CN2541864Y - 光学机构调整治具 - Google Patents

Abstract

一种光学机构调整治具，适用于一光学扫描仪，用以辅助人工调测其光学透镜及光学传感器之间的相对位置，此光学机构调整治具是以类似滚筒的方式，配置一旋转柱在一平板上，并且旋转柱的各平面上分别具有不同的影像测试图案，由转动旋转柱来改变平面的位置，依序提供不同的影像测试图案，并由平板上的透光口而暴露平板的下方，使得本实用新型的单一光学机构调整治具即可提供不同的影像测试图案，故可大幅降低光学扫描仪的调测成本，且有助于光学机构调整治具的存放及管理。

Description

光学机构调整治具

技术领域

本实用新型是有关于一种光学机构调整治具，适用于一光学扫描仪，用以提供不同的影像测试图案，进而调整光学扫描仪的光学透镜与光学传感器之间的相对位置。

背景技术

随着计算机性能的进步，以及互联网络、多媒体技术的发展，任何有关文件或图片的输入工作，均需由扫描仪(Scanner)来撷取文件或图片上的影像，并转换成电子影像档案。由于扫描仪的制造技术已经逐渐成熟，使得扫描仪逐渐成为一般个人计算机的标准配备。由于平台式扫描器具有稳定的影像扫描质量，使得平台式扫描仪逐渐在市场上成为主流。平台式扫描仪通常具有一个透光平板(聚焦平面)，其用来摆置待扫描的文件或图片，并由平台式扫描仪内部的光学系统(chassis)来逐步扫描文件或图片的表面影像，并对应产生数字影像信号，进而输出影像档案，以便于在计算机上进行影像档案的显示、编辑、储存及输出等等。

平台式扫描仪通常具有一灯管、一光学传感器、一光学透镜及一反射镜组，其传动扫描模式有两种，第一种传动扫描模式是将上述，包括光学传感器，均配置于一承载盒体之上，成为一光学系统，并由传动马达及传动皮带来带动光学系统，以逐步接收影像；第二种传动扫描模式是将光学传感器固定于平台式扫描仪内部的一特定位置上，由灯管及反射镜组的同时平移前进，逐步将反射的影像光线传回光学传感器。因此，上述两种传动扫描模式的区别在于光学传感器是在静态时接收影像，或是在动态时接收影像。

由于光学扫描仪的光学透镜及光学传感器之间的相对位置，必须以人工调测的方式来完成定位后，再进行其它组件的组装，以完成光学扫描仪的整体制作过程。因此，针对不同分辨率的光学扫描仪，必须采用对应不同分辨率的影像测试图案，为了使印刷有影像测试图案的测试图表(chart)，能准确地定位于待测光学传感器的上方，因而产生光学机构调整治具(Optical Mechanical Adjuster，OMA)。然而，公知的光学机构调整治具是将测试图表贴合于治具的一透光板上，当需要不同分辨率的影像测试图案时，则必须更换其它具有不同影像测试图案的光学机构调整治具，如此将增加调测的成本，并且大量的光学机构调整治具在存放及管理上，将造成极大的不便。

发明内容

本实用新型的目的为改善公知的大量对应不同分辨率的治具在存放及管理的不便，因此，本实用新型提出一种光学机构调整治具，适用于上述两种传动扫描模式的光学扫描仪，以类似滚筒的方式配置一旋转柱于治具的一平板上，且在旋转柱的各平面上，分别具有不同分辨率的影像测试图案，由调整旋转柱的相对角度位置，可以依序切换不同分辨率的影像测试图案。其中，各个平面的影像测试图案可以一体成形的方式，由在一测试图表的表面上，印刷不同分辨率的影像测试图案，并将此测试图表环绕贴附于上述旋转柱的各个平面上。此外，将旋转柱分为中间柱及两边柱，并在中间柱及两边柱之间分别具有一平行确动机构，用以调整中间柱与两边柱间的相对角度位置。另外，还配置一景深微调结构，用以调整旋转柱与治具平板间的相对垂直距离。因此，本实用新型的光学机构调整治具可提供不同功能用途的影像测试图案，用以辅助人工调测并固定光学透镜及光学传感器的相对位置，故可大幅降低光学扫描仪的调测成本，并减少光学机构调整治具的数目，以增加治具的存放及管理上的便利。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的光学机构调整治具的分解示意图；

图2至图3分别为本实用新型第一实施例的光学机构调整治具与一待测的光学系统的俯视图及侧视图；

图4为本实用新型第一实施例的光学机构调整治具与一待测的光学扫描仪的侧视图；

图5为本实用新型第二实施例的光学机构调整治具的俯视图；

图6为本实用新型第二实施例的旋转柱的部分分解示意图；

图7为本实用新型第二实施例的平行确动机构的示意图；以及

图8为本实用新型第二实施例的景深微调机构的侧视图。

附图标记说明：

10：光学系统          12：承载盒体

13：光源              14：接收狭缝

15：反射镜            16：光学透镜

18：光学传感器        40：光学扫描仪

42：外壳盒体          44：定位轴

46：承载座            48：光源

50：反射镜            52：光学透镜

54：光学传感器

100、200：光学机构调整治具

110、210：平板        112、212：透光口

120、220：定位支架    122、222：嵌槽

130、230：旋转柱      132、232：平面

133、233：测试图表    134、234：影像测试图案

136、236：端面        138、238：定位杆

140：螺帽             150：定位结构

152：轴支撑架         154：定位杆

160：定位轴           170：定位轨道

237：中间柱           239：边柱

240：平行确动机构     242：轴承

243：滚珠固定槽       244：轴孔槽

246：滚珠             248：弹簧

249：盲孔             250：景深微调机构

252：微调螺丝         254：调整块

256：斜面

具体实施方式第一实施例

请参考图1，为本实用新型第一实施例的光学机构调整治具的分解示意图。本实用新型的光学机构调整治具100至少包括一平板110、二定位支架120、一旋转柱130及二螺帽140。其中，平板110上具有一透光口112，约呈矩形，用以暴露出影像测试图案134于平板110的下方。此外，定位支架120，约呈“U”字形，其分别位于透光口112的相对两侧，而配置于平板110的上表面。且定位支架120分别具有一嵌槽122，用以让其上的定位杆138嵌入。另外，旋转柱130的截面约呈一正多边形，如图所示为一正四边形，而旋转柱130的侧面对应正多边形的边数，而具有多个平面132。在平面132上均具有一影像测试图案134，而不同平面132的影像测试图案134分别具有不同的线条密度，用以作为不同分辨率的影像测试用。值得注意的是，影像测试图案134除了可以是测试影像分辨率的线条外，也可以是测试影像画质用的色块，或是其它图案，以提供不同类型及用途的影像测试图案134。

请同样参考图1，旋转柱130还具有两定位杆138，其分别突出于旋转柱130的两端面136的中央，且约位于旋转柱130的轴线方向上，其中两定位杆138分别嵌入对应的嵌槽122，使得旋转柱130的面朝下的平面132，将对应平贴于平板110的上表面，使得影像测试图案134通过平板110的透光口112，而暴露平板110的下方。为了固定旋转柱130与平板110间的相对位置，可将定位杆138的表面压上螺纹，或是以一螺杆取代，再将螺帽140分别锁入对应的定位杆138。依照图1的虚线方向将旋转柱130及螺帽140组装于平板110的两定位支架120后，其外观将如图2的光学机构调整治具100所示。

请同时参考图2、图3，其分别为本实用新型第一实施例的光学机构调整治具与一待测的光学系统的俯视图及侧视图。待测的光学系统10属于公知的第一种扫描模式的光学扫描仪，即光学传感器18随着承载盒体12的移动，而在动态下接收影像光线。为了调整光学透镜16与光学传感器18间的相对距离，以求得最佳影像分辨率及影像质量，光学机构调整治具100是仿真光学系统10的扫描作业环境，还包括有定位轴160及定位轨道170，其分别对应光学系统10的测试行进路线，而位于平板110的下方，使得光学系统10嵌接于定位轴160及定位轨道170上，而在平板110的下方作线性平移，当光源13发光穿过透光口112，而照射平面132上的影像测试图案134时，将对应产生一影像光线，在其穿过承载盒体12的接收狭缝14后，并经过多次反射镜15的反射，再透过光学透镜16的折射聚焦后，最后影像光线被光学传感器18接收，可由人工调测的方式，辨识光学传感器18所接收测试影像的分辨率，以求得光学透镜16的最佳位置并固定。

请同样参考图3，针对不同分辨率的光学传感器18，由本实用新型的光学机构调整治具100，调整旋转柱130的角度位置，可提供不同分辨率的影像测试图案134，此外，还可由调整旋转柱130的上下位置，以对应或测试光学透镜16的景深焦距，并利用螺帽140与定位杆138的锁合，用以固定旋转柱130的位置。值得注意的是，平板110的上表面可作为旋转柱130的平面132的基准面，以确保平面132上的影像测试图案134具有准确的平面度及平行度。此外，请参考图1，旋转柱130的各平面132上具有不同的影像测试图案134，可将所需不同分辨率的影像测试图案134，依序印刷于同一张测试图表133，并将此测试图表133环绕贴附于旋转柱130的各平面132上，使得同一张测试图表133即可提供不同分辨率的影像测试图案134给各平面132，如此可节省测试图表133的制作成本。

本实用新型的第一实施例的光学机构调整治具也适用于先前所述的第二种传动扫描模式的光学扫描仪，即光学传感器是在静态下接收影像光线。请参考图4，其为本实用新型第一实施例的光学机构调整治具与一待测的光学扫描仪的侧视图。光学扫描仪40应用上述的第二种传动扫描模式，其光学传感器54配置于光学扫描仪40的外壳盒体42内，并且在静态下接收影像光线，而承载座46上搭载有光源48及反射镜50，并同时沿着定位轴44直线行进，当光源48发光穿过透光口112，而照射到影像测试图案134时，将对应反射一影像光线经由反射镜50的反射，而进入光学透镜52。

请同样参考图4，为了调整光学透镜52与光学传感器54间的相对距离，以求得最佳影像分辨率及影像质量，因此，本实用新型的光学机构调整治具100由一定位结构150连接于平板110的底面，并对应靠接于外壳盒体42及定位轴44上，用以定位平板110的位置，定位结构150包括有轴支撑架152及定位杆154，其中定位结构150的轴支撑架152对应靠接于定位轴44上，而定位杆154定位承载座46的位置。因此，光源48发光穿过透光口112，而照射平面132上的影像测试图案134，而产生一影像光线反射回外壳盒体42内，并经过多次反射镜50的反射，再透过光学透镜52的折射聚焦，最后由光学传感器54接收，因此，由人工调测的方式，辨识光学传感器54所接收影像的分辨率，以求得光学透镜52的最佳位置并固定。故针对此类不同分辨率的光学传感器54，由本实用新型的光学机构调整治具100调整旋转柱130的角度位置，可提供不同分辨率的影像测试图案134，此外，还可由调整旋转柱130的上下位置，以对应光学透镜52的景深焦距，并利用螺帽140与定位杆138的锁合，以固定旋转柱130的位置。

本实用新型的第一实施例的光学机构调整治具是由在一类似滚筒式的旋转柱，并在其各个平面上配置测试图表，用以分别提供不同分辨率的影像测试图案，并可对应调整光学透镜的景深焦距，以辅助人工调测并固定光学透镜及光学传感器间的相对位置，将可大幅降低光学扫描仪的调测成本。第二实施例

第二实施例与第一实施例的不同处在于将旋转柱分为中间柱及两边柱，并分别在中间柱及两边柱间增加一平行确动机构，用以调整中间柱与两边柱的相对角度位置，并另外增加一景深微调机构，用以调整旋转柱与平板间的相对垂直位置，而其相关治具结构及所适用的光学扫描仪的类型，均与第一实施例相同，在此不再赘述。因此，本实用新型的第二实施例仅说明上述增加的机构部分。

请参考图5，其为本实用新型第二实施例的光学机构调整治具的俯视图。光学机构调整治具200具有一平板210，并具有一透光口212，两定位支架220约呈“U”字形，并分别位于透光口212的两侧，而配置于平板210的上表面，且定位支架220分别具有一嵌槽222，用以让定位杆238对应嵌入，旋转柱230的截面约呈一正多边形，而旋转柱230的侧面具有多个平面232，而平面232分别具有一影像测试图案234。

请同时参考图6、图7，其中图6为本实用新型第二实施例的旋转柱的部分分解示意图，而图7为本实用新型第二实施例的平行确动机构的示意图。旋转柱230可区分为一中间柱237及两边柱239，而两边柱239分别位于中间柱237的两端，且定位杆238分别突出于边柱239的外侧端面236，并约位于旋转柱230的轴线方向上，此外，中间柱237与边柱239之间分别具有一平行确动机构240，用以调整中间柱237与边柱239间的相对角度。其中，平行确动机构240由一轴承242、一轴孔槽244、至少一滚珠246、至少一弹簧248及至少一盲孔249构成，其中该轴承242具有多个滚珠固定槽243，其依序凹陷于轴承242的外环表面，此外，盲孔249对应这些滚珠固定槽243之一，而凹陷于轴孔槽244的内环槽壁，而滚珠246及弹簧248依序配置于盲孔249的内，弹簧248的一端连接于盲孔249的底部，而另一端则接触滚珠246，使得滚珠246约突出于盲孔249的开口，而与对应的滚珠固定槽243相接触配合，当旋转中间柱237带动旋转轴承242时，对应滚珠246的滚珠固定槽243的槽壁将推挤滚珠246，使得滚珠246反向朝弹簧248移动，进而压缩弹簧248，当滚珠246到达下一邻近的滚珠固定槽243时，弹簧248的弹性恢复力将推挤滚珠246，使滚珠246与对应的下一邻近的滚珠固定槽243相接触配合。

请同时参考图5、图6，滚珠定位槽243的数目须大于等于旋转柱230的平面232的数目，且滚珠定位槽243的位置须分别对应旋转柱230的平面232的位置，否则将使对应透光口212的面朝下的平面232，无法平行于平板210的水平方向。此外，在旋转柱230的中间柱237与两边柱239之间，分别设计一平行确动机构240，可由两个平行确动机构240之间的运作，同时调整中间柱237与两边柱239之间的相对角度，由于两边柱239是以定位杆238同时定位于定位支架220上，因此，当转动中间柱237时，可使中间柱237的各个平面232能依序切换至透光口212上，以提供不同分辨率的影像测试图案234，而辅助光学扫描仪及光学系统的人工调测。

请参考图5、图8，其中图8为本实用新型第二实施例的景深微调机构的侧视图。景深微调机构250是对应光学透镜(如图3的组件16及图4的组件52)的景深焦距，而对应调整旋转柱230与平板210(透光口212)之间的相对垂直距离。位于旋转柱230两端的景深微调机构250分别具有一微调螺丝252及两调整块254，其中两调整块254分别位于旋转柱230的两侧，且接近旋转柱230的两端，而配置于平板210上，其中调整块254分别具有一斜面256，其分别朝向并接触对应的平面232，此外，微调螺丝252在垂直于旋转柱230的轴线方向上及在平板210的水平方向上，锁入两调整块254，值得注意的是微调螺丝252的螺杆部分同时具有顺向及逆向的螺纹，故可由旋转微调螺丝252来调整成对的调整块254之间的相对水平距离，进而改变旋转柱230与平板210(透光口212)之间的相对垂直距离。其中调整块254的配置于平板210上的方式，是对应调整块254的可能移动轨迹，在平板210上形成多道滑轨214，使得调整块254分别嵌入对应的滑轨214中，而对应作线性移动。此外，可利用成对的景深微调机构250将旋转柱230的两端调整至相同高度或不同高度，其目的在于倾斜旋转柱230上的测试图表233，以提供不同的光线路径全长(Total Trace，T.T.)的图案来进行调测。

综上所述，本实用新型的光学机构调整治具，具有下列优点：

(1)本实用新型的光学机构调整治具是由增加一滚筒式的旋转柱于治具平板上，由调整切换旋转柱上的各平面的位置，使得单一治具可选择性提供不同分辨率的影像测试图案。

(2)本实用新型的光学机构调整治具可选择性提供不同分辨率的影像测试图案，故可将公知的大量不同分辨率的调整治具，整合为单一调整治具，可改善公知的大量不同分辨率的治具在存放及管理上不便的问题。

(3)本实用新型的光学机构调整治具可选择性提供不同分辨率的影像测试图案，故可将公知的大量不同分辨率的调整治具，整合为单一调整治具，以减少公知的调整治具的数目，以降低调整治具的制造成本，同时降低光学扫描仪的调测成本。

(4)本实用新型的光学机构调整治具可由将所需要不同分辨率的影像测试图案，以一体成形的方式，依序印刷于同一测试图表，并将其对应贴附于旋转柱的各平面上，使得同一测试图表即可提供各平面分别具有不同分辨率的影像测试图案，可节省测试图表的制作成本。

(5)本实用新型的光学机构调整治具可作为验证光学系统用。

虽然本实用新型已以二实施例说明如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (21)

1.一种光学机构调整治具，适用于一光学扫描仪的一光学系统，用以提供不同分辨率的影像测试图案，其特征为：至少包括：

一平板，具有一透光口；

二定位支架，约略呈“U”字形，所述定位支架分别位于该透光口的相对两侧，而配置于该平板的上表面，且所述定位支架分别具有一嵌槽；以及

一旋转柱，其截面约呈一正多边形，而该旋转柱的侧面具有复数个平面，且所述平面上分别具有一影像测试图案，而该旋转柱具有二定位杆，其分别突出于该旋转柱的两端面，且约位于该旋转柱的轴线方向上，其中所述定位杆分别对应嵌入所述嵌槽，使得所述影像测试图案之一通过该透光口暴露于外。

2.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：还包括一定位轴，对应该光学系统的测试行进路线，而位于该平板的下方，并适于嵌接于该光学系统。

3.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：还包括一定位轨道，对应该光学系统的测试行进路线，而位于该平板的下方，并适于嵌接于该光学系统。

4.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：还包括有二螺帽，且所述定位杆的表面是对应所述螺帽而分别具有螺纹。

5.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：该旋转柱是由一中间柱及二边柱构成，而所述边柱分别位于该中间柱的两端，且所述定位杆分别突出于所述边柱的外侧端面，并约位于该旋转柱的轴线方向上，此外，该中间柱与所述边柱之间分别具有一平行确动机构，用以调整该中间柱与所述边柱之间的相对角度位置，其中该平行确动机构至少包括：

一轴承，其中该轴承约在该中间柱的轴线方向上，突出于该中间柱及该边柱其中的一的端面，并且该轴承具有复数个滚珠固定槽，其依序凹陷于该轴承的外环表面；

一轴孔槽，对应该轴承而凹陷于该中间柱及该边柱其中的另一端面；

至少一盲孔，对应所述滚珠固定槽之一，而凹陷于该轴孔槽的内环槽壁；

至少一弹簧，配置于该盲孔中，其中该弹簧的一端连接于该盲孔的底部；以及

至少一滚珠，配置于该盲孔的开口，并与该弹簧的另一端接触。

6.如权利要求5所述的光学机构调整治具，其特征为：所述滚珠定位槽的数目须大于等于该旋转柱的所述平面的数目，且所述滚珠定位槽的位置须分别对应该旋转柱的所述平面的位置。

7.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：还包括至少一景深微调结构，其具有一微调螺丝及二调整块，所述调整块分别位于该旋转柱的两侧，且接近该旋转柱的两端，而配置于该平板上，其中所述调整块分别具有一斜面，而所述斜面分别朝向并接触对应的所述平面之一，此外，该微调螺丝约在垂直于该旋转柱的轴线方向上，以及约在该平板的水平方向上，贯穿锁定所述调整块。

8.如权利要求7所述的光学机构调整治具，其特征为：该平板还具有复数个滑轨，其分别对应所述调整块的可能移动轨迹，而形成于该平板上，用以让对应的所述调整块之一嵌入。

9.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：所述影像测试图案为一体成形。

10.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：所述影像测试图案为线条。

11.如权利要求1所述的光学机构调整治具，其特征为：所述影像测试图案为色块。

12.一种光学机构调整治具，适用于一光学扫描仪，用以提供不同分辨率的影像测试图案，其特征为：该光学扫描器具有一外壳盒体及一定位轴，至少包括：

一平板，具有一透光口；

一定位结构，连接于该平板的底面，该定位结构对应靠接于该外壳盒体及该定位轴，用以定位该平板的位置；

二定位支架，约呈“U”字形，所述定位支架分别位于该透光口的相对两侧，而配置于该平板的上表面，且所述定位支架分别具有一嵌槽；以及

一旋转柱，其截面约呈一正多边形，而该旋转柱的侧面具有复数个平面，且所述平面上分别具有一影像测试图案，而该旋转柱具有二定位杆，其分别突出于该旋转柱的两端面，且约位于该旋转柱的轴线方向上，其中所述定位杆分别对应嵌入所述嵌槽，使得所述平面之一对应该透光口的位置而位于该平板上，并使对应的该影像测试图案通过该透光口暴露于外。

13.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：还包括有二螺帽，且该定位杆的表面对应所述螺帽而分别具有螺纹。

14.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：该旋转柱具有一中间柱及二边柱，且所述边柱分别位于该中间柱的两端，而该中间柱与所述边柱之间分别具有一平行确动机构，用以调整该中间柱与所述边柱之间的相对角度位置，其中该平行确动机构至少包括：

一轴承，其中该轴承系约在该中间柱的轴线方向上，突出于该中间柱及该边柱其中的一端面，并且该轴承具有复数个滚珠固定槽，其依序凹陷于该轴承的外环表面；

一轴孔槽，对应该轴承而凹陷于该中间柱及该边柱其中的另一端面；

至少一盲孔，对应所述滚珠固定槽之一，而凹陷于该轴孔槽的内环槽壁；

至少一弹簧，配置于该盲孔中，其中该弹簧的一端连接于该盲孔的底部；以及

至少一滚珠，配置于该盲孔的开口，并与该弹簧的另一端接触。

15.如权利要求14的所述光学机构调整治具，其特征为：所述滚珠定位槽的数目须大于等于该旋转柱的所述平面的数目，且所述滚珠定位槽的位置须分别对应该旋转柱的所述平面的位置。

16.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：还包括至少一景深微调结构，其具有一微调螺丝及二调整块，所述调整块分别位于该旋转柱的两侧，且接近该旋转柱的两端，而配置于该平板上，其中所述调整块分别具有一斜面，而所述斜面分别朝向并接触对应的所述平面之一，此外，该微调螺丝约在垂直于该旋转柱的轴线方向上，以及约在该平板的水平方向上，贯穿锁定所述调整块。

17.如权利要求16的所述光学机构调整治具，其特征为：该平板还具有复数个滑轨，其分别对应所述调整块的可能移动轨迹，而形成于该平板上，用以让对应的所述调整块之一嵌入。

18.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：所述影像测试图案为一体成形。

19.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：所述影像测试图案为线条。

20.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：所述影像测试图案为色块。

21.如权利要求12的所述光学机构调整治具，其特征为：该定位结构包括至少一轴支撑架，其对应靠接于该定位轴上。

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