المبادئ الأساسية
وباستخدام جهاز حساس للضوء، يتم تحويل الإشارة الضوئية المكتشفة إلى إشارة كهربائية. يتم بعد ذلك تحويل هذه الإشارة الكهربائية إلى إشارة رقمية بواسطة محول تناظري - إلى - رقمي (A/D) وإرسالها إلى الكمبيوتر.
مكونات التحويل الكهروضوئي
المكون الذي يقوم بالتحويل الكهروضوئي هو الجهاز الحساس، وهو قلب الماسح الضوئي. تعتبر خصائص التحويل الكهروضوئي، مثل الاستجابة الطيفية واستقرار الضوء والحساسية والضوضاء، ضرورية لنقل معلومات الصورة.
① CCD (جهاز مقترن بالشحن)
الاسم الصيني لـ CCD هو جهاز الشحن المزدوج. على غرار الدائرة المتكاملة العامة لأشباه الموصلات، فهي تدمج آلاف الترانزستورات الضوئية على بلورة سيليكون واحدة. يتم ترتيب هذه الترانزيستورات الضوئية في ثلاثة صفوف، كل منها مغطى بمرشحات الألوان الأحمر والأخضر والأزرق، وبالتالي تحقيق مسح الألوان. عند إضاءتها، تولد الترانزستورات الضوئية تيارًا يتم تضخيمه وإخراجه. لقد نضجت تقنية الماسح الضوئي CCD بشكل كبير على مدار سنوات عديدة وهي العنصر الحساس الأساسي المستخدم في الماسحات الضوئية السائدة في السوق.
تتمثل مزايا أجهزة CCD في: جودة الصورة العالية، وعمق المجال الكافي، والقدرة على مسح الكائنات غير المستوية؛ ومعامل درجة حرارة منخفضة، مما يعني أن التغيرات في درجة الحرارة المحيطة لا تذكر بالنسبة للتشغيل العام. تشمل عيوب أجهزة CCD ما يلي: وجود تيار تسرب كبير بين آلاف الترانزستورات الضوئية التي تشكل CCD نظرًا لقربها (مستوى الميكرومتر-)، والتداخل من إشارات كل وحدة حساسة للضوء يقلل من الوضوح الفعلي للماسح الضوئي؛ يؤدي استخدام المرايا والعدسات إلى حدوث انحرافات وانحرافات لونية، مما يتطلب تصحيحًا برمجيًا؛ والحاجة إلى نظام بصري متطور تجعل من الصعب تصغير حجم الماسح الضوئي.
② CIS (مستشعر الصور المتصل)
يعنيCIS مستشعر صورة الاتصال. ويستخدم نوع الاتصال-عناصر حساسة للضوء (أجهزة استشعار حساسة للضوء) لاستشعار الضوء. على عمق 1 مم-2 مم أسفل منصة المسح، يتم ترتيب 300-600 مصباح LED باللون الأحمر والأخضر والأزرق (ثنائيات باعثة للضوء-) معًا بإحكام، مما يؤدي إلى توليد مصدر ضوء أبيض. يحل هذا محل الآليات المعقدة للماسحات الضوئية CCD، مثل مصفوفة CCD، والعدسات، وأنابيب الفلورسنت، وأنابيب أشعة الكاثود الباردة، مما يحول التكامل الإلكتروني البصري-الميكانيكي- للماسح الضوئي CCD إلى التكامل الميكانيكي الكهربائي للماسح الضوئي CIS. تتميز الماسحات الضوئية المصنوعة باستخدام تقنية CIS بمزايا مثل صغر الحجم وخفة الوزن وتكلفة الإنتاج المنخفضة. ومع ذلك، فإن تقنية CIS لها أيضًا عيوب، وفي المقام الأول عدم القدرة على إنشاء ماسحات ضوئية عالية الدقة وسرعة المسح البطيئة نسبيًا.
مصدر الضوء
يعد مصدر الضوء أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للماسحات الضوئية لأن كل الضوء الذي يستشعره العنصر الحساس للضوء يأتي من المصباح الخاص بالماسحة الضوئية. تؤثر مصادر الضوء غير النقية أو المتحيزة للألوان- بشكل مباشر على نتائج المسح. على سبيل المثال، قد ترى قطعة من الملابس تعجبك في أحد المتاجر، ولكن عندما تعود إلى المنزل، يبدو اللون مختلفًا عما رأيته في المتجر. وذلك لأن مصدر الضوء قد تغير، مما أدى إلى مظهر بصري مختلف.
محول تناظري-إلى-محول رقمي (A/D).
يقوم محول A/D بتحويل الإشارات التناظرية المتغيرة باستمرار إلى إشارات رقمية منفصلة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في تحويل الفولتية التناظرية المكتسبة إلى قيم رقمية تمثل الألوان أو قيم التدرج الرمادي. تتضمن مؤشرات الأداء الرئيسية دقة التحويل ووقت التحويل ومقاومة الإدخال.
