1、2022-6-241第四章 線陣CCD和面陣CCD2022-6-242一、用于尺寸測量的線陣一、用于尺寸測量的線陣CCD各種線陣CCD均可用于尺寸測量。TCD1206UD是一種典型的二相線陣CCD。第一節第一節 線陣線陣CCDCCD器件器件2022-6-243TCD1206UD的基本結構的基本結構2022-6-244TCD1206UD為典型的二相線陣為典型的二相線陣CCD。圖。圖4-1為為TCD1206UD的基本的基本結構原理圖。它由結構原理圖。它由2236個個pn結光電二極管構成光敏元陣列，其中結光電二極管構成光敏元陣列，其中前前64個和后個和后12個是用作暗電流檢測而被遮蔽的，圖中用符號個

2、是用作暗電流檢測而被遮蔽的，圖中用符號Dn表表示；中間的示；中間的2160個光電二極管是曝光像敏單元，圖中個光電二極管是曝光像敏單元，圖中Sn表示。奇、表示。奇、偶數光敏元分別與兩邊移位寄存器相連。移位寄存器的每一位偶數光敏元分別與兩邊移位寄存器相連。移位寄存器的每一位（像素）有兩個（像素）有兩個MOS，其中的一個，其中的一個MOS與光敏元相連，并接與光敏元相連，并接1脈沖，另一個不直接與光敏元相連，接脈沖，另一個不直接與光敏元相連，接2脈沖。其像素數量與光脈沖。其像素數量與光敏元相同。每個光敏單元的尺寸為敏元相同。每個光敏單元的尺寸為14m長、長、14m高，中心距亦高，中心距亦為為14m。光

3、敏元陣列總長。光敏元陣列總長30.24mm，光敏元的兩側是用作存儲信，光敏元的兩側是用作存儲信號電荷的號電荷的MOS電容列電容列(圖中存儲柵圖中存儲柵)。MOS電容陣列兩側是轉移柵電容陣列兩側是轉移柵電極電極SH，轉移柵的兩側為，轉移柵的兩側為CCD模擬移位寄存器，其輸出部分由信模擬移位寄存器，其輸出部分由信號輸出單元和補償輸出單元構成。號輸出單元和補償輸出單元構成。2022-6-2452022-6-246TCD1206UD在圖在圖4-2所示的特定驅動脈沖作用下工作。所示的特定驅動脈沖作用下工作。當當SH脈沖高電平到來時，正值脈沖高電平到來時，正值1電極下均形成深勢阱，電極下均形成深勢阱，同時

4、同時SH的高電平使的高電平使1電極下的深勢阱與電極下的深勢阱與MOS電容存儲電容存儲勢阱溝通。如圖勢阱溝通。如圖4-3所示，所示，MOS電容下的信號電荷包通電容下的信號電荷包通過轉移柵轉移到模擬移位寄存器的過轉移柵轉移到模擬移位寄存器的1電極下的勢阱中。電極下的勢阱中。工作原理工作原理2022-6-2472022-6-248當當SH由高變低時，由高變低時，SH低電平形成的淺勢阱將存儲柵下勢低電平形成的淺勢阱將存儲柵下勢阱與阱與1電極下的勢阱隔離開。存儲柵勢阱進入光積分狀態，電極下的勢阱隔離開。存儲柵勢阱進入光積分狀態，而模擬移位寄存器將在而模擬移位寄存器將在1和和2脈沖的作用下驅使轉移到脈沖的

5、作用下驅使轉移到1電極下勢阱中的信號電荷進行轉移，并經過輸出電路由電極下勢阱中的信號電荷進行轉移，并經過輸出電路由OS電極輸出。電極輸出。由于結構上的安排，由于結構上的安排，OS端首先輸出端首先輸出13個虛設單元信號，再個虛設單元信號，再輸出輸出51個暗信號，然后連續輸出個暗信號，然后連續輸出S1到到S2160的有效像素單元的有效像素單元信號。第信號。第S2160信號輸出后，又輸出信號輸出后，又輸出9個暗信號，再輸出個暗信號，再輸出2個個奇偶檢測信號，以后便是空驅動。空驅動數目可以任意的。奇偶檢測信號，以后便是空驅動。空驅動數目可以任意的。由于該器件是兩列并行分奇、偶傳輸的，所以在一個由于該器

6、件是兩列并行分奇、偶傳輸的，所以在一個SH周周期中至少要有期中至少要有1118個個1脈沖，即脈沖，即TSH1118T1。圖。圖4-2中的中的R為復位級的復位脈沖。為復位級的復位脈沖。2022-6-249當光照射光敏元時，由于光電轉換原理，可以產生相應的信號電荷并將當光照射光敏元時，由于光電轉換原理，可以產生相應的信號電荷并將其存儲在勢阱中，這樣光敏區因感光而形成一個電像，它與景物相對其存儲在勢阱中，這樣光敏區因感光而形成一個電像，它與景物相對應。存儲的電荷在一定時間后轉移到移位寄存器，相鄰應。存儲的電荷在一定時間后轉移到移位寄存器，相鄰2次電荷轉移的時次電荷轉移的時間間隔稱為間間隔稱為積分時間

7、積分時間，由于電荷的轉移時間很短，可認為電荷轉移的周，由于電荷的轉移時間很短，可認為電荷轉移的周期便是積分時間，也是光敏元接受光照的時間。如圖期便是積分時間，也是光敏元接受光照的時間。如圖4-2當移位寄存器中當移位寄存器中1為高電平，此時為高電平，此時SH脈沖也為高電平使脈沖也為高電平使1電極下的深勢阱與光敏元的電極下的深勢阱與光敏元的存儲勢阱溝通，光敏元里的信號電荷迅速向兩邊模擬移位寄存器的存儲勢阱溝通，光敏元里的信號電荷迅速向兩邊模擬移位寄存器的1電電極控制的極控制的MOS單元轉移。然后，單元轉移。然后，SH電平變低，形成淺勢阱，光敏元與移電平變低，形成淺勢阱，光敏元與移位寄存器隔斷，光敏

8、元開始將光照量轉化為對應信號電荷量。同時，已位寄存器隔斷，光敏元開始將光照量轉化為對應信號電荷量。同時，已轉移到移位寄存器中的信號電荷包通過驅動脈沖轉移到移位寄存器中的信號電荷包通過驅動脈沖1、2的控制，順次地的控制，順次地向圖向圖4-1中的左邊轉移，并經輸出部分的中的左邊轉移，并經輸出部分的OS端輸出，輸出電壓信號的大小端輸出，輸出電壓信號的大小與光敏元中的電荷數成正比，光敏元中的電荷數與光的強度和積分時間與光敏元中的電荷數成正比，光敏元中的電荷數與光的強度和積分時間成正比。由圖成正比。由圖4-2可知，可知，SH的周期就是積分時間。的周期就是積分時間。 2022-6-2410TCD1206U

9、D的驅動電路的驅動電路TCD1206UD的驅動電路如圖的驅動電路如圖4-4所示。由晶體振蕩器構成的所示。由晶體振蕩器構成的脈沖信號源產生主時鐘脈沖信號源產生主時鐘M 。M脈沖經可編程邏輯器件脈沖經可編程邏輯器件ISPLS1產生產生SH， 1， 2， R四路驅動脈沖。在這四路驅四路驅動脈沖。在這四路驅動脈沖的作用下，動脈沖的作用下，TCD1206UD輸出輸出OS信號及信號及DOS信號。將信號。將此二路輸出信號分別送到差分放大器此二路輸出信號分別送到差分放大器LF357的正、反輸入端的正、反輸入端進行差分放大，抑制掉共模的進行差分放大，抑制掉共模的R引起的干擾，得到如圖引起的干擾，得到如圖4-5所

10、示的信號波形。圖所示的信號波形。圖4-5中的中的SP及及C是為用戶提供的控制脈是為用戶提供的控制脈沖，沖，SP與與CCD輸出的像元光電信號同步，可用來做采樣保輸出的像元光電信號同步，可用來做采樣保持控制信號。持控制信號。C的上升沿對應于的上升沿對應于CCD的第一個有效像素單的第一個有效像素單元元S1，因而可以用作行同步。當然也可以用，因而可以用作行同步。當然也可以用SH作行同步，作行同步，但由于但由于CCD首先輸出首先輸出64個虛設單元個虛設單元(含暗電流信號含暗電流信號)信號，所信號，所以采用以采用C比采用比采用SH更好。更好。2022-6-24112022-6-24122022-6-241

11、3TCD1206UD的特點的特點1)驅動方便驅動方便TCD1206UD的四路驅動脈沖均可由的四路驅動脈沖均可由CMOS邏輯器件邏輯器件HC7404直接直接提供提供0.3V到到5V的脈沖，因為在芯片的內部已經設置了電平轉換器。的脈沖，因為在芯片的內部已經設置了電平轉換器。2)靈敏度高靈敏度高TCD1206UD的光電靈敏度為的光電靈敏度為45V/lxs，它的飽和曝光量為，它的飽和曝光量為0.037lxs。雖然低于。雖然低于TCD1208AP(110V/lxs，0.01lxs)，但它的動，但它的動態范圍態范圍1700比比TCD1208AP(400)高得多。高得多。2022-6-24143)光譜響應光

12、譜響應TCD1206UD的光譜響應的峰值響應波長的光譜響應的峰值響應波長l lm為為550nm，長波限，長波限為為1100nm，短波限可延長到紫外譜區。，短波限可延長到紫外譜區。2022-6-24154)溫度特性溫度特性TCD1206UD的溫度特性如下圖所示。當環境溫度由零度增長的溫度特性如下圖所示。當環境溫度由零度增長到到60時，它的信號輸出端時，它的信號輸出端VOS幾乎沒有太大的變化。幾乎沒有太大的變化。2022-6-24165)積分時間與暗電壓的變化關系積分時間與暗電壓的變化關系TCD1206UD是積分器件，隨著積分時間的增長，積累的暗電荷是積分器件，隨著積分時間的增長，積累的暗電荷也隨

13、之增長。也隨之增長。2022-6-24176)TCD1206UD的特性參數的特性參數 特性參數符號 最小值 典型值最大值單位備注靈敏度 （響應）R33 45 56 V/lxs 對于發光二極管(660nm)光源的響應為600 V/lxs像敏單元不均勻性PRNU 10 20 寄存器不平衡性 RI 3 飽和輸出電壓 VSAT 1.5 1.7 V 飽和曝光量 SE 0.037 lxs 暗信號電壓 VDRK 1 2 mV 所有有效像素單元暗信號的最大值暗信號電壓不均勻性DSNU 2 3 mV 2022-6-2418特性參數符號 最小值 典型值最大值單位備注直流功率損耗 PD 140 180 mW 總轉移

14、效率 TTE 92 輸出阻抗 ZO 1.0 k 驅動頻率f2.0MHZ動態范圍DR1700直流信號輸出電壓 VOS 4.5 5.5 7 .0 V 直流參考輸出電壓VDOS4.5 5.5 7 .0 V 直流失調電壓20mV2022-6-2419TCD1206UD2236個光電二極管構成總長30.24mm的光敏元陣列2160像元單元TCD1703C7500像元，像敏區總長52.5mm。二路并行輸出，輸出的數據率是單路輸出二路并行輸出，輸出的數據率是單路輸出(TCD1500C)的的2倍。可用于高速測量。倍。可用于高速測量。TCD1500C5340像元，像元總長37.38mm。 TCD1500C像元數

15、比像元數比TCD1206UD多，像元多，像元尺寸是尺寸是TCD1206UD的的1/2。測量精度比。測量精度比TCD1206UD至少提高一倍。至少提高一倍。2022-6-2420二、用于光譜探測的線陣二、用于光譜探測的線陣CCD用于光譜探測的線陣用于光譜探測的線陣CCD應具有光譜響應范圍寬，具有較應具有光譜響應范圍寬，具有較大的動態范圍，噪聲低，暗電流小，具有很高的靈敏度，大的動態范圍，噪聲低，暗電流小，具有很高的靈敏度，像敏單元的不均勻性好等特性。像敏單元的不均勻性好等特性。RL1024SB器件為自掃描光電二極管陣列器件器件為自掃描光電二極管陣列器件2022-6-2421RL1024SB器件器

16、件2022-6-2422 RL1024SB器件的等效電路圖如圖4-13所示。圖下部的PN結光電二極管是像敏單元，上面的PN結為不感光的光電二極管列陣(亦稱為虛設光電二極管列陣)。每個有效光電二極管都有對應著一個MOS場效應管用來存儲光電二極管產生的信號電荷。有效光電二極管上面對應的場效應管為開關管。圖的最上面為移位寄存器，通過1 和2脈沖的作用，移位寄存器可以順序地打開場效應管開關，使右邊輸出有效光電信號和暗光電信號。有效光電二極管的光敏尺寸為長25um，高2.5mm，1024像元總長25.6mm 。顯然，它的光敏面的面積較大(6.25*104um2)，相應的光照靈敏度較高。RL1024SB器

17、件的結構與工作原理器件的結構與工作原理 2022-6-2423RL1024SB的特點的特點 (1)光譜響應光譜響應右圖為RL1024SB器件的光譜響應特性曲線。普通光學玻璃在紫外波段對光的吸收較大，使得普通光學玻璃窗口的光譜響應曲線截止于350nm ；石英玻璃在紫外波段對光的吸收很小，它的光譜響應曲線可延長至200nm 紫外譜區。因此，在要求檢測紫外線波段的光譜時，要選用石英玻璃窗口的器件，區別窗口玻璃的方法是在器件型號的尾部以Q符號表示石英窗口的器件，以G表示普通玻璃窗口的器件。選用時一定要注意，如RL1024SBQ-011即為石英玻璃窗口的器件。2022-6-2424(2)輸出電荷與曝光量

18、的線性輸出電荷與曝光量的線性RL1024SB的輸出信號與曝光量的關系曲線如圖所示。 可以看出，曲線的線性很好。當曝光量接近飽和曝光量時曲線才出現彎曲。線性關系變壞。2022-6-2425特征典型值最大值單位 像元素中心距25 um 像元高2.5 mm 靈敏度2.9*10-4 C/Jcm-2 像敏單元不均勻性510%飽和曝光量35 nJ/cm2 飽和電荷10 pC動態范圍31250 暗電流（均方根值）0.200.50pA峰值波長 750 nm光譜響應范圍2001000 nm表4-2 RL1024SB系列CCD的特性參數 2022-6-2426三、用于彩色圖像采集的線陣三、用于彩色圖像采集的線陣C

19、CDTCD2000P器件器件TCD2000P為串行式彩色線陣為串行式彩色線陣CCD，管腳定義如圖，管腳定義如圖4-36所示。所示。2022-6-2427它也是二相時鐘驅動的器件。它由它也是二相時鐘驅動的器件。它由480個有效光電二極管個有效光電二極管構成像敏元陣列。每個像元尺寸為構成像敏元陣列。每個像元尺寸為11um長、長、33um高、高、中心距為中心距為11um。它的像元三個為一組，每一組含。它的像元三個為一組，每一組含G、B、R三色三色(由其上面的濾色片決定由其上面的濾色片決定)像敏單元。像敏元總長為像敏單元。像敏元總長為5.28mm。它的結構原理如圖。它的結構原理如圖4-37所示。由圖可

20、見，它為所示。由圖可見，它為單溝道型線陣單溝道型線陣CCD，在器件內部設置有脈沖發生器、驅，在器件內部設置有脈沖發生器、驅動器、采樣保持器和補償輸出單元等。動器、采樣保持器和補償輸出單元等。2022-6-24282022-6-2429TCD2000P的驅動脈沖波形圖如圖的驅動脈沖波形圖如圖4-38所示。它由轉移脈所示。它由轉移脈沖沖SH，驅動脈沖，驅動脈沖1、2和主時鐘和主時鐘M構成。它的輸出信號構成。它的輸出信號波形如圖中波形如圖中OS所示。它的彩色三基色的順序為所示。它的彩色三基色的順序為G、B、R。由于由于CCD光敏單元對光敏單元對G、B、R的響應不同，在同樣照度的響應不同，在同樣照度情

21、況下，輸出幅度不同。情況下，輸出幅度不同。2022-6-24302022-6-2431TCD2000P的其他特性參數如表的其他特性參數如表4-6所示。所示。2022-6-2432典型線陣典型線陣CCD討論典型的單溝道線陣CCD器件TCD1209D的基本結構、工作原理、驅動電路及其特性參數。2022-6-2433一、一、TCD1209D的基本結構的基本結構 TCD1209D為典型的二相單溝道型線陣CCD圖像傳感器，其基本結構、工作原理及驅動電路等都具有典型性。2022-6-2434二、二、TCD1209D的基本工作原理的基本工作原理TCD1209D的驅動脈沖波形圖如圖所示。 2022-6-243

22、5三、三、TCD1209D的特性參數的特性參數 TCD1209D是一種性能優良的線陣CCD器件。它具有速度快，靈敏度高，動態范圍寬，像敏單元不均勻性好，功耗低，光譜響應范圍寬等優點。 1.光譜響應特性光譜響應特性 光譜響應的峰值波長為光譜響應的峰值波長為550nm；短波響應在短波響應在400 nm處大處大于于70%；光譜響應的長波限在光譜響應的長波限在1100nm。2022-6-24362.靈敏度靈敏度 線陣CCD的靈敏度參數定義為單位曝光量的作用下器件的輸出信號電壓，即 式中的UO為線陣CCD輸出的信號電壓，HV光敏面上的曝光量。 VOHUR TCD1209D的飽和曝光量SE僅0.06(lx

23、.s)。 2022-6-24373. 動態范圍動態范圍 動態范圍參數DR定義為飽和曝光量與信噪比等于1時的曝光量之比。但是，這種定義的方式不容易計量，為此常采用飽和輸出電壓與暗信號電壓之比代替。這樣，動態范圍DR為 DAKVVDRSAT式中，VSAT為CCD的飽和輸出電壓， VDAK為CCD沒有光照射時的輸出電壓(暗信號電壓)。 顯然，降低暗信號電壓是提高動態范圍的最好方法。動態范圍越高的器件品質越高。 2022-6-2438四、四、TCD1209D的驅動電路的驅動電路由TCD1209D驅動脈沖波形圖中可以看出：TCD1209D的驅動器應產生SH、CR1、CR2、RS、CP等5路脈沖。其中轉移

24、脈沖的周期遠遠大于其它4路脈沖的周期。2022-6-24392022-6-2440五、五、TCD1209D的外形尺寸的外形尺寸 TCD1209D為DIP22封裝形式的雙列直插型器件，外形尺寸：器件的外形尺寸為總長41.6mm，寬10.16mm，高7.7mm；器件的光敏單元總長為28.672mm；光敏單元（像敏面）距離器件表面玻璃的距離為1.72mm，表面玻璃的厚度為0.70.1 mm。 2022-6-24412022-6-2442一、掃描儀一、掃描儀組成結構組成結構 復雜的電子線路控制，復雜的電子線路控制，精密的光學成像器件，精密的光學成像器件，設計精巧的機械傳動裝置。設計精巧的機械傳動裝置。

25、第二節第二節 線陣線陣CCDCCD的應用的應用2022-6-2443圖圖1 1所示為典型的平板式掃描儀的內部與外部結構。所示為典型的平板式掃描儀的內部與外部結構。從圖中可以看出，掃描儀主要由上蓋、原稿臺、光學成像從圖中可以看出，掃描儀主要由上蓋、原稿臺、光學成像部分、光電轉換部分、機械傳動部分組成。部分、光電轉換部分、機械傳動部分組成。 2022-6-24441.上蓋上蓋上蓋主要是將要掃描的原稿壓緊，以防止掃描燈光線泄露。2.原稿臺原稿臺原稿臺主要是用來放置掃描原稿的地方，其四周設有標尺線以方便原稿放置，并能及時確定原稿掃描尺寸。中間為透明玻璃，稱為稿臺玻璃。在掃描時需注意確保稿臺玻璃清潔，否

26、則會直接影響掃描圖像的質量。另外，要特別注意在放置掃描原稿時不要損壞稿臺玻璃，要“輕拿輕放”。稿臺玻璃的損壞會影響掃描儀內部的其他器件(如成像部件)，尤其是稿臺玻璃的破損會使灰塵及雜質直接侵入掃描儀內部，使掃描品質下降，嚴重時會造成掃描儀的損壞。 2022-6-24453.光學成像部分光學成像部分光學成像部分俗稱掃描頭，即圖像信息讀取部分，它是掃描儀的核心部件，其精度直接影響掃描圖像的還原逼真程度。它包括以下主要部件：燈管、反光鏡、鏡頭以及電荷耦合器件(CCD)。掃描頭的光源一般采用冷陰極輝光放電燈管，燈管兩端沒有燈絲，只有一根電極，具有發光均勻穩定、結構強度高、使用壽命長、耗電量小、體積小等

27、優點。 2022-6-2446 掃描頭還包括幾個反光鏡，其作用是將原稿的信息反射到鏡頭上，由鏡頭將掃描信息傳送到CCD感光器件，最后由CCD將照射到的光信號轉換為電信號。鏡頭是把掃描信息傳送到CCD處理的最后一關，它的好壞決定著掃描儀的精度。掃描精度即是指掃描儀的光學分辨率，主要是由鏡頭的質量和CCD的數量決定。由于受制造工藝的限制，目前普通掃描頭的最高分辨率為20000像素，應用在A4幅面的掃描儀上，可實現2400dpi的掃描精度，這樣的精度能夠滿足多數領域的需求。2022-6-24474.光電轉換部分光電轉換部分光電轉換部分是指掃描儀內部的主板。掃描儀的光電轉換部分主板只是一小塊，但它卻是

28、掃描儀的心臟。它是一塊安置有各種電子元件的印刷電路板。它是掃描儀的控制系統，在掃描儀掃描過程中，它主要完成CCD信號的輸入處理，以及對步進電機的控制，將讀取的圖像以任意的解析度進行處理或變換所需的解析度。 2022-6-24485.機械傳動裝置機械傳動裝置機械傳動部分主要包括步進電機、驅動皮帶、滑動導軌和齒輪組。(1)步進電機：它是機械傳動部分的核心，是驅動掃描裝置的動力源。步進電機其實就是用脈沖信號精確控制移動的一種電機，掃描儀的噪音和速度在一定程度上就是由它決定的。速度和精度存在著矛盾。速度越快，移動單位距離所需的時間就短，精度就會降低；精度提高，其結果是消耗時間增加，就會造成速度減慢。

29、2022-6-2449 在掃描儀掃描圖像的過程中，掃描頭要依靠步進電機來拖動。傳統的步進電機是依靠齒輪傳動來實現運動的。當齒輪傳動時，即使是兩個緊密嚙(nie)合的齒輪，在它們的各齒之間都會留有一些空隙，這是不可避免的，在往復運動的時候，就會給精度帶來影響，輕則會使掃描的精度下降，嚴重時會使圖像出現一些條紋。所以，微步進電機技術就在這種情況下應運而生的。它采用縮小電機拖動的運動步幅，可以達到傳統步進電機步幅的三分之一或者四分之一，甚至更低，能精確控制掃描頭的平穩運動，避免了往復運動中齒輪間的空隙所帶來的缺陷，減少了不穩定移動所帶來的鋸齒波紋和色彩失真，使掃描速度加快，噪音減小，圖像質量明顯提高

30、。 2022-6-2450(2)驅動皮帶：掃描過程中，步進電機通過直接驅動皮帶驅動掃描頭，對圖像進行掃描。(3)滑動導軌：掃描裝置經驅動皮帶的驅動，通過在滑動導軌上的滑動實現線性掃描的過程。(4)齒輪組：是保證機械設備正常工作的中間銜接設備。2022-6-2451(1)(1)線陣線陣CCDCCD的結構的結構 CCD圖像傳感器是平板式掃描儀的核心，其主要作用就是將照射到其上的光圖像轉換成電信號。將CCD圖像傳感器放大，可以發現在10m的間隔上并行排列著數千個CCD圖像單元，這些圖像單元規則地排成一線，當光線照射到圖像傳感器的感光面上時，每個CCD圖像單元都接受照射其上的光線，并根據感應到的光線強

31、弱，產生相應的電荷。然后，若干電荷以并行的順序進行傳輸。2022-6-2452一般掃描儀使用的光學成像系統有兩種：縮小掃描型光學成像系統和等倍掃描型光學成像系統。縮小型光學成像系統采用2-5cm長度的線陣CCD作為光學系統中的圖像傳感器，由于CCD的尺寸遠不及掃描原稿的寬度，因此，這種成像系統中，在CCD的前面有一個鏡頭，像數字相機一樣，用于在掃描時將原稿圖像通過鏡頭縮小后投射到線陣CCD上。(2)(2)光學成像系統光學成像系統2022-6-2453(3)(3)色分離技術色分離技術目前，彩色掃描儀已成為市場的主流，它能夠很真實地還原原稿圖像的品質。通過彩色掃描儀掃描得到的數字圖像，不論是形狀還

32、是色彩，掃描得到的圖像都很好地保持了原稿的品質。 2022-6-2454 真實色彩的還原主要應歸功于掃描儀獨特的色分離技術。由于CCD只是將所感應的光的強弱轉換成相應大小的電荷，它不可能對所掃描圖像的顏色進行識別。因此，掃描儀需要將這些顏色進行分離。我們都知道，紅、綠、藍是光的三基色，即用這3種顏色疊加可以組合出其他任意顏色。就是根據這個特點，掃描儀在掃描圖像時，先生成分別對應于紅(R)、綠(G)、藍(B)的三基色的3幅圖像，也就是說每幅圖像中只包含相應的單色信息，紅基色圖像中只包含紅色的信息、綠基色圖像中只包含綠色信息，藍基色圖像中自然只包含藍色信息。最后，將這3幅圖像合成即得到了彩色的圖像

33、。 2022-6-2455工作過程工作過程 1)開始掃描時，機內光源發出均勻光線照亮玻璃面板上的原稿，產生表示圖像特征的反射光(反射稿)或透射光(透射稿)。反射光經過玻璃板和一組鏡頭，分成紅綠藍3種顏色匯聚在CCD感光元件上，被CCD接受。其中空白的地方比有色彩的地方能反射更多的光。2)步進電機驅動掃描頭在原稿下面移動，讀取原稿信息。掃描儀的光源為長條形，照射到原稿上的光線經反射后穿過一個很窄的縫隙，形成沿x方向的光帶，經過一組反光鏡，由光學透鏡聚焦并進入分光鏡。經過棱鏡和紅綠藍三色濾色鏡得到的RGB三條彩色光帶分別照到各自的CCD上，CCD將RGB光帶轉變為模擬電子信號，此信號又被AD轉換器

34、轉變為數字電子信號。2022-6-24563)反映原稿圖像的光信號轉變為計算機能夠接受的二進制數字電子信號，最后通過USB等接口送至計算機。掃描儀每掃描一行就得到原稿x方向一行的圖像信息，隨著沿y方向的移動，直至原稿全部被掃描。經由掃描儀得到的圖像數據被暫存在緩沖器中，然后按照先后順序把圖像數據傳輸到計算機并存儲起來。當掃描頭完成對原稿的相對運動，將圖稿全部掃描一遍，一幅完整的圖像就輸入到計算機中去了。4)數字信息被送入計算機的相關處理程序，此數據以圖像應用程序能使用的格式存在。最后通過軟件處理再現到計算機屏幕上。2022-6-2457二、傳真機二、傳真機 傳真機是讓使用者利用電話線傳送文件到

35、另一處的終端設備。傳真機的基本原理相當簡單，傳真機先掃描傳真的文件，將文件中黑與白的部分轉換成數位“0”及“1”的信號傳至另一端，接收端的機器再將所收的信號轉換成影像印出此文件。 簡單來說，就是將文件或圖像進行分解和合成的過程，叫做傳真。 工作原理：工作原理： 先掃描即將需要發送的文件并轉化為一系列黑白點信息，該信息再轉化為聲頻信號并通過傳統電話線進行傳送。接收方的傳真機“聽到”信號后，會將相應的點信息打印出來。2022-6-2458發送時發送時: :掃描圖像-生成數據信號-對數字信息壓縮-調制成模擬信號-送入電話網傳輸。 接收時接收時: :接收來自電話網的模擬信號-解調成數字信號-解壓數字信

36、號成初始的圖像信號-打印。 2022-6-2459三、復印機三、復印機按照復印機的工作原理來劃分，主要可以分為按照復印機的工作原理來劃分，主要可以分為模擬復印機模擬復印機和和數碼復印機。數碼復印機。 其實簡單地說模擬復印機模擬復印機與數碼復印機數碼復印機在工作原理上的差別在于曝光鼓曝光前的工作過程，數碼復印機顯影后的基本工作原理和機械設備則與模擬復印機相同。2022-6-2460 由于復印機大都采用靜電的方式進行復印，又被稱之為靜由于復印機大都采用靜電的方式進行復印，又被稱之為靜電復印機。電復印機。 靜電復印技術通常指的是利用靜電和某些具有光電導特性靜電復印技術通常指的是利用靜電和某些具有光電

37、導特性的材料（感光鼓）在光的作用下從絕緣體變為導電體這一原理的材料（感光鼓）在光的作用下從絕緣體變為導電體這一原理對被攝物（原稿）進行照相并以復印品的形式快速輸出的復制對被攝物（原稿）進行照相并以復印品的形式快速輸出的復制技術。技術。 在數碼復印機中，曝光燈照射到放在原稿臺上的原稿，得在數碼復印機中，曝光燈照射到放在原稿臺上的原稿，得到的光照圖像經過反光鏡、鏡頭等光學系統照射到到的光照圖像經過反光鏡、鏡頭等光學系統照射到CCDCCD圖像傳感圖像傳感器上，器上，CCDCCD將光圖像變成電信號，再進行數字信號處理，將光圖像變成電信號，再進行數字信號處理，CCDCCD輸輸出的電信號數字化后，再用數字

38、信號控制激光器對感光鼓進行出的電信號數字化后，再用數字信號控制激光器對感光鼓進行曝光，使感光鼓形成靜電潛像。曝光，使感光鼓形成靜電潛像。2022-6-2461復印機的工作原理主要包括以下三個基本的原理：復印機的工作原理主要包括以下三個基本的原理：靜電原理靜電原理 電荷有正負兩種極性，所謂靜電原理是指同性電荷相互排斥；電荷有正負兩種極性，所謂靜電原理是指同性電荷相互排斥；異性電荷相互吸引。即所謂的同性相斥、異性相吸。異性電荷相互吸引。即所謂的同性相斥、異性相吸。2022-6-2462光學成像原理光學成像原理 光學成像的基本知識：物體通過光學鏡頭成像為圖像。光學成像的基本知識：物體通過光學鏡頭成像

39、為圖像。2022-6-2463半導體原理半導體原理 半導體原理就是在靜態、或加反向電壓時為絕緣體；而在加半導體原理就是在靜態、或加反向電壓時為絕緣體；而在加正向電壓時為導體。正向電壓時為導體。 復印機用的感光鼓材料則是感光型半導體：即在暗態時（不復印機用的感光鼓材料則是感光型半導體：即在暗態時（不受光）為絕緣體；而在亮態（受光）時為導體。受光）為絕緣體；而在亮態（受光）時為導體。2022-6-2464復印機的工作原理復印機的工作原理是利用光導體的電位特性，在光導體沒有受光是利用光導體的電位特性，在光導體沒有受光照的狀態下進行充電，使其表面帶上均勻的電荷，然后通過光學照的狀態下進行充電，使其表面

40、帶上均勻的電荷，然后通過光學成像原理，使原稿圖像成像在光導體上。有圖像部分因沒有受到成像原理，使原稿圖像成像在光導體上。有圖像部分因沒有受到光照（相當于暗態），所以光導體表面仍帶有電荷，而無圖像區光照（相當于暗態），所以光導體表面仍帶有電荷，而無圖像區域則受到光照域則受到光照 （相當于亮態），所以光導體表面的電荷通過基體（相當于亮態），所以光導體表面的電荷通過基體的接地，使表面的電荷消失，從而形成了靜電潛像。然后通過靜的接地，使表面的電荷消失，從而形成了靜電潛像。然后通過靜電原理，使用帶有極性相反電荷的墨粉，使光導體表面的靜電潛電原理，使用帶有極性相反電荷的墨粉，使光導體表面的靜電潛像轉化成為

41、光導體表面的墨粉圖像像轉化成為光導體表面的墨粉圖像 。最后，仍然通過靜電原理，。最后，仍然通過靜電原理，將光導體表面的墨粉圖像轉印到復印紙表面，完成復印的基本過將光導體表面的墨粉圖像轉印到復印紙表面，完成復印的基本過程。程。 2022-6-2465靜電復印的基本過程靜電復印的基本過程 靜電復印過程可分為七個過程，即：預曝光、充電、圖像曝光、顯影、轉印分離、定影和清潔七個步驟。2022-6-2466數字復印機與模擬復印機的主要區別：數字復印機與模擬復印機的主要區別： 數字復印機與模擬復印機的主要區別主要是工作原理不同。數字復印機與模擬復印機的主要區別主要是工作原理不同。 模擬復印機的工作原理是：

42、模擬復印機的工作原理是：通過曝光、掃描將原稿的光學模通過曝光、掃描將原稿的光學模擬圖像通過光學系統直接投射到已被充電的感光鼓上產生靜電潛擬圖像通過光學系統直接投射到已被充電的感光鼓上產生靜電潛像，再經過顯影、轉印、定影等步驟，完成復印過程。曝光燈每像，再經過顯影、轉印、定影等步驟，完成復印過程。曝光燈每掃描一次，就能復印出一份原稿。機型種類繁多，速度有快有慢，掃描一次，就能復印出一份原稿。機型種類繁多，速度有快有慢，功能有好有壞。功能有好有壞。2022-6-2467數字復印機的工作原理是：數字復印機的工作原理是：首先通過首先通過CCD（電荷耦合器件）傳感（電荷耦合器件）傳感器對通過曝光、掃描產

43、生的原稿的光學模擬圖像信號進行光電轉器對通過曝光、掃描產生的原稿的光學模擬圖像信號進行光電轉換：光學掃描的原稿圖像變成電子信號存儲在一個存儲器里，需換：光學掃描的原稿圖像變成電子信號存儲在一個存儲器里，需要拷貝時從存儲器里將數據調出，經過數字技術處理的圖像信號要拷貝時從存儲器里將數據調出，經過數字技術處理的圖像信號會輸入到激光調制器，由調制后的激光束對被充電的感光鼓進行會輸入到激光調制器，由調制后的激光束對被充電的感光鼓進行掃描，在感光鼓上產生由點組成的靜電潛像，再經過顯影、轉印、掃描，在感光鼓上產生由點組成的靜電潛像，再經過顯影、轉印、定影等步驟，完成復印過程。定影等步驟，完成復印過程。20

44、22-6-2468數字復印機與模擬復印機相比的優點數字復印機與模擬復印機相比的優點 由于數字復印機采用了數字圖像處理技術，使其可以進行由于數字復印機采用了數字圖像處理技術，使其可以進行復雜的圖文編輯，大大提高了復印機的處理能力、復印質量，復雜的圖文編輯，大大提高了復印機的處理能力、復印質量，降低了使用中的故障率，其主要優點在于：降低了使用中的故障率，其主要優點在于： （1）一次掃描，多次復印。）一次掃描，多次復印。因減少了掃描次數，所以減少了掃描器產因減少了掃描次數，所以減少了掃描器產生的磨損及噪音，同時減少了卡紙的機會。掃描一份原稿后，進行多次反復拷貝，生的磨損及噪音，同時減少了卡紙的機會。

45、掃描一份原稿后，進行多次反復拷貝，而原稿此時已不需要；右側傳紙方式使得數碼機的卡紙次數降到極限，并在出現卡而原稿此時已不需要；右側傳紙方式使得數碼機的卡紙次數降到極限，并在出現卡紙時，打開單一側導板就能清除全部卡紙。紙時，打開單一側導板就能清除全部卡紙。 （2）整潔、清晰的復印質量。）整潔、清晰的復印質量。保證了復印品的整潔、清晰。數碼機保證了復印品的整潔、清晰。數碼機有圖像影印功能：文稿，圖片，復印稿，低密度稿，淺色稿等五項模式功能，通過有圖像影印功能：文稿，圖片，復印稿，低密度稿，淺色稿等五項模式功能，通過256級灰色濃度灰級識別彩色原稿、級灰色濃度灰級識別彩色原稿、400DPI的分辨率，拷貝彩頁時，效果奇佳，層次的分辨率，拷貝彩頁時，效果奇佳，層次感突出。感突出。2022-6-2469（3）電子分頁。）電子分頁。一次復印，分頁可達一次復印，分頁可達999份或與復印最大量相當的分頁份或與復印最大量相當的分頁份數，分頁方式是交疊進行的，無需選購分頁器件，降低成本。份數，分頁方式是交疊進行的，無需選購分頁器件，降低成本。（4）先進的環保系統設計。）先進的環保系統設計。無廢粉、低臭氧、自動關機節能，圖像無廢