دستگاه اسکنر بر چه اساسی کار می کند؟

اسکنر، دستگاه الکترونیکی است که  سطح مسطحی دارد و می‌تواند تصویر و اسناد و…  را اسکن کند. انواع دستگاه اسکنر در مدل‌ها و برندهای متنوعی موجود هستند که می‌توانند نیاز ما را برآورده کنند. ما در شرکت‌ها، ادارات یا برای کاربردهای خانگی از این دستگاه استفاده می‌کنیم. این دستگاه به ذخیره داده‌ها در قالب فایل کامپیوتری می‌پردازد. داده‌ها می‌توانند اسناد متنی، نقشه یا تصویری باشد که از اسلاید و فیلم به دست آمده باشد یا ممکن است شامل تصویر شفافی مانند نگاتیو باشد. ما برای اینکه شما را  با عملکرد آن آشنا کنیم قصد داریم در مورد آن مطالبی را ارائه می‌کنیم. اگر به موضوع امروز علاقه دارید و دوست دارید بیشتر در مورد اساس کار این دستگاه بدانید با ما تا انتهای مطلب همراه باشید.

انواع  دستگاه اسکنر  

اسکنرها در انواع مختلفی تولید می‌شوند. آنها در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار می‌گیرند:

 

• اسکنرهای مسطح: به این دستگاه‌ها، اسکنرهای رومیزی نیز می‌گویند.
• اسکنر تغذیه کاغذ: این اسکنر از لحاظ سیستم داخلی شبیه اسکنر مسطح است. تنها تفاوت آن این است که اسکنر به صورت ثابت بوده و سند را می‌توان حرکت داد. این دسته از اسکنرها شبیه پرینترهای کوچک قابل حمل هستند.
•  اسکنرهای دستی: در این اسکنرها از تکنولوژی که در اسکنرهای قبلی به کار رفته است استفاده شده است؛ ولی برای اینکه کاغذ حرکت داده شود از موتور پیشران استفاده نمی‌شود؛ بلکه با دست کاغذها را حرکت می‌دهند. اگر چه این نوع  اسکنرها  کیفیت خروجی خوبی ندارند؛ اما در زمان‌هایی که به صورت عجله‌ای نیاز به چاپ سندی داریم کارایی دارند.
• اسکنرهای با حساسیت بالا: این دستگاه‌ها در صنعت چاپ و طراحی بسیار کاربرد دارند و تصاویر را با دقت زیاد و با جزئیات کامل چاپ می‌کنند.

اجزای اسکنر معمولی

یک دستگاه اسکنر معمولی شامل اجزای زیر است:

• پوشش بدنه
• سطح شیشه‌ای
• منبع تغذیه
• مدار کنترل
• پوشش بدنه
• آرایه‌های CCD
• موتور پله‌ای
• مدار کنترل
• هِد اسکنر
• لامپ
• لنز
• فیلترها
• تسمه
• نوار تثبیت گر
• رابط اتصال
• آینه‌ها

مهم‌ترین و اصلی‌ترین قسمت اسکنر آرایه CCD است که برای ضبط و ثبت تصویر در اسکنر و دوربین‌های دیجیتال از رایج‌ترین فناوری استفاده می‌کند. در حقیقت CCD به مجموعه‌ای از حسگرهای کوچک و حساس به نور می‌گویند که  نور را به الکترون تبدیل می‌کنند. به این حسگرها photosites نیز می‌گویند.

 

در این سیستم با ضربه زدن فوتون‌های نور به حسگرهای photosites الکتریسیته تولید می‌شود. پرونده اسکن شده با استفاده از آینه‌ها، فیلتر، لنز و آرایه‌های CCD فرستاده می‌شود. اگر چه در جزییات و پیکربندی این قسمت‌ها  در مدل‌های مختلف اسکنر تفاوت‌هایی وجود دارد اما اصول اولیه همه آنها مثل هم است. 

اسکن کردن با دستگاه اسکنر چگونه انجام می شود؟

برای اینکه دستگاه اسکنر کار اسکن گرفتن را انجام دهد لازم است مراحل زیر طی شود:

مرحله اول

ابتدا سند را روی صفحه شیشه‌ای گذاشته و درب پوشش را هم می‌گذارند. معمولا بخش داخلی پوشش اسکنرها سفید بوده اما گاهی ممکن است مشکی باشد. رنگ خاص پوشش، سبب زمینه یکنواخت شده و لبه‌های سند با اسکنر تشخیص داده می‌شود. در اکثر اسکنرهای مسطح، امکانی فراهم شده است تا پوشش آن را برای قرار دادن اسناد بزرگ بردارند.

مرحله دوم

برای روشن کردن سند از لامپ استفاده می‌شود. این لامپ‌ها در اسکنرهای قدیمی از نوع فلورسنت کاتود سرد CCFL یا زنون بودند و در اسکنرهای امروزی لامپ‌های LED کاربرد دارند.

مرحله سوم

ادغام  تجهیزات مستقل همچون: آینه، لنز، فیلتر و آرایه‌های CCD هِد اسکنر را به وجود می‌آورد. هد اسکنر با تسمه متصل به موتور پله‌ای زیر سند حرکت می‌کند و با تکیه بر نوار تثبیت کننده، مانع از لرزش آن می‌شود. وقتی هِد اسکنر به قسمت پایانی بدنه دستگاه برسد از تکمیل اسکن پرونده اطلاع می‌یابد و به جای اول باز می‌گردد.

مرحله چهارم

با یک آینه زاویه دار تصویر به آینه دیگر انتقال می‌یابد. در برخی از اسکنرها ممکن است از سه آینه نیز استفاده شود. در این حالت هر آینه تصویر را روی سطح کوچکتر بعدی منعکس می‌کند. سرانجام با انتقال تصویر آینه آخر روی یک لنز به حسگرهای CCD می‌رسد.

مرحله پنجم

 فیلتر و لنزها در اسکنرهای مختلف به روش‌های مختلفی کار می‌کنند. از جمله کارکرد آنها در اسکنرهای مختلف می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

•  در اسکنرهایی که از روش اسکن سه مرحله‌ای بهره می‌برند در هر مرحله، فیلتر از رنگ خاص (قرمز، سبز، آبی) بین لنز و CCD و تصویر استفاده می‌کند و نرم افزار اسکنر بعد از استفاده از همه فیلترها همه آنها را ادغام کرده و تصویر نهایی را به وجود می‌آورد.
• در اسکن تک مرحله‌ای، بعد از تبدیل شدن تصاویر لنز به سه نمونه کوچکتر از نسخه اصلی، هر نسخه کوچک از یک فیلتر رنگ خاص (قرمز، سبز، آبی) می‌گذرد؛ سپس به بخش جداگانه‌ای از آرایه CCD فرستاده می‌شود. در نرم افزار اسکنر این تصاویر در رنگ‌های مختلف با هم ترکیب می‌شوند و یک تصویر واحد رنگی را به وجود می‌آورند.
• حسگر تماس تصویری یا CIS نوع دیگری از فناوری آرایه‌های تصویری بوده که از اسکنرهای ارزان قیمت مسطح به شمار می‌روند. در این فناوری به جای آرایه‌های CCD، آینه‌ها، فیلتر، لامپ و لنز، ستون‌های LED  قرمز، آبی و سبز کاربرد دارند. حسگرهای تصویری آن 300 تا 600 عدد تراکم دارند و به سطح شیشه‌ای بسیار نزدیک هستند. در اسکن آنها، به وسیله LED ها نورهای رنگی به سند می‌تابند و بازتاب آن به حسگرهای گیرنده منتقل می‌شود؛ البته کیفیت خروجی این اسکنرها بالا نیست.

وضوح در اسکنر چگونه است؟

اگر چه کیفیت و شفافیت اسکنرها متفاوت است اما کیفیت سخت افزار بیشتر اسکنرهای تخت 300 در 300 نقطه در اینچ (dpi) است‌‌. در واقع کیفیت اسکنرها بر اساس تعداد حسگرهای CCD یا CIS  واقع در یک سطح، مشخص می‌شود. میزان درخشندگی اسکنر به میزان زیادی بستگی به کیفیت شیشه به کار رفته در ساخت لنز و روشنایی منبع نور دارد. لامپ زنون پر نور و لنز با کیفیت از وضوح بالاتری نسبت به یک لامپ فلورسنت و لنز معمولی برخوردار است.

 

 بسیاری از تولید کنندگان امروزی اعلام می‌کنند میزان وضوح اسکنرهای آنها عددهایی در حد 4800 در 4800 یا حتی 9600 در 9600  است که برای اینکه به سخت افزار اسکنری با چنین نرخ وضوحی دست پیدا کنند لازم است از آرایه‌ای از CCD با 81600 حسگر استفاده شود.

 

در  پیوست، اسکنر می‌تواند با  نرم افزار درونی خود به افزایش کیفیت وضوح تصویر دریافتی بپردازد. این کار با افزودن پیکسل‌های اضافی در بین پیکسل‌های واقعی صورت می‌گیرد. مثلا در صورتی که وضوح سخت افزار 300 در 300 و وضوح پیوست 600 در 300 باشد؛ یعنی نرم افزار اسکنر در بین هر پیکسل اسکن شده آرایه CCD اقدام به اضافه کردن یک پیکسل دستی کرده است‌.

 

عمق بیت یا عمق رنگ یکی دیگر از مواردی است که در وضوح تصویر اهمیت دارد. عمق بیت،  تعداد رنگ‌هایی است که اسکنر می‌تواند دوباره آن را تولید کند. هر پیکسل برای اینکه بتواند رنگ‌های واقعی و استاندارد را بسازد به 24 بیت داده نیازمند است که همه اسکنرهای موجود در بازار این ۲۴ بیت را دارند‌. برخی تولیدکنندگان ادعا می‌کنند اسکنرهایی با عمق رنگ 30 یا 36 بیتی را تولید کرده‌اند که وضوح، پردازش نرم افزاری  رنگ‌های بهتری را دارند؛ ولی در حقیقت آنها از لحاظ فنی بیشتر از 24 بیت نیستند.‌

 

 

انتقال تصاویر در اسکنر چگونه انجام می شود؟

بعد از اسکن کردن برای قابل استفاده بودن تصویر باید به کامپیوتر انتقال یابد. برای این منظور چهار نوع راه اتصال برای اسکنرها  موجود است:

• موازی (Parallel ): از طریق کندترین روش به کامپیوتر متصل می‌شود.
• رابط سیستم‌های کامپیوتری کوچک (SCSI): بیشتر اسکنرهایی که به این رابط مجهز هستند  یک کارت مخصوص دارند که با وجود آن به ارتباط  بین کامپیوتر و اسکنر می‌انجامد. در حالت عادی نیز یک کنترل کننده SCSI قابل استفاده است.
• گذرگاه سریال جهانی (USB): اسکنرهای مجهز به این فناوری، دارای سرعت مناسب، استفاده آسان و قیمت خوب هستند.
• FireWire: این امکان در اسکنرهای رده بالا وجود دارد و از کیفیت و سرعت بسیار بالاتری از اسکنرهای با تکنولوژی‌های دیگر برخوردار است‌.

 کامپیوتر نیز در خود نرم افزاری دارد که به راه انداز معروف است و می‌تواند با اسکنر ارتباط برقرار کند و این نرم افزار از اطلاعاتی در مورد چگونگی برقراری ارتباط صحیح برخوردار است.  زبان دستوری TWAIN زبانی است که در این نرم افزار کاربرد دارد و نقش خود را به عنوان مترجم  ایفا می‌کند؛ همچنین آنها از نرم افزارهای اضافی مانند ابزارهای اسکن، ویرایشگر تصویر یا OCR نیز برخوردار هستند و می‌توانند متون را از پرونده فیزیکی اسکن در کامپیوتر ذخیره کنند. این تکنولوژی، شباهت شکل‌های درون پرونده را بررسی کرده و حروف و اعداد مناسب را جایگزین می‌کند که البته بیشتر اوقات با خطا همراه است.

 

سخن پایانی

 اسکنر از دستگاه‌های دیجیتال محسوب می‌شونگد که پس از پرینترها در ادارات و شرکت‌ها و برای مصارف خانگی کاربرد دارد. ما در مقاله امروز از سری مقاله‌های اچ پی ساپورت در مورد عملکرد این دستگاه مطالبی بیان کردیم. توصیه می‌کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد شارژ کارتریج و تعمیر پرینتر hp و اسکنر با کارشناسان ما در این سایت ارتباط برقرار کنید.