CN104580808B - 接触式图像传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种接触式图像传感器，包括：壳体(80)，具有与待扫描件(10)配合的扫描面；光源(30)，设置在壳体(80)内，光源(30)发出的主出射光线与扫描面呈出射角度(Ф)；光线接收感应装置，设置在壳体(80)内，用于接收主出射光线在待扫描件(10)上形成的漫反射光线，光线接收感应装置相对于扫描面倾斜设置以使光线接收感应装置能够接收到主出射光线在待扫描件(10)上形成的镜面反射光线。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的接触式图像传感器无法识别透明胶带等透明物质的问题。

Description

接触式图像传感器
技术领域
本发明涉及图像传感器技术领域，具体而言，涉及一种接触式图像传感器。
背景技术
目前，接触式图像传感器一般用于扫描仪中，它将感光单元紧密排列，并直接收集被扫描稿件反射的光线信息，其本身造价低廉，在金融行业得到了越来越广泛的应用。然而，在实际应用中，利用现有技术中的接触式图像传感器无法自动识别附着在钞票或其它纸质品上的透明胶带等透明物质。因此，透明胶带的识别一般采用厚度检测装置，但是这种方法需要另外增加一套厚度检测装置，操作不便捷，大大增加了劳动强度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种接触式图像传感器，以解决现有技术中的接触式图像传感器无法识别透明胶带等透明物质的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种接触式图像传感器，包括：壳体，具有与待扫描件配合的扫描面；光源，设置在壳体内，光源发出的主出射光线与扫描面呈出射角度；光线接收感应装置，设置在壳体内，用于接收主出射光线在待扫描件上形成的漫反射光线，光线接收感应装置相对于扫描面倾斜设置以使光线接收感应装置能够接收到主出射光线在待扫描件上形成的镜面反射光线。
进一步地，光线接收感应装置包括透镜，透镜的光轴与扫描面之间的夹角与出射角度相同。
进一步地，透镜的光轴与镜面反射光线重合。
进一步地，光线接收感应装置还包括；受光部，设置在透镜的光轴的延伸方向上，受光部包括光电转换部和传感器IC，传感器IC上设置有驱动光电转换部工作的驱动电路；基板，设置在透镜的下方，受光部设置在基板上。
进一步地，扫描面具有与待扫描件扫描时的行走方向垂直的主扫描方向，透镜为矩形，并且透镜沿主扫描方向延伸。
进一步地，受光部为沿主扫描方向设置的多个。
进一步地，接触式图像传感器还包括设置在壳体上的透光板，透光板的上表面形成扫描面。
进一步地，透光板设置有凹槽，凹槽包括相互连接的第一侧面和第二侧面，主出射光线垂直穿过第一侧面，镜面反射光线垂直穿过第二侧面。
进一步地，凹槽的截面呈V形。
进一步地，接触式图像传感器还包括防止光源发出的副出射光线在透光板上发生镜面反射的光路阻隔部，光路阻隔部设置在光源和光线接收感应装置之间。
进一步地，光路阻隔部为设置在透光板的下表面上的黑色吸光层。
进一步地，光路阻隔部为设置在透光板上的粗糙避光层。
进一步地，粗糙避光层包括设置在透光板的下表面的第一粗糙避光层以及设置在透光板的上表面的第二粗糙避光层。
进一步地，光路阻隔部为设置在透光板下方的避光凸台，避光凸台的上端面与透光板的下表面相贴合。
应用本发明的技术方案，将光线接收感应装置倾斜设置在壳体内。当待扫描件上附着有透明胶带等透明物质时，光源发出的主出射光线在透明胶带等透明物质上能够镜面反射形成镜面反射光线，同时，上述主出射光线在待扫描件上没有透明胶带的部位能够形成漫反射光线。本实施例中的光线接收感应装置能够同时接收到上述镜面反射光线和漫反射光线，并且将其转换为电信号进行读取，从而可以很容易地识别出待扫描件上的透明胶带等透明物质。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的接触式图像传感器的实施例一的剖视结构示意图；
图2示出了图1的接触式图像传感器的反射光影响扫描效果的光路示意图；
图3示出了根据本发明的接触式图像传感器的实施例二的剖视结构示意图；
图4示出了根据本发明的接触式图像传感器的实施例三的剖视结构示意图；
图5示出了根据本发明的接触式图像传感器的实施例四的剖视结构示意图；以及
图6示出了根据本发明的接触式图像传感器的实施例五的剖视结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
Ф、出射角度；10、待扫描件；11、透明胶带；20、透光板；21、第一侧面；22、第二侧面；23、黑色吸光层；24、粗糙避光层；241、第一粗糙避光层；242、第二粗糙避光层；25、避光凸台；30、光源；31、LED芯片；32、导光体；321、光线出射面；322、光线反射部；33、光源安装座；40、透镜；60、受光部；70、基板；80、壳体。
具体实施方式
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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，实施例一的接触式图像传感器包括壳体80、光源30以及光线接收感应装置。其中，壳体80具有与待扫描件10配合的扫描面。光源30设置在壳体80内，光源30发出的主出射光线与扫描面呈出射角度Ф。光线接收感应装置设置在壳体80内，并用于接收主出射光线在待扫描件10上形成的漫反射光线。光线接收感应装置相对于扫描面倾斜设置以使光线接收感应装置能够接收到主出射光线在待扫描件10上形成的镜面反射光线。
应用本实施例的接触式图像传感器，将光线接收感应装置倾斜设置在壳体80内。当待扫描件10上附着有透明胶带11时，光源30发出的主出射光线在透明胶带11上能够镜面反射形成镜面反射光线，同时，上述主出射光线在待扫描件10上没有透明胶带11的部位能够形成漫反射光线。本实施例中的光线接收感应装置能够同时接收到上述镜面反射光线和漫反射光线，并且将其转换为电信号进行读取，从而可以很容易地识别出待扫描件10上的透明胶带11。
如图1所示，在实施例一的接触式图像传感器中，光线接收感应装置包括透镜40，透镜40的光轴与扫描面之间的夹角与出射角度Ф相同。上述透镜40的光轴与镜面反射光线重合。扫描面具有与待扫描件10扫描时的行走方向垂直的主扫描方向，透镜40为矩形，并且透镜40沿主扫描方向延伸。在本实施例中，上述透镜40为自聚焦透镜。光线接收感应装置中的透镜40按照上述设置位置进行设置，可以有效地增强透镜40对镜面反射光线的会聚效果。
如图1所示，在实施例一的接触式图像传感器中，光线接收感应装置还包括受光部60和基板70。其中，受光部60设置在透镜40的光轴的延伸方向上。受光部60包括光电转换部和传感器IC，传感器IC上设置有驱动光电转换部工作的驱动电路。基板70设置在透镜40的下方，受光部60设置在基板70上。镜面反射光线和漫反射光线经过透镜40会聚到光电转换部上，光电转换部在传感器IC上的驱动电路的作用下，将镜面反射光线和漫反射光线转化成电信号并输出，从而获得待扫描件10的图像、文字信息。
如图1所示，在实施例一的接触式图像传感器中，受光部60为沿主扫描方向设置的多个。上述结构可以增强对透镜40会聚的光线的转化效果。
如图1所示，在实施例一的接触式图像传感器中，光源30包括光源安装座33、导光体32以及LED芯片31。其中，光源安装座33与壳体80的内壁连接。导光体32设置在光源安装座33内，并沿主扫描方向延伸，导光体32包括设置在导光体32外周向侧壁上的光线出射面321以及设置在导光体32内周向侧壁上的光线反射部322，光线出射面321和光线反射部322均沿导光体32的轴向设置并延伸至导光体32的两端。LED芯片31设置在导光体32的端部。上述LED芯片31可以设置在导光体32的一端，也可以设置在导光体32的两端。上述光线出射面321与入射光线垂直。上述光源30发出的主出射光线沿主扫描方向上均匀分布。
如图1所示，在实施例一的接触式图像传感器中，接触式图像传感器还包括设置在壳体80上的透光板20，透光板20的上表面形成扫描面。透光板20可以对待扫描件10起支撑作用，同时可以防止灰尘等异物进入到接触式图像传感器内。本实施例中的透光板20可由玻璃或者其它透明材料制作而成。
具体地，位于导光体32的一端的LED芯片31发出的光线。该光线进入导光体32内，并通过光线反射部322的反射、传导，从导光体32的一端传导到另一端，并从导光体32的光线出射面321均匀地射出。光源30发出光线不是绝对的平行光线，存在各种角度的光线，出射光线包括主出射光线(主要部分)和副出射光线(其他角度光线)。射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф沿着主扫描方向均匀的透过透光板20，照射到待扫描件10上，并在待扫描件10上沿主扫描方向形成直线状受光部分。上述直线状受光部分是待扫描件10的读取部分。由于钞票等待扫描件10的表面粗糙不平，这些主出射光线经过待扫描件10的吸收、散射、漫反射后，会以各种不同的角度反射回来，这些反射光线携带了待扫描件10的图像、文字信息。其中一部分反射光线会进入透镜40，经透镜40会聚到光电转换部上，光电转换部在传感器IC上的驱动电路的作用下，将镜面反射光线和漫反射光线转化成电信号并输出，从而获得待扫描件10的图像、文字信息。因此上述接触式图像传感器可以进行正常的图像、文字信息读取。
如图1所示，当待扫描件10上附着有透明胶带11时，从导光体32的光线出射面321均匀地射出，射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф沿着主扫描方向均匀的透过透光板20，照射到待扫描件10的透明胶带11上。这些光线一部分被透明胶带11的下表面镜面反射，直接进入透镜40，出射角度Ф越大，直接镜面反射的光越多；另一部分光线被折射后进入透明胶带内部到达透明胶带11的上表面。当光线由光密介质进入到光疏介质时，如果光线入射角大于全反射临界角，就会发生全反射。因此可以设置出射角度Ф的数值，使照射在透明胶带11的上表面的大部分光线的入射角大于临界角，这样就能使进入透明胶带11内部的大部分光线射出时在透明胶带11的上表面发生全反射。由于照射到透明胶带11上表面的光线发生全反射，无法到达待扫描件10上被透明胶带11遮住的部分，从而就无法读取该部分的文字图像信息。进而当待扫描件10上附着有透明胶带11时，利用本实施例中的接触式图像传感器可以正常读取没有透明胶带11的部分，而被透明胶带11覆盖的待扫描件10的部分因无法接收到光线或者接收到很少的光线，无法读取其文字图像信息，同时，被透明胶带11直接反射进透镜40的那部分光线使被透明胶带11覆盖的部分呈现高亮状态。出射角度Ф越大，直接反射进入透镜40的光线越多，亮度越高，从而可以识别出待扫描件10附着的透明胶带11。
如图3所示，实施例二的接触式图像传感器与实施例一的主要区别在于，透光板20设置有凹槽。凹槽包括相互连接的第一侧面21和第二侧面22，主出射光线垂直穿过第一侧面21，镜面反射光线垂直穿过第二侧面22。上述凹槽的截面呈V形。
因为介质的全反射临界角的大小与介质的折射率直接相关，当透明胶带11和透光板20采用的介质的折射率接近时，采用实施例一的透光板20，就可能发生如下情况：由于透明胶带11和透光板20采用的介质的折射率接近，两者的全反射临界角的大小就很接近。如图2所示，从导光体32的光线出射面321均匀地射出，射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф沿着主扫描方向均匀的照射到透光板20上时，一部分光会被透光板20的下表面直接反射进入透镜40，而另一部分光进入透光板20，到达透光板20的上表面，由于光线的入射角度超过透光板20的临界角，所以，这部分光线会发生全反射，由此造成照射到待扫描件10的光线很少，无法读取待扫描件10的文字图像信息。由于透光板20表面比较光滑，会有一部分副出射光线被透光板20下表面直接反射进入透镜40，造成正常读取的图像整体发亮，影响了扫描效果。鉴于以上原因，采用实施例二当中的透光板20。
具体地，如图3所示，透光板20设置有V形凹槽。V形凹槽包括相互连接的第一侧面21和第二侧面22，主出射光线垂直穿过第一侧面21，镜面反射光线垂直穿过第二侧面22。
当从导光体32的光线出射面321均匀地射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф照射到透光板20的第一侧面21上时，由于主出射光线与第一侧面21垂直，所以主出射光线直接穿过透光板20的第一侧面21，不会发生折射。当主出射光线穿过透光板20照射在待扫描件10上的透明胶带11时，这些光线一部分被透明胶带11的下表面镜面反射，以同样的反射角直接进入透光板20的第二侧面22。上述镜面反射形成的镜面反射光线与第二侧面22垂直，所以大部分镜面反射光线直接进入透镜40。对于待扫描件10的扫描及对透明胶带11的扫描原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
由于采用了上述透光板20的V形凹槽结构，透光板20直接反射的光量大大减少，从而提高了透明胶带11部分的亮度，又减少了透光板20直接反射进透镜40的光对扫描图像的影响。
如图4所示，实施例三的接触式图像传感器与实施例一的主要区别在于，接触式图像传感器还包括防止光源30发出的副出射光线在透光板20上发生镜面反射的光路阻隔部。光路阻隔部设置在光源30和光线接收感应装置之间。光路阻隔部为设置在透光板20的下表面上的黑色吸光层23。
具体地，如图4所示，透光板20的下表面沿着主扫描方向设置有黑色吸光层23，并且黑色吸光层23位于光源30和光线接收感应装置之间。上述黑色吸光层23既可以采用黑色油墨涂层，也可以采用黑色胶带或其它可以达到同样效果的方法。
当从导光体32的光线出射面321均匀地射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф照射到透光板20的下表面。由于透光板20表面比较光滑，会有一部分副出射光线被透光板20下表面直接反射进入透镜40，造成正常读取的图像整体发亮，影响扫描效果。上述黑色吸光层23设置在最可能发生将光线直接反射进入透镜40的透光板20的区域。当光线照射在该区域时，就会被黑色吸光层23吸收，无法直接反射进入透镜40，因此能避免其对扫描效果产生的不良影响。对于待扫描件10的扫描及对透明胶带11的扫描原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
由于采用了上述黑色吸光层23，减少了被透光板20直接反射进入透镜40的光线，避免了其对扫描效果的不良影响。
如图5所示，实施例四的接触式图像传感器与实施例一的主要区别在于，接触式图像传感器还包括防止光源30发出的副出射光线在透光板20上发生镜面反射的光路阻隔部。光路阻隔部设置在光源30和光线接收感应装置之间。光路阻隔部为设置在透光板20上的粗糙避光层24。粗糙避光层24包括设置在透光板20的下表面的第一粗糙避光层241以及设置在透光板20的上表面的第二粗糙避光层242。
具体地，如图5所示，透光板20的下表面沿着主扫描方向设置有第一粗糙避光层241，透光板20的上表面沿着主扫描方向设置有第二粗糙避光层242。
当从导光体32的光线出射面321均匀地射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф照射到透光板20的下表面。由于透光板20表面比较光滑，会有一部分副出射光线被透光板20下表面直接反射进入透镜40，造成正常读取的图像整体发亮，影响扫描效果。上述粗糙避光层24设置在最可能发生将光线直接反射进入透镜40的透光板20的区域。当光线照射在该区域的下表面时，一部分就会被第一粗糙避光层241漫反射，从而直接进入透镜40的光线就会大大减少，而另一部分光线会进入透光板20，到达透光板20的上表面的第二粗糙避光层242，同样会被第二粗糙避光层242漫反射，从而就使整个过程，直接进入透镜的光很少，不足以对扫描效果产生不良影响。而照射到该区域外的光线，就能透过透光板20，到达待扫描件10上。对于待扫描件10的扫描及对透明胶带11的扫描原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
如图6所示，实施例五的接触式图像传感器与实施例一的主要区别在于，接触式图像传感器还包括防止光源30发出的副出射光线在透光板20上发生镜面反射的光路阻隔部。光路阻隔部设置在光源30和光线接收感应装置之间。光路阻隔部为设置在透光板20下方的避光凸台25，避光凸台25的上端面与透光板20的下表面相贴合。
具体地，如图6所示，壳体80内沿着主扫描方向、并位于待扫描件10的读取部分的下方增设避光凸台25，上述避光凸台25的上端面与透光板20的下表面相贴合。
当从导光体32的光线出射面321均匀地射出的主出射光线以与透光板20的表面成特定的出射角度Ф照射到透光板20的下表面。由于透光板20表面比较光滑，会有一部分副出射光线被透光板20下表面直接反射进入透镜40，造成正常读取的图像整体发亮，影响扫描效果。上述避光凸台25能够阻止光线照射到最可能发生将光线直接反射进入透镜40的透光板20的部位，从而使直接进入透镜的光线大大减少，进而不足以对扫描效果产生不良影响。而照射到该区域外的光线，就能透过透光板20，到达待扫描件10上。对于待扫描件10的扫描及对透明胶带11的扫描原理与实施例一基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例中的接触式图像传感器同样可以识别附着在待扫描件10上除透明胶带以外的其他透明物质。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例既可以进行对待扫描件10的图像扫描，也可以检测出附着在待扫描件10上的透明胶带11等透明物质。结构简单，性能可靠，大大地拓展了接触式图像传感器的应用范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种接触式图像传感器，包括：
壳体(80)，具有与待扫描件(10)配合的扫描面；
光源(30)，设置在所述壳体(80)内，所述光源(30)发出的主出射光线与所述扫描面呈出射角度(Ф)；
光线接收感应装置，设置在所述壳体(80)内，用于接收所述主出射光线在所述待扫描件(10)上形成的漫反射光线，
其特征在于，
所述光线接收感应装置相对于所述扫描面倾斜设置以使所述光线接收感应装置能够接收到所述主出射光线在所述待扫描件(10)上形成的镜面反射光线，所述光线接收感应装置包括透镜(40)，所述透镜(40)的光轴与所述扫描面之间的夹角与所述出射角度(Ф)相同。
2.根据权利要求1所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述透镜(40)的所述光轴与所述镜面反射光线重合。
3.根据权利要求1所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述光线接收感应装置还包括；
受光部(60)，设置在所述透镜(40)的光轴的延伸方向上，所述受光部(60)包括光电转换部和传感器IC，所述传感器IC上设置有驱动所述光电转换部工作的驱动电路；
基板(70)，设置在所述透镜(40)的下方，所述受光部(60)设置在所述基板(70)上。
4.根据权利要求3所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述扫描面具有与所述待扫描件(10)扫描时的行走方向垂直的主扫描方向，所述透镜(40)为矩形，并且所述透镜(40)沿所述主扫描方向延伸。
5.根据权利要求4所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述受光部(60)为沿所述主扫描方向设置的多个。
6.根据权利要求1所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述接触式图像传感器还包括设置在所述壳体(80)上的透光板(20)，所述透光板(20)的上表面形成所述扫描面。
7.根据权利要求6所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述透光板(20)设置有凹槽，所述凹槽包括相互连接的第一侧面(21)和第二侧面(22)，所述主出射光线垂直穿过所述第一侧面(21)，所述镜面反射光线垂直穿过所述第二侧面(22)。
8.根据权利要求7所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述凹槽的截面呈V形。
9.根据权利要求6所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述接触式图像传感器还包括防止所述光源(30)发出的副出射光线在所述透光板(20)上发生镜面反射的光路阻隔部，所述光路阻隔部设置在所述光源(30)和所述光线接收感应装置之间。
10.根据权利要求9所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述光路阻隔部为设置在所述透光板(20)的下表面上的黑色吸光层(23)。
11.根据权利要求9所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述光路阻隔部为设置在所述透光板(20)上的粗糙避光层(24)。
12.根据权利要求11所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述粗糙避光层(24)包括设置在所述透光板(20)的下表面的第一粗糙避光层(241)以及设置在所述透光板(20)的上表面的第二粗糙避光层(242)。
13.根据权利要求9所述的接触式图像传感器，其特征在于，所述光路阻隔部为设置在所述透光板(20)下方的避光凸台(25)，所述避光凸台(25)的上端面与所述透光板(20)的下表面相贴合。
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