專利名稱：帶有可選插接站的便攜式的電池供電的多介質雙工掃描儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全部由電池供電的小型便攜式雙工掃描儀。所述掃描儀可以接受各種介質，包括標準尺寸紙張文檔、信用卡或者其他身份(ID)類型卡，以及壓縮磁盤類型介質。所述掃描儀提供來從鋰離子電池獲得的大約一個月或者100頁的功率。無需額外電源。通過連接到合適的電源以提供電荷來完成電池充電。掃描的數據可以通過無線的方法、直接連接或者可移動介質(如閃存驅動器)傳送到主機。可選插接站為所述掃描儀提供了自動文檔饋送(ADF)，結合打印、傳真以及復印多頁掃描，也是本發明的特有的部件。
背景技術：
本發明最接近符合美國專利商標局(USPTO)的類別358/1. 5，其中類別358包括靜態圖像的通信或復制，或者靜態圖像的序列，其中局部光(local light)或組成圖像的密度變化不隨時間而改變。所述子類包括其中標記的位置和速度或者圖像媒體修改數據的表示的主題。以最簡單形式，本發明包括特有便攜式雙工掃描儀，該掃描儀無需外部電源，以及適應各種介質(如紙張文檔、ID卡、壓花信用卡，以及壓縮磁盤)同時自己管理功率消耗以優化電池壽命。也適合掃描的數據的無線傳送。為多頁掃描、打印、傳真、以及復印提供了自動文檔饋送(ADF)的可選插接站，也是本發明的一個特有的部件。現有的聲稱“便攜式的” “用電池供電的”掃描儀還是需要一些到主機(也就是，計算機或主機設備)的連接，或者是不能接受任意介質的小型手持掃描儀。具體地說，專利Chen (陳)(US6，031，636)公開了需要連接到主機計算機，以及因此不是真正地用“電池供電的”，該專利特別地通過引用被全部合并于此。專利Kochis(US 5, 381,020)公開了為用戶必須翻過(ran over)文檔來掃描的手持掃描儀，以及不能接受任意介質,該專利特別地通過引用被全部合并于此。在現有技術中均沒有提供本發明的所有特征，包括真正地電池供電的運行，多介質掃描，輔助校正(assisted de-skew)或者用于多頁掃描的插接站的選擇。

發明內容
越來越多的業務在傳統的辦公室外進行。因此，用于完成業務任務的裝置需要更好的移動性和功能性。真正地便攜式的掃描儀是現有技術中長期認為需要的。但是，真正地便攜式的掃描儀應無需外部電源。本發明在小型、容易使用，功能全面的裝置中實現這樣的便攜性。本發明的掃描儀小到足以裝進公文包或筆記本電腦包，并且不僅可以掃描紙質文檔，而且還可以掃描ID卡和壓花信用卡。例如，在醫療所，可能需要為不能站立于柜臺完成書面工作的患者登記。用戶可以拿著本發明的掃描儀到就座的患者那里，掃描他們的ID卡和患者可能需要的任何其他文檔的復印件。之后，用戶返回到他們的計算機并可以傳送掃描的圖像到他們的系統中，打印出掃描的圖像，并向患者提供復印件。這個數據傳送可以通過無線鏈路(如藍牙、無線USB，以及wi-fi)發生而無需外部連接。為所述掃描儀供電的所述鋰離子電池通過到功率提供源的連接來充電。所述源可以是能夠供給功率的任何裝置(如插入到壁裝電源插座的交流適配器，或者自提供功率的計算機)。電池充電所需的全部是來自任何有能力的裝置或連接到掃描儀的插座的功率的傳送。一個這樣的裝置被提供有所述掃描儀，以及該裝置大致為手機壁裝充電器單元的尺寸。
附有掃描儀的本發明的軟件基于連接的充電裝置調整功率消耗。例如，如果連接到筆記本電腦為所述掃描儀電池充電，所述軟件檢測到這種情況并調整毫安消耗，以使所述筆記本電腦電池自身不過度地耗費。如果所述軟件檢測到充電是來自交流電源，則做出類似的調整。充電功能固有功率管理，使得電池被適當地充電和放電以保護鋰離子電池壽命。當所述軟件檢測到掃描儀是在空閑模式，另一個功率管理的特征被應用。所述掃描儀按鈕被激活，但是沒有操作發生。因此，在掃描儀電路板上的微處理器調整供給電壓、使非必要的子單元斷電、以及降低時鐘。這種功耗的自我管理維持了所述掃描儀電池壽命以使用戶獲得掃描儀的最佳的運行時間。數據的存儲可以通過駐留在掃描儀的印刷電路板(PCB)上的板上閃存存儲器完成。數據可以如用戶希望的通過無線連接或通過USB連接被傳送。數據存儲也可以通過可移動存儲裝置(如閃存驅動器和SD/MMC卡)完成。這些特征只用于數據傳送，不能給掃描儀供電。如果掃描儀不是由電池供電的，即，只連接到一個充電電源，則掃描功能將無法進行。掃描儀將只允許用戶獲得在掃描儀的駐留內存芯片或可移動存儲介質上存儲的數據。當在無線模式中且在無線范圍內，掃描的圖像可以被傳送到用戶的計算機或移動裝置(如蘋果手機(i-Phone)或黑莓手機(Blackberry))。在具有無指導或打開的紙張插入的掃描儀中，饋送介質通常是個問題。在這樣的情況下，介質的直的饋送是一個問題。如果介質以不適合的角度被插入，例如紙張可能會傾斜并造成卡紙或不能接受的掃描。本發明的掃描儀通過放置橫跨輸入路徑的幫助用戶直觀地確認他們正用最小的傾斜饋送介質進入的模擬紙張接近傳感器，來解決這個問題。對于本應用而言，這種解決方案被稱為“輔助校正”。當介質以傾斜的角度插入，左側的LED燈將照亮來指示用戶需要將介質的角度向右，反之亦然。當紙張傳感器確定所述介質被直的插入，兩個傾斜提醒燈都將不會照亮，并且介質將通過掃描路徑被繪制并且將保持直的紙張路徑貫穿掃描儀。這消除了對需要數據密集型處理(如增加的功率)的軟件校正的需求。由于本發明的校正根據介質獲得來被執行，并不依賴于軟件，這樣的特征提供了最佳的光學字符識別(OCR)，減少的文件大小，增加的存儲空間，掃描速度增加，和當使用緩慢或低帶寬傳輸方法時更快的傳輸。雙軋輥置于樞軸線上以允許接受各種厚度的介質。在插入介質時，紙張饋送路徑調整以接受介質，識別該介質是紙張文檔或者如信用卡或ID卡的較厚的介質)。前部和后部的軋輥組順利地指導介質不會不順暢的或停頓的通過所述掃描儀路徑。單電機提供驅動機制以給自動厚度調整供電，并且又提供驅動機制饋送介質通過掃描儀。所述掃描儀可適應介質的厚度達2_。紙張或介質的輸出通過向用戶返回介質的紙張返回或通過直的路徑來完成，在直的路徑中介質在掃描儀的后部被彈出。由于樞軸組裝允許軋輥為較厚的介質而分開，紙張返回將自動地移開并允許較厚的介質從掃描儀的后部退出。光學的紙張傳感器輔助確定插入的介質的寬度，同時根據介質厚度自動調整饋送軋輥接受該介質，并且驅動器開始通過掃描路徑。這種調整是對用戶透明的并在幾毫秒內發生。針對信用卡或ID卡掃描的情況，卡的尺寸通過本發明的軟件自動地檢測并且卡將直接地從插入點返回到用戶。這樣是最佳的，因為硬塑料卡將不能如同紙張文檔那樣被彎曲以被驅動通過標準的紙張返回。此外，用戶將不需要從掃描儀后面摸索以獲得掃描的卡。本發明的掃描儀還包含主機USB端口，在USB端口中用戶可以直接地連接裝置(如閃存驅動器或者打印機)到掃描儀。因此，掃描儀從其電池提供功率到連接的外部裝置，并且用戶實質上可以在一個步驟中掃描和打印文檔。所述掃描儀，在裝置所需的在此詳 細描述的掃描儀提供的功率范圍內，作為主機以供電或充電到連接的外部裝置。綜上所述，通過在無需外部電源或物理連接到主機以操作的小型裝置中提供真正地便攜式的雙工掃描能力，本發明的掃描儀解決了行業中的需求。電池壽命比大多數用戶認為可用的更好，并且可以便于用戶來執行數據傳送(通過無線方式，電纜，或如記憶卡和閃存驅動器等的裝置)。


本發明通過參考附圖進一步詳細地描述其中圖I為示出了掃描儀的全角度的前視圖；圖2為功率管理功能的流程圖；圖3為介質傳輸配置的功能圖；圖4為軋輥配置的示意圖；圖5為在打開和關閉位置的紙張返回的說明圖；圖6為紙張存在檢測的原理圖；以及圖7為可選掃描儀插接站。
具體實施例方式通過以下例子的詳細描述說明本發明，但不作為本發明原則的限制。本說明書將清楚地使本領域技術人員能夠制作和使用本發明，并描述本發明的各種實施方式、改變、變化和替代。本說明書包括目前被認為是實施本發明的最好方式。就這一點而言，通過7幅相對簡單的附圖來說明本發明；盡管將制作或者使用所述發明的一種可行的方法向本領域技術人員(如軟件架構、編程和計算機操作領域)說明是十分復雜的。圖I為掃描儀的完整的前視圖。殼體10由塑料構成。紙張返回20被示出為顯示正通過后部被返回的文檔，因此我們可以認為紙張返回是在閉合的位置。在這幅圖中也說明了紙張輸入30。紙張傳感器40沿著介質插入來設置。一為自輔助校正提供指導的組燈50跨過紙張饋送的前上部進行照明。電源燈60放置在電源按鈕70的下面，并且閃爍以指示掃描儀正在充電，或者保持穩定地照亮以指示掃描儀在電池供電模式。一組3個亮著的按鈕80指向輸出功能，也就是，例如電子郵件、PDF或者復印，并基于用戶通過按鈕的選擇來進行照明。圖2為根據掃描儀的電池充電器的電流的功率管理功能的流程圖。在功率管理系統的范圍之內具有4個基本的功率狀態。在開始模式90中功率管理系統等待總線功率100的確認。如果沒有確認出現，循環返回到開始并等待。如果功率被記錄，系統檢測USB流量110。如果沒有“流量”，充電器呈現“無聲(dumb) ”模式并消耗弱電流(燈)120。這是功率狀態I。如果檢測到“流量”，發生統計(enumerate)或者裝置識別130。如果沒有裝置被統計140，功率模式將消耗限制到lOOma。這是功率狀態2。如果需要功率的裝置被檢測到，消耗的量被確定150并且充電器會相應地給裝置供電160 (功率狀態3)或者停留在零功率消耗模式170 (功率狀態4)。圖3為介質傳輸配置的不意圖。具有一組進和出的軋棍180(輸送軋棍)，和一 組支撐軋輥190。驅動器或饋送軋輥190b實質上是“非固定的(floating)”并借助于彈簧張力緊貼于支撐軋輥。支撐軋輥180a被固定在掃描儀外殼內。兩個接觸式圖像傳感器200(CIS’s)被置于掃描儀路徑的上下方，并且相互補償以為掃描時提供黑色背景。雙接觸式圖像傳感器(CIS’ s)也為雙工掃描提供了基礎。由于整個的饋送機構安置于樞軸線上，在紙張饋送中的間隙210可以簡單地基于插入的介質調整。例如，間隙將自動地利用樞軸線為插入介質的提供合適的間隙同時維持直的紙張路徑。這個間隙210可以到達2_以適應介質(如壓花信用卡或者ID卡)。圖4為進一步詳細地示出了介質傳輸配置。再一次地，驅動器230b和支撐軋輥220a被示出。電機饋送齒輪240驅動附著在支撐軋輥250上的固定支架上的齒輪。當沒有電機扭矩出現時，軋輥組被擠壓在一起并且沒有介質可以插入(硬停)260。在用戶介質插入和用紙張傳感器對準時，電機啟動并經由軸點270的樞軸提供釋放夾合作用的力，產生瞬間的間隙，并允許介質通過掃描儀路徑被拉動。這種配置提供了具有最小電機扭矩需求的正的介質夾緊。針對較厚的介質，軋輥組裝的繞軸旋轉動作允許合適的間隙，并且一旦介質的厚度被識別，軋輥之后在介質上停止以完成積極正夾緊并經由剩余掃描路徑掃描。這個間隙的產生和夾合過程發生在幾毫秒中內并且用戶是無法察覺的。圖5為示出了集成的紙張返回270的橫截面圖。紙張返回被集成到接觸式圖像傳感器頂部組裝280當中。在較厚介質的情況下，紙張返回將自動地根據上述的繞軸旋轉動作從路徑移開。這里，示出的是在打開的位置270中的紙張返回。如果用戶希望紙張文檔通過打開返回的方法被返回，他們只需要簡單地打開紙張返回直到它點擊到適當的位置。關閉返回也是有保證的以使返回根據用戶的需要保持打開或者關閉。顯然地，較厚的介質(如信用卡)不能彎曲，有角的返回機構不能適應，因此自動翻轉通過本發明的方法實現以使信用卡被掃描，然后從進口 290的點直接返回，或作為紙張返回自動清除路徑的結果，它可能退出掃描儀的后部。卡的尺寸通過傳感器自動檢測并一旦被掃描，使信用卡或ID卡翻轉以使用戶無需從掃描儀300的后部獲取被掃描的卡。這種方法更加方便、簡單地掃描并獲取更小的介質(如信用卡或者ID卡)。如果用戶選擇，通過在關閉的位置的紙張返回，其他介質的后部出口 300可以被實現。圖6為表示本發明的輔助校正功能的示意圖。在圖I中前面板燈50被表示為用戶指南以明顯地確認介質直的插入。如果介質以傾斜角度插入，并不是所有的紙張傳感器將被遮蓋。因此，介質可能會向左或向右傾斜并需要調整。讀出電路指示掃描儀上的燈用來根據用戶插入介質傾斜的角度進行照明，例如介質被向右傾斜地插入-左提醒燈將照明以通知用戶將介質的角度稍微向左。為了直的插入，用戶可以通過傾斜燈的指示快速調整介質的角度。一旦介質被直的插入，沒有提醒燈會亮，并且掃描開始。這個基于介質獲取來完成的過程是快速并且高效的，而且不依賴于軟件校正解決方案。圖中為傳感器響應310關于通過傳感器320檢測到的介質位置的簡單的表示。在圖中，L2，LI，C，Rl和R2代表5個用于確定是否介質足夠直的被插入以掃描的模擬檢測通道330。基于當用戶旋轉頁時傳感器是否被遮蓋，傳感器響應以百分數被顯示340。指示的照明將如所述的運行以提醒用戶調整介質到哪個角度以使掃描開始。圖7為一種可選插接站350的相當一般的例子。插接站不僅作為安置便攜式掃描儀360的固定基座和提供用于多頁掃描的自動文檔饋送機(ADF) 370服務，而且還作為用于 掃描儀電池的充電器。插接站應具有到主機的USB380上行鏈路和交流電源390的連接。自動文檔饋送機(ADF)包括輸入盤和文檔收集器400。該站配置有其自己的電機/驅動電子設備和接收來自插接的掃描儀的控制信號。插接站，如所示的，還可以與多功能外圍設備(MFP)集成以使被掃描的項目可以從一個裝置被打印、復印或者傳真，從而從用戶的工作空間中消除占用空間和雜亂。
權利要求
1.一種便攜式的電池供電的多介質雙工掃描儀，該便攜式的電池供電的多介質雙工掃描儀包括 a)電源； b)USB連接，該USB連接用于為電源充電； c)介質輸入，該介質輸入被設計為適應各種介質寬度和厚度； d)紅外紙張傳感器，該紅外紙張傳感器被優化用于減少雜散光的進入、插入的介質的識別以及所述插入的介質的傾斜； e)雙軋輥系統，該雙軋輥系統被優化以幫助允許介質厚度變化、所述雙軋輥系統的夾緊以及介質控制； f)紙張返回，該紙張返回被優化用于向前或者基于后部出口返回介質； g)單電機，該單電機用于驅動所述介質通過所述軋輥系統并且幫助介質厚度調整； h)功率管理，該功率管理通過所述掃描儀的軟件和硬件來進行。
2.根據權利要求I所述的掃描儀，其中，所述電源包括能夠被再充電的鋰離子電池。
3.根據權利要求I所述的掃描儀，其中，所述USB連接包括裝置，在該裝置中，連接器的一端為USB類型的插口，且另一端為交流尖頭插頭適配器或者能夠連接到任意功率提供裝置的另一個USB連接器。
4.根據權利要求I所述的介質輸入，其中，厚度達到2mm的標準尺寸文檔、信用卡或者ID卡、或者壓縮磁盤能夠被所述介質輸入接受。
5.紅外紙張傳感器，其中，所述傳感器將響應于正被介質遮蓋，隨后通過由燈在右方或左方照明來提醒用戶而指導傾斜角度從而指導插入的介質的調整角度。
6.一種自我功率管理方法，其中，本發明的軟件檢測提供給所述電池的充電電源并且調整電流強度消耗，以使得所述電池被適當地充電和放電，并使得在例如筆記本電腦的電荷提供源上實現最小的消耗。
7.根據權利要求6所述的功率管理方法，其中，所述方法還包括掃描儀操作中的空閑模式的硬件檢測和至低時鐘電池模式的后續電壓調整。
8.根據權利要求I所述的掃描儀，所述掃描儀還包括另一輸入端口，該另一輸入端口允許外部裝置的連接，以提供功率到所述裝置，并為所述裝置充電。
9.根據權利要求I所述的雙軋輥系統，其中，軋輥以固定和非固定的配置方式被配對，以允許樞軸線僅基于所述介質的插入來調整至介質厚度。
10.根據權利要求I所述的紙張返回，所述紙張返回還包括后部介質出口、當所述返回在打開的位置時的向前介質出口、以及信用卡或ID卡介質的自動翻轉返回。
11.一種交流供電的插接站，其中，所述站接受便攜式的掃描儀并且用作掃描儀電池的充電工具。
12.根據權利要求11所述的插接站，所述插接站還包括集成的打印機、復印機或傳真機。
13.根據權利要求11所述的插接站，所述插接站還包括自動文檔饋送機(ADF)。
14.(新提出的)根據權利要求13所述的插接站，其中，所述ADF被集成到所述站并且利 >用返回分配到集成的輸出盤或者文檔收集器來允許接受多頁文檔。
15.(新提出的)根據權利要求11所述的插接站，其中，所述站的電子部件為ADF的文檔輸送提供功率。
16.(新提出的)根據權利要求11所述的插接站，其中，所述ADF為文檔掃描管理執行預輸送。
17.(新提出的)根據權利要求I所述的掃描儀，其中，在不需要連接到外部主機計算機的情況下，當掃描儀被插接或被不插接時，掃描能夠被執行。
全文摘要
本發明涉及一種全部由電池供電的小型便攜式雙工掃描儀。所述掃描儀將接受各種介質，包括標準尺寸紙張文檔、壓花信用卡、身份類型卡、以及壓縮磁盤類型介質。所述掃描儀電池通過到例如小型手機類型交流適配器的任意功率提供裝置的連接或者當掃描儀被插接時通過插接站被充電。功率管理被優化以提供電池使用的效率和電池壽命。輔助校正為新型特征，其中為了完美的介質饋送，LED燈指示用戶調整介質插入。
文檔編號H04N1/04GK102804749SQ201080036957
公開日2012年11月28日 申請日期2010年4月30日 優先權日2009年6月19日
發明者R·范沃斯 申請人:維什尼爾公司