[發(fā)明專利]棒狀透鏡陣列及其所構成的圖像讀取裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010294523.3
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN101950039A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設計）人: 戚務昌
• 申請（專利權）人: 威海華菱光電有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00;G02B13/00;H04N1/028
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

技術領域

?本發(fā)明涉及一種棒狀透鏡陣列及圖像讀取裝置，更具體地說是一種將兩種不同性質的透鏡陣列合成在一起形成一種長景深的棒狀透鏡陣列，以及使用該棒狀透鏡陣列構成的圖像讀取裝置。

背景技術

?通常，如掃描儀、復合一體機等圖像讀取設備中有一種圖像讀取裝置將原稿上的圖案信息轉變成電信息之后保存到設備的內存中或送到電腦中保存。這種圖像讀取裝置主要包括光源，棒狀透鏡陣列及光電轉換傳感器。其中棒狀透鏡陣列起聚焦成像的作用，在很大程度上決定了圖像讀取裝置的性能。

圖1是現有圖像讀取裝置中使用的棒狀透鏡陣列的局部結構示意圖，圖中2是現有棒狀透鏡陣列，21是具有支撐作用的側板，22為具有支撐作用的另一側板，200為單體棒狀透鏡，201為單體棒狀透鏡200排列成直線形成的單陣列透鏡，單陣列透鏡201夾在側板21和側板22之間，由粘接材料23進行粘接固定。

透鏡的共役長度為TC，高度為Z，焦點位置的高度為H。棒狀透鏡陣列上下兩側是對稱的，焦點的平面分別對應于物平面和像平面。在使用時，原稿放置于物平面，光電轉換傳感器放置于像平面。

圖2?是上述棒狀透鏡陣列的調制傳遞函數（也稱為MTF）特性。對于整個棒狀透鏡陣列來說，當原稿處于物平面即在焦點位置平面內時，透鏡的MTF值最高，也就是傳輸的圖像質量最清晰，當原稿偏離焦點位置時，透鏡的MTF值就會下降，并且偏離的越遠，MTF值就越低，傳輸的圖像質量就越差（也就是通常所說的景深太小）。對于棒狀透鏡陣列來說，通常原稿偏離焦點位置0.2mm左右時圖像質量就會明顯下降。即使是開口角較小的棒狀透鏡陣列，也只有0.5mm的可接受的范圍，并且因為在焦點位置處的透鏡的調制傳遞函數值最高，偏離后就逐漸降低，所以只要原稿偏離了焦點位置，讀取的圖像質量就會發(fā)生劣化。

圖3是使用上述棒狀透鏡陣列2構成的圖像讀取裝置斷面圖，，圖中1是能發(fā)出光并均勻照射原稿的線照明光源，2是上述將原稿反射光匯聚并進行成像的棒狀透鏡陣列，3是排列成直線的用于接收棒狀透鏡陣列2所匯聚的光并將光信號轉換成電信號的光電轉換傳感器，?4是搭載排列成直線的光電轉換傳感器3的傳感器基板，?6是容納上述光源1、棒狀透鏡陣列2、傳感器基板4的框架，５是設置在框架6上的搭載原稿的透光板，10為原稿。

在上述圖像讀取裝置中，原稿10置于棒狀透鏡陣列2的物平面內（通常是透光板的表面），光電轉換傳感器3設置于棒狀透鏡陣列2的像平面內。其成像過程為：光源1發(fā)出的光，透過透光板5，照射到外面的原稿10上?,原稿10上的文字黑色區(qū)域光被吸收,而在原稿其它的白色底色區(qū)域,光幾乎100%被反射,這些反射光再穿過玻璃板5被棒狀透鏡陣列2收集,照射到傳感器基板4上的光電轉換傳感器3上，光電轉換傳感器3是由許多感光像素以及能將照射到各感光像素上的光進行光電轉換并將信號輸出的驅動電路組成，接收的光轉換成電信后經過驅動電路輸出,作為圖像（文字）信息向外輸出。原稿不斷移動，其上所記載的圖像信息(文字)就會被連續(xù)讀取下來。

上述棒狀透鏡陣列及圖像讀取裝置存在以下問題：由于只有原稿處于棒狀透鏡陣列2的焦點位置平面內，即圖像讀取裝置的透光板表面上時，圖像讀取裝置讀取的圖像信號才是清晰的，只要原稿稍微偏離焦點位置，讀取的圖像質量就會明顯下降。在以往的讀取速度非常低的圖像讀取設備中，如原稿固定于透光板表面的平板式掃描儀、復合一體機，或原稿緊貼透光板表面?zhèn)鲃拥膫髡鏅C來說是可行的，但隨著技術的發(fā)展，圖像讀取裝置的讀取速度越來越快，已經無法將原稿嚴格局限于焦點位置平面內了，如金融行業(yè)使用的驗鈔機或點鈔機，其掃描速度約為1000張/分鐘，以這樣的速度，原稿（紙幣）通過圖像讀取裝置時幾乎是在透光板表面附近飛馳而過的。在高速的金融設備中，通常為了讓原稿（紙幣）能夠順暢的通過圖像讀取裝置而不產生卡鈔現象，原稿（紙幣）的通道大約有2mm的高度，也就說，原稿（紙幣）通過圖像讀取裝置時，是在棒狀透鏡陣列的焦點位置附近2mm的范圍內通過的，在這么寬的范圍（景深）內現有棒狀透鏡陣列及圖像讀取裝置已經無法讀取到清晰的圖像了，因此現有棒狀透鏡陣列及圖像讀取裝置已經無法滿足這種新的使用要求了。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足，提供一種長景深的棒狀透鏡陣列及其所構成的圖像讀取裝置。

本發(fā)明可以通過如下措施達到。

一種棒狀透鏡陣列，包括具有支撐作用的第一側板、具有支撐作用的第二側板，第一側板與第二側板之間包含至少兩列的棒狀透鏡陣列，其特征在于。