定位模块及其适用的手持式扫描器的制作方法

本发明涉及一种定位模块，尤其涉及一种定位模块及其适用的手持式扫描器。

背景技术：

手持式扫描器是通过使用者以手持带动的方式扫掠过扫描文件表面，以取得文件中的内容。相较于桌上型扫描器(flatbedscanner)，手持式扫描器可不受原稿尺寸的限制，以适当的路径扫描，搭配组合影像的演算方式，即可实现大型文件的扫描作业。

然而，手持式扫描器于使用时，扫描器的移动速度难以保持固定，且扫描时亦可能略为偏离预定的扫描路径或是发生抖动，致使扫描所得影像歪斜或变形，因此手持式扫描器通常结合有一定位模块，以感测扫描路径。传统的手持式扫描器是利用单排或双排滚轮(roller)结合旋转编码器(rotaryencoder)或光学鼠标感测器(opticalmousesensor)进行定位。其中滚轮结合旋转编码器的定位方式，扫描路径会受滚输限制而无法任意改变扫描方向。另外，光学鼠标感测器直接感测纸张的方式，虽可变化移动方向进行扫描，但光学鼠标感测器会因不同纸张表面影响而产生误差，使手持式扫描器无法精准定位而造成获取影像品质不佳。

因此，如何发展一种定位模块及其适用的手持式扫描器来解决现有技术所面临的问题，实为本领域亟待解决的课题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种定位模块及其适用的手持式扫描器。其中定位模块相对于手持式扫描器的一扫描路径，可感测多组由线位移以及角位移架构的定位数据，以对应手持式扫描器于扫描路径上获取的多个图像数据，由此组合多个图像数据，实现大型文件的扫描作业。

本发明另一目的在于提供一种定位模块及其适用的手持式扫描器。其中定位模块通过两组感测器组配感测偏置转轮及转轴体组合的线位移以及角位移，可精确定位手持式扫描器的扫描路径。且两组感测器由光学鼠标感测器架构时，更可缩小定位模块的整体体积，有效整合于手持式扫描器中。由于光学鼠标感测器是感测偏置转轮及转轴体而不直接感测待被扫描物件的表面，故可避免因物件表面的特性差异影响而使定位模块产生的感测精度误差。

为达到前述目的，本发明提供一种定位模块。其结构包括一基座、一旋转支撑组件、一转轴体、一转轮、一第一感测器以及一第二感测器。基座包括一容置空间、一通孔以及一开口，其中通孔相对于开口，且通孔与开口连通至容置空间。旋转支撑组件通过通孔与基座枢接，以使旋转支撑组件以一第一轴为中心相对于基座转动。其中旋转支撑组件包括一转盘以及一本体部，转盘的中心位于第一轴上，本体部容置于容置空间，且沿通孔至开口的方向延伸。转轴体枢接设置于旋转支撑组件的本体部。转轮相对于转轴体，枢接设置于旋转支撑组件的本体部的一端，恒抵转轴体，且部分贯穿开口，以使转轮受一摩擦力的作用以一第二轴为中心转动时，带动本体部及基座移动一线位移且驱动转轴体转动。其中第二轴偏移第一轴，以使转轮受摩擦力的作用时，转轮带动旋转支撑组件以第一轴为中心转动一角位移。第一感测器设置于旋转支撑组件，且组配感测转轴体的转动，以以获致本体部的线位移。第二感测器设置于基座，且组配感测转盘的转动，以以获致本体部的角位移。

为达到前述目的，本发明另提供一种手持式扫描器，其结构包括一影像获取单元以及一定位模块。影像获取单元组配沿一扫描路径获取一物件表面的多个图像数据。定位模块与影像获取单元连接，于影像获取单元沿扫描路径获取物件表面的多个图像数据时，产生多组定位数据，以相对于多个图像数据。其中定位模块包括一基座、一旋转支撑组件、一转轴体、一转轮、一第一感测器以及一第二感测器。基座包括一容置空间、一通孔以及一开口，其中通孔相对于开口，且通孔与开口连通至容置空间。旋转支撑组件通过通孔与基座枢接，以使旋转支撑组件以一第一轴为中心相对于基座转动。旋转支撑组件包括一本体部以及一转盘，本体部容置于容置空间，且沿通孔至开口的方向延伸。转轴体枢接设置于旋转支撑组件的本体部。转轮相对于转轴体，枢接设置于旋转支撑组件的本体部的一端，恒抵转轴体，且部分贯穿开口，以使转轮受物件表面的一摩擦力作用以一第二轴为中心转动时，带动本体部移动一线位移且驱动转轴体转动。其中第二轴偏移第一轴，以使转轮受摩擦力作用时，转轮带动旋转支撑组件以第一轴为中心转动一角位移。第一感测器设置于旋转支撑组件，且组配感测转轴体的转动，以获致本体部的线位移。第二感测器设置于基座，且组配感测转盘的转动，以获致本体部的角位移，其中每一组定位数据包括线位移以及角位移。

本发明的有益效果在于，本发明提供的定位模块及其适用的手持式扫描器。其中定位模块相对于该手持式扫描器的一扫描路径，可感测多组由线位移以及角位移架构的定位数据，以对应手持式扫描器于扫描路径上获取的多个图像数据，由此组合多个图像数据，实现大型文件的扫描作业。再者，定位模块通过两组感测器组配感测偏置转轮及转轴体组合的线位移以及角位移，可精确定位手持式扫描器的扫描路径。且两组感测器由光学鼠标感测器架构时，更可缩小定位模块的整体体积，与手持式扫描器有效整合。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的定位模块的立体结构图。

图2为本发明第一较佳实施例的定位模块的分解图。

图3a为图1沿aa线段截取的剖面结构示意图。

图3b为图3a的侧视图。

图4a为图1沿bb线段截取的剖面结构示意图。

图4b为图4a的侧视图。

图5为本发明第二较佳实施例的定位模块的立体结构图。

图6为本发明第二较佳实施例的定位模块的分解图。

图7a为图5沿cc线段截取的剖面结构示意图。

图7b为图7a的侧视图。

图8为本发明较佳实施例的手持式扫描器的立体结构图。

图9为本发明较佳实施例的手持式扫描器的方块图。

图10为本发明较佳实施例的手持式扫描器沿一扫描路径进行扫描作业的示意图。

附图标记如下：

1、1a：定位模块

10：基座

11：容置空间

12：通孔

13：开口

14：圆凸部

20：旋转支撑组件

21：本体部

22：转盘

23：轴孔

30：转轴体

31：圆盘

40：转轮

50、50a：第一感测器

60、60a：第二感测器

2：影像获取单元

3：影像处理单元

4：影像输出单元

9：手持式扫描器

aa、bb、cc：线段

a1：第一轴

a2：第二轴

l：垂直连线

p：扫描路径

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上为当作说明之用，而非用于限制本发明。

图1为本发明第一较佳实施例的定位模块的立体结构图。图2为本发明第一较佳实施例的定位模块的分解图。图3a为图1沿aa线段截取的剖面结构示意图。图3b是图3a的侧视图。图4a为图1沿bb线段截取的剖面结构示意图。图4b是图4a的侧视图。于本实施例中，定位模块1包括一基座10、一旋转支撑组件20、一转轴体30、一转轮40、一第一感测器50以及一第二感测器50。基座10包括一容置空间11、一通孔12以及一开口13，其中通孔12相对于开口13，且通孔12与开口13连通至容置空间11。旋转支撑组件20通过通孔12与基座10枢接，以使旋转支撑组件20以一第一轴(firstaxis)a1为中心相对于基座10转动。其中第一轴a1可例如是一垂直轴。另外，旋转支撑组件20还包括一本体部21以及一转盘22。转盘22的中心位于第一轴a1上。本体部21容置于容置空间11，且沿通孔12至开口13的方向延伸。转轴体30可例如沿水平方向枢接设置于旋转支撑组件20的本体部21。转轮40相对于转轴体30，亦可例如沿水平方向枢接设置于旋转支撑组件20的本体部21的一端。转轮40的中心轴与转轴体30的中心轴平行，转轮40的外周缘恒抵转轴体30的外周缘。转轮40部分贯穿开口13，以使转轮40于开口12外的部分受一摩擦力的作用以一第二轴(secondaxis)a2为中心转动时，带动本体部21及基座10移动一线位移(lineardisplacement)，且驱动转轴体30转动。其中第二轴a2偏移第一轴a1，且第一轴a1与第二轴a2为三维空间中的两歪斜线(skewlines)。第一轴a1与第二轴a2之间可形成一垂直连线l，分别垂直于第一轴a1与第二轴a2。由于第一轴a1与第二轴a2为三维空间中的两歪斜线(skewlines)，故垂直连线l的长度大于零，以使转轮40受摩擦力的作用时，垂直连线l会趋于平行摩擦力的方向，转轮40带动旋转支撑组件20以第一轴为a1中心转动一角位移(angulardisplacement)。当垂直连线l与摩擦力的方向平行时，转轮40仅带动旋转支撑组件20与基座10直线前进，旋转支撑组件20并不相对于基座10转动，此时角位移为零。此外，第一感测器50设置于旋转支撑组件20，且组配感测转轴体30的转动，以获致本体部21及基座10的线位移。第二感测器60设置于基座10，且组配感测转盘22的转动，以获致本体部21的角位移(angulardisplacement)。

于本实施例中，旋转支撑组件20的转盘22可例如通过基座10的通孔12与本体部21连接，以使旋转支撑组件20通过通孔12枢接至基座10上，且旋转支撑组件20可以第一轴a1为中心相对基座10转动。旋转支撑组件20的本体部21与转盘22分别位于通孔12的两相对端。其中旋转支撑组件20的本体部21与转盘22可通过例如彼此啮合的方式组合在一起。另外，旋转支撑组件20还包括一轴孔(axlehole)23，轴孔23沿第一轴a1贯穿转盘22与本体部21。于本实施例中，第一感测器50可例如但不受限于是一光学鼠标感测器，设置于旋转支撑组件20的转盘22上，且第一感测器50的感测面(sensingside)还通过轴孔23相对于转轴体30，以组配感测转轴体30的转动，进而获致本体部21及基座10的线位移。于本实施例中，第二感测器60可例如但不受限于是一光学鼠标感测器，设置于基座10，且相对于旋转支撑组件20的转盘22的外周缘处，以利于感测转盘20的转动，进而获致旋转支撑组件20的本体部21相对于基座10转动的角位移。

于本实施例中，定位模块1组配感测一扫描路径上任何点上线位移及角位移。当定位模块1沿着例如是待扫描文件的物件表面上的一扫描路径前进时，扫描路径并不限于一直线，转轮40于扫描路径上任一点所受物件表面的摩擦力方向均不定。由于转轮40偏离第一轴a1，使转轮40与第一轴a1间的垂直连线l会趋于平行摩擦力的方向作用，故可精确感测，扫描路径上任何点上线位移及角位移。另外，于本实施例中，基座10还包括多个圆凸部14，邻设于开口13，于转轮40受摩擦力的作用时，支撑基座10，且维持转轮40贯穿开口13的部分于扫描路径上与物件表面恒接触，以利于定位模块1稳定地沿物件表面上的扫描路径前进且精确地感测扫描路径上任何点上线位移及角位移。

图5为本发明第二较佳实施例的定位模块的立体结构图。图6为本发明第二较佳实施例的定位模块的分解图。图7a为图5沿cc线段截取的剖面结构示意图。图7b是图7a的侧视图。于本实施例中，定位模块1a与图1至图4b所示的定位模块1相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于图1至图4b所示的定位模块1将第一感测器50设置于旋转支撑组件20的转盘22上，于本实施例中，第一感测器50a可例如但不受限于是一旋转编码器(rotaryencoder)，设置于旋转支撑组件20的本体部21上。转轴体30一端设置有一圆盘31，圆盘31与转轴体30于转轴体30受转轮40趋动时会同步旋转。其中第一感测器50a相对于转轴体30一端的圆盘31，即可用以组配感测转轴体30的转动，进而获致本体部21及基座10的线位移。另外，于本实施例中，第二感测器60a可例如但不受限于是一旋转编码器，设置于基座10上，且相对于旋转支撑组件20的转盘22的外周缘处，以利于感测转盘20的转动，进而获致旋转支撑组件20的本体部21相对于基座10转动的角位移。

应强调的是，第一感测器50、50a通过感测转轴体30获致旋转支撑组件20及基座10的线位移，与第二感测器60、60a通过感测转盘22获致旋转支撑组件20相对于基座10的角位移并不受限于前述实施方式。第一感测器50、50a及该第二感测器60、60a可视实际应用需求分别选自一旋转编码器、一光学鼠标感测器、同步器(synchro)、解角器(resolver)、旋转可变差动变压器(rotaryvariabledifferentialtransformer,rvdt)及旋转电位器(rotarypotentiometer)中的其中之一。且第一感测器50、50a设置于旋转支撑组件20的位置可视实际应用需求调变，均不影响第一感测器50、50a通过感测转轴体30获致旋转支撑组件20及基座10的线位移的技术效果。同样地，第二感测器60、60a相对应于转盘22而设置于基座10的位置亦可视实际应用需求调变，于此便不再赘述。值得注意的是，当第一感测器50与第二感测器60均为一光学鼠标感测器时，由于光学鼠标感测器本身具有较小的体积及操作空间，故更有助于缩小定位模块1的整体体积。此外，当定位模块1的旋转支撑组件20及基座10的线位移是通过例如光学鼠标感测器的第一感测器50感测转轴体30而获致时，由于转轴体30的表面特性不变，第一感测器50可精确的感测旋转支撑组件20及基座10相对于扫描的物件表面的线位移，不会因物件表面的特性差异而产生感测精度误差过大问题。

于前述实施例中，第一感测器50、50a通过感测转轴体30获致旋转支撑组件20及基座10的线位移，与第二感测器60、60a通过感测转盘22获致旋转支撑组件20相对于基座10的角位移是彼此相对应构成一组定位数据。当定位模块1或1a沿一扫描路径前进时，通过感测扫描路径上多组定位数据即可获致基座10于扫描路径上任何移动与转动的信息。

根据本发明的定位模块1或1a，本发明更公开一手持式扫描器。图8为本发明较佳实施例的手持式扫描器的立体结构图。图9为本发明较佳实施例的手持式扫描器的方块图。图10为本发明较佳实施例的手持式扫描器沿一扫描路径进行扫描作业的示意图。于本实施例中，手持式扫描器9包括一定位模块1、一影像获取单元2、一影像处理单元3以及一影像输出单元4。其中影像获取单元2组配沿一扫描路径p获取一例如待扫描文件的物件表面8的多个图像数据。定位模块1与影像获取单元2连接，于影像获取单元2沿扫描路径获取物件表面8的多个图像数据时，产生多组定位数据，以相对于多个图像数据。于本实施例中，定位模块1与图1至图4b所示的定位模块1具有相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于扫描路径p上，位定模块1的基座10与影像获取单元2的相对位置保持不变，定位模块1的基座10可例如连接设置于影像获取单元2的一中央侧缘处，于影像获取单元2沿扫描路径p前进时，定位模块1的转轮40(如图1至图4b所示)与物件表面8恒接触。于一实施例中，影像获取单元2还与定位模块1的基座10整合为一体，例如影像获取单元2与定位模块1共同整合于一基座上。应强调的是，定位模块1与影像获取单元2的组合方式并非限制本发明的必要技术特征。任何可将定位模块1的基座10与影像获取单元2连接且固定相对位置，同时使影像获取单元2与定位模块1的转轮40沿扫描路径p前进的组合方式均适用于本发明，于此便不再赘述。

于本实施例中，手持式扫描器9中定位模块1的基座10与影像获取单元2相对位置固定，例如定位模块1的基座10固定于影像获取单元2的前端侧缘处。当手持式扫描器9沿物件表面8上的扫描路径p进行扫描作业时，影像获取单元2沿扫描路径p获取物件表面8的多个图像数据。同时，定位模块1亦沿扫描路径p同步感测产生多组定位数据，以相对于该多个图像数据。其中每组定位数据即包含由定位模块1的第一感测器50通过感测转轴体30获致旋转支撑组件20及基座10的线位移以及定位模块1的第二感测器60通过感测转盘22获致旋转支撑组件20相对于基座10的角位移。于本实施例中，定位模块1与影像获取单元2还连接至影像处理单元3，并分别将沿扫描路径p产生的多个图像数据及多组定位数据传送至影像处理单元3。影像处理单元3接收多个图像数据以及相对于多个图像数据的多组定位数据后，根据多组定位数据组合多个图像数据，实现大型文件的扫描作业可产生物件表面8的扫描影像。于本实施例中，手持式扫描器9还包括一影像输出单元4连接至影像处理单元3，用以输出前述产生的物件表面8的扫描影像。

于本实施例中，当手持式扫描器9沿直线扫描物件表面8时，前述扫描路径p即为一直线，则相对于多个图像数据的多组定位数据中，其角位移均为零。多个图像数据根据多组定位数据中的线位移即可简单组合产生物件表面8的扫描影像。值得注意的是，当手持式扫描器9于定点旋转扫描物件表面8时，前述扫描路径p即为一圆形，且相对于多个图像数据的多组定位数据中，其线位移可趋于零，但角位移不为零。即使多组定位数据中的线位移均为零，多个图像数据仍可根据多组定位数据中的角位移组合产生物件表面8的扫描影像。换言之，当手持式扫描器9执行扫描作业时，任何以移动或转动进行的扫描路径均可通过本发明的定位模块1达成定位。

综上所述，本发明提供一种定位模块及其适用的手持式扫描器。其中定位模块相对于该手持式扫描器的一扫描路径，可感测多组由线位移以及角位移架构的定位数据，以对应手持式扫描器于扫描路径上获取的多个图像数据，由此组合多个图像数据，实现大型文件的扫描作业。再者，定位模块通过两组感测器组配感测偏置转轮及转轴体组合的线位移以及角位移，可精确定位手持式扫描器的扫描路径。且两组感测器由光学鼠标感测器架构时，更可缩小定位模块的整体体积，与手持式扫描器有效整合。

本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求书所欲保护者。