接觸式圖像傳感器在圖像采集上的應(yīng)用

圖像傳感器是利用光電轉(zhuǎn)換原理將圖像的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的一種裝置。傳統(tǒng)的CCD技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，然而由于工藝復(fù)雜導(dǎo)致成本居高不下，大大限制了其推廣與應(yīng)用。于是，接觸式圖像傳感器(CIS，Contact Image Sensor的縮寫)于八十年代末應(yīng)運(yùn)而生，它是由CMOS工藝制作的傳感器 IC組成陣列，陣列的長(zhǎng)度與原稿相同，光路由CIS本體決定，具有體積小、光路短等特點(diǎn)，組成的系統(tǒng)體積也小，而且安裝簡(jiǎn)單，不需要調(diào)整光路，解決了圖像光學(xué)信號(hào)均勻性和部件體積問(wèn)題，便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的小型化，其光學(xué)系統(tǒng)如圖1所示。

CIS的工作原理如圖2所示，用LED作為光源，發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光導(dǎo)均勻地照射到原稿表面，載有圖像信息的光信號(hào)再經(jīng)過(guò)透鏡陣列聚焦到傳感器的表面。對(duì)于A4幅面200DPI的CIS來(lái)說(shuō)，全長(zhǎng)共有1728個(gè)光口(傳感器單元)，光口與光口的間距為0.125mm，每個(gè)讀取周期內(nèi)每個(gè)光口的光照時(shí)間(電荷積蓄時(shí)間)是一致的，達(dá)到積蓄時(shí)間后，由移位寄存器控制模擬開(kāi)關(guān)依次打開(kāi)，將與像素信息一一對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)依次輸出。由于信號(hào)較弱，所以在提交到信號(hào)處理電路前，要對(duì)其進(jìn)行放大處理和零點(diǎn)校正，根據(jù)需要，還可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)作進(jìn)一步的處理。圖3是典型信號(hào)處理電路，其中RV1、RV2 可以對(duì)明輸出、暗輸出進(jìn)行調(diào)整。

目前95%以上的傳真機(jī)都已經(jīng)采用CIS作為圖像讀取部件，而且CIS還可以應(yīng)用到掃描儀、驗(yàn)鈔機(jī)等產(chǎn)品上，分辨率已經(jīng)達(dá)到了1200DPI。

以傳真機(jī)為例，傳真機(jī)與CIS的接口形式如表所示，傳真機(jī)給CIS提供工作電源VDD和VSS、時(shí)鐘CLK、選通信號(hào)SI、光源電壓VLED和GLED，CIS向傳真機(jī)輸出載有圖像信息的模擬信號(hào)SIG。

CIS產(chǎn)生于八十年代末期，現(xiàn)已大量應(yīng)用于傳真機(jī)等產(chǎn)品當(dāng)中，相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，CIS將擁有更為廣闊的發(fā)展空間。