Сенсоры

 Прайс-лист | Вакансии | Про нас | Нам доверяют | Контакты

Сенсоры — это устройства, которые улавливают свет, отраженный от оригинала или прошедший сквозь него, регистрируя интенсивность в положении каждого элемента (пикселя) сенсора и выдавая информацию, обработав которую, можно создать конечное изображение. В барабанных сканерах используются сверхчувствительные фотоэлектронные умножители. В планшетных и пленочных сканерах для получения изображения используются кремниевые кристаллы, именуемые приборами с зарядовой связью (ПЗС), сенсоры в виде комплементарных металло-оксидных полупроводников (КМОП) или контактные сенсоры изображения (КСИ). Эти кристаллы, изготовленные по технологии, похожей на производство микропроцессоров, эффективно улавливают свет и могут регистрировать как слабое, так и сильное освещение.

Изображение снимается следующим образом: каждый отдельный сенсор считывает величину, указывающую на количество света, отраженного от небольшого участка оригинала или прошедшего сквозь него, и передает информацию в виде непрерывно увеличивающегося напряжения, пропорционального количеству фотонов света, которые попали на сенсор при его освещении. Сенсоры сканеров во многом похожи на светочувствительные гранулы серебра из эмульсии на фотографической пленке, о которых рассказывалось в главе 2.

Данные сенсоры могут иметь разную чувствительность (точно так же, как существуют чувствительные и нечувствительные фотопленки), а также отличаться "зернистостью". Как и в случае с пленкой, чем меньше время экспозиции или чем ниже уровень освещения, необходимый для создания изображения на пленке или на сенсоре сканера, тем быстрее они работают, обеспечивая более быстрое создание изображения, более короткую экспозицию, более низкий уровень освещения или некую комбинацию этих трех факторов.

Сенсоры для сканеров бывают различных типов. Проверенный временем, высококачественный вариант — ПЗС; правда, это дорогой вариант, поскольку ПЗС нельзя производить на тех же технологических линиях, что и находящиеся в массовом производстве кристаллы (например, оперативную память). КМОП- и КСИ-сенсоры, напротив, недорогие в производстве, но их традиционно связывают с низким качеством изображений. (Однако такое положение дел меняется, сейчас на рынке появились КМОП- и КСИ-сканеры, которые дают отличные результаты.)

Указанные типы сканеров по-разному реагируют на падающий на них свет. ПЗС — это аналоговое устройство. Каждый фотоузел представляет собой фотодиод, обладающий способностью сохранять электрический заряд (его называют емкостью), который накапливается при ударах фотонов об этот сегмент. Его дизайн простой, он не требует никаких логических схем или транзисторов, соответствующих каждому пикселю. Вместо этого накопленное изображение считывается с помощью прикладывания напряжения к электродам, соединенным с фотоузлами, в результате чего заряды "сметаются" в усилитель считывания в конце массива сенсоров.

В каждом фотоузле сенсора КСИ и КМОП содержатся транзисторы, поэтому каждый пиксель можно считывать отдельно по принципу, довольно похожему на использование компьютерного чипа оперативной памяти (ОЗУ). Необходимости сметать все пиксели в одно место нет, и, в отличие от сенсоров ПЗС, в которых вся информация обрабатывается вне сенсора, каждый пиксель можно обрабатывать отдельно и немедленно.

Однако главное преимущество этой технологии заключается в том, что чипы КМОП дешевле в производстве. Их можно выпускать с помощью тех же процессов, которые применяются для создания большей части других компьютерных чипов. Для ПЗС необходимы специальные, более дорогие производственные технологии. В большинстве случаев дополнительные затраты оправдывают себя, поскольку сенсоры КМОП, как правило, создают больше шумов и артефактов (два вида посторонней информации, которая способна проникнуть в изображение), менее однородны и требуют большего размера самих сенсоров.

В действительности, большие сенсоры помогают снизить стоимость сканеров с КСИ. Вместо того чтобы пользоваться длинной оптической системой, состоящей из зеркал и призм (как в случае с сенсорами ПЗС), большие сенсоры КСИ размещаются очень близко к сканируемому оригиналу, почти физически контактируя с ним (отсюда и название — контактный сенсор изображений). Для таких сканеров не нужны сложные и дорогие оптические системы. Однако более короткий путь создания изображения означает, что у сенсоров КСИ меньше глубина фокуса (что равнозначно глубине резкости пространственного изображения в фотоаппарате). Если оригинал или его часть будет хоть немного выходить за пределы фокальной плоскости элемента КСИ, эта часть оригинала окажется размытой. При сканировании листа бумаги что-либо настолько же незначительное, как небольшая складка, может вывести изображение из фокуса. Такая чувствительность к положению фокуса может оказаться фатальной при сканировании 35-миллиметровых слайдов, обладающих естественной кривизной в пределах одного кадра.

Сенсоры ПЗС, наоборот, имеют большую глубину фокуса. С помощью планшетных сканеров можно сканировать даже небольшие трехмерные объекты. Благодаря таким характеристикам, планшетные сканеры в обозримом будущем будут самым лучшим вариантом, подходящим для всех видов сканирования. Помните, что по спецификациям сканера всегда можно узнать, какой тип сенсора в нем используется. Проверьте это перед тем, как сделать покупку!

ПОДРОБНЕЕ О КСИ

Расстояние между сенсором и сканируемым произведением в сканере с КСИ составляет несколько миллиметров или даже меньше, а ширина сенсора примерно равна ширине страницы, тогда как ПЗС-сенсоры в сканерах без КСИ бывают всего от 3,5 до 5 см длиной. Сканеры КСИ считывают красные, зеленые и синие изображения с помощью цветных светодиодов, которые загораются последовательно при перемещении модуля КСИ по странице. К сожалению, в настоящее время свет, которого можно добиться от светодио-дов, все еще слабоват, поэтому сканирование выполняется с невысокой скоростью.

Кроме более низкой стоимости производства сканеров с КСИ, основное их преимущество заключается в размере каретки. Сканирующий модуль КСИ вместе со светодио-дами и сенсором можно сделать очень маленьким, что позволяет делать сам сканер не более 2-5 см толщиной, а в длину и ширину приблизительно таким же, как сама рабочая поверхность сканирования.

При использовании материалов этой страницы, прямая гиперссылка на нее обязательна

© 2008-2021 ScanKiev.com.ua