Сканирующие  приставки  к  принтерам

Идея воспользоваться подручными материалами и "с помощью лома и какой-то матери" сделать себе сканер не давала мне покоя с того момента, как доступные компьютеры стали худо-бедно воспроизводить фотографии. Особенно актуально это было лет десять назад, когда заработать на сканер ценой в автомобиль было более проблематично, чем создать его на коленке. Сканер условно состоит из трех узлов: оптической части, механической части и блока оцифровки.

В 92 году я реализовал несколько таких устройств, причем затраты на приобретение дополнительных деталей укладывались в 15$, а время создания, исключая процесс разработки, не превышало одного дня. Сперва для перемещения оптики я воспользовался графопостроителем Н307, но это целиком аналоговое устройство, и для управления им с помощью ЭВМ необходим ЦАП. В принтере реализован прецизионный механизм перемещения печатающей головки, и ее позиционирование легко контролируется компьютером. Поэтому вполне логичным было попытаться использовать в качестве механического узла принтер EPSON FX800. И вот не прошло и десяти лет, как я встретился с промышленным воплощением этой идеи от фирмы CANON.

Для робинзонов, которым все приходится делать самим из подручных материалов, я расскажу о своем сканере, те же, кто интересуется только промышленными решениями, могут сразу перескочить к обзору сканирующей головки IS-22 и принтера BJC-2000, с которым она испытывалась. 

Изображение получено сканированием ч/б фотографии описываемым устройством.

В начале 90х годов мы реализовали насадку на головку матричного принтера, которая позволяла считывать изображение с 16 градациями серого, что в то время позволяло на мониторах EGA воспроизвести псевдоцветное изображение. Тогда стоимость принтеров была не сопоставима с толщиной кошелька частных пользователей, и решение стоимостью 15 $ казалось очень заманчивым. Эта система с разрешением 144 точки на дюйм позволяла полностью использовать возможности, предоставляемые имеющимися в нашем распоряжении компьютерами, лучшим из которых был 286й с графической картой EGA, для воспроизведения фотографий на мониторе и их последующей печати. Для пущего удешевления в нашей системе не использовался дорогостоящий тогда АЦП, и его роль исполнял игровой порт. Оптика изготовлялась мной в виде конических световодов, которые я вытягивал из стеклянных палочек для размешивания растворов. Сканирование выполнялось следующим образом. Принтер переводился в графический режим и перемещал головку так, словно он печатал строка за строкой сплошное черное поле. При этом были реализованы 2 возможности: одна, когда сканирующее устройство надевалось поверх печатающей головки, синхронизация места считываемого изображения осуществлялась по времени, а головка принтера строка за строкой перемещалась из начальной в крайнюю точку. И вторая, когда сканирующее устройство ставилось вместо печатающей головки, а синхронизация осуществлялась по команде печати точки. Фотография помещалась в прозрачный пакет и вставлялась в принтер. Инфракрасный светодиод АЛ 107 через конический световод со сферической линзой на конце засвечивал часть изображения, весь отраженный от которого свет воспринимался фотоприемником, в качестве которого использовались все те же светодиоды АЛ 107. Однако в данном случае они использовались в качестве фотодиодов. Сигнал от фотоприемников после элементарного преобразования на одном операционном усилителе, питание для которого (5В) бралось от того же игрового порта, подавался на вход игрового порта. Сам игровой порт анализирует время зарядки емкости, которое варьируется в зависимости от сопротивления в джойстике, в нашем случае время зарядки емкости зависит от светового потока, отраженного от фотографии. В принципе, хотя и не столь успешно, в качестве АЦП можно использовать и любой порт компьютера, повесив на один из его контактов емкость и анализируя время ее зарядки до напряжения, соответствующего единице, а потом, разряжая ее через другой контакт порта, подавая на него ноль. Программное обеспечение для проведения сканирования было написано на QuickBASIC 4.5 и только для XT пришлось для обеспечения необходимого быстродействия написать несколько подпрограмм на ассемблере.

Но, как и всякая идея, она имела ограниченное время жизни, ручной труд дешев только для робинзона, а при массовом производстве даже довольно сложное решение становится очень дешевым.

Картридж сканера цветных изображений IS-22

И вот фирма Canon разместила в корпусе, напоминающем картридж с чернилами, линзы, ПЗС линейку, 3 цветных осветителя и АЦП. Теперь при замене чернильницы на сканирующий модуль вы можете ввести в компьютер фотографии, помещенные в прозрачный пакет. При этом у вас последовательно сканируется изображение при освещении зеленым, синим и красным светодиодами. Время сканирования сопоставимо со временем печати. Драйверы управления сканированием позволяют вам быстро посмотреть, правильно ли вы разместили фотографии, проведя сканирование в 2-битовом режиме с повышенной скоростью. Так как разрешение у принтеров сегодня достигло 360 точек на дюйм, то и сканирование позволяет получить такой же результат. Следует отметить, что при сканировании на хорошем планшетном сканере с тем же разрешением результат будет лучше, поскольку дополнительное горизонтальное перемещение сканирующего узла в принтере приводит к появлению слабо заметной полосчатости в особенности в однородных светлых местах.

Итак, как происходит сканирование, и что оно нам дает.

Я проводил испытания сканирующего модуля IS-22 фирмы Сanon совместно с принтером BJC 2000. В комплекте со сканирующей головкой поставляется и защитная коробка для картриджа. Подготовка принтера к работе в роли сканера занимает менее минуты. Вы достаете печатающую головку, помещаете ее в защитную коробку, а на ее место помещаете сканирующий модуль, переключаете флажок установки толщины бумаги в среднее положение, и принтер превратился в сканер. Для сканирования вы помещаете сканируемый объект, фотографию или лист текста, в специальный пакет из двух листов пластика, один из которых белый, а другой прозрачный. После этого вы вставляете пакет в принтер, как обычный лист бумаги. Для сканирования вы можете воспользоваться программой IS Scan, которая является абсолютно автономной, или вызвать TWAIN модуль из любого графического редактора. На самом деле в обоих случаях вызывается один и тот же интерфейс, только в одном случае вам предлагается сохранить полученный результат сканирования в виде файла в формате TIFF или BMP, а во втором случае - передать изображение в соответствующий графический редактор. Программа сканирования позволяет вам, как сканировать целиком заданные наперед форматы, начиная с А4, так и произвести предварительное сканирование, а потом выбрать область для подробного сканирования. Предварительное сканирование занимает 34 сек, при этом на экране у вас появляется двухцветное изображение, а лист проскакивает через принтер, так что для последующего сканирования вам надо снова вставить его в принтер, проследив при этом, чтобы фотография внутри пакта не сдвинулась. Сканирование листа формата А4 целиком занимает 3 мин 30 сек в режиме градации серого, при этом изображение освещается зеленым светом. Цветное сканирование листа А4 с разрешением 360 dpi занимает 10 мин 30 сек. Если вы провели предварительное сканирование и затем выделили изображение размером 10х15 см, то его сканирование займет ровно 3 минуты, независимо от ориентации выделенного прямоугольника. Для сравнения скажу, что планшетный сканер NEUHAUS 9600 проводит предварительный просмотр за 24 сек., а время сканирования прямоугольника размером 10х15 см с разрешением 360 dpi составляет у него 1 мин 18 сек.
 

IS-22	NEUHAUS 9600

Проблема конкурентоспособности состоит в том, что за те 10 лет, которые ушли на реализацию идеи сканирующих приставок, механика сканеров и принтеров и оптика сканеров так сильно подешевели за счет их массового и повсеместного выпуска, что хотя стоимость сканирующей головки 90$ и сравнима со стоимостью чернильницы, но сегодня за эти деньги можно купить и планшетный сканер, который обладает большими возможностями. Поэтому применение этой системы может вызвать интерес лишь у тех, у кого места на рабочем столе так мало, что установка любого дополнительного устройства может оказаться чрезмерной роскошью. Впрочем, обладатели принтеров BJC-4650 формата А3, вероятно, будут рады получить возможность сканировать большие документы и за эти деньги.