彩色扫描仪的工作原理

Author: 清华紫光供稿 Date: 1995-09-01

        第一种是最基本的彩色描方法，也是早期彩色扫描仪普遍采用及现今大多彩色扫描我采用的方法。利用一个白色光源和一个可旋转的红(R)、绿(G)、蓝(B)三色滤色片，分别产生红、绿、蓝三色光源，经过三次扫描，每次分别得到待扫描原稿中的红色、绿色、蓝色成份，再经过红、绿、蓝(RGB)三基色套色合成为RGB彩色图像数据。每一次扫描过程类似于灰度扫描仪。如果每次扫描，扫仪CCD能分辨8Bit256级灰度，则扫描图像中的每个像素经RGB三基色合成后即以24Bit彩色数据在计算机中表示。而对于18Bit彩色扫描仪来说，就意味着RGB三基色每次扫描只能得到6Bit灰度每个像素的信息，三基色合成后每个彩色像素就得到18Bit彩色值。采用此种与灰度扫描基本相同的扫描原理来作彩色扫描是一种相当有效的方法，工作起来也相当不错。但是它有两个缺点：
        一、速度可能比一次扫描慢。
        二、三次扫描存在三基色套色不准的可能而影响扫描品质。
        第二种方法是利用三个独立的红、绿、蓝光源一次扫描完成。此种扫描方法基本原理同第一种三次扫描方法没有大的分别，所不同的是每次扫描独立的RGB三色光源，按红、绿、蓝顺序依次闪烁，一次捕捉到RGB三色数据。这种方法可以避免三次扫描时，每次扫描机械传动些微差别而造成的像素不准的问题，但此种方法也不是十全十美，因为使用三色光源，而每个光源的消耗递减程度可能会不一样，这样会造成不同时间扫描品质不一样的弊端，同样有套色不准的潜在威胁。
        第三种方法，采用单色光源，两个一组的滤色片一次完成扫描。白色光源发出的光被扫描原稿反射，经透镜到一对二色滤色片集合，分离成红、绿、蓝三基色，由此二色滤色片集合发出的光被一个特殊的由紧密排列的三排感光体构成的CCD接收，三排感光体分别接收红、绿、蓝中的一种颜色光，模数传感器把每排感光体电压转换为数字电压，RGB三基色组成的24Bit彩色数据即转到计算机中。这种方法允许彩色图像以一个一致的白色光源一次扫描得到，使扫描图像套色不准可能性大大降低，获得既快又好的扫描品质。MICROTEK ScanMaker Ⅱ SP及HP的ScanJet Ⅱ CX均采用此种方法。Ricoh公司使用方法与此相似，不同的是它的扫描仪中采用的是三个分立的CCD，而非一个CCD中包含三排感光体。这种方法的缺点是结构复杂，造价较高。
        第四种方法是用图像晶体管传感器传统扫描仪市场上普遍采用的CCD感光器。Seiko公司的苹果机平台上的彩色扫描仪SpectraPoint首先采用此方法。特殊的半导体硅基质测出在此型号平板扫描仪的整个8.5"宽度上包含有10，200个图像晶体管，构造成三排分别为红、绿、蓝滤色片，每排包含3400个图像晶体管。每排在8.5"上有3400个传感器，则在每英寸上会有400个感光器，这样不通过透镜技术即可直接得到400dpi的彩色扫描。Seiko公司声称这咱扫描方法会比传统的扫描方法更快，并且容易得到更宽的高保真动态彩色范围，但似乎很多专家并不承认此种说法。
        (清华紫光供稿)