ検出システム３４によって検出または「走
査」されることが可能となる。
【００４３】ここで説明した発明の概念は、他の様々な
形で具体化することができると考えられ、また、特許請
求の範囲は、従来技術によって限定される範囲を除い
て、本発明の代替的な実施の形態を含むものと解釈され
ることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による中空反射器照明システムを有する
ポータブル・スキャナ装置のイメージ・ヘッド部の通常
の配置状態における断面図である。
【図２】物体の走査に使用されているポータブル・スキ
ャナ装置の斜視図である。
【図３】図２に示すポータブル・スキャナ装置の通常の
配置状態における正面図である。
【図４】ポータブル・スキャナ装置のイメージ・ヘッド
部の接触面を示す立面図である。
【図５】光源およびレンズの相対位置を示す中空反射器
の斜視図である。
【図６】光源およびレンズの位置を示す中空反射器の通
常の配置状態における拡大断面図である。
【図７】照明光を供給するために用いることができる発
光ダイオード・アレイの平面図である。
【符号の説明】
１０…中空反射器照明システム １４…物体 ４２…走査領域 ４４…光源アセンブリ ４６…中空反射器 ４８…集中レンズ ５０、５０’…光線 ５２…側壁部 ５４…内部反射面 ５６…入射孔 ５８…出射孔 ６４…検出器アセンブリ ６８…発光ダイオード ７４…コーティング

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】物体上の走査領域を照明する照明システム
    であって、 内部反射面、入射孔および出射孔を有する中空反射器
    と、 複数の光線を生成する光源とを具備し、 前記光源は、前記中空反射器の入射孔に配置されてお
    り、それによって、前記光源が生成する実質的にすべて
    の光線が前記中空反射器に入射し、前記出射孔を通過す
    る前に前記中空反射器の内部反射面によって反射され、
    前記光線は、前記出射孔を通過して前記物体上の前記走
    査領域を照明する照明システム。
  2. 【請求項２】前記中空反射器の出射孔に隣接して配置さ
    れ、前記中空反射器の出射孔を通過する光線を集中させ
    るレンズをさらに具備する請求項１記載の照明システ
    ム。
  3. 【請求項３】前記中空反射器は、前記内部反射面を規定
    する側壁を有する略円柱形状の部材を有し、 前記入射孔は、前記側壁上の第１の放射状の位置に配置
    された、側壁の略細長い軸に沿った開口部を備え、 前記出射孔は、前記側壁上の第２の放射状の位置に配置
    された、側壁の略細長い軸に沿った開口部を備える請求
    項１または２記載の照明システム。
  4. 【請求項４】前記側壁の前記内部反射面は、拡散反射材
    によってコーティングされている請求項１、２または３
    記載の照明システム。
  5. 【請求項５】前記レンズは、円柱レンズを備える請求項
    １、２、３または４記載の照明システム。
  6. 【請求項６】前記光源は、複数の発光ダイオードを含む
    請求項１、２、３、４または５記載の照明システム。
  7. 【請求項７】物体上の走査領域を照明する照明システム
    であって、 内部反射面、入射孔および出射孔を有する中空反射器
    と、 複数の光線を生成する光源とを具備し、 前記光源は、前記中空反射器の入射孔に隣接して配置さ
    れており、それによって、前記光源が生成する光線の一
    部が、前記入射孔を通過して、前記出射孔を通過する前
    に前記中空反射器の内部反射面によって反射され、前記
    光線は、前記出射孔を通過して前記物体上の前記走査領
    域を照明する照明システム。
  8. 【請求項８】前記中空反射器の出射孔に隣接して配置さ
    れており、前記中空反射器の出射孔を通過する光線を集
    中させるレンズをさらに具備する請求項７記載の照明シ
    ステム。
  9. 【請求項９】前記中空反射器は、前記内部反射面を規定
    する側壁を有する略円柱形状の部材を備え、 前記入射孔は、前記側壁上の第１の放射状の位置に配置
    された、側壁の略細長い軸に沿った開口部を備え、 前記出射孔は、前記側壁上の第２の放射状の位置に配置
    された、側壁の略細長い軸に沿った開口部を備える請求
    項７または８記載の照明システム。
  10. 【請求項１０】物体上の走査領域に照明する方法であっ
    て、 内部反射面および出射孔を有する中空反射器を提供し、 前記中空反射器の内部反射面に複数の光線を向け、前記
    内部反射面は、前記光線の一部を反射して前記中空反射
    器の出射孔を通過させる方法。
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