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不断创新的扫描仪技术

2009-04-06 00:00 来源：中国印刷蓝皮书责编：陈良

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      【编者按：扫描仪作为图像数字化的第一大输入设备,其发展是很快的，新产品、新技术层出不穷。】
     【中华印刷包装网】 扫描仪的光学分辨率，经历了200dpi、300dpi、600dpi……发展是相当快的，2000年以后，由于CCD技术的成熟和成本的下降，开始出现了1200dpi光学分辨率的高性能、低价位的扫描仪，使得扫描仪市场从600dpi×1200dpi为主流的扫描仪迅速向达到1200dpi×2400dpi过渡。
　　2003年以后市场上出现了一大批光学分辨率达到1200dpi或2400dp的高性能的扫描仪，如爱普生的Perfection 2400 Photo、明基的BenQ 5450、方正的F5600等，使2400dpi光学分辨率、USB2.0接口、48-bit色彩深度成为了市场上扫描仪产品的标准配置。目前已经发展到4800dpi的高分辨率扫描仪。扫描仪发展之快,是与扫描仪技术的不断创新有很大关系的。主要表现在：　
         1.图像传感器应用中的技术创新
　　扫描仪分辨率的不断提高，与扫描仪的核心部件——图像传感器有着直接的关系，它用于扫描图像的获取、采集，其重要性不言而喻。为了提高扫描图像的分辨率，很多厂商在对图像感光器件的使用上推出了很多新技术，并在应用中不断成熟。现在生产的扫描仪虽然同为2400dpi或4800dpi，但不同厂商所采用的技术可能是不同的。主要有：
　　（1）Varos技术
　　Varos技术是佳能推出的新技术，其设计原理是在600dpi的基础上研制的。通过这种技术，将普通的600dpi扫描仪转换成l200dpi的高分辨扫描仪，最早是在佳能的FB l200S扫描仪上实现的。
　　由于扫描仪的光学分辨率与CCD的像素数量有关。普通的CCD扫描仪在扫描时，光线照射在被扫描物体的表面上后形成一条细长的白色光带，通过反射镜组反射后，再经过一个透射镜将光线聚焦在CCD上，使CCD接收光学信号。为了提高光学分辨率，佳能公司的Varos技术是在CCD与透射镜之间放置了一片平板玻璃，利用了光学折射的原理，使扫描仪的分辨率加倍。
　　Varos作为一种新技术是很有创意的，但在最近几年，使用这种技术的扫描仪并不多。
　　（2）Hyper CCD技术
　　Hyper CCD技术是爱普生公司采用的新技术，并首先在Perfect 1200S扫描仪上实现。通过这种技术将普通的600dpi扫描仪转换成l200dpi的高分辨扫描仪，　　一般的彩色平台式扫描仪所使用的CCD，是由RGB各色的线性传感器3排并列而成。而Hyper CCD设计是采用6行结构的CCD。这种技术只需一次扫描，扫描速度和套准问题都不受影响，在1200dpi的CCD价格比较高的情况下，采用这种技术是个比较好的方案。同样可以使用1200dpi的CCD，生产2400dpi的扫描仪。
　　（3）线阵式CCD设计
　　在线阵CCD设计中，1200dpi的扫描仪采用传统的线阵型CCD，即RGB三色各由1行构成。在这种设计中，扫描速度快，没有色彩套准问题，如Microtek的ScanMaker X12USL，采用的是10200像素的CCD，每个像素单元为4μm，扫描A4幅面<，光学分辨率为1200dpi．它与600dpi的彩色扫描仪所采用的CCD尺寸是相同的，因为600dpi的彩色扫描仪所采用的CCD为5100像素，像素尺寸一般为8μm，由于前者的像素尺寸减半，因此像素数增加一倍，是真正的意义上的1200dpi扫描仪。2003年5月北大方正推出的方正7200就是采用了单CCD模组、具备1200dpi的光学扫描分辨率的扫描仪。
　　（4）双CCD技术
　　双CCD技术是惠普公司最早推出的新技术，是在2001年推出的ScanJet 7400C扫描仪上实现的。惠普近几年所推出的产品，如2003年底推出的HP Scanjet 4070，就是采用双CCD扫描技术，光学分辨率达到2400dpi。
　　这种技术只需一次扫描，扫描速度和套准问题都不受影响，在1200dpi的CCD价格比较高的情况下，采用这种技术是个比较好的方案。
　　（5）LIDE技术
　　LIDE技术是佳能公司的新创技术，LIDE（LED Indirect Exposure）是二极管间接曝光技术的缩写。它是采用一组高亮度的三色发光二极管与接触式图像传感器（CIS—Contact Image Sersor）相结合的技术。该技术的最大的特色是使用了一根单独的光导（Light Guide），以便省略传统扫描仪所需要的一系列反射镜，同时在LIDE扫描仪中还使用了直径小于1毫米的柱状透镜。大量的柱状透镜沿扫描线排成一列，使得每次都能还原出不失真的图像，最终的信号接收是由新开发的线性图像传感器来实现的。
　　在2003年的家用扫描仪市场中，佳能的LIDE系列扫描仪特别引人瞩目，最近几年佳能的扫描仪基本上采用了LIDE技术，如CanoScan LIDE 60、CanoScan LIDE 35、CanoScan LIDE 30等。
　　2.直接光路图像技术
　　直接光路图像技术（E.D.I.T.——Emulsion Direct Imaging Technology）是Microtek公司的专利技术，最早是在Microtek Scanmaker 5扫描仪上实现的，后陆续推出了ArtixScan系列扫描仪，即采用双光源、双平台的专利技术。现在印前领域应用较多的Microtek ArtixScan 1010Plus、2020扫描仪均采用这种技术。主要表现为：
　　（1）双光源系统
　　它的光路系统设计独特，反射光源采用两个冷阴极灯管，透射光源采用一个冷阴极灯管。通过4个固定反射镜、一个旋转反射镜和一个透射镜将反射光路与透射光路有机地结合起来。
　　（2）双平台技术
　　双平台指的是两个单独的扫描平台——反射稿放在扫描仪的玻璃板上；透射稿放在玻璃板下方像抽屉式的可移动托盘上。每个平台具有不同光源和光学系统，使得两种类型原稿的扫描光路均得到优化。由于光路的巧妙设计，机械结构紧凑，外观与传统的扫描仪没有区别。
　　双平台系统反射稿时，可将透射稿用的平台抽出，随时装入胶片，减少了等待时间，使批处理扫描更简单，提高了生产效率。
　　3.双镜头技术
　　为了满足不同尺寸的原稿高精度扫描的需要，采用双镜头组设计，如Microtek的ArtixScan 2020扫描仪采用双镜头扫描模组设计和旋转镜头组专利技术，使透射光路与反射光路有机结合。当扫描A3幅面时，光学分辨率为666dpi时，光阀将2000dpi透射镜的镜头挡住，选择666dpi透射镜的镜头工作。当扫描光学分辨率为2000dpi时，光阀将666dpi透射镜的镜头挡住，选择2000dpi透射镜的镜头工作。这样镜头就可自始至终处于固定的理想状态，消除了由于移动而产生的镜头磨损，从而使系统达到最佳执行效率与精度，使扫描图像质量更好。因此双镜头技术解决了传统变焦镜头扫描时产生的边缘变形问题。
　　4.双扫描头技术
　　2003年底惠普公司推出的HP Scanjet 4070扫描仪，在采用双CCD技术的同时，也采用双扫描头技术。它将两个扫描头交错排列，分别对不同分辨率的图像进行扫描。在扫描过程中，低分辨率的部分会由一个快速、低噪声、感应精度低的扫描头处理，速度相当快。在高分辨率的部分则由另一个高精度的扫描头担任，综合利用两个扫描头的优势<，达到了精度和速度的完美统一。由于采用这种新技术，惠普扫描仪4秒钟就完成一幅A4图片的扫描。
　　5.XY扫描技术
　　在目前广泛使用的高档专业级平台式扫描仪，如柯达（原克里奥）的EverSmart Supreme，网屏公司的彩仙（Cezanne），海德堡公司新霸系列扫描仪，宝禄德福公司的多款报版扫描仪，富士公司的C-550扫描仪等原都是采用了XY扫描技术。
　　2003年3月，原克里奥在拉斯维加斯PMA 2003展会上展出了iQsmart智佳2型扫描仪、智佳3扫描仪、EverSmart Supreme永佳极彩扫描仪，并于2004年在我国印刷领域中应用。XY Stitch无缝扫描技术可将整个A3幅面分为4个扫描区，若每个扫描区以8000像素的CCD进行扫描，可得到整个A3幅面是以32000像素CCD的扫描结果，使任何尺寸的原稿都可以在整个扫描范围内提供高分辨率和高清晰度。
         6.扫描速度不断提高
　　为了提高扫描速度，扫描仪的接口方式有了很大变化，2003年以后，新推出的扫描仪都采用了USB 2.0和/或IEEE 1394接口。USB 2.0接口的传输速率已经高达480Mbps，比USB 1.1的12Mbps快40倍。目前多采用的IEEE 1394a，其传输速率为400Mbps，如果使用IEEE 1394b,数据传输速度提高到800Mbps,这些都为扫描速度的提升提供了保证。
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