專利名稱：一種接觸式圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線陣圖像讀取裝置，具體說(shuō)是一種采用了共役長(zhǎng)度TC不同的復(fù) 合透鏡陣列的接觸式圖像傳感器。
背景技術(shù)：
圖1是現(xiàn)有接觸式圖像傳感器的斷面圖，圖中1是能發(fā)出光并均勻照射原稿的線 照明光源，2是將原稿反射光匯聚并進(jìn)行成像的棒狀透鏡陣列，3是排列成直線的用于接 收棒狀透鏡陣列2所匯聚的光并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的感光部(光敏集成電路)，4是 搭載排列成直線的感光部3的傳感器基板，6是容納光源1、透鏡2、傳感器基板4的框 架，5是設(shè)置在框架6上的搭載原稿的透光板，10為原稿。在上述圖像讀取裝置中，光源1發(fā)出的光，透過(guò)透光板5，照射到外面的原稿10 上，原稿10上的文字黑色區(qū)域光被吸收，而在原稿其它的白色底色區(qū)域，光幾乎100%被 反射，這些反射光再穿過(guò)透光板5,被透鏡2收集，照射到傳感器基板4上搭載的感光部3 的表面。感光部3是由許多感光像素以及能將照射到各感光像素上的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，并 將信號(hào)輸出的驅(qū)動(dòng)電路組成。接收的光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路輸出，作為圖像(文 字)信息向外輸出。原稿不斷移動(dòng)，其上所記載的圖像信息(文字)就會(huì)被連續(xù)讀取下 來(lái)。隨著防偽技術(shù)的發(fā)展，要求圖像傳感器不僅要具有傳統(tǒng)的圖像掃描功能，還要 能對(duì)原稿中的防偽圖像信息進(jìn)行掃描。通常為了使接觸式圖像傳感器能掃描出紙幣、有 價(jià)證券等帶有防偽信息的原稿中的防偽圖像信息，接觸式圖像傳感器的光源部分除了傳 統(tǒng)的可見(jiàn)光之外，又引入了不可見(jiàn)光如紅外光等。圖2為現(xiàn)有接觸式圖像傳感器中使用的棒狀透鏡陣列的局部結(jié)構(gòu)圖，其中的棒 狀透鏡陣列只具有固定的共役長(zhǎng)度TC。在上述圖像傳感器中，光源發(fā)出的光照射在原稿 上，反射光經(jīng)過(guò)透鏡陣列200匯集成像于感光部表面。圖3為上述棒狀透鏡陣列的調(diào)制傳遞函數(shù)(也稱為MTF)特性。對(duì)于整個(gè)棒狀 透鏡陣列來(lái)說(shuō)，可見(jiàn)光的成像位置在感光部的表面，透鏡的MTF值最高，而紅外光的成 像位置偏離并超過(guò)了感光部的表面，MTF值就很低。MTF值越低，傳輸?shù)膱D像質(zhì)量就越差。上述接觸式圖像傳感器中存在以下問(wèn)題隨著圖像傳感器的發(fā)展，傳感器的光 源也不僅僅局限于單色光，出現(xiàn)了彩色光圖像傳感器，到現(xiàn)在的紅外光圖像傳感器。上 述圖像傳感器的透鏡對(duì)某一色光具有固定的焦點(diǎn)，固定的共役長(zhǎng)度TC。圖像傳感器的感 光部通常設(shè)在透鏡的一個(gè)焦點(diǎn)位置上，即像側(cè)焦點(diǎn)。一般的透鏡的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)為546.1nm
(綠色汞譜線的e線)，對(duì)于綠光具有固定的焦點(diǎn)位置、固定的TC值，這就是透鏡出廠 時(shí)說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)道的共役長(zhǎng)度TC值。由于光的波長(zhǎng)不同，光在透鏡中的折射率也不同， 因此波長(zhǎng)不同的光，相對(duì)于同一透鏡，焦點(diǎn)位置會(huì)不同，共役長(zhǎng)度TC也會(huì)不同。對(duì)于 紅(波長(zhǎng)630nm)綠(波長(zhǎng)520nm)藍(lán)(波長(zhǎng)465nm)三色光，光的波長(zhǎng)與透鏡的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)相差不是很大，設(shè)計(jì)圖像傳感器時(shí)，三色可見(jiàn)光近似成像于透鏡設(shè)計(jì)的像側(cè)焦點(diǎn)位 置，即感光部的表面。但對(duì)于紅外光(如常用的波長(zhǎng)為940nm的紅外光)，由于波長(zhǎng)與 透鏡設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)相差很大，紅外光的成像位置會(huì)偏出透鏡的像側(cè)焦點(diǎn)很大，也就偏出了 感光部的表面，從而影響了圖像傳感器的掃描質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種長(zhǎng)短共役長(zhǎng)度TC搭配使用的 復(fù)合陣列透鏡的圖像傳感器，長(zhǎng)TC的透鏡陣列用于匯聚可見(jiàn)光，短TC的透鏡用于匯聚 紅外光，由于紅外光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，紅外光相對(duì)于這支透鏡陣列的TC值要比這支透鏡的出廠 TC值長(zhǎng)。從而使可見(jiàn)光和紅外光相對(duì)于這支復(fù)合透鏡的TC值達(dá)到了一個(gè)平衡位置，使 各色光都能成像于同一平面，改善了圖像傳感器的MTF特性，從而提高了圖像傳感器的 掃描質(zhì)量。本發(fā)明可以通過(guò)如下措施達(dá)到。一種接觸式圖像傳感器，它包括框架、透光板、傳感器基板、光源、透鏡、感 光部(光敏集成電路)，其特征在于設(shè)有至少能發(fā)出紅外光在內(nèi)的兩種顏色的光并能均 勻照射原稿讀取位置的光源，感光部由兩部分組成，一部分為用于接收可見(jiàn)光光源照到 原稿上產(chǎn)生的反射光信息的可見(jiàn)光感光部，另一部分為用于接收紅外光光源照到原稿上 產(chǎn)生的反射光信息的紅外光感光部，透鏡為復(fù)合透鏡，復(fù)合透鏡至少由兩列具有不同共 役長(zhǎng)度TC的透鏡組成。本發(fā)明的接觸式圖像傳感器，其感光部設(shè)計(jì)了 2列光敏集成電路，分別用于對(duì) 波長(zhǎng)不同的可見(jiàn)光和紅外光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的接觸式圖像傳感器，共役長(zhǎng)度TC值短的透鏡，匯聚波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅外光， 由于紅外光的波長(zhǎng)比透鏡的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)長(zhǎng)，因此紅外光在此透鏡的TC值要比透鏡的出廠 TC長(zhǎng)，原稿和成像位置正好位于紅外光的2個(gè)焦點(diǎn)平面上，有效的提高了圖像傳感器的 MTF特性，提高了掃描的圖像的質(zhì)量。本發(fā)明的接觸式圖像傳感器，共役長(zhǎng)度TC值長(zhǎng)的透鏡，匯聚波長(zhǎng)短的可見(jiàn)光， 使其成像在感光部的表面，這與傳統(tǒng)的圖像傳感器的光路相同，因此圖像傳感器的MTF 數(shù)值不變，也保持了較好的圖像質(zhì)量。本發(fā)明的接觸式圖像傳感器，其紅外光與其它可見(jiàn)光分時(shí)發(fā)光，這樣可以分別 獲取波長(zhǎng)長(zhǎng)與波長(zhǎng)短的反射光信號(hào)。本發(fā)明的接觸式圖像傳感器，采用了共役長(zhǎng)度TC值不同透鏡陣列組成的復(fù)合透 鏡，分別匯聚波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅外光和波長(zhǎng)短的可見(jiàn)光，并且成像于各自透鏡下面的光敏集成 電路的感光部表面，平衡了各色光的MTF特性，提高了圖像傳感器掃描的圖像的質(zhì)量。


。圖1為現(xiàn)有的接觸式圖像傳感器的截面圖。圖2為現(xiàn)有接觸式圖像傳感器使用的棒狀透鏡陣列局部示意圖。圖3為現(xiàn)有棒狀透鏡陣列的成像位置與調(diào)制傳遞函數(shù)的關(guān)系示意圖。圖4為本發(fā)明的一種接觸式圖像傳感器的截面示意圖。圖5為本發(fā)明的另一種接觸式圖像傳感器的截面示意圖。
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圖6為本發(fā)明中使用的棒狀透鏡陣列的示意圖。圖7為本發(fā)明中使用的棒狀透鏡陣列的局部放大示意圖。圖8為本發(fā)明中使用的棒狀透鏡陣列的斷面示意圖。圖9為本發(fā)明的棒狀透鏡陣列的成像位置與調(diào)制傳遞函數(shù)的關(guān)系示意圖。圖10為本發(fā)明的接觸式圖像傳感器的感光部與棒狀透鏡陣列的相對(duì)位置示意 圖。圖11為本發(fā)明中原稿反射的光與接收透鏡的位置關(guān)系示意圖。圖12為本發(fā)明實(shí)施例2的接觸式圖像傳感器的截面示意圖。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的斷面結(jié)構(gòu)圖，圖中1是可以發(fā)出包括紅外光 至少兩種顏色的光并能均勻照射原稿的光源，2a是具有共役長(zhǎng)度TC1,匯聚原稿10反射 的可見(jiàn)光的透鏡陣列，2b是具有共役長(zhǎng)度TC2，匯聚原稿10反射的紅外光的透鏡陣列， 3a是接收復(fù)合透鏡匯聚的波長(zhǎng)短的可見(jiàn)光的感光部，3b是接收復(fù)合透鏡匯聚的波長(zhǎng)長(zhǎng)的 紅外光的感光部，4是搭載排列成直線的光敏集成電路3a和3b的傳感器基板，6是容納 光源1、復(fù)合透鏡陣列2a和2b以及傳感器基板4的框架，5是設(shè)置在框架6上的搭載原 稿的透光板。復(fù)合透鏡陣列20是一個(gè)細(xì)長(zhǎng)條形的結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)度覆蓋整個(gè)掃描范圍，其整體結(jié) 構(gòu)如圖6所示。圖7是棒狀透鏡陣列的局部放大圖。它包括具有第一共役長(zhǎng)度TC1的 2a以及具有第2共役長(zhǎng)度TC2的2b組成。感光部3a和3b分別位于透鏡陣列2a和2b的 中心軸位置，并且在透鏡陣列2a的像側(cè)焦點(diǎn)平面上，如圖10所示，能最大限度的接收復(fù) 合透鏡所匯聚的反射光。在本實(shí)例中，光源1發(fā)出的紅外光和可見(jiàn)光，均勻照射在原稿10的掃描區(qū)域 上，而原稿并非鏡面，我們認(rèn)為光源1發(fā)出光經(jīng)過(guò)原稿10被漫反射出去，如圖11所示， 再經(jīng)過(guò)復(fù)合透鏡20匯聚。本實(shí)例中，紅外光與可見(jiàn)光是分時(shí)發(fā)光，波長(zhǎng)短的可見(jiàn)光被原稿10漫反射后， 被共役長(zhǎng)度TC長(zhǎng)的透鏡陣列2a匯聚于感光部3a，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，把圖像信息轉(zhuǎn)換成電 信號(hào)向外傳輸。紅外光與可見(jiàn)光是分時(shí)發(fā)光，波長(zhǎng)長(zhǎng)的紅外光被原稿10漫反射后，被共 役長(zhǎng)度TC短的透鏡陣列2b匯聚于感光部3b，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，把圖像信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 向外傳輸。本實(shí)例中，復(fù)合透鏡包括具有長(zhǎng)TC1、用于匯聚可見(jiàn)光的2a，和短TC2、用于 匯聚紅外光的2b，感光部設(shè)置在2a的像側(cè)焦點(diǎn)位置。紅外光的波長(zhǎng)比短TC透鏡陣列2b 的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)要長(zhǎng)很多，因此紅外光在此透鏡陣列中的TC值要比透鏡陣列2b的出廠TC2 要長(zhǎng)，如圖8的虛線位置，因此紅外光也能成像于2a的像側(cè)焦點(diǎn)平面，而紅外光的物側(cè) 焦點(diǎn)與原稿所在的平面(透鏡陣列2a的物側(cè)焦點(diǎn))正好在同一平面上。紅外光的調(diào)制傳 遞函數(shù)(MTF)比傳統(tǒng)的圖像傳感器中的紅外光有很大的提高，如圖9所示，平衡了紅 外光同可見(jiàn)光的MTF差距，提高了圖像傳感器的整體掃描質(zhì)量。在本實(shí)例中，復(fù)合透鏡的安裝方式是以如圖4方式安裝，也可以如圖5方式安 裝，無(wú)論哪種安裝方式都能達(dá)到本發(fā)明的效果，都在本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)。實(shí)施例2 本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上增加了外置透過(guò)光源100，如圖12所示，適用于對(duì)原稿的透過(guò)圖像進(jìn)行高速讀取的場(chǎng)合。外置光源100包括導(dǎo)光棒101，電路 基板102，光源框架103，光源透光板104，以及電氣連接插座105。
外置光源發(fā)出的光可以是可見(jiàn)光，也可以是紅外光等不可見(jiàn)光。外置光源100 與內(nèi)置光源1分別控制其發(fā)光時(shí)間，當(dāng)進(jìn)行反射光圖像讀取時(shí)，內(nèi)置光源1開(kāi)啟，外置光 源100關(guān)閉。當(dāng)要進(jìn)行透過(guò)圖像讀取時(shí)，外置光源100開(kāi)啟，內(nèi)置光源1關(guān)閉。
權(quán)利要求
1. 一種接觸式圖像傳感器，包括光源、棒狀透鏡陣列、感光部、傳感器基板、框 架、透光板，其特征在于設(shè)有至少能發(fā)出包括紅外光在內(nèi)的兩種顏色的光并能均勻照射 原稿讀取位置的光源，感光部由兩部分組成，一部分用于接收可見(jiàn)光光源照到原稿上產(chǎn) 生的反射光信息的可見(jiàn)光感光部，另一部分用于接收紅外光光源照到原稿上產(chǎn)生的反射 光信息的紅外光感光部，透鏡為復(fù)合透鏡，復(fù)合透鏡至少由兩列具有不同共役長(zhǎng)度TC的 透鏡組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸式圖像傳感器，其特征在于復(fù)合透鏡陣列中的具有第一 共役長(zhǎng)度TCl和具有第二共役長(zhǎng)度TC2的透鏡陣列組成，第一共役長(zhǎng)度TCl和具有第二 共役長(zhǎng)度TC2呈各自相近排列的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸式圖像傳感器，其特征在于兩種感光部分別設(shè)置于共役 長(zhǎng)度TCl和共役長(zhǎng)度TC2的透鏡陣列的中心軸位置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接觸式圖像傳感器，TC1>TC2,可見(jiàn)光感光部設(shè)置于TCl透 鏡陣列的中心軸上，紅外光感光部設(shè)置于TC2透鏡陣列的中心軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接觸式圖像傳感器，其特征在于兩種感光部的感光平面設(shè)置 于TCl所對(duì)應(yīng)的像側(cè)焦點(diǎn)平面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接觸式圖像傳感器，其特征在于圖像讀取位置即原稿經(jīng)過(guò)的 平面設(shè)置于TCl所對(duì)應(yīng)的物側(cè)焦點(diǎn)平面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸式圖像傳感器，其特征在于紅外光與可見(jiàn)光分時(shí)發(fā)光。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用不同共役長(zhǎng)度(TC)的復(fù)合透鏡陣列的接觸式圖像傳感器，特征是包括至少能發(fā)出紅外光在內(nèi)的兩種顏色的光并能均勻照射原稿讀取位置的光源，感光部由兩部分組成，一部分用于接收可見(jiàn)光光源照到原稿上產(chǎn)生的反射光信息的可見(jiàn)光感光部，另一部分用于接收紅外光光源照到原稿上產(chǎn)生的反射光信息的紅外光感光部，以及能將原稿反射的光信號(hào)匯聚并成像于感光部表面的復(fù)合透鏡，復(fù)合透鏡是由具有第一共役長(zhǎng)度TC1和具有第二共役長(zhǎng)度TC2的至少兩列的兩種不同透鏡組成的。本發(fā)明能有效平衡可見(jiàn)光與紅外光由于波長(zhǎng)不同導(dǎo)致的焦點(diǎn)位置偏移而造成的掃描圖像畫(huà)質(zhì)劣化的現(xiàn)象，提高圖像讀取的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N1/028GK102014233SQ20101029486
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者巨占岳, 戚務(wù)昌 申請(qǐng)人:威海華菱光電有限公司