Сканер как оптоэлектронный прибор включает следующие функциональные компоненты

Обновлено: 28.04.2024

6. Сканеры. Устройства, принцип действия, подключение

Сканеры. Устройство, принцип действия, подключение.

Сканеры необходимы для бы­строй и качественной оцифровки домашнего фотоархива или распознавания текстовых документов. Их используют в своей работе и профессионалы: художники, дизайнеры, иллюстраторы.

Сканер – это устройство для перевода изображения в электронный вид. Форма и формат изображения могут быть любыми – соответственно, и сканеры бывают разных типов, каждый из которых предназначен для оцифровки конкретного типа изображения. Наиболее популярными являются следующие виды устройств.

· Планшетные сканеры. Такие устройства являются универсальными, а поэтому и самыми востребованными. Они отлично справляются со своей задачей: с их помощью можно сканировать фотографии, газетные вырезки, страницы книг и т.п. Достаточно положить документ на стекло сканера – и можно приступать к сканированию.
Планшетные сканеры различаются размером сканирующей области. Большинство моделей работают с форматом A4. Аппараты, рассчитанные на A3 и более, обычно относятся к классу профессиональных сканеров и стоят дороже обычных пользовательских моделей в 5–10 раз. Существуют планшетные сканеры со специальным слайд-адаптером. В крышке подобного устройства над стеклом располагается дополнительная лампа, позволяющая сканировать прозрачные оригиналы, например слайды и фотопленку.

· Слайд-сканеры. Фотолюбители, располагающие большими архивами пленок и слайдов, могут приобрести специальный сканер для оцифровки позитивов и негативов. Такие сканеры отличаются небольшой рабочей поверхностью, но очень высоким оптическим разрешением. Профессионалы предпочитают так называемые барабанные модели, в которых слайд закреплен на специальном вращающемся барабане, а сканирующий модуль неподвижен.

· Сканеры с автоподачей документов. Разновидность планшетных сканеров, предназначенных для использования в офисе. Их конструкция позволяет быстро сканировать пачки документов (в том числе двухсторонних) без перекладывания страниц вручную.

· Сканеры в составе МФУ. Сэкономить место на столе позволят многофункциональные устрой­ства, которые сочетают в себе принтер, факс, копир и сканер. МФУ не лишены недостатков: они редко поддерживают сканирование слайдов, кроме того, некоторые производители экономят за счет снижения разрешения.

Как работают сканеры?

Основной компонент сканера – сканирующий модуль. Он включает в себя источник освещения, светочувствительный сенсор, электронные компоненты и, в некоторых случаях, систему линз и зеркал. Принцип сканирования прост: свет от источника падает на сканируемый объект (например, на фотографию) и, отразившись либо пройдя через него, попадает на светочувствительный сенсор. Тот превращает световой сигнал в электрический, который затем преобразуется в цифровые данные, понятные компьютеру. Сканирующий модуль обычно перемещается с помощью механического привода вдоль объекта сканирования. Цифровые данные, полученные в результате обработки сигнала со сканирующего модуля, через интерфейс передаются на ПК (более подробно о подключении к ПК читайте на стр. 44). Дальнейшая обработка изображения производится на компьютере.

Конструкция сканирующего модуля

Сканирующий модуль чаще всего одновременно содержит в себе и систему подсветки, и светочувствительный элемент. В качестве первой используются либо газоразрядные трубки (наподобие тех, которые применяются в подсветке ЖК-экранов), либо линейка светодиодов. Светочувствительные элементы бывают двух типов: CCD (ChargeCoupledDevice – прибор с зарядовой связью, ПЗС) или CIS (ContactImageSensor – контактный датчик изображения). Чем они отличаются и почему важно знать, каким именно сенсором оснащен выбранный вами сканер, рассказывается ниже.

ПЗС-матрица в CCD-сканерах по своей конструкции сродни матрицам цифровых камер. Отличие заключается в том, что в сканере из CCD-датчиков собран целый массив, который называют линейкой фотодиодов. Наиболее типичными CCD-сканерами являются старшие модели EpsonPerfection. В сканирующем модуле этих устройств содержится целый набор линз и зеркал, фокусирующих свет на поверхности сенсора. Недостатком такой конструкции является сложность и относительная дороговизна, преимуществом – высокая глубина резкости и лучшая функциональность.

Некоторые сканеры производятся по CIS-технологии. Такие модели есть у многих компаний, например Canon выпускает Ca­no­Scan серии LIDE, а Mustek – сканеры семейства BearPaw. Устрой­ства этого типа дешевле и компактнее, чем CCD-сканеры, за счет использования светодиодной подсветки и отсутствия оптики (фокусирующих линз и зеркал) в сканирующем узле. Но глубина резкости у такого сканера невелика, поэтому для формирования качественного изображения очень важно минимальное расстояние между объектом и сенсором. Если же оригинал картинки неплотно прилегает к рабочей поверхности сканера, то изображение получается нечетким. Это делает невозможным корректное распознавание тек­ста специализированными программами. С другой стороны, CIS-сканеры не создают оптических искажений, характерных для CCD-устройств.

Название работы: Сканеры. Принцип действия и классификация сканеров

Предметная область: Информатика, кибернетика и программирование

Описание: В процессе сканирования оригинал освещается источником света. В основном все планшетные сканеры рассчитаны на получение копии с одного оригинала однако к некоторым моделям сканеров прилагаются дополнительные приспособления для последовательной подачи и сканирования нескольких оригиналов. К преимуществам планшетных сканеров следует отнести простоту использования возможность сканирования как плоских оригиналов в широком диапазоне размеров так и небольших трех мерных объектов. При необходимости сканирования оригиналов нестандартного большого.

Размер файла: 137.87 KB

Работу скачали: 259 чел.

Принцип действия и классификация сканеров

Сканер как оптоэлектронный прибор включает следующие функциональные компоненты: датчик, содержащий источник света, оптическую систему, фотоприемник, механизм перемещения датчика (или оптической системы) относительно оригинала. Электронное устройство обеспечивает преобразование информации в цифровую форму.

В процессе сканирования оригинал освещается источником света. Светлые области оригинала отражают больше света, чем темные.

Отраженный (или преломленный) свет оптической системой направляется на фотоприемник, который преобразует интенсивность принимаемого света в соответствующее значение напряжения. Аналоговый сигнал преобразуется в цифровой для дальнейшей обработки с помощью ПК.

" Сканеры весьма разнообразны, и их можно классифицировать по целому ряду признаков. В основе классификации могут быть следующие признаки:

  • способ формирования изображения (линейный, матричный);
  • конструкция кинематического механизма (ручной, настольный, комбинированный);
  • тип вводимого изображения (черно-белый, полутоновый цветной);
  • степень прозрачности оригинала (отражающий, прозрачный);
  • аппаратный интерфейс (специализированный, стандартный);
  • программный интерфейс (специализированный, TWAIN -совместимый).

К числу настольных сканеров относятся планшетные ( Flatbed ), роликовые ( Sheet - feed ), барабанные ( Drum ) и проекционные ( Overhead / Camera ) сканеры.

Планшетные сканеры, или сканеры плоскостного типа, используются для ввода графики и текста с носителей формата А4 или A3.

На рис. 6.5 показано устройство и механизм работы планшетного сканера. В планшетных сканерах оригинал располагается на его рабочей поверхности неподвижно. Освещение оригинала про-' изводится стабилизированным по интенсивности источником, в качестве которого используют лампы с холодным катодом или флуоресцентные лампы. В качестве фотоприемника обычно используются ПЗС-линейки. Лампа, ПЗС и оптическая система, направляющая на ПЗС световой поток, отраженный от оригинала, находятся на одной каретке и с помощью шагового механизма перемещаются вдоль оригинала. В основном все планшетные сканеры рассчитаны на получение копии с одного оригинала, однако к некоторым моделям сканеров прилагаются дополнительные приспособления для последовательной подачи и сканирования нескольких оригиналов.

При использовании в качестве оригиналов книг или сброшюрованных документов имеется возможность обеспечить их прижим к стеклянной поверхности сканера специальной крышкой на петлях.

К преимуществам планшетных сканеров следует отнести простоту использования, возможность сканирования как плоских оригиналов в широком диапазоне размеров, так и небольших трех-, мерных объектов. При необходимости сканирования оригиналов нестандартного большого формата имеется возможность сканирования по частям с последующим объединением с помощью какого-либо графического редактора.

Недостатками этого типа сканеров являются большая занимаемая площадь, сложность выравнивания оригинала с неровно размещенным на носителе изображением, невозможность сканирования прозрачных оригиналов.

В отдельных моделях роликовых сканеров имеется устройство для подачи листов, которое позволяет сканировать в автоматическом режиме.

Большинство роликовых сканеров офисного применения предназначены для работы с оригиналами формата А4. Однако существуют широкоформатные роликовые сканеры, обеспечивающие сканирование оригиналов форматов А1 и АО.

Преимущества роликовых сканеров определяются их компактностью, удобством подключения и пользования, автоматической подачей листов оригинала, удовлетворительной скоростью сканирования и низкой стоимостью. В то же время эти сканеры имеют ряд недостатков, связанных с невозможностью без специальных приспособлений осуществлять сканирование сброшюрованных документов, книг, а также с опасностью повреждения оригинала.

Барабанные сканеры позволяют получать изображения прозрачных или отражающих оригиналов с высокой степенью детализации. Механизм работы барабанного сканера представлен на рис. 6.7.

Прозрачный оригинал в барабанных сканерах закрепляется с помощью специальной ленты или масла на поверхности прозрачного цилиндра из органического стекла (барабана), который для обеспечения устойчивости укреплен на массивном основании. При вращении барабана с большой скоростью (от 300 до 1350 об/мин) "фотоприемник считывает изображение с высокой точностью. В большинстве барабанных сканеров в качестве фотоприемника используется ФЭУ, который перемещается с помощью винтовой пары вдоль барабана. Для освещения оригинала применяется мощный стабилизированный по интенсивности излучения ксеноновый или галогенный источник света. При сканировании отражающих оригиналов применяется источник света, расположенный вне барабана рядом с приемником излучения.

За счет высокой скорости вращения барабана имеется возможность фокусировать на оригинале достаточно мощный поток света без риска повреждения оригинала. В связи с этим отличительной особенностью барабанных сканеров является возможность сканировать с высоким разрешением оригиналы, имеющие высокую оптическую плотность (печатные издания, художественные работы, слайды, диапозитивы, негативные пленки), как в отраженном, так и в проходящем свете.

В отдельных моделях барабанных сканеров в качестве фотопри-емника изображения используется набор ПЗС-линеек, неподвижно установленных на всю ширину барабана и построчно сканирующих оригинал в отраженном свете. В этих сканерах, как правило широкоформатных, барабан совершает только один оборот за все время сканирования. Сканеры, в которых реализована эта технология, выгодно отличаются от сканеров с ФЭУ, поскольку исключается необходимость решать проблему стабилизации конструктивных элементов, обусловленную высокой скоростью вращения барабана. Для гашения возникающих при этом вибраций применяются специальные амортизаторы, увеличивающие массу сканера до 250 кг и более.

Барабанные сканеры позволяют сканировать прозрачные или отражающие оригиналы типа высокохудожественных работ в полиграфии и картографии. При этом автоматическая корректировка освещенности, настройка фокусного расстояния и высокая производительность достигаются за счет обработки изображения встроенным компьютером.

Значительные габариты, необходимость предварительной подготовки обслуживающего персонала и высокая стоимость барабанных сканеров обусловливают ограничение их области применения профессиональной полиграфией и картографией.

Проекционные сканеры работают по принципу фотографической камеры и конструктивно напоминают фотоувеличитель. Механизм работы проекционного сканера показан на рис. 6.8. Оригинал располагается на подставке под сканирующей головкой изображением вверх. Сканирующая головка, содержащая ПЗС-датчик и перемещающий его в фокальной плоскости линзы двигатель, закрепляется на вертикальном штативе и может перемещаться по стойке или по вертикальным направляющим. Перед началом сканирования камеру устанавливают в положение, соответствующее требуемому разрешению и размеру изображения. Точная настройка (фокусировка), определяющая разрешение сканирования, осуществляется специальной редуцирующей линзой. Обычно в проекционных сканерах внутренний источник освещения не используется. Освещение оригинала производится за счет естественного комнатного света. В некоторых моделях проекционных сканеров свет через линзу освещает оригинал, а отраженный свет фиксируется ПЗС-матрицей. Такая конструкция сканера позволяет избежать влияния внешних засветок и получить высокое качество сканированных изображений.

Особенностью проекционных сканеров является возможность сканирования трехмерных объектов. При этом конструкция сканеров обеспечивает переменное разрешение сканирования: небольшие объекты можно сканировать с высоким разрешением; большие нестандартные объекты, изображения которых нельзя ввести с помощью других сканеров, также могут быть сканированы, хотя и с низким разрешением. Простота конструкции и удобство применения, невысокая стоимость и возможность комбинирования при сканировании плоских и небольших трехмерных объектов обусловливают достаточно широкое применение проекционных сканеров как средств ввода информации.

Ручные сканеры применяются для сканирования малоформатных оригиналов или фрагментов большого изображения. Перемещение окна сканирования относительно оригинала производится за счет мускульной силы человека. Устройство ручного сканера показано на рис. 6.9. В небольшом корпусе шириной обычно чуть более 10 см размещаются лишь датчик, линза и источник света. Ширина области сканирования в зависимости от модели устройства варьируется от 60 до 280 мм. Длина области сканирования ограничена лишь объемом доступной оперативной памяти компьютера. Устанавливаемая в компьютере карта интерфейса преобразует поступающую информацию в цифровую форму и передает ее для последующей обработки специальной программе. Принципы работы ручного и роликового сканеров во многом похожи.

Отличительной особенностью ручного сканера является то, что он использует источник питания компьютера, к которому подключен. Как правило, ручные сканеры подключаются к параллельному порту компьютера без каких-либо адаптеров. Низкая цена ручных сканеров обусловлена простотой их конструкции.

В некоторых моделях ручных сканеров предусматривается возможность сканирования больших изображений за несколько проходов, т. е. путем последовательного просмотра отдельных его областей. Объединение областей сканирования производится с помощью специального программного обеспечения, позволяющего упростить эту процедуру.

Аппаратный и программный интерфейсы сканеров

Сканеры с интерфейсом SCSI требуют установки в компьютер дополнительной платы SCSI -адаптера, которая поставляется в комплекте со сканером. Преимуществом интерфейса SCSI является обеспечение высокой скорости сканирования.

К компьютерам, оснащенным USB -портом, лучше подключать сканер с USB -интерфейсом. Скорость при этом несколько уступает интерфейсу SCSI , однако простота подключения сканера искупает этот недостаток.

Сканеры с интерфейсом параллельного порта подключаются к уже имеющемуся параллельному порту. Пропускная способность параллельного порта значительно меньше по сравнению с интерфейсом SCSI . Однако при этом нет необходимости устанавливать дополнительную плату.

6.3.6. Характеристики сканеров

Ниже описаны основные характеристики, которые следует принимать во внимание при выборе типа и модели сканера.

Оптическое разрешение зависит от размера элемента ПЗС-дат-чика и характеризует плотность, с которой производится выборка информации в заданной области оригинала.

Разрешение сканера имеет два показателя: по горизонтали и вертикали. Например, 600 х 300; 600 х 600; 800 х 800. Однако чаще всего употребляют первое значение: 600, 800 dpi .

Метод сканирования определяет одно- или трехпроходный способ считывания информации в цветных сканерах.

Совокупность характеристик модели сканера определяет его принадлежность к одному из трех классов, на которые условно можно подразделить все модели сканеров.

Сканеры высокого класса обеспечивают разрешение свыше 4000 dpi , используются при необходимости оцифровки большого объема информации с высоким качеством и производительностью.

Лидером на российском рынке сканеров является Hewlett - Packard , однако недорогие модели Mustek Paragon , KYE также пользуются спросом. Для профессионального применения используют сканеры UMAX или Agfa.

Расположим исходную страницу текста в сканере, откроем программу FineReader . Программа работает со сканерами через TWAIN-интерфейс. Это единый международный стандарт для унификации взаимодействия устройств ввода изображений в компьютер с внешними приложениями. Возможно два варианта взаимодействия программы со сканерами через TWAIN -драйвер:

  • через интерфейс FineReader доступно сканирование в цикле на сканерах без автоподатчика, сохранение опций сканирования в отдельный файл Шаблон пакета (*. fbt ) и возможность применения этих опций в других пакетах;
  • через интерфейс TWAIN -драйвера сканера доступна функция предварительного просмотра изображения, позволяющая точно задать размеры сканируемой области, подобрать яркость, тут же контролируя результаты этих изменений. Но диалог TWAIN -драйвера сканера у каждого сканера выглядит по-своему.

Можно переключаться между этими режимами на закладке Сканирование/ Открытие пункта Опции (меню Сервис/ Опции) , нужно установить переключатель в одно из положений:

1. Использовать интерфейс TWAIN -драйвера сканера.

2. Использовать интерфейс FineReader . Чтобы запустить сканирование, можно нажать кнопку Сканировать или в меню Файл выбрать пункт Сканировать.

Спустя некоторое время в Главном окне программы появится окно Изображение с изображением вставленного листа.

Качество последующего распознавания во многом зависит от того, насколько хорошее изображение получено при сканировании. Качество изображения регулируется установкой следующих основных параметров сканирования.

Чтобы установить параметры сканирования, нужно выбрать меню Сервис и пункт Настройки сканера.

Перед распознаванием следует проверить и откорректировать полученное изображение листа. Изображение может содержать много лишних точек, возникших в результате сканирования документов среднего или плохого качества. Чтобы уменьшить количество лишних точек, можно воспользоваться опцией Очистить от мусора. Для этого в;меню Изображение следует выбрать пункт Очистить изображение от мусора. Если требуется очистать от "мусора" отдельный блок, то следует выбрать пункт Очистить блок от мусора. Если нужно какой-то участок текста исключить; из распознавания, то можно стереть такие участки.;Для этого нужно выбрать инструмент Ластик (на;панели в окне Изображение) и, нажав на левую кнопку мыши, выделить требуемый участок изображения и отпустить кнопку. Выделенная часть изображения будет удалена.

Прежде чем приступить к распознаванию, следует указать программе, какие участки изображения надо распознавать. Для этого проводится анализ макета страницы, во время которого выделяются блоки с текстом, картинки, таблицы. Автоматический анализ производится по кнопке Распознать одновременно с распознаванием текста. При автоматическом анализе макета страницы FineReader сам выделяет блоки, содержащие тексты, таблицы, картинки.

Задача распознавания состоит в том, чтобы преобразовать отсканированное изображение в текст, сохранив при этом оформление страницы. Прежде чем приступить к распознаванию текста, необходимо установить основные параметры распознавания:

5. Язык распознавания. Программа поддерживает распознавание как одноязычных, так и многоязычных документов. Чтобы указать язык распознаваемого текста, нужно выбрать соответствующую строку в списке на панели Распознавание. Если требуется распознать документ, написанный на нескольких языках, следует в списке языков на панели Стандартная выбрать пункт Выбор нескольких языков. В открывшемся диалоге Язык распознаваемого текста укажите несколько языков.

1. Тип печати распознанного текста. Для большинства текстов тип печати определяется автоматически. При распознавании текстов, напечатанных на матричном принтере в черновом режиме или на пишущей машинке, можно добиться более высокого качества распознавания, установив правильный Тип печати:

Чтобы поменять тип печати на закладке Распознавание диалога Опции (меню Сервис>Опции), в группе Тип печати можно выбирать требуемый пункт.

2. Тип страницы. Для большинства изображений расположение текста на странице определяется автоматически, чему соответствует значение Авто на закладке Распознавание в группе Тип страницы (меню Сервис>Опции), устанавливаемое системой по умолчанию.

В некоторых случаях может потребоваться установить значение типа страницы вручную. Для этого на закладке Распознавание диалога Опции (меню Сервис> Опции) в группе Тип страницы нужно выбрать нужный пункт.

Укажем некоторые типы страницы:

1. Находить неуверенно распознанные слова (слова, в которых есть неуверенно распознанные символы).

  1. Находить орфографические ошибки (неправильно написанные слова).
  2. Добавлять неизвестные системе FineReader слова в словарь для того, чтобы они распознавались уверенно.
  • В верхнем окне показано изображение слова с возможной ошибкой.
  • Среднее окно показывает само слово с возможной ошибкой, в строке над этим окном выводится название типа ошибки.
  • В нижнем окне Варианты предлагаются варианты замены данного слова.

Есть следующие возможности:

  • Нажать кнопку Пропустить, чтобы оставить слово, как есть.
  • Нажать кнопку Пропустить все, чтобы оставить все такие слова в распознанном тексте, как есть.

В нашем случае слово "ПУ" распознано правильно, мы нажмем кнопку Пропустить. Чтобы завершить проверку, нажмем кнопку Закрыть.

Теперь с ним можно работать, как с текстовым документом, средствами редактора MS Word .


Сканер - это устройство, которое используется для создания точной цифровой копией изображение фото, текст, написанный на бумаге, или даже объект. Это цифровые изображения могут быть сохранены в файл на вашем компьютере и может использоваться, чтобы изменить/улучшить изображения или применять его в Интернете. Наиболее часто используемый планшетный сканер, в котором вы копируете объект на оконном стекле. Сканированное изображение передаётся на ваш компьютер. Изображение и текст получаются именно через процесс оптического распознавания символов [OCR].

Исторический сканеры берет свое начало от устройств ввода телефотографий, которые в основном используются в типографии. Данный сканер состоит из вращающегося барабана, который вращается с максимальной скоростью 240 оборотов в минуту. Используемые сигналы был аналогового характера и передавались через телефонные линии к рецептору. Рецептор распознает сигнал синхронно и пропорционально, после чего печатает выходной сигнал на специальной бумаге.

Типы сканеров

1. Барабанные Сканеры

Барабанный сканер был первый в мире сканер. Это было сделано в 1957 году в США Национальное Бюро стандартов. Первый снимок был черно-белый с разрешением 176 пикселей.

Этот сканер используется в основном в издательской индустрии. В данной технологии, используются для сканирования так называемые фотоэлектронные умножители (PMT).

Как видно из названия, барабанный сканер состоит из барабана (цилиндра) на вершине которого установлен сканируемый документ. Этот цилиндр вращается с очень высокой скоростью и, следовательно, объект, расположенный на нем доставит копию изображения с помощью высокоточной оптики. Хотя прецизионная оптика передает свет, отраженный от поверхности изображения, они будут восприняты датчик в PMT. Оно будет получено с помощью фильтра в PMT и реплики. Современные барабанные сканеры также могут распознавать цветные изображения с помощью трех отдельных цветных фильтров. Каждый цветной фильтр отвечает за свой составной цвет [RGB]. Отраженный свет разделяется на три цвета и фильтруется.

Размер изображения зависит от конструкции барабана производителя.

Этот сканер находит свое применение в издательской сфере из-за его способности улавливать мельчайшие детали из пленки. Он также имеет преимущество в своей способности контролировать самостоятельно пробную площадь и диафрагму. Эта функция помогает в очистке зерна с негативных пленок, а также цвета пленки во время сканирования. Таким образом, они также могут в производить сканирование с высоким разрешением, градации цвета и структуры изображения. Так разрешение может быть увеличено до 12 000 точек на дюйм, и они особенно полезны, когда отсканированное изображение необходимо увеличивать.

После изобретения планшетных сканеров, производство барабанных сканеров было ограничено. Планшетный сканер также обладает теми же функциями, но по более низкой себестоимости. До сих пор барабанные сканеры применяются в местах, где необходима печать высокого качества, книги и журналы и многие другие области публикаций.

2. Планшетные сканеры

Планшетный сканер на сегодняшний день является наиболее часто используемой машиной для сканирования. Они также называются настольными сканерами. Подробное описание планшетных сканеров будут приведены ниже. Они используют прибор с так называемой зарядовой связью (CCD) для сканирования объекта.

3. Ручные сканеры

Эти устройства нашли свою популярность в начале 90-х годов. Ручные сканеры используются для сканирования документов путем перетаскивания сканера по поверхности документа. Они доступны как документ-сканеры, а также 3-D сканеры. Это сканирование будет эффективным, только с устойчивым руки, иначе изображение может выглядеть искаженным. Они имеют датчики для определения коэффициента искажений и показатель будет указан в оповещении если движение сканеру слишком быстрое.

У них также есть кнопка Пуск, которая запускает процесс сканирования. Они синхронизируются с компьютером, а также имеют автоматическое оптическое разрешение. Сканеры также имеют светодиоды, которые подсвечивают изображения для сканирования. Для качественного изображения могут быть использованы специальные справочные маркеры, доступные в устройстве, которое помогают компенсировать искажения.

Хотя получается плохое качество изображения, но зато происходит быстрое сканирование текстов этим устройством.

4. Плёночные сканеры

Этот прибор изготовлен специально для сканирования позитивных и негативных фотографических изображений. Фотография вставляется в носитель. Он будет перемещается шаговым двигателем и процесс сканирования производится с помощью CCD-датчиков. Выходные данные передаются в компьютер.

Работа планшетного сканера

Главное отличие старых и современных сканеров в типе датчика изображения. В старых сканерах использовался фотоэлектронный умножитель [PMT]. Для современных сканеров используется прибор с зарядовой связью [CCD]. CCD-матрица используется для захвата света от сканера, а затем преобразует его в пропорциональные электроны. Развитых зарядов будет больше, если больше интенсивность света, который попадает на датчик.

Любой планшетный сканер будет иметь следующие устройства:

Прибор с зарядовой связью (CCD) массив

Стеклянная пластина (окно)

Хотя конфигурация указанных выше компонентов различается в зависимости от конструкции производителя, но основными конструкции похожи.

Сканер состоит из плоской прозрачной стеклянной пластины, под которой закреплены CCD-датчики, лампы, линзы, фильтры и зеркала. Документ должен быть размещен на стеклянной пластине. Там также есть крышка, чтобы закрыть сканер. Эта крышка может быть белого или черного цвета. Этот цвет помогает в обеспечении единообразия в фоновом режиме. Эту равномерность обеспечивает сканеру программное обеспечение для определения размера сканируемого документа. Например, если сканировать страницу из книги, Вы не сможете использовать крышку.

Лампа улучшает текст при сканировании. Большинстве сканеров используются флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL).

Шаговый двигатель под сканером отвечает за перемещение сканирующей головки от одного конца до другого. Движение медленное и управляется ремнём. Сканирующая головка состоит из зеркала, объектива, CCD-датчиков, а также фильтра. Сканирующая головка перемещается параллельно стеклянной пластины и тоже в постоянном движении. Поскольку отклонение может произойти в ходе движения, а стабилизатор будет обязан его скомпенсировать. Сканирующая головка перемещается от одного конца машины к другому. Когда она достигает другого конца сканированного документа процесс завершается. Для некоторых сканеров, используется двухстороннее сканирование, в которых сканирующая головка должна вернуться к своей первоначальной позиции, чтобы обеспечить полное сканирование.

Когда сканирующая головка перемещается под стеклом, свет от лампы бьет в документе и отражается с помощью зеркал под углом один к другому. По конструкции устройства могут быть установлены 2 зеркала, или 3 зеркала. Зеркала будут ориентированы таким образом, что отраженный образ будет искажать меньшую поверхность. В конце концов, изображение достигает объектив, которые пропускает его через фильтр и вызывает образ, чтобы быть сосредоточены на CCD-датчики. CCD-датчики преобразуют свет в электрические сигналы, которые весьма интенсивные.

Электрические сигналы будут преобразованы в формат изображения на компьютере. Этот прием может также отличаться в зависимости от различия в объективах и конструкций фильтра. Метод под названием три сканирования используется способ, в котором каждое движение сканирующей головки от одного края к другому копирует каждый составной цвет и передаёт его между объективу и CCD-датчиками. После трех сканирований составных цветов, сканер с помощью программного обеспечения собирает три отфильтрованного изображения в одно цветное изображение.

Существует также способ однопроходного сканирования, в котором изображение, захватываемое объективом, будет разделено на три части. Эти предметы будут проходить сквозь любые цвета составных фильтров. Затем будут использованы CCD-датчики. Таким образом одноцветного изображения будут объединены в сканере.

В ряде новых сканеров, контактный датчик изображения [CIS], заменил датчик CCD. Хотя этот метод не так дорог, как CCD-сканер, качество изображения и разрешение значительно ниже.

Параметры сканера

Разрешение изображения является одним из основных параметров сканера. Каждый сканер варьируется в зависимости от его разрешения и, следовательно стоимости. Характеристика может быть выражена в пикселях на дюйм (PPI), а также в виде образцов на дюйм (SPI). Но, вместо того чтобы определить правильное оптическое разрешение сканера производители в основном публикуют интерполированное разрешение сканера. Последний планшетный сканер имеет интерполированное разрешение 5400 PPI и почти 12 000 точек на дюйм, как у барабанного сканера.

Интерполированное разрешение фактически означает увеличение разрешения изображения с помощью программы сканирования. Это делается путем добавления дополнительных точек между ними те, что на самом деле есть в этой матрице. Эти дополнительные пиксели могут быть добавлены только как среднее из соседних пикселей. Предположим, сканер имеет разрешение 300 x 300 точек на дюйм (DPI) и интерполированное разрешение заявленного производителем 600×300 точек на дюйм. Таким образом, дополнительный пиксель добавляется в каждой строке CCD-датчика с помощью программного обеспечения. Данная характеристика так же увеличивает размер файла. Этот размер может быть уменьшен за счет технологии сжатия с потерями, таким форматом, как JPEG. Благодаря этому методу качество картинки будет незначительно ухудшаться. Обычно этот метод проводится для быстрой загрузки изображения в Интернет, а также для печати изображения на всю страницу.

Сканер имеет не менее оригинальное разрешение около 300×300 точек на дюйм (DPI). При этом разрешение возрастает с увеличением количества CCD-датчиков, а также с точностью шагового двигателя.

По мере увеличения яркости лампы сканера наряду с использованием высококачественной оптики также увеличивается резкость изображения. Диапазон плотности - еще один параметр, через который мелкие тени и детали, а так же яркость также может быть воспроизведена путем сканирования. Чем выше плотность, тем чётче детали.

Другой используемый параметр - это глубина цвета. В цветном сканировании, глубина цвета определяет количество цветов, которые могут быть воспроизведены с помощью сканера. Хотя 24 бита/пиксель для сканера достаточно, но есть сканеры с 30 битами, 36 битами и они вполне доступены.

Способы подключения сканера для к компьютеру

Изображение, которое было успешно отсканированно должно быть переведено на наш домашний компьютер для обработки или хранения.

1. Физическое соединение между сканером и компьютером.

Подключение: Параллельное соединение

Это один из древнейших способ и самый медленный способ. Хотя этот Тип соединения является большим экономическим и имел скорость передачи данных до 70 Кбит/с.

Подключение: Интерфейс малых компьютерных систем [интерфейсом SCSI]

Этот метод может быть целесообразным только с помощью карты интерфейса SCSI. Раньше сканеры используются с выделенной плате SCSI. Хотя скорость передачи данных достаточно высока, намного экономичнее и легче соединений, таких как FireWire и USB пришел на его место.

Подключение: Универсальная последовательная шина USB

Подключение USB является последней и наиболее экономичный способ передачи данных. Она имеет скорость до 60 Мбит/с и может быть легко подключен к сканеру.

Подключение: FireWire


Это самый быстрый из всех вышеприведенных методов. Он был введен в последней высокопроизводительных сканеров и идеально подходит для сканирования изображений с высоким разрешением. Он может передавать данные на максимальной скорости до 800 Мбит/с.

2. Передача информации от сканера к компьютеру

Передача информации от сканера к компьютеру через прикладное программное обеспечение является основным решением. Для этого используются программные интерфейсы [API]. По стандартам API компьютер может передавать данные с любого сканера, даже не зная деталей сканера. Наиболее часто используемое программное обеспечение для передачи изображений из сканера в Adobe Photoshop. Photoshop поддерживает стандарт TWAIN. Если сканер поддерживает тот же стандарт, то возможна передача информации. API используется в большинстве сканеров, а также используется в другом Low-End оборудовании. TWAIN - это просто как водитель, который помогает в общении со всеми другими сканерами с помощью общего языка.

Обработанные данные

После попадания в компьютер, фактический объем объекта будет, как несжатое составное изображение. Это изображение может позже отредактировано в Photoshop или других графических программах, чтобы преобразовать его в формат JPEG и сжать с потерями или без потерь сжатого в формат PNG. Если это текстовое изображение, то оно будет преобразовано в .txt файл с помощью программного обеспечения оптического распознавания символов (OCR ). Текст будет точным, в зависимости от четкости ее изображения.

Автоматический метод чистки сканера

Пленки, используемые при проверке могут быть подвержены пыли и царапинам. Современные сканеры имеют встроенную процесс очистки, так называемой инфракрасной очистки. В этом методе инфракрасный луч будет использоваться для сканирования пленки. Когда луч попадает на местами с пылью и царапинами, луч будет отсекаться. Таким образом, определяется правильное положение, размер и форму пыли, которое будет рассчитываться и будет удалено. Большинство современных компаний, таких как Nikon, Microtek и Epson называют эту технику: Digital ICE, в то время как Canon называет эту технику: Film Automatic - Автоматическое ретуширование и улучшение системы [FARE].

Применения сканера

Приложения варьируются в зависимости от типа используемого сканера. Планшетные сканеры в основном применяются для сканирования документов. Но, для больших форматов документов будет использоваться механический сканер .

Существуют ручные сканеры, которые используются для сканирования объекта в зависимости от движения нашей руки [сканер не двигаться сам по себе]. Этот сканер помогает в 3-D сканирование материалов и применяется в промышленных образцах, испытаниях и измерениях устройств, игровых приложениях и так далее. 3-D сканирование также может быть сделано с помощью планетарных сканеров. Существуют также процессы, которые протекают в производстве сочетание 3-D сканеры с цифровыми камерами, так что реалистичные фотографии с истинным цветом может быть получено в 3-D режиме.

Новый концепт, под названием репрографические камеры, проложил свой путь для сканеров в виде цифровых камер. Этот тип сканера имеет много преимуществ, как легкая оцифровки широкоформатных документов, высокая скорость обработки и транспортировки и так далее. Они также производят изображения с высоким разрешением с функцией защиты от сотрясений. Исследования еще продолжаются, чтобы устранить основные недостатки, такие как тени и отражения помех, искажение изображения и низкую контрастностью.

Сканеры также нашли применение в области био-медицинских исследований. Сканеры высокого разрешения с разрешением около 1 мкм/пиксель используются для обнаружения ДНК. Здесь также используются для обнаружения приборы с зарядовой связью (CCD).

Сканер – это устройство переноса информации с физического носителя в файл электронного формата на компьютере (скан документа). Конечным результатом работы сканера является полученный файл, который можно открыть на компьютере или другом электронном устройстве (телефоне, планшете).


Сканеры бывают разных видов, отличаются внешне, стоимостью и даже принципом действия.

Для чего нужен сканер

Сканирующая техника может использоваться для разных задач. Все зависит от области применения и конкретного типа сканера. Так, сканеры OR-кодов предназначены для считывания данных только с них. А вот планшетная техника может оцифровывать информацию с разных по типу носителей – листов бумаги, книг, пластика.

Часто применяются именно для сканирования документов (паспортов, свидетельств о рождении, справок, ИНН и других). Нередко устройства используются и в учебе для получения цифровых копий рефератов, методичек и т. д.

Как работает сканер

Принцип работы сканера практически идентичен для каждого вида и заключается в двух основных этапах:

  • считывания носителя и получение данных с него;
  • обработка полученной информации и создание готового изображения в цифровом виде, отправляемого на ПК.

Более подробно принцип описан на примере планшетного прибора:

    на рабочую поверхность (прозрачное стекло) необходимой к сканированию стороной вниз кладется лист бумаги или другой материал;

Готовый скан получается не за один шаг, а в множество проходов. За шаг сканируется лишь маленькая полоса информации. Затем, все полосы компонуются в одну, так отсканированный документ становится цельным.

Устройство сканера

Основным элементом, обеспечивающим весь процесс сканирования, является матрица, которая по типу делится на CCD и CIS.

    CDD матрица состоит из каретки, фоточувствительных элементов и лампочки, которая подсвечивает копируемый носитель. Отраженный свет попадает на линзы. Цветность достигается за счет разделения светового потока на составляющие цветового спектра и поступления на фотоэлементы. Сканеры с матрицами такого типа работают быстро, на выходе дают высококачественное изображение. Из-за конструктивных особенностей нет необходимости сильно прижимать крышку устройства, чтобы придавить носитель. Из недостатков выделяют наличие внешнего блока питания и необходимость частой замены лампочки.

Виды сканеров

Планшетный. Является самым распространенным и привычным для обычного пользователя. Часто применяется дома и в офисах. Пользоваться очень легко. Достаточно подключиться к компу, установить драйвера и отсканировать нужные документы. Планшетный называется потому, что лист кладется на ровную поверхность – стекло сканера. Сверху рабочая область закрывается крышкой.


Сканируются многие виды носителей, от обычной листовой бумаги, до толстых книг. В последнем случае, из-за сильного надавливания крышки на книгу, повреждается переплет.

В серии «планшетные» входят также сканеры для паспортов, которыми можно обрабатывать документы небольших форматов – паспортов, чеков, визиток, удостоверений, и других носителей А5, А6.

Устройства могут быть как отдельными, так и входить в состав МФУ (многофункциональных устройств, 3 в 1) – принтер, сканер и копир в одном корпусе.

Протяжный. Внешне похож на обычный принтер, присутствует вход и выход для листа, который захватывается и протягивается через внутренние составляющие. Может сканировать с обеих сторон листа одновременно, что и является преимуществом над обычным планшетным видом. Сканирует только отдельные листы и стоимость техники больше в сравнении с обычным планшетным.


Ручной сканер. Портативное устройство, которое надо перемещать в процессе сканирования. Лист укладывается на ровную поверхность, устройство прислоняется к бумаге и постепенно с одной скоростью аппарат перемещается рукой по всему носителю.

Зарядка и передача файлов на компьютер производится через USB-шнур. Объем хранимых файлов внутри такого вида сканера зависит от количества памяти. При необходимости объем можно расширить картой памяти.


Единственное достоинство заключается в мобильности и относительной дешевизне. Можно взять с собой и когда понадобится сделать скан-копию. К недостаткам относятся качество и необходимость в некой четкости в работе с техникой- надо приловчиться ровно и плавно передвигать прибор.

К ручным также относятся:

  • OR-сканеры;
  • для сканирования штрих-кодов;
  • сканеры переводчики.


Функция распознавания OR-кодов есть во многих современных телефонах по умолчанию или после установки специального приложения для поставленной задачи.

Сканер фотопленок. Предназначен для сканирования пленок, слайдов. Не может считывать непрозрачные материалы.


Планетарный сканер. Нужен для оцифровки старинных или уже ветхих книг, рукописей. Принцип сканирования не предполагает физического контакта со сканирующим предметом.


Поточный сканер (скоростной). Профессиональная техника, применяется в больших офисах и на предприятиях, где необходимо сканировать много и быстро. Есть функция автоматической подачи документов и вместительный лоток. За одну минуту позволят отсканировать до двух сотен листов. Возможна поддержка увеличенных форматов, например, А3.


Барабанные сканеры. Нашли применение в полиграфической индустрии. Сканируемый носитель крепится на внешней или внутренней стороне вала. Характеризуется высочайшим качеством оцифровки благодаря большому разрешению.


Чем отличается от принтера и копира

Основное отличие от каждого вида устройств заключается в конечном результате от работы техники.

  1. Принтер переносит информацию с электронного носителя на реальный – бумажный или другой (текстиль, пластик, пленка – зависит от вида принтера). Читайте про принцип работы принтера.
  2. Сканер, наоборот, переносит с физического материала в электронный документ.
  3. Копир (ксерокс). По технологии работы чем-то похож на сканер. На первом этапе происходит считывание носителя. Дальше происходит перенос на бумагу через встроенное печатающее устройство. Простыми словами, ксерокс делает точную копию исходного документа.

Копир является независимым устройством, которое может работать без подключения сторонних девайсов. Управление техникой выполняется через панель на корпусе. Для работы достаточно, чтобы ксерокс был исправным, и наличие бумаги в лотке.

Сканер всегда требует сопряжения с компьютером – физическое или беспроводное соединение, установка и, при необходимости, настройка программного обеспечения.

Принтер же может работать как автономно, так и только через компьютер. Возможности прямо зависят от модели и цены принтера. Во многих современных моделях можно печатать с флешки или подключать телефон к принтеру через разные программы, обходясь при этом без ПК.

Как сделать сканирование

  1. Сделайте подключение и добавление сканера в Windows. Независимо от того, какой тип устройства у вас, все действия будут одинаковыми. Сначала соедините USB-кабелем сканер с компом. Подключите через кабель аппарат в сеть 220В. Нажмите на кнопку включения, которая практически всегда находится рядом кнопками управления на корпусе. Windows может сразу обнаружить, распознать периферийное устройство и сама инсталлировать «дрова». Если установка сама не пошла, тогда надо сделать установку с диска, который шел в комплекте, или скачать с официального сайта производителя. О готовности техники к выполнению своей функции будет говорить наличие значка оборудования в окне «Устройства и принтеры» и отсутствие возле него каки-либо предупреждающих иконок. Нажмите комбинацию клавиш «Windows+R» и выполните команду «control printers». Убедитесь, что сканер находится в доступном оборудовании.
  2. Далее можно попробовать отсканировать что-либо. Поднимите крышку, положите лист на стекло вниз то стороной, которая нуждается в сканировании.
  3. Правой кнопкой мышки кликните на значок и выберите «Начать сканирование».
  4. Откроется мастер работы со сканером, внешний вид, меню и количество настроек которого может отличаться в зависимости от производителя и модели.
  5. При необходимости. Можете выставить любые доступные параметры на свое усмотрение. После, нажмите «Сканировать» и дождитесь завершения создания скан-копии.
  6. Назовите файл и сохраните в удобное место на компьютере.

Есть и другие варианты, как сканировать документы с принтера на компьютер. Можно использовать стороннее программное обеспечение или встроенные средства операционной системы Windows. Например, графический редактор Paint тоже позволяет отсканировать в несколько кликов мыши.

Читайте также: