Простые серьезные сканеры для простых серьезных перцев

test_lab (test_lab@gameland.ru)

Xakep, номер #059, стр. 059-014-2

Что есть сканер, как он устроен, и какое нам до этого дело

Слова “планшетный сканер” означают, что мы имеем дело с конструкцией, в которой каретка со светочувствительным элементом движется параллельно неподвижному сканируемому объекту.

Обработка одиночных листов бумаги может осуществляться “протяжными” сканерами – это тот случай, когда бумага движется через устройство мимо неподвижного сканирующего элемента. Кроме того, существуют различные типы сканеров: ручные, которые надо возить по странице книжки (такие звери почти вымерли); фильм-сканеры – используются для сканирования фотопленки (не путать со слайд-адаптерами для обычных сканеров). Некоторые планшетные сканеры могут работать с фотопленкой различных форматов. Сканирование прозрачных материалов необходимо проводить в проходящем свете (проще говоря, на просвет). Давным-давно для этого в крышке сканера (или вместо нее) устанавливалась лампа, двигавшаяся синхронно с кареткой. Это делало сканер монструозно необъятным. Теперь все проще – в крышке устанавливается одна длинная лампа, подсвечивающая весь слайд (группу слайдов) сразу по всей площади. Недостатки – невозможно (ну хорошо, очень трудно) получить равномерное освещение всей площади сканируемого объекта. Тем не менее, эта конструкция дешевле и для бытовых задач вполне сойдет.

Планшетный сканер – это плоская полимерная коробочка с крышечкой, под которой прячется стеклышко. На это стеклышко кладется сканируемая вещь (листок, журнал, книжка, возможно, даже монетки или еще какие-нибудь мелкие идолы коллекционеров). Под стеклом, внутри коробочки, передвигается каретка с установленной в ней сканирующей системой. Каретка - самая важная деталь сканера. От того, насколько качественно она устроена, зависит конечный результат. Планшетные сканеры бывают двух основных типов: на базе CCD и на базе CIS элементов. CCD - это Charge Coupled Device, он же ПЗС – прибор с зарядовой связью. CIS – Contact Image Sensor, контактный сенсор изображения.

Вдаваться в технологические подробности, наверное, не стоит, тем более что публикаций на эту тему предостаточно. Отметим лишь, что CCD технология издревле используется во многих, если не во всех типах аппаратуры, работающей с преобразованием живописного заката в скучные бесцветные биты. Самые известные представители CCD устройств – видеокамеры и цифровые фотоаппараты. CIS элементы стали применяться сравнительно недавно, и причиной их появления послужило, как всегда, желание сэкономить.

Каретка CCD сканера, помимо чувствительного элемента, включает в себя оптическую систему, состоящую из объектива и зеркала. Сам CCD датчик имеет довольно компактные размеры, и для передачи на него широкого изображения (например, шириной с лист формата А4) его надо уменьшить. С этой задачей справляется объектив. Расстояние от сканируемого листа бумаги до объектива - несколько сантиметров, столько и должна была бы составлять высота каретки, в которой помещается сенсор с объективом, но тут в конструкции появляется зеркало, преломляющее ход лучей на 90 градусов. За счет этого фокуса стало возможным сделать каретку небольшой высоты, при этом увеличив ее глубину (размер вдоль направления движения). В реальных конструкциях сканеров луч света может преломляться несколько раз, опять же для уменьшения габаритов каретки.