Технология РМТ (Photo Multiplier Tube).

Технология РМТ (Photo Multiplier Tube).

  Методы технического обслуживания, диагностики и ремонта сканера в значительной мере определяются используемыми в нем технологиями сканирования. Технология РМТ (Photo Multiplier Tube) применяется в барабанных сканерах. Устройства этого типа обеспечивают очень высокое качество сканирования. Разрешающая способность таких устройств может достигать 12000 dpi; динамический диапазон - более 4,0D; глубина цвета - до 48 бит. Сканирование в таких устройствах выполняется с помощью специального барабана вращающемуся с высокой скоростью и на котором закреплен материал для сканирования. Вращение барабана обеспечивает сканирование строк пикселов в вертикальном направлении, а в рамках одной строки символы считываются за счет перемещения источника и приемника света.
Общий принцип действия барабанных сканеров показан на рис. 1 и заключается в поэлементном считывании светового сигнала от изображения-оригинала с помощью оптической фотоголовки, где в качестве фотоприемников, как правило, используются фотоэлектронные умножители. За счет вращения барабана обеспечивается развертка изображения в горизонтальном направлении, а перемещением фотоголовки вдоль барабана - развертка по вертикали. Оптическая система сканера снабжена несколькими линзами с различным фокусным расстоянием и двумя источниками света, один из которых предназначен для отражающих оригиналов, а второй - для прозрачных образцов. Свет от источника проецируется на закрепленный на барабане материал для сканирования, и в зависимости от типа материала (прозрачная пленка или непрозрачная бумага) он проходит через пленку или отражается от бумаги. Оптическая система принимает отраженный или пропущенный свет, разделяет его на три цветовые составляющие и по трем световодам подает на три цветных канала - красный, зеленый и синий. В каждом из них световые сигналы преобразуются с помощью трех фотоэлектронных умножителей в электрические, после чего переводятся в цифровой вид.
Минимальный размер считываемого элемента может доходить до 5-7 мкм, что обеспечивает высокую разрешающую способность барабанных сканеров. В цветных сканерах с технологией РМТ применяются высокочувствительные без инерционные фотоприемники, в качестве которых чаще других применяются фотоэлектронные умножители (ФЭУ).

Рис. 1.

Конструктивно ФЭУ (рис. 2) представляет собой стеклянный баллон с торцевым или боковым рабочим окном и расположенными внутри баллона электродами: катодом, фокусирующим электродом (ФЭ), диафрагмой (Д), чередой динодов и анодом.

Рис. 2.

По функциональному назначению всю конструкцию фотоэлектронного умножителя можно разделить на две секции: электроннооптическую и секцию вторичноэлектронного умножения. В электроннооптической секции осуществляется преобразование светового потока Ф в фототок на основе внешнего фотоэффекта - эмиссии фотоэлектронов под действием квантов света. Для этого на внутреннюю поверхность торцевого или бокового окна напыляют тонкую металлическую пленку, практически прозрачную для света и служащую для подачи питания на фотокатод (ФК). Затем на нее наносят светочувствительный слой. Измеряемый поток света через рабочее окно попадает на катод, выбивая из него электроны, т.е. создается фототок в фотоэлементе под действием света, который прямо пропорционален падающему на него световому потоку. Полученные фотоэлектроны покидают фотокатод под различными углами к его поверхности и с различными скоростями. Далее поток фотоэлектронов с помощью электростатической линзы, образованной электродами ФК, ФЭ, Д и Д 1 фокусируется, ускоряется и направляется на первый динод Д 1 .
Секция вторичноэлектронного умножения 2 состоит из нескольких динодов и коллектора К. Между соседними динодами приложены ускоряющие напряжения, снимаемые с делителя напряжения 3. Фотоэлектроны, попадая на первый динод Д1, вызывают вторичноэлектронную эмиссию. Вторичные электроны попадают на второй динод Д2. Умноженный поток электронов со второго динода поступает на третий и т.д. Перед каждым динодом расположена сетка, с помощью которой создается электрическое поле, способствующее фокусировке вторичных электронов на свой динод. Все электроды ФЭУ питаются от стабилизированного источника с помощью делителя 3, на который подается напряжение от -1500 до -2500 В. Созданная таким образом разность потенциалов между катодом и ближайшим к нему динодом способствует притягиванию электронов к последнему. Благодаря системе динодов и разности потенциалов, коэффициент пропорциональности между входным и выходным потоком удается поднять в миллионы раз (до восьми порядков).
Барабанные сканеры с технологией РМТ традиционно применяются для сканирования в издательствах и компьютерными дизайнерами, чаще других они располагаются в сервисных бюро, обслуживающих профессионалов. Они имеют высокую разрешающую способность (5000-8000 пикселов/дюйм и более), широкий диапазон масштабирования (от 10 до 3000% с шагом 0,1%), возможность сканирования оригиналов от малых (35-миллиметровые слайды) до больших размеров (500 X 600 мм и более), высокую глубину цвета (до 48 бит, по 16 бит на каждый цветовой канал), хороший динамический диапазон оптических плотностей (4,0 D). На ряду с хорошими характеристиками сканеры с этой технологией имеют и существенный недостаток, а именно - стоимость. Стоимость таких устройств из за очень сложной механики, тонкой оптики и сложной электроники высока, о этой причине сканеры с этой технологией имеют не очень широкое распространение.