استفاده از اسکنر در ساليان اخير در اغلب ادارات و موسسات متداول شده است . اسکنرها داراي مدل ها ي متفاوتي مي باشند .

اسکنرهاي مسطح : اين نوع اسکنرها ، روميزي نيز ناميده مي شوند. اسکنرهاي فوق داراي قابليت هاي فراواني بوده و از متداولترين اسکنرهاي موجود مي باشند.

اسکنرهاي Sheet-fed . اين نوع اسکنرها نظير يک چاپگر قابل حمل عمل مي نمايند.در اسکنرهاي فوق هد اسکنر ثابت بوده و در عوض سند مورد نظر براي اسکن ، حرکت خواهد کرد.

اسکنرهاي Handheld . اسکنرهاي فوق از تکنولوژي بکار گرفته شده در اسکنرهاي مسطح استفاده مي نمايند. در اسکنرهاي فوق در عوض استفاده از يک موتور براي حرکت از نيروي انساني استفاده مي گردد.

اسکنرهاي استوانه اي . از اسکنرهاي عظيم فوق ، مراکز انتشاراتي معتبر و بزرگ استفاده مي نمايند. با استفاده از اسکنرهاي فوق مي توان تصاوير را با کيفيت و جرئيات بالا اسکن نمود.

ايده اوليه تمامي انواع اسکنرها ، تجزيه و تحليل يک تصوير و انجام پردازش هاي مربوطه است . در ادامه به بررسي اسکنرهاي مسطح که متداولترين نوع در اين زمينه مي باشند ، خواهيم پرداخت .

مباني اسکنرها

يک اسکنر مسطح از عناصر زير تشکيل شده است :

CCD(Charge-Coupled device Array)

آينه ها

هد مربوط به اسکن

صفحه شيشه اي

لامپ

لنز

فيلترها

روکش

موتور Stepper

تثبيت کننده )Stablizer)

تسمه

منبع تغذيه

پورت هاي اينترفيس

مدار کنترل کننده

شکل زير CCD را از نماي نزديک نشان مي دهد.

هسته اساسي يک اسکنر CCD است . CCD رايج ترين تکنولوژي براي اخذ تصاوير در اسکنرها است . CCD شامل مجموعه اي از ديودهاي حساس نوري نازک بوده که عمليات تبديل تصاوير ( نور ) به الکترون ها ( شارژ الکتريکي ) را انجام مي دهد. ديودهاي فوق ،Photosites ناميده مي شوند. هر يک از ديودهاي فوق حساس به نور مي باشند. تصوير اسکن شده از طريق مجموعه اي از آينه ها ، فيلتر ها و لنزها به CCD خواهد رسيد پيکربندي واقعي عناصر فوق به مدل اسکنر بستگي دارد ولي اصول اغلب آنها يکسان است .

نحوه اسکن تصاوير

عمليات زير مراحل اسکن نمودن يک تصوير را توضيح مي دهد :

متن ( سند ) مورد نظر را بر روي سيني شيشه اي قرار داده و روکش مربوط را بر روي آن قرار دهيد. درون روکش در اغلب اسکنرها سفيد بوده و در برخي ديگر سياه رنگ است . روکش يک زمينه يکسان را فراهم کرده تا نرم افزار اسکنر قادر به استفاده از يک نقطه مرجع براي تشخيص انداز سندي باشد که اسکن مي گردد. در اکثر اسکنرها مي توان روکش فوق را در زمان اسکن يک شي حجيم نظير يک کتاب قطور ، استفاده نکرده و عملا" آن را کنار گذاشت . در شکل زير لامپ فلورسنت مشاهده مي گردد.

يک لامپ بمنظور روشن نمودن ( نوراني کردن ) سند استفاده مي گردد. در اسکنرهاي قديمي لامپ فوق از نوع فلورسنت بوده و در اسکنرهاي جديد از لامپ هاي زنون و يا لامپ هاي کاتدي فلورسنت استفاده مي گردد.

تمام مکانيزم ( آينه ها ، لنزها ، فيلتر و CCD) هد اسکن را تشکيل مي دهند. هد اسکن توسط يک تسمه که به يک موتورStepper متصل است به آرامي در طول سند مورد نظر براي اسکن ، حرکت خواهد کرد. هد اسکن به يک ميله " تثبت کننده " (Stabilizer) متصل بوده تا اين اطمينان بوجود آيد که در زمان اسکن هد مربوطه تکان نخواهد خورد. زمانيکه يک مرتبه بطور کامل سند ، اسکن گردد عملا" يک Pass ( فاز ) سپري شده است . شکل زير ميله تثبيت کننده را نشان مي دهد.

تصوير موجود بر روي سند توسط يک آيينه زاويه اي به آينه ديگر منعکس مي گردد. در برخي اسکنرها صرفا" از دو آينه استفاده مي گردد ، برخي ديگر از اسکنرها از سه آيينه استفاده مي نمايند. هر يک از آيينه ها خميده شده تا امکان نمرکز بهتر بر روي تصوير براي انعکاس فراهم گردد .

آخرين آيينه ، تصوير را بر روي يک لنز منعکس خواهد کرد. لنز از طريق يک فيلتر بر روي تصوير در CCD متمرکز خواهد شد. در شکل زير آيينه ها ( سه عدد) و لنز مربوطه نشان داده شده است .

سازماندهي فيلتر و لنزها ، متفاوت بوده و بستگي به نوع اسکنر دارد. برخي از اسکنرها براي اسکن يک سند از سه فاز استفاده مي نمايند. در هر فاز از يک فيلتر متفاوت ( قرمز ، سبز ، آبي ) بين لنز و CCD استفاده مي گردد. در نهايت نرم افزار مربوطه نتايج بدست آمده در هر فاز را با يکديگر ترکيب تا تصوير تمام رنگي نهائي بوجود آيد. در اکثر اسکنرهاي جديد ، سندهاي مورد نظر در يک فاز اسکن مي گردند. لنز تصوير ( سند ) مورد نظر را به سه بخش تقسيم مي نمايد. هر يک ازبخش هاي فوق از طريق يک فيلتر ( قرمز ، آبي ، سبز ) اسکن و در يک ناحيه مجزا در CCD مستقر مي گردند. در ادامه اسکنر داده هاي هر بخش را با يکديگر ترکيب و تصوير تمام رنگي نهائي ايجاد خواهد شد.

وضوح تصوير و درون يابي

اسکنرها داراي مدل هاي متفاوت با توجه به دقت وضوح تصوير و شفافيت مي باشند. اکثر اسکنرهاي مسطح داراي حداقل وضوح تصوير 300 * 300 Dpi )Dot per inch) مي باشند . Dpi مربوط به اسکنر توسط تعدادي از سنسورهاي موجود در يک سطر ( جهت X نرخ نمونه برداري ) از CCD با دقت مضاعف موتور Stepper ( جهت Y نرخ نمونه برداري ) مشخص مي گردد. مثلا" اگر دقت 300*300 dpi باشد ، و اسکنر يک صفحه A4 را اسکن نمايد ، CCD داراي 2550 سنسور بوده که در هر سطر افقي سازماندهي مي گردند. يک اسکنر تک فازه داراي سه سطر از سنسورهاي فوق و در مجموع 1650 سنسور را دارا خواهد بود. موتور Stepper در مثال فوق قادر به حرکت در گام هائي به اندازه يک سيصدم ، اينچ خواهد بود . يک اسکنر با دقت 300 * 600 داراي يک آرايه CCD به ميزان 5100 سنسور در هر سطر خواهد بود. شکل زير موتور stepper را نشان مي دهد.

ميزان شفافيت ارتباط مستقيم با کيفيت لنز و منبع نور دارد. اسکنري که از لامپ زنون و لنزهاي با کيفيت بالا استفاده مي نمايد ، قطعا" يک تصوير با کيفيت و شفاف تر نسبت به اسکنري که از لامپ هاي فلورسنت و لنزهاي معمولي استفاده مي کند ، ايجاد خواهد کرد.

درون يابي (InterPolation) ، فرآيندي است که نرم افزارهاي اسکن استفاده تا از طريق آن آگاهي ودانش خود را نسبت به دقت و وضوح تصوير افزايش دهند. بدين متظور از پيکسل هاي اضافه اي استفاده مي گردد. پيکسل هاي اصافه معدل پيکسل هاي همجوار مي باشند. مثلا" اگر اسکنري از بعد سخت افزاري داراي دقت 300*300 باشد ، دقت درون يابي معادل 300 * 600 خواهد بود. در اين حالت نرم افزار يک پيکسل را بين هر پيکسلي که اسکن مي گردد توسط يک سنسور CCD انجام خواهد داد.

Bit Depth ، يکي ديگر از اصطلاحاتي است که در رابطه با اسکنر مطرح مي شود. واژه فوق به تعداد رنگ هائي که اسکنر قادر به توليد آنها مي باشد ، اطلاق مي گردد. هر پيکسل بمنظور توليد رنگ هاي استاندارد (True color) به 24 بيت نياز دارد.

ارسال تصوير

پس از اسکن يک تصوير ، مي بايست تصوير اسکن شده به کامپيوتر منتقل گردد. براي اتصال اسکنر به کامپيوتر سه گزينه متفاوت وجود دارد :

استفاده از پورت موازي ( کندترين روش ارسال تصوير خواهد بود )

استفاده از SCSI .اسکنرها از يک کارت اختصاصي SCSI که بر روي برد اصلي نصب مي گردد، استفاده مي نمايند.

استفاده از پورت USB . اسکنرمي بايست داراي يک کانکتور از نوع USB باشد.

شکل زير نمونه اتصالات يک اسکنر را نشان مي دهد.

بمنظور استفاده از اسکنر ، مي بايست درايور مربوطه نصب گردد. درايور فوق مسئول تبين نحوه ارتباط با اسکنر خواهد بود. اکثر اسکنرها از زبان TWAIN براي صحبت کردن استفاده مي نمايند. درايور TWAIN نظير يک اينترفيس بين برنامه ها( برنامه هائي که استاندارد TWAIN را حمايت مي نمايند ) و اسکنر عمل مي نمايد. در اين راستا برنامه ها نيازي به آگاهي از جزئيات عملکرد يک اسکنر بمنظور ايجاد ارتباط با آن نخواهند داشت. مثلا" با استفاده از برنامه فتوشاپ ( نرم افزار فوق استاندارد TWAIN را حمايت مي نمايد) مي توان بسادگي فرمان اسکن يک تصوير را صادر و از نتايج بدست آمده در محيط فتوشاپ استفاده کرد.