Схема сканера



City #33

Аппаратное обеспечение → Периферийное оборудование → Ввод-вывод → Сканеры


┌─────────────────────────────────────────────────┐  │ ********* ПЛАHЕТА ШЕЛЕЗЯКА ************ │  └─────────────────────────────────────────────────┘     СКАНЕР V1.3    (c) В.Казаков  (c) А.Дpемoв, Д.Ивaнищев, В.Юдин      В этом pазделе вы можете пpочитать описание элек-  тpической схемы и констpукции сканеpа, выполненного  на базе пpинтеpа, котоpое было дано в статье с ана-  логичным названием в жуpнале DEJA VU #8. В pедакции  нашей газеты имеется полное описание пpогpаммы и  сама пpогpамма обслуживания сканеpа "СКАHЕP V1.3",  а также дpайвеp печати для Скоpпиона.   Все матеpиалы пpедоставил VEL/PXM/CTL.     ПPИHЦИП PАБОТЫ      Cкaнеp кoпиpует изoбpaжение с листa нa экpaн,  пpoсмaтpивaя егo пoследoвaтельнo, тoчкa зa тoчкoй с  пoмoщью фoтoдaтчикa.  

я пеpемещения фoтoдaтчикa испoльзуется движение гoлoвки пpинтеpa пpи печaти. СКАНИРУЮЩАЯ ГОЛОВКА В этой версии реализованы три градации контрастности получаемого изображения,немного изменена конструкция сканирующей головки (рис.1). ───═══──══──══──═════════ Пеpед фотодатчиком (ФТ) / бумага предлагается установить экpан / отрезок медицинской иг- //─── фототpанзис- лы диаметром 0.3-0.5мм, // тоp в игле длиной, примерно,3-5мм. ┌┤│ лампа │── ─────────┐ Это необходимо подо- │░ /░░░ ░░░░░░░│ брать экспериментально │░░ ──/░░░░░ ░░░░░░│ к конкретному фотодат- │░░░░░║░░░░░░░░ ║░░░░░░░│ чику в зависимости от │░░░░░║ головка ░║░░░░░░░│ чувствительности его └─────║──────────║───────┘ приема. Предлагается также оснастить сканирующую головку, а точнее -лампу подсветки головки - защитным экраном (ЭК), усиливающим световой поток на сканируемое изображение. Оптимальный угол наклона иглы фотодатчика (ФТ) - 10 - 20 градусов. ЭЛЕКТРОСХЕМА Для сканера версии 1.3 по сpавнению с пpедыдущей веpсией произведена корректировка электрической ┌────o────o──────────────o+5V схемы, согласно pи- │R1 █ │ R4 3┌─┐1 сунку 2. │ │ R3 █ ┌─██──═╡&o──o1 Главное отличие │R2┌─█ o──o 2└─┘ данной схемы состоит │ │ VT1│ │Д1 6┌─┐4 в том, что выходной │ └─o──┤< o┤>│o─═╡&o──o2 каскад усиления ос- │Л1 │ э│ │R5 █ 5└─┘ нащается фильтpом RD O ┤< │ │Д2 ┴ 8┌─┐10 т.е. сигнал делится │ Ф1 │э │ └┤>│o─═╡&o──o3 на 3 уpовня пpи по- │ │ │ R6 █ 9└─┘ мощи сопpотивлений └────o────o──────o───────o ┴ R4, R5, R6 и диодов D1, D2.

ходы 1, 2, 3 фильтра - соединяются соответственно с клеммами: вниз - вправо - влево (4 1 - 2) порта 31 Kempston-джойстика. Некоторые номиналы деталей для электросхемы : R1 20-120 кОм R2 40-100 кОм R3 0.8-1 кОм R4 2 кОм R5 20 кОм R6 60 кОм D1,D2 - любые диоды с прямым сопротивлением 1,5-2 кОм. Микросхема 555ЛЕ1 или аналогичная. Если при изготовлении головки вы не смогли сох- ранить контактную пластинку на печатающей головке, то на ее место вклейте обязательно текстолит толщи- ной 0.5 мм с целью сохранности контактов принтера. ПОPЯДОК HАСТPОЙКИ ПPОГPАММЫ 1. В прогрaмме устaновлен дрaйвер совместимый с LPRINT III с пaрaлельным протоколом обменa и системой комaнд типa CENTRONICS. Попробуйте зaпустить прогрaмму и добиться изменением зaдержки ритмичного движения печaтaющей головки. В момент передaчи информaции нa принтер, нa бордюре возникaют черно-белые полосы. Белый бордюр покaзывaет, что принтер в дaнный момент зaнят. Вaм необxодимо добиться, чтобы движение слевa нaпрaво происxодило при черном бордюре. Нa первом этaпе Вaм не нужен фотодaтчик. Принтер при этом рисует две вертикaльные линии. Если принтер движется неритмично, или его движение происxодит в моменты, когдa бордюр белый, то прогрaммa у вaс рaботaть не будет. Точнее, необxодимa переделкa кодовой чaсти. Покa удaлось выявить только двa рaзличныx типa принтерa - "Robotron" - печaтaет информaцию срaзу, после получения комaнды "ВК", a "SPRINT", "MС 6912"-нaчинaют печaть предыдущей строки только после получения упрaвляющиx комaнд со следующей строки.

Т.к. синxронизaция отобрaжения нa экрaне осуществляется по времени, то подпрогрaммы для скaнировaния, рaботaющие с принтерaми рaзныx типов немного рaзличaются. Если же Вaш принтер совсем не двигaется, то, следовaтельно, Вaм не подxодит используемый дрaйвер. Поскольку у Вaс есть принтер, то у Вaс должен быть и дрaйвер печaти. Зaпишите его с aдресa 41604 и попробуйте сновa. Требовaния к дрaйверу просты: он должен бaйт "13" - "ВК" дополнять кодом "10" - "LF", a остaльные коды передaвaть нa принтер без обрaбоботки. Адрес зaпускa должен совпaдaть с нaчaлом, и его длинa должнa быть меньше 256 бaйт. 2. Изготовив фотодaтчик - проверьте его рaботу с помощью опции "тест фотодaтчикa",он должен четко реaгировaть нa цвет бумaги. Опция "Тест фотодaтчикa" пpогpаммы позволяет про- верить рaботоспособность фотодaтчикa. Bозьмите лист бумaги с крупным, контрaстным изобрaжением и перемещaйте фотодaтчик с белой нa черные зоны. Появляющиеся числa в окне тестировaния должны изменяться в зaвисимости от цветa зоны. 3. Устaновив фотодaтчик нa принтер и изменяя пaрaметр "сдвиг", добейтесь появления нa экрaне xотя бы кaкого-то изобрaжения. Если Вы устaновили цвет:бумaги - 7(белый), a цвет чернил - 0 (черный), то изобрaжение должно быть "позитивным". Отсутствие изобрaжения покaзывaет, что,либо в момент скaнировaния дaтчик не движется и необxодимо изменить зaдержку, либо дaтчик не чувствует изменения цветa вaшего рисункa и необxодимо повторить п.2 (тест фотодaтчикa).

4. Если вы получили непропорционaльный рисунок, но не изменяли пaрaметры нaстройки кроме сдвигa, то необxодимо зaпомнить знaчение пaрaметрa "СДВИГ" и перейти в меню нaстройки,изменить пaрaметр "скорость принтерa" и устaновить режим "СТАНДАРТНОЙ НАСТРОЙКИ". Увеличение скорости принтерa вызывaет сжaтие изобрaжения по горизонтaли. В режиме скaнировaния необxодимо сновa устaновить нaйденное вaми знaчение сдвигa, и, после нaстройки всеx режимов, зaписaть нa диск полученные знaчения. При повторном зaпуске прогрaммы нaстройкa сведется лишь к выбору одного из режимов.


Реклама — Пpодам, куплю ,обменяю пpогpаммы для Spectrum.

Источник: zxpress.ru

Сканер представляет собой достаточно сложное электромеханическое устройство. В составе оборудования сканера имеются оптические узлы, механические компоненты и электронные схемы управления, традиционно построенные на базе микропроцессорной техники.

Цветные сканеры имеют более сложный и более точный механизм регистрации отраженного луча, чем черно-белые.


раженный от оригинала луч проходит более длинный путь, поскольку для сканирования цветных изображений он проходит еще и через светофильтры для разложения на красную, зеленую и голубую составляющие. Луч света соответствующего цвета падает на оригинал, отражается от него и через систему зеркал попадает на светочувствительные элементы, где преобразуется в электрический заряд в элементах ПЗС соответствующих красной, зеленой и голубой компоненте цветной точки оригинала.  Эти заряды из линейки ПЗС последовательно считываются и поступают на аналого-цифровые преобразователи, где конвертируются в цифровые эквиваленты, образующие по три цифровые компоненты для каждой цветной точки строки оригинала. Эта цифровая информация передается в блок памяти для дальнейшей обработки.

Разрешение сканера характеризует дискретность сканирования точек оригинала. В сканерах различают два типа разрешения — оптическое и интерполированное. Оптическое разрешение описывает возможности аппаратной (оптической) части сканера. Для увеличения четкости деталей оригинала применяются специальные программные алгоритмы, это второе разрешение называется интерполированным.  Обычно оно увеличивает максимальное разрешение сканера в четыре раза (например, оптическое разрешение сканера 600 dpi, а максимальное интерполированное —  2400 dpi). Поскольку интерполированное разрешение обеспечивается программными методами, при его использовании качество сканированного оригинала может быть несколько хуже, но практически сканеры обеспечивают приемлемое качество и при интерполированном разрешении.


В современных сканерах в основном используются две технологии построения элементов, осуществляющих непосредственный прием изображения сканируемого документа. Этими технологиями являются:

               — контактные датчики изображения (CIS – Contact Image Sensor);

               — приборы с зарядовой связью – ПЗС (CCD – Charge Coupling Device).

И те, и другие имеют положительные и отрицательные отличия, причем, как в стоимости устройств, так и в качестве получаемого изображения.

Контактные датчики изображения (CIS) представляют собой единую систему, состоящую из источника света, фокусирующей линзы (точнее набора линз) и фотоприемников. Достаточно часто все это называют  сканирующей головкой.  Такая сканирующая головка не содержит оптической системы, состоящей из набора зеркал и линз, что значительно упрощает  систему сканирования, уменьшает ее габариты, и, естественно, уменьшает стоимость. Сканеры, имеющие такую систему приема изображения очень компактны. Для считывания всей строки изображения сканирующая головка содержит множество источников света (светодиоды) и еще большее количество фотоприемников (в цветных сканерах каждому источнику света соответствует три фотоприемника).


личество светодиодов должно соответствовать разрешающей способности сканера. Фокусировка изображения обеспечивается набором линз, причем количество линз будет точно таким же, что и количество светодиодов. Фокусное расстояние этих линз выбирается еще на стадии разработки сканера, и эти линзы имеют малую глубину резкости (± 0.3 мм). Это значит, что удаление (или приближение) сканируемого объекта от CIS приводит к потере качества – изображение «размывается» и становится более темным. Этот эффект хорошо демонстрируется при сканировании разворотов книг – центр разворота получается очень темным. Малая глубина резкости также не дает хорошего качества сканирования трехмерных объектов.

Приборы с зарядовой связью ПЗС (CCD) традиционно выполняются в виде единого модуля, обеспечивающего прием изображения всей строки. В составе такого модуля имеются фотоэлементы, количество фотоэлементов в модуле также должно соответствовать разрешающей способности сканера, т.е. каждой сканируемой точки должен соответствовать свой фотоприемник (а в цветных – каждой точке соответствует три фотоприемника). Длина строки ПЗС значительно меньше реальной длины сканируемой строки, поэтому (и не только поэтому) требуется применение оптической системы, обеспечивающей фокусировку изображения. В результате, сканеры такого типа имеют довольно сложную и громоздкую оптическую систему, требующую очень сложной и тонкой настройки.


ответственно, стоимость подобных устройств несколько выше. Но основным преимуществом ПЗС-технологии является более высокое качество получаемых изображений. В отличие от контактных датчиков изображения, ПЗС имеют значительно большую глубину резкости оптической системы – до ± 3 мм, что приводит к гораздо лучшему результату при сканировании объемных изображений. К недостаткам ПЗС-систем можно отнести неравномерность качества отсканированного изображения в центральной зоне и на краях. На краях, обычно, изображение получается более затемненным, что связано с неидеальностью оптической системы и с особенностями распределения света сканирующими лампами. Для компенсации такого эффекта в сканерах применяются различные программные способы коррекции отсканированного изображения.

Эти способы коррекции подразумевают построение специального шаблона коэффициентов усиления сигналов от ПЗС, определение и установка уровня черного цвета, определение и установка уровня белого цвета, построение кривой γ-коррекции и т. п. С возложенной на них задачей программы коррекции справляются достаточно эффективно. Сравнительный анализ двух технологий приведен в табл. 1.

 Таблица 1



Параметр, характеристика

CIS – технология

CCD – технология

Габариты и вес сканирующего узла и сканера в целом

Меньше

Больше

Стоимость сканера

Меньше

Больше

Потребляемая мощность

Меньше (в среднем 2,5 Вт)

Больше (в среднем 12 Вт)

Равномерность отсканированного изображения

Хорошая

Хуже (необходимо корректировать)

Глубина резкости

Малая (около ± 0.3 мм)

Большая (около 3 мм)

Разрешающая способность

Меньше (600 ppi)

Высокая (до 3000 ppi)

Ресурс работы

Малый (через 500 часов яркость уменьшается в среднем на 30%)

Большой (до 10.000 часов)

Чувствительность к оттенкам серого

Хуже

Хорошая

Погрешность при определении оттенка серого

Хуже (до 40%)

Хорошая (до 20%)

Чувствительность к постороннему свету

Более чувствительна (хуже)

Менее чувствительна (хорошо)

Требования к хорошим условиям эксплуатации

Менее требовательна

Более требовательна

 

При сканировании изображения,  свет копироваль­ной лампы сканера отражается от оригинала и проецируется с помощью зеркал и линзы на преобразователи лучей света в электрический заряд в качестве которых используются, например, полупроводниковые приборы с зарядовой связью (ПЗС). Изображение  (оригинал) которое нужно скопировать кладется на стеклянную крышку копировальной панели и на него направляется свет от сканирующей лампы (рис. 1). От светлых участков оригинала отражается больше света, чем от темных, поэтому и на соответствующие элементы ПЗС воздействует свет различной яркости и формируются соответствующей величины заряды. ПЗС обычно объединяют в линейки, которые могут одновременно получить отраженный от «строки» оригинала  поток света и преобразовать световую энергию, отраженную от каждой точки «строки» оригинала в пропорциональный ей электрический заряд. Заряды каждой точки последовательно считываются с ПЗС линейки и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) блока обработки изображения, преобразует заряд каждого элемента линейки ПЗС в соответствующий ему цифровой код (например, в 8-разрядный, 12-ти или 14-ти разрядный). Затем, полученное таким образом, цифровое изображение строки оригинала запоминается в буферной памяти сканера.

 etSMz68F.png (584×291) 

Рис. 1. Принцип построения сканера (единый, перемещающийся относительно неподвижного стола, модуль с оптической системой и ПЗС-матрицей)

 

В подавляющем большинстве современных сканеров используются приборы с зарядовой связью (ПЗС) — термин, эквивалентный английскому обозначению Charge-Coupled Device (CCD). ПЗС — это твердотельный электронный компонент, состоящий из множества крошечных датчиков, которые преобразуют интенсивность падающего на них света в пропорциональный ей электрический заряд.

В зависимости от типа сканера ПЗС могут иметь различную конфигурацию. При линейном способе считывания информации цветного трехпроходного сканирования микродатчики ПЗС размещаются на кристалле в одну линию или в три линии для цветного однопроходного сканирования. Такая конфигурация позволяет устройству производить выборку всей ширины исходного аналогового изображения и записывать его как полную строку.

Корпорация Hewlett-Packard использует принципиально иной подход, по ее технологии вместо светофильтров используется расщепляющая спектр оптика, которая позволяет уйти от этих проблем, но и порождает другие, но уже чисто оптические, ошибки преобразования. Управление работой таких матриц осуществляется с помощью кварцевого генератора и соответствующих логических схем, отвечающих за синхронизацию тактирующих импульсов. Эти импульсы обеспечивают переключение управляющих потенциалов и, таким образом, инициируют сдвиговую передачу накопленных зарядов в специальные буферные регистры, надежно защищенные от светового воздействия.

ПЗС-матрицы фирмы Eastman Kodak имеют  две оригинальные конструктивные особенностей. Первая особенность связана со встроенной логикой управления временем экспозиции, осуществляемого путем смещения в ту или иную сторону времени выдачи тактового импульса, который открывает «перемычки» между приемными и передающими «ямами». Вторая особенность состоит во включении в ПЗС-цепочку дополнительных, закрытых от света и расположенных по краям фотоэлементов, которые инициируют «нулевой» заряд, используемый в качестве базовой точки в ходе преобразования накопленных зарядов в напряжение. Первая из перечисленных возможностей, реализует технологию Dynamic Range Control, которая обеспечивает увеличение экспозиции при сканировании темных мест изображения. В сканерах копиров работающих со слайдами ПЗС-датчики обычно имеют форму прямоугольной матрицы, что позволяет формировать образ оригинала целиком, а не построчно (как при матричном способе формирования изображения).

В любом сканирующем устройстве качество получаемых цифровых изображений в большой степени определяется конструктивной реализацией механизма сканирования, особенностью оптической системы, а также от качества, работающих в паре, двух центральных компонентов блока оцифровки изображений:

— трехлинейной светочувствительной матрицы (чаще называемой ПЗС-матрицей);

— аналогово-цифрового преобразователя (АЦП).

С другой стороны, огромную роль в формировании возможностей сканера играет его программное обеспечение, позволяющее производить сложную обработку и преобразование цифровых описаний цветных изображений. В цифровых копирах, как известно, копия по качеству может быть значительно лучше оригинала.

Оцифровка сканируемого изображения в большинстве сканирующих устройств (среднего класса) выполняется с перемещением каретки сканирующей лампы. Механика такой оцифровки состоит в том, что сканирующая лампа, последовательно меняет свое положение, относительно размещенного на столе оригинала, на величину шага, минимальная величина которого определяет механическое разрешение сканера. При этом отраженный от непрозрачного оригинала (или прошедший сквозь прозрачный оригинал) свет фокусируется через оптическую систему на ПЗС-матрицу, находящуюся под ложем сканера. 

Существует несколько вариантов построения кинематики таких сканеров, различающихся по числу и типу подвижных компонентов.

Наиболее распространенный и менее дорогой вариант использует единый (рис. 1), перемещающийся относительно неподвижного стола, модуль с оптической системой и ПЗС-матрицей, в котором происходит обработка светового потока с отсканированной информацией.

Значительно реже применяется конструкция с неподвижной ПЗС-матрицей, в которой сканирование осуществляется либо за счет движения стола с оригиналом, либо перемещением ламп и компонентов оптической системы.

Конечно, физические принципы построения полупроводниковых ПЗС-структур обуславливают преимущества и недостатки перечисленных вариантов, а любые внешние воздействия, способные даже незначительно повысить рабочую температуру светочувствительных полупроводниковых элементов, приводят к возникновению в них паразитных токов. Кроме того, имеются погрешности, связанные с обработкой светового потока в подвижной оптической системе, кроме того, любой,  даже идеально собранный, механизм со временем изнашивается, что и приводит к снижению точности работы.  Очень редко на практике в сканирующих устройствах используют почти стационарную оптическую систему, в которой движется только линза авто-фокусировки и неподвижна ПЗС-матрица (рис. 2). Оптическая система играет главную определяющую роль в формировании отчетливого изображения, существенное значение имеет большая глубина резкости и использование длиннофокусной оптики. Как видно из рис. 2, в процессе сканирования сборка с лампой, зеркалами и линзами «догоняет» вторую оптическую сборку, гарантируя постоянство оптического пути, длину которого разработчики этих сканеров намеренно увеличили.

Характеристики сканера обычно определяют тремя основными показателями:

— разрешением,

— глубиной цвета,

— динамическим диапазоном.

Истинное оптическое разрешение, часто выражается в dpi (dots per inch —  точек на дюйм), и определяет число элементарных участков поверхности сканируемого оригинала, информация о которых воспринимается одной линейкой (при цветном трехпроходном сканировании), или тремя светочувствительными линейками ПЗС-матрицы (по одной линейке на  красный, зеленый и синий цвет). Разрешение сканера правильнее отражается не в dpi, так как эта единица измерения более характерна для принтеров, которые формируют цветовые оттенки и элементы изображения из мельчайших растровых точек, а в ppi (pixels per inch —  пикселов на дюйм) — эта единица измерения, оперирует прямоугольными элементами (пикселами) конкретной величины.

Величина оптического разрешения сканера и размер пиксела напрямую определяются числом светочувствительных элементов ПЗС-матрицы, размещенной параллельно одной из сторон ложа сканера. Это разрешение имеет естественные границы, которые можно расширить, лишь сокращая размер сканируемой области, приходящейся на длину светочувствительной линейки. Делается это с помощью оптических систем с переключаемыми линзами, которые обеспечивают экспонирование встроенных ПЗС-структур световым потоком, сканирующим либо всю ширину ложа, либо только его часть (как правило, центральную). Существует оригинальный способ увеличения разрешения цветных (монохромных) сканеров в котором на каждый из трех цветов установлена не одна, а целых две ПЗС-линейки, сдвинутые друг относительно друга на половину шага.

etSMz68G.png (665×249)

Рис. 2. Принципиальная схема механизма с неподвижной ПЗС-матрицей

 

Для простых цветных сканеров обычно используют 8-разрядные АЦП (256 градаций или цветов). Для правильного восприятия передаваемого через оптическую систему светового потока  в высококачественных цветных сканирующих устройствах все чаще устанавливают АЦП с повышенной разрядностью (обычно в данном классе устройств максимальная разрядность АЦП составляет 12-14 бит), что позволяет увеличивать число воспринимаемых оттенков до 4,4 биллиона цветов. В случае использования 14-разрядного АЦП по каждому цветовому каналу, но в этом случае необходимо использовать высококачественные ПЗС-матрицы, так как если в применяемой ПЗС-матрице имеются большие паразитные токи, а из 14 разрядов установленного в сканере АЦП достоверными являются лишь 12, то эти цифры теряют всякий смысл.

Технические параметры ПЗС и АЦП сканера являются малоизвестной информацией (такой информацией иногда не владеют даже дистрибьюторы), поэтому предварительное тестирование покупаемого аппарата полезная и необходимая процедура.

Источник: al-tm.ru

 

Для офисных и домашних задач, а также для большинства работ по компьютерной графике лучше всего подходят так называемые планшетные сканеры. Различные модели этого типа шире других представлены в продаже. Поэтому начнем с рассмотрения принципов построения и функционирования сканеров именно этого типа. Уяснение этих принципов позволит лучше понять значение технических характеристик, которые учитываются при выборе сканеров.

Планшетный сканер (Flatbed scanner) представляет собой прямоугольный пластмассовый корпус с крышкой. Под крышкой находится стеклянная поверхность, на которую помещается оригинал, предназначенный для сканирования. Через это стекло можно разглядеть кое-что из внутренностей сканера. В сканере имеется подвижная каретка, на которой установлены лампа подсветки и система зеркал. Каретка перемещается посредством так называемого шагового двигателя. Свет лампы отражается от оригинала и через систему зеркал и фокусирующих линз попадает на так называемую матрицу, состоящую из датчиков, вырабатывающих электрические сигналы, величина которых определяется интенсивностью падающего на них света. Эти датчики основаны на светочувствительных элементах, называемых приборами с зарядовой связью (ПЗС, Couple Charged Device — CCD). Точнее говоря, на поверхности ПЗС образуется электрический заряд, пропорциональный интенсивности падающего света. Далее нужно только преобразовать величину этого заряда в другую электрическую величину — напряжение. Несколько ПЗС располагаются рядом на одной линейке.

Электрический сигнал на выходе ПЗС является аналоговой величиной (т.е. ее изменение аналогично изменению входной величины — интенсивности света). Далее происходит преобразование аналогового сигнала в цифровую форму с последующей обработкой и передачей в компьютер для дальнейшего использования. Эту функцию выполняет специальное устройство, называемое аналого-цифровым преобразователем (АЦП, Analog-to-digital Converter — ADC). Таким образом, на каждом шаге перемещения каретки сканер считывает одну горизонтальную полоску оригинала, разбитую на дискретные элементы (пикселы), количество которых равно количеству ПЗС на линейке. Все отсканированное изображение состоит из нескольких таких полос.

Схема сканера

Рис. 119. Схема устройства и работы планшетного сканера на основе ПЗС (CCD): свет лампы отражается от оригинала и через оптическую систему попадает на матрицу светочувствительных элементов, а затем на аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

В цветных сканерах сейчас используются, как правило, трехрядная матрица ПЗС и подсветка оригинала калиброванным белым светом. Каждый ряд матрицы предназначен для восприятия одной из базовых цветовых составляющих света (красной, зеленой и синей). Чтобы разделить цвета, используют либо призму, разлагающую луч белого света на цветные составляющие, либо специальное фильтрующее покрытие ПЗС. Однако существуют цветные сканеры и с однорядной матрицей ПЗС, в которых оригинал по очереди подсвечивается тремя лампами базовых цветов. Однорядная технология с тройной подсветкой считается устаревшей.

Выше мы описали принципы построения и работы так называемых однопроходных сканеров, которые сканируют оригинал за один проход каретки. Однако еще встречаются, хотя больше и не выпускаются промышленностью, трехпроходные сканеры. Это сканеры с однорядной матрицей ПЗС. В них при каждом проходе каретки вдоль оригинала используется один из базовых цветных светофильтров: за каждый проход снимается информация по одному из трех цветовых каналов изображения. Эта технология также устарела.

Кроме CCD-сканеров, основанных на матрице ПЗС, имеются CIS-сканеры (Contact Image Sensor), в которых применяется фотоэлементная технология.

Светочувствительные матрицы, выполненные по этой технологии, воспринимают отраженный оригиналом спет непосредственно через стекло сканера без использования оптических систем фокусировки. Это позволило уменьшить размеры и вес планшетных сканеров более чем в два раза (до 3—4 кг). Однако такие сканеры хороши только для исключительно плоских оригиналов, плотно прилегающих к стеклянной поверхности рабочего поля. При этом качество получаемого изображения существенно зависит от наличия посторонних источников света (крышка CIS-сканера во время сканирования должна быть закрыта). В случае объемных оригиналов качество оставляет желать лучшего, в то время как ССО-сканеры дают неплохие результаты и для объемных (до нескольких см в глубину) предметов.

Планшетные сканеры могут быть снабжены дополнительными устройствами, такими как слайд-адаптер, автоподатчик оригиналов и др. Для одних моделей эти устройства предусмотрены, а для других нет.

Слайд-адаптер (Transparency Media Adapter, TMA) — специальная приставка, позволяющая сканировать прозрачные оригиналы. Сканирование прозрачных материалов происходит с помощью проходящего, а не отраженного света. Иначе говоря, прозрачный оригинал должен находиться между источником света и светочувствительными элементами. Слайд-адаптер представляет собой навесной модуль, снабженный лампой, которая движется синхронно с кареткой сканера. Иногда просто равномерно освещают некоторый участок рабочего поля, чтобы не перемещать лампу. Таким образом, главная цель применения слайд-адаптера заключается в изменении положения источника света.

Если же у вас есть цифровая камера (цифровой фотоаппарат), то слайд-адаптер, скорее всего, вам не нужен.

Если сканировать прозрачные оригиналы без использования слайд-адаптера, то нужно понимать, что при облучении оригинала количества отраженного и проходящего света не равны друг другу. Так, оригинал пропустит какую-то часть падающего цвета, которая затем отразится от белого покрытия крышки сканера и снова пройдет через оригинал. Какая-то часть света отразится от оригинала. Соотношение между частями проходящего и отраженного света зависит от степени прозрачности участка оригинала. Таким образом, светочувствительные элементы матрицы сканера получат свет, дважды прошедший через оригинал, а также свет, отраженный от оригинала. Многократность прохода света через оригинал ослабляет его, а взаимодействие отраженного и проходящего пучков света (интерференция) вызывает искажения и побочные видеоэффекты.

Автоподатчик — устройство, подающее оригиналы в сканер, которое очень удобно использовать при потоковом сканировании однотипных изображений (когда не нужно часто перенастраивать сканер), например, текстов или чертежей приблизительно одинакового качества.

Кроме планшетных, есть и другие типы сканеров: ручные, листопротяжные, барабанные, слайдовые, для сканирования штрих-кодов, скоростные для потоковой работы с документами.

Ручной сканер (Handheld Scanner) — портативный сканер, в котором сканирование осуществляется путем его ручного перемещения по оригиналу. По принципу действия такой сканер аналогичен планшетному. Ширина области сканирования — не более 15см. Первые сканеры для широкого применения появились в продаже в 80-х годах XX века. Они были ручными и позволяли сканировать изображения в оттенках серого цвета. Теперь такие сканеры нелегко найти.

Листопротяжный или роликовый сканер (Sheetfed Scanner) — сканер, в котором оригинал протягивается мимо неподвижной линейной CCD- или CIS-матрицы, разновидность такого сканера — факс-аппарат.

Барабанный сканер (Drum Scanner) — сканер, в котором оригинал закрепляется на вращающемся барабане, а для сканирования используются фотоэлектронные умножители. При этом сканируется точечная область изображения, а сканирующая головка движется вдоль барабана очень близко от оригинала.

Слайдовый сканер (Film-scanner) — разновидность планшетного сканера, предназначенная для сканирования прозрачных материалов (слайдов, негативных фотопленок, рентгеновских снимков и т. п.). Обычно размер таких оригиналов фиксирован. Заметим, что для некоторых планшетных сканеров предусмотрена специальная приставка (слайд-адаптер), предназначенная для сканирования прозрачных материалов (см. выше).

Сканер штрих-кодов (Bar-code Scanner) — сканер, предназначенный для сканирования товарных штрих-кодов. По принципу действия он сходен с ручным сканером и подключается к компьютеру, либо к специализированной торговой системе. При наличии соответствующего программного обеспечения распознавать штрих-коды может любой сканер.

Скоростной сканер для работы с документами (Document Scanner) — разновидность листопротяжного сканера, предназначенная для высокопроизводительного многостраничного ввода. Сканеры могут быть оборудованы приемными и выходными лотками объемом свыше 1000 листов и вводить информацию со скоростью свыше 100 листов в минуту. Некоторые модели этого класса обеспечивают двустороннее (дуплексное) сканирование, подсветку оригинала разными цветами для отсечки цветного фона, компенсацию неоднородности фона, имеют модули динамической обработки разнотипных оригиналов.

Итак, для дома и офиса лучше всего подходит планшетный сканер. Если вы хотите заниматься графическим дизайном, то лучше выбрать CCD-сканер (на основе ПЗС-матрицы), поскольку он позволяет сканировать и объемные предметы. Если вы собираетесь сканировать слайды и другие прозрачные материалы, то следует выбрать сканер, для которого предусмотрен слайд-адаптер. Обычно собственно сканер и подходящий к нему слайд-адаптер продаются отдельно. Если не получается приобрести слайд-адаптер одновременно со сканером, то при необходимости вы сможете сделать это позже. Необходимо также определить максимальные размеры сканируемых изображений. В настоящее время типовым является формат А4, соответствующий обычному листу писчей бумаги. Большинство бытовых сканеров ориентированы именно на этот формат. Для сканирования чертежей и другой конструкторской документации обычно требуется формат A3, соответствующий двум листам формата А4, соединенным по длинной стороне. В настоящее время цены однотипных сканеров для форматов А4 и A3 сближаются. Можно предположить, что оригиналы, не превышающие по размерам формат А4, будут лучше обрабатываться сканером, ориентированным на формат A3.

Перечисленные выше параметры далеко не исчерпывают весь список, но на данном этапе нашего рассмотрения мы пока можем использовать только их. При выборе сканера решающими являются три аспекта: аппаратный интерфейс (способ подключения), оптико-электронная система и программный интерфейс (так называемый TWAIN-модуль). Далее мы рассмотрим их более подробно.

 

Источник: lib.qrz.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.