專利名稱：彩色接觸式影像傳感器組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種彩色接觸式影像傳感器組件，具體來講，是用可發(fā)出不同色光的LED(發(fā)光二極管)晶片組為發(fā)光體，配合上光導體的傳輸所組合而成的光源，當光源照射至要掃描的文件上時，其反射光經(jīng)由柱狀透鏡列將光聚焦在影像感測晶片上；利用光電效應的轉(zhuǎn)換，使各種色光的強弱得以轉(zhuǎn)換成電信號方式輸出，此輸出信號除了含有原文字圖像的形狀、深淺等的資料外，還保存了顏色的信息。
影像傳感器就如同人類的“眼睛”，是一種將物體影像輸入的元件，如果用影像傳感器輸出影像的顏色來區(qū)分則可分為二類黑白及彩色。黑白影像傳感器，只可利用黑、白或是灰階來描述影像的特性，無法判別原有影像的色彩。其主要因素在于光源是由單一波長的發(fā)光體或是發(fā)光體為白色光源所構成，配合上影像感測晶片；它只可感受光的強弱，對于不同波長的顏色是無法區(qū)分的。彩色影像傳感器則不然，基本上是利用含有連續(xù)可見光譜的發(fā)光體為光源，搭配上不同顏色的濾光片及影像感測晶片，或以白光光源配合彩色的影像感測晶片，如此就可區(qū)分出不同的顏色，所以彩色影像傳感器除了保有原影像的外觀形狀、明暗深淺外，還記錄了色彩的信息。相對于黑白影像傳感器，彩色影像傳感器的應用領域更為廣泛。
影像傳感器除了以輸出影像的顏色來區(qū)分外，因其結構、原理的不同又可區(qū)分成多種類型，其中一種影像輸入元件為接觸式影像傳感器組件。傳統(tǒng)的接觸式影像傳感器組件因受限于單色LED光源，只可將其輸出信號轉(zhuǎn)換成黑、白、灰等方式來表達原有的影像；但無法表現(xiàn)物體的色彩。


圖1、2示出了傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件外觀、側視圖。傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件包括(一)影像感測基板影像感測晶片45、金屬導線46、基板40等；(二)LED陣列光源25LED晶片20、LED陣列光源基板24、透明罩26；(三)柱狀透鏡列15；(四)玻璃10以及(五)組件結構部分基座30、側蓋35等。而其工作方式參見圖2傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件的主要元件側視圖。LED陣列光源25所發(fā)的光，穿過玻璃10，照射至要掃描文件50；由要掃描文件50反射的光也穿過玻璃10，進入柱狀透鏡列15，此透鏡列所成之像為無放大的像，所以影像感測晶片45也排成一列，其所需數(shù)目至少與要掃描文件50長短相同。當柱狀透鏡列15所成的像聚焦于影像感測晶片45列上時，可將光信號轉(zhuǎn)換成光電流信號，透過金屬導線46的傳遞，此電流信號進入基板40，最后送出可利用的信號，完成此影像傳感器組件的功能。然而在傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件中，光源為單色LED陣列25，其LED晶片20數(shù)(視掃描長度而定)對A4尺寸而言一般為32-42顆左右。由于LED晶片20數(shù)目眾多，無法在近距離內(nèi)擁有高均勻度，所以需要維持與被掃描文件8mm的距離，并且只要LED陣列光源25任一LED晶片20損壞，該LED陣列光源25即缺亮，會使接觸式影像感測組件輸出信號出現(xiàn)錯誤。此為傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件光源部分在應用方面的限制及暇疵。
本實用新型的目的在于提供一種彩色接觸式影像傳感器組件，它克服了傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件的缺點，能夠表達物體的色彩。
本實用新型的彩色接觸式影像傳感器組件包括結構主體基座、影像感測基板、柱狀透鏡列及光源，所述柱狀透鏡列15設置在基座上，所述光源設置在柱狀透鏡列15的側面并與之相鄰，所述影像感測基板設置在所述柱狀透鏡列的下方，該影像感測基板上設置有影像感測晶片，其中所述光源包括光導體、光導體基座、不同色光的LED晶片及LED晶片基座，所述光導體基座構成光源的最外層，并在其內(nèi)設有一放置光導體的窗口；所述光導體置入在該窗口內(nèi)，并露出光線射出面和側面，該光線射出面對準柱狀透鏡列的側面；該光導體的側面設置有LED晶片基座；不同色光的LED晶片組設置在該LED晶片基座上，其中電流流經(jīng)不同色光的LED晶片，使其發(fā)出不同色光；所發(fā)出光線自光導體的側面進入光導體，在光導體內(nèi)傳輸，并經(jīng)由光導體光線射出面射出至所述柱狀透鏡列中。
發(fā)出光線經(jīng)柱狀透鏡列射至要掃描的文件上，其反射光經(jīng)由柱狀透鏡列將光聚焦在影像感測晶片上，經(jīng)由光電效應的原理將不同顏色的反射光轉(zhuǎn)換成電信號，再將這些信號加以適當?shù)慕M合，就可得到原物體的豐采。
采用本實用新型的彩色接觸式影像傳感器組件，可以表達出物體的色彩，并且減少了LED晶片的數(shù)目，且光均勻度高、可靠性好，還減小了組件的體積。
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
圖1為傳統(tǒng)接觸式影像傳感器組件的外觀示意圖。
圖2為傳統(tǒng)接觸影像傳感器組件的主要元件側視圖。
圖3為本實用新型的外觀示意圖。
圖4為本實用新型的組裝示意圖。
圖5為本實用新型的光源的光導體及LED晶片基座組合圖。
圖6為本實用新型的光源組裝示意圖。
圖7為本實用新型的主要元件側視圖。
圖號說明10 玻璃11 透明片15 柱狀透鏡列20 LED晶片24 LED陣列光源基板25 LED陣列光源26 透明罩30 基座35 側蓋40 基板45 影像感測晶片46 金屬導線50 要掃描的文件61 光導體62 光導體光源射出面63 光導體基座64 LED晶片組65 LED晶片基座66 LED電源線67 反光物質(zhì)參見圖3、4、7的本實用新型的外觀示意、組裝示意及側視示意圖。本實用新型彩色接觸式影像傳感器組件，其主要元件包括(一)影像感測基板影像感測晶片45、金屬導線46、基板40等；(二)光源光導體61、光導體基座63、LED晶片組64、LED晶片基座65等；(三)柱狀透鏡列15；(四)透明片11以及(五)組件結構部分基座30、側蓋35等等。
如上述圖中所示，該柱狀透鏡列15設置在基座30上，在柱狀透鏡列15的一側設置與之相鄰的光源，在該柱狀透鏡列15的下方設置影像感測基板40，該基板上具有感測晶片45。
關于光源部分，由于LED近來在材料上有新的發(fā)展，如GaN、AlGaInP....等，促使發(fā)光強度及波長范圍都增加許多，所以利用少數(shù)的LED晶片，配合了光導體即可用于本實用新型光源中。圖5、6為本實用新型的光源組裝示意圖。其最外層為光導體基座63，在該基座63內(nèi)設有一放置光導體的窗口，該光導體61置入在該基座63的窗口內(nèi)，并露出一光線射出面和一側面；該光線射出面對準柱透鏡列的側面；光導體側面設置有LED晶片基座65；將不同色光的LED晶片組64置于LED晶片基座65上，電流經(jīng)LED電源線66進入LED晶片基座65，促進不同色光的LED晶片點亮發(fā)光；于是光源發(fā)出的光線自光導體61側面進入，并在光導體61內(nèi)傳輸。該光導體61的特性為，光只由光導體光線射出面62射出，因此減少了光線散射的損失；另外調(diào)整射出面62的角度還可控制聚光的位置，至于均勻度方面，則在光導體61底部加上反光物質(zhì)67利用其面積、形狀等來控制光在該位置的輸出強弱。因此光源在近距離內(nèi)也可有不錯的均勻度，所以在設計上可使光源盡量貼近要掃描物體50，使本實用新型組件體積也隨之縮小了。
若需較強之光源，除了增加單側LED晶片數(shù)目外，還可在光導體61另一側放置第二個LED晶片基座65，如圖5虛線部分所示。此外，可在LED晶片基座65上放置其他不同色光的LED晶片，如紅(red)、綠(green)、藍(blue)、洋紅(magenta)、黃(yellow)、青(cyan)的組合可使色相更完備，色彩更加豐富。
至于本實用新型的彩色接觸式影像傳感器的工作形式，請參見圖7的本實用新型的主要元件側視圖。當LED晶片組64上各種LED晶片發(fā)出不同色光，自光導體61側面進入光導體61，經(jīng)光導體61傳輸并由光導體光線射出面62射出后，光穿過透明片11(如玻璃、壓克力(丙烯酸類樹脂)…等透明物體)，照射至要掃描文件50上；由掃描文件50反射的光也穿過透明片11，進入柱狀透鏡列15，此透鏡列所成的像為無放大的像，所以影像感測晶片45也排成一列，至于其所需數(shù)目則至少與要掃描文件50長短相同。當柱狀透鏡15形成的像聚焦于影像感測晶片45列上時，經(jīng)光電效應的轉(zhuǎn)換，光信號轉(zhuǎn)換成電信號，此時電荷透過金屬導線46的傳遞，進入基板40，最后送出可利用的電信號，將相對應于各種色光的電信號加以組合，就含有代表某一種顏色的信息。
另外，由于可選取不同的色光，加上影像感測晶片45上并沒有鍍上任何濾光膜，因此可應用于單色黑白掃描，至于以何種色光為主，則可視實際需要而定。
本實用新型并不限于以上所述的具體實施例，本領域技術人員作出的各種等效的結構變化與改型，均包含在本實用新型的范圍內(nèi)。
權利要求1.一種彩色接觸式影像傳感器組件，包括結構主體基座、影像感測基板、柱狀透鏡列及光源，所述柱狀透鏡列(15)設置在基座上，所述光源設置在柱狀透鏡列(15)的側面并與之相鄰，所述影像感測基板設置在所述柱狀透鏡列的下方，該影像感測基板上設置有影像感測晶片，其特征在于所述光源包括光導體(61)、光導體基座(63)、不同色光的發(fā)光二極管晶片組(64)及發(fā)光二極管晶片基座(65)，所述光導體基座(63)構成光源的最外層，并在其內(nèi)設有一放置光導體的窗口；所述光導體(61)置入在該窗口內(nèi)，并露出光線射出面和側面，該光線射出面對準柱狀透鏡列(15)的側面；該光導體的側面設置有發(fā)光二極管晶片基座(65)；不同色光的發(fā)光二極管晶片組(64)設置在該發(fā)光二極管晶片基座(65)上，其中電流流經(jīng)不同色光的發(fā)光二極管晶片，使其發(fā)出不同色光；所發(fā)出光線自光導體的側面進入光導體，在光導體內(nèi)傳輸，并經(jīng)由光導體光線射出面射出至所述柱狀透鏡列(15)中。
2.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述不同色光的發(fā)光二極管晶片包括紅、綠、藍三種色光的發(fā)光二極管晶片。
3.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述不同色光的發(fā)光二極管晶片包括紅、黃綠、藍三種色光的發(fā)光二極管晶片。
4.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述不同色光的發(fā)光二極管晶片包括紅、橙、綠、藍四種色光的發(fā)光二極管晶片。
5.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述發(fā)光二極管晶片分為兩組，分別置于所述光導體兩側。
6.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，只點亮單一種色光的發(fā)光二極管晶片，所述光源輸出單色光至所述柱狀透鏡列。
專利摘要一種彩色接觸式影像傳感器組件，其所用光源是以可發(fā)出不同色光的LED晶片組為發(fā)光體，配合上光導體的傳輸所組合而成，當光源照射至要掃描的文件上，其反射光經(jīng)由柱狀透鏡列將光聚焦于影像感測晶片上；利用光電效應的轉(zhuǎn)換，各種色光的強弱被轉(zhuǎn)換成電訊號方式輸出，該輸出訊號除了含有原文字圖象的形狀、深淺等的資料外，還保存了顏色的信息。
文檔編號G06K9/00GK2264937SQ9622184
公開日1997年10月15日 申請日期1996年9月2日 優(yōu)先權日1996年9月2日
發(fā)明者蔡永松, 蔡傳文, 洪榮政 申請人:敦南科技股份有限公司