专利名称：图像扫描装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像扫描装置，更具体地说，是一种用于传真机、数字式复印机等的图像扫描装置中的CCD基片定位机构。
今后，高分辨率及彩色图像扫描设备将得到广泛应用，因此在使用一维CCD的图像扫描装置中，CCD的精确定位是非常必要的。
为了解决由于没有进行三维和独立调整的机构而导致图像传感器相对于扫描线不能精确定位的问题，日本特开昭60-115904(1985)号公报中公开了一种图像传感器的定位和调整机构，该定位和调整机构包括与位于扫描线上方的取景框配合并可相对于取景框上下移动的第一主板；与第一主板配合并可相对于第一主板左右移动及相对于取景框前后移动的第二主板；装有面向第二主板的图像传感器并可相对于第二主板在一扇形范围内移动的第三主板，通过这些主板的移动，可实现图像传感器相对于扫描线进行三维方向上独立地定位和调整。
但是，传统的定位和调整机构缺少必要的调整自由度，而且，还需要掌握大量的技巧才能操作它，所以需要对它进行改进。
因此，本发明的目的是提供一种图像扫描装置，该装置便于进行CCD基片的定位调整，提高定位调整的精度及调整工作的效率。
按照本发明所提供的一种图像扫描装置，包括安装在一底座上的CCD基片；在相互垂直的三维方向上使CCD基片定位的三组调整紧固元件；及把每一个调整紧固元件压靠在每一调整紧固元件容纳部分的弹性元件；其中三组调整紧固元件包括位于CCD纵向方向两端使CCD基片在垂直于CCD基片平面的方向上独立地定位以进行焦距调整的第一组紧固元件；位于CCD纵向两端使CCD基片在CCD基片平面内垂直于CCD纵向方向的方向上独立地定位以进行副扫描调整的第二组紧固元件；和使CCD基片在CCD基片平面内沿CCD基片纵向方向独立地定位以进行主扫描调整的第三组紧固元件。
下面将结合附图对本发明进行详述
图1是本发明一个最佳实施例中的图像扫描装置的外观的透视图；图2是图1中的图像扫描装置的部件分解透视图；图3是表明在实施例中底座1被弹簧按压的方向的透视图；图4是表明在实施例中安装螺旋弹簧12的方法的示意图，及图5是表明在实施例中CCD基片5的调整方向的透视图。
下面说明本发明的最佳实施例。本发明最佳实施例的一种图像扫描装置包括一安装在底座(图2中1)上的CCD基片(图2中5)；使CCD基片在相互垂直的三维方向上定位的三组调整紧固元件(图2中的(21,21′),(22,22′)和23)；和把每一调整紧固元件压靠在每一调整紧固元件容纳部分的弹性元件(图2中(11,11′)和(12,12′))；其中三组调整紧固元件包括位于CCD纵向方向两端使CCD基片在垂直于CCD基片平面的方向(图5中X1,X1′)上独立地定位以进行焦距调整的第一组紧固元件(图2中的21,21′)；位于CCD纵向两端使CCD基片在CCD基片平面内垂直于CCD纵向方向的方向(图5中X2,X2′)上独立地定位以进行副扫描调整的第二组紧固元件(图2中的22,22′)；和使CCD基片在CCD基片平面内沿CCD基片纵向方向(图5中X3)独立地定位以进行主扫描调整的第三组紧固元件(图2中的23)。
底座(图2中1)通过第一组弹性元件(图2中11,11′)压靠在副板(图2中2)上。
第一组紧固元件(图2中21,21′)穿过底座上的孔顶住副板(图2中2)的容纳部分，副板的容纳部分位于垂直于焦距调整方向且平行于副扫描和主扫描调整方向的平面内，第二组紧固元件(图2中22,22′)穿过副板上的紧固孔抵住底座的容纳部分，该底座容纳部分位于垂直于副扫描调整方向的平面内；及第三组紧固元件(图2中23)穿过副板2上的紧固孔顶住底座的容纳部分，该底座的容纳部分位于垂直于主扫描调整方向的平面内。
而且，使容纳部分和相应紧固元件相接触的弹性元件安设在底座和副板之间；及弹性元件包括在CCD纵向两端垂直于CCD基片的方向(图3中F1,F1′)上拉底座的第一组弹性元件(图2中11,11′)，和安设在底座和副板之间并位于CCD纵向两端在CCD基片平面内垂直于CCD基片纵向方向的方向上(图3中F2,F2′)及沿CCD基片纵向方向(图3中F3)压底座的第二组弹性元件(图2中12,12′，也可参见图4)。
下面详述本发明的最佳实施例。
参考图1和图2，在本发明的实施例中，CCD基片5安装在底座1上，通过三组五个调整螺钉(21,21′),(22,22′)和23使该底座1定位。
该三组调整螺钉(21,21′),(22,22′)和23互相垂直。
而且，弹簧把各个调整螺钉(21,21′),(22,22′)和23压靠在它们的容纳部分上。
下面说明本发明实施例的调整范围。
通常，在该种图像扫描装置中，CCD的光接收部分需要以几十微米的精度安装在一预定位置上。
调整自由度是5个，如图5所示，7S和7S′代表CCD中光接收元件的两端。
调整自由度包括两个自由度...(1)焦距调整(在X1和X1′方向上分别调整7S和7S′)；两个自由度...(2)副扫描调整(在X2和X2′方向上分别调整7S和7S′)；及一个自由度...(3)主扫描调整(在X3方向上调整7S和7S′)。该三种调整即全部的五个自由度互相垂直，每一种调整都要求达到几十微米的精度。
同时，通常三维体的自由度是六个，但是本实施例中所保留的一个自由度是相应于与X1方向平行且在离开X1,X1′的位置上的自由度，即绕X3转动的自由度，该自由度不需要特别的精确定位，因此没必要进行调整。下面将参考具体例子更详细地说明上述情况。
下面说明本发明实施例的构成。图1是本发明实施例中的图像扫描装置装配后外观的透视图。在图1中，1是底座，2是副板，4是镜头，5是CCD基片。图2是图1中图像扫描装置的部件分解透视图。
CCD7安装在CCD基片5上，带有外围电路(图中未示出)。
CCD基片5通过锁紧螺钉6,6′被固定在底座1上。底座1由金属材料制成并具有CCD7散热器的功能。
底座1由盘簧11,11′压靠在副板2上。
调整螺钉21,21′穿过螺纹孔p,p′并与副板2的容纳部分接触。副板2的容纳部分位于和焦距调整方向相垂直的平面内。也即，它们平行于副扫描调整方向和主扫描调整方向。
两个调整螺钉21,21′位于CCD7上排列的光接收元件的延伸部分附近，并且当远离光接收元件时处于光接收元件两侧大致相等的距离处。
为了在此位置上安装调整螺钉21,21′及便于调整，CCD基片5上带有孔(自由孔)a,a′，调整螺钉21,21′分别穿过孔a和a′。
调整螺钉22,22′穿过副板2上的螺纹孔q,q′并和底座1上的容纳部分j,j′相接触。
底座1上的容纳部分j,j′处于与副扫描调整方向相垂直的平面内。
调整螺钉23穿过副板2上的螺孔r并与底座1上的容纳部分K相接触。底座1上的容纳部分K位于和主扫描调整方向相垂直的平面内。
调整螺钉21,21′,22,22′和23的端部为圆形，螺钉表面涂有粘性固定材料。
不锈钢垫圈通过铆接等方法被固定在各个容纳部分上。同时，铆接位置要离开与调整螺钉相接触的部分。
为使调整螺钉和各个容纳部分一直保持接触。在底座1和副板2之间装有拉伸弹簧11,11′和螺旋弹簧12,12′。
拉伸弹簧11,11′在图3中F1,F1′方向上拉底座1。
螺旋弹簧12和底座1上的突起1b,1C及副板2上的突起2a相配合(见图4)，并在图3中F2、F3方向上压底座1。
螺旋弹簧12′象螺旋弹簧12一样设置并在F2′,F3方向上压底座1。
镜头4由夹具8固定在副板2上。
夹具8的一端形成键状并和副板2中的容纳孔b相配合。夹具8还具有一自由孔C。该自由孔C贯通夹具8的另一端，并且通过锁紧螺钉32和螺纹孔V相配合把夹具8固定在主板3上。
夹具8由弹性材料制成，其尺寸设定为当旋进锁紧螺钉时可以把镜头4压靠在副板2上。
镜头4位于由副板2中形成的安装座2C确定的一预定位置处。
同时，镜头4具有预先测好的焦距，并且副板2相对于主板3的安装位置是根据镜头4的焦距设定的。这种设定只要求约0.5mm的精度，因此不需要特殊的调整机构。
主板3还具有一开口W，当把镜头4安装在副板2上时，可以通过此开口W把副板2安装在主板3上。
通过把锁紧螺钉33,33′穿过副板2的狭长孔d,d′，再旋进主板3上的螺纹孔u,u′中，来进行副板2的安装。
如前所述，尽管三维体的自由度是6个，但最后一个自由度被底座1上的突起1a和副板2上的容纳部分2b限制住了。
容纳部分2b平行于调整螺钉21,21′的容纳部分，并象其它容纳部分一样带有不锈钢垫圈。
现在说明本发明实施例中的操作。也即，本发明涉及一种易于调整的原稿扫描装置，调整程序如下。
调整是在整个装置装配成如图1所示的状态开始进行的。
在进行调整操作时，需要一个设置在原稿所放位置处的图表，和投影该图表的方法以及监视CCD输出的方法。但是，它们都是众所周知的典型方法，所以此处省略对它们的描述。
通过移动CCD基片的位置直到从CCD中获得适当的输出来进行调整操作。通过使用画在图表中的图形及CCD输出电平的分布图来判定输出是否适当。但是，对图形的内容和判定方法。可以使用任何众所周知的一般方法。因此，此处也省略了对它们的说明。
因此，在实施例中仅说明CCD基片5在五个自由度上易于精确定位。
下面说明调整程序。
首先，旋动调整螺钉21,21′来调整焦距。
当通过底座1上的螺纹P旋转螺钉21时，螺钉21在X1箭头方向上前后移动。由于底座1被弹簧11,11′压靠在副板2上，于是通过调整该螺钉使CCD片5在X1方向上移动。
同样，当旋转螺钉21′时，CCD基片5在X1′箭头方向上前后移动。
然后，通过螺钉22,22′进行副扫描方向的调整。
当通过形成在副板2中的螺纹旋转螺钉22时，螺钉22端部在X2箭头方向上前后移动。由于底座1被弹簧11,11′压靠在副板2上，所以通过旋转螺钉22(22′)可以在X2(X2′)箭头方向上进行调整。
最后，旋转螺钉23，在X3箭头方向上进行调整。
例如，当旋转螺钉23在X3箭头方向上进行调整时，其它调整螺钉与相应容纳部分相接触的位置也随着移动。但是，如前所述，相应于其它调整螺钉的容纳平面平行于X3箭头方向，因此，在其它调整方向上不会产生偏差。
尽管相应于其它调整螺钉的容纳平面的平面度变低时会产生调整偏差，但本实施例却不会出现此问题，这是因为各个容纳平面是不锈钢。
另外，如前所述，CCD基片5要求具有几十微米的定位精度。例如，当螺距设定为200微米(μm)时，螺钉调整只需以大约四分之一转的精度进行。因此，不要求特别的调整工作技巧。
同时，当确定CCD的输出适当时，不必再重新固定、锁紧螺钉。这是因为，如前所述，各个调整螺钉被预先涂上粘性材料，可以防止调整偏差。
下面说明本发明实施例中的其它变化。
通过改变弹簧11,11′的安装方向可以去掉螺旋弹簧12,12′。
尽管在上述实施例中，调整是在主板上进行安装时进行的，但是主板可以被安装在机器一侧，且当其调整时，夹具可代替主板的功能。
当焦距方向的调整范围太长时，通过在突起1a上平行于螺钉21安装一个修正螺钉来修正CCD的倾角。
如上所述，在本发明中可以在焦距调整方向，副扫描方向及主扫描方向独立进行定位调整，并且调整机构利用弹性元件压靠装有CCD基片的底座，使调整很容易进行。
尽管上面参照具体实施例详细描述了本发明，但对于本领域技术熟练人员来说可以进行一些变化或修改，这些变化和修改都被认为包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种图像扫描装置，包括一安装在底座上的CCD基片；在相互垂直的三维方向上使所述CCD基片定位的三组调整紧固元件；及把每一个所述调整紧固元件压靠在每一所述调整紧固元件容纳部分的弹性元件；其特征在于，所述三组调整紧固元件包括位于CCD纵向方向两端使所述CCD基片在垂直于所述CCD基片平面的方向上独立地定位以进行焦距调整的第一组紧固元件，位于CCD纵向方向两端使所述CCD基片在所述CCD基片平面内垂直于所述CCD基片纵向方向的方向上独立地定位以进行副扫描调整的第二组紧固元件，和使所述CCD基片在所述CCD基片平面内沿所述CCD基片纵向方向独立地定位以进行主扫描调整的第三组紧固元件。
2.按照权利要求1所述的图像扫描装置，其特征在于，所述底座被第一弹性元件压靠在副板上；所述第一组紧固元件穿过所述底座上的孔顶住所述副板的容纳部分，所述副板的所述容纳部分位于垂直于焦距调整方向且平行于副扫描和主扫描调整方向的平面内，所述第二组紧固元件穿过所述副板上的紧固孔顶住所述底座的容纳部分，所述底座的所述容纳部分位于垂直于副扫描调整方向的平面内；及所述第三组紧固元件穿过所述副板2上的紧固孔顶住所述底座的所述容纳部分，所述底座的所述容纳部分位于垂直于主扫描调整方向的平面内。
3.按照权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述第一到第三组紧固元件是端部为圆形的螺钉并且在螺钉表面涂有粘性固定材料。
4.按照权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述容纳部分具有抗腐蚀金属材料垫圈。
5.按照权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，使所述容纳部分与所述相应紧固元件相接触的弹性元件设置在所述底座和所述副板之间；及所述弹性元件包括在CCD纵向两端与所述CCD基片相垂直的方向上拉所述底座的所述第一组弹性元件，和设置在所述底座和所述副板之间并在CCD纵向方向两端并位于所述CCD基片平面内垂直于及沿所述CCD基片纵向方向的方向上压所述底座的第二组弹性元件。
6.按照权利要求2所述的图像扫描装置，其特征在于，所述CCD为一维CCD。
全文摘要
一种图像扫描装置具有:一安装在底座上的CCD基片;在三维方向上使CCD基片定位的三组调整紧固元件;及施压于每一个调整紧固元件的弹性元件。其中三组调整紧固元件包括:在垂直于CCD基片平面的方向上独立定位以进行焦距调整的第一组紧固元件;在CCD基片平面内垂直于CCD纵向方向上独立定位以进行副扫描调整的第二组紧固元件;和在CCD基片平面内沿CCD基片纵向方向独立定位以进行主扫描调整的第三组紧固元件。
文档编号H04N1/028GK1223417SQ99100178
公开日1999年7月21日 申请日期1999年1月15日 优先权日1998年1月16日
发明者内田彻 申请人:日本电气株式会社