接触式图像传感器在图像采集中的应用

图像传感器是利用光电转换原理将图像的光信号转换为电信号的一种装置。传统的CCD技术上已经比较成熟，然而由于工艺复杂导致成本居高不下，大大限制了其推广与应用。于是，接触式图像传感器(CIS，Contact Image Sensor的缩写)于八十年代末应运而生，它是由CMOS工艺制作的传感器IC组成阵列，阵列的长度与原稿相同，光路由CIS本体决定，具有体积小、光路短等特点，组成的系统体积也小，而且安装简单，不需要调整光路，解决了图像光学信号均匀性和部件体积问题，便于实现产品的小型化，其光学系统如图1所示。



CIS的工作原理如图2所示，用LED作为光源，发出的光经过光导均匀地照射到原稿表面，载有图像信息的光信号再经过透镜阵列聚焦到传感器的表面。对于A4幅面200DPI的CIS来说，全长共有1728个光口（传感器单元），光口与光口的间距为0.125mm，每个读取周期内每个光口的光照时间（电荷积蓄时间）是一致的，达到积蓄时间后，由移位寄存器控制模拟开关依次打开，将与像素信息一一对应的模拟信号依次输出。由于信号较弱，所以在提交到信号处理电路前，要对其进行放大处理和零点校正，根据需要，还可以将模拟信号转化为数字信号作进一步的处理。图3是典型信号处理电路，其中RV1、RV2可以对明输出、暗输出进行调整。




目前95%以上的传真机都已经采用CIS作为图像读取部件，而且CIS还可以应用到扫描仪、验钞机等产品上，分辨率已经达到了1200DPI。

　　以传真机为例，传真机与CIS的接口形式如表所示，传真机给CIS提供工作电源VDD和VSS、时钟CLK、选通信号SI、光源电压VLED和GLED，CIS向传真机输出载有图像信息的模拟信号SIG。

　　CIS产生于八十年代末期，现已大量应用于传真机等产品当中，相信随着技术的进步，CIS将拥有更为广阔的发展空间。