专利名称：四轴调测光机模块的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种光感测装置，且特别是有关于一种四轴调测的光学模块。
近年来，在高科技产业的带动下，所有的电子相关产业均蓬勃发展，各项现代化的产品，如电脑、电脑外设、家电及事务机器等，不论功能或外观，相较以往均有长足的进步。以扫描器为例，才不过几年功夫，解析度便已进步到1200dpi以上；若利用内插法处理，解析度甚至可高达9600dpi，真可谓一日千里。目前的扫描器市场可谓群雄割据，竞争十分激烈，各大厂无不绞尽脑汁研发效能更佳，且更具价格优势的机种，以赢得消费者的青睐，增加市场占有率。因此，如何在有限的预算内使产品的效能提高，便是所有研发人员共同的努力方向。
目前市面上的扫描器，大多利用电荷耦合装置(charge coupleddevice，下简称CCD)作为光感测元件，用以感测自扫瞄图案反射而来的入射光。为使扫瞄图案能忠实映射在CCD模块上，入射光的行进方向必须与CCD模块的表面垂直，以达到最佳的图像撷取效果。因此，为提高扫瞄品质，势必需要对CCD模块的位置准确调校，以避免扫瞄图像失真。请参照
图1A，其绘示CCD模块与入射光的理想相对位置，其中，CCD模块100是平面结构，而箭头号即入射光的行进方向。如图1A所示，入射光是沿x轴方向行进，CCD模块100的表面是yz平面，故入射光的行进方向是与CCD模块100的表面垂直，如此，可得到最佳的扫瞄结果。另一方面，在扫描器的组装过程中，若CCD模块100在安装时有些微偏差，其表面必定与原先的yz平面歪斜，此时，就必须通过光程调测的步骤，使CCD模块100的表面回归yz平面。在实际应用上，为能精确调校CCD模块100的方位，故调整时可分为上下(即沿yz平面旋转)、左右(即沿y轴方向)、垂直旋转(即沿yz平面旋转)、水平旋转(即沿xy平面旋转)及前后(即沿x轴方向)等五种方向，以期使CCD模块100得以准确定位。图1B绘示的CCD模块的上下方向调整，图1C绘示CCD模块的左右方向调整，图1D绘示CCD模块的垂直旋转方向调整，图1E绘示的CCD模块的水平旋转方向调整，及图1F绘示CCD模块的前后方向调整。
在实际应用中，CCD模块是设置于镜头上，扫描图象的入射光则透过镜头盒映射于CCD模块的上。CCD模块与镜头盒组装完毕后，合称为光机模块(Optical Module)，故光机模块的光程调测，与图象品质有着密不可分的关系；目前，产业界所普遍使用方式可分为三轴调测及五轴调测两种系统。所谓三轴调测系统，即透过手动的调整方式，直接调整CCD模块的“上下”、“左右”与“垂直旋转”等三个方向，使CCD模块定位于适当位置，再前后调整镜头，完成焦距的调整。另一个方面，所谓五轴调测系统，即透过CCD模块与若干配合零组件，先将镜头盒固定，再利用调整机构直接调整CCD模块的“上下”、“左右”、“垂直旋转”、“水平旋转”与“前后”等五个方向，谓之五轴。
请参照图2，其绘示三轴调测光机模块的组装示意图。三轴调测光机模块200包括镜头盒210以及CCD模块220，其中，镜头盒210具有耦接窗口210a，用以与CCD模块220耦接。如图所示，耦接窗口210a处设有螺丝孔240，组装时，仅需将螺丝230透过CCD模块220锁入螺丝孔240中，即可将CCD模块220固设于耦接窗口210a处。
此等三轴调测光机模块220的调测方式最为简易，因CCD模块220是直接固设于镜头盒210上，因此光程调测时，仅需以手动方式直接调整CCD模块220的“上下”、“左右”与“垂直旋转”等三个方向，即可使CCD模块定位于适当位置。调测完毕后，可通过调整镜头盒210的焦距，完成对焦程序。需要注意的是，由于对焦调整是利用焦点沿x轴方向前后移动而达到调整目的，因此，以焦点与CCD模块220的相对位置而言，对焦时可视为焦点位置不变而CCD模块220向前后方向移动，故也有人将对焦过程视为光程调测之一，而称此等结构为四轴调测光机模块。但，对焦过程仅能视CCD模块220为x轴方向的相对运动而非实际移动，故称此等结构为三轴调测光机模块，应为较严谨且恰当的说法，本说明书亦以此等说法为准。
综上所述，此等三轴调测光机模块200的优点在于，其可借助于最少的调整零组件完成三轴光程调测工作，故调测所需的模具成本亦最低，目前广为多数厂商采用。另一方面，为使生产成本能降至最低，镜头盒210通常采塑胶注射成型的方式制作；因此，若在塑胶注射的过程中稍有瑕疵，使耦接窗口210a的表面不平行于yz平面，当CCD模块220与耦接窗口210固定后，CCD模块220的表面便无法与yz平行。此时，纵使经过三轴调测的程序，由于三轴调测无法针对CCD模块220的水平旋转方向加以调整，故此等缺点无法克服。因此，由于三轴调测光机模块欠缺水平旋转方向的调整功能，故调测结果自然也无法达到最佳化，使扫瞄品质降低。
为克服上述缺点，便发展出五轴调测光机模块，分别针对CCD模块的“上下”、“左右”、“垂直旋转”、“水平旋转”与“前后”等五个五个方向加以调整，以提高扫瞄品质。请参照图3，其绘示一轴调测交机模块的组装示意图。五轴调测光机模块300包括镜头盒310、CCD模块320、组件330、组件340及组件350，其中，镜头310具有耦接窗口310a，用以与组件330耦接，CCD模块320则耦接至组件350。接着，请同时参照图2与图3。大家应可发现，两图间的主要差异，在于组件330、组件340以及组件350三者；很明显的，五轴调测光机模块300是借助于组件330、组件340以及组件350三者的结合，对CCD模块320进行五轴调测的工作。再者，此等五机调测系统是通过调测程序调整组件330、组件340以及组件350三者，对CCD模块320进行五种方向的调测工作，并非如三轴系统利用手动方式予以调整，故精密度将大为提高。虽然如此，此等五轴调测光机模块300所需的调测模具成本颇高，所需配合的零组件亦最多，故成本也最高，相对使产品竞争力降低。
由上文叙述可知，传统光机模块的缺点如下1．三轴调测光机模块无法针对CCD模块的水平旋转方向加以调整，故无法使调测结果达到最优化。
2．五轴调测光机模块虽可对CCD模块进行五轴调测，但所需配合的零组件亦多，故成本也最高，使产品竞争力降力低。
有鉴于此，本实用新型的目的就是在提供一种四轴调测光机模块，以三轴调测系统为基础，另发展出水平旋转功能，使其兼具三轴系统的简易性与五轴系统的功能性。
根据本实用新型的目的，提出一种四轴调测光机模块，简述如下四轴调测光机模块包括镜头盒及CCD模块，镜头盒具有耦接窗口，用以与CCD模块耦接；耦接窗口处设有略微突出于耦接窗口表面的弹性元件，且耦接窗口两侧各设有一螺丝孔；CCD模块与耦接窗口耦接时，是利用螺丝透过CCD模块锁入耦接窗口上的螺丝孔中，此时弹性元件受CCD模块的挤压而形变，即可据以对CCD模块进行水平旋转方向的调整。换句话说，若螺丝越深入螺丝孔，则弹性元件受挤压形变的程度亦越深入螺丝孔，则弹性元件受挤压形变的程度亦越大，使CCD模块与耦接窗口越密合，若两螺丝的深入螺丝孔的程度不同，则CCD模块在螺丝较深入之一侧应较为贴近耦接窗口，而在螺丝较不深入的另一侧应较为远离耦接窗口，调整两螺丝不同的深入程度，便产生了水平旋转方向的调整效果，如此，即可据以对CCD模块进行水平旋转方向的调整。由于四轴调测光机模块是以三轴调测系统为基础并加以改良，故除了原有三轴调测系统“上下”、“左右”与“垂直旋转”等三个方向的调测功能外，更具有“水平旋转”方向的调整功能，使调测功能更加完备。
为让本实用新型的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一最佳实施例，并结合附图，作详细说明如下。
图1A绘示CCD模块与入射光的理想相对位置。
图1B绘示CCD模块的上下方向调整。
图1C绘示CCD模块的左右方向调整。
图1D绘示CCD模块的垂直旋转方向调整。
图1E绘示CCD模块的水平旋转方向调整。
图1F绘示CCD模块的前后方向调整。
图2绘示三轴调测光机模块的组装示意图。
图3绘示五轴调测光机模块的组装示意图。
图4绘示依照本实用新型的最佳实施例一所提供的四轴调测光机模块组装示意图。
图5绘示的是图4中弹簧置入弹簧座之后的剖面图。
图6绘示依照本实用新型的较佳实施例二所提供的四轴调测光机模块组装示意图。
图7绘示的的是图6中弹力臂的侧视图。
实施例一请参照图4，其绘示依照本实用新型的较佳实施例一所提供的一种四轴调测光机模块组装示意图。如图4所示，四轴调测光机模块400与三轴调测光机模块的结构类似，包括镜头盒410及CCD模块420，镜头盒410具有耦接窗口410a，用以与CCD模块420耦接。所不同的是，耦接窗口410a处设有弹簧座410b，弹簧座410b的中心并具有螺丝孔410c。组装时，必需先将弹簧460置入弹簧座410b中，再进行CCD模块420与耦接窗口410a的耦接工作。通过适当的设计，弹簧460置入弹簧座410b后，弹簧460会突出于耦接窗口41a的表面，因此，在将CCD模块420耦接至耦接窗口410a时，螺丝430透过CCD模块420锁入螺丝孔410c后，弹簧460受CCD模块420的挤压而形变，即可据以对CCD模块42进行水平旋转方向的调整。换句话说，若螺丝430越深入螺丝孔410c，则弹簧460受挤压形变的程度亦越大，使CCD模块420与耦接窗口410a越密合，若两螺丝430的深入螺丝孔410c的程度不同，则CCD模块420在螺丝较深入的一侧应较为贴近耦接窗口410a，而在螺丝较不深入的另一侧应较为远离耦接窗口410a，调整两螺丝不同的深入程度，便产生了水平旋转方向的调整效果，如此，即可据以对CCD模块420进行水平旋转方向的调整。
接着请参照图5，其绘示图4中弹簧460置入弹簧座410b之后的剖面图。如图5所示，弹簧460是突出于耦接窗口410b的表面，但需要注意的是，由于CCD模块420的水平旋转调整的主要目的，是用以补偿耦接窗口410a在注射成型时所造成的yz平面上的偏差，由于此等偏差量通常不大，因此弹簧460突出的距离不需太长。组装完成后，由于四轴调测光机模块400是以三轴调测为基础并加以改良，故除了原有三轴调测系统“上下”、“左右”与“垂直旋转”等三个方面的调测功能外，更具有“水平旋转”方向的调整功能，使调测功能更臻完备。另一方面，由于对焦程序可视为CCD模块在前后方向上的调整(上文已有所叙述)，因此，此等四轴调测光机模块虽名为四轴调测，但实质上却具有五轴调测的功能。与传统五轴调测光机模块相比较之下，本实用新型的结构单纯、模具成本低廉却具相同的五轴调测功能，故工业实用性大为增加。
实施例二请参照图6，其绘示依照本实用新型的最佳实施例二所提供的一种四轴调测光机模块组装示意图。如图6所示，四轴调测光机模块600包括镜头610及CCD模块420，镜头盒610具有耦接窗口610a，且以与CCD模块420耦接。需要注意的是，耦接窗口610a处设有弹性元件610b，以此图为例，是以弹臂力作为弹性元件610b。由于镜头盒610是采塑胶注射成型的方式制作，因此在作法上，可将弹力臂610b与耦接窗口610a一体成型。通过适当的设计，可令弹力臂610b突出于耦接窗口610a的表面，因此，在将CCD模块420耦接至耦接窗口610a时，螺丝430透过CCD模块420锁入螺丝孔610c后，弹力臂610b受CCD模块420的挤压而形变，即可据以对CCD模块420进行水平旋转方向的调整。换句话说，若螺丝430越深入螺丝孔610c，则弹力臂610b受挤压形变的程度亦越大，使CCD模块420与耦接窗口610a越密合，若两螺丝430的深入螺丝孔610c的程度不同，则CCD模块420在螺丝较深入的一侧应较为贴近耦接窗口410a，而在螺丝较不深入的另一侧应较为远离耦接窗口410a，调整两螺丝不同的深入程度，便产生了水平旋转方向的调整效果，如此，即可据以对CCD模块420进行水平旋转方向的调整。
接着请参照图7，其绘示图6中弹力臂610b的侧视图。如图7所示，弹力臂610b是突出于耦接窗口610a的表面，但需要注意的是，由于CCD模块420的水平旋转调整的主要目的，是用以补偿耦接窗口610a在注射成型时所造成的yz平面上偏差，由于此等偏差量通常不大，因此弹力臂610b突出的距离不需太长。组装完成后，由于四轴调测光机模块600是以三轴调测为基础并加以改良，故除了原有三轴调测系统“上下”、“左右”与“垂上旋转”等三个方向的调测功能外，更具有“水平旋转”方向的调整功能，使调测功能更加完备。
需要注意的是，实施例中所使用的设计参数仅为本实用新型之一例，并非用以限制本实用新型的适用条件，任何本领域的技术人员均可调整设计参数而达到与本实用新型类似的功能，但仍不脱离本实用新型的构思范围。
本实用新型上述实施例所揭示的四轴调测光机模块，是以三轴调测系统为基础，另发展出水平旋转功能，使其兼具三轴系统的简易性与五轴系统的功能性，故工业实用性大为增加。
综上所述，虽然本实用新型已以一最佳实施例披露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求书所限定的范围为准。
权利要求1.一种四轴调测光机模组，包括一CCD模组；一镜头盒，该镜头盒具有一耦接窗口，用以与该CCD模组耦接；以及一弹性元件，设于该耦接窗口处并突出于该耦接窗口，该CCD模组耦接至该耦接窗口时，借该弹性元件的形变对该CCD模组作水平旋转方向调整。
2.如权利要求1所述的四轴调测光机模组，其特征是该弹性元件包括一弹簧座，设于该耦接窗口处；以及一弹簧，与该弹簧座耦接并突出于该耦接窗口，该CCD模组耦接至该耦接窗口时，借该弹簧的形变对该CCD模组作水平旋转方向调整。
3.如权利要求1所述的四轴调测光机模组，其特征是该弹性元件是弹簧。
4.如权利要求1所述的四轴调测光机模组，其特征是该弹性元件是一弹力臂。
5.如权利要求4所述的四轴调测光机模组，其特征是该弹力臂是与该耦接窗口一体成型。
专利摘要一种四轴调测光机模块,包括镜头盒及CCD模块,镜头盒具有耦接窗口,用以与CCD模块耦接。耦接窗口两侧各设有一螺丝孔及弹性元件,弹性元件略微突出于耦接窗口表面。CCD模块与耦接窗口耦接时,是利用螺丝通过CCD模块锁入耦接窗口上的螺丝孔中,使弹性元件受CCD模块的挤压而形变,调整两螺丝不同的深入程度,即可据以对CCD模块进行水平旋转方向的调整,使此等结构具有上下、左右、垂直旋转及水平旋转等四个方向的调测功能。
文档编号G06K9/20GK2444280SQ0025965
公开日2001年8月22日 申请日期2000年11月8日 优先权日2000年11月8日
发明者陈龙, 李达义 申请人:旭丽股份有限公司