CN106303145A - 图像读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像读取装置，包括：图像信号接收单元；发光单元，发光单元和图像信号接收单元相对设置，发光单元用于向图像信号接收单元发射平行光束。本发明解决了现有技术中的接触式图像传感装置对待测物的尺寸测量准确性差的问题。

Description

图像读取装置

技术领域

本发明涉及图像传感器领域，具体而言，涉及一种图像读取装置。

背景技术

现有的接触式图像传感装置通常利用反射光或透射光对待测物的进行图像扫描。图1示出了一种现有的接触式图像传感装置的结构，其中，1’为发光单元，2’为图像信号接受单元，发光单元1’为线性光源或阵列式点光源。

在图像扫描过程中，待测物3与接触式图像传感装置的图像信号接受单元2’之间的距离通常需要保持在0～20mm之间，这样才能保证待测物3位于图像信号接受单元2’的透镜焦点位置附近，从而测量出待测物3的尺寸并读取薄片类待测物的图像信息。

但是当待测物3距离图像信号接受单元2’较远时，接触式图像传感装置便无法准确地测量出待测物的尺寸，从而降低了接触式图像传感装置对待测物3的测量准确性。

具体地，如图1所示，发光单元1’的表面任何一个点都可以看成一个点光源，以点光源X10、X20和X30为例，尽管待测物3会挡住点光源X20发出的一部分光束，使这部分光束无法到达图像信号接受单元2’处，但是由于点光源发出的光为杂散光，会向各个方向发散，因此，点光源X10和点光源X30发出的光束也会到达图像信号接受单元2’处，从而使发光单元1’发出的光束能够到达图像信号接受单元2’的任何位置处，从而导致接触式图像传感装置无法通过测量到达图像信号接受单元2’处的光束而判断出待测物3的边界，也就无法测量出待测物3的外形尺寸。

不仅如此，现有的接触式图像传感装置的扫描结果通常为二维图片，当待测物3不是薄片类介质而具有较大的厚度时，现有的接触式图像传感装置无法准确地测量出待测物3的厚度，因此便无法得到待测物3的整体外形三维尺寸，从而使现有的接触式图像传感装置具有一定的使用局限性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种图像读取装置，以解决现有技术中的接触式图像传感装置对待测物的尺寸测量准确性差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种图像读取装置，包括：图像信号接收单元；发光单元，发光单元和图像信号接收单元相对设置，发光单元用于向图像信号接收单元发射平行光束。

进一步地，发光单元和图像信号接收单元平行设置。

进一步地，发光单元包括：凸透镜；发光结构，发光结构与凸透镜相对设置，且发光结构位于凸透镜的焦点处。

进一步地，发光单元包括第一框体，第一框体具有开口结构，凸透镜设置在第一框体内并位于开口结构处，发光结构设置在第一框体内的与开口结构相对的一端。

进一步地，凸透镜为多个，多个凸透镜沿同一直线依次设置，发光结构为多个，多个发光结构与多个凸透镜一一对应设置。

进一步地，多个凸透镜一体成型。

进一步地，第一框体包括：底板，发光结构设置在底板上；边框结构，边框结构与底板连接，且底板和边框结构共同围成传光空间，开口结构位于传光空间的远离底板的一端。

进一步地，发光单元还包括：PCB板，PCB板可移动地设置在底板上，发光结构位于PCB板的背离底板的一侧；第一位置微调装置，第一位置微调装置与PCB板驱动连接以调整发光结构的位置。

进一步地，发光单元还包括第二位置微调装置，边框结构具有安装凸起，凸透镜通过第二位置微调装置设置在安装凸起处，且发光结构相对于安装凸起的位置可调节。

进一步地，发光单元还包括第一透光板，第一透光板设置在开口结构处并位于凸透镜的背离发光结构的一侧。

进一步地，发光单元还包括隔板，隔板为多个，多个隔板设置在传光空间内以将传光空间分隔成相间隔的多个传光子空间，相对应的一个凸透镜和一个发光结构位于一个传光子空间内。

进一步地，发光单元包括：反光罩，反光罩具有腔体，腔体的一侧具有开口；发光结构，发光结构设置在开口的几何中心处。

进一步地，反光罩包括相连接的反光部和吸光部，反光部和吸光部共同围成腔体，开口形成在吸光部的远离反光部的一端。

进一步地，吸光部包括顺次连接的多个吸光板，吸光板的朝向腔体的表面为吸光平面，反光部的朝向腔体的表面为反光曲面，吸光平面与反光曲面平滑过渡。

进一步地，开口呈四边形，吸光部包括四个吸光板，相邻的两个吸光板垂直设置。

进一步地，吸光平面呈黑色，反光曲面为反光镜面。

进一步地，反光镜面为抛物面的部分表面或球面的部分表面或椭球面的部分表面。

进一步地，反光罩为多个，多个反光罩沿一直线依次设置，发光结构为多个，多个发光结构与多个反光罩一一对应设置。

进一步地，图像信号接收单元包括第二框体和依次设置在第二框体内的第二透光板、感光芯片和传感器基板，其中，感光芯片设置在传感器基板上，第二透光板相对于感光芯片靠近发光单元所在的一侧。

进一步地，图像信号接收单元还包括滤光膜，滤光膜设置在第二框体内并位于第二透光板和感光芯片之间。

进一步地，图像信号接收单元还包括聚光透镜，聚光透镜设置在第二框体内并位于第二透光板和感光芯片之间。

进一步地，图像信号接收单元还包括辅助发光结构，辅助发光结构设置在聚光透镜与第二透光板之间。

进一步地，发光单元和图像信号接收单元均为两个，两个发光单元和两个图像信号接收单元共同围成测量空间，且两个发光单元相邻设置，两个图像信号接收单元相邻设置，两个图像信号接收单元垂直设置。

进一步地，图像信号接收单元为两个，两个图像信号接收单元中的一个与发光单元平行且相对设置，两个图像信号接收单元中的另一个与发光单元垂直设置，且两个图像信号接收单元和发光单元共同围成测量空间。

应用本发明的技术方案，通过设置与图像信号接收单元相对的发光单元，发光单元能够向图像信号接收单元发射平行光束。这样，平行光束遇到待测物后，一部分平行光束受到待测物的止挡而无法到达图像信号接收单元处，从而通过检测由待测物边沿处经过待测物的平行光束便能够准确地测量出待测物的尺寸，图像传感装置的测量结果不会受到待测物与图像信号接收单元之间距离的影响，保证了图像传感装置的对待测物的测量结果的准确性。

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示出了现有技术中的图像读取装置的工作原理示意图；

图2示出了根据本发明的图像传感装置的一种可选实施例的发光单元的俯视剖视示意图；

图3示出了图2中的发光单元的左视剖视示意图；

图4示出了图2中的发光单元的多个凸透镜的结构示意图；

图5示出了根据本发明的图像传感装置的另一种可选实施例的发光单元的结构示意图；

图6示出了图5中的发光单元的主视剖视示意图；

图7示出了图6中的发光单元的右视图；

图8示出了图7中的发光单元的剖视示意图；

图9示出了根据本发明的图像传感装置的另一种可选实施例的具有多个反光罩的发光单元的结构示意图；

图10示出了根据本发明的一种可选实施例的图像传感装置的主视剖视示意图；

图11示出了图10中的图像传感装置的俯视示剖视意图；

图12示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感装置的主视剖视示意图；

图13示出了图12中的图像传感装置的俯视剖视示意图；

图14示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感装置的主视剖视示意图；

图15示出了图14中的图像传感装置的俯视剖视示意图；

图16示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感装置的主视剖视示意图；

图17示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感装置的俯视剖视示意图；

图18示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感装置的俯视剖视示意图；

图19示出了与图18中的图像传感装置的发光单元相邻的一个图像信号接收单元以及待测物的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

3、待测物；10、图像信号接收单元；11、测量空间；12、第二框体；13、第二透光板；14、感光芯片；15、传感器基板；16、滤光膜；17、聚光透镜；18、辅助发光结构；29、转接器；110、后处理系统；20、发光单元；21、第一框体；211、开口结构；212、底板；213、边框结构；214、传光空间；215、安装凸起；22、凸透镜；23、发光结构；24、PCB板；25、第一位置微调装置；26、第二位置微调装置；27、第一透光板；28、反光罩；281、腔体；282、反光部；283、吸光部；284、吸光板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了解决现有技术中的接触式图像传感装置对待测物的尺寸测量准确性差的问题，本发明提供了一种图像读取装置。

如图2至19所示，图像读取装置，包括图像信号接收单元10和发光单元20；发光单元20和图像信号接收单元10相对设置，发光单元20用于向图像信号接收单元10发射平行光束。

通过设置与图像信号接收单元10相对的发光单元20，发光单元20能够向图像信号接收单元10发射平行光束。这样，平行光束遇到待测物后，一部分平行光束受到待测物的止挡而无法到达图像信号接收单元10处，从而通过检测由待测物边沿处经过待测物的平行光束便能够准确地测量出待测物的尺寸，图像传感装置的测量结果不会受到待测物与图像信号接收单元10之间距离的影响，保证了图像传感装置的对待测物的测量结果的准确性。

需要说明的是，发光单元20和图像信号接收单元10平行设置。这样，能够使图像信号接收单元10稳定地接受到发光单元20所发出的平行光束，保证了图像传感装置对待测物3进行准确地测量。

如图2至图4所示的可选实施例中，发光单元20包括凸透镜22和发光结构23；发光结构23与凸透镜22相对设置，且发光结构23位于凸透镜22的焦点处。当发光结构23处于凸透镜22的焦点位置时，发光结构23发出的光经过凸透镜22会被折射成平行光，从而使发光单元20成为具有良好的指向性的线性光源。

如图2和图3所示，发光单元20包括第一框体21，第一框体21具有开口结构211，凸透镜22设置在第一框体21内并位于开口结构211处，发光结构23设置在第一框体21内的与开口结构211相对的一端。这样发光结构23发出的光束在凸透镜22处折射，通过凸透镜22的光束成为平行光束。

如图2所示的可选实施例中，由于图像传感装置的扫描过程为线性扫描，因此与图像传感装置对应的发光结构23为线性光源。当待测物3的尺寸较大时，如果采用一个凸透镜22的尺寸会相应很大，为了避免了由于设置一个凸透镜22而造成发光单元20的结构尺寸较大的弊端，凸透镜22为多个，多个凸透镜22沿同一直线依次设置，发光结构23为多个，多个发光结构23与多个凸透镜22一一对应设置。这样，保证了发光单元20能够提供足够多的光束，从而保证了图像传感装置对待测物的尺寸进行有效地、准确的测量。

如图4所示，为了便于对多个凸透镜22进行加工和安装且使透过多个凸透镜22的光束连续，并且保证通过多个凸透镜22的光束具有很高的平行度，多个凸透镜22一体成型。

需要说明的是，各凸透镜22的轴线相平行。

可选地，多个凸透镜22可拆卸地拼接，且每个凸透镜22的在与其轴线垂直的平面内的投影呈四边形。这样，便于相邻的两个凸透镜22之间配合连接，相邻的两个凸透镜22的相贴合的平面的表面粗糙度相同，从而保证了透过多个凸透镜22的光束连续。

进一步可选地，每个凸透镜22的在与其轴线垂直的平面内的投影呈正方形或矩形。

如图2和图3所示，为了保证第一框体21的结构稳定性，第一框体21包括底板212和边框结构213，发光结构23设置在底板212上，边框结构213与底板212连接，且底板212和边框结构213共同围成传光空间214，开口结构211位于传光空间214的远离底板212的一端。

如图2和图3所示，发光单元20还包括PCB板24和第一位置微调装置25，PCB板24可移动地设置在底板212上，发光结构23位于PCB板24的背离底板212的一侧，第一位置微调装置25与PCB板24驱动连接以调整发光结构23的位置。这样，发光结构23与PCB板稳定地连接，通过第一位置微调装置25能够有效的对发光结构23相对于凸透镜22的位置进行调节，从而保证将发光结构23调整到凸透镜22的焦点处，进而使发光单元20发出的光束具有平行度高的特点。

如图2和图3所示，发光单元20还包括第二位置微调装置26，边框结构213具有安装凸起215，凸透镜22通过第二位置微调装置26设置在安装凸起215处，且发光结构23相对于安装凸起215的位置可调节。由于边框结构213具有安装凸起215，凸透镜22通过第二位置微调装置26设置在安装凸起215处，确保了凸透镜22与边框结构213的连接稳定性，避免了凸透镜22发生松脱现象。不仅如此，第二位置微调装置26能够有效地对凸透镜22相对于发光结构23的位置进行调节，使凸透镜22得轴线与发光结构的轴线重合，从而保证发光结构23位于凸透镜22的焦点处，进而使发光单元20发出的光束具有平行度高的特点。

可见，通过第一位置微调装置25和第二位置微调装置26的配合使用，能够精确地调节使发光结构23与凸透镜22的相对位置，使发光单元20发出的光束的具有很好的指向性。

如图2和图3所示，发光单元20还包括第一透光板27，第一透光板27设置在开口结构211处并位于凸透镜22的背离发光结构23的一侧。这样，不仅能够保证发光结构23发出的光束穿过第一透光板27而作为发光单元20的发出光束，而且还能避免灰尘进入传光空间214而影响光学设备的使用精度，提高了图像传感装置的测量精度。

需要说明的是，由于凸透镜22的焦距是随入射光波长的变化而变化的，因此为了得到指向性更好光束，发光结构23为单色点光源。可选地，发光结构23发出的光可见光或不可见光。进一步可选地发光结构23发出的光为激光。

在本发明的一个未图示的可选实施例中，发光单元20还包括隔板，隔板为多个，多个隔板设置在传光空间214内以将传光空间214分隔成相间隔的多个传光子空间，相对应的一个凸透镜22和一个发光结构23位于一个传光子空间内。这样，避免了多个发光结构23发出的光束之间互相感染，使每个发光结构23发出的光束只能通过与其相对的一个凸透镜22发生折射，从而保证了发光单元20发出的光束的整体具有很高的平行度。

可选地，凸透镜22为菲涅尔透镜。

如图5至图9所示的可选实施例中，发光单元20包括反光罩28和发光结构23，反光罩28具有腔体281，腔体281的一侧具有开口，发光结构23设置在开口的几何中心处。这样，发光结构23发出的光束能够被反光罩28反射成平行光束，从而使发光单元20能够为图像传感装置提供平行光束。

如图5至图9所示，反光罩28包括相连接的反光部282和吸光部283，反光部282和吸光部283共同围成腔体281，开口形成在吸光部283的远离反光部282的一端。这样，反光部282能够有效地将发光结构23向腔体281一侧发出的杂散光反射形成平行光并向腔体281外发射出，从而使发光单元20能够为图像传感装置提供平行光束。吸光部283能够吸收到达吸光部283处的不平行于反光罩28的光线，从而进一步保证了反光罩28发出的平行光的可靠性。

可选地，反光部282为凹面镜，发光结构23位于凹面镜的焦点位置处。这样，通过凹面镜对发光结构23发出的光束进行反射形成平行光束。

需要说明的是，发光单元20还包括遮光板，遮光板位于发光结构23的背离腔体281的一侧，通过遮光板能够遮挡住发光结构23向腔体281以外的部分发射杂散光，这样确保了发光单元20发出的平行光束的可靠性，提高了发光单元20发出的平行光束的指向性。不仅如此，遮光板还具有固定发光结构23的作用。

可选地，遮光板为PCB板。

需要说明的是，发光结构23位于遮光板处的缺点是，遮光板止挡了反光部282的轴线处反射出来的平行光，这样反光部282的出射光的中心区域会形成造成阴影，但这不影响本发明的图像传感装置使用可靠性，因为图像传感装置为线性扫描，其只需要发光单元20提供宽度很小的一部分线性光束即可。

如图5、图7和图8所示，吸光部283包括顺次连接的多个吸光板284，吸光板284的朝向腔体281的表面为吸光平面，反光部282的朝向腔体281的表面为反光曲面，吸光平面与反光曲面平滑过渡。这样，反光曲面有利于将发光结构23发出的杂散光反射成平行光，吸光板284能有有效地吸收杂散光。

需要说明的是，吸光板284的厚度m越小，到达图像信号接收单元10处的光束的连续性越好。

如图5至图9所示，开口呈四边形，吸光部283包括四个吸光板284，相邻的两个吸光板284垂直设置。这样，当多个反光罩28拼接时，能够使相邻的两个反光罩28适配性拼接，提高了多个反光罩28之间的适配性。

如图5至图9所示，吸光部平面呈黑色，反光曲面为反光镜面。这样，更有利于吸光部283对不平行于反光罩28的轴线的杂散光的吸收。当然，吸光平面还可以是在吸光板284的朝向腔体281的表面上涂覆吸光材料的表面。

可选地，反光镜面为抛物面的部分表面或球面的部分表面或椭球面的部分表面。这样，提高了反光部282将杂散光反射呈平行光束的可靠性。

如图9所示，反光罩28为多个，多个反光罩28沿一直线依次设置，发光结构23为多个，多个发光结构23与多个反光罩28一一对应设置。保证了发光单元20能够提供足够多的光束，从而保证了图像传感装置对待测物的尺寸进行有效地、准确的测量。

如图10至19所示，图像信号接收单元10包括第二框体12和依次设置在第二框体12内的第二透光板13、感光芯片14和传感器基板15，其中，感光芯片14设置在传感器基板15上，第二透光板13相对于感光芯片14靠近发光单元20所在的一侧。需要说明的是，感光芯片14为光敏集成电路，传感器基板15用于搭载排列呈直线的光敏集成电路。

如图10和图11所示，图像信号接收单元10还包括聚光透镜17，聚光透镜17设置在第二框体12内并位于第二透光板13和感光芯片14之间。这样，当发光单元20发出的平行光束到达感光芯片14，通过设置聚光透镜17对平行光束起到进一步汇聚作用，从而提高平行光束的平行度和指向性，进而提高了图像信号接收单元10的精确度。

如图12和图13所示，由于发光单元20发出的平行光束本身具有很高的平行度和很好的指向性，从而在此实施例中，图像信号接收单元10中省略了聚光透镜17，依然能够保证图像传感装置具有很可靠地扫描测量结果。通过省略了图像信号接收单元10中的聚光透镜17，节约了成本，降低了图像信号接收单元10的装配难度，而且也消除了聚光透镜17对光线的折射损失，提高了到达感光芯片14处的光的亮度，省略了聚光透镜17的位置处形成了透光空间，透光空间的长度大于感光芯片14的长度，透光空间的宽度大于感光芯片14的感光窗口的宽度。

如图14和图15所示，图像信号接收单元10还包括滤光膜16，滤光膜16设置在第二框体12内并位于第二透光板13和感光芯片14之间。这样，通过滤光膜16能够有效地过滤到达感光芯片14处的杂散光，避免日光或灯光照射到感光芯片14处而影响图像信号接收单元10的测量精度，提高了图像传感装置的测量结果，提高了图像传感装置的使用稳定性。

需要说明的是，滤光膜16为窄带通滤光膜，该滤光膜16能使较窄范围波长的光线通过，而其它波长的光线无法通过，当发光单元20发出的光束为单色光时，选用单色光波长对应的窄带通滤光膜16能够有效地将其它波长的干扰光线滤掉，至于干扰光线中与本发明所用的单色光的波长相近的光线，由于光量较小，对图像传感装置的扫描结果构不成实质性的影响。

当然，在发明的一个未图示的可选实施例中，发光单元20的发光结构23发出的光束包括不可见红外光和可见光，图像传感装置通过不可见红外光进行扫描检测工作，通过可见光对发光结构23或聚光透镜17的位置进行调整，也可以用于图像传感装置的工作状态的指示，当发光结构23出现故障时，能够及时发现维修，从而提高了图像传感装置的使用可靠性。不仅如此，滤光膜16能够将发光结构23发出的可见光过滤掉，从而避免可见光到达感光芯片14处。

如图10和图11示出的可选实施例中，待测物3位于发光单元20和图像信号接收单元10之间，且待测物3的表面304和表面305之间的距离为a，发光单元20发出的一部分光束被待测物3挡住，而发光单元20发出的另一部分光线能够通过待测物3到达图像信号接收单元10处，而通过待测物3的光束中，光线201与待测物3的上表面305相切，光线202与待测物3的下表面304相切，并通过聚光透镜17，最后汇聚到感光芯片14上的A点和B点出，而点A和点B之间的区域不会有光线进入。感光芯片14能将光信号转换成电信号，以电压的形式输出，因此，感光芯片14上有光线照射到的部分以高电平的形式输出，没有光线照射的地方，会以低电平的显示输出，这些电信号通过转接器29输出到后处理系统110，后处理系统110根据点A和点B两点间的点数和感光芯片14的分辨率，可以扫描出线段AB的形状，并算出点A和点B之间的距离b。实际值a和测量值b之间具有误差值△a，△a＝a-b。由于发光单元20发出的光束具有很好的指向性，因此△a的数值会很小，从而保证了图像传感装置能够准确测量出尺寸a。同时，待测物3不断地移动，图像传感装置能够扫描出多条线段AB，根据得到的多条线段AB，能够可靠地绘制出待测物3的表面303的平面图。

在图16所示的可选实施例中，图像信号接收单元10的聚光透镜17的轴线与发光单元20的凸透镜22的轴线之间的距离为h，当图像信号接收单元10的聚光透镜17的轴线与发光单元20的凸透镜22的轴线不重合时，能够有效地避免发光结构23发出的光束在图像信号接收单元10处形成光斑，从而提高了图像信号接收单元10接受到的光束的光强度均匀，提高了图像信号接收单元10的测量结果的准确性。

如图17所示，发光单元20和图像信号接收单元10均为两个，两个发光单元20和两个图像信号接收单元10共同围成测量空间11，且两个发光单元20相邻设置，两个图像信号接收单元10相邻设置，两个图像信号接收单元10垂直设置。通过两个发光单元20和两个图像信号接收单元10共同配合使用，利用一个发光单元20的发光结构23发出的光线201和光线202并通过移动待测物3便能够有效地测量得到待测物3的表面303的平面图，利用一个发光单元20的发光结构23发出的光线203和光线204并通过移动待测物3便能够有效地测量得到待测物3的表面302的平面图，从而进一步得到待测物3的三维立体结构图，测量出待测物3的整体外形尺寸，从而提高了图像传感装置的实用性。

如图18和图19所示的可选实施例中，图像信号接收单元10还包括辅助发光结构18，辅助发光结构18设置在聚光透镜17与第二透光板13之间。这样，图像信号接收单元10带有辅助发光结构18，当待测物3距离图像信号接收单元10的距离较近时，通过辅助发光结构18发出的光在待测物3的与图像信号接收单元10相对的表面发射后达到感光芯片14，同样能够扫描得到待测物的与图像信号接收单元10相对的表面的形状。当不断移动待测物3时，通过后处理系统110便能够准确地测量得到与图像信号接收单元10相对的表面的平面图。

如图18所示，图像信号接收单元10为两个，两个图像信号接收单元10中的一个与发光单元20平行且相对设置，两个图像信号接收单元10中的另一个与发光单元20垂直设置，且两个图像信号接收单元10和发光单元20共同围成测量空间11。这样保证了当待测物3距离与发光单元20相邻的一个图像信号接收单元10较近时，能够通过图像信号接收单元10的辅助发光结构18发出的光束测量得到待测物3表面302的平面图，从而进一步结合待测物3的表面303的平面图而得到待测物3的三维立体结构图。

当然在本发明的一个未图示的图像传感装置的可选实施例中，发光单元1和图像信号接受单元2均为多个，多个发光单元1和多个图像信号接受单元2一一对应设置并配合使用。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

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 (24)

1.一种图像读取装置，其特征在于，包括：

图像信号接收单元(10)；

发光单元(20)，所述发光单元(20)和所述图像信号接收单元(10)相对设置，所述发光单元(20)用于向所述图像信号接收单元(10)发射平行光束。

2.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)和所述图像信号接收单元(10)平行设置。

3.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)包括：

凸透镜(22)；

发光结构(23)，所述发光结构(23)与所述凸透镜(22)相对设置，且所述发光结构(23)位于所述凸透镜(22)的焦点处。

4.根据权利要求3所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)包括第一框体(21)，所述第一框体(21)具有开口结构(211)，所述凸透镜(22)设置在所述第一框体(21)内并位于所述开口结构(211)处，所述发光结构(23)设置在所述第一框体(21)内的与所述开口结构(211)相对的一端。

5.根据权利要求3所述的图像读取装置，其特征在于，所述凸透镜(22)为多个，多个所述凸透镜(22)沿同一直线依次设置，所述发光结构(23)为多个，多个所述发光结构(23)与多个所述凸透镜(22)一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的图像读取装置，其特征在于，多个所述凸透镜(22)一体成型。

7.根据权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于，所述第一框体(21)包括：

底板(212)，所述发光结构(23)设置在所述底板(212)上；

边框结构(213)，所述边框结构(213)与所述底板(212)连接，且所述底板(212)和所述边框结构(213)共同围成传光空间(214)，所述开口结构(211)位于所述传光空间(214)的远离所述底板(212)的一端。

8.根据权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)还包括：

PCB板(24)，所述PCB板(24)可移动地设置在所述底板(212)上，所述发光结构(23)位于所述PCB板(24)的背离所述底板(212)的一侧；

第一位置微调装置(25)，所述第一位置微调装置(25)与所述PCB板(24)驱动连接以调整所述发光结构(23)的位置。

9.根据权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)还包括第二位置微调装置(26)，所述边框结构(213)具有安装凸起(215)，所述凸透镜(22)通过所述第二位置微调装置(26)设置在所述安装凸起(215)处，且所述发光结构(23)相对于所述安装凸起(215)的位置可调节。

10.根据权利要求4所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)还包括第一透光板(27)，所述第一透光板(27)设置在所述开口结构(211)处并位于所述凸透镜(22)的背离所述发光结构(23)的一侧。

11.根据权利要求7所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)还包括隔板，所述隔板为多个，多个所述隔板设置在所述传光空间(214)内以将所述传光空间(214)分隔成相间隔的多个传光子空间，相对应的一个所述凸透镜(22)和一个所述发光结构(23)位于一个所述传光子空间内。

12.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)包括：

反光罩(28)，所述反光罩(28)具有腔体(281)，所述腔体(281)的一侧具有开口；

发光结构(23)，所述发光结构(23)设置在所述开口的几何中心处。

13.根据权利要求12所述的图像读取装置，其特征在于，所述反光罩(28)包括相连接的反光部(282)和吸光部(283)，所述反光部(282)和所述吸光部(283)共同围成所述腔体(281)，所述开口形成在所述吸光部(283)的远离所述反光部(282)的一端。

14.根据权利要求13所述的图像读取装置，其特征在于，所述吸光部(283)包括顺次连接的多个吸光板(284)，所述吸光板(284)的朝向所述腔体(281)的表面为吸光平面，所述反光部(282)的朝向所述腔体(281)的表面为反光曲面，所述吸光平面与所述反光曲面平滑过渡。

15.根据权利要求14所述的图像读取装置，其特征在于，所述开口呈四边形，所述吸光部(283)包括四个所述吸光板(284)，相邻的两个所述吸光板(284)垂直设置。

16.根据权利要求14所述的图像读取装置，其特征在于，所述吸光平面呈黑色，所述反光曲面为反光镜面。

17.根据权利要求16所述的图像读取装置，其特征在于，所述反光镜面为抛物面的部分表面或球面的部分表面或椭球面的部分表面。

18.根据权利要求12至17中任一项所述的图像读取装置，其特征在于，所述反光罩(28)为多个，多个所述反光罩(28)沿一直线依次设置，所述发光结构(23)为多个，多个所述发光结构(23)与多个所述反光罩(28)一一对应设置。

19.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，所述图像信号接收单元(10)包括第二框体(12)和依次设置在所述第二框体(12)内的第二透光板(13)、感光芯片(14)和传感器基板(15)，其中，所述感光芯片(14)设置在所述传感器基板(15)上，所述第二透光板(13)相对于所述感光芯片(14)靠近所述发光单元(20)所在的一侧。

20.根据权利要求19所述的图像读取装置，其特征在于，所述图像信号接收单元(10)还包括滤光膜(16)，所述滤光膜(16)设置在所述第二框体(12)内并位于所述第二透光板(13)和所述感光芯片(14)之间。

21.根据权利要求19所述的图像读取装置，其特征在于，所述图像信号接收单元(10)还包括聚光透镜(17)，所述聚光透镜(17)设置在所述第二框体(12)内并位于所述第二透光板(13)和所述感光芯片(14)之间。

22.根据权利要求21所述的图像读取装置，其特征在于，所述图像信号接收单元(10)还包括辅助发光结构(18)，所述辅助发光结构(18)设置在聚光透镜(17)与所述第二透光板(13)之间。

23.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，所述发光单元(20)和所述图像信号接收单元(10)均为两个，两个所述发光单元(20)和两个所述图像信号接收单元(10)共同围成测量空间(11)，且两个所述发光单元(20)相邻设置，两个所述图像信号接收单元(10)相邻设置，两个所述图像信号接收单元(10)垂直设置。

24.根据权利要求1所述的图像读取装置，其特征在于，所述图像信号接收单元(10)为两个，两个所述图像信号接收单元(10)中的一个与所述发光单元(20)平行且相对设置，两个所述图像信号接收单元(10)中的另一个与所述发光单元(20)垂直设置，且两个所述图像信号接收单元(10)和所述发光单元(20)共同围成测量空间(11)。