自动水平调整装置 本发明有关一种自动水平调整装置，特别是有关于一种应用于扫描器的自动水平调整装置。
扫描器(Scanner)是目前极为普遍的电脑周边设备之一。对于常用的平台式扫描器而言，一般包括电荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)，以及一扫描传动机构，通常以步进电机为驱动动力。CCD可以直接架构在扫描传动机构上，而直接进行扫瞄；也可以将CCD固定，而通过一组光学镜片架构在扫描传动机构上，将扫描的光线经光学镜片组传递至CCD进行扫描。
一般而言，CCD一次即读取一条扫描线(Scanning Line，又称水平线Horizontal Line)的线条影像数据，其是由多个像素(Pixel)所组成，而其解析度是由CCD中感应器(Sensor)的密度来决定。也就是一般所言的水平解析度(Horizontal Resolution)，或是光学解析度。至于垂直方向上的扫描，则是通过扫描传动机构带动CCD或光学镜片组来完成，其解析度则与步进电机的步进角及扫描传动机构的精度有关。即一般习惯称为垂直解析度(Vertical Resolution)，或是电机解析度(Motor Resolution)。藉由垂直方向的扫描，可将多个线条影像数据结合形成一完整的影像数据。
由于现在对于影像的品质要求愈来愈高，也就是扫描器的解析度需求也愈来愈高，若因扫描器的水平度不佳，因而影响影像解析度或产生自动对焦错误等问题，实在是得不偿失。因此扫描过程中，对扫描器的水平面的要求，不但是扫描器品质地重要指标，也是提高解析度的重要课题。
实际上扫描时，扫描传动机构与被扫描的物件之间，除了正常的扫描轨迹外，通常还会有一些相对的细微运动，可能由于扫描器的水平度不佳而影响了机构本身的精度，或是因为震动所造成。然而这些细微运动造成的误差，也就是影响扫描器品质及解析度的重要原因，若此相对运动太大，甚至会造成扫描影像产生断线(Smearing)、像素粗化(Pixelize)、影像锯齿化(Jitter)等现象。
因此本发明的目的是提供一种自动水平调整装置，可以应用于扫描器产品的水平度自动调整。不但可以防止因扫描器的水平度不佳，而影响机构本身的精度与影像解析度；并且解决了自动对焦错误等问题，大幅提升扫描器的品质。
本发明的目的是这样实现的：一种自动水平调整装置，应用于一扫描器的自动水平调整，其特征在于：该自动水平调整装置至少包括：一触发因子，为可滑动或滚动的导体，位于自动水平调整装置的表面，待该扫描器倾斜至一斜角后，即该触发因子的下滑分力大于静摩擦力时，开始滑动或滚动；多个脚座，是装置于该扫描器的底部，用以置放该扫描器至定位，可作伸长或缩短的调整；多个接触垫，是位于自动水平调整装置的表面，并与上述这些脚座相对应，当这些接触垫与该触发因子接触时，可作电性导通；以及一自动控制系统，用以控制与这些接触垫对应的这些脚座，即将这些脚座作伸长或缩短的调整，以确保该扫描器的水平度。
该触发因子为水银，或为一金属球。
这些脚座，又至少包括：一底座，位于该脚座的底部，用以接触该妇描器的放置面；一内螺纹，位于该扫描器的底部；以及一外螺纹，位于该底座的上方，用以配合该内螺纹作结合或调整。
这些接触垫，为正方形，或为长条形，或为弧形。
该自动控制系统，又至少包括：多个触发开关，是对应这些接触垫的电路开关，并在该触发因子与这些接触垫作接触时，启动这些触发开关；以及多个电机，是以这些触发开关的开启状态，控制这些电机的转向，用以调整这些脚座作伸长或缩短。
这些电机是为伺服电机，或为步进电机。
本发明的特点是一种自动水平调整装置，其包括：一触发因子、多个脚座、多个接触垫、以及一自动控制系统。当该扫描器有一斜角度时，触发因子会因下滑分力大于静摩擦力，开始滑动或滚动而碰触到接触垫。此时，位于自动控制系统中的触发开关开启，并开始控制电机的运转，以调整脚座作伸长或缩短，以确保该扫描器的水平度。
下面例举一较佳实施例，并配合附图，详细说明本发明的目的、特征、和优点：
图1与图2为依照本发明一种自动水平调整装置的第一较佳实施例示意图。
图3与图4为依照本发明一种自动水平调整装置的第二较佳实施例示意图。
图5与图6为依照本发明一种自动水平调整装置的第三较佳实施例示意图。
图7为依照本发明一种自动水平调整装置的触发因子的自由体图。
图8及图9为依照本发明一种自动水平调整装置的脚座示意图。
图10为依照本发明一种自动水平调整装置的对应模组示意图。
图11为依照本发明一种自动水平调整装置的开关及线路示意图。
请参照图1与图2，其所示为依照本发明一种自动水平调整装置的第一较佳实施例示意图。如图1所示，绘示的是一般的扫描器104，下方具有四支脚座102。当欲利用扫描器104扫描文件时，必须要考虑到扫描器内电荷耦合元件(Charge-Couple Device，CCD)的对焦效果，所以必须将欲扫描文件平整地置于CCD的焦距内，以及确保扫描器本身的水平度，如此才不会导致电荷耦合元件脱焦，造成图形模糊不清。因此，在扫描器的表面上方，装设有自动水平调整装置100，可用以调整脚座102来确保扫描器104的水平度。
如图2所示，绘示的是自动水平调整装置100的放大详图。在自动水平调整装置100的表面上装设的触发因子108，比如是水银、或是金属球等可作滑动或滚动的良导体，待扫描器100倾斜至一倾斜角后，即触发因子108的下滑分力大于静摩擦力时，开始滑动或滚动。自动水平调整装置100的四周具有四组接触垫106，各对应四支脚座102，当接触垫106与触发因子103接触时，可作电性导通，并输出一信号至自动控制系统，决定脚座102伸长或缩短。接触垫106的形状可为多个方型金属垫，或作成长条型金属垫，目的是防止触发因子108已滑动或滚动至自动水平调整装置100边缘，却无法检测到触发因子108己碰触到哪组接触垫106。
请参照图3与图4，其所示为依照本发明一种自动水平调整装置的第二较佳实施例示意图。如图3所示，绘示的是一般的扫描器204，下方具有四支脚座202。相同的，在扫描器204的表面上方，装设有自动水平调整装置200。为了使传送到自动控制系统的信号更加可靠，故在扫描器204平台的表面上装置了二组自动水平调整装置200。
如图4所示，绘示的是自动水平调整装置200的放大详图。自动水平调整装置200的表面上，同样装置有触发因子208，比如是水银、或是金属球等可作滑动或滚动的良导体。四周具有四组接触垫206，各对应四支脚座202，当接触垫206与触发因子208接触时，可作电性导通，并输出一信号至自动控制系统，决定脚座202伸长或缩短。因为欲在扫描器200表面的空间有限，故缩减了自动水平调整装置200的宽度。
请参照第5图与图6，其所示为依照本发明一种自动水平调整装置的第三较佳实施例示意图。如图5所示，绘示的是下方仅具有三支脚座302的扫描器304。在几何关系中，三点即可形成一共同平面。因此，仅具有三支脚座302的扫描器304，可以稳定地被放置于一平面，具有快速定位的优点。相同的，为了对应于仅具有三支脚座302的扫描器304的外型，自动水平调整装置300的外型也需制作成三角形。
如图6所示，绘示的是自动水平调整装置300的放大详图。自动水平调整装置300的表面上，同样装置有触发因子308，比如是水银、或是金属球等可作滑动或滚动的良导体。自动水平调整装置300三角形的各角落具有三组接触垫306，各对应三支脚座302，当接触垫306与触发因子308接触时，可作电性导通，并输出一信号至自动控制系统，决定脚座302伸长或缩短。
综观上述本发明自动水平调整装置的实施例，改变自动水平调整装置100、200、300的外型及接触垫106、206、306的配置位置，不外乎是为了增加接触垫106、206、306与触发因子108、208、308接触的灵敏度(Sensitivity)。除此之外，也可将分布在自动水平调整装置100、200、300内四周的接触垫106、206、306数量增加、或改变其形状以扩大接触范围，比如改变为长条状、或弧形，不但可以缩短检测触发因子108、208、308移动或滚动的距离，更可明确地判断其移动或滚动的方向，提高自动水平调整装置100、200、300的灵敏度。
请参照图7，其所示的是依照本发明一种自动水平调整装置的触发因子的自由体图。触发因子408与装设在扫描器上的自动水平调整装置400表面404具有一磨擦力Fs，而磨擦力Fs与正向力N成正比。当扫描器平台与水平面有一倾斜角A时，会产生一与磨擦力Fs反向的下滑力Fx。一般而言，当Fs大于Fx时，触发因子408会静止不动；当Fs等于Fx时，倾斜角A为最大允许触发因子408不下滑的角度，此角度即为扫描器与水平面最大容许倾斜角度。
此外，可利用下列公式求得上述的数值：下滑力Fx＝mg×sinA；
正向力N＝-mg×cosA；最大静磨擦力Fs＝N×μs＝-m×cosA×μ；当Fx＋Fs＝0时，mg×sinA-my×cosA×μs＝0；可导出tanA＝μs，得最大容许倾斜角度A＝tan-1(μs)，其中m为触发因子408的质量，g为重力加速度常数，而μs则为最大静磨擦系数。
请参照图8及图9，其所示的是依照本发明一种自动水平调整装置的脚座示意图。如图8所示，绘示的是装置于扫描器底部的脚座502，包括有：底座504、内螺纹508、以及外螺纹506于该脚座的底部底座504，是用来接触扫描器的放置面，因此底座504的底面积会较与外螺纹506接合的断面积为大。底座504的上方为外螺纹506，用以配合内螺纹508作结合或调整。位于扫描器的底部内螺纹508，则固定装设在扫描器内。如图9所示，运转底座504的上方的外螺纹506，可使相配合的内螺纹远离，即为将脚座502作伸长的调整。也可作反向调整，来确保扫描器的水平度。
请参照图10，其所示的是依照本发明一种自动水平调整装置的对应模组示意图。区块702表示扫描器的自动控制系统会遭遇以下数种情况而作不同选择。第一组情况是自动水平调整装置700，其中触发因子708碰触到左方的接触垫706a，所以将左脚座向上升或将右脚座向下降710，以确保扫描器的水平度。第二组情况是自动水平调整装置700，其中触发因708不作任何移动或滚动，此时即为平稳状态712，扫描器具有相当的水度。而第三组情况则是自动水平调整装置700，其中触发因子708碰触到方的接触垫706b，所以将右脚座向上升或将左脚座向下降714，以确保扫描器的水平度。
请参照图11，其所示的是依照本发明一种自动水平调整装置的开关及线路示意图。当自动水平调整装置800，其中的触发因子818碰触到左方的接触垫816a时，同时启动对应接触垫816a的触发开关812。此时扫描器的自动控制系统，送出将左脚座向上升或将右脚座向下降824的信号，控制电机814运转，使左脚座802的底座804与外螺纹806部分，旋离内螺纹808，即为将脚座802作伸长的调整。也可作将右脚座反向调整，来确保扫描器的水平度。
另一种情况则是：当自动水平调整装置800，其中的触发因子818碰触到右方的接触垫816b时，同时启动对应接触垫816b的触发开关810。此时扫描器的自动控制系统，送出将右脚座向上升或将左脚座向下降822的信号，控制电机814运转，使右脚座802的底座804与外螺纹806部分，旋离内螺803，即为将左脚座802作伸长的调整。也可作将左脚座反向调整来确保扫描器的水平度。
此外，也可将分布在自动水平调整装置800内四周的接触垫816a、816b数量增加、或改变其形状以扩大接触范围，比如改变为长条状、或弧形，不但可以缩短检测触发因子818移动或滚动的距离，更可明确地判断其移动或滚动的方向，提高自动水平调整装置800的灵敏度。
综上所述，本发明至少具有下列优点：1、本发明的自动水平调整装置，不但可以防止因扫描器的水平度不佳，而影响机构本身的精度与影像解析度，并且解决了自动对焦错误等问题，大幅提升扫描器的品质。2、本发明的自动水平调整装置，利用万有引力及静摩擦力等基本物理特性，及利用水银及其他金属物等导体，触发及控制电机的运转，来调整脚座作伸长或缩短。可以确保该扫描器的水平度，以及有效控制扫描器品质。