CN102999180B - 一种扫描笔及其扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描笔及其扫描方法，其中所述扫描笔包括：壳体，其上开设有采集窗口；红外发射装置，用于在所述采集窗口靠近待扫描介质后，产生激发信号；红外接收装置，用于接收所述激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；主电路板模块，设置在所述壳体的内部，用于接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备发光形成光路；以及图像采集处理装置，用于在光路打开时进行图像采集。根据本发明的扫描笔，能够有效减少笔尖端的损耗，延长扫描笔的使用寿命。

Description

一种扫描笔及其扫描方法

技术领域

本发明涉及计算机***输入设备领域，尤其是涉及一种应用于文字录入的扫描笔，以及应用于所述扫描笔的扫描方法。

背景技术

在人们的日常生活中，阅读一篇文章时，读者通常希望摘抄文章的最重要的段落，或需要将零散的文字进行录入。目前，扫描笔是实现文章摘抄和文字录入的有效工具，现有的扫描笔技术是采用反射光路来实现的。

中国专利CN201130356“扫描笔”公开了一种扫描笔，包括：壳体，位于壳体上端的主电路板和位于壳体下端的图像传感器板，所述图像传感器板上装配有图像传感器和镜头；该扫描笔还包括用于连接所述主电路板和所述图像传感器板的板间联接座，使得在扫描笔进行扫描时，图像传感器与被扫描的介质是平行或近似平行的。

中国专利CN1375782A“掌上型办公室助理”公开了一种能扫描输入文档的装置，一个线性扫描器与一台便携式计算设备合为一体并对扫描文档曝光。当该线性扫描器与扫描文档之间有相对运动时生成图像。该图像中的文字通过所述装置中的一种OCR引擎而再现，并可显示于所述便携式计算设备的显示屏幕上。随后可将再现的文字填入保持在所述设备中的记录的相关区段上，或者发送给另一设备。

以上专利均为扫描笔的解决方案，但以上所述扫描笔，其笔端前端为机械式触发装置。如图1所示，具有机械式触发装置的扫描笔A，主要包括触发管脚1，弹簧3和触发开关2，与数字信号处理器连接；当扫描笔接触纸面时，触发管脚1受力推挤弹簧3和触发开关2产生数字信号，传输到数字信号处理器用以处理后续设备灯形成光路。

由于以往扫描笔均为机械触发装置，扫描笔进行工作时，笔尖端需要与所扫描文字有一定压力才能进行工作，因而笔尖端受到的损耗较大，从而影响了扫描笔的使用寿命，并且机械开关损坏后不容易更换，影响了扫描笔使用的便利性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种扫描笔，其能够减少笔尖端的损耗，有效地延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种扫描笔，包括有：壳体，其上开设有采集窗口；红外发射装置，用于在所述采集窗口靠近待扫描介质后，产生激发信号；红外接收装置，用于接收所述激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；主电路板模块，设置在所述壳体的内部，用于接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备发光形成光路；以及图像采集处理装置，用于在光路打开时进行图像采集。

进一步地，所述红外发射装置包括有：红外发光二极管，用于产生红外信号；所述红外接收装置包括有：红外光敏二极管，用于接收所述红外信号，并经电路处理后产生数字信号。

进一步地，所述图像采集处理装置包括：图像传感器板；图像传感器，设置在所述图像传感器板之上，用于采集图像；以及镜头，设置在所述图像传感器板之上，用于将光路投射到所述图像传感器。

进一步地，所述主电路板模块包括有：主电路板；数字信号处理器，设置在所述主电路板上；以及用于产生操作指令的功能按键，设置在所述壳体上，并与所述数字信号处理器电相连；其中，用于产生照射到待扫描件光路的光路照明设备与所述数字信号处理器电相连。

进一步地，所述红外光敏二极管集成在所述图像传感器的内部。

进一步地，还包括有板间联接座，连接在所述图像传感器板和所述主电路板之间。

进一步地，所述扫描笔为联机式，还包括有数据接口，设置在所述主电路板上，用于将图像传输到外部计算机或其他储存设备。

进一步地，所述数据接口为USB接口。

进一步地，所述扫描笔为脱机式，其内部设置有图像处理器。

进一步地，所述采集窗口与待扫描介质的距离小于5mm。

与此同时，本发明还提供了一种扫描方法，所述扫描方法包括：（a）当所述采集窗口靠近待扫描介质后，所述红外发射装置产生激发信号，所述红外接收装置接收所述激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；（b）所述主电路板模块接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备发光形成光路；（c）所述图像采集处理装置在光路打开时，进行图像采集。

进一步地，所述步骤（a）包括：所述红外发射装置包括红外发光二极管，所述红外发光二极管发射红外信号；所述红外接收装置包括红外光敏二极管，所述红外光敏二极管接收所述红外信号，并经电路处理后产生数字信号。

根据本发明的扫描笔，通过设置有红外发射装置和红外接收装置，从而替代现有技术中的机械触发装置，有效减少了笔尖端的损耗，延长了扫描笔的使用寿命。

另一方面，本发明还实现了扫描笔结构的简化，从而降低了生产成本以及装配难度。由于红外发光二极管功耗很低，对电量损耗很小，故本发明的扫描笔可以长时间处于工作状态，持续使用性更强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。其中：

图1为现有技术中具有机械式触发装置的扫描笔的结构示意图；

图2为本发明提供的的具有红外发射装置和红外接收装置的扫描笔的实施例结构示意图；

图3为本发明的具有红外发射装置和红外接收装置的扫描笔的工作流程图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其它实施方式中。

参阅图2所示，根据本发明的一种扫描笔B，包括有壳体10，其上开设有采集窗口11，所述采集窗口11设置在壳体10的下端，用于框住待扫描介质上的文字；红外发射装置20，设置在所述壳体10的内部，用于在所述采集窗口靠近待扫描介质达到一定距离时，产生激发信号，该激发信号照射至待扫描介质；红外接收装置21，设置在所述壳体10的内部，用于接收所述红外发射装置20照射至待扫描介质后反射的激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；主电路板模块，设置在所述壳体10的内部，用于接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备41发光形成光路；以及图像采集处理装置，用于光路打开时，进行图像采集。

具体来说，所述红外发射装置20包括有红外发光二极管，用于产生红外信号照射至待扫描介质；所述红外接收装置21包括有：红外光敏二极管，用于接收所述红外发光二极管发射的照射至待扫描介质反射的红外信号，当采集窗口11与待扫描介质之间达到某一距离时，将所属红外光敏二极管接收到的红外信号经电路处理后产生数字信号。采集窗口11与待扫描介质之间的距离可根据实际需要进行设置，优选地是，所述距离小于5mm。然而，本领域技术人员应当理解地是，所述采集距离并不局限于此。

进一步地，所述主电路板模块包括有主电路板40；数字信号处理器42，设置在所述主电路板40上，用于处理经电路处理后转化的数字信号以控制所述光路照明设备41能够形成光路；以及用于产生操作指令的功能按键43，其设置在所述壳体上，并与所述主电路板40电相连，所述功能按键43具有换行、回车、删除等功能；其中用于产生光路的光路照明设备41，与所述数字信号处理器42相连，所述功能按键设置在所述壳体的外部，以便于使用者操作使用，所述功能按键43与所述数字信号处理器相连。

进一步地，所述图像采集处理装置包括：图像传感器板；图像传感器30，设置在所述图像传感器板之上，所述图像传感器30用于采集图像；以及镜头31，设置在所述图像传感器板之上，所述镜头用于将光路投射到所述图像传感器。

具体地说，当采集窗口11与待扫描介质之间达到某一距离时，所述红外光敏二极管接收到的红外信号经电路处理后产生数字信号，将数字信号传输至设置在主电路板40上的数字信号处理器42，该数字信号处理器42对该数字信号进行处理后以控制光路照明设备41发光形成光路，光路从上至下照射到待扫描介质后反射，光路经反射后进入镜头31，镜头将进入的光路直接汇聚在图像传感器30中。

优选地，考虑到扫描笔结构上的简化，所述红外光敏二极管22还可以集成在所述图像传感器30的内部，结合红外发光二极管和红外光敏二极管的结构上较小的特点，本发明克服了现有技术中机械式触发装置的结构较大和复杂，装配难度高的缺陷。

值得指出地是，由于本发明的扫描笔使用红外发光二极管和红外光敏二极管，即利用红外发射装置和红外接收装置来取代原有的机械式触发装置，有效避免了本发明的扫描笔的笔尖端的损耗，延长了使用寿命，并且功耗更低，电量损失较小，能够保证较长时间的工作状态，实用性更好。另外，当发生故障和损坏时，本发明的红外发光二极管和红外光敏二极管更换比较方便，维护便利，故其持续使用性更强。

所述扫描笔还包括有板间联接座50，连接在所述图像传感器板和所述主电路板之间。

所述扫描笔还包括有数据接口44，所述数据接口44可以设置在主电路板40上，用于将图像进一步传输到外部计算机或其他储存设备。可选地是，所述数据接口为USB接口。

与现有技术中机械式触发装置不同地是，本发明的扫描笔无需对笔尖施加压力来产生数字信号，而是通过红外发射装置和红外接收装置产生的红外信号来控制光路照明设备，从而进行后续处理。

值得指出地是，本发明的扫描笔可为联机式扫描笔、或者是脱机式扫描笔，当本发明为联机式扫描笔时，通过所述数据接口44与计算机连接，用于将图像进一步传输到外部计算机本地处理并存储或存储至其他储存设备。可选地是，所述数据接口为USB接口。当本发明为脱机式扫描笔时，其内部还设置有图像处理器（图中未示出），用于图像识别、发音及显示等。

与此同时，本发明还提供了一种应用于所述的扫描笔的扫描方法，所述扫描方法包括：（a）当所述采集窗口靠近待扫描介质的表面达到某一距离时，所述红外发射装置产生激发信号，所述红外接收装置接收所述激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；优选地，所述距离小于5mm；（b）所述主电路板模块接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备发光形成光路；（c）所述图像采集处理装置在光路打开时，进行图像采集。值得指出地是，所述步骤（a）包括：所述红外发射装置21包括红外发光二极管，所述红外发光二极管发射红外信号；所述红外接收装置20包括红外光敏二极管，所述红外光敏二极管接收所述红外信号，并经电路处理后产生数字信号。

具体来说，当扫描笔的采集窗口靠近待扫描介质的表面达到某一距离时，红外发光二极管发出红外信号，红外光敏二极管接收到红外发光二极管发出红外信号，经过电路处理产生数字信号，将处理后的信号传入数字信号处理器，以控制光路照明设备发光形成光路，进而使得图像传感器开始工作，并进行后续图像的采集及传输过程；当扫描笔的采集窗口脱离待扫描介质的表面后，红外光敏二极管接收不到红外发光二极管的红外信号，此时可通过数字信号处理器控制光路照明设备关闭光路，停止扫描。

为了便于理解本案，下面以本发明扫描笔为联机式扫描笔时的情况为例，进一步描述本发明的扫描笔的工作流程。参阅图3所示，将扫描笔的USB接口与计算机上的USB接口连接后，运行相应的扫描软件，进入等待扫描状态201；扫描笔靠近待扫描介质表面时，采集窗口11框住对应要采集的文字；当扫描笔靠近待扫描介质表面达到设定的距离时，进入扫描启动状态202，主电路板的数字信号处理器检测到该状态，打开光路照明设备41，光路照明设备41发光形成光路，光路照射至待扫描介质反射后进入镜头，直接汇聚在图像传感器，图像传感器启动，开始采集图像；判断扫描笔的采集窗口是否远离待扫描介质超过设定的距离203，即数字信号处理器红外光敏二极管是否将接受到的信号转化为数字信号；如果扫描笔的采集窗口远离待扫描介质未超过设定距离，继续进行图像采集204，图像传感器将采集到的图像进行图像传输205，即通过与计算机连接的USB线将扫描得到的图像传输至计算机中，计算机接收到图像后，将接收到的图像进行图像二值化206，与上一帧图像进行图像拼接207。在实际处理中，根据需要图像二值化206和图像拼接207的顺序可以置换，完成处理后，再次判断扫描笔的采集窗口是否远离待扫描介质未超过设定距离203；如果扫描笔的采集窗口与待扫描介质一直在设定距离内，则前述过程一直处于循环；如果检测到扫描笔的采集窗口远离待扫描介质超出设定距离，则进入扫描笔扫描完成状态208的过程，将采集到的图像数据进行文字识别209，文字识别209完成后发送识别后的数据，输出结果210；将结果输出完后，检测功按键的状态211，据此进入相应的功能键处理212，如无功能键改变、回车、换行等操作；处理完后，回到等待状态201，等待使用者的再次文字扫描。

综上所述，根据本发明的扫描笔，其能够替代现有技术中的机械触发装置，从而有效减少了笔尖端的损耗，延长了扫描笔的使用寿命。另一方面，本发明还实现了扫描笔结构的简化，从而降低了生产成本以及装配难度。另外，由于红外发光二极管功耗很低，对电量损耗很小，故本发明的扫描笔可以长时间处于工作状态，可操作性较强，利于广泛推广。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种扫描笔(B)，其特征在于，包括有：

壳体(10)，其上开设有采集窗口(11)；

红外发射装置(20)，用于在所述采集窗口靠近待扫描介质后，产生激发信号；

红外接收装置(21)，包括红外光敏二极管，用于接收所述激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；

主电路板模块，设置在所述壳体的内部，用于接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备(41)发光形成光路；以及

图像采集处理装置，包括图像传感器(30)，用于在光路打开时进行图像采集；

所述红外光敏二极管集成在图像传感器(30)的内部；

所述主电路板模块包括有

主电路板(40)；

数字信号处理器，设置在所述主电路板上，用于处理经红外接收装置21接收并通过电路处理后的数字信号；以及

用于产生操作指令的功能按键，设置在所述壳体上，并与所述数字信号处理器电相连；

其中，用于产生照射到待扫描介质光路的光路照明设备(41)与所述数字信号处理器电相连。

2.如权利要求1所述的扫描笔，其特征在于，所述红外发射装置(20)包括有：红外发光二极管，用于产生红外信号；所述红外接收装置(21)包括有：红外光敏二极管，用于接收所述红外信号，并经电路处理后产生数字信号。

3.如权利要求2所述的扫描笔，其特征在于，所述图像采集处理装置包括：

图像传感器板；

图像传感器(30)，设置在所述图像传感器板之上，用于采集图像；以及镜头，设置在所述图像传感器板之上，用于将光路投射到所述图像传感器。

4.如权利要求3所述的扫描笔，其特征在于，所述红外光敏二极管集成在所述图像传感器的内部。

5.如权利要求1所述的扫描笔，其特征在于，还包括有板间联接座，连接在所述图像传感器板和所述主电路板之间。

6.如权利要求1所述的扫描笔，其特征在于，所述扫描笔还包括有数据接口，设置在所述主电路板上，用于将图像传输到外部计算机或其他储存设备。

7.如权利要求6所述的扫描笔，其特征在于，所述数据接口为USB接口。

8.如权利要求1所述的扫描笔，其特征在于，所述扫描笔内部设置有图像处理器。

9.如权利要求1所述的扫描笔，其特征在于，所述采集窗口与待扫描介质的距离小于5mm。

10.一种应用于权利要求1～9中任一项所述的扫描笔的扫描方法，其特征在于，所述扫描方法包括：

(a)当所述采集窗口靠近待扫描介质后，所述红外发射装置产生激发信号，所述红外接收装置接收所述激发信号，并通过电路处理后转化为数字信号；

(b)所述主电路板模块接收和处理所述数字信号，以控制光路照明设备发光形成光路；

(c)所述图像采集处理装置在光路打开时，进行图像采集。

11.如权利要求10所述的扫描方法，其特征在于，所述步骤(a)包括：

所述红外发射装置(21)包括红外发光二极管，所述红外发光二极管发射红外信号；

所述红外接收装置(20)包括红外光敏二极管，所述红外光敏二极管接收所述红外信号，并经电路处理后产生数字信号。