扫描仪主要组成部件解析

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如图3-5所示，扫描仪主要由扫描装置、机械传动组件（步进电动机、驱动皮带、滑动导轨和齿轮组等）以及主控电路等组成。

图3-5 扫描仪的主要组成部件

1.扫描装置

扫描装置是扫描仪的核心部件，根据扫描仪采用扫描技术的不同，扫描装置主要分为CCD扫描组件和CIS扫描组件两种。CCD即Charged Coupled Device，图像传感器为核心器件的扫描组件；CIS即Contact Image Sensor，接触式图像传感器为核心器件的扫描组件。

（1）CCD扫描组件

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CCD扫描组件主要包括反光镜、镜头、曝光灯和CCD电路板、曝光灯供电电路板等，如图3-6所示。其中反光镜及镜头部件从扫描组件的外观是看不到的，它们被安装在扫描组件的内部。

图3-6 CCD扫描装置

这种扫描仪由于扫描头的体积较小，原稿的图像不能够直接投射到CCD上，因此需要经过几个反光镜的反射后通过镜头将扫描的图像投射到CCD的感光面上。与此同时，曝光灯为扫描过程提供足够亮度的照明。

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如图3-7所示，CCD是扫描仪扫描成像装置中的核心部件，一般都“嵌”在CCD电路板上。它是一种制成细长形的CCD，其主要作用是将照射到CCD上的光图像转换成电信号。

图3-7 CCD图像传感器电路板

（2）CIS扫描装置

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CIS扫描装置相对于CCD扫描装置结构较简单，由单一的CIS接触式图像传感器构成，它通过与原稿接触扫描识读稿件上的图像信息。图3-8所示为CIS扫描装置的实物外形，它通过数据排线与主控电路板连接。

图3-8 CIS扫描装置

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在扫描装置中，通过初始位置传感器（光电传感器）判断扫描的初始位置，如图3-9所示，扫描仪的初始位置传感器（光电传感器）安装在扫描仪的机壳和扫描装置上。

图3-9 初始位置传感器

初始位置传感器（光电传感器）用于检测扫描装置是否位于初始位置。在扫描组件上有一个挡板，当扫描装置达到初始位置时，挡板刚好位于光电传感器的中间，将光电传感器的光阻挡住，如图3-10所示。此时，初始位置传感器（光电传感器）检测到的位置就是初始位置。每次扫描的时候，扫描组件都要从初始位置开始运动，扫描之后再回到初始位置。如果初始位置传感器（光电传感器）失灵或损坏，则扫描仪就不能正常工作。

图3-10 初始位置传感器（光电传感器）

2.机械传动组件

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如图3-11所示，扫描仪的机械传动组件用于带动扫描装置工作，由步进电动机、驱动皮带、导轨和齿轮组等构成。

图3-11 机械传动组件

（1）步进电动机

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图3-12所示为步进电动机的实物外形。机械传动组件中，步进电动机是其核心部件，在扫描过程中，由计算机通过接口将控制步进电动机的信号传输到主控电路中，通过主控电路处理后，为步进电动机提供驱动信号，使步进电动机工作。步进电动机通过齿轮组带动驱动皮带转动，进而带动扫描装置在导轨上移动，从而完成扫描工作。

图3-12 机械传动部分的步进电动机

（2）驱动皮带

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如图3-13所示，在扫描过程中，步进电动机通过降速齿轮驱动皮带，从而驱动扫描头对图像进行扫描。在驱动皮带上还有一个卡子，这个卡子的作用是保证驱动皮带有一定的张力，防止其松弛、脱落。

图3-13 机械传动部分的驱动皮带

（3）滑动导轨

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如图3-14所示，扫描装置在驱动皮带的驱动下，通过在滑动导轨上的滑动进而实现线性扫描的过程。

图3-14 机械传动部分的滑动导轨

（4）齿轮组

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如图3-15所示，齿轮组是保证机械装置正常工作的中间衔接部件，它与步进电动机紧密相连，在进行扫描时，由计算机通过接口将控制电动机扫描的信号放大后送到步进电动机的接点上，步进电动机在驱动信号的作用下，通过齿轮和皮带对扫描组件进行驱动，使扫描组件从初始位置沿水平方向（滑动导轨）对原稿图像进行扫描。

图3-15 机械传动部分中的齿轮组

3.主控电路

扫描仪的主控电路和电源电路都位于同一块电路板上，而根据扫描仪所采用供电方式的不同，扫描仪的主控电路板上所包含的内容也有所区别。

（1）采用电源适配器或USB接口供电的主控电路

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如图3-16所示，扫描仪若采用电源适配器或USB接口供电，其内部电路板中则无电源供电电路，而直接由外部电源为主控电路供电，通过主控电路板中的滤波电路处理后，送入主控电路中。

图3-16 电源适配器和USB接口供电方式的扫描仪电路板

（2）采用市电直接供电的主控电路

采用市电直接供电的扫描仪主控电路板除了含有主控电路外，还有电源供电电路。

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图3-17所示为采用市电直接供电的扫描仪主控电路。该电路中的主控电路与电源供电电路相互独立。

图3-17 采用市电直接供电的扫描仪电路板

主控电路是扫描仪的控制系统，在扫描过程中，它主要完成CCD信号的输入处理以及对步进电动机的控制，将读取的图像以任意的解析度进行处理。

电源供电电路则是将交流220V电压整流滤波后，再经开关电源电路为主控电路及扫描仪的各个部分提供低压直流电，使其能够正常工作。