扫描仪工作原理

文章摘要：灯是用来照亮文档的。新型扫描仪中的灯要么是冷阴极荧光灯(CCFL)，要么是疝气灯，而老式的扫描仪可能使用标准荧光灯。 整个装置（反射镜、透镜、滤色镜和CCD阵列）构成了扫描头。扫描头在一条连接到步进电机上的传动带的带动下，慢慢扫过文档。扫描头连到一根平衡杆上，这样可以保证在该遍扫描过程中不会出现摇摆和偏移。“遍”意味着扫描头已经对文档完成了一次完整的扫描过程。 平衡杆被紧紧固定在扫描仪的机身上，并且非常坚固。文档的图像被一个倾斜的反射镜反射到另一个反射镜上。在一些扫描仪中，只有两个反射镜，而其他扫描仪则使用三个反射镜。每一个反射镜都略微弯曲，以便将它反射的图像聚焦到一个较小的表面上。 最后一个

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• 灯是用来照亮文档的。新型扫描仪中的灯要么是冷阴极荧光灯(CCFL)，要么是疝气灯，而老式的扫描仪可能使用标准荧光灯。
  
• 整个装置（反射镜、透镜、滤色镜和CCD阵列）构成了扫描头。扫描头在一条连接到步进电机上的传动带的带动下，慢慢扫过文档。扫描头连到一根平衡杆上，这样可以保证在该遍扫描过程中不会出现摇摆和偏移。“遍”意味着扫描头已经对文档完成了一次完整的扫描过程。

平衡杆被紧紧固定在扫描仪的机身上，并且非常坚固。

• 文档的图像被一个倾斜的反射镜反射到另一个反射镜上。在一些扫描仪中，只有两个反射镜，而其他扫描仪则使用三个反射镜。每一个反射镜都略微弯曲，以便将它反射的图像聚焦到一个较小的表面上。

• 最后一个反射镜将图像反射到一个透镜上。图像经过透镜后穿过一个滤色镜，并聚焦到CCD阵列上。

仔细观察上图，您会看到扫描头中安装的全部三个反射镜外加一个透镜。

在不同的扫描仪中，滤色镜和透镜的排列方式是不同的。有些扫描仪用三遍扫描法。每一遍都在透镜和CCD阵列之间使用一个不同的滤色镜（红色、绿色或黄色）。在三遍扫描完成之后，扫描软件就将三幅经过滤色的图像组合成一幅全色图像。

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单击绿色的“扫描”按钮观看扫描过程。

现在，大多数扫描仪都使用单遍扫描法。透镜将图像拆分为三幅较小的图像。每一幅小图像都通过一个滤色镜（红色、绿色或黄色）投射到CCD阵列的分立部分。然后，扫描仪将CCD阵列的三个部分的数据组合成一幅全色图像。

还有一种已经在廉价平板式扫描仪中普遍采用的成像阵列技术，那就是接触式图像传感器(CIS)。CIS用一排排红色、绿色和蓝色的发光二极管(LED)来代替CCD阵列、反射镜、滤色镜、灯和透镜。这种图像传感装置被放置在离文档所在玻璃板很近的位置，它由300到600个传感器构成，以便覆盖整个扫描区域。扫描图像时，发光二极管共同提供白光。然后，被照亮的图像将被传感器阵列抓取。虽然CIS扫描仪价格便宜、质量轻、体积小，但成像质量和分辨率却不如大多数CCD扫描仪。

在考察计算机和扫描仪之间是怎样一起工作之前，首先让我们先讨论一下分辨率。

分辨率和插补

各种扫描仪的分辨率和清晰度不尽相同。大多数平板式扫描仪的真实硬件分辨率至少为300x300点每英寸(dpi)。扫描仪的dpi是由CCD或CIS阵列中每行含有的传感器数量（x方向采样率）与步进电机精度（y方向采样率）的乘积决定的。

步进电机的精度决定了y方向采样率。

举例来说，如果分辨率是300x300 dpi，并且扫描仪能够扫描信件尺寸的文档，那么CCD的每一横行都排列了2,550个传感器。单遍扫描仪可能具有三行共7,650个传感器。在我们的例子中，步进电机能够以1/300英寸的步幅前进。同样，分辨率为600x300的扫描仪所具有的CCD阵列每一横行都排列了5,100个传感器。

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