大幅面掃描儀

大幅面掃描儀因其特有的高質量、高分辨率、高精度等特點，主要應用於工程建築、機械設計、地理信息、廣告設計、藝術品複製等專業領域。

因為大幅面掃描儀必須具有超寬幅面，因此大幅面掃描儀都是由多組鏡頭排列而成的。下面我們就大幅面掃描儀的相關技術進行剖析。

大幅面掃描儀按照成像方式與成像質量不同可分為：CCD成像方式與CIS成像方式。

CCD是英文Charge Coupled Device的縮寫，中文譯名即“電荷耦合器件”。從功能上看，它負責將鏡頭傳來的光信號轉換為電信號，類似於普通光學相機的膠片。CCD的感光系統通過透鏡進行成像的同時進行濾色處理，因此可以忠實的還原原有的色彩，根據CCD技術的不同，使用第六代CCD成像技術的色彩表現力、細節表現力及過渡色的表現力均達到了完美的效果。

CIS是英文Contact Image Sensor的縮寫，中文譯名即“接觸式圖像傳感器”。CIS是由光源系統和感光系統的單件構成的集成模塊。CIS在感光系統中沒有濾色裝置，因此色彩表現力及過渡色等方面遠遠低於CCD成像技術。

通俗的説，就好像一個全畫幅單反數碼照相機與一個普通卡片數碼照相機一樣，指標都是1200萬像素，但是在成像質量方面根本就沒有任何可比性（根本不在一個級別上）。

CCD成像技術

早期CCD成像技術由於光學鏡頭的工藝以及加工工藝的限制，大多采用超大的光學鏡頭以及超大的

CCD模塊（即CCD電路板）。其代表廠商為Contex（丹麥：康泰克斯）其主要成像方式如圖1所示。

大幅面掃描儀按照走紙方式不同可分為： 平板式掃描儀、饋紙式掃描儀。

1、平板式掃描儀

所謂平板式掃描儀就是和家用（商用）掃描儀一樣，將介質平放於掃描儀圖像採集的大面積光學玻璃上，圖紙處於靜止狀態，採集圖像的CCD（或CIS）在固定的軌道內進行移動，採集必要的數據信息。這種走紙方式的最大優點是對介質不會造成任何損傷。典型的應用是掃描具有文物價值的資料或具有文物價值的易碎圖檔。

這種掃描儀的最大缺點是速度較慢。

2、饋紙式掃描儀

所謂的饋紙式掃描儀，通俗的説就是掃描儀成像機構處於靜止狀態，傳動機構帶動掃描介質向前移動，進行圖像數據的採集。絕大多數大幅面掃描儀，基本上都是採用這種掃描方式。其最大的特點是具有很高的掃描速度同時還能獲得滿意的圖像質量。

大幅面掃描儀按照光源照明方式不同可分為： 熒光燈管照明、LED照明。

1、熒光燈管照明

早期CCD成像技術的掃描儀，全部採用的是熒光燈管照明，由於熒光燈管本身的特性，會造成頻閃，同時為了達到較為穩定的光源色温，所以必須要進行長達1小時以上的預熱後才能進行掃描。

在掃描儀使用過程中熒光燈管必須是一隻處於點亮狀態的，這樣一方面加速了熒光燈管的衰老，減少使用壽命，同時造成很大的能源浪費，因此無法滿足能源之星ENERGY STAR的要求。在國際上採用這種照明方式的掃描儀已近開始逐漸退出市場。

2、LED照明

LED（即：發光二極管）發展至今已經發展到第三代技術， 其主要特點是體積小、高亮度（是普通熒光燈管的15倍）、低能耗（單個LED不到0.1W）、長壽命（LED的使用壽命可達10萬小時）、瞬間啓動、光源穩定無需預熱，與傳統光源相比，LED是半導體光電器件“高新尖”技術，具有在線編程，無限升級，靈活多變的特點。LED照明按照照明方式又分為單側LED照明與對稱雙光源LED照明（2D-LED）。

大幅面掃描儀走紙方式不同可分為： 全輪動態紙張傳輸系統、全輪被動紙張傳輸系統、半動態紙張傳輸系統。

1、全輪動態紙張傳輸系統

全輪動態紙張傳輸系統是基於旋轉壓力的概念，基於很高的加工工藝製造而成。它採用的是與走紙滾筒同步轉動的一根（或2根）超高精度壓紙滾筒來帶動介質向前（或向後）移動，如圖2所示

這種走紙方式，在保證將有摺痕或不平整圖紙壓平整（圖紙緊貼玻璃表面）的同時，還可以順利將圖紙送入掃描儀。這種走紙系統能夠持續而均勻的施加最好的壓力從而保護易碎的原稿，即使像餐巾紙也能保證順暢通過而不會損壞。在獲得傳送紙張所需的牽引力和足夠的精度前提下確保原稿成像清晰鋭利，色彩豐富並且有效的消除陰影、摺痕。

2、全輪被動紙張傳輸系統

採用這種走紙方式是由於加工工藝落後而採取的一種退而求其次的辦法，如圖3所示

這種走紙方式由於中間壓紙的滾筒不能同步進行轉動，所以只能靠介質移動的時候，由介質帶動壓紙滾筒轉動，所以這種走紙方式在掃描時，不能對圖紙起到很好的保護作用，因此在掃描較柔軟或較薄的介質時，及易壞圖紙（卡紙）。

3、半動態紙張傳輸系統

這種走紙方式是一種非常落後的壓紙方式，如圖4所示；這種走紙方式由於中間使用的壓紙板，所以會經常造成嚴重的卡紙現象，因此極易損壞掃描介質。所以有時候為了掃描介質能夠較為順利的通過掃描窗口，就必須要壓紙板抬起，此時又會產生嚴重的接縫或者焦距失真的問題。因此，這種壓紙方式幾年前就已經開始淘汰了。

大幅面掃描儀常用接口不同可分為：SCSI接口、IEEE1394接口、USB接口、百兆網絡接口、千兆網絡接口

1、SCSI接口

早期大幅面掃描儀多使用的是SCSI接口，這種接口必須要在計算機上插入一個專用的SCSI接口卡，傳輸速率非常低，對設備的開啓、關閉必要按照嚴格的順序執行，因此大幅面掃描儀早已棄用了這種傳輸方式。

2、IEEE1394接口

IEEE1394接口就是我們俗稱的“火線”接口，其傳輸速率可以達到400M/S，由於這種接口設計的缺陷（可以反向插入），極易造成將設備主板燒燬，並且這種接口也必須要在計算機上插入一個專用的接口卡。因此大幅面掃描儀已經開始棄用這種傳輸方式。

3、USB2.0接口

USB2.0接口由於其良好的即插即用性，以及和微軟操作系統的高度兼容性，及高達480M/S的傳輸速度和傳輸穩定性，大幅面掃描儀廠商絕大多數使用的是這種接口。最新的USB3.0技術傳輸速率已經達到了600M/S的傳輸速率，相信大幅面掃描儀廠家會在不久推出基於USB3.0的接口的

4、百兆以太網網絡接口

由於SCSI、1394、USB接口均要由掃描儀直接連接到計算機，所以由於數據線長度的限制以及用户對使用靈活性的需求，大幅面掃描儀廠家相繼推出了傳輸、使用方式更為方便以太網網絡接口。

5、千兆以太網網絡接口

隨着計算機性能的提高及用户對傳輸速度的要求越來越高，專業的大幅面掃描儀生產商推出了傳輸速率更高的千兆以太網網絡接口，這種接口的理論傳輸速度達到了驚人的1000M/S，這種接口允許將大幅面掃描儀連接至局域網連接後，在局域網內的任何計算機都能輕鬆的使用大幅面掃描儀進行掃描。

大幅面掃描儀和家用（商用掃描儀）所不同的是，大幅面掃描儀所提供的最大光學分辨率為1200dpi×1200dpi、1200dpi×600dpi、600dpi×600dpi、508dpi×508dpi，也就是説大幅面掃描儀最高的光學分辨率為1200dpi×1200dpi。

通常很多用户在使用或者購買大幅面掃描儀的時候有一個誤區，即：看廠家所推薦的或者宣傳的最大分辨率，例如：廠家所宣傳的最大分辨率為3600dpi甚至是9600dpi；其實這個分辨率是所謂的插值分辨率，也就是後期用軟件在兩個相鄰的像素內在插入N個像素；這樣的話不僅會破壞原圖的真實信息；而且給後期的處理帶來很大的麻煩；同時我們在掃描文件的時候根本不可能使用到高於600dpi×600dpi進行掃描；假設一個A0的圖紙如果使用彩色9600dpi掃描的話，所得到的文件為442.50G，試想有什麼計算機和軟件能夠打開或者編輯這樣的文件？我想大家永遠是不會用到這個雞肋一般的指標吧？所以不要對廠家宣傳的最大分辨率所誤導。

綜上所述，大幅面掃描儀與傳統家用（商用）平板掃描儀表面看都是採用了CCD或者CIS成像技術，但是由於大幅面掃描儀所應用的是專業的領域，並且在掃描長度上不能受到任何限制；在掃描寬度上也要滿足專業用户的幅面寬度；在橫向、縱向掃描精度上必須要達到小於1‰的要求，甚至在極其專業的領域要達到0.5‰的精度，因此大幅面掃描儀在製造難度，及加工工藝方面對生產廠家都提出了極高的要求。