專利名稱：帶有旋轉(zhuǎn)位置探測器的手持式掃描器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的范疇和背景本發(fā)明涉及用來掃描記錄媒體的手持式光學(xué)掃描器，還涉及一種適用于這種掃描器的旋轉(zhuǎn)編碼器。本發(fā)明特別適用于用來掃描印刷在記錄媒體上的文件并同時把一種語言的單詞翻譯成另一種語言的單詞或者把同一種語言中的一個定義翻譯成另一個定義的掃描型電子翻譯器。
手持式光學(xué)掃描器已被廣泛地使用于多種應(yīng)用領(lǐng)域，例如，用于產(chǎn)品銷售點(diǎn)和/或服務(wù)點(diǎn)的條形碼讀出器、用于記錄原始文件上的數(shù)據(jù)供以后再生或處理，以及用于翻譯文件。關(guān)于后兩應(yīng)用的光學(xué)掃描器的例子在美國專利No.4,393,460、No.4,523,235、No.4,639,790、No.4,890,230、No.4,947,261、No.4,959,871、No.5,063,508、以及No.5,301,243中已有所說明。
本發(fā)明的目的和概述本發(fā)明的一個目的是提供一種結(jié)構(gòu)十分緊湊的手持式光學(xué)掃描器，這樣的結(jié)構(gòu)使它特別適合于用作電子翻譯器。本發(fā)明的另一個目的是提供一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動探測器或旋轉(zhuǎn)編碼器，它特別適用于上述這種手持式光學(xué)掃描器，不過它也可以用于其他的旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種帶有一個可手持外殼的光學(xué)掃描器，它含有一個用于對記錄媒體進(jìn)行掃描的掃描頭；一個在用掃描頭掃描記錄媒體時可以與記錄媒體相緊密接觸并被記錄媒體轉(zhuǎn)動的滾輪，該滾輪上有一個可光學(xué)讀出的標(biāo)記，用于測量該滾輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；一個照明滾輪及其標(biāo)記的光源；一個用于探測記錄媒體上的信息和滾輪上的標(biāo)記的光學(xué)傳感器；以及一個控制系統(tǒng)，用于在一些預(yù)定時期內(nèi)周期性地激勵光源，使得光學(xué)傳感器能在這些預(yù)定時期內(nèi)探測滾輪上的標(biāo)記，而在其它時期內(nèi)探測記錄媒體上的信息。
因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)使得光學(xué)傳感器能以時間分割的方式既探測到記錄媒體上的信息數(shù)據(jù)又跟蹤了掃描器的運(yùn)動，所以該設(shè)計(jì)使掃描器的結(jié)構(gòu)十分緊湊。其中，掃描器的運(yùn)動產(chǎn)生了用于存儲和處理被探測信息數(shù)據(jù)的地址數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種探測器，它特別適用于在一個光學(xué)掃描器中探測其中滾輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，不過它也適用于在其他旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用中探測一個旋轉(zhuǎn)部件，例如轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這種新穎的探測器包括一個沿著平行于旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)軸方向伸展的光敏單元線陣；一個用于照明旋轉(zhuǎn)部件外表面的光源；以及一個可光學(xué)讀出的標(biāo)記，其中含有至少一條沿著旋轉(zhuǎn)部件外表面伸展的螺旋線。
通過下面的說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚明白。
附圖的簡單說明這里，本發(fā)明將僅通過舉例參考附圖予以說明，在附圖中，

圖1是根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)筑成一個電子翻譯器的手持式光學(xué)掃描器的一種形式的圖示；圖2和3分別是更具體地示出圖1掃描器的內(nèi)部構(gòu)造的側(cè)視圖和前視圖；圖4是示出了圖1至3的掃描器中的滾輪的底部平面圖；圖4a是圖4滾輪的外表面的平面投影圖；圖5和6是幫助說明含有圖4和4a的滾輪的位置探測系統(tǒng)的操作過程的圖形；
圖7是說明圖1至3的電子翻譯器中的電路的方框圖；圖8說明掃描頭掃描記錄媒體上的文件信息的方式；圖9是說明字符探測器、位移探測器、和記錄媒體探測器系統(tǒng)的時序圖；圖10示出用于圖1至3的電子翻譯器的光敏單元陣列的一個例子；圖11示出這種光敏單元陣列的另一個例子；圖12和12a是說明圖1至3的電子翻譯器的兩種工作模式的流程圖；圖13示出圖1至3的電子翻譯器的構(gòu)造的一種變體；圖14示出圖13所示電子翻譯器的位移探測系統(tǒng)中的滾輪；圖15示出可以用于位移探測系統(tǒng)的另一種滾輪組件；以及圖16是對應(yīng)于圖5的方框圖，但其中已修改得含有語音輸入/輸出功能和空間發(fā)射/接收功能。
優(yōu)選實(shí)施例的說明總體結(jié)構(gòu)附1至3中所示的電子翻譯器含有一個可手持的外殼2，在其一端有一個掃描頭3，用于掃描記錄媒體，如印刷的文件。外殼2內(nèi)含有一個光學(xué)傳感器4，用來探測由掃描頭3所掃描的印刷在記錄媒體RM上的字符，并把它們轉(zhuǎn)換成電信號。外殼2還含有圖3中方框5所示的電路，其中包括有一個存儲裝置，用于存儲一個由一種語言的單詞和它們在另一種語言中的對應(yīng)單詞所組成的詞典。外殼2上還有一個顯示器6，用于顯示被掃描單詞的翻譯單詞。除了上述的存儲裝置之外，含在外殼內(nèi)的電路5還包括一個數(shù)據(jù)處理器，用于處理來自光學(xué)傳感器4的電信號、由此識別出對應(yīng)于存儲在存儲裝置中的單詞的單詞、并在顯示器6上顯示出它們的翻譯單詞(譯詞)。
外殼2還含有4個總的由7代表的方向鍵，用來使顯示器6上再生的單詞對中；一個開/關(guān)鍵8，用來激勵和退激勵掃描器；以及一個輸入鍵9，用來輸入一個單詞。輸入鍵9也可用作為繼續(xù)鍵，用來使一行上的一個單詞繼續(xù)到第二行上。4個方向鍵7可以用來使再生在顯示器6上的各單詞對中，使得當(dāng)一個被掃描單詞在顯示器上被對中時，便可通過按下輸入鍵9而顯示出譯詞。鍵7也可以用來移動一個光標(biāo)以選擇譯詞。
掃描器由自含的電池供電，該電池在圖3中由10代表。
光學(xué)傳感器4是由多個沿著垂直于掃描頭3的運(yùn)動方向排列的光敏單元所組成的線陣。在下述的例子中，它是一個長度約8mm的64象素CCD(電荷耦合器件)線陣，它用于掃描器的三個分開的系統(tǒng)(1)字符探測系統(tǒng)，用于探測被掃描頭掃描的字符；(2)位移探測系統(tǒng)，用于探測掃描頭在記錄媒體上的位移或運(yùn)動；以及(3)記錄媒體探測系統(tǒng)，用于探測掃描頭與記錄媒體RM接觸的正確位置。由所有三個系統(tǒng)所產(chǎn)生的圖象被一個共用聚焦透鏡11聚焦在CCD線陣4上。字符探測系統(tǒng)字符探測系統(tǒng)含有一個光源12，用于在記錄媒體RM被掃描頭3掃描時把一個光束投射到記錄媒體RM的視場上。這個光被記錄媒體RM反射而回到外殼2內(nèi)，并被聚焦透鏡11聚焦在CCD線陣4上。為了防止外殼外面的可見光的干擾，光源12最好是紅外光源，例如一個IRLED(紅外發(fā)光二極管)，并且通過一個IR(紅外)濾光鏡13把光投射到記錄媒體RM上。位移探測系統(tǒng)用來探測掃描頭沿著記錄媒體RM的位移的位移探測系統(tǒng)含有一個第二光源14，它把光投射到一個滾輪15上，該滾輪15可與記錄媒體RM緊貼，從而可在掃描頭3沿著記錄媒體移動時跟著轉(zhuǎn)動。滾輪15的安裝使得它將繞著一個平行于CCD線陣4方向的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，也就是說，該轉(zhuǎn)軸垂直于掃描頭3沿記錄媒體RM移動的方向。該滾輪上有光學(xué)可讀的標(biāo)記，它根據(jù)其旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)地反射來自光源14的光，使之射向CCD線陣4。
圖4是示出了滾輪15的底部平面圖，圖4a是滾輪外表面的平面投影圖。如這兩個圖所示，滾輪15，或其中間部分，被分成一個位在一側(cè)的第一部分15a和一個位在另一側(cè)的第二部分15b。第一部分15a上有多條曲線16，每條線都在滾輪周邊的一部分上按螺旋線伸展，并且各條曲線在滾輪的周邊上是互相等距的；滾輪的第二部分15b上有一條曲線17，它螺旋地環(huán)繞著滾輪伸展。滾輪15的外表面是黑色的，但曲線16和17是白色的(或者反過來)，可以用視覺區(qū)分。
滾輪第一部分15a含有5條這樣的曲線16。每條線都基本上占用了滾輪周邊的五分之一，不過最好稍多于周邊的五分之一，以提供一個小的重疊。第二部分15b中的螺旋線17占用了滾輪該部分的全部周邊。
光源14最好是一個可見光光源。該可見光被投射到滾輪15的外表面上。圖5示出了一個區(qū)域18，光就是從這個區(qū)域內(nèi)從滾輪15上反射回去，并被聚焦在CCD線陣4上的。這樣，一個光斑18a將從滾輪第一部分15a的螺旋線16上被反射，第二個光斑18b將從滾輪第二部分15b的螺旋線17上被反射。當(dāng)滾輪轉(zhuǎn)動時，兩個光斑18a和18b將沿著CCD線陣4的各個象素移動，使被這兩個光斑照明的象素能指示出滾輪的旋轉(zhuǎn)位置，從而能夠在掃描頭移過記錄媒體RM時跟蹤滾輪的位移。
這一情況在圖6中表示得更為具體，該圖示出了在滾輪15的3個不同旋轉(zhuǎn)位置上CCD線陣4的3種照明情況。如圖6所示，CCD線陣4被分成兩部分，也即部分4a和部分4b，前者代表滾輪15運(yùn)動的“最低比特位”，這部分接收從滾輪第一部分15a的螺旋線16上反射的光斑18a；后者代表滾輪15運(yùn)動的“最高比特位”，這部分接收從滾輪第二部分15b的螺旋線17上反射的光斑18b。CCD線陣部分4b的最高比特位與部分4a的最低比特位的結(jié)合給出了關(guān)于滾輪15旋轉(zhuǎn)位置的十分精確的指示。
根據(jù)可用結(jié)構(gòu)的一個例子滾輪15的直徑可以是1.6mm，長度可以是4mm，該長度被分成長度各為2mm的兩個相同部分15a、15b；這樣，滾輪的周邊約為5mm。假定CCD線陣4的長度為8mm，由64個象素組成，分成兩個部分4a、4b，各有32個象素，則可以看到，當(dāng)滾輪第一部分15a上有5條螺旋線16時，滾輪旋轉(zhuǎn)一整周將產(chǎn)生5×32＝160步，由此提供5/160的分辨率，約對應(yīng)于30μm。
雖然在圖4至6中示出了一種有兩個部分的滾輪，但如下面參考圖14所說明的那樣，也可以采用僅有一個部分的滾輪。如果用CCD的64個象素來探測2.5條螺旋線，則也可得到同樣的分辨率。兩種設(shè)計(jì)都可以給出對滾輪15旋轉(zhuǎn)位置的十分精確的測量，從而可以十分精確地測量掃描頭3在記錄媒體RM上的位移，并且掃描器可以按任一方向移動而沒有遲滯。光學(xué)系統(tǒng)前面已經(jīng)指出，包括有可見光光源14和滾輪15的位移探測系統(tǒng)還利用含有光源12的字符探測系統(tǒng)所使用的同一個聚焦透鏡11來把光斑聚焦到CCD線陣4上。在位移探測器的光路中含有一個位在滾輪15和聚焦透鏡11之間的第一反射鏡20，以及一個位在聚焦透鏡和CCD線陣4之間的第二反射鏡21。這兩個反射鏡和聚焦透鏡、CCD線陣4的位置滿足下述關(guān)系1/f＝1/u+1/v其中“f”是聚焦透鏡11的焦距；“u”是從目標(biāo)(字符探測系統(tǒng)中的記錄媒體和位移探測系統(tǒng)中的滾輪15的外表面)到聚焦透鏡11的光路距離；以及“v”是上述兩個系統(tǒng)中從聚焦透鏡11到CCD線陣4的光路距離。
最普通的字符的高度在1.2mm至4mm的范圍內(nèi)。如前所述，CCD線陣4在一條直線上有64個象素，總長度為8mm。記錄媒體RM至聚焦透鏡11的距離(“u”)和透鏡11至CCD線陣4的距離(“v”)使得光學(xué)放大倍率為1.6；也就是說，投射到CCD線陣4上的象被放大了1.6倍。位移探測系統(tǒng)的光學(xué)放大率為2。記錄媒體探測系統(tǒng)記錄媒體探測系統(tǒng)含有一個第三光源22，它最好是一個IRLED，它通過聚焦透鏡11、反射鏡20、和IR濾光器13把一個光束投射到記錄媒體RM上。這個光在記錄媒體上被反射回來，并被聚焦透鏡11聚焦在CCD線陣4上。該光源22的光路的上述“u”、“v”關(guān)系也和上述一樣，使得當(dāng)掃描器正確放置從而其掃描頭13與記錄媒體RM相接觸時，光源22發(fā)出的光將在記錄媒體上聚焦成一個清晰的光斑，并且其反射光將在CCD線陣4上聚焦成一個清晰的光斑，由此給出了關(guān)于掃描頭是否被正確地放置得與記錄媒體RM相接觸的一個指示。三個光源的激勵因?yàn)橥粋€CCD線陣4要用于(a)光源12的字符探測系統(tǒng)，(b)光源14的位移探測系統(tǒng)，以及(c)光源22的記錄媒體探測系統(tǒng)，所以為了使數(shù)據(jù)處理器能夠區(qū)分CCD線陣4的輸出是屬于三個探測系統(tǒng)中的哪一個系統(tǒng)，上述三個光源是在不同的時期內(nèi)被激勵的。圖9示出了一個例子，說明三個光源可以是如何以不同的頻率和不同的相位來激勵從而能夠區(qū)分CCD線陣輸出是屬于哪個探測系統(tǒng)的。這樣，字符探測系統(tǒng)的光源12可以以頻率500Hz脈動激勵，如脈沖12a所示；位移探測系統(tǒng)的光源14可以以例如2kHz的較高頻率脈動激勵，如脈沖14a所示；而記錄媒體探測系統(tǒng)的光源22可以以例如100Hz的低得多的頻率脈動激勵，如脈沖22a所示。總體電系統(tǒng)圖7是說明上述電子翻譯器中的總體電系統(tǒng)的方框圖。該電系統(tǒng)含有一個總的由30代表的數(shù)字信號處理器，它被含在外殼2內(nèi)，在圖3中用方框5代表。處理器30接收來自CCD線陣光學(xué)傳感器4并被一個A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器40轉(zhuǎn)換成了數(shù)字形式的輸入。處理器30含有一個CPU(中央處理單元)31，它也控制著用于字符探測的紅外光源12、用于位移探測的可見光光源14、以及用于記錄媒體探測的紅外光源22的激勵。如上面參考圖9所說明的，這些光源在不同時期以不同的頻率被激勵。這樣，當(dāng)CPU31接收到作為激勵了紅外光源12的結(jié)果的CCD線陣4的輸出時，它將按字符探測系統(tǒng)32的信息進(jìn)行處理；當(dāng)它接收到作為激勵了可見光光源14的結(jié)果的CCD線陣4的輸出時，它將處理位移探測系統(tǒng)33中的信息；而當(dāng)它接收到作為激勵了紅外光源22的結(jié)果的CCD線陣4的輸出時，它將處理記錄媒體探測系統(tǒng)34中的信息。
處理器30還含有一個光學(xué)字符識別(OCR)系統(tǒng)35，該系統(tǒng)接收字符探測系統(tǒng)32中所處理的信息，以識別出字符。處理器30還含有一個PROM(可編程只讀存儲器)存儲裝置36，該裝置除了用于存儲處理器的可操作程序之外，還存儲關(guān)于兩種語言的對應(yīng)單詞的詞典。處理器30還含有一個RAM(隨機(jī)存取存儲器)存儲裝置37，在電子翻譯器的正常操作時使用。
雖然在圖16中字符探測系統(tǒng)32、位移探測系統(tǒng)33、記錄媒體探測系統(tǒng)34、和光學(xué)字符識別(OCR)系統(tǒng)35都用分開的方框表示，但應(yīng)該看到，它們實(shí)際上是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)30中的一些邏輯單元。
處理器30還含有來自圖1所示的控制鍵7、8、9的輸入?？傮w操作圖12是說明電子翻譯器的總體操作的流程圖。
用戶把掃描器握在一只手中，把掃描頭3壓在含有待讀出文件的記錄媒體RM上，并如圖8所示，在記錄媒體上沿著垂直于CCD線陣4的方向移動掃描頭。
該系統(tǒng)首先判斷記錄媒體RM(圖2)是否正確地被掃描器的掃描頭3接觸了(步驟50)。當(dāng)來自以100Hz周期性地激勵的光源22的光被聚焦透鏡11在記錄媒體RM上聚焦成一個小光斑并在CCD線陣4上產(chǎn)生了一個聚焦光斑時，便將判定上述條件成立。當(dāng)發(fā)現(xiàn)該條件成立時，RAM37被清零(步驟51)，然后判斷是否探測到了掃描頭3和記錄媒體RM之間的運(yùn)動(步驟52)。掃描頭在記錄媒體RM上的運(yùn)動由滾輪15的轉(zhuǎn)動來測量，如前面參考圖4至6所說明的，滾輪15的轉(zhuǎn)動由從滾輪第一部分15a的螺旋線16反射的光斑18a所照明的CCD線陣4的象素以及由滾輪第二部分15b的螺旋線17反射的光斑18b所照明的CCD線陣4的象素指示。
在掃描器的這個運(yùn)動中，位移探測系統(tǒng)的光源14被以2kHz的頻率激勵，字符識別系統(tǒng)的光源12被以500Hz的頻率激勵。CCD線陣4的讀出數(shù)據(jù)被存儲起來(步驟53)。
通過檢驗(yàn)光源22是否在CCD線陣4上周期性地聚焦成一個小光斑來連續(xù)地判斷掃描頭是否保持著與記錄媒體的接觸(步驟54)。只要掃描頭與記錄媒體RM相接觸，該系統(tǒng)便返回到步驟52，存儲并顯示掃描頭移動期間所掃描到的各個單詞。
當(dāng)掃描頭移離與記錄媒體RM的接觸時，處理器30中的字符探測系統(tǒng)32將把存儲的信息饋送給OCR35。后一電路識別出被掃描頭所掃描的各字符，并從存儲裝置PROM36提取由這些字符所定義的各單詞(步驟55)。然后它又從存儲裝置中提取出這些單詞的譯詞(步驟56)，并把譯詞顯示在顯示器6上(步驟57)。
通常顯示出多個譯詞。于是可以利用方向控制鍵7來移動顯示器上的一個光標(biāo)，以選出某個譯詞(步驟58)，然后可以通過按下輸入鍵9來顯示出對應(yīng)于所選擇詞在原來語言中的單詞。一些變體圖12a示出這種操作模式下的一個變體，其中當(dāng)掃描頭離開了與記錄紙的接觸之后，方向鍵7的操作用來使譯詞在顯示器上對中(步驟60)，然后可以通過按下輸入鍵9(步驟61)來執(zhí)行上面參考圖12所述的步驟55至59的操作。
圖11示出關(guān)于CCD線陣4的一種變體，其中的各個光敏單元(象素)不象圖10那樣是等距排列的，而是非等距排列的，中央?yún)^(qū)域內(nèi)的象素排列較密，而兩端區(qū)域則排列較稀。這種結(jié)構(gòu)使得當(dāng)字符比較大時能以最少的象素?cái)?shù)目得到合理的分辨率。
圖13和14示出一種變體，其中掃描器102不含有對應(yīng)于圖1至5中光源12的紅外光源，而是利用外部的自然光來照明記錄媒體RM上的文字信息。在此情形中，掃描頭103帶有一個透明窗口113，用來接納來自記錄媒體RM的外部光，這個光被透鏡111聚焦在CCD線陣104上。
圖13和14所示的變體也含有一個用來照明滾輪115的光源114，該滾輪115可以與記錄媒體緊密接觸并繞著一個平行于CCD線陣104的方向的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。不過，該變體中的滾輪115只有對應(yīng)于前述實(shí)施例的第一部分15a的一個部分，其上有多條(例如5條)環(huán)繞著滾輪伸展的白色螺旋線116(圖14)，每條螺旋線只占用滾輪周邊的五分之一。這樣，圖13和14的位置探測系統(tǒng)能夠象最前面所述實(shí)施例中關(guān)于滾輪第一部分15a的說明那樣測量運(yùn)動的微小增量。從滾輪115反射的光也被透鏡111聚焦在CCD線陣104上。該掃描器含有一個擋光板，如圖中由代號120示意地表示，用來防止位置探測光路和字符探測光路中的光互相干擾。
在圖13和14所示的系統(tǒng)中，滾輪和字符的象可以被聚焦到CCD線陣104的兩個不同區(qū)域上，這時不再需要對CCD線陣進(jìn)行時分復(fù)用?；蛘?，也可以這樣來控制對CCD線陣輸出的使用，使得在光源114被激勵的時期內(nèi)該輸出用于探測滾輪位置，而在其余時期內(nèi)用于探測字符。
圖15示出關(guān)于掃描器，特別是關(guān)于位置探測系統(tǒng)的另一種可能的變體。在該變體中，位置探測系統(tǒng)含有兩個滾輪，即帶有螺旋線216并且其轉(zhuǎn)軸平行于CCD線陣4方向的第一滾輪215，以及也帶有螺旋線218并且其轉(zhuǎn)軸垂直于CCD線陣方向的第二滾輪217。兩個滾輪215和217最好各自配備有一個光源，使得它們能探測和測量掃描頭沿著記錄媒體上文字信息的兩個正交方向上的運(yùn)動增量。
圖16示出可以包含在上述電子翻譯器內(nèi)的又一種變體。在該變體中，該電子翻譯器配備有一個話筒301和一個放大器302，用來通過A/D轉(zhuǎn)換器40向處理器30輸入語音信息。它還配備有一個放大器303和一個揚(yáng)聲器304，用來通過揚(yáng)聲器輸出譯詞。這樣，在圖16所示的變體中，待翻譯的單詞不僅可由掃描頭探測，而且也可向話筒301讀入；而譯詞則不僅可通過顯示器6輸出，而且也可由揚(yáng)聲器304再生。
圖16還示出了一種可任選的功能，這就是借助于一個天線305和一個發(fā)射接收單元306通過空間進(jìn)行信息發(fā)射和接收的功能，該功能使手持式掃描器可以與一個遠(yuǎn)處裝置，例如一臺個人計(jì)算機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步處理、記錄、和/或顯示的目的。
應(yīng)該看到，也可以采用滾輪上的其他可光學(xué)讀出的標(biāo)記來指明滾輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由此指明掃描器的瞬時位置。例如，滾輪上可以用螺旋形刻槽來代替印刷線條作為標(biāo)記，或者用白色背景上的黑色線條來代替黑色背景上的白色線條。由于掃描的方向是自動被探測到的，所以數(shù)據(jù)處理器能夠只處理掃描器在正確方向上移動時所探測到的信息，而不去理會反方向移動時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。此外，由于與記錄媒體的接觸也是自動探測到的，所以這可以用來自動地起動對待翻譯數(shù)據(jù)的讀入和自動地中止翻譯，還有，雖然如這里所說明的，所描述的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動探測器特別適用于光學(xué)掃描器，但這種探測器也可以普遍地使用于許多其他的旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用，例如探測轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)等。
本發(fā)明的許多其他變體、修改、和應(yīng)用都應(yīng)該是明顯的。
權(quán)利要求
1.一種帶有一個可手持外殼的光學(xué)掃描器，它含有一個用于掃描記錄媒體的掃描頭；一個滾輪，當(dāng)用上述掃描頭在上述記錄媒體上掃描時它可以與上述記錄媒體緊密接觸并被記錄媒體轉(zhuǎn)動，上述滾輪含有一個可光學(xué)讀出的標(biāo)記，用于測量滾輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；一個光源，用于照明上述滾輪和其上的上述標(biāo)記；一個光學(xué)傳感器，用于探測記錄媒體上的信息和滾輪上的標(biāo)記；以及一個控制系統(tǒng)，用于在一些預(yù)定時期內(nèi)周期性地激勵上述光源，使上述光學(xué)傳感器能在上述預(yù)定時期內(nèi)探測上述滾輪標(biāo)記，而在其他時期內(nèi)探測記錄媒體上的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的掃描器，其中上述外殼還含有一個第二光源，用于照明上述記錄媒體，并且上述控制系統(tǒng)在不同于上述首先提到的光源的時期內(nèi)周期性地激勵上述第二光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的掃描器，其中上述首先提到的光源被以超過1kHz的頻率激勵，上述第二光源被以低于上述首先提到的光源的頻率激勵。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的掃描器，其中上述外殼還含有一個第三光源，用于在掃描頭與記錄媒體相接觸時照明記錄媒體并把其上的一個光斑聚焦到光學(xué)傳感器上，上述控制系統(tǒng)以低于上述第二光源的頻率在不同于上述首次提到的光源和上述第二光源的時期內(nèi)周期性地激勵上述第三光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的掃描器，其中上述光學(xué)傳感器含有一個由多個沿著平行于滾輪的轉(zhuǎn)軸方向排列的光敏單元所組成的線陣；并且上述可光學(xué)讀出的標(biāo)記含有至少一條沿上述滾輪的外表面螺旋地伸展的曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的掃描器，其中上述標(biāo)記含有多條曲線，每條曲線都沿著上述滾輪外表面的一部分螺旋地伸展，并且它們在上述滾輪的周邊上是互相等距地分開的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的掃描器，其中上述多條曲線位在滾輪一側(cè)的一個第一部分上，上述滾輪還含有一個位在對側(cè)的第二部分，其上標(biāo)記有一條環(huán)繞著上述第二部分螺旋地伸展的曲線。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)的掃描器，其中上述外殼還含有一個第二滾輪，當(dāng)記錄媒體被上述掃描頭掃描時，該第二滾輪可以與記錄媒體緊密接觸并被后者轉(zhuǎn)動，上述第二滾輪的安裝使得它的轉(zhuǎn)軸垂直于首次提到的滾輪的轉(zhuǎn)軸，該第二滾輪上也帶有至少一條沿著其外表面螺旋伸展的可光學(xué)讀出的曲線，用來把光從其上反射到上述由一些光敏單元所組成的線陣上，使得兩個滾輪能沿著兩個正交的方向跟蹤掃描頭的運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的掃描器，其中上述外殼還含有一個存儲裝置，用于存儲一個關(guān)于許多單詞及其譯詞的詞典；一個顯示器；以及一個數(shù)據(jù)處理器，用于處理來自光學(xué)傳感器的電信號，由此識別出對應(yīng)于存儲在上述存儲裝置中的單詞的單詞、并且在上述顯示器上顯示出譯詞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的掃描器，其中上述外殼還含有一個話筒和一個揚(yáng)聲器；并且上述數(shù)據(jù)處理器還含有另外的裝置，用于處理來自上述話筒的電信號，由此識別出對應(yīng)于存儲在上述存儲裝置中的單詞的單詞，并在上述揚(yáng)聲器中再生出它們的譯詞。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的掃描器，其中上述光學(xué)傳感器含有一個光敏單元陣列；一個第一光學(xué)系統(tǒng)，其中含有一個用來把從上述記錄媒體上反射的光聚焦到上述光敏單元陣列上的聚焦透鏡；以及一個第二光學(xué)系統(tǒng)，其中含有第一光學(xué)系統(tǒng)的上述聚焦透鏡，用來把從上述滾輪上反射的光聚焦到上述光敏單元陣列上。
12.一種手持式光學(xué)掃描器，它包括一個掃描頭，用于掃描記錄媒體，以從其上讀出信息；一個滾輪上，當(dāng)上述記錄媒體被上述掃描頭掃描時，它可以與上述記錄媒體緊密接觸并被上述記錄媒體轉(zhuǎn)動，上述滾輪含有一個可光學(xué)讀出的標(biāo)記，它指明了滾輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由此指明了上述掃描頭的位移；一個光源，用于照明上述滾輪；一個光學(xué)傳感器，用于探測從上述記錄媒體和上述滾輪上反射的光；一個第一光學(xué)系統(tǒng)，它含有一個聚焦透鏡，用來把從上述記錄媒體上反射的光聚焦到上述光學(xué)傳感器上；以及一個第二光學(xué)系統(tǒng)，它含有上述第一光學(xué)系統(tǒng)的上述聚焦透鏡，用來把從上述滾輪反射的光聚焦到上述光學(xué)傳感器上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的掃描器，其中上述光學(xué)傳感器含有一個由多個沿著平行于滾輪的轉(zhuǎn)軸的方向排列的光敏單元所組成的線陣；并且上述可光學(xué)讀出的標(biāo)記含有至少一條沿著上述滾輪的外表面螺旋地伸展的曲線。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的掃描器，其中上述第一光學(xué)系統(tǒng)把從上述記錄媒體反射的光聚焦到上述光敏單元線陣的某些部分上，而上述第二光學(xué)系統(tǒng)把從上述滾輪反射的光聚焦到上述光敏單元線陣的其他部分上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的掃描器，其中上述掃描器還含有一個第二光源，用于照明上述記錄媒體；以及一個控制系統(tǒng)，用于在一些預(yù)定時期內(nèi)周期性地激勵上述首次提到的光源，在另外的預(yù)定時期內(nèi)周期性地激勵上述第二光源，使得上述光學(xué)傳感器既能探測記錄媒體上的信息又能探測滾輪上的標(biāo)記。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)的掃描器，其中上述外殼還含有一個存儲裝置，用于存儲一個關(guān)于許多單詞和它們的譯詞的詞典；一個顯示器；以及一個數(shù)據(jù)處理器，用于處理來自光學(xué)傳感器的電信號、由此識別出對應(yīng)于存儲在上述存儲裝置中的單詞的單詞；并在上述顯示器上顯示出譯詞。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的掃描器，其中上述外殼還含有一個話筒和一個揚(yáng)聲器；并且上述數(shù)據(jù)處理器還含有另外的裝置，用于處理來自上述話筒的電信號，由此識別出對應(yīng)于存儲在上述存儲裝置中的單詞的單詞、并在上述揚(yáng)聲器中再生出它們的譯詞。
18.一種用于探測一個旋轉(zhuǎn)部件環(huán)繞一個轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的探測器，它包括一個由沿著平行于上述旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)軸的方向排列的多個光敏單元組成的線陣；一個光源，用于照明上述旋轉(zhuǎn)部件的外表面；以及一個可光學(xué)讀出的標(biāo)記，它含有至少一條沿著上述旋轉(zhuǎn)部件的外表面螺旋地伸展的曲線。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的探測器，其中上述標(biāo)記含有多條曲線，每條曲線都沿著上述旋轉(zhuǎn)部件外表面的周邊的一部分螺旋地伸展，并且它們在上述旋轉(zhuǎn)部件的周邊上是互相等距地分開的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的探測器，其中上述多條曲線位在上述旋轉(zhuǎn)部件一側(cè)的一個第一部分上，上述旋轉(zhuǎn)部件還在對側(cè)有一個第二部分，其上標(biāo)記有一條環(huán)繞著上述第二部分螺旋地伸展的曲線。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)的探測器，其中上述旋轉(zhuǎn)部件是一個這樣的滾輪，它可以與一個物體的表面相接觸并沿著該表面轉(zhuǎn)動，以跟蹤該滾輪相對于上述物體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的探測器，其中上述滾輪被含在一個帶有一個掃描頭的光學(xué)掃描器內(nèi)，并且上述物體是準(zhǔn)備被上述掃描頭掃描的記錄媒體。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的探測器，其中上述掃描器還含有一個用于照明上述滾輪及其上的上述標(biāo)記的光源；以及一個控制系統(tǒng)，用于在一些預(yù)定時間內(nèi)周期性地激勵上述光源，使上述光敏單元能在上述預(yù)定時間內(nèi)探測滾輪的旋轉(zhuǎn)位置標(biāo)記，并在其他時期內(nèi)探測記錄媒體上的信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的探測器，其中上述掃描頭含有一個用于照明上述記錄媒體的第二光源，并且上述控制系統(tǒng)在不同于上述首次提到的光源的時期內(nèi)周期性地激勵上述第二光源。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的探測器，其中上述掃描頭含有一個共用透鏡，用于既把來自上述記錄媒體的光又把來自上述滾輪的光聚焦在上述光學(xué)傳感器上。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25的探測器，其中上述掃描頭含有一個第三光源，用于在上述掃描頭與記錄媒體相接觸時照明記錄媒體并把其上的一個光斑聚焦到光學(xué)傳感器上，上述控制系統(tǒng)在不同于上述首次提到的光源和上述第二光源的時期內(nèi)周期性地激勵上述第三光源。
全文摘要
一種光學(xué)掃描器,它含有:一個帶有一個用于掃描記錄媒體(RM)的掃描頭的可手持的外殼;一個滾輪(15),當(dāng)記錄媒體被掃描頭掃描時該滾輪可與記錄媒體緊密接觸并被記錄媒體轉(zhuǎn)動,該滾輪含有一個可光學(xué)讀出的標(biāo)記,用于測量滾輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動;一個用于照明滾輪及其標(biāo)記的光源;一個用于探測記錄媒體上的信息和滾輪的標(biāo)記的光學(xué)傳感器(4);以及一個控制系統(tǒng),用于在一些預(yù)定時期內(nèi)周期性地激勵光源,使光學(xué)傳感器能在這些預(yù)定時期內(nèi)探測滾輪的標(biāo)記,并在其他時期內(nèi)探測記錄媒體上的信息。
文檔編號G06K7/10GK1193397SQ96196285
公開日1998年9月16日 申請日期1996年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月27日
發(fā)明者阿迪·李普曼, 阿哈龍·李普曼 申請人:威思克技術(shù)有限公司