掃描儀原理詳細(xì)介紹(參考版)
2024-09-03 00:44本頁面
【正文】 掃描儀的性能取決于它把任意變化的模擬電平轉(zhuǎn)換成數(shù)值的能力。無論何種類型的掃描儀，它們的工作過程都是將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。最后通過軟件處理再現(xiàn)到計(jì)算機(jī)屏幕上。當(dāng)掃描頭完成對原稿的相對運(yùn)動，將圖稿全部掃描一遍，一幅完整的圖像就輸入到計(jì)算機(jī)中去了。掃描儀每掃描一行就得到原稿x方向一行的圖像信息，隨著沿y方向的移動，直至原稿全部被掃描。經(jīng)過棱鏡和紅綠藍(lán)三色濾色鏡得到的RGB三條彩色光帶分別照到各自的CCD上，CCD將RGB光帶轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電子信號，此信號又被A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電子信號?！ ?2)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動掃描頭在原稿下面移動，讀取原稿信息。反射光經(jīng)過玻璃板和一組鏡頭，分成紅綠藍(lán)3種顏色匯聚在CCD感光元件上，被CCD接受。 三、掃描儀的工作過程 掃描儀的工作原理并不復(fù)雜，從它的工作過程就能夠基本反映出來，圖11為以CCD型掃描儀為例的工作原理示意圖。這時，光信息被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息傳送，并存儲在計(jì)算機(jī)上，完成掃描任務(wù)。 采用光電倍增管的滾筒式掃描儀較采用CCD的平板式掃描儀復(fù)雜許多，圖圖10所示為其結(jié)構(gòu)圖，它的主要組成部件有旋轉(zhuǎn)電機(jī)、透明滾筒、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、控制電路和成像裝置等。同樣，這種感光材料幾乎不受溫度的影響，可以在任何環(huán)境中工作。這些感光材料在光線的照射下能夠發(fā)射電子，經(jīng)柵極加速后沖擊陽電極，最后形成電流，再經(jīng)過掃描儀的控制芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換，就生成了物體的圖像?！ ≡诟鞣N感光器件中，光電倍增管是性能最好的一種，無論在靈敏度、噪聲系數(shù)還是動態(tài)范圍上都遙遙領(lǐng)先于其他感光器件，而且它的輸出信號在相當(dāng)大范圍內(nèi)保持著高度的線性輸出，使輸出信號幾乎不用做任何修正就可以獲得準(zhǔn)確的色彩還原。雖然CIS發(fā)光元件壽命較短，但CIS掃描頭價格便宜，更換很方便。CCD的景深至少是CIS的10倍，這意味著CCD掃描儀在一定范圍內(nèi)對3D物體的掃描是清楚而生動的，而CIS掃描儀掃描略微凹凸不平的物體時，輸出的圖像常會出現(xiàn)模糊和散焦的情況?！ 〈送?，傳統(tǒng)的CCD掃描儀因?yàn)椴捎霉鈱W(xué)鏡頭成像于CCD表面，所以它具有一定的景深，對隆起的書脊，甚至實(shí)物都可以得到清晰的掃描效果。 CIS型掃描儀的缺點(diǎn)是：不能使用鏡頭，只能壓近原稿掃描，掃描精度較低。由傳感器直接從稿件表面獲取圖像，理論上不會產(chǎn)生色偏和像差，能獲得最接近原稿的圖像效果。CCD掃描儀需要通過一系列透鏡、反射鏡成像，所以會產(chǎn)生色彩偏差和光學(xué)像差，一般需要通過掃描軟件進(jìn)行色彩校正。它的組成部件較為復(fù)雜，成本相對較高，掃描后對圖像數(shù)據(jù)的處理也相對復(fù)雜。 對比兩種掃描儀產(chǎn)品，CCD型掃描儀占有明顯的優(yōu)勢，但CIS型掃描儀也并非一無是處。由于CIS掃描儀依靠直接接收反射光成像，技術(shù)含量相對較低，在掃描景深等方面表現(xiàn)較差。究竟是選擇CCD型掃描儀，還是選擇CIS型掃描儀，不少用戶都會感到迷惑，哪種掃描儀更適合呢? 簡單說這兩種掃描儀的區(qū)別就在于感光器件上，CCD型掃描儀使用的是電子耦合器件，而CIS型掃描儀使用的是接觸式影像感光器件。此外，由于二極管光源及掃描頭移動所需要的功耗極小，這類產(chǎn)品能夠通過PC機(jī)的USB端口提供所需的電力。由于省略了一系列反射鏡，LIDE型掃描儀就能避免因此帶來的各種像差和色差，可以較好地重現(xiàn)原稿的細(xì)節(jié)和色彩。 LIDE型掃描儀由3部分組成，即光導(dǎo)、柱狀透鏡和線性光學(xué)傳感器。與使用冷陰極燈源的掃描儀相比，二極管具有體積小巧且持久長效等特點(diǎn)，不過它所產(chǎn)生的光線比較弱，很難保證掃描影像所需的亮度。CIS對周圍環(huán)境溫度的變化比較敏感，環(huán)境溫度的變化對掃描結(jié)果有明顯的影響，因此對工作環(huán)境的溫度有一定的要求。LED陣列由數(shù)百個發(fā)光二極管組成，一旦有一個損壞就意味著整個陣列報廢，因此這種類型產(chǎn)品的壽命比較短。CIS感光器件一般使用制造光敏電阻的硫化鎘作感光材料，硫化鎘光敏電阻本身漏電大，各感光單元之間干擾大，嚴(yán)重影響清晰度，這是該類產(chǎn)品掃描精度不高的主要原因。 2．接觸式圖像傳感器CIS(或LIDE) 接觸式圖像傳感器CIS(或LIDE)是近些年才出現(xiàn)的名詞，其實(shí)這種技術(shù)與CCD技術(shù)幾乎是同時誕生的。最后，運(yùn)用軟件合成第一次與第二次的掃描數(shù)據(jù)，得到兩倍數(shù)量的圖像信息。然后，平板玻璃傾斜，使掃描圖像移動1/2個像素，掃描過程重復(fù)一次。在VAROS技術(shù)中，CCD元件與透鏡之間放置一片平板玻璃，首先，掃描儀進(jìn)行正常的掃描工作?！ ?
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