CN107426511A - 图像传感器及具有其的图像传感扫描系统 - Google Patents

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王虎岩
韩晓伟
王凤秀
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Abstract

本发明提供了一种图像传感器及具有其的图像传感扫描系统，其中，图像传感器包括：框体，框体具有容纳腔；图像读取部，图像读取部设置在容纳腔内；透光缝隙部，透光缝隙部设置在框体上，以使穿过待扫描件的扫描光线通过透光缝隙部后直接照射到图像读取部处。本发明解决了现有技术中的图像传感器的厚度过大而存在使用便捷性差的问题。

Description

图像传感器及具有其的图像传感扫描系统
技术领域
本发明涉及像传感技术领域，具体而言，涉及一种图像传感器及具有其的图像传感扫描系统。
背景技术
现有的接触式图像传感器由框体、光源结构、透镜、感光芯片以及电路板等结构组成，透镜和光源结构通常设置在框体内，框体的厚度不仅受到了透镜自身厚度的影响，而且还受到了透镜的焦距(TC值)的制约，这是因为对于透镜的安装，透镜通常需要与框体的上表面之间预留有一段距离，从而使待扫描件位于透镜的焦点位置处，进而保证接触式图像传感器扫描得到待扫描件上清晰的图像，因此，现有的接触式图像传感器的厚度较大，不利于接触式图像传感器的轻量化设计，影响了接触式图像传感器的使用便捷性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种图像传感器及具有其的图像传感扫描系统，以解决现有技术中的图像传感器的使用便捷性差的问题。
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，包括：框体，框体具有容纳腔；图像读取部，图像读取部设置在容纳腔内；透光缝隙部，透光缝隙部设置在框体上，以使穿过待扫描件的扫描光线通过透光缝隙部后直接照射到图像读取部处。
进一步地，透光缝隙部为开设在框体上的条形透光槽，条形透光槽沿框体的长度方向开设；和/或透光缝隙部为开设在框体上的多个透光孔，多个透光孔沿框体的长度方向间隔设置。
进一步地，条形透光槽的宽度L大于等于0.3mm且小于等于1mm。
进一步地，透光孔的孔截面为圆形、椭圆形或多边形中的一种。
进一步地，透光孔的孔截面为圆形，且透光孔的直径D大于等于0.3mm且小于等于1mm；或透光孔的孔截面为四边形，且四边形的最大边长S大于等于0.3mm且小于等于1mm。
进一步地，透光缝隙部具有透光空间，透光缝隙部的朝向透光空间的表面为反光表面或吸光表面。
进一步地，图像传感器还包括透明导光结构，透明导光结构设置在透光缝隙部处并填充透光空间。
进一步地，图像传感器还包括透光板，透光板设置在框体上并位于透光缝隙部所在的一侧。
进一步地，图像读取部包括：基板；光敏集成电路，光敏集成电路设置在基板上并沿透光缝隙部的长度方向与透光缝隙部相对设置。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像传感扫描系统，包括：图像传感器和待扫描件，待扫描件可移动地设置图像传感器上；光源结构，光源结构与图像传感器相对设置以朝向待扫描件发出扫描光线；图像传感器为上述的图像传感器。
应用本发明的技术方案，由于图像传感器包括框体、图像读取部和透光缝隙部，其中，框体具有容纳腔，图像读取部设置在容纳腔内，透光缝隙部设置在框体上，以使穿过待扫描件的扫描光线通过透光缝隙部后直接照射到图像读取部处。这样，在保证了图像传感器具有对待扫描件完整的图像扫描功能的前提下，同时避免了在容纳腔内安装透镜和光源结构，设计人员能够合理地减小容纳腔的容积，从而降低框体的整体厚度，有利于对图像传感器的小型化设计，使图像传感器能够适用于各种不同的工况坏境中，同时还使图像传感器便于携带或搬运，提高了图像传感器的使用便捷性以及图像传感扫描系统的工作可靠性。
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示出了根据本发明的一种可选实施例的图像传感扫描系统的主视剖视示意图；
图2示出了图1中的图像传感扫描系统的A-A侧剖视示意图；
图3示出了图1中的图像传感扫描系统的图像传感器的主视剖视示意图；
图4示出了图3中的具有一种可选实施例的透光缝隙部的图像传感器的俯视示意图；
图5示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感扫描系统的主视剖视示意图；
图6示出了图5中的图像传感扫描系统的B-B侧剖视示意图；
图7示出了图5中的具有一种可选实施例的透光缝隙部的图像传感器的俯视示意图；
图8示出了图5中的具有另一种可选实施例的透光缝隙部的图像传感器的俯视示意图；
图9示出了图5中的具有另一种可选实施例的透光缝隙部的图像传感器的俯视示意图；
图10示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感扫描系统的图像传感器的主视剖视示意图；
图11示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感扫描系统的主视剖视示意图。
1、图像传感器；2、待扫描件；3、光源结构；33、导光板组件；34、发光体；35、发光面；4、扫描光线；10、框体；11、容纳腔；12、安装孔；20、图像读取部；21、基板；22、光敏集成电路；30、透光缝隙部；31、透光空间；32、本体结构；40、透明导光结构；50、透光板。
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。
为了解决现有技术中的图像传感器的使用便捷性差的问题，本发明提供了一种图像传感器和图像传感扫描系统，其中，如图1和图2、图5和图6以及图11所示，图像传感扫描系统包括图像传感器1、待扫描件2和光源结构3，待扫描件2可移动地设置图像传感器1上，光源结构3与图像传感器1相对设置以朝向待扫描件2发出扫描光线4；图像传感器1为上述和下述的图像传感器。
为了提高图像传感扫描系统的扫描效果，可选地，光源结构3为线性光源。光源结构3发出的光还可以是日光或来自手机或电视等发光物体的光源。
可选地，待扫描件2为原稿，即纸币、支票等纸片类结构。可移动地设置图像传感器1上，即通过不断地移动原稿，从而使图像传感器1对进行扫描而获取原稿上的图像信息。该图像信息包括文字信息和/或图画信息。
图3示出了根据本发明的一种可选实施例的图像传感器1的主视剖视示意图。
如图3所示，图像传感器包括框体10、图像读取部20和透光缝隙部30，框体10具有容纳腔11，图像读取部20设置在容纳腔11内，透光缝隙部30设置在框体10上，以使穿过待扫描件2的扫描光线4通过透光缝隙部30后直接照射到图像读取部20处。
由于图像传感器1包括框体10、图像读取部20和透光缝隙部30，其中，框体10具有容纳腔11，图像读取部20设置在容纳腔11内，透光缝隙部30设置在框体10上，以使穿过待扫描件2的扫描光线4通过透光缝隙部30后直接照射到图像读取部20处。这样，在保证了图像传感器具有对待扫描件2完整的图像扫描功能的前提下，同时避免了在容纳腔11内安装透镜和光源结构，设计人员能够合理地减小容纳腔11的容积，从而降低框体10的整体厚度，有利于对图像传感器的小型化设计，使图像传感器能够适用于各种不同的工况坏境中，同时还使图像传感器便于携带或搬运，提高了图像传感器的使用便捷性以及图像传感扫描系统的工作可靠性。
可选地，透光缝隙部30为开设在框体10上的条形透光槽，条形透光槽沿框体10的长度方向开设；和/或透光缝隙部30为开设在框体10上的多个透光孔，多个透光孔沿框体10的长度方向间隔设置。
图4示出了透光缝隙部30的一种可选地设置方式，在图4中，透光缝隙部30为开设在框体10上的条形透光槽，条形透光槽沿框体10的长度方向开设，条形透光槽的设置不仅能够允许部分扫描光线4顺利地通过而照射到图像读取部20的感光区进行光电转换以获取待扫描件2上的图像信息；而且还便于加工制造，有利于图像传感器1的低成本化。
需要说明的是，为了避免其他光线对扫描光线的干扰，以获得对待扫描件2的清晰的图像信息，条形透光槽的宽度L应尽可能的小，条形透光槽的宽度L的合理的范围是：条形透光槽的宽度L大于等于0.3mm且小于等于1mm。
图4示出了透光缝隙部30的一种可选地设置方式，在图4中，透光缝隙部30为开设在框体10上的多个透光孔，多个透光孔沿框体10的长度方向间隔设置。多个透光孔的设置同样能够起到过滤掉不利光线的作用，允许部分有利的扫描光线4顺利地通过而照射到图像读取部20而照射到图像读取部20的感光区，同样使图像传感器1具有加工简单，使用方便，成本低廉的特点；且多个透光孔之间的结构部分能够起到对框体10的支撑作用，提高图像传感器1的整体结构强度。
可选地，透光孔的孔截面为圆形、椭圆形或多边形中的一种。
具体地，在图7出的可选实施例中，透光孔的孔截面为圆形，且透光孔的直径D大于等于0.3mm且小于等于1mm。在图8示出的可选实施例中，透光孔的孔截面为四边形，且四边形的最大边长S大于等于0.3mm且小于等于1mm。这样能够避免其他光线对扫描光线的干扰，以获得对待扫描件2的清晰的图像信息。
当然，透光缝隙部30还能够可拆卸的设置在框体10上，在图9示出的可选实施例中，框体10上开设有安装孔12，透光缝隙部30可拆卸地设置在安装孔12处，透光缝隙部30包括本体结构32和本体结构32具有透光空间31，透光空间31为开设在本体结构32上的条形透光槽或多个沿本体结构32的长度方向开设的透光孔。
需要说明的是，本申请的所有实施例中的透光缝隙部30均具有透光空间31，透光缝隙部30的朝向透光空间31的表面为反光表面或吸光表面。当透光缝隙部30的朝向透光空间31的表面设置为反光表面时，部分扫描光线4透过待扫描件2后发生散射，一部分散射的扫描光线4照射到透光空间31外，另一部分散射扫描光线4照射到透光空间31内，照射到透光空间31的扫描光线4中，一部分直接透过透光空间31而到达图像读取部20的感光区处，另一部分扫描光线4照射到透光缝隙部30的朝向透光空间31的表面被反射，同样能够被反射到图像读取部20的感光区处，起到提高图像传感器1获得的图像信息的质量。当透光缝隙部30的朝向透光空间31的表面设置为反吸光表面时，照射到透光缝隙部30的朝向透光空间31的表面处的扫描光线4被吸收，同样也不会影响图像传感器1获得的图像信息的质量。
图10示出了本发明的图像传感器的另一种可选实施例，该实施例与图3中的图像传感器的区别在于，图像传感器还包括透明导光结构40，透明导光结构40设置在透光缝隙部30处并填充透光空间31。透明导光结构40的设置能够起到对透光缝隙部30的支撑作用，防止因框体10的变形引起的透光空间31发生变化而造成图像传感器1的透光效果不均匀，同时，透明导光结构40也能够提高对进入透光空间31的扫描光线4的导向性，提高扫描亮度。
可选地，透明导光结构40由透明塑料或透明玻璃制成。
可选地，图像传感器1还包括透光板50，透光板50设置在框体10上并位于透光缝隙部30所在的一侧。透光板50不仅具有承载待扫描件2的作用，还能够防止尘土或杂物进入容纳腔11而影响图像传感器1的正常工作。
需要说明的是，本发明中的图像读取部20包括基板21和光敏集成电路22，光敏集成电路22设置在基板21上并沿透光缝隙部30的长度方向与透光缝隙部30相对设置。光敏集成电路22具有感光区，光敏集成电路22能够将照射到其上的扫描光线4进行光电转换产生光电信号，并将光电信号经过驱动电路输出以获得用户可以直观识别的信息。
下面详细阐述一下本申请中图像传感扫描系统的工作原理：
如图1和图2所示，光源结构3发出的扫描光线4照射到待扫描件2上，一部分扫描光线4被反射，例如图中的扫描光线41照射到N1点后没有透过待扫描件2而被反射，扫描光线41无法到达透光缝隙部30处，当然，还有一部分扫描光线4被吸收，也无法到达透光缝隙部30处；还有一部分会透过待扫描件2，例如图中的扫描光线42和扫描光线43，透过待扫描件2的扫描光线4会发生散射，即扫描光线42在N2点发生散射，扫描光线43在N3点发生散射，其中，散射后的扫描光线42照射图像读取部20上，且一部分照射到光敏集成电路22上，这些扫描光线42携带着待扫描件2的N2点处的透射图案的相关信息，被光敏集成电路22收集后，会转换成光电信号，通过待扫描件2的不断移动，待扫描件2的信息会被逐行收集最后获得待扫描件2的透射图像信息。还需要说明的是，扫描光线43在N3点发生散射后，一部分扫描光线43也会照射到光敏集成电路22，这样待扫描件2的N3点处的透射图案的相关信息也被收集，与待扫描件2的N2点处的透射图案的相关信息发生冲突，造成透射图像不清晰，但是本发明通过合理地优化条形透光槽或透光孔的尺寸，能够有效地减少扫描光线43进入透光空间31，从而提高图像传感扫描系统的扫描精度。
如图5和图6所示，该实施例采用的透光缝隙部30的朝向透光空间31的表面设置为反光表面，且透光缝隙部30为为开设在框体10上的多个透光孔，光源结构3发出的扫描光线44在待扫描件2的N4点发生散射后，分为扫描光线441和扫描光线442，其中扫描光线442垂直于待扫描件2的表面入射而直接进入透光孔后照射到光敏集成电路22上，而扫描光线441倾斜进入透光孔并在透光孔的内壁处发生全反射，也能够照射到光敏集成电路22，从而提高了透射图像的亮度，进而提高图像传感扫描系统的扫描精度。
图11示出了根据本发明的另一种可选实施例的图像传感扫描系统的主视剖视示意图，在该实施例中，光源结构3包括、导光板组件33和发光体34，发光体34位于导光板组件33的边缘，发光体34发出的光经导光板组件33传导和反射后，从发光面35均匀发出形成扫描光线4。
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。
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 (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：
框体(10)，所述框体(10)具有容纳腔(11)；
图像读取部(20)，所述图像读取部(20)设置在所述容纳腔(11)内；
透光缝隙部(30)，所述透光缝隙部(30)设置在所述框体(10)上，以使穿过待扫描件(2)的扫描光线(4)通过所述透光缝隙部(30)后直接照射到所述图像读取部(20)处。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
所述透光缝隙部(30)为开设在所述框体(10)上的条形透光槽，所述条形透光槽沿所述框体(10)的长度方向开设；和/或
所述透光缝隙部(30)为开设在所述框体(10)上的多个透光孔，多个所述透光孔沿所述框体(10)的长度方向间隔设置。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述条形透光槽的宽度L大于等于0.3mm且小于等于1mm。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述透光孔的孔截面为圆形、椭圆形或多边形中的一种。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，
所述透光孔的孔截面为圆形，且所述透光孔的直径D大于等于0.3mm且小于等于1mm；或
所述透光孔的孔截面为四边形，且所述四边形的最大边长S大于等于0.3mm且小于等于1mm。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述透光缝隙部(30)具有透光空间(31)，所述透光缝隙部(30)的朝向所述透光空间(31)的表面为反光表面或吸光表面。
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透明导光结构(40)，所述透明导光结构(40)设置在所述透光缝隙部(30)处并填充所述透光空间(31)。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括透光板(50)，所述透光板(50)设置在所述框体(10)上并位于所述透光缝隙部(30)所在的一侧。
9.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像读取部(20)包括：
基板(21)；
光敏集成电路(22)，所述光敏集成电路(22)设置在所述基板(21)上并沿所述透光缝隙部(30)的长度方向与所述透光缝隙部(30)相对设置。
10.一种图像传感扫描系统，其特征在于，包括：
图像传感器(1)和待扫描件(2)，所述待扫描件(2)可移动地设置所述图像传感器(1)上；
光源结构(3)，所述光源结构(3)与所述图像传感器(1)相对设置以朝向所述待扫描件(2)发出扫描光线(4)；所述图像传感器(1)为权利要求1至9中任一项所述的图像传感器。
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