认识扫描仪

　　在扫描仪发明以前，面对一些带有文字的档案，美术图形，以及一些美丽的图案，人们总会想：如果能将这些都转换到计算机里(电脑自动关机)，然后进行必要的编辑，那样该有多好啊!人们的这种梦想早已有之，只是找不到解决的方法，正所谓科技以人为本，于是科学家们开始努力探索解决的途径。1984年，这种梦想成真，扫描仪面世了，它的发展史从此开始了。短短二十年间到底经历了什么样的变化呢笔者对大量的资料进行查阅，整理成文，希望能透过扫描仪的发展史能让读者加深对它的认识，了解它的发展前景。

　　一、概述

　　扫描仪是一种捕获影像的装置，可将影像转换为计算机可以显示、编辑、储存和输出的数字格式。扫描仪的应用范围很广泛，例如将美术图形和照片扫描结合到文件中;将印刷文字扫描输入到文字处理软件中，避免再重新打字;将传真文件扫描输入到数据库软件或文字处理软件中储存;以及在多媒体中加入影像等等。

　　1884年，德国工程师尼普科夫(Paul Gottlieb Nipkow)利用硒光电池发明了一种机械扫描装置，这种装置在后来的早期电视系统中得到了应用，到1939年机械扫描系统被淘汰。虽然跟后来100多年后利用计算机来操作的扫描仪没有必然的联系，但从历史的角度来说这算是人类历史上最早使用的扫描技术。

　　扫描仪是19世纪80年代中期才出现的光机电一体化产品，它由扫描头、控制电路和机械部件组成。采取逐行扫描，得到的数字信号以点阵的形式保存，再使用文件编辑软件将它编辑成标准格式的文本储存在磁盘上。从诞生到现在扫描仪产品种类纷繁复杂。

　　应用扫描仪最多的领域是出版、印刷行业，此外还可以在办公中用于资料制作、资料管理和档案管理等。另外，如专用的卡片扫描仪、CT扫描仪等其它的扫描仪不在列举之中。

　　二、技术

　　自1984年第一台扫描仪问世以来，扫描仪经历了从黑白扫描、彩色三次扫描过度到现在的彩色、一次扫描仪，扫描仪技术的发展日新月异。下面笔者从扫描仪五个比较重要的因素的技术革新进行分析，以此来探索扫描仪的发展道路。

　　(1)光学分辨率

　　扫描仪的分辨率可分为光学分辨率和最大分辨率，我们主要以“光学分辨率”为准。光学分辨率一直是扫描仪产品最为关键的性能指标，是影响扫描效果的清晰程度的最重要因素之一。

　　300dpi的产品曾经在市场上盘踞多年，在经过1999年的一场价格大战的厮杀后终于黯然退出历史舞台，把扫描仪市场的主流地位让给了600dpi的产品。2002年，国内外几大厂家风风火火地将1200dpi光学分辨率的扫描仪产品推向市场，从此600dpi难觅踪影。到了2004 年，2400dpi光学分辨率的扫描仪成为市场的热点。

　　(2)色位

　　色位是影响扫描效果的色彩饱和度及准确度的最重要因素之一。这里(电脑自动关机)先介绍一个用来度量概念--位。位(Bit)是计算机最小的储存单位，以0或1来表示位的值。愈多的位数可以表现愈复杂的影像信息。

　　依次从8 位灰阶用来更精确地表现一般的黑白照片到用24 位彩色，通过红绿蓝信道结合后可产生 1677 万种颜色的组合，此时的24 位的色彩也称作全彩。然后又从36 位彩色到42位，再到48位，发展相当迅速。

　　(3)扫描元件

　　扫描仪的核心部分是完成光电转换的部件——扫描元件(也称为感光器件)。目前市场上扫描仪所使用的感光器件主要有四种：电荷藕合元件CCD、接触式感光器件CIS、光电倍增管PMT和互补金属氧化物导体CMOS。

　　1969年

　　美国贝尔实验室于发明CCD(Charge Coupled Device，电荷藕合装置)，与电脑晶片CMOS技术相似，也可作电脑记忆体及逻辑运作晶片。CCD的感光能力相对低，但CCD技术不断发展，又由于CCD的体积小、造价低，所以广泛应用于扫描仪。

　　1998 年，互补氧化金属半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS) 诞生了，它是一种新型的图像传感技术。对于CMOS技术的研究已有数十载，但直到20世纪末把它应用于制作图像传感器。CMOS的优点是结构比CCD简单，耗电量只有普通CCD的 1/3左右，而且制造成本比CCD要低。

　　同年，一种基于CMOS技术的传感器的接触式图像传感器 (Contact lmage Sensor，简称CIS)也诞生了。CIS扫描仪将光源、聚焦镜片及感应器一同固定于一个外罩内，不须调节、预热，所以比CCD扫描仪起动快。CIS扫描仪体积比CCD扫描仪更小，而制造成本也更少，但品质上还是比CCD稍逊一筹，并且CCD的技术比CIS要成熟。

　　(4)接口类型

　　扫描仪的接口是指扫描仪与电脑主机的联接方式，目前扫描仪常见的接口方式有SCSI、EPP、USB三种。