專利名稱：自動水平調(diào)整裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種自動水平調(diào)整裝置，特別是有關(guān)于一種應(yīng)用于掃描器的自動水平調(diào)整裝置。
掃描器(Scanner)是目前極為普遍的電腦周邊設(shè)備之一。對于常用的平臺式掃描器而言，一般包括電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)，以及一掃描傳動機(jī)構(gòu)，通常以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動動力。CCD可以直接架構(gòu)在掃描傳動機(jī)構(gòu)上，而直接進(jìn)行掃瞄；也可以將CCD固定，而通過一組光學(xué)鏡片架構(gòu)在掃描傳動機(jī)構(gòu)上，將掃描的光線經(jīng)光學(xué)鏡片組傳遞至CCD進(jìn)行掃描。
一般而言，CCD一次即讀取一條掃描線(Scanning Line，又稱水平線Horizontal Line)的線條影像數(shù)據(jù)，其是由多個像素(Pixel)所組成，而其解析度是由CCD中感應(yīng)器(Sensor)的密度來決定。也就是一般所言的水平解析度(Horizontal Resolution)，或是光學(xué)解析度。至于垂直方向上的掃描，則是通過掃描傳動機(jī)構(gòu)帶動CCD或光學(xué)鏡片組來完成，其解析度則與步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角及掃描傳動機(jī)構(gòu)的精度有關(guān)。即一般習(xí)慣稱為垂直解析度(Vertical Resolution)，或是電機(jī)解析度(Motor Resolution)。藉由垂直方向的掃描，可將多個線條影像數(shù)據(jù)結(jié)合形成一完整的影像數(shù)據(jù)。
由于現(xiàn)在對于影像的品質(zhì)要求愈來愈高，也就是掃描器的解析度需求也愈來愈高，若因掃描器的水平度不佳，因而影響影像解析度或產(chǎn)生自動對焦錯誤等問題，實在是得不償失。因此掃描過程中，對掃描器的水平面的要求，不但是掃描器品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是提高解析度的重要課題。
實際上掃描時，掃描傳動機(jī)構(gòu)與被掃描的物件之間，除了正常的掃描軌跡外，通常還會有一些相對的細(xì)微運動，可能由于掃描器的水平度不佳而影響了機(jī)構(gòu)本身的精度，或是因為震動所造成。然而這些細(xì)微運動造成的誤差，也就是影響掃描器品質(zhì)及解析度的重要原因，若此相對運動太大，甚至?xí)斐蓲呙栌跋癞a(chǎn)生斷線(Smearing)、像素粗化(Pixelize)、影像鋸齒化(Jitter)等現(xiàn)象。
因此本發(fā)明的目的是提供一種自動水平調(diào)整裝置，可以應(yīng)用于掃描器產(chǎn)品的水平度自動調(diào)整。不但可以防止因掃描器的水平度不佳，而影響機(jī)構(gòu)本身的精度與影像解析度；并且解決了自動對焦錯誤等問題，大幅提升掃描器的品質(zhì)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種自動水平調(diào)整裝置，應(yīng)用于一掃描器的自動水平調(diào)整，其特征在于該自動水平調(diào)整裝置至少包括一觸發(fā)因子，為可滑動或滾動的導(dǎo)體，位于自動水平調(diào)整裝置的表面，待該掃描器傾斜至一斜角后，即該觸發(fā)因子的下滑分力大于靜摩擦力時，開始滑動或滾動；多個腳座，是裝置于該掃描器的底部，用以置放該掃描器至定位，可作伸長或縮短的調(diào)整；多個接觸墊，是位于自動水平調(diào)整裝置的表面，并與上述這些腳座相對應(yīng)，當(dāng)這些接觸墊與該觸發(fā)因子接觸時，可作電性導(dǎo)通；以及一自動控制系統(tǒng)，用以控制與這些接觸墊對應(yīng)的這些腳座，即將這些腳座作伸長或縮短的調(diào)整，以確保該掃描器的水平度。
該觸發(fā)因子為水銀，或為一金屬球。
這些腳座，又至少包括一底座，位于該腳座的底部，用以接觸該婦描器的放置面；一內(nèi)螺紋，位于該掃描器的底部；以及一外螺紋，位于該底座的上方，用以配合該內(nèi)螺紋作結(jié)合或調(diào)整。
這些接觸墊，為正方形，或為長條形，或為弧形。
該自動控制系統(tǒng)，又至少包括多個觸發(fā)開關(guān)，是對應(yīng)這些接觸墊的電路開關(guān)，并在該觸發(fā)因子與這些接觸墊作接觸時，啟動這些觸發(fā)開關(guān)；以及多個電機(jī)，是以這些觸發(fā)開關(guān)的開啟狀態(tài)，控制這些電機(jī)的轉(zhuǎn)向，用以調(diào)整這些腳座作伸長或縮短。
這些電機(jī)是為伺服電機(jī)，或為步進(jìn)電機(jī)。
本發(fā)明的特點是一種自動水平調(diào)整裝置，其包括一觸發(fā)因子、多個腳座、多個接觸墊、以及一自動控制系統(tǒng)。當(dāng)該掃描器有一斜角度時，觸發(fā)因子會因下滑分力大于靜摩擦力，開始滑動或滾動而碰觸到接觸墊。此時，位于自動控制系統(tǒng)中的觸發(fā)開關(guān)開啟，并開始控制電機(jī)的運轉(zhuǎn)，以調(diào)整腳座作伸長或縮短，以確保該掃描器的水平度。
下面例舉一較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的目的、特征、和優(yōu)點

圖1與圖2為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的第一較佳實施例示意圖。
圖3與圖4為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的第二較佳實施例示意圖。
圖5與圖6為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的第三較佳實施例示意圖。
圖7為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的觸發(fā)因子的自由體圖。
圖8及圖9為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的腳座示意圖。
圖10為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的對應(yīng)模組示意圖。
圖11為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的開關(guān)及線路示意圖。
請參照圖1與圖2，其所示為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的第一較佳實施例示意圖。如圖1所示，繪示的是一般的掃描器104，下方具有四支腳座102。當(dāng)欲利用掃描器104掃描文件時，必須要考慮到掃描器內(nèi)電荷耦合元件(Charge-Couple Device，CCD)的對焦效果，所以必須將欲掃描文件平整地置于CCD的焦距內(nèi)，以及確保掃描器本身的水平度，如此才不會導(dǎo)致電荷耦合元件脫焦，造成圖形模糊不清。因此，在掃描器的表面上方，裝設(shè)有自動水平調(diào)整裝置100，可用以調(diào)整腳座102來確保掃描器104的水平度。
如圖2所示，繪示的是自動水平調(diào)整裝置100的放大詳圖。在自動水平調(diào)整裝置100的表面上裝設(shè)的觸發(fā)因子108，比如是水銀、或是金屬球等可作滑動或滾動的良導(dǎo)體，待掃描器100傾斜至一傾斜角后，即觸發(fā)因子108的下滑分力大于靜摩擦力時，開始滑動或滾動。自動水平調(diào)整裝置100的四周具有四組接觸墊106，各對應(yīng)四支腳座102，當(dāng)接觸墊106與觸發(fā)因子103接觸時，可作電性導(dǎo)通，并輸出一信號至自動控制系統(tǒng)，決定腳座102伸長或縮短。接觸墊106的形狀可為多個方型金屬墊，或作成長條型金屬墊，目的是防止觸發(fā)因子108已滑動或滾動至自動水平調(diào)整裝置100邊緣，卻無法檢測到觸發(fā)因子108己碰觸到哪組接觸墊106。
請參照圖3與圖4，其所示為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的第二較佳實施例示意圖。如圖3所示，繪示的是一般的掃描器204，下方具有四支腳座202。相同的，在掃描器204的表面上方，裝設(shè)有自動水平調(diào)整裝置200。為了使傳送到自動控制系統(tǒng)的信號更加可靠，故在掃描器204平臺的表面上裝置了二組自動水平調(diào)整裝置200。
如圖4所示，繪示的是自動水平調(diào)整裝置200的放大詳圖。自動水平調(diào)整裝置200的表面上，同樣裝置有觸發(fā)因子208，比如是水銀、或是金屬球等可作滑動或滾動的良導(dǎo)體。四周具有四組接觸墊206，各對應(yīng)四支腳座202，當(dāng)接觸墊206與觸發(fā)因子208接觸時，可作電性導(dǎo)通，并輸出一信號至自動控制系統(tǒng)，決定腳座202伸長或縮短。因為欲在掃描器200表面的空間有限，故縮減了自動水平調(diào)整裝置200的寬度。
請參照第5圖與圖6，其所示為依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的第三較佳實施例示意圖。如圖5所示，繪示的是下方僅具有三支腳座302的掃描器304。在幾何關(guān)系中，三點即可形成一共同平面。因此，僅具有三支腳座302的掃描器304，可以穩(wěn)定地被放置于一平面，具有快速定位的優(yōu)點。相同的，為了對應(yīng)于僅具有三支腳座302的掃描器304的外型，自動水平調(diào)整裝置300的外型也需制作成三角形。
如圖6所示，繪示的是自動水平調(diào)整裝置300的放大詳圖。自動水平調(diào)整裝置300的表面上，同樣裝置有觸發(fā)因子308，比如是水銀、或是金屬球等可作滑動或滾動的良導(dǎo)體。自動水平調(diào)整裝置300三角形的各角落具有三組接觸墊306，各對應(yīng)三支腳座302，當(dāng)接觸墊306與觸發(fā)因子308接觸時，可作電性導(dǎo)通，并輸出一信號至自動控制系統(tǒng)，決定腳座302伸長或縮短。
綜觀上述本發(fā)明自動水平調(diào)整裝置的實施例，改變自動水平調(diào)整裝置100、200、300的外型及接觸墊106、206、306的配置位置，不外乎是為了增加接觸墊106、206、306與觸發(fā)因子108、208、308接觸的靈敏度(Sensitivity)。除此之外，也可將分布在自動水平調(diào)整裝置100、200、300內(nèi)四周的接觸墊106、206、306數(shù)量增加、或改變其形狀以擴(kuò)大接觸范圍，比如改變?yōu)殚L條狀、或弧形，不但可以縮短檢測觸發(fā)因子108、208、308移動或滾動的距離，更可明確地判斷其移動或滾動的方向，提高自動水平調(diào)整裝置100、200、300的靈敏度。
請參照圖7，其所示的是依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的觸發(fā)因子的自由體圖。觸發(fā)因子408與裝設(shè)在掃描器上的自動水平調(diào)整裝置400表面404具有一磨擦力Fs，而磨擦力Fs與正向力N成正比。當(dāng)掃描器平臺與水平面有一傾斜角A時，會產(chǎn)生一與磨擦力Fs反向的下滑力Fx。一般而言，當(dāng)Fs大于Fx時，觸發(fā)因子408會靜止不動；當(dāng)Fs等于Fx時，傾斜角A為最大允許觸發(fā)因子408不下滑的角度，此角度即為掃描器與水平面最大容許傾斜角度。
此外，可利用下列公式求得上述的數(shù)值下滑力Fx＝mg×sinA；正向力N＝-mg×cosA；最大靜磨擦力Fs＝N×μs＝-m×cosA×μ；當(dāng)Fx＋Fs＝0時，mg×sinA-my×cosA×μs＝0；可導(dǎo)出tanA＝μs，得最大容許傾斜角度A＝tan-1(μs)，其中m為觸發(fā)因子408的質(zhì)量，g為重力加速度常數(shù)，而μs則為最大靜磨擦系數(shù)。
請參照圖8及圖9，其所示的是依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的腳座示意圖。如圖8所示，繪示的是裝置于掃描器底部的腳座502，包括有底座504、內(nèi)螺紋508、以及外螺紋506于該腳座的底部底座504，是用來接觸掃描器的放置面，因此底座504的底面積會較與外螺紋506接合的斷面積為大。底座504的上方為外螺紋506，用以配合內(nèi)螺紋508作結(jié)合或調(diào)整。位于掃描器的底部內(nèi)螺紋508，則固定裝設(shè)在掃描器內(nèi)。如圖9所示，運轉(zhuǎn)底座504的上方的外螺紋506，可使相配合的內(nèi)螺紋遠(yuǎn)離，即為將腳座502作伸長的調(diào)整。也可作反向調(diào)整，來確保掃描器的水平度。
請參照圖10，其所示的是依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的對應(yīng)模組示意圖。區(qū)塊702表示掃描器的自動控制系統(tǒng)會遭遇以下數(shù)種情況而作不同選擇。第一組情況是自動水平調(diào)整裝置700，其中觸發(fā)因子708碰觸到左方的接觸墊706a，所以將左腳座向上升或?qū)⒂夷_座向下降710，以確保掃描器的水平度。第二組情況是自動水平調(diào)整裝置700，其中觸發(fā)因708不作任何移動或滾動，此時即為平穩(wěn)狀態(tài)712，掃描器具有相當(dāng)?shù)乃?。而第三組情況則是自動水平調(diào)整裝置700，其中觸發(fā)因子708碰觸到方的接觸墊706b，所以將右腳座向上升或?qū)⒆竽_座向下降714，以確保掃描器的水平度。
請參照圖11，其所示的是依照本發(fā)明一種自動水平調(diào)整裝置的開關(guān)及線路示意圖。當(dāng)自動水平調(diào)整裝置800，其中的觸發(fā)因子818碰觸到左方的接觸墊816a時，同時啟動對應(yīng)接觸墊816a的觸發(fā)開關(guān)812。此時掃描器的自動控制系統(tǒng)，送出將左腳座向上升或?qū)⒂夷_座向下降824的信號，控制電機(jī)814運轉(zhuǎn)，使左腳座802的底座804與外螺紋806部分，旋離內(nèi)螺紋808，即為將腳座802作伸長的調(diào)整。也可作將右腳座反向調(diào)整，來確保掃描器的水平度。
另一種情況則是當(dāng)自動水平調(diào)整裝置800，其中的觸發(fā)因子818碰觸到右方的接觸墊816b時，同時啟動對應(yīng)接觸墊816b的觸發(fā)開關(guān)810。此時掃描器的自動控制系統(tǒng)，送出將右腳座向上升或?qū)⒆竽_座向下降822的信號，控制電機(jī)814運轉(zhuǎn)，使右腳座802的底座804與外螺紋806部分，旋離內(nèi)螺803，即為將左腳座802作伸長的調(diào)整。也可作將左腳座反向調(diào)整來確保掃描器的水平度。
此外，也可將分布在自動水平調(diào)整裝置800內(nèi)四周的接觸墊816a、816b數(shù)量增加、或改變其形狀以擴(kuò)大接觸范圍，比如改變?yōu)殚L條狀、或弧形，不但可以縮短檢測觸發(fā)因子818移動或滾動的距離，更可明確地判斷其移動或滾動的方向，提高自動水平調(diào)整裝置800的靈敏度。
綜上所述，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點1、本發(fā)明的自動水平調(diào)整裝置，不但可以防止因掃描器的水平度不佳，而影響機(jī)構(gòu)本身的精度與影像解析度，并且解決了自動對焦錯誤等問題，大幅提升掃描器的品質(zhì)。2、本發(fā)明的自動水平調(diào)整裝置，利用萬有引力及靜摩擦力等基本物理特性，及利用水銀及其他金屬物等導(dǎo)體，觸發(fā)及控制電機(jī)的運轉(zhuǎn)，來調(diào)整腳座作伸長或縮短?？梢源_保該掃描器的水平度，以及有效控制掃描器品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種自動水平調(diào)整裝置，應(yīng)用于一掃描器的自動水平調(diào)整，其特征在于該裝置至少包括一觸發(fā)因子，為可滑動或滾動的導(dǎo)體，位于自動水平調(diào)整裝置的表面，待該掃描器傾斜至一斜角后，即該觸發(fā)因子的下滑分力大于靜摩擦力時，開始滑動或滾動；多個腳座，是裝置于該掃描器的底部，用以置放該掃描器至定位，可作伸長或縮短的調(diào)整；多個接觸墊，是位于自動水平調(diào)整裝置的表面，并與上述這些腳座相對應(yīng)，當(dāng)這些接觸墊與該觸發(fā)因子接觸時，可作電性導(dǎo)通；以及一自動控制系統(tǒng)，用以控制與這些接觸墊對應(yīng)的這些腳座，即將這些腳座作伸長或縮短的調(diào)整，以確保該掃描器的水平度。
2.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于該觸發(fā)因子為水銀。
3.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于該觸發(fā)因子為一金屬球。
4.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于這些腳座，又至少包括一底座，位于該腳座的底部，用以接觸該婦描器的放置面；一內(nèi)螺紋，位于該掃描器的底部；以及一外螺紋，位于該底座的上方，用以配合該內(nèi)螺紋作結(jié)合或調(diào)整。
5.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于這些接觸墊為正方形。
6.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于這些接觸墊為長條形。
7.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于這些接觸墊為弧形。
8.如權(quán)利要求1所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于該自動控制系統(tǒng)，又至少包括多個觸發(fā)開關(guān)，是對應(yīng)這些接觸墊的電路開關(guān)，并在該觸發(fā)因子與這些接觸墊作接觸時，啟動這些觸發(fā)開關(guān)；以及多個電機(jī)，是以這些觸發(fā)開關(guān)的開啟狀態(tài)，控制這些電機(jī)的轉(zhuǎn)向，用以調(diào)整這些腳座作伸長或縮短。
9.如權(quán)利要求8所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于這些電機(jī)為伺服電機(jī)。
10.如權(quán)利要求8所述的自動水平調(diào)整裝置，其特征在于這些電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
全文摘要
一種自動水平調(diào)整裝置,特別是有關(guān)一種應(yīng)用于掃描器的自動水平調(diào)整裝置。包括:一觸發(fā)因子、多個腳座、多個接觸墊、以及一自動控制系統(tǒng)。當(dāng)該掃描器具一斜角度時,觸發(fā)因子會因下滑分力人于靜摩擦力,開始滑動或滾動而碰觸到接觸墊。此時,位于自動控制系統(tǒng)中的觸發(fā)開關(guān)開啟,并開始控制電機(jī)的運轉(zhuǎn),以調(diào)整腳座作伸長或縮短,以確保該掃描器的水平度。不但可以防止因掃描器的水平度不佳,而影響機(jī)構(gòu)本身的精度與影像解析度。并且解決了自動對焦錯誤等問題,大幅提升掃描器的品質(zhì)。
文檔編號G06K7/10GK1334542SQ0012140
公開日2002年2月6日 申請日期2000年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月19日
發(fā)明者王國任 申請人:力捷電腦股份有限公司