扫描仪 扫描元件

扫描仪 扫描元件 扫描仪 扫描元件 扫描仪_扫描元件2010-04-1314:07扫描仪的核心部分是完成光电转换的部件--扫描元件也称为感光器件。目前市场上扫描仪所使用的感光器件有四种:电荷藕合元件CCD硅氧化物隔离CCD和半导体隔体CCD、接触式感光器件CIS、光电倍增管PMT和互补金属氧化物导体CMOS。 四种扫描元件中光电倍增管的成产成本最高少则几十万元而且扫描速度很慢一张图往往需要几十分钟的时间所以光电倍增管只用在最专业的鼓式扫描仪上。而CCD和CIS的生产成本相对较低扫描速度相对较快扫描效果能满足大部分工作的需要所以CCD或CIS的扫描仪已成为许多家用、办公和SOHU一族的选择。作为生产成本最低的CMOS器件由于其扫描成像质量的限制容易出现杂点所以目前只使用在名片扫描仪上。 由于不同的扫描元件会对最终的扫描效果造成不同的影响所以我们在选购扫描仪的时候不妨关注一下扫描仪用的是哪款感光器件这将会对你选购带来事半功倍的效果。 相关术语: 电荷藕合元件CCDCCD英文全称:ChargeCoupledDevice。这两种感光器件与我们日常使用的半导体集成电路相似在一片硅晶片集成了几千到几万个光电三极管这些光电三极管分为三列分别用红绿蓝色的滤色镜罩住从而实现彩色扫描。光电三极管在受到光线照射时可以产生电流经放大后输出。 该类感光器件近年性能提高很大其高端产品的性能已经接近低档的光电倍增管但由于数千个光电三极管的距离很近微米级并且各三极管之间的绝缘是依靠半导体PN结来的绝缘。隔离电阻较小因此在各光电三极管之间存在着明显的漏电现像使各感光单元的信号产生相互干扰降低了扫描仪的实际清晰度。 为了改善这一情况现在可以采用硅氧化物隔离技术也就是说在器件加工过程中将各个光电三极管之间的半导体单晶硅用SiO2二氧化硅替代由于SiO2是非常好的绝缘材料几乎杜绝了光电三极管之间的漏电现像因而在两台扫描仪性能指标相同的情况下使用硅氧化物隔离CCD的扫描仪的实际清晰度将有一个质的飞跃。 不过这种技术产品的生产成本要比半导体隔离技术产品的生产成本高出几倍因此目前只能用在5000元以上的专业级扫描仪之中。而目前市场上的几乎所有家用和办公用扫描仪都是采用半导体隔离的CCD性能不可能不受到影响。 接触式感光器件接触式感光器件CISContactImageSensor与CCD技术几乎是同时出现的 它使用的感光材料一般是我们用来制造光敏电阻的硫化镉它很容易制成一条长的阵列而且生产成本只有半导体隔离CCD的1/3当时主要是用在低档黑白手持式扫描仪和传真机上由于尺寸太大无法使用镜头成像只能依靠贴近目标来识别目标因此光学分辨率最高只能达到200dpi到1994年前后随着扫描仪彩色化、高精度化接触式感光器件本身噪声大动态范围小精度低的缺陷暴露无疑迅速从扫描仪市场上销声匿迹了。在其后的四年中我们只能在传真机上看到它的身影。 光电倍增管光电倍增管:PhotoMultiplierTube简称PMT是灵敏度极高响应速度极快的光探测器。这种扫描器件实际上是一种电子管感光的材料主要是金属铯的氧化物其中并掺杂了其他一些活性金属例如镧系金属的氧化物进行改性以提高灵敏度和修正光谱曲线用这材料制成的光电阴极射线管在光线的照射下能够发射电子我们可以称之为光电子它经栅极加速放大后去冲击阳极最终形成了电流。 在各种感光器件中光电倍增管是性能最好的一种无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他的感光器件更难能可贵的是它的输出信号在相当大范围内保持着高度的线性输出使输出信号几乎不用做任何修正就可以直接获得很准确的色彩还原。 同时光电倍增管在各种感光器件中的生产成本是最高的而且由于一次只能扫描到一个像素因此扫描速度很慢扫描一张图往往需要几十分钟。因 此光电倍增管现在只用在最专业的鼓式大滚筒的扫描仪之上这种扫描仪的价格非常高昂少则几十万元多则上百万元是一种可望而不可及的贵族产品不适合于一般家庭使用。 互补金属氧化物互补性氧化金属半导体 CMOSComplementaryMetal-OxideSemiconductor和CCD一样同为在扫描仪中可光线变化的半导体。目前CMOS感光器件主要应用于少数名片扫描仪和文件扫描仪。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体使其在CMOS上共存着带N带–电和P带电级的半导体这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。然而CMOS的缺点就是太容易出现杂点这主要是因为早期的设计使CMOS在处理快速变化的影像时由于电流变化过于频繁而会产生过热的现象。出现转机是在1998年当时国际扫描仪市场的竞争非常激烈各大厂家都使出了降价的法宝造成了扫描仪生产厂商的行业性亏损。一些厂家开始重新搬出接触式感光器件经过改进使其分辨率达到了600dpi然后冠以CIS技术名称以新技术的面目推向市场居然取得了相当的成功。不过就性能而言接触式感光器件存在着严重的先天不足首先由于不能使用镜头只能贴近稿件扫描其实清晰度远远达不到标称的批标同时硫化镉光敏电阻本身漏电很大各感光单元之间干扰严重进一步降低了清晰度而且由于无法实现同时制造三条平行的感光单元同时实现三色扫描接触式感光器件不能使用常用的冷阴极灯管而不得不使用发光二极管LED阵列作为光源这种光源无论在光色还是在光线的均匀度上都是比较差的。而且由于LED阵列是由数百个发光二极管组成一旦有一个损坏就意味着整个阵列的报废这种产品的寿命比较短该类感光器件的温度系数很大周围环境温度的变化将对扫描仪的扫描结果产生很大影响因此你要想获得一个稳定的扫描结果最好在一个温度恒定的房间内工作。