اسکنرهای تخت - دستگاه، عملکرد، ویژگی ها. رانندگان چقدر می توانند بد باشند؟ نحوه چیدمان آنها، تفاوت آنها و چگونگی رمزگشایی ویژگی ها

تقریباً هر کاربر رایانه دائماً با مشکل تبدیل اسناد از فرم کاغذیبه الکترونیک با این حال، وارد کردن دستی اطلاعات زمان بر و مستعد خطا است. علاوه بر این، فقط متون را می توان به صورت دستی وارد کرد، نه تصاویر. راه خروج یک اسکنر است که به شما امکان می دهد هم تصاویر و هم اسناد متنی را وارد رایانه کنید. اسکنرها متون یا تصاویر «آنالوگ» را از کاغذ، فیلم یا سایر رسانه های سخت می خوانند و آنها را به فرمت دیجیتال تبدیل می کنند. آنها در همه جا خدمت می کنند: در شرکت های بزرگ که در آن آرشیوهای عظیم اسناد پردازش می شود، در خانه های انتشاراتی و سازمان های طراحی، و همچنین در شرکت های کوچک و دفاتر خانگی.

اسکنر یک دستگاه ورودی نوری است که برای وارد کردن و دیجیتالی کردن تصاویر سیاه و سفید یا رنگی در رایانه شخصی و همچنین خواندن متن از روی کاغذ برای پردازش بیشتر طراحی شده است.

مثل خیلی ها تحولات فنی، بر اساس اصول ساختار بدن انسان، طراحی اسکنر تا حد زیادی ساختار چشم ما را تکرار می کند. برای اسکنر، همانطور که برای اندام بینایی، همه چیز با نور شروع می شود. در یک اسکنر رنگی معمولی رومیزی، یک لامپ فلورسنت روی تصویر اسکن شده حرکت می کند. نور لامپ از سند در حال اسکن منعکس می شود، سپس از لنز عبور می کند و روی آن متمرکز می شود CCD، که نقش شبکیه را در اسکنر بازی می کند.

عناصر CCD فیلتر قرمز، سبز و آبی در اسکنرهای تک گذر، اجزای رنگی مربوط به داده های تصویر را می خوانند (که تفاوتی با عملکرد مخروط ها و میله ها در چشم ندارد).

در اسکنرهای سه پاس، عناصر CCD یک بار سه گانه را حمل می کنند، زیرا در هر پاس رنگ متفاوتی فیلتر می شود. در تئوری، اسکنرهای تک گذر سریعتر هستند، در حالی که اسکنرهای سه گذر امکان دقت بیشتر را فراهم می کنند.

وضوح نوری واقعی اسکنر، و همچنین کیفیت تصویر اسکن شده، با تعداد عناصر CCD در اسکنر نسبت مستقیم دارد. در اسکنرهایی با وضوح بالاتر، تعداد عناصر CCD بیشتر است.

با دانستن ابعاد ماتریس (خط کش) CCD، به سادگی می توانید وضوح نوری اسکنر را محاسبه کنید. به عنوان مثال، یک آرایه CCD 3400 عنصری که قادر به اسکن یک تصویر 8.5 اینچی عریض است، وضوح اپتیکال 400 ppi (3400 تقسیم بر 8.5) را ارائه می دهد.

در تصاویر خط اسکن شده، هر پیکسل مربوط به 1 بیت (رقم) - سیاه یا سفید است. مقیاس خاکستری از فناوری 8 بیتی استفاده می کند که امکان 256 درجه بندی را برای هر پیکسل فراهم می کند. بازتولید نور از سه سطح اسکن 8 بیتی (هر کدام برای قرمز، سبز و آبی) برای ایجاد تصاویر 24 بیتی با 16.7 میلیون درجه بندی رنگ ممکن در هر پیکسل استفاده می کند. اندازه فایل برای تصاویر سیاه و سفید، خاکستری و رنگی نیز به تناسب افزایش می یابد. بسیاری از اسکنرهای آزمایش شده 30 بیتی (10 بیت در هر کانال رنگ اصلی) هستند، اما جان لمب، متخصص بازاریابی محصول در Umax Technologies می گوید: "از نظر فناوری، این دستگاه ها هنوز به خانواده اسکنرهای 24 بیتی تعلق دارند." .

به عنوان یک واحد اندازه گیری برای وضوح، از تعداد نقاطی که اسکنر قادر به درک آن در یک اینچ از نسخه اصلی است استفاده می شود - dpi. این مخفف در لغت به معنای "نقطه در هر اینچ" است - نقطه در اینچ. مشخصات اغلب دو پارامتر را مشخص می کند - وضوح افقی و وضوح عمودی. به عنوان مثال، 600 x 1200 نقطه در اینچ.

در این مورد، منظور ما اینچ مربع نیست، بلکه یک خطی است. بنابراین، یک اسکنر با وضوح نوری 600 x 1200 مشخص شده در مشخصات، هنگامی که روی حالت "600 dpi" تنظیم می شود، می تواند تصویری از تصویر اصلی تولید کند که در آن 600 نقطه رنگی با پارامترهای خاص خود قرار می گیرند. هر اینچ به صورت افقی و عمودی. هنگامی که وضوح روی بیش از 600 dpi تنظیم می شود، درایور اسکنر با استفاده از روش های ریاضی افزایش وضوح، وضوح افقی و عمودی را برابر می کند. به عنوان مثال، هنگامی که اسکنر روی حالت 1200 dpi تنظیم می شود، تنها پارامتر عمودی dpi فیزیکی باقی می ماند، در حالی که اسکنر افقی توسط ریاضیات تا 1200 "کشیده" می شود.

ظرافت موضوع این است که گاهی اوقات قابلیت های مکانیکی یک دستگاه به عنوان وضوح نوری واقعی تلقی می شود. به عنوان مثال، یک اسکنر با وضوح نوری واقعی 1200 x 1200 dpi یک خط ویژه از CCD را فراهم می کند - یک دستگاه نوری الکترونیکی با وضوح دقیق 1200 dpi. در عمل، اغلب معلوم می شود که اسکنر با وضوح فیزیکی 1200 x 1200 dpi دقیقاً همان دستگاه CCD را دارد که اسکنر با پارامترهای اعلام شده 600 x 1200 دارد. علاوه بر این، بدیهی است که اسکنر با وضوح تصویر 1200 x 1200 dpi باید حداقل 2-2.5 برابر گران تر از همتای خود 600 x 1200 باشد.

باید در نظر داشت که این نشانگر وضوح افقی است که قابلیت های فیزیکی دستگاه CCD اسکنر و در نهایت قابلیت های نوری اسکنر را مشخص می کند. پارامتر عمودی چیزی بیش از یک نشانگر حرکت مکانیکی کالسکه نیست.

در مدل های ورق اسکنر، اغلب تنها یک مشخصه وضوح نشان داده شده است - افقی. فرض بر این است که وضوح فیزیکی در امتداد عمودی یکسان است. از دیدگاه بسیاری از کارشناسان، وضوح اپتیکال بالای اسکنرهای شیت فید اعلام شده توسط برخی سازندگان در واقع نتیجه حداکثر افزایش ریاضی رزولوشن و به صورت عمودی است.

از آنجا که اندازه فایل، و با آن مورد نیاز برای پردازش کامپیوتریو اندازه حافظه با افزایش عمق اسکن به طور تصاعدی رشد می کند، اکثر فروشندگان پردازش تصویر نسخه 24 بیتی را به عنوان استاندارد انتخاب کرده اند که هزینه و کیفیت را به طور بهینه ترکیب می کند. بنابراین، اگرچه در مرحله پیش فرآوریدرایور اسکنر 30 بیتی به شما امکان می دهد یک تصویر 30 بیتی را دستکاری کنید (یک استدلال به نفع این درایورها توانایی کار در این مرحله با عناصر مناطق بحرانی مانند سایه ها و هایلایت ها است) اما در زمان تصویر در یک فایل برای ویرایش یا چاپ بعدی نوشته می شود. عمق بیت آن به 24 کاهش می یابد. در سال های آینده ما خود را در دنیای 48 بیت خواهیم یافت، اما این به چیزهای زیادی بستگی دارد، از جمله ویژگی های مانیتورها، اسکنرها و چاپگرها. ایجاد شده.

وضوح نوری - در نقطه در اینچ (dpi) اندازه گیری می شود. مشخصه ای که نشان می دهد هرچه وضوح بالاتر باشد، اطلاعات بیشتری در مورد نسخه اصلی می تواند وارد رایانه شود و تحت پردازش بیشتر قرار گیرد. اغلب، مشخصه ای به عنوان "رزولوشن درون یابی" (رزولوشن درونیابی) داده می شود. مقدار این نشانگر مشکوک است - این یک وضوح مشروط است که تا آن برنامه اسکنر "متعهد به شمارش" نقاط از دست رفته است. این پارامتر ربطی به مکانیزم اسکنر ندارد و اگر باز هم به درون یابی نیاز است، بهتر است پس از اسکن با یک بسته گرافیکی خوب این کار را انجام دهید.

عمق رنگ اندازه گیری تعداد رنگ هایی است که یک اسکنر می تواند تشخیص دهد. اکثر برنامه های کامپیوتری، به استثنای بسته های گرافیکی حرفه ای مانند فتوشاپ، با رنگ 24 بیتی (16.77 میلیون رنگ در هر نقطه) کار می کنند. برای اسکنرها، این مشخصه معمولاً بیشتر است - 30 بیت و برای بالاترین کیفیت اسکنرهای تخت - 36 بیت یا بیشتر. البته ممکن است این سوال پیش بیاید که چرا یک اسکنر بیت های بیشتری را نسبت به آنچه که می تواند به کامپیوتر ارسال کند تشخیص دهد. با این حال، همه بیت های دریافتی برابر نیستند. در اسکنرهای دارای سنسور CCD، دو بیت بالای عمق رنگ نظری معمولاً "نویز" هستند و اطلاعات رنگ دقیقی را حمل نمی کنند. واضح‌ترین پیامد بیت‌های نویز، انتقال مداوم و صاف بین درجه‌بندی‌های مجاور در تصاویر دیجیتالی نیست. بر این اساس، در یک اسکنر 36 بیتی، بیت های "نویز" را می توان به اندازه کافی جابجا کرد و در تصویر دیجیتالی نهایی، تن های خالص بیشتری در هر کانال رنگ وجود خواهد داشت.

محدوده دینامیکی (محدوده چگالی) چگالی نوری مشخصه اصلی است که برابر با لگاریتم اعشاری نسبت نور تابیده شده در اصلی به نور منعکس شده (یا منتقل شده - برای نمونه های اصلی شفاف) است. حداقل مقدار ممکن 0.0 D یک رنگ اصلی کاملا سفید (شفاف) است. مقدار 4.0 D یک اصل کاملاً سیاه (مادر) است. محدوده دینامیکی اسکنر مشخص می کند که اسکنر چه محدوده ای از چگالی های نوری اسکنر اصلی را می تواند بدون از دست دادن سایه ها در نقاط برجسته یا سایه های اسکنر تشخیص دهد. حداکثر چگالی نوری اسکنر، چگالی نوری اصلی است که اسکنر هنوز آن را از تاریکی کامل متمایز می کند. تمام سایه‌های تیره‌تر از این حاشیه، اسکنر قادر به تشخیص نخواهد بود. این مقدار اسکنرهای اداری ساده را به خوبی جدا می کند که می توانند جزئیات را در هر دو قسمت تاریک و روشن اسلاید و به خصوص نگاتیو از مدل های حرفه ای تر از دست بدهند. به عنوان یک قاعده، برای اکثر اسکنرهای تخت، این مقدار از 1.7D (مدل های اداری) تا 3.4 D (مدل های نیمه حرفه ای) متغیر است. بیشتر کاغذهای اصلی، چه عکس و چه بریده مجله، چگالی نوری بیش از 2.5 بعدی ندارند. اسلایدها معمولاً به محدوده دینامیکی بیش از 2.7 D (معمولاً 3.0 - 3.8) برای اسکن با کیفیت بالا نیاز دارند. و فقط نگاتیوها و اشعه ایکس چگالی بالاتری دارند (3.3D - 4.0D) و اگر قصد دارید عمدتاً با آنها کار کنید، توصیه می شود اسکنر با دامنه دینامیکی بزرگ خریداری کنید.

اجازه

رزولوشن اندازه کوچکترین جزئیات تصویر ارسال شده در حین اسکن بدون اعوجاج را مشخص می کند. معمولاً در dpi - یک عدد جداگانه اندازه گیری می شود. نقاط قابل مشاهدهدر هر اینچ از تصویر (نقطه در هر اینچ). چندین نوع وضوح وجود دارد که توسط سازنده اسکنر مشخص شده است.

وضوح نوری با چگالی عناصر در آرایه CCD تعیین می شود و برابر است با تعداد عناصر آرایه CCD تقسیم بر عرض آن. این مهم ترین پارامتر اسکنر است که جزئیات تصاویر به دست آمده با آن را تعیین می کند. به همین دلیل، همیشه در اطلاعات تبلیغاتی توسط سازنده یا فروشنده اسکنر ارائه نمی شود و به دنبال بیش از حد برآورد کردن ویژگی های واقعی آن است. در مدل های انبوه اسکنرها معمولاً برای اسکنرهای دستی و رولی برابر با 100 یا 200 و برای اسکنرهای مسطح dpi 300، 600 یا 1200 است. اسکن همیشه باید با وضوحی انجام شود که مضربی از وضوح نوری است، در حالی که اعوجاج درون یابی حداقل خواهد بود. برای مثال، اگر در یک اسکنر با رزولوشن 300 نقطه در اینچ، باید تصویری را با رزولوشن 200 نقطه در اینچ اسکن کنید، بهتر است که با 300 نقطه در اینچ اسکن کنید و سپس به صورت برنامه ریزی شده در بسته پردازشی ( فتوشاپ، Paint Shop Pro، Ulead Photo Impact، Thumbs Plus، و غیره) وضوح را به 200 نقطه در اینچ کاهش دهید.

وضوح مکانیکی دقت موقعیت یابی کالسکه با خط کش CCD را هنگام حرکت در امتداد تصویر تعیین می کند. وضوح مکانیکی معمولاً 2 برابر بیشتر از اپتیکال است، که به سازنده اسکنر دلیلی می‌دهد تا خریدار را با بیان اینکه اسکنر دارای "رزولوشن اپتیکال 300x600 dpi" است، گمراه کند، اگرچه بدون درون یابی در چنین اسکنر ممکن است اسکن فقط با وضوح 300 dpi.

درون یابی وضوحی است که با افزایش برنامه ای 16 برابری در تصویر به دست می آید. در مقایسه با وضوح واقعی، مطلقاً حاوی هیچ اطلاعات اضافی در مورد تصویر نیست و در بسته های تخصصی، عملیات مقیاس بندی و درون یابی اغلب بهتر از درایور اسکنر انجام می شود. مقدار وضوح درونیابی 4800 dpi نشان داده شده در جعبه یک اسکنر تخت می تواند خریدار را گمراه کند، زیرا وضوح اپتیکال واقعی دستگاه می تواند تنها 300 dpi باشد.

عمق رنگ

عمق رنگ ها- این مشخصه ای است که نشان دهنده تعداد رنگ هایی است که اسکنر قادر به تشخیص آن است. اکثر برنامه های کامپیوتری، به استثنای بسته های گرافیکی حرفه ای مانند فتوشاپ، با رنگ 24 بیتی (16.77 میلیون رنگ در هر نقطه) کار می کنند. برای اسکنرها، این مشخصه معمولاً بیشتر است - 30 بیت و برای بالاترین کیفیت اسکنرهای تخت - 36 بیت یا بیشتر. البته ممکن است این سوال پیش بیاید که چرا یک اسکنر بیت های بیشتری را نسبت به آنچه که می تواند به کامپیوتر ارسال کند تشخیص دهد. با این حال، همه بیت های دریافتی برابر نیستند. در اسکنرهایی با سنسورهای CCD، دو بیت بالای عمق رنگ نظری معمولاً بیت‌های نویز هستند و اطلاعات رنگی دقیقی را حمل نمی‌کنند. واضح‌ترین پیامد بیت‌های نویز، انتقال مداوم و صاف بین درجه‌بندی‌های مجاور در تصاویر دیجیتالی نیست. بر این اساس، در یک اسکنر 36 بیتی، بیت‌های «نویز» را می‌توان به اندازه‌ای جابه‌جا کرد که در تصویر دیجیتالی نهایی، رنگ‌های خالص بیشتری در هر کانال رنگی باقی بماند.

محدوده دینامیکی (محدوده چگالی)

چگالی نوری مشخصه اصلی است، برابر با لگاریتم اعشاری نسبت نور تابیده شده بر روی اصلی به نور منعکس شده (یا منتقل شده - برای نمونه های اصلی شفاف). حداقل مقدار ممکن 0.0 D یک رنگ اصلی کاملا سفید (شفاف) است. مقدار 4.0 D یک اصل کاملاً سیاه (مادر) است. محدوده دینامیکی اسکنر مشخص می کند که اسکنر چه محدوده ای از چگالی های نوری اصلی را می تواند بدون از دست دادن سایه ها در نقاط برجسته یا سایه های اسکنر تشخیص دهد. حداکثر چگالی نوری اسکنر، چگالی نوری اصلی است که اسکنر هنوز آن را از تاریکی کامل متمایز می کند. تمام سایه‌های تیره‌تر از این حاشیه، اسکنر قادر به تشخیص نخواهد بود. این مقدار اسکنرهای اداری ساده را به خوبی جدا می کند که می توانند جزئیات را در هر دو قسمت تاریک و روشن اسلاید و به خصوص نگاتیو از مدل های حرفه ای تر از دست بدهند. به عنوان یک قاعده، برای اکثر اسکنرهای تخت، این مقدار از 1.7D (مدل های اداری) تا 3.4 D (مدل های نیمه حرفه ای) متغیر است. بیشتر کاغذهای اصلی، چه عکس و چه بریده مجله، چگالی نوری بیش از 2.5 بعدی ندارند. اسلایدها معمولاً به محدوده دینامیکی بیش از 2.7 D (معمولاً 3.0 - 3.8) برای اسکن با کیفیت بالا نیاز دارند. و فقط نگاتیوها و اشعه ایکس چگالی بالاتری دارند (3.3D - 4.0D) و خرید یک اسکنر با دامنه دینامیکی بالاتر منطقی است اگر عمدتاً با آنها کار کنید، در غیر این صورت به سادگی بیش از حد پرداخت خواهید کرد.

نوع اتصال

با توجه به نوع رابط، اسکنرها تنها به چهار دسته تقسیم می شوند:

اسکنرهای موازی یا رابط سریالمتصل به LPT - یا COM-port.

این رابط ها کندترین هستند و به تدریج در حال منسوخ شدن هستند. اگر با این وجود انتخاب شما بر روی چنین اسکنر قرار گرفت، از قبل با ظاهر مشکلات مربوط به تضاد بین اسکنر و چاپگر LPT، در صورت وجود، هماهنگ کنید.

اسکنر با رابط USB.

هزینه آنها کمی بیشتر است، اما بسیار سریعتر کار می کنند. کامپیوتر با پورت USB مورد نیاز است. مشکلات نصب نیز ممکن است رخ دهد، اما معمولاً به راحتی برطرف می شوند.

اسکنر با رابط SCSI.

دارای برد رابط مخصوص برای گذرگاه ISA یا PCI یا متصل به یک کنترلر استاندارد SCSI. این اسکنرها سریعتر و گرانتر از نمایندگان دو دسته قبلی هستند و به کلاس بالاتری تعلق دارند.

اسکنرهایی با رابط FireWire پیشرفته (IEEE 1394).

به طور ویژه برای کار با گرافیک و ویدئو طراحی شده است. چنین مدل هایی به تازگی در بازار ظاهر شده اند. اخیراً، سازندگان اسکنرهای زیادی با دو رابط (به عنوان مثال LPT و USB) ارائه می دهند. چنین تطبیق پذیری می تواند هنگام خرید اسکنر "رشد" بسیار مفید باشد. به عنوان مثال، شما اسکنر را از طریق یک رابط موازی به یک رایانه قدیمی (بدون USB) و پس از خرید یک رایانه جدید متصل می کنید. USB کامپیوتربرای شما بسیار مفید خواهد بود.

اجازه دهید دستگاه رایج ترین اسکنرها - تختخواب ها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم. ظاهر یک اسکنر معمولی تخت با یک ماژول اسلاید داخلی در شکل نشان داده شده است. 5.2.1.

شکل 5.2.1.

روی انجیر 5.2.1 به طور شماتیک اجزای اصلی یک اسکنر تخت را نشان می دهد: C - شیشه تخت. K - کالسکه؛ H - راهنمای (که در امتداد آن کالسکه حرکت می کند)؛ د - موتور؛ MB - برد اصلی (مخفف انگلیسی "Mainboard").

طراحی اسکنر بستگی به نوع نسخه‌های اصلی دارد که برای خواندن طراحی شده است. ساده ترین دستگاه های تبلت برای کار با تصاویر در رسانه های مات طراحی شده اند.

یک صفحه از یک سند یا یک عکس روی کاغذ به صورت رو به پایین روی میز شیشه‌ای اسکنر قرار می‌گیرد و توسط یک درب به سمت بالا فشار داده می‌شود. بسیاری از مدل‌ها توانایی خواندن کتاب‌ها یا مجلات ضخیم را ارائه می‌دهند، که برای این کار لولاهایی که پوشش را محکم می‌کنند از سوکت‌هایشان برداشته می‌شوند یا جلد به طور کلی برداشته می‌شود.

در حین اسکن در زیر شیشه، کالسکه در امتداد سمت بلندتر اصلی حرکت می کند. این در امتداد راهنماهای فولادی قدرتمند حرکت می کند، حرکت توسط یک درایو دقیق با یک موتور پله تنظیم می شود. دقت این مکانیزم، وضوح عمودی اسکنر را تعیین می کند (ویژگی های اسکنر در مبحث بعدی با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت). از نظر بیرونی، حرکت کالسکه پیوسته به نظر می رسد، با این حال، تصویر در مراحل گسسته، خط به خط خوانده می شود. هرچه رزولوشن بیشتری تنظیم کنید، کالسکه کندتر حرکت می کند. از آنجایی که اسکنرهای تخت اغلب برای ضبط اسناد چند صفحه ای استفاده می شوند، سرعت یک ویژگی مهم است. انتقال به یک طرح اسکن تک گذر، که در آن هر سه رنگ اصلی نسخه دیجیتالی شده به طور همزمان خوانده می‌شوند، منجر به افزایش عملکرد سه برابری شد، با این حال، اسکنرهای تخت تخت دستگاه‌های جانبی نسبتاً کندی هستند.

در اولین مدل‌های اسکنرهای تخت، فقط یک لامپ و یک آینه در کالسکه متحرک قرار می‌گرفتند که نور منعکس‌شده از اصلی را به آینه دیگری هدایت می‌کرد - ثابت ثابت، متصل به لنز و ماتریس حساس به نور. در اسکنرهای مدرن، کل مدار نوری دستگاه شامل یک لامپ، یک آینه، یک لنز، یک منشور یا سیستم فیلترهای نور، یک سنسور و یک ADC در کالسکه قرار می گیرد. این کالسکه توسط یک کابل انعطاف پذیر چند هسته ای به برد رابط متصل می شود که وظیفه پردازش اولیه تصویر و انتقال آن به کامپیوتر را بر عهده دارد. برای اتصال به رایانه در اسکنرهای مدرن، بیشتر از رابط USB استفاده می شود، برخی از مدل ها به رابط FireWire مجهز هستند.

از آنجایی که نسخه اصلی که باید اسکن شود توسط یک منبع نور روشن روشن می شود و تصویر جسم از طریق مجموعه ای از لنزها بر روی یک ماتریس حساس به نور پخش می شود که سیگنال آنالوگ تولید می کند، منبع نور در یک اسکنر مسطح تاثیر زیادی بر اثربخشی دارد. محدوده دینامیکی. اسکنرهای تخت مسطح جدیدتر و گرانتر از منابع فلورسنت کاتد سرد یا لامپ های هالوژن تنگستن استفاده می کنند که گرمای کمتری تولید می کنند. کاهش تولید گرما به این معنی است که موتور اسکن می‌تواند نزدیک‌تر به نسخه اصلی قرار گیرد و مدت طولانی‌تری در معرض دید قرار گیرد، که بازیابی جزئیات را بهبود می‌بخشد. ترکیب طیفی و بزرگی خاصی از شار نوری از منبع نور مورد نیاز است. علاوه بر این، این ویژگی ها باید در طول عملکرد اسکنر ثابت بماند. لامپ اسکنر باید روشنایی یکنواخت را در کل عرض اسکنر ارائه دهد. در این مورد، گرمایش قوی لامپ ها غیرقابل قبول است، زیرا این منجر به تغییر غیرقابل پیش بینی در ویژگی های عناصر نوری می شود. از این نظر لامپ های زنون بهترین ویژگی ها را دارند. آنها فورا روشن می شوند، از نظر پارامترها بسیار پایدار هستند، نور را در طیف گسترده ای ساطع می کنند و منبع طولانی دارند. نقطه ضعف آنها در افزایش مصرف برق نهفته است.

در حال حاضر رایج ترین حسگرهای نیمه هادی حساس به نور هستند که در ماتریس های مناسب ترکیب شده اند.

چنین ماتریس‌هایی با استفاده از فناوری‌های CCD (دستگاه همراه با شارژ - دستگاه همراه با شارژ، CCD) یا CMOS (نیمه‌رسانای اکسید فلزی مکمل) تولید می‌شوند. هر کدام از آنها مزایای خاص خود را دارند. CCD‌ها گران‌تر هستند، اما سلول‌های آنها جریان بیشتری تولید می‌کنند و بنابراین کمتر تحت تأثیر نویز الکتریکی قرار می‌گیرند. سنسورهای CMOS ارزان تر هستند. هر سلول از چنین ماتریسی از یک فتودیود و چندین ترانزیستور تشکیل شده است که جریان را تقویت می کند. فتودیود جریان ضعیف تری نسبت به عنصر CCD ایجاد می کند، علاوه بر این، بخشی از شار نور روی آن نمی افتد، بلکه روی ترانزیستورها می افتد. در نتیجه، سنسورهای CMOS بیشتر مستعد نویز هستند و نیاز به اقدامات اضافی برای حذف آن دارند.

همانطور که قبلاً هنگام در نظر گرفتن مدل های رنگی ذکر شد، هر رنگ رنگی که با چشم قابل تشخیص است را می توان به صورت ترکیبی از سه رنگ اصلی نشان داد: قرمز، سبز و آبی (برای نمایش روی مانیتور) یا فیروزه ای، سرخابی و زرد (برای چاپ). در اسکنرهای مدرن، از دو فناوری برای جداسازی شار نور به اجزای قرمز (قرمز، R)، سبز (سبز، G) و آبی (آبی، B) استفاده می شود. فیلترهای رنگییا منشور.

تجهیز سلول های ماتریس به فیلترهای نوری روشی ارزان تر و کاربردی تر است، اما کیفیت تصویر ممکن است بدتر باشد. استفاده از منشور طراحی دستگاه را پیچیده تر می کند، اما جداسازی دقیق (دقیق تر) شار نور را به سه رنگ از هر نقطه اصلی تضمین می کند.

قطعاتی از اسکنرهای تخت با منشور و فیلترهای نور در شکل نشان داده شده است. 5.2.2 و شکل. 5.2.3. علاوه بر فیلترهای نور، به منظور تمرکز هرچه بیشتر نور بر روی سطح یک عنصر حساس به نور نیمه هادی، از میکرولنزها در اسکنرهای هر سلول استفاده می شود. در اسکنرهای دارای میکرولنز، راندمان تبدیل نور به جریان الکتریکی افزایش می یابد و این امر بر میزان نویز و کیفیت تصویر حاصل تأثیر مثبت می گذارد.

شکل 5.2.2.

شکل 5.2.3.

همانطور که در شکل دیده میشود. 5.2.2 و شکل. 5.2.3، از سه خط موازی سلول های CCD یا CMOS در اسکنرها برای تبدیل شدت شار نوری به جریان الکتریکی برای هر رنگ پایه استفاده می شود (اسکنرهای سه پاس شامل یک خط عناصر حساس به نور).

عرض کل سنسور حساس به نور با عناصر CCD تقریباً چهار برابر کوچکتر از اندازه اصلی A4 است و شار نور با استفاده از یک لنز روی آن متمرکز می شود. اگر هر یک از خط کش ها شامل حدود 5 هزار سلول باشد، این یک اسکنر با اندازه میدان کاری A4 با وضوح اپتیکال 600 ppi (پیکسل در هر اینچ) ارائه می دهد. استفاده از حسگر مشابه در دستگاهی که برای خواندن نسخه های اصلی 6×6 یا 6×9 سانتی متری طراحی شده است (فرمت های فریم فیلم عریض) وضوح 2100 ppi را به دست می دهد.

بدیهی است که وضوح نوری اسکنر نه تنها به تعداد عناصر موجود در خط، بلکه به عرض ناحیه اسکن نیز بستگی دارد..

تمایل به ارزان‌تر کردن اسکنرها منجر به ایجاد فناوری CIS (حسگر تصویر تماس) شد. این نوع ماتریس از سه آرایه فتودیود با فیلترهای RGB تشکیل شده است. عرض سنسور و میدان اسکن یکسان است. در اسکنر با میدان کاری A4 و وضوح 600 ppi، خط کش ها از 5000 سلول با فاصله متراکم تشکیل شده اند. سنسور CIS بسیار نزدیک به سطح اصلی قرار دارد و نیاز به استفاده از لنز را از بین می برد. اسکنرهای تخت از این نوعکوچکتر، ساده تر و ارزان تر از سنسورهای CCD یا CMOS.

سخنرانی شماره 7. اسکنرهای تخت

1.خصوصیات عمومیاسکنرها

2. اسکنرهای تخت.

1. مشخصات کلی اسکنرها

هر نوع اسکنر ویژگی های کاربردی خاص خود را دارد که باعث تفاوت در فناوری اسکن و در نتیجه در ویژگی های دستگاه ها می شود. با این حال، معیارهای کلی برای ارزیابی خود اسکنر و تصویر به دست آمده با آن وجود دارد. بدون در نظر گرفتن انواع یا مدل های خاص اسکنر، ویژگی های کلی اسکن را در نظر بگیرید.

رنگ اسکنر.مانند اکثر دستگاه های تصویربرداری دیگر، اسکنرها به دو دسته تقسیم می شوند

رنگی؛

سیاه و سفید (نیم تون)

هنر خط سیاه و سفید.

اسکنرهای رنگی رایج ترین نوع هستند.

اسکنرهای خاکستری سایه های خاکستری را "متمایز" می کنند، اما قادر به درک تصاویر رنگی نیستند.

اسکنرهای سیاه و سفید خطی فقط دو رنگ را متمایز می کنند و عملاً در آنها نمایش داده نمی شوند شبکه تجارت- آنها عمدتاً در صنایع مختلف (مثلاً برای اسکن نقشه ها یا بارکدها) استفاده می شوند.

وضوح اسکنر(رزولوشن) مجموعه ای از پارامترهای مشخص کننده است حداقل اندازهجزئیات تصویری که اسکنر قادر به خواندن آن است. وضوح به دو دسته نوری، مکانیکی و درون یابی تقسیم می شود.

وضوح نوری (نوریوضوح) حداقل اندازه نقطه افقی را که اسکنر قادر به تشخیص آن است مشخص می کند. در اسکنرهایی که از یک ماتریس برای خواندن اطلاعات رنگ استفاده می کنند (به عنوان مثال، تخت یا صفحه تغذیه)، این مشخصه با نسبت تعداد عناصر در خط ماتریس به عرض ناحیه کار تعیین می شود. برای انواع دیگر اسکنرها، مانند اسکنر درام، توانایی تمرکز نور بر روی عنصر گیرنده عکس محدود است. وضوح اپتیکال - همیشه کوچکترین از همه مشخص شده برای مدل خاصاسکنر، بنابراین سازندگان اسکنر اغلب آن را فهرست نمی کنند.

وضوح مکانیکی (مکانیکیوضوح) - تعداد مراحلی که کالسکه اسکن انجام می دهد، تقسیم بر طول مسیر طی شده توسط آن. از آنجایی که اطلاعات در هر مرحله توسط ماتریس خوانده می شود، این پارامتر حداقل اندازه نقطه عمودی را که اسکنر می تواند تشخیص دهد، تعیین می کند. گاهی اوقات وضوح مکانیکی را وضوح نوری نیز می نامند، اما این نادرست است. به عنوان مثال، اگر رزولوشن اپتیکال 300x1200 ppi برای هر مدل اسکنر مشخص شود، رزولوشن اپتیکال 300 ppi و وضوح مکانیکی 1200 ppi خواهد بود. معمولا وضوح مکانیکی دو برابر وضوح نوری است، اما مدل هایی نیز وجود دارند که در آنها چهار برابر بیشتر یا برعکس، برابر هستند. با توجه به این واقعیت که CCD نمی تواند با وضوح افقی بیشتر از نوری اسکن کند، از روش های درون یابی ریاضی برای اضافه کردن نقاط از دست رفته استفاده می شود (در غیر این صورت اندازه عمودی هر مربع اسکن شده بزرگتر از مربع افقی خواهد بود). وضوح مکانیکی فقط برای اسکنرهایی با ساختار ماتریسی از آشکارسازهای نوری قابل استفاده است.

قطعنامه درونیابی - به طور مصنوعی افزایش یافته است روش های ریاضیاجازه. برنامه ای که به همراه اسکنر ارائه می شود سعی می کند با اضافه کردن نقاط از دست رفته، تصویر را به این وضوح برساند (مثلاً در وضوح واقعی 3x3، برنامه خروجی 9x9 می دهد). این پارامتر هیچ ارتباطی با پارامترهای فیزیکی واقعی اسکنر ندارد و فقط می تواند برنامه پردازش تصویر را مشخص کند.

وضوح اسکنر معمولاً بر حسب پیکسل در اینچ (ppi، پیکسل در هر اینچ) اندازه گیری می شود. اندازه گرفتن پارامتر داده شدهدر نقطه در هر اینچ (dpi، dots par inch) اساساً اشتباه است، زیرا dpi به معنای وضوح واقعی چاپگر است و این مفهوم کمی متفاوت است. به طور معمول، یک چاپگر چندین نقطه را برای به دست آوردن یک پیکسل رنگی چاپ می کند و هر یک از آنها مسئول جزء رنگی خود هستند. این نقاط بسیار نزدیک هستند، که اثر یک پیکسل از رنگ مورد نظر را ایجاد می کند: به نظر می رسد که با هم ادغام می شوند. بر این اساس، dpi به معنای تعداد نقاط در هر اینچ است که یک رنگ را تشکیل می دهند. Ppi به تعداد پیکسل های تمام رنگی در هر اینچ اشاره دارد.

عمق بیت (عمق رنگ)- پارامتری که تعداد رنگ ها یا سایه های خاکستری (بسته به رنگ اسکنر) را مشخص می کند. عمق بیت یعنی چند بیت توسط اسکنر برای نمایش رنگ یک نقطه در تصویر استفاده می شود. بین عمق بیت خارجی و داخلی تمایز قائل شوید. عمق بیت داخلی تعداد بیت هایی است که نقطه ای را برای عملیات داخلی در اسکنر نشان می دهد (یعنی قبل از عبور سیگنال از ADC و تبدیل به شکل دیجیتال). عمق بیت خارجی، عمق بیت رنگ را پس از عبور سیگنال از ADC تعیین می کند. عمق بیت خارجی اسکنرها معمولاً 8 بیت (256 سایه خاکستری) برای اسکنرهای خاکستری و 24 بیت (8 بیت در هر جزء، در مجموع 16.77 میلیون رنگ) برای اسکنرهای رنگی است. عمق بیت داخلی معمولا کمتر نیست، بلکه بیشتر از خارجی است. بیت های اضافی در عمق بیت داخلی (در صورت وجود) برای بهبود دقت رنگ و کاهش اثر اعوجاج بر روی رنگ استفاده می شود. |

چگالی نوری با OD (چگالی نوری) یا به سادگی D اندازه‌گیری می‌شود و می‌تواند از 0.0D برای رنگ سفید خالص (شفاف) تا 4.0D برای رنگ کاملاً سیاه (مادر) متغیر باشد.

از آنجایی که ما در مورد لگاریتم صحبت می کنیم، به عنوان مثال، 2.0D و 3.0D نه 25٪ بلکه 10 برابر متفاوت خواهند بود. چگالی نوری برای برخی از انواع اصلی در جدول آورده شده است. یکی

جدول 1 چگالی نوری برخی از نمونه های اصلی

محدوده تراکم نوری اسکنر نشان می دهد که کدام یک از رنگ های اصلی هنوز شناسایی می شود و کدام یک دیگر قابل تشخیص نخواهد بود، یعنی به صورت کاملاً سفید یا کاملاً سیاه درک می شوند. محدوده چگالی نوری شامل دو ویژگی است: Dmin و D max. اولین مورد، Dmin، چگالی نوری نسخه اصلی است که در زیر آن اسکنر اصل را کاملا سفید در نظر می گیرد. بر این اساس، D max چنین چگالی نوری اصلی است که بالاتر از آن، اسکنر اصل را کاملاً سیاه در نظر می گیرد. محدوده خود تفاوت بین Dmin و D max است. محدوده چگالی نوری اسکنر به کیفیت و ظرفیت ADC و فوتوسل ها و همچنین به الگوریتم کنترل کننده اسکنر بستگی دارد. روی میز. 2 محدوده دینامیکی معمولی را برای انواع رایج اسکنرها نشان می دهد.

جدول 2.محدوده دینامیکی معمولی اسکنرها

منطقه کار اسکنر- حداکثر اندازه سندی که اسکنر می تواند پردازش کند. فرمت به طراحی و کاربرد اسکنر بستگی دارد. بنابراین، فرمت سند برای حمل و نقل ورق و اسکنرهای دستیفقط در عرض محدود شده است. اسکنرهای معمولی خانگی و اداری اغلب با فرمت های A4 و فرمت قانونی اتخاذ شده در غرب مطابقت دارند. مدل‌های حرفه‌ای می‌توانند اندازه‌های ثابت متناسب با نسخه‌های اصلی خاص (مثلاً اسکنر اسلاید فیلم 35 میلی‌متری) یا فرمت ساده - تا AO داشته باشند.

سرعت اسکن- پارامتری که زمان اسکن شدن یک سند خاص را نشان می دهد. در واقع، این ویژگی نمی تواند معنایی داشته باشد، زیرا به سرعت کامپیوتر، حجم آن بستگی دارد حافظه دسترسی تصادفی، از رابط سخت افزاری و غیره. بنابراین، عملکرد اسکنر فقط برای یک ایستگاه کاری خاص قابل ارزیابی است. گاهی اوقات این پارامتر در مشخصات اسکنر بر حسب میلی ثانیه در هر خط مشخص می شود.

رابط سخت افزاری اسکنر(Communication Interface) امکان تبادل اطلاعات بین اسکنر و کامپیوتر را فراهم می کند. سرعت انتقال اطلاعات بین کامپیوتر و اسکنر را تعیین می کند. در صورت نیاز به عکس های اسکن شده با کیفیت بالا (یا هر ماده گرافیکی دیگری) این ویژگی می تواند بسیار مهم باشد. به عنوان مثال، یک عکس رنگی استاندارد 10x15 سانتی متری که با سرعت 720 ppi و رنگی 24 بیتی (رنگ واقعی) اسکن شده است، به حدود 40 مگابایت فضای دیسک نیاز دارد. بر این اساس، اگر سرعت انتقال داده بین اسکنر و رایانه کم باشد، زمان زیادی طول می کشد تا برای نتیجه منتظر بمانید. بنابراین، رابط انتقال داده با ویژگی هایی مانند وضوح و عمق رنگ در یک سطح قرار می گیرد. اکنون پنج نوع اسکنر در بازار وجود دارد:

1. رابط LPT (پورت موازی استاندارد Centronics). این رابط یکی از کندترین، اما در عین حال ساده‌ترین رابط برای نصب اسکنر است: گاهی اوقات نسخه‌های بهبود یافته وجود دارد - با پشتیبانی (یا حتی نیاز) برای EPP/ECP. در این مورد، ممکن است مشکلات نصب رخ دهد، زیرا همه رایانه ها به چنین پورت هایی مجهز نیستند. اسکنرهایی با رابط LPT تقریبا همیشه دارای یک "درگاه از طریق" هستند، یعنی اسکنر منحصراً از درگاه LPT استفاده نمی کند و امکان اتصال دستگاه دیگری را باقی می گذارد (معمولاً این دستگاه یک چاپگر است).

2. رابط شخصی گاهی اوقات ISA نیز نامیده می شود. چنین رابطی به عنوان یک کارت جداگانه اجرا می شود که اسکنر می تواند با آن کار کند. چنین کارت‌هایی برای هر مدل اسکنر منحصربه‌فرد هستند، که می‌تواند هنگام تعویض (مثلاً اگر کارت از کار افتاده باشد) یا پس از ارتقا، مشکل ایجاد کند.

3. رابط SCSI - یکی از سریع ترین گزینه ها برای رابط انتقال داده. با این حال، اگر کارت SCSI همراه اسکنر نباشد، ممکن است مشکلات سازگاری با یک کنترلر SCSI دیگر وجود داشته باشد. کنترلرهای Adaptec کمترین مشکل را ایجاد می کنند. اگر اسکنر با کارت خود عرضه شود، اتصال و استفاده از اسکنر مشکلی ایجاد نمی کند، اما مطمئن نیستید که سایر دستگاه های SCSI روی این کنترلر نصب شوند (مثلاً به دلیل کمبود یا ناسازگاری درایورها). هنگام اتصال اسکنر به کارت SCSI، اتوبوس باید مورد مذاکره قرار گیرد، در غیر این صورت دستگاه های متصل به آن نمی توانند به طور عادی کار کنند. ابتدا و انتهای زنجیره دستگاه ها باید با ترمیناتور (مقاومت های پایانی) ارائه شود. اگر هیچ دستگاه خارجی در اتوبوس وجود نداشته باشد، ترمیناتور را می توان مستقیماً روی کنترلر نصب کرد، که به عنوان آخرین پیوند در زنجیره SCSI عمل می کند. از آنجایی که اسکنر به بهترین وجه آخرین بار در زنجیره نصب می‌شود، پایان‌دهنده خود اسکنر باید با غیرفعال کردن پایان‌دهنده کنترل‌کننده فعال شود. اکثر اسکنرها دارای پایانه های داخلی هستند. تعداد کمی از اسکنرها (مانند HP ScanJet 4p) دارای سوئیچ خارجی هستند.

4. رابط یو اس بی - جانشین رابط LPT. هزینه اسکنر USB کمتر است و عملکرد این رابط بسیار بالاتر از پورت موازی است، با این حال، همه رایانه ها از USB پشتیبانی نمی کنند.

5. رابط PCMCIA (کامپیوترکارت) - رابط برای کار با کامپیوترهای قابل حمل. این رابط ادعا می کند که جهانی است، اما همیشه اینطور نیست. بنابراین، ارزش بررسی سازگاری یک کامپیوتر قابل حمل خاص با چنین اسکنر را دارد.

اسکنرهای تخت رایج ترین نوع اسکنرها هستند. این محبوبیت کاملاً سزاوار است: دستگاه چنین اسکنرهایی همه راحتی را هنگام اسکن هر نسخه اصلی ایجاد می کند. نسخه اصلی در یک اسکنر تخت بدون حرکت روی شیشه قرار دارد و خواندن در بیشتر موارد در نور منعکس شده از آن انجام می شود. ویژگی های سرعت بالای چنین اسکنرهایی نیز یک مزیت بدون شک است. این مزیت به دلیل این واقعیت حاصل می شود که فتوسل در اسکنرهای تخت یک فتوسل منفرد نیست، بلکه یک خط خواندن فتوسل است.

عکس. 1. دستگاه اسکنر تخت 1-اورجینال; 2- شیشه؛ 3- منبع نور; 4 – سیستم آینه ها 5 - لنز; 6 - آشکارساز نوری خطی; 7- ADC

روی انجیر 1 نمودار یک دستگاه اسکنر تخت را نشان می دهد. رگه ای از نور ساطع شده از یک منبع نور به نور اصلی کشیده شده روی شیشه برخورد می کند. نور با انعکاس به اولین آینه از سیستم آینه ها برخورد می کند. آینه ها به گونه ای چیده شده اند که نور منعکس شده به عدسی همگرا برخورد می کند. لنز نوری را که بر روی آن تابیده شده است روی خطی از فوتوسل ها (با بزرگنمایی) پخش می کند. نوری که به این خط برخورد می کند به یک سیگنال آنالوگ الکتریکی تبدیل می شود که سپس وارد ADC می شود. در برخی از اسکنرها، بین ردیاب نوری و ADC، مراحل میانی وجود دارد که با سیگنال آنالوگ کار می کنند. این مراحل برای تصحیح سخت افزاری خطاهای اسکن و گاهی اوقات خود تصویر در نظر گرفته شده است. در نتیجه، یک نوار از تصویر اصلی اصلی به خروجی، یعنی به رایانه (پس از ADC) می رود.

روش اسکن شرح داده شده در بالا فقط یک خط از تصویر را پوشش می دهد. بنابراین برای اسکن کامل از هد استفاده می شود. پس از اینکه خط اسکن شده پیکسل ها وارد کامپیوتر شد، کالسکه یک پله حرکت می کند. طول این مرحله ثابت است و وضوح مکانیکی اسکنر به آن بستگی دارد (به بخش "ویژگی های عمومی اسکنرها" مراجعه کنید). سپس کل روش تکرار می شود تا ناحیه مشخص شده به طور کامل خوانده شود. بیایید جزئیات شرح داده شده اسکنر را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

1. منبع تصویر.در نمودار بالا، منبع تصویر مات است (اسکنر بازتابنده است)، اما در برخی موارد می توان از یک اصل شفاف نیز استفاده کرد. برای کار با چنین اسنادی، اسکنر را می توان به یک ماژول اسلاید مجهز کرد.

2. بشقاب شیشه ای.الزامات خاصی بر روی صفحه اعمال می شود: کیفیت شیشه باید بسیار بالا باشد، سطح باید تا حد امکان یکدست باشد و هیچ ناهمگونی در داخل شیشه وجود نداشته باشد. این در حالی است که ضخامت شیشه بسیار کم است.

3. ماتریس دریافت عکساین و بخش‌های زیر در فهرست، به‌اصطلاح سر یا کالسکه اسکن هستند). در عمل، این ضروری ترین بخش اسکنر است. وضوح نوری، محدوده دینامیکی، طرح عملکرد اسکنر (یک یا سه پاس) و تقریباً تمام ویژگی های دیگر به آن بستگی دارد (به استثنای منطقه کاری اسکنر). تا به امروز، دو نوع ماتریس دریافت عکس رایج ترین هستند:

ماتریس های CCD (دستگاه همراه با شارژ، به نام های انگلیسی - CCD، دستگاه شارژ زوج)؛

ماتریس های KDI (حسگر تصویر تماسی، در عناوین انگلیسی - CIS، سنسور تصویر تماسی).

اساس عنصر ماتریس CCD یک ترانزیستور نوری است که با استفاده از فناوری MOS (فلز-اکسید-نیمه هادی) ساخته شده است. این فناوری همچنین در بسیاری از دستگاه های تصویربرداری دیگر از قوی ترین تلسکوپ ها گرفته تا دستگاه های دید در شب استفاده می شود.

این نوع سلول خورشیدی مزایا و معایب خاص خود را دارد. از جمله مزایای CCD باید به موارد زیر اشاره کرد:

حساسیت بالا.راندمان کوانتومی CCD ها بسیار بالا است و می تواند به 95 درصد برسد. برای مقایسه، راندمان کوانتومی چشم انسان حدود 1٪ است، بهترین امولسیون های عکاسی دارای راندمان کوانتومی تا 3٪، فوتومولتیپلایرها (فوتودیکتورها در اسکنرهای درام) - تا 20٪ هستند. راندمان کوانتومی توانایی یک آشکارساز نوری را برای تبدیل نور به سیگنال های الکتریکی تعیین می کند، یعنی کارایی تبدیل کوانتا (ذرات نوری) که روی آن می افتند را به سیگنال الکتریکی بیان می کند. به بیان دقیق، برابر است با نسبت تعداد بارهای ثبت شده به تعداد فوتون هایی که به ناحیه حساس به نور کریستال CCD برخورد می کنند. انرژی یک کوانتوم به طول موج نور بستگی دارد، بنابراین نمی توان به وضوح این مشخصه را برای CCD تعریف کرد - در کل طیف متفاوت است و معمولاً به عنوان تابعی از طول موج داده می شود.

محدوده طیفی گستردهیک CCD می تواند به نور از گاما و اشعه ایکس گرفته تا مادون قرمز پاسخ دهد. هیچ یک از فناوری های ماتریسی در حال حاضر چنین محدوده ای را ارائه نمی دهد. معایب اصلی CCD ها عبارتند از:

مجوز محدود است.در تمام آشکارسازهای نوری ماتریسی، محدودیت حداکثر وضوح با تعداد عناصر ماتریس وجود دارد.

صداهاانواع مختلفی از نویز وجود دارد. برخی از انواع نویز وابسته به دما هستند، بنابراین CCD های با کیفیت بالا گاهی اوقات خنک می شوند. انواع دیگر نویز به کیفیت ساخت CCD بستگی دارد. اما نویزهایی نیز وجود دارد که حتی در باکیفیت ترین دستگاه ها نیز نمی توان آنها را فیلتر کرد. به عنوان مثال، چنین نویزهایی نویز فوتون هستند. این نویز نتیجه ماهیت نور است و مستقل از ردیاب نوری است. همه این نویزها اعوجاج های مربوطه را در نتیجه اسکن ایجاد می کنند. به طور معمول، اعوجاج به صورت بیت های نویز ظاهر می شود. در اسکنرهای ارزان قیمت، برای هر یک از سه جزء رنگی (هر کدام 8 بیت)، دو بیت مهم "نویز" هستند و حاوی اطلاعات دقیق رنگ نیستند.

پخش شارژاین اثر در نتیجه این واقعیت رخ می دهد که بار انباشته شده توسط عنصر CCD بسته به نوری که به آن برخورد می کند به صورت خطی تغییر می کند. بر این اساس، محدودیتی وجود دارد که این هزینه را محدود می کند. اگر در طول روشنایی تعداد کل فوتون ها (ذرات نور) از مقدار حدی تجاوز کند، شارژ شروع به "جریان" به پیکسل های همسایه می کند. در تصویر حاصل، به نظر می‌رسد که جزئیات بیش از حد روشن تصویر تار شود.

هیچ تفاوت اساسی بین ماتریس های CD I و CCD وجود ندارد. اسکنرهای ODI با اسکنرهای CCD از این جهت متفاوت هستند که ماتریس موجود در آنها در کل عرض منطقه کار کشیده شده است، بنابراین هیچ سیستم نوری.

با این حال، طراحی بسیاری از گره های دیگر به فناوری ماتریس دریافت عکس بستگی دارد، بنابراین ما نباید در مورد تفاوت در ماتریس اسکن صحبت کنیم، بلکه در مورد تفاوت در اسکنرها صحبت کنیم.

تصور زندگی مدرن بدون کامپیوتر، که امروزه در زندگی روزمره، در ادارات و در تولید استفاده می شود، دشوار است. بسیاری از دستگاه های جانبی به گسترش عملکرد آن کمک می کنند. یکی از آنها یک اسکنر است که برای ایجاد یک کپی دیجیتال از یک سند متنی، گرافیکی یا شطرنجی قرار داده شده بر روی یک حامل مواد (کاغذ، اسلاید، عکس و فیلم) استفاده می شود. فرآیند دیجیتالی کردن تصاویر را اسکن می گویند. انواع مختلفی از دستگاه های اسکن رایانه وجود دارد که رایج ترین آنها دستگاه های تبلت هستند.

اسکنر تخت چیست؟

بازار کامپیوتر مدرن کاملاً پویا است. با توسعه سریع فناوری های جدید و بهبود فناوری های موجود، می تواند ارائه دهد انواع مختلفاسکنرهای چند منظوره یا تجهیزات طراحی شده برای حل وظایف حرفه ای خاص:

• اسکنرهای تخت، که محبوب ترین و همه کاره هستند. در این دستگاه ها اصل اسکن شده روی صفحه شیشه ای مخصوص قرار می گیرد.
• اسکنرهای نوع درام که امکان قرار دادن سند روی یک درام مخصوص را فراهم می کنند. آنها به شما اجازه می دهند که به دست آورید بالاترین کیفیتتصاویر، اما طراحی نسبتا حجیم و قیمت بالایی دارند. به طور عمده در صنعت چاپ استفاده می شود.
• تراکتورهایی که برای اسکن اسناد غیرمحصول طراحی شده‌اند، که در آنها غلتک‌ها سند را از کنار یک سر خواندن ثابت می‌کشند.
• اسکنرهای فیلم برای دیجیتالی کردن تصاویر از اسلایدها و فیلم ها استفاده می شود. این دستگاه ها دارای هدف بسیار تخصصی برای آتلیه های عکاسی حرفه ای هستند.
• دستگاه های سیاره ای که در آنها اصل با سطوح کار تماس پیدا نمی کند، که هنگام اسکن کتاب ها، اوراق صحافی شده یا اسناد قدیمی فرسوده بسیار راحت است.
• اسکنرهای پروجکشن که سر متحرک آن را می توان به سمت اجسام دور هدایت کرد.
• اسکنرهای دستی که کپی با کیفیت بالا ارائه نمی کنند، اما یک ویژگی بسیار مفید دارند - قابل حمل بودن.

نحوه عملکرد یک اسکنر تخت

محبوبیت اسکنر تخت را می توان با عملکرد بالا و سهولت استفاده آن توضیح داد. برای تبدیل هر سند به فرمت کامپیوتری، نیازی به خم شدن یا تغییر شکل آن به هیچ وجه، مانند دستگاه های درام، نیست.

اصل عملکرد یک اسکنر تخت به شرح زیر است:

1. سند اصلی که نسخه دیجیتالی آن را می خواهید دریافت کنید، روی یک صفحه شیشه ای رو به پایین (به سمت شیشه) قرار می گیرد.
2. پس از فشار دادن دکمه اسکن، یک کالسکه متحرک واقع در زیر شیشه با منبع نور ثابت روی آن، سیستمی از آینه ها، لنزها و حسگرهای حساس به نور شروع به حرکت در امتداد سند اسکن شده می کند و جریانی از نور را بر روی آن پخش می کند.
3. شار نور منعکس شده از سند از طریق یک سیستم نوری متشکل از لنزها و آینه ها به سنسورهای حساس به نور هدایت می شود که یک ماتریس CCD یا یک خط CIS هستند.
4. بسته به سطح روشنایی، عناصر حساس به نور یک سیگنال الکتریکی با ولتاژهای مختلف تولید می کنند که برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال به ADC دستگاه منتقل می شود.
5. یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) یک سیگنال باینری را برای پردازش به کنترل کننده دستگاه و به رایانه به شکل یک کپی از سند اسکن شده ارسال می کند.

دستگاه، اجزا و قطعات اصلی

مانند هر تجهیزات کامپیوتری دیگری، یک اسکنر تخت از قطعات و اجزای مکانیکی و الکترونیکی تشکیل شده است. وجود وسایل الکترونیکی است که باعث می شود آن را به تجهیزات طراحی پیچیده نسبت دهیم ، اگرچه در نگاه اول پر کردن دستگاه بسیار ساده به نظر می رسد.

طراحی هر اسکنر تخت شامل قطعات و مجموعه های زیر است:

• کیس، که پایه تبلت با پوشش قابل جابجایی است (باید کاملاً سفت و سخت باشد و می تواند از فلز یا مواد پلیمری با چگالی بالا ساخته شود).
• شیشه به عنوان پایه ای برای قرار دادن سند اسکن شده.
• یک کالسکه متحرک با یک سر اسکن ثابت روی آن و یک منبع نور که یک لامپ فلورسنت است.
• موتور پله ای؛
• مکانیزم کشش متشکل از یک قرقره کششی، یک فنر گیره و یک کمربند دندانه دار، که برای حرکت کالسکه با سر اسکن در امتداد محور قرص کار می کند.
• یک قفل حمل و نقل که برای اطمینان از وضعیت ثابت کالسکه در حین حمل و نقل به منظور جلوگیری از آسیب رساندن به آن عمل می کند.
• ماژول قدرت؛
• ADC - دستگاهی که سیگنال الکتریکی را به دیجیتال تبدیل می کند.
• پردازنده ای که تمام چرخه های کاری دستگاه را مدیریت می کند.
• ماژول رابط با کنترلرهایی که مسئول انتقال داده ها از اسکنر به کامپیوتر هستند. AT مدل های مدرناسکنرها، این عنصر را می توان مستقیماً در پردازنده قرار داد.

مدیریت انواع اسکنرهای تخت موجود امروزه از طریق یک کامپیوتر انجام می شود که برای اتصال با آن کانکتورهای USB، FireWire یا SCSI بر روی جعبه دستگاه جانبی وجود دارد. علاوه بر این، دکمه های اسکن سریع ممکن است روی بدنه برخی از مدل ها نمایش داده شود.

بخش اصلی هر نوع اسکنر ماتریس آن است. در دستگاه‌های مدرن، از دو نوع ماتریس استفاده می‌شود که دارای عناصر حساس به نور مختلف هستند - CCD که روی دستگاه‌های اتصال شارژ CCD کار می‌کند و CIS که از سنسورهای تماسی استفاده می‌کنند. اسکنرهای CIS دارای سیستم نوری آینه نیستند و نور منعکس شده از نمونه اصلی توسط لنزهای خود فوکوس گرفته شده و به سنسورهای تماسی نصب شده در همان خط ارسال می شود. چنین دستگاه هایی استفاده می کنند لامپ های ال ای دینمونه اسکن شده همه اینها به شما امکان می دهد بدنه دستگاه را نازک تر کنید، اما کیفیت اسکن، بازتولید رنگ و عمق میدان برای چنین اسکنرهایی کمتر از دستگاه های مجهز به ماتریس CCD با سیستم نوری است.

به دلیل کیفیت بالاتر اسکن است که اسکنرهای تخت با ماتریس CCD بیشترین استفاده را دارند. اما دستگاه‌های مبتنی بر حسگرهای تماسی نیز در مواردی که وضوح خاصی لازم نیست، به عنوان مثال، برای دیجیتالی کردن اسناد متنی مورد نیاز باقی می‌مانند. مزیت چنین دستگاه هایی است مصرف برق کمو قابلیت تغذیه از طریق USB که تحرک آنها را بسیار افزایش می دهد.

نحوه انتخاب اسکنر تخت برای منزل و محل کار

بازار مدرن فناوری رایانهطیف گسترده ای از اسکنرهای مختلف را ارائه می دهد. برای انتخاب مدل مناسب برای مصارف خانگی یا اداری، باید پارامترهای اساسی تفاوت این دستگاه ها را بدانید.

اول از همه، باید تصمیم بگیرید که برای چه هدفی یک اسکنر می خرید و کیفیت تصویر به دست آمده چقدر برای شما مهم است. به طور معمول، در خانه، این دستگاه ثانویبرای دیجیتالی کردن عکس ها و تصاویر استفاده می شود. در این صورت کیفیت رنگ و عمق میدان از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود. برای اسکن اسناد متنی، خرید دستگاهی با وضوح کمتر کافی است.

هنگام انتخاب یک اسکنر تخت، اول از همه، باید به چندین پارامتر اساسی توجه شود.

1. اجازه. این شاخص اصلی است که کیفیت تصویر حاصل را تعیین می کند. به صورت تعداد پیکسل (ppi) یا نقاط (dpi) که 1 اینچ از تصویر در حین اسکن به آنها تقسیم می شود بیان می شود. هر چه سند اسکن شده به نقاط بیشتری تقسیم شود، کیفیت کپی دیجیتالی به دست آمده بالاتر خواهد بود. در مشخصات اسکنرها، این پارامتر با دو عدد نشان دهنده وضوح افقی (رزولوشن اپتیکال) و وضوح عمودی (رزولوشن مکانیکی) نشان داده می شود. گاهی اوقات فقط وضوح نوری نشان داده می شود که بستگی به ماتریس مورد استفاده دارد. معمولاً برای به دست آوردن یک کپی دیجیتال با کیفیت بالا برای مصارف خانگی، وضوح اسکنر 600x1200 dpi کافی است. اما اگر در آینده قرار است تصویر حاصل را در یکی از ویرایشگرهای گرافیکی پردازش کند، باید اسکنر با وضوح حداقل 2000 dpi را انتخاب کنید. در هر صورت خرید دستگاهی با وضوح فراتر از سایر دستگاه های جانبی مانند چاپگر منطقی نیست.

   هر چه وضوح اسکنر بیشتر باشد (تعداد نقاط در هر اینچ بیشتر)، خطوط حروف بر روی سند حاصل واضح تر است.

2. رندر رنگ یا عمق بیت. این پارامتر در برگه داده اسکنر تخت به صورت بیت نشان داده شده است: هرچه بزرگتر باشد، هنگام اسکن کردن، رنگ ها و سایه های سند اصلی با وضوح بیشتری منتقل می شود. برای اسکن اسناد متنی و همچنین نمودارهای رنگی و نمودارها، یک اسکنر 24 بیتی کافی خواهد بود. اگر قصد دارید تصاویر و عکس ها را دیجیتالی کنید، بهتر است یک دستگاه 48 بیتی خریداری کنید. اسکنرهای تخت با عمق رنگ 96 بیت به عنوان حرفه ای طبقه بندی می شوند.

   هر چه عمق رنگ بیشتر باشد، اسکنر سایه ها و رنگ های بیشتری را نمایش می دهد و کیفیت تصویر در نتیجه اسکن بالاتر می رود.

3. محدوده دینامیکی. برای مدل‌های غیرحرفه‌ای، این نشانگر اغلب حتی در گذرنامه نشان داده نمی‌شود، اما به طور قابل توجهی بر تعداد درجه‌بندی‌های روشنایی تصویر تأثیر می‌گذارد و یک انتقال صاف در رنگ‌های مجاور آن فراهم می‌کند. برای یک اسکنر رنگی 24 بیتی، این نشانگر باید در محدوده 2.4 تا 2.6 واحد باشد و برای اسکنر 48 بیتی - حداقل 3.
4. فرمت سند در حال اسکن اکثر اسکنرهای مدرن تخت برای مصارف خانگی و اداری برای اسناد A4 (210x297 میلی متر) طراحی شده اند. دستگاه های با فرمت بزرگتر برای ایجاد طرح بندی در چاپ یا برای استودیوهای هنرهای زیبا استفاده می شوند و در حال حاضر به عنوان حرفه ای طبقه بندی می شوند.
5. نوع اتصال به کامپیوتر اکثر اسکنرهای تخت که امروزه تولید می شوند می توانند سه نوع پورت برای اتصال به رایانه شخصی داشته باشند - USB، SCSI یا USB + SCSI ترکیبی. بهتر است دستگاهی با محبوب ترین رابط امروزی خریداری کنید که در اکثر تجهیزات رایانه ای - USB وجود دارد.

   بهتر است یک اسکنر بخرید که دارای کانکتور USB باشد، که رایج ترین در فناوری رایانه مدرن است.

6. سیستم عامل های پشتیبانی شده از آنجایی که هر اسکنر فقط یک دستگاه جانبی برای رایانه شخصی است، باید از سیستم عامل نصب شده روی آن پشتیبانی کند. یک انتخاب عالی برای خرید یک تبلت چند سیستمی است که شما را به یک سیستم عامل خاص گره نزند و می توانید در زمان مناسب ویندوز را به لینوکس یا Mac OS تغییر دهید.

هنگام انتخاب یک اسکنر تخت، این است توابع اضافی. یکی از آنها قابلیت استفاده از ورق خوری اتوماتیک است. این گزینه برای دفتری که در آن برنامه ریزی شده است مجموعه بزرگی از اسناد منفرد بدون قید را اسکن کند، اضافی نخواهد بود.

وجود فیدر خودکار برای اسناد اسکن شده سرعت اسکنر را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد که می تواند برای دفتری با حجم زیاد کار روی اسکن اسناد مفید باشد.

همچنین مدل های اسکنر با قابلیت اتصال ماژول خارجی برای اسکن فیلم و اسلاید وجود دارد. البته، نمی تواند چنین چاپ دیجیتالی با کیفیت بالایی را به عنوان یک اسکنر فیلم ارائه دهد، اما برای ایجاد یک آرشیو عکس خانگی در رایانه شخصی کاملاً کافی خواهد بود.

اتصال، نصب و استفاده از اسکنر تخت

قبل از اینکه بتوانید از اسکنر مسطح استفاده کنید، باید آن را به رایانه خود متصل کرده و روی آن نصب کنید HDDنرم افزارهای مرتبط با کامپیوتر بدون آن، کامپیوتر به سادگی دستگاه جانبی متصل به آن را تشخیص نخواهد داد.

معمولاً درایورها و ابزارهای لازم برای کارکرد با دستگاه روی یک دیسک مخصوص همراه می‌شوند. آنها باید بدون اتصال اسکنر به رایانه روی رایانه نصب شوند.برای این شما نیاز دارید:

1. دیسک بوت را در درایو CD/DVD رایانه خود قرار دهید و منتظر بارگذاری خودکار باشید.
2. اگر دانلود درایور شروع نشد، به منوی "Start" - "My Computer" بروید و روی نماد درایو دیسک خود کلیک راست کنید. می توانید آیتم منو "Startup" یا دانلود را انتخاب کنید فایل مورد نظربه صورت دستی - چنین فایل هایی معمولاً با نمادهای setup.exe نشان داده می شوند.
3. اگر اسکنر همراه نباشد دیسک نصب، درایورها و برنامه های کاربردی لازم را می توانید از وب سایت رسمی سازنده اسکنر تخت دانلود کنید.

فقط پس از آن رایانه شروع به شناسایی دستگاه جانبی متصل می کند و می تواند به طور کامل با آن کار کند. باقی مانده است که عملکرد اسکنر را بررسی کنید. برای این شما نیاز دارید:

1. قفل حمل و نقل روی کالسکه را باز کنید.
2. دستگاه اسکن را با سیم های مناسب به شبکه و رایانه شخصی متصل کنید و در صورت وجود دکمه پاور روی بدنه اسکنر را روشن کنید.
3. درب اسکنر را باز کنید و هر سندی را رو به پایین روی آن قرار دهید.
4. دکمه "اسکن" را در کنترل پنل دستگاه فشار دهید. پس از آن، فرآیند اسکن باید آغاز شود و پنجره های مربوطه را بر روی صفحه نمایش مانیتور کامپیوتر نمایش دهد.
5. صبر کنید تا پنجره ذخیره یا ویرایش تصویر دریافتی نمایش داده شود. اگر ظاهر شد، اسکنر آماده کار است.

یک برنامه اسکن تصویر در حال حاضر در دسترس است سیستم عاملکامپیوتر. با تنظیم ویرایشگر گرافیک، می توانید عکس های اسکن شده را از اسکنر مستقیماً به آن بفرستید و بیشتر با آنها کار کنید. اما برای پردازش سند متنیشما باید یک برنامه تشخیص متن را روی رایانه شخصی خود نصب کنید. می توان آن را در اینترنت پیدا کرد و به همان روشی که برای درایورهای اسکنر انجام شد نصب کرد.

ویدئو: نصب اسکنر

نحوه استفاده از اسکنر تخت

می توانید تصاویر را بدون نصب برنامه های اضافی بر روی رایانه شخصی خود اسکن کنید. برای این شما نیاز دارید:

1. سندی را که قرار است اسکن شود، زیر روکش تخت، رو به پایین قرار دهید.
2. برنامه اسکن نصب شده در سیستم عامل را با استفاده از منوی "Start" باز کنید، "All Programs" را انتخاب کنید و برنامه "Windows Fax and Scan" را اجرا کنید.
3. در پنجره باز شده، یک اسکن جدید را انتخاب کنید.
4. وقتی کادر محاوره ای ظاهر می شود، گزینه های اسکنر و اسکن را مشخص کنید.
5. با کلیک بر روی دکمه "اسکن" منتظر پایان فرآیند باشید. پس از اینکه نام تصویر اسکن شده در لیست واقع در بالای پنجره برنامه ظاهر شد، روی آن کلیک راست کرده، تماس بگیرید منوی زمینهو عمل مورد نظر را انتخاب کنید.

برای اینکه بتوانید هر عملی را با یک تصویر دیجیتالی انجام دهید، باید آن را دانلود و بر روی رایانه شخصی نصب کنید برنامه های اضافی. محبوب ترین آنها ABBYY FineReader است. در برخی از مدل‌های اسکنر تخت، چنین برنامه‌ای همراه با درایور برای دیسک بوت. امکان کار با متون اسکن شده را تا حد زیادی گسترش می دهد.

روش کار با FineReader (و همچنین با سایر برنامه های مشابه) شبیه به کار با یک برنامه ادغام شده در سیستم عامل ویندوز است، با این تفاوت که در اولین کادر محاوره ای باید اقدامی را که باید بعد از فرآیند اسکن انجام شود انتخاب کنید. تکمیل می شود.

تعمیر اسکنر تخت

تعمیر اسکنر تخت یک تجارت بسیار مسئولیت پذیر است که نیاز به دانش و مهارت خاصی دارد. اسکنر یک دستگاه کامپیوتری الکترونیکی است که خرابی آن می تواند ناشی از خرابی قسمت مکانیکی یا الکترونیکی و همچنین خرابی آن باشد. نرم افزار. تشخیص به تجهیزات ویژه، اسیلوسکوپ، مولتی متر و همچنین دانش در زمینه الکترونیک نیاز دارد.

خرابی های معمولی اسکنرهای تخت عبارتند از:

• خرابی لامپ، فرسودگی و ظاهر نقاط تاریککه میزان نور را کاهش می دهند. این مشکل با تعویض لامپ حل می شود.
• گرفتگی سر اسکن برای از بین بردن نقص، باید آینه ها، لامپ ها و سایر عناصر اپتیک اسکنر را تمیز کنید.
• خرابی استپر موتور کار ترمیم یا تعویض این واحد مورد نیاز خواهد بود.
• نقص در قسمت های متحرک اسکنر. اغلب آنها با تمیز کردن پیشگیرانه، روغن کاری و در برخی موارد با جایگزینی چرخ دنده ها با افزایش سایش مکانیکی از بین می روند.
• خرابی منبع تغذیه معمولاً با یک جدید جایگزین می شود.
• خرابی کانکتور USB. با لحیم کاری سیم ها یا تعویض این مجموعه قطعه حذف می شود.

نه چندان زیاد، اما نقص های الکترونیکی نیز وجود دارد که نیاز به تعویض دارند عناصر منفردیا تخته های کامل

در اکثر موارد فوق برای تعمیرات باید با متخصص تماس بگیرید مرکز خدمات. اما هنوز هم، یکی از رایج‌ترین نقص‌های اسکنر، می‌تواند به‌طور مستقل برطرف شود. در مورد تعویض لامپ است. استفاده از اسکنرهای تخت مسطح مدرن لامپ های فلورسنتدرخشش سرد با گذشت زمان، خاموشی روی آنها ظاهر می شود، که اغلب در قسمت انتهایی، جایی که الکترودها خارج می شوند، رخ می دهد. این منجر به نقص در تصویر اسکن شده می شود.

با بلند کردن درپوش با روشن شدن اسکنر، می توانید وجود نقص روی لامپ را تشخیص دهید. درخشش ناهموار و کم نور نشان دهنده نقص در عملکرد منبع نور است. برای تعویض لامپ شما نیاز دارید:

ویدئو: برداشتن شیشه اسکنر تخت

جدا کردن یک اسکنر تخت در مواردی که نیاز به تمیز کردن پیشگیرانه، حذف زباله هایی که در حرکت کالسکه اختلال ایجاد می کنند، یا تعویض کابل آسیب دیده ضروری است. بسته به مدل، روش های جداسازی ممکن است متفاوت باشد. در برخی از اسکنرها، ممکن است لازم باشد پیچ ​​های ناحیه ای را که پوشش تبلت وصل شده است باز کنید و سپس به سادگی قاب را با شیشه بلغزانید و آن را از شیارها جدا کنید.

ویدئو: جداسازی قطعات اسکنر تخت برای تمیز کردن شیشه

در مدل های دیگر باید اسکنر را وارونه کنید و قاب تبلت را با شیشه به آرامی با پیچ گوشتی در محل هایی که به چفت ها متصل است باز کنید.