JP2000513530A - 可視標示および投影された英数字符号、グラフィックおよび写真画像および／または３次元トモグラフの光学的検出および記憶のための検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 読み取り装置には、投影装置が設けられており、該投影装置は、ビーム源の光を、英数字符号、グラフィックまたは写真画像の標示された平面の所定の部分に投影し、光学ユニットが設けられており、該光学ユニットは、標示平面から反射されたビーム源の光を捕獲し、画像センサに結像し、該画像センサは光を電子信号列に変換し、運動検出器が設けられており、該運動検出器は、読み取り装置が標示平面に対して平行運動するときに該読み取り装置の位置を表す同期信号を形成し、信号処理ユニットが設けられており、該信号処理ユニットは、画像センサの信号を、同期信号を用いて、表示平面の任意に選択可能な部分の英数字情報、グラフィック情報または画像情報に、符号コードに依存せずに含まれる情報パケットに変換し、電子処理のためにメモリユニットに呼び出し可能にファイルする。

Description

【発明の詳細な説明】 可視標示および投影された英数字符号、グラフィックおよび写真画像の光学的 検出および記憶のための読み取り装置 ＷＯ９２／１１６１０からすでに、英数字符号を電子的に検出および記憶する ためのスキャナが公知である。この機器では、ビーム源の光がプロジェクト装置 を介して英数字符号により標示された平面の所定の部分に投影され、反射された 光が光学ユニットを介して画像センサに結像され、画像センサは光を電子信号の シーケンスに変換する。ここで運動検出器が、文字列に沿ったスキャナの運動を 記録する。読み取り装置に組み込まれた信号処理電子回路は画像センサの信号を 、それぞれ英数字シンボルに相応する符号列に変換する。符号は英数字シンボル として、組み込まれたメモリにファイルすることができる。しかしまたインター フェースを介してさらなる処理のためにコンピュータに伝送することもできる。 この種のスキャナは英数字符号のラインごとの検出と記憶に制限されており、 グラフィック表示または写真画像を検出することはできない。 従って本発明により、英数字符号の他にグラフィックおよび写真画像の光学的 検出、記憶、電子的処理が 任意に選択された大きさおよび形式で可能であるような読み取り装置が提供され る。 この課題は、投影装置が設けられており、 該投影装置は、ビーム源の光を、英数字符号、グラフィックまたは写真画像の 標示された平面の所定の部分に投影し、 光学ユニットが設けられており、 該光学ユニットは、標示平面から反射されたビーム源の光を捕獲し、画像セン サに結像し、 該画像センサは光を電子信号列に変換し、 運動検出器が設けられており、 該運動検出器は、読み取り装置が標示平面に対して平行運動するときに該読み 取り装置の位置を表す同期信号を形成し、 信号処理ユニットが設けられており、 該信号処理ユニットは、画像センサの信号を、同期信号を用いて、表示平面の 任意に選択可能な部分の英数字情報、グラフィック情報または画像情報に、符号 コードに依存せずに含まれる情報パケットに変換し、電子処理のためにメモリユ ニットに呼び出し可能にファイルすることにより解決される。 規定通りの使用において、本発明の読み取り装置は、英数字符号、グラフィッ クまたは写真画像の標示された平面の任意に選択可能な部分を光学的に変換し、 光学的信号を電子信号のシーケンスに変換する。この 信号シーケンスはオリジナルの画像情報を保持したまま後での電子処理に対して 適した形態で記憶され、再び呼び出すことができる。これにより、“ＯＣＲ”(O ptical Character Recogniton)テキスト識別ソフトが不要になる。 照明は有利には単色光により行うべきである。これは光学的検出の分散による 歪みを回避するためである。赤外線ビームがここで特に適する。なぜなら、赤外 線ビームは通常使用される標示平面、例えば紙で可視光線よりも大きな侵入深さ を有し、従って検出すべき情報を表面の汚れから区別することができるからであ る。 検出すべき平面を可変調整できるようにするため、読み取り装置に投影装置を 設け、この投影装置が可変アパーチャを備えた絞りを有すると有利である。これ に特に適するのはスリット絞りであり、そのスリットの大きさは無段階で調整可 能であり、アーム状の部分の検出が可能である。 読み取り装置の簡単な構成が対象である場合の本発明の有利な発展形態では、 ビーム源が画像センサに組み込まれる。これによりビーム源の光を、反射光と同 じ光学的チャネルを通して導くことができる。 運動検出器が読み取り装置に固定的に結合され、走査素子を有し、この走査素 子が回転対称に構成され、少なくとも１つの軸を中心に回転可能に運動検出器に 支承して配置され、かつ検出すべき平面に沿って案内できるようにすると特に簡 単で取扱いが容易である。 読み取り装置の標示平面上の動きの検出は有利には、ホール効果を用いて行う 。本発明の別の重要な実施形態では、運動検出器は走査素子を備えたホール素子 を有し、走査素子は不均一な磁界により取り囲まれる。走査素子の回転運動は、 ホール素子に誘導されるホール電圧の周期的な変化を引き起こす。このような作 用によって読み取り装置の標示平面における位置を検出することができる。 別の実施形態では、走査素子は自由回転可能に支承されたボールから成り、こ のボールの表面に均一な間隔で磁極片が配置される。これにより読み取り装置の 標示平面上での運動を水平方向でも垂直方向でも検出することができる。 別の実施形態では、読み取り装置に電子的ロックが設けられ、この電子的ロッ クの操作により信号処理ユニットによって情報パケットにファイルすべき標示平 面の部分を自由に検出することができる。 高速の情報処理のためには、情報パケットの記録のための所定のメモリを信号 処理ユニットに組み込む。 別の実施例によれば、信号処理ユニットは外部メモリを接続するための装置を 有する。これによって大量のテキストまたは複雑な画像ドキュメントを記憶する ことができる。 信号処理ユニットおよびメモリユニットがすでに画像センサに組み込まれてい れば、消費電流および動作電圧を格段に低減することができる。 データの外部処理のためには、読み取り装置の信号処理ユニットおよび／また はメモリユニットがデータ伝送のためのインターフェースにより外部機器と光学 的、電子的または電子光学的に接続されていると有利である。 取扱いを容易にするために、読み取り装置にバッテリー電流供給部を設け、こ のバッテリー電流供給部が有利には再充電可能なバッテリーにより駆動できるよ うにする。バッテリーの充電に対する電流供給は、読み取り装置から取り外し可 能な並進装置を介して行うか、またはインターフェースと接続されたケーブルを 介して行うことができる。最適にはバッタリーの充電は充電電子回路を有利には コンピュータインターフェースカードに組み込むことにより行い、この充電電子 回路は充電過程を常時電子的に制御する。 検出または記憶されたデータを常時制御するための手段も有利である。このた めには本発明の別の実施例で同じようにモニタを用い、モニタは信号処理ユニッ トに組み込まれた信号処理チップにより制御される。検出された画像情報はこれ によりオンラインで可視的に表示することができる。しかしメモリユニットにフ ァイルされ、読み出し可能な画像表示として見ること のできるすべての情報パケットを呼び出すことができる。ここではモニタも差込 ユニットとして構成することができ、モニタは必要に応じて読み取り装置に接続 され、またこれから分離することができる。 現在のマイクロ電子回路ではスペースが僅かしか必要ないので、特に有利には 本発明を携帯機器、例えば万年筆ホルダの形態に構成することができる。 本発明の別の実施形態では、検出すべき符号、グラフィックまたは画像がバー によりマークされる。このバーは可視光線と合同に重畳された赤外線バーからな る。反射された光束は、赤外線だけを通過させるハーフミラーによって可視成分 と赤外線成分とに分解される。ここでは赤外線成分だけが画像検出に使用される 。 この赤外線画像検出の利点は、汚れたり不鮮明である符号も画像センサにより 処理し、評価することのできることである。とりわけ、マークに用いた可視光線 の色と同じ符号も画像センサにより検出することができる。 別の実施形態では、読み取り装置は運動検出器を有し、この運動検出器は標示 平面に対して平行な読み取り装置の運動を無接触で検出することができる。この ことはとりわけ、標示平面が走査ボールによる運動検出を簡単に許容しない場合 、表面構造がレリーフ状である場合、または表面が接触に対して脆弱である場合 に有利である。無接触検出手段として、ここでは光学的センサ装置があるが、し かし超音波または磁界を用いた運動検出のような他の手段も考えられる。 運動を検出するための特に有利な手段として請求項２７では、フォトダイオー ドが設けられる。このフォトダイオードは標示平面から反射されたビーム源の光 を検出する。ここでビーム源は画像記録のために設けられたビーム源とすること もできる。しかし運動検出のための別個のビーム発生器も考えられる。フォトダ イオードは読み取り装置の規定通りの使用では、標示平面に対して実質的に平行 の面に次のように配置される。すなわち、フォトダイオードから送出された電気 信号の時間的シーケンスに基づいて、読み取り装置の運動を標示平面に対して一 義的に対応付けすることができるように配置される。平面に対して平行である任 意の運動をこのように検出できるようにするため、フォトダイオードを面内の少 なくとも２つの異なる方向で距離的に離すことが必要である。同時にフォトダイ オードから送出された信号を基準信号として用いることができる。これは補正調 整を実行するためであり、例えばテキストを正しいラインで検出することを保証 するためである。 有利には運動検出器は、読み取り装置の標示平面からの垂直間隔を検出するた めの手段を有する。有利には垂直間隔の測定は光学的または赤外線光学的に行い 、例えば１つまたは複数のフォトダイオードにより標示平面から反射された光を 検出する。ここでも別個のビーム発生器を垂直間隔測定のために設けることがで きる。しかし運動検出器および／または画像記録のビーム源をそのために使用す ることも考えられる。 請求項２９による実施例では、読み取り装置を標示平面に対して一定の間隔に 保持する必要がなくなる。この改善実施例では、フォーカスユニットの焦点距離 が、適切な測定手段によって検出された読み取り装置と標示平面との垂直間隔に 依存して次のように調整される。すなわち、任意の垂直間隔でも標示平面が画像 センサに常にシャープに結像されるように調整される。 有利な改善実施例では、運動および／または垂直間隔の検出のために使用され るビーム源が運動検出器に組み込まれる。有利にはこのようなビーム源として半 導体ビーム発生器がある。これは製造が安価であり、スペースおよびエネルギー をあまり必要としない。 別の有利な実施例では、運動検出手段および／または垂直間隔検出手段および ／またはビーム源、すなわち半導体ビーム発生器が１つのマイクロチップに集積 され、このマイクロチップが運動検出器に配置される。 請求項３２によれば、運動検出手段および／または垂直間隔検出手段から送出 された信号がデジタル同期 信号に変換され、このデジタル同期信号が読み取り装置のメモリユニットに、同 時に記録された画像情報の情報パケットと共に記憶される。このようにしてデー タを外部機器、例えばＰＣに伝送するような場合でも画像情報を縮尺通り正しく 再生することができる。 請求項３３の実施例では、読み取り装置は３次元情報を検出するのに適する。 このために画像センサは相応の手段を有し、この手段は対象物の３次元符号の検 出を可能にする。このような手段は例えば立体顕微鏡またはホログラムである。 対象物の３次元符号を検出するための特に有利な手段として請求項３４によれ ば、画像センサが設けられ、この画像センサは２つの検知マトリクスを有し、こ れら検知マトリクスは読み取り装置の光学ユニットのビーム源から放射された周 波数スペクトルのうちの一部のスペクトル成分だけに対して感度を有する。そし て２つのスペクトル成分は相互に重なっていない。３次元検出のために２つの検 知マトリクスが、例えば双安定マルチバイブレータにより時間的にずらされて制 御され、２つの検知マトリクスの異なる画像情報が適切なデータ処理により、標 示平面の３次元構造についての情報に変換される。 請求項３５による読み取り装置の実施例では、送受信ユニットを有し、これに よって外部計算器とのワイヤレス通信が可能である。 手書き文字情報もＥＤＶ読み取り可能情報に変換することができるようにする ため、信号処理ユニットは記憶媒体とデータ交換し、この記憶媒体は相応の基準 情報を含んでいる。例えばこのようにして手書き文字情報を標準１６進文字符号 として画像メモリにファイルすることができる。 別の有利な実施例では、読み取り装置に入力ユニット、例えばキーボードが設 けられている。これによって、選択された処理プログラムについての情報、例え ばテキストプログラム、テーブルプログラム、またはグラフィックプログラムを 呼び出し、または入力することができる。 有利な実施例では、読み取り装置は少なくとも２つの別個の、自立的に機能す るユニットからなる。読み取りユニットは英数字符号、グラフィックまたは写真 画像の形態で標示平面上にある情報を検出するのに用いる。有利にはワイヤレス データ伝送によって、これら情報は処理ユニットに伝送され、処理ユニットによ り読み出されたデータが処理される。処理ユニットは機能的に自立したユニット 、例えば制御ユニットと標示ユニットに分割することもできる。この種の構成形 態により、読み取り装置の取扱いが容易になる。例えば読み取りユニットは、デ ータ処理ハードウェアへの組み込み、およびこれに必要な冷却システム等を省略 して、小型の軽い読み取りペンとして構成することが できる。 有利には前記の読み取り装置の制御ユニットには、制御命令またはその他の情 報を入力するためのセンサ手段が設けられる。いわゆるタッチペンを使用すれば 、読み取り装置をキーボードレスポケットＰＣとして使用することができる。タ ッチペンとして例えば相応に構成された読み取りユニットが使用される。 別の実施形態では、読み取りユニットが同時に筆記用具としても構成され、読 み取りユニットにより前もって手書きされた情報を処理することができる。 本発明の詳細に説明するために、添付図面に基づき実施例を説明する。 図１は、携帯機器として構成された読み取り装置の構成を示し、この読み取り 装置は運動検出器、光学系、信号処理ユニット、集積バッテリー給電ユニットお よび集積インターフェースを有する。 図２は、規定通りの使用での読み取り装置１２の斜視図である。 図３は、画像センサ、フォーカスユニットおよびスリット絞りからなる、読み 取り装置の光学系の縦断面図である。 図４は、光学系のスリット絞りの平面図である。 図５は、いわゆるホール効果を説明するために原理略図である。 図６は、ホール発生器として構成された運動検出器 の構造を示す断面図である。 図７は、ホール発生器ユニットとして構成された運動検出器の構造を示す斜視 図である。 図８は、運動検出器の側面図である。 図９は、読み取り装置の概略的構造を示すブロック図である。 図１０は、読み取り装置による情報の読み取りと記憶を説明するための図であ る。 図１１は、読み取り装置により検出されたデータを電子データ処理装置に伝送 する様子を示す説明図である。 図１２は、差込ユニットとして構成されたモニタを使用している斜視図である 。 図１３は、モニタ自体の斜視図である。 図１４は、モニタ差込ユニットを使用していない読み取り装置の斜視図である 。 図１５は、赤色光ビーム発生器、赤外線ビーム発生器およびビーム路に配置さ れたハーフミラーを装備した光学系の縦断面図である。 図１６は、標示平面から反射された光のビーム路を示した図１５の光学系の縦 断面図である。 図１７は、無接触運動検出器、調整可能な焦点光学系および入力ユニットを有 する読み取り装置の別の実施例の構造を示す概略図である。 図１８は、図１７の無接触運動検出器の縦断面図で ある。 図１９は、図１８の運動検出器の検出手段の作用を示す概略図である。 図２０は、図１７ないし図１８の運動検出器の作用を説明するためのブロック 図である。 図２１は、３次元対象物を検出するための画像センサの作用を説明するための ブロック図である。 図２２から図２４は、読み取り、制御および表示のための装置がそれぞれ別個 の、相互にデータ交換するユニットとして構成された別の実施例の読み取り装置 の概略図であり、 図２２は、読み取りユニット、 図２３は、制御ユニット、 図２４は、このような読み取り装置の指示ユニットを示す。 図１に示された読み取り装置１には、これと固定的に結合された運動検出器２ が設けられており、この運動検出器はハンドグリップとして構成されたケーシン グ３から突出している。ケーシング３には、画像検出に用いる光学系４，多芯接 続ケーブル５を介して光学系４と接続された基板６、さらにインターフェース１ ０が組み込まれている。基板６には信号処理ユニット７と、充電可能なバッテリ ー９を備えたバッテリー電流供給ユニット８が配置されている。またインターフ ェース１０は接続ケーブル１１を介して基板と電子的 に接続されており、インターフェースカード１２を有している。 画像検出に用いる光学系４は、ＣＣＤ画像センサ１４を有する。ＣＣＤ画像セ ンサは光を電子画像信号に変換し、この中には例えばグリーン光を放射する半導 体ビーム発生器１７が組み込まれている。画像センサ１４には光学的フォーカス ユニット１８を備えた投影装置１５が配置されている。フォーカスユニット１８ はそれぞれ１つの両凸レンズ、片凹レンズ、両凹レンズ、並びに１つのスリット 絞りから成る。スリット絞りは投影装置１５の片側に配置されており、投影装置 は読み取り装置の規定通りの使用時には検出すべき情報を担持する情報担体に向 けられている。スリット絞り１６は２つの薄板２３，２３’を有し、これらは回 転可能な調整リング２５を介して可変調整可能なスリット２４を形成する。スリ ット調整の際にはスリット薄板２３，２３’が、案内レール２８と固定結合した ばね２９，２９’のそれぞれ２つの半径方向で外側に向いた力により、調整リン グ２５と固定結合した楕円フレーム２６に対して押し付けられる。スリット薄板 は、投影装置２８と固定結合した円盤２７上に配置された２つの案内レール２８ に沿って半径方向に案内される。ここで楕円フレーム２６は、薄板２３，２３’ がその案内方向により、フレーム２６により形成される楕円の短軸に対して平行 に配置されるときスリット ２４が完全に閉じられるように構成されている。調整リング２５の回転により、 スリット薄板２３，２３’はスリット２４を拡大しながら相互に押圧される。ス リットの最大の大きさは、薄板２３，２３’がその案内方向により、フレーム２ ６により形成される楕円の長軸に対して平行に配置されるよう調整されるときに 達成される。 フォーカスユニット１８とスリット絞り１６との共働作用によって、検出すべ き情報を有する平面２０のほぼ矩形のバーの形状である任意に選択可能な部分１ ９は次の場合に半導体ビーム発生器１７の光によって照射される。すなわち、読 み取り装置が図２からわかるように規定通りの使用時に英数字符号、グラフィッ クまたは写真画像のある平面に沿って案内されるときに照射される。標示平面20 から反射され、フォーカスユニットのスリット絞りを通過した後、画像センサ１ ４に投影された光はこの画像センサ１４でそれ自体公知のように電子信号に変換 される。 情報の設けられた平面２０の比較的に大きな部分を検出することができるよう にするためには、運動検出器２が読み取り装置１の標示平面２０に沿った運動を 検出し、相応の同期信号を信号処理ユニット７にさらに供給する必要がある。図 １に示された読み取り装置では、いわゆるホール効果を検出のために使用する運 動検出器２が取り扱われる。ここでは導通導体の形態 のホール素子３０に磁界が通過する。磁界がホール素子３０の電流に及ぼす作用 によって、電流通過方向に対して横方向に電圧３２が誘起される。 運動検出器２は、標示平面２０に向いた側に自由に回転可能に支承された走査 ボール３３を有する。この走査ボールの表面には小さな磁極片３４が相互に均等 の間隔で配置されている。読み取り装置１と固定結合され、走査ボール３３から 間隔をおいて配置されたホール素子３０に対する走査ボール３３の運動により、 ホール素子３０を通過する磁界が周期的に変化する。これにより、相応して周期 的な電圧の変化がホール素子３０に生じる。走査ボール３３の２次元運動を検出 することができるようにするためには、２つのホール素子３５，３６が必要であ る。これらホール素子は走査ボール３３から間隔をおき、相互に垂直に配置され 、それぞれに電流が次のように通過する。すなわち、それらから出力される電圧 信号により走査ボール３３の所定の回転運動を一義的に推定できるように通過す る。 画像センサ１４の電子画像信号とホール素子３０の信号は電子信号処理ユニッ ト７に供給される。画像信号は増幅段４１で電子的に増幅され、Ａ／Ｄコンバー タ４２に供給され、並びにデジタル形態でメモリユニット４７にファイルされる 。ホール素子３０の信号はパルス分配器４３で同期信号４４に変換される。電子 ロック回路４５は同期信号４４のシーケンスの開始と終了を検出し、ひいては標 示平面２０の検出すべき部分１０の大きさを検出する。このようにして電子時限 回路５０により制限された同期信号４４は、図１０に示すようにメモリユニット ４７から呼び出された画像信号と共に信号処理ユニット４８に供給され、デジタ ル情報パケット５１に変換される。このデジタル情報パケットはメモリ４９のメ モリアドレスの下に記憶される。メモリ４９に設けられた装置５６により、さら なる外部メモリ５７の接続によって記憶容量を拡大することができる。 図示の読み取り装置１の実施例では、信号処理ユニット７はケーブル１１を介 してインターフェース１０と接続されている。このインターフェースにより外部 の電子データ処理装置と接続することができる。このことは図１１に示すように 、インターフェースケーブル６０を介して、または並進装置６２を介して行われ る。インターフェースケーブル６０はインターフェース１０によりソケットを介 して直接、外部電子データ処理装置７０に接続することができる。並進装置６２ には読み取り装置１が切欠部６３で形状結合しているが、取り外すことができる 。ここには、インターフェース１０に適合する接続装置６６が設けられており、 インターフェースケーブル６４およびソケット６５を介して外部データ処理装置 ７０と接続することができ る。 読み取り装置１は、ハンドグリップとして構成されたケーシング３の中に、基 板６に配置されたバッテリー電流供給ユニット８を有する。このユニットは読み 取り装置１の動作のために必要な電流全体を送出し、有利には充電可能なバッテ リー９により駆動される。バッテリー９は並進装置６２を介して、またはインタ ーフェースケーブル６０を介して充電することができる。ここでバッテリーは、 インターフェースカード７２にある充電電子回路によって監視される。電圧制御 器７３が接続ケーブル７４，７５を介してインターフェース１０およびバッテリ ーユニット８と接続されている。電圧制御器は電子要素の駆動に対して必要な動 作電圧および制御電圧を形成し、バッテリー９の電圧を監視し、制御する。 図１２は、図１の実施例に対して変形された読み取り装置１’の実施例を示す 。この読み取り装置１’は装置８０を有し、この装置には、モニタ８１を差込ユ ニットとして接続ソケット８２，８２’を介して機械的にしっかりと、しかし脱 着可能に挿入することができる。このときに読み取り装置１’との電気接続も行 われる。モニタ８１の制御は、信号処理ユニット７に組み込まれたビデオチップ ８３を介して行われる。ビデオチップは、メモリアドレス５２にファイルされた 情報パケット５２にアクセスし、ＬＣＤモニタ８１に 配置されたディスプレイ８４上での表示を可能にする。 ここまで説明した読み取り装置では、半導体ビーム発生器１７から放射された ビームが可視太陽光線スペクトル領域にあり、投影装置１５とスリット絞り１６ を介して検出すべき媒体に投影され、例えばバー１９またはフレームとして見る ことができる。投影されたバーまたはフレームの幾何学的大きさは、調整リング ２５により無段で調整可能なスリット絞りのスリットの大きさにより定められる 。従って投影された位置バー１９だけが検出すべき文字またはグラフィックの大 きさに適合されるのではなく、ＣＣＤ画像センサでの画像処理に対する光学的検 出領域も定められる。投影されたビームは、標示平面２０の照射部分１９から反 射され、反射ビームとして反対方向に、ビーム路に配置されたスリット絞りおよ び光学系を介してＣＣＤ画像センサ１４に達する。そしてこの反射ビームは、そ れぞれの部分１９の画像情報をすべて含んでいる。モニタ８１により検出すべき 媒体の大きさが表示される場合には、視覚的表示は正確にＣＣＤ画像センサ１４ が検出する画像情報に相当する。 ＣＣＤ同期信号に対するパルスは、ホール素子３０および走査ボール３３から 成るホール発生器により形成される。このパルスはコンバータ団４２を介して信 号処理ユニット７に供給される。ホール効果に対して 必要な磁界３１は、走査ボール３３の表面直下に均等に配置された磁極片３４に より形成される。電子ロック回路４５に対する制御パルスは圧力走査子４６によ り送出される。 図１５と図１６に示した光学系では、図３に対して１００を加えた参照符号が 使用されている。光学系１０４はここでもＣＣＤ画像センサ１１４と投影装置１ １５を有する。ＣＣＤ画像センサ１１４には赤外線ビーム発生器１１７が組み込 まれている。また投影装置１１５はフォーカスユニット１１８とスリット絞り１ １６を有する。このフォーカスユニットはフォーカスユニット１８と同じように それぞれ１つの両凸レンズ、片凹レンズ、両凹レンズからなる。図３に示した光 学系４と異なる点は、光学系１１４には赤外線ビーム発生器１１７のビーム路に 対して垂直に配置された赤色光ビーム発生器１２１とハーフミラー１２２が装備 されている点である。ミラー１２２は同じように赤外線ビーム発生器１１７と赤 色光ビーム発生器１２１のビーム路に配置されており、赤色光ビーム発生器から 横方向に照射された赤色光は透過させず、これに対して赤外線に対しては透過性 である。 光学系１１４の装備された読み取り装置の規定通りの使用時には、ハーフミラ ー１２２を通過する赤外線と横方向から照射される赤色光が焦点装置１１８を通 過する。赤色光はミラーで赤外線の方向に偏向される 。そしてこれらの光線はスリット絞り１１６の調整に依存して任意に選択可能な 、情報を有する平面２０の部分に到達する。このことが図１５に示されている。 平面２０で入射方向に反射された赤色光には赤外線が重畳されており、平面２０ の選択された部分の情報すべてが含まれている。反射された光の赤色光成分は、 ｋの光に対しては非透過性のハーフミラー１２２で赤色光ビーム発生器に偏向さ れる。一方、赤外線成分はミラー１２２を通過し、ＣＣＤ画像センサ１１４で記 録される。このＣＣＤ画像センサは反射された赤外線に含まれる光信号を電気信 号に変換する。 図１７に示された読み取り装置２００は図１の読み取り装置とは次の点で異な る。すなわち、ケーシング２０１に無接触運動検出器２０２が、走査ボール３３ を有する運動検出器２の代わりに組み込まれており、さらに調整可能なフォーカ スユニット２０３を有する光学系２０４が調整不能な光学系４の代わりに組み込 まれている。さらに読み取り装置２００は、ケーシング２０１の横に配置された 入力ユニット２０５を有する。さらに光学系２０４には画像センサ２０８が装備 されており、この画像センサは下で詳細に述べるように３次元対象物の記録を可 能にする。 読み取り装置２００の他の構成部材は実質的に読み取り装置１の構成および機 能と同じである。読み取り装置２００もケーシング２０１に組み込まれ、光学系 ２０４と接続された基板２０６を有する。基板には同様に信号処理ユニット２０ ７とメモリユニット２１７が配置されており、さらにバッテリー給電ユニット２ １８およびインターフェース２２０も配置されている。 図１８に拡大して示された運動検出器は走査ヘッド２２５を有し、この走査ヘ ッドには半導体チップ２２６と焦点光学系、図示の実施例では凹凸レンズ２２７ が配置されている。半導体チップ２２６には運動検出手段および読み取り装置と 標示平面との垂直間隔を検出する手段が設けられている。 半導体チップ２２６には、半導体ビーム発生器２２８、並びに全部で５つのフ ォトダイオード２２９，２２９’、２２９”、２２９'"が集積されている。フォ トダイオード２２９から２２９'"はここでは標示平面２０に対して平行な読み取 り装置２０の運動の検出に用いる。また、フォトダイオード２３０により読み取 り装置２００と標示平面２０との垂直間隔の測定が可能になる。フォトダイオー ド２２９〜２２９'"から送出された信号はここでは、読み込まれたデータの補正 調整に対する基準値としても用いられる。図１９のＡ）は、矢印で示された運動 検出器２０２の読み取り過程中の規定通りの位置を示す。このとき運動検出器は 英数字符号１９の文字列の付さされた平面上を移動する。ここで、フォトダイオ ード２２９，２２９’と、 フォトダイオード２２９”、２２９"'がそれぞれほぼ同じ強度の信号を英数字符 号１９のデータが文字列検出すべき文字列から検出する。さらに図１９Ｂ）は、 通りに正しく検出されない場合を示す。フォトダイオード２２９と２２９’から 読み取り過程の間に出力された電気信号は、その強度の点においてフォトダイオ ード２２９”と２２９"'の信号と大きく異なる。フォトダイオード２２９，２２ ９’、２２９”、２２９"'の信号は図示しない評価電子回路によって検出される 。上の場合のように信号強度に所定の差が存在するとき、評価電子回路により警 報信号、例えば音響信号が送出される。この警報信号の送出は、英数字情報が文 字列通り正しき検出されるまで行われる。さらにフォトダイオード２２９，２２ ９’、２２９”、２２９"'から出力された信号はメモリユニット２１７に記憶さ れ、後での補正調整のために使用される。 無接触運動検出器２０２の作用を図２０のブロック図に基づいて説明する。 適切な制御電子回路２３４により、読み取り装置の読み取り過程が開始すると 直ちに半導体ビーム発生器２８０が操作される。レンズ２２７を通って半導体ビ ーム発生器２２８から標示平面２０方向に焦点合わせされた光はこの平面により 反射され、レンズ２２７により半導体チップにフォーカシングされる。フォトダ イオード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'は反 射された光を検出する。読み取り装置２００が標示平面に対して平行に運動する と、フォトダイオード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'からなるダイオー ドアレイに時間ｔきに順次連続する電気信号のパターンが形成される。このパタ ーンから適切なデータ処理によって、読み取り過程中の読み取り装置２００の運 動の方向および速度が一義的に検出される。 フォトダイオード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'、２３０の電気パル スはＡ／Ｄコンバータ２３５で増幅され、標示平面２０に対する読み取り装置２ ００の位置を表すためのデジタル同期信号として信号処理ユニット２０７に供給 される。読み取り装置１のホール素子３０の信号と同じようにして、この同期信 号も同時に記録された画像センサの電子画像信号の同期のために使用される。画 像センサ２０８の画像情報をメモリユニット２１７に記憶する際、同期信号は同 期記録として、検出された画像情報の相応のメモリアドレスの下にファイルされ る。このようにして画像情報を適切な再生装置により呼び出す際に記録された情 報をいつでも縮尺通り正しく再生することができる。 無接触運動検出器の使用により、読み取り装置２００の規定通りの使用時に、 読み取り装置２００と標示平面２０との間隔が、読み取り装置１の場合のように 固定的に設定されるのではなく変化することができる。この理由から、焦点ユニ ット２０３の焦点距離が調 整可能に構成されており、これは焦点ユニット２０３のレンズ系の一部、すなわ ち実施例では両凹レンズが焦点ユニット２０３の他の構成部材に対して光軸に沿 って摺動可能に収容されている。焦点距離の調整は、制御ユニット２２１により 電子的に制御される調整モータ２１９を介して、焦点距離が運動センサから送出 された読み取り装置２００と標示平面２０との間の垂直間隔についての情報に相 応するよう行われる。このために調整モータはねじスピンドルとして構成された 駆動シャフト２２２を有する。この駆動シャフトは、調整可能に収容されたレン ズの側方から突出する留め金により係合されている。駆動シャフト２２２の回転 運動はこのようにして光軸に対して平行なレンズの運動に変換される。従って駆 動シャフト２２２の回転方向に応じて焦点装置２０３の焦点距離が拡大または縮 小される。 画像センサ２０８は３次元対象物の完全な情報を検出することができるように 構成されている。このために画像センサは２つの検知マトリクス面２４０，２４ １を有する。これらのマトリクス面はそれぞれスペクトル的に相互に異なり重な らない電磁周波数スペクトル領域を検出する。有利には検知器マトリクス面の一 方は可視周波数スペクトルすべてに対して感度を有し、他方は赤外線周波数スペ クトル部分を検出する。 検知器マトリクス面２４０，２４１は双安定マルチ バイブレータ２４３により所定のように時間的にずらされて制御される。このよ うにして検出された２つのマトリクス面２４０，２４１の画像情報はシフトレジ スタ２４５とバッファメモリ２４７を介して画像メモリ２４９に供給される。さ らなる処理のために、例えば記録対象物の３次元符号についての情報を抽出する ために、情報はシフトレジスタ２５１により画像メモリ２４９から読み出され、 信号増幅器２５３を介して信号処理ユニット２０７に供給される。 読み取り装置２００のケーシングには、送信器２５４が組み込まれている。こ の送信器は、インターフェース２２０を介しワイヤ接続されたデータ伝送ではな く、外部機器、例えばＰＣまたはノートブックへのワイヤレスデータ伝送を可能 にする。 信号処理ユニット２０７では、得られたデータが電子処理部に供給され、例え ばテクストプログラム、テーブルプログラム、またはグラフィックプログラムで 直接評価することができる。ここで入力ユニット２０４は、相応の処理プログラ ムを選択し、所要の付加情報を入力するのに使用する。テキスト処理、テーブル 処理、またはグラフィック処理のためのプログラムは手書き文字情報を識別し、 電子的に読み出し可能な情報に変換するための基準情報と同じように付加的メモ リ２５５に呼び出し可能にファイルされる。 図２２から図２４は別の実施例の読み取り装置を示 す。ここでは、読み取り、制御および表示のための装置が別個の、相互にデータ 交換するユニット３００，３０１，３０２として構成されている。 読み取りユニット３００は規定通りの使用時に、英数字、グラフィックまたは 写真情報の標示された平面２０の上を直接案内される。光導波体３０５を介して 、検出された情報は光学系３０７に供給される。光学系はこの情報をＣＣＤ画像 センサ３０８に結像する。ＣＣＤ信号処理ユニット３１０では、画像センサ３０ ８により検出された信号がデータ伝送に適した形態に変換され、送信器３１２に 供給される。送信器は制御ユニット３０１の受信器３１３とデータ交換する。読 み取りユニット３００は適切なバッテリーユニット３１４により電流が給電され 、従って制御ユニット３０１の電流供給部３１６には依存しない。読み取りユニ ット３００は同時に筆記用具としても使用される。このために読み取りユニット ３００は、読み取りユニット３００に沈み込むことのできる書き込み用芯を有す る。 制御ユニット３０１では、受信器３１３により受信された信号がマイクロプロ セッサ３１８で処理される。ディスプレイ３１９は状態表示、および例えばエラ ー通報表示に用いられる。マイクロプロセッサ３１８はインターフェース３２１ およびグラフィックインターフェース３２２と接続しており、これらとデータ交 換する。さらに適切なデータ伝送ケーブルを用いて外部機器、例えばＰＣに接続 することができる。検出されたデータおよび／またはマイクロプロセッサにより 処理されたデータの直接表示は表示ユニット３０２で行われる。制御ユニット３ ０１および表示ユニット３０２はワイヤレスデータ伝送によって相互に接続され ている。このために制御ユニット３０１は固有の送信器３２４を、表示ユニット は受信器３２５を有する。表示ユニットでは電子処理ユニット３２６が、受信器 ３２５により検出されたデータのグラフィック処理のために配置されている。 制御ユニット３０１には、圧力ペン、いわゆる“タッチペン”によるキーボー ドレス入力のために入力ディスプレイ３２８が装備されている。圧力ペンとして 例えば読み取りユニット３００が考えられる。このようにして読み取り装置をキ ーボードレス・ポケットＰＣとして使用することもできる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月２１日（１９９８．４．２１） 【補正内容】 明細書 可視標示および投影された英数字符号、グラフィックおよび写真画像および／ または３次元トモグラフの光学的検出および記憶のための検出装置 ＷＯ９２／１１６１０からすでに、英数字符号を電子的に検出および記憶する ためのスキャナが公知である。この機器では、ビーム源の光がプロジェクト装置 を介して英数字符号により標示された平面の所定の部分に投影され、反射された 光が光学ユニットを介して画像センサに結像され、画像センサは光を電子信号の シーケンスに変換する。ここで運動検出器が、文字列に沿ったスキャナの運動を 記録する。検出装置に組み込まれた信号処理電子回路は画像センサの信号を、そ れぞれ英数字シンボルに相応する符号列に変換する。符号は英数字シンボルとし て、組み込まれたメモリにファイルすることができる。しかしまたインターフェ ースを介してさらなる処理のためにコンピュータに伝送することもできる。 この種のスキャナは英数字符号のラインごとの検出と記憶に制限されており、 グラフィック表示または写真画像を検出することはできない。 さらにＷＯ９４／００８２５から、符号を読み出すための読み出しペンの形態 をしたハンドスキャナが公 知である。このために読み出しペンはそれぞれ列伍とに文字列の上を移動される 。ここでは少なくともラインの一部が照射され、これが反射する光が捕獲され、 デジタル情報に変換される。ここでは符号または符号の終了を表す情報だけが記 録される。これらの情報は引き続き符号識別部に供給され、最後に例えばASCII テキストデータとしてファイルされる。 このハンドスキャナの欠点は、所定の識別パターンに相応する符号しか読み出 せないことである。英数字構成でない画像情報を読み出すことはできない。 欧州特許願ＥＰ０２７８００４から公知のハンドコピー機はこのような欠点を 有していない。この機器はまず画像面に標示された情報全体を記録し、これをほ とんど処理しないで画像データメモリにファイルする。 この機器は時間指向のデータ検出に対してだけ設計されたものである。この機 器の欠点は、例えば曲線に配置されたテキストはこの曲線領域すべてをカバーす る実施的に矩形の部分窓内でだけ検出されることである。このことにより興味の 対象でない他のデータも大量に検出して記憶しなければならない。 本発明の課題は、検出に対して設定された運動方向に依存せず、画像面に標示 された任意の情報を最適のメモリで検出することのできる検出装置を提供するこ とである。 この課題は請求項１または２６の特徴部分の構成を有する検出装置によって解 決される。 規定通りの使用において、本発明の検出装置は、英数字符号、グラフィックま たは写真画像の標示された平面の任意に選択可能な部分を光学的に変換し、光学 的信号を電子信号のシーケンスに変換する。この信号シーケンスはオリジナルの 画像情報を保持したまま後での電子処理に対して適した形態で記憶され、再び呼 び出すことができる。これにより、“ＯＣＲ”(Optical Character Recogniton) テキスト識別ソフトが不要になる。 照明は有利には単色光により行うべきである。これは光学的検出の分散による 歪みを回避するためである。赤外線ビームがここで特に適する。なぜなら、赤外 線ビームは通常使用される画像部分、例えば紙で可視光線よりも大きな侵入深さ を有し、従って検出すべき情報を表面の汚れから区別することができるからであ る。 検出すべき画像面の部分を可変調整できるようにするため、検出装置に投影装 置を設け、この投影装置が可変アパーチャを備えた絞りを有すると有利である。 これに特に適するのはスリット絞りであり、そのスリットの大きさは無段階で調 整可能であり、アーム状の部分の検出が可能である。 検出装置の簡単な構成が対象である場合の本発明の 有利な発展形態では、ビーム源が画像センサに組み込まれる。これによりビーム 源の光を、反射光と同じ光学的チャネルを通して導くことができる。 運動検出器が検出装置に固定的に結合され、走査素子を有し、この走査素子が 回転対称に構成され、少なくとも１つの軸を中心に回転可能に運動検出器に支承 して配置され、かつ検出すべき平面に沿って案内できるようにすると特に簡単で 取扱いが容易である。 検出装置の画像部分上の動きの検出は有利には、ホール効果を用いて行う。本 発明の別の重要な実施形態では、運動検出器は走査素子を備えたホール素子を有 し、走査素子は不均一な磁界により取り囲まれる。走査素子の回転運動は、ホー ル素子に誘導されるホール電圧の周期的な変化を引き起こす。このような作用に よって検出装置の画像部分における位置を検出することができる。 別の実施形態では、走査素子は自由回転可能に支承されたボールから成り、こ のボールの表面に均一な間隔で磁極片が配置される。これにより検出装置の画像 部分上での運動を水平方向でも垂直方向でも検出することができる。 別の実施形態では、検出装置に電子的ロックが設けられ、この電子的ロックの 操作により信号処理ユニットによって情報パケットにファイルすべき画像部分の 部分を自由に検出することができる。 高速の情報処理のためには、情報パケットの記録のための所定のメモリを信号 処理ユニットに組み込む。 別の実施例によれば、信号処理ユニットは外部メモリを接続するための装置を 有する。これによって大量のテキストまたは複雑な画像ドキュメントを記憶する ことができる。 信号処理ユニットおよびメモリユニットがすでに画像センサに組み込まれてい れば、消費電流および動作電圧を格段に低減することができる。 データの外部処理のためには、検出装置の信号処理ユニットおよび／またはメ モリユニットがデータ伝送のためのインターフェースにより外部機器と光学的、 電子的または電子光学的に接続されていると有利である。 取扱いを容易にするために、検出装置にバッテリー電流供給部を設け、このバ ッテリー電流供給部が有利には再充電可能なバッテリーにより駆動できるように する。バッテリーの充電に対する電流供給は、検出装置から取り外し可能な並進 装置を介して行うか、またはインターフェースと接続されたケーブルを介して行 うことができる。最適にはバッタリーの充電は充電電子回路を有利にはコンピュ ータインターフェースカードに組み込むことにより行い、この充電電子回路は充 電過程を常時電子的に制御する。 検出または記憶されたデータを常時制御するための 手段も有利である。このためには本発明の別の実施例で同じようにモニタを用い 、モニタは信号処理ユニットに組み込まれた信号処理チップにより制御される。 検出された画像情報はこれによりオンラインで可視的に表示することができる。 しかしメモリユニットにファイルされ、読み出し可能な画像表示として見ること のできるすべての情報パケットを呼び出すことができる。ここではモニタも差込 ユニットとして構成することができ、モニタは必要に応じて検出装置に接続され 、またこれから分離することができる。 現在のマイクロ電子回路ではスペースが僅かしか必要ないので、特に有利には 本発明を携帯機器、例えば万年筆ホルダの形態に構成することができる。 本発明の別の実施形態では、検出すべき符号、グラフィックまたは画像がバー によりマークされる。このバーは可視光線と合同に重畳された赤外線バーからな る。反射された光束は、赤外線だけを通過させるハーフミラーによって可視成分 と赤外線成分とに分解される。ここでは赤外線成分だけが画像検出に使用される 。 この赤外線画像検出の利点は、汚れたり不鮮明である符号も画像センサにより 処理し、評価することのできることである。とりわけ、マークに用いた可視光線 の色と同じ符号も画像センサにより検出することができる。 別の実施形態では、検出装置は運動検出器を有し、この運動検出器は画像部分 に対して平行な検出装置の運動を無接触で検出することができる。このことはと りわけ、画像部分が走査ボールによる運動検出を簡単に許容しない場合、表面構 造がレリーフ状である場合、または表面が接触に対して脆弱である場合に有利で ある。無接触検出手段として、ここでは光学的センサ装置があるが、しかし超音 波または磁界を用いた運動検出のような他の手段も考えられる。 運動を検出するための特に有利な手段として請求項２７では、フォトダイオー ドが設けられる。このフォトダイオードは画像部分から反射されたビーム源の光 を検出する。ここでビーム源は画像記録のために設けられたビーム源とすること もできる。しかし運動検出のための別個のビーム発生器も考えられる。フォトダ イオードは検出装置の規定通りの使用では、画像部分に対して実質的に平行の面 に次のように配置される。すなわち、フォトダイオードから送出された電気信号 の時間的シーケンスに基づいて、検出装置の運動を画像部分に対して一義的に対 応付けすることができるように配置される。平面に対して平行である任意の運動 をこのように検出できるようにするため、フォトダイオードを面内の少なくとも ２つの異なる方向で距離的に離すことが必要である。同時にフォトダイオードか ら送出された信号を基準信号として用いることができ る。これは補正調整を実行するためであり、例えばテキストを正しいラインで検 出することを保証するためである。 有利には運動検出器は、検出装置の画像部分からの垂直間隔を検出するための 手段を有する。有利には垂直間隔の測定は光学的または赤外線光学的に行い、例 えば１つまたは複数のフォトダイオードにより画像部分から反射された光を検出 する。ここでも別個のビーム発生器を垂直間隔測定のために設けることができる 。しかし運動検出器および／または画像記録のビーム源をそのために使用するこ とも考えられる。 請求項２９による実施例では、検出装置を画像部分に対して一定の間隔に保持 する必要がなくなる。この改善実施例では、フォーカスユニットの焦点距離が、 適切な測定手段によって検出された検出装置と画像部分との垂直間隔に依存して 次のように調整される。すなわち、任意の垂直間隔でも画像部分が画像センサに 常にシャープに結像されるように調整される。 有利な改善実施例では、運動および／または垂直間隔の検出のために使用され るビーム源が運動検出器に組み込まれる。有利にはこのようなビーム源として半 導体ビーム発生器がある。これは製造が安価であり、スペースおよびエネルギー をあまり必要としない。 別の有利な実施例では、運動検出手段および／または垂直間隔検出手段および ／またはビーム源、すなわ ち半導体ビーム発生器が１つのマイクロチップに集積され、このマイクロチップ が運動検出器に配置される。 請求項３２によれば、運動検出手段および／または垂直間隔検出手段から送出 された信号がデジタル同期信号に変換され、このデジタル同期信号が検出装置の メモリユニットに、同時に記録された画像情報の情報パケットと共に記憶される 。このようにしてデータを外部機器、例えばＰＣに伝送するような場合でも画像 情報を縮尺通り正しく再生することができる。 請求項３３の実施例では、検出装置は３次元情報を検出するのに適する。この ために画像センサは相応の手段を有し、この手段は対象物の３次元符号の検出を 可能にする。このような手段は例えば立体顕微鏡またはホログラムである。 対象物の３次元符号を検出するための特に有利な手段として請求項３４によれ ば、画像センサが設けられ、この画像センサは２つの検知マトリクスを有し、こ れら検知マトリクスは検出装置の光学ユニットのビーム源から放射された周波数 スペクトルのうちの一部のスペクトル成分だけに対して感度を有する。そして２ つのスペクトル成分は相互に重なっていない。３次元検出のために２つの検知マ トリクスが、例えば双安定マルチバイブレータにより時間的にずらされて制御さ れ、２つの検知マトリクスの異なる画像情報が適切な データ処理により、画像部分の３次元構造についての情報に変換される。 請求項３５による検出装置の実施例では、送受信ユニットを有し、これによっ て外部計算器とのワイヤレス通信が可能である。 手書き文字情報もＥＤＶ読み取り可能情報に変換することができるようにする ため、信号処理ユニットは記憶媒体とデータ交換し、この記憶媒体は相応の基準 情報を含んでいる。例えばこのようにして手書き文字情報を標準１６進文字符号 として画像メモリにファイルすることができる。 別の有利な実施例では、検出装置に入力ユニット、例えばキーボードが設けら れている。これによって、選択された処理プログラムについての情報、例えばテ キストプログラム、テーブルプログラム、またはグラフィックプログラムを呼び 出し、または入力することができる。 有利な実施例では、検出装置は少なくとも２つの別個の、自立的に機能するユ ニットからなる。読み取りユニットは英数字符号、グラフィックまたは写真画像 の形態で画像部分上にある情報を検出するのに用いる。有利にはワイヤレスデー タ伝送によって、これら情報は処理ユニットに伝送され、処理ユニットにより読 み出されたデータが処理される。処理ユニットは機能的に自立したユニット、例 えば制御ユニットと標示ユ ニットに分割することもできる。この種の構成形態により、検出装置の取扱いが 容易になる。例えば読み取りユニットは、データ処理ハードウェアへの組み込み 、およびこれに必要な冷却システム等を省略して、小型の軽い読み取りペンとし て構成することができる。 有利には前記の検出装置の制御ユニットには、制御命令またはその他の情報を 入力するためのセンサ手段が設けられる。いわゆるタッチペンを使用すれば、検 出装置をキーボードレスポケットＰＣとして使用することができる。タッチペン として例えば相応に構成された読み取りユニットが使用される。 別の実施形態では、読み取りユニットが同時に筆記用具としても構成され、読 み取りユニットにより前もって手書きされた情報を処理することができる。 本発明の詳細に説明するために、添付図面に基づき実施例を説明する。 図１は、携帯機器として構成された検出装置の構成を示し、この検出装置は運 動検出器、光学系、信号処理ユニット、集積バッテリー給電ユニットおよび集積 インターフェースを有する。 図２は、規定通りの使用での検出装置１２の斜視図である。 図３は、画像センサ、フォーカスユニットおよびスリット絞りからなる、検出 装置の光学系の縦断面図である。 図４は、光学系のスリット絞りの平面図である。 図５は、いわゆるホール効果を説明するために原理略図である。 図６は、ホール発生器として構成された運動検出器の構造を示す断面図である 。 図７は、ホール発生器ユニットとして構成された運動検出器の構造を示す斜視 図である。 図８は、運動検出器の側面図である。 図９は、検出装置の概略的構造を示すブロック図である。 図１０は、検出装置による情報の読み取りと記憶を説明するための図である。 図１１は、検出装置により検出されたデータを電子データ処理装置に伝送する 様子を示す説明図である。 図１２は、差込ユニットとして構成されたモニタを使用している斜視図である 。 図１３は、モニタ自体の斜視図である。 図１４は、モニタ差込ユニットを使用していない検出装置の斜視図である。 図１５は、赤色光ビーム発生器、赤外線ビーム発生器およびビーム路に配置さ れたハーフミラーを装備した光学系の縦断面図である。 図１６は、画像部分から反射された光のビーム路を示した図１５の光学系の縦 断面図である。 図１７は、無接触運動検出器、調整可能な焦点光学 系および入力ユニットを有する検出装置の別の実施例の構造を示す概略図である 。 図１８は、図１７の無接触運動検出器の縦断面図である。 図１９は、図１８の運動検出器の検出手段の作用を示す概略図である。 図２０は、図１７ないし図１８の運動検出器の作用を説明するためのブロック 図である。 図２１は、３次元対象物を検出するための画像センサの作用を説明するための ブロック図である。 図２２から図２４は、読み取り、制御および表示のための装置がそれぞれ別個 の、相互にデータ交換するユニットとして構成された別の実施例の検出装置の概 略図であり、 図２２は、読み取りユニット、 図２３は、制御ユニット、 図２４は、このような検出装置の指示ユニットを示す。 図１に示された検出装置１には、これと固定的に結合された運動検出器２が設 けられており、この運動検出器はハンドグリップとして構成されたケーシング３ から突出している。ケーシング３には、画像検出に用いる光学系４，多芯接続ケ ーブル５を介して光学系４と接続された基板６、さらにインターフェース１０が 組み込まれている。基板６には信号処理ユニット７と 、充電可能なバッテリー９を備えたバッテリー電流供給ユニット８が配置されて いる。またインターフェース１０は接続ケーブル１１を介して基板と電子的に接 続されており、インターフェースカード１２を有している。 画像検出に用いる光学系４は、ＣＣＤ画像センサ１４を有する。ＣＣＤ画像セ ンサは光を電子画像信号に変換し、この中には例えばグリーン光を放射する半導 体ビーム発生器１７が組み込まれている。画像センサ１４には光学的フォーカス ユニット１８を備えた投影装置１５が配置されている。フォーカスユニット１８ はそれぞれ１つの両凸レンズ、片凹レンズ、両凹レンズ、並びに１つのスリット 絞りから成る。スリット絞りは投影装置１５の片側に配置されており、投影装置 は検出装置の規定通りの使用時には検出すべき情報を担持する情報担体に向けら れている。スリット絞り１６は２つの薄板２３，２３’を有し、これらは回転可 能な調整リング２５を介して可変調整可能なスリット２４を形成する。スリット 調整の際にはスリット薄板２３，２３’が、案内レール２８と固定結合したばね ２９，２９’のそれぞれ１つの半径方向で外側に向いた力により、調整リング２ ５と固定結合した楕円フレーム２６に対して押し付けられる。スリット薄板は、 投影装置２８と固定結合した円盤２７上に配置された２つの案内レール２８に沿 って半径方向に案内される 。ここで楕円フレーム２６は、薄板２３，２３’がその案内方向により、フレー ム２６により形成される楕円の短軸に対して平行に配置されるときスリット２４ が完全に閉じられるように構成されている。調整リング２５の回転により、スリ ット薄板２３，２３’はスリット２４を拡大しながら相互に押圧される。スリッ トの最大の大きさは、薄板２３，２３’がその案内方向により、フレーム２６に より形成される楕円の長軸に対して平行に配置されるよう調整されるときに達成 される。 フォーカスユニット１８とスリット絞り１６との共働作用によって、検出すべ き情報を有する平面２０のほぼ矩形のバーの形状である任意に選択可能な部分１ ９は次の場合に半導体ビーム発生器１７の光によって照射される。すなわち、検 出装置が図２からわかるように規定通りの使用時に英数字符号、グラフィックま たは写真画像のある平面に沿って案内されるときに照射される。画像部分２０か ら反射され、フォーカスユニットのスリット絞りを通過した後、画像センサ１４ に投影された光はこの画像センサ１４でそれ自体公知のように電子信号に変換さ れる。 情報の設けられた平面２０の比較的に大きな部分を検出することができるよう にするためには、運動検出器２が検出装置１の画像部分２０に沿った運動を検出 し、相応の同期信号を信号処理ユニット７にさらに供 給する必要がある。図１に示された検出装置では、いわゆるホール効果を検出の ために使用する運動検出器２が取り扱われる。ここでは導通導体の形態のホール 素子３０に磁界が通過する。磁界がホール素子３０の電流に及ぼす作用によって 、電流通過方向に対して横方向に電圧３２が誘起される。 運動検出器２は、画像部分２０に向いた側に自由に回転可能に支承された走査 ボール３３を有する。この走査ボールの表面には小さな磁極片３４が相互に均等 の間隔で配置されている。検出装置１と固定結合され、走査ボール３３から間隔 をおいて配置されたホール素子３０に対する走査ボール３３の運動により、ホー ル素子３０を通過する磁界が周期的に変化する。これにより、相応して周期的な 電圧の変化がホール素子３０に生じる。走査ボール３３の２次元運動を検出する ことができるようにするためには、２つのホール素子３５，３６が必要である。 これらホール素子は走査ボール３３から間隔をおき、相互に垂直に配置され、そ れぞれに電流が次のように通過する。すなわち、それらから出力される電圧信号 により走査ボール３３の所定の回転運動を一義的に推定できるように通過する。 画像センサ１４の電子画像信号とホール素子３０の信号は電子信号処理ユニッ ト７に供給される。画像信号は増幅段４１で電子的に増幅され、Ａ／Ｄコンバー タ４２に供給され、並びにデジタル形態でメモリユニ ット４７にファイルされる。ホール素子３０の信号はパルス分配器４３で同期信 号４４に変換される。電子ロック回路４５は同期信号４４のシーケンスの開始と 終了を検出し、ひいては画像部分２０の検出すべき部分１０の大きさを検出する 。このようにして電子時限回路５０により制限された同期信号４４は、図１０に 示すようにメモリユニット４７から呼び出された画像信号と共に信号処理ユニッ ト４８に供給され、デジタル情報パケット５１に変換される。このデジタル情報 パケットはメモリ４９のメモリアドレスの下に記憶される。メモリ４９に設けら れた装置５６により、さらなる外部メモリ５７の接続によって記憶容量を拡大す ることができる。 図示の検出装置１の実施例では、信号処理ユニット７はケーブル１１を介して インターフェース１０と接続されている。このインターフェースにより外部の電 子データ処理装置と接続することができる。このことは図１１に示すように、イ ンターフェースケーブル６０を介して、または並進装置６２を介して行われる。 インターフェースケーブル６０はインターフェース１０によりソケットを介して 直接、外部電子データ処理装置７０に接続することができる。並進装置６２には 検出装置１が切欠部６３で形状結合しているが、取り外すことができる。ここに は、インターフェース１０に適合する接続装置６６が設けられており、インター フェースケーブル６４およびソケット６５を介して外部データ処理装置７０と接 続することができる。 検出装置１は、ハンドグリップとして構成されたケーシング３の中に、基板６ に配置されたバッテリー電流供給ユニット８を有する。このユニットは検出装置 １の動作のために必要な電流全体を送出し、有利には充電可能なバッテリー９に より駆動される。バッテリー９は並進装置６２を介して、またはインターフェー スケーブル６０を介して充電することができる。ここでバッテリーは、インター フェースカード７２にある充電電子回路によって監視される。電圧制御器７３が 接続ケーブル７４，７５を介してインターフェース１０およびバッテリーユニッ ト８と接続されている。電圧制御器は電子要素の駆動に対して必要な動作電圧お よび制御電圧を形成し、バッテリー９の電圧を監視し、制御する。 図１２は、図１の実施例に対して変形された検出装置１’の実施例を示す。こ の検出装置１’は装置８０を有し、この装置には、モニタ８１を差込ユニットと して接続ソケット８２，８２’を介して機械的にしっかりと、しかし脱着可能に 挿入することができる。このときに検出装置１’との電気接続も行われる。モニ タ８１の制御は、信号処理ユニット７に組み込まれたビデオチップ８３を介して 行われる。ビデオチップは、メモリアドレス５２にファイルされた情報パケット ５２にアクセスし、ＬＣＤモニタ８１に配置されたディスプレイ８４上での表示 を可能にする。 ここまで説明した検出装置では、半導体ビーム発生器１７から放射されたビー ムが可視太陽光線スペクトル領域にあり、投影装置１５とスリット絞り１６を介 して検出すべき媒体に投影され、例えばバー１９またはフレームとして見ること ができる。投影されたバーまたはフレームの幾何学的大きさは、調整リング２５ により無段で調整可能なスリット絞りのスリットの大きさにより定められる。従 って投影された位置バー１９だけが検出すべき文字またはグラフィックの大きさ に適合されるのではなく、ＣＣＤ画像センサでの画像処理に対する光学的検出領 域も定められる。投影されたビームは、画像部分２０の照射部分１９から反射さ れ、反射ビームとして反対方向に、ビーム路に配置されたスリット絞りおよび光 学系を介してＣＣＤ画像センサ１４に達する。そしてこの反射ビームは、それぞ れの部分１９の画像情報をすべて含んでいる。モニタ８１により検出すべき媒体 の大きさが表示される場合には、視覚的表示は正確にＣＣＤ画像センサ１４が検 出する画像情報に相当する。 ＣＣＤ同期信号に対するパルスは、ホール素子３０および走査ボール３３から 成るホール発生器により形成される。このパルスはコンバータ団４２を介して信 号処理ユニット７に供給される。ホール効果に対して 必要な磁界３１は、走査ボール３３の表面直下に均等に配置された磁極片３４に より形成される。電子ロック回路４５に対する制御パルスは圧力走査子４６によ り送出される。 図１５と図１６に示した光学系では、図３に対して１００を加えた参照符号が 使用されている。光学系１０４はここでもＣＣＤ画像センサ１１４と投影装置１ １５を有する。ＣＣＤ画像センサ１１４には赤外線ビーム発生器１１７が組み込 まれている。また投影装置１１５はフォーカスユニット１１８とスリット絞り１ １６を有する。このフォーカスユニットはフォーカスユニット１８と同じように それぞれ１つの両凸レンズ、片凹レンズ、両凹レンズからなる。図３に示した光 学系４と異なる点は、光学系１１４には赤外線ビーム発生器１１７のビーム路に 対して垂直に配置された赤色光ビーム発生器１２１とハーフミラー１２２が装備 されている点である。ミラー１２２は同じように赤外線ビーム発生器１１７と赤 色光ビーム発生器１２１のビーム路に配置されており、赤色光ビーム発生器から 横方向に照射された赤色光は透過させず、これに対して赤外線に対しては透過性 である。 光学系１１４の装備された検出装置の規定通りの使用時には、ハーフミラー１ ２２を通過する赤外線と横方向から照射される赤色光が焦点装置１１８を通過す る。赤色光はミラーで赤外線の方向に偏向される。そ してこれらの光線はスリット絞り１１６の調整に依存して任意に選択可能な、情 報を有する平面２０の部分に到達する。このことが図１５に示されている。平面 ２０で入射方向に反射された赤色光には赤外線が重畳されており、平面２０の選 択された部分の情報すべてが含まれている。反射された光の赤色光成分は、ｋの 光に対しては非透過性のハーフミラー１２２で赤色光ビーム発生器に偏向される 。一方、赤外線成分はミラー１２２を通過し、ＣＣＤ画像センサ１１４で記録さ れる。このＣＣＤ画像センサは反射された赤外線に含まれる光信号を電気信号に 変換する。 図１７に示された検出装置２００は図１の検出装置とは次の点で異なる。すな わち、ケーシング２０１に無接触運動検出器２０２が、走査ボール３３を有する 運動検出器２の代わりに組み込まれており、さらに調整可能なフォーカスユニッ ト２０３を有する光学系２０４が調整不能な光学系４の代わりに組み込まれてい る。さらに検出装置２００は、ケーシング２０１の横に配置された入力ユニット ２０５を有する。さらに光学系２０４には画像センサ２０８が装備されており、 この画像センサは下で詳細に述べるように３次元対象物の記録を可能にする。 検出装置２００の他の構成部材は実質的に検出装置１の構成および機能と同じ である。検出装置２００もケーシング２０１に組み込まれ、光学系２０４と接続 された基板２０６を有する。基板には同様に信号処理ユニット２０７とメモリユ ニット２１７が配置されており、さらにバッテリー給電ユニット２１８およびイ ンターフェース２２０も配置されている。 図１８に拡大して示された運動検出器は走査ヘッド２２５を有し、この走査ヘ ッドには半導体チップ２２６と焦点光学系、図示の実施例では凹凸レンズ２２７ が配置されている。半導体チップ２２６には運動検出手段および検出装置と画像 部分との垂直間隔を検出する手段が設けられている。 半導体チップ２２６には、半導体ビーム発生器２２８、並びに全部で５つのフ ォトダイオード２２９，２２９’、２２９”、２２９'"が集積されている。フォ トダイオード２２９から２２９'"はここでは画像部分２０に対して平行な検出装 置２０の運動の検出に用いる。また、フォトダイオード２３０により検出装置２ ００と画像部分２０との垂直間隔の測定が可能になる。フォトダイオード２２９ 〜２２９'"から送出された信号はここでは、読み込まれたデータの補正調整に対 する基準値としても用いられる。図１９のＡ、は、矢印で示された運動検出器２ ０２の読み取り過程中の規定通りの位置を示す。このとき運動検出器は英数字符 号１９の文字列の付さされた平面上を移動する。ここで、フォトダイオード２２ ９，２２９’と、フォトダイオード２２９”、２２９"'がそれぞれほぼ同じ強度 の信号を英数字符号１９のデータが文字列検出すべき文字列から検出する。さら に図１９Ｂ）は、通りに正しく検出されない場合を示す。フォトダイオード２２ ９と２２９’から読み取り過程の間に出力された電気信号は、その強度の点にお いてフォトダイオード２２９”と２２９"'の信号と大きく異なる。フォトダイオ ード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'の信号は図示しない評価電子回路に よって検出される。上の場合のように信号強度に所定の差が存在するとき、評価 電子回路により警報信号、例えば音響信号が送出される。この警報信号の送出は 、英数字情報が文字列通り正しき検出されるまで行われる。さらにフォトダイオ ード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'から出力された信号はメモリユニッ ト２１７に記憶され、後での補正調整のために使用される。 無接触運動検出器２０２の作用を図２０のブロック図に基づいて説明する。 適切な制御電子回路２３４により、検出装置の読み取り過程が開始すると直ち に半導体ビーム発生器２８０が操作される。レンズ２２７を通って半導体ビーム 発生器２２８から画像部分２０方向に焦点合わせされた光はこの平面により反射 され、レンズ２２７により半導体チップにフォーカシングされる。フォトダイオ ード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'は反射された光を検出する。検出装 置２００が画像部分に対し て平行に運動すると、フォトダイオード２２９，２２９’、２２９”、２２９"' からなるダイオードアレイに時間ｔきに順次連続する電気信号のパターンが形成 される。このパターンから適切なデータ処理によって、読み取り過程中の検出装 置２００の運動の方向および速度が一義的に検出される。 フォトダイオード２２９，２２９’、２２９”、２２９"'、２３０の電気パル スはＡ／Ｄコンバータ２３５で増幅され、画像部分２０に対する検出装置２００ の位置を表すためのデジタル同期信号として信号処理ユニット２０７に供給され る。検出装置１のホール素子３０の信号と同じようにして、この同期信号も同時 に記録された画像センサの電子画像信号の同期のために使用される。画像センサ ２０８の画像情報をメモリユニット２１７に記憶する際、同期信号は同期記録と して、検出された画像情報の相応のメモリアドレスの下にファイルされる。この ようにして画像情報を適切な再生装置により呼び出す際に記録された情報をいつ でも縮尺通り正しく再生することができる。 無接触運動検出器の使用により、検出装置２００の規定通りの使用時に、検出 装置２００と画像部分２０との間隔が、検出装置１の場合のように固定的に設定 されるのではなく変化することができる。この理由から、焦点ユニット２０３の 焦点距離が調整可能に構成されており、これは焦点ユニット２０３のレンズ系の 一部、すなわち実施例では両凹レンズが焦点ユニット２０３の他の構成部材に対 して光軸に沿って摺動可能に収容されている。焦点距離の調整は、制御ユニット ２２１により電子的に制御される調整モータ２１９を介して、焦点距離が運動セ ンサから送出された検出装置２００と画像部分２０との間の垂直間隔についての 情報に相応するよう行われる。このために調整モータはねじスピンドルとして構 成された駆動シャフト２２２を有する。この駆動シャフトは、調整可能に収容さ れたレンズの側方から突出する留め金により係合されている。駆動シャフト２２ ２の回転運動はこのようにして光軸に対して平行なレンズの運動に変換される。 従って駆動シャフト２２２の回転方向に応じて焦点装置２０３の焦点距離が拡大 または縮小される。 画像センサ２０８は３次元対象物の完仝な情報を検出することができるように 構成されている。このために画像センサは２つの検知マトリクス面２４０，２４ １を有する。これらのマトリクス面はそれぞれスペクトル的に相互に異なり重な らない電磁周波数スペクトル領域を検出する。有利には検知器マトリクス面の一 方は可視周波数スペクトルすべてに対して感度を有し、他方は赤外線周波数スペ クトル部分を検出する。 検知器マトリクス面２４０，２４１は双安定マルチバイブレータ２４３により 所定のように時間的にずらされて制御される。このようにして検出された２つの マトリクス面２４０，２４１の画像情報はシフトレジスタ２４５とバッファメモ リ２４７を介して画像メモリ２４９に供給される。さらなる処理のために、例え ば記録対象物の３次元符号についての情報を抽出するために、情報はシフトレジ スタ２５１により画像メモリ２４９から読み出され、信号増幅器２５３を介して 信号処理ユニット２０７に供給される。 検出装置２００のケーシングには、送信器２５４が組み込まれている。この送 信器は、インターフェース２２０を介しワイヤ接続されたデータ伝送ではなく、 外部機器、例えばＰＣまたはノートブックへのワイヤレスデータ伝送を可能にす る。 信号処理ユニット２０７では、得られたデータが電子処理部に供給され、例え ばテクストプログラム、テーブルプログラム、またはグラフィックプログラムで 直接評価することができる。ここで入力ユニット２０４は、相応の処理プログラ ムを選択し、所要の付加情報を入力するのに使用する。テキスト処理、テーブル 処理、またはグラフィック処理のためのプログラムは手書き文字情報を識別し、 電子的に読み出し可能な情報に変換するための基準情報と同じように付加的メモ リ２５５に呼び出し可能にファイルされる。 図２２から図２４は別の実施例の検出装置を示す。ここでは、読み取り、制御 および表示のための装置が別個の、相互にデータ交換するユニット３００，３０ １，３０２として構成されている。 読み取りユニット３００は規定通りの使用時に、英数字、グラフィックまたは 写真情報の標示された平面２０の上を直接案内される。光導波体３０５を介して 、検出された情報は光学系３０７に供給される。光学系はこの情報をＣＣＤ画像 センサ３０８に結像する。ＣＣＤ信号処理ユニット３１０では、画像センサ３０ ８により検出された信号がデータ伝送に適した形態に変換され、送信器３１２に 供給される。送信器は制御ユニット３０１の受信器３１３とデータ交換する。読 み取りユニット３００は適切なバッテリーユニット３１４により電流が給電され 、従って制御ユニット３０１の電流供給部３１６には依存しない。読み取りユニ ット３００は同時に筆記用具としても使用される。このために読み取りユニット ３００は、読み取りユニット３００に沈み込むことのできる書き込み用芯を有す る。 制御ユニット３０１では、受信器３１３により受信された信号がマイクロプロ セッサ３１８で処理される。ディスプレイ３１９は状態表示、および例えばエラ ー通報表示に用いられる。マイクロプロセッサ３１８はインターフェース３２１ およびグラフィックインターフェース３２２と接続しており、これらとデータ交 換する。さらに適切なデータ伝送ケーブルを用いて外部機器、例えばＰＣに接続 することができる。検出さ れたデータおよび／またはマイクロプロセッサにより処理されたデータの直接表 示は表示ユニット３０２で行われる。制御ユニット３０１および表示ユニット３ ０２はワイヤレスデータ伝送によって相互に接続されている。このために制御ユ ニット３０１は固有の送信器３２４を、表示ユニットは受信器３２５を有する。 表示ユニットでは電子処理ユニット３２６が、受信器３２５により検出されたデ ータのグラフィック処理のために配置されている。 制御ユニット３０１には、圧力ペン、いわゆる“タッチペン”によるキーボー ドレス入力のために入力ディスプレイ３２８が装備されている。圧力ペンとして 例えば読み取りユニット３００が考えられる。このようにして検出装置をキーボ ードレス・ポケットＰＣとして使用することもできる。 請求の範囲 １． 画像面に配置された英数字符号、グラフィックおよび写真画像を光学的 に検出し、記憶するための検出装置において、 ビーム源（１７，１１７）の設けられた投影装置（１５，１１５）が光を、所 定の最大部分内で自由に選択可能な、画像面（２０）の画像部分（１９）を選択 するために投影し、 光学ユニット（４，１０４，２０４，３０７）が、画像部分（１９）から反射 された光を捕獲し、画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）に結像し、該 画像センサは光を電子信号列に変換し、 検出装置（１，１’、２００）のそれぞれの位置を記録するための運動検出器 （２，２０２）が、検出装置（１，１’、２００）の運動を同期信号に変換し、 前記検出装置の運動は、画像平面（２０）に対して少なくとも近似的に平行な 検出面内で任意の方向、かつ検出中に可変である方向で行われ、 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）が画像センサ（１４，１１４，２０ ８，３０８）の信号を前記同期信号を用いて、選択された画像部分（１９）の元 の画像情報すべてを選択し、符号コードに依存しない情報パケットに変換し、当 該情報パケットを電子的処理のために呼び出し可能にメモリユニット（４７，２ １７）にファイルする、 ことを特徴とする検出装置。 ２． ビーム源は少なくとも１つの半導体ビーム発生器（１７，１１７）から 成り、該半導体ビーム発生器は可視光線スペクトル領域または紫外線スペクトル 領域にある単色光を放射する、請求項１記載の検出装置。 ３． 投影装置（１５，１１５）は絞り（１６，１１６）を有し、該絞りの開 口部は画像面（２０）の、それぞれ異なる大きさの画像部分（１９）を照射する ために無段階で調整可能である、請求項１または２記載の検出装置。 ４． 前記絞りはスリット絞り（１６，１１６）として構成されており、該ス リット絞りのスリットの大きさは無段階で調整可能である、請求項３記載の検出 装置。 ５． ビーム源（１７，１１７）は画像センサ（１４，１１４，２０８，３０ ８）に集積されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の検出装置。 ６． 運動検出器（２，２０７）は検出装置と固定結合している、請求項１か ら５までのいずれか１項記載の検出装置。 ７． 運動検出器（２）は回転対称に構成されており、少なくとも１つの軸を 中心に回転可能に支承された走査素子（３３）を有する、請求項６記載の検出装 置。 ８． 運動検出器は、走査素子（３３）を備えたホール素子（３０）を有し、 前記走査素子（３３）は不均一な磁界（３１）によ ンターフェース（１０，２２０，３２１）とデータを外部機器に伝送するため光 学的、電子的または光電的に接続されている、請求項１から１３までのいずれか １項記載の検出装置。 １５． 集積バッテリー電流供給部（８，２１８，３１４，３１６）が設けら れており、該電流供給部は再充電可能なバッテリー（９）により駆動される、請 求項１から１４までのいずれか１項記載の検出装置。 １６． バッテリーを再充電するための集積充電電子回路が設けられており、 該充電電子回路はバッテリー（９）の電子制御高速充電を可能にする、請求項 １５記載の検出装置。 １７． 充電電子回路はインターフェース（１０）に組み込まれている、請求 項１５または１６記載の検出装置。 １８． バッテリー（９）の充電のために電流供給が、検出装置から脱着可能 な差込装置（６２）を介して行われる、請求項１５から１７までのいずれか１項 記載の検出装置。 １９． インターフェース（１０，２２０，３２１）はインターフェースケー ブルと接続されており、 該インターフェースケーブルを介してバッテリー（９）を充電するための電流 が供給される、請求項１４から１７までのいずれか１項記載の検出装置。 ２０． 信号処理ユニット（７，２０７，３１８） には、外部に接続可能なモニタ（８１）を制御するための信号処理チップが集積 されており、 前記モニタを介して、信号処理ユニット（７，２０７）により形成された情報 パケットが可視表示される、請求項１から１９までのいずれか１項記載の検出装 置。 ２１． モニタは差込ユニット（８０，８１）であり、該差込ユニットは検出 装置としっかりと、しかし着脱可能に結合される、請求項２０記載の検出装置。 ２２． 信号処理チップは、モニタ（８１，３０２）での可視表示のために記 憶された情報パケットに対するアクセス手段を有する、請求項２０または２１記 載の検出装置。 ２３． 携帯機器として構成されている、請求項１から２２までのいずれか１ 項記載の検出装置。 ２４． 携帯機器は万年筆ホルダの形態に構成されている、請求項２３記載の 検出装置。 ２５． ビーム源（１１７）として、画像センサ（１１４）に集積された赤外 線ビーム発生器を用い、 光源（１２１）の投影装置（１１５）は、赤外線ビーム発生器（１１７）の照 射方向に対して垂直に可視光線を照射し、並びに赤外線に対して透過性のハーフ ミラー（１２２）を有し、可視光線を反射し、 前記ハーフミラー（１２２）は、赤外線および可視光線のビーム路中に次のよ うに設けられており、すな わち、赤外線ビーム発生器（１１７）から放射された光と光源（１２１）の光と が、標示平面（２０）の１つの合同部分（１９）を照射し、標示平面（２０）か ら反射された光は赤外線成分だけが画像センサ（１１４）に達し、可視光線成分 は画像センサの方向とは反対側に偏向される、ように設けられている、請求項１ または１から２４までのいずれか１項記載の検出装置。 ２６． 画像面に配置された英数字符号、グラフィックおよび写真画像および ／または３次元トモグラフを光学的に検出し、記憶するための検出装置において 、 ビーム源（１７，１１７，２２８）の装備された投影装置（１５，１１５）が 設けられており、 該投影装置は、画像面またはトモグラフの自由に選択可能な部分（１９）を所 定の最大部分内で選択するために光を当該部分（１９）に投影し、 光学ユニット（４，１０４，２０４，３０７）が設けられており、 該光学ユニットは、前記部分（１９）から反射された光を捕獲し、画像センサ （１４，１１４，２０８）に結像し、 該画像センサは光を電子信号列に変換し、 検出装置のそれぞれの位置を記録するために運動検出器（２，２０２）が設け られており、 該運動検出器には検出装置（１，２００）の運動を無接触で検出するための検 出手段（２２９，２２９’、２２９”、２２９"'）が設けられており、当該運動 は任意の、検出中に可変である方向で行われ、 該運動検出器は検出装置（１，２００）のそれぞれの運動を同期信号に変換し 、 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）が設けられており、 該信号処理ユニットは画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）の信号を 同期信号を用いて、前記部分（１９）の元の情報すべてを選択しながら、符号に 依存する情報パケットに変換し、当該情報パケットを後続の電子処理のために呼 び出し可能にメモリユニットにファイルする、 ことを特徴とする検出装置。 ２７． 画像面（２０）に対して実質的に平行な検出面を検出するための検出 手段として、少なくとも２つの方向に相互に間隔をおいて配置されたフォトダイ オード（２２９，２２９’、２２９”、２２９"'）が設けられており、 該フォトダイオードは前記選択された部分（１９）から反射された光を検出し 、基準情報として補正調整を実行するのに使用される電子情報に変換する、請求 項２６記載の検出装置。 ２８． 運動検出器（２，２０２）は、検出装置（ １，２００）と選択された部分（１９）との間の垂直間隔を検出するための手段 、例えばフォトダイオードを有し、 当該手段は、前記部分（１９）から反射されたビーム源（１７，１１７，２２ ８）の光を検出する、請求項２７記載の検出装置。 ２９． 垂直間隔を検出するための手段（２３０）は、調整駆動部（２１９） と作用結合しており、 該調整駆動部によって検出装置（１，２００）の焦点ユニット（１８，１１８ ，２０３）の焦点距離が検出された垂直間隔に依存して所定のように調整可能で ある、請求項２７または２８記載の検出装置。 ３０． 運動および／または垂直間隔を検出するためのビーム源（２２８）と して、運動検出器（２０２）に組み込まれた半導体ビーム発生器が設けられてい る、請求項２７から２９までのいずれか１項記載の検出装置。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年９月９日（１９９８．９．９） 【補正内容】 り次のように取り囲まれている、すなわち、ホール素子（３０）との共働作用に よって、走査素子（３３）が回転するとき電気信号が形成されるように取り囲ま れており、 当該電気信号はそれぞれの回転運動に一義的に割り当てられる、請求項７記載 の検出装置。 ９． 走査素子（３３）は、運動検出器（２）の中を自由に回転可能に配置さ れたボールとして構成されており、 該ボールの表面には均等な間隔で磁極片（３４）が装着されている、請求項８ 記載の検出装置。 １０． 情報パケットの大きさはそれぞれ自由に設定可能である、請求項１か ら９までのいずれか１項記載の検出装置。 １１． メモリユニット（４７，２１７）は、信号処理ユニット（７，２０７ ）に集積された１つまたは複数のメモリ（４９，５７）からなる、請求項１から １０までのいずれか１項記載の検出装置。 １２． 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）は、外部メモリ（５７）を 接続するための装置を有する、請求項１１記載の検出装置。 １３． 画像センサ（１４，１１４，２０８，３１８）には、信号処理のため の集積メモリが装備されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の検 出装置。 １４． 信号処理ユニット８７，２０７，３１８）および／またはメモリユニ ット（４７，２１７）はイ ３１． 運動を検出するための手段（２２９，２２９’、２２９”、２２９"' ）および／または垂直間隔を検出するための手段（２３０）および／または運動 を検出するためのビーム源（２２８）は、運動検出器（２，２０２）に配置され たマイクロチップ（２２６）に集積されている、請求項２６から３０までのいず れか１項記載の検出装置。 ３２． 運動を検出するための手段（２２９，22９’、２２９”、２２９"'） および／または垂直間隔を検出するための手段（２３０）は同期信号を送出し、 該同期信号はメモリユニット（７，２０７）内で、それぞれの情報パケットに 割り当てられた同期プロトコルに記憶される、請求項２６から３１までのいずれ か１項記載の検出装置。 ３３． 画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）には、選択された部分 （１９）の対象物の３次元キャラクタを検出するために２つの検知マトリクス面 （２４０，２４１）が設けられており、 該２つの検知マトリクス面は、電磁周波数スペクトルの全体において相互に重 ならない相互に異なるスペクトル領域を有し、 当該２つの検知マトリクス面は所定のように時間的にずらされて順次制御され る、請求項１から３２までのいずれか１項記載の検出装置。 ３４． 外部計算器にワイヤレスデータ伝送するための送受信ユニット（２５ ４）が設けられている、請求項１から３３までのいずれか１項記載の検出装置。 ３５． 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）は記憶媒体（２５４）とデ ータ交換し、手書き情報を基準情報に基づいてＥＤＶで読み取り可能な情報、有 利には１６進符号情報に変換する、請求項１から３４までのいずれか１項記載の 検出装置。 ３６． 入力ユニット（２０５）が設けられており、該入力ユニットにより選 択可能な処理プログラム、例えばテキストプログラム、テーブルプログラムまた はグラフィックプログラムについての情報が入力される、請求項１から３５まで のいずれか１項記載の検出装置。 ３７． 読み取りユニット（３００）、制御ユニット（３０１）および／また は標示ユニット（３０２）が設けられており、 当該ユニットはそれぞれ機能的に自立したユニットとして構成されており、 相互に有利にはワイヤレスで直接、または間接的にデータ交換を行う、請求項 １から３６までのいずれか１項記載の検出装置。 ３８． 制御ユニット（３０１）には、情報を入力するためのセンサ手段（３ ２８）が装備されている、請求項３７記載の検出装置。 ３９． 読み取りユニット（３００）には書き込み手段、例えば読み取りユニ ット（３００）に沈み込むことのできる書き込み用芯が装備されている、請求項 ３７または３８記載の検出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 視覚的に標示および投影された英数字符号、グラフイックおよび写真画 像の光学的検出および記憶のための読み取り装置において、 投影装置（１５，１１５）が設けられており、 該投影装置は、ビーム源（１７，１１７）の光を、英数字符号、グラフィック または写真画像の標示された平面（２０）の所定の部分（１９）に投影し、 光学ユニット（４，１０４，２０４，３０７）が設けられており、 該光学ユニットは、標示平面（２０）から反射されたビーム源（１７，１１７ ）の光を捕獲し、画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）に結像し、 該画像センサは光を電子信号列に変換し、 運動検出器（２，２０２）が設けられており、 該運動検出器は、読み取り装置（１，１’、２００）が標示平面（２０）に対 して平行運動するときに該読み取り装置の位置を表す同期信号を形成し、 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）が設けられており、 該信号処理ユニットは、画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）の信号 を、同期信号を用いて、表示平面（２０）の任意に選択可能な部分の英数字情報 、グラフィック情報または画像情報に、符号コードに 依存せずに含まれる情報パケットに変換し、電子処理のためにメモリユニット（ ４７，２１７）に呼び出し可能にファイルする、 ことを特徴とする読み出し装置。 ２． ビーム源は少なくとも１つの半導体ビーム発生器（１７，１１７）から 成り、 該半導体ビーム発生器は、可視光線スペクトル領域または紫外線スペクトル領 域にある単色光を放射する、請求項１記載の読み取り装置。 ３． 投影装置（１５，１１５）は絞り（１６，１１６）を有し、 該絞りの開口部は、標示平面（２０）のそれぞれ異なる大きさの部分を照射す るために無段階で調整可能である、請求項１または２記載の読み取り装置。 ４． 絞りはスリット絞り（１６，１１６）として構成されており、 該スリット絞りのスリットの大きさは無段階で調整可能である、請求項３記載 の読み取り装置。 ５． ビーム源（１７，１１７）は画像センサ（１４，１１４，２０８，３０ ８）に集積されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の読み取り装置 。 ６． 運動検出器（２，２０７）は読み取り装置と固定結合している、請求項 １から５までのいずれか１項記載の読み取り装置。 ７． 運動検出器（２）は回転対称に構成されており、少なくとも１つの軸を 中心に回転可能に支承された走査素子（３３）を有する、請求項６記載の読み取 り装置。 ８． 運動検出器は、走査素子（３３）を備えたホール素子（３０）を有し、 走査素子（３３）は不均一な磁界（３１）により次のように取り囲まれている 、すなわち、ホール素子（３０）との共働作用によって、走査素子（３３）が回 転するとき電気信号が形成されるように取り囲まれており、 当該電気信号はそれぞれの回転運動に一義的に割り当てられる、請求項７記載 の読み取り装置。 ９． 走査素子（３３）は、運動検出器（２）の中を自由に回転可能に配置さ れたボールとして構成されており、 該ボールの表面には均等な間隔で磁極片（３４）が装着されている、請求項８ 記載の読み取り装置。 １０． 自由に操作可能な電子ロック回路（４５）が情報パケットの大きさを それぞれ設定する、請求項１から９までのいずれか１項記載の読み取り装置。 １１． メモリユニット（４７，２１７）は、信号処理ユニット（７，２０７ ）に集積された１つまたは複数のメモリ（４９，５７）からなる、請求項１から １０までのいずれか１項記載の読み取り装置。 １２． 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）は、外部メモリ（５７）を 接続するための装置を有する、請求項１１記載の読み取り装置。 １３． 画像センサ（１４，１１４，２０８，３１８）には、信号処理のため の集積メモリが装備されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の読 み取り装置。 １４． 信号処理ユニット８７，２０７，３１８）はおよび／またはメモリユ ニット（４７，２１７）はインターフェース（１０，２２０，３２１）とデータ を外部機器に伝送するため光学的、電子的または光電的に接続されている、請求 項１から１３までのいずれか１項記載の読み取り装置。 １５． 集積バッテリー電流供給部（８，２１８，３１４，３１６）が設けら れており、該電流供給部は再充電可能なバッテリー（９）により駆動される、請 求項１から１４までのいずれか１項記載の読み取り装置。 １６． バッテリーを再充電するための集積充電電子回路が設けられており、 該充電電子回路は、バッテリー（９）の電子制御高速充電を可能にする、請求項 １５記載の読み取り装置。 １７． 充電電子回路はインターフェースに組み込まれている、請求項１５ま たは１６記載の読み取り装置。 １８． バッテリー（９）の充電のために電流供給が、読み取り装置から脱着 可能は差込装置（６２）を介して行われる、請求項１５から１７までのいずれか １項記載の読み取り装置。 １９． インターフェース（１０，２２０，３２１）はインターフェースケー ブルと接続されており、 該インターフェースケーブルを介してバッテリー（９）を充電するための電流 が供給される、請求項１４から１７までのいずれか１項記載の読み取り装置。 ２０． 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）には、外部に接続可能なモ ニタ（８１）を制御するための信号処理チップが集積されており、 前記モニタを介して、信号処理ユニット（７，２０７）により形成された情報 パケットが可視表示される、請求項１から１９までのいずれか１項記載の読み取 り装置。 ２１． モニタは差込ユニット（８０，８１）であり、該差込ユニットは読み 取り装置としっかりと、しかし着脱可能に結合される、請求項２０記載の読み取 り装置。 ２２． 信号処理チップは、モニタ（８１，３０２）での可視表示のために記 憶された情報パケットに対するアクセス手段を有する、請求項２０または２１記 載の読み取り装置。 ２３． 携帯機器として構成されている、請求項１ から２２までのいずれか１項記載の読み取り装置。 ２４． 携帯機器は万年筆ホルダの形態に構成されている、請求項２３記載の 読み取り装置。 ２５． ビーム源として、画像センサ（１１４）に集積された赤外線ビーム発 生器を用い、 光源（１２１）の投影装置（１１５）は、赤外線ビーム発生器（１１７）の照 射方向に対して垂直に可視光線を照射し、並びに赤外線に対して透過性のハーフ ミラー（１２２）を有し、可視光線を反射し、 前記ハーフミラー（１２２）は、赤外線および可視光線のビーム路中に次のよ うに設けられており、すなわち、赤外線ビーム発生器（１１７）から放射された 光と光源（１２１）の光とが、標示平面（２０）の１つの合同部分（１９）を照 射し、標示平面（２０）から反射された光は赤外線成分だけが画像センサ（１１ ４）に達し、可視光線成分は画像センサの方向とは反対側に偏向される、ように 設けられている、請求項１または３から２４までのいずれか１項記載の読み取り 装置。 ２６． 運動検出器（２，２０２）は、標示平面（２０）に対して平行な読み 取り装置（１，２００）の運動を無接触検出するための検出手段（２２９，２２ ９’、２２９”、２２９"'）を有する、請求項１から２５までのいずれか１項記 載の読み取り装置。 ２７． 検出手段として、規定通りの使用時に標示 平面（２０）に対して実質的に平行な平面に少なくとも２つの方向で相互に間隔 をおいて配置されたフォトダイオード（２２９，２２９’、２２９”、２２９'" ）が設けられており、 当該フォトダイオードにより、標示平面（２０）にある英数字符号、グラフィ ックまたは写真画像から反射されたビーム源（１７，１１７，２２８）の光が検 出され、基準情報として補正調整を実行するために使用される電気情報に変換さ れる、請求項２６記載の読み取り装置。 ２８． 運動検出器（２，２０２）は、垂直間隔を検出するための手段（２３ ０）、例えばフォトダイオードを有し、該手段は表示平面（２０）から反射され たビーム源（１７，１１７，２２８）の光を検出する、請求項２７記載の読み取 り装置。 ２９． 垂直間隔を検出するための手段（２３０）は、調整駆動部（２１９） と作用結合しており、 該調整駆動部により、読み取り装置（１，２００）の焦点ユニット（１８，１ １８，２０３）の焦点が垂直間隔に依存して所定のように調整可能である、請求 項２７または２８記載の読み取り装置。 ３０． 運動および／または垂直間隔を検出するためのビーム源（２２８）と して、運動検出器（２０２）に組み込まれた半導体ビーム発生器が設けられてい る、請求項２７から２９までのいずれか１項記載の読 み取り装置。 ３１． 運動を検出するための手段（２２９，２２９’、２２９”、２２９"' ）および／または垂直間隔を検出するための手段（２３０）および／または運動 を検出するためのビーム源（２２８）は、運動検出器（２，２０２）に配置され たマイクロチップ（２２６）に集積されている、請求項２６〜３０までのいずれ か１項記載の読み取り装置。 ３２． 運動を検出するための手段（２２９，２２９’、２２９”、２２９"' ）および／または垂直間隔を検出するための手段（２３０）は同期信号を送出し 、 該同期信号はメモリユニット（７，２０７）内で、それぞれの情報パケットに 割り当てられた同期プロトコルに記憶される、請求項２６〜３１までのいずれか １項記載の読み取り装置。 ３３． 画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）は、標示平面（２０） 上にある対象物の３次元キャラクタを検出するための手段（２４０，２４１）を 有する、請求項１から３２までのいずれか１項記載の読み取り装置。 ３４． 画像センサ（１４，１１４，２０８，３０８）は、読み取り装置のビ ーム源（１７，１１７）から放射された光の、それぞれ相互にスペクトル的に重 ならない周波数領域を検出するのに適した２つの検知 マトリクス（２４０，２４１）を有し、 当該検知マトリクスは所定の時間差を以て制御される、請求項３３記載の読み 取り装置。 ３５． 外部計算器にワイヤレスデータ伝送するための送受信ユニット（２５ ４）が設けられている、請求項１から３４までのいずれか１項記載の読み取り装 置。 ３６． 信号処理ユニット（７，２０７，３１８）は記憶媒体（２５４）とデ ータ交換し、手書き情報を基準情報に基づいてＥＤＶで読み取り可能な情報、有 利には１６進符号情報に変換する、請求項１から３５までのいずれか１項記載の 読み取り装置。 ３７． 入力ユニット（２０５）が設けられており、該入力ユニットにより選 択可能な処理プログラム、例えばテキストプログラム、テーブルプログラムまた はグラフィックプログラムについての情報が入力される、請求項１から３６まで のいずれか１項記載の読み取り装置。 ３８． 読み取りユニット（３００）、制御ユニット（３０１）および／また は標示ユニット（３０２）が設けられており、 当該ユニットはそれぞれ機能的に自立したユニットとして構成されており、 相互に有利にはワイヤレスで直接、または間接的にデータ交換を行う、請求項 １から３７までのいずれか １項記載の読み取り装置。 ３９． 制御ユニット（３０１）には、情報を入力するためのセンサ手段（３ ２８）が装備されている、請求項３８記載の読み取り装置。 ４０． 読み取りユニット（３００）には書き込み手段、例えば読み取りユニ ット（３００）に沈み込むことのできる書き込み用芯が装備されている、請求項 ３８または４０記載の読み取り装置。