专利名称：图像读取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像读取装置。
背景技术：
作为用于抑制图像读取装置中的读取错误的技术，已知有提供多个光源的技术 (例如，参见JP-A-6-2464U)。
发明内容
本发明的目的是即使使用单个光源也从多个方向将光照射在对象上，并且确保在 图像读取装置中可以读取其反射光。 根据本发明的第一方面的图像读取装置包括光源，其照射光；切换单元，其将所 述光源照射的光的行进方向切换到多个预定方向中的一个方向；导光单元，其将由所述切 换单元切换了行进方向并沿着所述多个方向中的一个方向行进的光导向针对各个方向而 预定的位置；以及光传感器，其在对象处于所述预定位置的情况下测量由所述导光单元引 导到所述位置的光中的由所述对象反射的光。 按照根据本发明的第二方面的图像读取装置，在本发明的第一方面的结构中，所 述光源沿着单个预定方向照射光，并且所述切换单元包括反射由所述光源照射的光的反 射单元；以及驱动所述反射单元以使得光的反射方向切换到所述多个方向中的一个方向的 驱动单元。 按照根据本发明的第三方面的图像读取装置，在本发明的第一方面中所公开的结 构中，设置有根据施加的电压而改变所述光源照射的光的行进方向的光偏转部件，并且，所 述切换单元通过控制施加到所述光偏转部件的电压来切换行进方向。 按照根据本发明的第四方面的图像读取装置，在本发明的第一到第三方面中的任
一方面公开的结构中，所述切换单元按照预定周期依次地切换行进方向。 按照根据本发明的第五方面的图像读取装置，在本发明的第一到第三方面中的任
一方面公开的结构中，所述切换单元基于所述光传感器测量到的光来确定切换的时刻。 按照根据本发明的第六方面的图像读取装置，在本发明的第一到第五方面中的任
一方面公开的结构中，设置有指示部件，该指示部件用于指示作为所述预定位置的目标位置。 根据本发明的第一方面的结构，即使使用单个光源也可以从多个方向将光照射在 对象上，并且确保可以读取其反射光。 根据本发明的第二方面的结构，即使不移动光源也可以从多个方向将光照射在对 象上。 根据本发明的第三方面所公开的结构，即使不提供机械移动的单元，也可以从多 个方向将光照射在对象上。 根据本发明的第四方面的结构，可以将光照射在对象上，而不会沿着相同方向连续地照射光。 根据本发明的第五方面的结构，与未提供该结构的情况相比，可以降低切换频度。
根据本发明的第六方面的结构，与未提供该结构的情况相比，可以允许用户容易地觉察到将被光照射的位置(即，用于读取的目标位置)。
将基于以下附图来详细地描述本发明的示例性实施方式，在附图中 图1例示了本发明的图像读取装置的使用模式； 图2A和图2B是示出了图像读取装置的前端部的结构的剖面图； 图3是示出了图像读取装置的控制系统的结构的框图； 图4是示出了读取图像信息的模式的时序图； 图5是示出了图像读取装置的前端部的结构的剖面图； 图6是示出了图像读取装置的控制系统的结构的框图； 图7是示出了图像读取装置执行的处理的流程图； 图8示出了本发明的示例性导光部；以及 图9示出了切换镜(反射部)的变型。
具体实施例方式
1、第一示例性实施方式 图1示出了根据本发明的第一示例性实施方式的图像读取装置的使用模式。本示例性实施方式的图像读取装置10具有笔状外观，并且在使用时由用户持握。用户用图像读取装置10的前端来指示作为待读取对象的对象Obj，并且移动图像读取装置10以使得光照射在对象的表面。图像读取装置10可以包括启动/停止图像读取装置的操作的开关，或者也可以由外部装置供电并在外部装置运行期间持续工作。 对象0bj例如是纸张或诸如液晶显示器的显示装置，在其表面上形成有图像。尽管没有特别的限制，但在本示例性实施方式中假定形成在对象Obj上的图像是表示对象0bj上的位置(坐标)的图像。例如，通过预定规则对坐标进行编码、并用由点和线形成的图案来表示编码，从而获得该图像。此后，将经过编码的图像成为"码图像"。
图2A和图2B是示出了图像读取装置10的前端部的结构的剖面图。图2B是在图2A的剖面图中的一点链线是剖面线的情况下的剖面图。图像读取装置10在用户手持的外壳10c的前端中具有开口 10a。通过开口 10a暴露出指示部件101的一部分。指示部件101用于指示作为图像读取装置10将要读取的位置的目标位置，并且指示部件101的前端(露出侧)理想地逐渐变尖。可以将图像读取装置构造为使得墨水等从指示部件101的前端流
出。注意，图像读取装置io所读取的位置与作为待读取位置的目标位置不需要一致，只要
它们之间的间距是预定的即可。 图像读取装置IO在外壳10c内包括光源102、切换镜103、反射镜104和105、透镜106以及光传感器107。光源102例如是LED(发光二极管)或有机EL(电致发光)发光元件，并且沿着预定方向照射光。根据其中将指示部件101所指示的方向视为前方的限定，本示例性实施方式的光源102向后照射光。切换镜103设置在光源102照射光的方向上。切换镜103是将光源102所照射的光的行进方向切换到多个预定方向(在本示例性实施方式中为两个方向)中的一个方向的镜，并从图2A中以实线示出的位置(此后，称为"第一位置")移动到以两点链线示出的位置(此后，称为"第二位置")。当切换镜103在第一位置时，从光源102照射的光在路径上行进，而当切换镜103在第二位置时，从光源102照射的光在路径L2上行进。切换镜103是本发明的示例性反射部。 注意，沿着路径或L2行进的光实际上具有扩散，并且还存在于图2A中的路径或L2的附近。图2A中的路径和路径L2仅仅是代表性地示出了具有扩散的光的直线。
反射镜104和105是本发明的示例性导光部。反射镜104将在路径上行进的光反射并导向预定位置，反射镜105将在路径1^上行进的光反射并导向预定位置。这里，将光导向的"预定位置"是具有平面扩散的区域。此外，反射镜104将光导向的位置和反射镜105将光导向的位置可以重叠也可以不重叠。 光传感器107测量从光源102照射并沿着路径或L2行进的光中的由对象Obj反射的光，并且产生取决于测量到的反射光的亮度(强度)的图像信息。例如，使用诸如CCD(电荷耦合器件)传感器或CMOS(互补型金属氧化物半导体)传感器的图像形成装置作为光传感器107。透镜106将入射光聚焦在光传感器107上。 图3是示出了图像读取装置10的控制系统的结构的框图。图像读取装置10包括发光控制器111、驱动控制器112、以及图像信息处理部113。发光控制器111控制光源102的光照射。发光控制器111例如响应于用户的操作来控制光源102的开启和关闭。驱动控制器112控制驱动部108的操作。驱动部108用于改变切换镜103的朝向，并且例如使用MEMS(微电子机械系统)装置或压电致动器来驱动切换镜103。协同工作的驱动部108和切换镜103实现本发明的切换部。图像信息处理部113控制光传感器107的操作。图像信息处理部113将光传感器107产生的图像信息识别为码图像，并且在对图像信息进行了分析后计算并输出坐标。注意，图像信息处理部113输出的数据的目的地可以是通过线缆或以无线方式与外部装置进行通信的通信部，或者，在图像读取装置10内设置了诸如半导体存储器的存储器的情况下，该目的地可以是该存储器。 注意，此后，也将发光控制器111、驱动控制器112和图像信息处理部113总称为"控制器110"。控制器IIO可以由单个算术处理装置或由协同工作的多个算术处理装置来实现。 以上描述了本示例性实施方式的图像读取装置10的结构。基于该结构，本示例性实施方式的图像读取装置10处于如下状态在由用户手持时照射光，并接收对其反射光的检测。在这种状态下读取码图像时，图像读取装置io试图对码图像进行分析。
这时，图像读取装置10的控制器110使得按照预定的帧速(例如，60fps(帧每秒))来测量反射光并产生图像信息，同时使得按照与所述帧速相符的速度来驱动切换镜103并切换从光源102照射的光的路径。例如，当帧速为60fps时，控制器110使得切换镜103的往复移动(从第一位置移动到第二位置并回到第一位置，或反之)周期性地执行60次(即，30个往复)。 图4是示出了读取图像信息的模式的时序图。在图4中，高电平(Hi)表示其中测量图像信息的状态，低电平(Lo)表示其中没有测量图像信息的状态。在图像读取装置如在本示例性实施方式中那样运行的情况下，交替地测量由在路径^上通过的光而获得的图像信息、和由在路径L2上通过的光而获得的图像信息。 根据图像读取装置10，在图像读取装置10和对象0bj处于特定的位置关系的情况下，光传感器107可以测量除了漫射分量以外还包括相对较大的镜面反射分量的反射光。该位置关系是这样的，其中，在对象Obj形成的平面是入射面的情况下，反射镜104 (或105)反射的入射光的入射角与朝着光传感器107反射的光的反射角相同或接近。注意，反射光中的镜面反射分量的分布根据形成入射面的对象Obj的表面特性而不同。例如，根据形成在对象Obj上的图像，镜面反射分量可能基本上集中在特定的方向上，或者可以在一定程度上分布在特定方向周围。在测量包括相对较大的镜面反射分量的反射光的情况下，光传感器107所产生的图像信息可以包括这样一个区域，在该区域中，由于光强度饱和而不能识别原始图像。 根据本示例性实施方式的图像读取装置10，在光传感器107与反射镜104或105中的一个处于上述特定位置关系的情况下，光传感器107与反射镜104或105中的另一个不处于所述特定位置关系。因此，光传感器107将在不满足所述特定位置关系的状态下读取到两条图像信息中的至少一条，而不会出现其中在满足所述特定位置关系的状态下连续地读取图像信息的情形。因此，在本示例性实施方式中，即使在满足以上特定位置关系的状态下用户持续地手持图像读取装置10的情况下，也不会连续地出现不能识别原始图像的情形。 2、第二示例性实施方式 在本发明的第二示例性实施方式中，改变第一示例性实施方式的图像读取装置10的结构的一部分。因此，在本示例性实施方式中，针对与第一示例性实施方式的图像读取装置10共有的结构，给出相同的标号，并且省略其描述。 图5是示出了本示例性实施方式的图像读取装置的前端部的结构的剖面图。除了指示部件101、反射镜104和105以及光传感器107以外，本示例性实施方式的图像读取装置20还包括光源201和楔形镜202。光源201在照射光的方向上具有光偏转部件201d，并且选择性地将光的行进方向切换到路径L3或路径1^中的一个。光偏转部件201d根据施加的电压来改变光的行进方向。楔形镜202是反射部件，其具有用于反射在路径L3上行进的光的第一反射表面和用于反射在路径L4上行进的光的第二反射表面。 图6是示出了图像读取装置20的控制系统的结构的框图。图像读取装置20包括发光控制器111、偏转控制器211、以及图像信息处理部113。偏转控制器211控制施加于光偏转部件201d的电压。偏转控制器211在将光导向路径L3的情况下向光偏转部件201d施加第一电压，并且在将光导向路径^的情况下向光偏转部件201d施加第二电压。注意，此后，也将发光控制器111、偏转控制器211、以及图像信息处理部113总称为"控制器210"。
上面描述了本示例性实施方式的图像读取装置20的结构。基于该结构，本示例性实施方式的图像读取装置20处于由用户手持时照射光、并可用于测量其反射光的状态。本示例性实施方式的图像读取装置20与第一示例性实施方式的图像读取装置10的不同之处在于切换路径的模式不同。 图7是示出了控制器210执行的处理的流程图。如图7所示，控制器210在获取图像信息时(步骤Sl)分析图像信息并试图计算坐标(步骤S2)。此后，将步骤S2的操作称为"解码"。控制器210判断解码结果是否错误(步骤S3)。在判断出解码结果错误的情况
6下(步骤S3 :是)，控制器210在再次获取图像信息(步骤SI)之前，切换施加于光偏转部件201d的电压并且改变路径(步骤S4)。相反，在判断出解码结果没有错误的情况下(步骤S3 :否)，控制器210输出所计算出的坐标(步骤S5)。 注意，可以使用已知方法来判断解码结果是否错误。例如，控制器210可以根据是否可以计算出与坐标相当的数值来判断解码结果是否错误，进一步来说，可以在与之前计算出的坐标之间的差(距离)超过了预定阈值的情况下判断为解码结果错误。这是因为，在与之前计算出的坐标之间的差超过预期的情况下(例如，在超过了用户正常移动速度的情况下)，计算出的坐标不正确的可能性极大。 并且，根据本示例性实施方式的图像读取装置20，在光传感器107与反射镜104
或105中的一个处于以上的特定位置关系的情况下，光传感器107与反射镜104或105中
的另一个不处于所述特定位置关系，这与第一示例性实施方式的图像读取装置IO相似。因
此，根据本示例性实施方式的图像读取装置20，在镜面反射造成了解码错误的情况下，在错
误后切换路径，降低了在切换之后发生的镜面反射造成错误的可能性。 并且，对本示例性实施方式的操作与第一示例性实施方式的操作进行比较，与第
一示例性实施方式的操作相比，使用本示例性实施方式的操作，路径切换的频度较低。 注意，在本示例性实施方式中，可以在错误连续地出现设定次数的情况下切换路
径，而不是每次出现错误就切换路径。与每次出现错误就切换路径的情况相比，这使得切换
路径的频度降低。 3、变型例 上述示例性实施方式是本发明的示例。根据本发明，例如可以应用以下的变型例。注意，根据需要，可以将上述的示例性实施方式和以下的变型例组合应用。例如，可以这样来构造本发明使用第一示例性实施方式的结构(参见图2A和图2B)来执行第二示例性实施方式的操作(参见图7)。
3-l、变型例1 图8示出了本发明的示例性导光部。图8中所示的导光部300是发光并且其内具有折射率分布的部件。在导光部300内行进的光在其行进方向弯曲之后出射，如图8所示。导光部300是上述的反射镜104和105的可能替代。
3-2、变型例2 例如在第一示例性实施方式中那样，在周期性地切换光行进方向(即，与光测量结果无关地切换光行进方向)的情况下，可以这样来构造本发明由外部装置来执行诸如解码的处理。在该情况下，图像读取装置仅仅需要向外部装置输出基于反射光而产生的图像信息。 3-3、变型例3 在本发明中，光源所照射的光可以在三个或更多个方向上行进。 图9示出了第一示例性实施方式的切换镜103的变型例。根据本变型例的切换镜
103a是如下的镜其移动方向相对于第一示例性实施方式的切换镜103有所增加，除了 X
轴方向以外，还在图9的Y轴方向上进行往复移动。在该结构的情况下，存在四个光行进方
向。注意，在该情况下，可以根据光行进方向来设置反射部的数量，或者，可以设置内部具有
镜面的圆柱形反射镜。
并且，根据图9中所示的结构，可以进一步增加切换镜103a的运动方向，使得存在8个或者16个光行进方向。在该情况下，切换镜103a的移动优选为按照圆形图案来选择光的路径。 3-4、变型例4 本发明的光源并不限于沿着单个预定方向照射光的光源(如在第一示例性实施方式中那样)。因此，可以这样来构造本发明的光源通过改变照射光的方向，而具有多个光行进方向。例如，本发明可以包括通过使得光源自身倾斜来切换光行进方向的切换部。
对本发明示例性实施方式的前述描述是为了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然，许多变型和修改对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述这些示例性实施方式是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的适用于所构想特定用途的各种实施方式和各种变型。旨在由所附权利要求书及其等同物来限定本发明的范围。
权利要求
一种图像读取装置，该图像读取装置包括光源，其照射光；切换单元，其将所述光源照射的光的方向切换到多个预定方向中的一个方向；导光单元，其将由所述切换单元切换了方向并沿着所述多个方向中的一个方向行进的光导向针对各个方向而预定的位置；以及光传感器，其在对象处于所述预定位置的情况下测量由所述导光单元导向所述位置的光中的由所述对象反射的光。
2. 根据权利要求l所述的图像读取装置， 其中，所述光源沿着单个预定方向照射光，并且 所述切换单元包括反射单元，其反射所述光源照射的光；以及驱动单元，其驱动所述反射单元，使得光的反射方向切换到所述多个方向中的一个方向。
3. 根据权利要求1所述的图像读取装置，该图像读取装置进一步包括 光偏转部件，其根据施加的电压而改变所述光源照射的光的行进方向，其中，所述切换单元通过控制施加到所述光偏转部件的电压来切换所述行进方向。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的图像读取装置，其中，所述切换单元按照预定 的周期依次地切换所述行进方向。
5. 根据权利要求1至3中的任一项所述的图像读取装置，其中，所述切换单元基于所述 光传感器测量到的光来确定切换的时刻。
6. 根据权利要求1所述的图像读取装置，该图像读取装置进一步包括指示部件，该指 示部件用于指示作为所述预定位置的目标位置。
全文摘要
本发明涉及图像读取装置。所述图像读取装置包括光源，其照射光；切换单元，其将所述光源照射的光的方向切换到多个预定方向中的一个方向；导光单元，其将由所述切换单元切换了方向并沿着所述多个方向中的一个方向行进的光导向针对各个方向而预定的位置；以及光传感器，其在对象处于所述预定位置的情况下测量由所述导光单元导向所述位置的光中的由所述对象反射的光。
文档编号F21V13/00GK101763497SQ200910179768
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月15日 优先权日2008年12月24日
发明者中川英悟, 大井一成, 小笠原康裕, 市川裕一, 竹内伸, 长部英资, 高平英信 申请人:富士施乐株式会社