线形CCD传感器和矩阵型CCD书刊扫描仪的比较分析

CCD技术是1969年由美国的贝尔研究室所开发出来的，*早的CCD设计都是线性排列的，成像质量很差。进入80年代，CCD影像传感器虽然有缺陷，由于不断的研究终于克服了困难，而于80年代后半期制造出高分辨率且高品质的CCD。到了90年代制造出百万像素之高分辨率CCD，此时CCD的发展更是突飞猛进，算一算CCD 发展至今也有二十多个年头了。进入2000年，CCD技术得到了迅猛发展，同时，CCD的单位面积也越来越小，美国柯达制造出了世界第一块矩阵型CCD,但是由于工艺复杂无法制造出大面积的矩阵式CCD。2008年首次在航空领域使用的真彩色矩阵型CCD技术制造的高清影像采集器。这也是CCD技术里程碑式的发展，终于制造出了真彩色巨幅真彩色矩阵式CCD。但当时巨幅真彩色矩阵式CCD制造工艺复杂，价格高昂，主要是应用在航空航天和工业领域。

　随着工业级高端CCD的民用化，使用工业级全幅真彩色矩阵式CCD来制作扫描仪。这种全新的设计大大提高了扫描仪的扫描速度(A2 400dpi 彩色0.3秒),这比使用传统线性ccd的书刊扫描仪和RGB单色矩阵扫描仪速度快了3倍。真彩色矩阵式书刊扫描仪是一次性点对点扫描成像这样使扫描图像整体还原更好，做到图像零失真。而且真彩色矩阵式扫描一次性点对点的扫描方式不用和线性或者RGB单色矩阵扫描仪一样需要走动逐行（多次）扫描，减少了传动机构，使书刊扫描仪的耐用性大大的增加了，并且减少了线性扫描设备的光线污染，降低数字化过程对珍贵资料的损坏。矩阵式CCD的使用寿命是3亿页以上，更加适合大量的古籍案卷扫描工作。

传统扫描仪使白色光线逐行扫描文档，利用线性CCD传感器来捕捉RGB三色，影像通过镜头，然后再呈现到线性CCD传感器上，光源和线形CCD同步移动，图像通过镜片反射到CCD中，*后完成数字成像。在书刊扫描仪中，通常采用线形CCD、镜头系统和旋转镜组扫描方式来模拟对象的移动，从而采集扫描结果。在扫描过程中，线性CCD传感器会按照红、绿、蓝线的顺序来捕捉原件中的信息。当CCD处理器把这些线条转换成正确的顺序后，逐行拼接*后完成整体图像。虽然目前线性扫描仪的生产工艺已经比较成熟， 但线性ccd的扫描设备在扫描过程中ccd和光源需要来回移动，这就对传动系统有很高的润滑要求，一但在移动中出现波动就会出现图像的失真和水波纹现象。尤其是在扫描年代久远的档案古籍工作中，环境粉尘较大，对ccd轨道润滑影响很大。逐行光线对珍贵介质表面和加工人员的眼睛也会造成一定的伤害。

下面的图表显示了矩阵型CCD传感器是如何生成的。