Принципы построения сканеров в цифровых копировальных аппаратах.

Принципы построения сканеров в цифровых копировальных аппаратах.

 Системы сканирования  цифровых копировальных машин обычно имеют неподвижную верхнюю часть. Изображение освещается, и отражение попадает через оптическую систему на принимающие фотоэлектрические приборы, например формирует электрический заряд в ПЗС (рис.1). От светлых участков оригинала отражается больше света, чем от темных, поэтому и на соответствующие ПЗС воздействует свет различной яркости и формируются соответствующей величины заряды. Сканер обязательно должен начать движение из начального положения. На корпусе машины установлен датчик, фиксирующий начальное положение, а на сканере имеется активатор датчика. Если при включении дат­чик начального положения не активирован, машина сначала приводит сканер в начальное положение. После этого машина получает сигнал «начать прямое движение сканера». При этом лампа экспонирования освещает документ. Вскоре после начала движения упомянутый ранее активатор сигнализирует другому датчику (датчику регистрации) что сканер подошел к определенной точке. Этот сигнал передается на главную плату. В машинах с неподвижным верхом обычно имеется шлейф проводов, который подводит электропитание к лампе. Шлейф двигается вперед-назад вместе с движением сканера и имеет тенденцию ломаться. Лампа в этом случае обычно выключается, а машина показывает на дисплее диагностический код неисправности лампы. Не зависимо от того, является верх движущимся или стационарным, сканер должен как-то приводиться в движение для этого сейчас используется шаговый двигатель.

Процесс сканирования происходит следующим образом. Оригинал располагается на прозрачном неподвижном стекле, вдоль которого передвигается сканирующая каретка с источником света. Оптическая система сканера, которая состоит из объектива и зеркал, или призмы,  проецирует световой поток от сканируемого оригинала на приёмный элемент. Приёмный элемент преобразует уровень освещенности в уровень заряда в ПЗС. Далее, после возможной коррекции и обработки, аналоговый сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП). С АЦП информация выходит уже в  двоичном виде, запоминается в оперативной памяти  и, после обработки в контроллере сканера через интерфейс с главной платой будет использована в блоке управления лазером. Источником  света в сканерах  является обычная флуоресцентная лампа. Ее главный недостаток - слабая стабильность характеристик освещения и ограниченный срок службы. В современных моделях – используется лампа с холодным катодом, имеющая лучшие параметры и значительно больший срок службы.

В обычной оптической системе световой поток от оригинала проецируется на матрицу CCD (ПЗС - прибор с зарядовой связью), которая преобразует его в электрический сигнал. Обычно используется один фокусирующий объектив (или линза), который проецирует полную ширину области сканирования на полную ширину матрицы CCD.  Важным параметром сканера является его разрешение, которое можно разделить на оптическое разрешение, механическое разрешение, физическое разрешение и интерполяционное. Оптическое разрешение – это количество элементов в линии матрицы, поделённое на ширину рабочей области. Меньшая из всех приводимых цифр разрешения определяется матрицей и шириной рабочей зоны. 

Механическое разрешение.  Количество раз "считывания" информации CCD-матрицей, поделённое на длину пути, пройденного за это время сканирующей кареткой. Иногда его тоже называют оптическим ("оптическое разрешение 300х600"), но на самом деле это не так (оптическое будет 300, а 600 - это тоже реальное разрешение, но механизма, а не оптики). Как правило, механическое разрешение задаётся изготовителем в 2 раза больше оптического (иногда равным ему или в 4 раза большим), при этом, поскольку CCD-матрица не может сканировать с разрешением выше оптического, а сканируемый квадрат должен остаться квадратом, недостающие "по ширине" точки рассчитываются (интерполируются). Интерполяция же не только не даёт видимого повышения качества при сканировании оригиналов, но и может ухудшить чёткость и заметно понизить скорость сканирования.

                Физическое разрешение, истинное разрешение, реальное разрешение: всё, что как-то определяется механизмом сканера. Интерполяционное - произвольно выбранное разрешение, до которого программа сканера сама рассчитывает недостающие точки.