Конструкция и техническое обслуживание сканеров

ГОУ СПО «Кировский авиационный техникум»

Пояснительная записка

230106.КПСД07.001П3

КОНструкция и техническое обслуживание сканеров

Студент группы ВП-44

Беляев П.Ю.

Преподаватель Кириллова Л.А.

Содержание

1 Введение

2 Анализ и перспективы рынка

2.1 Виды сканеров

2.2 Основные характеристики сканеров

3. Описание конкретной модели

3.1 Epson Perfection 2580 Photo

3.2 HP Scanjet 4070

3.3 Canon Canoscan Lide 500F

4 Техническое обслуживание диагностика неисправностей

4.1 Конструкция планшетного сканера

4.2 Размещение и обслуживание сканирующих устройств

4.3 Общие проблемы и их решение

4.4 Основные неисправности и методы их устранения

Заключение

Список литературы

1. Введение

Почти каждый пользователь компьютера постоянно сталкивается с проблемой преобразования документов из бумажной формы в электронную. Процедура ввода информации вручную отнимает огромное количество времени и чревата ошибками. Кроме того, вручную можно вводить только тексты, но не изображения. Выходом из положения является сканер, позволяющий вводить в компьютер, как изображения, так и текстовые документы.

Сканеры считывают с бумаги, пленки или иных твердых носителей «аналоговые» тексты или изображения и преобразуют их в цифровой формат. Они служат везде: в крупных конторах, где обрабатываются огромные архивы документов, в издательствах и проектно-конструкторских организациях, а также в небольших фирмах и домашних офисах. Настолько широка сфера применения сканеров, настолько много их разновидностей. Цена сканера может составлять от нескольких десятков до десятков тысяч долларов, оптическое разрешение – от 100 до 11000 точек на дюйм (на английском dpi, dot per inch), а скорость сканирования – от 1-2 до 80 с./мин.

Для выполнения тех или иных конкретных задач пригодна отнюдь не каждая модель. Как правило, пригодность сканера определяется совокупностью его технических параметров: конструктивным типом, форматом, разрешением, глубиной цвета, диапазоном оптических плотностей и т.д.

Сканеры совместно с эффективными средствами распознавания текста (такими, например, как Fine Reader) и переводчиками (такими, например, как Stylus) практически полностью разрушили языковой барьер и открыли каждому пользователю свободный доступ к иностранной технической или любой другой литературе.

Сканер с модемом могут заменить факсимильный аппарат.

2 Анализ и перспективы рынка

2.1 Виды сканеров

Существуют 6 основных видов сканеров – барабанные, листопротяжные, планшетные, ручные, слайдовые и сканеры для документов, причем каждому из них присущи как достоинства, так и недостатки.

Барабанные сканеры - старшая ветвь сканеров, удовлетворяющая самого требовательного профессионала. Оригинал закрепляется на барабане при помощи специальных зажимов, либо при помощи смазки, а сканирование производится перемещением объектива вдоль вращающегося со скоростью порядка 1000 оборотов в минуту барабана. За один его оборот считывается одна линия пикселей. Использование галогенного источника света, световой поток от которого концентрируется на точечной области барабана, позволяет исключить влияние помех и обрабатывать весь спектр оригиналов с высочайшим качеством. Барабанные сканеры, по светочувствительности, значительно превосходящие потребительские планшетные устройства, применяются исключительно в полиграфии, где требуется высококачественное воспроизведение профессиональных фотоснимков.

Неудобства, связанные с закреплением оригинала на барабане и весьма высокая стоимость делают приобретение такого сканера оправданным лишь в том случае, если предъявляются очень высокие требования к качеству изображения, или его нужно увеличивать во много раз. Разрешение простых моделей - 3000 – 4000dpi, разрядность цвета - 48bit, D - 4, модели высшего класса способны выдать от 8000 до 11000dpi, при стоимости от 20 тысяч долларов.

В листопротяжном сканере, как в факсимильном аппарате, страницы документа при считывании пропускаются через специальную щель с помощью направляющих роликов (последние зачастую становятся причиной перекоса изображения при вводе). Упрощенные варианты этих сканеров используются в офисах для распознавания текста и сканирования упрощенной графики типа визиток и фирменных бланков, а также в паре с факс-модемом для отправки факсимильных сообщений. Специальные модели используются в медицине для оцифровки рентгеновских снимков и историй болезни. Невысокая стоимость и компактность этих сканеров делает их приобретение выгодным для задач безбумажного офиса, но сканирование из книги или журнала весьма затруднительно. Для преодоления подобных затруднений, многие модели оснащаются автозагрузчиком документов или могут отсоединяться от подставки с тем, чтобы сканер мог при помощи роликов перемещаться по горизонтальной поверхности. Разрешение таких сканеров не превышает 600dpi, разрядность цвета 30bit, D: 2 - 2.2. В целом возможности применения листопротяжных сканеров ограниченны, поэтому их доля на массовом рынке снижается.

Планшетные сканеры - самое распространенное семейство сканеров, представителей которого можно встретить как в домашних условиях, так и на столе у профессионала. Они предназначены для ввода графической информации с прозрачного или непрозрачного листового материала. Принцип действия этих устройств состоит в том, что луч света, отраженный от поверхности материала (или прошедший сквозь прозрачный материал), фиксируется специальными элементами, называемыми приборами с зарядовой связью (ПЗС). Обычно элементы ПЗС конструктивно оформляют в виде линейки, располагаемой по ширине исходного материала. Перемещение линейки относительно листа бумаги выполняется механическим протягиванием линейки при неподвижной установке листа или протягиванием листа при неподвижной установки линейки.

Некоторые модели, оптика которых имеет значительную глубину резкости и снабжена авто фокусировкой, могут обрабатывать объемные оригиналы. Некоторые модели оборудованы встроенным лотком для сканирования слайдов. Это обеспечивает неоспоримое преимущество перед классическим слайд-модулем, устанавливаемым вместо крышки сканера: свет, проходя через прозрачный оригинал, не проходит черед дополнительное стекло и поэтому меньше рассеивается.

Планшетный сканер является наиболее универсальным инструментом, подходящим под большинство задач, модели авторитетных производителей неприхотливы и надежны, просты в установке и использовании, разнообразие выпускаемых модификаций позволяет подобрать сканер практически под любые средства и требования. Большинство моделей имеет возможность установки автоматического загрузчика документов из пачки, подключения слайд модуля и др.

Разрешение планшетных сканеров доходит до 3000dpi, разрядность цвета - до 42bit, D - до 3.6.

Модели высшего класса способны "выдавать" разрешение 5000dpi и обрабатывать оригиналы плотностью до 3.9 и трехмерные предметы. К слову сказано, такие модели могут весить свыше 500кг, а стоимость их измеряется как минимум десятками тысяч долларов.

Ручные сканеры - самая младшая ветвь сканеров, кое-где еще удерживающаяся на рынке лишь благодаря своей компактности и дешевизне. Невысокое разрешение и разрядность обработки цвета ограничивают использование этих устройств: сканированием текста и упрощенной графики из книг и газетных статей, а также, сканирование оригиналов, которые не так просто уложить на стекло планшетного сканера или приклеить к барабану. Сканирование осуществляется перемещением сканера по поверхности оригинала, вследствие чего, качество изображения очень сильно зависит от твердости руки пользователя и скорости перемещения сканера. Эти сканеры, как правило, подключаются к компьютеру через последовательный порт или порт принтера. Разрешение таких сканеров не превышает 400dpi, разрядность цвета 8bit, D: 1.9 - 2.0. Представляют интерес, прежде всего для владельцев мобильных ПК.

Слайдовые сканеры - по сути специализированный вариант планшетного сканера, разработанный для оцифровки слайдов и негативных фотопленок для задач профессиональной фотографии или полиграфии. Слайд или пленка вставляется в приемную щель и перемещается между лампой подсветки и объективом. Параметры выходного изображения достаточны для фотоальбома или полиграфического воспроизведения. Очень часто такие сканеры поставляются в составе цифровой фото студии или рабочего места дизайнера. Разрешение слайдовых сканеров достигает 3000dpi, разрядность цвета - 42bit, D - 3.6.

Сканеры для документов - Основной упор при разработке этих сканеров делается на производительность. Основное назначение - сканирование больших объемов документов для последующего распознавания или архивирования. Такие сканеры эффективны в банковских структурах, отделах кадров крупных предприятий, архивах, акционерных обществах, избирательных комитетах и комиссиях, государственных службах, а также везде, где требуется обработка больших объемов информации и не используется высокохудожественная графика. От таких сканеров не требуется высокой точности сканирования, но быстродействие играет повышенную роль и является основным потребительским параметром. Разрешение таких сканеров доходит до 1200dpi, разрядность цвета - до 30bit, D - до 2.8.

2.2 Основные характеристики сканеров

Оптическое разрешение - измеряется в точках на дюйм (dots per inch, dpi). Характеристика, показывающая, чем больше разрешение, тем больше информации об оригинале может быть введено в компьютер и подвергнуто дальнейшей обработке. Часто приводится такая характеристика, как “интерполированное разрешение” (интерполяционное разрешение). Ценность этого показателя сомнительна — это условное разрешение, до которого программа сканера “берется досчитать” недостающие точки. Этот параметр не имеет никакого отношения к механизму сканера и, если интерполяция все же нужна, то делать это лучше после сканирования с помощью хорошего графического пакета.

Глубина цвета – это характеристика, обозначающая количество цветов, которое способен распознать сканер. Большинство компьютерных приложений, исключая профессиональные графические пакеты, такие как Photoshop, работают с 24 битным представлением цвета (полное количество цветов —16,77 млн. на точку). У сканеров эта характеристика, как правило, выше - 30 бит, и, у наиболее качественных из планшетных сканеров, - 36 бит и более. Конечно, может возникнуть вопрос - зачем сканеру распознать больше бит, чем он может передать в компьютер. Но, не все полученные биты равноценны. В сканерах с ПЗС датчиками два верхних бита теоретической глубины цвета обычно являются “шумовыми” и не несут точной информации о цвете. Наиболее очевидное следствие “шумовых” битов недостаточно непрерывные, гладкие переходы между смежными градациями яркости в оцифрованных изображениях. Соответственно в 36 битном сканере “шумовые” биты можно сдвинуть достаточно далеко, и в конечном оцифрованном изображении останется больше чистых тонов на канал цвета.

Оптическая плотность есть характеристика оригинала, равная десятичному логарифму отношения света падающего на оригинал, к свету отраженному (или прошедшему - для прозрачных оригиналов). Минимально возможное значение 0.0 D - идеально белый (прозрачный) оригинал. Значение 4.0 D – абсолютно черный (непрозрачный) оригинал. Динамический диапазон сканера характеризует, какой диапазон оптических плотностей оригинала сканер может распознать, не потеряв оттенки ни в светах, ни в тенях оригинала. Максимальная оптическая плотность у сканера - это оптическая плотность оригинала, которую сканер еще отличает от полной темноты. Все оттенки оригинала темнее этой границы сканер не сможет различить. Данная величина очень хорошо отделяет простые офисные сканеры, которые могут потерять детали, как в темных, так и светлых участках слайда и, тем более, негатива, от более профессиональных моделей. Как правило, для большинства планшетных сканеров данная величина лежит в пределах от 1.7D (офисные модели) до 3.4 D (полупрофессиональные модели). Большинство бумажных оригиналов, будь то фотография или журнальная вырезка, обладают оптической плотностью не более 2.5D. Слайды требуют для качественного сканирования, как правило, динамический диапазон более 2.7 D (Обычно 3.0 – 3.8). И только негативы и рентгеновские снимки обладают более высокими плотностями (3.3D – 4.0D).

По типу интерфейса сканеры делятся всего на четыре категории:

SCSI (Small Computer Systems Interface). Сканеры с интерфейсом SCSI были наиболее распространены несколько лет назад. Эра SCSI-сканеров подходит (или уже подошла) к концу. Основная причина – появление высокоскоростных интерфейсов USB и FireWire, не требующих ни особой деликатности при подключении, ни дополнительных адаптеров. Среди достоинств SCSI-интерфейса можно выделить его высокую пропускную способность, а также возможность подключения до семи различных устройств на одну шину. Из основных недостатков SCSI – высокую стоимость организации интерфейса и необходимости задействования дополнительного контроллера.

USB (Universal Serial Bus). Интерфейс USB получил самое широкое распространение благодаря его интеграции во все современные системные платы в качестве основного разъема для периферийных устройств. Сегодня абсолютное большинство сканеров для дома выпускается именно с USB-интерфейсом. Группа CIS-сканеров получает необходимое питание по USB-порту.

FireWire (IEEE1394) представляет собой последовательный 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.

В последнее время производители предлагают немало сканеров с двумя интерфейсами (например, LPT и USB). Такая универсальность может быть весьма полезной при модернизации сканера.

3. Описание конкретной модели

3.1 Epson Perfection 2580 Photo

У модели Perfection 2580 Photo, изготовленной фирмой Epson, показанной на рисунке 1, имеется автоматический податчик пленки. Механизм находится в верхней крышке. С его помощью можно сканировать отрезки не более шести кадров. Для принудительного извлечения материала предназначена специальная кнопка на корпусе. Кроме того, предусмотрена установка одного слайда непосредственно на стекло сканера. На лицевой части устройства присутствуют три кнопки быстрого сканирования. Для удобства транспортировки имеется фиксатор, блокирующий оптическую систему.

Рисунок 1 – Внешний вид Epson Perfection 2580 Photo

Драйвер довольно прост в использовании. Имеются три режима сканирования, различающиеся по количеству доступных настроек: полностью автоматический, домашний и профессиональный. Сканер поддерживает функцию выравнивания изображения, а также восстановления выцветших красок. Имеется возможность программного удаления повреждений пленки (при работе с прозрачными материалами).

Качественная цветопередача. При работе с прозрачными материалами, отсканированными с использованием автоматического податчика, имеется высокий уровень цветового шума.

3.2 HP Scanjet 4070

Модель Scanjet 4070, изготовленная фирмой Hewlett Packard, изображенная на рисунке 2, имеет довольно большие размеры. Основное предназначение этого сканера — работа с фотоматериалами, для этого в верхнюю крышку встроена специальная дверца с расположенной в ней лампой подсветки. Под дверцей находятся крепления для прозрачных материалов и фотографий. Такая система более удобна, чем система с рамками. В крепления можно установить одновременно лишь две полоски пленки или четыре слайда в рамках, при этом сканироваться будут только два первых кадра. Кроме того, для ускорения сканирования в держатель можно загрузить до 12 фотографий. Вся верхняя крышка снимается, благодаря чему можно работать с толстыми оригиналами. Устройство не имеет разметки по бокам предметного стекла. На передней панели размещены дополнительные кнопки, обеспечивающие, помимо функций сканирования в графический файл или документ, возможность работы со слайдами или негативами, а также копирования на подключенный к системе принтер.

Рисунок 2 – Внешний вид HP Scanjet 4070

Устройство устанавливается очень просто, а связь с ПК осуществляется по интерфейсу USB 2.0. Драйвер сканера несложный.

Цветопередача близка к идеалу.

«-» - высокий уровень шума.

3.3 Canon Canoscan Lide 500F

Модель Canoscan Lide 500F, изготовленная фирмой Canon, изображенная на рисунке 3, в отличие от других, представленных в обзоре, выполнен на базе технологии CIS (контактный датчик изображения, в дальнейшем КДИ). Матрица фотодиодов располагается по всей ширине сканируемой области под защитным стеклом и воспринимает свет, отраженный от оригинала. Следствием использования такой технологии стало серьезное изменение многих параметров устройства. Толщина сканера составляет всего 35 мм, ему не требуется внешний адаптер питания. Устройство допускает сканирование даже в вертикальном положении, для чего имеется встроенная подставка. Чтобы оригиналы плотнее прилегали к стеклу, крышка снабжена маленькими магнитами.

Рисунок 3 – Внешний вид Canon Canoscan Lide 500F

Этот сканер также позволяет работать с прозрачными материалами. Из-за небольшого размера лампы слайд-адаптера за раз можно отсканировать лишь один кадр. Нет возможности обработать слайды в рамках.

Кнопки быстрого запуска Copy, Scan и E-Mail дополнены возможностью сканирования в файл формата *.pdf при взаимодействии с программой CanoScan Toolbox, в которой каждой из клавиш можно переназначить выполняемую функцию по своему усмотрению.

Для получения лучшего результата перед первым сканированием устройство производит калибровку. В процессе работы при необходимости ее можно повторить. Драйвер обладает множеством настроек, с помощью которых результат можно улучшить. Модель поддерживает режим мультисканирования, позволяющий за один раз обработать сразу несколько фотографий. Программа точно разделит полученное изображение на несколько файлов, а в случае перекоса произведет выравнивание.

При работе с прозрачными материалами возможна коррекция повреждений и дефектов пленки, а также устранение зернистости и коррекция контрового света.

Цветовая мишень обладает неплохими показателями, но их устойчивость во многом зависит от плотности прилегания оригинала к стеклу сканера.

В таблицах 1 и 2 представлены сравнительные характеристики сканеров.

Таблица 1 - Характеристики сканеров

Таблица 2 - Время сканирования (в секундах).

4. Техническое обслуживание и диагностика неисправностей

4.1 Конструкция планшетного сканера

Матрица трансформирует изменения цвета и яркости принимаемого светового потока в аналоговые электрические сигналы, которые поступают на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Так как сила тока электронов очень мала, на выходе из матрицы находится усилитель. Усиленный сигнал идет на преобразователь.

Большинство современных сканеров для дома и офиса базируются на матрицах двух типов: на CCD (Charge Coupled Device) или на CIS (Contact Image Sensor). Корпус CIS-сканера плоский, в сравнении с аналогичным CCD-аппаратом (его высота обычно составляет порядка 40-50 мм). Основные достоинства и недостатки этих двух классов сканеров указаны в таблице 3.

Таблица 3 – Достоинства и недостатки CCD- и CIS-сканеров

CCD-сканер обладает большей глубиной резкости, нежели CIS-сканер. Достигается это за счет применения в его конструкции объектива и системы зеркал, изображенных на рисунках 4 и 5.

Рисунок 4 – Система зеркал CCD-сканера

Рисунок 5 – Система зеркал CIS-сканера

На рисунке 5, для простоты восприятия, нарисовано лишь одно зеркало, тогда как у типового сканера их не менее трех-четырех.

Сканеры с CCD-матрицей распространены гораздо больше, чем CIS-аппараты. Потому, что сканеры в большинстве случаев приобретаются не только для оцифровки листовых текстовых документов, но и для сканирования фотографий и цветных изображений. А CCD-сканер гораздо строже передает цветовые оттенки, света и полутона, нежели CIS-сканер. Погрешность разброса уровней цветовых оттенков, различаемых стандартными CCD-сканерами составляет порядка ±20%, тогда как у CIS-аппаратов эта погрешность составляет ±40%.

Рисунок 6 – Схематическое представление CIS-сенсора

CIS-матрица, показанная на рисунке 6, состоит из светодиодной линейки, которая освещает поверхность сканируемого оригинала, самофокусирующихся микролинз и непосредственно самих сенсоров. Конструкция матрицы очень компактна, таким образом, сканер, в котором используется контактный сенсор, всегда будет намного тоньше CCD-сканера. Такие аппараты имеют довольно низкое энергопотребление; они практически нечувствительны к механическим воздействиям. Но CIS-сканеры, как правило, не приспособлены к работе со слайд-модулями и автоподатчиками документов. Из-за особенностей технологии CIS-матрица обладает сравнительно небольшой глубиной резкости. Например, у CCD-сканеров глубина резкости составляет ±30 мм, у CIS – ±3 мм. У CCD-аппарата вся картина будет резкой, поскольку в его конструкции есть система зеркал и фокусирующая линза. Но достаточно громоздкая оптическая система не позволяет CCD-сканеру достичь столь же компактных размеров, как у CIS-сканера. Некоторые модели CCD-сканеров для дома и офиса обладают оптическим разрешением порядка 3200 dpi, а у CIS-аппаратов оптическое разрешение ограничено 1200 dpi. Сканеры с CIS-матрицей применяются там, где требуется оцифровывать не книги, а листовые оригиналы. Эти сканеры целиком получают питание по шине USB, наиболее выгодны для владельцев портативных компьютеров.

Рисунок 7 – CCD-матрица

На рисунке 7 показана CCD-матрица, которая представляется микросхемой со стеклянным окошком. Сюда и фокусируется отраженный от оригинала свет. Матрица не прекращает работать все то время, пока лафет со сканирующей кареткой, приводимый в движение шаговым электродвигателем, совершает путь от начала планшета, до его конца. Общая дистанция движения лафета по направлению "Y" называется частотой сэмплирования или механическим разрешением сканера. За один шаг матрица целиком захватывает горизонтальную линию планшета, которая называется линией растра. По истечении времени, достаточного для обработки одной такой линии, лафет сканирующего блока перемещается на небольшой шаг, затем сканируется следующая линия, и т.д.

Рисунок 8 – Вид сбоку на CCD-матрицу

На виде сбоку, изображенном на рисунке 8, можно заметить два обычных винта, с помощью которых на этапе сборки сканера производилась точная юстировка матрицы (обратите также внимание на П-образные прорези в печатной плате на виде сверху), чтобы падающий на нее отраженный свет от зеркал ложился бы равномерно по всей ее поверхности. В случае перекоса одного из элементов оптической системы на отсканированном изображении появятся полосы.

Рисунок 9 - Увеличенное изображение части CCD-матрицы (макросъемка произведена цифровым фотоаппаратом Canon EOS D60)

На увеличенной фотографии CCD-матрицы, представленной на рисунке 9, достаточно хорошо видно, что CCD-матрица оснащена собственным RGB-фильтром. Он представляет собой главный элемент системы разделения цветов. Свет можно разделить на его цветовые составляющие, а затем сфокусировать на фильтрах матрицы. Так же элементом системы разделения цветов является объектив сканера, представленный на рисунке 10.

Рисунок 10 - Объектив сканера на самом деле не так велик, как кажется нафотографии

Корпус сканера, представленный на рисунке 11, должен обладать достаточной жесткостью, чтобы исключить возможные перекосы конструкции. Лучше всего, если основа сканера представляет собой металлическое шасси.

Рисунок 11 – Корпус сканера

Корпуса большинства выпускаемых сегодня сканеров для дома и офиса, в целях снижения стоимости, полностью сделаны из пластмассы. В этом случае, необходимую прочность конструкции придают ребра жесткости.

Рисунок 12 - Расположение основных функциональных узлов сканера

Немаловажным элементом корпуса является транспортный фиксатор, показанный на рисунке 12, который уберегает сканирующую каретку от повреждений при транспортировке сканера. Необходимо помнить, что перед включением любого сканера, оснащенного таким фиксатором, нужно осуществить его разблокировку. В противном случае, можно повредить механизмы аппарата.

Корпус аппарата должен быть герметичным, без каких-либо щелей (даже технологических). Должна существовать возможность отделения крышки планшета. Такое свойство аппарата особенно полезно при сканировании таких оригиналов, как толстые книги или журналы.

Края планшета должны иметь пологий спуск – это облегчает задачу по быстрому извлечению оригинала со стекла. Кроме того, между стеклом и планшетом не должно быть никакого зазора, который препятствовал бы извлечению оригинала. Имеется разметка по периметру планшета.

Все сканеры управляются с персонального компьютера, к которому они подключены, а необходимые настройки перед сканированием задаются в пользовательском окне управляющей программы. По этой причине, сканерам для дома и офиса совсем не обязательно иметь собственный блок управления. Однако многие производители идут навстречу самым неподготовленным пользователям, и устанавливают (обычно на лицевую панель) несколько кнопок "быстрого сканирования".

Рисунок 13 - Кнопки быстрого сканирования

На рисунке 13 видно, что каждой кнопке соответствует определенный значок. Типовые функции быстрого старта обычно подразумевают запуск стандартной операции сканирования, с выводом на принтер, с последующей отправкой по электронной почте, по факсу и т.п. Для той или иной кнопки заданы конкретные параметры качества сканирования. Нажатие на ту или иную кнопку сначала приводит к запуску на компьютере приложения (если таковых несколько), отвечающего за вызываемую операцию. Далеко не все SOHO-сканеры снабжены собственным блоком управления, а в профессиональных аппаратах такие элементы отсутствуют.

Абсолютно в каждом сканере используется свой осветитель. Так называется небольшой и мощный модуль, в задачу которого входит включение и выключение лампы сканера (или того, что эту лампу заменяет). В CIS-сканерах в качестве источников света применяют светодиодную линейку, за счет чего данный класс аппаратов потребляет так мало энергии.

В CCD-сканерах оригиналы стандартно освещает люминесцентная лампа с холодным катодом. Ее свет в тысячи раз ярче светодиодов. Но для того чтобы вызвать свечение газа внутри лампы нужно подать на ее вход очень высокое напряжение. Его вырабатывает отдельный блок, показанный на рисунке 14, называемый инвертором.

Рисунок 14 - Высоковольтный модуль (необходим для питания лампы)

Инвертор повышает напряжение с пяти Вольт до нескольких киловольт, а также преобразует постоянный ток в переменный.

Вообще различают три главных вида ламп, использующихся в сканерах:

ксеноновая газоразрядная лампа (Xenon Gas Discharge);

флуоресцентная лампа с горячим катодом (Hot Cathode Fluorescent);

флуоресцентная лампа с холодным катодом (Cold Cathode Fluorescent)

Однако в сканерах для дома и офиса по ряду причин используются лишь лампы с холодным катодом.

Лампа сканера, показанная на рисунке 15, закреплена на пластмассовом шасси сканирующей каретки непосредственно над отражателем. Сам отражатель имеет форму рефлектора (эффективного "собирателя" и отражателя света) в форме увеличительного зеркала. Свет от него усиливается, чтобы ярко осветить объект на планшете. Отразившись от оригинала на стекле, свет проходит сквозь щель шасси (на рисунке ее контур выделен голубым цветом) и принимается первым, самым длинным зеркалом оптической системы.

Рисунок 15 – Лампа с холодным катодом

Среди очевидных преимуществ лампы с холодным катодом можно отметить большой срок службы, который составляет 5 000 – 10 000 часов. По этой причине в некоторых сканерах не используются отключение лампы после завершения операции сканирования. Кроме этого, лампы не требуют какого-то дополнительного охлаждения и очень дешевы при производстве. Из недостатков - очень медленное включение. Типовое время разогрева лампы от 30 секунд до нескольких минут.

Лампа оказывает важное воздействие на результат сканирования. Даже при небольшом уходе характеристик источника света изменяется и падающий на приемную матрицу отраженный от оригинала световой поток. Отчасти поэтому и нужно столь длительное время разогрева лампы перед сканированием. Некоторые драйверы позволяют уменьшить время разогрева, если качество оцифровки не так важно (например, при сканировании текстовой информации). Чтобы как-то скомпенсировать уход характеристик лампы (а это неизбежно происходит при длительной эксплуатации аппарата), сканеры автоматически выполняют процедуру самокалибровки по черно-белой мишени, располагающейся внутри корпуса.

Рисунок 16

На рисунке 16 изображена цветовая мишень, по которой сканер подстраивает цвета перед сканированием, компенсируя "старение" лампы. Здесь видно также и то, что с течением времени тускнеет не только перманентно освещаемая лампой внутрикорпусная пластмасса, но и сама калибровочная мишень. Это, в свою очередь, приводит к уходу цветов и увеличению цветовых искажений.

Аналого-цифровой преобразователь занимается переводом аналоговых сигналов в цифровую форму. На его вход подается определенное напряжение с матрицы, а на выходе создается его двоичный код.

Подадим, к примеру, на вход преобразователя 4 Вольта, потом 9 Вольт. На его выходе появятся следующие вариации цифр: сначала 00000100, затем 00001001. В двоичном коде