CCD與CIS接觸式圖像傳感器

CCD 技術CCD 是英文 Charge Coupled Device 的縮寫，中文譯名即“電荷耦合器件” 。從功 能上看，它負責將鏡頭傳來的光信號轉換為電信號，類似于普通光學相機的膠片 。CCD 光電轉換是通過 CCD 上面布滿的許多感光點（ MOS 電容）來實現(xiàn)的。一張圖片， 就是通過這一個個的感光點來描述其色彩、亮度與灰度的。對 CCD 感光點，我們通 常的另一種描述是“像素” 。理論上，像素越多，獲取影像時就能使影像分得更 精細，對影像的描述也會更精細。也就是說，要提高影像的分辨率，最直接的方 式就是提高像素個數(shù)，即 CCD 感光點的個數(shù)。電荷耦合器件（ CCD ）將接收到的光投射到感光系統(tǒng)中，感光系統(tǒng)的硅材料表面部 分被分割成若干個正方形感光單元，感光單元間的間距是幾微米（以 5.25 微米為 例）。掃描儀對圖像畫面進行文檔掃描時，線性 CCD 將掃描圖像分割成一條線，該 線上排列著 5000 個感光單元（或稱為像素） ；對圖像進行彩色掃描時，線性 CCD 將 掃描圖像分割成 3 到 4 條平行線，每條平行線都配有不同顏色的濾色裝置。幾何精度規(guī)格對 CCD 掃描儀的作用。想要得到一個 400dpi 光學分辨率的掃描儀，生 產(chǎn)者需要設計一套光學系統(tǒng)能夠將1/4 0 0英寸原稿的square pixel反射到5.25u m square pixel的圖像傳感器中這之間的比例是12 : 1。處理這些需要一系列的透鏡準確的將顏色分離成相應的單色信息。然而透鏡和反射鏡的使用會產(chǎn)生一些 色彩偏差和光學像差，偏差的大小是由透鏡和反射鏡的性能以及生產(chǎn)者所提供關 鍵組成部件的質量決定的。CCD 大幅面掃描儀的生產(chǎn)者還需要設計一套光源系統(tǒng)，通常情況下是利用一個到兩個冷光源。廠家所提供光源設備的性能越高，用戶處理CCD 的輸出效果越強，從而CCD 掃描儀越能最優(yōu)化的完成色域和景深。在感光系統(tǒng)中顏色的種類是由“白色” 光源與濾色裝置的相互作用決定的。 （光源的顏色和濾色裝置的性能都取決于廠 家的選料）。冷光源的是使用意味著在使用前先進行預熱是非常有必要的，通過加熱熒光器來 穩(wěn)定光源。因此 CCD 掃描儀要達到非常理想的效果就需要根據(jù)色溫經(jīng)常進行必要的 校準。CIS 技術CIS 是英文 ContactImageSensor 的縮寫，中文譯名即“接觸式圖像傳感器” 。 CIS 是由光源系統(tǒng)和感光系統(tǒng)的單件構成的集成模塊。感光系統(tǒng)的硅材料表面部分被分割成能分若干個正方形感光單元（以 5000 個圖像 單元為例），每個感光單元的大小取決于每英寸單元數(shù)量，英寸單元數(shù)量又取決 于掃描分辨率（CIS 400dpi分辨率的掃描儀，它的圖像單元間距是1/4 0 0英寸）。光學系統(tǒng)是一個條形的透鏡列陣它直接將掃描原稿表面投射到硅材料表面，以1 : 1的比例對原稿進行掃描，從而沒有放大或縮小原稿，因此就節(jié)省能源和幾 何精度而言能夠更好的重現(xiàn)原稿。LED （發(fā)光二級管）發(fā)出的光源一次直接將光照射到原稿上。三種顏色發(fā)光二極管（紅、綠、藍）通過快速的切換發(fā)光提供掃描所需要的三原色。值得注意的是在 光學系統(tǒng)和感光系統(tǒng)中沒有濾色裝置， CIS 掃描儀的色彩范圍是由每組發(fā)光二極 管的光譜決定，而不像 CCD 掃描儀是通過濾色裝置來處理的。由于濾色技術要比發(fā) 光二極管技術先進的多，因此 CIS 掃描儀在色彩范圍上也就不如 CCD 掃描儀好。 然而，快速的切換發(fā)光二極管是不需要預熱的，因此 CIS 掃描儀能夠立即通電使用 。更進一步說，發(fā)光二極管的光源非常的穩(wěn)定因此 CIS 掃描儀不需要頻繁的進行校準?？傊?CCD 掃描技術由于采用光學成像器件，掃描出的圖像色彩與亮度都非常均勻， 而且由于采用高亮度光源，色彩分辨率出色。 CIS 技術使用的是大面積感光器件， 在目前還很難保證掃描的均勻度，而且由于使用的是亮度較低的二極管發(fā)光器件CIS，所以 CIS 的色彩分辨率也不如 CCD 出色。因此客戶對色彩要求較高的話，就應該 選用使用 CCD 成像技術的掃描儀，而客戶對色彩需求不嚴格的話，就可以采用 技術的掃描儀。