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贵金属检测用ccd还是光电倍增管

发布时间:2022-05-15 16:15:04

1. 光学防抖CCD,CCD是什么意思

对于CCD防抖技术有人也称之为电子防抖,其代表性厂商是柯尼卡美能达公司。进入数字时代后,针对那些使用了大变焦比镜头的数字相机,柯尼卡美能达公司从2001年开始研发独门的CCD防抖技术(CCD Shift Anti-Shake,它没有把放抖装置在镜头中,而是设计在CCD上。

其CCD防抖的原理就是将CCD安置在一个可以上下左右移动的支架上,先检测出是否有抖动,由于使用陀螺传感器,抖动的检测与其他公司基本相同。然后传感器检测出抖动的方向、速度、移动量……检测的信号经过处理,计算出可以足以抵消抖动的CCD移动量。但是,相比来说水平移动的精度最重要。这样在操作中只要稍稍倾斜镜头,焦点就会马上清晰起来,CCD在移动的过程中,有时感觉水平线有些晃动。这是驱动调节器造成的,这个驱动装置的调节器是由X、Y轴两个调节器组成。驱动调节器在振动的时候,一面紧密的压住活动部件,一面来回滑动。通电后这个部位就可以有0.1微米的伸缩量,每秒钟大约有6万5千次振动周期,这样的按压就会产生摩擦,制动性能就好,想停就停。与光学防抖相比,这种结构避免了光学防抖补偿方式带来的球差问题,也同时解决了困扰单反交换镜头的诸多体积和由此带来的成像质量下降的各种问题。CCD防抖技术的应用也就意味着使用任何一款镜头也都能在不增加成本的同时享受着防抖的功能。缺点就是由于对应高精度的机构要求,那么在确保这种要求的制造技术是有一定难度的。相应的,机身的成本也就增加了。

CCD英文全称:Charge Coupled Device。这两种感光器件与我们日常使用的半导体集成电路相似,在一片硅晶片集成了几千到几万个光电三极管,这些光电三极管分为三列,分别用红绿蓝色的滤色镜罩住,从而实现彩色扫描。光电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,但由于数千个光电三极管的距离很近(微米级),并且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,在各光电三极管之间存在着明显的漏电现像,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,现在可以采用硅氧化物隔离技术,也就是说,在器件加工过程中,将各个光电三极管之间的半导体单晶硅用SiO2(二氧化硅)替代,由于SiO2是非常好的绝缘材料,几乎杜绝了光电三极管之间的漏电现像,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。
不过,这种技术产品的生产成本要比半导体隔离技术产品的生产成本高出几倍,因此,目前只能用在5000元以上的专业级扫描仪之中。而目前市场上的几乎所有家用和办公用扫描仪,都是采用半导体隔离的CCD,性能不可能不受到影响。

2. 火花直读光谱仪

火花直读光谱仪是范围最广的一个称呼。
由于火花直读光谱仪有两种检测器:光电倍增管和CCD,所以使用光电倍增管的直读光谱仪简称为光电直读光谱仪,使用CCD的直读光谱仪简称为全谱直读光谱仪。
光电直读光谱仪一般常用的有ARL,GNR,OBLF
全谱直读光谱常用的有GNR,斯派克等

3. 我们公司要化验不锈钢,想买一台直读光谱仪,应该如何选择

不锈钢中的高Cr和高Ni是精密铸造企业的关键,连续测10个点,不删掉任何测试点的情况下,Ni的最大值减最小值的差要在0.15之内,目前只有斯派克和GNR直读光谱仪可以做到,其他光电倍增管的设备性能可以价格就贵多了

4. 扫描枪的光电器件

目前市场上扫描枪所使用的感光器件主要有四种:光电倍增管,硅氧化物隔离CCD,半导体隔离CCD,接触式感光器件(CIS或LIDE)。
主流是两种CCD,其原理简单说是:在一片硅单晶上集成了几千到几万个光电三极管,这些光电三极管分为三列,分别用红绿蓝色的滤色镜罩住,从而实现彩色扫描。两种CCD相比较,硅氧化物隔离CCD又比半导体隔离CCD好,熟悉物理的朋友自然知道理由。简单的说是半导体的CCD三极管间漏电现象会影响扫描精度,用硅氧化物隔离会大大减小漏电现象(这个是绝缘体的),当然最好再加上温度控制,因为不管是半导体还是导体一般都是温敏的,升温导电性一般会提高(成本会提高不少,价格嘛,不说大家也知道会怎么样了)。现在主流市场上的多数是半导体隔离CCD 用,硅氧化物隔离CCD 的比较少,显然是因为成本较高。如果要了解一款扫描枪的效果,很重要的就是了解扫描枪是用什么品质的光电元件,就算同是半导体隔离质量也有差别。
接触式感光器件,它使用的感光材料一般是我们用来制造光敏电阻的硫化镉,生产成本应该是较CCD低得多(市场上同等精度的CIS扫描枪总是比 CCD的扫描枪便宜不少正是这个原因)。扫描距离短,扫描清晰度低甚至有的时候达不到标称值,温度变化比较容易影响扫描精度,这些正是这种扫描枪的致命问题。对物理熟悉的朋友应该知道硫化镉的电阻间漏电现象比半导体隔还大,这还要降低精度。
光电倍增管,感光材料主要是金属铯的氧化物。他的扫描精度,甚至受温度影响的程度和噪音等都是最好的,可价格也是最贵的。一般用户如我这样都是梦寐以求而已,价格太贵我们这里就略过其具体的技术特点了。
一台扫描枪的光电器件是决定其性能的重要因素,其它的如控制电路,软件等也很重要。直接了解这些资料可能有些困难。我们往往只能了解有限的内容(商业秘密嘛),我们在判断一款扫描枪的性能到底如何的时候,只有靠实际操作和评测软件等方法来了解。

5. 光电检测器中 PMT、PDA、CCD有什么区别

量子效率(QE)不同,CCD大大优于PDA和CID,且在400~700nm波段优于PMT。

6. 哪家光谱仪比较好

网络上面托还是真不少。。。。。。。。
如果只是做质量控制,那么建议用直读光谱,如果是第三方检测,建议选ICP或者原子吸收。
直读光谱仪主要分为两种检测器:光电倍增管、CCD,光电倍增管精度较高,但需要根据检测的元素进行配置(一个元素至少一个检测器),CCD是固态检测器,检测元素较多,成本低,但精度也要略低。看你主要考虑的是CCD检测器的机器,光电倍增管的我就不多说了
CCD机器主要有如下几家:
德国斯派克Maxx,用户最多,但是价格应该也是最高的,
德国布鲁克Q4,性能还可以,价格居中
英国牛津Fm Pro,是从Fm升级上来的,应该用户也不少,但我这里没见过,无法评价
意大利GNR,原来是北京纳克代理的,后来又换了一家,质量也还过得去,但是售后不好,主要原因是更换了代理商两家推来推去。
建议在斯派克和布鲁克中选择,都是德国原装机器,质量都不错

7. CCD扫描仪和CIS扫描仪那个好

当然是CCD的扫描仪好啦。

目前市场上的普及型扫描仪按光电转换元件的不同,可分为CCD(Charge Coupled Device,光电偶合感应器)扫描仪和CIS(Contact Image Sensor,接触式图像扫描)扫描仪。

前者通过镜头聚焦到CCD上,将光信号转换成电信号成像,后者紧贴扫描稿件表面进行接触式的扫描。

比较两种扫描方式,可以看到作为接触式扫描器件CIS景深较小,对实物及凹凸不平的原稿扫描效果较差。CCD扫描仪通过镜头聚焦到CCD上直接感光,因此它的景深较CIS扫描仪要大的多,可以十分方便的进行实物扫描。虽然以前很多人认为CIS扫描仪可以做得非常小巧,CCD扫描仪一般显得比较厚重,但是现在一些厂商推出的超薄型 CCD扫描仪改变了这一状况,使得原先CIS扫描仪仅有的优势又减弱了许多。

CCD扫描仪占据了绝对优势的市场地位,而CIS扫描仪技术突破难度较大,除了在移动应用市场上还有少许空间外,已无其他立足之地,并且会面临来自CCD扫描仪更大的压力。

完成光电转换的部件是感光器件,它是扫描仪的核心,其光电转换特性,如光谱响应、光的稳定性、灵敏度、噪声等,对图像信息的传送是很重要的。

目前扫描仪所使用的感光器件主要有电荷耦合器件(CCD)、接触式图像传感器(CIS)、光电倍增管(PMT)。

电荷耦合器件CCD

1969年美国贝尔实验室发明CCD(Charge Coupled Device,电荷藕合器件),与电脑晶片CMOS技术相似,也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD最突出的特点是以电荷作为信号,其基本功能是电荷存储和电荷转移。因此,CCD的工作过程主要是电荷的产生、存储、传输和检测。CCD的体积小、造价低,所以广泛应用于扫描仪。
电荷耦合器件CCD有两种,即半导体隔离CCD和硅氧化物隔离CCD,它们是通过在一片硅单晶上集成了数千到上万个三极管构成的,这些三极管分为三列.分别用红绿蓝三色滤色镜罩住。三极管受到光照后会产生电流,把这些电流排序处理再经放大输出,就实现了光信号和电信号的相互转换。两种类型的CCD比较,硅氧化物隔离CCD比半导体隔离CCD好.因为半导体隔离CCD在三极管间用PN结的电阻来绝缘,临近三极管间会因为隔离电阻较小出现漏电现象,使感光单元所产生的信号相互干扰,导致光电转换时精确度降低。用硅氧化物隔离会大大减小漏电现象,因为硅氧化物(主要是二氧化硅)是绝缘体,能更准确地实现光电转换而减少损失。

扫描仪中感光器件CCD是一种比较成熟的技术,其成本较低,成像质量却越来越高,有些甚至可以与滚筒扫描仪中使用的光电倍增管相媲美,具有极高的性价比。这种扫描技术由于在物体表面成像,具有一定的景深,在扫描凹凸不平的物体时,能够实现一定程度的三维效果。并且采用硅单晶技术的CCD对周围环境温度的要求较低,适应的范围较广。

接触式图像传感器CIS

1998年一种基于CMOS技术的接触式图像传感器CIS (Contact Image Sensor)也诞生了。CIS扫描仪将光源、聚焦镜片及感应器一同固定于一个外罩内,不须调节、预热,所以比CCD扫描仪起动快。CIS扫描仪体积比CCD扫描仪更小,而制造成本也更低。

实际上,接触式图像传感器CIS技术与CCD技术几乎是同时诞生的。早期它的光学分辨率最高只能达到200dpi,曾广泛用在低档手持式黑白扫描仪上。但是与CCD比较,它的噪声大,动态范围小,扫描精度低,因此很快就从扫描仪市场上销声匿迹了,之后只能在传真机上看到它的影子。1998年后,国际扫描仪市场的竞争非常激烈,持续不断的降价使得不少生产厂商严重亏损,于是有些厂家开始另辟捷径,重新搬出了CIS接触式感光器件,并经过改进,使其分辨率达到了600dpi,然后以新技术的名义推向市场,再加上其生产成本只有CCD的三分之一,所以采用CIS 的平台式扫描仪开始涌现出来。

CIS感光器件一般使用制造光敏电阻的硫化镉作感光材料。硫化镉光敏电阻本身漏电大,各感光单元之间干扰大,严重影响清晰度,这是该类产品扫描精度不高的主要原因。它不能使用冷阴极灯管而只能使用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比较差,导致扫描仪的色彩还原能力较低。LED阵列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报废,因此这种类型产品的寿命比较短。CIS无法使用镜头成像,只能依靠贴近目标来识别,没有景深,不能扫描实物,只适用于扫描文稿。CIS对周围环境温度的变化比较敏感,因此对工作环境的温度有一定的要求,环境温度的变化对扫描结果有明显的影响。

虽然有以上种种不足,但是早期CIS型扫描仪也有一个CCD型扫描仪无法比拟的优点,那就是重量很轻,体积特别小,可以使产品做得很薄。市场上早期流行的超薄型扫描仪大多都是采用CIS感光器件。但是随着技术的发展,超薄型CCD扫描仪已经开始走向市场,使CIS扫描仪正在逐渐失去仅有的优势。

光电倍增管PMT(Photo Multiplier Tube)

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,而且它的输出信号在相当大范围内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。有了良好的线性输出,那么良好的色彩还原能力就有了保证,这在专业领域是非常重要的一项能力。
光电倍增管实际是一种电子管,由光电阴极和一系列的二次电子发射体做成的倍增电极以及阳极组成的。其感光材料主要是由金属铯的氧化物及其他一些活泼金属(一般是镧系金属)的氧化物共同构成。这些感光材料在光线的照射下能够发射电子,经栅极加速后冲击阳电极,最后形成电流,再经过扫描仪的控制芯片进行转换,就生成了物体的图像。
由于它具有固定的高电流增益和低噪声的特性,因此是最灵敏的一种光检测器。在所有的扫描技术中,光电倍增管是性能最为优秀的一种,其灵敏度、噪声系数、动态密度范围等关键性指标远远超过了CCD及CIS等感光器件。同样,这种感光材料几乎不受温度的影响.可以在任何环境中工作。但是这种扫描仪的成本极高,一般只用在专业的滚筒式扫描仪上

8. 全谱直读光谱仪CCD好还是CMOS好

全谱直读光谱仪CCD和CMOS进行对比的话,CMOS更好。不仅是因为CMOS是最新一代的全谱直读光谱仪,还因为其各种优势。下面就为大家简单介绍一下这两种光谱仪,以便于大家根据个人实际需求进行判断它们的好坏。

1、全谱直读光谱仪CCD

是高性能、流线型全新设计的台式全谱直读光谱仪。仪器采用国际标准设计、制造工艺技术和数字化技术;采用独特的真空光室设计、全数字激发光源;CCD检测器,采用高速数据交换系统,广泛应用于冶金、铸造、机械、金属、汽车、造船、电力、航空等领域,能满足广大用户各种分析要求。

采用高性能光学系统设计及采用高精度的光学元件,可精确测定非金属元素C、P、S、N以及各种合金元素含量,测定结果准确,重现性及长期稳定性较好。

2、全谱直读光谱仪CMOS

CMOS跟CCD一样都是全谱接收的,另外由于CMOS的光路结构,使其可以接收从深紫外区域到1000 nm的波长谱线,比CCD光谱仪的谱线范围还要广,覆盖的元素种类还要多。

COMS光谱仪扩展灵活,另外它还克服了CCD光谱仪无法满足高精度的金属元素分析的缺陷,集合了CCD的优点,是将来光谱仪的趋势。

CMOS和CCD虽然都处于光电转换检测器范畴,可以将光信号转换为电信号,但是CMOS的灵敏度要比CCD的高,所以CMOS光谱仪的检测精度要比CCD的高许多。同时CMOS又是面状检测器,具备全谱特性。

综上,CMOS具备了CCD的所有优点,并在此基础上拥有更多优势,所以CMOS更好。在选择光谱仪的时候,大家也可以根据自身情况进行选购。

9. 请问谁知道“扫描成像的原理和种类”

一般来讲,扫描仪扫描图像的方式大至有三种,即:以光电耦合器(CCD)为光电转换元件的扫描、以接触式图像传感器CIS(或LIDE) 为光电转换元件的的扫描和以光电倍增管 (PMT)为光电转换元件的扫描。

1.以光电耦合器(CCD)为光电转换元件的扫描仪工作原理

多数平板式扫描仪使用光电耦合器(CCD)为光电转换元件,它在图像扫描设备中最具代表性。其形状像小型化的复印机,在上盖板的下面是放置原稿的稿台玻璃。扫描时,将扫描原稿朝下放置到稿台玻璃上,然后将上盖盖好,接收到计算机的扫描指令后,即对图像原稿进行扫描,实施对图像信息的输入。

与数字相机类似,在图像扫描仪中,也使用CCD作图像传感器。但不同的是,数字相机使用的是二维平面传感器,成像时将光图像转换成电信号,而图像扫描仪的CCD是一种线性CCD,即一维图像传感器。

扫描仪对图像画面进行扫描时,线性CCD将扫描图像分割成线状,每条线的宽度大约为10 μm。光源将光线照射到待扫描的图像原稿上,产生反射光(反射稿所产生的)或透射光(透射稿所产生的),然后经反光镜组反射到线性CCD中。CCD图像传感器根据反射光线强弱的不同转换成不同大小的电流,经A/D转换处理,将电信号转换成数字信号,即产生一行图像数据。同时,机械传动机构在控制电路的控制下,步进电机旋转带动驱动皮带,从而驱动光学系统和CCD扫描装置在传动导轨上与待扫原稿做相对平行移动,将待扫图像原稿一条线一条线的扫入,最终完成全部原稿图像的扫描。如图6所示。

图6

通常,用线性CCD对原稿进行的“一条线”扫描被称为“主扫描”,而将线性CCD平行移动的扫描输入称为“副扫描”。

(1)线性CCD的结构

图7所示为线性CCD。CCD图像传感器是平板式扫描仪的核心,其主要作用就是将照射到其上的光图像转换成电信号。将CCD图像传感器放大,可以发现在10μm的间隔上并行排列着数千个CCD图像单元,这些图像单元规则地排成一线,当光线照射到图像传感器的感光面上时,每个CCD图像单元都接受照射其上的光线,并根据感应到的光线强弱,产生相应的电荷。然后,若干电荷以并行的顺序进行传输。

图7

(2)光学成像系统

一般扫描仪使用的光学成像系统有两种:缩小扫描型光学成像系统和等倍扫描型光学成像系统。

缩小型光学系统成像采用2-5cm长度的线性CCD作为光学系统中的图像传感器,由于CCD的尺寸远不及扫描原稿的宽度,因此,这种成像系统中,在CCD的前面有一个镜头,像数字相机一样,用于在扫描时将原稿图像通过镜头缩小后投射到线性CCD上。

等倍扫描型光学成像系统则采用与扫描原稿宽度相等的线性CCD作为图像传感器。这种光学成像系统中采用了一种特殊的镜头——特殊镜头组系列,它由上下排列整齐的两排棒状镜头组成。这种棒状镜头的直径为1mm,长约6mm,每一列都有100个以上这样的镜头阵列构成,这种成像系统在手持式扫描仪中较为常见。

(3) 色分离技术

目前,彩色扫描仪已成为市场的主流,它能够很真实地还原原稿图像的品质。通过彩色扫描仪扫描得到的数字图像,可以看到不论是形状还是色彩,扫描得到的图像都很好地保持了原稿的品质。

真实色彩的还原主要应归功于扫描仪独特的色分离技术。由于CCD只是将所感应的光的强弱转换成相应大小的电流,它不可能对所扫描图像的颜色进行识别。因此,扫描仪需要将这些颜色进行分离。我们都知道,红、绿、蓝是光的三基色,即用这3种颜色叠加可以组合出其他任意颜色。就是根据这个特点,扫描仪在扫描图像时,先生成分别对应于红(R)、绿(G)、蓝(B)的三基色的3幅图像,也就是说每幅图像中只包含相应的单色信息,红基色图像中只包含红色的信息、绿基色图像中只包含绿色信息,蓝基色图像中自然只包含蓝色信息。最后,将这3幅图像合成即得到了彩色的图像。其原理如图8所示。

图8

目前,应用于扫描仪的色分离技术常见的有4种:滤光片色分离技术、光源交替色分离技术、三CCD色分离技术和单CCD色分离扫描技术。

1)滤光片色分离技术

其基本原理是:在线性CCD图像传感器的前面加装一滤光片,滤光片从上向下分为3等份,第1部分为红色滤光片,第2部分为绿色滤光片,第3部分为蓝色滤光片,扫描时通过滤光片的移动使得CCD传感器分别记录相应基色下的图像信息,从而得到三基色的3幅图像信息。

2)光源交替色分离技术

与滤光片色分离技术的原理类似,这种技术是在镜头与扫描原稿之间加设3根发光灯管,其颜色分别为红(R)、绿(G)和蓝(B),扫描图像时,3根不同颜色的灯管交替发光,从而使CCD得到3幅三基色图像信息。

3)三CCD色分离技术

与前两种色分离技术不同,三CCD色分离技术中使用了3个CCD完成扫描成像:光线通过镜头,经过一个特殊设计的分光棱镜将相应颜色的光线反射到相应的CCD图像传感器中,每一个CCD产生一种颜色的图像数据,经过一次扫描即可得到彩色的图像。因此,可以看出这种分色技术成像速度最快,但其造价最高。

4)单CCD色分离技术

单CCD色分离技术仍然是采用单个线性CCD,不过,在CCD的感光面上加入了滤色镜,在感光的同时直接进行分色。

(4)VAROS技术

普通的CCD扫描仪在扫描时,须在被扫描物体表面形成一条细长的白色光带,光线通过一系列镜面和一组透镜,最后由CCD元件接收光学信号。但是,在这种条件下,光学分辨率被CCD像素数量所限制。在VAROS技术中,CCD元件与透镜之间放置一片平板玻璃,首先,扫描仪进行正常的扫描工作。这一步得到的图像与其他扫描仪基本相同。然后,平板玻璃倾斜,使扫描图像移动1/2个像素,扫描过程重复一次。这样可以使扫描仪读取被移动后的像素的数据。最后,运用软件合成第一次与第二次的扫描数据,得到两倍数量的图像信息。换言之,运用VAROS技术,我们可以将普通600dpi的扫描仪变成1200dpi高分辨率的扫描仪。

2.接触式图像传感器CIS(或LIDE)

接触式图像传感器CIS(或LIDE)是近些年才出现的名词,其实这种技术与CCD技术几乎是同时诞生的。绝大多数手持式扫描仪采用CIS技术。CIS感光器件一般使用制造光敏电阻的硫化镉作感光材料,硫化镉光敏电阻本身漏电大,各感光单元之间干扰大,严重影响清晰度,这是该类产品扫描精度不高的主要原因。它不能使用冷阴极灯管而只能使用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比较差,导致扫描仪的色彩还原能力较低。LED阵列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报废,因此这种类型产品的寿命比较短。无法使用镜头成像,只能依靠贴近目标来识别,没有景深,不能扫描实物,只适用于扫描文稿。CIS对周围环境温度的变化比较敏感,环境温度的变化对扫描结果有明显的影响,因此对工作环境的温度有一定的要求。

LIDE(LED In Direct Exposure)二极管直接曝光技术是佳能公司独创的技术,是一种基于CIS技术的革新技术,它使用三色二极管作为光源。与使用冷阴极灯源的扫描仪相比,二极管具有体积小巧且持久长效等特点,不过它所产生的光线比较弱,很难保证扫描影像所需的亮度。针对这一原因,LIDE技术对二极管装置及引导光线的光导材料进行了改造,使二极管光源可以产生均匀并且亮度足够的光线用于扫描。

LIDE型扫描仪由3部分组成,即光导、柱状透镜和线性光学传感器。光导的主要作用是增强红、绿、兰三个色彩通道的光照强度,柱状透镜则可以确保反射光更好地向传感器聚焦(这是提高扫描精度的关键措施),线性传感器则最大程度地避免了边缘变形问题。由于省略了一系列反射镜,LIDE型扫描仪就能避免因此带来的各种像差和色差,可以较好地重现原稿的细节和色彩。

LIDE通过接触式图像传感器CIS从近距离接触以1:1的比例对原稿进行扫描,不需要复杂的光学系统,这就使扫描仪的尺寸可以做的较小,同时也使扫描仪变得非常轻巧。此外,由于二极管光源及扫描头移动所需要的功耗极小,这类产品能够通过PC机的USB端口提供所需的电力。

3.CCD与CIS的区别

通常人们提起扫描仪,会比较注重它的扫描分辨率,而对它所采用的感光元件未必会在意。究竟是选择CCD型扫描仪,还是选择CIS型扫描仪,不少用户都会感到迷惑,哪种扫描仪更适合呢?

简单说这两种扫描仪的区别就在于感光器件上,CCD型扫描仪使用的是电子耦合器件,而CIS型扫描仪使用的是接触式影像感光器件。这两种感光器件的工作原理大相径庭: CCD元件本身是整个扫描仪成像的核心,但光源发出的光必须经过镜片的反射和透镜的聚焦,这些光学器件的加入使整个扫描仪成本提高;而 CIS扫描仪是利用微小光源发出的光经扫描原稿反射后由感光器件直接接收而成像,CIS感光元件本身足以完成成像任务,不需要镜片和透镜的参与,因此产品的组装非常容易,成本较低。由于CIS扫描仪依靠直接接收反射光成像,技术含量相对较低,在扫描景深等方面表现较差。除了感光部分的差别外,两种扫描仪其它部分的工作原理基本一致,都是将光信号转变成数字信息。

对比两种扫描仪产品,CCD型扫描仪占有明显的优势,但CIS型扫描仪也并非一无是处。

CCD型扫描仪的缺点是:需要一整套光学系统,包括照明冷光源和多个反光镜和光学镜头,通过复杂的光路在CCD传感器件表面成像。它的组成部件较为复杂,成本相对较高,扫描后对图像数据的处理也相对复杂。一般使用冷阴极管做光源,需要预热1分钟左右才能稳定发光。CCD扫描仪需要通过一系列透镜、反射镜成像,所以会产生色彩偏差和光学像差,一般需要通过扫描软件进行色彩校正。

CIS型扫描仪的优点是:具有模块化设计,扫描光源、传感器、放大器集成为一体,结构、原理和光路都极为简单。由传感器直接从稿件表面获取图像,理论上不会产生色偏和像差,能获得最接近原稿的图像效果。能够降低设计制造成本,而且产品的体积可以设计得更薄、更小,CIS型扫描仪没有明显的等待时间。

CIS型扫描仪的缺点是:不能使用镜头,只能压近原稿扫描,扫描精度较低。另外,它的光源只能用LED发光二极管,这种光源无论在光色以及均匀度上都比较差,色域较CCD窄,获得的色彩不如CCD的丰富,而且光源的寿命比较短。

此外,传统的CCD扫描仪因为采用光学镜头成像于CCD表面,所以它具有一定的景深,对隆起的书脊,甚至实物都可以得到清晰的扫描效果。CIS扫描头利用传感器从扫描物体表面得到图像,景深较短,扫描的层次有些不足,对扫描摆放不平的文稿和图片显得有些力不从心,待扫描物体必须平整地放在扫描仪上。CCD的景深至少是CIS的10倍,这意味着CCD扫描仪在一定范围内对3D物体的扫描是清楚而生动的,而CIS扫描仪扫描略微凹凸不平的物体时,输出的图像常会出现模糊和散焦的情况。

高质量的CCD感光元件能保证在质量不变的情况下使用10000小时,而目前的CIS扫描仪的发光元件在使用500小时后,其亮度平均降低30%,也就是说CIS扫描仪的发光元件寿命较短。虽然CIS发光元件寿命较短,但CIS扫描头价格便宜,更换很方便。

4. 光电倍增管(Photo Multiplier Tube) 工作原理

与采用线性CCD为图像传感器的平板式扫描仪不同,光电倍增管(PMT)为滚筒式扫描仪采用的光电转换元件。

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,而且它的输出信号在相当大范围内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。

光电倍增管实际是一种电子管,其感光材料主要是由金属铯的氧化物及其他一些活性金属(一般是镧系金属)的氧化物共同构成。这些感光材料在光线的照射下能够发射电子,经栅极加速后冲击阳电极,最后形成电流,再经过扫描仪的控制芯片进行转换,就生成了物体的图像。在所有的扫描技术中,光电倍增管是性能最为优秀的一种,其灵敏度、噪声系数、动态密度范围等关键性指标远远超过了CCD及CIS等感光器件。同样,这种感光材料几乎不受温度的影响,可以在任何环境中工作。但是这种扫描仪的成本极高,一般只用在最专业的滚筒式扫描仪上。

采用光电倍增管的滚筒式扫描仪较采用CCD的平板式扫描仪复杂许多,图9、图10所示为其结构图,它的主要组成部件有旋转电机、透明滚筒、机械传动机构、控制电路和成像装置等。

图9

图10

滚筒式扫描仪扫描图像时,将要扫描的原稿贴附在透明滚筒上,滚筒在步进电机的驱动下,高速旋转形成高速旋转柱面,同时,高强度的点光源光线从透明滚筒内部照射出来,投射到原稿上逐点对原稿进行扫描,并将透射和反射光线经由透镜、反射镜、半透明反射镜、红绿蓝滤色片所构成的光路将光线引导到光电倍增管进行放大,然后进行模/数转换进而获得每个扫描像素点的红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色的分色颜色值。这时,光信息被转换为数字信息传送,并存储在计算机上,完成扫描任务。它的扫描特点是一个像素一个像素地输入光信号,信号采集精度很高,且扫描图像的信息还原性很好。

10. 金属光谱分析仪中岛津PDA-700与斯派克MAXx哪一个性能更加优越

不是一个档次的产品。PDA-7000是光电倍增管检测。斯派克MAXX是CCD检测器。CCD检测器的分析偏差很大。
如果是这两个比的话肯定是PDA-7000。

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