Реферат: Принцип работы сканера
<span Times New Roman CYR",«serif»; color:black;text-transform:uppercase">ВВедение
<span Times New Roman CYR",«serif»"><span Times New Roman CYR",«serif»">Конструкцияабсолютно любого устройства, в особенности, если оно включает в себя какэлектронные, так и механические элементы, может показаться кладезем тайн изагадок, в которых трудно разобраться самому. Планшетные сканеры – как разтакой вариант. При первом рассмотрении устройство сканера не кажется каким-тоуж особо сложным: корпус с немногочисленными разъемами и парочкой кнопок,съемная крышка планшета, да стекло, на которое кладутся оригиналы длясканирования. Но вот как все это работает, и что обозначают цифры егоспецификации – это уже, как говорится, совершенно другая песня. Чтобы научитьсяориентироваться в многочисленных моделях сканеров, представленных сегодня накомпьютерном рынке, нужно представлять себе реальное значение указываемых производителямихарактеристик.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Начинатьследует с самого важного элемента любого сканера — светочувствительной матрицы,являющейся как бы его «глазами».
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Матрица
<span Times New Roman CYR",«serif»">Именноматрица является важнейшей частью любого сканера. Матрица трансформируетизменения цвета и яркости принимаемого светового потока в аналоговыеэлектрические сигналы, которые будут понятны лишь единственному ее электронномудругу – аналого-цифровому преобразователю (АЦП). Только он понимает матрицу,ведь никакие процессоры или контроллеры не разберут ее аналоговые сигналы безпредварительного толкования преобразователем. Световой поток, падая наповерхность матрици, буквально «вышибает»электроны из ее чувствительных ячеек. И чем ярче свет, тем больше электроновокажется в накопителях матрицы, тем больше будет их сила, когда они непрерывнымпотоком ринутся к выходу. Однако сила тока электронов настолько несоизмеримомала, что вряд ли их «услышит» даже самый чувствительный АЦП. Именнопоэтому на выходе из матрицы их ждет усилитель, который сравним с огромнымрупором, превращающим, образно говоря, даже комариный писк в вой громогласнойсирены. Усиленный сигнал (пока еще аналоговый) «взвесит»преобразователь, и присвоит каждому электрону цифровое значение, согласно егосиле тока. А дальше… Дальше электроны будут представлять собой цифровуюинформацию, обработкой которой займутся другие специалисты. Работа надвоссозданием изображения больше не требует помощи матрицы.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Большинствосовременных сканеров для дома и офиса базируются на матрицах двух типов: на CCD(Charge Coupled Device) или на CIS (Contact Image Sensor). Сей факт порождаетв умах пользователей два вопроса: в чем разница и что лучше? Если разницазаметна даже невооруженным взглядом – корпус CIS-сканера плоский, в сравнении саналогичным CCD-аппаратом (его высота обычно составляет порядка 40-50 мм), тоответить на второй вопрос гораздо сложнее.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Дляначала рассмотрим основные достоинства и недостатки этих двух классов сканеров.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
<span Times New Roman CYR",«serif»">CCD-сканеробладает большей глубиной резкости, нежели его CIS-собрат. Достигается это засчет применения в его конструкции объектива и системы зеркал.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026"> <img src="/cache/referats/21186/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Нарисунке, для простоты восприятия, нарисовано лишь одно зеркало, тогда как утипового сканера их не менее трех-четырех
<span Times New Roman CYR",«serif»">Сканерыс CCD-матрицей распространены гораздо больше, чем CIS-аппараты. Объяснить этоможно тем, что сканеры в большинстве случаев приобретаются не только дляоцифровки листовых текстовых документов, но и для сканирования фотографий ицветных изображений. В этом плане, пользователю хочется получить скан снаиболее точной и достоверной цветопередачей, а в аспекте светочувствительностиCCD-сканер гораздо строже передает цветовые оттенки, света и полутона, нежелиCIS-сканер. Отмечу, что погрешность разброса уровней цветовых оттенков,различаемых стандартными CCD-сканерами составляет порядка ±20%, тогда как уCIS-аппаратов эта погрешность составляет уже ±40%.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">
<span Times New Roman CYR",«serif»"> Схематическое представление CIS-сенсора
<span Times New Roman CYR",«serif»"> CIS-матрица состоит из светодиодной линейки,которая освещает поверхность сканируемого оригинала, самофокусирующихся микролинз и непосредственно самих сенсоров. Конструкцияматрицы очень компактна, таким образом, сканер, в котором используетсяконтактный сенсор, всегда будет намного тоньше своего CCD-собрата. К тому же,такие аппараты славятся низким энергопотреблением; они практическинечувствительны к механическим воздействиям. Однако CIS-сканеры несколькоограничены в применении: аппараты, как правило, не приспособлены к работе со слайд-модулями и автоподатчикамидокументов.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Из-заособенностей технологии CIS-матрица обладает сравнительно небольшой глубинойрезкости. Для сравнения, у CCD-сканеров глубина резкости составляет ±30 мм, уCIS – ±3 мм. Другими словами, положив на планшет такого сканера толстую книгу,получишь скан с размытой полосой посередине, т.е. в том месте, где оригинал несоприкасается со стеклом. У CCD-аппарата вся картина будет резкой, поскольку вего конструкции есть система зеркал и фокусирующая линза. В свою очередь,именно достаточно громоздкая оптическая система и не позволяет CCD-сканерудостичь столь же компактных размеров, как у CIS-собрата. Однако с другойстороны, именно оптика обеспечивает очевидный выигрыш в качестве. Требования коптике очень высоки, поэтому слухи, что в некоторых моделях сканеровприменяются, «пластмассовыезеркала» сильно преувеличены, если не сказать «вымышлены».
<span Times New Roman CYR",«serif»">Вплане разрешающей способности CIS-сканеры также не конкурент CCD. Уже сейчаснекоторые модели CCD-сканеров для дома и офиса обладают оптическим разрешениемпорядка 3200 dpi, тогда как у CIS-аппаратовоптическое разрешение ограничено, пока что 1200 dpi.Все технологии стремительно развиваются. Сканеры с CIS-матрицей нашли своеприменение там, где требуется оцифровывать не книги, а листовые оригиналы. Тотфакт, что эти сканеры целиком получают питание по шине USB и не нуждаются вдополнительном источнике питания, пришелся как нельзя кстати владельцампортативных компьютеров. Оцифровать оригинал и перевести его в текстовый файлони могут где бы то ни было, не завязываясь с близостью электрических сетей,что позволяет закрыть глаза на ряд недостатков контактного сенсора.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">
<span Times New Roman CYR",«serif»"> Самый важный элемент сканера – CCD-матрица
<span Times New Roman CYR",«serif»"> На приведенной выше фотографии видноCCD-матрицу, которая представляется «большой микросхемой» со стекляннымокошком. Именно сюда и фокусируется отраженный от оригинала свет. Матрица непрекращает работать все то время, пока лафет со сканирующей кареткой,приводимый шаговым электродвигателем, совершает путь от начала планшета, до егоконца. Общая дистанция движения лафета по направлению «Y» называетсячастотой сэмплирования или механическим разрешениемсканера. За один шаг матрица целиком захватывает горизонтальную линию планшета,которая называется линией растра. По истечении времени, достаточного дляобработки одной такой линии, лафет сканирующего блока перемещается на небольшойшаг, и наступает очередь для сканирования следующей линии, и т.д.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image012.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Видсбоку на CCD-матрицу
<span Times New Roman CYR",«serif»"> На виде сбоку можно заметить два обычныхвинта, которые выполняют «деликатную» роль". С их помощью наэтапе сборки сканера производилась точная юстировка матрицы (обратите такжевнимание на П-образные прорези в печатной плате навиде сверху), чтобы падающий на нее отраженный свет от зеркал ложился быравномерно по всей ее поверхности. Кстати, в случае перекоса одного изэлементов оптической системы воссозданное компьютером изображение окажется«полосатым».
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image014.jpg" v:shapes="_x0000_i1031">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Увеличенноеизображение части CCD-матрицы (макросъемка произведена цифровым фотоаппаратом Canon EOS D60)
<span Times New Roman CYR",«serif»">Наувеличенной фотографии CCD-матрицы достаточно хорошо видно, что CCD-матрицаоснащена собственным RGB-фильтром. Именно он и представляет собой главныйэлемент системы разделения цветов. Обычно, многие обозреватели ограничиваютсястандартной формулировкой: «стандартный планшетный сканер используетисточник света, систему разделения цветов и прибор с зарядовой связью (CCD) длясбора оптической информации о сканируемом объекте». На самом деле, светможно разделить на его цветовые составляющие, а затем сфокусировать на фильтрахматрицы. Столь же немаловажным элементом системы разделения цветов являетсяобъектив сканера.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image016.jpg" v:shapes="_x0000_i1032">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Объективсканера на самом деле не так велик,
<span Times New Roman CYR",«serif»">каккажется на фотографии
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">
<img src="/cache/referats/21186/image018.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026"><span Times New Roman CYR",«serif»;text-transform: uppercase">Корпус
<span Times New Roman CYR",«serif»">Корпуссканера должен обладать достаточной жесткостью, чтобы исключить возможныеперекосы конструкции. Безусловно, лучше всего, если основа сканера представляетсобой металлическое шасси. Однако корпуса большинства выпускаемых сегоднясканеров для дома и офиса, в целях снижения стоимости, полностью сделаны изпластмассы. В этом случае, необходимую прочность конструкции придают ребражесткости, которые можно сравнить с нервюрами и лонжеронами самолета.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image020.jpg" v:shapes="_x0000_i1033">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Расположениеосновных функциональных узлов сканера
<span Times New Roman CYR",«serif»">Немаловажнымэлементом корпуса является транспортный фиксатор, наличие которого призвано уберечьсканирующую каретку от повреждений при транспортировке сканера. Необходимопомнить, что перед включением любого сканера, оснащенного таким фиксатором,нужно осуществить его разблокировку. В противном случае, можно повредитьмеханизмы аппарата. В принципе, производители акцентируют внимание покупателейна этот небольшой нюанс яркими наклейками с соответствующими предупреждениями.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Некоторыеполагают, что уж корпус-то никак не может влиять на качество сканирования.Однако это далеко не так. Дело в том, что оптическая система сканера не терпитпыли, поэтому корпус аппарата должен быть герметичным, без каких-либо щелей(даже технологических). Не раз попадались модели, которые таким требованиям несоответствовали. Если предстоит покупка сканера, то следует обратить на этовнимание.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Такжепри покупке сканера обратите внимание на возможность отделения крышки планшета.Такое свойство аппарата особенно полезно при сканировании таких оригиналов, кактолстые книги или журналы.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Краяпланшета должны иметь пологий спуск – это облегчает задачу по быстромуизвлечению оригинала со стекла. Кроме того, между стеклом и планшетом не должнобыть никакого зазора, который препятствовал бы извлечению оригинала. Такжеобратите внимание на наличие разметки по периметру планшета.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Блок управления
<span Times New Roman CYR",«serif»">Всесканеры управляются с персонального компьютера, к которому они подключены, анеобходимые настройки перед сканированием задаются в пользовательском окнеуправляющей программы. По этой причине, сканерам для дома и офиса совсем необязательно иметь собственный блок управления. Однако многие производители идутнавстречу самым неподготовленным пользователям, и устанавливают (обычно налицевую панель) несколько кнопок «быстрого сканирования».
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image022.jpg" v:shapes="_x0000_i1034"> <img src="/cache/referats/21186/image024.jpg" v:shapes="_x0000_i1035">
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image026.jpg" v:shapes="_x0000_i1036">
<span Times New Roman CYR",«serif»"> Кнопки быстрого сканирования – элемент,
<span Times New Roman CYR",«serif»">безкоторого можно обойтись
<span Times New Roman CYR",«serif»">Наприведенной выше фотографии видно, что каждой кнопке соответствует определенныйзначок. Типовые функции быстрого старта обычно подразумевают запуск стандартнойоперации сканирования, с выводом на принтер, с последующей отправкой поэлектронной почте, по факсу и т.п. Понятно, что для той или иной кнопки заданыконкретные параметры качества сканирования. Впрочем, нажатие на ту или инуюкнопку сначала приводит к запуску на компьютере приложения (если таковыхнесколько), отвечающего за вызываемую операцию. Далеко не все SOHO-сканерыснабжены собственным блоком управления, а в профессиональных аппаратах такиеэлементы отсутствуют и подавно.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Некоторыепроизводители «грешат» тем, что исключают из драйвера сканера ряднастроек, которыми, по их мнению, не пользуются большинство рядовыхпользователей. Так, например, в SOHO-сканерах Hewlett-Packardотсутствует возможность изменения gamma-коррекции, загрузки ICC-профилей имногого другого. Зато именно Hewlett-Packard какникто другой любит «баловать» пользователей наличием ряда кнопокбыстрого сканирования.
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Об источниках света
<span Times New Roman CYR",«serif»">Абсолютнов каждом сканере используется свой осветитель. Так называется небольшой имощный модуль, в задачу которого входит включение и выключение лампы сканера(или того, что эту лампу заменяет). В CIS-сканерах в качестве источников светаприменяют светодиодную линейку, за счет чего данный класс аппаратов потребляеттак мало энергии.
<span Times New Roman CYR",«serif»">ВCCD-сканерах оригиналы стандартно освещает люминесцентная лампа с холодным катодом.Ее свет в тысячи раз ярче светодиодов. Но для того чтобы вызвать свечение газавнутри лампы нужно подать на ее вход очень высокое напряжение. Его вырабатываетотдельный блок, называемый инвертором.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1037">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Высоковольтныймодуль необходим для питания лампы
<span Times New Roman CYR",«serif»">Инверторповышает напряжение с пяти Вольт до нескольких киловольт, а также преобразуетпостоянный ток в переменный.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Вообщеразличают три главных вида ламп, использующихся в сканерах:
Ö<span Times New Roman CYR",«serif»"> ксеноновая газоразрядная лампа (Xenon Gas Discharge);
Ö<span Times New Roman CYR",«serif»"> флуоресцентная лампа с горячимкатодом (Hot Cathode Fluorescent);
Ö<span Times New Roman CYR",«serif»"> флуоресцентная лампа с холоднымкатодом (Cold Cathode Fluorescent)
<span Times New Roman CYR",«serif»">Однаков сканерах для дома и офиса по ряду причин используются лишь лампы с холоднымкатодом.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image030.jpg" v:shapes="_x0000_i1038">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Лампас холодным катодом
<span Times New Roman CYR",«serif»"> Лампа сканера закреплена на пластмассовомшасси сканирующей каретки непосредственно над отражателем. Сам отражатель имеетформу рефлектора (эффективного «собирателя» и отражателя света) вформе увеличительного зеркала. Свет от него усиливается, чтобы ярко осветитьобъект на планшете. Отразившись от оригинала на стекле, свет проходит сквозьщель шасси (на фотографии ее контур выделен голубым цветом) и принимаетсяпервым, самым длинным зеркалом оптической системы.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Средиочевидных преимуществ лампы с холодным катодом можно отметить большой срокслужбы, который составляет 5 000 – 10 000 часов. По этой причине, кстати, внекоторых сканерах не используются отключение лампы после завершения операциисканирования. Кроме этого, лампы не требуют какого-то дополнительного охлажденияи очень дешевы при производстве. Из недостатков – очень медленное включение.Типовое время разогрева лампы от 30 секунд до нескольких минут.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Лампаоказывает важное воздействие на результат сканирования. Даже при небольшомуходе характеристик источника света изменяется и падающий на приемную матрицуотраженный от оригинала световой поток. Отчасти поэтому и нужно стольдлительное время разогрева лампы перед сканированием. Замечу, что некоторыедрайверы позволяют уменьшить время разогрева, если качество оцифровки не такважно (например, при сканировании текстовой информации). Чтобы как-тоскомпенсировать уход характеристик лампы (а это неизбежно происходит придлительной эксплуатации аппарата), сканеры автоматически выполняют процедуру самокалибровки по черно-белой мишени, располагающейсявнутри корпуса.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image032.jpg" v:shapes="_x0000_i1039">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Нафотографии хорошо заметно, как под воздействием света с течением временитускнеет корпусная пластмасса и калибровочная мишень
<span Times New Roman CYR",«serif»">Исследуемыйсканер не исключение. На приведенной фотографии хорошо видна цветовая мишень,по которой сканер подстраивает цвета перед сканированием, компенсируя«старение» лампы. Здесь видно также и то, что с течением временитускнеет не только перманентно освещаемая лампой внутрикорпуснаяпластмасса, но и сама калибровочная мишень. Это, в свою очередь, приводит куходу цветов и увеличению цветовых искажений.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image034.jpg" v:shapes="_x0000_i1040">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Лампас холодным катодом чем-то напоминает лампу дневного света… только маленькую
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Работа АЦП
<span Times New Roman CYR",«serif»">Ктопомогает процессору сканера «найти общий язык» с матрицей? Конечноже, аналого-цифровой преобразователь, занимающийся переводом аналоговыхсигналов в цифровую форму. Этот интересный процесс можно представить следующимобразом. Сначала АЦП как бы «взвешивает» входное напряжение. Затем,когда напряжение измеряно, АЦП представляетданные процессору, но уже в виде цифр.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Чтоже происходит на выходе АЦП, при смене входного напряжения? Подадим, к примеру,на вход преобразователя 4 Вольта, потом 9 Вольт. На его выходе появятсяследующие вариации цифр: сначала 00000100, затем 00001001. В двоичном коде этоцифры 4 и 9. Количество же нулей и единиц, которыми АЦП выражает измеренноезначение – это его разрядность, которая измеряется в битах. Такой параметр, какразрядность преобразователя крайне важен для сканера, ведь он характеризуетточность измерения входного сигнала.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Сегодняна прилавках магазинов можно увидеть недорогие сканеры, в которых работаютпреобразователи с разрядностью от 24 до 48 бит. Теоретически всегда лучшевыбирать сканер, у которого разрядность больше. При этом следует учитывать однутонкость: иногда производители крупно пишут на коробках «48 bit», а где-нибудь в уголке мелким шрифтом уточняют:"software 48 bit, hardware 36 bit". Этоозначает, что большая красивая цифра не имеет ничего общего к точностиустановленного в сканере АЦП, а реальная разрядность в этом случае составляет36 бит. Именно на нее и следует ориентироваться. Следует признать, что вдомашней практике различия между результатами работы 36-ти и 42-х-битныхсканеров практически незаметны (человеческий глаз способен различить примерно 24бита цветовых оттенков, т.е. около 16,7 млн.). В нашем случае, разрядностьпреобразователя и глубина цвета – это одно и то же. Ведь преобразовательрассчитывает не что иное, как цвета точек, из которых складывается изображение.Чем больше разрядность преобразователя, тем достовернее сканер может передатьцвет каждой точки изображения. Соответственно, тем больше изображение будетпоходить на оригинал.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Процессор
<span Times New Roman CYR",«serif»">Современныесканеры оснащают специализированными процессорами. В число задач такогопроцессора входит согласование действий всех цепей и узлов, а такжеформирование данных об изображении для передачи персональному компьютеру. Внекоторых моделях сканеров на процессор возлагаются также функции контроллераинтерфейса.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Списокпрограммных инструкций для процессора хранится в микросхеме постоянной памяти.Данные в эту микросхему записываются производителем сканера на этапепроизводства. Содержимое микросхемы называется «микропрограммой» или"firmware". У некоторых профессиональныхсканеров предусмотрена возможность ее обновления, но в недорогих моделях длядома и офиса это обычно не требуется.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Помимомикросхемы постоянной памяти в сканерах используется и оперативная память,играющая роль буфера (ее типовые значения – 1 или 2 Мбайт). Сюда направляетсясканируемая информация, которая практически сразу передается на ПК. Послеотправки содержимого из памяти персональному компьютеру, процессор обнуляетбуфер для формирования новой посылки. Инструкции для процессора также заносятсяв ячейки оперативной памяти, но уже самого процессора (для этого он оснащеннесколькими килобайтами собственной «оперативки»). Организация егопамяти построена по принципу конвейера, т.е. после выполнения инструкции,стоящей в очереди первой, ее место занимает вторая, а место последней – новаяинструкция.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Объемоперативной памяти сканера ранее указывался производителями в техническихспецификациях сканеров. Однако, т.к. данный параметр практически не сказываетсяна быстродействии аппарата, в современных сканерах он часто умалчивается. Умалчиваетсяон и в том случае, если конкретный сканер использует некоторую областьоперативной памяти самого компьютера, что реализуется средствами драйвера.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Контроллер интерфейса
<span Times New Roman CYR",«serif»">Заобмен информацией и командами между сканером и компьютером отвечает контроллеринтерфейса. Данная микросхема может отсутствовать в том случае, если процессоррасполагает интегрированным модулем контроллера. В эпоху "двушек" и «трешек» сканеры выпускались синтерфейсами SCSI, IEEE1284 (LPT) и даже с RS-232. Сегодняшний ассортиментSOHO-сканеров огранивается интерфейсами USB, FireWireи SCSI. Совершенно очевидно, что в аппаратах с разными интерфейсами установленытакие же разные контроллеры. Между собой они не совместимы, потому как«говорят на разных языках».
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image036.jpg" v:shapes="_x0000_i1041">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Нафото интерфейсная плата сочетает SCSI- и USB-порты, а также располагает двумягнездами для подключения дополнительных модулей
Ö<span Times New Roman CYR",«serif»;mso-ansi-language:EN-US"> SCSI (Small Computer Systems Interface).
<span Times New Roman CYR",«serif»">Сканерыс интерфейсом SCSI были наиболее распространены несколько лет назад. Надопризнать, что эра SCSI-сканеров подходит (или уже подошла) к концу. Основнаяпричина – появление высокоскоростных интерфейсов USB и FireWire,не требующих ни особой деликатности при подключении, ни дополнительныхадаптеров. Среди достоинств SCSI-интерфейса можно выделить его высокуюпропускную способность, а также возможность подключения до семи различныхустройств на одну шину. Из основных недостатков SCSI – высокую стоимостьорганизации интерфейса и необходимости задействованиядополнительного контроллера.Ö<span Times New Roman CYR",«serif»"> USB (UniversalSerial Bus).Интерфейс USB получил самое широкое распространение благодаря его интеграции вовсе современные системные платы в качестве основного разъема для периферийныхустройств. Сегодня абсолютное большинство сканеров для дома выпускается именнос USB-интерфейсом. Кроме того, группа CIS-сканеров получает необходимое питаниепо USB-порту, чем привлекает владельцев портативных компьютеров.
Ö<span Times New Roman CYR",«serif»"> FireWire(IEEE1394). При выборе типа подключения, FireWire-интерфейс являетсяболее предпочтительным. FireWire представляет собойпоследовательный высокоскоростной интерфейс ввода/вывода, отличаясь от USB тем,что для обеспечения соединения он не требует управляющего контроллера.Организация его работы выполнена по схеме peer-to-peer.Собственно за счет этого и достигается более низкая (в сравнении с USB)загрузка центрального процессора. Вскором времени свет увидят периферийные устройства с новой модификацией этогоинтерфейса – FireWire 800 (IEEE1394b). Именно тогдаон станет самым скоростным среди периферийных стандартов, которые когда-либобыли разработаны.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Протяжный механизм
<span Times New Roman CYR",«serif»">Основнойподвижный модуль сканера – его сканирующая каретка. В нее входят оптическийблок, с системой линз и зеркал, светочувствительная матрица, лампа с холоднымкатодом (если это CCD-сканер) и плата инвертора. К сканирующей каретке жесткозакреплен зубчатый протяжный ремень, который приводит в движение шаговыйдвигатель аппарата.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image038.jpg" v:shapes="_x0000_i1042">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Местокрепления ремня к сканирующей каретке
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image040.jpg" v:shapes="_x0000_i1043">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Элементыпротяжного механизма
<span Times New Roman CYR",«serif»">Заплотный контакт ремня с шестеренками отвечает специальная натяжная пружина,которая надевается непосредственно на него. Лафет со сканирующей кареткойперемещается по направляющим салазкам, вдоль корпуса аппарата (см.фото).
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Двигатель
<img src="/cache/referats/21186/image042.jpg" align=«right» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027"><span Times New Roman CYR",«serif»">Шаговыйэлектродвигатель (Step Motor)может поворачивать шпиндель в обе стороны совсем небольшими шажками. Из-за этойособенности всегда есть возможность переместить каретку сканера на строгоопределенное расстояние. Такой двигатель есть в каждом планшетном сканере. Онвращает редуктор (шестеренки, которые видно на фотографии) и приводит вдвижение каретку, в которой заключен оптический блок, лампа, и матрица. Завыбор направления и скорости вращения отвечает специальная микросхема –контроллер двигателя. Точность перемещения каретки называют механическим разрешениемпо направлению «Y» (Y-direction).
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image044.jpg" v:shapes="_x0000_i1044">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Оптическоеразрешение сканера — направление X,
<span Times New Roman CYR",«serif»">аего механическое разрешение — направление Y
<span Times New Roman CYR",«serif»"> Вообще, оптическое разрешение определяетсячислом элементов линии матрицы, деленное на ширину рабочей области. Механическое– число шагов сканирующей каретки по направлению движения Y. В спецификациях ксканерам можно встретить обозначения, типа, «600х1200». Здесь втораяцифра и есть механическое разрешение, тогда как первая характеризует оптическоеразрешение сканера. Различают также интерполированное разрешение, котороеиногда на несколько порядков больше значений оптического, но никак не зависитот физического оснащения аппарата – «разрешение масштабирования».Функции интерполирования (увеличения оригинального изображения) исполняетпрограммное обеспечение сканера. Ценность указываемых производителями значенийинтерполяции сомнительна – любое изображение можно с тем же успехом увеличитьсредствами Photoshop.
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image046.jpg" v:shapes="_x0000_i1045"> <img src="/cache/referats/21186/image048.jpg" v:shapes="_x0000_i1046">
<span Times New Roman CYR",«serif»; color:black">Внутренности двигателя Редуктор
<span Times New Roman CYR",«serif»"><span Times New Roman CYR",«serif»">Сердечникдвигателя с внешней стороны соединен зубчатой передачей, представляющейпростейший редуктор. Его большая шестеренка и протягивает ремешок, к которомузакреплена сканирующая каретка.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Блок питания
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image050.jpg" v:shapes="_x0000_i1047">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Блокпитания сканера
<span Times New Roman CYR",«serif»">Домашниеили офисные сканеры потребляют не слишком много энергии от сети, поэтому вблоках питания SOHO-аппаратов не найти мощных элементов. Внутренний блокпитания рассматриваемого здесь аппарата выдает напряжения 24 Вольт / 0.69 А, 12Вольт / 0.15 А и 5 Вольт / 1 А. Т.к. для источника света – лампы с холоднымкатодом, требуется высокое напряжение в несколько киловольт, за ее питаниеотвечает отдельный блок.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Дополнительные устройства
<span Times New Roman CYR",«serif»">Длямногих планшетных сканеров выпускаются сопутствующие дополнительныеприспособления, в большинстве случаев приобретаемые отдельно. Из таковых можноотметить автоподатчик документов и адаптер длясканирования прозрачных оригиналов (слайд-адаптер).
<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image052.jpg" v:shapes="_x0000_i1048">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Сканерс автоподатчиком документов
<span Times New Roman CYR",«serif»">представляетсобой громоздкую конструкцию
<span Times New Roman CYR",«serif»">Автоподатчик
<span Times New Roman CYR",«serif»"> бумагитребуется в тех случаях, когда приходится сканировать множество печатных листовстандартного формата. Удостовериться, что к вашему сканеру можно подключить автоподатчик достаточно просто. Для этого можно простовзглянуть на панель подключений и убедиться в наличии гнезда ADF (Automatic Document Feeder). Следует заметить, что автоподатчикдокументов всегда «привязан» к конкретной модели сканера, либо ксерии моделей. Универсального податчика несуществует! Причина заключается в том, что данное устройство управляется синтерфейсной платы сканера. Понятно, что работа податчиканевозможна при отсутствии связи со сканером, поэтому при покупке будьтевнимательны, и удостоверьтесь, что ваш сканер поддерживает работу с конкретным автоподатчиком.<span Times New Roman CYR",«serif»"><img src="/cache/referats/21186/image054.jpg" v:shapes="_x0000_i1049">
<span Times New Roman CYR",«serif»">Видна прозрачное окошко автоподатчика документов
<span Times New Roman CYR",«serif»">сдругой стороны стекла
<span Times New Roman CYR",«serif»">Работаетавтоподатчик следующим образом. После этапа автокалибровки и проверки готовности сканер позиционируеткаретку перед прозрачным окном автоподатчика. Затем,с его входного лотка поочередно забираются листовые оригиналы, и при проходечерез означенное окно они оцифровываются.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Слайд-адаптерпредставляет собой дополнительное приспособление, предназначенное для оцифровкипрозрачных оригиналов (пленок, слайдов и негативов). Существуют два типа такихадаптеров: пассивный, который использует лампу сканера, и активный,просвечивающий прозрачный оригинал собственной лампой.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Активныйслайд-адаптер оснащен собственным источником света, просвечивающим прозрачныйоригинал. Некоторые модели таких слайд-адаптеровимеют подвижную каретку с источником света, которая приводится двигателем ипротяжным механизмом. Источник света перемещается вдоль направляющей, согласнопозиционирования каретки сканера. Собственная лампа сканера при этомотключается. Сегодня более распространены модели сканеров для дома и офиса безподвижных частей в модуле слайд-адаптера. Типичныйпример – не так давно протестированный EPSON Perfection3200 Photo. Его источник света встроен в крышкусканера и занимает всю ее полезную поверхность. Для согласования адаптера сосканером из крышки выходит провод с разъемом, подключающийся к специальномугнезду на задней панели аппарата (оно обозначается аббревиатурой XPA).Активизация лампы адаптера происходит автоматически при смене типа оригинала вуправляющей программе, что дополнительно сообщается индикатором в крышкесканера. Прозрачные оригиналы устанавливаются в прилагаемые в комплектешаблоны, которые поддерживают: ленту 35 мм пленки из 12 кадров, четыре 35 ммслайда вставленных в рамки, пленки 120/220 (6 х 9 см)/ 4 х 5'. Ну а сами шаблоны кладутся на стеклосканера. Во время сканирования, поток света проходит сквозь прозрачныйоригинал, и, попадая на вход оптической системы сканера, обрабатываетсяаналогичным (как и непрозрачный оригинал) образом. Понятно, что такие свойствасканера, как оптическое разрешение и глубина света при использовании слайд-адаптера не меняются, чего не скажешь о диапазонеоптических плотностей. Этот параметр сканера напрямую зависит от яркостиисточника света и времени экспонирования. Представить это можно так: чем темнееоригинал, тем меньше света он пропускает, тем дольше нужно времени, чтобынакопители CCD-матрицы собрали нужное количество заряда. Самый темный изпрозрачных оригиналов – это рентгеновские пленки (до 3.6D). Чтобы получить с нихкачественный скан, нужен яркий источник света. Однако диапазон воспроизводимыхоптических плотностей сканера отнюдь не определяется только лишь яркостьюлампы. Главным образом он зависит от разрядности (или точности)аналого-цифрового преобразователя, качества оптической системы и способностейсветочувствительной матрицы.
<span Times New Roman CYR",«serif»">Пассивныйслайд-модуль устроен проще, нежели активный. Такой адаптер использует вкачестве источника света лампу самого сканера. Интенсивность светового потока вэтом случае существенно ниже, чем в случае с активным адаптером.Соответственно, ниже и качество отсканированных изображений, которое вполнеприемлемо, к примеру, для Web. Пассивные слайд-адаптеры также отличаются невысокой ценой.
<span Times New Roman CYR",«serif»">
<span Times New Roman CYR",«serif»; text-transform:uppercase">Заключение
<span Times New Roman CYR",«serif»"><span Times New Roman CYR",«serif»"> В общем-то, о сканере, как о сложнейшемэлектронном приборе можно рассказывать довольно долго. Здесь было выясненоследующее: по каким причинам CCD-сканеры оцифровывают оригиналы гораздокачественнее, чем аппараты с к