Что такое сканер? Основные характеристики сканера и их виды.

Слово «сканеры» ассоциируется с фантастическими фильмами про пришельцев. Однозначно, что на планете совсем мало людей, которые бы не слышали этого термина. Но у каждого из нас воображение вызывает собственные ассоциации. Необходимо разобраться в том, что такое сканер. Какими они бывают? В чем их предназначение?

Добро пожаловать в цифровую эпоху!

Совсем недавно мир радовался научно-техническому прогрессу, осваивая аудио- и видеомагнитофоны, пленочные фотоаппараты и настольный хоккей. И вдруг всё перевернулось. Аналоговая техника никому не интересна. Появились компьютеры, цифровые фотоаппараты, mp3-плееры, DVD-проигрыватели и так далее. И вот на перепутье двух эпох возникла потребность перевести накопленную аналоговую информацию в цифру. С аудио- и видеозаписями проблем не возникло. А вот как быть с данными на бумаге (фотографии, тексты, картины)? Можно применить смекалку и с помощью цифрового фотоаппарата решить вопрос. Но это так неудобно. В таких случаях не обойтись без специального приспособления. Сканер - это новое слово, которое появилось в обиходе пользователя. Теперь оно на слуху каждого человека. Сканер применяется на производстве, в медицине, дома, на работе. Даже можно услышать о нем в продуктовом магазине. Возникают вопросы: «Что такое сканер? Где и как он применяется?»

Как это работает?

Вне зависимости от сферы использования принцип действия у всех сканеров похож. В устройстве присутствует чувствительная матрица. Она получает изображение от сканированного объекта путем специальных зеркал, лазера, ультразвука либо напрямую через защитное стекло. Матрицей управляет встроенный микропроцессор, который обрабатывает полученную информацию и передает её на компьютер. В большинстве сканеров нет своей памяти. Поэтому данные передаются по частям на компьютер либо мобильное устройство, в которое сканер может быть встроен. Потом они собираются в одну картинку специальной программой. Такую передачу можно представить в виде съемки цифровым фотоаппаратом разворота книги построчно, а потом склеивания полученных кадров в одну картинку с помощью редактора.

Портативность превыше всего

Ручной сканер привлекателен будет для тех, для кого мобильность на первом месте. Благодаря малым весу и размеру, такое устройство удобно транспортировать. Несмотря на свою портативность, сканер справляется с оцифровкой значительно лучше фотоаппарата. Некоторые модели работают от пальчиковых батареек и имеют встроенный слот для карт памяти. Это позволяет его использовать как самостоятельное устройство в процессе сканирования, а потом комплексно передать на компьютер для оцифровки. Им очень удобно обрабатывать небольшие документы, например, находясь в командировке. Существуют ручные модели со светодиодной подсветкой и применяются они для считывания штрих-кода. Сканер такого типа не слишком популярен из-за дороговизны. Для путешественников есть специальное ручное устройство-переводчик. Оно позволяет быстро сканировать надписи и короткие тексты, обрабатывать на месте специальной программой и получать полный перевод на любой язык. К недостаткам можно отнести сложность обработки большого объема текстов. Водить ручным сканером над документами, соблюдая дистанцию между устройством и объектом, с определенной скоростью, довольно сложно. Не говоря о фотографиях, где важна каждая деталь.

Самый популярный в мире сканер

Планшетный сканер является самым распространенным в мире устройством для оцифровки информации. Качество зависит от возможностей встроенной матрицы - глубины цветности, разрешения, экспозиции, калибровки белого цвета и прочих настроек. Производители планшетных сканеров пошли навстречу покупателям, создав несколько категорий устройств. Благодаря этому изменилась цена на модели для каждой категории. Самым дешевым устройством является сканер текста. В нем используется матрица с низким разрешением. Его достаточно для оцифровки текста. Такой сканер может легко справиться с простой графикой - газетами, журналами и обычными фотографиями в формате воспроизведения один к одному. Ещё сканер текста можно встретить в многофункциональных устройствах и копирах - матрица в этих моделях самая дешевая. Рассчитана она только на работу с текстом.

Для качественной оцифровки картин и фотографий необходим сканер фото. Матрица в таком устройстве имеет высокое разрешение и обладает профессиональными атрибутами. Фотографии, обработанные на таком приспособлении, можно оцифровывать до огромного размера. Это происходит без потери качества. Сканер фото, предназначенный для оцифровки снимков, без проблем справится и с текстом. Вот только будет ли целесообразно покупать столь дорогое устройство для обработки текста?

Владельцы пленочных фотоаппаратов не останутся в стороне

Большой шаг в цифровую эпоху совершили не все. Очень много фотографов, как любителей, так и профессионалов, не готовы тратить деньги на покупку дорогих зеркальных моделей. Ведь размер матрицы на любом пленочном фотоаппарате составляет 36 х 24 мм. А этим могут похвастаться только элитные цифровые фотоаппараты, цена на которые превышает стоимость малолитражного автомобиля. Помощь в оцифровке пленки осуществляет слайд-сканер. Это устройство существует в двух вариантах. В виде дополнительных модулей для планшетного сканера и в виде самостоятельных приспособлений.

В мире много умельцев, которые, разместив мощную лампу над стеклом обычного планшетного сканера, умудряются оцифровывать пленку, держа её в руках.

Переведем в цифру всю литературу мира!

Необходимо разобраться в том, что такое сканер книг и чем он лучше планшетного приспособления. Данный тип предназначен для обработки брошюр. Как и при использовании ручной модели, сканирование производится сверху, над раскрытой книгой. Только рассматриваемые модели обладают более качественной матрицей и позволяют прекрасно считывать текст. Данное устройство не нужно держать в руках. Оно устроено таким образом, чтобы не повредить книгу при развороте, в процессе оцифровки. Простота устройства и специализированное программное обеспечение для обработки полученной информации дают возможность сканировать один разворот книги менее чем за одну секунду.

Без лазера не обошлось

Да, есть лазерный сканер, которому нашлось применение во многих отраслях промышленности. Принцип у всех подобных моделей одинаковый. Устройство имеет передатчик. Он посылает лазерный луч на приемник, который ждет отражения этого сигнала от поверхности. Например, для считывания штрих-кода сканер посылает пучок лучей на его поверхность, который имеет определенную последовательность белых и черных полос. На каждую полосу приходится один луч. Дальше физика. Черная полоса поглощает луч, белая - отражает его. Сканер через приемник получает последовательность отраженных и поглощенных лучей и передает информацию в базу.

Лазерный сканер применяется в геодезии и картографии для сканирования зданий, карьеров, ущелий, гор и прочих поверхностей. Устройство способно, по качеству отраженного сигнала, определить расстояние между ним и объектом сканирования. Принцип действия прост. Прибору задается участок сканирования и плотность его замера. Результатом будут данные в виде множества точек разных оттенков, обозначающих определенное расстояние.

Применение сканера в медицине

Большинство родителей точно знают пол ребенка ещё до его рождения. Используя ультразвуковой сканер, врач может определить и физическое развитие малыша. И, конечно же, он используется для того, чтобы предупредить развитие болезней плода и назначить лечение. Стоит рассмотреть более подробно, что такое сканер в медицине. Благодаря использованию ультразвука, не причиняющего вреда живому организму, можно производить диагностику многих внутренних органов человека. Рассматриваемые устройства позволяют врачам предупредить пациентов о начальной стадии болезни, назначить лечение и спасти миллионы жизней. Диагностическое оборудование с применением ультразвука доступно каждому человеку. Специалистами рекомендуется хотя бы раз в год проходить обследование для предупреждения развития болезней.

Безопасность - прежде всего!

О сканерах информационной безопасности все заговорили в конце 20 века, когда мошенника и разработчики вирусов, используя уязвимость сетей, серверов и операционных программ на компьютерах пользователей, получили беспрепятственный доступ к чужим данным. Антивирусом тут не обойтись. Да и нет универсальной программы, способной защитить от взлома. В таких случаях пригодится веб-сканер, который, имитируя взлом, пройдется по всем портам, сервисам и приложениям компьютера, сайта или сервера и выдаст сводный отчет об уязвимости. А дальше пользователь шаг за шагом устраняет найденные ошибки. Для эффективного поиска проблем защищенности рекомендуется использовать несколько веб-сканеров, так как они обладают разными считывающими модулями и функциональностью.

Технологии 21 века - шаг в будущее

А что такое сканер будущего? И это не только мечты. Сюда можно отнести сканер 3D. Такое устройство уже существует. Но его цена пока не по карману простому пользователю. Применяется он для изготовления трехмерных деталей и прототипов на заводах, а также для создания 3D моделей в компьютерной анимации. Точность сканирования измеряется в микронах, что позволяет точно оцифровать любой объект.

Довольно быстро становятся популярными биометрические сканеры. Например, сканер отпечатка пальца можно встретить на ноутбуках дорогого класса. А считывание рисунка сетчатки глаза применяется в государственных учреждениях исполнительной власти.

Несмотря на обилие фототехники, с помощью которой можно перевести в цифровой вид любое изображение, сканеры продолжают пользоваться популярностью. Благодаря удобству эксплуатации и высокому качеству оцифровки эти устройства стали завсегдатаями офисов и квартир. Производители выпускают огромный ассортимент сканеров в разных ценовых категориях. Чтобы не переплачивать за ненужные функции, лучше заранее разобраться в основных технических характеристиках этих устройств.

Для чего нужен сканер

• в офисах – для оцифровки документов;
• в магазинах – для считывания штрихкодов ;
• в медицинских учреждениях – для преобразования рентгенографических снимков в цифровой формат;
• в фирмах, предоставляющих фотоуслуги, – для переноса на жесткий диск распечатанных фотографий.

Выбор сканера

Виды сканеров

Типы датчиков

5 основных технических характеристик

Интерфейсы сканеров

• USB – самый популярный интерфейс, с помощью которого отсканированные изображения передаются на компьютер, причем USB 3.0 позволяет передавать файлы почти в 10 раз быстрее, чем USB 2.0 ;
• Ethernet (RJ-45) – как правило, используется для подключения сканера к ноутбуку или локальной сети;
• FireWire (IEEE 1394) – высокоскоростное соединение, через которое обычно подключаются профессиональные устройства;
• SCSI – самый быстрый, но сложный способ передачи отсканированных изображений;
• Wi-Fi  – позволяет работать со сканером всем пользователям беспроводной сети, причем устройство можно установить в любом месте, без привязки к кабелям.

Дополнительные функции

• автоматическая обработка изображений: удаление зернистости и прочих дефектов, регулировка баланса цвета и т. д.;
• наличие в планшетных устройствах адаптера и рамок для комфортного сканирования слайдов;
• автоподача , которая позволяет быстро сканировать стопки документов, бывает как односторонней , так и двусторонней ;
• автоматическое сканирование книг с пропуском пустых страниц;
• наличие ЖК-дисплея;
• отправка отсканированных материалов на email и в облачные сервисы.

Стоимость сканеров

Для ввода графической информации используют сканеры, графические планшеты (дигитайзеры) и цифровые фотокамеры. Интересно отметить, что с помощью сканеров можно вводить и знаковую информацию. В этом случае исходный материал вводится в графическом виде, после чего обрабатывается специальными программными средствами (программами распознавания образов).

Ручной сканер, как правило, чем-то напоминает увеличенную в размерах электробритву.

Для того чтобы ввести в компьютер какой-либо документ при помощи этого устройства, надо без резких движений провести сканирующей головкой по соответствующему изображению. Таким образом, проблема перемещения считывающей головки относительно бумаги целиком ложится на пользователя. Кстати, равномерность перемещения сканера существенно сказывается на качестве вводимого в компьютер изображения. В ряде моделей для подтверждения нормального ввода имеется специальный индикатор.

Ширина вводимого изображения для ручных сканеров не превышает обычно 4 дюймов (10 см). В некоторых моделях ручных сканеров в угоду повышения разрешающей способности уменьшают ширину вводимого изображения. Современные ручные сканеры могут обеспечивать автоматическую «склейку» вводимого изображения, то есть формируют целое изображение из отдельно вводимых его частей. Это, в частности, связано с тем, что при помощи ручного сканера невозможно ввести изображения даже формата А4 за один проход.

Ручные сканеры - самые простые и дешевые. Основной недостаток в том, что человек сам перемещает сканер по объекту, и качество полученного изображения зависит от умения и твердости руки. Другой важный недостаток - небольшая ширина полосы сканирования (до 10 см), что затрудняет чтение широких оригиналов.

Ручные сканеры. Принцип действия ручных сканеров в основном соответствует планшетным. Разница заключается в том, что протягивание линейки ПЗС в данном случае выполняется вручную. Равномерность и точность сканирования при этом обеспечиваются неудовлетворительно, и разрешающая способность ручного сканера составляет 150-300 dpi.

Штрих-сканер. Предназначены они для считывания штрих-кодов с маркировки товаров в магазинах. Штрих-сканеры позволяют автоматизировать процесс подсчета стоимости покупок. Они особенно удобны в торговых помещениях, оборудованных электронной связью и производящих расчеты с покупателями с помощью электронных платежных средств (кредитных карт и т.п.) К основным достоинствам ручных сканеров относятся небольшие габариты и сравнительно низкая цена.

Штрих-сканеры. Эта разновидность ручных сканеров предназначена для ввода данных, закодированных в виде штрих-кода. Такие устройства имеют применение в розничной торговой сети.

Настольные сканеры. Само понятие «настольный» говорит о том, что данные сканеры располагаются на столе и устанавливаются в неподвижное положение (их не надо перемещать относительно документа). Такие сканеры позволяют вводить изображения размерами 8,5 на 11 или 8,5 на 14 дюймов. Существуют следующие разновидности настольных сканеров: листовые, планшетные (flatbed), рулонные (sheet-fed), проекционные (overhead), барабанные и сканеры форм.

Листовые сканеры позволяют за одну операцию сканировать лист бумаги стандартного формата. Блок сканирования у таких сканеров неподвижен, а бумага протягивается мимо него при помощи специальных валиков (как в принтере). Эти сканеры гарантируют хорошее качество сканирования, но они способны сканировать только отдельные листы. Перевести с их помощью в электронную форму страницу, книги или разворот журнала невозможно.

Листовые сканеры. Их основное отличие от двух предыдущих в том, что при сканировании неподвижно закреплена линейка с CCD - элементами, а лист со сканируемым изображением движется относительно нее с помощью специальных валиков.

Планшетные сканеры Основным отличием планшетных сканеров является то, что сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового двигателя. Планшетные сканеры - наиболее «способные». Внешне они чем-то могут напоминать копировальные машины - «ксероксы», внешний вид которых известен, конечно, многим. Для сканирования изображения (чего-нибудь) необходимо открыть крышку сканера, подключить сканируемый лист на стеклянную пластину изображением вниз, после чего закрыть крышку.

Планшетные сканеры. Это самый распространенный сейчас вид для профессиональных работ. Сканируемый объект помещается на стеклянный лист, изображение построчно с равномерной скоростью считывается головкой чтения с CCD - сенсорами, расположенной снизу. Планшетный сканер может быть оборудован специальным устройством слайд-приставкой для сканирования диапозитивов и негативов.

Все дальнейшее управление процессом сканирования осуществляется с клавиатуры компьютера - при работе с одной из специальных программ, поставляемых вместе с таким сканером. Понятно, что рассмотренная конструкция изделия позволяет (подобно «ксероксу») сканировать не только отдельные листы, но и страницы журнала или книги. Наиболее популярными сканерами этого типа на российском рынке являются модели фирмы Hewlett Packard.

Для сканирования слайдов и микроизображений ранее использовались слайд-сканеры. Сейчас возможность сканирования слайдов включена во многие модели планшетных сканеров.

Основными потребительскими параметрами планшетных сканеров являются:

Разрешающая способность;

Производительность;

Динамический диапазон;

Максимальный размер сканируемого материала.

Рулонные (роликовые) сканеры

Работа рулонных сканеров чем-то напоминает работу обыкновенной факс-машины. Отдельные листы документов протягиваются через такое устройство, при этом и осуществляется их сканирование. Таким образом, в данном случае сканирующая головка остается на месте, а уже относительно нее перемещается бумага. Понятно, что в этом случае копирование страниц книг и журналов просто невозможно.

Проекционные сканеры напоминают своеобразный проекционный аппарат (или фотоувеличитель).

Проекционные сканеры. Относительно новое направление. Цветной проекционный сканер является мощным многофункциональным средством для ввода в компьютер любых цветных изображений, включая трехмерные. Он вполне может заменить фотоаппарат.

Вводимый документ кладется на поверхность сканирования изображением вверх, блок сканирования находится при этом также сверху. Перемещается только сканирующее устройство. Основной особенностью данных сканеров является возможность сканирования трехмерных проекций. Например, комбинированный сканер Niscan Page обеспечивает работу в двух режимах: протягивания листов (сканирование оригиналов форматом от визитной карточки до 21,6 см) и самодвижущегося сканера.

Для реализации последнего режима сканера необходимо снять нижнюю крышку. При этом валики, которые обычно протягивают бумагу, служат своеобразными кодами, на которых сканер и движется по сканируемой поверхности. Хотя понятно, что ширина вводимого сканером изображения в обоих режимах не изменяется (чуть больше формата А4), однако в самодвижущемся режиме можно сканировать изображение с листа бумаги, превышающего этот формат, или вводить формацию со страниц книги.

Барабанные сканеры обеспечивают наивысшее разрешение сканирования, но они предназначены в основном для сканирования не бумажных документов, а прозрачных материалов, например слайдов, негативов и т.п. В сканерах этого типа считывающая головка устанавливается неподвижно, а изображение, закрепленное на цилиндрическом барабане, вращается с высокой скоростью и сканируется построчно.

Барабанные сканеры применяются в профессиональной типографической деятельности. Принцип заключается в том, что оригинал на барабане освещается источником света, а фотосенсоры переводят отраженное излучение в цифровое значение.

Барабанные сканеры. В сканерах этого типа исходный материал закрепляется на цилиндрической поверхности барабана, вращающегося с высокой скоростью. Устройства этого типа обеспечивают наивысшее разрешение (2400-5000 dpi) благодаря применению не ПЗС, а фотоэлектронных умножителей. Их используют для сканирования исходных изображений, имеющих высокое качество, но недостаточные линейные размеры (фотонегативов, слайдов и т. п.)

И, наконец, особым рядом стоят сканеры форм. Это специальные сканеры для ввода информации с заполненных бланков. Некоторые специалисты считают сканеры форм разновидностью листовых сканеров. С их помощью вводят данные из анкет, опросных листов, избирательных бюллетеней. От сканеров этого типа требуется не высокая разрешающая способность, а очень высокое быстродействие.

Сканеры форм. Предназначены для ввода данных со стандартных форм, заполненных механически или «от руки». Необходимость в этом возникает при проведении переписей населения, обработке результатов выборов и анализе анкетных данных.

От сканеров форм не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром.

В наше время у сканеров появилось еще одно применение - считывание рукописных текстов, которые затем специальными программами распознавания символов преобразуются в коды ASC II и в дальнейшем могут обрабатываться текстовыми редакторами.

Сканер - это устройство, которое анализируя какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт цифровую копию изображения объекта. Процесс получения этой копии называется сканированием.

В 1857 году флорентийский аббат Джованни Казелли изобрёл прибор для передачи изображения на расстояние, названный впоследствии пантелеграф. Передаваемая картинка наносилась на барабан токопроводящими чернилами и считывалась с помощью иглы. В 1902 году, немецким физиком Артуром Корном была запатентована технология фотоэлектрического сканирования, получившая впоследствии название телефакс. Передаваемое изображение закреплялось на прозрачном вращающемся барабане, луч света от лампы, перемещающейся вдоль оси барабана, проходил сквозь оригинал и через расположенные на оси барабана призму и объектив попадал на селеновый фотоприёмник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах. В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприёмник, был изобретён планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остается почти неизменным.

Основные характеристики сканеров

Оптическое разрешение

Является основной характеристикой сканера. 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. Оно определяется количеством светочувствительных элементов (фотодатчиков), приходящихся на дюйм горизонтали сканируемого изображения. Обычно его считают по количеству точек на дюйм - dpi (dots per inch). Нормальный уровень разрешение не менее 600 dpi, увеличивать его еще дальше - значит, применять дорогую оптику, дорогие светочувствительные элементы, и увеличивать время сканирования. Для обработки слайдов необходимо более высокое разрешение 1200 dpi.

Разрешение по X

Этот параметр показывает количество пикселей у фоточувствительной линейки, из которых формируется изображение. Разрешение является одной из основных характеристик сканера. Большинство моделей имеет оптическое разрешение сканера 600 или 1200 dpi (точек на дюйм). Его достаточно для получения качественной копии. Для профессиональной работы с изображением необходимо более высокое разрешение.

Разрешение по Y

Этот параметр определяется величиной хода шагового двигателя и точностью работы механики. Механическое разрешение сканера значительно выше оптического разрешения фотолинейки. Именно оптическое разрешение линейки фотоэлементов будет определять общее качество отсканированного изображения.

Скорость сканирования

Скорость сканирования зависит от разрешения при сканировании и от размера оригинала. Обычно производители указывают этот параметр для формата А4. Скорость сканирования может измеряться количеством страниц в минуту или временем, необходимым для сканирования одной страницы. Иногда измеряется в количестве сканируемых линий в секунду.

Глубина цвета

Как правило, производители указывают два значения для глубины цвета - внутреннюю глубину и внешнюю. Внутренняя глубина - это разрядность АЦП (аналого-цифрового преобразователя) сканера, она указывает на то, сколько цветов сканер способен различить в принципе. Внешняя глубина - это количество цветов, которое сканер может передать компьютеру. Большинство моделей используют для цветопередачи 24 бита (по 8 на каждый цвет). Для стандартных задач в офисе и дома этого вполне достаточно. Но если вы собираетесь использовать сканер, для серьезной работы с графикой, попробуйте найти модель с большим числом разрядов.

Максимальная оптическая плотность

Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер отличает от "полной темноты". Чем больше это значение, тем больше чувствительность сканера и тем выше качество сканирования темных изображений.

Тип источника света

Ксеноновые лампы отличаются малым временем прогрева, долгим сроком службы и небольшими размерами. Флуоресцентные лампы с холодным катодом дешевы в производстве и имеют долгий срок службы. Светодиоды (LED) обладают малыми размерами, низким энергопотреблением и не требуют времени для прогрева. Но по качеству цветопередачи LED-сканеры уступают сканерам с флуоресцентными и ксеноновыми лампами.

Тип датчика сканера

В сканерах и МФУ обычно используется один из двух типов датчиков, основанных на разных технологиях:

• CIS - Contact Image Sensor / контактный датчик изображения;
• CCD - Charge-Coupled Device / прибор с зарядовой связью (ПЗС).

CIS представляет собой линейку фотоэлементов, которая равна ширине сканируемой поверхности. Во время сканирования она перемещается под стеклом и строка за строкой передает информацию об изображении на оригинале в виде электрического сигнала. Для освещения обычно используются светодиоды, которые расположены в непосредственной близости от фотолинейки на той же подвижной платформе. Сканеры на базе CIS имеют простую конструкцию, тонкий корпус и небольшой вес, что позволяет сделать сканер более тонким и легким по сравнению со сканерами с CCD-датчиками. Сканеры CIS, как правило, дешевле сканеров на базе CCD. Основной недостаток CIS состоит в малой глубине резкости.

Фотосенсор на основе CCD - это специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию ПЗС — приборов с зарядовой связью.

ПЗС-матрица состоит из поликремния, отделённого от кремниевой подложки, у которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. До экспонирования обычно подачей определённой комбинации напряжений на электроды происходит сброс всех ранее образовавшихся зарядов и приведение всех элементов в идентичное состояние. Далее комбинация напряжений на электродах создаёт потенциальную яму, в которой могут накапливаться электроны, образовавшиеся в данном пикселе матрицы в результате воздействия света при экспонировании. Чем интенсивнее световой поток во время экспозиции, тем больше накапливается электронов в потенциальной яме, соответственно тем выше итоговый заряд данного пикселя.
После экспонирования последовательные изменения напряжения на электродах формируют в каждом пикселе и рядом с ним распределение потенциалов, которое приводит к перетеканию заряда в заданном направлении, к выходным элементам матрицы.

Виды сканеров

• планшетные — наиболее распространённый 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 (протяжные) — 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 или книжные сканеры — применяются для сканирования книг или легко повреждающихся документов. При сканировании нет контакта со сканируемым объектом (как в планшетных сканерах). Книжные сканеры - предназначены для сканирования брошюрованных документов. 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.
• 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.

Принцип действия

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, далее на АЦП и передается в компьютер. За каждый шаг двигателя сканируется полоска объекта, которые потом объединяются программным обеспечением в общее изображение.

Изображение всегда сканируется в формат RAW — а затем конвертируется в обычный графический формат с применением текущих настроек яркости, контрастности, и т. д. Эта конвертация осуществляется либо в самом сканере, либо в компьютере — в зависимости от модели конкретного сканера. На параметры и качество RAW-данных влияют такие аппаратные настройки сканера, как время экспозиции матрицы, уровни калибровки белого и чёрного, и т. п.

Ручные сканеры конструктивно самые простые: они состоят из линœейки свето-диодов и источника света͵ помещенных в единый корпус. Перемещение по изо­бражению такого сканера выполняется вручную.

С их помощью за один проход вводится лишь небольшое количество строчек изо­бражения (полоса захвата обычно не превышает 105 мм). У ручных сканеров име­ется индикатор, предупреждающий оператора о превышении допустимой скорости сканирования. Эти сканеры имеют малые габариты и низкую стоимость. Скорость сканирования составляет 5-50 мм/с (зависит от разрешающей способности).

К примеру, сканеры Mustek: GS-400L - черно-белый полутоновый, CG-8400T - цветной.

Планшетные сканеры - самые распространенные; в них сканирующая головка (линœейка светодиодов) перемещается относительно оригинала автоматически; они позволяют обрабатывать и листовые, и сброшюрованные (книги) документы.

Принцип работы планшетных сканеров состоит в следующем. Сканируемый оригинал помещается на прозрачном неподвижном стекле. Вдоль него передвига­ется сканирующая головка с источником света. Оптическая система планшетно­го сканера проецирует световой поток, отражаемый от сканируемого оригинала, на сканирующую головку, состоящую из трех параллельных линœеек светочувст­вительных элементов (CCD-матрица). Каждая линœейка принимает информацию о своем цвете - красном (Red), зелœеном (Green), синœем (Blue). В сканирующей головке уровни освещенности преобразуются в уровни напряжения (аналоговый

Глава 7. Внешние устройства ПК

сигнал). Затем, после коррекции и обработки, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой с помощью аналого-цифрового преобразователя. Цифровой сигнал поступает в компьютер, где данные, соответствующие изображению оригинала, обрабатываются и преобразовываются под управлением драйвера сканера.

Скорость сканирования: 2-10 секунд на страницу (формат А4).

Примером могут служить цветные сканеры: Mustek Paragon 1200, Epson ES1200, HP ScanJet 5 S и Р, HP ScanJet 11CX (следует заметить, что подавляющее коли­чество продаж сканеров на российском рынке в последние годы приходится на продукцию фирмы Hewlett-Packard).

Среди сканеров, работающих с документами большого формата͵ следует выде­лить популярные сканеры фирмы AGFA, к примеру AGFA Argus II, имеющий физическое разрешение 600 х 1200 dpi (логическое разрешение при использова­нии интерполирующей технологии Ultra View достигает 2400 х 2400 dpi), пере­дающий 4096 оттенков и масштабирующий изображение в 7-9 раз.

Листовые сканеры (их также называют страничными, протяжными) наиболее автоматизированы; в них оригинал автоматически перемещается относительно неподвижной сканирующей головки, часто имеется автоматическая подача доку­ментов, но сканируемые документы - только листовые.

Достоинствами листовых сканеров являются низкая стоимость и более высокое по сравнению с ручными сканерами качество получаемого изображения. К не­достаткам относятся проблемы выравнивания листов и сложности работы с не­стандартными листами.

Примером может служить сканер Mustek SF-630 со скоростью 10 секунд на страницу.

Барабанные сканеры чаще всœего содержат один датчик, в качестве которого вы­ступает фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Сканируемый оригинал закреп­ляется на поверхности прозрачного цилиндра, который вращается с большой скоростью. Датчик последовательно, пиксел за пикселом считывает оригинал.

Достоинством барабанного сканера является самое высокое качество получаемо­го изображения, основным недостатком - высокая стоимость.

Проекционные сканеры внешне напоминают фотоувеличитель, но внизу лежит сканируемый документ, а наверху находится сканирующая головка. Сканер оп­тически снимает информацию с документа и вводит ее в виде файла в память компьютера.

Особую группу составляют слайд-сканеры. Οʜᴎ конструктивно также бывают разные: планшетные, барабанные, проекционные и т. д. Прозрачный оригинал представляет собой пленку с линœейным размером стороны прямоугольника от 35 до 300 мм. По характеристикам слайд-сканеры самые качественные: их разре­шающая способность обычно лежит в пределах от 2000 до 5000 dpi.

Примером слайд-сканера являются барабанные сканеры, у которых прозрачный оригинал (слайд) обычно размером примерно 200 х 300 мм крепится на вра­щающийся барабан. У сканера Howtek ScanMaster разрешение равно 4000 dpi, у Scan View ScanMate Magic разрешение 2000 dpi при передаче 4096 оттенков. Наибольшее разрешение имеют сканеры, работающие с малогабаритными слай-

дами (сторона до 120 мм). У сканера Scitex LeafScan 45 разрешающая способ­ность составляет 5080 dpi при передаче 654 000 оттенков.

В табл. 7.14 приведены некоторые характеристики типовых сканеров.

Таблица 7.14. Некоторые характеристики типовых планшетных цветных сканеров формата А4

Типы сканеров - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Типы сканеров" 2017, 2018.