МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ВІДОКРЕМЛЕНИЙ СТРУКТУРНИЙ ПІДРОЗДІЛ
ЗАПОРІЗЬКИЙ ГІДРОЕНЕРГЕТИЧНИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ
РЕФЕРАТ
з дисципліни
«Обладнання поліграфічного підприємства»
на тему: «Принцип роботи сканерів»
Розробила студентка гр. 4ВП-17: Шляніна А.Д.
Перевірив: Єреп О.І.
2020
ЗМІСТ
1 ПОНЯТТЯ СКАНЕРУ. НАСТІЛЬНІ СКАНЕРИ 3
2 БЛОК-СХЕМИ ЧОРНО-БІЛИХ ТА КОЛЬОРОВИХ СКАНЕРІВ 4
3 РУЧНИЙ СКАНЕР 6
4 ПЛАНШЕТНІ СКАНЕРИ 6
5 ПРОЕКЦІЙНІ СКАНЕРИ 7
6 БАРАБАННІ СКАНЕРИ 9
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 10
1 ПОНЯТТЯ СКАНЕРУ. НАСТІЛЬНІ СКАНЕРИ
Сканер – це пристрій введення текстової або графічної інформації в комп'ютер шляхом перетворення її в цифровий вигляд для наступного використання, обробки, збереження або виведення.
У всіх сканерах є:
джерела світла;
механізм переміщення датчика (або система відхиляючих дзеркал) уздовж оригіналу, або переміщення оригіналу щодо датчика;
електронний пристрій (для перетворення прочитаної інформації в цифрову форму).
Настільні сканери з'явилися в 80-х роках і відразу стали об'єктом підвищеної уваги, але складність використання, відсутність універсального програмного забезпечення, а саме головне, висока ціна не дозволяли вийти сканерам за межі спеціалізованого використання. Сучасні настільні сканери достатньо прості у використанні, мають інтуїтивно-зрозумілий інтерфейс. Отже будова, принцип дії сканерів та характеристики мають певні особливості.
Світло від лампи при скануванні на кожному кроці двигуна відбивається від документа і через систему дзеркал попадає на матрицю, що складається з світлочутливих елементів. Ці елементи визначають інтенсивність відбитого світла шляхом перетворення в електричний сигнал. Такі елементи називають CCD (англійська абревіатура Couple-Charged Device), а в українському перекладі це ПЗЗ (прилад із зарядовим зв'язком). Далі відбувається перетворення аналогового сигналу в цифровий з наступною обробкою і передачею в комп'ютер для подальшого використання. У такий спосіб на кожнім кроці каретки сканер фіксує одну горизонтальну смужку оригіналу, розбиту у свою чергу на деяку кількість пікселів на лінійці ПЗЗ. Підсумкове зображення складене із смужок являє собою як би мозаїку, складену з плиток (пікселів) однакового розміру і різного кольору.
У старих розробках сканерів джерелом світла є звичайна флуоресцентна лампа. Недолік такого джерела в слабкій стабільності характеристик висвітлення й обмежений термін служби. У сучасних моделях використовується лампа з холодним катодом, що має кращі параметри і значно більший термін служби. Орієнтовані на професійну роботу з кольором сканери містять крім вбудованої процедури самокалібрації по інтенсивності світлового потоку від лампи ще й схеми підтримки стабільності потоку при зміні температури [1].
У системах додрукарської підготовки видань в даний час застосовуються планшетні, проекційні і барабанні сканери.
2 БЛОК-СХЕМИ ЧОРНО-БІЛИХ ТА КОЛЬОРОВИХ СКАНЕРІВ
Невід'ємною частиною будь-якого сканера є аналого-цифрові перетворювачі (АЦП). Вони призначені для перетворення безперервно змінюючих значень напруг, одержуваних за допомогою ПЗС або ФЕУ, в числа, відповідні відтінкам кольору або градацій сірого. Якість відсканованого зображення безпосередньо пов'язана з розрядністю використовуваного в сканері АЦП. У чорно-білих (дворівневих) сканерах (Рис. 1) аналогічне перетворення виконує компаратор, порівнюючи зафіксоване значення напруги з опорною напругою.
Рис. 1 – Блок-схема чорно-білого сканера
ПЗС – це твердотільний електронний компонент, що складається з безлічі датчиків, які перетворюють інтенсивність падаючого на них світла в пропорційний їй електричний заряд. В основу ПЗС покладена чутливість провідності звичайного провідникового діода до ступеня його освітленості. На p-n переході створюється заряд, який зменшується зі швидкістю, яка залежить від освітленості. Чим менше заряд, тим більше струм, що проходить через діод.
Рис. 2 – Блок-схема кольорового сканера з обертовим rgb-фільтром
Рис. 3 – Блок - схема кольорового сканера з dichroic- фільтром
Залежно від типу сканера ПЗЗ можуть мати різну конфігурацію. При лінійному способі зчитування інформації мікродатчик ПЗС розміщуються на кристалі в одну лінію (для прохідного сканування). Така конфігурація дозволяє пристрою виробляти вибірку всієї ширини вихідного аналогового зображення і записувати його як повний рядок. Даний спосіб формування зображення (Рис. 4) зазвичай використовується в доступних широкому колу користувачів ручних, планшетних і проекційних сканерах [2].
Рис. 4 – Спосіб формування зображення в планшетних сканерах
3 РУЧНИЙ СКАНЕР
Сканування здійснюється вручну послідовним переміщенням сканера щодо оригіналу.
У корпусі шириною не більше 10-12см. розміщуються лише датчики і джерело світла.
Переваги:
низька вартість;
невеликий розмір;
широкі можливості вибору оригіналу.
Недоліки:
НЕ сталість швидкості переміщення сканера щодо оригіналу викликає спотворення сканованого образу;
обмежені можливості використання спільно з програмами розпізнавання.
4 ПЛАНШЕТНІ СКАНЕРИ
Основна відмітна ознака планшетного сканера – скануюча голівка переміщується щодо папера за допомогою крокового двигуна.
Переваги:
простота установки і знімання оригіналів різних форматів;
можливість сканування оригіналів різних розмірів. Максимальний розмір сканованого оригіналу залежить тільки від розміру робочої області сканера, а мінімальний розмір оригіналу практично не обмежений. Крім того, оригінали великого формату можна відсканувати по частинах, а потім об'єднати їх в одному з графічних редакторів;
можливість сканування плоских оригіналів різних типів, в тому числі невеликих тривимірних об'єктів. Як і у копіювальних апаратів, у планшетних сканерів є кришка, що притискає до робочої поверхні такі нестандартні оригінали, як, наприклад, книга;
можливість установки додаткових пристроїв, наприклад механізму автоматичної подачі оригіналів або діапозитивної приставки для сканерів, що працюють тільки з непрозорими оригіналами;
висока швидкість сканування.
До недоліків планшетних сканерів слід віднести відносно велику займану ними площу і складність вирівнювання оригіналу з нерівно розміщеним на носії зображенням.
Для сканування зображення необхідно відкрити кришку сканера, поставити скануємий лист на скляну пластину зображенням униз, після чого закрити кришку. Усе подальше керування процесом сканування здійснюється з клавіатури комп'ютера – при роботі з однієї зі спеціальних програм, що поставляються разом з таким сканером.
Сучасні планшетні сканери забезпечують сканування прозорих і непрозорих оригіналів з оптичним дозволом до 5000 dpi. Інтерполяціонная роздільна здатність їх сягає 11 000 dpi, максимальний динамічний діапазон – 3,74,0.
Робота рулонних сканерів чимось нагадує роботу звичайної факсу-машини. Окремі аркуші документів протягаються через такий пристрій, при цьому і здійснюється їхнє сканування. Таким чином, у даному випадку скануюча голівка залишається на місці, а вже щодо її переміщається папір. Зрозуміло, що в цьому випадку копіювання сторінок книг і журналів просто неможливо [3].
5 ПРОЕКЦІЙНІ СКАНЕРИ
Проекційні сканери працюють майже так само, як фотографічна камера. Випускаються проекційні сканери для роботи з непрозорими оригіналами, для роботи з прозорими оригіналами і універсальні. У сканерах для роботи з непрозорими оригіналами зчитування оригіналу здійснюється у відбитому світлі.
Оригінал розташовується на підставці під скануючої головкою зображенням вгору. Скануюча голівка (камера) закріплюється на вертикальному штативі на деякій висоті. Залежно від конструктивних особливостей сканера камера може переміщатися по стійці або по вертикальних напрямних. Перед початком сканування камеру слід встановити в положення, відповідне необхідному вирішенню і розміру зображення. Налаштування (фокусування) камери здійснюється переміщенням лінзи. Спеціальне джерело світла при цьому може і не встановлюватися. Іноді джерела світла (не більше двох) приєднуються безпосередньо до камери. Усередині камери невеликий двигун переміщує лінійку ПЗС в фокальній площині лінзи. Процедура сканування займає деякий час, тому слід враховувати можливий небажаний вплив вібрації і зовнішніх джерел світла.
У деяких моделях проекційних сканерів світло через лінзу висвітлює оригінал цілком, а відбите світло фіксується за допомогою ПЗСматріци. Подібна конструкція сканера дозволяє уникнути впливу зовнішніх збурень і домогтися більш високої якості сканованих зображень. Максимальний розмір оригіналу може бути до 300 x 400 см.
Переваги:
зручність позиціонування оригіналу;
займає невелику площу. Проекційні сканери займають на робочому столі лише трохи більше місця, ніж сканований об'єкт;
різноманітність сканованих непрозорих оригіналів. Якщо не поміщається на підставці оригінал можна сканувати по частинах. Цей процес реалізується навіть простіше, ніж у випадку використання планшетного сканера, оскільки видно, які частини оригіналу вже відскановані;
можливість пакетного автоматичного сканування слайдів.
До недоліків проекційних сканерів слід віднести складність сканування переплетених оригіналів. На відміну від планшетних сканерів, де книга утримується в розгорнутому вигляді за рахунок притиску кришкою, в проекційних сканерах її необхідно розташувати лицьовою стороною вгору і притиснути склом або спеціальним тримачем.
6 БАРАБАННІ СКАНЕРИ
У барабанних сканерах оригінал за допомогою спеціальної стрічки або масла закріплюється на поверхні прозорого циліндра з органічного скла (барабана), укріпленого на масивній підставі, яке забезпечує його стійкість. Барабан обертається з великою частотою (від 300-1350 об / хв), а скануючий фотоприймач, що знаходиться поруч з ним, точка за точкою зчитує зображення з високою точністю.
Залежно від типу матеріалу (прозорий або відображаючий) оригінал висвітлюється або зсередини барабана, або зовні. При скануванні прозорих оригіналів застосовується джерело світла розташоване всередині барабана, а при скануванні відображають оригіналів – поза ним, поруч з приймачем випромінювання.
Оскільки частота обертання барабана висока, то можна фокусувати на зображенні надзвичайно потужне джерело світла без ризику пошкодити оригінал. Яскравість джерела світла, можливість регулювання фокусу і технологія поелементної вибірки забезпечують точну передачу тонів зображення без перехресних перешкод від сусідніх точок.
Відмітна ознака поліграфічних барабанних сканерів – можливість сканувати оригінали, які мають високу оптичну щільність (друковані видання, художні роботи, слайди, діапозитиви, негативні плівки). Сучасні барабанні сканери дозволяють сканувати зображення з інтерполяційним дозволом до 24 000 dpi.
Переваги:
сканування з найбільш високою роздільною здатністю;
широкий діапазон типів оригіналів.
недоліки:
великий розмір;
неможливість безпосереднього сканування книг і журналів;
висока вартість цих пристроїв [4].
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1 Периферійні Пристрої та ЕМС. [Електронний ресурс]. – http://pps.vtc.vn.ua/-2
2 В. Поляков. “Посвящение в радиоэлектронику”. Изд. Радио и связь. Москва 1988г.
3 О. Колесниченко, И. Шишигин “Аппаратные средства РС” Дюссельдорф, Киев, Москва, С. Петербург.
4 Схемы построения сканеров [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://compuart.ru/article/9000