CN106412372A - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像传感器。该图像传感器包括：光源，用于发光；透镜，用于汇集光源发出的光产生的反射光；感光芯片组，包括多个感光芯片，每个感光芯片用于将感应到的反射光转换为电信号；印刷电路板组，包括多个印刷电路板，每个印刷电路板用于接收对应连接的感光芯片产生的电信号；总线模块，用于传输印刷电路板组包括的多个印刷电路板之间的通讯数据。通过本发明，解决了相关技术中采用多个图像传感器拼接的图像传感器需要外部设备连接每个图像传感器的接口的问题。

Description

图像传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体而言，涉及一种图像传感器。

背景技术

接触式图像传感器(简称CIS)用于对原稿图像进行扫描，主要应用在传真机、扫描仪、多功能一体机、自动存取款机、清分机、阅卷机等设备上，上述设备所使用的接触式图像传感器扫描宽度大多为183mm～216mm，扫描宽度最长可以达到A3长度。随着技术发展，接触式图像传感器逐渐应用到在线检测、机器视觉等领域，用于对一些纺织品、大型地图等进行扫描，对于一些特殊的用途，则可能要求图像传感器扫描宽度达到一米以上。但是，由于目前市面上的电路板生产厂家无法生产较长的布线电路板，制约了接触式图像传感器的扫描宽度。现有技术中，要实现大幅面扫描通常采用以下两种方法：

(1)第一种方法如图1所示，采用多个较短扫描宽度的接触式图像传感器进行交错拼接，这种方式常见于电子白板，例如，采用4个A4扫描宽度的接触式图像传感器CIS1～CIS4交错拼接来实现大幅面的扫描。

(2)第二种方法如图2所示，采用多个较短的布线电路板(又称印刷电路板，简称PCB)在搭载PCB的基台上拼接，拼成一根较长的电路板，以实现大型扫描。

第一种方法采用了多个接触式图像传感器拼接，成本大幅提高，由于采用了交错的方式拼接，CIS1与CIS3必须在一条水平的扫描线上，CIS2与CIS4也必须在一条水平的扫描线上，并且两条扫描线必须是平行的，这对制作工艺上有较高要求。而且，CIS拼接为后期的图像拼接带来了很大的麻烦，对于图像处理算法提出了很高的要求。第二种方法采用多个印刷电路板拼接，由于各个PCB之间存在拼接间隙，在扫描时会出现漏点的现象，影响扫描精度。上述两种方法中每个拼接的CIS都需要单独的控制信号，都需要同时与外部设备进行接口通信，接口复杂，信号数量繁多。

针对相关技术中采用多个图像传感器拼接的图像传感器需要外部设备连接每个图像传感器的接口的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种图像传感器，以解决相关技术中采用多个图像传感器拼接的图像传感器需要外部设备连接每个图像传感器的接口的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种图像传感器。该图像传感器包括：光源，用于发光；透镜，用于汇集光源发出的光产生的反射光；感光芯片组，包括多个感光芯片，每个感光芯片用于将感应到的反射光转换为电信号；印刷电路板组，包括多个印刷电路板，每个印刷电路板用于接收对应连接的感光芯片产生的电信号；总线模块，用于传输印刷电路板组包括的多个印刷电路板之间的通讯数据。

进一步地，每个印刷电路板均设置有接口模块，接口模块用于传输印刷电路板组与外部设备之间的通讯数据，其中，外部设备用于与多个接口模块之一连接以与印刷电路板组通讯。

进一步地，图像传感器还包括：基台，其中，印刷电路板组包括的多个印刷电路板依次设置在基台的第一面，总线模块包括：多个通讯线组，其中，任意两个相邻的印刷电路板之间通过一个通讯线组相连接，每个通讯线组中包括的通讯线的个数均相同。

进一步地，基台包括第一台阶和第二台阶，第一台阶低于第二台阶，其中，印刷电路板组设置在第一台阶上。

进一步地，基台上开设有多个通孔，多个通孔与多个印刷电路板一一对应，每个印刷电路板覆盖在对应的通孔上且使印刷电路板上设置的接口模块朝向通孔。

进一步地，多个感光芯片依次设置在基台的第一面，多个感光芯片中任意两个相邻的感光芯片相抵接。

进一步地，图像传感器还包括：基板，设置在基台上，其中，感光芯片组粘接在基板上。

进一步地，感光芯片组与印刷电路板组并列设置，每个感光芯片均通过金属丝与多个印刷电路板之一通讯。

进一步地，每个印刷电路板还用于向对应连接的感光芯片发送指令信号。

进一步地，图像传感器还包括：基架，搭载在基台上，其中，光源和透镜均设置在基架上。

进一步地，多个印刷电路板包括第一印刷电路板，第一印刷电路板包括：缓存放大器，用于放大电信号；多路选择开关电路，与缓存放大器和第一印刷电路板所连接的通讯线组相连接，用于在第一印刷电路板所连接的每个通讯线组中均选择一根通讯线以将放大后的电信号输出至选择的通讯线。

本发明通过总线模块传输印刷电路板组包括的多个印刷电路板之间的通讯数据，解决了相关技术中采用多个图像传感器拼接的图像传感器需要外部设备连接每个图像传感器的接口的问题，多个印刷电路板通过总线模块互相通讯，使得外部设备仅与一个印刷电路板连接就可以实现与所有印刷电路板的通讯，进而达到了在连接外部设备时简化接口连线的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的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是现有技术的一种图像传感器拼接方法的示意图；

图2是现有技术的另一种图像传感器拼接方法的示意图；

图3是根据本发明第一实施例的图像传感器的截面示意图；

图4是根据本发明第一实施例的图像传感器的基台的俯视图；

图5是根据本发明第一实施例的图像传感器的基台的截面示意图；

图6是根据本发明实施例的图像传感器的基台的仰视图；

图7是根据本发明实施例的图像传感器中印刷电路板中信号传输的示意图；

图8是根据本发明实施例的图像传感器中多个印刷电路板之间通讯方式的示意图；

图9是根据本发明第二实施例的图像传感器的截面示意图；

图10是根据本发明第二实施例的图像传感器的基台的俯视图；

图11是根据本发明第二实施例的图像传感器的基台的截面示意图；

图12是根据本发明第三实施例的图像传感器的截面示意图；

图13是根据本发明第三实施例的图像传感器的基台的俯视图；

图14是根据本发明第三实施例的图像传感器的基台的截面示意图。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

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例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明的实施例提供了一种图像传感器。

图3是根据本发明第一实施例的图像传感器的截面示意图。

如图3所示，该实施例提供的图像传感器包括：

光源1，用于发光。

透镜2，用于汇集光源发出的光产生的反射光。

感光芯片组，包括多个感光芯片3，每个感光芯片3都可以感应光信号，每个感光芯片3可以将感应到的反射光转换为电信号。

印刷电路板组，包括多个印刷电路板4b，每个印刷电路板4b可以接收对应连接的感光芯片3产生的电信号。

总线模块，图3中未示出总线模块，总线模块可以传输印刷电路板组包括的多个印刷电路板之间的通讯数据。该总线模块的具体实施方式可以是多个通讯线组，每两个相邻的印刷电路板通过一个通讯线组相连，也可以是多根通讯总线，每个印刷电路板均与多根通讯总线相连接。

印刷电路板组中的每个印刷电路板4b可以均设置有接口模块9，该实施例提供的图像传感器中包括的接口模块9的个数是与印刷电路板组中包括的印刷电路板4b的个数相同的，接口模块9可以传输印刷电路板组与外部设备之间的通讯数据。

由于接口模块9可以传输印刷电路板组与外部设备之间的通讯数据，并且，多个印刷电路板4b可以通过总线模块互相通讯，因此，外部设备仅与多个接口模块9之一连接即可实现与印刷电路板组中的所有印刷电路板4b通讯。

外部设备在与该实施例提供的图像传感器中的一个接口模块9相连接之后，可以通过该接口模块9向图像传感器发送开启图像传感器的指令和关闭图像传感器的指令以控制图像传感器，而且可以通过该接口模块9与图像传感器通讯，例如，接收多个印刷电路板4b发送的电信号，通过接口模块9向印刷电路板4b发送控制感光芯片3和光源1的控制信号等等。

该实施例提供的图像传感器通过设置总线模块，使得印刷电路板组中的多个印刷电路板4b实现信号级联，外部设备无需连接每个印刷电路板4b，仅需连接一个印刷电路板4b上设置的接口模块9即可控制整个图像传感器，达到与整个图像传感器通讯的效果。

该实施例提供的图像传感器还可以包括基台6，基台6可以采用不印刷电路的电路板。印刷电路板组包括的多个印刷电路板依次设置在基台6的第一面，优选地，总线模块的具体实施方式可以是包括多个通讯线组，其中，任意两个相邻的印刷电路板之间通过一个通讯线组相连接，每个通讯线组中包括的通讯线的个数均相同。

优选地，图像传感器还可以包括基架5，基架5搭载在基台6上，其中，光源1和透镜2均设置在基架5上。

图4是根据本发明第一实施例的图像传感器的基台的俯视图。如图4所示，总线模块包括多个通讯线组8，每个通讯线组8可以包括一根或多根通讯线，每根通讯线上可以传输一个或多个电信号。

各个印刷电路板4b之间可以通过通讯线8级联，具体地，印刷电路板组中的任意两个相邻的印刷电路板4b可以通过通讯线8连接成整体，通讯线8可以用于固定和通讯。

印刷电路板4b可以根据扫描长度的需要，并不局限于如图4中所示的两根印刷电路板4b拼接，可以是多个印刷电路板4b拼接，每个印刷电路板4b上都有独立的接口模块9可驱动图像传感器工作。

多个感光芯片3依次设置在基台6的第一面，多个感光芯片3中任意两个相邻的感光芯片3相抵接。

如图4所示，该实施例提供的图像传感器还包括基板4a，基板4a设置在基台6上，其中，感光芯片组粘接在基板4a上。感光芯片组中任意两个相邻的感光芯片3可以相抵接，也即，每两个相邻的感光芯片3之间没有缝隙。感光芯片组中的感光芯片3可以两两紧邻地粘贴在基板4a上。

由于基板4a仅用于粘贴感光芯片组，内部没有电路，因此，基板4a的尺寸可以不受限制，可以制作成任意长度。多个感光芯片3之间不存在拼接接缝，可以提高感光的精度，例如，在该实施例提供的图像传感器用于扫描时，可以在实现超宽幅扫描的同时保证扫描的精度，防止漏点的现象发生。

感光芯片组与印刷电路板组并列设置，可选地，如图5所示，每个感光芯片3可以均通过一根或多根金属丝与多个印刷电路板4b之一通讯，其中，金属丝7可以用于将工作信号，指令信号等从印刷电路板4b发送至感光芯片3，也可以将感光芯片3产生的电信号发送至印刷电路板4b。

具体地，每个印刷电路板4b可以接收对应连接的感光芯片3发送的电信号，也可以向对应连接的感光芯片3发送指令信号等以控制感光芯片3的工作方式和状态。

优选地，每个感光芯片3仅与最邻近的印刷电路板4b相连。

多个印刷电路板包括第一印刷电路板，第一印刷电路板包括：缓存放大器，用于放大电信号；多路选择开关电路，与缓存放大器和第一印刷电路板所连接的通讯线组相连接，用于在第一印刷电路板所连接的每个通讯线组中均选择一根通讯线8以将放大后的电信号输出至选择的通讯线8。

优选地，如图6所示，基台6上可以开设有多个通孔，多个通孔与多个印刷电路板4b一一对应，印刷电路板4b设置在基台6的第一面上，每个印刷电路板4b覆盖在对应的通孔上且使印刷电路板4b上设置的接口模块9朝向通孔，使得接口模块9可以透过通孔从基台6的第二面看到。

多个印刷电路板4b可以通过多个接口模块9之一与外部设备通讯，外部设备是与图像传感器通讯的设备，外部设备与该实施例提供的图像传感器接线时，可以仅与一个接口模块9连接，多个印刷电路板4b可以通过与总线通讯，外部设备与图像传感器之间传输的信号在总线上进行传输，多个印刷电路板4b可以通过各自的接口模块9在总线上获取需要的信号并通过总线向外部设备发送信号。通过这种连接方式可以简化外部设备与图像传感器的布线方式，不需要外部设备与图像传感器中的每个印刷电路板均进行单独连接。

可选地，在图6中未示出的其它实施例中，多个印刷电路板4b所连接的总线模块也可以是设置在基台6第二面开设的凹槽内的几根长的通讯线，每个接口模块9均通过接口模块9与通讯线相连接。

图7是根据本发明实施例的图像传感器中印刷电路板中信号传输的示意图。如图7所示，印刷电路板4b还包括缓存放大器(buffer)4b2和多路选择开关电路(multiplexer)4b3。缓存放大器4b2用于放大电信号。总线4b4包括多根通讯线，多路选择开关电路4b3与缓存放大器4b2和总线4b4相连接，用于选择将放大后的电信号输出至多根通讯线中之一，也即，在总线4b4中选择一根通讯线，将经过缓存放大器4b2放大后的电信号发送至选择的通讯线上。可选地，电信号可以是一个，也可以是多个。

每个印刷电路板4b将电信号经过缓存放大器4b2放大，并经过多路选择开关电路4b3选择后发送到总线中对应的通讯线中，各个印刷电路板4b对应的接口模块通过总线接收对应的印刷电路板4b传输的信号。具体而言，印刷电路板4b通过多路选择开关电路4b3选择的通讯线发送信号，接口模块9通过对应的印刷电路板4b所选择的通讯线接收信号。

可选地，总线中还可以具有一根或多根通讯线用于将信号从外部设备通过接口模块发送至各个印刷电路板，这一根或多根通讯线可以是共用的，外部设备将共用信号通过接口模块发送至总线的共用通讯线上，各个印刷电路板通过共用通讯线接收外部设备发送的信号。

图8是根据本发明实施例的图像传感器中多个印刷电路板之间通讯方式的示意图。如图8所示，印刷电路板组可以产生输出信号A、B和C，每个输出信号均可以是一个或多个电信号，与输出信号A、B和C相对应地，总线模块中的每个通讯线组均需要至少包括三根通讯线，以分别传输输出信号A、B和C，接口模块91、接口模块92和接口模块93均可以通过三根通讯线接收到输出信号A、B和C。此外，总线模块中的每个通讯线组还可以包括多根共用通讯线，共用通讯线的作用是与外部设备进行通讯，当外部设备与印刷电路板组之间需要传输通讯数据时，每个印刷电路板均可以通过共用通讯线接收到外部设备发送的信号，并通过共用通讯线向外部设备发送信号，因此，外部设备仅需要与多个接口模块之一相连，就可以与图像传感器中的所有印刷电路板通讯。

图9是根据本发明第二实施例的图像传感器的截面示意图。该实施例可以作为本发明提供的图像传感器的另一个可选的实施例，如图9所示，与上述第一实施例不同的是，该实施例提供的图像传感器中不含图3中的基板4a，感光芯片3直接设置在基台6上。该实施例提供的图像传感器的其它设置和通讯方式均与上述第一实施例提供的图像传感器相似，在此不再赘述。图10是根据本发明第二实施例的图像传感器的基台的俯视图。图11是根据本发明第二实施例的图像传感器的基台的截面示意图。

图12是根据本发明第三实施例的图像传感器的截面示意图。该实施例可以作为本发明提供的图像传感器的另一个可选的实施例，如图12所示，与上述第二实施例不同的是，基台6包括第一台阶和第二台阶，第一台阶低于第二台阶，其中，印刷电路板组设置在第一台阶上。该实施例提供的图像传感器的其它设置和通讯方式均与上述第一实施例提供的图像传感器相似，在此不再赘述。图13是根据本发明第三实施例的图像传感器的基台的俯视图。图14是根据本发明第三实施例的图像传感器的基台的截面示意图。

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 (11)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

光源，用于发光；

透镜，用于汇集所述光源发出的光产生的反射光；

感光芯片组，包括多个感光芯片，每个感光芯片用于将感应到的所述反射光转换为电信号；

印刷电路板组，包括多个印刷电路板，每个印刷电路板用于接收对应连接的感光芯片产生的电信号；

总线模块，用于传输所述印刷电路板组包括的多个印刷电路板之间的通讯数据。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，每个印刷电路板均设置有接口模块，所述接口模块用于传输所述印刷电路板组与外部设备之间的通讯数据，其中，所述外部设备用于与多个接口模块之一连接以与所述印刷电路板组通讯。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，

所述图像传感器还包括：基台，其中，所述印刷电路板组包括的多个印刷电路板依次设置在所述基台的第一面，

所述总线模块包括：多个通讯线组，其中，任意两个相邻的印刷电路板之间通过一个通讯线组相连接，每个通讯线组中包括的通讯线的个数均相同。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述基台包括第一台阶和第二台阶，所述第一台阶低于所述第二台阶，其中，所述印刷电路板组设置在所述第一台阶上。

5.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述基台上开设有多个通孔，所述多个通孔与所述多个印刷电路板一一对应，每个印刷电路板覆盖在对应的通孔上且使所述印刷电路板上设置的接口模块朝向所述通孔。

6.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述多个感光芯片依次设置在所述基台的第一面，所述多个感光芯片中任意两个相邻的感光芯片相抵接。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：

基板，设置在所述基台上，其中，所述感光芯片组粘接在所述基板上。

8.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述感光芯片组与所述印刷电路板组并列设置，每个感光芯片均通过金属丝与所述多个印刷电路板之一通讯。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，每个印刷电路板还用于向对应连接的感光芯片发送指令信号。

10.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：

基架，搭载在所述基台上，其中，所述光源和所述透镜均设置在所述基架上。

11.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述多个印刷电路板包括第一印刷电路板，所述第一印刷电路板包括：

缓存放大器，用于放大所述电信号；

多路选择开关电路，与所述缓存放大器和所述第一印刷电路板所连接的通讯线组相连接，用于在所述第一印刷电路板所连接的每个通讯线组中均选择一根通讯线以将放大后的所述电信号输出至选择的通讯线。