Какой выбрать сканер CCD или CIS?

Здравствуйте, дорогие читатели блога о компьютерных периферийных устройствах . При покупке планшетного сканера люди часто задаются вопросом: «Какой выбрать сканер CCD или CIS?» . Данную статью я посвятил рассмотрению этого вопроса.

Что такое CIS и CCD?

Считывающий датчик является важнейшим элементом сканера. Под словом датчик, в этом случае, подразумевают не только матрицу светочувствительных элементов, но и источник света, а так же оптическую систему. Таким образом, когда говорят о CIS-сканерах или CCD-сканерах, то подразумевают, что они оборудованы считывающим датчиком CIS или ССD типа.

Давайте подробнее рассмотрим каждый тип:

CCD-сканеры

CCD ( Charge- Coupled Device) – технология сканирования изображения с использованием сенсоров ПЗС (прибор с зарядовой связью). Принцип работы таких сканеров изображен на данном рисунке.

Сканируемая поверхность освещается источником света (флуоресцентная лампа или линейка светодиодов). Отраженный от оригинала свет через оптическую систему, состоящую из зеркал и фокусирующей линзы, попадает на светочувствительную матрицу.

В матрице используются сенсоры типа CCD, что и дало название данной технологии сканирования. Светочувствительные элементы объединены в три линейки. Каждая линейка имеет свой светофильтр (красный, синий и зеленый), благодаря чему воспринимает свою цветовую составляющую света.

Сигнал от сенсоров попадает в аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где преобразуется в цифровой код. Полученный код обрабатывается и передается в компьютер.

Источник света, оптическая система и матрица располагаются на подвижной каретке. Каретка передвигается вдоль стеклянного планшета шаговым двигателем. Таким образом , продольное разрешение сканирования определяется минимальным шагом перемещения каретки.

Наличие оптической системы делает CCD-датчик довольно громоздким устройством. Его габариты существенно влияют на общие габариты сканера.

CIS-сканеры

CIS ( Contact Image Sensor) – в переводе на русский эта аббревиатура расшифровывается как «контактный датчик изображения». Такая технология сканирования основана на том, что светочувствительные сенсоры принимают световой поток, отраженный от поверхности оригинала, непосредственно, без промежуточной системы зеркал и линз.

Последовательность работы сканеров такого типа аналогична сканерам ССD: считывается информация об одной линии изображения, затем каретка сдвигается и сканируется следующая линия.

В CIS-сканерах линейка светочувствительных элементов имеет ширину рабочего поля сканирования. При этом располагается она максимально близко к сканируемой поверхности, отсюда и слово «контактный» в аббревиатуре.

Каждая сканируемая линия освещается последовательно тремя линейками светодиодов – красного, синего и зеленого свечения. Отраженный свет попадает через микролинзы на светочувствительные элементы. Информация о цветовых составляющих изображения  преобразуется в цифровой код с помощью АЦП, обрабатываетсяи передается в компьютер.

Технология сканирования Canon LIDE

LIDE ( LED InDirect Exposure) – переводится как «непрямое светодиодное экспонирование». Данная технология – разработка фирмы Canon. Сканеры Canon LIDE являются разновидностью СIS-сканеров. Давайте рассмотрим в чем их отличие.

Как было сказано выше, CIS-сканеры используют светодиодную подсветку. Недостатком светодиодов является малый световой поток, меньший, чем у ламп с холодным катодом. Это в свою очередь негативно сказывается на способности сканера различать детали изображения, особенно на темных участках.

Сканеры Canon LIDE используют сверхяркие мощные светодиоды. Для минимализации потерь, свет от светодиодов к сканируемой поверхности передается по особой формы световоду. Кроме того, конструкция световода обеспечивает равномерность освещения.

Так же в CIS сканерах LIDE используются очень чувствительные сенсоры с повышенным соотношением «сигнал/шум» и с разрядностью до 16 бит, что позволяет получить битовую глубину цвета до 48 бит (количество цветов умножить на разрядность сенсора).

Использование LIDE технологии позволило существенно повысить качество сканирования документов и изображений, а так же дало возможность сканировать прозрачные оригиналы, что было проблематичным на обычных CIS-сканерах.

Сканеры СIS и ССD: сравнение по характеристикам

Глубина резкости

Под глубиной резкости планшетного сканера подразумевают максимальное расстояние от поверхности стекла  до сканируемого объекта, при котором он остается четко различим.

У CIS-сканеров этот показатель составляет порядка 3мм. У CCD-сканеров в 10 раз больше – порядка 30мм. Поэтому  если вы собираетесь сканировать развороты толстых книг или объемные объекты, то лучше использовать сканеры использующие технологию CCD.

Для наглядности приведу Вам несколько фото.

На первой фотографии изображены две монеты и фишка казино лежащие вплотную к стеклу.

На второй фотографии фишка лежит на монетах сверху.

На третьем фото под фишку подложено по две монеты с каждой стороны.

На данном примере мы можем наглядно наблюдать, как с ростом расстояния до стекла существенно изменилась резкость у CIS-сканера и незначительно у сканера с датчиком CCD.

Цветопередача

Точность передачи цветов у ССD-сканера составляет ±20% , а у СIS ±40%. Посмотрите на рисунок ниже.

Заметно на глаз, что на скане сделанном CIS сканером розовый цвет менее насыщен.

Справедливости ради стоит сказать, что технология совершенствуется и современные CIS-сканеры вполне могут тягаться по качеству цветопередачи с их CCD-собратьями.

Габариты, вес и энергопотребление

Благодаря отсутствию громоздкой оптической системы, CIS-сканеры имеют меньшие габариты и вес чем CCD. Более того, это позволило уменьшить мощность шагового двигателя, перемещающего каретку. Низкое энегропотребление двигателя и использование экономной светодиодной подсветки позволили питать СIS-сканеры по кабелю USB, без использования дополнительного блока питания.

Современные модели ССD-сканеров так же начали использовать светодиоды для подсветки. Это позволило несколько снизить их размеры и энергопотребление. Тем не менее, по данным показателям планшетные сканеры использующие технологию CIS на сегодняшний день остаются вне конкуренции.

Для примера давайте сравним две модели недорогих сканеров без слайд-модуля. Один из них СIS-сканер Canon CanoScan LIDE 210 , второй — ССD-сканер со светодиодной подсветкой Epson Perfection V37.

Разрешение и разрядность

Старые модели CIS-сканеров, вследствие конструктивных ограничений, не могли обеспечить высокого разрешения и битовой глубины цвета. Использование современных технологий (например технологии LIDE от Canon) позволило поставить сканеры CIS и CCD на один уровень по данным параметрам. Например, в характеристиках CIS-сканера Canon CanoScan 700F заявлено оптическое разрешение 9600×9600 dpi и глубина цвета 48 бит.

Субъективные итоги

Я не могу посоветовать Вам однозначно тот или иной тип сканера. Какой выбрать тип сканера CIS или ССD решать Вам, исходя из Ваших потребностей.

Для людей, которым приходится сканировать много литературы разного формата больше подойдет CCD-сканер, так как CIS-сканеры очень критичны к плотности прилегания сканируемой поверхности к стеклу.

Само собой разумеется, что для сканографии так же стоит использовать CCD-сканер.

Тем кто хочет оцифровать слайды и негативы, я бы рекомендовал приобрести специальный слайд сканер или обратиться в фотолабораторию. Если вы все-же решили приобрести для этих целей планшетный сканер со слайд модулем, то как и в предыдущих случаях я посоветую модель CCD, так как CIS-сканеры чувствительны к короблению пленки и подходят для сканирования только идеально ровных прозрачных оригиналов.

CIS-сканеры я рекомендовал бы в тех случаях, когда сканер используется редко, либо для сканирования плоских оригиналов (фотографии, листы документации). Такие устройства небольшие и легкие. Они занимают мало места. Благодаря питанию по USB-кабелю, их можно быстро отключить и убрать с рабочего места, и так же быстро подключить. По той же причине СIS-сканеры удобно использовать вне рабочего места совместно с ноутбуком.