Принципы сканирования

Принципы сканирования

С помощью сканера в компьютер вводится любая графическая информация. Далее, используя программы оптического распознавания текста, можно без участия машинистки превращать бумажные документы в текстовые файлы, при необходимости быстро переводя их на любые языки с помощью программ переводчиков. Лишь некоторую конкуренцию сканеру в настоящее время начали создавать цифровые фотокамеры, но пока они не могут полностью заменить планшетный сканер, в основном за счет оптических искажений объектива. Кроме того, в последнее время вместо отдельного сканера стало популярным использование многофункциональных устройств, в которых в одном устройстве объединены вместе принтер и сканер. Если сравнивать с обычным фотоаппаратом, то сканер — это "механический" фотоаппарат, который не снимает сразу всю картинку, а построчно ее проходит, занося информацию о каждой точке в память. Иначе говоря, сначала считывающая головка сканирует первую строку, шириной в один пиксел (точку), потом передвигается на один шаг (пиксел) и сканирует следующую, и так до тех пор, пока весь документ не преобразуется в электронную форму. В частности, на этом принципе работают инфракрасные камеры и фотокамеры на космических зондах. В настоящее время в конструкции сканеров используются две конкурирующие технологии, которые и определяют назначение и стоимость сканера. Наиболее старая, но в то же время лучшая для сканирования художественных фотографий — CCD-технология (Charge-CoupleDevice, Прибор с зарядовой связью — ПЗС). Лист бумаги, положенный на стекло сканера, освещается мощной лампой, а отраженный световой поток при помощи нескольких зеркал направляется в объектив, который фокусирует картинку на фотодатчике —- линейке светочувствительных элементов, для которых и используется ПЗС-матрица (CCD-матрица). После считывания строки оптическая головка сканера передвигается на один шаг, и производится считывание следующей строки. В качестве источника света используется флуоресцентная лампа или лампа с холодным катодом. Принцип работы сканера с CCD-технологией показан на рисунке.

Типичный представитель планшетных сканеров с CCD-технологией представлен ниже.

MustekBear Paw2448TA

Этот класс сканеров имеет "толстый" корпус, в котором размещается сложная оптическая система, профессиональные модели имеют еще большую толщину корпуса.

EpsonPerfection 3200

Поскольку сканер считывает документ построчно, то количество ячеек соответствует оптическому разрешению сканера. В документации указывается разрешение в точках на один дюйм (dpi). В цветных сканерах используют ПЗС-матрицу с тремя линейками светочувствительных элементов или три отдельных ПЗС-матрицы, которые находятся за светофильтрами, т. е. каждая точка документа считывается тремя отдельными светочувствительными ячейками.

ПРИМЕЧАНИЕ Когда указывается разрешение, например, 1200x2400 dpi (dotsperinch — точек на дюйм), то это означает, что механика сканера передвигает считывающую головку на половину точки (пиксела). Реального удвоения вертикального разрешения нет, но результирующее качество электронной копии выше. CIS-технология (ContactImageSensor) по основным принципам почти аналогична традиционной CCD-технологии и является ее упрощенным вариантом. В CIS-сканерах отсутствует система зеркал и объектив. Светочувствительная линейка равна по ширине листу документа (ширине области сканирования), а каждая точка строки фокусируется на фотодиоде цилиндрической микролинзой. Документ освещается линейкой светодиодов, а в цветном сканере — светодиодами трех основных цветов. Поскольку в CIS-сканере отсутствуют зеркала, объектив и лампа, то конструкция такого сканера получается очень компактной; типичная модель такого сканера представлена ниже.

UmaxAstraSlim 1200SE

Все технологии сканирования постоянно модернизируются, например, корпорация Canon на основе CIS-технологии выпускает LIDE-сканеры (LED InDirectExposure, непрямое светодиодное экспонирование), его принцип работы показан ниже.

По конструкции большинство выпускаемых сканеров— планшетного типа. Размер стола для оригинала обычно имеет формат А4. Кроме планшетных в небольшом количестве выпускаются специализированные модели, например, сканеры с вертикальным расположением стола, сканеры для работы с оригиналами формата A3, рулонные сканеры, слайд-сканеры.

"Прозрачный" вертикальный сканер HP Scanjet 4670

Ранее были популярны ручные сканеры, которые в настоящее время сохранились разве что в магазинах для считывания кодовых полосок на товарах.

Сегодня все больше компаний переводят документооборот в электронный вид, поэтому стали популярны модели сканеров, которые позволяют обрабатывать в автоматическом режиме большие стопки документов. Одна из моделей для бизнеса производства корпорации Xerox показана ниже.

XeroxDocuMate 262i - поточный документ-сканер

В отличие от старых громоздких автоматизированных сканеров, которые когда-то были популярны, эта модель больше напоминает обычный струйный принтер и не занимает много места. Аналогичные конструкции выпускают и другие компании, в частности, очень популярны решения, выполненные в виде многофункциональных устройств.

Для всех конструкций сканеров можно составить следующую общую процедуру сканирования:

Разогрев лампы, если не используются светодиоды.

Калибровка, в процессе которой выполняется автоподстройка преобразовательных каскадов.

Перемещение и позиционирование каретки.

Опрос элементов светочувствительной матрицы и аналого-цифровое преобразование.

Накопление полученных данных в буфере сканера.

Передача данных в компьютер.