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货比三家 CCD与CIS扫描仪如何选
http://www.21tx.com 2010年01月29日 IT世界 小猪

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    目前,彩色扫描仪已成为市场的主流,它能够很真实地还原原稿图像的品质。通过彩色扫描仪扫描得到的数字图像,可以看到不论是形状还是色彩,扫描得到的图像都很好地保持了原稿的品质。一般来讲,扫描仪扫描图像的方式大至有三种,以光电耦合器(CCD)为光电转换元件的扫描,即我们看到CCD扫描;以接触式图像传感器CIS(或LIDE) 为光电转换元件的的扫描,即CIS扫描;最后一种就是以光电倍增管 (PMT)为光电转换元件的扫描。下面,小编将给大家讲述与我们接触得最多的CCD与CIS扫描的特点与区别。

货比三家 CCD与CIS扫描仪如何选


    CCD扫描

    多数平板式扫描仪使用光电耦合器(CCD)为光电转换元件,它在图像扫描设备中最具代表性。其形状像小型化的复印机,在上盖板的下面是放置原稿的稿台玻璃。扫描时,将扫描原稿朝下放置到稿台玻璃上,然后将上盖盖好,接收到计算机的扫描指令后,即对图像原稿进行扫描,实施对图像信息的输入。

    与数字相机类似,在图像扫描仪中,也使用CCD作图像传感器。但不同的是,数字相机使用的是二维平面传感器,成像时将光图像转换成电信号,而图像扫描仪的CCD是一种线性CCD,即一维图像传感器。

    扫描仪对图像画面进行扫描时,线性CCD将扫描图像分割成线状,每条线的宽度大约为10 μm。光源将光线照射到待扫描的图像原稿上,产生反射光(反射稿所产生的)或透射光(透射稿所产生的),然后经反光镜组反射到线性CCD中。CCD图像传感器根据反射光线强弱的不同转换成不同大小的电流,经A/D转换处理,将电信号转换成数字信号,即产生一行图像数据。同时,机械传动机构在控制电路的控制下,步进电机旋转带动驱动皮带,从而驱动光学系统和CCD扫描装置在传动导轨上与待扫原稿做相对平行移动,将待扫图像原稿一条线一条线的扫入,最终完成全部原稿图像的扫描。如图6所示。

    CCD图像传感器是平板式扫描仪的核心,其主要作用就是将照射到其上的光图像转换成电信号。将CCD图像传感器放大,可以发现在10μm的间隔上并行排列着数千个CCD图像单元,这些图像单元规则地排成一线,当光线照射到图像传感器的感光面上时,每个CCD图像单元都接受照射其上的光线,并根据感应到的光线强弱,产生相应的电荷。然后,若干电荷以并行的顺序进行传输。

    目前,应用于扫描仪的色分离技术常见的有4种:滤光片色分离技术、光源交替色分离技术、三CCD色分离技术和单CCD色分离扫描技术。

    1)滤光片色分离技术

    其基本原理是:在线性CCD图像传感器的前面加装一滤光片,滤光片从上向下分为3等份,第1部分为红色滤光片,第2部分为绿色滤光片,第3部分为蓝色滤光片,扫描时通过滤光片的移动使得CCD传感器分别记录相应基色下的图像信息,从而得到三基色的3幅图像信息。

    2)光源交替色分离技术

    与滤光片色分离技术的原理类似,这种技术是在镜头与扫描原稿之间加设3根发光灯管,其颜色分别为红(R)、绿(G)和蓝(B),扫描图像时,3根不同颜色的灯管交替发光,从而使CCD得到3幅三基色图像信息。

    3)三CCD色分离技术

    与前两种色分离技术不同,三CCD色分离技术中使用了3个CCD完成扫描成像:光线通过镜头,经过一个特殊设计的分光棱镜将相应颜色的光线反射到相应的CCD图像传感器中,每一个CCD产生一种颜色的图像数据,经过一次扫描即可得到彩色的图像。因此,可以看出这种分色技术成像速度最快,但其造价最高。

    4)单CCD色分离技术

    单CCD色分离技术仍然是采用单个线性CCD,不过,在CCD的感光面上加入了滤色镜,在感光的同时直接进行分色。

    CIS扫描

    接触式图像传感器CIS(或LIDE)是近些年才出现的名词,其实这种技术与CCD技术几乎是同时诞生的。绝大多数手持式扫描仪采用CIS技术。CIS感光器件一般使用制造光敏电阻的硫化镉作感光材料,硫化镉光敏电阻本身漏电大,各感光单元之间干扰大,严重影响清晰度,这是该类产品扫描精度不高的主要原因。它不能使用冷阴极灯管而只能使用LED发光二极管阵列作为光源,这种光源无论在光色还是在光线的均匀度上都比较差,导致扫描仪的色彩还原能力较低。LED阵列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报废,因此这种类型产品的寿命比较短。无法使用镜头成像,只能依靠贴近目标来识别,没有景深,不能扫描实物,只适用于扫描文稿。CIS对周围环境温度的变化比较敏感,环境温度的变化对扫描结果有明显的影响,因此对工作环境的温度有一定的要求。

    LIDE(LED In Direct Exposure)二极管直接曝光技术是佳能公司独创的技术,是一种基于CIS技术的革新技术,它使用三色二极管作为光源。与使用冷阴极灯源的扫描仪相比,二极管具有体积小巧且持久长效等特点,不过它所产生的光线比较弱,很难保证扫描影像所需的亮度。针对这一原因,LIDE技术对二极管装置及引导光线的光导材料进行了改造,使二极管光源可以产生均匀并且亮度足够的光线用于扫描。

    LIDE型扫描仪由3部分组成,即光导、柱状透镜和线性光学传感器。光导的主要作用是增强红、绿、兰三个色彩通道的光照强度,柱状透镜则可以确保反射光更好地向传感器聚焦(这是提高扫描精度的关键措施),线性传感器则最大程度地避免了边缘变形问题。由于省略了一系列反射镜,LIDE型扫描仪就能避免因此带来的各种像差和色差,可以较好地重现原稿的细节和色彩。

    LIDE通过接触式图像传感器CIS从近距离接触以1:1的比例对原稿进行扫描,不需要复杂的光学系统,这就使扫描仪的尺寸可以做的较小,同时也使扫描仪变得非常轻巧。此外,由于二极管光源及扫描头移动所需要的功耗极小,这类产品能够通过PC机的USB端口提供所需的电力。

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