CN111463227A - 一种宽幅线阵影像传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽幅线阵影像传感器，包括电路板、线阵影像传感芯片和自聚焦透镜阵列，在电路板的上方沿长度方向交错地布置有多个自聚焦透镜阵列，相邻两个自聚焦透镜阵列的物端朝上，像端朝下，并且使相邻两个自聚焦透镜阵列的物线在同一条直线上而且是连续的；与自聚焦透镜阵列对应的线阵影像传感芯片贴装在电路板上，并且使自聚焦透镜阵列的像线完全覆盖与自聚焦透镜阵列对应的线阵影像传感芯片的感光中心线，覆盖在相邻两个线阵影像传感芯片上的像线所对应的物线是连续的而且不重叠。本发明的宽幅线阵影像传感器采集的图像消除了像素重叠和线差的问题，使得图像无需软件拼接和补偿，降低了宽幅线阵影像传感器的制造成本和维护成本。

Description

一种宽幅线阵影像传感器

技术领域

本发明涉及线阵影像传感器领域，特别是涉及一种采用拼接方式制作的宽幅线阵影像传感器。

背景技术

线阵影像传感器主要由线阵影像传感芯片与透镜组合而成，传统的线阵影像传感器扫描幅度一般小于A3幅面，传感芯片可以无缝接续，但自聚焦透镜阵列很难无缝接续，幅度超过A3的整条自聚焦透镜阵列价格昂贵，因此宽幅线阵影像传感器都采用交错拼接方式来降低成本。传统的拼接方法具有部分像素重叠和步进方向上的线差等问题，需要通过软件拼接和补偿，每次维修更换都需要重新调试，维护成本高。因此，现有拼接方法存在需要软件拼接和补偿的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽幅线阵影像传感器，解决了现有拼接方法需要软件拼接和补偿的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种宽幅线阵影像传感器，包括电路板、多个线阵影像传感芯片和多个自聚焦透镜阵列，多个所述自聚焦透镜阵列沿所述电路板的长度方向交错地布置在所述电路板的上方；

相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物端朝上，像端朝下，使得相邻两个所述物端的光轴线成θ角，10°≤θ≤90°，并且使相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物线在同一条直线上而且是连续的；

多个所述线阵影像传感芯片贴装在所述电路板上，所述线阵影像传感芯片与所述自聚焦透镜阵列对应设置，并且使所述自聚焦透镜阵列的像线完全覆盖与所述自聚焦透镜阵列对应的所述线阵影像传感芯片的感光中心线，所述像线的长度大于或等于所述线阵影像传感芯片的长度，覆盖在相邻两个所述线阵影像传感芯片上的像线所对应的所述物线是连续的而且不重叠。

进一步的改进，相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物端的光轴线成θ角，30°≤θ≤45°。

进一步的改进，所述线阵影像传感芯片为CMOS芯片。

进一步的改进，所述线阵影像传感芯片为CCD芯片。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明将多个所述自聚焦透镜阵列沿长度方向(x方向)交错地布置在所述电路板的上方，并且相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物端朝上，像端朝下，相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物端的光轴线沿x方向成θ角，10°≤θ≤90°，并且使相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物线在同一条直线上而且是连续的，消除了线差；相邻两个所述自聚焦透镜阵列的像线完全覆盖了与自聚焦透镜阵列对应的线阵影像传感芯片的感光中心线，覆盖在相邻两个线阵影像传感芯片上的像线所对应的物线是连续的，但不重叠，消除了像素重叠，因此本发明的宽幅线阵影像传感器采集的图像消除了像素重叠和线差的问题，不需要软件拼接和补偿，降低了宽幅线阵影像传感器的制造成本和维护成本，提高了图像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明宽幅线阵影像传感器的原理示意图；

图2为本发明宽幅线阵影像传感器的横截面示意图。

符号说明：1、电路板；2、线阵影像传感芯片；3、自聚焦透镜阵列；31、物线；32、像线；33、物端；34、像端。

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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种宽幅线阵影像传感器，解决了现有拼接方法需要软件拼接和补偿的问题。宽幅线阵影像传感器的扫描幅度大于A3幅面。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例

本实施例提供一种宽幅线阵影像传感器，如图1所示，包括电路板1、多个线阵影像传感芯片2和多个自聚焦透镜阵列3，所述自聚焦透镜阵列3在所述电路板1上方沿电路板1的长度方向(x方向)交错地布置，所述自聚焦透镜阵列3的物端33朝上，自聚焦透镜阵列3的像端34朝下，相邻两个所述自聚焦透镜阵列3所述物端33的光轴线成θ角，10°≤θ≤90°，如图2所示。图1和图2中的F-F’表示物线31，以电路板1为xy平面建立三维坐标系，x表示三维坐标系的x轴，y表示三维坐标系的y轴，z表示三维坐标系的z轴。本实施例中x轴表示电路板1的长度。自聚焦透镜阵列3的物端33至线阵影像传感芯片2的距离大于自聚焦透镜阵列3的像端34至线阵影像传感芯片2的距离。

为了消除在步进方向上因交错布置产生的空间扫描线差，使相邻两个所述自聚焦透镜阵列3的物线31都在同一条直线上而且是连续的，它们(相邻两个所述自聚焦透镜阵列)因交错布置，所述物线31允许有部分重叠。

所述线阵影像传感芯片与所述自聚焦透镜阵列对应设置，与所述自聚焦透镜阵列3所对应的所述线阵影像传感芯片2贴装在所述电路板1上，并且使所述自聚焦透镜阵列3的像线32完全覆盖与所述自聚焦透镜阵列3对应的所述线阵影像传感芯片2的感光中心线，为了使相邻两个所述线阵影像传感芯片2的像素既连续又不重叠，所述像线32的长度大于或等于所述线阵影像传感芯片2的长度，调整所述线阵影像传感芯片2的位置，使覆盖在相邻两个所述线阵影像传感芯片2上的像线32所对应的所述物线31是连续的而且不重叠。

所述物线31和所述像线32分别为自聚焦柱状透镜的物点连线和像点连线，自聚焦柱状透镜为自聚焦透镜阵列的单元。

优选地，相邻两个所述自聚焦透镜阵列3的所述物端33的光轴线成θ角，30°≤θ≤45°。

优选地，所述线阵影像传感芯片2为CMOS(ComplementaryMetal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)芯片或CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合器件)芯片。

优选地，所述自聚焦透镜阵列3的物距等于像距。

优选地，所述自聚焦透镜阵列3为单线阵列或多线阵列，即自聚焦柱状透镜的排列方式为单排或多排。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种宽幅线阵影像传感器，其特征在于，包括电路板、多个线阵影像传感芯片和多个自聚焦透镜阵列，多个所述自聚焦透镜阵列沿所述电路板的长度方向交错地布置在所述电路板的上方；

相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物端朝上，像端朝下，使得相邻两个所述物端的光轴线成θ角，10°≤θ≤90°，并且使相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物线在同一条直线上而且是连续的；

多个所述线阵影像传感芯片贴装在所述电路板上，所述线阵影像传感芯片与所述自聚焦透镜阵列对应设置，并且使所述自聚焦透镜阵列的像线完全覆盖与所述自聚焦透镜阵列对应的所述线阵影像传感芯片的感光中心线，所述像线的长度大于或等于所述线阵影像传感芯片的长度，覆盖在相邻两个所述线阵影像传感芯片上的像线所对应的所述物线是连续的而且不重叠。

2.根据权利要求1所述的宽幅线阵影像传感器，其特征在于，相邻两个所述自聚焦透镜阵列的物端的光轴线成θ角，30°≤θ≤45°。

3.根据权利要求1或2所述的宽幅线阵影像传感器，其特征在于，所述线阵影像传感芯片为CMOS芯片。

4.根据权利要求1或2所述的宽幅线阵影像传感器，其特征在于，所述线阵影像传感芯片为CCD芯片。

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