自动对焦装置

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自动对焦装置\n本实用新型涉及一种用于光学扫描机的自动对焦装置，由一可提供「光」的灯源、一可将「光」反射折向的反射单元、一可将「光」聚集成像的镜头单元、一可将「光」信号变换成数字信号的电荷耦合元件(CCD)及一可处理数字信号的电脑组成。\n办公室自动化(OA,Office automation)在目前资料信息化的社会中已蔚为一股潮流，除了以电脑来作为大量资料的处理及储存外，藉由光学扫描机(scanner)来作为文件、表格及图象等资料的输入装置，因可有效提高资料输入及处理的效率，故亦普遍地被大量使用，而已成为电脑的标准配备之一。\n现有的光学扫描器在扫描不同规格尺寸的原稿件B时(如图1和图2所示)，由切换一组多镜头机构C来达成，在不同尺寸时切换成不同倍率的镜头D、E以对应之，方能使得焦距正确而令影像恰好投射于电荷耦合元件A上。虽然这些镜头D、E是采用总光程相同、且以一相关配合位置的方式设置于多镜头机构C，使其能正确成像于电荷耦合元件A上，然而，由于该镜头为复合镜片，其在研磨、加工的过程中难免会产生少许的误差，使各镜头清晰成像所需的总光程及聚焦长度或略有少许不同，所以在镜头切换的过程中，将会发生如图2中的虚线部分所示情况，其影像就无法精确成像于电荷耦元件A上。并且，即使光学扫描器仅具有一具镜头，也常因镜头加工或安装上的误差而影响到镜头聚焦成像的精确度。\n对于此种因镜头在加工过程或安装位置上的误差而导致的成像不清问题，一般较低解折度的传统光学扫描机(纯光学解析度在300×600dpi以下者)均采取容忍误差的方式；然而，对于高解析度(纯光学解析度在600×1200dpi以上)的高阶光学扫描机，如此的总光程及焦距长度上的误差(即使其误差仅有约50μm)，将会严重影响其扫描品质。对此，传统的作法是利用手动的方式，由光学扫描机内部来调整镜头及电荷耦合元件的相关位置；然而，此种作法因需要将扫描机整个拆解开来才能进行，非常不方便，而有待加以改进。\n本实用新型的目的在于为了克服现有技术中的缺陷而提供一种自动对焦装置，设置于光学扫描机上，可在使用光学扫描机时自动因应镜头成像所需的光程及焦距长来作自动调整，将镜头及电荷耦合元件移动于适当位置，使镜头将目标精确地对焦、成像于电荷耦合元件上。\n本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的：其包括有一镜头定位调整单元，可适量调整镜头在「光」轴上的位移；一CCD定位调整单元，可适量调整电荷耦合元件(CCD)在「光」轴上的位移；以及，一控制单元，可接收由CCD传来的数字信号并藉以控制该镜头定位调整单元与CCD定位调整单元的动作；当扫描机在开机使用时，藉由扫描一参考物件，控制单元可计算出成像所需的最佳总光程及焦距，并控制镜头定位调整单元及CCD定位调整单元，分别将镜头单元及CCD调整定位于适当位置，使其总程及聚焦符合最佳化的要求，以获得最佳的扫描效果。\n附图说明\n：图1、图2为现有多镜头光学扫描同在切换镜头时，其「光」成像状态的示意图图3为本实用新型设置于一多镜头光学扫描机上的一较佳实施例图图中的图号说明：1为光学扫描机、2为下灯源、3为上灯源、4为原稿承载玻璃、5为反射单元、6为镜头单元、7为电荷耦合元件(CCD)、8为第一镜头、9为第二镜头、20为镜头切换单元、21为镜头架、22为镜头滑轴、30为镜头定位调整单元、31为第一马达、32为第一传动单元、33为第一导螺杆、34为承座、36为第三滑轴、40为CCD定位调整单元、41为第二马达、42为第二传动单元、43为第二导螺杆、44为基座、50为电脑、60为参考物件。\n请参阅图3，为本实用新型的自动对焦装置设置于一多镜头光学扫描机的较佳实施例图。光学扫描机1为一多镜头的光学扫描机，其主要包括有一用以提供「光」的上灯源3及下灯源2；一用以承置欲加以扫描的原稿件(图中未示)的原稿承载玻璃4；由灯源2、3射出的「光」，在经原稿件(图中未示)的反射(或透射)后，藉由一反射单元5的数次反射以使「光」的光程符合清晰成像所需的长度，再折向射至一镜头单元6；「光」经由镜头单元6的聚集而成像在一电荷耦合元件(Charge Coupled Device，简称CCD)7上，而变换成可供电脑50处理的数字信号。并且，镜头单元6包括有二个倍率不相同的第一镜头8及第二镜头9，藉由一镜头切换单元20的动作，可带动该两个镜头8、9间的切换动作，可适应扫描不同尺寸的原稿件及不同解析度的要求。\n镜头切换单元20包括有一镜头架21，其用以承置有镜头8、9，镜头架21的两侧分别架设在一镜头滑轴22上，且镜头滑轴22的方向沿着垂直于「光」轴的方向设置，使镜头架21可顺着镜头滑轴22的方向切换移动。两镜头8、9错开设置在镜头架21上，使各镜头8、9的聚焦「光」轴并不在同一直线上；当镜头架21在镜头滑轴22上沿垂直「光」轴的方向移动时，可连带移动镜头8、9而使同一时间内仅有一具镜头恰可位于「光」轴向上从事聚焦的工作，以达到镜头切换的目的。\n本实用新型的特征在于：在镜头单元6处增设置一镜头定位调整单元30，可用于调整镜头单元6在「光」轴上的位移；在电荷耦合元件(CCD)7处增设置一CCD定位调整单元40，可用于调整电荷耦合元件7在「光」轴上的位移；在原稿承载玻璃4上增设有一参考物件60(其可为一对焦校正板)；以及，另增设置一可用以控制该镜头定位调整单元30及CCD定位调整单元40动作的控制单元，且该控制单元不同于原扫描机1中原有的驱动控制元件。控制单元藉由扫描参考物件60所得到的数字信息，通过电脑50可加以分析并计算出扫描原稿件时所需的最佳总光程值及焦距值，并藉以控制镜头定位调整单元30及CCD定位调整单元40动作，以分别将镜头单元6以及电荷耦合元件7调整至最适当的位置，使其成像的总光程及聚焦符合最佳化的要求，以获得最完美及最高解析度的扫描效果。\n该镜头定位调整单元30包括有：一第一马达31、一第一传动单元32、一第一导螺杆33、一承座34、一第一滑轴35、及一第三滑轴36。在承座34上承置有整组的镜头切换单元20及镜头单元6；承座34的两侧分别设置有第一滑轴35及第三滑轴36，且第一、三滑轴35、36沿「光」轴设置，使承座34可沿着「光」轴方向滑动。承座34的一侧并跨置啮合在第一导螺杆33上，且第一导螺杆33亦是顺着「光」轴设置。在第一导螺杆33的一端结合有第一传动单元32，并藉由第一传动单元32连结在第一马达31上。藉由第一马达31的驱动，可传动第一导螺杆33旋转，并带动承座34连同镜头单元6及镜头切换单元20沿着「光」轴方向移动。\nCCD定位调整单元40包括有：一第二马达41、一第二传动单元42、一第二导螺杆43、及一基座44。在基座44上承置有电荷耦合元件(CCD)7，且基座44的两侧分别架置在第一滑轴35及第三滑轴36上，使基座44可沿着滑轴35、36的方向滑动。基座44并跨置啮合在第二导螺杆43上，且第二导螺杆43沿着「光」轴设置；在第二导螺杆43一端结合于第二传动单元42，并藉由第二传动单元42连结在第二马达41上。藉由第二马达41的驱动，可传动第二导螺杆43旋转，并带动基座44连同电荷耦合元件(CCD)7沿着「光」轴移动。\n现将本实用新型动作流程作进一步的说明：本实用新型在使用时，当使用者刚将扫描机1开启以便进行扫描动作、或是使用镜头切换单元20刚将某一镜头切换至「光」轴上以进行扫描、聚焦的动作时，首先，对焦校正板60将恰位于待扫描位置，使扫描机1可预先扫描参考物件60(对焦校正板)，而扫描所得到的信息资料则被送入电脑50中判读。若电脑50分析该信息资料的结果认定其成像的清晰度(解析度)符合所需的标准时，则电脑50将发出一信号通知扫描机1进行原稿件的正式扫描动作。倘若扫描参考物件60所得的影像资料经分析后判定其清晰度不足时，则电脑50将驱动镜头定位调整单元30略为移动镜头单元6；接着，再一次扫描参考物件60(对焦校正板)得到第二个影像资料；然后电脑50根据此两次扫描所得的影像信息资料加以分析，并计算出清晰成像时所需的最佳总光程及焦距长；藉此，控制单元便可驱动镜头定位调整单元30及CCD定位调整单元40，而将镜头单元6及电荷耦合元件(CCD)7调整、定位于适当位置后，再送出一信号通知扫描机1进行原稿件的正式扫描动作，以获得最佳的扫描效果。\n当然，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，其不应局限实施范围。图3中所示的多镜头光学扫描机1虽然为一原稿面移动式的光学扫描机，然而或为一光程装置移动式(原稿面固定式)的光学扫描机。又如，图3中所示的镜头单元6虽含有两个镜头8、9，然将本实用新型的镜头单元6可改变为仅具有一个镜头(其可为变焦镜头)、或是具有两个以上的镜头。此外，图3中所示的多镜头光学扫描机1具有两个灯源2、3，然其亦可仅具有一个灯源。\n综上所述，得知本实用新型藉由扫描一参考物件，并由控制单元计算出最佳光程及焦距值后，再驱动镜头定位调整单元及CCD定位调整单元去移动镜头及CCD的位置，使成像的效果最佳化，可有效改善现有光学扫描机，因镜头在加工及安装时所产生的误差，而导致的成像不清晰及解析度不高等问题。