扫描仪的外型十分简洁、紧凑,但其内部结构却相当复杂。不仅有复杂的电子线路控制,而巨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。它们的巧妙结合构成了扫描仪独特的工作方式。图9-71为典型的平板式扫描仪的内部与外部结构。扫描仪通常是由扫描头、主板、机械机构和光学系统等四个部分组成。
扫描头由线状CCD组成,它的作用是实现光电转换,其精度直接影响扫描图像的还原程度;扫描仪主板包括CPU、A/D转换器、接口等部分,主要完成图像数据转换,与微机接口等功能,它控制扫描仪的整个工作过程;机械机构主要由步进电动机和导轨组成;光学系统包括光源、光路、镜头等。
(1)机盖 主要是将要扫描的原稿压紧,以防止扫描灯光线泄漏。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,扫描仪非常讲究机盖的设计。
图9-71 平板式扫描仪组成结构图
(2)稿台 主要是用来放置扫描原稿,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。稿台玻璃清洁情况会直接影响扫描图像的质量。
(3)光学成像部分 俗称扫描头(见图9-72),即图像信息读取部分,它是扫描仪的核心部件,用来获取原稿反射的光信息。其精度直接影响扫描图像的还原逼真程度。它包括灯管、反光镜、镜头及电荷耦合器件(CCD)等零部件。扫描头中反光镜的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。而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。
(4)光电转换部分 光电转换部分是指扫描仪内部的主板,如图9-73所示。扫描仪的光电转换部分是扫描仪的心脏。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,以及对步进电动机的控制,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。
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图9-72 扫描仪光学成像部分
(5)机械传动装置 机械传动部分包括步进电动机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组如图9-74所示。
步进电动机是用脉冲信号精确控制移动的一种电动机,它是扫描仪机械传动部分的核心,也是驱动扫描装置的动力源。扫描仪的噪声和速度在一定程度上就是由它决定的。这里速度和精度与前面提到的节能和色温问题一样,存在着矛盾。速度越快移动单位距离所需的时间就短,精度就会降低;精度提高,其结果是消耗时间增加,就会造成速度减慢。
扫描过程中,步进电动机通过直接驱动皮带实现驱动扫描头,对图像进行扫描。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。而齿轮组是保证机械设备正常工作的中间衔接设备。
图9-73 扫描仪光电转换部分
图9-74 扫描仪机械传动部分
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