专利名称：彩色光学感测元件模组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光学扫描器，其包括彩色光学感测元件模组件，特别是涉及一种具有色彩校正功能的彩色光学感测元件模组件。
电脑影像处理已是当今商业上广泛应用的技术。在进行电脑影像处理之前，必须将欲处理的影像输入电脑系统。目前在商业上常用的数字式影像输入装置包括数字式摄影机、数字式静态摄影机、光学扫描器等等。其中，光学扫描器对平面记录媒体的影像作数字式输入的，且造价便宜，成为办公室常见的设备。
现有的光学扫描器，是用电荷耦合元件(Charge Coupled Device-CCD)作为感测元件，以拾取进入电荷耦合元件的光线中所含影像成分，转变成电子信号形式而输出。由于电荷耦合件元件仅对光线的明暗度(灰色度)反应灵敏，如果利用CCD来作为彩色光学感测元件，用以输入数字化彩色影像资料，必须有特殊的结构。
美国专利第4,809,062号公开一种现有的转轮式彩色光学扫描器。该发明提供一种附有三原色滤光片的转轮，利用步进马达驱动转轮旋转，使三原色滤光片陆续通过电荷耦合元件前方。在任一时间点，含有彩色影像资料的光线在进入电荷耦合元件之前，先通过该三原色滤光片之一，滤除该原色以外的影像颜色成分，仅允许含有该原色影像成分的光线到达CCD，再由CCD所感测。在下一时间周期，转轮旋转到另一角度，另一原色滤光位于CCD之前时，则只允许含有另一原色影像成分的光线进入CCD。依此类推。
利用这种方式，可以使只能感测光线明暗度的CCD，具备感测彩色影像资料的功能。
美国专利第5,122,911号涉及一种应用在光学彩色扫描器的滤光装置。该装置利用一长形框体，内设四滤光窗，其中三个滤光窗分别设置三原色滤光片，并以驱动控制装置控制三原色滤光片与CCD的相对位置。在任一扫描时间中，使其中一原色滤光片位于CCD前方。完成一次(例如一页文件)扫描后，再令下一滤光片移动至CCD前方，以进行下一原色影像资料的扫描。利用这种“分次扫描”(sequential scanning)方式，也可达到扫描彩色影像资料的目的。
现有彩色扫描器也可利用所谓“彩色CCD”作为彩色影像资料的输入元件。所谓彩色CCD是指在CCD的感测端外覆玻璃层上，设置滤光薄膜。由于CCD为精密元件，加工不易，因此在应用上只能以涂布方式施以任一原色涂料，达到滤光效果。目前仍无法以蒸镀方式进行滤色薄膜加工。
这种彩色CCD组件包括三种涂以各原色滤光涂料的CCD作为感测元件；每一种原色CCD各感测一原色的影像资料，再利用后级的电路或软件，组合成数字化彩色影像资料。
上述三种方式中，由于使用彩色CCD的方式较能缩小机构体积，逐渐成为最普遍的彩色扫描方式。这种彩色CCD由于是以三原色滤光薄膜作为滤光手段，因此还有不少缺点。
图1表示CCD对经三原色滤色片过滤后的三原色光(R-红光、G-绿光、B-蓝光)的光谱响应特性示意图。如图所示，在波长400nm到700nm之间，CCD经蓝色滤光片过滤的光谱分布在400nm到500nm之间；经绿色光片过滤的分布在480nm到580nm之间，及经红色滤光片过滤的分布在560nm到700nm之间。这三种响应波长具有相当程度的重叠。换言之，在三原色所滤出的光线并非原色光线，而与其他原色产生叠加(cross talk)形成干扰。这种干扰在进行影像处理时，成为杂讯，必须进一步处理，消除这些杂讯，以便取得正确的原色影像资料。
由于现有彩色CCD的上述缺点，输入的影像资料无法直接利用，不但增加处理时间，同时也提高影像处理装置的元件成本及制作成本，使彩色影像处理的不理想，有待改进。
本实用新型的目的在于提供一种光学扫描器，其包括彩色光学感测元件模组件，该组件可以预先消除各原色影像资料之间的叠加，利于后续处理。
本实用新型的目的还在于提供一种彩色CCD色彩校正装置，其可消除彩色CCD色彩不需要的叠加。
本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种光学扫描器，所述光学扫描器包括一彩色光学感测元件模组件，所述元件模组件包括一组可感测入射光线的明暗度并转换成电信号输出的光学影像感测元件；一设于所述光学影像感测元件的光线入射位置的色彩校正装置；所述色彩校正装置允许至少波长接近三原色的窄波宽光线通过并被所述光学影像感测元件感测。
本实用新型装置的优点在于其可纯化扫描光线彩色成分，在光进入电荷耦合元件之前，预先消除各原色影像资料之间的叠加，简化后续的处理，另外，该装置还可置于电荷耦合元件与滤光片组之间，也可设置于两者外部。不但适用于以滤光片滤出影像原色成分的彩色光学扫描装置，也适用于以彩色电荷耦合元件作为输入元件的彩色光学扫描装置。
以下结合附图，描述本实用新型的实施例，其中图1为电荷耦合元件对以三原色滤光片过滤的三原色光的光谱为响应特性示意图；图2为本实用新型彩色光学感测元件模组件实施例的结构示意图；图3为经过本实用新型彩色光学感测元件模组件的彩色校正装置校正光线后，以CCD感测的频谱响应特性示意图；图4为本实用新型彩色光学感测元件模组件校正后，通过校正装置、滤光片而进入CCD的光线频谱响应特性示意图。
图2表示本实用新型彩色光学感测元件模组件第一实施例的结构示意图。如图所示，本实施例所使用的电荷耦合元件有三组11、12、13，在每组电荷耦合元件的入光侧表面，分别涂以三原色滤光膜，使三组电荷耦合元件11、12、13可分别感测任一种原色光线。三组组成所谓“彩色CCD”。
色彩校正装置3的位于上述三组电荷耦合元件11、12、13的入射位置，该色彩校正装置3可允许窄波宽光线穿透，使该三组电荷耦合元件11、12、13分别感测下列波长的光线蓝光415nm-490nm绿光520nm-580nm红光600nm-700nm本实用新型所适用色彩校正装置3，为一种涂有窄波宽(narrow band)滤光膜的滤光片。在应用上，上述窄波宽滤光膜，接近于三原色的波宽。在本实施例中所用的滤光膜，可以仅使下列波长的光通过蓝光415nm-490nm绿光520nm-580nm红光600nm-700nm图3表示经本实用新型彩色光学感测元件模组件的彩色校正装置校正通过光线后，以CCD感测的频谱响应特性示意图。如图所示，通过本实用新型色彩校正装置3的光线频宽集中在三原色部分，彼此不产生叠加。
图4表示以本实用新型彩色光学感测元件模组件校正后，通过校正装置、滤光片而进入CCD的光线频谱响应特性示意图。如图所示，本实用新型彩色光学感测元件模组件校正之后，经由滤光片组2、校正装置3而进入电荷耦合元件1的穿透光谱，均集中在下列范围蓝光420nm-485nm绿光525nm-570nm红光605nm-640nm各原色成分光线均不会产生叠加，也不会形成影像处理时的杂讯。
本实用新型实现特殊效果的原因，可以表示如下设光源光谱函数为L(λ)校正装置的光谱函数为F(λ)红色滤光片的光谱函数为R(λ)绿色滤光片的光谱函数为G(λ)蓝色滤光片的光谱函数为B(λ)再设CCD各传感器的传感器感光亮度LR=∫λ1λ2L(λ)·R(λ)dλ]]>LG=∫λ1λ2L(λ)·G(λ)dλ]]>LB=∫λ1λ2L(λ)·B(λ)dλ]]>λ1，λ2为光源光谱的起始值及终点值。校正装置校正后CCD的感光亮度为LR=∫λ1λ2L(λ)·F(λ)·R(λ)dλ]]>LG=∫λ1λ2L(λ)·F(λ)·G(λ)dλ]]>LB=∫λ1λ2L(λ)·F(λ)·B(λ)dλ]]>故经F(λ)的校正装置，可消除其余非本色光进入CCD内感光，从而减少杂讯，增加色彩的鲜艳。
权利要求1.一种光学扫描器，其特征在于，所述光学扫描器包括一彩色光学感测元件模组件，所述元件模组件包括一组可感测入射光线的明暗度并转换成电信号输出的光学影像感测元件；一设于所述光学影像感测元件的光线入射位置的色彩校正装置；所述色彩校正装置允许至少波长接近三原色的窄波宽光线通过并被所述光学影像感测元件感测。
2.如权利要求1所述的光学扫描器，其特征在于，所述彩色光学感测元件模组件的所述色彩校正装置由所述光学影像感元件感测的光线波长包括415nm-490nm、520nm-580nm及600nm-700nm。
3.一种光学扫描器，包括一发出供扫描用的光线的光源；至少一组感测入射光线的明暗，并转换为电信号形式输出的光学影像感测元件；至少一位于所述一组光学影像感测元件的入射位置，并允许至少一种原色光线穿透的滤光薄膜；一位于所述一组光学影像感测元件的入射位置的色彩校正装置；其特征在于，所述色彩校正装置允许穿透的并由所述至少一组光学影像感测元件感测的光线波长包括蓝光420nm-485nm；绿光525nm-570nm；红光605nm-640nm。
专利摘要一种光学扫描器,其包括用于影像扫描器的彩色光学感测元件模组件,其在彩色电荷耦合元件前方,设置一色彩校正装置,以纯化进入光学耦合元件的影像资料的色彩成分,消除各原色影像资料之间的串讯。
文档编号G01D15/14GK2300091SQ9720989
公开日1998年12月9日 申请日期1997年4月16日 优先权日1997年4月16日
发明者蔡振财 申请人:鸿友科技股份有限公司