CN213126185U - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种图像传感器。图像传感器包括：框体；PCB板，PCB板设置在框体内；透镜结构，透镜结构设置在框体内，透镜结构与PCB板间隔设置，PCB板位于透镜结构的光轴的延伸方向上；光源结构，光源结构设置在透镜结构远离PCB板的一侧，光源结构包括至少一个第一光源和至少一个第二光源，第一光源和第二光源分别位于透镜结构的两侧，图像传感器的扫描区域位于光源结构远离透镜结构的一侧，第一光源向图像传感器的扫描区域照射的照射区域与第二光源向图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域。本实用新型解决了现有技术中的图像传感器存在异物检测困难的问题。

Description

图像传感器

技术领域

本实用新型涉及传感设备成像技术领域，具体而言，涉及一种图像传感器。

背景技术

工业智能发展呈现爆炸式增长势头，机器视觉领域中模拟生物视觉成像和处理信息的方式，帮助机器人提取，处理和理解所提取的信息，从而让其准确，高效且安全的自动化作业。机器视觉的重要性主要体现在：引导定位，外观检测，高精度监测以及图像识别。其中在工业自动化检测中，在提高效率的同时对微小缺陷的检测要求越来越高，未来这方面的市场还会不断扩大。现有的图像传感器在实际测试中如果想检测原稿面上的异物，需要有足够强的光照亮度。

也就是说，现有技术中的图像传感器存在异物检测困难的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种图像传感器，以解决现有技术中的图像传感器存在异物检测困难的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种图像传感器，包括：框体；PCB板，PCB板设置在框体内；透镜结构，透镜结构设置在框体内，透镜结构与PCB板间隔设置，PCB板位于透镜结构的光轴的延伸方向上；光源结构，光源结构设置在透镜结构远离PCB板的一侧，光源结构包括至少一个第一光源和至少一个第二光源，第一光源和第二光源分别位于透镜结构的两侧，图像传感器的扫描区域位于光源结构远离透镜结构的一侧，第一光源向图像传感器的扫描区域照射的照射区域与第二光源向图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域。

进一步地，第一光源和第二光源对称设置在透镜结构的两侧。

进一步地，在第一光源和第二光源的连线的方向上，重合区域的长度大于等于2.4毫米且小于等于2.6毫米。

进一步地，图像传感器还包括壳体，框体和光源结构均位于壳体内，壳体具有扫描平台，扫描平台具有扫描区域，第一光源与扫描平台之间的夹角大于等于5度且小于等于30度；第二光源与扫描平台之间的夹角大于等于5度且小于等于30度。

进一步地，第一光源的光束宽度大于等于5毫米且小于等于7毫米；第二光源的光束宽度大于等于5毫米且小于等于7毫米。

进一步地，第一光源在扫描平台上的照射宽度大于等于24毫米且小于等于25.5毫米；第二光源在扫描平台上的照射宽度大于等于24毫米且小于等于25.5毫米。

进一步地，第一光源与扫描平台的距离大于等于5毫米且小于等于40毫米；第二光源与扫描平台的距离大于等于5毫米且小于等于40毫米。

进一步地，光源结构还包括移动装置，移动装置可活动地设置在框体上，移动装置为多个，第一光源和第二光源分别设置在不同的移动装置上，以通过移动装置带动第一光源和第二光源独立调节。

进一步地，图像传感器还包括多个光电转换芯片，多个光电转换芯片沿PCB板的延伸方向间隔设置在PCB板上，相邻两个光电转换芯片的扫描区域至少部分重合。

进一步地，透镜结构为多个，多个透镜结构与光电转换芯片一一对应设置，各透镜结构的两侧均设置有第一光源和第二光源。

应用本实用新型的技术方案，图像传感器包括框体、PCB板、透镜结构和光源结构，PCB 板设置在框体内；透镜结构设置在框体内，透镜结构与PCB板间隔设置，PCB板位于透镜结构的光轴的延伸方向上；光源结构设置在透镜结构远离PCB板的一侧，光源结构包括至少一个第一光源和至少一个第二光源，第一光源和第二光源分别位于透镜结构的两侧，图像传感器的扫描区域位于光源结构远离透镜结构的一侧，第一光源向图像传感器的扫描区域照射的照射区域与第二光源向图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域。

第一光源和第二光源分别位于透镜结构的两侧，图像传感器的扫描区域位于光源结构远离透镜结构的一侧，这样设置便于第一光源和第二光源对扫描区域的均匀照射，使得扫描区域的光亮更为均匀，同时使得扫描区域反射的光线射向透镜结构处，以将图像信息传递给与透镜结构对应设置的PCB板中，保证图像传输的稳定性。第一光源向图像传感器的扫描区域照射的照射区域与第二光源向图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域，使得第一光源和第二光源在扫描区域上形成部分叠加，使得重合区域处的光亮更亮，同时还能提高重合区域的周边的光亮，进而便于图像传感器对异物的检测。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的一个可选地实施例的图像传感器的结构示意图；

图2示出了图1中的图像传感器的照射宽度与光照度的关系图；

图3示出了图1中的第一光源和第二光源与扫描平台的距离为25毫米时检测图像；

图4示出了图1中的第一光源和第二光源与扫描平台的距离为40毫米时检测图像；

图5示出了图1中的光源结构与扫描平台的距离与光照度的关系图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、框体；20、PCB板；30、透镜结构；40、第一光源；50、第二光源；60、扫描平台； 70、光电转换芯片。

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实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中的图像传感器存在异物检测不清楚的问题，本实用新型提供了一种图像传感器。

如图1至图5所示，图像传感器包括框体10、PCB板20、透镜结构30和光源结构，PCB板20设置在框体10内；透镜结构30设置在框体10内，透镜结构30与PCB板20间隔设置， PCB板20位于透镜结构30的光轴的延伸方向上；光源结构设置在透镜结构30远离PCB板 20的一侧，光源结构包括至少一个第一光源40和至少一个第二光源50，第一光源40和第二光源50分别位于透镜结构30的两侧，图像传感器的扫描区域位于光源结构远离透镜结构30 的一侧，第一光源40向图像传感器的扫描区域照射的照射区域与第二光源50向图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域。

第一光源40和第二光源50分别位于透镜结构30的两侧，图像传感器的扫描区域位于光源结构远离透镜结构30的一侧，这样设置便于第一光源40和第二光源50对扫描区域的均匀照射，使得扫描区域的光亮更为均匀，同时使得扫描区域反射的光线射向透镜结构30处，以将图像信息传递给与透镜结构30对应设置的PCB板20中，保证图像传输的稳定性。第一光源40向图像传感器的扫描区域照射的照射区域与第二光源50向图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域，使得第一光源40和第二光源50在扫描区域上形成部分叠加，使得重合区域处的光亮更亮，同时还能提高重合区域的周边的光亮，进而便于图像传感器对异物的检测。

如图1所示，第一光源40和第二光源50对称设置在透镜结构30的两侧。这样设置使得第一光源40到扫描区域的距离与第二光源50到扫描区域的距离相同，便于第一光源40和第二光源50对扫描区域的均匀照射，以使得第一光源40和第二光源50能够照射整个扫描区域，保证了第一光源40和第二光源50照射的一致性。同时保证了第一光源40到透镜结构30的距离与第二光源50到透镜结构30的距离相同，以使得第一光源40照射到扫描区域反射的光线与第二光源50照射到扫描区域反射的光线同时射向透镜结构30处，以将图像信息传递给与透镜结构30对应设置的PCB板20中，保证了图像传输的稳定性。

需要说明的是，第一光源40和第二光源50对称设置在透镜结构30的两侧，便于调整第一光源40的照射区域与第二光源50的照射区域形成的重合区域，同时使得重合区域以外的区域的光亮度也较为均匀，便于图像传感器对异物的检测。

具体的，在第一光源40和第二光源50的连线的方向上，重合区域的长度大于等于2.4毫米且小于等于2.6毫米。若重合区域的长度小于2.4毫米，使得重合区域的长度过小，不利于提高扫描区域上的光照强度，不利于对异物的检测。重合区域的长度大于2.6毫米，使得重合区域的长度过大，减小了照射区域的面积，降低了扫描区域上的光照强度，不利于图像传感器扫描的完整性。将重合区域的长度限制在2.4毫米到2.6毫米的范围内，有利于保证扫描区域上有足够的光照强度，保证图像的清晰度，进而能够保证异物检测的准确性。

具体的，图像传感器还包括壳体，框体10和光源结构均位于壳体内，壳体具有扫描平台 60，扫描平台60具有扫描区域，第一光源40与扫描平台60之间的夹角大于等于5度且小于等于30度；第二光源50与扫描平台60之间的夹角大于等于5度且小于等于30度。框体10和光源结构均位于壳体内，这样设置使得壳体对框体10和光源结构起到了保护的作用，保证了框体10和光源结构工作的稳定性。若第一光源40和第二光源50与扫描平台60之间的夹角小于5度，使得第一光源40和第二光源50照射到待扫描对象上的光强较小，不利于对异物的检测。若第一光源40和第二光源50与扫描平台60之间的夹角大于30度，使得第一光源40和第二光源50与扫描平台60之间的夹角过大，使得第一光源40和第二光源50容易遮挡透镜结构30，导致图像传感器成像不完整。将第一光源40和第二光源50与扫描平台60之间的夹角限制在5度到30度的范围内，在保证照射到待扫描对象上的光强的同时，也不会对透镜结构30进行遮挡，保证了图像传感器成像的稳定性和完整性。

优选地，第一光源40与扫描平台60之间的夹角为14度，第二光源50与扫描平台60之间的夹角为14度。

具体的，第一光源40的光束宽度大于等于5毫米且小于等于7毫米；第二光源50的光束宽度大于等于5毫米且小于等于7毫米。若第一光源40和第二光源50的光束宽度小于5毫米，使得第一光源40和第二光源50的光束宽度过小，就使得第一光源40和第二光源50 照射到扫描区域的照射宽度减小，容易造成图像信息丢失，不利于成像的完整性。若第一光源40和第二光源50的光束宽度大于7毫米，使得第一光源40和第二光源50的光束宽度过大，就使得第一光源40和第二光源50照射到待扫描对象上的光强较小，不利于对异物的检测。将第一光源40和第二光源50的光束宽度限制在5毫米到7毫米的范围内，保证了图像传感器成像的清晰度和完整性。

优选地，第一光源40的光束宽度为6毫米，第二光源50的光束宽度为6毫米。

具体的，第一光源40在扫描平台60上的照射宽度大于等于24毫米且小于等于25.5毫米；第二光源50在扫描平台60上的照射宽度大于等于24毫米且小于等于25.5毫米。若第一光源 40和第二光源50在扫描平台60上的照射宽度小于24毫米，使得第一光源40和第二光源50 在扫描平台60上的照射宽度过小，容易造成图像信息丢失，不利于成像的完整性。若第一光源40和第二光源50在扫描平台60上的照射宽度大于25.5毫米，使得第一光源40和第二光源50在扫描平台60上的照射宽度过大，使得第一光源40和第二光源50照射到待扫描对象上的光强较小，不利于对异物的检测。将第一光源40和第二光源50在扫描平台60上的照射宽度限制在24毫米到25.5毫米的范围内，保证了图像传感器成像的清晰度和完整性。

优选地，第一光源40和第二光源50在扫描平台60上的照射宽度为24.7毫米。

具体的，第一光源40与扫描平台60的距离大于等于5毫米且小于等于40毫米；第二光源50与扫描平台60的距离大于等于5毫米且小于等于40毫米。若第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离小于5毫米，使得第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离过小，不利于在扫描平台60上放置待扫描对象。若第一光源40和第二光源50与扫描平台60 的距离大于40毫米，使得第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离过大，导致第一光源40和第二光源50照射待扫描对象的强度不够，不利于异物的检测。将第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离限制在5毫米到40毫米的范围内，在能够顺利检测异物的条件下，还能够便于将待扫描对象放置到扫描平台60上。

优选地，第一光源40与扫描平台60的距离为25毫米，第二光源50与扫描平台60的距离为25毫米。

如图3所示，示出了第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离为25毫米时检测图像。

如图4所示，示出了第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离为40毫米时检测图像。

由图3和图4可知，第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离为25毫米时，所检测到的图像更亮，更为清晰。

如图5所示，第一光源40和第二光源50与扫描平台60的距离越小，待扫描对象上的光照强度越高。

可选地，光源结构还包括移动装置，移动装置可活动地设置在框体10上，移动装置为多个，第一光源40和第二光源50分别设置在不同的移动装置上，以通过移动装置带动第一光源40和第二光源50独立调节。第一光源40和第二光源50分别设置在不同的移动装置上，这样设置便于第一光源40和第二光源50的高度和角度的独立调节，以保证第一光源40和第二光源50与待扫描对象之间的照射距离，进而使得第一光源40和第二光源50照射到待扫描对象的光照强度可控，以便于对异物的检测。

如图2所示，第一光源40和第二光源50对称设置在透镜结构30的两侧，可以保证照射到扫描平台60上的光照强度。通过在水平方向上移动第一光源40和第二光源50的距离，使得第一光源40的照射区域和第二光源50的照射区域至少部分重合，以提高扫描区域周边的照射强度，进而能够清楚的检测到待扫描对象上的异物。图2中下方的曲线是第一光源40的照射区域和第二光源50的照射区域无重合的情况下的光照强度。图2中上方的曲线是第一光源40的照射区域和第二光源50的照射区域在第一光源40和第二光源50的连线的方向上，重合区域的长度为2.5毫米的光照强度。从图2中可以明显看出，同样的照射宽度的条件下，重合区域的长度为2.5毫米的光照强度高于不重合的光照强度。第一光源40和第二光源50的连线上有重合区域，这样可以有效提高扫描区域周边的照射强度，进而能够清楚的检测到待扫描对象上的异物，保证了异物检测的准确性。需要说明的是，本申请中可提高约20％的光照强度。

需要说明的是，移动装置能够在调整第一光源40和第二光源50之间的距离，还能够调整第一光源40与扫描平台60之间的夹角，调整第二光源50与扫描平台60之间的夹角，调整第一光源40与扫描平台60之间的距离，调整第二光源50与扫描平台60之间的距离。

可选地，图像传感器还包括多个光电转换芯片70，多个光电转换芯片70沿PCB板20的延伸方向间隔设置在PCB板20上，相邻两个光电转换芯片70的扫描区域至少部分重合。相邻两个光电转换芯片70的扫描区域至少部分重合，这样设置避免了图像信息丢失的风险，保证图像传感器能够实现无缝扫描，保证了成像的完整性。

可选地，透镜结构30为多个，多个透镜结构30与光电转换芯片70一一对应设置，各透镜结构30的两侧均设置有第一光源40和第二光源50。多个透镜结构30与光电转换芯片70一一对应设置，这样设置使得光电转换芯片70对应接收其对应的透镜结构30的处传来的信息，以保证每个光电转换芯片70扫描到的图像的独立性，以便于对局部图像进行处理。

同时将透镜结构30的两侧均设置有第一光源40和第二光源50，可以保证每个光电转换芯片70对应的扫描区域都具有均匀的高亮度，进而保证每个光电转换芯片70都能够清晰扫描图像，同时有利于检测每个光电转换芯片70处对应的扫描区域的异物。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

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、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。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

框体(10)；

PCB板(20)，所述PCB板(20)设置在所述框体(10)内；

透镜结构(30)，所述透镜结构(30)设置在所述框体(10)内，所述透镜结构(30)与所述PCB板(20)间隔设置，所述PCB板(20)位于所述透镜结构(30)的光轴的延伸方向上；

光源结构，所述光源结构设置在所述透镜结构(30)远离所述PCB板(20)的一侧，所述光源结构包括至少一个第一光源(40)和至少一个第二光源(50)，所述第一光源(40)和所述第二光源(50)分别位于所述透镜结构(30)的两侧，所述图像传感器的扫描区域位于所述光源结构远离所述透镜结构(30)的一侧，所述第一光源(40)向所述图像传感器的扫描区域照射的照射区域与所述第二光源(50)向所述图像传感器的扫描区域的照射区域至少部分重合形成重合区域。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一光源(40)和所述第二光源(50)对称设置在所述透镜结构(30)的两侧。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，在所述第一光源(40)和所述第二光源(50)的连线的方向上，所述重合区域的长度大于等于2.4毫米且小于等于2.6毫米。

4.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壳体，所述框体(10)和所述光源结构均位于所述壳体内，所述壳体具有扫描平台(60)，所述扫描平台(60)具有所述扫描区域，

所述第一光源(40)与所述扫描平台(60)之间的夹角大于等于5度且小于等于30度；

所述第二光源(50)与所述扫描平台(60)之间的夹角大于等于5度且小于等于30度。

5.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，

所述第一光源(40)的光束宽度大于等于5毫米且小于等于7毫米；

所述第二光源(50)的光束宽度大于等于5毫米且小于等于7毫米。

6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，

所述第一光源(40)在所述扫描平台(60)上的照射宽度大于等于24毫米且小于等于25.5毫米；

所述第二光源(50)在所述扫描平台(60)上的照射宽度大于等于24毫米且小于等于25.5毫米。

7.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，

所述第一光源(40)与所述扫描平台(60)的距离大于等于5毫米且小于等于40毫米；

所述第二光源(50)与所述扫描平台(60)的距离大于等于5毫米且小于等于40毫米。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述光源结构还包括移动装置，所述移动装置可活动地设置在所述框体(10)上，所述移动装置为多个，所述第一光源(40)和所述第二光源(50)分别设置在不同的所述移动装置上，以通过所述移动装置带动所述第一光源(40)和所述第二光源(50)独立调节。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括多个光电转换芯片(70)，多个所述光电转换芯片(70)沿所述PCB板(20)的延伸方向间隔设置在所述PCB板(20)上，相邻两个所述光电转换芯片(70)的扫描区域至少部分重合。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其特征在于，所述透镜结构(30)为多个，多个所述透镜结构(30)与所述光电转换芯片(70)一一对应设置，各所述透镜结构(30)的两侧均设置有所述第一光源(40)和所述第二光源(50)。

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