Principios básicos
Utilizando un dispositivo fotosensible, la señal luminosa detectada se convierte en una señal eléctrica. Esta señal eléctrica luego se convierte en una señal digital mediante un convertidor analógico-a-digital (A/D) y se transmite a la computadora.
Componentes de conversión fotoeléctrica
El componente que realiza la conversión fotoeléctrica es el dispositivo fotosensible, que es el núcleo del escáner. Sus características de conversión fotoeléctrica, como la respuesta espectral, la estabilidad de la luz, la sensibilidad y el ruido, son cruciales para la transmisión de información de imágenes.
① CCD (dispositivo de carga acoplada)
El nombre chino para CCD es Dispositivo acoplado de carga. Similar a un circuito integrado de semiconductores general, integra miles de fototransistores en un único cristal de silicio. Estos fototransistores están dispuestos en tres filas, cada una cubierta por filtros de color rojo, verde y azul, logrando así un escaneo en color. Cuando se iluminan, los fototransistores generan una corriente que se amplifica y emite. La tecnología de escáner CCD ha madurado considerablemente a lo largo de muchos años y es el principal elemento fotosensible utilizado en los escáneres convencionales del mercado.
Las ventajas de los CCD son: alta calidad de imagen, suficiente profundidad de campo y capacidad para escanear objetos irregulares; y un coeficiente de temperatura bajo, lo que significa que los cambios en la temperatura ambiente son insignificantes para el funcionamiento general. Las desventajas de los CCD incluyen: existe una corriente de fuga significativa entre los miles de fototransistores que componen un CCD debido a su proximidad (nivel micrométrico-), y la interferencia de las señales de cada unidad fotosensible reduce la claridad real del escáner; el uso de espejos y lentes introduce desviaciones y aberraciones de color que requieren corrección por software; y la necesidad de un sistema óptico sofisticado dificulta la miniaturización del escáner.
② CIS (Sensor de imagen de contacto)
CIS significa Sensor de imagen de contacto. Emplea elementos fotosensibles de tipo contacto-(sensores fotosensibles) para la detección de luz. A una profundidad de 1 mm-2 mm debajo de la plataforma de escaneo, 300-600 LED (diodos emisores de luz-rojos, verdes y azules) están estrechamente dispuestos entre sí, generando una fuente de luz blanca. Esto reemplaza los complejos mecanismos de los escáneres CCD, como la matriz CCD, las lentes, los tubos fluorescentes y los tubos de rayos catódicos fríos, transformando la integración óptica-mecánica-electrónica de un escáner CCD en la integración mecánico-eléctrica de un escáner CIS. Los escáneres fabricados con tecnología CIS tienen ventajas como tamaño pequeño, peso ligero y bajo costo de producción. Sin embargo, la tecnología CIS también tiene desventajas, principalmente la imposibilidad de crear escáneres de alta resolución y una velocidad de escaneo relativamente lenta.
Fuente de luz
La fuente de luz es crucial para los escáneres porque toda la luz detectada por el elemento fotosensible proviene de la propia lámpara del escáner. Las fuentes de luz impuras o con sesgo-de color afectan directamente los resultados del escaneo. Por ejemplo, es posible que veas una prenda de vestir que te gusta en una tienda, pero cuando llegas a casa, el color parece diferente al que viste en la tienda. Esto se debe a que la fuente de luz ha cambiado, lo que da como resultado una apariencia visual diferente.
Un conversor analógico-a-digital (A/D)
Un convertidor A/D transforma señales analógicas que cambian continuamente en señales digitales discretas. Su tarea principal es convertir los voltajes analógicos adquiridos en valores digitales que representan colores o valores en escala de grises. Los indicadores clave de rendimiento incluyen precisión de conversión, tiempo de conversión y resistencia de entrada.
