Grundprinzipien
Mithilfe eines lichtempfindlichen Geräts wird das erfasste Lichtsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt. Dieses elektrische Signal wird dann von einem Analog-zu-Digital (A/D)-Wandler in ein digitales Signal umgewandelt und an den Computer übertragen.
Photoelektrische Umwandlungskomponenten
Die Komponente, die die fotoelektrische Umwandlung durchführt, ist das lichtempfindliche Gerät, das den Kern des Scanners bildet. Seine photoelektrischen Umwandlungseigenschaften wie Spektralempfindlichkeit, Lichtstabilität, Empfindlichkeit und Rauschen sind für die Übertragung von Bildinformationen von entscheidender Bedeutung.
① CCD (ladungsgekoppeltes Gerät)
Der chinesische Name für CCD ist Charge Coupled Device. Ähnlich wie bei einer allgemeinen integrierten Halbleiterschaltung integriert es Tausende von Fototransistoren auf einem einzigen Siliziumkristall. Diese Fototransistoren sind in drei Reihen angeordnet, die jeweils mit roten, grünen und blauen Farbfiltern abgedeckt sind und so eine Farbabtastung ermöglichen. Bei Beleuchtung erzeugen die Fototransistoren einen Strom, der verstärkt und ausgegeben wird. Die CCD-Scanner-Technologie hat sich im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt und ist das wichtigste lichtempfindliche Element, das in gängigen Scannern auf dem Markt verwendet wird.
Die Vorteile von CCDs sind: hohe Bildqualität, ausreichende Schärfentiefe und die Möglichkeit, unebene Objekte zu scannen; und ein niedriger Temperaturkoeffizient, was bedeutet, dass Änderungen der Umgebungstemperatur für den allgemeinen Betrieb vernachlässigbar sind. Zu den Nachteilen von CCDs gehören: Zwischen den Tausenden von Fototransistoren, aus denen ein CCD besteht, besteht aufgrund ihrer räumlichen Nähe (im Mikrometer---Bereich) ein erheblicher Leckstrom, und Störungen durch die Signale jeder lichtempfindlichen Einheit verringern die tatsächliche Klarheit des Scanners. Die Verwendung von Spiegeln und Linsen führt zu Farbabweichungen und Aberrationen, die eine Softwarekorrektur erfordern. und die Notwendigkeit eines hochentwickelten optischen Systems macht es schwierig, den Scanner zu miniaturisieren.
② CIS (Kontaktbildsensor)
CIS steht für Contact Image Sensor. Zur Lichterfassung werden lichtempfindliche Kontaktelemente (lichtempfindliche Sensoren) eingesetzt. In einer Tiefe von 1 mm-2 mm unter der Scanplattform sind 300-600 rote, grüne und blaue LEDs (Leuchtdioden) dicht nebeneinander angeordnet und erzeugen eine weiße Lichtquelle. Dies ersetzt die komplexen Mechanismen von CCD-Scannern, wie das CCD-Array, Linsen, Leuchtstoffröhren und Kaltkathodenstrahlröhren, und wandelt die optisch-mechanische-elektronische Integration eines CCD-Scanners in die mechanisch-elektrische Integration eines CIS-Scanners um. Mit CIS-Technologie hergestellte Scanner bieten Vorteile wie geringe Größe, geringes Gewicht und niedrige Produktionskosten. Allerdings weist die CIS-Technologie auch Nachteile auf, vor allem die Unfähigkeit, hochauflösende Scanner zu erstellen, und eine relativ langsame Scangeschwindigkeit.
Lichtquelle
Die Lichtquelle ist für Scanner von entscheidender Bedeutung, da das gesamte vom lichtempfindlichen Element erfasste Licht von der eigenen Lampe des Scanners stammt. Unreine oder farbverzerrte Lichtquellen wirken sich direkt auf die Scanergebnisse aus. Beispielsweise könnten Sie in einem Geschäft ein Kleidungsstück sehen, das Ihnen gefällt, aber wenn Sie nach Hause kommen, scheint die Farbe anders zu sein als die, die Sie im Geschäft gesehen haben. Dies liegt daran, dass sich die Lichtquelle verändert hat, was zu einem anderen optischen Erscheinungsbild führt.
Ein Analog-zu-Digital (A/D)-Wandler
Ein A/D-Wandler wandelt sich kontinuierlich ändernde analoge Signale in diskrete digitale Signale um. Seine Hauptaufgabe besteht darin, erfasste analoge Spannungen in digitale Werte umzuwandeln, die Farben oder Grauwerte darstellen. Zu den wichtigsten Leistungsindikatoren gehören die Konvertierungsgenauigkeit, die Konvertierungszeit und der Eingabewiderstand.
