一、掃描儀的感光器件

目前掃描儀所使用的感光器件有三種：光電倍增管（PMT）、光電耦合器（CCD） 和接觸式感光器件 （CIS 或LIDE）。

1. 光電倍增管

光電倍增管實際上是一種電子管，其價格較 CCD 和 CIS 兩種感光器件都要高許多。光電倍增管除了采用金屬銫的氧化物作為主要感光材料外，為了提高靈敏度和捕捉精度，還摻雜了如鑭系金屬在內(nèi)的其他活性金屬。在目前使用的各種感光器件中，光電倍增管在靈敏度、噪聲系數(shù)以及動態(tài)范圍等方面都是最優(yōu)秀的。目前，幾乎所有的滾筒式掃描儀都采用光電倍增管作為其主要感光器件。

通常，在典型的滾筒式掃描儀中設有三個光電倍增管。掃描時，一個氖或鹵鎢光源通過光纖，經(jīng)聚光透鏡聚焦在原稿的一個非常小的面積上，透過圖像或經(jīng)圖像反射的光再通過鏡頭被投射到濾色反光鏡上，被反射的光線通過相應的濾色片進入相應的光電倍增管中，光線照射到光電倍增管的感光材質(zhì)上，從而導致光電倍增管陰極發(fā)射光電子。這些光電子再經(jīng)過多層二次發(fā)射極發(fā)射出更多的電子，經(jīng)柵極加速、放大后，沖擊陽極，最終形成電流，這就是光電倍增管光電轉(zhuǎn)換的基本過程。

這種獨特的構(gòu)造和工作原理使得光電倍增管的輸出信號在相當大的范圍內(nèi)保持著高度的線性輸出，從而獲得準確的色彩還原。此外，由于光電倍增管的溫度系數(shù)極低，因此它幾乎不受周圍環(huán)境及溫度的影響，對周圍環(huán)境的適應性極強。

不過，高精度的掃描質(zhì)量從某種程度上也制約了掃描速度的提高，而且高昂的價格也是制約光電倍增管普及的主要因素。

2. 光電耦合器

目前掃描儀采用的光電耦合器大致可以分為半導體隔離式和硅氧化物隔離式兩種。

光電耦合器應用范圍極為廣泛，許多數(shù)字采集設備都大量使用光電耦合器作為感光元件。從外形上看，它與日常使用的半導體集成電路非常相似，其外形如圖 1 所示。

景物在光電耦合器的感光面上成像，感光面由很多像素單元構(gòu)成。它們一排排地、整齊地排列在感光面上，少則幾十萬個，多則可達數(shù)百萬個。每個像素單元都可以把照射到其上面的光通量(光能)變成相應的電荷。

圖 2 是像素單元的結(jié)構(gòu)示意圖，每個像素單元都是由一個光電二極管、一個場效應晶體管和傳輸電荷的電極等部分構(gòu)成的。此外，在光電二極管的上面還設有微型透鏡和彩色濾光器。

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