掃描儀的基礎原理解析常識
掃描儀是除鍵盤和鼠標之外被廣泛應用于計算機的輸入設備。你可以利用掃描儀輸入照片建立自己的電子影集；輸入各種圖片建立自己的網站；掃描手寫信函再用E-mail發送出去以代替傳真機；還可以利用掃描儀配合OCR軟件輸入報紙或書籍的內容，免除鍵盤輸入漢字的辛苦。所有這些為我們展示了掃描儀不凡功能，它使我們在辦公、學習和娛樂等各個方面提高效率并增進樂趣。
在選購掃描儀時，我們常常遇到許多難懂的專業技術名詞，如光學分辨率(光學解析度)、最大分辨率(最大解析度)、色彩分辨率(色彩深度)、掃描模式、接口方式(連接界面)等等。
在使用掃描儀當中，又會遇到到掃描速度慢，占用硬盤空間多，以及一些不知所云的設置等諸多困擾。然而說明書提供給我們的操作指導并不能讓所有的人成為應用專家，即使照著說明書去進行某些設置，也不知道為什么要這樣做，這無疑給我們用好用巧機器帶來了障礙。
本文針對這些問題，從掃描儀的基本結構入手，闡述它的工作原理，使我們對每一項設置或操作都知道原因，在應用水平上有一個提高。
一、掃描儀的工作原理
掃描儀是圖像信號輸入設備。它對原稿進行光學掃描，然后將光學圖像傳送到光電轉換器中變為模擬電信號，又將模擬電信號變換成為數字電信號，最后通過計算機接口送至計算機中。
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;然后啟動掃描儀驅動程序后，安裝在掃描儀內部的可移動光源開始掃描原稿。為了均勻照亮稿件，掃描儀光源為長條形，并沿y方向掃過整個原稿;照射到原稿上的光線經反射后穿過一個很窄的縫隙，形成沿x方向的光帶，又經過一組反光鏡，由光學透鏡聚焦并進入分光鏡，經過棱鏡和紅綠藍三色濾色鏡得到的RGB三條彩色光帶分別照到各自的CCD上，CCD將RGB光帶轉變為模擬電子信號，此信號又被A/D變換器轉變為數字電子信號。
至此，反映原稿圖像的光信號轉變為計算機能夠接受的二進制數字電子信號，最后通過串行或者并行等接口送至計算機。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，在計算機內部逐步形成原稿的全圖。
在掃描儀獲取圖像的過程中，有兩個元件起到關鍵作用。一個是CCD，它將光信號轉換成為電信號；另一個是A/D變換器，它將模擬電信號變為數字電信號。這兩個元件的性能直接影響掃描儀的整體性能指標，同時也關系到我們選購和使用掃描儀時如何正確理解和處理某些參數及設置。
1.什么是CCD?
CCD是Charge Couple Device的縮寫，稱為電荷耦合器件，它是利用微電子技術制成的表面光電器件，可以實現光電轉換功能。
CCD在攝像機、數碼相機和掃描儀中應用廣泛，只不過攝像機中使用的是點陣CCD，即包括x、y兩個方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機械裝置來完成。
CCD芯片上有許多光敏單元，它們可以將不同的光線轉換成不同的電荷，從而形成對應原稿光圖像的電荷圖像。如果我們想增加圖像的分辨率，就必須增加CCD上的光敏單元數量。實際上，CCD的性能決定了掃描儀的x方向的光學分辨率。
2.什么是A/D變換器?
A/D變換器是將模擬量(Analog)轉變為數字量(Digital)的半導體元件。從CCD獲取的電信號是對應于圖像明暗的模擬信號，就是說圖像由暗到亮的變化可以用從低到高的不同電平來表示，它們是連續變化的，即所謂模擬量。
A/D變換器的工作是將模擬量數字化，例如將0至1V的線性電壓變化表示為0至9的10個等級的方法是:0至小于0.1V的所有電壓都變換為數字0、0.1至小于0.2V的所有電壓都變換為數字1……0.9至小于1.0V的所有電壓都變換為數字9。實際上，A/D變換器能夠表示的范圍遠遠大于10，通常是2^8=256、2^10=1024或者2^12=4096。
如果掃描儀說明書上標明的灰度等級是10bit，則說明這個掃描儀能夠將圖像分成1024個灰度等級，如果標明色彩深度為30bit，則說明紅、綠、藍各個通道都有1024個等級。顯然，該等級數越高，表現的彩色越豐富。
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