扫描仪工作原理

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引言

在最近几年里，扫描仪已经成为家庭、办公室的重要组成部分。扫描仪技术无处不在，使用方式也多种多样：

平板式扫描仪，也称为台式扫描仪，这是功能最多并且最常用的扫描仪。事实上，本文将主要讨论与平板式扫描仪有关的技术。
馈纸式扫描仪与平板式扫描仪相似，不同之处在于文档移动而扫描头固定。馈纸式扫描仪看起来很像小型的便携式打印机。
手持式扫描仪的基本技术与平板式扫描仪相同，不过，需要使用者移动它们以完成扫描，而不是使用由电机驱动的传动带。通常，这种类型的扫描仪提供的图像质量不太好。然而，它可用于快速抓取文本。
滚筒式扫描仪被出版业用来抓取极为细致的图像。它们使用一种叫做光学倍增管(PMT)的技术。在PMT中，待扫描的文档被安放在一个玻璃滚筒上。在滚筒的中心有一个传感器，它将从文档反射出的光拆分成三束光。每一束光都要通过一个滤色镜进入光学倍增管，在那里光信号被转化成电信号。

中晶Scanmaker系列平板式扫描仪

扫描仪的基本原理是分析图像并按照某种方式对图像进行处理。通过抓取图像和文本（OCR，即光学字符识别），可以将信息保存到电脑上的文档中。然后，您可以修改或增强图像，将它打印出来或者放在网页上。

在本文中，我们将集中讨论平板式扫描仪，但其基本原理也适用于其他大多数扫描技术。您将了解扫描仪的不同种类、扫描仪的工作原理以及“TWAIN”的含义是什么。您还将了解分辨率、插补以及位深度。

扫描仪的组成

一台典型的平板式扫描仪的组成部分包括：

CCD阵列特写

扫描仪的核心部件是CCD阵列。CCD是扫描仪图像抓取领域最常用的技术。CCD是由大量微小的感光二极管组成，感光二极管能将光子（光）转换成电子（电荷）。这些二极管被称为光点。简而言之，每一个光点都对光敏感——入射到单个光点的光越亮，在这个光点积累的电荷就越多。

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光子撞击光点并产生电子

您所扫描的文档的图像经过一系列的反射镜、滤色镜和透镜到达CCD阵列。这些元器件的具体排列取决于扫描仪的型号，但基本原理是大致相同的。

在下一页中，您将了解扫描仪的各个部件是怎样协同工作的。

扫描过程

下面是扫描仪扫描文档时要经过的步骤：

将文档放在玻璃板上，然后合上上盖。大多数扫描仪上盖的内侧都是白色的，但也有少数是黑色的。上盖提供了统一的背景，以便扫描软件可以将其用作参考点，以确定被扫描文档的尺寸。大多数平板式扫描仪都允许将上盖取下，以便扫描体积比较大的对象，例如一本很厚的书中的一页。

在上图中，您可以看到扫描头顶端的荧光灯。

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