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換原理將圖像的光信號轉換為電信號的一種裝置。傳統的CCD技術上已經比較成熟，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，組成的系統體積也小，而且安裝簡單，不需要調整光路，解決了圖像光學信號均勻性和部件體積問題，便于實現產品的小型化，其光學系統如圖1所示。



CIS的工作原理如圖2所示，用LED作為光源，發出的光經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，根據需要，還可以將模擬信號轉化為數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、暗輸出進行調整。




目前95%以上的傳真機都已經采用CIS作為圖像讀取部件，而且CIS還可以應用到掃描儀、驗鈔機等產品上，分辨率已經達到了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產生于八十年代末期，現已大量應用于傳真機等產品當中，相信隨著技術的進步，CIS將擁有更為廣闊的發展空間。