Nguyên tắc cơ bản
Sử dụng thiết bị cảm quang, tín hiệu ánh sáng được phát hiện sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Sau đó, tín hiệu điện này được chuyển đổi thành tín hiệu số bằng bộ chuyển đổi tương tự-sang{2}}kỹ thuật số (A/D) và truyền đến máy tính.
Linh kiện chuyển đổi quang điện
Thành phần thực hiện quá trình chuyển đổi quang điện là thiết bị cảm quang, là lõi của máy quét. Các đặc tính chuyển đổi quang điện của nó, chẳng hạn như phản ứng quang phổ, độ ổn định ánh sáng, độ nhạy và nhiễu, rất quan trọng cho việc truyền thông tin hình ảnh.
① CCD (Thiết bị ghép nối sạc)
Tên tiếng Trung của CCD là Charge Coupled Device. Tương tự như một mạch tích hợp bán dẫn thông thường, nó tích hợp hàng ngàn phototransistor trên một tinh thể silicon duy nhất. Các phototransistor này được sắp xếp thành ba hàng, mỗi hàng được bao phủ bởi các bộ lọc màu đỏ, lục và lam, do đó đạt được chức năng quét màu. Khi được chiếu sáng, các phototransistors tạo ra dòng điện, dòng điện này được khuếch đại và xuất ra. Công nghệ máy quét CCD đã trưởng thành đáng kể trong nhiều năm và là thành phần cảm quang chính được sử dụng trong các máy quét phổ thông trên thị trường.
Ưu điểm của CCD là: chất lượng hình ảnh cao, độ sâu trường ảnh đủ và khả năng quét các vật thể không bằng phẳng; và hệ số nhiệt độ thấp, nghĩa là những thay đổi về nhiệt độ môi trường xung quanh là không đáng kể đối với hoạt động chung. Những nhược điểm của CCD bao gồm: tồn tại dòng điện rò rỉ đáng kể giữa hàng nghìn bóng bán dẫn quang tạo nên CCD do chúng ở gần nhau (mức micromet{1}}) và nhiễu từ tín hiệu của từng bộ phận cảm quang làm giảm độ rõ thực tế của máy quét; việc sử dụng gương và thấu kính gây ra hiện tượng sai lệch và quang sai màu sắc, cần phải chỉnh sửa bằng phần mềm; và nhu cầu về một hệ thống quang học phức tạp khiến việc thu nhỏ máy quét trở nên khó khăn.
② CIS (Cảm biến hình ảnh tiếp xúc)
CIS là viết tắt của Cảm biến hình ảnh liên hệ. Nó sử dụng các phần tử cảm quang loại tiếp xúc (cảm biến cảm quang) để cảm nhận ánh sáng. Ở độ sâu 1 mm-2 mm bên dưới nền quét, 300-600 đèn LED màu đỏ, xanh lục và xanh lam (điốt{9}}phát sáng) được sắp xếp chặt chẽ với nhau, tạo ra nguồn sáng trắng. Điều này thay thế các cơ chế phức tạp của máy quét CCD, chẳng hạn như mảng CCD, thấu kính, ống huỳnh quang và ống tia âm cực lạnh, chuyển đổi sự tích hợp quang học{10}}cơ khí{13}}điện tử của máy quét CCD thành tích hợp cơ-điện của máy quét CIS. Máy quét được sản xuất bằng công nghệ CIS có những ưu điểm như kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và chi phí sản xuất thấp. Tuy nhiên, công nghệ CIS cũng có những nhược điểm, chủ yếu là không có khả năng tạo ra máy quét có độ phân giải cao và tốc độ quét tương đối chậm.
Nguồn sáng
Nguồn sáng rất quan trọng đối với máy quét vì tất cả ánh sáng được cảm nhận bởi phần tử cảm quang đều đến từ đèn riêng của máy quét. Nguồn ánh sáng không tinh khiết hoặc{1}}màu sắc ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả quét. Ví dụ: bạn có thể thấy một bộ quần áo bạn thích trong cửa hàng nhưng khi về đến nhà, màu sắc có vẻ khác với màu bạn thấy trong cửa hàng. Điều này là do nguồn sáng đã thay đổi, dẫn đến hình thức trực quan khác.
Bộ chuyển đổi tương tự-sang{1}}kỹ thuật số (A/D)
Bộ chuyển đổi A/D biến đổi tín hiệu tương tự thay đổi liên tục thành tín hiệu số rời rạc. Nhiệm vụ chính của nó là chuyển đổi điện áp tương tự thu được thành các giá trị kỹ thuật số đại diện cho màu sắc hoặc giá trị thang độ xám. Các chỉ số hiệu suất chính bao gồm độ chính xác của chuyển đổi, thời gian chuyển đổi và khả năng chống đầu vào.
