CCDVSCIS：浅谈两类扫描仪的主要区别

CCDVSCIS：浅谈两类扫描仪的主要区别 CCDVS.CIS:浅谈两类扫描仪的主要区别 cc工2 CCDVS?C_S 浅谈两类扫描仪的主要区别 简单地说,扫描仪是由机械传动系统,扫描头 (包括光电接收,转换和照明系统)和电路控{6I板三 部分组成,其中扫描头中的光电接收和转换结构对 扫描图像影响最大.目前扫描仪的光电接收转换系 统通常使用下面三种器件:CCD(硅氧化物隔离PN 结隔离),CIs(接触式感光器件,也称LIDE)和光 其中,光电倍增管韵性能最好,但成本 电倍增管. 最高,扫描的速度也最慢,目前通常在专业滚筒式 扫描仪上使用.而CCD,ClS光电转换器件则经常出 现在商业及民用扫描仪上,了解CCD,cIs光电转换 器件之问的区别能更好地帮助用户选择适台自己的 扫描仪. CCD(电荷耦台器件)被广泛应用在扫描仪,数码 相机,传真机,各种数字摄像等各个领域,技术成熟 且质量穗定. l.Cc0感光器件 CCD感光器件是在单晶硅上做出的几万个光电转 换器分成三列组成的,三列都分别用红绿蓝色的滤色 镜罩住从被扫描物体或稿件表面反射的光线同时 照射到这三列光电转换器上并转换为相应颜色的 电信号由于在很小的空间内排列了如此多的光电 转换器,他们相互之间的影响就锟明显,这将严重影 响成像质量因此,在每个光电转换器周围都隔着一 层绝缘物质,通常采用半导体PN结或二氧化硅,前 者隔离电阻明显要小于后者,固此成像的质量也比 后者差.但造价要低廉得多,被广泛应用在民用和商 业扫描仪上.而后者因其极小的漏电特性而被专业 扫描仪普遍采用,但价格偏高.采用CCD感光器件 的专业扫描仪在性能上已经接近专业级滚筒式扫描 仪了. 2.光源 扫描仪通过自己的光源将光线照在被扫描的物体 上,根据反射光的强度转换为电信号,从而获得图像 信息,因此扫描仪的光源对扫描效果有着重要的作用 现在的CCD扫描仪都采用低压辉光放电曾来产生稳定 的垒色光,由于没有灯丝,避免了电子溅射对灯管寿 命的影响延长了灯管的寿命,性能也更加稳定,但 搬动的时候要注意减少震动以避免对灯管的损伤. 3光学系统 CCD平板扫 描仪内部的光 学系统见图1, 光源发出的光 从被扫物体表 面反射后,通 过三组平面反图l 射镜,再通过聚光透镜(或透镜组)汇集在CCD感光 器件的表面并转换成电信号由于采用了光学透镜, 为了保证扫描『旦中间和两边的成像都能清晰地聚焦到 平直的CCD感光器件上,从被扫物体表面反射的光线 就必须经过一端比较长的光路(通过多组平面反射镜 反复反射来延长)后再由镜头会焦,根据光学原理,这 样能大大减少镜头所产生的像差和色散现象镜头的 质量是决定扫描质量和精度的一个重要因素,高档的 扫描仪一般采用透镜组来更精细地调节边缘的成像质 魁!计算机2000年第5期59 仪 ^惜 L?,辆 e, a H , b (_ Y D .C P 量,而低档的扫描仪为了降低成本,有的就采用了塑 料镜头.由于CcD平板扫描仪内部这种特殊的光学系 统,即使被扫物体没有完全贴在玻璃承载平台上,对 清晰度也不会有太大的影响. 4.获得彩色图像的方法 在民用和商业领域,通常采用一收扫描成像的方 挂,这需要CCD感光器件中装有3排的光电转换器,通 过其上面的滤色镜来同时获得三原色的信号.也有部 分扫描仪将光源的全色光线经过棱镜等分光系统分成 三原色,在反射后分别由三组光电转换器接收.三次 扫描通常是将被扫物体扫描三次,每次扫描的时候就 在光电转换器上转换一次滤色镜,这样的结果是颜色 还原更加准确,但速度减慢锟多. 领域开始了 新的应用. 1.CIS感光器件 CTs感光器件是由 一 列硫化镉光敏电阻 排列而成,扫描仪的扫 描宽度有多宽,它就有 多长.由于光敏电阻的 自身热噪声大,动志范 围小,早期只应用在要 求较低的手持扫描仪 和低档传真机上在后 扫描仪厂 来的竞争中, 家利用了cIS成本低廉 的特点,努力提高其分 图2 圈3 辫率,用之作为扫描仪的感光部分. 2.光源 采用发光二极管排成一列来照明,因此亮度通常 不大,但抗震性较强,即使某个发光二极管出现问题 也不会严重影响整体扫描的质量,但整体的发光亮度 会随使用时间的增加而逐渐下降. 3.光学系统 cIS平板扫描仪内部的光学系统见图2.光源发出 60N0.5,2000NewH~rdware ~ewblardwarePC-DIY 蓁c?此只能尽量靠近被扫描的物体,_—???成像的质量会受到影响.被扫描??l_的物体必须紧贴玻璃承载板,否?—_则会出现画面偏暗且模糊的情况,?l一无{去进行实体扫描.由于Is的这??????一种特性,扫描仪的光路很短,厚度??_??__ 雾cIsCCD誓射被扫描物体,反射后被III譬.安放在对应位置的三组?I曩?___一cls感光器件接收???—??_?基障上述几个部分外,???????'誓Jl平板扫描仪在数摸转?换,图像处理,接口等方??????????一面与平板扫描仪完全??????????_相同.????????????? 下面来看看实际使用中两者的表现 1.景深 由于ccD扫描仪果用的透镜需要较长的光赂,因 此镜头的景深也较大,通常为3mm左右,对被扫描物 体或稿件表面的凹凸反应不很灵敏,所有可以进行实 体扫描.图3是对一本打开的杂志进行扫描,由于杂 志的自然卷曲而造成中间部分下凹,同时在杂志的另 一 侧放上了一 块手表.CcD扫 描的结果颇令 人满意,亮度 变化不大,色 彩还原也很逼 真.而图4效果 更佳,像是用 照相机拍摄而 得.而在图5中 可以看到,由 置囤6CCD扫描仪扫描时图片色阶 PC-DIYNewltard~arc 于c1s扫描仪的感光器件要求被扫物体必须紧贴玻璃 承载平台,景深仅o.3mm,因此所有脱离平台的部分 都出现了明 显的模糊和 亮度损失, 色彩严重失 真 2.阴暗 部分细节的 还原 ccD扫 描仪能较为 _图7cCD扫描仪扫描的圉片色阶 准确地还原阴暗部分的细节,而CT3扫描仪要比ccD 扫描仪多损失了近一倍的细节对比上面图片的色阶 就能看出,ccD扫描仪的图像层次更加丰富,如图6, 图7所示. 3.使用寿命 CeD扫描仪的低压辉光放电管能提供高质量的 t0000小时扫描而性能不变.CIS扫描仪由于采用了发 光二极管,在高亮度下工作500个小时后.亮度就要 下降近3O%,这会严重影响扫描质量 4.分辨率 高档CCB扫描仪的光学分辨率已经接近蒗筒扫描 仪的3000dpi,而cIS扫描仪通常只能达到3OOdP1 的精度,厂家宣传的6OOd口1的精度往往并不意眯着 清晰度能提高一倍;下面来看看CCD扫描仪紫光6A 在光学分辩率300dpl和用软件扩展到600dpi后扫描 7号文字的结果(圈8,图9).C6大眼睛扫描仪(ClS) 分别在30OdPL和6OOdPL下的扫描效果见图l0和图 11放大原图到200%后,对比的结果租明显,c6与 6A属于同挡次的产品,每个分辨率下的效果都很接 近,而6^用软件扩展的方{击获得的600dpi的效果与 c6光学800dPL也租接近 5,技术威熟程度 CCD技术发展到现在已经十分成熟,产品的性能 稳定寿命长,因此被广泛应用于各个行业,而clS技 术被重新利用的时间还不长,目前尚有不少技术上的 难题还没有解决 6.感光器件的技术性能对比(下表) 各??蕾丝:?广州电话.102~)8757793 ? 上蠢电话f.2IJ54.gOD44 ?,t电话(010}62535,~5 lI处:?广州电话I?0)87577 ?叠照;?r州 - 上? 电话-{?O}B商77? 电话{?l】 董奠:?广州电话[Ok~O}8757793 从上面的对比不难看出,CIS扫描仪目前在技术 上很难超过CCD扫描仪近期几家公司陆续推出了相 当廉价的300dP1的CCD扫描仪,在性能上以ACER的 32OP扫描仪比较理想,价格还不到500元,而CIs的 c6也由原来的1200元降到现在的799元.总的来说, ccD扫描仪在性能.稳定性和功能上与同级cJ3扫描仪 相比具有一定的优势不过CIS扫描仪价格便宜分 辨率尚可,最吸引人的就是其漂亮的外型怎样去选 择就要根据大家的实际需要了衄 微型计算机2000年第5期61