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扫描仪感光器件大扫描

我们知道,扫描仪的感光器件对于扫描仪的性能往往有决定性的影响,因此我们在选购扫描仪的时候,不妨积极关注扫描仪用的是哪款感光器件。就目前市场上扫描仪所使用的感光器件主要有四种,包括:光电倍增管、硅氧化物隔离CCD、半导体隔离CCD、接触式感光器件(CIS或LIDE)。下面我们分别对这种感光器件进行分析,让读者在选购扫描仪时更有方向。
  
     一、光电倍增管
  

  
  
  光电倍增管(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。
  
  
  在各种感光器件中,光电倍增管是性能较好的一种,无论在灵敏度、噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他的感光器件,更难能可贵的是它的输出信号在相当大范围内保持着高度的线性输出,使输出信号几乎不用做任何修正就可以直接获得很准确的色彩还原。
  
  
  当然,光电倍增管在各种感光器件中的生产成本是最高的,而且由于一次只能扫描到一个像素,因此扫描速度很慢,扫描一张图往往需要几十分钟。因此,光电倍增管现在只用在最专业的鼓式(大滚筒)的扫描仪之上,这种扫描仪的价格非常高昂,少则几十万元,多则上百万元,是一种可望而不可及的贵族产品,不适合于一般家庭使用。
  
     二、硅氧化物隔离CCD和半导体隔离CCD
  

  
  
  这两种CCD感光器件与我们日常使用的半导体集成电路有点相似,就是在一块硅单晶上集成了几千甚至几万个光电三极管,这些光电三极管是分为三列,分别用红、绿、蓝三色的滤色镜罩住,这样来实现彩色扫描。光电三极管在接收到光线照射时可以产生电流,经过放大后输出。
  
  
  半导体隔离CCD感光器件近几年来性能提高很大,它的高端产品的性能已经接近低端的光电倍增管的产品。但由于数千个光电三极管的距离很近,以微米来计算,而且各个三极管之间是依靠半导体PN结来绝缘的,隔离电阻很小,因此在各光电三极管之间存在着明显的漏电现象,使各感光单元的信号会相互干扰,这样就降低了扫描仪的实际清晰度。
  
  
  为了改善这情况,现在可采用硅氧化物隔离技术,也就是讲,在器件加工的过程中,把各个光电三极管之间的半导体单晶硅用二氧化硅来替代,由于二氧化硅是非常好的绝缘材料,它几乎可以杜绝各光电三极管之间的漏电现象,因此,在两台扫描仪性能指标相同时,使用硅氧化物隔离CCD的扫描仪的实际清晰度将有一个非常大的飞跃。
  
  
  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。
  
  
  但我最近听说有一个扫描仪厂家已经推出了使用硅氧化物隔离的CCD在家用和办公用扫描仪上,价格仅2000多元,这样就可以花很少的钱,去领略一下专业级扫描仪的风采啦,大家在选购的时候可以好好考虑。
  
     三、接触式感光器件(CIS或LIDE)
  

  
  
  接触式感光器件,我们又可以称之为CIS器件或LIDE器件,这可是最近一年来才出现的新名词,最近在市场上被炒得异常火热。其实,这项技术与CCD技术几乎是同时出现的,它使用的感光材料通常是我们用来制造光敏电阻的硫化镉,我们很容易把它制成一条长的阵列,而且生产成本也比较低,只有半导体隔离CCD的三分之一左右,以前主要是用在低档的黑白手持式扫描仪或者传真机之上,由于它的尺寸太大,而无法使用镜头成像,只能依靠贴近目标来识别了,因此光学分辨率最高也只能达到200dpi,到了1994年左右,随着扫描仪彩色化和高精度化,接触式感光器件本身噪声比较大,动态范围较小,精度低等等的缺陷暴露无遗,迅速从扫描仪市场上销声匿迹。在其后的时间里,我们也只能在传真机看到它的身影了。
  
  
  出现转机的是1998年,当时国际扫描仪市场的竞争已经非常激烈,各大厂商都使出了降价的法宝,造成了扫描仪生产商的行业性亏损。一些厂商开始另辟捷径,重新搬出接触式感光器件,经过技术改良,使它的分辨率达到了600dpi,然后冠以CIS技术或者LIDE技术的商业名称,以新技术的名义推向市场中,居然赢得了相当大的成功。不过从性能上来说,接触式感光器件本身就存在着严重的先天不足,首先由于它不能使用镜头,只能贴近稿件来进行扫描,其实际清晰度远远达不到标称中的指标,同时,硫化镉光敏电阻本身的漏电很大,各个感光单元之间干扰严重,进一步降低了扫描仪的清晰度。而且由于无法同时制造三条平行的感光单元,因此无法同时去实现三色扫描。而且,接触式感光器件是不能使用常用的冷阴极灯管,因此不得不使用LED发光二极管阵列来作为光源,这种光源无论在光色还是在光线均匀度上都是比较差的。还有,由于LED阵列是由数百个发光二极管组成的,一旦其中有一个损坏了就意味着整个阵列都报废了,因此这种产品的寿命相对比较短。当然它也有一个很重要的优点,那就是重量特别轻,体积很小,对于需要整天带在身边进行移动办公还是一个很不错的选择喔。
  
  
  为了让大家更好地进行比较,大家可以看看下面的一个例表。
  
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