Анатомия сканера: взгляд изнутри
 Конструкция абсолютно
любого устройства, в особенности, если оно (устройство) включает в
себя как электронные, так и механические элементы, может показаться
неосведомленному человеку кладезем тайн и загадок, в которых ой как
трудно разобраться самому. Планшетные сканеры - как раз такой
вариант. При первом рассмотрении устройство сканера не кажется
каким-то уж особо сложным: корпус с немногочисленными разъемами и
парочкой кнопок, съемная крышка планшета, да стекло, на которое
кладутся оригиналы для сканирования. Но вот как "хозяйство"
работает, и что обозначают цифры его спецификации - это уже, как
говорится, совершенно другая песня. Чтобы научиться ориентироваться
в многочисленных моделях сканеров, представленных сегодня на
компьютерном рынке, нужно представлять себе реальное значение
указываемых производителями характеристик. Но чтобы данная статья
была более познавательной, разберем конструкцию сканера, как
говорится, в буквальном смысле слова "разберем".
Начнем, пожалуй, с
самого важного элемента любого сканера - светочувствительной
матрицы, являющейся как бы его "глазами".
Да. Именно матрица
является важнейшей частью любого сканера. Матрица трансформирует
изменения цвета и яркости принимаемого светового потока в аналоговые
электрические сигналы, которые будут понятны лишь единственному ее
электронному другу - аналого-цифровому преобразователю (АЦП). С этой
точки зрения, АЦП можно сравнить с гидом-переводчиком, неизменным ее
компаньоном. Только он как никто другой понимает матрицу, ведь
никакие процессоры или контроллеры не разберут ее аналоговые сигналы
без предварительного толкования преобразователем. Только он способен
обеспечить работой всех своих цифровых коллег, воспринимающих лишь
один язык - язык нулей и единиц. С другой стороны, можно взять любой
процессор, преобразователь или усилитель, осветить их самым ярким
источником света и ожидать какой-либо реакции столь долго, пока не
надоест. Результат заранее известен - он будет нулевой, ибо никакие
другие электронные компоненты сканера к нему не чувствительны. Если
угодно, все они незрячи от рождения. Другое дело - матрица. Световой
поток, падая на ее поверхность, буквально "вышибает" электроны из ее
чувствительных ячеек. И чем ярче свет, тем больше электронов
окажется в накопителях матрицы, тем больше будет их сила, когда они
непрерывным потоком ринутся к выходу. Однако сила тока электронов
настолько несоизмеримо мала, что вряд ли их "услышит" даже самый
чувствительный АЦП. Именно поэтому на выходе из матрицы их ждет
усилитель, который сравним с огромным рупором, превращающим, образно
говоря, даже комариный писк в вой громогласной сирены. Усиленный
сигнал (пока еще аналоговый) "взвесит" преобразователь, и присвоит
каждому электрону цифровое значение, согласно его силе тока. А
дальше: Дальше электроны будут представлять собой цифровую
информацию, обработкой которой займутся другие специалисты. Работа
над воссозданием изображения больше не требует помощи
матрицы.
Но оставим общие рассуждения. Давайте рассмотрим
практическую сторону дела. Большинство современных сканеров для дома
и офиса базируются на матрицах двух типов: на CCD (Charge Coupled
Device) или на CIS (Contact Image Sensor). Сей факт порождает в умах
пользователей два вопроса: в чем разница и что лучше? Если разница
заметна даже невооруженным взглядом - корпус CIS-сканера плоский, в
сравнении с аналогичным CCD-аппаратом (его высота обычно составляет
порядка 40-50 мм), то ответить на второй вопрос гораздо сложнее.
Ответ здесь нужно аргументировать, чтобы избежать лавины порождаемых
вопросов типа "а чем он лучше?", "а почему он лучше?".
Для начала
давайте рассмотрим основные достоинства и недостатки этих двух
классов сканеров. Для удобства я свел их в небольшую
табличку:
CCD-сканер обладает
большей глубиной резкости, нежели его CIS-собрат. Достигается это за
счет применения в его конструкции объектива и системы
зеркал.
  На
рисунке, 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. Объяснить это можно
тем, что сканеры в большинстве случаев приобретаются не только для
оцифровки листовых текстовых документов, но и для сканирования
фотографий и цветных изображений. В этом плане, пользователю хочется
получить скан с наиболее точной и достоверной цветопередачей, а в
аспекте светочувствительности CCD-сканер гораздо строже передает
цветовые оттенки, света и полутона, нежели CIS-сканер. Отмечу, что
погрешность разброса уровней цветовых оттенков, различаемых
стандартными CCD-сканерами составляет порядка +20%, тогда как у
CIS-аппаратов эта погрешность составляет уже +40%.
 Схематическое представление
CIS-сенсора
CIS-матрица 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 своего CCD-собрата. К тому же, такие аппараты
славятся низким энергопотреблением; они практически нечувствительны
к механическим воздействиям. Однако CIS-сканеры несколько ограничены
в применении: аппараты, как правило, не приспособлены к работе со
слайд-модулями и автоподатчиками документов.
Из-за особенностей
технологии CIS-матрица обладает сравнительно небольшой глубиной
резкости. Для сравнения, у CCD-сканеров глубина резкости составляет
+30 мм, у CIS - +3 мм. Другими словами, положив на планшет такого
сканера толстую книгу, получишь скан с размытой полосой посередине,
т.е. в том месте, где оригинал не соприкасается со стеклом. У
CCD-аппарата вся картина будет резкой, поскольку в его конструкции
есть система зеркал и фокусирующая линза. В свою очередь, именно
достаточно громоздкая оптическая система и не позволяет CCD-сканеру
достичь столь же компактных размеров, как у CIS-собрата. Однако с
другой стороны, именно оптика обеспечивает очевидный выигрыш в
качестве. Замечу, требования к оптике очень высоки, поэтому слухи,
что в некоторых моделях сканеров применяются, де, "пластмассовые
зеркала" сильно преувеличены, если не сказать "вымышлены".
;)
В
плане разрешающей способности CIS-сканеры также не конкурент CCD.
Уже сейчас некоторые модели CCD-сканеров для дома и офиса обладают
оптическим разрешением порядка 3200 dpi, тогда как у CIS-аппаратов
оптическое разрешение ограничено, если не ошибаюсь, пока что 1200
dpi. Но, в общем-то, сбрасывать со щитов CIS-технологию не стоит.
Все технологии стремительно развивается. Сканеры с CIS-матрицей
нашли свое применение там, где требуется оцифровывать не книги, а
листовые оригиналы. Тот факт, что эти сканеры целиком получают
питание по шине USB и не нуждаются в дополнительном источнике
питания, пришелся как нельзя кстати владельцам портативных
компьютеров. Оцифровать оригинал и перевести его в текстовый файл
они могут где бы то ни было, не завязываясь с близостью
электрических сетей, что позволяет закрыть глаза на ряд недостатков
контактного сенсора. Собственно поэтому, ответить на вопрос "какой
сканер лучше" можно исходя из ваших конкретных запросов.
 Самый важный
элемент сканера - CCD-матрица
На приведенной выше
фотографии вы видите CCD-матрицу, которая представляется "большой
микросхемой" со стеклянным окошком. Именно сюда и фокусируется
отраженный от оригинала свет. Матрица не прекращает работать все то
время, пока лафет со сканирующей кареткой, приводимый шаговым
электродвигателем, совершает путь от начала планшета, до его конца.
Замечу, что общая дистанция движения лафета по направлению "Y"
называется частотой сэмплирования или механическим разрешением
сканера (об этом мы поговорим чуть позже). 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, и наступает очередь для сканирования следующей
линии, и т.д.
На виде сбоку можно
заметить два обычных винта, которые выполняют "деликатную" роль". С
их помощью 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. Кстати, в
случае перекоса одного из элементов оптической системы воссозданное
компьютером изображение окажется "полосатым".
 Увеличенное
изображение части CCD-матрицы (макросъемка
произведена цифровым
фотоаппаратом Canon EOS D60)
На увеличенной
фотографии CCD-матрицы достаточно хорошо видно, что CCD-матрица
оснащена собственным RGB-фильтром. Именно он и представляет собой
главный элемент системы разделения цветов, о чем многие говорят, но
мало кто представляет, как на самом деле это работает. Обычно,
многие обозреватели ограничиваются стандартной формулировкой:
"стандартный планшетный сканер использует источник света, систему
разделения цветов и прибор с зарядовой связью (CCD) для сбора
оптической информации о сканируемом объекте". На самом деле, свет
можно разделить на его цветовые составляющие, а затем сфокусировать
на фильтрах матрицы. Столь же немаловажным элементом системы
разделения цветов является объектив сканера.
 Объектив сканера на
самом деле не так велик, как кажется на
фотографии
Корпус сканера должен
обладать достаточной жесткостью, чтобы исключить возможные перекосы
конструкции. Безусловно, лучше всего, если основа сканера
представляет собой металлическое шасси. Однако 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, которые
можно сравнить с нервюрами и лонжеронами самолета.
 Расположение
основных функциональных узлов сканера
Немаловажным элементом
корпуса является транспортный фиксатор, наличие которого призвано
уберечь 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. В принципе,
производители акцентируют внимание покупателей на этот небольшой
нюанс яркими наклейками с соответствующими предупреждениями.
Некоторые
полагают, что уж корпус-то никак не может влиять на качество
сканирования. Однако это далеко не так. Дело в том, что оптическая
система сканера не терпит пыли, поэтому корпус аппарата должен быть
герметичным, без каких-либо щелей (даже технологических). Мне не раз
попадались модели, которые таким требованиям не соответствовали.
Если вам предстоит покупка сканера, то я порекомендовал бы обратить
на это внимание.
Также при покупке
сканера обратите внимание на 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.
Также обратите внимание на наличие разметки 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".
 Кнопки быстрого
сканирования - элемент, без которого можно обойтись  
На приведенной выше
фотографии 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. Понятно,
что для той или иной кнопки заданы конкретные параметры качества
сканирования. Впрочем, нажатие на ту или иную кнопку сначала
приводит к запуску на компьютере приложения (если таковых
несколько), отвечающего за вызываемую операцию. Замечу, что далеко
не все SOHO-сканеры снабжены собственным блоком управления, а в
профессиональных аппаратах такие элементы отсутствуют и
подавно.
Некоторые производители "грешат" тем, что исключают из
драйвера сканера ряд настроек, которыми, по их мнению, не пользуются
большинство рядовых пользователей. Так, например, в SOHO-сканерах
Hewlett-Packard отсутствует возможность изменения gamma-коррекции,
загрузки ICC-профилей и многого другого. Зато именно Hewlett-Packard
как никто другой любит "баловать" пользователей наличием ряда кнопок
быстрого сканирования.
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,
называемый инвертором.
 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
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 фотографии ее контур я выделил
голубым цветом) и принимается первым, самым длинным зеркалом
оптической системы.
Среди очевидных
преимуществ лампы с холодным катодом можно отметить большой срок
службы, который составляет 5 000 - 10 000 часов. По этой причине,
кстати, 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 отмечу 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. Замечу, что некоторые драйверы
позволяют уменьшить время разогрева, если качество оцифровки не так
важно (например, при сканировании текстовой информации). Добавлю,
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.
 На фотографии
хорошо заметно, как под воздействием света с течением
времени
тускнеет корпусная пластмасса и калибровочная
мишень
Исследуемый сканер 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
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.
 Лампа с холодным
катодом чем-то напоминает лампу дневного
света: только
маленькую  При желании из
инвертора и лампы с холодным катодом можно
соорудить настольную
лампу
На фотографии вы
видите нецелевое использование лампы сканера. ;) Модуль инвертора
был подключен к стандартному компьютерному блоку питания, для чего к
его плате были подпаяны проводки с переходничком. В принципе, если
сюда приспособить какой-нибудь держатель, то выйдет довольно-таки
неплохая и яркая настольная лампа.
Кто помогает
процессору сканера "найти общий язык" с матрицей? Конечно же,
аналого-цифровой преобразователь, занимающийся переводом аналоговых
сигналов в цифровую форму. Этот интересный процесс можно представить
следующим образом. Сначала АЦП как бы "взвешивает" входное
напряжение, напоминая продавца в магазине, подбирающего набор
стандартных гирек того же веса, что и товар. Затем, когда напряжение
измеряно, АЦП представляет данные своему "боссу", то бишь
процессору, но уже в виде цифр. И в результате все довольны.
Можно представить себя в роли процессора и
поинтересоваться, что же происходит на выходе АЦП, при смене
входного напряжения? 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 это цифры 4
и 9. Количество же нулей и единиц, которыми АЦП выражает измеренное
значение - это его разрядность, которая измеряется в битах. Такой
параметр, как разрядность преобразователя крайне важен для
сканера, ведь он характеризует точность измерения входного сигнала.
Сегодня на прилавках магазинов можно увидеть недорогие
сканеры, в которых работают преобразователи с разрядностью от 24 до
48 бит. Теоретически всегда лучше выбирать сканер, у которого
разрядность больше. При этом следует учитывать одну тонкость: иногда
производители крупно пишут на коробках "48 bit", а где-нибудь в
уголке мелким шрифтом уточняют: "software 48 bit, hardware 36 bit".
Это означает, что большая красивая цифра не имеет ничего общего к
точности установленного в сканере АЦП, а реальная разрядность в этом
случае составляет 36 бит. Именно на нее и следует ориентироваться.
Следует признать, что в домашней практике различия между
результатами работы 36-ти и 42-х-битных сканеров практически
незаметны (человеческий глаз способен различить примерно 24 бита
цветовых оттенков, т.е. около 16,7 млн.). В нашем случае,
разрядность преобразователя и глубина цвета - это одно и то же. Ведь
преобразователь рассчитывает не что иное, как цвета точек, из
которых складывается изображение. Чем больше разрядность
преобразователя, тем достовернее сканер может передать цвет каждой
точки изображения. Соответственно, тем больше изображение будет
походить на оригинал.
Современные сканеры
оснащают специализированными процессорами. В число задач такого
процессора входит согласование действий всех цепей и узлов, а также
формирование данных об изображении для передачи персональному
компьютеру. В некоторых моделях сканеров на процессор возлагаются
также функции контроллера интерфейса.
Список программных
инструкций для процессора хранится в микросхеме постоянной памяти.
Данные в эту микросхему записываются производителем сканера на этапе
производства. Содержимое микросхемы называется "микропрограммой" или
"firmware". У некоторых профессиональных сканеров предусмотрена
возможность ее обновления, но в недорогих моделях для дома и офиса
это обычно не требуется.
Помимо микросхемы
постоянной памяти в сканерах используется и оперативная память,
играющая роль буфера (ее типовые значения - 1 или 2 Мбайт). Сюда
направляется сканируемая информация, которая практически сразу
передается на ПК. После отправки содержимого из памяти персональному
компьютеру, процессор обнуляет буфер для формирования новой посылки.
Замечу, что инструкции для процессора также заносятся в ячейки
оперативной памяти, но уже самого процессора (для этого он оснащен
несколькими килобайтами собственной "оперативки"). Организация его
памяти построена по принципу конвейера, т.е. после выполнения
инструкции, стоящей в очереди первой, ее место занимает вторая, а
место последней - новая инструкция.
Объем оперативной
памяти сканера ранее указывался производителями в технических
спецификациях сканеров. Однако, т.к. данный параметр практически не
сказывается на быстродействии аппарата, в современных сканерах он
часто умалчивается. Умалчивается он и в том случае, если конкретный
сканер использует некоторую область оперативной памяти самого
компьютера, что реализуется средствами драйвера.
За обмен информацией и
командами между сканером и компьютером отвечает контроллер
интерфейса. Как я отмечал выше, данная микросхема может
отсутствовать в том случае, если процессор располагает
интегрированным модулем контроллера. В эпоху "двушек" и "трешек"
сканеры выпускались с интерфейсами SCSI, IEEE1284 (LPT) и даже с
RS-232. Сегодняшний ассортимент SOHO-сканеров огранивается
интерфейсами USB, FireWire и SCSI. Одно время ходили слухи о
появлении Bluetooth-сканеров, но пока дальше слухов дело не пошло.
Совершенно очевидно, что в аппаратах с разными интерфейсами
установлены такие же разные контроллеры. Между собой они не
совместимы, потому как "говорят на разных языках".
 В нашем случае
интерфейсная плата сочетает SCSI- и USB-порты, а также
располагает
двумя гнездами для подключения дополнительных
модулей
 SCSI (Small
Computer Systems Interface)
Сканеры с интерфейсом
SCSI были наиболее распространены несколько лет назад. Надо
признать, что 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. Кроме того, группа
CIS-сканеров получает необходимое питание по USB-порту, чем
привлекает владельцев портативных компьютеров. Согласитесь, такое
качество не реализуешь посредством SCSI.
FireWire
(IEEE1394)
При выборе типа
подключения, по крайней мере, для меня FireWire-интерфейс является
более предпочтительным. FireWire 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 скором времени свет
увидят периферийные устройства с новой модификацией этого интерфейса
- FireWire 800 (IEEE1394b). Именно тогда он станет самым скоростным
среди периферийных стандартов, которые когда-либо были
разработаны.
Основной подвижный
модуль сканера - его сканирующая каретка. В нее входят оптический
блок, с системой линз и зеркал, светочувствительная матрица, лампа с
холодным катодом (если это CCD-сканер) и плата инвертора. К
сканирующей каретке жестко закреплен зубчатый протяжный ремень,
который приводит в движение шаговый двигатель аппарата.
 Место крепления
ремня к сканирующей каретке  Элементы протяжного
механизма
За плотный контакт
ремня с шестеренками отвечает специальная натяжная пружина, которая
надевается непосредственно на него. Лафет со сканирующей кареткой
перемещается по направляющим салазкам, вдоль корпуса аппарата
(см.фото).
Шаговый
электродвигатель (Step Motor) может поворачивать шпиндель в обе
стороны совсем небольшими шажками. Из-за этой особенности всегда
есть возможность переместить каретку сканера на строго определенное
расстояние. Такой двигатель есть в каждом планшетном сканере. Он
вращает редуктор (шестеренки, которые вы видите на фотографии) и
приводит в движение каретку, в которой заключен оптический блок,
лампа, и матрица. За выбор направления и скорости вращения отвечает
специальная микросхема - контроллер двигателя. Точность перемещения
каретки называют механическим разрешением по направлению "Y"
(Y-direction).
 Оптическое
разрешение сканера - направление X, а его
механическое
разрешение - направление Y
Вообще, оптическое
разрешение определяется числом элементов линии матрицы, деленное на
ширину рабочей области. Механическое - число шагов сканирующей
каретки по направлению движения Y. В спецификациях к сканерам можно
встретить обозначения, типа, "600х1200". Здесь вторая цифра и есть
механическое разрешение, тогда как первая характеризует оптическое
разрешение сканера. Различают также интерполированное разрешение,
которое иногда на несколько порядков больше значений оптического, но
никак не зависит от физического оснащения аппарата. Я бы назвал его
"разрешением масштабирования". Функции интерполирования (увеличения
оригинального изображения) исполняет программное обеспечение
сканера. Ценность указываемых производителями значений интерполяции
сомнительна - любое изображение можно с тем же успехом увеличить
средствами Photoshop.
 Внутренности
двигателя  Редуктор
Сердечник двигателя с
внешней стороны соединен зубчатой передачей, представляющей
простейший редуктор. Его большая шестеренка и протягивает ремешок, к
которому закреплена сканирующая каретка.
Домашние или офисные
сканеры потребляют не слишком много энергии от сети, поэтому в
блоках питания SOHO-аппаратов не найти мощных элементов. Внутренний
блок питания рассматриваемого в данной статье аппарата выдает
напряжения 24 Вольт / 0.69 А, 12 Вольт / 0.15 А и 5 Вольт / 1 А.
Т.к. для источника света - лампы с холодным катодом, требуется
высокое напряжение в несколько киловольт, за ее питание отвечает
отдельный блок, о котором я рассказывал чуть выше.
Для многих планшетных
сканеров выпускаются сопутствующие дополнительные приспособления, в
большинстве случаев приобретаемые отдельно. Из таковых можно
отметить автоподатчик документов и адаптер для сканирования
прозрачных оригиналов (слайд-адаптер).
 Сканер с
автоподатчиком документов представляет собой громоздкую
конструкцию
Автоподатчик бумаги
требуется в тех случаях, когда приходится сканировать множество
печатных листов стандартного формата. Удостовериться, что к вашему
сканеру можно подключить автоподатчик достаточно просто. Для этого
можно просто взглянуть на панель подключений и убедиться в наличии
гнезда ADF (Automatic Document Feeder). Следует заметить, что
автоподатчик документов всегда "привязан" к конкретной модели
сканера, либо к серии моделей. Универсального податчика не
существует! Причина заключается в том, что данное устройство
управляется с интерфейсной платы сканера. Понятно, что работа
податчика невозможна при отсутствии связи со сканером, поэтому при
покупке будьте внимательны, и удостоверьтесь, что ваш сканер
поддерживает работу с конкретным автоподатчиком.
 Вид на прозрачное
окошко автоподатчика документов с другой
стороны
стекла
Работает автоподатчик
следующим образом. После этапа автокалибровки и проверки готовности
сканер позиционирует каретку перед прозрачным окном автоподатчика.
Затем, с его входного лотка поочередно забираются листовые
оригиналы, и при проходе через означенное окно они
оцифровываются.
Слайд-адаптер
представляет собой дополнительное приспособление, предназначенное
для оцифровки прозрачных оригиналов (пленок, слайдов и негативов).
Существуют два типа таких адаптеров: пассивный, который использует
лампу сканера, и активный, просвечивающий прозрачный оригинал
собственной лампой.
Активный слайд-адаптер
оснащен собственным источником света, просвечивающим прозрачный
оригинал. Некоторые модели таких слайд-адаптеров имеют подвижную
каретку с источником света, которая приводится двигателем и
протяжным механизмом. Источник света перемещается вдоль
направляющей, согласно позиционирования каретки сканера. Собственная
лампа сканера при этом отключается. Сегодня более распространены
модели сканеров для дома и офиса без подвижных частей в модуле
слайд-адаптера. Типичный пример - не так давно протестированный
нашей тестовой лабораторией EPSON
Perfection 3200 Photo. Его источник света встроен в крышку
сканера и занимает всю ее полезную поверхность. Для согласования
адаптера со сканером из крышки выходит провод с разъемом,
подключающийся к специальному гнезду на задней панели аппарата (оно
обозначается аббревиатурой XPA). Активизация лампы адаптера
происходит автоматически при смене типа оригинала в управляющей
программе, что дополнительно сообщается индикатором в крышке
сканера. Прозрачные оригиналы устанавливаются в прилагаемые в
комплекте шаблоны, которые поддерживают: ленту 35 мм пленки из 12
кадров, четыре 35 мм слайда вставленных в рамки, пленки 120/220 (6 х
9 см) / 4 х 5''. Ну а сами шаблоны кладутся на стекло сканера. Во
время сканирования, поток света проходит сквозь прозрачный оригинал,
и, попадая на вход оптической системы сканера, обрабатывается
аналогичным (как и непрозрачный оригинал) образом. Понятно, что
такие свойства сканера, как оптическое разрешение и глубина света
при использовании слайд-адаптера не меняются, чего не скажешь о
диапазоне оптических плотностей. Этот параметр сканера напрямую
зависит от яркости источника света и времени экспонирования.
Представить это можно так: чем темнее оригинал, тем меньше света он
пропускает, тем дольше нужно времени, чтобы накопители CCD-матрицы
собрали нужное количество заряда. Самый темный из прозрачных
оригиналов - это рентгеновские пленки (до 3.6D). Чтобы получить с
них качественный скан, нужен яркий источник света. Однако диапазон
воспроизводимых оптических плотностей сканера отнюдь не определяется
только лишь яркостью лампы. Главным образом он зависит от
разрядности (или точности) аналого-цифрового преобразователя,
качества оптической системы и способностей светочувствительной
матрицы.
Пассивный слайд-модуль устроен проще, нежели активный.
Такой адаптер использует в качестве источника света лампу самого
сканера. Интенсивность светового потока в этом случае существенно
ниже, чем в случае с активным адаптером. Соответственно, ниже и
качество отсканированных изображений, которое вполне приемлемо, к
примеру, для Web. Пассивные слайд-адаптеры также отличаются
невысокой ценой.
В общем-то, о сканере,
как о сложнейшем электронном приборе можно рассказывать довольно
долго, но все равно в рамках одной статьи невозможно передать всех
интересных нюансов. Сегодня мы выяснили следующее: по каким причинам
CCD-сканеры оцифровывают оригиналы гораздо качественнее, чем
аппараты с контактным сенсором; почему важна разрядность
преобразователя, и чем отличается оптическое разрешение от
механического; какие бывают источники света и как они влияют на
качество сканирования; как осуществляется взаимодействие электронных
и механических частей сканера, и почему слайд-адаптеры подходят
далеко не всем аппаратам. В общем, я постарался как можно в более
доступной форме рассказать об особенностях современных
SOHO-сканеров, и мне будет небезынтересно узнать ваше мнение об этой
статье.
|
