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大幅面扫描仪

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大幅面扫描仪

发布日期:2017-05-22 作者: 点击:

       搜美艺术带您了解大幅面扫描


   幅面扫描仪是一种计算机外围输入设备,与我们普通家用(商用)扫描仪最大的区别是扫描幅面的宽度、长度及精度、影像质量方面不同。通常我们将扫描幅面大于A3幅面的(29.7CMx42CM)的扫描仪统称为大幅面扫描仪。


   大幅面扫描仪因其特有的高质量、高分辨率、高精度等特点,主要应用于工程建筑、机械设计、地理信息、广告设计、艺术品复制等专业领域。

   因为大幅面扫描仪必须具有超宽幅面,因此大幅面扫描仪都是由多组镜头排列而成的。下面我们就大幅面扫描仪的相关技术进行剖析。

大幅面扫描仪按照成像方式与成像质量不同可分为:CCD成像方式与CIS成像方式。

CCD是英文Charge Coupled Device的缩写,中文译名即电荷耦合器件。从功能上看,它负责将镜头传来的光信号转换为电信号,类似于普通光学相机的胶片。CCD的感光系统通过透镜进行成像的同时进行滤色处理,因此可以忠实的还原原有的色彩,根据CCD技术的不同,目前使用第六代CCD成像技术的色彩表现力、细节表现力及过渡色的表现力均达到了完美的效果。

CIS是英文Contact Image Sensor的缩写,中文译名即接触式图像传感器CIS是由光源系统和感光系统的单件构成的集成模块。CIS在感光系统中没有滤色装置,因此色彩表现力及过渡色等方面远远低于CCD成像技术。

通俗的说,就好像一个全画幅单反数码照相机与一个普通卡片数码照相机一样,指标都是1200万像素,但是在成像质量方面根本就没有任何可比性(根本不在一个级别上)。

CCD成像技术

早期CCD成像技术由于光学镜头的工艺以及加工工艺的限制,大多采用超大的光学镜头以及超大的

CCD模块(即CCD电路板)。其代表厂商为Contex(丹麦:康泰克斯)其主要成像方式如图所示。

大幅面扫描仪按照走纸方式不同可分为: 平板式扫描仪、馈纸式扫描仪。1、平板式扫描仪

所谓平板式扫描仪就是和家用(商用)扫描仪一样,将介质平放于扫描仪图像采集的大面积光学玻璃上,图纸处于静止状态,采集图像的CCD(或CIS)在固定的轨道内进行移动,采集必要的数据信息。这种走纸方式的最大优点是对介质不会造成任何损伤。典型的应用是扫描具有文物价值的资料或具有文物价值的易碎图档。

这种扫描仪的最大缺点是速度较慢。

2、馈纸式扫描仪

所谓的馈纸式扫描仪,通俗的说就是扫描仪成像机构处于静止状态,传动机构带动扫描介质向前移动,进行图像数据的采集。目前绝大多数大幅面扫描仪,基本上都是采用这种扫描方式。其最大的特点是具有很高的扫描速度同时还能获得满意的图像质量。

大幅面扫描仪按照光源照明方式不同可分为: 荧光灯管照明、LED照明。

1、荧光灯管照明

早期CCD成像技术的扫描仪,全部采用的是荧光灯管照明,由于荧光灯管本身的特性,会造成频闪,同时为了达到较为稳定的光源色温,所以必须要进行长达1小时以上的预热后才能进行扫描。

在扫描仪使用过程中荧光灯管必须是一只处于点亮状态的,这样一方面加速了荧光灯管的衰老,减少使用寿命,同时造成很大的能源浪费,因此无法满足能源之星ENERGY STAR的要求。在国际上采用这种照明方式的扫描仪已近开始逐渐退出市场。

2LED照明

LED(即:发光二极管)发展至今已经发展到第三代技术, 其主要特点是体积小、高亮度(是普通荧光灯管的15倍)、低能耗(单个LED不到0.1W)、长寿命(LED的使用寿命可达10万小时)、瞬间启动、光源稳定无需预热,与传统光源相比,LED是半导体光电器件高新尖技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。LED照明按照照明方式又分为单侧LED照明与对称双光源LED照明(2D-LED)。

大幅面扫描仪走纸方式不同可分为: 全轮动态纸张传输系统、全轮被动纸张传输系统、半动态纸张传输系统。

1、全轮动态纸张传输系统

全轮动态纸张传输系统是基于旋转压力的概念,基于很高的加工工艺制造而成。它采用的是与走纸滚筒同步转动的一根(或2根)超高精度压纸滚筒来带动介质向前(或向后)移动,如图所示

这种走纸方式,在保证将有折痕或不平整图纸压平整(图纸紧贴玻璃表面)的同时,还可以顺利将图纸送入扫描仪。这种走纸系统能够持续而均匀的施加最好的压力从而保护易碎的原稿,即使像餐巾纸也能保证顺畅通过而不会损坏。在获得传送纸张所需的牵引力和足够的精度前提下确保原稿成像清晰锐利,色彩丰富并且有效的消除阴影、折痕。

2、全轮被动纸张传输系统

采用这种走纸方式是由于加工工艺落后而采取的一种退而求其次的办法,如图所示

这种走纸方式由于中间压纸的滚筒不能同步进行转动,所以只能靠介质移动的时候,由介质带动压纸滚筒转动,所以这种走纸方式在扫描时,不能对图纸起到很好的保护作用,因此在扫描较柔软或较薄的介质时,及易坏图纸(卡纸)。

3、半动态纸张传输系统

这种走纸方式是一种非常落后的压纸方式,如图所示;这种走纸方式由于中间使用的压纸板,所以会经常造成严重的卡纸现象,因此极易损坏扫描介质。所以有时候为了扫描介质能够较为顺利的通过扫描窗口,就必须要压纸板抬起,此时又会产生严重的接缝或者焦距失真的问题。因此,这种压纸方式几年前就已经开始淘汰了。

大幅面扫描仪常用接口不同可分为:SCSI接口、IEEE1394接口、USB接口、百兆网络接口、千兆网络接口

1SCSI接口

早期大幅面扫描仪多使用的是SCSI接口,这种接口必须要在计算机上插入一个专用的SCSI接口卡,传输速率非常低,对设备的开启、关闭必要按照严格的顺序执行,因此现在大幅面扫描仪早已弃用了这种传输方式。

2IEEE1394接口

IEEE1394接口就是我们俗称的火线接口,其传输速率可以达到400M/S,由于这种接口设计的缺陷(可以反向插入),极易造成将设备主板烧毁,并且这种接口也必须要在计算机上插入一个专用的接口卡。因此现在大幅面扫描仪已经开始弃用这种传输方式。

3USB2.0接口

USB2.0接口由于其良好的即插即用性,以及和微软操作系统的高度兼容性,及高达480M/S的传输速度和传输稳定性,现在的大幅面扫描仪厂商绝大多数使用的是这种接口。目前最新的USB3.0技术传输速率已经达到了600M/S的传输速率,相信大幅面扫描仪厂家会在不久推出基于USB3.0的接口的

4、百兆以太网网络接口

由于SCSI1394USB接口均要由扫描仪直接连接到计算机,所以由于数据线长度的限制以及用户对使用灵活性的需求,大幅面扫描仪厂家相继推出了传输、使用方式更为方便以太网网络接口。

5、千兆以太网网络接口

随着计算机性能的提高及用户对传输速度的要求越来越高,专业的大幅面扫描仪生产商推出了传输速率更高的千兆以太网网络接口,这种接口的理论传输速度达到了惊人的1000M/S,这种接口允许将大幅面扫描仪连接至局域网连接后,在局域网内的任何计算机都能轻松的使用大幅面扫描仪进行扫描。

大幅面扫描仪和家用(商用扫描仪)所不同的是,大幅面扫描仪所提供的最大光学分辨率为1200dpi×1200dpi1200dpi×600dpi600dpi×600dpi508dpi×508dpi,也就是说目前大幅面扫描仪最高的光学分辨率为1200dpi×1200dpi

通常很多用户在使用或者购买大幅面扫描仪的时候有一个误区,即:看厂家所推荐的或者宣传的最大分辨率,例如:厂家所宣传的最大分辨率为3600dpi甚至是9600dpi;其实这个分辨率是所谓的插值分辨率,也就是后期用软件在两个相邻的像素内在插入N个像素;这样的话不仅会破坏原图的真实信息;而且给后期的处理带来很大的麻烦;同时我们在扫描文件的时候根本不可能使用到高于600dpi×600dpi进行扫描;假设一个A0的图纸如果使用彩色9600dpi扫描的话,所得到的文件为442.50G,试想有什么计算机和软件能够打开或者编辑这样的文件?我想大家永远是不会用到这个鸡肋一般的指标吧?所以不要对厂家宣传的最大分辨率所误导。

综上所述,大幅面扫描仪与传统家用(商用)平板扫描仪表面看都是采用了CCD或者CIS成像技术,但是由于大幅面扫描仪所应用的是专业的领域,并且在扫描长度上不能受到任何限制;在扫描宽度上也要满足专业用户的幅面宽度;在横向、纵向扫描精度上必须要达到小于1‰的要求,甚至在极其专业的领域要达到0.5‰的精度,因此大幅面扫描仪在制造难度,及加工工艺方面对生产厂家都提出了极高的要求。

 


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