Скенерни устройства: описание, характеристики, принцип на работа

Виждате скенер всеки ден: на касата в магазина, на автоматичните входни врати, в асансьорите.... В офиса един от първите ни асистенти също е скенер. Какво всъщност представлява скенерът?? Запознайте се с подробностите в тази статия.

Какво представлява скенерът?

Преди няколко десетилетия не можехме да си представим, че на старите избледнели снимки, съхранявани в албумите на баба, може да се даде втори живот. Всичко това благодарение на устройство с кратко име "скенер".

Скенер - съвременно техническо устройство, с чиято помощ можете да пренесете всякаква информация от хартия на персонален компютър, а след това, с помощта на специален софтуер, да я редактирате и да й придадете необходимата форма. Скенерът може да ни спести цялото време, от което се нуждаем. В крайна сметка отпечатването на текст със стандартен размер отнема от две до пет минути, например. Скенерът, от друга страна, го прави за около двадесет секунди. Както всяко периферно устройство, скенерите трябва да бъдат свързани с персонален компютър компютър или друга система, която приема цифрови данни.

Кой е изобретил скенера?

Както всеки предмет, скенерът също има свой изобретател. И е изминал дълъг път, преди да се превърне в модерен аксесоар за компютър.

В средата на XIX век, през 1856 г., абат Джовани Казели, който живеел във Флоренция, Италия, изобретил апарат, който можел да предава всякакви изображения от разстояние. Устройството се наричаше пантелеграф и беше примитивно. Принципът на този тип скенери е следният: картината, която трябва да се предаде, се отпечатва върху специален барабан с мастило, което изпраща ток, а картината се разчита от игла.

Следващият етап в развитието на скенера е през 1902 г. Немският учен Артур Корн е пионер в технологията за фотоелектрично сканиране, която все още е известна в цял свят като телефакс. Принципът на работа се основаваше на следните стъпки. Картината е закрепена върху въртящ се барабан. Една крушка се движи по барабана. Лъчът му преминава през картина и специална призма, за да достигне до селеновия приемник.

Видове скенери

Днес има няколко вида скенери:

1. Първият скенер в света е барабанният скенер. Изобретен е в САЩ през 1957 г. Разделителната способност на снимката е много ниска - само 176 пиксела черно-бял пигмент с мастило. Съвременните барабанни скенери имат високочувствителни компоненти, благодарение на които могат да улавят и най-малките детайли. Снимка или Текстът може да се ретушира толкова пъти, колкото е необходимо, докато резултатът е напълно задоволителен. Устройството за сканиране на барабана включва ксенонови или халогенни лъчи. Тяхното отразяване подлежи на специални изисквания. Когато се сканира прозрачен документ, лампите в скенера работят. Ако се осветяват документи с висока отразяваща повърхност, лампите по външния периметър влизат в действие.
2. Най-популярното устройство е плоският скенер. Всеки офис разполага с такова устройство за сканиране на документи и графики. Този скенер е предназначен за формати до A4. Принципът на работа се основава на движеща се количка, която се движи покрай стъкло, върху което се поставя изображението. Информацията се сканира в кодиран вид върху светлочувствителните елементи. Те от своя страна анализират получените данни за основните цветове на спектъра. Съвременните модели плоски скенери притежават функцията за незабавно разпознаване на текст и преформатирането му в pdf файлове.
3. Лазерен скенер. Най-често срещаните в ежедневието. Той ни контролира в магазините, отваря ни автоматични врати на базата на сензор за движение. Устройството има широко приложение в архитектурата, строителството, различни социални предприятия.
4. Широкоформатни скенери. Те се използват предимно от архитекти и строители, за да се покаже цялостно изображение на даден обект и да се направят необходимите промени, без да се разпада макетът на части.
5. ръчни скенери. Те обаче бяха особено популярни през 90-те години. Принципът им се основава на механично (ръчно) плъзгане на скенера по повърхността на хартията. За да направите добра снимка, трябва да имате стабилна ръка.
6. Скенери за книги. Те се наричат още планетарни скенери, защото това оборудване е проектирано по специален начин. Не е необходимо да влиза в контакт с документи. Специално инсталиран високочувствителен сензор вижда целия документ от разстояние, като използва инфрачервен лъч или като преглежда данните със специална лазерна линийка. Много от тях имат функция за изравняване на височината на страницата. Скенерите за книги се използват предимно за сканиране на стари, овехтели документи, които не могат да бъдат докосвани или подлагани на механично налягане.
7. Мрежови скенери. Единственото в семейството на периферните устройства, което може да работи без компютър. Цялата информация се предава и съхранява в специални клипбордове. Всеки потребител, свързан към мрежата, може да прехвърли своята информация или да използва съществуваща.

Някои устройства са остарели, а други все още се използват от човечеството. Едно нещо е сигурно: входното устройство - скенер винаги ще бъде сред техническите образци от първа необходимост.

Класификация по тип изображение

Въпреки че скенерите могат да бъдат разделени на пет основни вида по отношение на техническите спецификации, има само два вида по отношение на обработваните изображения: черно-бели и цветни скенери.

Черно-белите устройства работят на прост принцип. Флуоресцентна лампа, която произвежда бяла светлина, осветява сканираното изображение. След това отразената светлина попада през специални лещи върху специални светлочувствителни елементи, които на свой ред улавят кодираната информация и я предават на компютър.

На пазара се появиха много по-усъвършенствани скенери, които можеха да предават цветни изображения. Първите машини се появяват в 1989, но те не спечелиха популярност сред потребителите, тъй като цената на тези устройства беше твърде висока в сравнение с черно-белите скенери. Те струват до няколко десетки хиляди долара. Цветният скенер се различава значително от ахроматичния си аналог, тъй като работи със специален светлинен филтър. Този филтър се основава на три цвята: червен, зелен и син. За да сканирате цял текст или изображение, операцията се извършва поотделно за всеки цвят. Резултатът от тройната стъпка е изображение, което се подлага на корекция на цветовете. След това информацията се изпраща на компютър. Цветните скенери имат още един недостатък в допълнение към високата си цена: времето, необходимо за сканиране на един документ, се увеличава три пъти. Проблеми могат да възникнат и при подреждането на цветовете при всяко преминаване. Изображението ще бъде размито и неясно на хартията.

Как работи скенерът

Скенерът и принтерът, които понякога са едно цяло, имат много различни устройства. Както всеки компютърен аксесоар, той се състои от механични и електрически части, които заедно изграждат доста сложна структура. На пръв поглед обаче конструкцията и работата на скенера изглеждат доста прости. Разберете метод на работа е възможно да се използва на плоска платформа.

Преди да започнете, трябва да се уверите, че машината е свързана към компютъра ви. Скенерът е входно устройство и всички настройки се извършват на компютъра, за да се получи перфектният резултат.

Документът, който трябва да бъде сканиран, се поставя с текста или дизайна надолу върху специално стъкло. Щом натиснете бутона за сканиране, се задейства верижна реакция.

Няколко огледала, светлочувствителни сензори, лещи и малък източник на светлина, свързан с движеща се количка, се поставят под стъклото. Тази количка се привежда в движение, като се търкаля по целия документ. Светлината от сканираната хартия се отразява и преминава през система от огледала и лещи, след което се насочва към светлинните сензори.

Всеки елемент на сканирания документ има свое собствено ниво на осветеност и тази информация се предава на приемащото устройство под формата на специфичен цифров код. След това той се обработва от специални устройства в двоичен код и се появява в персонален компютър като копие на току-що сканирания документ.

Устройство с двойна употреба

Популярно устройство като принтера също има място в живота ни. Доста известен, той все пак се отказа от позицията си в определен момент, като се обедини със скенера. Това е помогна за увеличаване на работно пространство. Новото устройство се нарича MFP - многофункционално устройство, в което принтерът и скенерът са обединени в един механизъм.

Въпреки че е обединено, всяко устройство продължава да има своя собствена функция. Докато скенерът е входно устройство за персонален компютър, принтерът е устройство за извеждане на хартия.

Качеството на данните, извеждани от принтера, независимо дали става въпрос за текст или снимки, зависи не само от качеството на входния материал в компютъра, но и от сензорите за чувствителност, вградени в самото устройство.

По принцип за домашна употреба се предпочита многофункционално устройство за печат и сканиране. Той е идеален за ученици, студенти, учители или търговци в областта на икономиката за изпълнение на прости и неусложнени задачи.

Това е и целта на използването на копирна машина и скенер в едно и също устройство. Докато целта на скенера е да въвежда информация, целта на фотокопирната машина е да копира, да направи необходимия брой копия от един източник на информация.

Усъвършенствани многофункционални устройства

По рафтовете на магазините за електродомакински стоки можете да намерите машина, която е готова да изпълнява най-сложните офис задачи. Това е многофункционално устройство с принтер, скенер и копирна машина. Прави се разграничение между такива модели за домашна и промишлена употреба. Машина, която съчетава много функции в една:

• спестява място, което е особено важно при у дома;
• работи с документи
• Отпечатва и обработва висококачествени снимки;
• Незаменим продукт за учениците и студентите, чиито родители не са готови да плащат много пари на частни организации, които правят например отпечатване на текстове.

Повечето многофункционални устройства с принтер, скенер и копирна машина имат възможност да предават и получават данни чрез Wi-Fi. В същото време дизайнерите се опитват да придадат на машините стилен и икономичен вид, така че те да служат не само като за работа, но също така се вписват идеално в интериора. Това е предимство, което се прилага за уреди за домашна употреба.

Индустриалните единици, разбира се, са различни. Ако някога сте отпечатвали или редактирали документ в специализиран офис център, вероятно сте забелязали доста внушителния размер на машината. Това е вид МФУ, което притежава голяма мощност и е готово да работи денонощно без прекъсване. Списъкът с функции в офис устройствата е практически същият като в стандартните устройства, но това значително опростява живота.

Лазерни скенери

Скенерът е доста общо оборудване. Сред многото видове това оборудване лазерният скенер има най-широк спектър от приложения.

Този скенер е усъвършенстван тип устройство, което се използва в строителството, геодезията и дори във военната и космическата сфера. Принцип на работа На пръв поглед е съвсем просто: лазерни лъчи, насочени към въпросния обект, достигат и определят разстоянието между всички повърхности и точки, които съставляват обекта в пространството. След това данните се обработват от компютър и се показват на монитор. Лазерното сканиране има много предимства:

• Ниски разходи за експлоатация, докато класическите варианти са скъпи.
• Скоростта на обработка на данните е няколко пъти по-висока с лазерната технология.
• Най-висока точност на оценяване с най-ниско ниво на грешка.
• Лазерният скенер е устройство с уникални характеристики: той може точно да улавя дори микроскопични размери.
• Лазерният лъч не може да бъде възпрепятстван от дървета, тъмнина, мъгла или дъжд.
• Не са необходими специални условия. Лазерното сканиране може да се извършва от всяка точка на пространството.

Въпреки че няма голяма разлика в конструкцията на лазерния скенер, той може да се използва за заснемане на изображения от всяка точка на света Спецификации Устройствата са разделени на няколко подтипа. Например един вид скенер може да се използва за големи обекти, а друг е подходящ за идентифициране на данни от средни и малки обекти.

Има няколко неща, които трябва да се вземат предвид при закупуването на лазерен скенер и които ще окажат значително влияние върху бъдещата ви производителност. Точността на измерването и нивата на разделителна способност са сред най-важните характеристики на устройството. Това се отразява на изходното устройство: скенерът улавя и най-малките детайли. Също така си струва веднага да разберете обхвата и скоростта на скенера. Много производствени компании вече включват допълнителни опции в своите водещи устройства, като по този начин увеличават техническата им функционалност, като например възможността за свързване на видеокамера или извеждане на информация към няколко устройства едновременно.

Сканер за баркод

Скенерите за баркод заемат трайно място в търговията и строителството, логистиката и счетоводството. Прилагането на такива устройства улеснява неколкократно въвеждането на данни за стоки или услуги. Дизайнът на баркод скенера се различава по технологията. Прави се разграничение между лазерни, светодиодни и фотоскенери.

LED скенерът работи по следния начин. Светодиодът LED попада върху баркода на продукта. Отразената светлина попада върху специално настроената чувствителна матрица, която криптира данните и ги показва на монитора. Както скенерът, така и всички допълнителни аксесоари трябва да бъдат директно свързани към компютър. Предимствата на светодиодния тип включват ниска цена, висока скорост на сканиране и обработка на информацията, разпознаване на ленти от 0,1 милиметра. Съществуват и недостатъци, като например краткото разстояние на сканиране и ограниченията при разпознаването на големи баркодове.

Принципът на лазерния скенер е подобен на този на светодиодния, като единствената разлика е, че лазерът формира по-плътен светлинен поток за улавяне на данни. Тези устройства са в състояние да разпознават баркодове с висока сложност на разстояние до петдесет сантиметра. Те обаче са по-скъпи от гледна точка на цената.

Фотоскенерът се различава съществено от своите аналози. За разлика от предишните версии фотоскенерът просто заснема баркода и използва алгоритми, подобни на компютърните, за да обработи данните, които предава на потребителя. Снимките могат да се правят под всякакъв ъгъл, а данните ще бъдат записани.

Баркод скенерите могат да бъдат стационарни или не, кабелни или безжични, работещи с Bluetooth или Wi-Fi функции.

Други видове скенери

В допълнение към най-разпространените видове скенери има и специализирани скенери за специализирани области на приложение.

Производителите на смартфони издигат сигурността на ново ниво, като оборудват водещите си продукти със скенери на ретината. Тази биометрична технология ви позволява да защитите личните си данни от недобросъвестни хора или измамници, ако например изгубите телефона си. Самата технология е изобретена и предложена на обществеността през 1936 г. Тогава офталмологът Франк Бърч посочва, че ирисът на всеки човек е уникален. Едва през 1994 г., почти 60 години по-късно, инженерът Джон Дъфман патентова математически алгоритъм, който може да открива разлики в ириса на очите.

Тези скенери разчитат на инфрачервено облъчване, което е насочено към зеницата на окото. Камерата разпознава цвета и фините детайли на ириса и системата ги сравнява с референтния образец в базата данни. Ако опциите съвпадат, достъпът се предоставя. Понякога камерата може да подаде по-голямо количество светлина към зеницата. Ако зеницата не се разширява по определен начин, представеното за анализ око не принадлежи на собственика. Системата отказва достъп.

Технологията за сканиране на пръстови отпечатъци е друг метод за идентификация и проверка. Моделите се формират по време на развитието на детето в утробата и са уникални за всеки пръст. Това устройство е базирано на оптичен скенер, който работи подобно на камера. Специални микрочипове правят бърза снимка на пръста, определят модела на пръстовите отпечатъци и го сравняват със съществуваща проба. Този вид скенер, макар и да се счита за високотехнологичен, не дава стопроцентова гаранция, тъй като в някои случаи вместо пръст може да се използва матрица, която скенерът приема за пръст.

3D скенерите стават все по-популярни. Тази технология се появява в края на 20-ти век, а първата тестова машина е сглобена през 60-те години на същия век. Тогава скенерът нямаше особена функция. Това е усъвършенствано в средата на 80-те години на миналия век. Добавени са лазери, допълнителни източници на бяла светлина и затъмняване, за да се подобри визията на сканирания обект. Камери, разположени под различни ъгли, заснемат дребни детайли на обекта от различни ъгли. След това всички изображения се съхраняват, анализират и сглобяват в единен триизмерен модел. Съществуват контактни и безконтактни скенери. Първата включва поставяне на модела за сканиране върху специална плоча. Втората версия използва специална светлина. Може да е инфрачервен, рентгенов или ултразвуков.