专利名称：数字式多段扫描图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字式多段扫描图像传感器，属于光电技术应用技术领域。
背景技术：
传统的接触式图像传感器(CIS)主要由壳体、安装在壳体顶部的玻璃以及安装在壳体内的光电传感器阵列、LED光源阵列、柱状透镜阵列、移位寄存器和模拟开关等构成。其原理是通过紧贴扫描稿件表面进行接触式扫描，利用接触式感光器件，对扫描内部光源照射到扫描原稿上的反射光进行感光后将光信号转变为模拟电信号。
由于接触式图像传感器(CIS)具有体积小、价格低、结构简单、安装方便等优点，所以被广泛地应用于传真机、低档扫描仪及条码解码器等领域。
近几年由于对图像扫描需求的不断提高，传统的接触式图像传感器已不符合要求，分段输出多光源接触式图像传感器应运而生，其主要由壳体、安装在壳体顶部的玻璃、以及安装在壳体内的光源、光传感器和电路板构成；所述光传感器由多块CIS晶片组成，构成光传感器的多块CIS晶片被分成若干个独立的工作的段，每段CIS晶片的时钟信号CLK和行控制信号SI相连在一起，每段CIS晶片分别产生与反射光强度对应的模拟电输出信号SIG1、SIG2、……SIGn，并行输出。为了提高光源可控性，每个光源又包含有两种或两种以上不同颜色的可以独立点亮的发光组，从而满足不同滤光特性的要求。
然而，这种分段输出多光源接触式图像传感器也存在以下几点缺陷，从而限制了其应用范围，主要包括1、信号输出与传统接触式图像传感器(CIS)毫无区别，皆为模拟小电信号，但信号频率却有了很大提高，从而抗干扰性能差，传输距离近，且接口复杂；2、由于光电感光器件特性的不一致，造成了各像素点线性、一致性存在最大10％的偏差，图像后期处理量大。
发明内容针对现有技术的缺陷，本发明提供一种扫描速度高、传输距离远、抗干扰性强、改善图像质量的数字式多段扫描图像传感器。
一种数字式多段扫描图像传感器，包括机械部件、光电感应器件和电路部分，电路部分包含一个数字信号转换电路，数字信号转换电路包括电源转换部分、AD转换控制部分、参数存储部分、数据处理和传输部分，各部分之间电连接。
电源转换部分由电源芯片U1、U2、U3及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U1、U2用集成电路LT1765，U3用集成电路ADP3331ART。
AD转换控制部分由图像专用AD器件U4、U5、U6、U7及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U4、U5、U6、U7用集成电路WM8214。
参数存储部分由串行可擦除存储器U8及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U8用集成电路AT93C86。
数据处理、传输部分由FPGA器件U9及晶振、阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U9用集成电路EP1C6T144C8。
本发明的工作方法如下AD转换控制部分实现对光电感应器件并行输出的多段模拟电信号进行数字转换，数据处理、传输部分对图像数字信号进行采集，并进行相应处理后通过FPGA器件提供的高速LVDS接口，将数据传输出去；同时用户也可通过LVDS接口对多段扫描图像传感器进行工作模式设置、参数传输；具有以下三种工作模式(1)原始图像工作模式可根据用户的设置，实现不同分辨率、不同滤色需求的原始图像的扫描和输出；原始图像是不经过任何预处理的原始数据，不能排除由于光电感光器件特性的不一致造成的图像质量偏差；(2)色差校正参数生成工作模式基于原始图像工作模式下，利用FPGA的高速实时处理功能，根据图像线性、一致性算法生成各像素点的校正参数，并存入参数存储部分，以便后期可对每个像素点根据此参数，弥补由于光电感光器件特性的不一致而造成的图像质量偏差；(3)标准工作模式此为常用工作模式，FPGA根据色差校正参数生成工作模式下生成的校正参数，实时完成对每个像素点的色差校正，取得像质良好的图像。
本发明采用以上技术方案，具有以下优点1、由于本发明中应用了高速LVDS数字接口，使得多段扫描图像传感器数据传输速度快、抗干扰性能强、传输距离远，便于应用。
2、图像清晰、质量高；由于在数据传输前，对每个像素点进行了色差校正，从而排除了由于光电感光器件特性的不一致而造成的图像质量偏差。
(四)
图1为本发明的结构方框图。
图2为多段扫描图像传感器外形图。
图3为数字信号转换电路中电源转换部分电路图。
图4为数字信号转换电路中AD转换控制部分电路图。
图5为数字信号转换电路中数据处理、传输部分电路图。
其中，1、光电感应器件，2、光传感器模拟信号输出控制，3、AD转换控制部分，4、数据处理、传输部分，5、高速LVDS接口接插件，6、参数存储部分，7电源转换部分，8、机械部件。
具体实施方式
实施例本发明的结构如图1-图6所示。
包括机械部件、光电感应器件和电路部分，电路部分包含一个数字信号转换电路，数字信号转换电路包括电源转换部分、AD转换控制部分、参数存储部分、数据处理和传输部分，各部分之间电连接。
电源转换部分由电源芯片U1、U2、U3及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U1、U2用集成电路LT1765，U3用集成电路ADP3331ART。
AD转换控制部分由图像专用AD器件U4、U5、U6、U7及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U4、U5、U6、U7用集成电路WM8214。
参数存储部分由串行可擦除存储器U8及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U8用集成电路AT93C86。
数据处理、传输部分由FPGA器件U9及晶振、阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U9用集成电路EP1C6T144C8。
本发明的工作方法如下AD转换控制部分实现对光电感应器件并行输出的多段模拟电信号进行数字转换，数据处理、传输部分对图像数字信号进行采集，并进行相应处理后通过FPGA器件提供的高速LVDS接口，将数据传输出去；同时用户也可通过LVDS接口对多段扫描图像传感器进行工作模式设置、参数传输；具有以下三种工作模式(1)原始图像工作模式可根据用户的设计，实现不同分辨率、不同滤色需求的原始图像的扫描和输出；原始图像是不经过任何预处理的原始数据，不能排除由于光电感光器件特性的不一致造成的图像质量偏差；(2)色差校正参数生成工作模式基于原始图像工作模式下，利用FPGA的高速实时处理功能，根据图像线性、一致性算法生成各像素点的校正参数，并存入参数存储部分，以便后期可对每个像素点根据此参数，弥补由于光电感光器件特性的不一致而造成的图像质量偏差；(3)标准工作模式此为常用工作模式，FPGA根据色差校正参数生成工作模式下生成的校正参数，实时完成对每个像素点的色差校正，取得像质良好的图像。
权利要求
1.一种数字式多段扫描图像传感器，包括机械部件、光电感应器件和电路部分，其特征在于，电路部分包含一个数字信号转换电路，数字信号转换电路包括电源转换部分、AD转换控制部分、参数存储部分、数据处理和传输部分，各部分之间电连接。
2.如权利要求1所述的数字式多段扫描图像传感器，其特征在于，电源转换部分由电源芯片U1、U2、U3及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U1、U2用集成电路LT1765，U3用集成电路ADP3331ART。
3.如权利要求1所述的数字式多段扫描图像传感器，其特征在于，AD转换控制部分由图像专用AD器件U4、U5、U6、U7及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U4、U5、U6、U7用集成电路WM8214。
4.如权利要求1所述的数字式多段扫描图像传感器，其特征在于，参数存储部分由串行可擦除存储器U8及阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U8用集成电路AT93C86。
5.如权利要求1所述的数字式多段扫描图像传感器，其特征在于，数据处理、传输部分由FPGA器件U9及晶振、阻容器件组成，各部分在PCB板上通过布线实现电连接；U9用集成电路EP1C6T144C8。
6.一种数字式多段扫描图像传感器，其特征在于，工作方法如下AD转换控制部分实现对光电感应器件并行输出的多段模拟电信号进行数字转换，数据处理、传输部分对图像数字信号进行采集，并进行相应处理后通过FPGA器件提供的高速LVDS接口，将数据传输出去；同时用户也可通过LVDS接口对多段扫描图像传感器进行工作模式设置、参数传输；具有以下三种工作模式(1)原始图像工作模式可根据用户的设置，实现不同分辨率、不同滤色需求的原始图像的扫描和输出；原始图像是不经过任何预处理的原始数据，不能排除由于光电感光器件特性的不一致造成的图像质量偏差；(2)色差校正参数生成工作模式基于原始图像工作模式下，利用FPGA的高速实时处理功能，根据图像线性、一致性算法生成各像素点的校正参数，并存入参数存储部分，以便后期可对每个像素点根据此参数，弥补由于光电感光器件特性的不一致而造成的图像质量偏差；(3)标准工作模式此为常用工作模式，FPGA根据色差校正参数生成工作模式下生成的校正参数，实时完成对每个像素点的色差校正，取得像质良好的图像。
全文摘要
数字式多段扫描图像传感器，包括机械部件、光电感应器件和电路部分，电路部分包含一个数字信号转换电路，数字信号转换电路包括电源转换部分、AD转换控制部分、参数存储部分、数据处理和传输部分，各部分之间电连接。AD转换控制部分实现对光电感应器件并行输出的多段模拟电信号进行数字转换。数据处理、传输部分对图像数字信号进行采集，并进行相应处理后通过FPGA器件提供的高速LVDS接口，将数据传输出去。同时用户也可通过LVDS接口对多段扫描图像传感器进行工作模式设置、参数传输。
文档编号H04N3/15GK1968359SQ20061006964
公开日2007年5月23日 申请日期2006年8月3日 优先权日2006年8月3日
发明者马磊, 周晓东, 项庆敏 申请人:山东山大鸥玛软件有限公司