案卷书刊扫描仪ccd成像技术发展趋势

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          方圆慧图矩阵式CCD传感器和CMOS传感器的发展和应用

    案卷书刊扫描仪ccd成像技术发展趋势

    传感器是书刊扫描仪最核心的部件之一。扫描仪的图像传感器早年基本都使用线性CCD,早期的图像采集设备大都使用了这种成像技术,比如复印机、平板扫描仪、馈纸式扫描仪大幅面扫描仪等。如今随着传感器技术的发展和图像采集设备功能的细化,传感器的使用也大有不同。CIS处理器最廉价,低端平板、入门级馈纸式扫描仪多使用以接触式图像传感器CIS(或LIDE);相对价格较低的线性CCD或CMOS传感器多应用在低端书刊扫描仪、入门级非接触式扫描仪、大幅面扫描仪、复印机等产品上;价格较高的航天级矩阵CCD传感器多应用在航天领域、仿真复制领域、顶级书刊扫描仪、非接触式案卷扫描仪等专业领域。关于矩阵CCD和CMOS、线性CCD、CIS谁好谁差的问题,坛子里有许多争论。对于广大用户来说,这是件好事。

    案卷书刊扫描仪ccd成像技术发展趋势

    首先,图像传感器的功能就是把光能转换成电信号,数字化后形成数字图像。不管是以矩阵式CCD技术还是线性CCD、CMOS、CIS成像技术实现,都是完成这个功能。 因为cis成像技术多应用在低端图像采集设备上,在这里我们就不多做介绍了。以下我们主要对书刊扫描仪上多应用的矩阵式CCD技术还是线性CCD、CMOS做一下对比介绍。

    案卷书刊扫描仪ccd成像技术发展趋势

    CCD和CMOS这两个专业术语,并不是专指图像传感器(image sensor)的,而是两种半导体技术的通称。CCD(Charge Coupled Device)翻译成“电荷耦合器件”,CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor)翻译成“互补金属氧化物半导体”。不管是CCD还是CMOS,实现光电转换的多是利用硅的特性在半导体上形成“光电二极管”(photodiode)。(当然也有CCD使用多晶硅polysilicon)。这和太阳能电池的原理是一样的。

    那我们先从CCD技术上来说起,CCD是由感光阵列将光能信号转化为电荷,然后一行一行地将电荷“移送”到统一的电路上,转换为电压信号,送出传感器芯片,输出到独立的模数转换器ADC上。ADC再将转换好的数字图像信号交给相机的图像处理器。

    案卷书刊扫描仪ccd成像技术发展趋势

    CCD书刊扫描仪的优点主要是:传感器设计简单、灵敏度高、画质优秀、技术成熟。

      但是CCD技术不是没有缺点的。大致总结来说,有这么几个问题:

    1)最大的问题是生产成本。由于线性CCD不能使用主流的CMOS生产线,而生产量又不是那么大,因此生产成本无法大规模地降下来。目前这个问题还是难以解决。

    2)线性CCD传感器需要另外配合的ADC、放大器、以及其他支持模块才能使用。这样一来,一是增加了开发和制造成本;二是芯片外过多的模拟电路会引进噪声,进而影响图像质量;。

    3)读取速度。由于所有的电荷都要通过统一的电路转换并输出,因此线性CCD传感器的读取速度比较慢。当然新一代的矩阵式CCD在这方面有改善。

    4)线性CCD电荷衰减(fading)问题。由于线性CCD中获取的电荷是以耦合移位(这也是CCD这名字的来源)的方式一行一行输出的,因此在输出过程中,电荷会衰减。进而造成图像噪声。

    5)耐用性差,传统线性CCD逐条扫描的方式对传动机构的耐用性有很大的要求。

    6)线性CCD对光源依赖比较大,在扫描仪的应用上需要配合高强度线条灯光使用。

      这些大概就是CCD的弱点。虽然厂商以各种方式克服,但是问题长时间并没有完全解决。直到矩阵式CCD技术的出现,才彻底解决的了线性CCD的不足。

    CMOS传感器可以解决CCD传感器的这三大问题。但是自己也有两大新问题:固定模式噪声、低灵敏度。其中固定模式噪声目前已有技术基本解决。而灵敏度的问题正在改善,还会继续改善。目前全球CMOS传感器每年的需求量是大约90亿芯片(2016年),随着市场需求的进一步扩大,推动了CMOS传感器技术的快速发展。相信在不远的未来CMOS传感器代替CCD传感器是必然趋势。目前以索尼为代表的CCD处理器制造龙头企业,也在2015年宣布将在2017年正式停止线性CCD产品的研发生产,全面投向新一代矩阵式CCD和CMOS传感器的研发和生产。

    news.zol.com.cn true http://news.zol.com.cn/630/6306778.html report 3078   方圆慧图矩阵式CCD传感器和CMOS传感器的发展和应用传感器是书刊扫描仪最核心的部件之一。扫描仪的图像传感器早年基本都使用线性CCD,早期的图像采集设备大都使用了这种成像技术,比如复印机、平板扫描仪、馈纸式扫描仪、大幅面扫描仪等。如今随着传感器技术...
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