第二节 平台式输入扫描设备

　　扫描仪的性能，主要是由扫描仪的技术指标决定的，而扫描仪的技术指标主要包括扫描分辨率、色彩位数、动态范围、缩放倍率、扫描幅面、扫描原稿类型、扫描速度等几项。

一、扫描仪技术特性

　　1．扫描方式

　　输入扫描仪大致可分为滚筒式扫描和平面扫描两类。平面扫描设备的光源为激光器。平面扫描方式又可分为：①使用激光束高速扫描的激光扫描方式；②采用同原稿幅面宽相同的传感器贴原稿读取数据的紧贴型线像传感方式；③通过反射镜和缩小光学系统读取数据的成像CCD扫描方式；④面传感方式；⑤梳型扫描方式。

　　2．输入扫描的主要性能指标

　　在制版用的输入扫描仪中，常具备图像处理功能，代表性的有色调变更，彩色蒙版，灰平衡，黑版信号生成，UCR／UCA处理，彩色校正，肤色校正，清晰度增强与抑制，这些处理可以用数字信息贮存起来，然后由工作站处理。

　　反映输入扫描仪性能的主要指标为：①适用的原稿种类。例如：透射稿、反射稿、阴图原稿、阳图原稿。②分辨率。目前反射稿扫描仪的扫描分辨率可达到600～1200dpi；而透射稿扫描分辨可达到3000～20000dpi。③扫描仪的扫描范围。目前扫描仪的扫描密度范围已达到1．8～4．0。有已的大于4．0。④扫描仪的原稿扫描幅面。目前一般平台式扫描仪的扫描幅面一般为A4，A3幅面，而滚筒式扫描仪一般可达到全张和对开幅面水平。输出多种格式图像数据，例如：TIFF，DCS等。

二、平台式扫描仪

　　1．平台式扫描仪技术指标

　　（1）扫描仪分辨率

　　扫描仪的分辨率是扫描仪最重要的参数，可分为光学分辨率和最大分辨率。

　　①光学分辨率。扫描仪的光学分辨率表示它的光学系统能够达到的最高输入分辨率。因此光学分辨率指的是平台式扫描仪CCD的真实分辨率。光学分辨率又分为水平分辨率和垂直分辨率。水平分辨率与光学系统、CCD的真实分辨率以及硬件设计电路有关。

　　垂直分辨率是根据扫描仪中的步进电机在机械设计中每英寸可移动多少步而定的，它与步进电机和机械传动部分有关，因此垂直分辨率不如水平分辨率重要。一般提到光学分辨率指的是水平分辨率。

　　光学分辨率决定了扫描仪所能分辨扫描的图像的清晰程度，用dpi（即每英寸点数）或ppi（每英寸像素数）来表示。如扫描仪的光学分辨率为300dpi×600dpi，即表示水平分辨率为300dpi，垂直分辨率为600dpi。目前扫描仪的光学分辨率已从原来的300dpi发展到600dpi、1000dpi、2000dpi，高档扫描仪达到4000dpi，最高达8000dpi。

　　光学分辨率可根据扫描仪所采用的CCD与扫描的宽度进行计算，如图3－2－1所示。



图3－2－1 光学分辨率的计算示意图

　　光学分辨率＝CCD像素数／扫描最大宽度（in）

　　例如，只有5000像素CCD的扫描仪，扫描仪的最大扫描宽度为8.3in，则光学分辨率为600dpi。

　　②内插分辨率。内插分辨率是使用光学分辨率扫描后，再通过软件插值法计算得到的。

　　将数据加到一个图像文件中是我们最不希望的，因为插值没有“真正”增加细节，反而使图像看起来模糊。辅以插值法使分辨率提得越高，则图像的质量越差。

　　③光学分辨率与内插分辨率的关系。扫描仪的内插分辨率，通常高于光学分辨率2～4倍。在内插分辨率中，扫描仪不能捕获其他“真实”数据，它是在光学系统能够采样的像素之间生成新的像素，根据产生的数字估算大约什么色调值插入到相邻像素之间，因此不要用比最大分辨率还高的分辨率扫描。

　　（2）扫描仪的色彩位数 扫描仪的色彩位数也叫色彩深度，即扫描仪采用色彩深度来表达所能捕获图像的色彩。

　　早期的扫描仪仅有24位，只能记录二个灰度等级，即黑与白，对于彩色扫描仪，扫描仪的色彩位数实际是指采用RGB通道的位数。早期的彩色扫描仪为24位，即红、绿、蓝、个通道各为8位。现在彩色扫描仪已经有30位、36位或48位，它们每个通道的量化数值分别用10位、12位或16位来表示。当色彩深度增加时，扫描仪可以捕获的色彩细节会更多。24位RGB“真”彩色已经是扫描与图像编辑的某种标准。

　　扫描仪所记录的灰度等级也是由扫描仪的色彩位数决定的。所谓灰度等级可用黑白之间灰度不连续层次的数值来表示。

　　理论上24位扫描仪能区分256级灰度和1677万种颜色；30位扫描仪能够区分1024级灰度和10亿种颜色；而36位扫描仪能够区分4096级灰度和687亿种颜色；48位扫描仪能够区分65536级灰度和281兆种颜色。因此，扫描仪的位数越高，捕获的色彩越丰富，扫描的图像层次越清晰。

　　（3）扫描仪的动态范围 动态范围也叫密度范围或浓度值，是扫描仪所能记录的色调范围，通常是指接近纯白到纯黑的范围，也即扫描仪所能测量到的最亮颜色与最暗颜色之间的差值。动态范围是描绘扫描仪再现色调细微变化的能力，如一台具有良好动态范围的扫描仪，可以正确地捕捉各种色调的层次并直接输出，得到更多的图像细节。而一台动态范围较小的扫描仪，则无法检测到范围足够宽的色调层次，无法分辨出图像的暗部层次，损失亮都区域的细节，不能正确反映真实色彩。要得到高质量的扫描图像，就应提高扫描仪的动态范围。

　　在扫描图像中，常用密度来测量原稿、分色胶片及印刷品。反射稿或透射稿的某一部位的明暗程度，与反射光（反射稿）或透射光（透射稿）有关。

　　当有一束光通量为Φ的光线入射到反射灰色标时，必定有一部分光线被吸收，一部分光线被反射。若反射的光通量为Φr，Φr＜Φ0，表明这个反射灰色标越黑，Φr越小。因此，可用反射率R（反射光通量只与入射光通量F0之比）来表示反射图像的明暗程度。R值介于0与全吸收（全反射）1之间。

　　同样，对于透射稿灰色标，当有一束光通量为Φ0的光线入射到透射灰色标时，必定有一部分光线被透射，一部分光线被阻止。若透射的光通量为Φt，Φt＜Φ0，表明这个透射灰色标越黑，Φt越小。因此，可用透射率T（透射光通量用与入射光通量F0之比）来表示透射稿的明暗程度。T值介于0（全吸收）和1（全透射）之间。

　　虽然反射率与透射率能分别表示反射稿与透射稿的明暗程度，但通常又不用它们来衡量其明暗程度，这主要是由人眼的视觉感觉决定的。因为人在视觉感受上的明暗程度，与反射稿的反射率并不成线性关系而是与反射率的以10为底的对数近似地成线性关系。同样，对于透射稿，人在视觉感受上的明暗程度，与透射稿的透射率也不成线性关系，而是与透射率的以10为底的对数近似地成线性关系。

　　为了简单明了地度量反射稿与透射稿的明暗程度，分别用反射密度和透射密度来表示。

　　反射密度为：Dr＝lg 1/R

　　透射密度为：Dt＝lg 1/T

　　反射率R及透射率T与动态范围之间的关系请参见表3－2－1。

　　表3－2－1

T或R	1	0.5	0.25	0.1	0.05	0.025	0.01	0.005	0.0025	0.001	0.0005	0.0001
Dr和Dt	0	0.3	0.6	1	1.3	1.6	2	2.3	2．6	3	3.3	4

　　扫描仪的动态范围与扫描仪的位数有直接关系，其动态范围是用扫描仪能分辨出明暗层次的以10为底的对数表示的。如24位扫描仪所能表达的灰阶为256级，因此最大动态范围是D＝lg256＝2．4但24位的扫描仪不可能完全表现出256级，一般动态范围是2．2，即扫描仪所能表达的灰阶是10的2．2次方，为159级。30位、36位、48位扫描仪的动态范围请见表3－2－2。

　　表3－2－2

扫描仪位数	能表现的灰阶（级）	最大动态范围	实际达到的灰阶（级）	动态范围
24	256	2.4	159	2.2
30	1024	3.0	398	2.6
36	4096	3.6	1584	3.4
42	16384	4.2	10000	4.0
48	65536	4.8

　　从表3－2－2中可以看出，扫描仪的位数越多，所提供的动态范围越大，同样位数的扫描仪，其动态范围越大，所能表现的层次越多。

　　（4）缩放倍率 缩放倍率是指扫描仪对原稿缩小或放大的倍率。

　　缩放是扫描软件中产生较大或较小图像的处理程序，当扫描得到的图像送入图像编辑程序中时，就无需重新改变图像的大小。

　　在扫描软件中，缩放比例与分辨率成反比关系，分辨率越低，图像的缩放比例越大。当使用最大的分辨率时，缩放比例只能小于1。

　　为了说明缩放的用途，假定用300dpi的分辨率扫描2in×2in的图像，在不损失细节而希望得到4in×4in的放大图像时，则应设定缩放比例为200％而保持分辨率为300dpi。

　　这一结果与使用600dpi的分辨率、100％的缩放比例扫描所得到的结果是一样的，但后者必须通过图像编辑软件将分辨率更改为300dpi（文件大小维待不变）后再输出。在上述例子中，图像的大小是通过调整缩放比例而不是用图像编辑软件改变的。

　　（5）扫描原稿 扫描仪扫描的原稿主要指的是照片、文字稿、图形和插图等，甚至如硬币、手表或纺织品等三维物件都算是一种原稿，统称为扫描原稿。

　　提到扫描原稿，往往用原稿指标来形容它。原稿指标指的是扫描仪对原稿的适应能力，它可用原稿类型、原稿尺寸、稿密度范围来表示。

　　①原稿类型。即指能扫描的透射原稿、反射原稿，彩色正片和彩色负片，彩色原稿、黑白原稿和线条稿等类型。

　　②原稿最大尺寸。扫描原稿的最大尺寸是指扫描仪所扫描原稿的最大尺寸。这个指标对反射稿很重要。因为有的反射稿尺寸很大，而滚筒式扫描仪的滚筒和平台式扫描仪的平台都有一定限制，为适应不同尺寸的原稿，制造商也推出了不同尺寸的扫描仪，常用的有A4幅面、A3幅面扫描仪，A0幅面、A1幅面工程图纸扫描仪。

　　透射稿一般尺寸较小，最大典型的尺寸是35mm、60mm×60mm、60mm×70mm、4in×5in。具有双平台的扫描仪，扫描透射稿的最大尺寸为8in×10in、12in×18in。

　　③原稿最大密度范围。原稿的最大密度范围是指扫描仪对原稿密度范围的限制，只有在这个密度范围内，扫描仪扫描出的图像才能有很好的层次再现。原稿的密度可通过密度计测量得到，一般印刷品的密度范围为0．06～2．2，反转片的密度范围可达0．02～4．0。如果原稿的密度较大，而扫描仪的密度范围不够，扫描出的图像很难再现原稿的层次，需要用密度范围较高的扫描仪扫描。

　　（6）扫描仪的速度 扫描仪的速度与系统配置、扫描分辨率设置，扫描尺寸等有密切关系。一般情况下，扫描黑白、灰阶图像，扫描速度为2～100ms／线；扫描彩色图像，扫描速度从5～200ms／线。

　　扫描速度和图像质量之间有矛盾。一般情况下，人们总是希望扫描仪速度快，但是扫描仪的工作方式是通过扫描仪的光源，利用一种色彩分离方法和电荷耦合器件（CCD）阵列来采集被扫描对象的光信息，它需要一定的时间来获取图像信息，并将该信息传输到一个计算机图像文件中去。扫描仪速度快当然好，但不能影响图像质量。因此，不是扫描仪的扫描速度越快越好，速度非常高的扫描仪，在扫描过程中，可能会丢失一些扫描图像信息。有些扫描仪在低分辨率时扫描速度快，但在高分辨率时扫描速度不一定快。因此，必须在保证质量的前提下，提高扫描仪的速度。

　　此外，扫描仪还有其他一些指标，如扫描次数。黑白扫描仪只有1次扫描，彩色扫描仪可分为1次扫描和3次扫描。早期的灰度扫描仪和彩色扫描仪是采用3次扫描。随着彩色CCD的推出，扫描仪的技术也随之发展，3次扫描技术已趋于淘汰，目前彩色扫描仪多为1次扫描。

　　2．扫描仪的工作原理与结构

　　（1）扫描仪的原理 虽然扫描仪的种类很多，但扫描仪的工作原理是一样的，其原理示意图如图3－2－2。



图3－2－2 扫描仪工作原理示意图

　　平台式扫描仪类似于复印机，它是由传动装置驱动扫描组件（光源、电荷耦合器件CCD等）来完成扫描动作的。

　　平台式扫描仪扫描图像的原理是：当扫描反射稿时，扫描仪自身携带的光源照射到准备扫描的图像上。图像上较暗的区域反射较少的光，较明亮的区域反射较多的光。光源经过光学系统最终反射到电荷耦合器件CCD的光敏元件上。CCD可以检测图像上不同区域反射的不同强度的光，并将每个采样点的光波转换成随着光强度的大小而变化的一系列电压脉冲，经过模拟／数字转换器将电压脉冲转换成计算机数字化信息，即图像的数字化。也就是将模拟的“图像”划分为若干个小的单元方格，栅格化以后，被离散为具有一定信息量的若干独立单元，并且测量取得和记录各个小单元方格中的信息，这就是计算机所能识别的“1”或“0”的信息。经过数字化处理后，所获取的图像均为数字化图像，可供控制扫描仪操作的扫描软件读入这些数据，并重新组织成计算机图像文件，供计算机存储、显示、编辑、输出用。

　　平台式扫描仪扫描透射原稿时，基本工作原理与扫描反射稿一样。所不同的是，光不是反射，而是透射到原稿上。早期的扫描仪主要是为扫描反射稿而设计的，要想扫描透射稿，需要有特别的光源补偿，使用透射适配器来完成这一功能。

　　随着技术的进步，平台式扫描仪已具备反射光源与透射光源，即双平台技术，可分别扫描反射与透射稿。高档扫描仪还可在扫描反射与透射稿时使用同一个光源。

　　（2）扫描仪的组成扫描仪主要由光学系统、光电转换部件、电子系统、机械系统4大部分组成。

　　①光学系统。光学系统是扫描仪扫描图像的重要组成部分，它主要由光源和一些反射镜及棱镜组成。

　　扫描仪光学系统的作用是将光源发出的光照射在扫描原稿上，再经过光路，将光通过棱镜聚焦到CCD上。因此，照明原稿的光源应具备一定的条件，如光源发光强度高，发出的光稳定性好，色温高，应尽可能包含全部可见光谱，且光谱接近日光。

　　a．扫描仪的光源。平台式扫描仪主要使用荧光灯和热阴极、冷阴极光源。使用冷阴极光源，扫描仪灯管本身不发热，解决了因为灯管发热而引起的玻璃因为受热吸附灰尘、用户难以清理而影响扫描效果的问题。冷阴极光源的使用寿命长，灯管寿命较普通发热灯管长10倍。热阴极光源发光强，色温高。

　　b.扫描仪的光路。目前，平台式扫描仪一般用来扫描反射稿（如照片、杂志等）被扫描的原稿页面朝下，并且放在水平玻璃板上，光从下方进行照射。为使机械结构紧凑，体积较小，通过光学系统来改变从扫描行到透镜的光学通路，其光路如图3－2－3（a）所示。如需要扫描透射稿（胶片），则需要增加透射稿适配器，其光路如图3－2－3（b）所示。

　　扫描仪扫描反射稿时，反射稿放在玻璃表面上。从光源发出的光线照射到玻璃表面上，经过反射稿，虽然大部分光线发生反射，但仍有一小部分光线损失掉了。

　　为了减少光线的损失，扫描仪的反射镜必须为全反射镜，即把入射光线全部反射出去，然后通过透射镜将光线聚焦在CCD上。



图3－2－3 反射稿和采用透射稿适配器的扫描仪光路

（a）反射稿扫描仪光路示意图 （b）用透射稿适配器的扫描仪光路示意图

　　从光路可以看出，一般扫描仪是为扫描反射稿而设计的。如果需要扫描的透射稿不多，可以使用透射适配器扫描透射稿。但由于光源要经过2层玻璃，会造成光的损失更多，因此扫描得到的透射稿质量不如反射稿质量好。MICROTEK公司于1998年初推出了双平台扫描仪，改变了传统的扫描仪再加透射适配器的方法，将扫描仪做成了双平台的形式，即反射稿与透射稿分别放在不同的平台上扫描，使扫描透射稿的质量有了很大的提高。其光学原理如图3－2－5所示。



图3－2－4 透射稿扫描仪光路示意图



图3－2－5 双平台扫描仪光学系统

　　当扫描反射稿时，光路与传统的反射光路相同。当扫描透射稿时，由于透射稿架在扫描仪机体内，将透射稿放在片夹内，通过托架支撑，光源不通过玻璃直接照射在原稿上，因此保证了扫描图像的质量。

　　②光电转换器件。光电转换器件主要将光信号转换成电信号，因此光电转换特性（如光谱响应、光的稳定性、灵敏度、噪声等）对图像信息的传送是很重要的。在滚筒式扫描仪中沿用了电分机中使用的光电倍增管（PMT）作为光电转换器件，而平台式扫描仪使用电荷耦合器件CCD作为光电转换器件。随着技术的发展，目前比较低档的平台式扫描仪开始采用以CIS（Contact Image Sensor接触式图像传感器）作为光电转换器件。采用CIS的扫描仪具有体积小、重量轻和节省器件的优点，因此其价格也比较便宜。但是它的扫描效果要比采用CCD技术的扫描仪差一些。

　　电荷耦合器件CCD（Charge－Couple－Device）基于光电转换原理利用电荷传送读出方式获得输出的固体摄像器件。电荷传送读出方式如图3－2－6所示，在光电变换单元群里存储的情号电何，通过移位寄存器同时向一个方向顺次传送而得到输出。



图3－2－6 CCD电荷传送读出方式

　　CCD的工作原理如图3－2－7所示。加电压－V1于电极1上，从而在半导体基极内形成耗尽层（势阱）如图3－2－7（a）所示。由电或光激励起的电荷存储在耗尽层中。接着在电极2之上加上绝对值大的负电压－V2（－V1＞－V2），从而产生比电极1更深的电势阱，使存储的电荷移动［图3－2－7（b）、（c）］。后若把电极1的电压设置成零［图3－2－7（d）］，则存储的电荷就从一个电极传送到了另一个电极。重复上述过程就能够不断传送电荷。在输出端取出的电荷即可作为时间序列的输出信号。

　　CCD最突出的特点是以电荷作为信号，基本功能是电荷存储和电荷移动。因此，CCD的工作过程主要是电荷的产生、存储、传输和检测。CCD感应图像的原理是利用CCD所具有的光电转换和移位寄存功能完成的。CCD的光吸收过程是光照产生截流子的过程。光信号转换成电信号的过程，实际上还包括对空间连续的光强分布进行空间上分立的采样过程。虽然CCD具有上述的信号存储（光电转换）功能和传送（扫描）功能，然而这两种功能从工作原理上并不能同时进行，因此人们把进行光电变换的感光部分同进行扫描的传送部分从结构上分离。



图3－2－7 CCD的基本结构和工作原理

　　CCD固体摄像器件，具有噪声低，信噪比大，动态范围大等优点，但是由于电荷是在CCD移位寄存器中顺序传送的，因而会产生电荷传送损失，现在采用的隐理沟道等结构已使电荷传送效率高达99．99％以上。

　　所谓隐埋沟道，就是通过离子注入在接近表面处设置N＋不纯物层并在其中进行信号电荷传送的一种结构。采用这种方式，因为不受使用表面沟道而产生的表面陷阱的影响，故可以达到较高的传送效率。

　　CCD分为线形CCD和面形CCD。平台式扫描仪采用线形CCD。

　　a．一维CCD。一维CCD的结构如图3－2－8所示。光电转换元件（感光部分）排列成阵列状，其两侧均设有传送电路和CCD移位寄存器。光电转换元件的奇数编号和偶数编号部分分别由不同的CCD移应寄存器传送，在输出部分再进行合并。



图3－2－8 一维CCD器件工作原理

　　CCD的工作原理如下：关闭传送门，加电压到感光部分的电极上以形成耗尽层，存储由光激励产生的电荷[图3－2－9（a）]。然后在打开传送门的同时，在传送电极下面形成耗尽层，把感光部分的存储电荷向CCD移位寄存器传送［图3－2－9（b）]，接着再关闭传送门，一边由CCD移位寄存器顺序传送电荷，一边在输出部分执行读出操作。与读出动作同时，在感光部分执行转换动作，在耗尽层存储电荷。感光部分的光电转换元件采用MOS电容或光电二极管等材料。

　　b．二维CCD。二维CCD的构成如图3－2－10所示，有两种具有代表性的结构。



图3－2－9 CCD信号形成与传输原理



图3－2－10 二维CCD器件的工作原理

（a）行间传送方式 （b）帧传送方式

　　行间传送方式。如图3－2－10（a），这种方式的CCD是通过把许多各自含有成对的感光部分和传送部分的一维CCD排列起来构成的。为了把感光部分和传送部分交叉排列，大约要牺牲掉30％～50％的感光面积，但是电荷传送损失引起的分辨率下降却很少。

　　帧传送方式。图3－2－10（b）是二维CCD帧传输结构示意图。这种结构是由光敏区（成像区）、暂存区和水平移位寄存器三部分组成，光敏区由并行排列的若干个（设m个）电荷耦合沟道组成，各沟道间用沟阻隔开，使沟道内的电荷不能横向移动，但水平驱动电极横贯各沟道，每个沟道有n个光敏单元，因此整个光敏区有n×m个光敏单元。暂存区的结构和单元数与光敏区相同，而暂存区和水平移位寄存器是遮光的。工作过程如下：当光敏区接受图像照射后，经一定时间（积分时间），光敏区下的势阱内就积累和存贮了一定的图像信号电荷，在光敏区和暂存区各自的转移栅脉冲作用下把电荷图像完整地快速地移到暂存区；紧接着，光敏区开始积累第二帧图像信号电荷，与此同时，暂存区的信号电荷在转移脉冲驱动下，一行一行地移至水平移位寄存器，并向外输出；一旦第一帧信号电行全部读出，第二帧信号电荷又通过暂存区移入水平寄存器，实现连续地读出。这种方式构造上比较简单，但驱动方法略复杂。

　　任何图像都是光强随空间位置的变化，因而可以进行傅里叶分解，得到一系列不同空间频率的光强变化。利用光电转换功能将投射在CCD上面的光学信号转换为电信号“图像”，即电荷量与照射到CCD的光强度的大小成正比，然后利用移位寄存功能将这些电荷“自扫描”到同一个输出端，形成幅度不等的实时脉冲序列。

　　CCD的性能主要取决于量子效率和响应、噪声、分辨能力、线性度和动态范围、缺陷与拖影、均匀性等。不同应用场合对CCD的性能要求有不同的重点。平台式扫描仪中使用的CCD，最重要的性能是分辨能力和信噪比。分辨能力代表分辨图像细节的能力。图像光强度在空间变化的情况可用空间频率表示，而分辨能力可以用调制传递函数（MTF）来代表。CCD的信噪比越高，说明性能越好。

　　平台式扫描仪使用的CCD性能好坏是至关重要的。如果CCD与相关驱动电路性能好，同样可使扫描的图像清晰、质量好。同时每个CCD在装到扫描仪之前，都经过严格的测试、筛选，甚至进行特性化处理，得到每个CCD的特性文件，使每个CCD及每台扫描仪都能处在真正理想的状态。

　　③电子系统。电路部分根据功能的不同，大致可分为电源部分、照明部分、图像处理部分、数据的输入／输出、命令和状态信息等部分。

　　电子系统的主要功能是将光电转换后的电信号经模拟／数字（A／D）转换器转换成数字信号，再传送给计算机。电路系统主要包括A／D转换部件，控制电路以及与计算机之间的接口电路。

　　在电子系统中，A／D转换器是最主要的部件。因为A／D转换器的位数直接影响到扫描仪的色彩位数，如24位的彩色扫描仪，即红、绿、蓝（R、G、B）三个通道，每个通道为8位，三原色叠加起来是24位，因此采用8位A／D转换器。更高位数的彩色扫描仪，如30位（或36位）彩色扫描仪，红、绿、蓝（R、G、B）三个通道，每个通道为10位（或12位），因此需要10位（或12位）的 A／D转换器。现在高档平台式扫描仪色彩位数高达42位或48位，这样RGB每个通道应为14位或16位，A／D转换器应为14位或16位。

　　④机械系统。机械系统主要由机体、放置原稿的平板以及机械传动部件等组成。CCD在平台式扫描仪中的应用，有效地减少了机械的复杂性，使机械尺寸减小，降低功耗，增强了可靠性。当被扫描的原稿放在水平玻璃上，光源反射或透射在原稿上，然后成像在CCD上。传统的扫描仪中，CCD和照明光源等扫描组件（称为扫描头）以机械方式匀速地从原稿的一端运动到另一端。目前平台式扫描仪有两种运动方式：一是扫描头运动，图片不动，它是通过步进电机带动扫描头运动；二是扫描头不动，图片运动，这样可以更精细地扫描图像。

　　3．平台式彩色输入扫描仪工艺特点和几种常见扫描仪

　　（1）工艺特点 平台式彩色输入扫描仪工艺价格便宜，操作简单，复制图像质量不如滚筒式扫描仪，一般情况下扫描密度范围小于滚筒扫描仪。

　　（2）典型平台式扫描仪

　　①高档平台扫描仪。快步（QUICKSTEP）高档平台扫描仪。快步扫描仪是海德堡公司最新推出的A3幅面高档扫描仪。它采用3组10500像素的彩色CCD及多镜头技术。它的多镜头系统由3个高质量镜头组成，分别提供3种不同的分辨率。采用这种多镜头系统，就可以根据原稿的具体尺寸选择合适的透镜，扫描透射稿的分辨率可达2400加入因此，放大1200％倍率也能取得很好的质量。而且还能处理一系列原稿。用户可以扫描各种尺寸的原稿——从35mm的幻灯片到A3幅面，也可以处理各种形式的原稿（反射稿或透射稿、正片或负片、连续调或线条稿）。

　　快步扫描仪的LinoColor软件为用户提供了高精度色彩管理方案，可以以所见即所得的方式直观地编辑色彩。快步扫描仪支持以CIELab和CMYK方式进行选择性和整体性色彩图像控制。为了减轻用户的工作负荷，快步扫描仪的LinoColor软件中还带有Color是Assistaut、Job Assistant、Print Tubic Editor软件模块。Color Assistant具有自动图像分析、高光／暗调设定、色调校正、饱和度调节；Job Assistant能自动控制作业流程，同时处理后台扫描和网络扫描。Print Tubic Editor用于调整印刷适性曲线。快步扫描仪所有操作部都非常简便，只需按键就可以扫描。高质量扫描、数字化图像处理，从输入到印刷的整个过程都保持稳定的色彩。

　　C－550 Lanovia扫描仪。C-550 Lanovia扫描仪是富士公司在滚筒扫描仪的基础上新推出的平台扫描仪，属于落地式结构，底盘采用坚固耐用的合金铸成，为扫描提供了良好的稳定条件，减少了扫描时产生的扭曲或不对称等问题。

　　C－550 Lanovia扫描仪是48位、A3＋幅面的平台式扫描仪，它采用8000像素三色线性CCD，光学分辨率为5000dpi，最大分辨率可达10000dpi，并具有X、Y轴变焦距扫描功能。通过三重螺杆控制扫描头移动位置，扫描头能在扫描区域内纵横（X、Y轴）移动，令每一个原稿都能在最佳的位置下扫描。变焦技术利用CCD整个宽度向原稿对焦，所以每一个原稿不论尺寸大小或是在原稿台上的位置皆能以最大的分辨率进行扫描。

　　C－550 Lanovia扫描仪具有平压式、固定不动的原稿台，最大扫描面积为470mm×350mm，一次可容纳多达100张的35mm透射片。平压式的原稿台配合移动式的扫描头设计，可以处理过大的原稿和不规则的三维实物，同时自动对焦功能使机器能扫描已装裱的原稿。它还可以扫描多种类原稿，包括连续调、印刷品、线条稿及分色片等。利用专用的载片架，您可以预先设置多张原稿，以加快换稿的时间。每一帧稿架都附有编号，方便软件在扫描时自动识别。

　　C－550 Lanovia扫描仪的驱动软件是C－Scan，它的操作界面和色彩技术与富士公司其他高档滚筒式扫描仪相类似，具有后台作业功能，可以一边在屏幕上处理已扫描的预视图像，一边让扫描仪扫描其他原稿。这种图像编辑与扫描并行，并能进行批扫描和以简图显示的工作方式，能节省时间、提高生产效率。C－Scan不仅具有丰富的色彩编辑功能，如控制层次、颜色、清晰度（USM）及各种印刷参数，对图像进行最佳调整，还有去网纹和线条稿处理功能，同时使用C－Dot软件还可以直接扫描分色图片。

　　ScanMate平台扫描仪。ScanMate扫描仪是丹麦狮威（ScanView）公司生产的A3和A3＋平台式扫描仪，分为F6、F8Plus、F10，分别为专业机中的低档、中档和高档机型。ScanMate系列扫描仪的性能如表3－2－3所示。

　　ScanMate系列扫描仪采用落地式结构，为扫描提供良好的稳定性。透射光源装在顶盖的下面，反射光源在平板的下面。无论原稿是印刷品、正片、负片、照片、线条稿、装在保护框中的幻灯片，还是实物，无论是薄的还是厚的，F系列扫描仪都可以扫描。

　　ScanMate系列扫描仪均为48位，其中F6扫描仪采用了8000像素的CCD，F8Plus采用8640像素的CCD，F10采用了10200像素CCD和当前高档平台扫描仪的最新科技XYZ技术，显著地提高了扫描速度。由于采用了独特的垂直光学系统，消除了反射的障碍，这样能有效地改善阴影部分的层次。

　　TOPAZix平台式扫描仪。TOPAZ平台式扫描仪是LINOTYPEHELL公司推出的平台式扫描仪，其专业化的卓越性能给人展示了平台式扫描仪取代桌面滚筒式扫描仪的趋势。TOPAZ平台式扫描仪特点为内有两只CCD，一只为3×8000像素的CCD，可进行高质量彩色扫描，其光学分辨率为5080dpi，另一只为12000像素单线CCD，可进行拷贝网点和线条稿A3幅面的扫描，分辨率可达13331／cm。密度范围：3．7，最大达到4．0，已满足原稿的要求。扫描范围为透射稿210mm×257mm，反稿305mm×457mm而其中正八开（265mm×374mm）到A3（297mm×420mm）之间的幅面是使用最集中的原稿范围。扫描速度为每小时扫12幅高分辨率图像。整批全自动扫描时产量高达15幅/h。适用透，反射稿和正、负片。TOPAZ平台式扫描仪是一种开放性OPI结构，同S34000滚筒扫描仪。TOPAZ平台式扫描仪的缩放范围为0．2～200，具有去网功能。

　　表3－2－3 ScanMate系列扫描仪的性能

型号	ScanMate F6		ScanMate F8Plus		ScanMate F10
原理	8000像素 CCD		8640像素CCD		XYZ10200像素CCD
光学分辨率	3000dpi		4000dpi		5400dpi（最大辨率13000dpi）
密度	3.7，最大4.0			4.0
扫描速度	20张／h（35mm,350dpi,40％）			50张／h（35mm,350dpi,40％）
聚焦	自动或用户从软件自调
缩放比例	20％～1333％
扫描次数	一次
输出格式	TIFF Lab／RGB 16Bit／Grey Scale／Grey 16－Bit／Line Art DCS／CMYK,JPRG CMYK／RGB／Grey SCale Targe Scitex CT │
原稿载体	可更换的平板
扫描面积	210mm×420mm（透射）297mm×420mm（反射）				A3
装稿方式	上稿件
接口	SCIS
批扫描	支持
支持平台	PC／MAC／SUN／UNIX
体积	940mm×980mm×630mm
质量	50kg

　　ScanMate系列扫描仪配备的软件是ColorQuartet，是根据国际色彩管理系统CIELab的IT8标准开发的和苹果的色彩管理系统LolorSync完全兼容，可通过ICC特性文件实现从扫描输入到输出的色彩管理，具有自动设定高光、暗调、自平衡等功能。也提供了专业的调色工具，是一个优秀的扫描分色软件。

　　EskoScan全系列大平台扫描仪。Purup－Eskofot公司生产的EskoScan是为报纸行业设计的最高速、大平台扫描仪（见表3－2－4）。

　　EskoScan 1318是Purup－Eskofot新推出的36位A3幅面的高质量平台扫描仪，光源为白色荧光灯，传感部件为3个6000像素的CCD阵列，并具有可移动的CCD副扫描，大大优于单一的CCD阵列的扫描。EskoScan 1318是由Alpha DEC的作业准备工作站（简称JPS）控制的，它包括JPS软件和用于定义扫描图像的数字化仪，便于稿件放置的定位和用于对彩色稿预定义的程序等特殊功能，有效地节省扫描准备时间。当扫描仪进行正式扫描时，JPS可为下一个扫描做准备工作。ElskoScari 1318的最大光学分辨率为5080dpi，由于采用XY扫描技术，扫描分辨率不因原稿的尺寸不同而不同，这就保证了在整个复制平台范围内均能以5080dpi的光学分辨率扫描，并可以对大量的35mm透射稿进行批扫描，在网线数为60线／cm（15线／in）时可放大至2000％。当对挂网原稿进行网点复制时，分辨率可达到2540dpi，该精度是通过3080dpi的光学分辨率电子化得到的。同样网点复制在868dpi时可工作在高速模式。EskoScan 1318可扫描各种类型的原稿，特别是能扫描挂网原稿，扫描原稿的最大尺寸为310mm×440mm，最大厚度为25mm。

　　EskoScan 2636S将滚筒扫描的优点应用于平台操作上，可扫描大的原稿或各种类型的稿，如线条稿、加网原稿，连续调黑白稿、彩色连续调正片或负片、透射稿或反射稿。

　　为ElskoScan配套设备包含扫描单元和准备单元，为了提高生产效率，可同时进行几项工作。EskoScan扫描速度高达100线/s，比滚筒扫描仪快得多。随着报业的发展、报纸发行量的增加，为了减少手工拼版，或使用大幅面激光照排机，或电脑直接制版（CTP），或进行远距离的传版，则必须选择大平台扫描仪。

　　EskoScon全系列扫描仪采用X、Y方向扫描，主扫描是移动复制台；附属扫描是移动CCD阵列，以及网点复制技术。由于采用X、Y扫描技术，扫描分辨率不因原稿的尺寸不同而不同，这就保证了在整个复制平台范围内均能以最大的光学分辨率扫描。采用网点复制技术，即将挂网原稿直接转换为数字化信息，它以极高的精度，采集挂网原稿的网点形状并进行复制，这对高质量的计算机直接制版（CTP）或数字化印刷输出是很重要的。

　　表3－2－4 Purup-Eskofot适用于报刊的扫描仪

产品型号	EskoScan 2040	EskoScan 2040S	EskoScan2636	EskoScan 2636S	EskoScan 3648
技术	平台CCD扫描仪主要扫描：移动复制台；附属扫描；移动CCD阵列
光源	白色卤素灯，8种色彩过滤器
标准工作模式	线条扫描
升级工作模式	由线条扫描到连续调扫描；由连续调扫描到RGB扫描
原稿类型	线性／CopyDOT／；图像／文字；加网原稿；反射原稿／透射原稿；连续调模式；黑白稿／彩色稿；正片／负片
最大扫描尺寸／cm	反射稿51×61	反射稿51×61	反射稿66×91	反射稿66×91	反射稿91×122
	透射稿41×58	透射稿41×58	透射稿 61×83	透射稿61×86	透射稿86×117
最大原厚度	标准： 3mm；选配件25mm
灰阶度数目	线条稿：8位（256级）,连续调12位（4096）,彩色12位／色
密度范围	动态范围：3.3
锐化度	12级－2～＋10
光学分辨率	2540dpi	1270dpi	2540dpi	1270dpi	1270dpi
插值分辨率	5080dpi	2540dpi	5080dpi	2540dpi	2540dpi
工作界面	扫描仪到PC以SCSI相连接，PC到文件服务器以太网连接
支持网络协议	Appletalk,Novell,PC NFS,PC／TCP,Windows NT
数据格式	TIFF,EPS,DCS,DCS2,PostScrip
体积／cm	115×142×100	115×142×100	154×172×120	154×172×120	187×222×126
质量/kg	400	400	560	560	930
电源要求	220V,50／60Hz,7A

　　②中低档平台式扫描仪。最近几年，随着个人电脑的普及和办公自动化程度的提高，个人工作室、广告设计、桌面出版系统等所需要的中低档扫描仪有了很大的发展。

　　ScanMaker 2000扫描仪。ScanMaker 2000扫描仪是MICROTFK最新推出的中档平台式扫描仪。它以“双平台、双镜头、大尺寸、高分辨率”等优势，成为“四机一体”的全功能影像处理设备。

　　ScanMaker 2000的图像传感器采用高信噪比的8000像素的CCD，采用了两个扫描镜头，不同的扫描幅面采用不同的镜头聚焦，解决了大幅面扫描时的边缘变形问题。最大光学分辨率为2000×2000dpi，最大分辨率9600dpi，可扫描1位黑白、12位灰度、36位彩色。色彩动态范围3．3D，保证扫描仪能捕获足够的色调层次。扫描反射稿的最大面积304.8mm×457mm，扫描透射稿的最大面积254mm×508mm，并具有多种片夹，扫描速度。

　　ScanMaker 2000扫描仪的最大特点，除了采用MICROTEK的专利双光源、双平台设计外，还有双镜头扫描模组设计和旋转镜头组专利技术，通过镜头组传动与光路反射设计，使系统有最佳执行效率与精度，使用户能获得最佳扫描效果与品质。根据扫描透射稿或反射稿以及分辨率的设置，通过反射旋转镜头组按需求而旋转，让光束形成不同路径，达到同一扫描组完成多重扫描模式的设定，同时使产品体积缩小，降低制造成本。

　　ScanMaker 2000扫描仪配备专业的扫描分色软件ColorQuartet，使扫描图像更清晰、

　　彩更丰富、色调更饱和，充分满足广告业、印刷行业、桌面出版系统、包装等领域的应用。

　　DUOSCAN T2500扫描仪。爱克发的DUOSCAN T2500是A4幅面、36位的彩色扫描仪，由于配备了双棱镜光学系统的双平台技术和超级复消色差棱镜，使扫描的图像清晰。光学分辨率1250×2500dpi，最大分辨率可达5000dpi，密度范围为3．4，最大可达3．5。

　　扫描反射稿的最大面积为200mm×350mm（1250dpi）扫描透射稿的最大面积为200mm×

　　300mm（1250dpi），并配有透射片夹（35mm， 6cm×9cm），是印前专业人员普及型高档扫描仪。

　　ImageDeck扫描仪。ImageDeck是MICROTEK最近面向OA办公领域推出的创新系列扫描仪，外型与普通平台式扫描仪相似，但它采用扫描与复印的全新概念，不需要配备任何类型的电脑，图像传感器为彩色线性CCD，光学分辨率为600dpi，可扫描1位黑白、8位灰阶、24位彩色的反射稿，最大扫描面积为20．32cm×27．94cm。操作非常简单，将扫描原稿放在平台上，只需轻轻地按一下按钮，就如同复印机一样完成扫描任务，并具有自动剪裁和缩放功能，方便快捷。扫描仪带有软盘和ZIP磁盘驱动，扫描结果能直接储存并永久保留。支持图像压缩功能，节省存储空间。具有打印机接口，只需连接1台打印机就组成了一个功能齐全的彩色拷贝机，无论是文件还是相片均可轻松复制所希望的原件，完全可以替代彩色复印机所有功能。

[时间：2001-08-31  作者：张逸新  来源：《分色制版新技术》第三章　分色制版设备及性能]