專利名稱：自動對焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于光學掃描機的自動對焦裝置，由一可提供「光」的燈源、一可將「光」反射折向的反射單元、一可將「光」聚集成像的鏡頭單元、一可將「光」信號變換成數(shù)字信號的電荷耦合元件(CCD)及一可處理數(shù)字信號的電腦組成。
辦公室自動化(OA,Office automation)在目前資料信息化的社會中已蔚為一股潮流，除了以電腦來作為大量資料的處理及儲存外，藉由光學掃描機(scanner)來作為文件、表格及圖象等資料的輸入裝置，因可有效提高資料輸入及處理的效率，故亦普遍地被大量使用，而已成為電腦的標準配備之一。
現(xiàn)有的光學掃描器在掃描不同規(guī)格尺寸的原稿件B時(如圖1和圖2所示)，由切換一組多鏡頭機構(gòu)C來達成，在不同尺寸時切換成不同倍率的鏡頭D、E以對應之，方能使得焦距正確而令影像恰好投射于電荷耦合元件A上。雖然這些鏡頭D、E是采用總光程相同、且以一相關(guān)配合位置的方式設置于多鏡頭機構(gòu)C，使其能正確成像于電荷耦合元件A上，然而，由于該鏡頭為復合鏡片，其在研磨、加工的過程中難免會產(chǎn)生少許的誤差，使各鏡頭清晰成像所需的總光程及聚焦長度或略有少許不同，所以在鏡頭切換的過程中，將會發(fā)生如圖2中的虛線部分所示情況，其影像就無法精確成像于電荷耦元件A上。并且，即使光學掃描器僅具有一具鏡頭，也常因鏡頭加工或安裝上的誤差而影響到鏡頭聚焦成像的精確度。
對于此種因鏡頭在加工過程或安裝位置上的誤差而導致的成像不清問題，一般較低解折度的傳統(tǒng)光學掃描機(純光學解析度在300×600dpi以下者)均采取容忍誤差的方式；然而，對于高解析度(純光學解析度在600×1200dpi以上)的高階光學掃描機，如此的總光程及焦距長度上的誤差(即使其誤差僅有約50μm)，將會嚴重影響其掃描品質(zhì)。對此，傳統(tǒng)的作法是利用手動的方式，由光學掃描機內(nèi)部來調(diào)整鏡頭及電荷耦合元件的相關(guān)位置；然而，此種作法因需要將掃描機整個拆解開來才能進行，非常不方便，而有待加以改進。
本實用新型的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種自動對焦裝置，設置于光學掃描機上，可在使用光學掃描機時自動因應鏡頭成像所需的光程及焦距長來作自動調(diào)整，將鏡頭及電荷耦合元件移動于適當位置，使鏡頭將目標精確地對焦、成像于電荷耦合元件上。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)的其包括有一鏡頭定位調(diào)整單元，可適量調(diào)整鏡頭在「光」軸上的位移；一CCD定位調(diào)整單元，可適量調(diào)整電荷耦合元件(CCD)在「光」軸上的位移；以及，一控制單元，可接收由CCD傳來的數(shù)字信號并藉以控制該鏡頭定位調(diào)整單元與CCD定位調(diào)整單元的動作；當掃描機在開機使用時，藉由掃描一參考物件，控制單元可計算出成像所需的最佳總光程及焦距，并控制鏡頭定位調(diào)整單元及CCD定位調(diào)整單元，分別將鏡頭單元及CCD調(diào)整定位于適當位置，使其總程及聚焦符合最佳化的要求，以獲得最佳的掃描效果。


圖1、圖2為現(xiàn)有多鏡頭光學掃描同在切換鏡頭時，其「光」成像狀態(tài)的示意圖圖3為本實用新型設置于一多鏡頭光學掃描機上的一較佳實施例圖圖中的圖號說明1為光學掃描機、2為下燈源、3為上燈源、4為原稿承載玻璃、5為反射單元、6為鏡頭單元、7為電荷耦合元件(CCD)、8為第一鏡頭、9為第二鏡頭、20為鏡頭切換單元、21為鏡頭架、22為鏡頭滑軸、30為鏡頭定位調(diào)整單元、31為第一馬達、32為第一傳動單元、33為第一導螺桿、34為承座、36為第三滑軸、40為CCD定位調(diào)整單元、41為第二馬達、42為第二傳動單元、43為第二導螺桿、44為基座、50為電腦、60為參考物件。
請參閱圖3，為本實用新型的自動對焦裝置設置于一多鏡頭光學掃描機的較佳實施例圖。光學掃描機1為一多鏡頭的光學掃描機，其主要包括有一用以提供「光」的上燈源3及下燈源2；一用以承置欲加以掃描的原稿件(圖中未示)的原稿承載玻璃4；由燈源2、3射出的「光」，在經(jīng)原稿件(圖中未示)的反射(或透射)后，藉由一反射單元5的數(shù)次反射以使「光」的光程符合清晰成像所需的長度，再折向射至一鏡頭單元6；「光」經(jīng)由鏡頭單元6的聚集而成像在一電荷耦合元件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)7上，而變換成可供電腦50處理的數(shù)字信號。并且，鏡頭單元6包括有二個倍率不相同的第一鏡頭8及第二鏡頭9，藉由一鏡頭切換單元20的動作，可帶動該兩個鏡頭8、9間的切換動作，可適應掃描不同尺寸的原稿件及不同解析度的要求。
鏡頭切換單元20包括有一鏡頭架21，其用以承置有鏡頭8、9，鏡頭架21的兩側(cè)分別架設在一鏡頭滑軸22上，且鏡頭滑軸22的方向沿著垂直于「光」軸的方向設置，使鏡頭架21可順著鏡頭滑軸22的方向切換移動。兩鏡頭8、9錯開設置在鏡頭架21上，使各鏡頭8、9的聚焦「光」軸并不在同一直線上；當鏡頭架21在鏡頭滑軸22上沿垂直「光」軸的方向移動時，可連帶移動鏡頭8、9而使同一時間內(nèi)僅有一具鏡頭恰可位于「光」軸向上從事聚焦的工作，以達到鏡頭切換的目的。
本實用新型的特征在于在鏡頭單元6處增設置一鏡頭定位調(diào)整單元30，可用于調(diào)整鏡頭單元6在「光」軸上的位移；在電荷耦合元件(CCD)7處增設置一CCD定位調(diào)整單元40，可用于調(diào)整電荷耦合元件7在「光」軸上的位移；在原稿承載玻璃4上增設有一參考物件60(其可為一對焦校正板)；以及，另增設置一可用以控制該鏡頭定位調(diào)整單元30及CCD定位調(diào)整單元40動作的控制單元，且該控制單元不同于原掃描機1中原有的驅(qū)動控制元件。控制單元藉由掃描參考物件60所得到的數(shù)字信息，通過電腦50可加以分析并計算出掃描原稿件時所需的最佳總光程值及焦距值，并藉以控制鏡頭定位調(diào)整單元30及CCD定位調(diào)整單元40動作，以分別將鏡頭單元6以及電荷耦合元件7調(diào)整至最適當?shù)奈恢?，使其成像的總光程及聚焦符合最佳化的要求，以獲得最完美及最高解析度的掃描效果。
該鏡頭定位調(diào)整單元30包括有一第一馬達31、一第一傳動單元32、一第一導螺桿33、一承座34、一第一滑軸35、及一第三滑軸36。在承座34上承置有整組的鏡頭切換單元20及鏡頭單元6；承座34的兩側(cè)分別設置有第一滑軸35及第三滑軸36，且第一、三滑軸35、36沿「光」軸設置，使承座34可沿著「光」軸方向滑動。承座34的一側(cè)并跨置嚙合在第一導螺桿33上，且第一導螺桿33亦是順著「光」軸設置。在第一導螺桿33的一端結(jié)合有第一傳動單元32，并藉由第一傳動單元32連結(jié)在第一馬達31上。藉由第一馬達31的驅(qū)動，可傳動第一導螺桿33旋轉(zhuǎn)，并帶動承座34連同鏡頭單元6及鏡頭切換單元20沿著「光」軸方向移動。
CCD定位調(diào)整單元40包括有一第二馬達41、一第二傳動單元42、一第二導螺桿43、及一基座44。在基座44上承置有電荷耦合元件(CCD)7，且基座44的兩側(cè)分別架置在第一滑軸35及第三滑軸36上，使基座44可沿著滑軸35、36的方向滑動?；?4并跨置嚙合在第二導螺桿43上，且第二導螺桿43沿著「光」軸設置；在第二導螺桿43一端結(jié)合于第二傳動單元42，并藉由第二傳動單元42連結(jié)在第二馬達41上。藉由第二馬達41的驅(qū)動，可傳動第二導螺桿43旋轉(zhuǎn)，并帶動基座44連同電荷耦合元件(CCD)7沿著「光」軸移動。
現(xiàn)將本實用新型動作流程作進一步的說明本實用新型在使用時，當使用者剛將掃描機1開啟以便進行掃描動作、或是使用鏡頭切換單元20剛將某一鏡頭切換至「光」軸上以進行掃描、聚焦的動作時，首先，對焦校正板60將恰位于待掃描位置，使掃描機1可預先掃描參考物件60(對焦校正板)，而掃描所得到的信息資料則被送入電腦50中判讀。若電腦50分析該信息資料的結(jié)果認定其成像的清晰度(解析度)符合所需的標準時，則電腦50將發(fā)出一信號通知掃描機1進行原稿件的正式掃描動作。倘若掃描參考物件60所得的影像資料經(jīng)分析后判定其清晰度不足時，則電腦50將驅(qū)動鏡頭定位調(diào)整單元30略為移動鏡頭單元6；接著，再一次掃描參考物件60(對焦校正板)得到第二個影像資料；然后電腦50根據(jù)此兩次掃描所得的影像信息資料加以分析，并計算出清晰成像時所需的最佳總光程及焦距長；藉此，控制單元便可驅(qū)動鏡頭定位調(diào)整單元30及CCD定位調(diào)整單元40，而將鏡頭單元6及電荷耦合元件(CCD)7調(diào)整、定位于適當位置后，再送出一信號通知掃描機1進行原稿件的正式掃描動作，以獲得最佳的掃描效果。
當然，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，其不應局限實施范圍。圖3中所示的多鏡頭光學掃描機1雖然為一原稿面移動式的光學掃描機，然而或為一光程裝置移動式(原稿面固定式)的光學掃描機。又如，圖3中所示的鏡頭單元6雖含有兩個鏡頭8、9，然將本實用新型的鏡頭單元6可改變?yōu)閮H具有一個鏡頭(其可為變焦鏡頭)、或是具有兩個以上的鏡頭。此外，圖3中所示的多鏡頭光學掃描機1具有兩個燈源2、3，然其亦可僅具有一個燈源。
綜上所述，得知本實用新型藉由掃描一參考物件，并由控制單元計算出最佳光程及焦距值后，再驅(qū)動鏡頭定位調(diào)整單元及CCD定位調(diào)整單元去移動鏡頭及CCD的位置，使成像的效果最佳化，可有效改善現(xiàn)有光學掃描機，因鏡頭在加工及安裝時所產(chǎn)生的誤差，而導致的成像不清晰及解析度不高等問題。
權(quán)利要求1．一種自動對焦裝置，包括有一可提供「光」的燈源、一可將該「光」反射折向的反射單元、一可將「光」聚集成像的鏡頭單元、一可將「光」信號變換成數(shù)字信號的電荷耦合元件(CCD)及一可處理數(shù)字信號的電腦，其特征在于所述的自動對焦裝置還包括有一可適量調(diào)整鏡頭單元位移的鏡頭定位調(diào)整單元，所述的定位調(diào)整單元包括有一馬達，一導螺桿，其順著「光」軸設置，一傳動單元，連接所述的馬達及導螺桿，可將馬達的動力傳達至導螺桿使其轉(zhuǎn)動，以及一承座，承置著所述的鏡頭單元，其一側(cè)端跨置嚙合于導螺桿上，藉由馬達驅(qū)動導螺桿旋轉(zhuǎn)，而被帶動并連同鏡頭單元順著「光」軸方向移動，一可適量調(diào)整該電荷耦合元件位移的CCD定位調(diào)整單元，所述的CCD定位調(diào)整單元包括有一馬達，一導螺桿，其順著「光」軸設置，一傳動單元，連接所述的馬達及導螺桿，可將馬達的動力傳達至導螺桿使其轉(zhuǎn)動，以及一基座，承置著所述的電荷耦合元件(CCD)，其跨置嚙合于導螺桿上，藉由馬達驅(qū)動導螺桿旋轉(zhuǎn)而被帶動，并連同電荷耦合元件順著「光」軸方向移動，以及一可接收由電荷耦合元件傳來的數(shù)字信號并藉以控制該鏡頭定位調(diào)整單元與CCD定位調(diào)整單元動作的控制單元，所述的控制單元包括有一參考物件，該參考物件為一對焦校正板，承置于原稿承載玻璃，以及一可計算成像所需的最佳總光程和焦距，并控制鏡頭定位調(diào)整單元和CCD定位調(diào)整單元的電腦。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動對焦裝置，其特征在于所述的鏡頭定位調(diào)整單元的承座下方兩側(cè)沿著「光」軸各設置有一可增進承座移動時的穩(wěn)定性的滑軸。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動對焦裝置，其特征在于所述的鏡頭單元包括有復數(shù)個鏡頭，且設有一鏡頭切換單元，該鏡頭切換單元包括有鏡頭滑軸及鏡頭架，在鏡頭架上裝置有該復數(shù)個鏡頭，且復數(shù)個鏡頭是分開設置而使各鏡頭的「光」軸在不同一直線上，鏡頭架是架置于鏡頭滑軸上，且鏡頭滑軸的方向是垂直于「光」軸，使鏡頭架可順著鏡頭滑軸的方向移動，而作切換鏡頭的動作。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動對焦裝置，其特征在于所述的鏡頭單元上的鏡頭數(shù)量為一個。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動對焦裝置，其特征在于所述的鏡頭單元上的鏡頭數(shù)量為兩個。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動對焦裝置，其特征在于所述的鏡頭單元上的鏡頭數(shù)量為兩個以上。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種自然對焦裝置,設置于光學掃描機上,其包括有:一可調(diào)整鏡頭位置的鏡頭定位調(diào)整單元、一可調(diào)整電荷耦合元件(CCD)位置的CCD定位調(diào)整單元、以及一可控制該鏡頭定位調(diào)整單元與CCD定位調(diào)整單元的動作的控制單元;當掃描機在開機使用時,可自動應鏡頭成像所需的光程及焦距長來作調(diào)整,將鏡頭及電荷耦合元件(CCD)移動至適當位置,使鏡頭將目標精確地對焦、成像于電荷耦合元件上,而使光學掃描機的解析度可大幅提高。
文檔編號G02B27/10GK2321022SQ9721660
公開日1999年5月26日 申請日期1997年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者彭金章, 楊坤寶 申請人:力捷電腦股份有限公司