專利名稱：彩色接觸式影像傳感器組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種彩色接觸式影像傳感器組件，具體來講，是用可發出不同色光的LED(發光二極管)晶片組為發光體，配合上光導體的傳輸所組合而成的光源，當光源照射至要掃描的文件上時，其反射光經由柱狀透鏡列將光聚焦在影像感測晶片上；利用光電效應的轉換，使各種色光的強弱得以轉換成電信號方式輸出，此輸出信號除了含有原文字圖像的形狀、深淺等的資料外，還保存了顏色的信息。
影像傳感器就如同人類的“眼睛”，是一種將物體影像輸入的元件，如果用影像傳感器輸出影像的顏色來區分則可分為二類黑白及彩色。黑白影像傳感器，只可利用黑、白或是灰階來描述影像的特性，無法判別原有影像的色彩。其主要因素在于光源是由單一波長的發光體或是發光體為白色光源所構成，配合上影像感測晶片；它只可感受光的強弱，對于不同波長的顏色是無法區分的。彩色影像傳感器則不然，基本上是利用含有連續可見光譜的發光體為光源，搭配上不同顏色的濾光片及影像感測晶片，或以白光光源配合彩色的影像感測晶片，如此就可區分出不同的顏色，所以彩色影像傳感器除了保有原影像的外觀形狀、明暗深淺外，還記錄了色彩的信息。相對于黑白影像傳感器，彩色影像傳感器的應用領域更為廣泛。
影像傳感器除了以輸出影像的顏色來區分外，因其結構、原理的不同又可區分成多種類型，其中一種影像輸入元件為接觸式影像傳感器組件。傳統的接觸式影像傳感器組件因受限于單色LED光源，只可將其輸出信號轉換成黑、白、灰等方式來表達原有的影像；但無法表現物體的色彩。
圖1、2示出了傳統接觸式影像傳感器組件外觀、側視圖。傳統接觸式影像傳感器組件包括(一)影像感測基板影像感測晶片45、金屬導線46、基板40等；(二)LED陣列光源25LED晶片20、LED陣列光源基板24、透明罩26；(三)柱狀透鏡列15；(四)玻璃10以及(五)組件結構部分基座30、側蓋35等。而其工作方式參見圖2傳統接觸式影像傳感器組件的主要元件側視圖。LED陣列光源25所發的光，穿過玻璃10，照射至要掃描文件50；由要掃描文件50反射的光也穿過玻璃10，進入柱狀透鏡列15，此透鏡列所成之像為無放大的像，所以影像感測晶片45也排成一列，其所需數目至少與要掃描文件50長短相同。當柱狀透鏡列15所成的像聚焦于影像感測晶片45列上時，可將光信號轉換成光電流信號，透過金屬導線46的傳遞，此電流信號進入基板40，最后送出可利用的信號，完成此影像傳感器組件的功能。然而在傳統接觸式影像傳感器組件中，光源為單色LED陣列25，其LED晶片20數(視掃描長度而定)對A4尺寸而言一般為32-42顆左右。由于LED晶片20數目眾多，無法在近距離內擁有高均勻度，所以需要維持與被掃描文件8mm的距離，并且只要LED陣列光源25任一LED晶片20損壞，該LED陣列光源25即缺亮，會使接觸式影像感測組件輸出信號出現錯誤。此為傳統接觸式影像傳感器組件光源部分在應用方面的限制及暇疵。
本實用新型的目的在于提供一種彩色接觸式影像傳感器組件，它克服了傳統接觸式影像傳感器組件的缺點，能夠表達物體的色彩。
本實用新型的彩色接觸式影像傳感器組件包括結構主體基座、影像感測基板、柱狀透鏡列及光源，所述柱狀透鏡列15設置在基座上，所述光源設置在柱狀透鏡列15的側面并與之相鄰，所述影像感測基板設置在所述柱狀透鏡列的下方，該影像感測基板上設置有影像感測晶片，其中所述光源包括光導體、光導體基座、不同色光的LED晶片及LED晶片基座，所述光導體基座構成光源的最外層，并在其內設有一放置光導體的窗口；所述光導體置入在該窗口內，并露出光線射出面和側面，該光線射出面對準柱狀透鏡列的側面；該光導體的側面設置有LED晶片基座；不同色光的LED晶片組設置在該LED晶片基座上，其中電流流經不同色光的LED晶片，使其發出不同色光；所發出光線自光導體的側面進入光導體，在光導體內傳輸，并經由光導體光線射出面射出至所述柱狀透鏡列中。
發出光線經柱狀透鏡列射至要掃描的文件上，其反射光經由柱狀透鏡列將光聚焦在影像感測晶片上，經由光電效應的原理將不同顏色的反射光轉換成電信號，再將這些信號加以適當的組合，就可得到原物體的豐采。
采用本實用新型的彩色接觸式影像傳感器組件，可以表達出物體的色彩，并且減少了LED晶片的數目，且光均勻度高、可靠性好，還減小了組件的體積。
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。
圖1為傳統接觸式影像傳感器組件的外觀示意圖。
圖2為傳統接觸影像傳感器組件的主要元件側視圖。
圖3為本實用新型的外觀示意圖。
圖4為本實用新型的組裝示意圖。
圖5為本實用新型的光源的光導體及LED晶片基座組合圖。
圖6為本實用新型的光源組裝示意圖。
圖7為本實用新型的主要元件側視圖。
圖號說明10 玻璃11 透明片15 柱狀透鏡列20 LED晶片24 LED陣列光源基板25 LED陣列光源26 透明罩30 基座35 側蓋40 基板45 影像感測晶片46 金屬導線50 要掃描的文件61 光導體62 光導體光源射出面63 光導體基座64 LED晶片組65 LED晶片基座66 LED電源線67 反光物質參見圖3、4、7的本實用新型的外觀示意、組裝示意及側視示意圖。本實用新型彩色接觸式影像傳感器組件，其主要元件包括(一)影像感測基板影像感測晶片45、金屬導線46、基板40等；(二)光源光導體61、光導體基座63、LED晶片組64、LED晶片基座65等；(三)柱狀透鏡列15；(四)透明片11以及(五)組件結構部分基座30、側蓋35等等。
如上述圖中所示，該柱狀透鏡列15設置在基座30上，在柱狀透鏡列15的一側設置與之相鄰的光源，在該柱狀透鏡列15的下方設置影像感測基板40，該基板上具有感測晶片45。
關于光源部分，由于LED近來在材料上有新的發展，如GaN、AlGaInP....等，促使發光強度及波長范圍都增加許多，所以利用少數的LED晶片，配合了光導體即可用于本實用新型光源中。圖5、6為本實用新型的光源組裝示意圖。其最外層為光導體基座63，在該基座63內設有一放置光導體的窗口，該光導體61置入在該基座63的窗口內，并露出一光線射出面和一側面；該光線射出面對準柱透鏡列的側面；光導體側面設置有LED晶片基座65；將不同色光的LED晶片組64置于LED晶片基座65上，電流經LED電源線66進入LED晶片基座65，促進不同色光的LED晶片點亮發光；于是光源發出的光線自光導體61側面進入，并在光導體61內傳輸。該光導體61的特性為，光只由光導體光線射出面62射出，因此減少了光線散射的損失；另外調整射出面62的角度還可控制聚光的位置，至于均勻度方面，則在光導體61底部加上反光物質67利用其面積、形狀等來控制光在該位置的輸出強弱。因此光源在近距離內也可有不錯的均勻度，所以在設計上可使光源盡量貼近要掃描物體50，使本實用新型組件體積也隨之縮小了。
若需較強之光源，除了增加單側LED晶片數目外，還可在光導體61另一側放置第二個LED晶片基座65，如圖5虛線部分所示。此外，可在LED晶片基座65上放置其他不同色光的LED晶片，如紅(red)、綠(green)、藍(blue)、洋紅(magenta)、黃(yellow)、青(cyan)的組合可使色相更完備，色彩更加豐富。
至于本實用新型的彩色接觸式影像傳感器的工作形式，請參見圖7的本實用新型的主要元件側視圖。當LED晶片組64上各種LED晶片發出不同色光，自光導體61側面進入光導體61，經光導體61傳輸并由光導體光線射出面62射出后，光穿過透明片11(如玻璃、壓克力(丙烯酸類樹脂)…等透明物體)，照射至要掃描文件50上；由掃描文件50反射的光也穿過透明片11，進入柱狀透鏡列15，此透鏡列所成的像為無放大的像，所以影像感測晶片45也排成一列，至于其所需數目則至少與要掃描文件50長短相同。當柱狀透鏡15形成的像聚焦于影像感測晶片45列上時，經光電效應的轉換，光信號轉換成電信號，此時電荷透過金屬導線46的傳遞，進入基板40，最后送出可利用的電信號，將相對應于各種色光的電信號加以組合，就含有代表某一種顏色的信息。
另外，由于可選取不同的色光，加上影像感測晶片45上并沒有鍍上任何濾光膜，因此可應用于單色黑白掃描，至于以何種色光為主，則可視實際需要而定。
本實用新型并不限于以上所述的具體實施例，本領域技術人員作出的各種等效的結構變化與改型，均包含在本實用新型的范圍內。
權利要求1.一種彩色接觸式影像傳感器組件，包括結構主體基座、影像感測基板、柱狀透鏡列及光源，所述柱狀透鏡列(15)設置在基座上，所述光源設置在柱狀透鏡列(15)的側面并與之相鄰，所述影像感測基板設置在所述柱狀透鏡列的下方，該影像感測基板上設置有影像感測晶片，其特征在于所述光源包括光導體(61)、光導體基座(63)、不同色光的發光二極管晶片組(64)及發光二極管晶片基座(65)，所述光導體基座(63)構成光源的最外層，并在其內設有一放置光導體的窗口；所述光導體(61)置入在該窗口內，并露出光線射出面和側面，該光線射出面對準柱狀透鏡列(15)的側面；該光導體的側面設置有發光二極管晶片基座(65)；不同色光的發光二極管晶片組(64)設置在該發光二極管晶片基座(65)上，其中電流流經不同色光的發光二極管晶片，使其發出不同色光；所發出光線自光導體的側面進入光導體，在光導體內傳輸，并經由光導體光線射出面射出至所述柱狀透鏡列(15)中。
2.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述不同色光的發光二極管晶片包括紅、綠、藍三種色光的發光二極管晶片。
3.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述不同色光的發光二極管晶片包括紅、黃綠、藍三種色光的發光二極管晶片。
4.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述不同色光的發光二極管晶片包括紅、橙、綠、藍四種色光的發光二極管晶片。
5.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，所述發光二極管晶片分為兩組，分別置于所述光導體兩側。
6.如權利要求1所述的彩色接觸式影像傳感器組件，其特征在于，只點亮單一種色光的發光二極管晶片，所述光源輸出單色光至所述柱狀透鏡列。
專利摘要一種彩色接觸式影像傳感器組件，其所用光源是以可發出不同色光的LED晶片組為發光體，配合上光導體的傳輸所組合而成，當光源照射至要掃描的文件上，其反射光經由柱狀透鏡列將光聚焦于影像感測晶片上；利用光電效應的轉換，各種色光的強弱被轉換成電訊號方式輸出，該輸出訊號除了含有原文字圖象的形狀、深淺等的資料外，還保存了顏色的信息。
文檔編號G06K9/00GK2264937SQ9622184
公開日1997年10月15日 申請日期1996年9月2日 優先權日1996年9月2日
發明者蔡永松, 蔡傳文, 洪榮政 申請人:敦南科技股份有限公司