平板扫描仪结构详解

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)。

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。
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。