一种图像采集装置制造方法及图纸

本申请提供一种图像采集装置，包括：图像采集单元，所述图像采集单元由沿第一方向间隔地固定设置的两个成像模组组成，每个成像模组包括至少一个成像结构，所述成像结构由沿其光轴依次排列的光阑、放大透镜及成像模块构成；第一外框，用于容置所述图像采集单元；遮光结构，固定地设置于第一外框内，用于将任意两个成像结构不透光地分隔开；第一滤光层，设置于第一外框的内壁；以及，第二滤光层，设置于所述遮光结构的表面。本申请提供的图像采集装置，能够对检测图像进行放大成像与采集，并在放大成像及采集过程中有效地滤除杂散光。成像及采集过程中有效地滤除杂散光。成像及采集过程中有效地滤除杂散光。

【技术实现步骤摘要】
一种图像采集装置


[0001]本申请属于光学成像及采集
，具体地，涉及一种图像采集装置。

技术介绍

[0002]图像传感器等图像采集装置能够利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像按一定的比例关系转化为对应的电信号，作为各类数字成像设备的关键器件，目前在各个行业均得到了广泛应用，例如，在工业生产制造过程中，可以利用图像采集装置对产品表面和/或内部的结构、纹理等细节特征进行采集与成像，以实现对产品质量的检测。
[0003]当需要对产品表面进行高清晰度检测，如对其表面的微米级图像特征\缺陷\瑕疵进行检测时，一般需要使用接触式图像传感器(Contact Image Sensor)进行图像采集与成像。由于具有高分辨率的成像芯片的价格较高，出于降低成本的考虑，目前已经出现了利用透镜的放大效应对低分辨率的成像芯片进行改进，以实现使用低分辨率成像芯片进行高分辨率图像采集与成像的技术。
[0004]然而采用上述现有技术进行产品表面的高清晰度图像采集与成像时，由于成像芯片对于接收光线强度较为敏感，其采集成像过程中，如不能对进入各个成像芯片的光线进行良好地控制，则容易导致每个成像芯片除接收到其自身对应的检测区域发出的光线外，还受到来自其他方向的各种杂散光的影响，从而使得最终采集到的图像出现虚影、噪点等各类缺陷。
[0005]由于影响采集成像质量的杂散光可能由多种原因导致，且光路各异，因此，需要针对杂散光的形成机制有针对性地进行结构设计，以实现在对杂散光进行理想过滤条件下的图像采集与成像。
专利技术内容
[0006]本申请的目的在于提供一种图像采集装置，该图像采集装置能够对检测图像进行放大成像与采集，并在放大成像及采集过程中有效地滤除各类杂散光。
[0007]本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种图像采集装置，包括：
[0009]图像采集单元，用于将位于其检测平面内的检测图像进行放大成像并在其成像平面进行采集，所述图像采集单元由沿第一方向间隔地固定设置的两个成像模组组成，每个成像模组包括至少一个成像结构，所述成像结构由沿其光轴依次排列的光阑、放大透镜及成像模块构成；
[0010]第一外框，用于容置所述图像采集单元；
[0011]遮光结构，固定地设置于第一外框内，用于将任意两个成像结构不透光地分隔开；
[0012]第一滤光层，设置于第一外框的内壁；以及，
[0013]第二滤光层，设置于所述遮光结构的表面。
[0014]进一步地，所述遮光结构包括：第一挡板，所述第一挡板固定设置于两个所述成像
模组之间，其边缘与所述第一外框的内壁不透光地固定连接；所述第二滤光层设置于所述第一挡板的侧壁。
[0015]优选地，每个成像模组包括的成像结构的数量大于等于2，并且每个成像模组包括的多个成像结构沿第二方向间隔排列；所述遮光结构还包括多个第二挡板，所述多个第二挡板固定设置于沿第二方向相邻的两个成像结构之间，并且每个第二挡板的边缘与所述第一外框的内壁或所述第一挡板的侧壁不透光地固定连接；以及，所述第二滤光层还设置于所述第二挡板的侧壁。
[0016]优选地，所述第一滤光层的表面粗糙度的Ra与RSm的比值大于等于0.03，以及所述第二滤光层的表面粗糙度的Ra与RSm的比值大于等于0.005。
[0017]优选地，每个成像模组所包括的各个成像结构与另一个成像模组所包括的各个成像结构沿第二方向交错地设置。
[0018]优选地，两个成像模组的成像结构的光轴之间的夹角范围为8
°
～12
°
，且所述夹角的平分线平行于第三方向，所述第三方向分别垂直于第一方向及第二方向。
[0019]优选地，所述放大透镜为弯月透镜，其入光面为凹面，出光面为凸面；所述入光面的半径小于等于15mm，出光面的半径小于等于8mm，并且所述入光面、出光面与其光轴的交点之间的距离小于等于3mm。
[0020]优选地，所述图像采集单元的检测平面到其成像平面的距离小于等于90mm，且其图像放大倍数为1～6倍。
[0021]优选地，所述成像模块包括成像基板以及设置于所述成像基板朝向光轴一侧表面上的成像芯片；所述成像芯片包括沿第二方向间隔排列的多个感光元件，用于将成像平面内接收的光信号转换为电信号。
[0022]优选地，所述图像采集装置还包括：光源模块，用于产生指向检测平面的光线；数据转换模块，固定地容置于第一外框的底部，用于将各个成像模块输出的电信号转换为数字信号；数据处理模块，基于所述数字信号生成检测图像的放大图像；第二外框，用于固定地容置所述数据处理模块。
[0023]本申请提供的图像采集装置，通过第一外框及设置于第一外框内的遮光结构将任意两个相邻的成像结构分隔开，使其各自形成独立的光路传播空间，从而有效地减轻各个成像结构之间杂散光的互相干扰；同时通过在第一外框的内壁及遮光结构的侧壁设置具有起伏的粗糙结构的滤光层，能够有效地过滤反射所产生的杂散光线，避免了特定角度的入射光线反射后直接照射到成像模块上所造成图像的干扰，进一步增加有效的光信号，提高对比度，使得采集成像后的图像更加清晰。
附图说明
[0024]图1a为根据本申请的实施例的图像采集装置沿第一方向的侧面剖视图；
[0025]图1b为图1a中圆圈A处的细节放大图；
[0026]图2为根据本申请的一种实施例的图像采集装置的底视图；
[0027]图3为根据本申请的实施例的放大透镜的结构示意图；
[0028]图4为根据本申请的实施例的成像模块的结构示意图；
[0029]图5为根据本申请的又一种实施例的图像采集装置的底视图；
[0030]图6为根据本申请的又一种实施例的图像采集装置沿第二方向的侧面剖视图；
[0031]图7为反射所形成的杂散光存在时，对检测图像进行放大成像及图像采集的结果的局部示意图；
[0032]图8为图7中拖曳虚像的形成原理示意图；
[0033]图9为图7中镜像虚像的形成原理示意图；
[0034]图10为使用本申请实施例的图像采集装置对检测图像进行放大成像及图像采集的结果的局部示意图。
[0035]图中标号
[0036]1：第一成像结构，11：第一放大透镜，12：第一成像模块，121：第一成像芯片，1210：第一感光元件，122：第一成像基板，13：第一光阑，14：第一光轴，2：第二成像结构，21：第二放大透镜，22：第二成像模块，221：第二成像芯片，222：第二成像基板，23：第二光阑，24：第二光轴，31：第一外框，32：第二外框，33：散热板，34：第一挡板，35第二挡板，4：光源模块，41：散光膜，42：光源基板，43：光源芯片，51：数据转换基板，52：数据处理基板，601：第一插座，602：数据处理芯片，603：串口电路，604：第二插座，7：检测平面，81：第一滤光层，82：第二滤光层。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像采集装置，其特征在于，包括：图像采集单元，用于将位于其检测平面内的检测图像进行放大成像并在其成像平面进行采集，所述图像采集单元由沿第一方向间隔地固定设置的两个成像模组组成，每个成像模组包括至少一个成像结构，所述成像结构由沿其光轴依次排列的光阑、放大透镜及成像模块构成；第一外框，用于容置所述图像采集单元；遮光结构，固定地设置于第一外框内，用于将任意两个成像结构不透光地分隔开；第一滤光层，设置于第一外框的内壁；以及，第二滤光层，设置于所述遮光结构的表面。2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述遮光结构包括：第一挡板，所述第一挡板固定设置于两个所述成像模组之间，其边缘与所述第一外框的内壁不透光地固定连接；所述第二滤光层设置于所述第一挡板的侧壁。3.根据权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于：每个成像模组包括的成像结构的数量大于等于2，并且每个成像模组包括的多个成像结构沿第二方向间隔排列；所述遮光结构还包括多个第二挡板，所述多个第二挡板固定设置于沿第二方向相邻的两个成像结构之间，并且每个第二挡板的边缘与所述第一外框的内壁或所述第一挡板的侧壁不透光地固定连接；以及，所述第二滤光层还设置于所述第二挡板的侧壁。4.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于：所述第一滤光层的表面粗糙度的Ra与RSm的比值大于等于0.03，以及所述第二滤光层的表面粗糙度的Ra与RSm的比值大于等于0.005。5.根据权利要求1所述的图像采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲涛，戚务昌，刘振翔，
申请(专利权)人：威海华菱光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：