專(zhuān)利名稱(chēng)：線(xiàn)陣圖像傳感器和線(xiàn)陣圖像讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線(xiàn)陣圖像傳感器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種線(xiàn)陣圖像傳感器和線(xiàn)陣圖像讀取裝置。
背景技術(shù)：
圖I是現(xiàn)有線(xiàn)陣圖像傳感器的斷面圖，在圖I中，I是能發(fā)出光并均勻照射原稿的線(xiàn)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，3是多個(gè)排列成直線(xiàn)的用于接收透鏡2所匯聚光的傳感器芯片，4是搭載上述傳感器芯片3的傳感器基板，6是容納光源I、透鏡陣列2、傳感器基板4的殼體，5是設(shè)置在殼體6上的搭載原稿的玻璃板，7是為傳感器提供電源及控制信號(hào)并將傳感器芯片的輸出信號(hào)向外輸出的插座，10為原稿。
圖2是現(xiàn)有線(xiàn)陣圖像傳感器的搭載傳感器芯片3的傳感器基板4的結(jié)構(gòu)示意圖，多個(gè)傳感器芯片3在基板4上沿直線(xiàn)排列，傳感器芯片3表面上設(shè)有線(xiàn)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O. 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。在上述圖像傳感器中，光源I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表面的線(xiàn)陣排列的感光像素30上。這些感光像素30在傳感器芯片內(nèi)部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，最終通過(guò)接口 7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(文字)信息就會(huì)被連續(xù)讀取下來(lái)。但是在上述線(xiàn)陣圖像傳感器中，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(xiàn)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，并且傳感器芯片的間隙越大或線(xiàn)陣圖像傳感器的分辨率越高影響就越大。對(duì)于低分辨率的傳感器芯片，由于傳感器芯片間隙Lgap比像素的周期P小很多，因此P’與P的差異可以忽略，即芯片交界處的像素排列周期與正常的像素排列基本相同，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)，像素的排列周期P很小，例如對(duì)于1200DPI的線(xiàn)陣圖像傳感器，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60微米，并且傳感器芯片邊緣上有一定的無(wú)效區(qū)域，所以P’約為100微米左右，即P’ = 5P，也就是說(shuō)傳感器芯片間隙中約有4個(gè)像素大小的距離上沒(méi)有感光像素，在圖像讀取時(shí)這一范圍內(nèi)的原稿的反射光信號(hào)將會(huì)無(wú)法讀取而丟失，反映在還原后的圖像上就是這一范圍內(nèi)的圖像信息完全丟失，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，需要盡可能的減小傳感器芯片之間的間隔，但由于組裝工藝及設(shè)備本身的限制，這種間隔是很難完全消除的，同時(shí)要消除這種間隔也會(huì)伴隨著成本大幅提聞。并且隨著傳感器芯片分辨率的提聞也會(huì)抵消工藝上的這種努力。也有通過(guò)軟件方式進(jìn)行圖像修補(bǔ)的，如在圖像丟失的地方人為的插入數(shù)據(jù)，但這種方法只插入一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)還勉強(qiáng)可以，插入的數(shù)據(jù)超過(guò)一個(gè)時(shí)其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就大打折扣了，達(dá)不到真正還原圖像質(zhì)量的目的。上述線(xiàn)陣圖像傳感器存在以下問(wèn)題由于傳感器芯片之間組裝時(shí)存在著間隙，并且傳感器邊緣存在無(wú)效區(qū)域，在圖像讀取時(shí)芯片交界處的圖像信息會(huì)丟失，尤其是對(duì)于高分辨率的圖像傳感器，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。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中線(xiàn)陣圖像傳感器的傳感器芯片之間組裝時(shí)存在著間隙導(dǎo)致圖像讀取時(shí)圖像信息丟失問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種線(xiàn)陣圖像傳感器和線(xiàn)陣圖像讀取裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中線(xiàn)陣圖像傳感器的傳感器芯片之間組裝時(shí)存在著間隙導(dǎo)致圖像讀取時(shí)圖像信息丟失問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種線(xiàn)陣圖像傳感器，包括光源，用于照射原稿；透鏡，與原稿移動(dòng)方向垂直設(shè)置，用于將原稿的反射光進(jìn)行聚焦；多個(gè)傳感器芯片，設(shè)置在透鏡的出射光方向，用于接收透鏡聚焦的光，其中，多個(gè)傳感器芯片中的每個(gè)傳感器芯片表面上設(shè)置有用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的多個(gè)感光像素，多個(gè)感光像素沿直線(xiàn)均勻排列；傳感器基板，用于搭載多個(gè)傳感器芯片；插座，設(shè)置在傳感器基板上，用于為傳感器提供電源及控制信號(hào)，以及輸出傳感器芯片的信號(hào)，其中，傳感器基板上搭載的傳感器芯片包括平行設(shè)置的兩排傳感器芯片，兩排傳感器芯片的排列方向與原稿的移動(dòng)方向垂直，其中，第一排的傳感器芯片和第二排的傳感器芯片交錯(cuò)設(shè)置，第一排的傳感器芯片與相鄰的第二排傳感器芯片具有至少一個(gè)感光像素在平行于原稿移動(dòng)方向上位于同一直線(xiàn)；第一排的傳感器芯片與第二排傳感器芯片上的感光像素在透鏡的有效接收范圍之內(nèi)。進(jìn)一步地，透鏡為包括第一排透鏡和第二排透鏡的雙排透鏡陣列結(jié)構(gòu)，第一排的傳感器芯片上感光像素的中心線(xiàn)和第二排傳感器芯片上感光像素的中心線(xiàn)分別與的與第一排透鏡的中心線(xiàn)和第二排透鏡的中心線(xiàn)重合，并處于第一排透鏡和第二排透鏡的焦點(diǎn)上。進(jìn)一步地，每個(gè)傳感器芯片通過(guò)傳感器基板上的插座向外輸出相互獨(dú)立的信號(hào)。進(jìn)一步地，傳感器基板上的傳感器芯片包括一組或多組傳感器芯片，每組傳感器芯片中的單體傳感器芯片串聯(lián)連接，每組傳感器芯片通過(guò)傳感器基板上的插座向外輸出一組信號(hào)或多組相互獨(dú)立的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種線(xiàn)陣圖像讀取裝置，包括光源驅(qū)動(dòng)單元、數(shù)據(jù)處理單元、控制單元和上述的圖像傳感器，其中，光源驅(qū)動(dòng)單元，與圖像傳感器和控制單元連接，接收來(lái)自控制單元的指令以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像傳感器內(nèi)部光源的控制；數(shù)據(jù)處理單元，與圖像傳感器連接，用于接收?qǐng)D像傳感器發(fā)送的圖像信號(hào)，并對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理；控制單元，與數(shù)據(jù)處理單元連接，用于發(fā)出控制信號(hào)以控制數(shù)據(jù)處理單元對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理。進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)處理單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與圖像傳感器連接，用于將圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；輸出信號(hào)補(bǔ)正電路，與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，用于根據(jù)第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的補(bǔ)正系數(shù)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)正處理；有效信號(hào)控制電路，與輸出信號(hào)補(bǔ)正電路連接，用于根據(jù)第二存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的參數(shù)提取圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中的有效信號(hào)，其中，第二存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中包含的感光像素輸出的有效信號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼，有效信號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼用于識(shí)別有效信號(hào)；信號(hào)合并控制電路，與有效信號(hào)控制電路連接，用于根據(jù)第三存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的行數(shù)值N將有效信號(hào)控制電路提取的有效信號(hào)合并為一行表征原稿實(shí)際位置的信息的信號(hào)，其中，行數(shù)N值為在當(dāng)前感光像素的像素?cái)?shù)下兩排傳感器芯片間的距離所對(duì)應(yīng)的掃描的行數(shù)值。
進(jìn)一步地，有效信號(hào)控制電路包括第一計(jì)數(shù)電路，用于對(duì)圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中的信號(hào)個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；比較電路，與第一計(jì)數(shù)電路連接，用于將第一計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)的數(shù)目和預(yù)置的數(shù)目進(jìn)行比較，其中，預(yù)置的數(shù)目為圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中有效信號(hào)的個(gè)數(shù)；輸出選擇電路，與比較電路連接，用在根據(jù)比較電路的比較結(jié)果選擇信號(hào)的輸出，其中，在比較電路比較出第一計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)的數(shù)目小于或等于預(yù)置的數(shù)目時(shí)，將計(jì)數(shù)結(jié)果小于或等于預(yù)置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的信號(hào)向下一級(jí)輸出，在比較電路比較出第一計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)的數(shù)目大于預(yù)置的數(shù)目時(shí)，控制計(jì)數(shù)結(jié)果大于預(yù)置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的信號(hào)停止向下一級(jí)輸出。進(jìn)一步地，信號(hào)合并控制電路包括第一數(shù)據(jù)分配電路，用于將接收到的有效信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，其中，將接收到的所用有效信號(hào)的數(shù)據(jù)送入第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路中，將接收到的有效信號(hào)中屬于第一排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入第一合成控制電路；第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路，與第一數(shù)據(jù)分配電路連接，用于將第一數(shù)據(jù)分配電路分配的數(shù)據(jù)送入移位寄存器中第N行的位置，同時(shí)將移位寄存器中原有的數(shù)據(jù)逐行向前移位一行，并將移位之后移位寄存器第一行數(shù)據(jù)中屬于第二排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入第一合成控制電路，其中，移位寄存器的每一行存儲(chǔ)有每個(gè)傳感器芯片檢測(cè)到的有效信號(hào)；第一合成控制電路，與第一數(shù)據(jù)分配電路和第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路連接，用于將第一數(shù)據(jù)分配電路送入的數(shù)據(jù)和第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路送入的數(shù)據(jù)合并為一行表征原稿實(shí)際位置的信息的信號(hào)。進(jìn)一步地，信號(hào)合并控制電路包括第二數(shù)據(jù)分配電路，用于將接收到的有效信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，其中，將接收到的有效信號(hào)的數(shù)據(jù)送入第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路中，將接收到的有效信號(hào)中屬于第一排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入第二合成控制電路；第二計(jì)數(shù)電路，與第二數(shù)據(jù)分配電路連接，用于對(duì)第二數(shù)據(jù)分配電路送入第二合成控制電路的數(shù)據(jù)的行數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路，與第二數(shù)據(jù)分配電路連接，用于將第二數(shù)據(jù)分配電路分配的數(shù)據(jù)送入隨機(jī)寄存器中逐行保存，同時(shí)將隨機(jī)寄存器中第行數(shù)據(jù)中屬于第二排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入第二合成控制電路，其中，M為當(dāng)前計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)的值，M > N ;第二合成控制電路，與第二數(shù)據(jù)分配電路和第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路連接，用于將第二數(shù)據(jù)分配電路送入的數(shù)據(jù)中第M行的數(shù)據(jù)和第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路送入的數(shù)據(jù)合并為一行表征實(shí)際位置信息的信號(hào)。進(jìn)一步地，信號(hào)合并控制電路還包括第四存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)隨機(jī)寄存器中的數(shù)據(jù)，其中，第四存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在掉電之后不會(huì)消失。
通過(guò)本發(fā)明，將傳感器芯片采用兩排交錯(cuò)排列方式，兩排傳感器芯片上的感光像素均置于透鏡的有效聚焦范圍之內(nèi)，相鄰傳感器芯片首尾具有相對(duì)應(yīng)的感光像素，使得傳感器芯片各個(gè)像素之間的距離保持一致。在圖像數(shù)據(jù)處理時(shí)，通過(guò)設(shè)置的兩排傳感器芯片的間距及每一個(gè)傳感器芯片的有效輸出的數(shù)據(jù)，將兩排傳感器芯片所讀取的數(shù)據(jù)換算成一行實(shí)際位置所對(duì)應(yīng)的完整數(shù)據(jù)信號(hào)，上述方案的實(shí)施有效的解決了相關(guān)技術(shù)中線(xiàn)陣圖像傳感器的傳感器芯片之間組裝時(shí)存在著間隙導(dǎo)致圖像讀取時(shí)圖像信息丟失問(wèn)題，提高了圖像的讀取質(zhì)量。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是相關(guān)技術(shù)中線(xiàn)陣圖像傳感器的斷面示意圖；圖2是相關(guān)技術(shù)中線(xiàn)陣圖像傳感器的傳感器芯片排列結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器的斷面示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器中傳感器芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器中傳感器芯片的排列結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器中傳感器芯片的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器中透鏡的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器中傳感器芯片與透鏡和原稿的相對(duì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像傳感器的插座和傳感器芯片信號(hào)驅(qū)動(dòng)關(guān)系的示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像讀取裝置的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像讀取裝置的另一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像讀取裝置中第二存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像讀取裝置中有效信號(hào)控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像讀取裝置中行信號(hào)合并控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖15是本發(fā)明實(shí)施例的線(xiàn)陣圖像讀取裝置中行信號(hào)合并控制電路的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。實(shí)施例I本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中提供了一種線(xiàn)陣圖像傳感器，圖3為線(xiàn)陣圖像傳感器的斷面示意圖，在圖3中，光源I發(fā)出光并均勻照射原稿10 ;透鏡2與原稿移動(dòng)方向垂直設(shè)置，用于將原稿的反射光進(jìn)行聚焦，其中，透鏡2原稿移動(dòng)方向的垂直方向上延伸至整個(gè)讀取范圍，圖中箭頭方向?yàn)樵逡苿?dòng)方向；該線(xiàn)陣圖像傳感器包括多個(gè)傳感器芯片3，設(shè)置在透鏡2的出射光方向，用于接收透鏡2聚焦的光，其中，多個(gè)傳感器芯片3中的每個(gè)傳感器芯片3表面上設(shè)置有用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的多個(gè)感光像素30，多個(gè)感光像素30沿直線(xiàn)均勻排列；傳感器基板4，用于搭載傳感器芯片3 ;玻璃板5，設(shè)置在透鏡2上部焦點(diǎn)處，用于放置原稿；殼體6，用于容納光源I、透鏡2、傳感器基板4 ;插座7，設(shè)置在傳感器基板4上，用于為傳感器提供電源及控制信號(hào)，以及輸出傳感器芯片3的信號(hào)。其中，上述傳感器基板4上搭載的傳感器芯片3包括平行設(shè)置的兩排傳感器芯片3，兩排傳感器芯片的排列方向與原稿的移動(dòng)方向垂直，第一排的傳感器芯片和第二排的傳感器芯片交錯(cuò)設(shè)置(圖3中未示出)，第一排的傳感器芯片與相鄰的第二排傳感器芯片具有至少一個(gè)感光像素在平行于原稿移動(dòng)方向上位于同一直線(xiàn)，第一排的傳感器芯片與第二排傳感器芯片上的感光像素都在透鏡2的有效接收范圍之內(nèi)。圖4為傳感器芯片3的結(jié)構(gòu)示意圖，其中30為傳感器芯片表面上排列成直線(xiàn)的感光像素，這些感光像素能將照射到其表面的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并在內(nèi)部電路的控制下
按順序向外輸出。31為傳感器表面上設(shè)置的電源及控制信號(hào)和輸出信號(hào)的端口，可通過(guò)鍵合方式與傳感器基板4相連。優(yōu)選的，本實(shí)施例采用的是分辨率為1200DPI的傳感器芯片，芯片長(zhǎng)度為18. 3mm，一個(gè)芯片上有864個(gè)像素。芯片的寬度約為O. 3mm。圖5為搭載有傳感器芯片3的傳感器基板4的俯視示意圖。傳感器芯片3在傳感器基板4上按雙排交錯(cuò)方式排列，根據(jù)讀取方向的不同起始芯片可以從左邊開(kāi)始(從左向右排列)，也可以從右邊開(kāi)始(從右向左排)。本實(shí)施例中為從左邊開(kāi)始。奇數(shù)位置的傳感器芯片用3a表示，偶數(shù)位置的傳感器芯片用3b表示。傳感器基板上共搭載有18個(gè)芯片，每個(gè)芯片之間的輸出信號(hào)(用SIG表示)相互獨(dú)立，分別通過(guò)插座7向外輸出。插座7中包含SIGl至SIG18共18個(gè)輸出信號(hào)端外還包括向傳感器基板提供電源以及對(duì)傳感器芯片進(jìn)行控制所需的信號(hào)(圖中未畫(huà)出)。圖6是相鄰兩個(gè)傳感器芯片交錯(cuò)處的局部放大圖。兩排傳感器芯片3a和3b的間隔距離(亦為兩排傳感器芯片上的感光像素的間隔距離)為D。在本實(shí)施例中D的值與后述使用透鏡的內(nèi)部?jī)膳磐哥R陣列的中心距離的值一致，優(yōu)選的，D = O. 9_。相鄰的兩個(gè)傳感器芯片之間相互交錯(cuò)，在本實(shí)施例中交錯(cuò)重疊的距離為兩個(gè)感光像素。相互交錯(cuò)的感光像素?cái)?shù)根據(jù)實(shí)際組裝工藝能夠達(dá)到的精度來(lái)確定，如果組裝工藝的精度比較低，相鄰芯片交錯(cuò)的像素?cái)?shù)可以多一些，如果組裝工藝的精度比較高，相鄰芯片交錯(cuò)的像素?cái)?shù)可以少一些。例如組裝工藝的精度為±20微米至±40微米左右時(shí)，相鄰芯片的交錯(cuò)的像素?cái)?shù)為兩個(gè)，即傳感器芯片出現(xiàn)最大幅度偏移時(shí)，傳感器芯片交界處的像素之間也不會(huì)出現(xiàn)明顯的間隙。相互重疊的像素讀取的信息是重復(fù)的，因此信號(hào)處理時(shí)要將重復(fù)的信息去掉，本實(shí)施例中將每個(gè)傳感器芯片的最后兩個(gè)像素認(rèn)為是重復(fù)的像素，即每個(gè)傳感器芯片有864個(gè)像素，前面的862個(gè)為有效像素,最后兩個(gè)為無(wú)效像素。在本實(shí)施例中，傳感器基板上搭載了 18個(gè)芯片，共有15552個(gè)像素，每個(gè)芯片所對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)及有效像素?cái)?shù)及無(wú)效像素?cái)?shù)如表I所示(表I中讀取位置項(xiàng)的說(shuō)明表I后面部分)表I
圖7是本發(fā)明線(xiàn)陣圖像傳感器的透鏡2的斷面示意圖，透鏡2由第一內(nèi)部透鏡陣列21和第二內(nèi)部透鏡陣列22及側(cè)板23構(gòu)成。其中第一內(nèi)部透鏡陣列21和第二內(nèi)部透鏡陣列22具有相同高度的上焦點(diǎn)位置(讀取位置)21a、22a和下焦點(diǎn)位置(成像位置)21b、22b。第一內(nèi)部透鏡陣列21和第二內(nèi)部透鏡陣列22的中心距為O. 9mm。兩排傳感器芯片3a和3b的距離與兩排透鏡陣列的中心距保持一致可以保證兩排傳感器芯片獲取的光信號(hào)強(qiáng)度基本一致，從而保證兩排傳感器芯片讀取的圖像質(zhì)量一致。優(yōu)選的，上述雙列透鏡陣列的透鏡也可釆用單列陣列的透鏡或更多列陣列的透鏡，只要兩排傳感器芯片的感光像素位置都在透鏡的有效聚集范圍之內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)同樣的效
權(quán)利要求
1.一種線(xiàn)陣圖像傳感器，包括 光源(I)，用于照射原稿； 透鏡(2)，與原稿移動(dòng)方向垂直設(shè)置，用于將原稿的反射光進(jìn)行聚焦； 多個(gè)傳感器芯片(3)，設(shè)置在所述透鏡(2)的出射光方向，用于接收所述透鏡(2)聚焦的光，其中，所述多個(gè)傳感器芯片(3)中的每個(gè)傳感器芯片(3)表面上設(shè)置有用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的多個(gè)感光像素(30)，所述多個(gè)感光像素(30)沿直線(xiàn)均勻排列； 傳感器基板(4)，用于搭載所述多個(gè)傳感器芯片(3)； 插座(7)，設(shè)置在所述傳感器基板(4)上，用于為傳感器提供電源及控制信號(hào)，以及輸出所述傳感器芯片(3)的信號(hào)， 其特征在于， 所述傳感器基板(4)上搭載的傳感器芯片(3)包括平行設(shè)置的兩排傳感器芯片(3)，所述兩排傳感器芯片的排列方向與原稿的移動(dòng)方向垂直，其中，第一排的傳感器芯片和第二排的傳感器芯片交錯(cuò)設(shè)置，第一排的傳感器芯片與相鄰的第二排傳感器芯片具有至少一個(gè)感光像素(30)在平行于原稿移動(dòng)方向上位于同一直線(xiàn)； 所述第一排的傳感器芯片(3)與第二排傳感器芯片(3)上的感光像素(30)在所述透鏡(2)的有效接收范圍之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器，其特征在于，所述透鏡(2)為包括第一排透鏡和第二排透鏡的雙排透鏡陣列結(jié)構(gòu)，所述第一排的傳感器芯片(3)上感光像素(30)的中心線(xiàn)和第二排傳感器芯片(3)上感光像素(30)的中心線(xiàn)分別與的與所述第一排透鏡的中心線(xiàn)和所述第二排透鏡的中心線(xiàn)重合，并處于所述第一排透鏡和所述第二排透鏡的焦點(diǎn)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的傳感器，其特征在于，每個(gè)傳感器芯片(3)通過(guò)傳感器基板⑷上的插座(7)向外輸出相互獨(dú)立的信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器基板(4)上的傳感器芯片(3)包括一組或多組傳感器芯片，每組傳感器芯片中的單體傳感器芯片串聯(lián)連接，每組傳感器芯片通過(guò)傳感器基板(4)上的插座(7)向外輸出一組信號(hào)或多組相互獨(dú)立的信號(hào)。
5.一種線(xiàn)陣圖像讀取裝置，其特征在于，包括光源驅(qū)動(dòng)單元、數(shù)據(jù)處理單元、控制單元和權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的圖像傳感器，其中， 所述光源驅(qū)動(dòng)單元，與所述圖像傳感器和所述控制單元連接，用于接收來(lái)自所述控制單元的指令以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述圖像傳感器內(nèi)部光源的控制； 所述數(shù)據(jù)處理單元，與所述圖像傳感器連接，用于接收?qǐng)D像傳感器發(fā)送的圖像信號(hào)，并對(duì)所述圖像信號(hào)進(jìn)行處理； 所述控制單元，與所述數(shù)據(jù)處理單元連接，用于發(fā)出控制信號(hào)以控制所述數(shù)據(jù)處理單元對(duì)所述圖像信號(hào)進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述圖像傳感器連接，用于將所述圖像傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)； 輸出信號(hào)補(bǔ)正電路，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接，用于根據(jù)第一存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的補(bǔ)正系數(shù)對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)正處理； 有效信號(hào)控制電路，與所述輸出信號(hào)補(bǔ)正電路連接，用于根據(jù)第二存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的參數(shù)提取所述圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中的有效信號(hào)，其中，所述第二存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有所述圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中包含的所述感光像素輸出的有效信號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼，所述有效信號(hào)對(duì)應(yīng)的編碼用于識(shí)別有效信號(hào)； 信號(hào)合并控制電路，與所述有效信號(hào)控制電路連接，用于根據(jù)第三存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的行數(shù)值N將所述有效信號(hào)控制電路提取的有效信號(hào)合并為一行表征原稿實(shí)際位置的信息的信號(hào)，其中，所述行數(shù)N值為在當(dāng)前感光像素的像素?cái)?shù)下兩排傳感器芯片間的距離所對(duì)應(yīng)的掃描的行數(shù)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述有效信號(hào)控制電路包括 第一計(jì)數(shù)電路，用于對(duì)所述圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中的信號(hào)個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)； 比較電路，與所述第一計(jì)數(shù)電路連接，用于將所述第一計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)的數(shù)目和預(yù)置的數(shù)目進(jìn)行比較，其中，預(yù)置的數(shù)目為所述圖像傳感器輸出的每一組輸出信號(hào)中有效信號(hào)的個(gè)數(shù)； 輸出選擇電路，與所述比較電路連接，用在根據(jù)所述比較電路的比較結(jié)果選擇信號(hào)的輸出，其中，在所述比較電路比較出所述第一計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)的數(shù)目小于或等于預(yù)置的數(shù)目時(shí)，將計(jì)數(shù)結(jié)果小于或等于所述預(yù)置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的信號(hào)向下一級(jí)輸出，在所述比較電路比較出所述第一計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)的數(shù)目大于預(yù)置的數(shù)目時(shí)，控制計(jì)數(shù)結(jié)果大于所述預(yù)置的數(shù)目對(duì)應(yīng)的信號(hào)停止向下一級(jí)輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)合并控制電路包括 第一數(shù)據(jù)分配電路，用于將接收到的有效信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，其中，將接收到的所用有效信號(hào)的數(shù)據(jù)送入第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路中，將接收到的有效信號(hào)中屬于所述第一排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入第一合成控制電路； 所述第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路，與所述第一數(shù)據(jù)分配電路連接，用于將所述第一數(shù)據(jù)分配電路分配的數(shù)據(jù)送入移位寄存器中第N行的位置，同時(shí)將所述移位寄存器中原有的數(shù)據(jù)逐行向前移位一行，并將移位之后所述移位寄存器第一行數(shù)據(jù)中屬于所述第二排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入所述第一合成控制電路，其中，所述移位寄存器的每一行存儲(chǔ)有每個(gè)傳感器芯片檢測(cè)到的有效信號(hào)； 所述第一合成控制電路，與所述第一數(shù)據(jù)分配電路和所述第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路連接，用于將所述第一數(shù)據(jù)分配電路送入的數(shù)據(jù)和所述第一存儲(chǔ)調(diào)用控制電路送入的數(shù)據(jù)合并為一行表征原稿實(shí)際位置的信息的信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)合并控制電路包括 第二數(shù)據(jù)分配電路，用于將接收到的有效信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分配，其中，將接收到的有效信號(hào)的數(shù)據(jù)送入第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路中，將接收到的有效信號(hào)中屬于所述第一排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入第二合成控制電路； 第二計(jì)數(shù)電路，與所述第二數(shù)據(jù)分配電路連接，用于對(duì)所述第二數(shù)據(jù)分配電路送入所述第二合成控制電路的數(shù)據(jù)的行數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)； 所述第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路，與所述第二數(shù)據(jù)分配電路連接，用于將所述第二數(shù)據(jù)分配電路分配的數(shù)據(jù)送入隨機(jī)寄存器中逐行保存，同時(shí)將所述隨機(jī)寄存器中第(M-N+1)行數(shù)據(jù)中屬于所述第二排的傳感器芯片讀取的數(shù)據(jù)送入所述第二合成控制電路，其中，所述M為當(dāng)前計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)的值，M^N； 所述第二合成控制電路，與所述第二數(shù)據(jù)分配電路和所述第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路連接，用于將所述第二數(shù)據(jù)分配電路送入的數(shù)據(jù)中第M行的數(shù)據(jù)和所述第二存儲(chǔ)調(diào)用控制電路送入的數(shù)據(jù)合并為一行表征實(shí)際位置信息的信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)合并控制電路還包括 第四存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述隨機(jī)寄存器中的數(shù)據(jù)，其中，所述第四存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在掉電之后不會(huì)消失。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種線(xiàn)陣圖像傳感器和線(xiàn)陣圖像讀取裝置，其中，線(xiàn)陣圖像傳感器包括光源；透鏡；多個(gè)傳感器芯片，表面上設(shè)置有多個(gè)感光像素；傳感器基板；插座，用于為傳感器提供電源及控制信號(hào)，以及輸出傳感器芯片的信號(hào)，其中，傳感器芯片包括平行設(shè)置的兩排傳感器芯片，第一排的傳感器芯片和第二排的傳感器芯片交錯(cuò)設(shè)置，第一排的傳感器芯片與相鄰的第二排傳感器芯片具有至少一個(gè)感光像素在平行于原稿移動(dòng)方向上位于同一直線(xiàn)；第一排的傳感器芯片與第二排傳感器芯片上的感光像素在透鏡的有效接收范圍之內(nèi)。本發(fā)明解決了陣圖像傳感器的傳感器芯片之間組裝時(shí)存在著間隙導(dǎo)致圖像讀取時(shí)圖像信息丟失問(wèn)題，提高了圖像的讀取質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N1/031GK102857668SQ20121036355
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者戚務(wù)昌, 巨占岳, 鞠麗會(huì) 申請(qǐng)人:威海華菱光電股份有限公司