دستگاه اسکنر چگونه کار می کند؟

در ادارات و سازمان‌ها بعد از چاپگر، مهم‌ترین ابزار اداری اسکنر است. دنیایی از مدارک که به فایل تصویری آن نیاز داریم. چه کسی مطالب و تصاویر چاپ شده را به تصویر دیجیتال تبدیل می‌کند؟ اسکنر! در گذشته ابعاد بزرگ و قیمت بالایی داشتند.

برنامه اسکنر اندروید: امروز خیلی ساده و کوچک روی میز شما قرار می‌گیرند. اگر با روکیدا همراه شوید، در مورد اسکنرهای مسطح هر آنچه باید و شاید را یاد می‌گیرید.

باید بدانید که در گروهی از اسکنرها هِد دستگاه ثابت می‌ماند و کاغذ حرکت می‌کند در گروهی دیگر کاغذ ثابت است و هد دستگاه جا به جا می‌شود. در اسکنرهای دستی، کاغذ ثابت می‌ماند و شما باید هد دستگاه را روی کاغذ حرکت دهید. این گروه کیفیت خوبی ندارند. از طرفی برای ضبط و ذخیره سریع متن‌ها مفید هستند.

اسکنرهای درام در صنعت چاپ به کار می‌آید. آن‌ها دقت بالایی به همراه دارند. اسکن را با نهایت جزئیات و بالاترین کیفیت انجام می‌دهند.

فناوری استفاده شده در دستگاه‌های درام لوله نوری (PMT) نام دارد. در این فناوری کاغذ روی یک استوانه شیشه‌ای سوار می‌شود.

در مرکز استوانه یک حسگر قرار دارد. نوری که از سند به سمت حسگر باز می‌گردد را به سه پرتو تقسیم می‌کند. هر پرتو از طریق یک فیلتر به یک لوله نوری وارد می‌شود.

در انتها نور به سیگنال الکتریکی تبدیل و به رایانه شما می‌رسد. اصل کار اسکنر بر اساس تجزیه و تحلیل تصویر و پردازش آن است.

در ادامه درست مانند با بخش به بخش دستگاه آشنا می‌شوید. یک اصطلاح مهم در دنیای اسکنرها وجود دارد: TWAIN. با آن، کیفیت و عمق رنگ آشنا خواهیم شد.

اسکنر مسطح از چه بخش‌هایی ساخته می‌شود؟

• قسمت CCD یا افزاره بار جفت شده (حسگر دریافت کننده نور)
• آینه
• هِد اسکن
• صفحه شیشه‌ای
• چراغ
• لنز
• پوشش دستگاه
• فیلترها
• موتور با حرکت پله‌ای
• نوار تثبیت کننده
• کمربند یا در اصطلاح بِلت
• مرکز کنترل

هسته یک دستگاه اسکنر قطعه CCD به حساب می‌آید. تمام قطعات دستگاه برای بهترین حالت عملکرد این قسمت کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند.

CCD مجموعه‌ای از دیودهای کوچک حساس به نور است که نور را به الکترون (بار الکتریکی) تبدیل می‌کنند. به این نوع از دیودها فوتوسایت گفته می‌شود.

هر کدام از فوتوسایت‌ها به نور حساس هستند. هر چه مقدار نوری که به فوتوسایت برخورد کند، بیش‌تر باشد، بار الکتریکی بیش‌تری در آن محل جمع می‌شود.

تصویر سندی که اسکن می‌کنید از طریق گروهی از آینه‌ها، فیلترها و لنزها به CCD می‌رسد. پیکر بندی دقیق این قطعات به مدل دستگاه بستگی دارد اما اصول اولیه تقریبا برابر است.

فرآیند اسکن

برگ کاغذ روی صفحه شیشه‌ای قرار می‌گیرد. درب بسته می‌شود. قسمت داخلی پوشش معمولا سفید و صاف است. برخی از دستگاه‌ها از رنگ مشکی استفاده می‌کنند.

در هر صورت باید یک پوشش یکنواخت ایجاد شود. نرم افزار اسکنر از پوشش سفید یا مشکی به عنوان نقطه مرجع برای تعیین اندازه کمک می‌گیرد.

برخی از اسکنرهای مسطح به شما اجازه می‌دهند تا پوشش را حذف کنید. این کار برای اسکن صفحات بزرگ انجام می‌شود.

برای روشن کردن سند از یک لامپ استفاده می‌شود. این لامپ معمولا از نوع زنون یا CCFL (فلورسنت کاتدی سرد) است.

اسکنرهای قدیمی معمولا از یک لامپ فلورسنت معمولی استفاده می‌کردند. کل روند (آینه‌ها، لنزها، فیلتر و CCD) مجموعه هد اسکنر را تشکیل می‌دهد.

هد اسکنر توسط کمربند یا بِلت به موتور پله‌ای متصل می‌شود. این مجموعه بعد از بستن در و فشردن دکمه‌های مربوط روی سند حرکت می‌کند.

هد اسکنر به یک میله تثبیت کننده متصل می‌شود تا هیچ لرزش یا انحرافی وجود نداشته باشد. نمایش کلمه “Pass” به معنی اسکن کامل از سند است.

تصویر سند توسط یک آینه زاویه دار به یکی آینه دیگر منعکس می‌شود. در برخی از اسکنرها تنها دو آینه وجود دارد. برخی دیگر از سه آینه کمک می‌گیرند.

هر آینه کمی خمیده است تا تصویری که منعکس می‌شود را در سطح کوچک‌تری متمرکز کند. آخرین آینه تصویر را روی لنز معکوس می‌کند.

لنز تصویر را از طریق فیلتر روی CCD متمرکز می‌کند. ترکیب فیلتر و لنز بر اساس اسکنر متغییر است. برخی از اسکنرها از روش اسکن “تری پس” استفاده می‌کنند.

در این روش بین لنز و قسمت CCD سه فیلتر رنگی قرمز، سبز یا آبی وجود دارد. بعد از سه بار عبور از هر فیلتر، نرم افزار نتیجه را در یک تصویر جمع می‌کند.

امروز بیش‌تر اسکنرها از روش “سینگل پس” یا عبور یک باره کمک می‌گیرند. در این روش لنز تصویر را به سه نسخه کوچک‌تر از نسخه اصلی تقسیم می‌کند.

هر نسخه کوچک‌تر از یک فیلتر رنگی قرمز، سبز یا آبی عبور کرده و سپس به قسمت CCD می‌رسد. اسکنر اطلاعات سه قسمت CCD را در یک تصویر تمام رنگی قرار می‌دهد.

فناوری CIS در اسکنرهای مسطح و ارزان قیمت محبوب شده است. در این فناوری آینه‌ها، فیلترها، لامپ و لنز با چند ردیف از دیود نوری (LED) با رنگ‌های قرمز، سبز و آبی جایگزین می‌شود.

مجموعه حسگر تصویر از 300 تا 600 حسگر تشکیل شده است. این تعداد در عرض ناحیه اسکن قرار دارند. LEDها با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا نور سفید ایجاد شود.

در نتیجه سند شما با نور سفید روشن می‌شود. نور بازتاب شده از سند توسط حسگرها دریافت و ثبت خواهد شد. به طور کلی اسکنرهای CIS ارزان‌تر تمام می‌شود اما کیفیت CCD را ندارد.

بین اسکنر و رایانه چه اتفاقاتی می‌افتد؟

کیفیت و درون یابی

وضوح و کیفیت اسکنرها متفاوت است. حداقل کیفیت اسکنر مسطح 300 در 300 نقطه در اینچ (dpi) است. dpi اسکنر بر اساس تعداد حسگر در یک ردیف اندازه گیری می‌شود.

برای مثال: اگر کیفیت دستگاه 300 در 300 dpi باشد و بتواند یک برگه به اندازه نامه را اسکن کند. در حالت CCD تعداد 2550 حسگر در هر ردیف افقی قرار دارد.

یک اسکنر سینگل پس یا عبور یک باره در همین حالت از 7650 حسگر کمک می‌گیرد. به همین نسبت اگر 600 در 300 dpi باشد تعداد حسگر CCD به 5100 می‌رسد.

انتخاب ابعاد حسگر ارتباط مستقیمی به کاربرد شما دارد. آن‌ها در ابعاد مختلفی به فروش می‌رسند. پیشنهاد می‌کنیم ابعاد متوسط رو به بالا را انتخاب کنید.

کیفیت تصویر به کیفیت حسگر ارتباط دارد. تاثیر نور را فراموش نکنید. لامپ زنون به نسبت لامپ‌ فلورسنت عملکرد بهتری دارد.

فردا به بازار می‌روید؟ احتمالا روی بعضی دستگاه‌ها اعداد 4800 در 4800 یا حتی 9600 در 9600 dpi را ببینید.

برای داشتن این کیفیت در حالت CCD به 81600 حسگر نیاز داریم. آیا چنین کیفیتی ممکن است؟ معمولا این اعداد بر اساس روندهای نرم افزاری تولید می‌شود. یکی از روندهای نرم افزاری برای افزایش کیفیت درون یابی نام دارد. درون یابی چه معنایی دارد؟ فرآیندی است که نرم افزار اسکن از آن برای افزایش وضوح تصویر استفاده می‌کند.

این کار با ایجاد پیکسل‌های اضافه در بین پیکسل‌های ثبت شده توسط CCD انجام می‌شود.

برای مثال: اگر کیفیت سخت افزار 300 در 300 dpi باشد و تصویر ثبت شده 600 در 300 dpi یعنی نرم افزار در برابر یک پیکسل، یک پیکسل به هر ردیف اضافه کرده است.

عمق رنگ نکته مهم و تاثیر گذار در کیفیت به حساب می‌آید. عمق رنگ یعنی اسکنر چه تعداد رنگ را از سند کاغذی می‌خواند و به تصویر الکترونیکی تبدیل می‌کند.

هر پیکسل برای ایجاد رنگ‌های استاندارد به 24 بیت نیاز دارد. تقریبا تمام اسکنرهای موجود در بازار از این مقدار پشتیبانی می‌کنند.

روی جعبه و تبلیغات بعضی از دستگاه‌ها عمق 30 یا 36 بیت را مشاهده می‌کنیم. حسگر این گروه از محصولات هم‌چنان با عمق رنگ 24 بیت کار را انجام می‌دهد، فاصله 24 تا 30 یا 36 بیت به لطف نرم افزار پُر می‌شود.

آیا تفاوت قابل توجهی بین اسکنرهای 24، 30 و 36 بیت وجود دارد؟ باید نتیجه هر کدام را به چشم ببینید. هر کدام از کارشناسان نظر متفاوتی دارند.

انتقال تصویر

اسکن سند تنها بخشی از مراحل انجام کار است. برای استفاده از تصویر اسکن شده باید به رایانه شما منتقل شود. چهار حالت برای این کار وجود دارد.

• موازی یا پارالل: این نوع اتصال کندترین نوع اتصال به حساب می‌آید
• رابط SCSI: این روش به درگاه ویژه SCSI نیاز دارد. بیش‌تر اسکنرها یک کارت PCIe برای اضافه کردن این درگاه به رایانه را به همراه دارند. امکان استفاده از یک کنترل کننده استاندارد نیز وجود دارد
• USB: سرعت بالا، راحتی استفاده و قیمت پایین از ویژگی‌های این گروه است
• فایروایِر (FireWire): معمولا در دستگاه‌های گران و سطح بالا استفاده می‌شود. سرعت آن از USB و SCSI بیش‌تر است. آن را برای کاربران عادی پیشنهاد نمی‌کنیم

رایانه شما به یک نرم افزار برای شناسایی اسکنر نیاز دارد. به طور کلی نرم افزار رابط سخت افزار و نرم افزار “درایور” نام دارد.

بیش‌تر اسکنرها به زبان TWAIN صحبت می‌کنند. درایور این زبان را برای رایانه شما ترجمه می‌کند. برای دسترسی و نصب آن نیازی به تخصص ندارید.

معمولا یک ‌دیسک برای نصب درایور درون جعبه دستگاه قرار دارد. امکان دانلود از سایت سازنده اسکنر نیز وجود دارد. البته تمام این کارها در صورتی نیاز است که ویندوز، اسکنر شما را نشناسد.

برخی از نرم افزارها مانند ادوبی فتوشاپ به صورت مستقیم از استاندارد TWAIN پشتیبانی می‌کنند. نیازی به ترجمه نیست.

در کنار درایور، بیش‌تر اسکنرها با نرم افزارهای دیگری عرضه می‌شوند. یکی از آن نرم افزارها OCR نام دارد. OCR به شما امکان می‌دهد که کلمات را از تصویر جدا و آن‌ها را به شکل متن تبدیل کنید.

پیشرفت فناوری فوق العاده است. امروز شما می‌توانید یک محصول عالی با قیمت کم‌تر از 200 دلار تهیه کنید. با 1000 دلار بهترین محصول بازار به خانه شما می‌آید.

آیا شما از اسکنرها استفاده می‌کنید؟