CCD или CIS: технологии сканеров

Когда мы идем в магазин за сканером, то чаще всего нас интересуют такие параметры, как максимальное разрешение (dpi), скорость сканирования, удобство использования…

Однако, такое устройство, как сканер, имеет гораздо больше особенностей, чем перечислено выше. Причем все эти особенности – критически важные для повседневной работы!

В данной статье мы будем вести речь об обычных планшетных сканерах для домашнего и офисного применения.

Давайте поговорим о такой особенности, которая в общем-то играет определяющую роль в сканере. Речь пойдет о технологиях светочувствительного элемента сканера. Той самой части сканера, которая собственно и создает цифровую копию изображения, с какого-либо носителя, закрепленного на стекле сканера.

Существует две технологии светочувствительных элементов:

CCD – светочувствительный элемент на основе ПЗС (приборов с зарядной связью). Обычно, представляет собой полоску светочувствительных элементов.

В процессе движения каретки, свет от лампы отражается от сканируемого носителя и проходя через систему линз и зеркал, попадает на светочувствительные элементы, которые формируют фрагмент изображения.

Двигаясь, каретка проходит под всем носителем, и сканер составляет общую картину из последовательно “сфотографированных” фрагментов – изображение носителя…

82f214ee98bb

Технология сканеров на основе ПЗС довольно старая и, надо сказать, лидирующая в данный момент. Она обладает следующими положительными моментами:

1. CCD-сканер обеспечивает большую глубину резкости. Это означает, что даже если вы сканируете, скажем, толстую книгу, то место переплета, которое обычно сложно полностью прижать к стеклу, тем не менее будет отсканировано с приемлемым качеством.

d1e130a311b1t

2. CCD-сканер обеспечивает большую чувствительность к оттенкам цветов. Хотя, этот аргумент “ЗА” ПЗС многие называют спорным, но часто ПЗС-сканеры действительно распознают больше цветов, чем сканеры другой конкурирующей технологии, которую мы рассмотрим ниже.

3. ПЗС-сканеры обладают большим сроком службы. Как правило – 10 000 часов.

Основные недостатки:

1. Большая чувствительность к механическим воздействиям (ударам и т.п.).

2. Сложность оптической системы может нуждаться в калибровке и/или очистке от частиц пыли, через определенное время эксплуатации.

CIS (Contact Image Sensor) – светочувствительный элемент представляет собой линейку одинаковых фотодатчиков, равную по ширине рабочему полю сканирования, непосредственно воспринимающих световой поток от оригинала. Оптическая система — зеркала, преломляющая призма, объектив — полностью отсутствует.

9a67ef86e2e5

Это достаточно молодая технология, которую активно развивает и продвигает компания Canon.

Основные плюсы:

1. Сканер получается довольно тонким. Из-за отсутствия оптической системы. Конечное изделие имеет стильный дизайн.

2. Сканер получается дешевым, т.к. производство CIS-элементов обходится дешево.

3. Т.к. в CIS-сканере ртутная лампа заменена светодиодами, получаем несколько плюсов: отсутствие отдельного блока питания (сканер получает питание по USB кабелю), постоянную готовность к работе (не требуется время на прогрев лампы – можно сразу приступать к сканированию после того, как пользователь даст команду); и достаточно высокую скорость сканирования (которая опять же выходит из того, что сканеру не требуется греть лампу).

4. Отсутствие потребности в дополнительном питании из розетки делает сканер мобильным: он обладает малым весом и компактными размерами, его можно носить с собой вместе с ноутбуком; можно сканировать в любое время и в любом месте, даже если ноутбук работает от батареи.

5. CIS-сканеры работают, как правило, гораздо тише CCD-сканеров.

6. Считается, что отсутствие оптики делает CIS-сканер менее чувствительным к внешним механическим воздействиям, т.е. его труднее испортить неаккуратным обращением. Но следует учесть также и то, что стекло планшета у такого сканера часто тоньше, чем у его конкурента с оптикой.

Вот пожалуй и все. Теперь о недостатках CIS-элементов:

1. Из-за отсутствия оптической системы, светочувствительный элемент имеет малую глубину резкости. До 10-ти раз меньше, чем CCD-сканер. Это означает, что сканирование толстых книг затруднено, т.к. носитель должен быть максимально плотно прижат к стеклу.

1349d47abcd3t

2. CIS-сканер теряет примерно 30% яркости после 500-700 часов работы. Конечно, обычно для для домашнего использования это часто не критично, но для тех, кто сканирует часто и много – это может стать решающим фактором в выборе.

3. CIS-сканер, как правило, обладает меньшим цветовым охватом, чем CCD, однако, в последнее время разрыв между этими технологии по цветовому охвату либо незначителен, либо отсутствует вовсе.

Вот, пожалуй, три существенных недостатка CIS-сканеров.

Однако, не каждый посчитает это недостатками… 😉

Я например, совсем недавно приобрел себе Canon CanoScan LiDE 100. Это сканер на базе CIS-элементов.

lide90-220907

В своем выборе я руководствовался, прежде всего тем, что я хотел заменить свой старый CCD-сканер на устройство, созданное на базе новой, современной технологии.

Итак, какие есть мои личные замечания, при всех кажущихся недостатках CIS-технологии? Да, собственно, никаких…

Глубина резкости? Существуют определенные трудности при сканировании толстых книг, но это приходится делать очень редко. И то все решается элементарно – более сильным прижимом книги к стеклу.

В основном, при сканировании обычных книг, особенно прошитых ниткой – проблем не возникает.

Цветовой охват? Тесты на специальном оборудовании данного сканера показывают, что различий с CCD практически нет, или они незначительны.

“Небольшой” ресурс? 500-700 часов – обычно это 3-4 года работы со сканером. Как видим – срок не критичный.

Для меня больше важны те описанные плюсы, которые дает CIS: тихая и быстрая работа, постоянная готовность к работе, мобильность…

Итак, если Вы выбираете себе сканер, обратите особое внимание на данный вопрос о технологиях, на которых базируется то или иное устройство. Внимательно оцените плюсы и минусы обоих решений, чтобы приобрести именно то, что Вам нужно.

🙂


  • Не знал, что CIS-сканеры работают только от USB. Удобно. А вот с глубиной резкости, к сожалению, действительно плохи дела, судя по примерам.

  • Сергей

    Ну наконец Сергей запостил тему по сканерам и CCD и CIS технологиям. Намёк сработал 🙂

    Подтверждаю, что книги, особенно толстые или с клеенным переплетом, проблематичнее сканировать на сканере с CIS датчиком. Зона корешка книги получается затенёной, а из-за этого программы оптического распознавания текста, такие как Fine Reader, часто не могут распознать текст в зоне корешка и приходится много корректировать отсканированный текст.

  • Сергей

    И еще забыл добавить. В современных сканерах на базе CCD технологии для подсветки уже применяются не люминесцентные лампы, а светодиоды как и в CIS сканерах,а значит время на прогрев исключается. К данным сканерам относятся сканеры компании Epson. Например — Perfection V30. К тому же он отличаются более тонким дизайном — толщина корпуса всего 41мм.

  • Рамиль

    Спасибо, очень интересно и полезно было узнать. Теперь я учту эту информацию при выборе нового сканера или МФУ.

  • Александр

    Скажите, пожалуйста, что означает оптическое разрешение, например, для сканера Epson Perfection V30 — 4800 dpi? Правда ли это, что всего лишь квадратный дюйм объекта сканирования (6,45 квадратных сантиметров), я смогу превратить в 4800*4800= изображение размером в 23 Мегапикселя без потери качества? Это верно или нет?
    Спасибо вам большое за ответы! Вы действительно очень помогаете! Жду с нетерпением…

  • Сергей Зуев

    В данном случае — 4800dpi это количество точек, которые распознает сканер в одном квадратном дюйме.

  • Александр

    Извините, пожалуйста, но тогда такой вопрос. С каким оптическим разрешением надо отсканировать фотографию 10х15, чтобы ее можно было потом распечатать в том же размере без потери качества?

    Известно, что разрешение принтера при фотопечати должно составлять хотя бы 300dpi. Если мы возьмем для сканера разрешение 300dpi, то с учетом того, что эти 300 точек будут на квадратный дюйм, мы получим размер одной точки, равным (25.4мм*25.4мм)/300 = 2.15 квадратного миллиметра. Согласитесь, что для точки на фотографии — это чересчур большой размер.

    Сюда же. Как тогда понимать стандартное требование для программ распознавания текста, чтобы текст был отсканирован с разрешением, не менее 300dpi. Тогда ведь тоже получается для точки — 2.15 квадратного миллиметра. И опять имеем чересчур большую точку для OCR-программ. (На двух миллиметрах можно иной раз букву вместить, смотря какого размера).

    Даже 4800dpi на квадратный дюйм соответствуют примерно 70dpi — на линейный. И опять мы не имеем фотокачества (300dpi). А ведь 4800dpi — это максимальное оптическое разрешение сканеров на сегодняшний день.

    Как тогда это все понимать? Что такое оптическое разрешение сканеров? Чего именно я здесь не понимаю и где моя ошибка в рассуждениях? Объясните, пожалуйста.

  • Сергей

    Александр, вы путаете. Ваша ошибка в том, что оптическое разрешение сканера измеряется не точках на квадратный дюйм, а просто в точках на дюйм — на единицу длины по горизонтали(вдоль длины считывающей головки сканера). Оптическое разрешение сканера — это аппаратное разрешение. Именно оно имеет решающее значение и определяет конечное качество отсканированного изображения. Имеется еще такое понятие как интерполяционное разрешение, которое реализуется программными средствами. То же самое у цифровых фотоаппаратов — есть оптический зум, а есть цифровой зум. Аналогия та же.

    При работе с программами оптического распознавания текста в настройках рекомендуется указывать «квадратное» разрешение — 300×300 dpi или 600×600 dpi, а не 600×1200 dpi и тд. При «квадратном» разрешениии программы OCR лучше распознают текст.

    В цифровых фотоаппаратах указывается разрешение матрицы фотоаппарата в точках на квадратный дюйм, так как матрица представляет собой прямоугольник или квадрат фоточувствительных элементов. При сканировании фотографий указывайте высокое разрешение. Какое? Это зависит от разрешения вашего фотоаппарата и ваших предпочтений. Установите экспериментальным путем!

  • Сергей Зуев

    Можете не брать все это в голову… 😉
    300dpi — этого уже достаточно. Можно и больше, если хотите, но особой разницы при указанном размере не будет. 🙂

  • Спасибо за информацию,а по микропроцесорам есть инфромация?

  • Сергей Зуев

    Да там в принципе никакая информация и не нужна — главная характеристика — разрешающая способность (dpi).

  • Юрий

    Сергей, из Вашей полемики с Александром я не понял, что скрывается за цифрами разрешения сканеров и принтеров. Не могли бы Вы чётко и однозначно, чтобы больше не было вопросов, пояснить, как определяется разрешение принтеров и сканеров, одинаково ли оно понимается для них. Или, может быть, для принтеров разрешение — это одно, а для сканеров — нечто другое? Поясните, пожалуйста.

  • den

    dpi — dots per inch — всего лишь показывает — сколько точек в матрице на дюйм (2.5 см) ширины, вот и все. Что тут еще разъяснять — непонятно.
    Для принтеров то же самое.
    Но есть нюанс для сканеров. Маркетологи-производители часто хитрят, и указывают интерполируемое (преобразованное драйвером сканера) разрешение, а на деле разрешение раза в 4 меньше. И потому обычно где пишут 4800 dpi, там реально не более 600-1200 dpi физических на матрице. Просто надо читать более детально документацию у производителя.

  • Андрей

    Всё-таки ещё раз про 4800… Возьмём сканер CanoScan LiDE 210. Заявленное производителем Оптическое разрешение 4800×4800 т./д. (с поправкой: «Оптическое разрешение является мерой максимального разрешения, полученного при выборочном тестировании аппаратов в соответствии с требованиями стандарта ISO 14473»). Заходим в драйвер устройства и переключаемся в ручной режим: максимальное из доступных разрешений 1200. Зачем производитель пишет про 4800 или что он имеет в виду? Какое разрешение мне писать в техтребованиях на планируемое к приобретению оборудованию???

  • dpi – dots per inch тут почему-то не совсем верно в применениии к печати потом.
    ppi — – point per inch — обычно это имеется ввиду как разрешение фотографии, каждая точка делится еще на несколько, в зависимости от глубины цвета.
    Например, чтобы передать 256 оттенков серого принтеру надо кадый квадратный пиксель распечатать как одно из значений 16×16 (от 1 до 256 точек/вспышек лазера/dots)
    поэтому вывод на принтере картинки 300×300 ppi потребует разрешения принтера (300х16) 4800 dpi
    А в сканерах почему-то когда сканируешь с настройкой 300 dpi получаешь фотку с разрешением 300 пикселей или ppi (видимо минимальная светочуствительная точка на матрице рассчитывает плотность точки (глубину цвета) потом, а на принтере для печати количество минимальных точек для петати плавных переходов должно быть в 16 раз больше :))
    к слову далеко не все лазерники умеют печатать на 4800 dpi и сканить фотки на принтер 2400 достаточно с 150 точек на дюйм 🙂

  • Михаил

    тоже был огорчен, что CanoScan LiDE 210 только 1200dpi можно использовать вместо 4800. это странно потому, что драйвер ставил последний и он не сканирует больше 1200 dpi.

  • Andrey

    Тот же вопрос, ответьть, пжста, кто знает. Купил сканер CanoScan LiDE 210, на нём чётко написано:

    Разрешение сканера: 4800×4800 dpi
    By software: 19200×19200 dpi

    С диска установил дрова и прилагающуюся к ним програмку. При сканировании фотографий, выбирая наилучшее качество, в списке «разрешение» максимальное значение 600dpi.
    Вопрос, что такое 4800dpi и 19200 dpi и где они сидят.

  • Михаил Зуев

    4800×4800 dpi — общее разрешение
    600dpi — разрешение на каждый конкретный квадратный дюйм.

  • ячшпщк

    учите матчасть, господа ламеры

  • Kramand

    Возвращаясь к вопросу о том, что покупать для домашнего пользования: CIS или CCD.

    Автор пишет: “Небольшой” ресурс? 500-700 часов – обычно это 3-4 года работы со сканером. Как видим – срок не критичный»
    Комментарий: По моему это сейчас кажется, что 3-4 года — много. Они пролетят — и не заметишь.

    Автор пишет: «Глубина резкости? Существуют определенные трудности при сканировании толстых книг, но это приходится делать очень редко. И то все решается элементарно – более сильным прижимом книги к стеклу»
    Комментарий: А надежно склеенные фотоальбомы родственников, в которых самые интересные участки почему-то всегда оказываются вблизи разворота, и никакими прижиманиями к стеклу это не исправишь? А старые слайды или негативы, покоробленые от нагрева в диапроекторе или фотоувеличителе? А журнал по вязанию, особо ответственный элемент схемы в котором — опять же на развороте, а журнал женой у очень вредной тетки на 1 вечер и расшивать его нельзя — заметит, зараза старая и вонять будет?
    Как по мне — для дома — только CCD, причем со слайд-модулем.

    Из личного опыта:
    В 2005 г. приобрел домой «Epson Perfection 2480 photo». Пересканировал весь свой архив слайдов и негативов, и (за отдельно налитую плату) архивы друзей и родственников. Огромное количество журналов и книг, старых фотографий, документов и т.д и т.п.
    Сканер верой и правдой служит до сих пор.
    Поглядываю в сторону «Epson Perfection V330 Photo», но пока старичек исправно пашет и на него есть драйвера, отправлять его в отставку не тороплюсь.
    Носить же сканер с собой необходимости не возникало. Один раз только брал на работу, когда служебный сканер умер. Да, тяжеловат и объемист, но и CIS-сканер в карман не положишь, да и на пол ронять не стоит ни тот, ни другой.
    В общем — лично для меня решающими факторами оказались глубина резкости и надежность. Дизайн, время разогрева и габариты — вторично. Тем более, что современные CCD-сканеры большинства недостатков своих предков уже лишены.
    Деньги ваши — решать вам. Может быть именно для вас решающими окажутся именно те факторы, которые не имеют значения для меня.

  • Евгений

    Помогите выбрать CCD сканер для сканирования книг, нужна модель, у которой крышка — на объемной петле, цветной или черно- белый, Важно, чтобы можно было легко распечатать книгу на домашнем принтере и выложить в Сеть. Или мне удобней купить цифровой фотоаппарат и переснимать страницы на горизонтальной рамке?

  • Светлана

    Скажите, а такие методы сканирования для считывания штрих-кодов на какой-то продукции подойдут?

  • Азат

    Использую CanoScan LiDE 220 максимально возможное 1200 дпи при весе файла не более 100 Мб, писал в тех.поддержку по сути ничего не ответили, только попытались навязать свои стандарты и отговорить от сканирования в 19200 дпи:

    «Благодарим за предоставленную информацию.
    К сожалению, мы не получили прикрепленный файл в первом письме. (врут, была ссылка на фотохостинг)
    Информируем Вас, что указанные Вами параметры сканирования предназначены, в первую очередь, для сканирования пленки.
    Обратите внимание, что объем данных вывода не должен превышать 4 Гб. Если объем файла слишком велик, обработка изображения существенно замедлится, и возникнут затруднения, например, из-за нехватки оперативной памяти. Важен как и объем оперативной памяти, так и ее тактовая частота.
    Для проведения сканирования, обратите внимание на рекомендованные настройки, которые содержатся в электронном руководстве пользователя для CanoScan LiDE 220. Например, для сканирования цветной фотографии с целью последующей печати надлежащее разрешение – 300 dpi.»

    На вопросы САМАЯ ХУДШАЯ В МИРЕ ТЕХ.ПОДДЕРЖКА CANON так и не ответила…

    Раньше был сканер Benq с родной прогой, без каких-либо ограничений сканировал при 19200 и веcом файла в несколько Гб…

    Установил VueScan (http://www.hamrick.com/) позволяет сканировать при 5400 дпи

  • oleg

    i

  • oleg

    спасибо за хорошее разяснение.