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平板扫描仪结构详解
2012年09月15日 扫描仪 ⁄ 共 1656字 暂无评论 ⁄ 被围观 1,256 views+
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扫描仪文档或照片的模拟转数字的计算机外围输入设备,是机械光电一体化的高科技产品,自发明以来以其独特的数字化“图像”采集能力,得到了迅速的发展和广泛的普及,特别是在数码相机不普及的那几年时间里。下面是扫描仪的结构介绍。

  一、 扫描仪的组成结构

扫描仪内部结构却相当复杂:不仅有复杂的电子线路控制,而且还包含精密的光学成像器件,以及设计精巧的机械传动装置。

扫描仪结构图一
扫描仪主要由原稿台、上盖、光电转换部分、光学成像部分、机械传动部分组成。

     1.原稿台-扫描仪结构

原稿台主要是用来放置扫描原稿的地方,其四周设有标尺线以方便原稿放置,并能及时确定原稿扫描尺寸。中间为透明玻璃,称为稿台玻璃。在扫描时需注意确保稿台玻璃清洁,否则会直接影响扫描图像的质量。另外,要特别注意在放置扫描原稿时不要损坏稿台玻璃,要“轻拿轻放”。稿台玻璃的损坏会影响扫描仪内部的其他器件(如成像部件),尤其是稿台玻璃的破损会使灰尘及杂质直接侵入扫描仪内部,使扫描品质下降,严重时会造成扫描仪的损坏。因此,如果有此类情况发生,应及时与维修服务中心联系,切不可自行处理。

    2.上盖-扫描仪结构

上盖主要是将要扫描的原稿压紧,以防止扫描灯光线泄露。目前随着三维实物扫描功能的逐渐普及,为了能够更加方便、更高质量地扫描三维实物,许多扫描仪在上盖的设计上都“绞尽脑汁”,例如Canon的“Z”型盖板式设计就相当独特。

    3.光电转换部分-扫描仪结构

光电转换部分是指扫描仪内部的主板,如图4所示。别看扫描仪的光电转换部分主板就这么一小块,但它却是扫描仪的心脏。它是一块安置有各种电子元件的印刷电路板。它是扫描仪的控制系统,在扫描仪扫描过程中,它主要完成CCD信号的输入处理,以及对步进电机的控制,将读取的图像以任意的解析度进行处理或变换所需的解析度。

4.光学成像部分-扫描仪结构

光学成像部分俗称扫描头(如图3所示),即图像信息读取部分,它是扫描仪的核心部件,其精度直接影响扫描图像的还原逼真程度。它包括以下主要部件:灯管、反光镜、镜头以及电荷耦合器件(CCD)。图三

扫描头的光源一般采用冷阴极管,该类型灯管两端没有灯丝,只有一根电极,具有发光均匀稳定、结构强度高、使用寿命长、耗电量小、体积小等优点。
近几年LED发展迅猛,基本已经取代冷阴极管,因为冷阴极管有个最大的问题就是需要暖机,而在这个浮躁的年代,大家1秒钟也不想多等。

扫描头还包括几个反光镜,其作用是将原稿的信息反射到镜头上,由镜头将扫描信息传送到CCD感光器件,最后由CCD将照射到的光信号转换为电信号。

镜头是把扫描信息传送到CCD处理的最后一关,它的好坏决定着扫描仪的精度。扫描精度即是指扫描仪的光学分辨率,主要是由镜头的质量和CCD的数量决定。由于受制造工艺的限制,目前普通扫描头的最高分辨率为20000像素,应用在A4幅面的扫描仪上,可实现2400dpi的扫描精度,这样的精度能够满足多数领域的需求。

光学部分是扫描仪的“眼睛”,用来获取原稿反射的光信息。图四
光电转换部分主板以一块集成芯片为主,其作用是控制各部件协调一致地动作,如步进电机的移动等。其中有A/D变换器、BIOS芯片、I/O控制芯片和高速缓存(Cache)。BIOS芯片的主要功能是在扫描仪启动时进行自检, I/O控制芯片提供了连接界面和连接通道,高速缓存则是用来暂存图像数据的。

如果先把图像数据暂存在高速缓存里,然后再传输到计算机,就减少了上述情况发生的可能性。现在普通扫描仪的高速缓存为128Mb,高档扫描仪的高速缓存可达2Gb。

5.机械传动装置

机械传动部分主要包括步进电机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组。

(1)步进电机:它是机械传动部分的核心,是驱动扫描装置的动力源。

在扫描仪扫描图像的过程中,扫描头要依靠步进电机来拖动。

(2)驱动皮带:扫描过程中,步进电机通过直接驱动皮带实现驱动扫描头,对图像进行扫描。

(3)滑动导轨:扫描装置经驱动皮带的驱动,通过在滑动导轨上的滑动实现线性扫描的过程。

(4)齿轮组:是保证机械设备正常工作的中间衔接设备。

 





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