<<
>>

Сканеры

Сканер — это измерительный прибор, который, подвергая то- чечному оптическому анализу прозрачные или непрозрачные пло- ские изображения, текст или объемные объекты, создает их циф- ровые копии.

По способу работы с носителем изображения сканеры подраз- деляются на следующие разновидности:

■ планшетные — представляют собой планшет с прозрачным сте- клом, на котором размещают объект сканирования; используются для домашнего и офисного копирования бумажных документов;

■ ручные — по поверхности объекта сканер перемещается вруч- ную, служит для считывания штрихкода или переноса изобра-

жений в ноутбуки;

■ листопротяжные — лист бумаги протягивается по направляю- щим роликам внутри сканера; используются в офисах для копи- рования больших объемов документации;

■ планетарные (книжные сканеры) — при сканировании не име- ют контакта с объектом, применяются для профессионального ввода и копирования книг, сброшюрованных документов, тол- стых и крупноразмерных оригиналов, а также легко повреждаю- щихся документов;

■ барабанные — объект располагается на внутренней или внеш- ней стенке прозрачного цилиндра (барабана), который вращает- ся вокруг своей оси; применяются в высококачественной поли- графии;

■ слайд-сканеры — объектом сканирования являются пленочные

слайды.

Наибольшее распространение в качестве периферийных устройств ПЭВМ получили планшетные сканеры для работы с бу- мажными документами стандартного распространенного формата А4 (лист размером 29,7 см в длину и 21 см в ширину).

В планшетных сканерах для копирования изображения приме- няются две базовые технологии на основе CCD (Charge-Coupled Devices — прибор с зарядовой связью) и CIS (Contact Image Sensor — контактный датчик изображения), в которых используется способ построчного проецирования изображения на линейку фотосенсо- ров с помощью подвижного источника света.

Основной механический узел сканера — это каретка с источни- ком света, которая может двигаться в двух направлениях. К скани- рующей каретке жестко прикреплен зубчатый ремень, который приводит в движение шаговый электродвигатель.

В планшетных CCD-сканерах каретка последовательно с дис- кретным шагом перемещается относительно объекта копирования, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, а изображе- ние при помощи системы зеркал проецируется через объектив на линейку ПЗС.

Объект кладется на стекло планшета сканируемой поверхно- стью вниз. Под стеклом располагается подвижная каретка с длин- ной лампой и рефлекторным отражателем (рис. 6.1).

Сканеры приходится оснащать сложной оптической системой, чтобы проецировать широкую строку изображения на линейку ПЗС меньшей длины.

При сканировании лампа перемещается от начала к концу стек- ла планшета и за каждый шаг двигателя целиком копируется поло- ска отображаемого объекта. Линейка ПЗС фиксирует отраженную от объекта информацию строку за строкой, по мере того как лампа пошагово перемещается от начала к концу стекла (страницы доку- мента).

Рис. 6.1. Схема планшетного ССО-сканера:

1 — система зеркал; 2 — объект сканирования; 3 — предметное стекло; 4 — каретка с лампой; 5 — линейка ПЗС; 6 — объектив

При использовании одной линейки CCD-сканирование выпол- нялось за три прохода, т. е. каретка три раза проходила вдоль объ- екта, последовательно считывая данные о красном, зеленом и си- нем цвете с помощью сменных светофильтров перед ПЗС или ламп разного диапазона свечения.

Для однопроходного сканирования в сканерах устанавливают три линейки ПЗС с разными цветными фильтрами, поэтому все три цвета записываются одновременно.

В качестве источника света преимущественно применяются лю- минесцентные лампы с холодным катодом. Они имеют большой срок службы (около 5 000...

10 000 ч), но медленно переходят в рабо- чий режим (время разогрева лампы составляет от 30 с до несколь- ких минут). По этой причине в некоторых сканерах лампы не от- ключают после сканирования.

Чтобы скомпенсировать старение характеристик лампы (а это неизбежно происходит при длительной эксплуатации), сканеры перед копированием автоматически выполняют процедуру кали- бровки светового потока по черно-белой мишени, располагающей- ся внутри его корпуса.

Линейка ПЗС трансформирует изменения цвета и яркости при- нимаемого светового потока в аналоговые электрические сигналы. Они обрабатываются в целях коррекции цветопередачи, после чего поступают на аналого-цифровой преобразователь, а затем цифро- вая информация передается в ПЭВМ.

Строки изображения считываются по точкам. Чем больше све- точувствительных элементов в линейке ПЗС, чем больше точек снимается с единицы длины и тем больше оптическое (горизон- тальное) разрешение сканера. Аппаратное (вертикальное) разре- шение определяется точностью механики сканера и количеством шагов каретки на дюйм изображения.

Единицей измерения разрешения является показатель коли- чества точек, которые сканер в состоянии воспринять на одном линейном дюйме объекта — dpi (dots per inch — точек на дюйм).

Поэтому в документации на сканер указываются два значения (например, 600 х 1 200 dpi): первое число задает горизонтальное раз- решение, которое определяется количеством элементов (пикселов) в линейке ПЗС, а второе число задает вертикальное разрешение, ко- торое обусловливается количеством шагов двигателя на дюйм.

Для повышения разрешающей способности применяют способ удвоения оптической разрешающей способности — VAROS (VAriable Refraction Optical System — оптическая система с изме- няемым преломлением) и двойное сканирование.

Сканирующее устройство на основе VAROS дополняет традици- онную схему планшетного сканера подвижной стеклянной пласти- ной, расположенной между объективом и ПЗС-линейкой.

При первом сканировании пластина располагается перпендику- лярно отраженному световому потоку; при втором сканировании она поворачивается на небольшой угол, поэтому считывание про- исходит со смещением в 0,5 пиксела.

Программное обеспечение объединяет результаты двух этапов сканирования, что позволяет получать вдвое больше данных, т. е. удваивать реальное разреше- ние.

Планшетный CIS-сканер имеет более простую конструкцию — в нем не используется система зеркал. Отсутствие сложной оптиче- ской системы делает CIS-сканер более экономичным и компакт- ным.

В сканере применен подвижный фотосенсор в виде линейки фо- тодиодов с микролинзами, конструкция которого совмещена с тре- мя рядами красных, синих и зеленых светодиодов, предназначен- ных для освещения объекта копирования. Светодиоды не инерци- онны, обладают небольшими габаритными размерами и малым энергопотреблением (рис. 6.2).

Фото- и светодиоды располагаются очень близко к поверхности стекла, поэтому CIS-сканеры имеют небольшие габаритные разме- ры и практически нечувствительны к механическим воздействиям.

Цилиндрические микролинзы фокусируют отраженный от ори- гинала свет на элементы сенсорной линейки, размер которой соот- ветствует максимальной ширине поверхности стекла сканера.

В некоторых планшетных сканерах используется способ LIDE (LED InDirect Explosure — непрямое светодиодное экспонирова- ние), дополняющий CIS-технологию. В LIDE-сканерах в качестве источника света используются трехцветные светодиоды, последо-

Рис. 6.2. Схема планшетного CIS-сканера:

1 — объект сканирования; 2 — стекло: 3 — светодиодный источник света; 4 — ли- нейка CIS; 5 — микролинзы

вательно меняющие с большой частотой спектр излучаемого света, и специальный световод. ЬГОЕ-сканеры компактны, их датчики от- личаются сверхвысокой чувствительностью, имеют малое энерго- потребление (возможно питание от порта иБВ) и допускают верти- кальную установку при помощи специальной подставки.

Сканеры с ССО-линейкой обладают большей глубиной резкости и разрешением до 2 400 бр1 (ОБ-устройства — до 1 200 с!р4), поэтому имеют преимущественное распространение.

Однако простота и миниатюрность конструкции ОБ-линейки позволяют создавать уникальные ручные мини-сканеры (не боль- ше авторучки) для копирования текстов и цветных изображений формата А4.

При копировании сканер на специальных роликах продвигается вручную вдоль поверхности изображения. Отсканированные доку- менты с разрешением 400 с!р1 сохраняются во внутренней памяти или на съемной карте памяти сканера и могут быть переданы в ПЭВМ через иБВ-порт.

Для качественного копирования цветных изображений доста- точным можно считать разрешение 600x1200 брь Сканирование текста обычно происходит с разрешением около 200... 400 бр!, чего вполне хватает для оптимальной работы программ распознавания символов и печати на большинстве принтеров.

Кроме значений горизонтального и вертикального разрешения сканеры характеризуются также глубиной (разрядностью) цвета, оптической плотностью и глубиной резкости.

Глубина цвета показывает, насколько точна цветовая гамма от- сканированной точки. В современных ПЭВМ каждая точка кодиру- ется 24 битами, т. е. на представление каждого основного цвета (красный, зеленый, синий) отводится по 8 бит, поэтому такая раз- рядность поддерживается большинством сканеров.

Внутри сканера кодировка цвета может быть увеличена до 48 бит. Повышение числа разрядов позволяет проводить цветовую коррекцию изображения без внесения искажений. Градации серо- го цвета кодируются 16 разрядами.

Оптическая плотность, или динамический диапазон (обознача- ется Б), показывает, насколько точно различаются близлежащие оттенки затемненных или очень светлых участков. Значение Б определяется разницей между самым светлым тоном, который ска- нер отличает от белого, и самым темным тоном, но отличимым от черного цвета.

Теоретически 24-битный сканер не может иметь диапазон шире 2,40; 30-битный — 30; 36-битный — 3,60.

Глубина резкости определяет максимальное расстояние от по- верхности стекла, на котором можно получить резкое изображение (например, у ССБ-сканеров глубина резкости составляет около 30 мм, у ОБ-сканеров — не более 3 мм).

Сканеры оснащают АЦП для оцифровки цвета, специализирован- ными процессорами и буферной памятью объемом около 2 Мбайт.

Для обеспечения взаимодействия с программными приложени- ями ПЭВМ используют драйвер сканера. Наиболее распространен- ное подключение — интерфейс иБВ.

В основном сканеры имеют минимум органов управления, так как все необходимые настройки и осуществление сканирования за- даются с компьютера.

6.1.1.

<< | >>
Источник: В.Д.СИДОРОВ, Н.В.СТРУМП. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ. 2014

Еще по теме Сканеры:

  1. Медитация для открытия сканера третьего глаза
  2. 3. Медитация для открытия сканера в вашем третьем глазе.
  3. Глава 14. ВЕЛИКАЯ СИЛА
  4. Ответы на вопросы
  5. Упражнение № 10. Работа над желаниями
  6. Школа Валерия Аграновского
  7. 14.1. ПРИСЛУШАЙТЕСЬ К СЕБЕ
  8. 3.2. Проблема выборки и репрезентативности
  9. Осмотр средств вычислительной техники
  10. Л.О. Доліненко, В.О. Доліненко, С.О. Сарновська. Цивільне право України, 2006
  11. ЦИВІЛЬНЕ ПРАВО УКРАЇНИ
  12. ПЕРЕДМОВА
  13. Частина І ПРОГРАМА КУРСУ «ЦИВІЛЬНЕ ПРАВО УКРАЇНИ»
  14. Розділ І. Загальні положення цивільного права
  15. Тема 1. Поняття цивільного права. Предмет та метод, система цивільного права. Функції та принципи цивільного права
  16. Тема 2. Цивільне законодавство України
  17. Тема 3. Поняття, елементи та види цивільних правовідносин
  18. Тема 4. Здійснення цивільних прав і виконання обов’язків