CCD探測(cè)器 平板探測(cè)器哪個(gè)好

掃描儀是圖像信號(hào)輸入設(shè)備。它對(duì)原稿進(jìn)行光學(xué)掃描，然后將光學(xué)圖像傳送到光電轉(zhuǎn)換器中變?yōu)槟M電信號(hào)，又將模擬電信號(hào)變換成為數(shù)字電信號(hào)，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)接口送至計(jì)算機(jī)中。 掃描儀掃描圖像的步驟是:首先將欲掃描的原稿正面朝下鋪在掃描儀的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者圖紙照片；然后啟動(dòng)掃描儀驅(qū)動(dòng)程序后，安裝在掃描儀內(nèi)部的可移動(dòng)光源開始掃描原稿。為了均勻照亮稿件，掃描儀光源為長(zhǎng)條形，并沿y方向掃過(guò)整個(gè)原稿；照射到原稿上的光線經(jīng)反射后穿過(guò)一個(gè)很窄的縫隙，形成沿x方向的光帶，又經(jīng)過(guò)一組反光鏡，由光學(xué)透鏡聚焦并進(jìn)入分光鏡，經(jīng)過(guò)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(hào)，此信號(hào)又被A/D變換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字電子信號(hào)。 至此，反映原稿圖像的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)能夠接受的二進(jìn)制數(shù)字電子信號(hào)，最后通過(guò)串行或者并行等接口送至計(jì)算機(jī)。掃描儀每掃一行就得到原稿x方向一行的圖像信息，隨著沿y方向的移動(dòng)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部逐步形成原稿的全圖。 在掃描儀獲取圖像的過(guò)程中，有兩個(gè)元件起到關(guān)鍵作用。一個(gè)是CCD，它將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)；另一個(gè)是A/D變換器，它將模擬電信號(hào)變?yōu)閿?shù)字電信號(hào)。這兩個(gè)元件的性能直接影響掃描儀的整體性能指標(biāo)，同時(shí)也關(guān)系到我們選購(gòu)和使用掃描儀時(shí)如何正確理解和處理某些參數(shù)及設(shè)置。 1．以光電耦合器CCD為光電轉(zhuǎn)換元件的掃描儀工作原理 多數(shù)平板式掃描儀使用光電耦合器CCD為光電轉(zhuǎn)換元件，它在圖像掃描設(shè)備中最具代表性。其形狀像小型化的復(fù)印機(jī)，在上蓋板的下面是放置原稿的稿臺(tái)玻璃。掃描時(shí)，將掃描原稿朝下放置到稿臺(tái)玻璃上，然后將上蓋蓋好，接收到計(jì)算機(jī)的掃描指令后，即對(duì)圖像原稿進(jìn)行掃描，實(shí)施對(duì)圖像信息的輸入。 與數(shù)字相機(jī)類似，在圖像掃描儀中，也使用CCD作圖像傳感器。但不同的是，數(shù)字相機(jī)使用的是二維平面?zhèn)鞲衅?，成像時(shí)將光圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而圖像掃描儀的CCD是一種線性CCD，即一維圖像傳感器。 掃描儀對(duì)圖像畫面進(jìn)行掃描時(shí)，線性CCD將掃描圖像分割成線狀，每條線的寬度大約為10 μm。光源將光線照射到待掃描的圖像原稿上，產(chǎn)生反射光反射稿所產(chǎn)生的或透射光透射稿所產(chǎn)生的，然后經(jīng)反光鏡組反射到線性CCD中。CCD圖像傳感器根據(jù)反射光線強(qiáng)弱的不同轉(zhuǎn)換成不同大小的電流，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換處理，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，即產(chǎn)生一行圖像數(shù)據(jù)。同時(shí)，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制電路的控制下，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶，從而驅(qū)動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)和CCD掃描裝置在傳動(dòng)導(dǎo)軌上與待掃原稿做相對(duì)平行移動(dòng)，將待掃圖像原稿一條線一條線的掃入，最終完成全部原稿圖像的掃描。如圖5所示。 通常，用線性CCD對(duì)原稿進(jìn)行的“一條線”掃描被稱為“主掃描”，而將線性CCD平行移動(dòng)的掃描輸入稱為“副掃描”。 1線性CCD的結(jié)構(gòu) 圖6所示為線性CCD。CCD圖像傳感器是平板式掃描儀的核心，其主要作用就是將照射到其上的光圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。將CCD圖像傳感器放大，可以發(fā)現(xiàn)在10μm的間隔上并行排列著數(shù)千個(gè)CCD圖像單元，這些圖像單元規(guī)則地排成一線，當(dāng)光線照射到圖像傳感器的感光面上時(shí)，每個(gè)CCD圖像單元都接受照射其上的光線，并根據(jù)感應(yīng)到的光線強(qiáng)弱，產(chǎn)生相應(yīng)的電荷。然后，若干電荷以并行的順序進(jìn)行傳輸。 2光學(xué)成像系統(tǒng) 一般掃描儀使用的光學(xué)成像系統(tǒng)有兩種:縮小掃描型光學(xué)成像系統(tǒng)和等倍掃描型光學(xué)成像系統(tǒng)。 縮小型光學(xué)系統(tǒng)成像采用2-5cm長(zhǎng)度的線性CCD作為光學(xué)系統(tǒng)中的圖像傳感器，由于CCD的尺寸遠(yuǎn)不及掃描原稿的寬度，因此，這種成像系統(tǒng)中，在CCD的前面有一個(gè)鏡頭，像數(shù)字相機(jī)一樣，用于在掃描時(shí)將原稿圖像通過(guò)鏡頭縮小后投射到線性CCD上。 等倍掃描型光學(xué)成像系統(tǒng)則采用與掃描原稿寬度相等的線性CCD作為圖像傳感器。這種光學(xué)成像系統(tǒng)中采用了一種特殊的鏡頭——特殊鏡頭組系列，它由上下排列整齊的兩排棒狀鏡頭組成。這種棒狀鏡頭的直徑為1mm，長(zhǎng)約6mm，每一列都有100個(gè)以上這樣的鏡頭陣列構(gòu)成，這種成像系統(tǒng)在手持式掃描儀中較為常見(jiàn)。 3 色分離技術(shù) 目前，彩色掃描儀已成為市場(chǎng)的主流，它能夠很真實(shí)地還原原稿圖像的品質(zhì)。通過(guò)彩色掃描儀掃描得到的數(shù)字圖像，可以看到不論是形狀還是色彩，掃描得到的圖像都很好地保持了原稿的品質(zhì)。 真實(shí)色彩的還原主要應(yīng)歸功于掃描儀獨(dú)特的色分離技術(shù)。由于CCD只是將所感應(yīng)的光的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的電流，它不可能對(duì)所掃描圖像的顏色進(jìn)行識(shí)別。因此，掃描儀需要將這些顏色進(jìn)行分離。我們都知道，紅、綠、藍(lán)是光的三基色，即用這3種顏色疊加可以組合出其他任意顏色。就是根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，掃描儀在掃描圖像時(shí)，先生成分別對(duì)應(yīng)于紅R、綠G、藍(lán)B的三基色的3幅圖像，也就是說(shuō)每幅圖像中只包含相應(yīng)的單色信息，紅基色圖像中只包含紅色的信息、綠基色圖像中只包含綠色信息，藍(lán)基色圖像中自然只包含藍(lán)色信息。最后，將這3幅圖像合成即得到了彩色的圖像。其原理如圖7所示。 目前，應(yīng)用于掃描儀的色分離技術(shù)常見(jiàn)的有4種:濾光片色分離技術(shù)、光源交替色分離技術(shù)、三CCD色分離技術(shù)和單CCD色分離掃描技術(shù)。 1濾光片色分離技術(shù) 其基本原理是:在線性CCD圖像傳感器的前面加裝一濾光片，濾光片從上向下分為3等份，第1部分為紅色濾光片，第2部分為綠色濾光片，第3部分為藍(lán)色濾光片，掃描時(shí)通過(guò)濾光片的移動(dòng)使得CCD傳感器分別記錄相應(yīng)基色下的圖像信息，從而得到三基色的3幅圖像信息。 2光源交替色分離技術(shù) 與濾光片色分離技術(shù)的原理類似，這種技術(shù)是在鏡頭與掃描原稿之間加設(shè)3根發(fā)光燈管，其顏色分別為紅R、綠G和藍(lán)B，掃描圖像時(shí)，3根不同顏色的燈管交替發(fā)光，從而使CCD得到3幅三基色圖像信息。 3三CCD色分離技術(shù) 與前兩種色分離技術(shù)不同，三CCD色分離技術(shù)中使用了3個(gè)CCD完成掃描成像:光線通過(guò)鏡頭，經(jīng)過(guò)一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的分光棱鏡將相應(yīng)顏色的光線反射到相應(yīng)的CCD圖像傳感器中，每一個(gè)CCD產(chǎn)生一種顏色的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一次掃描即可得到彩色的圖像。因此，可以看出這種分色技術(shù)成像速度最快，但其造價(jià)最高。 4單CCD色分離技術(shù) 單CCD色分離技術(shù)仍然是采用單個(gè)線性CCD，不過(guò)，在CCD的感光面上加入了濾色鏡，在感光的同時(shí)直接進(jìn)行分色。 4VAROS技術(shù) 普通的CCD掃描儀在掃描時(shí)，須在被掃描物體表面形成一條細(xì)長(zhǎng)的白色光帶，光線通過(guò)一系列鏡面和一組透鏡，最后由CCD元件接收光學(xué)信號(hào)。但是，在這種條件下，光學(xué)分辨率被CCD像素?cái)?shù)量所限制。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。這一步得到的圖像與其他掃描儀基本相同。然后，平板玻璃傾斜，使掃描圖像移動(dòng)1/2個(gè)像素，掃描過(guò)程重復(fù)一次。這樣可以使掃描儀讀取被移動(dòng)后的像素的數(shù)據(jù)。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。換言之，運(yùn)用VAROS技術(shù)，我們可以將普通600dpi的掃描儀變成1200dpi高分辨率的掃描儀。