CN1248056A - 采用中空反射器的扫描线照明*** - Google Patents

采用中空反射器的扫描线照明*** Download PDF

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Abstract

用于照明一个目标物(14)上的扫描区(42)的一种照明***(10)可以包括一个中空反射器(46),该中空反射器具有一个内反射面(54)、一个入射孔径(56)、和一个出射孔径(58)。一个光源(44)设置在中空反射器(46)的入射孔径(56)附近,使得由光源(44)产生的光线(50,50’)的一部分穿过入射孔径(56),并且在穿过出射孔径(58)之前被中空反射器(46)的内反射面(54)反射。

Description

采用中空反射器的扫描线照明***
一般来说，本发明涉及扫描装置，更具体地说，本发明涉及手持式扫描装置的照明***。
光学扫描装置在本领域中是众所周知的，用于产生表示被扫描物例如一张照片或一页印刷文本的机器可读图象数据信号。在一种典型的扫描仪应用中，一台个人计算机可以使用由一个光学扫描仪产生的图象数据信号在一个适合的显示装置，例如一台CRT显示器或一台打印机上再现被扫描物的图象。
手持式或便携式光学扫描仪是可用手持在被扫描物或文件之上移动的一种光学扫描仪。手持式扫描仪可以通过一根数据电缆与一***立的计算机直接相连。如是，则由手持式扫描仪产生的数据信号可以“在空中”，即，当采集图象数据时传输到独立计算机中。或者，手持式扫描仪可以包括用于存储图象数据的一个单板数据存储装置。在扫描操作完成之后可以采用任何方便的手段，例如通过一条电缆或者红外光数据传输装置将图象数据下载到一***立的计算机中。
手持式或便携式光学扫描仪在本领域中是众所周知的，在授予McConica的美国专利US-5552597(具有可调节光路的手持式扫描仪)、授予McConica等人的美国专利US-5586212(用于手持式扫描仪的光波导)、授予Kochis等人的美国专利US-5381020(具有自带电池充电器的手持式光学扫描仪)和授予McConica等人的美国专利US-5306908(具有触摸式速度控制装置的手动手持式光学扫描仪)中公开了手持式光学扫描仪的各个部分，所有这些专利中公开的内容都以引用方式结合在本申请中。
一种典型的手持式光学扫描仪可以包括照明和光学***以实现对目标物的扫描。照明***照亮目标物的一部分(通常称之为“扫描区”)，同时光学***收集从被照明的扫描区反射的光线，并将被照明的扫描区的一个小区域(通常称之为“扫描线”)聚焦到设置在扫描仪中的一个光敏检测器表面。然后可以通过将扫描线扫过整个目标物，一般是将手持式扫描仪相对于目标物移动，获得表示整个目标物的图象数据。举例来说，照明***可以包括一个光源(例如一个荧光灯或白炽灯或者一个发光二极管(LED)阵列)。光学***可以包括一个透镜和/或反射镜组件以将照明的扫描线图象聚焦到检测器表面。或者，可以使用一种“接触式图象传感器”(CIS)来收集和将来自被照明扫描区中的光线聚焦到检测器上。
尽管可以使用其它器件，但是用于检测由光学***聚焦到其上的图象光线的光敏检测器可以是一种电荷耦合器件(CCD)。一个典型的CCD可以包括一个阵列的独立单元或“象素”，每一个单元响应照射到其上的光量收集或聚集起一定量的电荷。由于在任意一个单元或象素中累积的电荷量与光照强度和持续时间相关，所以可以使用一个CCD检测聚焦在其上的一个图象的光点和暗点。
这里所使用的术语“图象光线”指的是由光学***聚焦到检测器阵列表面上的光线。根据扫描仪类型和文件类型的不同，图象光线可以从文件或被扫描目标物上反射，或者可以透射穿过目标物或文件。图象光线可以在基本三个步骤中转换成数字信号。第一，CCD检测器中的每个象素将它接收到的光线转换成电荷。第二，象素电荷被一个模拟放大器转换成模拟电压。最后，一个模数转换器将模拟电压数字化。然后可以按照需要处理和/或保存数字信号。
尽管上述类型的便携式图象扫描仪一直在使用着，但是它们并非没有问题。例如，扫描仪所产生的图象数据的质量通常与对于扫描区的照明质量有关。如果照明不够明亮，则在图象数据中可以会产生过多的噪声，表现为“雪花”效应。如果照明量沿扫描线长度方向不够均匀，则会产生其它问题。在这种情况下，所得的图象数据沿扫描线长度方向的质量可能有所不同。照明的极度变化甚至可能导致图象数据的“丢失”。
如果照明***用于以电池为能源的手持式或便携式图象扫描仪，则会产生另外一些问题。例如，为了使电池的能量消耗最小，大部分便携式图象扫描仪设计为以最小量的照明匹配量获取较好的图象质量。但是，不幸的是，这样低功率的照明***对于照明偏差具有很小的容限。因此，即使是微弱的照明变化，也会使得扫描线区域照明不足。许多照明***存在的另一个问题是由光源产生的光线只有一小部分被用于照明扫描区。
用于照明一个目标物上扫描区的一种照明***可以包括一个中空反射器，该反射器具有一个内反射面、一个入射孔径、和一个出射孔径。用于产生光线的一个光源设置在所说中空反射器的入射孔径附近，使得由所说光源产生的光线的一部分穿过所说入射孔径并在穿过所说出射孔径之前被所说中空反射器的内反射面反射。穿过所说出射孔径的光线照明目标物上的扫描区。
本申请还公开了照明扫描区的一种方法，该方法包括以下步骤：提供具有一个内反射面和一个出射孔径的一个中空反射器；将多束光线导向所说中空反射器的内反射面，使得所说内反射面将一部分光线反射通过中空反射器的出射孔径。
在附图中表示了本发明的一些说明性和目前优选的实施例，在附图中：
图1为根据本发明构成的具有一个中空反射器照明***的一种便携式扫描仪的图象头部分的剖面正视图；
图2为所说便携式扫描仪在用于扫描一个目标物时的透视图；
图3为图2所示便携式扫描仪的前面正视图；
图4为所说便携式扫描仪的图象头部分的接触表面的正视图；
图5为表示光源和透镜的相对位置的中空反射器的透视图；
图6为表示光源和透镜位置的中空反射器的放大剖面正视图；和
图7为可用于提供照明光的发光二极管阵列的平面图。
图1中表示了根据本发明构成的一个中空反射器照明***10，它可以用于一个手持式或便携式图象扫描仪12中以扫描一个目标物14，例如其上具有印刷文本18的一份文件16。参见图2。例如，在图2所示的应用中，可以通过将所说便携式图象扫描仪12沿着一条曲折或曲线扫描路径20在所说文件16上移动来扫描整篇文件。如在下文中将要更加详细描述的，应用于所说便携式图象扫描仪12中的所说中空反射器照明***10(图1)对于目标物14上的扫描区42提供了改善的照明。
现在主要参见图2和图3，采用所说中空反射器照明***10的便携式图象扫描仪12的一个实施例可以包括一个主体部分22和一个图象头部分24。所说便携式图象扫描仪12的主体部分22的大小设计为可以容纳便携式图象扫描仪12工作必需或所需的各种电子器件和其它器件(未示出)。例如，除了容纳所说便携式图象扫描仪12工作所需的各种电子器件(未示出)以外，所说主体部分22还可以包括一个显示器26，以及各种按钮和开关28、30和32以控制图象扫描仪12的功能和操作。所说主体部分22还可以容纳适合的电源，例如电池(未示出)，以向所说便携式图象扫描仪12提供电力。
从图1可以清楚地看出，便携式图象扫描仪12的图象头部分24用于安装所说中空反射器照明***10以及一个图象传感***34。图象头部分24的正面或接触表面36(图4)可以带有一个细长窗口38，使得中空反射器照明***10可以由此将聚焦光束66照向目标物14的扫描区42。窗口38还使得被照明的扫描区42反射的图象光线40能够被所说图象传感***34接收。参见图1。所说图象传感***34响应图象光线40产生图象信号(未示出)。然后可以利用一个图象数据处理***(未示出)处理或控制包含在图象信号(未示出)中的图象数据以产生表示所说目标物14的图象数据。
从图1、5和图6中可以清楚地看到所说中空反射器照明***10，该***可以用于照明目标物14的扫描区42。在一个优选实施例中，所说中空反射器照明***10可以包括一个或多个光源组件44、一个中空反射器46、和一个聚焦透镜48。在这里所示和所述的实施例中，所说中空反射器照明***10具有两个光源组件44。如在下文中更加详细介绍的，也可以使用更多或更少数量的光源。不论所使用的光源44的具体数量由多少，中空反射器46都将由一个或多个光源组件44产生的光线(例如50和50’)反射到扫描区42。
现在具体参见图5和图6，所说中空反射器46可以包括一个细长的、通常为圆柱形部件，其具有一个侧壁部52，该侧壁部限定了一个通常为圆柱形的内反射面54。如在下文中更加详细描述的，在一个优选实施例中，内反射面54包括一个漫反射面以增强光线的漫射。中空反射器46的侧壁部52还可以形成有一个或多个入射孔径56(即，每个入射孔径对应于一个光源组件44)和至少一个出射孔径58。每个入射孔径56的大小使之可以以从图6中清楚地看到的方式接受光源组件44。出射孔径58的大小使之可以接受聚焦透镜48，在一个优选实施例中，所说透镜可以包括一个柱面透镜。或者，如以下更加详细描述的，还可以使用其它类型的透镜。在另一个应用中，透镜48可以完全省去。在这里所示和所述的实施例中，所说透镜48聚焦或部分聚焦光线50、50’以产生一束聚焦光线66。然后聚焦光束66照射到扫描区42，从而将该区域照明。
便携式图象扫描仪12可以按照下述方式操作以扫描一个目标物14，例如其上印刷有文本18的一份文件16。第一步骤，使用者(未示出)按照特定扫描仪12的具体操作程序通过按动适合的按钮或开关(例如28、30、和32)来启动或初始化便携式图象扫描仪12。然后使用者可以将扫描仪12的接触表面或接触面36放置在文件16上，并开始扫描操作。如从图6中清楚地看到的，每个光源组件44产生全角度(对于某些类型的光源接近180°)的光线(例如50，50’)。由所说中空反射器46的内反射面54形成的漫反射几乎将由所说光源组件44产生的全部光线50都反射到透镜48，透镜48将这些光线聚焦产生一聚焦光束66，然后将所说聚焦光束66照射到扫描区42。
更具体地说，在这里所示和所述的实施例中，由每个光源组件44产生的大部分光线50在入射到透镜48之前都经过所说中空反射器46的内反射面54的反射。由每个光源组件44产生的其它光线50’将直接入射到透镜48上。因此，透镜48接收到来自至少两条不同路径(例如经由所说中空反射器46的内反射面54(例如光线50)和直接来自所说光源组件44(例如光线50’))的光线。从而所说中空反射器46能够将由所说光源组件44产生的大部分光线照射到扫描区42。
根据本发明构成的中空反射器照明***10的一个主要优点是它改善了扫描区42的照明均匀性，从而在总体上提高了由图象传感***34产生的图象数据的整体质量。所说中空反射器照明***10还将由所说光源44产生的光线(例如50，50’)的更多部分照射到扫描区42。因此，所说中空反射器照明***10可以使用一个较低功率的光源，而提供与使用较高功率光源的其它类型的照明***一样的照明效果。使用较低功率光源提供相同亮度照明对于采用自带电池***提供光源工作所需电力的便携式扫描仪可以说是一个显著的优点。
中空反射器照明***10还具有其它的优点。例如，除了将附加光线50’照射到扫描区42以外，所说中空反射器46还用作一个遮光器以减少由光源44产生的、可能无意中进入图象传感***34的光学***60中的杂散光量。减少进入图象传感***34的光学***60的杂散光量会使所得的扫描图象数据质量提高。中空反射器46的结构还减少了照明***10所需的横向空间。就是说，与其它类型的照明***相比，所说中空反射器照明***10可以使图象头24的宽度W(图1)减小。
在简单地介绍了中空反射器照明***10、和它在便携式图象扫描仪12中的应用、及其更加显著的特征和优点之后，下面将详细描述所说中空反射器照明***10的各种实施例。但是，在进行详细描述之前，应当指出，虽然这里将所说中空反射器照明***10表示和描述为可以用于便携式图象扫描仪12中，但是该照明***并不局限于用于任何特定类型的扫描装置。例如，所说中空反射器照明***10还可以用于平板式扫描仪或者甚至用于复印机。还应当指出，虽然这里将便携式图象扫描仪12表示和描述为可以用于扫描一个目标物14，例如其上带有书面文本18的一份文件16，但是所说扫描仪并不局限于扫描任何特定类型的目标物14。实际上，所说便携式图象扫描仪12可以用于扫描几乎任何类型的可成象目标物。因此，根据本发明构成的中空反射器照明***10不应被认为局限于特定类型的便携式扫描仪和这里所示和所述的具体应用。
基于以上考虑，在图1至图4中表示出所说中空反射器照明***10的一个优选实施例，在该实施例中所说照明***可以用于一个便携式或手持式图象扫描仪12，该扫描仪可以用于扫描一个目标物14，例如其上带有书面文本18的一份文件16。为了扫描整份文件16，需要使用者沿着一条曲折或曲线形式的扫描路径20移动所说便携式图象扫描仪12。如是，则所说便携式扫描仪12可以配备一个定位***(未示出)以使沿所说曲折或曲线扫描路径20获得的图象数据(来示出)可以被“缝合”到一起，以构成表示整个被扫描目标物的图象数据。在授予Holland的美国专利US-5089712(Sheet Advancement ControlSystem Detecting Fiber Pattern of Sheet)和授予Allen等人的美国专利US-5578813(Freehand Image Scanning Device whichCompensates for Non-Linear Movement)中公开了定位***和缝合算法的一些示例，这两篇专利中公开的所有内容都以引用方式结合在本申请中。但是，由于可以用于这种便携式扫描仪12的导航***和缝合算法的详细内容对于理解和实施本发明不是必需的，所以在本申请中不再详细介绍可以用于便携式图象扫描仪12的一个优选实施例中的具体定位***和缝合算法。
现在主要参见图2-4，所说便携式图象扫描仪12可以具有一个主体部分22和一个图象头部分24。尽管也可以使用其它结构，但是所说主体部分22可以采用适于由使用者(未示出)手动控制的整体结构或形状。在一个优选实施例中，所说主体部分22的大小可以容纳便携式图象扫描仪12工作所需的各种电子器件。或者，所说的各种电子器件的一部分或全部都设置在其它地方，并且可以利用适合的数据传输装置，例如一条电缆(未示出)与所说主体部分22相连。所说主体部分22还可以包括一个显示装置26和操作所说便携式图象扫描仪12必需或所需的各种开关装置28、30、32。虽然在一个优选实施例中所说开关装置28、30、和32位于扫描仪12主体部分22的前面板，但是它们也可以位于所说便携式图象扫描仪12上任何方便的位置。所说便携式图象扫描仪12工作所需的电力可以由一个适合的电源，例如一个电池(未示出)提供，所说电池也可以包含在所说便携式图象扫描仪12的主体部分22中。但是，由于可能需要或必须用于特定的便携式图象扫描仪中的各种电子部件、显示装置、开关装置、和电池在本领域中都是众所周知的，并且由于对于各种部件的说明对于理解或实施本发明来说不是必需的，所以在本申请中对于用于所说便携式图象扫描仪12的一个优选实施例中的各种部件，例如电子部件(未示出)、显示装置26、开关装置28、30、和32等等不再详述。
扫描仪12的主体部分22可以用适合具体应用的种类广泛的材料，例如金属或塑料制成。举例来说，在一个优选实施例中，所说主体部分22由聚碳酸酯塑料制成，尽管也可以使用其它材料。
现在同时参见图1和图4，便携式扫描仪12的图象头部分24可以包括固定在所说主体部分22上的一个独立组件。或者，所说图象头部分24可以构成主体部分22的一个组成部分。在任何情况下，所说图象头部分24的大小使之可以容纳所说图象传感***34和中空反射器照明***10。实质上，所说图象传感***34响应于由通常包含在照明的扫描区42范围内的被照明扫描线62反射的图象光线40。所说图象传感***34产生表示所说扫描线62的图象信号(未示出)。所说图象传感***34可以由现在已知的或者可以在将来开发出来的适合用于产生与由被扫描目标物14反射的图象光线40相关的图象数据的任何一种成象***构成。因此，不应认为本发明局限于任何特定类型的成象***或成象***结构。但是，举例来说，在本发明的优选实施例中使用的成象***34可以包括一个光学***60，用于将由包含在被照明扫描区42中的扫描线62反射的图象光线40引导到一个检测器组件64。所说检测器组件64产生与所说图象光线40相关的一个图象信号(未示出)。
图象传感***34的各种部件可以包括在本领域中众所周知的和适于特定应用的各种部件和器件。例如，在一个优选实施例中，用于将图象光线40引导并聚焦到检测器组件64表面上的光学***60可以包括一个接触图象传感器(CIS)，例如由Nippon Sheet Glass Company有限公司出品的接触图象传感器(商标为SELFOC)。或者，也可以使用其它类型的成象***，例如包括透镜和/或反射镜的投影成象***。所说检测器组件64可以包括一个分辨率为300dpi(每英寸点数)的CCD阵列，例如由Austin，TX.的Texas Instruments公司出品的TS105型CCD阵列。或者，也可以使用具有相同或不同分辨率的其它类型的检测器。
所说中空反射器照明***10还可以容纳在便携式扫描仪12的图象头部分24中。现在主要参见图5和图6，所说中空反射器照明***10的一个优选实施例可以包括一个中空反射器46、一对光源组件44、和透镜48。现在分别介绍上述各种部件。
所说中空反射器组件46可以包括一个细长的、通常为圆柱体形的部件，其具有一个侧壁部52，该侧壁部限定了一个内反射面54。侧壁部52还可以包括一对端帽部分82、84，用于封闭所说圆柱体部件的两端。在一个优选实施例中，所说内反射面54基本是圆柱体形状的，具有一个圆的截面，长度为L，其与扫描线62的长度基本是共延的。可取的是，但是并不是必需的，所说内反射面54构成一个漫反射面，其在反射入射到其上的大部分光的同时，还散射入射光。由所说漫反射面54形成的散射提高了沿中空反射器46长度方向的照明均匀性，并且有助于使沿光源组件44的长度方向产生的强度变化平滑。如下文中更加详述的，根据构成中空反射器46的侧壁部52的材料性质的不同，可能必须或需要在所说中空反射器46的内反射面54上形成一个漫反射涂层74。
中空反射器46的侧壁部52还可以形成至少一个入射孔径56和至少一个出射孔径58，如从图6清楚地看到的。所说入射孔径56具有使由所说光源组件44产生的光线(例如50，50’)进入中空反射器46的内部76中的一个构件。形成在所说侧壁部52中的入射孔径56的数量应当与所提供的独立光源组件44的数量相当。例如，在这里所示和所述的实施例中，中空反射器46的侧壁部52形成有两个独立的入射孔径56，56’以适应两个独立的光源组件44，44’。或者，可以使用单个光源组件44，在这种情况下中空反射器46的侧壁部52只需要形成一个入射孔径56。在其它替换实施例中，可以使用三个或多个独立的光源组件44，在这种情况下，中空反射器46的侧壁部52可以形成相同数量的入射孔径56。因此，根据以上考虑，不应认为本发明局限于任何特定数量的入射孔径56和光源组件44。
不论在具体实施例中使用的光源44和入射孔径56有多少，所说的入射孔径56都可以形成在侧壁部52上任何径向位置。之所以可以将入射孔径56设置在任何径向位置，主要是因为内反射面54的漫反射特性。就是说，通过使由所说光源组件44、44’产生的光线发生漫射，所说内反射面54基本掩饰或补偿了由于光源组件44、44’产生的照明变化。举例来说，在这里所示和所述的实施例中，中空反射器46的侧壁部52可以具有两个独立的入射孔径56、56’，如在图6中清楚地看到的，这两个入射孔径分别位于出射孔径58两侧的第一和第二径向位置。
出射孔径58具有用于使光线从中空反射器46内部76射出的一个构件。与入射孔径56、56’的情况一样，所说出射孔径58实际上可以位于任何所需的径向位置。所说出射孔径58之所以能够设置在任何径向位置附近也是由于内反射面54的漫反射特性。举例来说，在一个优选实施例中，所说出射孔径58基本位于两个入射孔径56、56’的中间位置。因此，整个中空反射器46可以按照需要设置在图象头部分24内，使得聚焦光束66照射到扫描区42。参见图1。
中空反射器组件46的侧壁部52和端帽部分82、84可以用适于特定应用的各种材料，例如金属或塑料制成。举例来说，在一个优选实施例中，侧壁部52为用聚碳酸酯塑料(例如Lxan)模制而成的一个一体件。端帽部分82、84可以用相同的材料制成，然后利用任何常规的固定方法或装置，例如粘结剂固定在侧壁部52的端部。可取的是，所使用的塑料为白色的，这种塑料使由所说侧壁部52构成的内反射面54具有较高的反射性。除了具有较高的反射性以外，白色还形成了上述的漫反射特性。
在另一个实施例中，可以在中空反射器46的侧壁部52的内反射面54上施用一层涂层74以使之具有漫反射特性。例如，所说涂层74可以是一层白漆，在这种情况下，中空反射器组件46的侧壁部52可以用其它材料，例如铝制成，这种材料本身不会构成这样的一种漫反射表面。对于本领域普通技术人员来说，在熟悉本发明之后，显然还可以获知和使用其它能够提供上述的漫反射特性的涂层材料。因此，本发明并不局限于这里所述的用以使所说内反射面54具有漫反射特性的特定材料和涂层。
根据使用反射器46的具体装置和用途的不同，所说中空反射器组件46的直径D和长度L可以是任何值。举例来说，在一个优选实施例中，所说侧壁部52的长度L在大约50毫米至220毫米的范围内(优选125毫米)。内反射面54的直径D可以在大约5毫米至25毫米(优选10毫米)的范围内。
光源组件44、44’基本是相同的，可以用产生适合照明扫描区42的光线(例如50)的任何光源构成。例如，在一个优选实施例中，每个光源44、44’可以用多个发光二极管68构成，如从图7清楚地看到的，这种发光二极管相互间隔地设置在一个适合的电路板或底板70上。板70的长度78大约等于中空反射器46的长度L。在一个优选实施例中，板70的长度78在大约50毫米至220毫米(优选120毫米)范围内，尽管也可以采用其它长度。每个光源组件44、44’的大小使之可以被在中空反射器46的侧壁部52中形成的相应入射孔径56、56’接受。每个光源44、44’可以采用本领域中熟知的任何一种固定方式和装置固定在所说侧壁部52上。举例来说，在一个优选实施例中，利用粘结剂将每个光源组件44、44’固定在所说侧壁部52上。
每个发光二极管68可以用Palo Alto，CA的Hewlett-Packard公司生产的LED(部件编号为HSMA-S690)构成。在一个优选实施例中所使用的发光二极管68在很宽的范围内，在某些情况下接近180°产生基本均匀的光输出。板70上LED 68的数量取决于板70的长度以及对于扫描区42所需的照明强度。举例来说，在一个优选实施例中，板70可以包括18个分立的发光二极管68。
如上所述，可取的是，但是不是必须的，所说出射孔径58安装有一个透镜48以聚焦、或至少部分聚焦光线50、50’以形成聚焦照明光束66。然后利用聚焦的照明光束66照明所说扫描区42，如从图1和图6清楚地看到的。所说透镜48可以由任何类型的、适于将由光源组件44、44’发出的光线50、50’聚焦或至少部分聚焦的会聚透镜例如柱面透镜、平凸透镜或其它类型的球面透镜构成。因此，不应认为本发明局限于任何特定类型的透镜48。举例来说，在一个优选实施例中，所说透镜48为一个柱面透镜。
透镜48可以用适于具体用途的任何材料，例如玻璃或透明塑料制成。举例来说，在一个优选实施例中，透镜48可以用聚碳酸酯塑料制成，尽管也可以使用丙烯酸、聚苯乙烯、或环烯共聚物塑料。
透镜48的长度76(图5)和直径80(图6)根据特定中空反射器照明***10的具体设计不同而不同。例如，透镜48的长度76约等于中空反射器组件46的总长度。在一个优选实施例中，透镜48的长度76在大约50毫米至220毫米(优选120毫米)的范围内。透镜48的直径80取决于透镜48的会聚“能力”或会聚量。举例来说，在一个优选实施例中，透镜48的直径在大约2毫米至10毫米(优选3毫米)的范围内。
透镜48可以采用本领域中熟知和容易获得的任何固定方式和装置固定在出射孔径58中。举例来说，可以用适合于制作中空反射器46侧壁部52和透镜48的特定材料的任何光学粘结剂将透镜48固定在所说出射孔径58中。
所说便携式图象扫描仪12可以按照下述方式操作以扫描一个目标物14，例如其上带有书面文本18的一份文件。在第一步骤，操作者按特定扫描仪12的具体操作程序通过按动适合的按钮或开关(例如28、30、和32)来启动或初始化便携式图象扫描仪12以执行扫描操作。然后操作者可以将扫描仪12的接触表面或接触面36放置在文件16上，并开始扫描操作。如上所述，在操作过程中，每个光源组件44产生全角度的光线(例如50、50’)。由所说光源44、44’产生的光线50的大部分在入射到透镜48之前被所说中空反射器46的内反射面54反射和漫射。由光源44、44’产生的其它光线50’直接入射到透镜48上，没有受到内反射面54的反射。透镜48实质上将光线50和50’进行聚焦以产生聚焦光束66。所说聚焦光束66照明所说扫描区42，然后被设置在扫描仪12的图象头部分24中的图象传感***34检测或“扫描”。
可以预料，这里所述的本发明构思能够以各种其它方式实施，因此提出以下的权利要求以涵盖除现有技术限定范围以外的各种替换实施例。

Claims (10)

1、用于照明一个目标物上(14)的扫描区(42)的一种照明***(10)，它包括：
一个中空反射器(46)，其具有一个内反射面(54)、一个入射孔径(56)、和一个出射孔径(58)；
一个光源(44)，其用于产生多束光线(50，50’)，所说光源(44)设置在所说中空反射器(46)的入射孔径(56)内，使得由所说光源(44)产生的基本上所有光线(50，50’)都进入所说中空反射器(46)并且在穿过所说出射孔径(58)之前被所说中空反射器(46)的内反射面(54)反射，所说光线(50，50’)穿过所说出射孔径(58)照明目标物(14)上的扫描区(42)。
2、如权利要求1所述的照明***(10)，它还包括设置在所说中空反射器(46)的出射孔径(58)附近的一个透镜(48)，用于将光线(50，50’)聚焦穿过所说中空反射器(46)的出射孔径(58)。
3、如权利要求1或2所述的照明***(10)，其特征在于所说中空反射器(46)由一个基本呈圆柱体形状的部件构成，所说圆柱体形部件具有限定所说内反射面(54)的一个侧壁部(52)，所说入射孔径(56)由位于所说侧壁部(52)上一个第一径向位置的、形成在侧壁部(52)中的一个基本细长的轴向开口构成，所说出射孔径(58)由位于所说侧壁部(52)上一个第二径向位置的、形成在侧壁部(52)中的一个基本细长的轴向开口构成。
4、如权利要求1、2或3所述的照明***(10)，其特征在于所说侧壁部(52)的内反射面(54)涂覆有一层漫反射材料(74)。
5、如权利要求1、2、3或4所述的照明***(10)，其特征在于所说透镜(48)由一个柱面透镜构成。
6、如权利要求1、2、3、4或5所述的照明***(10)，其特征在于所说光源(44)由多个发光二极管(68)构成。
7、用于照明一个目标物(14)上的扫描区(42)的一种照明***(10)，它包括：
一个中空反射器(46)，其具有一个内反射面(54)、一个入射孔径(56)、和一个出射孔径(58)；
一个光源(44)，其用于产生多束光线(50，50’)，所说光源(44)设置在所说中空反射器(46)的入射孔径(56)附近，使得由所说光源(44)产生的光线(50，50’)中的一部分穿过所说入射孔径(56)并且在穿过所说出射孔径(58)之前被所说中空反射器(46)的内反射面(54)反射，所说光线(50，50’)穿过所说出射孔径(58)照明目标物(14)上的扫描区(42)。
8、如权利要求7所述的照明***，它还包括设置在所说中空反射器(46)的出射孔径(58)附近的一个透镜(48)，用于将光线(50，50’)聚焦穿过所说中空反射器(46)的出射孔径(58)。
9、如权利要求7或8所述的照明***(10)，其特征在于所说中空反射器(46)由一个基本呈圆柱体形状的部件构成，所说圆柱体形部件具有限定所说内反射面(54)的一个侧壁部(52)，所说入射孔径(56)由位于所说侧壁部(52)上一个第一径向位置的、形成在侧壁部(52)中的一个基本细长的轴向开口构成，所说出射孔径(58)由位于所说侧壁部(52)上一个第二径向位置的、形成在侧壁部(52)中的一个基本细长的轴向开口构成。
10、用于照明一个目标物上扫描区的一种方法，该方法包括：
提供具有一个内反射面(54)和一个出射孔径(58)的一个中空反射器(46)；和
将光线(50，50’)导向所说中空反射器(46)的内反射面(54)，所说内反射面(54)将光线(50，50’)的一部分反射穿过所说中空反射器(46)的出射孔径(58)。
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