电脑已经进入大部分家庭。我们使用电脑多是一些文字处理、图片编辑等操作,打印机和扫描仪就成为我们需要的外围设备。目前市场上流行多种多样的扫描仪产品,其产品性能、价格差异很大,而且由于技术核心的不同,产品适用于不同的需求,究竟那一款适合你?我们要首先熟悉技术之后才可能分别。
市场上的扫描仪形形色色,五花八门,从售价几百块的家用平板式扫描仪、笔记本专用的微型手持式扫描设备,直到万元以上超大幅面的专业级滚筒式扫描仪。这些扫描仪虽然接口不同,性能各异。但是它们的基础工作原理却不外乎三种:电荷偶合器(CCD)、接触式感光器件(CIS)和光电倍增管。 电荷偶合器(CCD) 电荷偶合器是我们所见到的绝大多数扫描仪所采用的扫描工作方式。它是在一片硅单晶上集成了几千到几万个光电三级管,然后将这些三极管分为三列分别用红绿蓝三色的滤色镜罩住,从而实现彩色扫描。这些三极管在受到强光照射时会产生电流,经过放大处理后进行输出。然后交由扫描仪的处理核心电路进行处理,最后传送至电脑内,显示出图像的扫描结果。CCD是一种相当成熟的扫描技术,由于其成本较低,成像质量却有着不俗的表现,甚至在某些高端产品中可以与低端的光电倍增产品(通常应用在数万元的专业级扫描器中的一种扫描技术)相媲美,因此具有极高的性价比。另外这种扫描技术由于在物体表面进行成像,具有一定的三维景深,能够对物体进行一定限制的景深扫描处理,可以实现扫描凹凸不平的物体。由于CCD采用硅单晶的技术,对于周围的环境温度的要求较低,所以适应的范围较为广泛。 CCD的主要缺点是由于其核心感光模块采用高密度的三极管,各光电三极管间的距离只有几微米,这样在使用过程中会存在明显的漏电现象,从而产生信号相互干扰降低了扫描的实际清晰度。采用CCD的扫描仪具有较为庞大复杂的光学镜像装置,在图像的传送中,不可避免地产生色彩偏差和像差,不过这些可以通过专用的软件进行补救。但由于这套光学装备的存在,所以CCD扫描仪是不可能做得很小的,在运输过程中,还要尽量注意到防止震动,以免影响到光学设备。 接触式感光元件(CIS) 所有的手持式扫描仪,采用的都是CIS扫描技术。在1998年以前,CIS的扫描技术存在着重大的缺陷,最高光学分辨率只能达到200dpi,因此曾一度从市场上淡出。近年来,CIS扫描技术有了重大突破,其精度已经提升到了600dpi,虽然比起CCD1200dpi还有不小的一段距离,但是已经是可以令人接受了。CIS采用的感光材料是硫化镉,由于尺寸过大,无法使用光学镜片成镜系统,所以其扫描精度大受影响。但是它只有CCD三分之一的造价,使它在低端市场上大有作为,同时由于省去了光学成像系统,反而可以把扫描仪做得很小以适用于特殊场合。
CIS的最致命缺点在于没有光学镜片,所以只能贴近原物体进行扫描,这样得到的图像精度较低,而且没有三维景深,不过能对物体的立体图像进行处理。 光电倍增管 光电倍增管是一种听起来很陌生的扫描技术,事实上由于这种扫描技术的扫描速度极慢,而且生产成本也相当高,所以根本就不可能跟CCD这种性价比极高的产品竞争。但在高端市场上,光电倍增管几乎占据了所有的市场份额。光电倍增管实际是一种电子管,其感光材料主要是由金属铯的氧化物及其他的一些活性金属(一般是镧系金属)的氧化物共同构成。这些感光材料在光线的照射下能够发射电子,经栅极加速后冲击阳电极,最后形成电流,再经过扫描仪的芯片进行转换,就生成出了物体的图像。在所有的扫描技术中,光电倍增管是性能最为优秀的一种,其灵敏度、噪声系数、动态范围等关键性指标远远超过了CCD及CIS等感光部件。所有的输出信号几乎不必做任何修改就可以获取极准确的色彩还原。同样,这种感光材料几乎不受温度的影响,因此可以工作在任何的工作环境中。但是这种扫描仪的成本极高,而且一次只能扫描一个像素,扫描速度之慢也是居于首位,往往扫描一张图需要几十分钟之多,因此它基本上只应用在售价昂贵的专业滚筒式扫描仪上。 三种扫描技术各有千秋,定位于不同的市场用户,其中家用市场上主要可以见到CCD和CIS两种技术的产品。
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