扫描仪光电器件的应用与发展

目前市场上扫描仪所使用的感光器件主要有4种，即光电倍增管、硅氧化物隔离CCD、半导体隔离CCD和接触式感光器件（CIS或LIDE）。

1.光电倍增管

这种扫描器件实际上是一种电子管，感光材料主要是金属铯的氧化物，并掺杂其他一些活性金属（主要是镧系金属）的氧化物进行改进，以提高其灵敏度和修正光谱曲线。用这种材料制成光电阴极，在光线的照射下，能够发射电子，称为光电子，经栅极加速放大后冲击阳极，形成电流。

在各种感光器件中，光电倍增管是性能最好的一种，无论在灵敏度，噪声系数还是动态范围上都遥遥领先于其他感光器件。更难能可贵的是它的输出信号在相当大范围上保持着高度的线性输出，使输出信号几乎不用做任何修正就可以获得准确的色彩还原。

同时，光电倍增管的温度系数极低，可以忽略不计，因此它几乎不受周围环境温度的影响。光电倍增管在各种感光器件中是生产成本最高的，而巨由于一次只能扫描一个像素，因此扫描速度很慢，扫描一张图需要几十分钟。因此，它现在只用在最专业的鼓式扫描仪上。

2.硅氧化物隔离CCD和半导体隔离CCD(www.xing528.com)

这两种感光器件与我们日常使用的半导体集成电路相似，在一片硅单晶上集成了几千到几万个光敏三极管。这些光敏三极管分为三列，分别用红、绿、蓝色的滤色镜罩住，从而实现彩色扫描。光敏三极管在受到光线照射时可以产生电流，经放大后输出。

该类感光器件近年性能提高很大，其高端产品的性能已经接近低档的光电倍增管产品。但由于数千个光敏三极管的距离很近（微米级），并巨各三极管之间的绝缘是依靠半导体PN结来的绝缘，隔离电阻较小，因此，在各光敏三极管之间存在着明显的漏电现象，使各感光单元的信号产生相互干扰，降低了扫描仪的实际清晰度。

为了改善这一情况，可以采用硅氧化物隔离技术，在器件加工过程中，将各个光敏三极管之间的半导体单晶硅用SiO₂替代，由于SiO₂是非常好的绝缘材料，几乎杜绝了各光敏三极管之间的漏电现象，因而在两台扫描仪性能指标相同的情况下，使用硅氧化物隔离CCD的扫描仪的实际清晰度将有一个质的飞跃。

3.接触式感光器件（CIS或LIDE）

CIS技术或LIDE技术与CCD技术几乎是同时出现的，它使用的感光材料是用来制造光敏电阻的硫化镉，很容易制成一条长的阵列，而巨生产成本只有半导体隔离CCD的1/3，当时主要是用在低档黑白手持式扫描仪和传真机上，由于尺寸太大，无法使用镜头成像，只能依靠贴近目标来识别目标，因此光学分辨率最高只能达到200DPI。就性能而言，接触式感光器件存在着严重的先天不足，首先由于不能使用镜头，只能贴近稿件扫描，其实际清晰度远远达不到标称指标，同时，硫化镉光敏电阻本身漏电很大，各感光单元之间干扰严重，进一步降低了清晰度。而巨由于无法实现同时制造三条平行的感光单元同时实现三色扫描，接触式感光器件不能使用常用的冷阴极灯管，所以不得不使用LED发光二极管阵列作为光源，这种光源无论在光色还是在光线的均匀度上都是比较差的。而巨由于LED阵列是由数百个发光二极管组成，一旦有一个损坏就意味着整个阵列的报废，因此这种产品的寿命比较短。