(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸張可能なスキャナ装置であって、
メイン・ボディと、
オブジェクトを走査する接触ヘッドと、
前記接触ヘッドに取り付けられた第１の細長いロッドと、
前記接触ヘッドに取り付けられ、前記第１の細長いロッドに対して平行であり、かつ間隔をあけて配置された第２の細長いロッドと、
前記メイン・ボディに取り付けられ、前記第１の細長いロッドを滑るように受け入れることのできる大きさに形成された第１のベアリング部材と、
前記メイン・ボディに取り付けられ、前記第２の細長いロッドを滑るように受け入れることのできる大きさに形成された第２のベアリング部材と、
前記接触ヘッドが、前記メイン・ボディに対して延伸位置および収縮位置にあるとき、前記第１および第２の細長いロッドの少なくとも一方を固定する固定手段と、
前記メイン・ボディの内部に取り付けられた検出器と、
前記接触ヘッドおよび前記メイン・ボディの間に取り付けられた蛇腹であって、前記接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、前記メイン・ボディと前記接触ヘッドの間に形成される内部空間を実質的に取り囲む蛇腹と、
前記メイン・ボディおよび前記接触ヘッドに連動する光学系であって、前記接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、該接触ヘッドにより走査されているオブジェクトからのイメージ光を前記検出器に収束させる光学系と、を備える、
伸張可能なスキャナ装置。
【請求項２】
前記固定手段は、さらに、
前記メイン・ボディに取り付けられ、前記第１の細長いロッドおよび前記第２の細長いロッドの少なくとも一方に選択的にかみ合ったりはずれたりする大きさに形成されたラッチ部材であって、前記接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、該接触ヘッドを該延伸位置にロックさせるラッチ部材を備える、請求項１に記載の伸張可能なスキャナ装置。
【請求項３】
前記第１および第２の細長いロッドは、それぞれ第１および第２の円筒ロッドである、請求項１に記載の伸張可能なスキャナ装置。
【請求項４】
オブジェクトを走査する方法であって、
メイン・ボディ部分と、オブジェクトを走査する接触ヘッド部分と、該接触ヘッド部分に取り付けられた第１の細長いロッドと、該接触ヘッド部分に取り付けられ、該第１の細長いロッドに対して平行であり、かつ間隔をかけて配置された第２の細長いロッドと、該メイン・ボディ部分に取り付けられ、該第１の細長いロッドを滑るように受け入れることのできる大きさに形成された第１のベアリング部材と、該メイン・ボディ部分に取り付けられ、該第２の細長いロッドを滑るように受け入れることのできる大きさに形成された第２のベアリング部材と、該接触ヘッド部分が、前記メイン・ボディ部分に対して延伸位置および収縮位置にあるとき、該第１および第２の細長いロッドの少なくとも一方を固定する固定手段と、該メイン・ボディ部分の内部に取り付けられた検出器と、該接触ヘッド部分および該メイン・ボディ部分の間に取り付けられた蛇腹であって、該接触ヘッド部分が前記延伸位置にあるとき、該メイン・ボディ部分と該接触ヘッド部分の間に形成される内部空間を実質的に取り囲む蛇腹と、該メイン・ボディ部分および該接触ヘッド部分に連動する光学系であって、該接触ヘッド部分が該延伸位置にあるとき、該接触ヘッド部分により走査されているオブジェクトからのイメージ光を前記検出器に収束させる光学系と、を有する伸張可能なスキャナ装置を提供するステップと、
前記接触ヘッド部分を前記延伸位置まで動かすステップと、
前記オブジェクトに対して前記伸張可能なスキャナ装置を動かすステップと、
を含む、方法。
【請求項５】
前記オブジェクトを走査した後、前記接触ヘッド部分を前記収縮位置まで動かすステップをさらに含む、請求項４に記載のオブジェクトを走査する方法。
【請求項６】
伸張可能なスキャナ装置であって、
メイン・ボディと、
前記メイン・ボディに取り付けられた検出器と、
前記メイン・ボディに取り付けられ、収縮位置と延伸位置の間で前記メイン・ボディに対して離れたり近寄ったりすることができる接触ヘッドと、
前記メイン・ボディ内に取り付けられ、前記接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、走査されているオブジェクトからのイメージ光を反射するよう配置された第１の反射器と、
前記接触ヘッド内に取り付けられ、該接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、前記第１の反射器によって反射されたイメージ光を反射するよう配置された第２の反射器と、
前記メイン・ボディ内に取り付けられ、前記接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、前記第２の反射器によって反射されたイメージ光を、前記検出器に収束させるよう配置されたレンズと、
前記接触ヘッドおよび前記メイン・ボディに取り付けられた伸張可能な蛇腹であって、前記接触ヘッドが前記延伸位置にあるとき、該メイン・ボディおよび該接触ヘッドの間に形成される内部空間を実質的に取り囲む領域と、
を備える、伸張可能なスキャナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には手持または携帯イメージ・スキャナに関するもので、特にフルサイズ・ドキュメントを走査する伸張可能な携帯イメージ・スキャナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光学式スキャナ装置は、当業界において既知のものであり、写真または印刷されたテキストのページのような走査対象オブジェクトを表す機械読み取り可能なイメージ・データ信号を生成するため使用される。典型的なスキャナ応用分野においては、光学式スキャナによって生成されたイメージ・データ信号は、ＣＲＴまたはプリンタのような適切な表示装置上に走査されたオブジェクトのイメージを複製するためパーソナル・コンピュータによって使用される。
【０００３】
手持または携帯型光学式スキャナは、走査されているオブジェクトまたはドキュメント上を手によって動かされるように設計されている光学式スキャナである。場合によっては、手持スキャナはデータ・ケーブルによって独立したコンピュータに直接接続される。その場合、手持スキャナによって生成されるデータ信号は、即座に、すなわち、イメージ・データが収集される都度、独立コンピュータへ転送される。代替的には、手持スキャナは、イメージ・データを格納するためボード搭載データ記憶システムを含み、走査が完了すると、イメージ・データは、ケーブルまたは赤外線データリンクのような何らかの都合の良い媒体を経由して、独立コンピュータにダウンロードされる。
【０００４】
手持または携帯光学式スキャナは、当業界において既知のものであり、その種々のコンポーネントが米国特許第５，５５２，５９７号、米国特許第５，５８６，２１２号、米国特許第５，３８１，０２０号および米国特許第５，３０６，９０８号に開示されている。
【０００５】
典型的な手持型光学式スキャナは、オブジェクトの走査を達成するため照射および光学系を含む。照射系は、（一般に”走査領域”と呼ばれる）オブジェクトの一部分を照射し、一方、光学系は、照射された走査領域によって反射される光を収集して、（一般に”走査行”と呼ばれる）小さい面積の照射された走査領域をスキャナの範囲内に配置される感光性検出器の表面上へ収束させる。全体のオブジェクトにわたって走査線を掃くことによって、すなわち、通常の場合オブジェクトに対して手持型スキャナを移動させることによって、オブジェクト全体を表すイメージ・データが取得される。照射系は、例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むが、蛍光または白熱電球のようなその他のタイプの光源を使用することも可能である。
【０００６】
典型的なスキャナ光学系は、検出器の表面上へ走査線のイメージを収束させるためスリット孔およびレンズからなるアセンブリを含む。特定の設計によるが、スキャナ光学系は、また、イメージ光の経路を”折り曲げる”ため１つまたは複数のミラーを含むこともあり、それによって、光学系を比較的小さい筐体の範囲内に収納することが可能となる。また、大部分の光学系は、比較的小さい検出器アレイを使用することができるようにするため、検出器の表面に収束される走査線のイメージのサイズを縮小させる。例えば、多くの光学系は、約８対１というレンズ縮小比を有しているが、これは、走査行のイメージのサイズを約８という因子で縮減させることを意味する。本明細書において、そのような光学系を”レンズ縮小”光学系と呼称する。代替的構成において、検出器の表面上へ照射された走査線のイメージを収束させるため光学系がコンタクト・イメージ・センサ（ＣＩＳ）を含む場合もある。
【０００７】
光学系によってその上に収束されるイメージ光を検出するために使用される感光性検出器は、その他のタイプのデバイスも使用可能ではあるが、典型的には電荷結合素子（すなわちＣＣＤ）を含む。典型的なＣＣＤは、各々が露光に応じて電荷を収集または蓄積する個別の複数のセルすなわち”ピクセル”からなるアレイを含む。所与のセルまたはピクセルにおいて蓄積される電荷の量が露光の強度および持続時間に関連するので、ＣＣＤを使用して、その上に収束されるイメージの明および暗のスポットを検出することができる。
【０００８】
本明細書において使用される”イメージ光”という用語は、光学系によって検出器アレイの表面に収束される光を意味する。スキャナのタイプおよびドキュメントのタイプに応じて、イメージ光は、走査されているオブジェクトから反射されるか、あるいは、オブジェクトを通過して伝達される。イメージ光は、基本的には３つのステップによってデジタル信号に変換される。最初に、ＣＣＤ検出器における各ピクセルが、検出器が受け取る光を電荷に変換する。次に、ピクセルからの電荷がアナログ増幅器によってアナログ電圧に変換される。最後に、アナログ電圧がアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器によってデジタル化される。デジタル信号は必要に応じて処理または保存される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に述べれば、上述されたタイプの携帯または手持スキャナは、フルサイズおよびミニチュアという２つのサイズ・グループのうちの１つに分類することができる。その名が示すように、フルサイズ手持スキャナは、１回のパスでフルサイズ・ドキュメント（すなわちレター・サイズまたはリーガル・サイズの用紙）を走査することができるようなサイズである。従って、フルサイズ・スキャナは、典型的には、走査されるべきドキュメントの最短寸法（典型的には約８．５から９インチ）とほぼ釣り合う走査行の長さを有する。そのようなフルサイズ・スキャナが現存し、十分動作するとはいえ、相当な空間を要する長い光学経路を典型的に持つ”レンズ縮小”光学系を活用する場合特にそのようなスキャナは”携帯”可能ではない。フルサイズ・スキャナの全体サイズはＣＩＳ光学系を利用することによって減らすことができるが、そのようなＣＩＳ光学系の画質は一般的にレンズ縮小光学系と比較して低下する。更に、そのようなＣＩＳシステムのカラー性能は典型的には貧弱であり、カラー・スキャナにおける使用に適していない。
【００１０】
ミニチュア・スキャナは、一般的にフルサイズ・スキャナよりかなり小さく、その走査行の長さは典型的には約４．５から５インチ以下である。結果として、大部分のミニチュア・スキャナは、フルサイズ・ドキュメントを走査するため複数回のパスを必要とする。そのような複数回走査は実行可能ではあるが、走査されているドキュメント上の位置を追跡することができるように、スキャナはなんらかのタイプのナビゲーション・システムを備えなければならない。ナビゲーション・システムによって生成される位置データは、複数回走査パスの間に収集されたイメージ・データを後刻組み合わせまたは”縫合”して、走査されたオブジェクトの全体を表すイメージ・データを生成することを可能にする。そのようなスキャナ・ナビゲーション・システムは周知であり、実際に使用されているとはいえ、それらは、複雑で、スキャナの全体コストを増大させる。また、そのようなミニチュア・スキャナの全体サイズを最小限度に保つため、大部分のミニチュア・スキャナは、ＣＩＳ光学系を取り入れて、レンズ縮小光学系の導入を控える。しかしながら、あいにく、上述のように、大部分のＣＩＳシステムはレンズ縮小光学系と比較して貧弱な画質およびカラー性能に苦しむ。
【００１１】
このように、携帯可能と見なされることができる小さいサイズを維持しながら、単一パスでフルサイズ・ドキュメントを走査することができるミニチュア・スキャナに対する必要性が存在する。そのようなスキャナによって、コストがかかり複雑なスキャナ・ナビゲーション・システムの必要性が排除されるであろう。また、そのようなスキャナは、スキャナの携帯性に大幅な影響を与えることなく、高性能光学系を活用した場合のような利益をもたらすであろう。更に、そのような携帯スキャナはカラー走査の機能をも持つことができるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って提供される伸張可能なスキャナ装置は、検出器を内部に搭載したメイン・ボディを備える。また、収縮位置と延伸位置の間でメイン・ボディから離れたりそれに近寄ったりすることができるように接触ヘッドがメイン・ボディに取り付けられる。メイン・ボディおよび接触ヘッドに連動する光学系が、接触ヘッドが延伸位置にある時、走査されているオブジェクトからのイメージ光を検出器上に収束させる。
【００１３】
更に、本発明はオブジェクトを走査する方法を提供する。該方法は、検出器を内部に搭載したメイン・ボディを備える伸張可能なスキャナ装置、収縮位置と延伸位置の間でメイン・ボディから離れたりそれに近寄ったりすることができるようにメイン・ボディに取り付けられる接触ヘッド、および、メイン・ボディおよび接触ヘッドに連動して接触ヘッドが延伸位置にある時走査されているオブジェクトからのイメージ光を検出器上に収束させる光学系を用意するステップ、接触ヘッド部分を延伸位置へ移動させるステップ、および、伸張可能スキャナ装置をオブジェクト上に移動させるステップを含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１には、書き込まれたテキスト１６を含むドキュメント１４のようなオブジェクト１２を走査するために使用されることができる、本発明の１つの好ましい実施形態に従った伸張可能スキャナ装置が示されている。伸張可能スキャナ装置１０は、基本的には、メイン・ボディ部分１８および接触ヘッド部分２０を含む。延伸位置２２（図１）と収縮位置２２’（図２）の間で（矢印３４によって示されている方向で）メイン・ボディから離れたりそれに近寄ったりすることができるように接触ヘッドがメイン・ボディに取り付けられる。接触ヘッドが延伸位置にある時、メイン・ボディおよび接触ヘッドに連動する光学系が、走査されているオブジェクトからのイメージ光を検出器上に収束させる。１つの好ましい実施形態において、スキャナ１０は、また、接触ヘッド部分２０が延伸位置２２にある時メイン・ボディ部分１８と接触ヘッド部分２０の間に形成される空間３２（図３）を実質的に取り囲む伸張可能な蛇腹アセンブリ３０を備える。
【００１５】
図３を参照すれば、伸張可能スキャナ１０は、メイン・ボディ部分１８および接触ヘッド部分２０に連動し、接触ヘッドが延伸位置にある時走査されているオブジェクトからのイメージ光を検出器上に収束させる”レンズ縮小”光学系２４を備える。更に具体的に述べれば、１つの好ましい実施形態において、光学系２４は、スキャナ１０のメイン・ボディ部分１８の範囲内に配置される第１の反射器またはミラー・アセンブリ４８、および、接触ヘッド部分２０の範囲内に配置される第２の反射器またはミラー・アセンブリ５０を含む。光学系２４は、また、１つの好ましい実施形態において、図４に示され形態でスキャナ１０のメイン・ボディ部分１８の範囲内に搭載されるレンズ・アセンブリ５３を備える。
【００１６】
スキャナ１０の接触ヘッド部分２０が延伸位置２２にある時、オブジェクト１２からのイメージ光２８が第１および第２のミラー・アセンブリ４８、５０によってレンズ・アセンブリ５３に対して反射され、それによってイメージ光２８が検出器アセンブリ２６に収束されるように、レンズ・アセンブリ５３ならびに第１および第２のミラー・アセンブリ４８、５０は配置される。
【００１７】
図３および図４に示されているように、スキャナ１０の接触ヘッド部分２０は複数の細長いロッド・アセンブリによってメイン・ボディ部分１８に取り付けられる。このような取り付けによって、スキャナ１０の接触ヘッド部分２０は、概ね矢印３４によって示される方向にメイン・ボディ部分１８から離れたりそれに近寄ったりする。例えば、１つの好ましい実施形態において、接触ヘッド部分２０は、細長いロッド・アセンブリの前側ペア３６、３８および細長いロッド・アセンブリの後側ペア（図３および図４には１つのロッド・アセンブリ４０のみ示されている）を備える。ロッド・アセンブリ（すなわち３６、３８および４０）は、メイン・ボディ部分１８に備えられる対応するベアリング部材４２、４４および４６によってスライドしながら受け止められ、それによって、スキャナ１０の接触ヘッド部分２０は収縮位置２２（図１）と延伸位置２２’（図２）の間で移動することが可能となる。必ずしも必要ではないが、好ましくは、延伸位置において接触ヘッド部分２０をバイアスさせるため、ばねペア４７、４９が用意される。延伸位置２２および収縮位置２２’において接触ヘッド部分２０をロックするため、メイン・ボディ部分１８にラッチ・アセンブリ・ペア５２、５４を備えることもできる。
【００１８】
伸張可能スキャナ１０は、書き込まれたテキスト１６を含むドキュメント１４のようなオブジェクト１２を走査するため、次のように操作される。スキャナ１０の接触ヘッド部分２０が収縮位置２２’（図２）にあると仮定すれば、ユーザ（図示されていない）は、先ず、接触ヘッド部分２０を延伸位置２２に移動させることによってスキャナ１０の操作の準備をする。この操作は、１つの好ましい実施形態において、ラッチ部材５２、５４を同時に押してそれぞれのロッド部材３６、３８を解放し、次に、接触ヘッド部分２０をメイン・ボディ１８から引き離すことによって行われる。ユーザは、接触ヘッドが延伸部分２０に達するまで接触ヘッド部分２０をメイン・ボディ部分１８から引き離し続ける。スキャナ１０が延伸位置２２において接触ヘッド２０をバイアスするばね４７、４９を備えていれば、ユーザはメイン・ボディ部分１８と接触ヘッド２０を手動で引き離す必要はないであろう。
【００１９】
いずれにしても、接触ヘッド２０が一旦延伸位置２２に達すれば、ラッチ・アセンブリ５２、５４がそれぞれのロッド・アセンブリ３６、３８に自動的にかみ合って、接触ヘッド部分２０を延伸位置２２にロックする。接触ヘッド２０が延伸位置２２に位置すると、伸張可能スキャナ１０は走査を行う準備が完了する。すなわち、接触ヘッド部分２０のオブジェクト側５８（図５）をオブジェクト１２と接触させ、その後図１に示されている走査方向５６にスキャナ１０を移動させることによって、オブジェクト１２が走査される。走査が完了した後、ユーザは、ラッチ・アセンブリ５２、５４を解放し、接触ヘッド部分１８をメイン・ボディ２０の方向へ押すことによって、接触ヘッド部分２０を収縮位置２０（図２）に戻すことができる。接触ヘッド部分２０が収縮位置２２’に移動すると、ラッチ・アセンブリ５２、５４が再び自動的にそれぞれのロッド・アセンブリ３６、３８にかみ合って、接触ヘッド２０を今度は収縮位置２２’へロックする。
【００２０】
本発明に従う伸張可能スキャナ装置１０の大きな利点は、延伸位置にある時スキャナ装置１０が単一パスでフルサイズ・ドキュメントを走査することができ、それによって複雑でコストのかかるナビゲーション・システムをスキャナに備える必要性を排除することができることである。代替実施形態においては、スキャナはフルサイズのドキュメントを走査できるサイズである必要はないが、ミニチュア・スキャナの場合サイズを一層小さくすることができる。スキャナがフルサイズ構成であろうとミニチュア構成であろうと、走査が一旦完了すれば、スキャナ１０は収縮位置に戻されるので、スキャナの可搬性が増加する。従って、本発明は、フルサイズおよびミニチュア・スキャナのいずれのタイプの欠点をも除外しながら、それらの利点を実現させるものである。本発明に従う伸張可能スキャナのもう１つの利点は、レンズ縮小光学系が優れた画質を提供するので、高品質のカラー・イメージ・データを生成するため当該スキャナを使用することができることである。
【００２１】
以上伸張可能スキャナ１０をその特徴および利点と共に概述したが、本発明に従う伸張可能スキャナ装置の種々の好ましい実施形態の詳細を以下に更に記述する。しかし、詳細な説明に進む前に、本明細書において拡張可能スキャナ装置が書き込まれたテキスト１６を含むドキュメント１４のようなオブジェクト１２を走査するために使用されるものとして記述されてはいるが、拡張可能スキャナ装置は特定タイプのオブジェクト１２または特定の応用分野における使用に限定されるものではないということは留意されるべき点である。実際、伸張可能スキャナ装置１０は、イメージすることができるほとんどどのようなタイプのオブジェクトをも走査するため考えられるほとんどどのような用途にも使用することが可能である。従って、本発明に従う伸張可能スキャナ装置１０が本明細書に記載される特定の応用分野およびオブジェクトに限定されているとみなされるべきではない。
【００２２】
上記を前提として、書き込まれたテキスト１６を含むドキュメント１４のようなオブジェクト１２を走査するために使用されるものとして伸張可能スキャナの１つの好ましい実施形態が図１に示されている。伸張可能スキャナ装置１０は、メイン・ボディ部分１８、接触ヘッド部分２０および蛇腹アセンブリ３０という３つの主要部分すなわちサブアセンブリを含む。接触ヘッド２０は、延伸位置２２（図１）と収縮位置２２’（図２）の間で概ね矢印３４によって示されている方向において移動することができるようにメイン・ボディ部分１８に取り付けられている。蛇腹アセンブリ３０は、図１および図３に示されているように、メイン・ボディ１８と接触ヘッド２０の間に形成される空間３２を実質的に取り囲む。上記主要部分すなわちサブアセンブリを以下詳細に記述する。
【００２３】
図１乃至図３を参照すれば、伸張可能スキャナ１０のメイン・ボディ部分１８は、その他の構成も可能であるが、ユーザ（図示されていない）による手操作を助ける全般的構成または形状を備えている。１つの好ましい実施形態において、メイン・ボディ部分１８は、伸張可能イメージ・スキャナ１０の動作に要求される種々の電子部品６０（図３）を収納できる大きさである。代替的には、種々の電子部品のすべてまたは一部をどこかほかに配置することも、あるいは、ワイヤ・ケーブルまたは光学赤外線データリンク（図示されていない）のような適切なリンクによってメイン・ボディ部分１８に接続することも可能である。
【００２４】
伸張可能スキャナ１０のメイン・ボディ部分１８は、また、伸張可能イメージ・スキャナ１０の動作のために必要とされる種々のスイッチ装置６４と共に、液晶ディスプレイのようなディスプレイ・システム６２を備える。この実施形態において、スイッチ装置６４のすべてはスキャナ１０のメイン・ボディ部分１８の正面に配置される。代替的には、本発明に関して知識を得た当業者に明らかであるように、スイッチ装置６４は伸張可能スキャナ装置１０の都合のよいどのような場所にでも配置することができる。伸張可能イメージ・スキャナ１０を動作させるために必要な電力は、伸張可能イメージ・スキャナ１０のメイン・ボディ部分１８の範囲内に包含されるバッテリのような適当な電源（図示されていない）によって提供される。代替的には、スキャナ１０によって必要とされる電力は、スキャナ１０にとって外部の電源によって提供されることもできる。
【００２５】
特定の携帯型イメージ・スキャナにおける使用のため必要とされる種々の電子部品、ディスプレイ装置、スイッチ装置およびバッテリは当業界において周知のものであり、また、種々の部品の記述は本発明を理解または実践する上で必要とされないので、本発明の１つの好ましい実施形態において利用される電子部品６０、ディスプレイ装置６２、スイッチ装置６４等々の記述はこれ以上行わない。
【００２６】
伸張可能スキャナ装置１０のメイン・ボディ部分１８は、意図された用途にふさわしい広範囲にわたる材料（例えば金属またはプラスチック）のいずれかから作製されることができる。従って、本発明は、なんらかの特定の材料を含むメイン・ボディ部分１８に限定されるものとしてみなされるべきではない。例えば、１つの好ましい実施形態において、メイン・ボディ部分１８は、当業界において周知で一般に入手可能なタイプのポリカーボネート可塑材から作製される。
【００２７】
次に図３乃至図５を参照すれば、伸張可能スキャナ１０の接触ヘッド部分２０は、接触ヘッド２０が延伸位置２２（図１）と収縮位置２２’（図２）の間で移動することができるようにメイン・ボディ部分１８に取り付けられる別個のアセンブリを含む。接触ヘッド部分２０は、１つの好ましい実施形態において、走査されるオブジェクト１２への接触に適するオブジェクト側５８を有する概ね細長い、長方形の構造を備える。接触ヘッド２０のオブジェクト側５８は、また、概ね細長い走査領域６８（図３）を画定する細長いスロットまたは孔６６（図５）を備える。必須ではないが好ましくは、ほこりまたはその他の外来物質がスキャナ１０に入るのを防止するため透明窓７０がスロット６８の範囲内に備えられる。接触ヘッド部分２０の内部の領域７２には、走査領域６８を複数の光線７８で照射する光源７４が備えられる。接触ヘッド２０の内部７２にもまた第２の反射器またはミラー・アセンブリ５０が備えられる（詳細は後述）。
【００２８】
メイン・ボディ部分１８の場合と同様に、伸張可能スキャナ１０の接触ヘッド・アセンブリ２０は意図された用途にふさわしい広範囲にわたる材料（例えば金属またはプラスチック）のいずれかから作製されることができる。例えば、１つの好ましい実施形態において、メイン・ボディ部分１８は、当業界において周知で一般に入手可能なタイプの成型可能なポリカーボネート可塑材から作製される。走査領域６８を照射するために使用される光源７４は、走査領域６８に所望の度合いの照射を提供する上で適切なものであれば当業界において現在よく知られているまたは将来開発されるであろう広範囲にわたる光源のいずれでもよい。従って、本発明が特定タイプまたはスタイルの光源に限定されているものとみなされるべきではない。しかしながら、例えば、伸張可能スキャナ１０の１つの好ましい実施形態は、図３に見られるようにＬＥＤ７６によって生成される光線７８が走査領域６８に向けられるように適切なボードまたは基板８４に取り付けられた複数の発光ダイオードを含む光源（ＬＥＤ）７６を利用する。
【００２９】
照射された走査領域６８からのイメージ光２８を検出器２６の表面上へ収束させるために使用されるレンズ縮小光学系２４の詳細が図３に示されている。光学系２４は、基本的には、照射された走査領域６８からイメージ光２８を受け取るようにメイン・ボディ部分１８の範囲内に取り付けられた第１の反射器またはミラー４８を含む。第１の反射器またはミラー４８は接触ヘッド部分１８の範囲内に取り付けられた第２の反射器またはミラー５０にイメージ光２８を反射するように傾けられている（すなわち角度をつけられている）。第２の反射器またはミラー５０もまたメイン・ボディ部分１８に取り付けられたレンズ・アセンブリ５３にイメージ光２８が反射されるように傾けられている（すなわち角度をつけられている）。その後、レンズ・アセンブリ５３がイメージ光２８を検出器２６の表面に収束させる。
【００３０】
ミラー４８、５０およびレンズ・アセンブリ５３のような種々の部品は、接触ヘッド部分２０が延伸位置２２にある時イメージ光２８が検出器２６に収束されるように構成される。すなわち、第１のミラー４８が配置される角度は、第１のミラー４８が照射された走査領域６８からのイメージ光２８を第２のミラー５０の表面上へ反射させることを可能にする。同様に、第２のミラー５０が配置される角度は、第２のミラー５０が第１のミラー・アセンブリ４８から受け取るイメージ光２８をレンズ・アセンブリ５３へ向かわせることを可能にする。
【００３１】
第１および第２のミラー４８、５０の特定の位置および角度方向は、レンズ縮小光学系２４が使用されるべき特定の伸張可能スキャナ装置１０の寸法および幾何的配置によって変わる。従って、本発明が、本明細書に示されている第１および第２のミラー４８、５０の特定の位置および角度方向に限定されているものと見なされるべきではない。換言すれば、第１および第２のミラー４８、５０の特定の位置および角度方向は、本発明の教示内容を取得し、活用されるべき伸張可能スキャナの設計に関する特定のサイズ形状およびその他の幾何学的要因を勘案する当業者によって容易に選択されることができるであろう。更に、スキャナのためのミラーおよびレンズ・アセンブリは当業界において周知であり一般に容易に入手できるものであるので、本発明の１つの好ましい実施形態において利用されるレンズ・アセンブリ５３およびミラー４８、５０の詳細な記述はこれ以上行わない。
【００３２】
イメージ光２８をイメージ・データに変換するために使用される検出器２６および種々の電子部品６０もまた、当業界において周知であり一般に容易に入手できるものであるので、これ以上の詳細な記述は行わない。しかしながら、留意されるべき点であるが、本発明に従うスキャナ１０は、カラー・イメージ・データまたは白黒（すなわちグレイスケール）イメージ・データを生成するように構築することができる。一般的に述べれば、本発明の好ましい実施形態において利用されるレンズ縮小光学系２４の利点を生かすためカラー・イメージ・データを生成するように本発明に従った伸張可能スキャナを構成することが望ましい。スキャナがカラー・イメージ・データを生成するように構築されるとすれば、光源７４、検出器２４および関連電子部品６０のような種々の部品は、米国特許第４，９２６，０４１号および米国特許第５，３００，７６７号に記載されている種々の部品を含むであろう。代替的に、本発明の教示内容を取得した当業者に明らかなように、当業界において現在周知でありまた将来開発されるであろうカラー・イメージ・データ生成用の広範囲にわたるその他タイプの部品装置および構成のいずれかを本発明に関連して使用することは可能である。
【００３３】
上述のように、接触ヘッド２０は、延伸位置２２（図１）と収縮位置２２’（図２）の間で概ね矢印３４によって示される方向において移動することができるようにメイン・ボディ部分１８に取り付けられる。更にまた上述されたように、接触ヘッド２０が延伸位置２２にある時照射された走査領域６８と検出器２６の間に妨害されることなく正しく収束された光学経路が存在するように、光学系２４の種々の部品（例えばミラー４８、５０およびレンズ・アセンブリ５３）が配置される。しかしながら、接触ヘッド２０が収縮位置２２’にある時照射された走査領域６８と検出器２６の間に妨害されることなく正しく収束された光学経路は一般的に存在しない。
【００３４】
レンズ縮小光学系２４の種々の部品（例えば４８、５０、５２）の配置は特にカラー走査応用分野において良好な画質を達成する上で重要であるので、メイン・ボディ１８に接触ヘッド２０を固定するために使用される取り付け手段は、適切な延伸位置２２において接触ヘッド２０を確実に確保することができなければならない。このため、本発明の１つの好ましい実施形態において利用される取り付けシステムは、伸張可能スキャナの前側に沿って配置される細長いロッド・アセンブリの第１あるいは前側ペア３６、３８および伸張可能スキャナの後側に沿って配置される細長いロッド・アセンブリの第２あるいは後側ペア（図３および図４には１つのロッド・アセンブリ４０のみ示されている）を備える。
【００３５】
以下図３、図４および図６を参照して記述するが、第１あるいは前側ロッド・アセンブリ３６、３８の各々は本質的に同一であるので、前側ロッド・アセンブリ３６のみについて詳細に記述する。前側ロッド・アセンブリ３６は、基本的には、その下側が接触ヘッド部分２０に固定される細長い円筒ロッド８６を含む。ロッド８６の他方の端部は、スライド型軸受またはベアリング４２を介してメイン・ボディ部分１８に取り付けられる。軸受４２によって、ロッド８６が矢印３４の方向においてメイン・ボディ部分１８と接近したり離れたり円滑に滑動することができる。円筒ロッド８６は、また、上方みぞ８８および下方みぞ９０を備えることができる。上方および下方みぞ８８、９０は、接触ヘッド２０が延伸または収縮位置２２、２２’のいずれかに位置する時ラッチ部材５２にかみ合うことができるサイズを持ち、そのような位置に配置され。従って、ラッチ部材５２が上方みぞ８８とかみ合う時、接触ヘッド２０は延伸位置２２においてロックされる。同様に、ラッチ部材５２が下方みぞ９０とかみ合う時、接触ヘッド２０は収縮位置２２’（図２）においてロックされる。
【００３６】
円筒ロッド８６は、意図された用途にふさわしい広範囲にわたる材料（例えば金属またはプラスチック）のいずれかから作製されることができる。例えば、１つの好ましい実施形態において、他の材料も使用できるが、円筒ロッド８６は鋼で製作される。ロッド８６の下端は、現在周知であるかまたは将来開発される広範囲にわたる締め付けシステムのいずれかによって接触ヘッド部分２０に固定される。例えば、ロッド８６は、接触ヘッド部分２０に備わる取り付け突起１１（図３）にねじ締めされる。代替的には、取り付け突起１１は接触ヘッド２０の製造の際にロッド８６上へ一体成型される。
【００３７】
円筒ロッド８６を滑るように受け入れるベアリング部材４２は、意図された用途にふさわしい広範囲にわたる材料のいずれかで作製される。例えば、１つの好ましい実施形態において、ベアリング部材４２は、メイン・ボディ１８の一体部分として成型され、最低限度の遊びをもってロッド８６を滑るように受け入れるように広げられる。代替的には、ベアリング部材４２は、メイン・ボディ部分１８に備わる適当な取り付け突起（やはり図示されてない）に固定された焼結青銅スリーブ（図示されていない）を含むこともできる。
【００３８】
延伸位置２２において接触ヘッド２０をバイアスすることは、必須ではないが一般的に望ましい。例えば、１つの好ましい実施形態において、それぞれのロッド・アセンブリ３６、３８の周囲に備えられる圧縮タイプの螺旋ばね４７、４９によってこのバイアスが達成される。接触ヘッド２０を延伸位置２２の方向へ押しつけるために必要とされるばね４７および４９は、当業界において周知で一般に容易に入手可能な広範囲にわたる螺旋ばねのいずれかで構成されることができる。従って、接触ヘッド２０を延伸位置２２の方向へバイアスさせるために使用されるばね４７および４９の詳細はこれ以上記述しない。
【００３９】
延伸または収縮位置２２、２２’のいずれかにおいて接触ヘッド２０をロックするために使用されるラッチ部材５２は、図６に示されているように、アーム部分９２および付加タブ９４がロック位置９６と解放位置９６’の間で動くことができるようにメイン・ボディ部分１８の前側８０の内部部分に接続した細長いアーム部分９２を含む。従って、ユーザ（図示されてない）がタブ９４を押すと、すなわち矢印９８によって示される方向にタブ９４を動かすと、ラッチ部材５２がロック位置９６から解放位置９６’へ動いて、接触ヘッド２０を延伸位置２２と収縮位置２２’の間で動かすことができるようになる。ラッチ部材５２はロック位置９６に向かってバイアスされる。従って、ユーザがタブ部分９４を解放すると、接触ヘッドが収縮位置２２’または延伸位置２２に達する時、ラッチ部材５２は上方または下方みぞ８８または９０と自動的にかみ合う。
【００４０】
ラッチ部材５２は、意図された用途のために適当な広範囲にわたる材料のいずれか（例えば金属またはプラスチック）から製作され得る。例えば、１つの好ましい実施形態において、ラッチ部材５２はメイン・ボディ部分１８の前側８０の一体分部分とし成型される。すなわち、ラッチ部材５２はメインのボディ部分１８を形成するものと同じタイプのポリカーボネート可塑材を含む。前述の材料および構成が使用されるとすれば、細長いアーム部分９２は弾性を持ち柔軟であるので、ラッチ部材５２をロック位置９６にバイアスさせるが、ただし、ユーザは、タブ部分を９４を矢印９８によって示される方向に単に押すだけでラッチ部材５２を解放位置９６に容易に移動させることができる。
【００４１】
もう１つの前側ロッド・アセンブリ３８も上記ロッド・アセンブリ３６と本質的に同一ではあるが、スキャナ１０の他方の端に取り付けられベアリング４４によってメイン・ボディ部分１８に滑るように接続される点が相違する。ロッド・アセンブリ３８は、また、上方および下方みぞを備える。これらは、対応するラッチ部材５４にかみ合って、延伸または収縮位置２２、２２’のいずれかにおいて接触ヘッド２０をロックすることを可能にする。
【００４２】
ロッド・アセンブリの後側ペア（すなわち図３に示されているロッド・アセンブリ４０）も上記前側ロッド・アセンブリ３６、３８と基本的に同じであるが、対応するラッチ・アセンブリを備える必要がない点が相違する。従って、ロッド・アセンブリの後方ペアを含むロッドは上方および下方みぞを必要としない。しかしながら、代替的構成において、ロッド・アセンブリ（例えば４０）の後側ペアをロッド・アセンブリ３６、３８の前側ペアと同一にして、延伸または収縮位置２２、２２’のいずれかにおいてロッド・アセンブリの後側ペアをロックさせる同様のラッチ機構（図示されてない）を備えることも可能である。そのような構成が使用されるとすれば、種々のラッチ部材を単一のタブまたはレバー（図示されてない）によってすべてのラッチ部材が同時に起動されることができるように、すべてのラッチ部材を一カ所に集めることが必須ではないとしても望ましい。そのような構成によって、ユーザは、一層容易に接触ヘッド２０を解放して延伸位置２２と収縮位置２２’の間で接触ヘッド２０を動かすこができる。
【００４３】
また、伸張可能スキャナ装置１０が、メイン・ボディ部分１８と接触ヘッド２０の間に形成される空間３２を実質的に取り囲む蛇腹アセンブリ３０を備えることが一般的に望ましい。伸縮する蛇腹アセンブリ３０は、環境光のレンズ縮小光学系２４への侵入およびその結果として発生するイメージ・データの品質劣化を防止するため、実質的に不透明でなければならない。また、蛇腹アセンブリ３０の内部表面は、スキャナ１０の範囲内における正反射を減らすため光吸収材料（例えば艶無し黒色ペイント）で上塗りされていることが必須ではないが望ましい。
【００４４】
伸縮する蛇腹アセンブリ３０は、一般に容易に入手可能でそのような用途にふさわしい広範囲にわたる材料のいずれか（例えばプラスチックまたはファブリック）で作製することができる。例えば、１つの好まし実施形態において、蛇腹アセンブリ３０は、Ｅ．  Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ社の）Ｈｙｐａｌｏｎで処理されたポリエステル・ファブリックで作製され、その厚さは約０．０２０インチである。そのような処理されたポリエステル・ファブリックは一般に容易に入手可能であるので、本発明の１つの好ましい実施形態において利用される特定のファブリックをこれ以上詳細に記述しない。その他のいかなる材料をも代替的に使用できることは当業者に明らかであろう。
【００４５】
書き込まれたテキスト１６をその上に含むドキュメント１４のようなオブジェクト１２を走査するため伸張可能スキャナ１０は以下のように操作される。スキャナ１０の接触ヘッド部分２０が初期的に収縮位置２２’にあると仮定する。ユーザ（図示されてない）は、接触ヘッド部分２０を延伸位置２２へ動かすことによってスキャナ１０の操作を準備する。上述の実施形態においては、この準備操作は、ラッチ部材５２、５４を同時に押してそれぞれのロッド部材３６、３８を解放することによって実行される。次に、ばね４７、４９がメイン・ボディ１８と接触ヘッド部分２０を自動的に切り離して、接触ヘッド部分２０を延伸位置２２方向へ押しやる。接触ヘッド部分２０が延伸位置２２に達すると、ラッチ・アセンブリ５２、５４がそれぞれのロッド・アセンブリ３６、３８に自動的にかみ合って、その結果、接触ヘッド２０が延伸位置２２にロックされる。次に、接触ヘッド部分２０のオブジェクト側５８をオブジェクト１２に接触させ、その後、図１に示されている走査方向５６にスキャナ１０を動かすことによって、オブジェクト１２が走査される。走査の完了の後、ユーザは、先ずラッチ・アセンブリ５２、５４を解放して、次にメイン・ボディ１８および接触ヘッド２０を一緒に押すことによって、接触ヘッド部分２０を収縮位置２２’（図２）に戻すことができる。接触ヘッド部分２０が収縮位置２２’に達すると、ラッチ・アセンブリ５２、５４が再び自動的にそれぞれのロッド・アセンブリ３６、３８にかみ合って、今度は接触ヘッド２０を収縮位置２２にロックする。
【００４６】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）メイン・ボディと、上記メイン・ボディの内部に取り付けられる検出器と、収縮位置と延伸位置の間で上記メイン・ボディから離れたりそれに近寄ったりすることができるように上記メイン・ボディに取り付けられた接触ヘッドと、上記メイン・ボディおよび上記接触ヘッドと連動し、上記接触ヘッドが延伸位置にある時走査されているオブジェクトからのイメージ光を上記検出器へ収束させる光学系と、を備える伸張可能なスキャナ装置。
（２）上記光学系が、上記接触ヘッドが延伸位置にある時オブジェクトからのイメージ光を反射するように上記メイン・ボディの内部に取り付けられる第１の反射器と、上記接触ヘッドが延伸位置にある時上記第１の反射器によって反射されるイメージ光を反射するように上記接触ヘッドの内部に取り付けられる第２の反射器と、上記接触ヘッドが延伸位置にある時上記第２の反射器によって反射されるイメージ光を上記検出器上に収束させるように上記メイン・ボディの内部に取り付けられるレンズと、を含む、前記（１）に記載の伸張可能なスキャナ装置。
【００４７】
（３）上記接触ヘッドに取り付けられる第１の細長いロッドと、上記第１の細長いロッドに対して並列で間隔をあけた関係を持ち上記接触ヘッドに取り付けられる第２細長いロッドと、上記メイン・ボディに取り付けられ上記第１の細長いロッドを滑るように受け入れることのできるサイズを持つ第１のベアリング部材と、上記メイン・ボディに取り付けられ上記第２の細長いロッドを滑るように受け入れることのできるサイズを持つ第２のベアリング部材と、を更に備える、前記（１）または（２）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
（４）上記メイン・ボディに取り付けられ、上記接触ヘッドが延伸位置にある時上記第１の細長いロッドにかみ合ったりはずれたりして上記接触ヘッドを延伸位置にロックさせるラッチ部材を更に備える、前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
（５）上記接触ヘッドおよび上記メイン・ボディに取り付けられ、上記接触ヘッドが延伸位置にある時上記メイン・ボディと上記接触ヘッドの間に形成される空間を実質的に取り囲む延伸可能な蛇腹を更に備える、前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
【００４８】
（６）上記接触ヘッドの内部に取り付けられ、走査されているオブジェクト上の走査領域を光で照射する照射系を更に備える、前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
（７）上記接触ヘッドが、オブジェクトからのイメージ光を上記接触ヘッドの内部領域に通す細長い孔を含む、前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
（８）上記検出器がＣＣＤを含む、前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
（９）上記照射系が少なくとも１つの発光ダイオードを含む、前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の伸張可能なスキャナ装置。
【００４９】
（１０）オブジェクトを走査する方法であって、メイン・ボディ、上記メイン・ボディの内部に取り付けられる検出器、収縮位置と延伸位置の間で上記メイン・ボディから離れたりそれに近寄ったりすることができるように上記メイン・ボディに取り付けられる接触ヘッド、および、上記メイン・ボディおよび上記接触ヘッドと連動し、上記接触ヘッドが延伸位置にある時走査されているオブジェクトからのイメージ光を上記検出器へ収束させる光学系を備える伸張可能なスキャナ装置を準備するステップと、接触ヘッド部分を延伸位置へ動かすステップと、拡張可能なスキャナ装置をオブジェクト上に動かすステップと、を含む方法。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によると、携帯可能な小さいサイズを維持しながら単一パスでフルサイズ・ドキュメントを走査することができる小型スキャナが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】書き込まれたテキストを含むドキュメントを走査するため延伸位置にある伸張可能スキャナ装置の透視図である。
【図２】収縮位置にある伸張可能スキャナ装置の透視図である。
【図３】光学系のミラー／レンズ・アセンブリの構成を含む延伸位置におけるスキャナの側面図である。
【図４】延伸位置におけるスキャナの細長いロッド搭載システムの正面図である。
【図５】伸張可能スキャナの接触ヘッド部分のオブジェクト側の平面図である。
【図６】延伸および収縮位置における接触ヘッド部分をロックするラッチ・アセンブリの拡大断面図である。
【符号の説明】
１０    伸張可能スキャナ装置
１２    オブジェクト
１８    メイン・ボディ
２０    接触ヘッド
２２    延伸位置
２２’    収縮位置
２４    光学系
２６    検出器
２８    イメージ光
３０    蛇腹
【図１】
0003625722.tif 000002
【図２】
0003625722.tif 000003
【図３】
0003625722.tif 000004
【図４】
0003625722.tif 000005
【図５】
0003625722.tif 000006
【図６】
0003625722.tif 000007