CN102055875B - 接触式图像感测芯片及其模块 - Google Patents

Abstract

一种接触式图像感测芯片，置于一接触式图像感测模块内部，该接触式图像感测模块包含有多个接触式图像感测芯片，该些接触式图像感测芯片沿一X轴延伸地排成一列，以便对应地撷取到一横列图像。该接触式图像感测芯片包含有一基板以及多个图像感测像素。该些图像感测像素是沿着X轴方向延伸地设置于该基板，该些感测像素间具有一等距的间隙。其中各该图像感测像素沿X轴方向的长度以及位于该图像感测芯片中间部分的图像感测像素沿一垂直于该X轴方向的Y轴方向的长度皆相等，而邻近该基板边缘的图像感测像素的Y轴方向的长度则增加。

Description

接触式图像感测芯片及其模块

技术领域

本发明涉及一种图像感测芯片，尤其涉及一种使用于接触式图像器的图像感测芯片。

背景技术

接触式图像传感器(Contact Image Sensor，CIS)为线型图像传感器的一种，是用于将平面的图像或文件扫描成电子格式，以便于储存、显示或传输，其主要应用有扫描仪、传真机以及多功能事务机等。

接触式图像传感器的工作原理是将一光源所产生的光线照射到待扫描的稿件上，经过稿件反射光线，并利用一镜片组将该反射光线聚集于电荷耦合组件(Charge-Coupled Device，CCD)或是互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等感光组件之上，利用感光组件将光的信号改变为电的信号，进而产生模拟或数字像素(pixel)数据。在扫描过程中，由于感光组件可以检测稿件上各区域反射回来的具有不同强度的光，较暗的区域反射光的强度较弱、较亮的区域反射光强度较强，将所有反射的光转换为模拟或数字的电信号，此电信号会与光的强度成正相关，最后再使用与对应扫描仪的文字或图像扫描软件处理这些数据，并将其重现于计算机图像文件。

配合参阅图1，为现有装设于接触式图像传感器内部的一图像感测芯片10。该图像感测芯片10包含一基板110以及多个图像感测像素120，各该图像感测像素120的尺寸皆相等，并呈一横列地安置于该基板110上。

实际组装于该接触式图像传感器时，如图2a所示，主要将多个图像感测芯片10沿一X轴方向延伸地排成一列，以便对应撷取到一横列的图像。假设被扫描图像为一平直的线段50，如图3a所示；则该些图像感测芯片10所读取到最理想的图像状态应与被读取图像完全相同，为一平直的线段50。

除上述的最理想图像状态外，该图像感测芯片10所读取到的图像亦可如图3b与图3c所示，分别为两相互错位的线段，以及两完全断开的线段。配合参阅图3b，该两线段51、52间具有微小的错位，但仍具有部分相连，由于图像的实际尺寸极小，因而人眼无法察觉此图像的微小错位，进而将此图像认定为一理想图像。

配合参阅图3c，该两线段51、52完全断开，虽然图像的实际尺寸极小，但由于两线段51、52不具有任何相连部分，因此人眼可清楚地观察到此图像互不相连，并视之为一错误图像。

鉴于以上所述，若要使得图像传感器所读取到的图像都能为人眼所辨识，则必须使图像传感器所读取到的图像为一平直的直线，或者为一具有错位但未断开的两线段，分别如图3a、图3b所示。

由于图像传感器所读取到的图像主要受相邻二图像感测芯片10排列位置的影响，因此如何使得图像传感器所读取到的图像都能为人眼所辨识，成为图像传感器良窳的判断标准。

由实际测试得知，该些沿着X轴方向延伸排列的图像感测芯片10于垂直于该X轴方向的Y轴方向的偏移量会影响到图像传感器读取到的图像。当相邻的两图像感测芯片10的图像感测像素120精准地对齐于Y轴方向，如图2a所示，则该图像传感器所读取到的图像将如图3a所示，为一平直的直线。

参阅图2b，当两相邻的图像感测芯片10的图像感测像素120于Y轴方向上有微小的差距d1，但仍具有部分重叠区域时，假设被扫描图像为一平直的直线，所读取到的图像如图3b所示，该两线段51、52虽出现微小错位，但至少仍然相连，由于此图像的实际尺寸极小，人眼无法察觉此图像的微小错位。

然而，当该些图像感测芯片10于Y轴方向上的误差过大时，如图2c所示，两相邻图像感测像素120在Y轴方向上不具有任何相重叠部分。假设被扫描图像为一条平直直线，所读取到的图像如图3c所示，会断开的形成两不相连的线段，此情形则容易被人眼所查觉。

由于图像感测芯片对位的问题深深影响接触式图像传感器读取图像的优劣问题，因此如何降低图像感测芯片因对位而造成人眼无法判读图像的产生，成为图像传感器制造厂商亟欲解决的问题之一。

发明内容

鉴于现有技术所述，本发明的一目的，在于提供一种图像感测芯片，该图像感测芯片通过加大位于基板边缘的图像感测像素，以降低人眼对错位图像读取的机会。

本发明的另一目的，在于提供一具有上述图像感测芯片的图像感测模块。

为达到上述目的，本发明提供一种接触式图像感测芯片，置于一接触式图像感测模块内部，该接触式图像感测模块包含有多个接触式图像感测芯片，该些接触式图像感测芯片沿一X轴延伸地排成一列，以便对应地撷取到一横列图像。该接触式图像感测芯片包含有一基板以及多个图像感测像素，该些图像感测像素沿着该X轴方向延伸地设置于该基板，该些感测像素间具有一等距的间隙。其中各该图像感测像素沿该X轴方向的长度以及位于该图像感测芯片中间部分的图像感测像素沿一垂直于该X轴方向的Y轴方向的长度皆相等，而邻近该基板边缘的图像感测芯片的Y轴方向的长度则增加。借此降低图像读取时，图像断开而造成人眼无法判读的情形。

另外，为达到上述目的，本发明还提供一种接触式图像感测模块，包含有一壳体、一光源、一镜片组以及多个图像感测芯片。该壳体包含有至少有两个穿槽。该光源模块设置于该壳体的其中一穿槽内，用以提供一扫描光源，其中该光源模块包含一发光源以及一光导杆。该镜片组设置于该壳体的另一穿槽内，用以接收经由一被扫瞄物体所反射的光线，并产生一聚焦图像，其中该镜片组为一柱状透镜矩阵。

该些接触式图像感测芯片置于该壳体下方，且沿一X轴延伸地排成一列，以便对应地撷取到一横列图像。该些接触式图像感测芯片用以接收由该镜片组投射的聚焦图像，并将聚焦图像的光信号转换为电子信号，其中该些图像感测芯片包含有一基板以及多个图像感测像素。

该些图像感测像素沿着该X轴方向延伸地设置于该基板，该些图像感测像素间具有一等距的间隙。该些图像感测像素沿X轴方向的长度以及位于该图像感测芯片中间部分的感测像素沿一垂直于该X轴方向的Y轴方向的长度皆相等，而邻近该基板边缘的图像感测芯片的Y轴方向的长度则增加。其中该些图像感测像素为电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体或其它聚光电转换特性的组件。

本发明的功效在于，借由增加该些位于基板边缘的图像感测像素的长度，使得相邻两图像感测芯片的图像感测像素重叠范围加大，进而提升了接触式图像传感器读取到良好图像的机会。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有技术的图像感测芯片的外观示意图；

图2a～图2c为现有技术的相邻两图像感测芯片的位置关系图；

图3a～图3c为相对应于图2a～图2c的图像输出示意图；

图4为本发明的一实施例的图像感测芯片的外观示意图；

图5a、图5b为本发明的图像感测芯片的图像输出示意图；

图6为本发明的另一实施例的图像感测芯片的外观示意图；

图7为本发明的图像感测模块的立体分解图。

其中，附图标记

现有技术

10   图像感测芯片

110  基板

120  图像感测像素

本发明

20   图像感测芯片      420  壳体

210  基板              440  光源模块

220  图像感测像素      460  透镜组

30   图像感测芯片      480  图像感测芯片

310  基板              482  基板

320  图像感测像素      484  图像感测像素

400  图像感测模块

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

配合参阅图4，为本发明的图像感测芯片20的一外观示意图。该图像感测芯片20包含一基板210以及多个图像感测像素220。该些图像感测像素220沿一X轴方向延伸地设置于该基板210，且各该图像感测像素220间具有一等距的间隙。其中各该图像感测像素220沿X轴方向长度皆一致，而各该图像感测像素220沿一垂直于该X轴方向的Y轴方向的长度则随着摆放于该基板210的位置不同而有所改变，位于基板210中间部分的图像感测像素220沿Y轴方向的长度较短，而靠近该基板210边缘的图像感测像素220沿Y轴方向的长度较长。

由于相邻两图像感测芯片20最相近的图像感测像素220只要有一部分重叠，即可避免图像扫瞄时断差的产生，因此，加长靠近该基板210边缘的图像感测像素220，可增加该图像感测像素220所读取的图像数据，若在相邻的两图像感测芯片20对位零无差时，所读取的图像如图5a所示。

当相邻的两图像感测芯片20间的对位产生微小误差时，该图像感测芯片20所读取到的图像将如图5b所示，由于基板210边缘的图像感测像素220加长的缘故，使得相邻两图像感测芯片20具有重叠部分的区域变大，因而减少了图像断差的产生，进而提升了整体图像感测的良率。

配合参阅图6，为本创作的图像感测芯片30的另一实施例的外观示意图。该图像感测芯片30包含一基板310以及多个置于该基板上的图像感测像素320，其中各该图像感测芯片30沿X轴方向的长度皆一致，而各该图像感测像素320沿Y轴方向的长度则随摆放于该基板310的位置不同而有所改变。位于基板310中间部分的图像感测像素320沿Y轴方向的长度较短，而随着往该基板310边缘靠近，该图像感测像素320沿Y轴方向的长度则随的增加。

相较于第一实施例所述的图像感测芯片20，本实施例的各该图像感测像素320的体积不变，但加长该图像感测像素320的长度，并相对应的减少该图像感测像素320的宽度。为使得整体图像感测芯片320的对图像读取的均匀度，需增加图像感测像素320的使用量，因此于本实施例中，该些图像感测像素320的使用数目多于前述的图像感测芯片20。由于加长了该些图像感测像素320的沿Y轴方向的长度，使得相邻的图像感测芯片30间相重叠的区域亦更加扩大，因而图像断差的机率大幅下降，更大大的提升了图像感测的良率。

配合参阅图7，为本发明的接触式图像感测模块40的立体分解图。该接触式图像感测模块400包含：一壳体420、一光源模块440、一透镜组460以及一图像感测芯片矩阵480。该壳体包含有两个穿槽430，该光源模块440装设于该壳体其中的一穿槽430内，包含有一发光源442以及一光导杆444，用以提供该图像感测模块400一扫描光源。该透镜组460设置于该壳体420的另一穿槽430，用以接收经由一被扫瞄物体所反射的光线，并产生一聚焦图像，其中该透镜组460为一柱状透镜矩阵。该图像感测芯片矩阵480设置于该壳体420下方，包含有一载板482以及多个设置于该载板上的图像感测芯片484，其中该些图像感测芯片484包含有一基板486，以及多个安置并电连接于该基板上的图像感测像素488，各该图像感测像素488间具有一等距的间隙。

扫描图像时，该光源模块440提供一扫瞄光线照射于一被扫瞄物体上，并经由该透镜组460聚集自该被扫瞄物体反射的光线，并产生一聚焦图像，该图像感测芯片矩阵480则接收由该透镜组460所投射的聚焦图像，并将所接收到的图像转换成电子信号。

综合以上所述，本发明的图像感测芯片加长了位于基板边缘的图像感测像素Y轴方向的长度，使得相邻两图像感测芯片的图像感测像素于Y轴方向的重叠范围加大，进而提升了接触式图像传感器读取到良好图像的机会。在另一方面，由于相邻两图像感测芯片间容许有微小的误差，因此在工艺上不再需要极度准确的定位，可降低工艺上芯片对位的困难度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种接触式图像感测芯片，置于一接触式图像感测模块内部，该接触式图像感测模块包含有多个接触式图像感测芯片，该些接触式图像感测芯片沿着一X轴方向延伸地排成一列，以便对应地撷取到一横列图像，其特征在于，该接触式图像感测芯片包含：

一基板；

多个图像感测像素，沿着该X轴方向延伸地设置于该基板，且该些感测像素间具有一等距的间隙；

其中各该图像感测像素沿该X轴方向的长度皆相同，位于该图像感测芯片中间部分的图像感测像素沿一垂直于该X轴方向的Y轴方向的长度皆相等，而邻近该基板边缘的图像感测像素的Y轴方向的长度则增加。

2.根据权利要求1所述的接触式图像感测芯片，其特征在于，该些图像感测像素的Y轴方向长度是随着往该基板的边缘靠近而增加。

3.根据权利要求1所述的接触式图像感测芯片，其特征在于，该些图像感测像素为电荷耦合组件，或互补式金属氧化物半导体。

4.一种接触式图像感测模块，其特征在于，包含：

一壳体，包含有至少有两个穿槽；

一光源模块，置于该壳体的其中一穿槽内，用以提供一扫描光源；

一透镜组，设置于该壳体的另一穿槽内，用以接收经由一被扫描物体所反射的光线，并产生一聚焦图像；

多个接触式图像感测芯片，置于该壳体下方，且沿一X轴延伸地排成一列，以便对应地撷取到一横列图像，该些接触式图像感测芯片用以接收由该透镜组投射的聚焦图像，并将聚焦图像的光信号转换为电子信号，其中该些图像感测芯片包含：

一基板；

多个图像感测像素，沿着该X轴方向延伸地设置于该基板，该些图像感测像素间具有一等距的间隙；

其中各该图像感测像素沿X轴方向的长度皆相同，位于该图像感测芯片中间部分的图像感测像素沿一垂直于该X轴方向的Y轴方向的长度皆相等， 而邻近该基板边缘的图像感测像素的Y轴方向的长度则增加。

5.根据权利要求4所述的接触式图像感测模块，其特征在于，该些图像感测像素的Y轴方向长度随着往该基板的边缘靠近而增加。

6.根据权利要求4所述的接触式图像感测模块，其特征在于，该些图像感测像素为电荷耦合组件、互补式金属氧化物半导体或其它聚光电转换特性的组件。

7.根据权利要求4所述的接触式图像感测模块，其特征在于，该光源模块包含一发光源以及一光导杆。

8.根据权利要求4所述的接触式图像感测模块，其特征在于，该透镜组为一柱状透镜矩阵。 

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