Принцип работы сканера кратко: Как работает сканер

Принцип работы сканера

Сканируемый объект располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света. Оптическая система сканера, состоящая из объектива и зеркал или призмы, проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приемный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах. В трехпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или CCD-матрице (Charge-Couple Device – устройство с зарядовой связью). Приемный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения (все еще аналоговую информацию). Далее аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит в двоичном виде и (после обработки в контроллере сканера) через интерфейс поступает в компьютер. Разрядность АЦП сканера составляет 48 бит и определяет глубину цвета. Но, как было указано раньше, видеоадаптеры поддерживают максимально 32-битный цвет.

В CIS-технологии (Contact Image Sensor – контактный датчик изображения) сохранены принципы CCD-технологии. По большому счету это просто упрощенный ее вариант. В сканерах такого типа отсутствует система зеркал и объектив. Светочувствительная линейка соответствует ширине листа и каждая точка строки фокусируется на фотодиоде цилиндрической микролинзой. Сканируемый документ освещается линейкой светодиодов, а в цветном сканере – светодиодами трех основных цветов. Сканеры с такой технологией используются в основном в офисных моделях.

Качество сканирования во многом зависит от лампы, которая освещает оригинал. К ней предъявляются очень высокие требования – стабильность свечения и спектральной характеристики, равномерность спектра и малый нагрев. В настоящее время используются лампы с холодным катодом. От лампы, в первую очередь, зависит правильность цветопередачи. Все сканеры, предназначенные для сканирования фотографий, обязательно в качестве источника света используют лампу с холодным катодом.

Следует отметить еще одну возможность современных сканеров – сканирование негативов и слайдов. Суть метода состоит в том, что негатив или слайд укрепляется в специальной пластмассовой рамке (так, чтобы пленка не касалась стекла), затем пленка просвечивается внешней лампой, а внутренняя лампа выключается. Существует множество вариантов таких сканеров. Обычно лампа монтируется в крышке, но существуют модели с внешней лампой в виде отдельного съемного блока.

Также современные сканеры оснащают специализированными процессорами. В число задач такого процессора входит согласование действий всех цепей и узлов, а также формирование данных об изображении для передачи персональному компьютеру. В некоторых моделях сканеров на процессор возлагаются также функции контроллера интерфейса. Файл, создаваемый сканером в памяти машины, называется битовой картой. Существуют два формата представления графической информации в файлах компьютера: растровый формат и векторный.

В растровом формате графическое изображение запоминается в файле в виде мозаичного набора множества точек (нулей и единиц), соответствующих пикселям отображения этого изображения на экране дисплея. Редактировать этот файл средствами стандартных текстовых и графических процессоров не представляется возможным, ибо эти процессоры не работают с мозаичным представлением информации. В текстовом формате информация идентифицируется характеристиками шрифтов, кодами символов, абзацев и т.п. Стандартные текстовые процессоры предназначены для работы именно с таким представлением информации.

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-Couple Device, 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.

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. CIS-технология (Contact Image Sensor) 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.

Сканер изображений история, виды, принципы работы, применение…

Привет, мой друг, тебе интересно узнать все про сканер изображений, тогда с вдохновением прочти до конца. Для того чтобы лучше понимать что такое сканер изображений , настоятельно рекомендую прочитать все из категории электромеханические устройства электронных аппаратов.

Сканер изображений (англ. scanner) — устройство, выполняющее преобразование расположенного на плоском носителе (чаще всего бумаге) изображения в цифровой формат. Процесс получения такой цифровой копии называется сканированием.

Во время сканирования при помощи АЦП создается цифровое описание изображения внешнего для ЭВМ образа объекта, которое затем передается посредством системы ввода-вывода в ЭВМ.

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.

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.

Изображение ткани, сделанное сканером

История

В 1857 году флорентийский аббат Джованни Казелли (итал. Giovanni Caselli) изобрел 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 (нем. Arthur Korn) 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 фотоприемник. Эта технология до сих пор применяется в барабанных сканерах.

В начале 20-го века немецкий физик Корн изобрел «фототелеграф». Механическое сканирование изображения осуществлялось по двум координатам и освещение каждой точки в отдельности.

Фототелегра́ф, бильдаппара́т — ранняя технология факсимильной связи, разработанная для передачи полутоновых изображений на расстояние. Фототелеграф широко использовался в новостной фотожурналистике, начиная с первой половины XX века вплоть до распространения цифровых технологий и интернета. Регулярную передачу снимков с мест события в центральный офис начало агентство Ассошиэйтед Пресс в 1935 году. Советская «Фотохроника ТАСС» оснастила корпункты фототелеграфом в 1957 году. Фотографии, переданные фототелеграфом, назывались в СССР «телефото», а в западных странах — «Wirephoto». В профессиональной среде телефотоснимок называли «Бильд».

Немецкий бильдаппарат 1940 года

В дальнейшем, с развитием полупроводников, усовершенствовался фотоприемник, был изобретен планшетный способ сканирования, но сам принцип оцифровки изображения остается почти неизменным.

Виды сканеров

Бывают ручные, рулонные (англ. Sheet-Feed), планшетные и проекционные сканеры. Разновидностью проекционных сканеров являются слайд-сканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель (ФЭУ).

Принцип работы однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера (состоящую из объектива и зеркал или призмы) попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

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 . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . 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.

  • 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.

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.

Технология сканирования

Общий принцип работы сканеров Свет от специальной лампы попадает на сканируемый оригинал в определенной точке, отражается и направляется на оптическую систему сканера. Оптическая система фокусирует свет на приборе с зарядовой связью (ПЗС). В результате получается сигнал, содержащий информацию о цвете в исходной точке изображения. Для приведения сигнала в вид, «понятный» компьютеру, служит аналогово-цифровой преобразователь(АЦП). От АЦП цифровой сигнал поступает в компьютер, где его анализирует программа для работы со сканером.

Применение

Сканеры применяют для ввода в компьютер рисунков, которые сразу же можно обрабатывать в графическом редакторе. Сканеры лучше вводят плоское изображение в компьютер, чем цифровые камеры

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.

См. также

  • 3d-сканеры , трехмерные сканеры ,
  • Фильм-сканер
  • 3D-сканер
  • Ручной сканер
  • Spotlight (графический редактор) — программное обеспечение для широкоформатных сканеров
  • RasterDesk — программное обеспечение для широкоформатных сканеров
  • Colortrac — широкоформатные сканеры
  • Сканер кинопленки
  • Оптическое распознавание символов
  • Поточное сканирование документов

Если я не полностью рассказал про сканер изображений? Напиши в комментариях Надеюсь, что теперь ты понял что такое сканер изображений и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории электромеханические устройства электронных аппаратов

Что такое сканер?

По

  • Кэти Террелл Ханна

Что такое сканер?

Сканер — это устройство, которое захватывает изображения с фотографий, плакатов, страниц журналов и подобных источников для редактирования и отображения на компьютере.

Сканеры

работают путем преобразования изображения на документе в цифровую информацию, которую можно сохранить на компьютере с помощью оптического распознавания символов (OCR).

Этот процесс выполняется сканирующей головкой, которая использует один или несколько датчиков для захвата изображения в виде световых или электрических разрядов.

Сканер документов перемещает либо физический документ, либо сканирующую головку, в зависимости от типа сканера. Затем сканер обрабатывает отсканированное изображение и создает цифровое изображение, которое можно сохранить на компьютере.

Сканеры

обычно подключаются к компьютерной системе и поставляются с программными приложениями для сканирования, которые позволяют изменять размер и иные модификации захваченного изображения.

Если к компьютеру подключен принтер, вы можете распечатать вторую твердую копию отсканированного изображения и сохранить ее в цифровом формате.