專利名稱：圖像掃描器的ccd固定裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于圖像掃描器的電荷耦合裝置固定裝置，特別是涉及一種不需作任何調整，便可將CCD安裝于光機模組件正確成像位置的固定裝置。
光學掃描器的操作原理，主要是藉一成像機構將“光”轉折經鏡頭(lens)聚集成像，并利用一數字轉換單元，例如電荷耦合裝置(Charge CoupleDevice-CCD)將該成像的“光”信號轉換成可供電腦存儲及處理的數字信號。然而上述裝置在現今掃描器制造中多已整合成一光機模組件，因此光機模組件內各機件間必須經過調校以確保能適用于掃描器的需要。涉及光機模組件內CCD的調整，目前常用兩種方式(1)電子方式調整方式如

圖1A所示，繪示的元件包括一表尺10、一光源12、由四個反射鏡14組成的反射鏡組、一鏡頭16以及一CCD18。調整方式是以掃描表尺10所得的掃描波形辨別CCD18位置是否適當，再藉移動或轉動CCD18的位置完成調校；此種方式以表尺10為基準，故表尺10的基點固定，而CCD 18則于可調整的不定位置。
(2)光學方式調整方式如圖1B所示，其元件與前述圖1A完全相同；先以光學儀器，如顯微鏡檢視CCD18，調整CCD18相對鏡頭16于正確位置后再組裝至光機模組件上，一旦CCD18與鏡頭16的相對位置正確，則自反射鏡14射入鏡頭16的圖像便能正確成像于CCD18，故此種方式是以CCD18與鏡頭16的相對位置為調整的重點。
然而不論上述任一種調整的方式，皆需要以人工方式進行CCD18邊界及水平的調整，配合圖2的說明可知共有三個自由度的調整需要完成。
請參照圖2，其繪示光機模組件的結構組成，以及傳統調整CCD18位置的示意圖；首先，置于機架(holder)20內的鏡頭16將于光軸中心22上藉調整起子23作前后移動以確定焦點位置，之后再藉CCD18反覆進行上述步驟調整直到掃描波形正確；然而，CCD18已組裝于一印刷電路板(PrintCircuit Board-PCB)24，PCB24上有兩螺絲孔26，并先以兩螺絲28將PCB24與機架20鎖在一起但不完全鎖死，由于PCB24上螺絲孔26的尺寸比螺絲28大，因此調整CCD18位置時，可藉由PCB24在X方向和Z方向的移動以及繞著Y方向的轉動來完成，待調整完成后再固鎖螺絲28。
由于上述傳統CCD18的調整方式必須同時以人工方式進行三個自由度調整，不但調整時過于復雜也容易增加工時，要調整波形到最佳程度也較困難，且因為有三個自由度要調整，還可能因人工調整的誤差而影響掃描器光機模組件的可靠度。
本實用新型的目的在于提供一種能簡化現有CCD需調整三個自由度方式的CCD固定裝置，利用本實用新型圖像掃描器CCD固定裝置，使CCD無須對光機模組件作對位調整，就可以將CCD固定于光機模組件的正確成像位置。
本實用新型的目的是這樣實現的，即提供一種圖像掃描器的電荷耦合裝置固定裝置，用以將CCD固定于該掃描器的正確成像位置，它包括一機架，該機架設有一鏡頭，該鏡頭將掃描圖像聚焦于一成像位置；以及一安裝于該機架的定位組件，該定位組件具有一可與該CCD下封裝匹配結合的承載面，該CCD藉該定位組件正確對準該成像位置。
本實用新型的裝置的優(yōu)點在于，其對位快速，簡便，可有效縮短現有調整時間及降低成本，并提高后續(xù)自動化組裝的可能性。
以下結合附圖，描述本實用新型的實施例，其中圖1A為現有的以電子方式進行掃描器CCD調整的示意圖；圖1B為現有的另以光學方式進行掃描器CCD調整的示意圖；圖2為現有掃描器光機模組件調整的示意圖；圖3A～3C為光機模組元件在無歪斜偏差下掃描線經光機模組件成像于CCD的示意圖；圖4A～4C分別為普通CCD經對裝后成品的俯視、前視及側視圖；圖5A、5B為本實用新型CCD固定裝置第一實施例定位組件的俯視及前剖視圖；圖6A～6B為定位組件與機架組合方式各側面的剖示圖；圖7A～7B為第二實施例定位組件與機架組合方式各側面的剖示圖8A～8B為第三實施例定位組件與機架組合方式各側面的剖示圖；圖9為第四實施例定位組件與機架組合方式各側面的剖示圖；圖10～12為其它三種實施例定位組件與機架組合方式的示意圖；圖13為本實用新型CCD固定裝置的結構分解圖。
請參照圖3A～3C，其示出光機模組元件在無歪斜偏差情況下掃描線與CCD18所接收的成像之間的關系。其中圖3A示出置于掃描平臺上的文件30接受掃描的掃描線有a、b、c三種狀況，圖3B中示出所述光機模組元件包括光源12、反射鏡14、鏡頭16以及CCD18，假設由于光機模組元件并無歪斜偏差，圖像成像于CCD18的情形便應如圖3C所示，水平掃描線a成像于CCD18也為水平；傾斜的掃描線b、c成像于CCD18也為傾斜且反向。也就是說，不論光程是由文件30至CCD18的方向，或由CCD18到文件30的方向作調整，只要掃描線藉調整表尺10上的標記呈水平固定，則掃描結果便相同，故掃描線水平，即藉CCD18的調整亦可將掃描結果調至水平位置。
由以上說明可知，當只考慮鏡頭16成像后射入CCD18有可能造成掃描結果歪斜時，由于傳統CCD18對裝后焊于電路板24，焊接時無法控制CCD18的相對位置，因此只能藉人工方式在電路板24組裝時作調整，以期找到CCD18相對于鏡頭16的正確位置，然而要以人工方式同時調整三個自由度是相當繁瑣的，不但不容易調整至正確位置，還需要花費時間與成本。若是在組裝CCD18時便將相對于鏡頭16的位置精確控制，則CCD18的調整便能簡化。
因此，本實用新型的構思在于轉移CCD18位置的基準，以精確控制CCD18的相關位置，致使CCD18在不需調整情況下便能正確對準鏡頭16。
請參照圖4A～4C，其分別示出普通CCD18封裝成品的府視、前視及側視圖。由于CCD18在封裝過程中，其下封裝42相對于光電元件47具有相當精密的尺寸(一般而言誤差約在±0.3mm)，而上封裝44則誤差很大，因此CCD18的相對位置可由圖4A～4C所示粗線面45為基準而得知；而且不論接腳46與PCB24焊接的結果如何，以下述可以密合貼緊下封裝44的一定位組件52便能正確移動CCD18的相關位置。
請再參照圖5A、5B，其分別示出一種CCD固定裝置的定位組件52的俯視及前視圖。定位組件52，其材料可以為電木或塑料類絕緣材料，定位組件52設有一承載面54與CCD18下封裝42密合組裝在一起，用以承載CCD18，因此CCD18相對位置的基準得以轉移至定位組件52；于是只要此定位組件52與上述機架20鏡頭16的相對位置能配合對準，則現有需同時調整三個自由度的問題便能簡化成無需任何調整。
請再參照圖6A～6B，其為定位組件52的第一實施例的構造，圖中示出定位組件52與機架20對準組合方式的構造斷面圖。由于CCD18焊接于PCB24，而定位組件52被夾在CCD18與PCB24之間，所以定位組件52可以藉此與CCD18彼此間構成相對不動的關系，只要進一步提供若干的結合元件，便可以將定位組件52與機架20結合在一起，此種結合元件的第一種實施方式，是在定位組件52兩側各形成一帶有圓孔55的凸起(Boss)56，置入機架20相對應位置形成凹穴62中完成定位，螺絲28穿過凸起56的圓孔55鎖固，由于任何一個CCD18與PCB24焊接之后的相對位置經常改變，為了使PCB24在焊接于CCD18之后仍然可供螺絲28穿過螺設，所以設于PCB24的螺絲孔26，最好為一長形孔，以便PCB24與CCD18之間略有偏差時，仍不影響螺絲28的安裝。其結構分解圖請參照圖13所示。若是利用黏著技術將CCD18黏著于定位組件52的承載面54，同樣可以達到固定的目的。
如圖7A～7B所示，其為定位組件52的第二實施例的結構，圖中示出定位組件52與機架20對準組合方式的結構斷面圖。其中定位組件52兩側各形成一軸釘(pin)58，軸釘58恰可插入機架20對應位置的凹穴62，配合凸起56可完成定位，螺絲28穿越螺絲孔26鎖固。
如圖8A～8B所示，其為定位組件52的第三實施例的結構，圖中示出定位組件52與機架20對準組合方式的結構斷面圖。僅利用設于定位組件52對角位置所形成的直角狀突墻60套住機架，螺絲28穿越螺絲孔26鎖固。
如圖9所示，其為定位組件52的第四實施例結構正面圖，其中在定位組件52的兩對角處分別設置一突墻60與一軸釘58，配合設于定位組件52的圓孔55，一設于機架20且可供軸釘58匹配定位的凹穴，以及穿過圓孔55的螺絲，提供定位組件52結合于機架20的定位依據，也是可以實現的變化。
如圖10所示，其為定位組件52的第五實施例的結構，其中在定位組件52的兩對角處分別設置有兩兩成對的軸釘58，藉軸釘58彼此分別位于相對角的位置，配合設于定位組件52的圓孔55，一設于機架20且可供軸釘58匹配定位的凹穴，以及穿過圓孔55的螺絲，提供定位組件52結合于機架20的定位依據。
如圖11所示，其為定位組件52的第六實施例的結構，其中在定位組件52的任一位置處設置有一用以插入機架20的軸釘58，利用軸釘58與圓孔55彼此形成三角形的相對位置關系，配合設于定位組件52的圓孔55，一設于機架20且可供軸釘58匹配定位的凹穴，以及穿過圓孔55的螺絲，提供定位組件52結合于機架20的定位依據，當然軸釘58也可以如圖12所示，以分別設置于定位組件52任兩對角處的關系，配合圖孔55設置，藉由四個結合點提供定位組件52結合于機架20的定位依據。
權利要求1．一種圖像掃描器的電荷耦合裝置固定裝置，用以將CCD固定于所述掃描器的正確成像位置，其特征在于，它包括一機架，所述機架設有一鏡頭，所述鏡頭將掃描圖像聚焦于一成像位置；以及一安裝于所述機架的定位組件，所述定位組件具有一可與所述CCD下封裝匹配結合的承載面，所述CCD藉所述定位組件正確對準所述成像位置。
2．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述CCD焊接于一印刷電路板(PCB)，所述定位組件夾在所述CCD與所述印刷電路板之間，且所述定位組件與所述CCD彼此相互不移動。
3．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述CCD黏著于所述定位組件的承載面。
4．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述定位組件利用一設于所述定位組件且具有圓孔的凸起，一設于所述機架且可供所述凸起匹配定位的凹穴，以及穿過所述圓孔的螺絲將所述定位組件固定于所述機架。
5．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述定位組件利用一設于所述定位組件且具有圓孔的凸起，一設于所述機架且可供所述凸起匹配定位的凹穴，一分別設于所述定位組件對角位置的軸釘，一設于所述機架且供所述軸釘匹配定位的凹穴，以及一穿過所述圓孔的螺絲將所述定位組件固定于所述機架。
6．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述定位組件利用一設于所述定位組件的圓孔、一設于所述定位組件的軸釘、一設于所述機架供所述軸釘匹配定位的凹穴，以及一穿過所述圓孔的螺絲將所述定位組件固定于所述機架。
7．如權利要求6所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述軸釘為兩兩成對地位于所述定位組件的兩對角處。
8．如權利要求6所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述軸釘設置于所述定位組件的任一位置，且所述軸釘與所述圓孔彼此形成三角形的相對位置關系。
9．如權利要求6所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述軸釘分別設置于所述定位組件的兩對角處。
10．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述定位組件利用一設于所述定位組件的圓孔，分別設于所述定位組件對角處的一突墻套住所述機架，以及穿過所述圓孔的螺絲將所述定位組件固定于所述機架。
11．如權利要求1所述的圖像掃描器CCD固定裝置，其特征在于，所述定位組件利用一設于所述定位組件的圓孔，分別設于所述定位組件對角處的一突墻及一軸釘，一設于所述機架且可供所述軸釘匹配定位的凹穴，以及穿過所述圓孔的螺絲將所述定位組件固定于所述機架。
專利摘要一種圖像掃描器的電荷耦合裝置固定裝置,可將CCD安裝于光機模組件中的正確成像位置,不需任何機械式對位調整,其提供可移動CCD位置基準的定位組件,該定位組件設有一可與CCD下部封裝匹配的承載面,利用下部封裝與CCD間高精度的特性,將CCD位置基準移至定位組件,配合定位組件與光機模組件彼此之間模組件化的準確匹配關系,只要將定位組件安裝于光機模組件,便可同時的將CCD固定于光機模組件的正確成像位置。
文檔編號H04N1/04GK2347318SQ9824020
公開日1999年11月3日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權日1998年8月27日
發(fā)明者蔡振財 申請人:鴻友科技股份有限公司