CN1251478C - 扫描仪的光机模组的定位调整方法与掩模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光机模组定位调整方法和掩模，其第一调整图案还包括一中心白色区块，位于第一调整图案的中央，用以调整光机模组的中心定位；上述中心白色区块配合边界调整图案，用以测知影像接收装置上中央与两侧照度的差异。本发明不但可以同时进行边界调整、水平调整、以及解析度调整，也可经由示波器产生的波形进而判断光迹偏移的情况。同时，本发明更可利用增设于定位调整掩模中央的白色区域，配合定位调整掩模两侧的白色区域，来获得电耦合元件上中央和两侧部分的照度差异，判断是否合乎设定值。并且，更易于光机模组的中心定位。

Description

扫描仪的光机模组的定位调整方法与掩模

技术领域

本发明有关扫描仪光机模组的定位调整，特别是有关一种用以调整扫描仪光机模组中电荷耦合元件(CCD)的定位和透镜解析度的掩模和方法。

背景技术

请参照图1，图1显示现有影像扫描装置的一例的立体示意图。现有影像扫描装置至少具有一光源装置14，用以沿着扫描路径(如箭头A所示的方向)与被扫描物10(例如纸张、图画等)之间作相对移动，以便将上述被扫描物10的影像，例如经由一聚焦成像装置16(透镜)，而予以投射至电荷耦合感测元件12。

上述光源装置14装设于上述扫描路径上，用以发射光线至上述被扫描物10，作为使上述被扫描物10反射(如箭头B所示)的光源。上述聚焦成像装置16可由透镜所构成，用以将上述被扫描物10所反射过来的光线予以聚焦成像于上述影像接收装置12(如箭头C所示)。

影像接收装置，一般为电荷耦合感测元件，将接收的影像转换为电子信号后，再进行各种的后续处理，因此，电荷耦合元件的定位调整在扫描仪光机模组的组装上十分重要。电荷耦合元件与镜头的位置与被扫描物的位置若有歪斜，则扫描出的影像将会受到影响。又，如果定位不准的话，则被扫描物无法完全进入电耦合元件可感测的范围；又若不在镜头最佳解析度的位置则影像会不清晰，甚至因光亮的增减而影响正确的影像信号值。因此，一般扫描仪光机模组均需使用定位调整图案来针对其中电耦合元件、透镜来进行定位调校，以避免发生水平偏移、影像超出边界范围、解析度及放大率不符等现象发生。

传统的定位调整图案如图2所示，上述定位调整图案20其表面上具有3条水平线状图案25、27、21。图案25和图案27主要作为电耦合元件水平位置的调整；中间图案27的两侧边缘有不连续区域29形成，此不连续区域29主要是作为电耦合元件左右两边边界定位之用；图案21则是用以作为解析度调整之用，上述图案21中更具有垂直的线段解析度图案13等间隔重复地布满图案21中以利于解析度的分析。当利用传统的定位图案对光机模组进行调整时，是将此定位图案作为被扫描物，藉由实际扫描的状况而进行调整。一般的调整分为边界位置、水平位置与电耦合装置的解析度调整。在实际的调整操作上，必须针对不同的调整项目而移动定位调整图案，例如，调整边界时需使扫描线落在图案27的部分，而分析解析度时需使扫描线落在图案21上。因此，实际操作上每一次调整就必须移动一次定位图案，将使得定位调整图案本身产生误差偏移的可能性大增。另外，在刚调整电耦合元件、透镜、及定位图案的相对位置时，将会耗费大量时间。

更重要的是，在扫描仪的实际制作上，虽一般会使用模/数转换器来针对不同的照度饱和进行补偿调整，但因为其线性范围有一定规定，超过一定的比例率将会因为边缘照度较中间照度暗，而造成边缘影像色偏的情形。而且传统的定位调整图案却无法提供分析电耦合元件中央部分与其两侧边照度饱和比所须的资料。

为了解决前述问题，请参见图7所示，公开了另一种现有的光学扫描器透镜和电荷耦合器件的调整图案与方法。其是申请号为97110081.0的中国发明专利申请的公布说明书。如图所示，该图案2包括呈带状并位于中央对称的解析度调整图案4a，带状区域中具有多个等距离线段6a；在解析度调整图案4a的两侧分别有白色区域10a，形成边界与水平位置调整图案；而白色区域10a之中具有黑色图案，该边界与水平位置调整图案的第一黑色区域呈“H”型，一浅凹入部分12a位于靠近解析度调整图案4a的一侧，H形的条形区域16a用以作为CCD水平位置的微调，第二黑色区域8a为一矩形，该矩形与第一黑色区域之间形成白色区域部分18a，作为左或右边界的调整，而区域20a作为水平位置的粗调。

基于该图案2，请参见图8A～8H，表示光迹偏斜不同情况所对应的由示波器产生的波形图。图中的41～49分别表示不同光迹；在各示波器的波形图中，以光线扫过白色区域的振幅相对为“L”，而扫过黑色区域的为“H”。其中，图8E所示的示波器波形为标准波形，显示光迹44没有偏斜且位置对准。

结合图9，此现有的调整方法是先将透镜组3A置于焦距附近，且位于定位调整图案2与CCD 3B之间，定位图案2置于文件位置，并且利用在透镜调整装置中央作一记号以利于对准摆放位置，调整CCD 3B大约在CCD电路板3C的中央位置，CCD使其能接受至电荷耦合元件表尺的反射光，若不是则重复上述步骤。

接着调整透镜组3A的粗调，使透镜组3A沿Y轴前后移动，使示波器显示的波形中央调整至最高。接着进行CCD 3B的粗调，重复利用CCD调整装置3D沿Z方向与X方向移动以调整CCD 3B的中央位置，使中央解析度波形两侧出现两个波谷4D1、4D2，如图8D所示，这表示粗调步骤完成，CCD 3B可以感测文件的左右边界之内且大致水平及接近中央位置。随后调整透镜组3A的微调，透镜组3A沿Y轴前后移动，使示波器显示的波形中央调整至最高就表示透镜组3A的最佳解析度。接着进行CCD 3B的微调，依不同的情况重复利用CCD调整装置3D轻微沿Z方向与X方向移动，以调整CCD 3B的中央位置，使中央解析度波形两侧只出现一个波谷4D1而4D2消失并使两侧边等高，如图8E所示，此状态的波形即表示CCD 3B在中央位置且水平，文件的左右端均在CCD 3B扫描的范围内。

根据该现有调整图案与方法，该技术方案虽然解决了可以不用更换定位调整图案的表尺位置而进行调整，且可以同时进行边界调整、水平调整以及解析度调整的技术问题；同时，也解决了可经由示波器波形进而判定光迹偏斜的情况，以达到快速准确定位调整的技术问题。

但是该技术方案中，该光机模组的中心定位仍然不是很方便快捷，还需利用在透镜调整装置中央作一记号以利于对准摆放位置，并且，对于中心定位时的示波器波形中央是否达到最高，波形效果也不是十分明显；更重要的是，该技术方案仍然不能够提供分析电耦合元件中央部分与其两侧边照度饱和比所必须的资料，从而，将无法控制边缘影像的色偏问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的为提供一种扫描仪光机模组的定位调整掩模，除可用以调整电耦合元件(影像接收装置)及透镜的定位外，更可以反映出电耦合元件中央部分与其两侧边照度饱和比；同时，更易于光机模组的中心定位，进一步加快中心对准后的光机模组固定过程。

为达到上述目的，本发明提出一种扫描仪光机模组的定位调整掩模，用于扫描仪光机模组中透镜、影像接收装置的定位调整、以及分析照度差异，至少包括：一第一调整图案，形成于上述定位调整掩模的中央为一长条形带状区域，上述第一调整图案至少包括：一中心白色区块，位于上述第一调整图案的中央，用以调整上述光机模组的中心定位；以及，解析度调整图案，分别形成于上述白色区块的两侧，作为上述透镜解析度分析之用；一第二调整图案，分别形成于上述第一调整图案的两侧，用于调整上述影像接收装置的边界、水平位置，上述第二调整图案至少包括：边界调整图案，用于上述影像接收装置边界的调整；水平偏移调整图案，包括：一第一图案，用于调整上述影像接收装置的水平及偏移；以及，一第二图案，其与上述第一图案不相连，上述第二图案和第一图案之间形成的区域为上述边界调整图案；其中，上述中心白色区块配合上述边界调整图案，是用以测知上述影像接收装置上中央与两侧照度的差异。

应用本发明的定位调整掩模对电耦合元件、透镜组进行定位与解析度分析的方法，使用一种定位调整掩模，以进行扫描仪光机模组中透镜、影像接收装置的定位调整、以及分析照度差异，上述定位调整掩模反映至上述影像接收装置的照度信号经由一示波器显示，所述方法利用上述示波器所显示的波形进行调整，当一扫描器的光迹位于上述定位调整掩模的粗调区域时则上述示波器显示一第一波形，当上述扫描仪的光迹位于上述定位调整掩模的正确区域时则上述示波器显示一合格的第二波形，所述方法至少包括：将上述透镜配置于上述定位调整掩模和与上述影像接收装置之间；重复调整上述影像接收装置，直到上述影像接收装置能够完全接收上述定位调整掩模的反射光；对上述透镜进行调整，使上述示波器显示波形的中央部分调整至最大；对上述影像接收装置进行调整，使上述示波器显示上述第一波形，即完成上述影像接收装置的粗调；对上述透镜进行调整，使上述示波器显示波形的中央部分调整至最大；对上述影像接收装置进行调整，使上述示波器显示上述第二波形，即完成上述光机模组的定位调整；以及，由上述第二波形之中，分别读取上述第二波形中央部分的振幅、以及上述第二波形两侧部分的振幅，即可得上述像接收装置上的中央及两侧的照度。

应用本发明有如下的优点：一、本发明可以同时得知左右边界是否符合、解析度是否符合、照度饱和比是否符合、水平歪斜是否符合、放大率是否符合。二、本发明可以经由示波器波形而判定光迹偏移的情形，故可增进定位调整的速度与正确性。三、本发明更可以反映出电耦合元件中央部分与其两侧边照度饱和比，有效控制边缘色偏问题；同时，更易于光机模组的中心定位，进一步加快中心对准后的光机模组固定过程。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图1为现有影像扫描装置的立体示意图；

图2示出了传统的定位调整图案；

图3示出了本发明的定位调整掩模的一实施例；

图4A至图4E分别表示电耦合元件光迹偏移的情形，以及因光迹偏移的情形不同所对应由示波器产生的波形；

图5为本发明的定位调整方法的示意图；

图6示出了本发明定位调整掩模的另一实施例；

图7示出另一现有定位调整图案；

图8A-8E示出该另一现有定位调整方法中电耦合元件光迹偏移的情形，以及因光迹偏移的情形不同所对应由示波器产生的波形；

图9示出该另一现有定位调整方法的示意图。

具体实施方式

本发明的光机模组定位调整掩模30如图3所示。本发明的定位调整掩模30，包括：一第一调整图案31，形成于上述定位调整掩模30的中央为一长条形带状区域；以及，第二调整图案32，分别形成于上述第一调整图案31的两侧，用于调整上述影像接收装置的边界、水平位置。

上述第一调整图案31包括：一中心白色区块31a，位于上述第一调整图案的中央，用以调整上述光机模组的中心定位；以及，解析度调整图案31b，分别形成于上述白色区块31a的两侧，作为上述透镜解析度分析之用。在此实施例中，上述解析度调整图案31b中有重复间隔排列的直线，其疏密程度视所需解析度而定。另外，解析度调整图案中也视需要而使用重复间隔排列的斜线。

上述第二调整图案32包括：边界调整图案32a，用于上述影像接收装置边界的调整；以及，水平偏移调整图案。上述水平偏移调整图案包括：一第一图案32b，用于调整上述影像接收装置的水平及偏移；以及，一第二图案32c，其与上述第一图案不相连，上述第二图案32c和第一图案32b之间形成的白色区域即为上述边界调整图案32a。在此实施例中，上述第一图案32b为H型黑色区域，上述第二图案32c为方型黑色区域。

图4A至图4E分别表示电耦合元件光迹偏移的情形，以及因光迹偏移的情形不同所对应由示波器产生的波形，其中，数字41～47分别表示不同情形下的光迹。扫描仪光源照射本发明的定位调整掩模30的影像经由镜面反射及穿过透镜聚焦等作用，而被电耦合元件转换为电子信号，此信号输入至示波器而显示相关的波形。光线扫过白色的区域时于示波器上显示的振幅相对为高电位H或为低电位L：以本实施例而言，光线扫过白色区域于示波器上显示的振幅为低电位L，而光线扫过黑色区域时于示波器上显示的振幅则为高电位H。因此，不同的偏移、以及水平范围不对的情形发生时，示波器所显示的波形也会反映出来(如图4A、图4B、图4C、及图4D)，而当光迹落于即定的范围而无光迹偏移情形时，才会出现一既定的合格图形，如图4D所示；故本发明的定位调整掩模可以判定光迹是否有偏移的情形发生。

图4D中，SC、SL和SR分别表示中央照度和左右两侧的照度。也可分别由示波器中读出，求得电耦合元件的左侧照度饱和比(SL/SC)以及其右侧照度饱和比(SR/SC)，而分析两侧的照度饱和比是否合乎规格。

参照图5，使用本发明的定位调整掩模30上对电耦合元件52、透镜组51进行定位与解析度分析时，是将定位调整掩模置于被扫描物的位置再进行相关的调整。电耦合元件52置于电路板53之上，藉由电路板两侧的调整装置54而调整电耦合元件的位置。

本发明的定位调整方法为先将上述透镜组51置于上述定位调整掩模和上述影像接收装置之间，且位于焦距附近。利用调整装置54使上述影像接收装置能够接收上述定位调整掩模的反射光，若不是则重复上述步骤。

对上述透镜组51进行调整，使透镜组51沿Y轴前后移动使示波器显示波形的中央调整至最高。利用调整装置54，使电耦合元件52沿着Z方向与X方向移动，以调整电耦合元件52的中央位置。当示波器显示的解析度波形两侧出现两个波谷P1、P2时(如图4C所示)，则表示完成电耦合元件52的粗调，而电耦合元件52也可以感测到被扫描物左右边界，且大致水平且接近中央。

再对透镜组51进行调整，使透镜组51沿Y轴前后移动使示波器显示波形的中央调整至最高，即为透镜组的最佳解析度。接着进行对电耦合元件52的调整，依照不同的情况重复使用调整装置54，使电耦合元件52沿着的Z方向与X方向移动，使示波器显示的解析度波形两侧仅出现波谷P1时(如图4D所示)，此状态即显示电耦合元件52在中央位置且水平，被扫描物的左右端均在电耦合元件52的范围内。再分别由示波器中读出，求得电耦合元件的左侧照度饱和比(SL/SC)以及其右侧照度饱和比(SR/SC)，即可分析两侧的照度饱和比是否合乎规格。另由于边界已确定故可以得知放大率。

图6为本发明定位调整掩模的另一实施例，其与图3所示的第一实施例大致相同。本发明另一实施例的定位调整掩模60，包括：一第一调整图案61，形成于上述定位调整掩模60的中央为一长条形带状区域；以及，第二调整图案62，分别形成于上述第一调整图案61的两侧，用于调整上述影像接收装置的边界、水平位置。

上述第一调整图案61包括：一中心白色区块61a，位于上述第一调整图案的中央，用以调整上述光机模组的中心定位；以及，解析度调整图案61b，分别形成于上述白色区块61a的两侧，作为上述透镜解析度分析之用。在此实施例中，上述解析度调整图案61b中有重复间隔排列的直线，其疏密程度视所需解析度而定。

上述第二调整图案62包括：边界调整图案62a，用于对上述影像接收装置边界的调整；以及，水平偏移调整图案。上述水平偏移调整图案包括：一第一图案62b，用于调整上述影像接收装置的水平及偏移；以及，一第二图案62c，其与上述第一图案不相连，上述第二图案62c和第一图案62b之间形成的白色区域即为上述边界调整图案62a。在此实施例中，上述第一图案62b为三角型黑色区域，上述第二图案62c为方型黑色区域。

应用本发明有如下的优点：一、本发明可以同时得知左右边界是否符合、解析度是否符合、照度饱和比是否符合、水平歪斜是否符合、放大率是否符合。二、本发明可以经由示波器波形而判定光迹偏移的情形，故可增进定位调整的速度与正确性。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动和润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的内容为准。

Claims (7)

1.一种扫描仪光机模组的定位调整掩模，用于扫描仪光机模组中透镜、影像接收装置的定位调整、以及分析照度差异，至少包括：

一第一调整图案，形成于上述定位调整掩模的中央为一长条形带状区域，上述第一调整图案至少包括：

一中心白色区块，位于上述第一调整图案的中央，用以调整上述光机模组的中心定位；以及

解析度调整图案，分别形成于上述白色区块的两侧，作为上述透镜解析度分析之用；

第二调整图案，分别形成于上述第一调整图案的两侧，用于调整上述影像接收装置的边界、水平位置，上述第二调整图案至少包括：

边界调整图案，用于对上述影像接收装置边界的调整；

水平偏移调整图案，包括：一第一图案，用于调整上述影像接收装置的水平及偏移；以及，一第二图案，其与上述第一图案不相连，上述第二图案和第一图案之间形成的区域为上述边界调整图案；

其中，上述中心白色区块配合上述边界调整图案，用以测知上述影像接收装置上中央与两侧照度的差异。

2.如权利要求1所述的扫描仪光机模组的定位调整掩模，其特征在于：其中，上述第一图案为一H型图案，靠近上述解析度调整图案的一侧，上述第二图案为一黑色区域。

3.如权利要求1所述的扫描仪光机模组的定位调整掩模，其特征在于：其中，上述第二图案为一黑色区域，靠近上述解析度调整图案的一侧，上述第一图案为一三角形黑色区域。

4.一种扫描仪光机模组的定位调整以及分析照度差异的方法，所述方法使用一种定位调整掩模，以进行扫描仪光机模组中透镜、影像接收装置的定位调整、以及分析照度差异，上述定位调整掩模反映至上述影像接收装置的照度信号经由一示波器显示，所述方法利用上述示波器所显示的波形进行调整，当一扫描器的光迹位于上述定位调整掩模的粗调区域时则上述示波器显示一第一波形，当上述扫描仪的光迹位于上述定位调整掩模的正确区域时则上述示波器显示一合格的第二波形，所述方法至少包括：

将上述透镜配置于上述定位调整掩模和上述影像接收装置之间；

重复调整上述影像接收装置，直到上述影像接收装置能够完全接收上述定位调整掩模的反射光；

对上述透镜进行调整，使上述示波器显示波形的中央部分调整至最大；

对上述影像接收装置进行调整，使上述示波器显示上述第一波形，即完成上述影像接收装置的粗调；

对上述透镜进行调整，使上述示波器显示波形的中央部分调整至最大；

对上述影像接收装置进行调整，使上述示波器显示上述第二波形，即完成上述光机模组的定位调整；以及由上述合格的第二波形中，分别读取上述第二波形中央部分的振幅、以及上述第二波形两侧部分的振幅，即可得上述影像接收装置上的中央及两侧的照度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：上述定位调整掩模包括有一中心白色区块形成于上述定位调整掩模的中央，解析度调整图案分别形成于上述白色区块的两侧，水平与边界调整图案分别紧邻于上述解析度调整图案的一侧而形成；

其中，上述水平与边界调整图案具有边界调整图案与水平偏移调整图案；上述水平偏移调整图案，包括：一第一图案，用于调整上述影像接收装置的水平及偏移；以及，一第二图案，其与上述第一图案不相连，上述第二图案和第一图案之间形成的白色区域为上述边界调整图案。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：其中，上述第一图案为一H型图案，靠近上述解析度调整图案的一侧，上述第二图案为一黑色区域。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：其中，上述第二图案为一黑色区域，靠近上述解析度调整图案的一侧，上述第一图案为一三角形黑色区域。

Images