11.3.2-扫描仪的工作原理（教案）-《计算机组装与维修》同步教学（国防工业出版社）

教案 编号：PTzZ-30 流水号：766 （首页）共 4页 课程 《计算机组装与维修》 一体化 理论 章节（课题）及内容 扫描仪的工作原理 班级日期 中职 2024.05 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解扫描仪的基本组成部分。 · 掌握扫描仪的工作原理和流程。 · 理解扫描仪在数字图像处理中的应用。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 扫描仪的基本组成部分：光源、镜头、感光元件、机械传动装置等。 2. 扫描仪的工作原理：从扫描物体到数字图像的转换过程。 教学难点 1. 光电转换原理的理解。 2. 扫描过程中图像失真的原因及解决方法。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 直观展示法：通过多媒体课件展示扫描仪的组成部分和工作原理。 2. 实验演示法：通过实验演示扫描仪的工作过程，让学生直观感受光电转换原理。 3. 小组讨论法：分组讨论，共同解决问题，培养学生的合作精神。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 引导学生回顾计算机输入设备的相关知识。 2. 提出问题：你们知道扫描仪是如何将纸质文档转换为数字图像的吗？ 3. 简要介绍扫描仪的发展历程和应用领域。 2分钟 讲授新课 练习指导 扫描仪是一种将纸质文档、图片等转化为计算机可以处理的数字图像的设备。它的基本组成部分主要包括以下几个方面： 1. **光源**： - 光源是扫描仪的重要组成部分，用于照亮扫描区域，确保扫描物体上的光线均匀分布。常见的光源包括冷阴极荧光灯（CCFL）和LED（发光二极管）。 2. **镜头**： - 镜头的作用是将扫描物体上的光线聚焦到感光元件上，形成一个清晰的图像。镜头的质量直接影响扫描质量，包括分辨率和清晰度。 3. **感光元件**： - 感光元件负责将接收到的光线转换成电信号。目前主要有两种类型的感光元件：CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）和CIS（Contact Image Sensor，接触式图像传感器）。 - CCD传感器通过一系列小型的光敏单元（像素）捕捉光线，并将光信号转换为电信号。 - CIS传感器则是一排紧密排列的光敏二极管，直接接触扫描物体表面，将光线转换为电信号。 4. **机械传动装置**： - 机械传动装置包括步进电机、导轨、皮带等，用于控制扫描平台或扫描仪头部的移动，以实现逐行扫描整个文档。 5. **模数转换器（ADC）**： - 感光元件输出的电信号是模拟信号，需要通过模数转换器转换成数字信号，以便计算机处理。 6. **控制电路**： - 控制电路负责协调扫描仪各部件的工作，包括控制光源的开关、感光元件的读取、机械传动装置的移动等。 7. **接口**： - 接口用于将扫描仪连接到计算机或其他设备，常见的接口类型包括USB、SCSI、FireWire等。 8. **外壳和底座**： - 外壳保护扫描仪的内部组件，底座则用于支撑整个扫描仪，并提供稳定的扫描平台。 9. **软件**： - 扫描仪通常配备相应的软件，用于控制扫描过程、图像编辑、OCR文字识别等功能。 这些基本组成部分共同工作，使得扫描仪能够将纸质文档或图片转换为计算机可以编辑和处理的高质量数字图像。 扫描仪的工作原理和流程如下： 1. **工作原理**：扫描仪主要由光学成像部分、机械传动部分和转换电路部分组成。这几部分相互配合将反映图像特征的光信号转换为计算机可接受的电信号。扫描仪的核心是完成光电转换的光电转换部件，目前大多数扫描仪采用的光电转换部件是所谓的电荷耦合器件(CCD)。 2. **工作流程**： - 扫描仪工作时首先由光源将光线照在欲输入的图稿上产生表示图像特征的反射光(反射稿)或透射光(透射稿)。 - 光学系统采集这些光线，将其聚焦在CCD上，由CCD将光信号转换为电信号。 - 然后由电路部分对这些信号进行A/D转换及处理产生对应的数字信号输送给计算机。 - 当机械传动机构在控制电路的控制下带动装有光学系统和CCD的扫描头与图稿进行相对运动将图稿全部扫描一遍，一幅完整的图像就输入到计算机中去了。 在数字图像处理中，扫描仪的应用广泛，例如： - 输入照片建立自己的电子影集。 - 输入各种图片建立自己的网站。 - 扫描手写信函再用E-mail发送出去以代替传真机。 - 配合OCR软件输入报纸或书