接觸式圖像傳感器在圖像采集中的應用

圖像傳感器是利用光電轉(zhuǎn)換原理將圖像的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種裝置。傳統(tǒng)的CCD技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，然而由于工藝復雜導致成本居高不下，大大限制了其推廣與應用。于是，接觸式圖像傳感器(CIS，Contact Image Sensor的縮寫)于八十年代末應運而生，它是由CMOS工藝制作的傳感器IC組成陣列，陣列的長度與原稿相同，光路由CIS本體決定，具有體積小、光路短等特點，組成的系統(tǒng)體積也小，而且安裝簡單，不需要調(diào)整光路，解決了圖像光學信號均勻性和部件體積問題，便于實現(xiàn)產(chǎn)品的小型化，其光學系統(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)過光導均勻地照射到原稿表面，載有圖像信息的光信號再經(jīng)過透鏡陣列聚焦到傳感器的表面。對于A4幅面200DPI的CIS來說，全長共有1728個光口（傳感器單元），光口與光口的間距為0.125mm，每個讀取周期內(nèi)每個光口的光照時間（電荷積蓄時間）是一致的，達到積蓄時間后，由移位寄存器控制模擬開關(guān)依次打開，將與像素信息一一對應的模擬信號依次輸出。由于信號較弱，所以在提交到信號處理電路前，要對其進行放大處理和零點校正，根據(jù)需要，還可以將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號作進一步的處理。圖3是典型信號處理電路，其中RV1、RV2可以對明輸出、暗輸出進行調(diào)整。




目前95%以上的傳真機都已經(jīng)采用CIS作為圖像讀取部件，而且CIS還可以應用到掃描儀、驗鈔機等產(chǎn)品上，分辨率已經(jīng)達到了1200DPI。

　　以傳真機為例，傳真機與CIS的接口形式如表所示，傳真機給CIS提供工作電源VDD和VSS、時鐘CLK、選通信號SI、光源電壓VLED和GLED，CIS向傳真機輸出載有圖像信息的模擬信號SIG。

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