專利名稱：一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圖像讀取裝置，具體說(shuō)是一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
圖1是現(xiàn)有線陣圖像讀取裝置的斷面圖，圖中1是能發(fā)出光并均勻照射原稿的線 照明光源，2在原稿移動(dòng)方向的垂直方向上延伸至整個(gè)讀取范圍并能將原稿反射光進(jìn)行聚 焦的透鏡陣列，3是多個(gè)排列成直線的用于接收透鏡陣列2所匯聚光的傳感器芯片，4是搭 載上述傳感器芯片的傳感器基板，6是容納光源1、透鏡陣列2、傳感器基板4的框架，5是 設(shè)置在框架6上的搭載原稿的玻璃板，10為原稿。圖2是現(xiàn)有線陣圖像讀取裝置的搭載傳感器芯片的傳感器基板的結(jié)構(gòu)示意圖，復(fù) 數(shù)個(gè)傳感器芯片3在基板4上沿直線排列，傳感器芯片3表面上設(shè)有線陣排列的感光像素 30，用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。每個(gè)傳感器芯片3上的感光像素30的排列都 是均勻的，其排列周期為P。P的大小由感光像素的密度(分辨率)決定，例如對(duì)于分辨率為 200DPI的像素密度來(lái)說(shuō)，P的值為0. 127mm。像素密度越高，P的值越小，像素密度為600DPI 時(shí)，P的值只有42微米。在上述圖像讀取裝置中，光源1發(fā)出的光，透過(guò)玻璃板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)玻璃板5，被透鏡陣列2收集，照射到傳感器基板4上搭載的傳感 器芯片3的表面。傳感器芯片3的表面上有線陣排列的感光像素30，這些感光像素30在芯 片內(nèi)部的電路的控制下將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并經(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)。但是在上述線陣圖像讀取裝置中，由于傳感器基板4上搭載有多個(gè)傳感器芯片3， 并且傳感器芯片3沿直線方向組裝在傳感器基板4上，傳感器芯片3之間存在一定的組裝 間隙Lgap，因此在兩個(gè)傳感器芯片交界的地方，像素的排列周期P’與正常像素的排列周期 P是不同的，P’與P的差異，對(duì)讀取的圖像質(zhì)量存在著影響，并且線陣圖像讀取裝置的分辨 率越高影響越大。如果P’ =P (低分辨率時(shí))，芯片交界處的像素排列周期與正常的像素排列相同，說(shuō) 明芯片間隙不會(huì)對(duì)分辨率(或圖像質(zhì)量)造成影響。但在高分辨率時(shí)，例如對(duì)于1200DPI的 高分辨率的線陣圖像讀取裝置，像素排列的周期P為21. 2微米，而實(shí)際組裝過(guò)程中如果傳 感器芯片的間隙為80微米，則P’約為100微米左右，即P’ =5P，也就是說(shuō)傳感器芯片間隙 約占有4個(gè)像素大小的距離，在圖像讀取時(shí)這一范圍內(nèi)沒(méi)有感光像素，所以無(wú)法讀取到這 一范圍所對(duì)應(yīng)的原稿上的圖像信息，使讀取的圖像失去了完整性。并且傳感器芯片的間隙 越大，丟失的圖像信息也就越多。為了減少傳感器芯片間隙造成的圖像信息的丟失，公開(kāi)號(hào)CN1678012A的專利中在透鏡與傳感器基板之間加入了在傳感器芯片間隙處設(shè)有凹凸結(jié)構(gòu)的透光板(該專利的圖 10)，將芯片間隙處的光信號(hào)導(dǎo)入到芯片端部相近的感光像素之中，這種結(jié)構(gòu)雖然將芯片間 隙處的光信號(hào)進(jìn)行了利用，但是并沒(méi)有將這些光信號(hào)具體地還原成該處的圖像信息，而是 將這些信號(hào)疊加到了附近的感光像素上。對(duì)于讀取到的圖像而言，將傳感器芯片間隙處的 信號(hào)疊加到附件的感光像素上，雖然減少了圖像信息的丟失，但這種方法會(huì)造成疊加處的 圖像產(chǎn)生失真，也達(dá)不到真正還原圖像的目的。上述線陣圖像讀取裝置存在以下問(wèn)題由于傳感器芯片之間組裝時(shí)存在著間隙， 在圖像讀取時(shí)芯片間隙之間的圖像信息會(huì)丟失或使相鄰圖像失真，尤其是對(duì)于高分辨率的 圖像讀取裝置，同樣的芯片間隙，所對(duì)應(yīng)的感光像素的數(shù)量也就越多，造成的失真也就越嚴(yán)重。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對(duì)即使傳感器芯片之間存在 間隙，也能夠完整地還原圖像信息使讀取的圖像質(zhì)量不發(fā)生劣化的高分辨率線陣圖像讀取裝置。本實(shí)用新型可以通過(guò)如下措施達(dá)到一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，包括能照射原稿的光源，在原稿移動(dòng)方向的 垂直方向上延伸至整個(gè)讀取范圍并能將原稿反射光進(jìn)行聚焦的透鏡陣列，多個(gè)排列成直線 的能接收透鏡陣列匯聚光的傳感器芯片，傳感器芯片表面上設(shè)有線陣排列的將光信號(hào)轉(zhuǎn)換 成信號(hào)的感光像素，搭載前述傳感器芯片的傳感器基板，以及在傳感器基板與透鏡陣列之 間設(shè)置的對(duì)傳感器芯片間隙處進(jìn)行光調(diào)節(jié)的透光板，其特征在于傳感器芯片兩端一定范圍 內(nèi)的感光像素是非均勻排列的。本實(shí)用新型的線陣圖像讀取裝置，傳感器芯片上的正常感光像素的排列周期為P， 在芯片端部一定范圍內(nèi)的感光像素的排列周期小于P，并且越靠近芯片端部時(shí)排列周期越 小。排列周期的減小也是指感光像素的面積越小。本實(shí)用新型的線陣圖像讀取裝置，傳感器芯片端部一定范圍內(nèi)非均勻排列的感光 像素的數(shù)量為在原來(lái)N個(gè)像素區(qū)域內(nèi)增加了 η個(gè)像素，即在原來(lái)Ν*Ρ范圍內(nèi)排列有Ν+η個(gè)像素。本實(shí)用新型的線陣圖像讀取裝置，傳感器芯片兩端非均勻區(qū)的感光像素是對(duì)稱排 列的。本實(shí)用新型的效果是，將傳感器芯片在組裝時(shí)產(chǎn)生的間隙所對(duì)應(yīng)的寬度換算成所 能構(gòu)對(duì)應(yīng)的感光像素的個(gè)數(shù)，然后將所對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)設(shè)置在傳感器芯片的兩端的區(qū)域，使傳 感器芯片兩端的部分區(qū)域的像素密度增加，同時(shí)使用對(duì)傳感器芯片間隙處具有折光作用的 透光板將照射到傳感器芯片間隙處的光信號(hào)折射到傳感器芯片的兩端，由傳感器芯片兩端 新增加的像素進(jìn)行接收，從而能完整地保留傳感器芯片間隙處的圖像信息，大大提高了圖 像的讀取質(zhì)量。


。圖1為現(xiàn)有線陣圖像讀取裝置的截面示意圖。圖2為現(xiàn)有線陣圖像讀取裝置的傳感器芯片排列結(jié)構(gòu)示意圖。[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的截面示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透鏡陣列、透光板、基板的位置 關(guān)系示意圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透光板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透光板的光折射區(qū)的結(jié)構(gòu)示意 圖。圖7為透光板折射區(qū)的光的偏轉(zhuǎn)角度的示意圖圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的傳感器芯片的端部的俯視放大 示意圖。圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透光板的光折射區(qū)與傳感器 芯片的位置關(guān)系圖。圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例2的線陣圖像讀取裝置的透光板的另一種光折射區(qū)的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例4的線陣圖像讀取裝置的傳感器芯片的端部的俯視放 大示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。實(shí)施例1 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1的斷面結(jié)構(gòu)圖，圖中1是能發(fā)出光并均勻照 射原稿的線照明光源，2是在原稿移動(dòng)方向的垂直方向上延伸至整個(gè)讀取范圍并能將原稿 反射光進(jìn)行聚焦的透鏡陣列，3是多個(gè)排列成直線的用于接收透鏡陣列2所匯聚光的傳感 器芯片，4是搭載上述傳感器芯片的傳感器基板，6是容納光源1、透鏡陣列2、傳感器基板 4的框架，5是設(shè)置在框架6上的搭載原稿的玻璃板，7是為線陣圖像讀取裝置提供電源、驅(qū) 動(dòng)信號(hào)及向外輸出讀取的圖像信號(hào)的插座，8是對(duì)傳感器芯片間隙處進(jìn)行光折射的透光板， 10為原稿。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透鏡陣列、透光板、傳感器芯片 及傳感器基板的位置關(guān)系示意圖。30是傳感器芯片表面線陣排列的感光像素，80是透光板 8上設(shè)置的在傳感器芯片間隙處進(jìn)行光折射的光折射區(qū)，在本實(shí)施例中采用三角形的結(jié)構(gòu)， 設(shè)置于靠近傳感器芯片側(cè)的表面上，位于傳感器芯片的間隙處，其排列周期與傳感器芯片 的排列周期相同。其余符號(hào)與圖3相同的其功能與圖3相同或相當(dāng)。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透光板的側(cè)視示意圖。光折射 區(qū)80貫穿于透光板靠近傳感器芯片側(cè)的表面(傳感器芯片排列方向的垂直方向)。排列周 期為A (傳感器芯片的排列周期)。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的透光板的光折射區(qū)的結(jié)構(gòu)示意 圖。本實(shí)用新型中的透光板是由聚丙烯材料制成的透明板，折射率為1.5，也可以采用其它 透明材料。在本實(shí)施例中折射區(qū)采用三角形的結(jié)構(gòu)，折射區(qū)的寬度為a，深度為b。光源1發(fā)出的照射到原稿上被原稿反射后反射光被透鏡陣列2收集，反射光穿過(guò) 透鏡陣列2后照射到透光板上并穿過(guò)透光板射向傳感器芯片。光穿過(guò)透光板時(shí)，在沒(méi)有折 射區(qū)的地方光穿過(guò)透光板后垂直射向傳感器芯片表面，在有折射區(qū)的地方光穿過(guò)透光板時(shí) 方向發(fā)生改變，透光板光的折射率為1.5，而空氣的折射率為1.0，所以光經(jīng)過(guò)折射區(qū)時(shí)光的方向向折射區(qū)的兩側(cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖7為透光板折射區(qū)的光的偏轉(zhuǎn)角度表示圖，θ 1為光經(jīng)過(guò)透光板的折射區(qū)表面 時(shí)的入射角，θ 2為光穿過(guò)透光板的折射區(qū)表面時(shí)的折射角，α為光的偏轉(zhuǎn)角。根據(jù)光的 折射原理，nlSine l=n2 Sin θ 2，因?yàn)?nl=l. 5，n2=l. 0，所以，Sin θ 2=1. 5 Sin θ 1，而偏轉(zhuǎn)角 α = θ2-θ I0根據(jù)透光板折射區(qū)的結(jié)構(gòu)，可根據(jù)a和b的值求出偏轉(zhuǎn)角α圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1的傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，傳感器芯片的大小為長(zhǎng) 度L為18. 27mm,寬W和高H均為0. 35mm,分辨率為1200DPI。一個(gè)傳感器芯片上有864個(gè) 感光像素，感光像素的周期P約為22微米，傳感器芯片中部為正常密度排列的感光像素，在 傳感器芯片兩端N*P的范圍內(nèi)是的增加密度后的感光像素分布。圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例1的線陣圖像讀取裝置的傳感器芯片的端部的俯視放大 示意圖。在傳感器芯片中部，感光像素是均勻排列的，均勻排列的感光像素的尺寸為X=20 微米，高度Y=40微米，像素與像素之間的間隔為2微米。在傳感器芯片端部Ν*Ρ范圍內(nèi)為 感光像素的非均勻排列區(qū)，本實(shí)施例中采用Ν=8，η=2的像素排列方式，即在原來(lái)8個(gè)感光像 素的區(qū)間內(nèi)排列有10個(gè)感光像素。在感光像素的非均勻排列區(qū)，每個(gè)像素的排列周期或感光像素的大小是不同的， 并且從中部到端部排列周期是逐漸減小的。在本實(shí)施例中感光像素之間的間隙是固定不變 的，與均勻區(qū)的間隙相同即為2微米，感光像素的高度也與均勻區(qū)相同即為40微米，排列周 期的變化反映在感光像素的寬度尺寸X的變化。在原來(lái)的8個(gè)像素的176微米(22*8=176)的范圍內(nèi)排列10像素，新的排列周期 的平均值為176/10=17. 6微米，如果像素的排列間隙不變?nèi)詾?微米，則感光像素的平均寬 度為15. 6微米，與原像素寬度20相比，減小了 4. 4微米。如果新的感光像素的大小在平均 值上下均勻變化，則其變化的范圍為8. 8微米，因?yàn)橛?0個(gè)像素，所以像素寬度每一級(jí)的變 化量為0.88微米。表1為感光像素非均勻排列區(qū)的10個(gè)像素對(duì)應(yīng)的寬度及排列周期。表 權(quán)利要求1.一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，包括能照射原稿的光源，在原稿移動(dòng)方向的垂 直方向上延伸至整個(gè)讀取范圍并能將原稿反射光進(jìn)行聚焦的透鏡陣列，多個(gè)排列成直線的 能接收透鏡陣列匯聚光的傳感器芯片，傳感器芯片表面上設(shè)有線陣排列的將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)的感光像素，搭載前述傳感器芯片的基板，以及在基板與透鏡陣列之間設(shè)置的對(duì)傳 感器芯片間隙處進(jìn)行光調(diào)節(jié)的透光板，其特征在于傳感器芯片兩端一定范圍內(nèi)的感光像素 為非均勻排列的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，其特征在于傳感器芯片 的感光像素的排列周期為P，在芯片端部一定范圍內(nèi)的感光像素的排列周期小于P。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，其特征在于傳感器芯片 端部一定范圍內(nèi)的感光像素的排列周期越靠近芯片端部時(shí)排列周期越小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，其特征在于傳感器芯片 端部一定范圍內(nèi)的感光像素越靠近芯片端部時(shí)感光像素的面積越小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，其特征在于傳感器芯片 端部一定范圍內(nèi)非均勻排列的感光像素的數(shù)量為在原來(lái)N個(gè)像素區(qū)域內(nèi)增加了η個(gè)像素， 即在Ν*Ρ范圍內(nèi)排列有Ν+η個(gè)像素。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4或5所述的一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，其特征在于傳 感器芯片兩端部一定范圍內(nèi)的感光像素的排列是對(duì)稱分布的。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高分辨率的線陣圖像讀取裝置，包括能照射原稿的光源，在原稿移動(dòng)方向的垂直方向上延伸至整個(gè)讀取范圍并能將原稿反射光進(jìn)行聚焦的透鏡陣列，多個(gè)排列成直線的能接收透鏡陣列匯聚光的傳感器芯片，傳感器芯片表面上設(shè)有線陣排列的將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的感光像素，搭載前述傳感器芯片的基板，以及在基板與透鏡之間設(shè)置的對(duì)傳感器芯片間隙處進(jìn)行光調(diào)節(jié)的透光板，其特征在于傳感器芯片兩端一定范圍內(nèi)的感光像素為非均勻排列的，本實(shí)用新型能夠消除高分辨率圖像讀取時(shí)傳感器芯片之間的間隙造成的圖像丟失問(wèn)題，提高圖像讀取的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L27/146GK201830341SQ20102055877
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
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