Пример построения сканера.

Пример построения сканера рассмотренного в данной статье, применим к большинству вариантов построения сканеров многих фирм производителей копиров. Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света. Оптическая система сканера, которая состоит из объектива и зеркал или призмы, проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент, осуществляющий разделение информации о цветах - три параллельных линейки из равного числа отдельных светочувствительных элементов, принимающие информацию о содержании "своих" цветов. В трёхпроходных сканерах используются лампы разных цветов или же меняющиеся светофильтры на лампе или CCD-матрице. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень напряжения. Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в двоичном виде и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с компьютером поступает в драйвер сканера - обычно это так называемый TWAIN-модуль, с которым уже взаимодействуют прикладные программы.
Источником света в сканерах часто является лампа с холодным катодом, имеющая хорошие параметры и больший срок службы. В оптической системе световой поток от оригинала проецируется на матрицу CCD (прибор с зарядовой связью), которая преобразует его в электрический сигнал. Обычно используется один фокусирующий объектив (или линза), который проецирует полную ширину области сканирования на полную ширину матрицы CCD. Важным параметром сканера является его разрешение, которое можно разделить на оптическое разрешение, механическое разрешение, физическое разрешение и интерполяционное.

Оптическое разрешение – это количество элементов в линии матрицы, поделённое на ширину рабочей области. Меньшая из всех приводимых цифр разрешения определяется матрицей и шириной рабочей зоны.

Механическое разрешение. Количество раз "считывания" информации CCD-матрицей, поделённое на длину пути, пройденного за это время сканирующей кареткой. Иногда его тоже называют оптическим ("оптическое разрешение 300х600"), но на самом деле это не так (оптическое будет 300, а 600 - это тоже реальное разрешение, но механизма, а не оптики). Как правило, механическое разрешение задаётся изготовителем в 2 раза больше оптического (иногда равным ему или в 4 раза большим), при этом, поскольку CCD-матрица не может сканировать с разрешением выше оптического, а сканируемый квадрат должен остаться квадратом, недостающие "по ширине" точки рассчитываются (интерполируются). Интерполяция же не только не даёт видимого повышения качества при сканировании полноцветных оригиналов, но и может ухудшить чёткость и заметно понизить скорость сканирования.

Физическое разрешение, истинное разрешение, реальное разрешение: всё, что как-то определяется механизмом сканера. Интерполяционное - произвольно выбранное разрешение, до которого программа сканера сама рассчитывает недостающие точки.

Рассматриваемый в данной статье типичный пример сканера является цветным планшетным сканером. К персональному компьютеру может подключаться через интерфейсы SCASI 2 и USB 1 в зависимости от модели сканера.

Сканирование изображения осуществляется специальным модулем - кареткой, которая перемещается вдоль сканируемого документа и приводится в движение от отдельного шагового двигателя. Исходное положение каретки фиксируется специальным датчиком (см. рис. 1.) Каретка состоит из корпуса в котором закреплены жестко флуоресцентная лампа с холодным катодом, четырех преломляющих зеркал, линзы, платы с закрепленной на ней CCD матрицей и платы инвертора (см. рис. 2). Плата инвертора управляет напряжением +24 В, которое подается на лампу. Расположение зеркал, линзы, лампы и CCD матрицы в оптической системе показано на рис. 3.

 Рис. 1.

Плата управления в данном сканере может быть двух типов с интерфейсом SCASI или с интерфейсом USB. Принципиально они ничем не отличаются, если плата для интерфейса SCASI то на ней имеется контроллер SCASI интерфейса, если для USB то контроллер USB интерфейса. Структурная схема показана на рис. 4. 

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.