扫描仪 : 扫描元件
扫描仪的核心部分是完成光电转换的部件——扫描元件(也称为感光器件)。目前市场上扫描仪所使用的感光器件有四种:电荷藕合元件CCD(硅氧化物隔离CCD和半导体隔体CCD)、接触式感光器件CIS、光电倍增管PMT和互补金属氧化物导体CMOS。
四种扫描元件中,光电倍增管的成产成本最高,少则几十万元,而且扫描速度很慢,一张图往往需要几十分钟的时间,所以光电倍增管只用在最专业的鼓式扫描仪上。而CCD和CIS的生产成本相对较低,扫描速度相对较快,扫描效果能满足大部分工作的需要,所以CCD或CIS的扫描仪已成为许多家用、办公和SOHU一族的选择。作为生产成本最低的CMOS器件,由于其扫描成像质量的限制,容易出现杂点,所以目前只使用在名片扫描仪上。
由于不同的扫描元件会对最终的扫描效果造成不同的影响,所以我们在选购扫描仪的时候,不妨关注一下扫描仪用的是哪款感光器件,这将会对你选购带来事半功倍的效果。
电荷藕合元件CCD
CCD英文全称:Charge Coupled Device。这两种感光器件与我们日常使用的半导体集成电路相似,在一片硅晶片集成了几千到几万个光电三极管,这些光电三极管分为三列,分别用红绿蓝色的滤色镜罩住,从而实现彩色扫描。光电三极管在受到光线照射时可以产生电流,经放大后输出。
该类感光器件近年性能提高很大,其高端产品的性能已经接近低档的光电倍增管,但由于数千个光电三极管的距离很近(微米级),并且各三极管之间的绝缘是依靠半导体PN结来的绝缘。隔离电阻较小,因此,在各光电三极管之间存在着明显的漏电现像,使各感光单元的信号产生相互干扰,降低了扫描仪的实际清晰度。
为了改善这一情况,现在可以采用硅氧化物隔离技术,也就是说,在器件加工过程中,将各个光电三极管之间的半导体单晶硅用SiO2(二氧化硅)替代,由于SiO2是非常好的绝缘材料,几乎杜绝了光电三极管之间的漏电现像,因而在两台扫描仪性能指标相同的情况下,使用硅氧化物隔离CCD的扫描仪的实际清晰度将有一个质的飞跃。
不过,这种技术产品的生产成本要比半导体隔离技术产品的生产成本高出几倍,因此,目前只能用在5000元以上的专业级扫描仪之中。而目前市场上的几乎所有家用和办公用扫描仪,都是采用半导体隔离的CCD,性能不可能不受到影响。
接触式感光器件
接触式感光器件CIS(Contact Image Sensor)与CCD技术几乎是同时出现的,它使用的感光材料一般是我们用来制造光敏电阻的硫化镉,它很容易制成一条长的阵列,而且生产成本只有半导体隔离CCD的1/3,当时主要是用在低档黑白手持式扫描仪和传真机上,由于尺寸太大,无法使用镜头成像,只能依靠贴近目标来识别目标,因此光学分辨率最高只能达到200dpi,到1994年前后,随着扫描仪彩色化、高精度化,接触式感光器件本身噪声大,动态范围小,精度低的缺陷暴露无疑,迅速从扫描仪市场上销声匿迹了。在其后的四年中,我们只能在传真机上看到它的身影。
光电倍增管
光电倍增管:PhotoMultiplier Tube,简称PMT,是灵敏度极高,响应速度极快的光探测器。这种扫描器件实际上是一种电子管,感光的材料主要是金属铯的氧化物,其中并掺杂了其他一些活性金属(例如镧系金属)的氧化物进行改性,以提高灵敏度和修正光谱曲线,用这材料制成的光电阴极射线管,在光线的照射下能够发射电子,我们可以称之为光电子,它经栅极加速放大后去冲击阳极,最终形成了电流。
