大幅面扫描仪中CIS与CCD技术特点与区别

一项新技术的产生往往可以为这个行业注入新的活力,目前在低端扫描仪市场上大行其道的CIS技术迅速改变了传统扫描仪千篇一律的“方盒子”造型,轻盈小巧的外形让消费者越看越爱,逐渐成为了低端市场上的时尚潮流。

CIS扫描仪从1998年开始步入江湖、“兴风作浪”时起,就引起了大量的关注。乐观派曰:“CIS前途无量,ccd来日无多”。悲观派云:“前有景深问题、后有专利官司,恐怕难逃夭折”。时隔两年,CIS扫描仪能够健康地生存发展已经成了不争的事实,于是众人又是彩声一片,评论变成了“一边倒”。这时,我们倒真是要静下心来,从CIS技术的发展、特色出发仔细为它的前途和应用号号脉。

原理对比

CIS是接触式图像传感器(contact image sensor)的缩写,是除CCD外光电产品中使用的另一种图像传感器,约在90年代初发展成形,显示广泛应用于普通传真机上,去年完成CIS扫描仪的产品化。

同样是把光学信号转变成电信号的器件,CCD和CIS在原理和应用上却存在很大差别。CCD要求在原稿成像在传感器表面,所以需要一整套光学系统,包括照明光源、三到五面反光镜和一组光学镜头。CIS技术则采用与光敏元件集成在同一个部件内的一列内置发光二极管照亮原稿,名副其实地接触在原稿表面读取图像数据。

由于采用CIS技术的扫描仪没有附加的光学部件,移动部分又轻又小,整个扫描仪的厚度也变得很薄,让许多女性用户一看见它就芳心暗许。同时结构简单也使得CIS扫描仪生产过程中装配调整更加省事,而且维修起来也分外方便。再加上CIS器件集成化程度很高,与CCD扫描仪比起来更加抗震,对运输和使用环境的要求也不是非常严格。而且,CIS器件要求的曝光时间相对较短,因此,一些高速文档扫描仪也选择CIS扫描方式。

性能较量

但世界上仿佛没有什么十全十美的事,CIS扫描仪猛减了一把肥,身材变好了,但“底气”好像也变得不太足了。因为CIS的光路设计决定了它的成像景深非常浅,也就是在扫描仪的高度方向上能满足的清晰范围很小,实际景深只有±0.3毫米,被扫描的原稿必须紧紧地贴在玻璃板上,稍有起伏就会导致这部分图像模糊不清。如果您的扫描原稿是靠近书脊的画面,或是不太平整的厚照片,就难以得到满意的扫描效果。而ccd扫描仪就没有这个后顾之忧,因为采用光学镜头成像于ccd表面,所以它具有相当大的景深,凹凸不平的物体、甚至实物都可以得到清晰的扫描。

CISCCD
景深
光源发光二极管冷阴极灯管
图像效果较好
原稿类型反射原稿反射原稿
透射原稿

其次,CIS用来提供原稿照明的发光二极管亮度要远远低于CCD扫描仪中的冷阴极灯管,所以对扫描时的环境要求较严,如果顶盖没有盖严,又有较强的外界光线射入,就会对扫描图像效果产生很大的影响。而且相对较弱的照明使得CIS扫描仪的暗部层次还原稍差,对于色调比较浓郁或是效果特殊的原稿常会出现暗处“一片死黑”的情况。同样,CIS扫描仪的成像特点还限制了它在透射片扫描中的应用,而反转片则是目前质量最高的扫描输入介质。综合这些原因,CIS技术还很难在追求高质量图像效果的应用领域一显身手,CCD产品依然用自己出色的扫描品质稳稳地占领着中高端市场的阵地。

CCD的反击

CCD这种相当成熟的技术也并没有靠“吃老本”来“紧缩防守”,在CIS技术迅猛发展的同时,CCD技术也在走向一个更高的境界——同时实现出色的扫描质量与较低的生产成本。例如epson perfection 1200将两条CCD线阵相隔半个像素组合起来,巧妙地实现了1200dpi的高分辨率。既避免了普通高像素CCD器件高昂的成本,又不会有缩小像素面积或调整成像光路带来的明显速度变慢;同时,CCD扫描仪也在改变“敦实”的外形,通过增加反光镜,进一步折叠光路,可以让CCD扫描仪在不牺牲扫描质量的同时明显“减肥”,acer的超薄“一指通”、“绿旋风”,umax的astra3400系列都是苗条的CCD扫描仪。

目前,CIS和CCD技术都在迅猛地发展,而且都是针对自己的劣势开刀:CIS在其主要核心器件提供商佳能公司的大力推动下,已经可以实现1200dpi的光学分辨率(佳能1220u);而CCD产品则在体积和成本的降低上迈出了很大的一步,我们不难从目前的市场上看出来,CCD技术已经在中低档市场上有效地收复失地。

实际上,任何产品的发展都无法离开“高质量”这条中轴线,CIS也好、CCD也好,都必将向着日益提高的扫描质量前进;而厂家也同样,永无止境的高品质追求、全系列产品一丝不苟的质量才会赢得长久稳固的市场地位。

 

文章摘自《RED500》

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