Бесплатная техническая библиотека

Сканеры. История изобретения и производства

Справочник / История техники, технологии, предметов вокруг нас

 Комментарии к статье

Сканер - это устройство, служащее для ввода в компьютер графических изображений: текстов, рисунков, слайдов, фотографий, чертежей. В большинстве сканеров для преобразования изображения в цифровую форму применяются светочувствительные элементы на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС).

Сканеры различаются по механизму сканирования. Существуют системы с подвижным зеркалом, когда оригинал неподвижен, имеющие интегрированную сканирующую головку, и системы с подвижным оригиналодержателем, обладающие механически независимой сканирующей частью.

По способу перемещения считывающей головки и изображения относительно друг друга сканеры подразделяются на ручные, рулонные, планшетные и проекционные. Разновидностью проекционных сканеров являются слайдсканеры, предназначенные для сканирования фотопленок. В высококачественной полиграфии используются барабанные сканеры, в которых в качестве светочувствительного элемента используется фотоэлектронный умножитель.

Барабанный сканер

Принцип работы наиболее распространенного однопроходного планшетного сканера состоит в том, что вдоль сканируемого изображения, расположенного на прозрачном неподвижном стекле, движется сканирующая каретка с источником света. Отраженный свет через оптическую систему сканера, состоящую из объектива и зеркал или призмы, попадает на три расположенных параллельно друг другу фоточувствительных полупроводниковых элемента на основе ПЗС, каждый из которых принимает информацию о компонентах изображения.

Используемый в конструкции того или иного сканера источник света в немалой степени влияет на качество получаемого изображения. В настоящее время используются четыре типа источников света.

Ксеноновые газоразрядные лампы отличает чрезвычайно быстрое время включения, высокая стабильность излучения, небольшие размеры и долгий срок службы. Но, с другой стороны, они не очень эффективны с точки зрения соотношения количества потребляемой энергии и интенсивности светового потока, имеют неидеальный спектр, что может вызвать нарушение точности цветопередачи. Кроме того, они требуют высокого напряжения - порядка 2 кВ.

Планшетный сканер

Люминесцентные лампы с горячим катодом обладают наибольшей эффективностью, очень ровным спектром (которым к тому же можно управлять в определенных пределах) и малым временем разогрева (порядка 3-5 секунд). К отрицательным сторонам можно отнести не очень стабильные характеристики, довольно большие габариты, относительно недолгий срок службы (порядка 1000 часов) и необходимость держать лампу постоянно включенной в процессе работы сканера.

Люминесцентные лампы с холодным катодом имеют очень большой срок службы (от 5 до 10 тысяч часов), низкую рабочую температуру, ровный спектр. Конструкция некоторых моделей ламп с холодным катодом оптимизирована для повышения интенсивности светового потока, что негативно отражается на спектральных характеристиках. За перечисленные достоинства приходится расплачиваться довольно большим временем прогрева от 30 секунд до нескольких минут. У этих ламп также более высокое, чем у ламп с горячим катодом, энергопотребление.

Светодиоды обладают очень малыми габаритами, небольшим энергопотреблением и не требуют времени для прогрева. Во многих случаях используются трехцветные светодиоды, с большой частотой меняющие цвет излучаемого света. Однако светодиоды имеют довольно низкую (по сравнению с лампами) интенсивность светового потока, что снижает скорость сканирования и увеличивает уровень шума на изображении. Весьма неравномерный и ограниченный спектр излучения влечет за собой неизбежное ухудшение цветопередачи.

Для сканирования непрозрачных оригиналов и прозрачных пленок, слайдов и негативов существуют планшетные сканеры со слайд-модулем. Еще три-четыре года назад подобные сканеры были довольно дорогими. Относительно высокие цены были оправданы конструктивной сложностью - ведь для сканирования в проходящем свете использовался дополнительный источник света, расположенный над планшетом в специальной крышке и перемещавшийся синхронно с кареткой.

Сканер со слайд-модулем

В настоящее время появилось новое поколение недорогих "планшетников" со слайд-модулями, главной отличительной особенностью которых является использование неподвижного источника света для сканирования прозрачных оригиналов. Подобное решение позволяет отказаться от громоздкой и дорогой механической системы, а следовательно, значительно снизить стоимость и повысить надежность.

Конечно, подобное решение не лишено недостатков - для обеспечения необходимой интенсивности светового потока требуется лампа гораздо большей мощности, чем в случае использования подвижного источника света, что, в свою очередь, значительно увеличивает энергопотребление и количество выделяемого при работе тепла. Еще более сложной задачей является необходимость обеспечения стабильного и равномерного освещения области сканирования. Чтобы выполнить данные требования, сохранив при этом приемлемые цены на подобные изделия, необходимо было прийти к некоторому компромиссу.

Здраво рассудив, что подавляющее большинство сканируемых в домашних условиях прозрачных оригиналов составляют 35-миллиметровые негативы и диапозитивы, производители уменьшили максимальный размер сканируемой в проходящем свете области. Меньшую интенсивность светового потока скомпенсировали увеличенным временем экспозиции, принеся в жертву скорость сканирования.

Автор: Мусский С.А.

 Рекомендуем интересные статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас:

▪ Микромеханика

▪ Пластмассы

▪ Реактивный двигатель

Смотрите другие статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Создание новых материалов с помощью молекулярно-лучевой технологии 03.08.2024 В современном мире электронные устройства становятся все более важной частью нашей повседневной жизни. Улучшение их производительности и эффективности - одна из ключевых задач современных ученых. Одна из передовых технологий, которая может внести значительные изменения в эту область, - это молекулярно-лучевая эпитаксия. Она позволяет создавать материалы с уникальными свойствами, что открывает новые горизонты в электронике. Недавно группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) добилась значительного успеха в этой области. Им удалось создать тонкую пленку, в которой подвижность электронов значительно выше, чем у любых ранее известных материалов. Этот прорыв был достигнут благодаря использованию молекулярно-лучевой эпитаксии, технологии, позволяющей точно контролировать процесс создания материала на атомарном уровне. Физики из MIT смогли создать новый материал, в котором атомы располагаются с исключительной точностью, минимизируя количество примесей и дефектов. Это значительно увеличивает подвижность электронов - скорость, с которой электричество проходит через материал. Высокая подвижность электронов является ключевым параметром для многих электронных устройств, от транзисторов до солнечных батарей. Достижения ученых из Массачусетского технологического института представляют собой важный шаг вперед в области материаловедения. Создание материалов с высокой подвижностью электронов открывает новые возможности для разработки высокоскоростных и энергоэффективных электронных устройств, что, безусловно, окажет значительное влияние на будущее технологий. Одной из главных целей разработки новых материалов является создание сверхпроводников, которые могут функционировать при комнатной температуре. Такие материалы могли бы значительно повысить эффективность электронных устройств, так как они обеспечивают нулевое сопротивление и, соответственно, минимальные потери энергии. Это настоящий "Священный Грааль" материаловедения, к которому стремятся ученые по всему миру. Обычно для достижения высокой подвижности электронов материалы охлаждают до очень низких температур, вплоть до абсолютного нуля. Однако команда из MIT нашла другой путь: они улучшили подвижность электронов, создавая материалы с минимальным количеством дефектов и примесей. Такой подход открывает возможности для создания более эффективных и компактных электронных устройств. Для создания нового материала ученые использовали молекулярно-лучевую эпитаксию, что позволило им построить тонкую пленку толщиной всего в 100 нанометров. Эта пленка состоит из тройного тетрадимита - вещества, обладающего рекордной подвижностью электронов. Это означает, что электричество проходит через материал с минимальными потерями, что существенно повышает эффективность его использования в различных приложениях. Результаты исследований, проведенных в MIT, открывают новые перспективы в разработке высокопроизводительных электронных устройств. Улучшение подвижности электронов может привести к созданию более быстрых и эффективных транзисторов, солнечных батарей и других компонентов, которые играют ключевую роль в современных технологиях.

Другие интересные новости:

▪ Флэш-карта 64 Мбит DataFlash от ATMEL

▪ Банковские карты MetaMask для расчетов криптовалютой

▪ Кентавр, потомок Сегвэя

▪ Эффективные аккумуляторные батареи

▪ Биометрическая татуировка следит за здоровьем

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Душа обязана трудиться. Крылатое выражение

▪ статья Почему кожа бывает разного цвета? Подробный ответ

▪ статья Шпажник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ультракоротковолновые антенны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания с гасящим конденсатором, 220/3 вольта 0,5 ампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026