图像采集设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种图像采集设备。其中，该设备包括：发光器件；透明板，设置在发光器件的光发射方向上，透明板上设置有用于校正设备的基准物；图像采集器件，面向透明板；处理器，连接图像采集器，用于根据图像采集器所采集的图像中显示的基准物校正采集的图像。本实用新型解决了环境变化和光源老化容易对图像采集设备获取的图像造成影响的技术问题。
【专利说明】图像采集设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及图像设备领域，具体而言，涉及一种图像采集设备。
【背景技术】
[0002]目前，接触式图像传感器已经广泛应用在传真机、扫描仪、点验钞机、自动存取款机等领域，其中，由于接触式图像传感器采用了向采集对象打光再获取光照射下的采集对象的图像的方式，因此这一类设备对于环境的适应能力相对于普通的图像采集设备如数码相机通常较强。然而在环境变化较大，比如温度大幅度变化时，如温度等环境参数的变化可能会导致光电转换芯片在同等光照情况下输出不同幅值的电信号，这将造成使用同一图像采集器件在不同温度下采集同一张原稿时所得到的图像表现出较大差异的问题。在另一方面，由于接触式图像传感器所使用的光源的发光强度会随着使用时间的增长而衰减，导致同一个接触式图像传感器在使用期限内的不同时间采集同一张原稿所获得的图像也会存在较大差异。此外，还有其他影响接触式图像传感器输出稳定性的因素，在此不一一列举。
[0003]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
[0004]本实用新型实施例提供了一种图像采集设备，以至少解决环境变化和光源老化容易对图像采集设备获取的图像造成影响的技术问题。
[0005]根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种图像采集设备，包括:发光器件；透明板，设置在上述发光器件的光发射方向上，上述透明板上设置有用于校正上述设备的基准物；图像采集器件，面向上述透明板；处理器，连接上述图像采集器，用于根据上述图像采集器所采集的图像中显示的上述基准物校正上述采集的图像。
[0006]优选地，上述透明板至少包括一个透明区域，上述透明区域的宽度大于预设宽度值，上述预设宽度值根据采集对象的外轮廓的宽度设置，其中，上述基准物设置在上述透明板上除上述透明区域之外的区域上。
[0007]优选地,上述发光器件包括一个或多个光源，用于发射多个类型的光，其中，上述多个类型的光包括以下至少之一:可见光、紫外光、红外光；上述基准物包括与上述多个类型中的每一类型的光对应的结构。
[0008]优选地，与上述每一类型的光对应的结构包括以下至少之一:反射结构、受光激发结构、透射结构。
[0009]优选地，上述基准物包括以下至少之一:白基准样张、荧光基准样张、透射基准样张。
[0010]优选地，上述设备还包括:存储器，连接上述处理器，用于存储与上述图像采集器所采集的历史图像中显示的上述基准物对应的校正信息，其中，上述校正信息用于校正上述图像采集器所采集的当前图像。优选地，上述发光器件与上述图像采集器件位于上述透明板的同一侧。[0011]优选地，上述设备还包括:框体，与上述透明板共同形成封闭空间，其中，上述发光器件与上述图像采集器件位于上述封闭空间内，或者，上述发光器件、上述图像采集器件与上述处理器均位于上述封闭空间内。
[0012]优选地，上述基准物设置在上述透明板的表面和/或内部。
[0013]优选地，上述基准物设置在上述透明板的表面，其中，上述透明板的表面设置有凹槽，上述基准物位于上述凹槽内；和/或，上述基准物上设置有透明的保护层。
[0014]优选地，上述设备还包括:伺服系统，用于使上述发光器件及上述图像采集器件与采集对象之间发生相对运动。
[0015]在本实用新型实施例中，采用照射采集对象、然后采集被照射的该采集对象的图像实现图像的获取，进而采用设置在透明板上的基准物来实现对采集到的图像的校正，从而消除环境变化和光源老化等因素对设备所获取的图像的影响，解决了环境变化和光源老化容易对图像采集设备获取的图像造成影响的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1是根据本实用新型实施例的一种可选的图像采集设备的主视图；
[0018]图2是根据本实用新型实施例的一种可选的图像采集设备的俯视图；
[0019]图3是根据本实用新型实施例的一种可选的图像采集设备的A-A面的剖视图；
[0020]图4是根据本实用新型实施例的另一种可选的图像采集设备的主视图；
[0021]图5是根据本实用新型实施例的另一种可选的图像采集设备的俯视图；
[0022]图6是根据本实用新型实施例的另一种可选的图像采集设备的B-B面的剖视图。
【具体实施方式】
[0023]下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]实施例1
[0025]根据本实用新型实施例，提供了一种图像采集设备，如图1所示，该设备包括:
[0026]I)发光器件；
[0027]2)透明板，设置在发光器件的光发射方向上，透明板上设置有用于校正设备的基准物；
[0028]3)图像采集器件，面向透明板；
[0029]4)处理器，连接图像采集器，用于根据图像采集器所采集的图像中显示的基准物校正采集的图像。
[0030]应当明确的是，本实用新型技术方案所要解决的问题之一是提供一种设备，以实现对采集对象的图像的获取和校正，其中，对于由近距离或接触式图像传感器获取的采集对象的图像而言，图像的获取通常是采用照射采集对象、然后采集被照射的该采集对象的图像的方式，在本实用新型实施例中，这一工作通常是由图像采集器件完成的，其中，采集对象可以放置在图像采集器件的图像采集区域内，进而采集对象可以显示在该图像采集器件所采集的图像中。由此可知，本实用新型实施例中所述的图像采集设备表示能够实现对图像的采集的设备，而并不仅限于通过图像采集器件与采集对象之间的相对移动以获取采集对象的整体图像的一类扫描设备。
[0031]在本实用新型实施例中，图像采集器件通常可以包括用于成像的光学组件和光电转换电路，其中，该光学组件可以包括透镜或透镜组，用于将图像采集器件的一个尺寸较大的图像采集区域内的所有对象成像到尺寸较小的光敏元件上，其中，上述光学组件中的透镜组既可以沿光轴方向排列以改善成像特性，也可以平行于光轴方向排列以扩大成像区域，本实用新型对此不作限定。上述光电转换电路通常可以包括光传感器或者说光电转换芯片及与之对应的线路基板，用于感测成像到该光电转换芯片中的光敏元件如硅光电池上的光学图像，并将其转换为电信号，进而可以将电信号所表示的模拟量转换为数字信号，以形成与图像采集器件的采集区域中的所有对象对应的数字图像，作为图像采集器件所采集的图像。
[0032]通过上述方式，本实用新型实施例可以实现对采集对象的图像的获取，进一步地，在本实用新型实施例中，还可以结合处理器和透明板上的基准物实现对图像采集器件所采集到的图像的校正，以消除环境变化和光源老化等因素对设备所获取的图像的影响。其中，图像采集器件所采集的图像中显示出的基准物可以为处理器提供校正图像的参照，处理器则可以根据这一参照对采集到的图像中所显示的位于透明板的一侧或另一侧的采集对象进行校正，例如对亮度、灰度和色彩的补正等。
[0033]以下将结合图1所示的一个具体的实施例对本实用新型技术方案作更为详细的描述。如图1至图3所示的接触式图像传感器可以包括框体102、光源104、透明板106、基准物108、光学透镜110、光电转换芯片112、线路基板114、以及接线端116，其中，接线端116可以用于连接处理器。
[0034]图1提供了该接触式图像传感器的主视图，其中，作为发光部件的光源104以及作为图像采集器件的光电转换芯片112和线路基板114可以组装在框体102内，采集对象、t匕如文字面朝下的稿纸可以置于透明板106的上方，而采集到的图像则可以通过接线端116传输到外置的处理器。也即，在本实用新型实施例中，上述图像采集设备可以包括框体，且该框体可以与透明板共同形成封闭空间，其中，发光器件与图像采集器件可以位于该封闭空间内，此外，在本实用新型的一些实施例中，处理器也可以位于该封闭空间内。
[0035]图2提供了该接触式图像传感器的俯视图，其中，透明板106的宽度可以与上述稿纸的宽度相对应，比如可以是略小于稿纸宽度，而在稿纸宽度的透明区域外，透明板106还可以包括设置于其上的基准物108，其中，该基准物108可以是用于校正可见光图像的白基准样张，也可以是用于校正紫外光图像或者荧光图像的荧光基准样张，本实用新型对此不作限定。也即，在本实用新型实施例中，透明板可以至少包括一个透明区域，该透明区域的宽度大于预设宽度值，该预设宽度值可以根据采集对象的外轮廓的宽度设置，其中，基准物设置在透明板上除透明区域之外的区域上。
[0036]图3提供了该接触式图像传感器的A-A面剖视图，其中，当透明板106上方置有上述稿纸时，可以通过光源104向该稿纸以及基准物108打光，而位于图像采集区域内的稿纸及基准物108则可以通过光学透镜110成像到光电转换芯片112上，进而转换为电信号输出，从另一个角度而言，在本实用新型实施例中，其工作过程也可以视为由原稿反射的带有图像信息的光照射到光电转换芯片上，再被光电转换芯片转换为电信号，其中，该电信号也可以在光电转换芯片中被重组为原稿图像，也可以在后续处理操作中完成，本实用新型对此不作限定。其中，基于该电信号所生成的数字图像中既可以用于显示稿纸的内容，还可以用于显示基准物108，从而处理器可以根据该电信号对稿纸的图像进行校正，例如，对于光源老化造成的光源104变暗的问题，若处理器检测到采集到的图像中所显示的基准物108的亮度下降，则可以采用一个较大的明补正系数来上调稿纸图像的整体亮度。当然，这只是一种示例，在本实用新型的一些实施例中，造成采集对象的图像失真的因素并不限于光源的老化，此外，还可以对显示有采集对象的图像的其他参数进行调整，比如温度变化通常会造成对采集的图像的色温或色差的影响，因此对采集到的图像的校正也可以针对图像的色彩相关的参数等，本实用新型对此均不作任何限定。
[0037]具体地，图3中所示的光学透镜110可以是沿光轴设置的透镜组，且该透镜组可以有N个，沿垂直于图3的纸面方向、或者说该接触式图像传感器的宽度方向依次排列，其中，这N个透镜组中可以有一个或多个对准基准物108，而其他透镜组则可以用于稿纸透过透明板106的透明区域的成像。
[0038]值得注意的是，在图1至图3所示的图像采集设备中，基准物108被设置在透明板106的表面，且该透明板106的表面可以设置有凹槽，基准物108可以置于该凹槽内。然而在本实用新型其他的一些实施例中，基准物也可以设置在透明板的内部，或者是图3中所示的透明板106的下方等，本实用新型对此不作限定。进一步可选地，在本实用新型实施例中，基准物上还可以设置有透明的保护层，从而在一方面可以将基准物固定在透明板上，另一方面也可以起到保护基准物的作用。
[0039]通过上述实施例，对本实用新型技术方案及其原理进行了阐述，然而应当理解的是，该实施例仅用于对本实用新型的理解，并不应视为对本实用新型构成限定，例如，在本实用新型的一些实施例中，光源104也可以有多个，同样沿垂直于图3的纸面方向排列，或者，处理器芯片也可以设置在框体内，等，需要说明的是，类似的实施方式均应视为在本实用新型的保护范围之内。
[0040]在以上描述的基础上，在本实用新型实施例中，用于照射采集对象的光的类型可以有多种，并且与不同类型的光所配合使用的采集对象也可以有不同的表现形式。例如，对于扫描仪而言，用于照射作为采集对象的稿纸的光可以是白光，或者说由同等光强的红光、绿光和蓝光合成的具有一定光强的光，而与之对应的稿纸可以是带有普通油墨字迹的书写或复印用纸，从而在白光照射下获取的该稿纸的图像可以具有较为合适的亮度、且图像中的字迹也可以具有较好的对比度。在另一方面，对于验钞机而言，用于照射作为采集对象的待验钞票的光可以是波长位于200nm至400nm的紫外光波段的紫外光，常见的如波长为365nm的紫外光，而与之对应的待验钞票上可以具有感光成分，比如使用无色荧光油墨印刷的荧光字，或者是假钞中常见的在漂白处理后残留的荧光成分等，这些感光成分可以在紫外光的照射下受到激发并发出波长位于可见光波段的荧光，从而在紫外光照射下获取的该待验钞票的采集对象的图像中可以呈现出与自然光照射下的该待验钞票所不同的图形，以便于对待验钞票真伪的识别。
[0041]进一步地，对于多功能一体机而言，还可以在采集图像时，依次采用不同类型的光照射采集对象，并分别采集与每一类型的光对应的采集对象的图像，进而可以筛选出与采集对象的材质及其预设采集方式对应的一个或多个类型的光对应的采集对象的图像，并可以对筛选出的采集对象的图像进行后续处理以及输出，这就确保了多功能一体机对不同材质以及设置有不同的预设采集方式的采集对象的广泛适用。在这一场景下，上述图像采集设备中的发光器件可以包括用于发射多种不同类型的光的多个光源，例如图4至图6所示的包括光源104和光源105的接触式图像传感器,其中，光源104可以表不可见光光源,光源105可以表示紫外光光源，对应地，透明板106上可以同时设置基准物108和109，其中，基准物108可以表示白基准样张，基准物109可以表示荧光基准样张，以便于相对准确地分别校正所采集到的与可见光对应的采集对象的图像以及与紫外光对应的采集对象的图像。当然，这只是一种示例，在本实用新型的一些实施例中，发光器件中所包括的光源还可以是其他类型，比如红外光光源等，本实用新型对此不作限定。
[0042]由此可知，在本实用新型实施例中，发光器件可以包括一个或多个光源，用于发射多个类型的光，其中，多个类型的光可以包括以下至少之一:可见光、紫外光、红外光；其中，基准物可以包括与多个类型中的每一类型的光对应的结构。进一步地，在本实用新型实施例中，上述与每一类型的光对应的结构可以包括以下至少之一:反射结构、受光激发结构、透射结构。更具体地，上述基准物可以包括以下至少之一:白基准样张、荧光基准样张、透射基准样张。
[0043]进一步可选地，在本实用新型实施例中，上述图像采集设备还可以包括存储器，其中，该存储器可以用来存储与图像采集器所采集的历史图像中显示的基准物对应的校正信息，其中，校正信息用于校正图像采集器所采集的当前图像，从而与存储器连接的处理器可以根据图像采集器在一段时间之前采集到的图像中所显示的基准物所反映出的校正信息，比如明补正系数，对一段时间之后所采集的图像中所显示的采集对象进行校正。
[0044]仍需要说明的是，以上实施例仅用于对本实用新型的理解，并不意味着是本实用新型的限定，例如，在本实用新型的一些实施例中，用于校正包括可见光光源与紫外光光源的上述图像采集设备的基准物也可以是由白基准样张与荧光样张形成为一体的基准物，比如涂有可见荧光油墨的基准样张，等。此外，在I至图6所给出的两个实施例中所示的图像采集设备中，发光器件与图像采集器件位于透明板的同一侧，然而在本实用新型的一些实施例中，二者也可以分别位于透明板的两侧，从而形成类似于扫描笔的产品，本实用新型对此不作限定。
[0045]此外，对于扫描类型的图像采集设备而言，该图像采集设备还可以包括伺服系统，该伺服系统可以用于使发光器件及图像采集器件与采集对象之间发生相对运动，这可以缩减发光器件、透明板与图像采集器件的尺寸，并通过依次对作为采集对象的扫描对象的每一部分的图像的采集，拼接出扫描对象整体的图像。在这一场景下，上述校正既可以在单次图像采集后实时完成，也可以对拼接处的扫描对象整体的图像进行校正，本实用新型对此不作限定。
[0046]本实用新型提供了一种优选的实施例来进一步对本实用新型进行解释，但是值得注意的是，该优选实施例只是为了更好的描述本实用新型，并不构成对本实用新型不当的限定。
[0047]从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果:[0048]I)采用照射采集对象、然后采集被照射的该采集对象的图像实现图像的获取；
[0049]2)采用设置在透明板上的基准物来实现对采集到的图像的校正，从而消除环境变化和光源老化等因素对设备所获取的图像的影响。
[0050]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种图像采集设备，其特征在于，包括: 发光器件； 透明板，设置在所述发光器件的光发射方向上，所述透明板上设置有用于校正所述设备的基准物； 图像采集器件，面向所述透明板； 处理器，连接所述图像采集器，用于根据所述图像采集器所采集的图像中显示的所述基准物校正所述采集的图像。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述透明板至少包括一个透明区域，所述透明区域的宽度大于预设宽度值，所述预设宽度值根据采集对象的外轮廓的宽度设置，其中，所述基准物设置在所述透明板上除所述透明区域之外的区域上。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于， 所述发光器件包括一个或多个光源，用于发射多个类型的光，其中，所述多个类型的光包括以下至少之一:可见光、紫外光、红外光； 所述基准物包括与所述多个类型中的每一类型的光对应的结构。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，与所述每一类型的光对应的结构包括以下至少之一:反射结构、受光激发结构、透射结构。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述基准物包括以下至少之一:白基准样张、荧光基准样张、透射基准样张。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括: 存储器，连接所述处理器，用于存储与所述图像采集器所采集的历史图像中显示的所述基准物对应的校正信息，其中，所述校正信息用于校正所述图像采集器所采集的当前图像。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述发光器件与所述图像采集器件位于所述透明板的同一侧。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括: 框体，与所述透明板共同形成封闭空间，其中，所述发光器件与所述图像采集器件位于所述封闭空间内，或者，所述发光器件、所述图像采集器件与所述处理器均位于所述封闭空间内。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述基准物设置在所述透明板的表面和/或内部。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述基准物设置在所述透明板的表面，其中， 所述透明板的表面设置有凹槽，所述基准物位于所述凹槽内；和/或， 所述基准物上设置有透明的保护层。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，还包括: 伺服系统，用于使所述发光器件及所述图像采集器件与采集对象之间发生相对运动。
【文档编号】H04N1/028GK203632743SQ201320829719
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】邓娟, 林永辉, 苗安宁 申请人:威海华菱光电股份有限公司