Устройство работы сканера

Самое полное описание темы: "Устройство работы сканера" с комментариями специалистов. На все сопутствующие вопросы вам сможет ответить дежурный юрист.

Устройство сканера

Матрица является важнейшей частью любого сканера. Матрица трансформирует изменения цвета и яркости принимаемого светового потока в аналоговые электрические сигналы, которые будут понятны лишь единственному ее электронному другу – аналого-цифровому преобразователю (АЦП). С этой точки зрения, АЦП можно сравнить с гидом-переводчиком, неизменным ее компаньоном. Только он как никто другой понимает матрицу, ведь никакие процессоры или контроллеры не разберут ее аналоговые сигналы без предварительного толкования преобразователем. Только он способен обеспечить работой всех своих цифровых коллег, воспринимающих лишь один язык – язык нулей и единиц.

Световой поток, падая на поверхность матрицы, буквально «вышибает» электроны из ее чувствительных ячеек. И чем ярче свет, тем больше электронов окажется в накопителях матрицы, тем больше будет их сила, когда они непрерывным потоком ринутся к выходу. Однако сила тока электронов настолько несоизмеримо мала, что вряд ли их «услышит» даже самый чувствительный АЦП.

Именно поэтому на выходе из матрицы их ждет усилитель, который сравним с огромным рупором, превращающим, образно говоря, даже комариный писк в вой громогласной сирены. Усиленный сигнал (пока еще аналоговый) «взвесит» преобразователь, и присвоит каждому электрону цифровое значение, согласно его силе тока.

Большинство современных сканеров для дома и офиса базируются на матрицах двух типов: на CCD (Charge Coupled Device) или на CIS (Contact Image Sensor). Корпус CIS-сканера плоский, в сравнении с аналогичным CCD-аппаратом (его высота обычно составляет порядка 40-50 мм).

CCD-сканер обладает большей глубиной резкости, нежели его CIS-собрат. Достигается это за счет применения в его конструкции объектива и системы зеркал.

На рисунке, для простоты восприятия, нарисовано лишь одно зеркало, тогда как у типового сканера их не менее трех-четырех

Сканеры с CCD-матрицей распространены гораздо больше, чем CIS-аппараты. Объяснить это можно тем, что сканеры в большинстве случаев приобретаются не только для оцифровки листовых текстовых документов, но и для сканирования фотографий и цветных изображений. Погрешность разброса уровней цветовых оттенков, различаемых стандартными CCD-сканерами составляет порядка ±20%, тогда как у CIS-аппаратов эта погрешность составляет уже ±40%.

CIS-матрица состоит из светодиодной линейки, которая освещает поверхность сканируемого оригинала, самофокусирующихся микролинз и непосредственно самих сенсоров. Конструкция матрицы очень компактна, таким образом, сканер, в котором используется контактный сенсор, всегда будет намного тоньше своего CCD-собрата. К тому же, такие аппараты славятся низким энергопотреблением; они практически нечувствительны к механическим воздействиям. Однако CIS-сканеры несколько ограничены в применении: аппараты, как правило, не приспособлены к работе со слайд-модулями и автоподатчиками документов.

Из-за особенностей технологии CIS-матрица обладает сравнительно небольшой глубиной резкости. Для сравнения, у CCD-сканеров глубина резкости составляет ±30 мм, у CIS – ±3 мм. Другими словами, положив на планшет такого сканера толстую книгу, получишь скан с размытой полосой посередине, т.е. в том месте, где оригинал не соприкасается со стеклом.

У CCD-аппарата вся картина будет резкой, поскольку в его конструкции есть система зеркал и фокусирующая линза. В свою очередь, именно достаточно громоздкая оптическая система и не позволяет CCD-сканеру достичь столь же компактных размеров, как у CIS-собрата.

В плане разрешающей способности CIS-сканеры также не конкурент CCD. Уже сейчас некоторые модели CCD-сканеров для дома и офиса обладают оптическим разрешением порядка 3200 dpi, тогда как у CIS-аппаратов оптическое разрешение ограничено пока что 1200 dpi.

Сканеры с CIS-матрицей нашли свое применение там, где требуется оцифровывать не книги, а листовые оригиналы. Тот факт, что эти сканеры целиком получают питание по шине USB и не нуждаются в дополнительном источнике питания, пришелся как нельзя кстати владельцам портативных компьютеров.

CCD-матрица представляется «большой микросхемой» со стеклянным окошком. Именно сюда и фокусируется отраженный от оригинала свет. Матрица не прекращает работать все то время, пока лафет со сканирующей кареткой, приводимый шаговым электродвигателем, совершает путь от начала планшета, до его конца. Замечу, что общая дистанция движения лафета по направлению «Y» называется частотой сэмплирования или механическим разрешением сканера (об этом мы поговорим чуть позже). За один шаг матрица целиком захватывает горизонтальную линию планшета, которая называется линией растра. По истечении времени, достаточного для обработки одной такой линии, лафет сканирующего блока перемещается на небольшой шаг, и наступает очередь для сканирования следующей линии, и т.д.

Самый важный элемент сканера – CCD-матрица

Вид сбоку на CCD-матрицу

На виде сбоку можно заметить два обычных винта, которые выполняют «деликатную» роль». С их помощью на этапе сборки сканера производилась точная юстировка матрицы (обратите также внимание на П-образные прорези в печатной плате на виде сверху), чтобы падающий на нее отраженный свет от зеркал ложился бы равномерно по всей ее поверхности. Кстати, в случае перекоса одного из элементов оптической системы воссозданное компьютером изображение окажется «полосатым».

Увеличенное изображение части CCD-матрицы

На увеличенной фотографии CCD-матрицы достаточно хорошо видно, что CCD-матрица оснащена собственным RGB-фильтром. Именно он и представляет собой главный элемент системы разделения цветов, о чем многие говорят, но мало кто представляет, как на самом деле это работает. Обычно, многие обозреватели ограничиваются стандартной формулировкой: «стандартный планшетный сканер использует источник света, систему разделения цветов и прибор с зарядовой связью (CCD) для сбора оптической информации о сканируемом объекте». На самом деле, свет можно разделить на его цветовые составляющие, а затем сфокусировать на фильтрах матрицы. Столь же немаловажным элементом системы разделения цветов является объектив сканера.

Объектив сканера на самом деле не так велик, как кажется на фотографии

Корпус

Корпус сканера должен обладать достаточной жесткостью, чтобы исключить возможные перекосы конструкции. Безусловно, лучше всего, если основа сканера представляет собой металлическое шасси. Однако корпуса большинства выпускаемых сегодня сканеров для дома и офиса, в целях снижения стоимости, полностью сделаны из пластмассы. В этом случае, необходимую прочность конструкции придают ребра жесткости, которые можно сравнить с нервюрами и лонжеронами самолета.

Читайте так же:  Индивидуальные трудовые споры в рф рассматриваются

Оптическая система сканера не терпит пыли, поэтому корпус аппарата должен быть герметичным, без каких-либо щелей (даже технологических).

Края планшета должны иметь пологий спуск – это облегчает задачу по быстрому извлечению оригинала со стекла. Кроме того, между стеклом и планшетом не должно быть никакого зазора, который препятствовал бы извлечению оригинала.

Блок управления

Все сканеры управляются с персонального компьютера, к которому они подключены, а необходимые настройки перед сканированием задаются в пользовательском окне управляющей программы. По этой причине, сканерам для дома и офиса совсем не обязательно иметь собственный блок управления. Однако многие производители идут навстречу самым неподготовленным пользователям, и устанавливают (обычно на лицевую панель) несколько кнопок «быстрого сканирования».

Кнопки быстрого сканирования – элемент, без
которого можно обойтись

Источник: http://arxitektura-pk.26320-004georg.edusite.ru/p155aa1.html

Сканер как устройство ввода информации — каким он бывает

Содержание

Сканер — устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создает цифровую копию изображения объекта.

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные — наиболее распространенный вид сканеров, поскольку обеспечивает максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

Ручные — в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать пользователю вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков — низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо лампы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы, что ограничивает его применение в основном офисами компаний. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов.

Планетарные сканеры — применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

Книжные сканеры

Книжные сканеры — предназначены для сканирования брошюрованных документов. Современные модели профессиональных сканеров позволяют значительно повысить сохранность документов в архивах, благодаря очень деликатному обращению с оригиналами. Современные технологии, используемые при сканировании книг и сшитых документов, позволяют добиваться высоких результатов. Сканирование производится лицевой стороной вверх — таким образом, Ваши действия по сканированию неотличимы от перелистывания страниц при обычном чтении. Это предотвращает их повреждение и позволяет пользователю видеть документ в процессе сканирования.Программное обеспечение, используемое в книжных сканерах позволяет устранять дефекты, сглаживать искажения, редактировать полученные отсканированные страницы. Книжные сканеры обладает уникальной функцией ;устранения перегиба; книги, которая обеспечивает отличное качество отсканированного (или напечатанного) изображения.

Барабанные сканеры

Барабанные сканеры — применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).

Слайд-сканеры — как ясно из названия, служат для сканирования пленочных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода

Сканеры штрих-кода — небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

Принцип действия сканеров

Сканируемый объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.

Свет, отраженный от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (английский CCD — Couple-Charged Device), далее на аналого-цифровой преобразователь и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Основные характеристики сканеров определяющих их стоимость

Оптическое разрешение — Сканер снимает изображение не целиком, а по строчкам. По вертикали планшетного сканера движется полоска светочувствительных элементов и снимает по точкам изображение строку за строкой. Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения. Это и называется оптическим разрешением. Обычно его считают по количеству точек на дюйм — dpi (dots per inch). Сегодня считается нормой уровень разрешение не менее 600 dpi.

Скорость работы — В отличие от принтеров, скорость работы сканеров указывают редко, поскольку она зависит от множества факторов. Иногда указывают скорость сканирования одной линии в миллисекундах.

Глубина цвета — Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16 777 216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 бит.

Графические планшеты (дигитайзеры)

Эти устройства предназначены для ввода художественной графической информации.

Существует несколько различных принципов действия графических планшетов, но в основе всех их лежит фиксация перемещения специального пера относительно планшета.

Такие устройства удобны для художников и иллюстраторов, поскольку позволяют им создавать экранные изображения привычными приемами, наработанными для традиционных инструментов (карандаш, перо, кисть).

К техническим характеристикам планшетам относятся: разрешающая способность (линий/мм), площадь рабочей области и количество уровней чувствительности к нажатию пера.

Дополнительная информация по теме

Статья об основных типах устройств для внешнего хранения данных, их преимуществах и недостатках

Описание всевозможных устройств ввода информации, начиная от манипуляторов мышь до pointing stick

Описание нескольких дельных советов по эффективному поиску нужной информации в Интернет

Описание основных типов и возможностей на которые разделяются современные текстовые редакторы

Источник: http://sd-company.su/article/help_computers/scanner_types

Сканер. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

Сканер — это специализированное устройство, которое используется для перевода изображений выбранной поверхности в цифровой вид. В качестве подобных поверхностей могут выступать страницы книг, журналов, тетрадей, фотоснимки, слайды и иные документы с графикой и текстовыми данными. Сканирующие устройства могут работать в виде периферийного от ПК или в качестве автономного устройства, то есть они могут самостоятельно передавать отсканированное изображение по глобальной сети или wi-fi.

Читайте так же:  Пояснение дебиторской задолженности

Впервые технология сканирования появилась в 1857 году благодаря флорентийскому аббату Джованни Казелли. Он создал устройство пантелеграф, которое передавало изображения по проводам. При приеме оно наносилось на барабан с помощью токопроводящих чернил, затем считывалась иглой. Через пять лет был запатентован фотоэлектрический принцип сканирования. В дальнейшем прибор, работающий по данной технологии, начали называть телефакс. Современные сканирующие устройства претерпели существенные изменения, они стали на порядок эффективнее и производительнее.

Виды

Сканер условно может быть:
  • Промышленного назначения.
  • Бытового назначения.

Промышленные применяются на различных производствах. К ним предъявляются высокие требования по скорости работы, качеству сканирования, надежности и иным рабочим параметрам, ведь они предназначены для постоянного функционирования. Домашние используются редко, вследствие чего они дешевле и менее производительны. Тем не менее, в последнее время выпускаются устройства для дома, которые по скорости сканирования не уступают промышленным.

По области применения сканирующие устройства могут быть:
  • Планшетный вариант. Является самым популярным в бытовом применении. В данном случае сканируемый объект размещается на стеклянном планшете. Фотоэлектрическая каретка с оптическими элементами перемещается по планшету, считываемая картинка в результате преобразуется в цифровой код. Планшетные модели, как правило, стоят недорого, они легки и удобны в работе.
  • Пленочный вариант. Это специализированное устройство, которое используется лишь для сканирования объектов прозрачного вида, к примеру, диапозитивов, негативов или слайдов. Устройства подобного вида часто применяются студийными сотрудниками или профессиональными фотографами. В быту подобные приборы используются редко, так как люди предпочитают пользоваться услугами фотостудий.
  • Барабанный вариант. В нем сканируемое изображение устанавливается на вращающийся барабан. Цифровое изображение снимается лучом при вращении барабана. Такие устройства обеспечивают весьма высокое качество картинки. Однако у них высокая стоимость и большие габариты, вследствие чего их применяют лишь крупные компании. В основном их используют в полиграфии.
  • Протяжные. Такие устройства используются для несброшюрованных документов. Их часто именуют документными, ведь они дают возможность провести автоматизацию сканирования значительных объемов офисной документации. Здесь работает принцип автоматической подачи листов. Система обеспечивает протягивание сканируемых материалов через фотосчитывающую систему, поэтому их часто называют поточными. Однако такие устройства не способны отсканировать скрепленные листы.

Планшетно-протяжные являются комбинацией протяжных и планшетных устройств.

  • Паспортные. Данные устройства приспособлены под сканирование водительских удостоверений, паспортов и иных документов, удостоверяющих личность. Они выделяются компактностью и хорошей скоростью сканирования.
  • Планетарные. Обеспечивают бесконтактное сканирование журналов и документов. Указанные устройства часто применяются для оцифровки оригиналов, которые требуют деликатного подхода, к примеру, исторических документов, которых не пожалело время.
  • Сетевые. Их подключают непосредственно в сетевой инфраструктуре без применения ПК. Благодаря этому каждый сотрудник компании может сканировать документы, отправляя их по электронной почте или сохраняя в сетевой папке.
  • Ручные. Эти устройства также делятся по принципу действия;
    • устройство удерживается в руке и проводится по поверхности;
    • ручка сканер или сканирующее перо. Сканирует каждую строчку;
    • подобие протяжного устройства, но маленьких габаритов.

3d сканер. Это особый вид сканирующих устройств. Он анализирует объект и на базе полученных данных создает 3D-модель. Подобные устройства также делятся на контактные и бесконтактные.

Устройство
Книжный сканер имеет следующие основные элементы:
  • Сканирующая головка, она находится на небольшой высоте над изображением. В большинстве случаев она выполнена в виде сканирующей линейки и выполняет сканирование, проходя от одного конца книги или журнала до другого.
  • Ряд моделей имеют книжную колыбель, которая требуется для обеспечения выравнивания высоты книжной поверхности. С целью разглаживания и снижения искажений может применяться прижимное стекло. Для книг могут применяться V-образные колыбели.
  • Головки часто содержат матрицы, которые схожи с матрицами цифровиков. У этих агрегатов сканирование осуществляется за период раскрытия затвора, что позволяет ускорить процесс. Матрица трансформирует световое отражение изображения в аналоговые электрические сигналы (АЭС).
  • (АЭС) сигналы проходят через аналого-цифровой преобразователь. Он переводит аналоговый сигнал в цифровую форму.
  • Процессор согласует взаимодействие всех узлов устройства, в том числе формирует данные о картинке для последующей отправки в ПК.
  • Контроллер интерфейса контролирует обмен данными и командами между ПК и сканером.
  • Лампа устанавливается на сканирующей каретке.
  • Шаговый двигатель и блок управления приводят в движение каретку и сканирующую головку на ней.
Принцип действия

Сканер выполняет функцию сканирования, чтобы передать цифровое изображение на ПК или отправить по почте. С этой целью объект помещается на прозрачном стекле устройства. При запуске агрегата в движение приводится каретка, которая начинается светиться. Оптическая система устройства, включающая объектив и зеркала, направляет световой поток от отсканированной поверхности объекта на приемный элемент. В нем происходит преобразование данных.

Аналоговый сигнал направляется на преобразователь, где преобразуется в цифровой код. Далее в действие вступает контроллер, который через кабель передает код на персональный компьютер. На ПК полученное изображение можно отредактировать и использовать по назначению.

Применение
Сканер применяется в самых разнообразных сферах деятельности в:
  • Компаниях и организациях, где устройство используется для сканирования документов.
  • Полиграфии.
  • Фотостудиях.
  • Промышленности.
  • Библиотеках.
  • Научных лабораториях.
  • Школах, техникумах и университетах.
  • Быту, и там, где имеется необходимость отсканировать изображение с книги, документа, журнала, фотографии, слайда и так далее.
Как выбрать

Сканер следует выбирать с учетом того, где Вы его предполагаете использовать. Необходимо определиться, какие задачи он будет выполнять. В отличие от компьютера сканирующее устройство будет проблематично модернизировать, установив в него дополнительные комплектующие. Поэтому следует взвесить все «за» и «против».

Источник: http://tehpribory.ru/glavnaia/elektronika/skaner.html

6.2.3. Сканер

Ска́нер (англ. scanner) — устройство, которое создаёт цифровое изображение сканируемого объекта. Полученное изображение может быть сохранено как графический файл, или, если оригинал содержал текст, распознано посредством программы распознавания текста и сохранено как текстовый файл.

Читайте так же:  Начисление процентов по просроченным долгосрочным кредитам проводка

Рассмотрим принцип действия планшетных сканеров, как наиболее распространённых моделей. Сканируемый объект кладётся на стекло планшета сканируемой поверхностью вниз. Под стеклом располагается подвижная лампа, движение которой регулируется шаговым двигателем.

Рис. 28. Устройство планшетного сканера.

Свет, отражённый от объекта, через систему зеркал попадает на чувствительную матрицу (CCD — Couple-Charged Device), далее на АЦП и передаётся в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, потом все полоски объединяются программным обеспечением в общее изображение.

В зависимости от способа сканирования объекта и самих объектов сканирования существуют следующие виды сканеров:

Планшетные — наиболее распространённые, поскольку обеспечивают максимальное удобство для пользователя — высокое качество и приемлемую скорость сканирования. Представляет собой планшет, внутри которого под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

Ручные — в них отсутствует двигатель, следовательно, объект приходится сканировать вручную, единственным его плюсом является дешевизна и мобильность, при этом он имеет массу недостатков — низкое разрешение, малую скорость работы, узкая полоса сканирования, возможны перекосы изображения, поскольку пользователю будет трудно перемещать сканер с постоянной скоростью.

Листопротяжные — лист бумаги вставляется в щель и протягивается по направляющим роликам внутри сканера мимо ламы. Имеет меньшие размеры, по сравнению с планшетным, однако может сканировать только отдельные листы. Многие модели имеют устройство автоматической подачи, что позволяет быстро сканировать большое количество документов, причем в ряде моделей – с двух сторон за один прогон.

Планетарные — применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах).

Барабанные — применяются в полиграфии, имеют большое разрешение (около 10 тысяч точек на дюйм). Оригинал располагается на внутренней или внешней стенке прозрачного цилиндра (барабана).

Слайд-сканеры — как ясно из названия, служат для сканирования плёночных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, так и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам.

Сканеры штрих-кода — небольшие, компактные модели для сканирования штрих-кодов товара в магазинах.

Видео (кликните для воспроизведения).

Формата сканируемой поверхности: А4 (стандартный печатный лист), A 3, слайд-сканеры под формат пленки 13х18 и 18х24…

Оптическое разрешение. Разрешение измеряется в точках на дюйм (dots per inch — dpi). Указывается два значения, например 600×1200 dpi, горизонтальное — определяется матрицей CCD, вертикальное — определяется количеством шагов двигателя на дюйм.

Интерполированное разрешение. Искусственное разрешение сканера достигается при помощи программного обеспечения. Его практически не применяют, потому что лучшие результаты можно получить, увеличив разрешение с помощью графических программ после сканирования. Используется производителями в рекламных целях.

Скорость работы. Измеряется в страницах в минуту, при этом имеются в виду страницы определенного формата и определенное разрешение сканнера, из числа возможных.

Глубина цвета. Определяется качеством матрицы CCD и разрядностью АЦП. Измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. 24 бита соответствует 16777216 оттенков. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36 бит. Несмотря на то, что графические адаптеры пока не могут работать с глубиной цвета больше 24 бит, такая избыточность позволяет сохранить больше оттенков при преобразованиях картинки в графических редакторах.

Основные производители: Fujitsu, Mustek, Hewlett-Packard ( HP ).

При копировании материалов обратная ссылка обязательна

Источник: http://inf5.ru/inf_posobie_popova/razdel_6/6.2.3.htm

Устройство работы сканера

1. Барабанный сканер.

Подготовка к олимпиадам по информатике
Методика подготовки
«Золотые» алгоритмы
Простые задачи для начинающих
Олимпиадные задачи с решениями
Книги
Среда программирования
Обучение программированию на С++
Справочник по языку Pascal
Обучение
Подготовка к ЕГЭ
Создание сайтов
Уроки FrontPage
Уроки Word 2003
Создание игр на Delphi
Печатаем вслепую

Лучшими сканерами считаются барабанные, имеющиеся в современных репро-центрах и сервис-бюро (оригинал устанавливается на внешней поверхности вращающегося цилиндра и датчик последовательно считывает оригинал). Они позволяют сканировать слайды и негативные плёнки, фотографии и растрированные оттиски.

Основными преимуществами барабанных сканеров перед плоскостными (планшетными) являются высокая скорость сканирования, высокое качество получаемого изображения, универсальность (сканирование изображений, изготовленных как на прозрачной, так и на непрозрачной основе). Основной недостаток аппаратов данного класса — их высокая стоимость.

Барабанный сканер обеспечивает глубокую проработку деталей в светах и тенях, и часто позволяет «вытянуть» слишком светлые или слишком тёмные оригиналы до необходимого качества. Даже сканирование классических (серебряных) чёрно-белых оригиналов осуществляется с полной проработкой в светах и тенях, что является трудоёмкой задачей для других типов сканеров.

Принцип работы барабанного сканера.

В каждый момент времени сканер считывает информацию с одной точки носителя. Поэтому для получения изображения необходимо взаимное перемещение сканирующего элемента и носителя по двум координатам. Это достигается за счёт вращения барабана с наклеенным на него носителем (слайдом) и линейного перемещения сканирующего элемента и источника света вдоль оси барабана.

Барабанные сканеры бывают разными, о чём свидетельствует диапазон цен — от 10.000 до 200.000 долларов и выше.

Источник: http://www.sites.google.com/site/skanershlp/princip-raboty-barabannogo-skanera

Принцип действия и классификация сканеров

Что такое сканер?

Сканер — это устройство, которое используется для создания точной цифровой копией изображение фото, текст, написанный на бумаге, или даже объект. Это цифровые изображения могут быть сохранены в файл на вашем компьютере и может использоваться, чтобы изменить/улучшить изображения или применять его в Интернете. Наиболее часто используемый планшетный сканер, в котором вы копируете объект на оконном стекле. Сканированное изображение передаётся на ваш компьютер. Изображение и текст получаются именно через процесс оптического распознавания символов [OCR].

Типы сканеров

1. Барабанные Сканеры

Барабанный сканер был первый в мире сканер. Это было сделано в 1957 году в США Национальное Бюро стандартов. Первый снимок был черно-белый с разрешением 176 пикселей.

Этот сканер используется в основном в издательской индустрии. В данной технологии, используются для сканирования так называемые фотоэлектронные умножители (PMT).

Размер изображения зависит от конструкции барабана производителя.

Этот сканер находит свое применение в издательской сфере из-за его способности улавливать мельчайшие детали из пленки. Он также имеет преимущество в своей способности контролировать самостоятельно пробную площадь и диафрагму. Эта функция помогает в очистке зерна с негативных пленок, а также цвета пленки во время сканирования. Таким образом, они также могут в производить сканирование с высоким разрешением, градации цвета и структуры изображения. Так разрешение может быть увеличено до 12 000 точек на дюйм, и они особенно полезны, когда отсканированное изображение необходимо увеличивать.

Читайте так же:  График работы при совмещении должностей

После изобретения планшетных сканеров, производство барабанных сканеров было ограничено. Планшетный сканер также обладает теми же функциями, но по более низкой себестоимости. До сих пор барабанные сканеры применяются в местах, где необходима печать высокого качества, книги и журналы и многие другие области публикаций.

2. Планшетные сканеры

Планшетный сканер на сегодняшний день является наиболее часто используемой машиной для сканирования. Они также называются настольными сканерами. Подробное описание планшетных сканеров будут приведены ниже. Они используют прибор с так называемой зарядовой связью (CCD) для сканирования объекта.

3. Ручные сканеры

Эти устройства нашли свою популярность в начале 90-х годов. Ручные сканеры используются для сканирования документов путем перетаскивания сканера по поверхности документа. Они доступны как документ-сканеры, а также 3-D сканеры. Это сканирование будет эффективным, только с устойчивым руки, иначе изображение может выглядеть искаженным. Они имеют датчики для определения коэффициента искажений и показатель будет указан в оповещении если движение сканеру слишком быстрое.

У них также есть кнопка Пуск, которая запускает процесс сканирования. Они синхронизируются с компьютером, а также имеют автоматическое оптическое разрешение. Сканеры также имеют светодиоды, которые подсвечивают изображения для сканирования. Для качественного изображения могут быть использованы специальные справочные маркеры, доступные в устройстве, которое помогают компенсировать искажения.

Хотя получается плохое качество изображения, но зато происходит быстрое сканирование текстов этим устройством.

4. Плёночные сканеры

Этот прибор изготовлен специально для сканирования позитивных и негативных фотографических изображений. Фотография вставляется в носитель. Он будет перемещается шаговым двигателем и процесс сканирования производится с помощью CCD-датчиков. Выходные данные передаются в компьютер.

Работа планшетного сканера

Главное отличие старых и современных сканеров в типе датчика изображения. В старых сканерах использовался фотоэлектронный умножитель [PMT]. Для современных сканеров используется прибор с зарядовой связью [CCD]. CCD-матрица используется для захвата света от сканера, а затем преобразует его в пропорциональные электроны. Развитых зарядов будет больше, если больше интенсивность света, который попадает на датчик.

Любой планшетный сканер будет иметь следующие устройства:

Прибор с зарядовой связью (CCD) массив

Стеклянная пластина (окно)

Хотя конфигурация указанных выше компонентов различается в зависимости от конструкции производителя, но основными конструкции похожи.

Сканер состоит из плоской прозрачной стеклянной пластины, под которой закреплены CCD-датчики, лампы, линзы, фильтры и зеркала. Документ должен быть размещен на стеклянной пластине. Там также есть крышка, чтобы закрыть сканер. Эта крышка может быть белого или черного цвета. Этот цвет помогает в обеспечении единообразия в фоновом режиме. Эту равномерность обеспечивает сканеру программное обеспечение для определения размера сканируемого документа. Например, если сканировать страницу из книги, Вы не сможете использовать крышку.

Лампа улучшает текст при сканировании. Большинстве сканеров используются флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL).

Шаговый двигатель под сканером отвечает за перемещение сканирующей головки от одного конца до другого. Движение медленное и управляется ремнём. Сканирующая головка состоит из зеркала, объектива, CCD-датчиков, а также фильтра. Сканирующая головка перемещается параллельно стеклянной пластины и тоже в постоянном движении. Поскольку отклонение может произойти в ходе движения, а стабилизатор будет обязан его скомпенсировать. Сканирующая головка перемещается от одного конца машины к другому. Когда она достигает другого конца сканированного документа процесс завершается. Для некоторых сканеров, используется двухстороннее сканирование, в которых сканирующая головка должна вернуться к своей первоначальной позиции, чтобы обеспечить полное сканирование.

Когда сканирующая головка перемещается под стеклом, свет от лампы бьет в документе и отражается с помощью зеркал под углом один к другому. По конструкции устройства могут быть установлены 2 зеркала, или 3 зеркала. Зеркала будут ориентированы таким образом, что отраженный образ будет искажать меньшую поверхность. В конце концов, изображение достигает объектив, которые пропускает его через фильтр и вызывает образ, чтобы быть сосредоточены на CCD-датчики. CCD-датчики преобразуют свет в электрические сигналы, которые весьма интенсивные.

Электрические сигналы будут преобразованы в формат изображения на компьютере. Этот прием может также отличаться в зависимости от различия в объективах и конструкций фильтра. Метод под названием три сканирования используется способ, в котором каждое движение сканирующей головки от одного края к другому копирует каждый составной цвет и передаёт его между объективу и CCD-датчиками. После трех сканирований составных цветов, сканер с помощью программного обеспечения собирает три отфильтрованного изображения в одно цветное изображение.

Существует также способ однопроходного сканирования, в котором изображение, захватываемое объективом, будет разделено на три части. Эти предметы будут проходить сквозь любые цвета составных фильтров. Затем будут использованы CCD-датчики. Таким образом одноцветного изображения будут объединены в сканере.

В ряде новых сканеров, контактный датчик изображения [CIS], заменил датчик CCD. Хотя этот метод не так дорог, как CCD-сканер, качество изображения и разрешение значительно ниже.

Параметры сканера

Разрешение изображения является одним из основных параметров сканера. Каждый сканер варьируется в зависимости от его разрешения и, следовательно стоимости. Характеристика может быть выражена в пикселях на дюйм (PPI), а также в виде образцов на дюйм (SPI). Но, вместо того чтобы определить правильное оптическое разрешение сканера производители в основном публикуют интерполированное разрешение сканера. Последний планшетный сканер имеет интерполированное разрешение 5400 PPI и почти 12 000 точек на дюйм, как у барабанного сканера.

Интерполированное разрешение фактически означает увеличение разрешения изображения с помощью программы сканирования. Это делается путем добавления дополнительных точек между ними те, что на самом деле есть в этой матрице. Эти дополнительные пиксели могут быть добавлены только как среднее из соседних пикселей. Предположим, сканер имеет разрешение 300 x 300 точек на дюйм (DPI) и интерполированное разрешение заявленного производителем 600×300 точек на дюйм. Таким образом, дополнительный пиксель добавляется в каждой строке CCD-датчика с помощью программного обеспечения. Данная характеристика так же увеличивает размер файла. Этот размер может быть уменьшен за счет технологии сжатия с потерями, таким форматом, как JPEG. Благодаря этому методу качество картинки будет незначительно ухудшаться. Обычно этот метод проводится для быстрой загрузки изображения в Интернет, а также для печати изображения на всю страницу.

Читайте так же:  Постановление об уменьшении алиментов

Сканер имеет не менее оригинальное разрешение около 300×300 точек на дюйм (DPI). При этом разрешение возрастает с увеличением количества CCD-датчиков, а также с точностью шагового двигателя.

По мере увеличения яркости лампы сканера наряду с использованием высококачественной оптики также увеличивается резкость изображения. Диапазон плотности — еще один параметр, через который мелкие тени и детали, а так же яркость также может быть воспроизведена путем сканирования. Чем выше плотность, тем чётче детали.

Другой используемый параметр — это глубина цвета. В цветном сканировании, глубина цвета определяет количество цветов, которые могут быть воспроизведены с помощью сканера. Хотя 24 бита/пиксель для сканера достаточно, но есть сканеры с 30 битами, 36 битами и они вполне доступены.

Способы подключения сканера для к компьютеру

Изображение, которое было успешно отсканированно должно быть переведено на наш домашний компьютер для обработки или хранения.

1. Физическое соединение между сканером и компьютером.

Подключение: Параллельное соединение

Это один из древнейших способ и самый медленный способ. Хотя этот Тип соединения является большим экономическим и имел скорость передачи данных до 70 Кбит/с.

Подключение: Интерфейс малых компьютерных систем [интерфейсом SCSI]

Этот метод может быть целесообразным только с помощью карты интерфейса SCSI. Раньше сканеры используются с выделенной плате SCSI. Хотя скорость передачи данных достаточно высока, намного экономичнее и легче соединений, таких как FireWire и USB пришел на его место.

Подключение: Универсальная последовательная шина USB

Подключение USB является последней и наиболее экономичный способ передачи данных. Она имеет скорость до 60 Мбит/с и может быть легко подключен к сканеру.

Это самый быстрый из всех вышеприведенных методов. Он был введен в последней высокопроизводительных сканеров и идеально подходит для сканирования изображений с высоким разрешением. Он может передавать данные на максимальной скорости до 800 Мбит/с.

2. Передача информации от сканера к компьютеру

Передача информации от сканера к компьютеру через прикладное программное обеспечение является основным решением. Для этого используются программные интерфейсы [API]. По стандартам API компьютер может передавать данные с любого сканера, даже не зная деталей сканера. Наиболее часто используемое программное обеспечение для передачи изображений из сканера в Adobe Photoshop. Photoshop поддерживает стандарт TWAIN. Если сканер поддерживает тот же стандарт, то возможна передача информации. API используется в большинстве сканеров, а также используется в другом Low-End оборудовании. TWAIN — это просто как водитель, который помогает в общении со всеми другими сканерами с помощью общего языка.

После попадания в компьютер, фактический объем объекта будет, как несжатое составное изображение. Это изображение может позже отредактировано в Photoshop или других графических программах, чтобы преобразовать его в формат JPEG и сжать с потерями или без потерь сжатого в формат PNG. Если это текстовое изображение, то оно будет преобразовано в .txt файл с помощью программного обеспечения оптического распознавания символов (OCR ). Текст будет точным, в зависимости от четкости ее изображения.

Автоматический метод чистки сканера

Пленки, используемые при проверке могут быть подвержены пыли и царапинам. Современные сканеры имеют встроенную процесс очистки, так называемой инфракрасной очистки. В этом методе инфракрасный луч будет использоваться для сканирования пленки. Когда луч попадает на местами с пылью и царапинами, луч будет отсекаться. Таким образом, определяется правильное положение, размер и форму пыли, которое будет рассчитываться и будет удалено. Большинство современных компаний, таких как Nikon, Microtek и Epson называют эту технику: Digital ICE, в то время как Canon называет эту технику: Film Automatic — Автоматическое ретуширование и улучшение системы [FARE].

Применения сканера

Приложения варьируются в зависимости от типа используемого сканера. Планшетные сканеры в основном применяются для сканирования документов. Но, для больших форматов документов будет использоваться механический сканер .

Существуют ручные сканеры, которые используются для сканирования объекта в зависимости от движения нашей руки [сканер не двигаться сам по себе]. Этот сканер помогает в 3-D сканирование материалов и применяется в промышленных образцах, испытаниях и измерениях устройств, игровых приложениях и так далее. 3-D сканирование также может быть сделано с помощью планетарных сканеров. Существуют также процессы, которые протекают в производстве сочетание 3-D сканеры с цифровыми камерами, так что реалистичные фотографии с истинным цветом может быть получено в 3-D режиме.

Новый концепт, под названием репрографические камеры, проложил свой путь для сканеров в виде цифровых камер. Этот тип сканера имеет много преимуществ, как легкая оцифровки широкоформатных документов, высокая скорость обработки и транспортировки и так далее. Они также производят изображения с высоким разрешением с функцией защиты от сотрясений. Исследования еще продолжаются, чтобы устранить основные недостатки, такие как тени и отражения помех, искажение изображения и низкую контрастностью.

Сканеры также нашли применение в области био-медицинских исследований. Сканеры высокого разрешения с разрешением около 1 мкм/пиксель используются для обнаружения ДНК. Здесь также используются для обнаружения приборы с зарядовой связью (CCD).

Видео (кликните для воспроизведения).

Источник: http://swsu.ru/sbornik-statey/klassifikatsiya-skanerov.php

Устройство работы сканера
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here