专利名称：一种高分辨率的线阵图像读取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种图像读取装置，具体说是一种高分辨率的线阵图像读取装置。
背景技术：
图1是现有线阵图像读取装置的断面图，图中1是能发出光并均勻照射原稿的线 照明光源，2在原稿移动方向的垂直方向上延伸至整个读取范围并能将原稿反射光进行聚 焦的透镜阵列，3是多个排列成直线的用于接收透镜阵列2所汇聚光的传感器芯片，4是搭 载上述传感器芯片的传感器基板，6是容纳光源1、透镜阵列2、传感器基板4的框架，5是 设置在框架6上的搭载原稿的玻璃板，10为原稿。图2是现有线阵图像读取装置的搭载传感器芯片的传感器基板的结构示意图，复 数个传感器芯片3在基板4上沿直线排列，传感器芯片3表面上设有线阵排列的感光像素 30，用于将接收到的光信号转换成电信号。每个传感器芯片3上的感光像素30的排列都 是均勻的，其排列周期为P。P的大小由感光像素的密度(分辨率)决定，例如对于分辨率为 200DPI的像素密度来说，P的值为0. 127mm。像素密度越高，P的值越小，像素密度为600DPI 时，P的值只有42微米。在上述图像读取装置中，光源1发出的光，透过玻璃板5，照射到外面的原稿10上 ，原稿10上的文字黑色区域光被吸收，而在原稿其它的白色底色区域，光几乎100%被反 射，这些反射光再穿过玻璃板5，被透镜阵列2收集，照射到传感器基板4上搭载的传感 器芯片3的表面。传感器芯片3的表面上有线阵排列的感光像素30，这些感光像素30在芯 片内部的电路的控制下将接收到的光信号转换成电信号，并经过驱动电路输出，作为图像 (文字)信息向外输出。原稿不断移动，其上所记载的图像信息(文字)就会被连续读取下 来。但是在上述线阵图像读取装置中，由于传感器基板4上搭载有多个传感器芯片3， 并且传感器芯片3沿直线方向组装在传感器基板4上，传感器芯片3之间存在一定的组装 间隙Lgap，因此在两个传感器芯片交界的地方，像素的排列周期P’与正常像素的排列周期 P是不同的，P’与P的差异，对读取的图像质量存在着影响，并且线阵图像读取装置的分辨 率越高影响越大。如果P’ =P (低分辨率时)，芯片交界处的像素排列周期与正常的像素排列相同，说 明芯片间隙不会对分辨率(或图像质量)造成影响。但在高分辨率时，例如对于1200DPI的 高分辨率的线阵图像读取装置，像素排列的周期P为21. 2微米，而实际组装过程中如果传 感器芯片的间隙为80微米，则P’约为100微米左右，即P’ =5P，也就是说传感器芯片间隙 约占有4个像素大小的距离，在图像读取时这一范围内没有感光像素，所以无法读取到这 一范围所对应的原稿上的图像信息，使读取的图像失去了完整性。并且传感器芯片的间隙 越大，丢失的图像信息也就越多。为了减少传感器芯片间隙造成的图像信息的丢失，公开号CN1678012A的专利中在透镜与传感器基板之间加入了在传感器芯片间隙处设有凹凸结构的透光板(该专利的图 10)，将芯片间隙处的光信号导入到芯片端部相近的感光像素之中，这种结构虽然将芯片间 隙处的光信号进行了利用，但是并没有将这些光信号具体地还原成该处的图像信息，而是 将这些信号叠加到了附近的感光像素上。对于读取到的图像而言，将传感器芯片间隙处的 信号叠加到附件的感光像素上，虽然减少了图像信息的丢失，但这种方法会造成叠加处的 图像产生失真，也达不到真正还原图像的目的。上述线阵图像读取装置存在以下问题由于传感器芯片之间组装时存在着间隙， 在图像读取时芯片间隙之间的图像信息会丢失或使相邻图像失真，尤其是对于高分辨率的 图像读取装置，同样的芯片间隙，所对应的感光像素的数量也就越多，造成的失真也就越严重。发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种对即使传感器芯片之间存在 间隙，也能够完整地还原图像信息使读取的图像质量不发生劣化的高分辨率线阵图像读取装置。本实用新型可以通过如下措施达到一种高分辨率的线阵图像读取装置，包括能照射原稿的光源，在原稿移动方向的 垂直方向上延伸至整个读取范围并能将原稿反射光进行聚焦的透镜阵列，多个排列成直线 的能接收透镜阵列汇聚光的传感器芯片，传感器芯片表面上设有线阵排列的将光信号转换 成信号的感光像素，搭载前述传感器芯片的传感器基板，以及在传感器基板与透镜阵列之 间设置的对传感器芯片间隙处进行光调节的透光板，其特征在于传感器芯片两端一定范围 内的感光像素是非均勻排列的。本实用新型的线阵图像读取装置，传感器芯片上的正常感光像素的排列周期为P， 在芯片端部一定范围内的感光像素的排列周期小于P，并且越靠近芯片端部时排列周期越 小。排列周期的减小也是指感光像素的面积越小。本实用新型的线阵图像读取装置，传感器芯片端部一定范围内非均勻排列的感光 像素的数量为在原来N个像素区域内增加了 η个像素，即在原来Ν*Ρ范围内排列有Ν+η个像素。本实用新型的线阵图像读取装置，传感器芯片两端非均勻区的感光像素是对称排 列的。本实用新型的效果是，将传感器芯片在组装时产生的间隙所对应的宽度换算成所 能构对应的感光像素的个数，然后将所对应的个数设置在传感器芯片的两端的区域，使传 感器芯片两端的部分区域的像素密度增加，同时使用对传感器芯片间隙处具有折光作用的 透光板将照射到传感器芯片间隙处的光信号折射到传感器芯片的两端，由传感器芯片两端 新增加的像素进行接收，从而能完整地保留传感器芯片间隙处的图像信息，大大提高了图 像的读取质量。
。图1为现有线阵图像读取装置的截面示意图。图2为现有线阵图像读取装置的传感器芯片排列结构示意图。[0019]图3为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的截面示意图。图4为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透镜阵列、透光板、基板的位置 关系示意图。图5为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透光板的结构示意图。图6为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透光板的光折射区的结构示意 图。图7为透光板折射区的光的偏转角度的示意图图8为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的传感器芯片的结构示意图图9为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的传感器芯片的端部的俯视放大 示意图。图10为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透光板的光折射区与传感器 芯片的位置关系图。图11为本实用新型实施例2的线阵图像读取装置的透光板的另一种光折射区的 结构示意图。图12为本实用新型实施例4的线阵图像读取装置的传感器芯片的端部的俯视放 大示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。实施例1 图3是本实用新型实施例1的断面结构图，图中1是能发出光并均勻照 射原稿的线照明光源，2是在原稿移动方向的垂直方向上延伸至整个读取范围并能将原稿 反射光进行聚焦的透镜阵列，3是多个排列成直线的用于接收透镜阵列2所汇聚光的传感 器芯片，4是搭载上述传感器芯片的传感器基板，6是容纳光源1、透镜阵列2、传感器基板 4的框架，5是设置在框架6上的搭载原稿的玻璃板，7是为线阵图像读取装置提供电源、驱 动信号及向外输出读取的图像信号的插座，8是对传感器芯片间隙处进行光折射的透光板， 10为原稿。图4为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透镜阵列、透光板、传感器芯片 及传感器基板的位置关系示意图。30是传感器芯片表面线阵排列的感光像素，80是透光板 8上设置的在传感器芯片间隙处进行光折射的光折射区，在本实施例中采用三角形的结构， 设置于靠近传感器芯片侧的表面上，位于传感器芯片的间隙处，其排列周期与传感器芯片 的排列周期相同。其余符号与图3相同的其功能与图3相同或相当。图5为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透光板的侧视示意图。光折射 区80贯穿于透光板靠近传感器芯片侧的表面(传感器芯片排列方向的垂直方向)。排列周 期为A (传感器芯片的排列周期)。图6为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的透光板的光折射区的结构示意 图。本实用新型中的透光板是由聚丙烯材料制成的透明板，折射率为1.5，也可以采用其它 透明材料。在本实施例中折射区采用三角形的结构，折射区的宽度为a，深度为b。光源1发出的照射到原稿上被原稿反射后反射光被透镜阵列2收集，反射光穿过 透镜阵列2后照射到透光板上并穿过透光板射向传感器芯片。光穿过透光板时，在没有折 射区的地方光穿过透光板后垂直射向传感器芯片表面，在有折射区的地方光穿过透光板时 方向发生改变，透光板光的折射率为1.5，而空气的折射率为1.0，所以光经过折射区时光的方向向折射区的两侧发生偏转。图7为透光板折射区的光的偏转角度表示图，θ 1为光经过透光板的折射区表面 时的入射角，θ 2为光穿过透光板的折射区表面时的折射角，α为光的偏转角。根据光的 折射原理，nlSine l=n2 Sin θ 2，因为 nl=l. 5，n2=l. 0，所以，Sin θ 2=1. 5 Sin θ 1，而偏转角 α = θ2-θ I0根据透光板折射区的结构，可根据a和b的值求出偏转角α图8为本实用新型实施例1的传感器芯片的结构示意图，传感器芯片的大小为长 度L为18. 27mm,宽W和高H均为0. 35mm,分辨率为1200DPI。一个传感器芯片上有864个 感光像素，感光像素的周期P约为22微米，传感器芯片中部为正常密度排列的感光像素，在 传感器芯片两端N*P的范围内是的增加密度后的感光像素分布。图9为本实用新型实施例1的线阵图像读取装置的传感器芯片的端部的俯视放大 示意图。在传感器芯片中部，感光像素是均勻排列的，均勻排列的感光像素的尺寸为X=20 微米，高度Y=40微米，像素与像素之间的间隔为2微米。在传感器芯片端部Ν*Ρ范围内为 感光像素的非均勻排列区，本实施例中采用Ν=8，η=2的像素排列方式，即在原来8个感光像 素的区间内排列有10个感光像素。在感光像素的非均勻排列区，每个像素的排列周期或感光像素的大小是不同的， 并且从中部到端部排列周期是逐渐减小的。在本实施例中感光像素之间的间隙是固定不变 的，与均勻区的间隙相同即为2微米，感光像素的高度也与均勻区相同即为40微米，排列周 期的变化反映在感光像素的宽度尺寸X的变化。在原来的8个像素的176微米(22*8=176)的范围内排列10像素，新的排列周期 的平均值为176/10=17. 6微米，如果像素的排列间隙不变仍为2微米，则感光像素的平均宽 度为15. 6微米，与原像素宽度20相比，减小了 4. 4微米。如果新的感光像素的大小在平均 值上下均勻变化，则其变化的范围为8. 8微米，因为有10个像素，所以像素宽度每一级的变 化量为0.88微米。表1为感光像素非均勻排列区的10个像素对应的宽度及排列周期。表 权利要求1.一种高分辨率的线阵图像读取装置，包括能照射原稿的光源，在原稿移动方向的垂 直方向上延伸至整个读取范围并能将原稿反射光进行聚焦的透镜阵列，多个排列成直线的 能接收透镜阵列汇聚光的传感器芯片，传感器芯片表面上设有线阵排列的将光信号转换成 电信号的感光像素，搭载前述传感器芯片的基板，以及在基板与透镜阵列之间设置的对传 感器芯片间隙处进行光调节的透光板，其特征在于传感器芯片两端一定范围内的感光像素 为非均勻排列的。
2.根据权利要求1所述的一种高分辨率的线阵图像读取装置，其特征在于传感器芯片 的感光像素的排列周期为P，在芯片端部一定范围内的感光像素的排列周期小于P。
3.根据权利要求2所述的一种高分辨率的线阵图像读取装置，其特征在于传感器芯片 端部一定范围内的感光像素的排列周期越靠近芯片端部时排列周期越小。
4.根据权利要求3所述的一种高分辨率的线阵图像读取装置，其特征在于传感器芯片 端部一定范围内的感光像素越靠近芯片端部时感光像素的面积越小。
5.根据权利要求4所述的一种高分辨率的线阵图像读取装置，其特征在于传感器芯片 端部一定范围内非均勻排列的感光像素的数量为在原来N个像素区域内增加了η个像素， 即在Ν*Ρ范围内排列有Ν+η个像素。
6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种高分辨率的线阵图像读取装置，其特征在于传 感器芯片两端部一定范围内的感光像素的排列是对称分布的。
专利摘要本实用新型公开了一种高分辨率的线阵图像读取装置，包括能照射原稿的光源，在原稿移动方向的垂直方向上延伸至整个读取范围并能将原稿反射光进行聚焦的透镜阵列，多个排列成直线的能接收透镜阵列汇聚光的传感器芯片，传感器芯片表面上设有线阵排列的将光信号转换成电信号的感光像素，搭载前述传感器芯片的基板，以及在基板与透镜之间设置的对传感器芯片间隙处进行光调节的透光板，其特征在于传感器芯片两端一定范围内的感光像素为非均匀排列的，本实用新型能够消除高分辨率图像读取时传感器芯片之间的间隙造成的图像丢失问题，提高图像读取的质量。
文档编号H01L27/146GK201830341SQ20102055877
公开日2011年5月11日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者戚务昌 申请人:威海华菱光电有限公司