Скануючі системи на основі контактних датчиків зображення CIS (Contact Image Sensor) набули надзвичайно велику популярність у виробників сканерів, копіювальних апаратів, багатофункціональних офісних пристроїв (БФП), факсів. І тому при ремонті та діагностиці всіх цих пристроїв часто виникає необхідність переконатися в справності скануючої лінійки, яку іноді називають ще і скануючої головкою. Автор пропонує ознайомитися з одним з варіантів діагностики цієї найважливішої частини скануючих пристроїв.
Технологія LIDE (Light Indirect Exposure), розроблена компанією CANON, є однією з різновидів контактних датчиків зображення (КДІ), які отримали в літературі найменування CIS. У контактних датчиках зображення для зчитування рядка використовується лінійка фотоприймачів, в якості яких, найчастіше, використовуються фототранзистори. Кількість фотоприймачів відповідає кількості точок в сканируемой рядку, тобто кожним фотоприймачем сприймається одна точка (один піксель), що сканується. Кожному фотодетектори відповідає своя фокусуються лінза, що дозволяє зібрати і сфокусувати на поверхні фотодетектора світловий потік, відбитий від одного пікселя зображення оригіналу. Загальний принцип сканування зображення за допомогою CIS демонструється на рис. 1.
Мал. 1. Принцип сканування зображення за допомогою CIS
Як видно з малюнка, лінійка світлочутливих датчиків займає всю ширину сканируемой рядки, і при цьому максимально щільно прилягає до скла сканера. Так як сканування здійснюється в масштабі 1: 1, то відпадає необхідність у складній оптичній системі, що і є головною перевагою технології CIS.
Головною особливістю технології LIDE є оригінальна конструкція скануючої лампи. В общем-то, як такої, лампи і немає. Замість лампи використовуються три світлодіода, розміщених в бічній частині скануючої головки, і пластиковий світловод спеціальної форми (рис. 2). Цей світловод забезпечує поширення світлового потоку, випромінюваного світлодіодом, на всю довжину рядка, і перенаправлення його на скановане зображення.
Мал. 2. Конструкція світловода скануючої головки
Внутрішній устрій скануючої лінійки LIDE представлено на рис. 3. Таким чином, у складі скануючої головки є три світлодіодні "лампи" з різним кольором світіння, причому ці лампи повинні мати незалежне управління (рис. 4).
Мал. 3. Внутрішній устрій скануючої лінійки LIDE
Мал. 4. Схема управління світлодіодними лампами
При скануванні кольорових зображень, оригінал повинен по черзі засвічуватись світлом трьох різних кольорів: червоним (R), зеленим (G) і синім (B). Під час сканування в кольоровому режимі ці "лампи" перемикаються з досить високою частотою, в результаті чого створюється ілюзія того, що документ сканується білим світлом, що, насправді, не відповідає дійсності.
Розвиток кооперації в галузі виробництва оргтехніки та периферійних пристроїв привело до того, що одна і та ж LIDE-головка може використовуватися в самих різних пристроях різних виробників. Так, наприклад, в скануючих пристроях початкового рівня дуже широке поширення набула CIS-головка фірми CANON з маркуванням CLG-60216G (рис. 5). Цей LIDE-модуль можна зустріти в сканерах фірм CANON і BENQ, в МФУ і копіювальних апаратах CANON, в МФУ, що випускаються компаніями Samsung, Xerox і HP Таке масове використання цієї LIDE-головки має позитивні сторони, адже у сервісних фахівців з'являється можливість проводити заміни сумісних модулів, з, здавалося б, абсолютно різних і несумісних між собою пристроїв. Так, наприклад, автором даної статті була проведена успішна заміна модуля CIS в апараті "Samsung SCX-4100", причому замінний модуль був узятий від сканера "BenQ 5250C".
Мал. 5. CIS-головка фірми CANON з маркуванням CLG-60216G
Отже, при виникненні досить багатьох несправностей скануючих пристроїв можна спостерігати ситуацію, коли скануючі лампи не включаються, і сканер не входить в режим готовності, а переходить в стан фатальної помилки. Причин для такої поведінки сканера може бути кілька:
Несправність LIDE-модуля;
Несправність керуючого мікропроцесора;
Несправність двигуна, що переміщує LIDE-каретку;
Несправність датчика початкової позиції скануючої каретки (в разі його наявності).
Таким чином, фахівцеві, що проводить діагностику такого пристрою, необхідно визначити, чи справна LIDE-головка, або ж є проблема в іншому вузлі.
Яким чином можна перевірити справність LIDE-головки, розглянемо на прикладі згаданої вище і широко використовується головки CANON CLG-60216G.
Повна перевірка справності LIDE-головки досить трудомістка і вимагає наявності, як мінімум, такого обладнання, як осцилограф, мультиметр, лабораторний джерело живлення і генератор. Автор пропонує розглянути спрощений варіант діагностики CIS-головки, що полягає в перевірці тільки її модуля підсвічування. Така діагностика дозволить переконатися в тому, що всі три лампи LIDE-модуля справні.
Розглянутий модуль має 12-контактний роз'єм, за допомогою якого здійснюється його підключення до основної плати сканера за допомогою плоского шлейфу (див. Рис. 5). Призначення контактів цього роз'єму приведене в таблиці, а місце розташування контакту 1 показано на рис. 6. Виходячи з наведеної інформації, метод перевірки ламп LIDE-модуля напрошується сам собою.
Мал. 6. 12-контактний роз'єм модуля CLG-60216G
Для включення кожної лампи необхідно лише прикласти до неї відповідну напругу. Тому для діагностики буде потрібно всього лише один пристрій - регульований джерело живлення, здатний формувати на свій вихід постійна напруга в діапазоні 0 ... 3,5 В.
Процедура тестування модуля виглядає наступним чином:
1. Включають джерело живлення і встановлюють на його виході напруга близько 3,3 В.
2. "Плюс" джерела живлення прикладають до контакту 8 (VLED).
3. "Мінус" джерела живлення прикладають до контакту 11 (RLED). В результаті повинна спалахнути світлодіодна "лампа" червоного кольору. Зміна величини напруги живлення повинно приводити до зміни яскравості світіння лампи.
4. Далі "мінус" джерела живлення прикладають до контакту 10 (GLED). В результаті повинна спалахнути "лампа" зеленого кольору. Її яскравість повинна змінюватися пропорційно зміні величини напруги на контакті 8 (VLED).
5. Аналогічно лампу синього кольору, прикладаючи до контакту 9 (BLED) "мінус" джерела живлення.
Таким чином, перевіривши всі три джерела світла, можна з упевненістю говорити про повну справність модуля підсвічування LIDE-головки. Загальна схема діагностичного стенда для перевірки CIS-модуля представлена \u200b\u200bна рис. 7.
Мал. 7. Схема діагностичного стенда для перевірки CIS-модуля
При проведенні даної процедури тестування можна зіткнутися з цікавою особливістю. Справа в тому, що червоний світлодіод є найбільш яскравим і загоряється навіть при додатку до нього напруги 2,5 В, в той час як зелений і синій світлодіоди спалахують при напрузі на них більше 3 В.
Іноді зустрічаються LIDE-головки з 16-контактним роз'ємом, а й для них все розказане вище абсолютно справедливо. Справа в тому, що в 16-контактному роз'ємі чотири останніх контакту не використовуються, а призначення перших 12 контактів повністю збігається з тим, що описано в таблиці.
Таблиця. Призначення контактів роз'єму на модулі CLG-60216G
| № контакту | позначення | опис |
| Лінія передачі даних, зчитувальних фотодетекторами |
||
| "Земля" для фотодетекторов |
||
| Напруга харчування фотодетекторов |
||
| Опорна напруга для фотодетекторов |
||
| Стартовий імпульс, визначає моменти зчитування інформації фотодетекторами |
||
| Тактова частота для передачі даних, зчитувальних фотодетекторами |
||
| Напруга живлення для світлодіодних ламп |
||
| Сигнал управління синім світлодіодним лампою (активний низький рівень) |
||
| Сигнал управління зеленої світлодіодним лампою (активний низький рівень) |
||
| Сигнал управління червоним світлодіодним лампою (активний низький рівень) |
||
Звичайно ж, дана методика не є повною і не дозволяє перевірити справність фотодетекторов, але, тим не менш, є дуже наочною та інформативною, дозволяючи переконатися в тому, що LIDE-головка справна "в принципі". Даний метод діагностики зручно застосовувати в ситуації, коли є підозри на справність керуючого контролера і з'єднувального шлейфу сканера. Несправність цих елементів, як і LIDE-головки, проявляється у відсутності світіння скануючих ламп, а також в битті скануючої каретки в край копіювального стола на етапі ініціалізації при включенні сканера / МФУ / копіювального апарату.
На закінчення хотілося б звернути увагу на те, що перевірити світлодіоди LIDE-модуля можна і самим звичайним тестером в режимі "перевірка діодів". Для цього слід "продзвонити" діоди між контактами VLED і RLED, GLED, BLED. При тестуванні необхідно змінювати полярність підключення щупів приладу, щоб забезпечувати відкрите і закрите стан тестованих світлодіодів модуля. При цьому світіння "ламп" не інтенсивним (можливо, лампи взагалі не загоряться), і їм не можна керувати. Але, тим не менш, отримати відповідь на питання про справність світлодіодів цілком можливо.
Конструкція абсолютно будь-якого пристрою, особливо, якщо воно (пристрій) включає в себе як електронні, так і механічні елементи, може здатися необізнаному людині джерелом таємниць і загадок, в яких ой як важко розібратися самому. Планшетні сканери - як раз такий варіант. При першому розгляді пристрій сканера чи не здається якимось вже особливо складним: корпус з нечисленними роз'ємами і парочкою кнопок, знімна кришка планшета, так скло, на яке кладуть оригінали для сканування. Але ось як "господарство" працює, і що позначають цифри його специфікації - це вже, як то кажуть, зовсім інша пісня. Щоб навчитися орієнтуватися в численних моделях сканерів, представлених сьогодні на комп'ютерному ринку, потрібно уявляти собі реальне значення вказуються виробниками характеристик. Але щоб дана стаття була більш пізнавальної, розберемо конструкцію сканера, як то кажуть, в буквальному сенсі слова "розберемо".Почнемо, мабуть, з самого важливого елемента будь-якого сканера - світлочутливої \u200b\u200bматриці, що є як би його "очима".
матриця
Так. Саме матриця є найважливішою частиною будь-якого сканера. Матриця трансформує зміни кольору і яскравості прийнятого світлового потоку в аналогові електричні сигнали, які будуть зрозумілі лише єдиному її електронному другові - аналого-цифровому перетворювача (АЦП). З цієї точки зору, АЦП можна порівняти з гідом-перекладачем, незмінним її компаньйоном. Тільки він як ніхто інший розуміє матрицю, адже ніякі процесори або контролери розберуть її аналогові сигнали без попереднього тлумачення перетворювачем. Тільки він здатний забезпечити роботою всіх своїх цифрових колег, що сприймають лише одну мову - мову нулів і одиниць. З іншого боку, можна взяти будь-який процесор, перетворювач або підсилювач, висвітлити їх найяскравішим джерелом світла і очікувати будь-якої реакції настільки довго, поки не набридне. Результат заздалегідь відомий - він буде нульовою, бо ніякі інші електронні компоненти сканера до нього не чутливі. Якщо завгодно, все вони незрячі від народження. Інша справа - матриця. Світловий потік, падаючи на її поверхню, буквально "вибиває" електрони з її чутливих осередків. І чим яскравіше світло, тим більше електронів виявиться в накопичувачах матриці, тим більше буде їх сила, коли вони безперервним потоком кинуться до виходу. Однак сила струму електронів настільки незрівнянно мала, що навряд чи їх "почує" навіть самий чутливий АЦП. Саме тому на виході з матриці їх чекає підсилювач, який можна порівняти з величезним рупором, яка перевертає, образно кажучи, навіть комариний писк в виття гучної сирени. Посилений сигнал (поки ще аналоговий) "зважить" перетворювач, і присвоїть кожному електрону цифрове значення, відповідно до його силі струму. А далі ... Далі електрони будуть являти собою цифрову інформацію, обробкою якої займуться інші фахівці. Робота над відтворенням зображення більше не вимагає допомоги матриці.Але залишимо загальні міркування. Давайте розглянемо практичну сторону справи. Більшість сучасних сканерів для дому та офісу базуються на матрицях двох типів: на CCD (Charge Coupled Device) або на CIS (Contact Image Sensor). Цей факт породжує в умах користувачів два питання: в чому різниця і що краще? Якщо різниця помітна навіть неозброєним поглядом - корпус CIS-сканера плоский, в порівнянні з аналогічним CCD-апаратом (його висота зазвичай складає близько 40-50 мм), то відповісти на друге питання набагато складніше. Відповідь тут потрібно аргументувати, щоб уникнути лавини породжуваних питань типу "а чим він кращий?", "А чому він краще?".
Для початку давайте розглянемо основні переваги та недоліки цих двох класів сканерів. Для зручності я звів їх в невелику табличку:
CCD-сканер володіє більшою глибиною різкості, ніж його CIS-побратим. Досягається це за рахунок застосування в його конструкції об'єктива і системи дзеркал.
На малюнку, для простоти сприйняття, намальовано лише одне дзеркало,
тоді як у типового сканера їх не менше трьох-чотирьох
Сканери з CCD-матрицею поширені набагато більше, ніж CIS-апарати. Пояснити це можна тим, що сканери в більшості випадків купуються не тільки для оцифровки листових текстових документів, але і для сканування фотографій і кольорових зображень. У цьому плані, користувачеві хочеться отримати скан з найбільш точної і достовірної передачею кольору, а в аспекті світлочутливості CCD-сканер набагато суворіше передає колірні відтінки, світла і півтони, ніж CIS-сканер. Зазначу, що похибка розкиду рівнів колірних відтінків, що розрізняються стандартними CCD-сканерами складає близько ± 20%, тоді як у CIS-апаратів ця похибка становить вже ± 40%.
Схематичне уявлення CIS-сенсора
CIS-матриця складається з світлодіодним лінійки, яка освітлює поверхню сканованого оригіналу, самофокусірующіхся мікролінз і безпосередньо самих сенсорів. Конструкція матриці дуже компактна, таким чином, сканер, в якому використовується контактний сенсор, завжди буде набагато тонше свого CCD-побратима. До того ж, такі апарати славляться низьким енергоспоживанням; вони практично нечутливі до механічних впливів. Однак CIS-сканери дещо обмежені в застосуванні: апарати, як правило, не пристосовані до роботи з слайд-модулями і автоподатчиками документів.
Через особливості технології CIS-матриця має порівняно невеликою глибиною різкості. Для порівняння, у CCD-сканерів глибина різкості становить ± 30 мм, у CIS - ± 3 мм. Іншими словами, поклавши на планшет такого сканера товсту книгу, отримаєш скан з розмитою смугою посередині, тобто в тому місці, де оригінал не стикається зі склом. У CCD-апарату вся картина буде різкою, оскільки в його конструкції є система дзеркал і фокусуються лінза. У свою чергу, саме досить громіздка оптична система і не дозволяє CCD-сканера досягти настільки ж компактних розмірів, як у CIS-побратима. Однак з іншого боку, саме оптика забезпечує очевидний виграш в якості. Зауважу, вимоги до оптики дуже високі, тому чутки, що в деяких моделях сканерів застосовуються, де, "пластмасові дзеркала" сильно перебільшені, якщо не сказати "вигадані". ;)
У плані роздільної здатності CIS-сканери також не конкурент CCD. Вже зараз деякі моделі CCD-сканерів для дому та офісу мають оптичним дозволом порядку 3200 dpi, тоді як у CIS-апаратів оптичне дозвіл обмежено, якщо не помиляюся, поки що 1200 dpi. Але, в общем-то, скидати з щитів CIS-технологію не варто. Всі технології стрімко розвивається. Сканери з CIS-матрицею знайшли своє застосування там, де потрібно оцифровувати не книжки, а листові оригінали. Той факт, що ці сканери цілком отримують живлення по шині USB і не потребують додаткових джерел живлення, виявився до речі власникам портативних комп'ютерів. Оцифрувати оригінал і перевести його в текстовий файл вони можуть де б то не було, що не зав'язуючись з близькістю електричних мереж, що дозволяє закрити очі на ряд недоліків контактного сенсора. Власне тому, відповісти на питання "який сканер краще" можна виходячи з ваших конкретних запитів.
Найважливіший елемент сканера - CCD-матриця
На наведеній вище фотографії ви бачите CCD-матрицю, яка представляється "великий мікросхемою" зі скляним віконцем. Саме сюди і фокусується відбитий від оригіналу світло. Матриця не припиняє працювати весь той час, поки лафет зі скануючої кареткою, що приводиться кроковим електродвигуном, робить шлях від початку планшета, до його кінця. Зауважу, що загальна дистанція руху лафета за напрямом "Y" називається частотою дискретизації або механічним дозволом сканера (про це ми поговоримо трохи пізніше). За один крок матриця цілком захоплює горизонтальну лінію планшета, яка називається лінією растра. Після закінчення часу, достатнього для обробки однієї такої лінії, лафет скануючого блоку переміщається на невеликий крок, і настає черга для сканування наступної лінії, і т.д.
Вид збоку на CCD-матрицю
На вигляді збоку можна помітити два звичайних гвинта, які виконують "делікатну" роль ". З їх допомогою на етапі складання сканера проводилася точна юстирування матриці (зверніть також увагу на П-подібні прорізи в друкованій платі на вигляді зверху), щоб падаючий на неї відбитий світло від дзеркал лягав би рівномірно по всій її поверхні. до речі, в разі перекосу одного з елементів оптичної системи відтворене комп'ютером зображення виявиться "смугастим".
Збільшене зображення частини CCD-матриці (макрозйомка
проведена цифровим фотоапаратом Canon EOS D60)
На збільшеної фотографії CCD-матриці досить добре видно, що CCD-матриця оснащена власним RGB-фільтром. Саме він і є головний елемент системи поділу квітів, про що багато говорять, але мало хто уявляє, як насправді це працює. Зазвичай, багато оглядачів обмежуються стандартним формулюванням: "стандартний планшетний сканер використовує джерело світла, систему поділу квітів і прилад із зарядним зв'язком (CCD) для збору оптичної інформації про сканованому об'єкті". Насправді, світло можна розділити на його колірні складові, а потім сфокусувати на фільтрах матриці. Настільки ж важливим елементом системи поділу квітів є об'єктив сканера.
Об'єктив сканера насправді не такий великий, як здається на
фотографії
корпус
Корпус сканера повинен володіти достатньою жорсткістю, щоб виключити можливі перекоси конструкції. Безумовно, найкраще, якщо основа сканера є металеве шасі. Однак корпусу більшості випускаються сьогодні сканерів для дому та офісу, з метою зниження вартості, повністю зроблені з пластмаси. В цьому випадку, необхідну міцність конструкції надають ребра жорсткості, які можна порівняти з нервюрами і лонжеронами літака.
Розташування основних функціональних вузлів сканера
Важливим елементом корпусу є транспортний фіксатор, наявність якого покликане вберегти сканує каретку від пошкоджень при транспортуванні сканера. Необхідно пам'ятати, що перед включенням будь-якого сканера, оснащеного таким фіксатором, потрібно здійснити його розблокування. В іншому випадку, можна пошкодити механізми апарату. В принципі, виробники акцентують увагу покупців на цей невеликий нюанс яскравими наклейками з відповідними попередженнями.
Деякі вважають, що вже корпус-то ніяк не може впливати на якість сканування. Однак це далеко не так. Справа в тому, що оптична система сканера не терпить пилу, тому корпус апарату повинен бути герметичним, без будь-яких щілин (навіть технологічних). Мені не раз траплялися моделі, які таким вимогам не відповідали. Якщо вам належить покупка сканера, то я порекомендував би звернути на це увагу.
Також при покупці сканера зверніть увагу на можливість відділення кришки планшета. Така властивість апарату особливо корисно при скануванні таких оригіналів, як товсті книги або журнали.
Краї планшета повинні мати пологий спуск - це полегшує завдання по швидкому вилученню оригіналу зі скла. Крім того, між склом і планшетом не повинно бути ніякого зазору, який перешкоджав би вилучення оригіналу. Також зверніть увагу на наявність розмітки по периметру планшета.
Блок керування
Всі сканери управляються з персонального комп'ютера, до якого вони підключені, а необхідні настройки перед скануванням задаються в призначеному для користувача вікні керуючої програми. З цієї причини, сканерів для дому та офісу зовсім не обов'язково мати власний блок управління. Проте багато виробників йдуть назустріч самим непідготовленим користувачам, і встановлюють (зазвичай на лицьову панель) кілька кнопок "швидкого сканування".
Кнопки швидкого сканування - елемент, без якого можна обійтися
На наведеній вище фотографії видно, що кожній кнопці відповідає певний значок. Типові функції швидкого старту зазвичай мають на увазі запуск стандартної операції сканування, з виведенням на принтер, з подальшим відправленням по електронній пошті, по факсу і т.п. Зрозуміло, що для тієї чи іншої кнопки задані конкретні параметри якості сканування. Втім, натискання на ту чи іншу кнопку спочатку призводить до запуску на комп'ютері додатки (якщо таких декілька), що відповідає за спричинену операцію. Зауважу, що далеко не всі SOHO-сканери забезпечені власним блоком управління, а в професійних апаратах такі елементи відсутні і поготів.
Деякі виробники "грішать" тим, що виключають з драйвера сканера ряд налаштувань, якими, на їхню думку, не користуються більшість пересічних користувачів. Так, наприклад, в SOHO-сканерах Hewlett-Packard відсутня можливість зміни gamma-корекції, завантаження ICC-профілів і багато чого іншого. Зате саме Hewlett-Packard як ніхто інший любить "балувати" користувачів наявністю ряду кнопок швидкого сканування.
Про джерела світла
Абсолютно в кожному сканері використовується свій освітлювач. Так називається невелика і потужний модуль, в завдання якого входить включення і виключення лампи сканера (або того, що цю лампу замінює). В CIS-сканерах як джерела світла застосовують світлодіодну лінійку, за рахунок чого даний клас апаратів споживає так мало енергії.У CCD-сканерах оригінали стандартно висвітлює люмінесцентна лампа з холодним катодом. Її світло в тисячі разів яскравіше світлодіодів. Але для того щоб викликати світіння газу всередині лампи потрібно подати на її вхід дуже висока напруга. Його виробляє окремий блок, званий інвертором.
Високовольтний модуль необхідний для живлення лампи
Інвертор підвищує напругу з п'яти Вольт до декількох кіловольт, а також перетворює постійний струм в змінний.
Взагалі розрізняють три основних види ламп, що використовуються в сканерах:
ксеноновая газорозрядна лампа (Xenon Gas Discharge);
флуоресцентна лампа з гарячим катодом (Hot Cathode Fluorescent);
флуоресцентна лампа з холодним катодом (Cold Cathode Fluorescent)
Однак в сканерах для дому та офісу по ряду причин використовуються лише лампи з холодним катодом.
Лампа з холодним катодом
Лампа сканера закріплена на пластмасовому шасі скануючої каретки безпосередньо над відбивачем. Сам відбивач має форму рефлектора (ефективного "збирача" і відбивача світла) в формі збільшувального дзеркала. Світло від нього посилюється, щоб яскраво освітити об'єкт на планшеті. Відбившись від оригіналу на склі, світло проходить крізь щілину шасі (на фотографії її контур я виділив блакитним кольором) і приймається першим, найдовшим дзеркалом оптичної системи.
Серед очевидних переваг лампи з холодним катодом можна відзначити великий термін служби, який становить 5 000 - 10 000 годин. З цієї причини, до речі, в деяких сканерах не використовуються відключення лампи після завершення операції сканування. Крім цього, лампи не вимагають якогось додаткового охолодження і дуже дешеві при виробництві. З недоліків відзначу дуже повільне включення. Типове час розігріву лампи від 30 секунд до кількох хвилин.
Лампа має важливий вплив на результат сканування. Навіть при невеликому догляді характеристик джерела світла змінюється і падаючий на приймальню матрицю відбитий від оригіналу світловий потік. Почасти тому і потрібно такий тривалий час розігріву лампи перед скануванням. Зауважу, що деякі драйвери дозволяють зменшити час розігріву, якщо якість оцифровки не так важливо (наприклад, при скануванні текстової інформації). Додам, щоб якось компенсувати догляд характеристик лампи (а це неминуче відбувається при тривалій експлуатації апарату), сканери автоматично виконують процедуру самокалібрування по чорно-білій мішені, що розташовується всередині корпусу.
На фотографії добре помітно, як під впливом світла з плином
часу тьмяніє корпусні пластмаса і калібрувальна мішень
Досліджуваний сканер не виняток. На наведеній фотографії добре видно колірна мішень, по якій сканер підлаштовує кольору перед скануванням, компенсуючи "старіння" лампи. Тут видно також і те, що з плином часу тьмяніє не тільки перманентно освітлюється лампою внутрішньокорпусні пластмаса, але і сама калібрувальна мішень. Це, в свою чергу, призводить до відтоку квітів і збільшення колірних спотворень.
Лампа з холодним катодом чимось нагадує лампу денного
світла ... тільки маленьку
При бажанні з інвертора і лампи з холодним катодом можна
спорудити настільну лампу
На фотографії ви бачите нецільове використання лампи сканера. ;) Модуль інвертора був підключений до стандартного комп'ютерного блоку живлення, для чого до його платі були підпаяні проводки з переходнічком. В принципі, якщо сюди пристосувати який-небудь власник, то вийде досить-таки непогана і яскрава настільна лампа.
Робота АЦП
Хто допомагає процесору сканера "знайти спільну мову" з матрицею? Звичайно ж, аналого-цифровий перетворювач, що займається перекладом аналогових сигналів в цифрову форму. Цей цікавий процес можна представити в такий спосіб. Спочатку АЦП як би "зважує" вхідна напруга, нагадуючи продавця в магазині, що підбирає набір стандартних гирьок того ж ваги, що і товар. Потім, коли напруга вимірюється, АЦП представляє дані свого "боса", чи то пак процесору, але вже у вигляді цифр. І в результаті всі задоволені.Можна уявити себе в ролі процесора і поцікавитися, що ж відбувається на виході АЦП, при зміні вхідної напруги? Подамо, наприклад, на вхід перетворювача 4 Вольта, потім 9 Вольт. На його виході з'являться такі варіації цифр: спочатку 00000100, потім 00001001. У двійковому коді це цифри 4 і 9. Кількість же нулів і одиниць, якими АЦП висловлює виміряне значення - це його розрядність, яка вимірюється в бітах. Такий параметр, як розрядність перетворювача вкрай важливий для сканера, адже він характеризує точність вимірювання вхідного сигналу.
Сьогодні на прилавках магазинів можна побачити недорогі сканери, в яких працюють перетворювачі з розрядністю від 24 до 48 біт. Теоретично завжди краще вибирати сканер, у якого розрядність більше. При цьому слід враховувати одну тонкість: іноді виробники крупно пишуть на коробках "48 bit", а де-небудь в куточку дрібним шрифтом уточнюють: "software 48 bit, hardware 36 bit". Це означає, що велика красива цифра не має нічого спільного до точності встановленого в сканері АЦП, а реальна розрядність в цьому випадку становить 36 біт. Саме на неї і слід орієнтуватися. Слід визнати, що в домашній практиці відмінності між результатами роботи 36-ти і 42-х-бітних сканерів практично непомітні (людське око здатне розрізнити приблизно 24 біта колірних відтінків, тобто близько 16,7 млн.). У нашому випадку, розрядність перетворювача і глибина кольору - це одне і те ж. Адже перетворювач розраховує не що інше, як кольору точок, з яких складається зображення. Чим більше розрядність перетворювача, тим вірогідніше сканер може передати колір кожної точки зображення. Відповідно, тим більше зображення буде походити на оригінал.
процесор
Сучасні сканери оснащують спеціалізованими процесорами. У число завдань такого процесора входить узгодження дій всіх ланцюгів і вузлів, а також формування даних про зображення для передачі персонального комп'ютера. У деяких моделях сканерів на процесор покладаються також функції контролера інтерфейсу.Список програмних інструкцій для процесора зберігається в мікросхемі постійної пам'яті. Дані в цю мікросхему записуються виробником сканера на етапі виробництва. Вміст мікросхеми називається "прошивки" або "firmware". У деяких професійних сканерів передбачена можливість її поновлення, але в недорогих моделях для дому та офісу це звичайно не потрібно.
Крім мікросхеми постійної пам'яті в сканерах використовується і оперативна пам'ять, яка відіграє роль буфера (її типові значення - 1 або 2 Мбайт). Сюди прямує сканована інформація, яка практично відразу передається на ПК. Після відправки вмісту з пам'яті персонального комп'ютера, процесор обнуляє буфер для формування нової посилки. Зауважу, що інструкції для процесора також заносяться в осередку оперативної пам'яті, але вже самого процесора (для цього він оснащений декількома кілобайтами власної "оперативки"). Організація його пам'яті побудована за принципом конвеєра, тобто після виконання інструкції, що стоїть в черзі першою, її місце займає друга, а місце останньої - нова інструкція.
Об'єм оперативної пам'яті сканера раніше вказувався виробниками в технічних специфікаціях сканерів. Однак, тому що даний параметр практично не позначається на швидкодії апарату, в сучасних сканерах він часто замовчується. Замовчується він і в тому випадку, якщо конкретний сканер використовує деяку область оперативної пам'яті самого комп'ютера, що реалізується засобами драйвера.
контролер інтерфейсу
За обмін інформацією та командами між сканером і комп'ютером відповідає контролер інтерфейсу. Як я зазначав вище, дана мікросхема може бути відсутнім в тому випадку, якщо процесор має інтегрованим модулем контролера. В епоху "двійок" і "трійок" сканери випускалися з інтерфейсами SCSI, IEEE1284 (LPT) і навіть з RS-232. Сьогоднішній асортимент SOHO-сканерів огранивать інтерфейсами USB, FireWire і SCSI. У свій час ходили чутки про появу Bluetooth-сканерів, але поки далі чуток справа не пішла. Цілком очевидно, що в апаратах з різними інтерфейсами встановлені такі ж різні контролери. Між собою вони не сумісні, тому як "говорять на різних мовах".
У нашому випадку інтерфейсна плата поєднує SCSI- і USB-порти, а також
в своєму розпорядженні два гніздами для підключення додаткових модулів
SCSI (Small Computer Systems Interface)
Сканери з інтерфейсом SCSI були найбільш поширені кілька років тому. Треба визнати, що ера SCSI-сканерів підходить (або вже підійшла) до кінця. Основна причина - поява високошвидкісних інтерфейсів USB і FireWire, що не вимагають ні особливої \u200b\u200bделікатності при підключенні, ні додаткових адаптерів. Серед достоїнств SCSI-інтерфейсу можна виділити його високу пропускну здатність, а також можливість підключення до семи різних пристроїв на одну шину. З основних недоліків SCSI - високу вартість організації інтерфейсу і необхідності задіяння додаткового контролера.
USB (Universal Serial Bus)
Інтерфейс USB набув найширшого поширення завдяки його інтеграції в усі сучасні системні плати в якості основного роз'єму для периферійних пристроїв. Сьогодні абсолютна більшість сканерів для будинку випускається саме з USB-інтерфейсом. Крім того, група CIS-сканерів отримує необхідне харчування по USB-порту, чим приваблює власників портативних комп'ютерів. Погодьтеся, таке якість не реалізуєш за допомогою SCSI.
FireWire (IEEE1394)
При виборі типу підключення, по крайней мере, для мене FireWire-інтерфейс є кращим. FireWire є послідовний високошвидкісний інтерфейс вводу / виводу, відрізняючись від USB тим, що для забезпечення з'єднання він не вимагає керуючого контролера. Організація його роботи виконана за схемою peer-to-peer. Власне за рахунок цього і досягається більш низька (в порівнянні з USB) завантаження центрального процесора.
Незабаром світ побачать периферійні пристрої з новою модифікацією цього інтерфейсу - FireWire 800 (IEEE1394b). Саме тоді він стане самим швидкісним серед периферійних стандартів, які коли-небудь були розроблені.
протяжний механізм
Основний рухливий модуль сканера - його сканирующая каретка. У неї входять оптичний блок, з системою лінз і дзеркал, світлочутлива матриця, лампа з холодним катодом (якщо це CCD-сканер) і плата інвертора. До скануючої каретці жорстко закріплений зубчастий протяжний ремінь, який приводить в рух кроковий двигун апарату.
Місце кріплення ременя до скануючої каретці
Елементи протяжного механізму
За щільний контакт ременя з шестернями відповідає спеціальна натяжна пружина, яка одягається безпосередньо на нього. Лафет з скануючої кареткою переміщається по напрямних санчатах, уздовж корпусу апарату (див.фото).
двигун
Кроковий двигун
Кроковий електродвигун (Step Motor) може повертати шпиндель в обидві сторони зовсім невеликими кроками. Через цю особливість завжди є можливість перемістити каретку сканера на строго певну відстань. Такий двигун є в кожному планшетному сканері. Він обертає редуктор (шестерінки, які ви бачите на фотографії) і приводить в рух каретку, в якій укладено оптичний блок, лампа, і матриця. За вибір напрямку і швидкості обертання відповідає спеціальна мікросхема - контролер двигуна. Точність переміщення каретки називають механічним дозволом за напрямом "Y" (Y-direction).
Оптичний дозвіл сканера - напрямок X, а його
механічне дозвіл - напрямок Y
Взагалі, оптичний дозвіл визначається числом елементів лінії матриці, поділене на ширину робочої області. Механічне - число кроків скануючої каретки по напрямку руху Y. У специфікаціях до сканерів можна зустріти позначення, типу, "600х1200". Тут друга цифра і є механічне дозвіл, тоді як перша характеризує оптичний дозвіл сканера. Розрізняють також интерполированное дозвіл, яке іноді на кілька порядків більше значень оптичного, але ніяк не залежить від фізичного оснащення апарату. Я б назвав його "дозволом масштабування". Функції інтерполяції (збільшення оригінального зображення) виконує програмне забезпечення сканера. Цінність вказуються виробниками значень інтерполяції сумнівна - будь-яке зображення можна з тим же успіхом збільшити засобами Photoshop.
нутрощі двигуна
редуктор
Сердечник двигуна із зовнішнього боку з'єднаний зубчастої передачею, що представляє найпростіший редуктор. Його велика шестерня і простягає ремінець, до якого закріплена сканирующая каретка.
Блок живлення
Блок живлення сканера
Домашні або офісні сканери споживають не надто багато енергії від мережі, тому в блоках харчування SOHO-апаратів не знайти потужних елементів. Внутрішній блок живлення розглянутого в даній статті апарату видає напруги 24 Вольт / 0.69 А, 12 Вольт / 0.15 А і 5 Вольт / 1 А. Оскільки для джерела світла - лампи з холодним катодом, потрібна висока напруга в кілька кіловольт, за її харчування відповідає окремий блок, про який я розповідав трохи вище.
додаткові пристрої
Для багатьох планшетних сканерів випускаються супутні додаткові пристосування, в більшості випадків придбані окремо. З таких можна відзначити автоподатчик документів і адаптер для сканування прозорих оригіналів (слайд-адаптер).
Сканер з автоподатчиком документів являє собою громіздку
конструкцію
Автоподатчик паперу потрібно в тих випадках, коли доводиться сканувати безліч друкованих аркушів стандартного формату. Упевнитися, що до вашого сканера можна підключити автоподатчик досить просто. Для цього можна просто поглянути на панель підключень і переконатися в наявності гнізда ADF (Automatic Document Feeder). Слід зауважити, що подавач документів завжди "прив'язаний" до конкретної моделі сканера, або до серії моделей. Універсального податчика не існує! Причина полягає в тому, що даний пристрій управляється з інтерфейсної плати сканера. Зрозуміло, що робота пристрою подачі неможлива за відсутності зв'язку зі сканером, тому при покупці будьте уважні, і переконайтеся, що ваш сканер підтримує роботу з конкретним автоподатчиком.
Вид на прозоре віконце автоподатчика документів з іншого
боку скла
Працює автоподатчик наступним чином. Після етапу автокалибровки і перевірки готовності сканер позиціонує каретку перед прозорим вікном автоподатчика. Потім, з його вхідного лотка почергово забираються листові оригінали, і при проході через зазначене вікно вони оцифровуються.
Слайд-адаптер являє собою додаткове пристосування, призначене для оцифровки прозорих оригіналів (плівок, слайдів і негативів). Існують два типи таких адаптерів: пасивний, який використовує лампу сканера, і активний, що просвічує прозорий оригінал власної лампою.
Активний слайд-адаптер оснащений власним джерелом світла, що просвічує прозорий оригінал. Деякі моделі таких слайд-адаптерів мають рухливу каретку з джерелом світла, яка наводиться двигуном і протяжним механізмом. Джерело світла переміщається уздовж направляючої, згідно позиціонування каретки сканера. Власна лампа сканера при цьому відключається. Сьогодні більш поширені моделі сканерів для дому та офісу без рухомих частин в модулі слайд-адаптера. Типовий приклад - не так давно протестований нашій тестовій лабораторії EPSON Perfection 3200 Photo. Його джерело світла вбудований в кришку сканера і займає всю її корисну поверхню. Для узгодження адаптера зі сканером з кришки виходить провід з роз'ємом, що підключається до спеціального гнізда на задній панелі апарату (воно позначається абревіатурою XPA). Активізація лампи адаптера відбувається автоматично при зміні типу оригіналу в керуючій програмі, що додатково повідомляється індикатором в кришці сканера. Прозорі оригінали встановлюються в прологом в комплекті шаблони, які підтримують: стрічку 35 мм плівки з 12 кадрів, чотири 35 мм слайда вставлених в рамки, плівки 120/220 (6 х 9 см) / 4 х 5 "". Ну а самі шаблони кладуться на скло сканера. Під час сканування, потік світла проходить крізь прозорий оригінал, і, потрапляючи на вхід оптичної системи сканера, обробляється аналогічним (як і непрозорий оригінал) чином. Зрозуміло, що такі властивості сканера, як оптичне дозвіл і глибина світла при використанні слайд-адаптера не змінюються, чого не скажеш про діапазоні оптичної щільності. Цей параметр сканера безпосередньо залежить від яскравості джерела світла і часу експонування. Уявити це можна так: чим темніше оригінал, тим менше світла він пропускає, тим довше потрібно часу, щоб накопичувачі CCD-матриці зібрали потрібну кількість заряду. Найтемніший з прозорих оригіналів - це рентгенівські плівки (до 3.6D). Щоб отримати з них якісний скан, потрібен яскравий джерело світла. Однак діапазон відтворюваних оптичної щільності сканера аж ніяк не визначається тільки лише яскравістю лампи. Головним чином він залежить від розрядності (або точності) аналого-цифрового перетворювача, якості оптичної системи і здібностей світлочутливої \u200b\u200bматриці.
Пасивний слайд-модуль влаштований простіше, ніж активний. Такий адаптер використовує в якості джерела світла лампу самого сканера. Інтенсивність світлового потоку в цьому випадку істотно нижче, ніж у випадку з активним адаптером. Відповідно, нижче і якість відсканованих зображень, яке цілком прийнятно, наприклад, для Web. Пасивні слайд-адаптери також відрізняються невисокою ціною.
висновок
В общем-то, про сканер, як про дуже складному електронному приладі можна розповідати досить довго, але все одно в рамках однієї статті неможливо передати всі цікаві нюансів. Сьогодні ми з'ясували наступне: з яких причин CCD-сканери оцифровує оригінали набагато якісніше, ніж апарати з контактним сенсором; чому важлива розрядність перетворювача, і чим відрізняється оптичний дозвіл від механічного; які бувають джерела світла і як вони впливають на якість сканування; як здійснюється взаємодія електронних і механічних частин сканера, і чому слайд-адаптери підходять далеко не всім апаратам. Загалом, я постарався якомога в більш доступній формі розповісти про особливості сучасних SOHO-сканерів, і мені буде цікаво дізнатися вашу думку про цю статтю.Які ж сканери краще - з ПЗС чи КМОП? У цьому огляді ми постараємося відповісти на це питання, порівнявши дві технології за кількома параметрами.
Лінійний прилад із зарядним зв'язком або ПЗС - це аналогова інтегральна мікросхема, яка складається з світлочутливих фотодіодів, здатних перетворювати світлову енергію в заряд. Винайдена в 1969 році Уіллардом Бойл і Джорджем Смітом, технологія набула широкого застосування завдяки компанії Sony, яка налагодила виробництво ПЗС для своїх камер.
КМОП розшифровується як «комплементарная структура метал-оксид-напівпровідник» і являє собою світлочутливу матрицю, що складається з набору фотоприймачів. Технологія зародилася ще в 60-х роках двадцятого століття, але знайшла популярність лише на початку 1990-х. Справа в тому, що до цього часу розрив за основними параметрами з ПЗС був настільки великий, що матриці на основі КМОП не отримували помітного розвитку.
Використання в сканерах
Процес обробки зображення в КМОП сенсор починається з потрапляння світлових променів, які відбиваються від оригіналу, на поверхню скануючої матриці. Далі, під час експозиції, відбувається накопичення заряду на світлодіодах і подальше зчитування отриманих параметрів. Це відбувається в довільній формі і залежить від моменту потрапляння фотона на пристрій, що зчитує.
Шляхом змішування червоного, зеленого і синього можна отримати будь-який інший колір. Однією з особливостей КМОП-сенсорів є те, що кожен піксель реєструє тільки один з цих кольорів. А для того, щоб отримати інші використовують так званий фільтр Байєра.
Важливою складовою роботи матриць на основі КМОП є використання в процесі побудови зображення фільтра Байера. Фільтр використовується як бар'єр перед матрицею і пропускає тільки один колір: зелений, червоний або синій. Підсумкове зображення виходить шляхом складного арифметичного усереднення інформації, отриманої з чотирьох (зелених пікселів в 2 рази більше, тому не три, а чотири) сусідніх сенсорів різних кольорів.
Навпаки сканери на основі лінійних сенсорів ПЗС повністю захоплюють червоні, зелені та сині лінії, одну за одною. Далі зображення проектується на лінійний ПЗС-датчик. Лінійка переміщується і по черзі захоплює червоні, зелені та сині елементи. Потім комп'ютер розміщує лінії в потрібному порядку, і формує RGB-зображення. Формування електронного образу в повному дозволі відбувається без фільтра Байера.
Фактор використання фільтра Байера безпосередньо відбивається на контрастності та вирішенні скануєте. При однакових умовах використання ПЗС і КМОП, динамічний діапазон останньої найчастіше значно поступається, оскільки 2/3 колірної інформації відсікається фільтром.
Кожен підсвічений в КМОП представляється звичайним пикселем, хоча фіксує тільки один канал з трьох. У ПЗС-системі кожен піксель приймає всі кольори.
Дозвіл - визначальний параметр для всіх цифрових зображень. За рахунок «порядкової» обробки елементів, лінійний ПЗС сенсор здатний формувати на кожній з ліній максимальну кількість пікселів.
З іншого боку, матриця «знімає» образ за один прийом і чітко обмежена в кількості точок на дюйм. Відсутні компоненти розраховуються процесором на підставі даних з сусідніх пікселів в результаті інтерполяції, що не є підвищенням дозволу, а лише привласнення рядових значень кольору прилеглих точок. Тому показники дозволу лінійних сенсорів, особливо при способі сканування по «вузькій» боці оригіналу, будуть вище.
Найдоступніший планетарний сканер з трилінійна ПЗС в Росії - ЕЛАР ПланСкан А2В. Його ціна стартує з позначки 1,2 млн. Руб. Аналогічний за характеристиками сканер формату А2 + на основі КМОП матриці 70 Мп - Book2net Kiosk починається від 2,5 млн. Руб.
На противагу якості, матриці виграють в швидкості сканування, яка становить разом з обробкою пікселів, 1-2 секунди, проти приблизно 4-6 секунд сканування ПЗЗ-лінійкою.
процеси оцифровки
Специфіка роботи зі зшитими оригіналами передбачає використання V-образного режиму колиски сканера, коли документ сканується з неповним розкриттям. Такий процес оцифровки включає перенесення отриманого образу в двовимірну площину, або іншими словами - вирівнювання зображення. В цьому відношенні матриця поступається лінійним сенсорам. Це відбувається через те, що зображення знімається цілком, що спричиняє необхідність фокусування на загальній площі сканування, обумовлюючи виникнення геометричних спотворень по краях електронних образів і необхідність вирівнювання з V-режиму за допомогою алгоритму компенсації перспективи. Тому, найчастіше у сканерів з КМОП V-режим не передбачений або, в деяких моделях, реалізується з використанням двох камер для кожної половини колиски.
На відміну від КМОП лінійний датчик формує образ поступово. Додатково сканери на основі лінійних ПЗС оснащуються «стежать» системами лазерної фокусування, що дозволяє тривалого фокусування на крайніх точках документа, незважаючи на перепади висоти від краю сторінки до корінця, тим самим забезпечуючи процесор точною інформацією для розрахунку компенсації геометричних спотворень при скануванні в V-образному режимі. Тому вирівнювання сторінок у «лінійних» сканерів проводиться більш цілісно.
Сканування книги в V-режимі з подальшим вирівнюванням
У відділі сканування РДБ пріоритет відданий сканерів на основі ПЗС сенсорів. Основний парк обладнання складають планетарні сканери ЕЛАР ПланСкан А2В, скануюча система яких включає 3 ПЗС-лінійки по 7500 пікселів кожна.
Окремо варто розглянути завдання по великоформатних скануванню. Планетарні сканери на основі КМОП матриць від формату А1 і більше також в основному оснащуються відразу двома камерами. Зроблено це для поліпшення показників дозволу великих оригіналів, проте такий підхід передбачає ряд компромісів. Першим з них є необхідність програмного зшивання двох половин оригіналу, що навіть з урахуванням використання просунутих алгоритмів тягне порушення цілісності зображення, особливо при завданнях високоякісної оцифровки ілюстрацій або текстових розворотів.
Другий, але не менш значимий - надійність і обслуговування. Так як обидві камери працюють поперемінно, рівно в два рази підвищується ризик поломки одного з елементів, а також збільшуються витрати на обслуговування. Не варто забувати, що відмова будь-якої з камер повністю зупиняє працездатність сканера.
Вартість виробництва КМОП-матриць зростає зі збільшенням дозволу сенсора. Якщо 18 Мп матриця дешевше практично будь-який ПЗС-лінійки, то матриця на 70 Мп вже істотно дорожче. Тому планетарні сканери з оптичним дозволом від 300 dpi на основі КМОП-матриць коштують дорожче аналогічних сканерів на основі лінійних ПЗС сенсорів.
Технологія лінійних ПЗС в великій мірі поширена в комплексах високоякісного сканування, які створюють деталізовані зображення на форматі до 2А0 без використання програмної зшивання. Такі сканери можуть формувати великоформатні зображення без геометричних спотворень і втрати дозволу. Залежно від моделі сканирующая система в процесі оцифровки або рухається сама, або приводиться в рух безпосередньо поверхню сканування, яка проходить під статичним блоком скануючої системи. Серійні планетарні сканери на основі ПЗС здатні досягати значних показників дозволу - до 600 dpi на форматі А0 + (при розмірі оригіналу 914 мм x 1524 мм).
Поряд з цим єдиний скануючий елемент зменшує кількість вузлів і витратних матеріалів в скануючої системи, що підвищує загальну надійність конструкції і скорочує витрати на сервісне обслуговування.
Поширеною проблемою КМОП матриць є перегрів. Так як матриця в сканері знаходиться в робочому стані постійно, часто в процесі тривалої експлуатації електроніка нагрівається і призводить до перегріву піксельної структури, що збільшує цифровий «шум» скан-образів. Лінійні датчики ПЗС навпаки включаються тільки під час сканування, тому така проблема на лінійних сенсорах виключена
порівняльне тестування
Для наочної демонстрації роботи скануючих систем ми провели ряд тестів за ключовими параметрами. У якості піддослідних були обрані німецький Microbox Book2net Kiosk на основі КМОП-матриці 70 Мп і вітчизняний ЕЛАР ПланСкан А2В з трилінійна ПЗС сенсором.
1. Передача кольору
Сканування колірних мішеней при однакових умовах зовнішнього освітлення та налаштування дозволу. Тестова оцифровка передбачає відключення всіх функцій обробки.
Обидва зображення тест-об'єкта відповідають професійним стандартам, однак результат ПЗС датчика відрізняється точністю передачі кольору з великою кількістю помітних тонів. Цей фактор не грає провідну роль при скануванні текстових оригіналів, однак буде дуже значним для роботи з ілюстраціями.
2. Рівномірність освітлення
Робота освітлювачів сканерів на основі КМОП не пов'язана з технологічною реалізацією скануючої системи - це, як правило, завжди незалежно закріплені лампи. Внаслідок чого система має велику чутливість до зовнішніх чинників, а потужності світлового потоку, який був змушений розсіюватися по всій області сканування, недостатньо для рівномірного розподілу світла на документі. Тому одна з головних особливостей сканерів з КМОП - це затінення країв на зображенні. Що чітко видно на тестовому зразку.
Сканер на основі датчика ПЗЗ показує більш рівномірний розподіл світлового потоку. За рахунок синхронного LED-освітлення, яке проходить уздовж оригіналу поступово, забезпечується більша однорідність освітленості документа.
3. Дозвіл
Для візуального контролю і оцінки оптичного дозволу рекомендується використовувати тест-об'єкт ТО-2 (ГОСТ 13.1.701-95), який по черзі сканується на кожному пристрої під кутом 45 градусів. Тест-об'єкт містить набір перпендикулярно розташованих груп пар ліній з різною частотою. Для оцінки необхідно вибрати групу, елементи якої помітні і читані. Значення 9.0 порівнянно з роздільною здатністю 600 dpi
За результатами тестування на об'єктах, отриманих з КМОП сенсора, чітко читаються ліній до позначки 6.3 і розрізняються до значення 7.1. Показники 9.0 - невиразні. Що, не дивлячись на велику кількість мегапікселів у матриці (70 Мп), не відповідає заявленим виробником показниками оптичного дозволу, а саме не забезпечує 600 точок на дюйм на зображенні формату А2.
На тест-об'єкті сканера з лінійним ПЗС добре читається відмітка 8.0 і розрізняються лінії до значення 9.0, що в повній мірі відповідає оптичному дозволу 600 dpi на форматі А2.
Ми продовжуємо серію публікацій «загальноосвітніх» статей про принципи роботи різних компонентів принтерів і МФУ. У цій статті мова піде про систему автоматичного калібрування сканера.
Основним елементом сканерів сучасних МФУ є скануюча лінійка CCD (Couple Charge Device, Прилад із зарядовим зв'язком, ПЗЗ). Відповідно, саме принципи роботи приладів із зарядним зв'язком бажано знати, щоб розуміти, звідки «ростуть ноги» проблем, що виникають в сканерах.
Відзначимо, що в даний час в сканерах МФУ все частіше зустрічається «контактний датчик зображення» (Contact Image Sensor, CIS ), В основі якого лежить той же самий принцип зарядового зв'язку. Грубо кажучи, CIS це модуль, який в якому об'єднані: скануюча лінійка CCD з довжиною, що дорівнює розміру зображення, що сканується; лінійка короткофокусних лінз, яка замінює систему дзеркал і лінз; і лампа експозиції, роль якої часто виконує лінійка світлодіодів.
Теорія роботи приладів із зарядним зв'язком добре описана в статті на сайті StartCopy.net, тому повторювати її тут не будемо, але рекомендуємо прочитати.
Основні тези, що випливають з теорії:
На поточному етапі розвитку технологій сканирующая лінійка в будь-якому сканері має відмінності чутливості окремих пікселів. Це неминуче.
Якщо не вживати ніяких заходів по корекції відмінностей чутливості пікселів, то скановане зображення обов'язково буде «смугастим». Тому система автоматичного калібрування використовується у всіх сканерах. Найбільш поширені терміни для позначення цієї системи - AGC (Auto Gain Control, Автоматичне регулювання рівня) і Shading Correction (Тіньова корекція).
Наявність системи автоматичного калібрування, крім вирішення основного завдання корекції різної чутливості пікселів, вирішує й інші завдання:
- Не потрібно управляти яскравістю світіння лампи експозиції. У певному діапазоні система може компенсувати надмірно або недостатньо яскраве світло лампи. Відповідно, спрощується схема управління лампою, а таке поняття як «регулювання яскравості лампи експозиції», яке в аналогових машинах було одним з ключових, стає непотрібним і замінюється на цифрову обробку вихідного сигналу сканера.
- Не потрібно мати лампу з рівномірною яскравістю по всій довжині. Система може компенсувати різницю яскравості точно так же, як і різницю чутливості пікселів. Це дозволяє використовувати лінійку світлодіодів в якості лампи.
- Система може компенсувати старіння лампи, і навіть пил на дзеркалах. До певної межі, зрозуміло
Все, начебто, красиво і чарівно, але є «слабка ланка» - для правильної роботи системи автоматичного калібрування сканера необхідна еталонна біла смуга з однаковою білизною по всій своїй довжині. А в реальних умовах експлуатації ця смуга місцями забруднюється і втрачає свою білизну. Це призводить до того, що для пікселів лінійки CCD, на які проектується вже зовсім не білий ділянку калібрувальної смуги, система виставляє надлишкову корекцію - зображення освітлюється.
Практичні аспекти, пов'язані зі сканером:
Якщо ви чистите оптику сканера, то не забувайте почистити і білу калибровочную смужку. Вона грає дуже важливу роль в працездатності системи калібрування.
Типове положення білої смуги
Незважаючи на те, що система автоматичного калібрування здатна компенсувати забруднення дзеркал і лінз, їх теж потрібно ретельно чистити :). Як мінімум, щоб значення корекції не виходили за діапазон, в якому система працює правильно. Для очищення дзеркал і лінз в більшості випадків досить сухий безворсовой серветки. Якщо бруд сухою серветкою НЕ відтирається, то краще утриматися від застосування «ядреной хімії» і спробувати спочатку «м'які» очисники оптики типу "ScreenClene" від Katun.
Смуги освітленого зображення на копіях, паралельні ходу руху каретки сканера, при нормальних відбитках в режимі принтера, майже однозначно вказують на те, що біла калібрувальна смуга місцями перестала бути білою. Очистіть її і всю іншу оптику.
Цілком бліда копія при нормальних відбитках в режимі принтера може мати кілька причин:
- Біла смужка в сканері перестала бути білою по всій довжині.
- Забруднення оптики привело до того, що збільшилися значення корекції, що встановлюються системою калібрування, стали неточними, тобто виникла перекомпенсація.
- Хтось накрутив призначені для користувача і / або сервісні настройки яскравості зображення.
- «Конструктора недогледіли», тобто вбудоване програмне забезпечення машини має неточний алгоритм обробки відсканованого зображення, освітлюючий відбиток. На жаль, такі випадки непоодинокі.
Лікування такої блідості просте і банальне - перевірити установки машини, очистити білу смужку, очистити всі дзеркала і лінзи, включаючи ті, до яких дістатися нелегко.
Іноді забруднення оптики і білої смуги призводить до того, що машина, будучи не в змозі виставити адекватні значення корекції видає помилку сканера (помилка AGC, помилка лампи експозиції, «прогрів сканера» і т.п.). При появі цих помилок не поспішайте відразу міняти CCD-модуль, як того часто вимагає сервіс-мануал. Вже неодноразово згадана ретельне очищення всього і вся в сканері рятує від цих помилок досить часто, хоча, природно, і не завжди.
Деякі машини мають можливість регулювання положення каретки сканера під білою смугою під час автокалибровки. Це регулювання буває корисною в тих випадках, коли на смузі є незмивна пошкодження або забруднення, яке не займає всю ширину смуги.
І останнє - гвинти, які кріплять лінійку CCD, лінзу і деякі інші деталі скануючого модуля, майже завжди зафарбовані фарбою. Це зроблено не через надлишок фарби на виробництві :) а означає, що не потрібно відкручувати ці гвинти, навіть якщо дуже хочеться. Імовірність того, що після відгвинчування / закручування гвинтів модуль нормально запрацює, дуже невисока.
