Quatrième type - scanners de films pour numériser des images à partir d'originaux transparents, leurs autres noms scanners de films ou scanners de diapositives. La conception des scanners de film est similaire à celle des scanners à plat. Les différences résident dans une plus grande résolution (c'est-à-dire dans un plus grand nombre d'éléments photosensibles dans la ligne de numérisation) et dans les dimensions physiques plus petites des appareils eux-mêmes. Ce type de périphérique de numérisation est mieux adapté que tout autre pour convertir des photographies analogiques au format numérique.

Riz. 7.4.

Enfin, le cinquième type de scanners - scanners à tambour. Selon leur conception (à savoir l'emplacement de la règle de numérisation et de la lampe d'éclairage à l'intérieur ou à l'extérieur du tambour), ils sont conçus pour numériser des originaux opaques, des films ou les deux. Au lieu d'une lame de verre, les scanners de ce type utilisent tambour, sur la surface duquel sont fixés les originaux. Règle de numérisation et rétroéclairage installé toujours. Lors de la numérisation, le tambour tourne à grande vitesse et la numérisation s'effectue ligne par ligne à chaque tour du tambour avec un léger décalage linéaire le long de la surface de l'original. Cette conception permet d'obtenir une étape de numérisation minimale et, par conséquent, une résolution et une qualité de numérisation élevées. Les scanners à tambour sont utilisés dans le domaine de l'impression de haute qualité et coûtent très cher, des dizaines, voire des centaines de milliers de dollars.

En photographie amateur, des scanners à plat et des scanners de films sont utilisés. Scanners continus utilisé dans les systèmes sans papier flux de documents et en entreprise (même s'il n'y a aucun obstacle à leur utilisation pour numériser des photographies papier).

Examinons de plus près le dispositif d'un scanner à plat. En fonction de la conception de la ligne de numérisation scanners à plat sont divisés en deux groupes - les appareils CCD, dans lequel des dispositifs et des dispositifs à couplage de charges semi-conducteurs sont utilisés comme éléments photosensibles CEI(Contact Image Sensor), où les capteurs de contact combinés servent d’éléments photosensibles.

Riz. 7.5.

Dans le corps du scanner CCD, sous la lame de verre, il y a bloc optique, mobile mécanisme de transport le long de la surface de l'original. Installé dans le bloc optique Lampe fluorescenteéclairage dont la composition spectrale du flux lumineux est la plus proche possible du spectre de la lumière solaire.

La lumière réfléchie par la surface de l'original à travers un système de miroirs de déviation atteint la surface de l'élément photosensible semi-conducteur. Les éléments photosensibles sont situés sur la même ligne. Pour assurer un enregistrement précis des valeurs de luminosité du faisceau lumineux réfléchi (et le processus de numérisation consiste précisément à fixer la différence de luminosité du flux lumineux réfléchi par l'image originale), chaque élément photosensible est équipé d'une microlentille qui focalise le réfléchit la lumière sur sa surface. Physique résolution du scanner déterminé par l'étape de disposition des éléments sur la règle. Ce pas est mesuré en pixels par pouce. Standard une gamme de valeurs de résolution pour les scanners à plat ressemble à ceci - 300, 600, 1200, 2400 pixels par pouce. C'est-à-dire que sur chaque pouce (2,54 cm) de la ligne de balayage se trouvent 300, 600, 1 200 ou 2 400 éléments photosensibles disposés en rangée. On peut imaginer le degré de miniaturisation de l’électronique moderne, et nous parlons d’appareils bon marché produits en série.

Le processus de numérisation d’images peut être décrit schématiquement comme suit. Rétroéclairage illumine surface d'origine. Les rayons de lumière traversent un miroir déflecteur translucide, reflété de la surface de l'original, reviennent, sont déviés par la surface de travail du miroir translucide et, se concentrer microlentille, tombent sur la surface photosensible du semi-conducteur élément. Une charge électrique s'accumule à la surface de l'élément, dont l'ampleur dépend de la luminosité de l'éclairage. Ces signaux variables sont amplifiés et envoyés vers un convertisseur analogique-numérique ( CDA), où sur leur base est formé un code numérique - une séquence de zéros et de uns logiques. Ensuite, le programme pilote de l'ordinateur, en fonction des données numériques, restaure une image identique à l'image présente sur la surface de l'original.

Quels scanners sont les meilleurs : CCD ou CMOS ? Dans cette revue, nous tenterons de répondre à cette question en comparant les deux technologies sur plusieurs points.

Dispositif à couplage de charge linéaire ou CCD est un circuit intégré analogique constitué de photodiodes sensibles à la lumière capables de convertir l'énergie lumineuse en charge. Inventée en 1969 par Willard Boyle et George Smith, la technologie s'est largement répandue grâce à Sony, qui a commencé à produire des CCD pour ses caméras.

CMOS signifie Structure Complémentaire Métal-Oxyde-Semi-conducteur. et est une matrice photosensible constituée d'un ensemble de photodétecteurs. La technologie est née dans les années 60 du XXe siècle, mais n’a gagné en popularité qu’au début des années 90. Le fait est que jusqu'à cette époque, l'écart entre les paramètres de base et les CCD était si important que les matrices basées sur CMOS n'ont pas connu de développement notable.

Utilisation dans les scanners

Le processus de traitement d'image dans un capteur CMOS commence par les rayons lumineux réfléchis par l'original frappant la surface de la matrice de numérisation. De plus, pendant l'exposition, une charge s'accumule sur les LED et les paramètres résultants sont ensuite lus. Cela se produit sous n'importe quelle forme et dépend du moment où le photon frappe l'appareil de lecture.

En mélangeant le rouge, le vert et le bleu, vous pouvez obtenir n'importe quelle autre couleur. L’une des particularités des capteurs CMOS est que chaque pixel ne détecte qu’une seule de ces couleurs. Et pour obtenir le reste, ils utilisent ce qu'on appelle le filtre Bayer.

Un élément important du fonctionnement des matrices basées sur CMOS est l'utilisation d'un filtre Bayer dans le processus de création d'image. Le filtre sert de barrière devant la matrice et ne laisse passer qu'une seule couleur : vert, rouge ou bleu. L'image finale est obtenue par une moyenne arithmétique complexe des informations reçues de quatre (il y a 2 fois plus de pixels verts, donc pas trois, mais quatre) capteurs voisins de couleurs différentes.

En revanche, les scanners basés sur des capteurs CCD linéaires capturent entièrement les lignes rouges, vertes et bleues, les unes après les autres. L'image est ensuite projetée sur un capteur CCD linéaire. La règle se déplace et capture alternativement les éléments rouges, verts et bleus. L'ordinateur place ensuite les lignes dans l'ordre souhaité et produit une image RVB. La formation d'une image électronique en pleine résolution se produit sans filtre Bayer.

Le facteur de filtre Bayer affecte directement le contraste et la résolution du document numérisé. Dans les mêmes conditions d'utilisation du CCD et du CMOS, la plage dynamique de ces derniers est souvent nettement inférieure, puisque les 2/3 des informations de couleur sont coupées par le filtre.

Chaque sous-pixel en CMOS apparaît comme un pixel normal, bien qu'il ne capture qu'un canal sur trois. Dans un système CCD, chaque pixel reçoit toutes les couleurs.

La résolution est le paramètre déterminant pour toutes les images numériques. Grâce au traitement des éléments « ligne par ligne », un capteur CCD linéaire est capable de former le nombre maximum de pixels sur chaque ligne.

En revanche, la matrice « supprime » l’image en une seule étape et est clairement limitée en nombre de points par pouce. Les composants manquants sont calculés par le processeur sur la base des données des pixels voisins suite à une interpolation, qui n'est pas une augmentation de la résolution, mais uniquement l'attribution de valeurs de couleur ordinaires aux points proches. Par conséquent, la résolution des capteurs linéaires, en particulier lors de la numérisation le long du côté « étroit » de l’original, sera plus élevée.

Le scanner planétaire doté d'un CCD à trois lignes le plus abordable en Russie est ELAR PlanScan A2B. Son prix commence à 1,2 million de roubles. Un scanner au format A2+ avec des caractéristiques similaires basé sur une matrice CMOS de 70 MP - Book2net Kiosk commence à partir de 2,5 millions de roubles.

Contrairement à la qualité, les matrices bénéficient d'une vitesse de numérisation qui, avec le traitement des pixels, est de 1 à 2 secondes, contre environ 4 à 6 secondes pour une numérisation avec une ligne CCD.

Processus de numérisation

Les spécificités du travail avec des originaux agrafés nécessitent l'utilisation du mode en forme de V du support du scanner lorsque le document est numérisé avec une ouverture incomplète. Ce processus de numérisation consiste à transférer l'image résultante sur un plan bidimensionnel, ou en d'autres termes, à l'alignement de l'image. À cet égard, la matrice est inférieure aux capteurs linéaires. Cela est dû au fait que l'image entière est capturée, ce qui nécessite une mise au point sur la zone de numérisation totale, provoquant des distorsions géométriques sur les bords des images électroniques et la nécessité d'un alignement en mode V à l'aide d'un algorithme de compensation de perspective. Par conséquent, les scanners CMOS ne disposent souvent pas du mode V ou, dans certains modèles, il est implémenté à l'aide de deux caméras pour chaque moitié du support.

Contrairement au CMOS, un capteur linéaire forme une image progressivement. De plus, les scanners CCD linéaires sont équipés de systèmes de focalisation laser « de suivi », qui permettent une mise au point continue sur les points extrêmes du document, malgré les différences de hauteur entre le bord de la page et le dos, fournissant ainsi au processeur des informations précises pour calculer compensation des distorsions géométriques lors du balayage en mode V. Par conséquent, l’alignement des pages pour les scanners « linéaires » se fait de manière plus globale.

Numérisation d'un livre en mode V suivie d'un alignement

Dans le département scanning de RSL, la priorité est donnée aux scanners basés sur des capteurs CCD. Le parc principal d'équipements est constitué de scanners planétaires ELAR PlanScan A2B, dont le système de numérisation comprend 3 lignes CCD de 7 500 pixels chacune.

Séparément, il convient de considérer les tâches de numérisation grand format. Les scanners planétaires basés sur des matrices CMOS du format A1 et plus sont également principalement équipés de deux caméras à la fois. Cela a été fait pour améliorer la résolution des originaux de grande taille, mais cette approche implique un certain nombre de compromis. Le premier d'entre eux est la nécessité d'assembler par programme deux moitiés de l'original, ce qui, même en tenant compte de l'utilisation d'algorithmes avancés, entraîne une violation de l'intégrité de l'image, en particulier lorsqu'il s'agit d'une numérisation de haute qualité d'illustrations ou le texte se propage.

Deuxièmement, mais non moins important, la fiabilité et le service. Étant donné que les deux caméras fonctionnent en alternance, le risque de rupture d'un élément est exactement doublé et les coûts de maintenance augmentent également. N'oubliez pas que la panne de l'une des caméras arrête complètement le fonctionnement du scanner.

Le coût de production des capteurs CMOS augmente avec la résolution du capteur. Si une matrice de 18 mégapixels est moins chère que presque n'importe quelle ligne CCD, alors une matrice de 70 mégapixels est déjà nettement plus chère. Par conséquent, les scanners planétaires avec une résolution optique de 300 dpi basés sur des matrices CMOS sont plus chers que les scanners similaires basés sur des capteurs CCD linéaires.

La technologie CCD linéaire est largement utilisée dans les systèmes de numérisation de haute qualité, qui créent des images détaillées dans des formats allant jusqu'à 2A0 sans recourir à l'assemblage logiciel. De tels scanners peuvent générer des images grand format sans distorsion géométrique ni perte de résolution. Selon le modèle, le système de numérisation se déplace automatiquement pendant le processus de numérisation ou est entraîné directement par la surface de numérisation qui passe sous le bloc statique du système de numérisation. Les scanners planétaires en série basés sur des CCD sont capables d'atteindre des niveaux de résolution importants - jusqu'à 600 dpi au format A0+ (avec une taille d'origine de 914 mm x 1 524 mm).

Parallèlement à cela, un seul élément de numérisation réduit le nombre de composants et de consommables dans le système de numérisation, ce qui augmente la fiabilité globale de la conception et réduit les coûts de service.

Un problème courant avec les capteurs CMOS est la surchauffe. Étant donné que la matrice du scanner est constamment en état de fonctionnement, souvent lors d'un fonctionnement à long terme, l'électronique chauffe et entraîne une surchauffe de la structure des pixels, ce qui augmente le « bruit » numérique des images numérisées. Les capteurs CCD linéaires, en revanche, ne s'allument que pendant le balayage, ce problème est donc éliminé avec les capteurs linéaires.

Tests comparatifs

Pour démontrer clairement le fonctionnement des systèmes de numérisation, nous avons effectué un certain nombre de tests sur des paramètres clés. Le kiosque allemand Microbox Book2net basé sur une matrice CMOS de 70 MP et le ELAR PlanScan A2B domestique avec un capteur CCD à trois lignes ont été sélectionnés comme sujets de test.

1. Rendu des couleurs

Numérisez des cibles couleur dans les mêmes conditions d’éclairage ambiant et paramètres de résolution. La numérisation des tests implique la désactivation de toutes les fonctions de traitement.

Les deux images de l'objet de test répondent aux normes professionnelles, mais le résultat du capteur CCD se distingue par la précision des couleurs avec un grand nombre de tons distinctifs. Ce facteur ne joue pas un rôle majeur lors de la numérisation d'originaux textuels, mais sera très important lors du travail avec des illustrations.

2. Uniformité de la lumière

Le fonctionnement des éclairages de scanner basés sur CMOS n'est pas lié à la mise en œuvre technologique du système de numérisation - il s'agit, en règle générale, de lampes toujours montées indépendamment. En conséquence, le système est très sensible aux facteurs externes et la puissance du flux lumineux, obligé de se dissiper dans toute la zone de numérisation, n'est pas suffisante pour répartir uniformément la lumière sur le document. Par conséquent, l’une des principales caractéristiques des scanners CMOS est l’ombrage des bords de l’image. Ceci est clairement visible sur l’échantillon de test.

Un scanner basé sur un capteur CCD montre une répartition plus uniforme du flux lumineux. Grâce à l'éclairage LED synchrone, qui traverse progressivement l'original, une plus grande uniformité d'éclairage du document est assurée.

3. Résolution

Pour l'inspection visuelle et l'évaluation de la résolution optique, il est recommandé d'utiliser l'objet de test TO-2 (GOST 13.1.701-95), qui est scanné tour à tour sur chaque appareil sous un angle de 45 degrés. L'objet de test contient un ensemble de groupes de paires de lignes situés perpendiculairement avec des fréquences différentes. Pour l'évaluation, il est nécessaire de sélectionner un groupe dont les éléments sont distinguables et lisibles. La valeur 9.0 est comparable à une résolution de 600 dpi

Selon les résultats de tests sur des objets obtenus à partir d'un capteur CMOS, les lignes jusqu'à 6,3 sont clairement lisibles et diffèrent jusqu'à 7,1. Les indicateurs 9.0 sont indiscernables. Ce qui, malgré le grand nombre de mégapixels dans la matrice (70 mégapixels), ne correspond pas aux indicateurs de résolution optique déclarés par le constructeur, à savoir qu'il ne fournit pas 600 dpi sur une image au format A2.

Sur l'objet de test d'un scanner doté d'un CCD linéaire, la marque 8,0 est clairement lisible et les lignes sont distinguées jusqu'à une valeur de 9,0, ce qui correspond pleinement à la résolution optique de 600 dpi au format A2.

Nous poursuivons la série de publications d'articles « pédagogiques généraux » sur les principes de fonctionnement des différents composants des imprimantes et MFP. Cet article se concentrera sur le système de calibrage automatique du scanner.

L'élément principal des scanners MFP modernes est la ligne de numérisation CCD (Dispositif de charge de couple, dispositif à couplage de charge, CCD). En conséquence, il est conseillé de connaître les principes de fonctionnement des dispositifs à couplage de charge afin de comprendre d'où « proviennent » les problèmes qui surviennent dans les scanners.

A noter qu'aujourd'hui, dans les scanners MFP, un « capteur d'image par contact » (Contact Image Sensor, CEI ), qui repose sur le même principe de couplage de charges. Grosso modo, CIS est un module qui combine : une ligne de balayage CCD d'une longueur égale à la taille de l'image numérisée ; une gamme d'objectifs à courte focale qui remplace le système de miroirs et d'objectifs ; et une lampe d'exposition, dont le rôle est souvent joué par une ligne de LED.

La théorie de fonctionnement des dispositifs à couplage de charge est bien décrite dans un article sur le site StartCopy.net, nous ne la répéterons donc pas ici, mais nous vous recommandons de la lire.

Les principales thèses issues de la théorie :

Au stade actuel du développement technologique, la ligne de numérisation de tout scanner présente des différences dans la sensibilité des pixels individuels. C'est inévitable.

Si vous ne prenez aucune mesure pour corriger les différences de sensibilité des pixels, l’image numérisée sera certainement « rayée ». Par conséquent, un système d’étalonnage automatique est utilisé dans tous les scanners. Les termes les plus courants pour ce système sont A.G.C. (Contrôle automatique du gain, contrôle automatique du niveau) et Correction de l'ombrage(Correction des ombres).

La présence d'un système de calibrage automatique, en plus de résoudre le problème principal de la correction des différentes sensibilités des pixels, résout également d'autres problèmes :

• Il n'est pas nécessaire de contrôler la luminosité de la lampe d'exposition. Dans une certaine plage, le système peut compenser une lumière trop ou pas assez lumineuse. En conséquence, le circuit de commande de la lampe est simplifié et un concept tel que « le réglage de la luminosité de la lampe d'exposition », qui était l'un des éléments clés des machines analogiques, devient inutile et est remplacé par le traitement numérique du signal de sortie du scanner.
• Il n’est pas nécessaire d’avoir une lampe avec une luminosité uniforme sur toute sa longueur. Le système peut compenser les différences de luminosité de la même manière qu’il peut compenser les différences de sensibilité des pixels. Cela permet d'utiliser la ligne LED comme lampe.
• Le système peut compenser le vieillissement des lampes, voire la poussière sur les miroirs. Jusqu'à une certaine limite, bien sûr

Tout semble beau et magique, mais il existe un « maillon faible » : pour le bon fonctionnement du système d'étalonnage automatique du scanner, vous avez besoin référence bande blanche avec la même blancheur sur toute sa longueur. Et en conditions réelles d'exploitation, cette bande s'encrasse par endroits et perd sa blancheur. Cela conduit au fait que pour les pixels de la ligne CCD sur lesquels la section non blanche de la bande d'étalonnage est projetée, le système définit une correction excessive - l'image est éclaircie.

Aspects pratiques liés au scanner :

Si vous nettoyez l'optique du scanner, n'oubliez pas de nettoyer également la bande d'étalonnage du blanc. Il joue un rôle très important dans les performances du système d’étalonnage.

Position typique de la bande blanche

Malgré le fait que le système d'étalonnage automatique soit capable de compenser la saleté sur les miroirs et les lentilles, ils doivent également être soigneusement nettoyés :). Au minimum, les valeurs de correction ne doivent pas dépasser la plage dans laquelle le système fonctionne correctement. Dans la plupart des cas, un chiffon sec et non pelucheux suffit pour nettoyer les miroirs et les lentilles. Si la saleté ne peut pas être essuyée avec un chiffon sec, il est préférable de s'abstenir d'utiliser des « produits chimiques agressifs » et d'essayer d'abord des nettoyants optiques « doux » tels que « ScreenClene » de Katun.

Les rayures d'une image éclaircie sur les copies, parallèles au mouvement du chariot du scanner, lors d'impressions normales en mode imprimante, indiquent presque sans ambiguïté que la bande de calibrage blanche à certains endroits a cessé d'être blanche. Nettoyez-le ainsi que toutes les autres optiques.

Une copie complètement décolorée avec des impressions normales en mode imprimante peut avoir plusieurs raisons :

• La bande blanche du scanner n'est plus blanche sur toute sa longueur.
• La contamination de l'optique a rendu inexactes les valeurs de correction accrues définies par le système d'étalonnage, c'est-à-dire une surcompensation s’est produite.
• Quelqu'un a foiré les paramètres de luminosité de l'image de l'utilisateur et/ou du service.
• "Le designer a été négligé", c'est-à-dire Le micrologiciel de la machine dispose d'un algorithme imprécis pour traiter l'image numérisée, ce qui allège l'impression. Malheureusement, de tels cas ne sont pas rares.

Le traitement d'une telle pâleur est simple et banal : vérifiez les réglages de la machine, nettoyez la bande blanche, nettoyez tous les miroirs et lentilles, y compris ceux qui ne sont pas faciles à atteindre.

Parfois, la contamination de l'optique et de la bande blanche conduit au fait que la machine, incapable de définir des valeurs de correction adéquates, produit une erreur du scanner (erreur AGC, erreur de la lampe d'exposition, « préchauffage du scanner », etc.). Si ces erreurs apparaissent, ne vous précipitez pas pour changer immédiatement le module CCD, comme l'exige souvent le manuel d'entretien. Le nettoyage approfondi de tout ce qui se trouve dans le scanner, mentionné à plusieurs reprises, vous évite assez souvent ces erreurs, bien que, bien sûr, pas toujours.

Certaines machines ont la possibilité d'ajuster la position du chariot du scanner sous la barre blanche pendant l'auto-calibrage. Cet ajustement est utile dans les cas où il y a des dommages permanents ou des saletés sur la bande qui ne couvrent pas toute la largeur de la bande.

Et enfin, les vis qui fixent la règle CCD, l'objectif et certaines autres parties du module de numérisation sont presque toujours peintes. Cela n'a pas été fait à cause d'un excès de peinture lors de la production :) mais cela signifie que vous n'avez pas besoin de dévisser ces vis, même si vous le souhaitez vraiment. La probabilité que le module fonctionne normalement après avoir dévissé/vissé les vis est très faible.

Tout appareil multifonction (MFP) se compose d'une imprimante et d'un scanner. Et bien que cela soit décrit de manière très complète et détaillée, il n'existe pratiquement aucun article sur la réparation d'un scanner MFP. Cet article est consacré à la réparation des scanners MFP, à leur diagnostic, leur compatibilité et leur remplacement.

Les scanners des MFP se composent d'une carte de commande, d'un moteur et d'une unité de scanner, de guides avec un amortisseur et de câbles. Dans certains cas, le moteur est situé dans le scanner.

La principale caractéristique de la réparation des scanners d'appareils multifonctions est que les scanners ont des conceptions, des caractéristiques et des interfaces différentes. Par exemple, vous ne pouvez pas remplacer le scanner d'un périphérique doté d'une résolution supérieure par un périphérique doté d'une résolution inférieure, bien que la conception et les connecteurs soient identiques. Ce bloc ne sera pas reconnu par le MFP.

Auparavant, les lampes étaient utilisées comme éclairage, aujourd'hui les bandes LED.

L'unité scanner a une conception unique qui combine un éclairage, une optique, une matrice photosensible et une carte électronique. En règle générale, le scanner ne peut être remplacé que dans son ensemble. Parfois, vous pouvez réorganiser des éléments dans un bloc pliable, par exemple une lampe. Dans les scanners à lampe, la cause de panne la plus courante est le grillage de la lampe ou une diminution de sa luminosité. Dans ce cas, le MFP ne passe pas en mode de fonctionnement. Le HP LaserJet 3330 est un exemple de tels MFP. Des rétroéclairages séparés pour les scanners peuvent être difficiles, voire impossibles, à trouver. Le remplacement d'un scanner coûte entre 2 500 et 3 000 roubles, si vous parvenez à en trouver un qui vous convient.

Dans les appareils modernes, le scanner est fabriqué sur la base d'une ligne LED et dure beaucoup plus longtemps. Diagnostic de panne - le MFP n'est pas prêt.
Dans certains scanners bon marché, les axes d'engrenage en plastique se cassent. Diagnostic : crépitement du scanner. Réparer un tel dysfonctionnement coûte 1 500 roubles.

Si le moteur du scanner MFP grille, vous pouvez le remplacer si vous en trouvez un approprié auprès d'un donateur, ou en commander un nouveau. Signes d'un moteur de scanner défectueux : l'unité du scanner ne bouge pas lorsque l'appareil est sous tension. Prix ​​​​de réparation 2 à 3 000 roubles.

Il s'est avéré que la cause de l'erreur était la vitre du scanner, qui présentait des défauts mineurs à proximité de la bande blanche initiale. La réfraction de la lumière sur les petits défauts du verre peut entraîner des pannes de l'unité de numérisation.

Chez nous, vous pouvez acheter une unité de numérisation (1 500 roubles), un moteur (1 000 roubles), un câble (500 roubles).

Dans le MFP Samsung SCX-4521, le câble du scanner est souvent défectueux, lisez à ce sujet
Dans les scanners équipés d'un chargeur automatique de documents, le capteur de papier et le rouleau d'alimentation tombent en panne. Le coût de réparation du scanner dans ce cas est d'environ 1 500 roubles. Si le chargeur de documents ne répond pas à la position du capteur de papier, cela signifie que le formateur - la carte principale du MFP - est défectueux.

La conception d'absolument n'importe quel appareil, surtout s'il (l'appareil) comprend à la fois des éléments électroniques et mécaniques, peut sembler à une personne ignorante un réservoir de secrets et de mystères, ô combien difficiles à découvrir par vous-même. Les scanners à plat constituent une telle option. À première vue, la conception du scanner ne semble pas particulièrement compliquée : un corps avec quelques connecteurs et quelques boutons, un couvercle de tablette amovible et une vitre sur laquelle sont placés les originaux à numériser. Mais comment fonctionne « l’économie » et ce que signifient les chiffres qui la caractérisent est, comme on dit, une histoire complètement différente. Pour apprendre à s'y retrouver parmi les nombreux modèles de scanners présentés aujourd'hui sur le marché informatique, il faut imaginer la véritable signification des caractéristiques indiquées par les fabricants. Mais pour rendre cet article plus informatif, examinons la conception du scanner, comme on dit, au sens littéral du mot « regardons-le ».
Commençons par l'élément peut-être le plus important de tout scanner : la matrice sensible à la lumière, qui ressemble à ses « yeux ».

Matrice

Oui. La matrice est la partie la plus importante de tout scanner. La matrice transforme les changements de couleur et de luminosité du flux lumineux reçu en signaux électriques analogiques qui ne seront compris que par son seul ami électronique : un convertisseur analogique-numérique (ADC). De ce point de vue, l’ADC peut être comparée à un guide-traducteur, son compagnon constant. Lui seul, comme personne d'autre, comprend la matrice, car aucun processeur ou contrôleur n'analysera ses signaux analogiques sans être d'abord interprétés par un convertisseur. Lui seul est capable de fournir du travail à tous ses collègues numériques qui ne perçoivent qu'un seul langage : le langage des zéros et des uns. D'un autre côté, vous pouvez prendre n'importe quel processeur, convertisseur ou amplificateur, l'éclairer avec la source de lumière la plus brillante et attendre une sorte de réaction jusqu'à ce que vous en ayez assez. Le résultat est connu à l'avance - il sera nul, car aucun autre composant électronique du scanner n'y est sensible. Si vous voulez, ils sont tous aveugles de naissance. Une autre chose est la matrice. Le flux lumineux, tombant sur sa surface, « fait littéralement tomber » les électrons de ses cellules sensibles. Et plus la lumière est brillante, plus il y aura d’électrons dans les accumulateurs de la matrice, plus leur force sera grande lorsqu’ils se précipiteront vers la sortie en un flux continu. Cependant, la force actuelle des électrons est si disproportionnée qu’il est peu probable que même l’ADC le plus sensible les « entende ». C'est pourquoi, à la sortie de la matrice, un amplificateur les attend, comparable à un énorme mégaphone, qui, au sens figuré, transforme même le grincement d'un moustique en hurlement d'une sirène forte. Le signal amplifié (toujours analogique) va « peser » le convertisseur, et attribuer à chaque électron une valeur numérique en fonction de son intensité de courant. Et puis... Ensuite, les électrons représenteront des informations numériques, qui seront traitées par d'autres spécialistes. Travailler à recréer une image ne nécessite plus l’aide d’une matrice.
Mais laissons de côté le raisonnement général. Voyons le côté pratique des choses. La plupart des scanners modernes pour la maison et le bureau sont basés sur deux types de matrices : CCD (Charge Coupled Device) ou CIS (Contact Image Sensor). Ce fait soulève deux questions dans l'esprit des utilisateurs : quelle est la différence et qu'est-ce qui est mieux ? Si la différence est perceptible même à l'œil nu - le corps du scanner CIS est plat par rapport à un appareil CCD similaire (sa hauteur est généralement d'environ 40 à 50 mm), il est alors beaucoup plus difficile de répondre à la deuxième question. La réponse ici doit être argumentée afin d’éviter une avalanche de questions telles que « pourquoi est-ce mieux ? », « pourquoi est-ce mieux ? »
Examinons d’abord les principaux avantages et inconvénients de ces deux classes de scanners. Pour plus de commodité, je les ai résumés dans un petit tableau :

Le scanner CCD a une plus grande profondeur de champ que son homologue CIS. Ceci est réalisé grâce à l'utilisation d'une lentille et d'un système de miroirs dans sa conception.

Sur la figure, pour faciliter la perception, un seul miroir est dessiné,
alors qu'un scanner typique en possède au moins trois ou quatre

Les scanners dotés d'une matrice CCD sont beaucoup plus courants que les appareils CIS. Cela peut s'expliquer par le fait que les scanners sont dans la plupart des cas achetés non seulement pour numériser des documents texte en feuille, mais également pour numériser des photographies et des images couleur. À cet égard, l'utilisateur souhaite obtenir un scan avec la reproduction des couleurs la plus précise et la plus fiable, et en termes de sensibilité à la lumière, un scanner CCD transmet les nuances de couleurs, les reflets et les demi-teintes beaucoup plus strictement qu'un scanner CIS. Permettez-moi de noter que l'erreur dans la répartition des niveaux de nuances de couleurs distingués par les scanners CCD standard est d'environ ±20 %, alors que pour les appareils CIS, cette erreur est déjà de ±40 %.

Représentation schématique d'un capteur CIS

La matrice CIS se compose d'une ligne LED qui éclaire la surface de l'original numérisé, de microlentilles autofocales et des capteurs eux-mêmes. La conception matricielle est très compacte, de sorte qu'un scanner utilisant un capteur de contact sera toujours beaucoup plus fin que son homologue CCD. De plus, ces appareils sont réputés pour leur faible consommation d'énergie ; ils sont pratiquement insensibles aux contraintes mécaniques. Cependant, les scanners CIS sont quelque peu limités dans leur utilisation : les appareils, en règle générale, ne sont pas adaptés pour fonctionner avec des modules de diapositives et des chargeurs automatiques de documents.
En raison des particularités de la technologie, la matrice CIS a une profondeur de champ relativement faible. À titre de comparaison, les scanners CCD ont une profondeur de champ de ±30 mm et les scanners CIS ont une profondeur de champ de ±3 mm. En d'autres termes, si vous placez un livre épais sur la tablette d'un tel scanner, vous obtiendrez un scan avec une bande floue au milieu, c'est-à-dire à l'endroit où l'original n'entre pas en contact avec la vitre. Avec une caméra CCD, l’image entière sera nette car elle dispose d’un système de miroir et d’un objectif de mise au point. À son tour, c'est le système optique plutôt volumineux qui ne permet pas au scanner CCD d'atteindre les mêmes dimensions compactes que son homologue CIS. Mais en revanche, ce sont les optiques qui apportent un gain de qualité évident. Permettez-moi de noter que les exigences en matière d'optique sont très élevées, de sorte que les rumeurs selon lesquelles certains modèles de scanners utilisent des « miroirs en plastique » sont grandement exagérées, voire « fictives ». ;)
En termes de résolution, les scanners CIS ne sont pas non plus un concurrent du CCD. Déjà, certains modèles de scanners CCD pour la maison et le bureau ont une résolution optique d'environ 3 200 dpi, tandis que pour les appareils CIS, la résolution optique est limitée, si je ne me trompe, pour l'instant à 1 200 dpi. Mais, en général, il ne sert à rien d’abandonner la technologie CIS. Toutes les technologies se développent rapidement. Les scanners à matrice CIS ont trouvé leur application là où il est nécessaire de numériser non pas des livres, mais des feuilles originales. Le fait que ces scanners soient entièrement alimentés via le bus USB et ne nécessitent pas de source d’alimentation supplémentaire s’avère pratique pour les propriétaires d’ordinateurs portables. Ils peuvent numériser l'original et le convertir en fichier texte n'importe où, sans avoir à composer avec la proximité des réseaux électriques, ce qui leur permet de fermer les yeux sur un certain nombre de défauts du capteur de contact. En fait, vous pouvez donc répondre à la question « quel scanner est le meilleur » en fonction de vos demandes spécifiques.

L'élément le plus important du scanner est la matrice CCD

Sur la photo ci-dessus, vous pouvez voir un CCD qui ressemble à une « grosse puce » avec une fenêtre en verre. C'est là que se concentre la lumière réfléchie par l'original. La matrice ne cesse pas de fonctionner tout le temps tandis que le chariot avec le chariot de numérisation, entraîné par un moteur pas à pas, se déplace du début à la fin de la tablette. Notez que la distance totale parcourue par le chariot dans la direction "Y" est appelée fréquence d'échantillonnage ou résolution mécanique du scanner (nous en reparlerons un peu plus tard). En une seule étape, la matrice capture complètement la ligne horizontale de la tablette, appelée ligne raster. Après qu'un temps suffisant se soit écoulé pour traiter une de ces lignes, le chariot de l'unité de numérisation se déplace d'un petit pas et c'est au tour de scanner la ligne suivante, etc.

Vue latérale de la matrice CCD

Sur la vue latérale, vous pouvez voir deux vis ordinaires qui jouent un rôle « délicat ». Avec leur aide, au stade de l'assemblage du scanner, la matrice a été ajustée avec précision (notez également les fentes en forme de U dans le circuit imprimé dans la vue de dessus) afin que la lumière réfléchie tombant sur lui, la lumière des miroirs tombe uniformément sur toute sa surface. À propos, si l'un des éléments du système optique est asymétrique, l'image recréée par l'ordinateur sera " rayé."

Vue agrandie d'une partie de la matrice CCD (macrophotographie
réalisé avec un appareil photo numérique Canon EOS D60)

La photographie agrandie de la matrice CCD montre clairement que la matrice CCD est équipée de son propre filtre RVB. C'est cela qui représente l'élément principal du système de séparation des couleurs, dont beaucoup de gens parlent, mais peu de gens comprennent comment il fonctionne réellement. Habituellement, de nombreux évaluateurs se limitent à la formulation standard : « un scanner à plat standard utilise une source de lumière, un système de séparation des couleurs et un dispositif à couplage de charge (CCD) pour collecter des informations optiques sur l'objet numérisé. » En fait, la lumière peut être séparée en composantes de couleur, puis focalisée à travers des filtres matriciels. L’objectif du scanner est un élément tout aussi important du système de séparation des couleurs.

L'objectif du scanner n'est en réalité pas aussi grand qu'il y paraît
Photos

Cadre

Le corps du scanner doit avoir une rigidité suffisante pour éliminer d'éventuelles distorsions de la structure. Bien entendu, il est préférable que la base du scanner soit un châssis métallique. Cependant, les boîtiers de la plupart des scanners domestiques et de bureau produits aujourd'hui sont entièrement en plastique afin de réduire les coûts. Dans ce cas, la résistance nécessaire de la structure est assurée par des nervures de rigidification, comparables aux nervures et longerons d'un avion.

Localisation des principaux composants fonctionnels du scanner

Un élément important du boîtier est le verrou de transport, dont la présence est conçue pour protéger le chariot de numérisation des dommages lors du transport du scanner. Il ne faut pas oublier qu'avant d'allumer un scanner équipé d'un tel verrou, vous devez le déverrouiller. Sinon, les mécanismes de l'appareil pourraient être endommagés. En principe, les fabricants attirent l’attention des acheteurs sur cette petite nuance avec des autocollants lumineux comportant des avertissements appropriés.
Certains pensent que le corps ne peut en aucun cas affecter la qualité de la numérisation. Cependant, ce n'est pas le cas. Le fait est que le système optique du scanner ne tolère pas la poussière, le corps de l'appareil doit donc être scellé, sans aucune fissure (même technologique). Plus d'une fois, je suis tombé sur des modèles qui ne répondaient pas à ces exigences. Si vous êtes sur le point d'acheter un scanner, je vous recommande d'y prêter attention.
De plus, lors de l'achat d'un scanner, faites attention à la possibilité de séparer le couvercle de la tablette. Cette fonctionnalité de la machine est particulièrement utile lors de la numérisation d'originaux tels que des livres ou des magazines épais.
Les bords de la tablette doivent avoir une pente douce, ce qui facilite le retrait rapide de l'original de la vitre. De plus, il ne doit y avoir aucun espace entre la vitre et la tablette qui empêcherait le retrait de l'original. Faites également attention à la présence de marquages ​​sur le pourtour de la tablette.

Bloc de contrôle

Tous les scanners sont contrôlés à partir de l'ordinateur personnel auquel ils sont connectés et les paramètres nécessaires avant la numérisation sont spécifiés dans la fenêtre utilisateur du programme de contrôle. C'est pour cette raison que les scanners destinés à la maison et au bureau ne disposent pas nécessairement de leur propre unité de contrôle. Cependant, de nombreux fabricants s'adaptent aux utilisateurs les plus non préparés et installent (généralement sur le panneau avant) plusieurs boutons de « numérisation rapide ».

Boutons de numérisation rapide - un élément dont vous pouvez vous passer

Sur la photo ci-dessus, vous pouvez voir que chaque bouton possède une icône spécifique. Les fonctions de démarrage rapide typiques impliquent généralement le démarrage d'une opération de numérisation standard, la sortie vers une imprimante, puis l'envoi par e-mail, fax, etc. Il est clair que des paramètres de qualité de numérisation spécifiques sont définis pour tel ou tel bouton. Cependant, cliquer sur l'un ou l'autre bouton entraîne d'abord le lancement d'une application sur l'ordinateur (s'il y en a plusieurs) responsable de l'opération appelée. Je constate que tous les scanners SOHO ne sont pas équipés de leur propre unité de contrôle, et que les appareils professionnels manquent encore plus de tels éléments.
Certains fabricants « pèchent » en excluant du pilote du scanner un certain nombre de paramètres qui, à leur avis, ne sont pas utilisés par la majorité des utilisateurs ordinaires. Par exemple, les scanners Hewlett-Packard SOHO n'ont pas la possibilité de modifier la correction gamma, de charger des profils ICC et bien plus encore. Mais c'est Hewlett-Packard, plus que quiconque, qui aime « chouchouter » les utilisateurs avec un certain nombre de boutons de numérisation rapide.

À propos des sources lumineuses

Absolument chaque scanner utilise son propre illuminateur. C'est le nom d'un module petit et puissant dont la tâche est d'allumer et d'éteindre la lampe du scanner (ou tout ce qui remplace cette lampe). Les scanners CIS utilisent une bande LED comme source de lumière, c'est pourquoi cette classe d'appareils consomme si peu d'énergie.
Dans les scanners CCD, les originaux sont généralement éclairés par une lampe fluorescente à cathode froide. Sa lumière est des milliers de fois plus brillante que celle des LED. Mais pour faire briller le gaz à l’intérieur de la lampe, une très haute tension doit être appliquée à son entrée. Il est produit par une unité distincte appelée onduleur.

Un module haute tension est nécessaire pour alimenter la lampe

L'onduleur augmente la tension de cinq volts à plusieurs kilovolts et convertit également le courant continu en courant alternatif.

En général, il existe trois principaux types de lampes utilisées dans les scanners :

lampe à décharge au xénon (Xenon Gas Discharge);
Lampe fluorescente à cathode chaude ;
lampe fluorescente à cathode froide

Cependant, pour un certain nombre de raisons, les scanners destinés à la maison et au bureau utilisent uniquement des lampes à cathode froide.

Lampe à cathode froide

La lampe du scanner est montée sur le châssis en plastique du chariot de numérisation, directement au-dessus du réflecteur. Le réflecteur lui-même se présente sous la forme d'un réflecteur (un "collecteur" et réflecteur de lumière efficace) sous la forme d'un miroir grossissant. La lumière qui en sort est amplifiée pour éclairer vivement l'objet sur la tablette. Après avoir été réfléchie par l'original sur la vitre, la lumière traverse la fente du châssis (sur la photo j'ai souligné son contour en bleu) et est reçue par le premier et le plus long miroir du système optique.
Parmi les avantages évidents d'une lampe à cathode froide figure une longue durée de vie, qui est de 5 000 à 10 000 heures. Pour cette raison, certains scanners n'éteignent pas la lampe une fois l'opération de numérisation terminée. De plus, les lampes ne nécessitent aucun refroidissement supplémentaire et sont très bon marché à produire. Parmi les défauts, je note un démarrage très lent. Le temps de préchauffage typique de la lampe varie de 30 secondes à plusieurs minutes.
La lampe a une influence importante sur le résultat de la numérisation. Même avec un léger écart dans les caractéristiques de la source lumineuse, le flux lumineux incident sur la matrice réceptrice et réfléchi par les changements d'origine. C'est en partie pourquoi il faut si longtemps pour réchauffer la lampe avant de numériser. Je note que certains pilotes permettent de réduire le temps de préchauffage si la qualité de la numérisation n'est pas si importante (par exemple, lors de la numérisation d'informations textuelles). Permettez-moi d'ajouter que afin de compenser d'une manière ou d'une autre la perte des caractéristiques de la lampe (et cela se produit inévitablement lors d'une utilisation à long terme de l'appareil), les scanners effectuent automatiquement une procédure d'auto-étalonnage par rapport à une cible en noir et blanc située à l'intérieur du boîtier. .

La photographie montre clairement comment, sous l'influence de la lumière au fil du temps,
Au fil du temps, le plastique du boîtier et la cible d'étalonnage deviennent ternes

Le scanner étudié ne fait pas exception. Sur la photo ci-dessus, vous pouvez clairement voir la cible de couleur, selon laquelle le scanner ajuste les couleurs avant la numérisation, compensant ainsi le « vieillissement » de la lampe. Il est également clair ici qu'avec le temps, non seulement le plastique interne, éclairé en permanence par la lampe, mais aussi la cible d'étalonnage elle-même s'estompent. Ceci, à son tour, provoque une décoloration des couleurs et augmente la distorsion des couleurs.

Une lampe à cathode froide ressemble un peu à une lampe fluorescente.
léger... juste un peu

Si vous le souhaitez, à partir d'un onduleur et d'une lampe à cathode froide, vous pouvez
construire une lampe de table

Sur la photo, vous pouvez voir l'utilisation inappropriée de la lampe du scanner. ;) Le module onduleur était connecté à une alimentation informatique standard, pour laquelle le câblage avec un adaptateur était soudé à sa carte. En principe, si vous fixez ici une sorte de support, vous obtiendrez une lampe de table assez bonne et lumineuse.

Fonctionnement du CAN

Qui aide le processeur du scanner à « trouver un langage commun » avec la matrice ? Bien sûr, un convertisseur analogique-numérique qui convertit les signaux analogiques sous forme numérique. Ce processus intéressant peut être représenté comme suit. Premièrement, l'ADC, pour ainsi dire, « pèse » la tension d'entrée, ce qui rappelle un employé de magasin sélectionnant un ensemble de poids standard du même poids que le produit. Ensuite, lorsque la tension est mesurée, l'ADC présente les données à son « patron », c'est-à-dire le processeur, mais sous forme de chiffres. Et du coup, tout le monde est content.
Vous pouvez vous imaginer dans le rôle d'un processeur et vous demander ce qui se passe à la sortie de l'ADC lorsque la tension d'entrée change ? Appliquons par exemple 4 Volts à l'entrée du convertisseur, puis 9 Volts. Les variations de nombres suivantes apparaîtront à sa sortie : d'abord 00000100, puis 00001001. En code binaire, ce sont les nombres 4 et 9. Le nombre de zéros et de uns avec lesquels l'ADC exprime la valeur mesurée est sa capacité, qui se mesure en bits. . Un paramètre comme capacité du convertisseur est extrêmement important pour le scanner, car il caractérise la précision de la mesure du signal d'entrée.
Aujourd'hui, dans les rayons des magasins, vous pouvez voir des scanners bon marché qui exploitent des convertisseurs avec une profondeur de bits de 24 à 48 bits. Théoriquement, il est toujours préférable de choisir un scanner doté d’une profondeur de bits plus élevée. Dans ce cas, une subtilité est à prendre en compte : parfois les fabricants écrivent « 48 bits » en grosses lettres sur les cartons, et quelque part dans un coin en petits caractères ils précisent : « logiciel 48 bits, matériel 36 bits ». Cela signifie que le grand et beau nombre n'a rien à voir avec la précision de l'ADC installé dans le scanner, et la profondeur de bits réelle dans ce cas est de 36 bits. C’est exactement ce sur quoi vous devriez vous concentrer. Il faut reconnaître qu'en pratique domestique, les différences entre les résultats des scanners 36 et 42 bits sont pratiquement invisibles (l'œil humain est capable de distinguer environ 24 bits de nuances de couleurs, soit environ 16,7 millions). Dans notre cas, la profondeur de bits du convertisseur et la profondeur de couleur sont identiques. Après tout, le convertisseur ne calcule rien d'autre que les couleurs des points qui composent l'image. Plus la profondeur de bits du convertisseur est élevée, plus le scanner peut transmettre avec précision la couleur de chaque pixel de l'image. En conséquence, plus l'image ressemblera à l'original.

CPU

Les scanners modernes sont équipés de processeurs spécialisés. Les tâches d'un tel processeur comprennent la coordination des actions de tous les circuits et nœuds, ainsi que la génération de données d'image à transmettre à un ordinateur personnel. Dans certains modèles de scanner, le processeur remplit également les fonctions de contrôleur d'interface.
Une liste d'instructions logicielles pour le processeur est stockée dans une puce mémoire morte. Les données sont écrites sur cette puce par le fabricant du scanner pendant la production. Le contenu de la puce est appelé « firmware » ou « firmware ». Certains scanners professionnels ont la possibilité d'être mis à niveau, mais les modèles bon marché pour la maison et le bureau ne l'exigent généralement pas.
En plus de la puce mémoire permanente, les scanners utilisent également de la RAM, qui joue le rôle de tampon (ses valeurs typiques sont de 1 ou 2 Mo). Les informations numérisées sont envoyées ici, qui sont presque immédiatement transférées au PC. Après avoir envoyé le contenu de la mémoire à l'ordinateur personnel, le processeur réinitialise le tampon pour former un nouveau message. Permettez-moi de noter que les instructions destinées au processeur sont également stockées dans des cellules RAM, mais dans le processeur lui-même (à cet effet, il est équipé de plusieurs kilo-octets de sa propre RAM). L'organisation de sa mémoire est construite sur le principe d'un convoyeur, c'est-à-dire Après l'exécution de l'instruction qui est la première dans la file d'attente, sa place est prise par la seconde, et la place de la dernière est prise par une nouvelle instruction.
La quantité de RAM du scanner était auparavant indiquée par les fabricants dans les spécifications techniques des scanners. Cependant, parce que Ce paramètre n'a pratiquement aucun effet sur les performances de l'appareil, dans les scanners modernes, il est souvent silencieux. Il est également silencieux si un scanner particulier utilise une certaine zone de RAM de l'ordinateur lui-même, qui est implémentée à l'aide d'outils pilotes.

Contrôleur d'interface

Le contrôleur d'interface est responsable de l'échange d'informations et de commandes entre le scanner et l'ordinateur. Comme je l'ai noté plus haut, cette puce peut être absente si le processeur dispose d'un module contrôleur intégré. À l'ère du « deux pièces » et du « trois-trois », des scanners étaient produits avec des interfaces SCSI, IEEE1284 (LPT) et même RS-232. La gamme actuelle de scanners SOHO se limite aux interfaces USB, FireWire et SCSI. À une certaine époque, il y avait des rumeurs sur l'apparition de scanners Bluetooth, mais jusqu'à présent, les choses ne sont pas allées plus loin que les rumeurs. Il est bien évident que les appareils dotés d’interfaces différentes ont les mêmes contrôleurs différents. Ils ne sont pas compatibles les uns avec les autres, car ils « parlent des langues différentes ».

Dans notre cas, la carte d'interface combine les ports SCSI et USB, ainsi que
dispose de deux prises pour connecter des modules supplémentaires

SCSI (interface pour petits systèmes informatiques)

Les scanners SCSI étaient les scanners les plus courants il y a quelques années. Il faut admettre que l'ère des scanners SCSI touche à sa fin (ou a déjà pris fin). La raison principale est l'émergence d'interfaces USB et FireWire haut débit, qui ne nécessitent aucun soin particulier lors de la connexion ni d'adaptateurs supplémentaires. Parmi les avantages de l'interface SCSI figurent son débit élevé, ainsi que la possibilité de connecter jusqu'à sept périphériques différents sur un seul bus. Les principaux inconvénients du SCSI sont le coût élevé de l'organisation de l'interface et la nécessité d'utiliser un contrôleur supplémentaire.

USB (bus série universel)

L'interface USB est devenue la plus répandue en raison de son intégration dans toutes les cartes mères modernes en tant que connecteur principal pour les périphériques. Aujourd'hui, la grande majorité des scanners domestiques sont disponibles avec une interface USB. De plus, un groupe de scanners CIS reçoit l'alimentation nécessaire via un port USB, ce qui attire les propriétaires d'ordinateurs portables. D'accord, une telle qualité ne peut pas être obtenue via SCSI.

FireWire (IEEE1394)

Lors du choix d'un type de connexion, du moins pour moi, l'interface FireWire est préférable. FireWire est une interface d'E/S série haute vitesse qui diffère de l'USB dans le sens où elle ne nécessite pas de contrôleur hôte pour établir la connexion. Son travail est organisé selon le schéma peer-to-peer. En fait, grâce à cela, une charge CPU inférieure (par rapport à l'USB) est obtenue.
Bientôt, les périphériques avec une nouvelle modification de cette interface verront le jour - FireWire 800 (IEEE1394b). C'est à ce moment-là qu'il deviendra le standard périphérique le plus rapide jamais développé.

Mécanisme de traction

Le principal module mobile du scanner est son chariot de numérisation. Il comprend une unité optique avec un système de lentilles et de miroirs, une matrice photosensible, une lampe à cathode froide (s'il s'agit d'un scanner CCD) et une carte inverseur. Une courroie de traction crantée est fixée rigidement au chariot de numérisation, qui entraîne le moteur pas à pas de l'appareil.

Lieu de fixation de la courroie au chariot de numérisation

Éléments du mécanisme de brochage

Un ressort de tension spécial, placé directement dessus, est responsable du contact étroit de la courroie avec les engrenages. Le chariot avec le chariot de numérisation se déplace le long des glissières de guidage le long du corps de l'appareil (voir photo).

Moteur

Moteur pas à pas

Un moteur pas à pas peut faire tourner la broche dans les deux sens par très petits pas. Grâce à cette fonctionnalité, il est toujours possible de déplacer le chariot du scanner à une distance strictement définie. Chaque scanner à plat possède un tel moteur. Il fait tourner la boîte de vitesses (les engrenages que vous voyez sur la photo) et entraîne le chariot qui abrite l'unité optique, la lampe et la matrice. Un microcircuit spécial, le contrôleur de moteur, est chargé de choisir le sens et la vitesse de rotation. La précision du mouvement du chariot est appelée résolution mécanique dans la direction « Y » (direction Y).

La résolution optique du scanner est la direction X, et sa
résolution mécanique - direction Y

En général, la résolution optique est déterminée par le nombre d'éléments de ligne matricielle divisé par la largeur de la zone de travail. Mécanique – le nombre de pas du chariot de numérisation dans la direction de déplacement Y. Dans les spécifications des scanners, vous pouvez trouver des désignations telles que « 600x1200 ». Ici le deuxième chiffre est la résolution mécanique, tandis que le premier caractérise la résolution optique du scanner. Il existe également une résolution interpolée, qui est parfois supérieure de plusieurs ordres de grandeur à la résolution optique, mais ne dépend en aucun cas de l'équipement physique de l'appareil. J'appellerais cela "la résolution de mise à l'échelle". Les fonctions d'interpolation (agrandissement de l'image originale) sont assurées par le logiciel du scanner. La valeur des valeurs d'interpolation indiquées par les fabricants est discutable - n'importe quelle image peut tout aussi bien être agrandie à l'aide de Photoshop.

Les composants internes du moteur

Boîte de vitesses

Le noyau du moteur est relié de l’extérieur par une transmission à engrenages, qui est une simple boîte de vitesses. Son grand engrenage tire la sangle à laquelle est fixé le chariot de numérisation.

Unité de puissance

Alimentation du scanner

Les scanners domestiques ou de bureau ne consomment pas trop d'énergie du réseau, vous ne trouverez donc pas d'éléments puissants dans les alimentations des appareils SOHO. L'alimentation interne de l'appareil évoquée dans cet article produit des tensions de 24 Volts / 0,69 A, 12 Volts / 0,15 A et 5 Volts / 1 A. pour une source lumineuse - une lampe à cathode froide, une haute tension de plusieurs kilovolts est nécessaire, une unité séparée est chargée de l'alimenter, dont j'ai parlé juste au-dessus.

Appareils supplémentaires

De nombreux scanners à plat sont livrés avec des accessoires, dans la plupart des cas achetés séparément. Il s'agit notamment d'un chargeur automatique de documents et d'un adaptateur pour numériser des originaux transparents (adaptateur coulissant).

Un scanner équipé d'un chargeur automatique de documents est un appareil encombrant
conception

Un chargeur de papier automatique est nécessaire lorsque vous devez numériser un grand nombre de feuilles imprimées d'un format standard. S'assurer que vous pouvez connecter un ADF à votre scanner est assez simple. Pour ce faire, vous pouvez simplement regarder le panneau de connexion et vous assurer qu'il y a bien une prise ADF (Automatic Document Feeder). Il est à noter que le chargeur automatique de documents est toujours « lié » à un modèle de scanner spécifique, ou à une série de modèles. Il n’existe pas de mangeoire universelle ! La raison en est que cet appareil est contrôlé depuis la carte d'interface du scanner. Il est clair que le chargeur ne peut pas fonctionner s'il n'y a pas de connexion avec le scanner, donc lors de l'achat, soyez prudent et assurez-vous que votre scanner prend en charge le fonctionnement avec un chargeur automatique spécifique.

Vue de la fenêtre transparente du chargeur automatique de documents depuis l'autre
côtés en verre

Le chargeur automatique fonctionne comme suit. Après la phase d'auto-calibrage et de vérification de l'état de préparation, le scanner positionne le chariot devant la fenêtre transparente de l'ADF. Ensuite, les originaux feuilles sont extraits un par un de son bac d'entrée et, lorsqu'ils passent par la fenêtre désignée, ils sont numérisés.
Un adaptateur de diapositives est un appareil supplémentaire conçu pour numériser des originaux transparents (films, diapositives et négatifs). Il existe deux types d'adaptateurs de ce type : passif, qui utilise une lampe du scanner, et actif, qui éclaire l'original transparent avec sa propre lampe.
L'adaptateur de diapositive actif possède sa propre source de lumière qui éclaire l'original transparent. Certains modèles de ces adaptateurs coulissants comportent un chariot mobile doté d'une source lumineuse, entraîné par un moteur et un mécanisme de brochage. La source lumineuse se déplace le long du guide, en fonction du positionnement du chariot du scanner. La lampe du scanner s'éteint. Aujourd'hui, les modèles de scanners pour la maison et le bureau sans pièces mobiles dans un module adaptateur de diapositives sont plus courants. Un exemple typique est l'EPSON Perfection 3200 Photo récemment testé par notre laboratoire de tests. Sa source lumineuse est intégrée au couvercle du scanner et occupe toute sa surface utile. Pour faire correspondre l'adaptateur avec le scanner, un fil avec un connecteur sort du couvercle et se connecte à une prise spéciale sur le panneau arrière de l'appareil (il est abrégé XPA). La lampe de l'adaptateur s'active automatiquement lorsque le type d'original est modifié dans le programme de commande, ce qui est en outre indiqué par un indicateur dans le couvercle du scanner. Les originaux transparents sont montés dans les modèles inclus, qui prennent en charge : une bande de film 35 mm de 12 images, quatre diapositives 35 mm insérées dans des images, un film 120/220 (6 x 9 cm) / 4 x 5". Eh bien, les modèles eux-mêmes sont placés sur la vitre du scanner. Pendant la numérisation, un flux de lumière traverse un original transparent et, entrant dans l'entrée du système optique du scanner, est traité de la même manière (comme un original opaque). Il est clair que les propriétés du scanner telles que la résolution optique et la profondeur de lumière ne changent pas lors de l'utilisation d'un adaptateur de diapositive, ce qui n'est pas le cas de la plage de densités optiques. Ce paramètre du scanner dépend directement de la luminosité de la source lumineuse et du temps d'exposition. Vous pouvez l'imaginer ainsi : plus l'original est sombre, moins il transmet de lumière, plus il faut de temps aux lecteurs matriciels CCD pour collecter la quantité de charge requise. Les originaux transparents les plus sombres sont les films radiologiques (jusqu'à 3,6D). Pour obtenir une numérisation de haute qualité, vous avez besoin d’une source de lumière vive. Cependant, la plage de densités optiques reproductibles d'un scanner n'est en aucun cas déterminée uniquement par la luminosité de la lampe. Cela dépend principalement de la capacité en bits (ou précision) du convertisseur analogique-numérique, de la qualité du système optique et des capacités de la matrice photosensible.
Un module coulissant passif est plus simple qu’un module actif. Cet adaptateur utilise la lampe du scanner comme source de lumière. L'intensité lumineuse dans ce cas est nettement inférieure à celle d'un adaptateur actif. En conséquence, la qualité des images numérisées est moindre, ce qui est tout à fait acceptable, par exemple pour le Web. Les adaptateurs de diapositives passifs sont également peu coûteux.

Conclusion

En général, on peut parler assez longtemps d'un scanner comme d'un appareil électronique des plus complexes, mais il est encore impossible de transmettre toutes les nuances intéressantes dans le cadre d'un seul article. Aujourd'hui, nous avons découvert ce qui suit : pour quelles raisons les scanners CCD numérisent-ils les originaux bien mieux que les appareils équipés d'un capteur de contact ; pourquoi la profondeur de bits du convertisseur est importante et en quoi la résolution optique diffère de la résolution mécanique ; quels types de sources lumineuses existent et comment elles affectent la qualité de la numérisation ; comment les parties électroniques et mécaniques du scanner interagissent et pourquoi les adaptateurs de diapositives ne conviennent pas à tous les appareils. En général, j'ai essayé de parler des fonctionnalités des scanners SOHO modernes sous une forme aussi accessible que possible, et je serais intéressé de connaître votre opinion sur cet article.

Je vais revenir en arrière un peu, c'est clair à quoi servent les lunettes, mais je vais expliquer un peu le but du respirateur. Le fait est que le Dremel tourne jusqu'à 33 000 tours par minute et que la poussière résultant de son utilisation s'avère assez fine. Et pour ne pas inhaler des poussières inconnues, il faut un respirateur

Après avoir complètement gâché tout le lieu de travail et rendu deux morceaux de plastique identiques, nous procédons à la découpe d'un trou pour le connecteur d'alimentation à l'aide d'un couteau et d'un crayon.
Après avoir suffisamment gratté la partie supérieure du connecteur d'alimentation avec un crayon et l'avoir appliqué à l'endroit souhaité sur le plastique, nous obtiendrons un pochoir approximatif à découper.
Après l'avoir découpé, nous appliquons les deux morceaux de plastique sur le circuit, en insérant au préalable le connecteur d'alimentation. Ensuite, nous regardons comment la vis de fixation principale traversera toute la structure, marquons d'abord un trou d'un côté et, en la poussant dans le trou déjà percé, marquons et faisons un deuxième trou.
Ensuite, prenez la deuxième plaque, là où se trouvera l'écrou. Nous enfilons et resserrons la vis avec l'écrou dessus. Ensuite, avec un peu de force, à l'aide d'un fer à souder chaud, enfoncez l'écrou dans le plastique jusqu'à ce qu'il cesse de dépasser. Refroidissez et dévissez la vis.
Nous prenons les deux couvercles de notre boîte et réalisons à l'intérieur des petites ceintures d'environ millimètre par millimètre ; des nervures de rigidification y seront insérées, qui sont également des bouchons décoratifs recouvrant les bords du circuit d'alimentation.
En gros, presque tout est prêt, il ne reste plus qu'à réaliser les supports de la lampe elle-même.

Pour ce faire, on prend le même plastique blanc et on découpe deux petits rectangles, on fait des trous avec des forets, d'abord petits, puis plus grands, mais les trous ne doivent pas être exactement au centre car alors les fixations ne permettront pas à la lampe de tourner, elles doivent être réalisées avec un léger décalage vers le bas. Ensuite, serrez-le avec des vis et collez du ruban adhésif double face sur la base extérieure des plans de montage résultants.

Nous insérons le connecteur de la lampe dans son circuit d'alimentation, et le circuit dans notre boîtier fait maison et le vissons lentement, mais pas complètement.
Commençons maintenant à réaliser les parois latérales. Pour ce faire, nous marquons l'emplacement de coupe dans le « joint vierge » déjà préparé et découpons le mur à l'avance à une taille légèrement plus grande. Nous l'appliquons à la boîte et voyons comment elle s'adapte. Lorsque la taille vous convient, vous pouvez réaliser un deuxième mur.
Après avoir fixé le premier mur fini comme modèle, nous ajustons la taille du second.
Lorsque tout est prêt et que toutes les bavures ont été éliminées, nous procédons au montage.
Nous prenons le circuit d'alimentation, coupons le connecteur pour la connexion d'alimentation externe et y soudons notre connecteur pour l'alimentation électrique. Nous remontons l'ensemble du boîtier, après avoir préalablement isolé tous les contacts exposés et nettoyé toute trace de bricolage. Nous le tordons et, à la fin, insérons les nervures de renforcement, après quoi nous le tordons jusqu'à ce que la boîte ne s'effondre pas. Si tout ne tient pas bien, vous pouvez coller les nervures de renfort le long des bords avec de la superglue supplémentaire afin qu'elles ne se désagrègent pas, ni à cause d'une chute, ni à cause de vos mains.

Tout ne s'est pas bien passé pour moi, à savoir : la vis s'est retrouvée à l'extérieur du couvercle, il a donc fallu la couper.

Ensuite, sur le côté de l'écrou, nous collons quatre petits morceaux de ruban adhésif double face, afin que vous puissiez ensuite le retirer rapidement et facilement. Je n'avais pas non plus de bouton interrupteur, il sera soudé sur le cordon bp. Plus tard.

Si quelqu'un ne veut pas s'embêter comme ça (j'avais juste besoin de comprendre comment Dremel fonctionne avec différents matériaux), il peut trouver n'importe quelle boîte appropriée et y réparer le circuit.

Si vous souhaitez avoir un rétroéclairage dans votre boîtier, je peux vous conseiller de vous connecter sur n'importe quelle ligne 12V avec la résistance requise.

Vous pouvez aussi essayer d'utiliser une lampe sans son réflecteur (d'ailleurs, ce n'est pas vraiment un réflecteur, mais plutôt un amortisseur puisqu'il n'est pas réfléchissant, mais blanc et noir). Mais pour ce faire, il faut être extrêmement prudent aux extrémités de la lampe, car les fils soudés dans le verre sont assez épais et peuvent se casser, ou le verre peut se fissurer à ces endroits. Il y a des supports caoutchoutés spéciaux sur les bords de la lampe ; je vous recommande d'utiliser certaines de vos propres attaches dessus. La lampe a fonctionné environ 40 minutes avec mon pb. Il n’a pratiquement pas chauffé, ni le réflecteur ni les élastiques sur ses côtés. Si la tension fournie à la lampe est supérieure à 9 V, la lampe surchauffera très probablement et risquera de tomber en panne. Si vous décidez de l’utiliser sans réflecteur, même s’il éclairera tout autour, il brillera également dans vos yeux, ce qui ne me semble pas suffisant.

Je tiens également à vous avertir du transformateur sur le circuit d'alimentation de la lampe. Je ne sais pas quel type de courant il produit et ce qu'il représente, mais si vous rapprochez votre doigt, ou une autre partie du corps, de ses contacts, un arc électrique apparaît, qui, par exemple, a brûlé un motif sur mon doigt. La distance aux contacts peut aller jusqu'à deux millimètres.
Bien sûr, cela ne vous tuera pas avec un choc électrique, mais vous pourriez vous brûler légèrement.

Je m'excuse pour la qualité des photos et des vidéos, mais qu'était-ce qui était à portée de main))

Dans la suite, je décrirai comment utiliser un moteur de disque dur pour l'utiliser comme ventilateur.
Assemblage d'un système de refroidissement liquide fait maison en utilisant mon propre exemple.
Egalement un panier fait maison pour cinq disques durs de l'org. verre

Des gens aimables m'ont offert ce scanner assez ancien, le Mustek 6000p, un appareil de l'époque de Windows 95 et de grands boîtiers en plastique blanc. Étant rare, il n'a pas une grande valeur, mais il serait dommage de le jeter sans regarder à l'intérieur).

En fait, tout son contenu électronique, le boîtier, est envoyé à la poubelle.

L'illuminateur du chariot de balayage est une lampe fluorescente à cathode froide (CCFL) classique, similaire à celles utilisées pour le rétroéclairage des matrices LCD.

Montez à bord de la voiture. Sur le côté gauche, nous voyons un onduleur haute tension ; il est temps d’essayer d’allumer la lampe.

Dans le coin gauche se trouve le stabilisateur intégré 7812, désigné Q8, à partir duquel il est facile de comprendre de quelles pistes l'onduleur reçoit l'énergie. A son entrée, lorsque le scanner est allumé, il y a environ 14 volts, mais la lampe ne s'allume pas, comment puis-je le démarrer ? Il n'y a pas beaucoup de pistes menant à la section de la carte avec l'inverseur depuis le connecteur qui relie la carte chariot à la carte principale, supposons donc que le transistor Q5 contient un interrupteur qui allume la lampe.

A l'aide d'une pince à épiler, on ferme la résistance R3, reliée à la base du transistor, au + puissance, et... que la lumière soit !

Après avoir compris ce que c'est, nous allons couper tous les éléments inutiles, souder un cavalier de résistance entre R3 et l'alimentation...

... et des broches pour le connecteur d'alimentation natif de l'imprimante.

Prenons une carte onduleur aussi soignée, vérifions-la à nouveau.

Bien sûr, cela ne suffit pas pour éclairer le lieu de travail, mais vous pouvez créer un rétroéclairage dans un tiroir, semblable à une lampe dans le réfrigérateur. Une souris tout aussi âgée, du même âge que le scanner, a bien fonctionné comme donneuse de corps. L'interrupteur sera un interrupteur à lames avec des contacts normalement fermés.

Assemblé. C'est dommage que les boutons ne portent aucune charge fonctionnelle =)

Nous fixons la lampe et le corps avec du ruban adhésif double face. Sur la porte il y a un aimant du disque dur sur le même ruban. Pas particulièrement esthétique, mais il fait le travail.

Plus que suffisant pour éclairer un petit espace

Un lecteur attentif remarquera que sur la photo de la carte dans le boîtier de la souris, il y a déjà un cavalier au lieu d'un stabilisateur - il n'est plus nécessaire, l'onduleur est alimenté par un serveur domestique situé sur la même armoire.

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