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接觸影像感測器(CIS)技術

影像感測器概述:CCD 掃描器對比 CIS 掃描器

CIS 技術通常用於精確成像。當使用傳統的電荷耦合器件(CCD)線性影像感測器來掃描物體時,需要光學鏡頭,這可能導致像圖釘畸變等圖像失真,特別是在掃描較大文件時。該效應如下圖所示:

傳統 CCD 模型示意圖
CCD 掃描器的圖釘畸變效應
CCD 掃描器鏡頭的桶形失真效應

相較之下,使用接觸影像感測器(CIS)技術進行掃描,可實現無光學失真的成像。當掃描器需要以1:1的比例提供精確掃描時,通常會使用CIS掃描器。使用 SELFOC 鏡片陣列是CIS掃描如此精確的主要原因之一。

CIS 具有更高的清晰度、多年來更實惠的價格以及低功耗等優勢,使CIS掃描器成為常用的影像感測器。

下面的圖示展示了CIS如何進行接觸掃描以實現清晰的影像,而無光學失真:

CIS 技術示意圖
CIS 技術無光學失真

接觸影像感測器的結構和元件

接觸影像感測器模組由以下元件組成:

  1. 感測器陣列和印刷電路板

  2. 光源

  3. 鏡片陣列

  4. 蓋玻璃

  5. 連接器

  6. 外殼

以下是CIS模組的剖面示意圖,供您參考:

接觸影像感測器剖面圖

模組的每個元件的詳細說明如下:

1) 感測器陣列和印刷電路板(PCB)

影像感測器與其他被動元件對齊並安裝在印刷電路板(PCB)上。

感測器的特性定義了接觸影像感測器的關鍵特徵。

這些關鍵特徵包括:解析度、掃描寬度、掃描速度、靈敏度、MTF 等。

2) 光源 - 提供影像掃描的照明

接觸影像感測器使用兩種類型的照明,利用發光二極管(LED):

燈條:適用於具有較高掃描速度的接觸影像感測器。燈條由均勻放置在 PCB 上的一系列LED組成。

光導:適用於具有較低掃描速度的接觸影像感測器。光導具有亞克力棒,可將來自LED的均勻照明傳遞出來。

照明源的數量可能根據應用而異:

單照明:適用於低掃描速度和低成本。

雙照明:適用於高掃描速度和掃描皺縮物體。

適用於照明源的LED波長(顏色):

紫外線(UV)、紅色、綠色、藍色、近紅外線(NIR)和白色

  • 紫外線波長:365 nm 和 390 nm

  • 可見光顏色:紅色、綠色、藍色、白色

  • 近紅外線波長:880 nm 和 940 nm

3) 鏡片陣列 - 影像焦點的重要因素

這有時被稱為桿狀鏡片或SELFOC鏡片陣列(SLA)

有單排和雙排兩種類型可供選擇。

雙排用於更好的光線聚焦。除了使用玻璃材料以提高質量外,桿狀鏡片也可以使用塑料材料製造,以使模組更實惠。

4)蓋玻璃

CIS的焦點點在玻璃表面。

接觸影像感測器的蓋玻璃還充當保護作用。

5) 連接器

CIS模組的連接器允許CIS掃描器的輸入/輸出。

連接CIS模組到系統以接收掃描的影像需要使用相機連接線。

6)模組外殼

外殼將所有元件一起封裝。

通常,CIS模組的外殼是由塑料製成的。

但是,對於惡劣的環境,鋁質外殼也是一個選擇。

掃描方式

有兩種類型的掃描方法:

1) 單張紙類型:  

文檔頁通過 CIS 模塊通過滾輪進給 

單張紙滾筒CIS模組掃描方式

2)平板型:  

當 CIS 模塊在整張紙上移動時,文檔平放在玻璃床上。

CIS 模組透過平板式掃描方法

微像科技股份有限公司是一家專業的接觸式圖像傳感器和CIS相機模塊設計製造商,

擁有超過25年的工程卓越經驗。

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關於接觸影像感測器的常見問題:

CIS 模組使用什麼類型的感測器?

接觸影像感測器模組使用CMOS影像感測器。這也是為什麼接觸影像感測器也被稱為CMOS影像感測器。這些CMOS感測器並排放置,以實現線性、近距離掃描。這種感測器的選擇還允許使用SELFOC鏡片陣列,而無需使用可能導致光學鏡片失真的光學鏡片。

CIS 可以定制嗎?

是的,根據項目需求的多種可能性而定制。由於微像科技股份有限公司在為各種應用設計CIS方面具有行業領先的專業知識,因此CIS定制是一種可能。

CIS 定制可能包括圖像解析度、掃描寬度、照明系統、光源顏色(包括紅色、綠色、藍色、白色、近紅外線和紫外線)、視頻輸出數量、像素速率等。

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linear image sensor with CMOS sensor technology
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