[发明专利]具有可移动光敏元件的位置传感装置

说明书

本发明涉及位置传感装置，具体地说，涉及包括具有可移动光敏元件的位置传感装置的扫描装置。

手持扫描装置是便携的成象装置，产生代表物体图象的机器可读的图象数据(这里有时简称为图象数据)。产生代表物体的图象数据有时称为对物体“成象”或“扫描”。一些扫描装置产生代表被成象物体的窄“扫描线”部分的图象数据。在成象过程中，相对于成象物体移动扫描装置。在相对于物体移动扫描装置时，扫描装置产生代表物体图象的多个连续扫描线部分的图象数据。因此，物体的图象通过连续扫描线叠加的图象数据表示，类似于传统视频显示器表示的物体图象。

物体的扫描线部分的图象被聚焦在光探测器元件(这里有时简称为光探测器)的线性阵列上。光探测器例如可以安装在多个线性排列的电子片段上，诸如本领域公知的接触式图象传感器。光探测器也可以刻蚀在单片半导体上，如通常在电荷耦合器件中常做的一样。每个光探测器产生代表物体的扫描线部分图象的分离部分的图象数据。图象数据例如可以表示为一系列电压，其中相对高的电压表示光探测器接收到的相对高的光强度，相对低的电压表示光探测器接收到的相对低的光强度。

光探测器产生的图象数据被传输给处理器。处理器的一个作用是产生数据库或类似的电子结构，表示扫描线相对于物体上开始产生扫描线的地点的位置。或者，数据库可以表示扫描线彼此之间的相对位置。处理器利用存储在数据库中的数据和图象数据再现物体的图象。例如，在扫描装置产生表示二维物体的图象数据的情况下，诸如一张纸上的文本，可以在纸张上向任何方向移动手持扫描装置。因此，实际上可以在纸张的任何位置产生扫描线部分，这样产生代表包括多个扫描线部分的物体图象的图象数据，这些扫描线部分可能在纸张表面倾斜。为了精确再现物体的图象，手持扫描装置利用存储在数据库中的数据确定纸张图象的扫描线部分的正确位置。然后处理器利用公知的处理技术例如拼接软件可以产生印刷在纸张上的文本的电子图象。

手持扫描装置的例子在下列美国专利和专利申请中进行了描述，把它们包括在这里以供参考：授予McConica的US5，552，597，名称为“具有可调光路的手持扫描器(HAND-HELD SCANNER HAVINGADJUSTABLE LIGHT PATH)”；授予Steinle的US5，646，394，名称为“具有光束转向能力的成象装置(IMAGING DEVICE WITHBEAM STEERING CAPABILITY)”；授予Khovaylo等的US5，646，402，名称为“可扩展的手持扫描装置(EXPANDABLE HAND-HELD SCANNING DEVICE)”；授予Kerschner等的US5，723，859，名称为“LINE CONTACT HAND-HELD SCANNING DEVICE ANDMETHOD HAVING A LIGHT PATH SUBSTANTIALLYPERPENDICULAR TO THE ORIENTATION OF THE OBJECT ATA LINE POSITON”；Sims等1998年7月29日申请的序列号为09／120，641的专利申请，名称为“手持扫描装置(HAND HELDSCANNING DEVICE)”；以及Sims等1998年7月30日申请的序列号为09／120，637的专利申请，名称为“手持扫描装置(HAND HELDSCANNING DEVICE)”。

在扫描过程中如果扫描装置相对于物体的速率或位置变成不可知的，再现物体图象可能会遇到问题。例如，如果扫描装置每秒中对物体图象的一千个扫描线部分成象，而且扫描装置沿着单轴方向相对于物体以每秒一英寸的恒定速率移动，那么每个扫描线代表千分之一英寸的物体图象。如果扫描装置相对于物体的正确速率被传输给处理器，处理器将产生数据库，表示每个扫描线代表千分之一英寸的物体图象。或者，处理器将表示每个扫描线与邻近扫描线的距离为千分之一英寸。根据图象数据和存储在数据库中的数据，处理器可以精确地再现物体图象。然而，如果扫描装置相对于物体的速率减小，而且减小的速率没有传输给处理器，处理器将仍旧象每个扫描线代表千分之一英寸物体一样继续处理图象数据。然而，每个扫描线将代表不到千分之一英寸的物体。因此，物体图象被压缩。另一方面，如果扫描装置相对于物体的速率增大，而且增大的速率没有被传输给处理器，物体图象将被扩大。