扫描仪光学器件新解

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许多人都知道扫描仪是属于一种电子产品，其实它内部的配件并不完全属于电子产品，也有一部分配件是属于光学器件，借助这些光学器件的帮助，扫描仪才能完成扫描成像这样的任务。那么您知道扫描仪中到底包含哪些光学器件呢，您对这些光学器件到底又能了解多少呢？那么我们来看看扫描仪中包含的常用光学器件的特点、作用。

　　1、光电倍增管器件

　　单从字面上来理解光电倍增的话，这种器件的作用就应该理解为放大光电信号的。光电倍增技术是目前所有扫描技术中最有特点的一种，这种技术广泛使用于各种高端扫描仪产品中，应用了该技术后，扫描仪的灵敏度、噪声系数、动态范围等参数性能将得到大幅度的改善，不过这些性能的提高是以牺牲扫描仪的扫描速度为代价的。

　　光电倍增技术所能实现的各种新型功能都是通过光电倍增管这个光学器件来实现的，这种电子管为了能提高在扫描过程中抵抗外界信号干扰的能力，特地使用了一种受温度变化很小的金属铯的氧化物感光材料，这种氧化物及其他的一些活性金属氧化物受到光照以后，就能自动发射电子，这些发射出来的电子通过电子管中的栅极加速处理以后，形成一种强势电子流，这种电子流确保扫描出来的信号在几乎能达到线性输出的效果，有了这种效果后用户几乎不要对扫描仪进行任何参数调整，就能扫描出逼真度很高的作品出来。

　　尽管这种技术具有许多优点，但由于它的高性能是建立在低扫描速度下的，一般普通扫描仪都不会使用该光电倍增管器件，毕竟这种扫描技术只能进行逐个像素逐个像素地扫描图象，扫描一幅普通图象的时间几乎没有多少人能够接受，况且由于这种光学器件的技术含量比较高，含有这种光电倍增管器件的扫描仪价格也是远远高于其他扫描仪，普通用户是无法承受得起这样的价格的。

　　2、CCD光电耦合器件

　　CCD光电耦合器件是传统扫描仪中使用最为普遍的一种光学器件，事实上由于CCD这种扫描技术的扫描速度要比光电倍增技术的扫描速度快得多，而且生产成本也比较低廉，所以在许多低端扫描仪产品中，这种CCD光电耦合器件还是非常受欢迎的。CCD光电耦合器件是由光电二极管，命令传输路径，控制信号路径三个部分组成，结构复杂，单位面积上的光电二极管数量相对较少，集光效率不高，这就使得CCD光电耦合器件如果要进一步提高扫描分辩率，就要以牺牲感光度，动态范围，信噪比，色彩的再现性等等为代价。

　　根据感光材料的不同，目前市场上有半导体隔离光电耦合器件和硅氧化物隔离光电耦合器件，这两种光学器件共同特点就是在一片硅单晶上集成了几千到几万个光电三极管，这些光电三极管一旦接受到光线的照射，同样也会出现光电电子，这些电子经过中间环节的放大处理以后，形成三束电子流，最后这些电子流将分别被不同颜色的滤色镜吸收，最终达到彩色扫描的效果。

　　这两种光学器件不同的是，半导体隔离光学器件是借助半导体PN结的色缘来达到各束电子流之间绝缘目的的，不过这种绝缘方法的效果非常低下，因为半导体PN结的隔离电阻较小，很容易造成各光电三极管组之间发生漏电故障，这样各束光电电流之间相互干扰和影响就比较大，最终将会影响扫描仪的扫描成像效果，不过随着扫描技术的不断发展和提高，半导体隔离感光器件的扫描性能正在逐步得到改善和提高，其高端产品的性能已经接近低档的光电倍增管产品。
　　为了能提高扫描的清晰度和逼真度，硅氧化物隔离光电耦合器件针对半导体隔离技术的缺陷，进行了改革，虽然它同样也是借助半导体PN结的色缘来达到各束电子流之间绝缘目的的，但这里的半导体PN结材料由原来的单晶硅改换成绝缘电阻更大的用二氧化硅来代替了，从而避免了各束电子流之间的相互干扰，确保了扫描仪的最终扫描质量。

　　在各种感光器件中，硅氧化物隔离光电耦合器件的生产成本低于光电倍增管的成本，但要高出半导体隔离光电耦合器件成本的几倍，因此硅氧化物隔离光电耦合器件通常出现在中、高档扫描仪产品中，它所能获得的扫描质量要比含有半导体隔离光电耦合器件的扫描仪更好一些。当然半导体隔离光电耦合器件对付立体扫描，厚书、板卡扫描等还是绰绰有余的。

　　3、CIS接触感光器件

　　所谓CIS其实就是接触感应的意思，现在CIS这种技术一般都用在手持式扫描仪产品中，不过这种技术的应用推广并不是一帆风顺的，最初由于这种技术在扫描分辨率上存在缺陷，而曾一度从市场上淡出，后来随着扫描技术的不断成熟，CIS扫描技术在扫描分辨率上取得了很大的进展，由开始只能扫描200dpi的作品到现在能处理600dpi的扫描任务。

　　而所谓的CIS接触感光器件也是一种光学电子管，这种电子管用的感光材料与上面两种材料都不一样，它使用的感光材料是硫化镉，不过由于这种感光材料的特殊性，CIS接触感光器件在尺寸上就相对要比前面的光学器件大一些，这种大尺寸使得光学镜片成镜系统无法继续使用。

　　CIS接触感光器件的发光体是用led排，不经过反射镜反射就直接被光电耦合器接收，因此这也是CIS接触感光器件无法提高扫描分辨率的主要原因之一。尽管CIS接触感光器件与CCD光电耦合器件推出的时间几乎是一致的，但由于CIS接触感光器件存在着许多明显的缺陷，例如受外界使用环境的温度影响非常大，这就很容易导致扫描的效果和性能很不稳定，还有CIS接触感光器件的景深较差，缺乏实物扫描能力，这就对扫描对象提出了很高的要求，必须将扫描对象非常贴近扫描仪才能勉强扫描出图象来。

　　此外使用CIS接触感光器件的扫描仪在扫描时发出的噪音很大，扫描色彩比较单一，扫描逼真度也很差，正是由于这样的缺陷使得CIS扫描仪很难成为扫描仪产品中的市场主流。

　　当然，并不是说使用CIS接触感光器件的扫描仪本身就一无是处了，由于CIS接触感光器件没有使用光学镜片成镜系统，这样CIS扫描仪在尺寸上就能做得很小，这样生产出来的扫描仪在重量上就很轻，外观上体积就很小，这样的产品很适合便携移动办公的需求。