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Scanners. Histoire de l'invention et de la production

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Un scanner est un appareil permettant de saisir des images graphiques dans un ordinateur : textes, dessins, diapositives, photographies, dessins. La plupart des scanners utilisent des dispositifs à couplage de charge (CCD) pour convertir les images sous forme numérique.

Les scanners diffèrent par leur mécanisme de numérisation. Il existe des systèmes à miroir mobile, lorsque l'original est à l'arrêt, avec une tête de balayage intégrée, et des systèmes à porte-document mobile, qui ont une partie de balayage mécaniquement indépendante.

Selon la méthode de déplacement de la tête de lecture et de l'image l'une par rapport à l'autre, les scanners sont divisés en manuel, rouleau, à plat et projection. Une variété de scanners de projection sont des scanners de diapositives conçus pour numériser des films photographiques. Dans la polygraphie de haute qualité, des scanners à tambour sont utilisés, dans lesquels un tube photomultiplicateur est utilisé comme élément sensible à la lumière.

Scanner à tambour

Le principe de fonctionnement du scanner à plat à passage unique le plus courant est qu'un chariot de numérisation avec une source lumineuse se déplace le long de l'image numérisée, située sur une vitre fixe transparente. La lumière réfléchie à travers le système optique du scanner, composé d'une lentille et de miroirs ou d'un prisme, tombe sur trois éléments semi-conducteurs photosensibles à base de CCD disposés parallèlement les uns aux autres, chacun recevant des informations sur les composants de l'image.

La source de lumière utilisée dans la conception d'un scanner particulier affecte dans une large mesure la qualité de l'image résultante. Quatre types de sources lumineuses sont actuellement utilisées.

Les lampes à décharge au xénon se caractérisent par un temps d'allumage extrêmement rapide, une grande stabilité au rayonnement, une petite taille et une longue durée de vie. Mais, d'un autre côté, ils ne sont pas très efficaces en termes de rapport entre la quantité d'énergie consommée et l'intensité du flux lumineux, ils ont un spectre imparfait, ce qui peut entraîner une violation de la précision des couleurs. De plus, ils nécessitent une haute tension - environ 2 kV.

Scanner à plat

Les lampes fluorescentes à cathode chaude ont le rendement le plus élevé, un spectre très uniforme (qui peut également être contrôlé dans certaines limites) et un temps de préchauffage court (environ 3 à 5 secondes). Les aspects négatifs incluent des caractéristiques peu stables, des dimensions plutôt importantes, une durée de vie relativement courte (environ 1000 heures) et la nécessité de garder la lampe constamment allumée pendant le fonctionnement du scanner.

Les lampes fluorescentes à cathode froide ont une très longue durée de vie (de 5 à 10 30 heures), une température de fonctionnement basse et un spectre plat. La conception de certains modèles de lampes à cathode froide est optimisée pour augmenter l'intensité du flux lumineux, ce qui affecte négativement les caractéristiques spectrales. Pour les avantages énumérés, vous devez payer un temps de préchauffage assez long de XNUMX secondes à plusieurs minutes. Ces lampes consomment également plus d'énergie que les lampes à cathode chaude.

Les LED ont de très petites dimensions, une faible consommation d'énergie et ne nécessitent pas de temps de préchauffage. Dans de nombreux cas, des LED tricolores sont utilisées, qui changent la couleur de la lumière émise à haute fréquence. Cependant, les LED ont une intensité lumineuse plutôt faible (par rapport aux lampes), ce qui réduit la vitesse de balayage et augmente le bruit de l'image. Un spectre d'émission très irrégulier et limité entraîne une détérioration inévitable de la reproduction des couleurs.

Pour numériser des originaux opaques et des transparents, des diapositives et des négatifs, il existe des scanners à plat avec un module de diapositives. Il y a trois ou quatre ans, ces scanners étaient assez chers. Des prix relativement élevés étaient justifiés par la complexité de la conception - après tout, pour la numérisation en lumière transmise, une source de lumière supplémentaire a été utilisée, située au-dessus de la tablette dans une couverture spéciale et se déplaçant de manière synchrone avec le chariot.

Scanner avec module de diapositives

Actuellement, une nouvelle génération de "tablettes" à faible coût avec modules de diapositives est apparue, dont la principale caractéristique est l'utilisation d'une source lumineuse fixe pour numériser des originaux transparents. Une telle solution élimine le besoin d'un système mécanique encombrant et coûteux, et, par conséquent, réduit considérablement le coût et améliore la fiabilité.

Bien sûr, une telle solution n'est pas sans inconvénients - pour fournir l'intensité requise du flux lumineux, une lampe d'une puissance beaucoup plus grande est nécessaire que dans le cas de l'utilisation d'une source lumineuse mobile, ce qui, à son tour, augmente considérablement la consommation d'énergie et la quantité de chaleur générée pendant le fonctionnement. Encore plus difficile est la nécessité de fournir un éclairage stable et uniforme de la zone de numérisation. Pour répondre à ces exigences, tout en maintenant des prix raisonnables pour de tels produits, il a fallu arriver à des compromis.

Réalisant que la grande majorité des originaux transparents numérisés à domicile sont des négatifs et des transparents 35 mm, les fabricants ont réduit la taille maximale de la zone numérisée en lumière transmise. La plus faible intensité du flux lumineux a été compensée par un temps d'exposition accru, sacrifiant la vitesse de balayage.

Auteur : Musskiy S.A.

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