Пристрої введення зображення

1. Запровадження.

2. Сканер

3. Планшет.

4. Світлове перо.

Пристроями введення є ті устрою, з яких можна запровадити інформацію в комп’ютер. Головна їхня призначення — реалізовувати вплив на машину. Розмаїття випущених пристроїв введення породили цілі технології від відчутних до голосових. Хоча вони працюють за різним принципам, але призначаються для реалізації одного завдання — дозволити людині зв’язатися з комп’ютером. Устрою введення графічної інформації знаходять стала вельми поширеною завдяки компактності і наочності способу подання в людини. За рівнем автоматизації пошуку миру і виділення елементів зображення устрою введення графічної інформації діляться великих класу: автоматичні і напівавтоматичні. У напівавтоматичних пристроях введення графічної інформації функції пошуку істини та виділення елементів зображення покладаються на людини, а перетворення координат зчитувальних точок виконується автоматично. У напівавтоматичних пристроях процес пошуку істини та виділення елементів зображення здійснюється й без участі людини. Ці устрою будуються або за принципу сканування всього зображення із наступною його опрацюванням і перекладом з растрової форми подання у векторну, або за принципу спостереження лінією, які забезпечують зчитування графічної інформації, поданої у вигляді графіків, діаграм, контурних зображень. Основними областями застосування пристроїв введення графічної інформації є системи автоматизованого проектування, обробки зображень, навчання, управління процесами, мультиплікації, і багатьох інших. До цих пристроям ставляться сканери, які кодують планшети (дигитайзеры), світлове перо, сенсорні екрани, цифрові фотокамери, відеокамери, клавіатура комп’ютера, маніпулятор «миша «і другие.

Сканер

Сканер належить до автоматичним пристроям введення графічної інформації. Є кілька типів сканерів, різняться за способом переміщення зчитувального механізму (його голівки) і оригіналу щодо одне одного: ручний, рулонний, планшетный, проекційний і барабанный.

Ручний сканер — найпростіший тип сканера. Тут роль приводу зчитувального механізму виконує рука людини, і за характером роботи цей тип сканерів чимось скидається на миша. Вочевидь що, наскільки рівномірно користувач переміщає сканер, залежить ступінь спотворення переданого в комп’ютер зображення. До основних достоїнств цього сканерів ставляться невеликі габаритні розміри та порівняно низька ціна, а недоліки випливають із принципу конструкції. З допомогою таких сканерів неможливо запровадити зображення формату А4 за прохід, оскільки считывающая голівка має малі габарити (стандартна ширина — 105 мм). Сучасні ручні сканери можуть забезпечувати автоматичну «склейку «зображення, тобто формують ціле зображення з окремо впроваджуються його частин. Загалом домогтися високої якості зображення з допомогою дуже важко, тому ручні сканери можна використовуватиме обмежене коло завдань. З іншого боку, вони цілком позбавлені «інтелектуальності «, властивої іншим типам сканеров.

У рулонних сканерів сканирующая голівка слід за місці, а папір переміщається стосовно неї з допомогою протяжливого механізму (як і матричному принтері). Основне гідність — при порівняно невисоку ціну сканера — можливість введення документів формату А4. Проте отсканировать книжку вдасться, лише попередньо розділивши в окремі листы.

Цього нестачі позбавлені планшетні (найпоширеніший тип) сканери, які мають сканирующая голівка переміщається щодо папери з допомогою крокового двигуна. Спочатку використовувалися на сканування непрозорих оригіналів. Майже всі моделі мають знімну кришку, що дозволяє сканувати «товсті «оригінали (журнали, книжки). Додатково деякі моделі можуть оснащуватися механізмом подачі окремих аркушів. Останнім часом багато фирмы-лидеры у виробництві планшетних сканерів стали додатково пропонувати слайд-модуль (на сканування прозорих оригіналів). Слайд-модуль має власний розташований згори джерело світла. Такий слайд-модуль встановлюється на планшетный сканер замість простий кришки і перетворює їх у универсальный.

У проекційних сканерів считывающая частина переміщається з допомогою микромеханизма. Зовнішній їхній вигляд нагадує принтер. Деякі з цих сканерів не використовують спеціального джерела світла, вони досить природного освітлення. Хоча проекційні сканери забезпечують сканування з високим розрізненням і якістю слайдів невеликого формату (зазвичай, розміром трохи більше 4 п’ять дюймів), документів, книжок, додаючи здатність вводити в комп’ютер проекції тривимірних предметів, вони мають істотним недоліком — низькою швидкістю сканування. Є дві модифікації: з горизонтальним і вертикальним розташуванням оптичної осі считывания.

Основне відмінність барабанних сканерів у тому, що справжній оригінал закріплюється на прозорому барабані, що обертається із швидкістю. Считывающий елемент розташовується в максимальному наближенні від оригіналу. Ця конструкція забезпечує найбільше якість сканування. Зазвичай, у барабанні сканери встановлюють три фотоумножителя, і сканування здійснюється за прохід. «Молодші «у деяких фірм з метою здешевлення використовують замість фотоумножителя фотодиод як зчитувального елемента. Барабанні сканери здатні сканувати непрозорі і прозорі одновременно.

Типів оригіналів буває усього дві: прозорі (негативні і позитивні слайди), які сканують в що проходить світлі, і непрозорі, сканируемые в відбитому світлі. Непрозорі оригінали є або аналогові зображення — фотографії, або дискретні - ілюстрації з друкованих изданий.

Зчитування зображення.

Попри велике розмаїття, всі вони засновані на єдиному принципі зчитування даних. Розгорнення зображення осі Y здійснюється суто механічно, по осі X картинка зчитується многоэлементным фотоприемными лінійками з допомогою протяжного освітлювача і об'єктива: графічне зображення рівномірно висвітлюється і відбитий світловий потік потрапляє на фотоприемную лінійку, яка була рецепторное полі. Кожен фотоприймач формує не вдома електричний сигнал, пропорційний прийнятому світловому потоку то відповідного елемента зображення. Виходи елементів лінійки послідовно опрашиваются. Електричний сигнал з її з допомогою АЦП перетворюється на двоїчний код (для многоградационных графічних зображень); цей код що з номером фотоприемника представляє опис графічного елемента, він передається в ЕОМ. Кількість фотоприймачів в лінійці становить від 2000 і від. Крім стандартних рішень з лінійкою останнім часом стали застосовуватися комбіновані датчики протяжного типу. Кожен елемент такого датчика є поєднанням фотоприемника, освітлювача і елементарного оптичного перетворювача. Механізми зчитування зображення базуються чи фотоумножителе, чи ПЗЗ. Фотоумножувач найпростіше порівняти з радиолампой-фотосенсором, що має є пластини катода і анода і який конвертує світ у електричний сигнал. Считываемая інформація подається на фотоумножувач точка за точкою з допомогою засвечивающего променя. ПЗЗ — щодо дешевий напівпровідниковий елемент досить малого розміру. ПЗЗ як і і умножитель конвертує світлову енергію в електричний сигнал. Набір елементарних ПЗС-элементов мають послідовний у лінію, одержуючи лінійку для зчитування відразу цілої рядки, природно, і висвітлюється ціла рядок оригіналу. Кольорове відображення такими сканерами зчитується упродовж трьох проходу (з допомогою RGB-светофильтра). Багато сканери мають три паралельні лінійки ПЗЗ, тоді сканування кольорових оригіналів здійснюється за прохід, оскільки кожна лінійка зчитує одне із трьох базових квітів. Потенційно ПЗС-сканеры більш быстродейственны ніж барабанні сканери на фотоумножителях.

Типи оброблюваних изображений.

За таким критерію сканери поділяються на чорно-білі, «сірі «і кольорові. Чорно-білі сканери призначені для введення малюнків, тексту, креслень й дозволяють вводити зображення у єдиному режимі - 1 bpp (біт на піксель, bits per pixel). Значення цього біта (1 чи 0) визначає чорну чи білу точку. «Сірі «сканери містять аналого-цифровий перетворювач (АЦП) й дозволяють вводити зображення у режимі кілька біт на точку. Кількість градацій сірого для таких сканерів одно 2N, де n — число bpp. Для bpp=8 є 2⁸=256 градацій сірого, для bpp=6 — 2⁶=64 градацій. Вже стали надбанням історії сканери, які мали АЦП й у отримання числа bpp більше однієї змушені були необхідну кількість раз проходити те ж рядок. Але треба відрізняти «сірі «сканери від эмулирующих сіра. Останні підтримують полутоновый режим. У цьому режимі число bpp не змінюється від і одно 1, а «сірість «досягається з допомогою механізму dithering (розмивання), забезпечує користувачеві можливість отримувати «сіру «картинку, скануючи зображення у чорно-білому режимі (із кількістю bpp 1). Градації сірого эмулируются з допомогою щільності чорних точок (тобто різного кількості чорних точок на одиницю виміру площі зображення). Відбувається це так: все зображення розбивається до дільниць певного розміру (2*2, 4*4, 8*8), звані dither pattern (размываемый шаблон). Для кожної точки ділянки є своє значення порога, отделяющего чорне від білого. Тому сусідні точки, відмінні друг від друга за рівнем відображення світла, можуть у результаті виявитися однаковими, тоді як із простому чорно-білому скануванні вони було б різними. Розмір ділянки визначає число градацій сірого, яке здатний эмулировать сканер. Dither pattern бувають кількох різновидів: «fine «(точний), «coarse «(грубий), «bayer «та інші. Для ручних сканерів є можливість вибрати з 3 або чотирьох, а вид pattern заздалегідь визначений. На відміну від нього планшетні сканери дають можливість ширшого вибору, і навіть визначення власних pattern. У кольорових сканерів число bpp зазвичай одно 24, тобто за 8 біт на точку кожного з квітів (RGB). Відповідно число які сприймаються квітів — 16 777 216. Кольорові сканери можуть працювати й у «сірому », й у чорно-білому режиме.

Якість зображення.

Сканери різняться багатьма суттєвими параметрами — технології зчитування зображення, типу механізму, і деяких інших. Розглянемо докладніше параметри сканирующего устрою, що впливають якість зображення. До таких параметрами ставляться що дозволяє здатність, число переданих півтонів чи квітів, діапазон оптичних плотностей, інтелектуальність сканера, колірні спотворення, точність фокусування (різкість). Роздільна здатність.

При скануванні оригінал розбивається деякі частини однакового розміру — пікселі. У процесі сканування кожному пикселю призначається свою адресу. Кожному пикселю в кожному адресою присвоюється цифрове значення, відповідне рівню сірого півтони, зареєстрованого считывающим елементом; це й називається оцифровкой. Оцифровування штрихових оригіналів щодо проста. У процесі сканування піксель може або білим, або чорним. Але тут то, можливо втрата інформації. Наприклад, піксель містить 50% білого і 50% чорного, тоді потрібно вибір чогось одного. Це спричиняє отриманню ефекту «зуби пилки » .

Насправді для високоякісного сканування штрихових оригіналів достатньо лиш мати розрізнювальну здатність 1200 пикселей на дюйм. Крім оптичної роздільної здатності є ще «математична «чи програмна що дозволяє здатність (интерполированная). Збільшення роздільної здатності досягається так: спеціальна дитяча програма при скануванні оригіналу аналізує значення двох сусідніх пикселей і математично знаходить проміжне значення, тобто вводить іще одна піксель багатозначно, отриманим математичним шляхом. Усе було було б гаразд, але завжди це справді дає додаткові переваги при скануванні. Уявімо собі оригінал з дуже різким переходу тону чи, що ще наочніше, оригінал як ілюстрації журналу, які вже перестав бути аналоговим зображенням. І тут математичне интерполирование може збігтися з реальною картиною. А, щоб отримати якісне надруковану зображення, що дозволяє здатність при скануванні маєш бути у майже удвічі більше линеатуры растра для друку. Введемо до цього визначення коефіцієнт збільшення зображення, що майже завжди присутній, й одержимо формулу, щоб отримати значення роздільної здатності, необхідно линеатуру растра друку помножити на коефіцієнт збільшення і помножити на два. Є багато сканерів із високим оптичної роздільну здатність. Ось найчастіші значення: 1200, 2400, 4000, 5000, 6400 і навіть більше точок на дюйм. Дозвіл більш 2400 точок на дюйм важко досяжно сканерами з ПЗЗ, чи її досяжно лише з дуже обмеженій площі, наприклад, трохи більше 40*60 мм.

Кількість переданих півтонів чи квітів.

Наступним якісним параметром є глибина точки, що визначає число переданих півтонів. Глибина точки — на цю кількість біт, які сканер може призначити при оцифруванні пикселя. Сканер з глибиною точки 1 біт може реєструвати лише 2 рівня білий і чорний, сканер з глибиною точки 8 біт може реєструвати 256 рівнів, 12 біт — 4096 рівнів. Існують сканери з глибиною 13, 14 і 16 біт на точку. Щодо сканерів з ПЗЗ слід зазначити, що глибина точки більш 13 біт важко досяжним, оскільки стає дуже важко відрізнити рівень сигналу від рівня перешкод. Так сканер з глибиною точки 13−14 біт можуть дозволити відтворити більш 1мрлд. колірних оттенков.

Діапазон оптичних плотностей.

Одне з найважливіших параметрів сканера — це діапазон оптичних плотностей, які сприймаються їм. Діапазон оптичних плотностей, є логарифмічною похідною, вимірюється в відносних одиницях від нуля і по якогось значення, який зазвичай наводиться в технічні характеристики. Глибина крапки й динамічний діапазон пов’язані між собою. Глибина точки показує фізичну можливість сприймати великий діапазон оптичних плотностей, а дійсний діапазон сканера ще залежить від чутливості зчитувального пристрою, і південь від електроніки, і зажадав від механіки, застосовується у сканері. Не прозорі оригінали мають діапазон плотностей, де максимальне значення вбирається у 2.4−2.5, тоді як слайди може мати максимальне значення динамічної щільності 4.0. Небагато знайдеться сканерів, які сприймали динамічні щільності від 3.2 і від. Планшетні ПЗС-сканеры середнього класу мають значення динамічної щільності буде в діапазоні 2.8−3.0, у ПЗС-сканеров вищого класу це значення сягає 3.6, і лише барабанні сканери на фотоумножителях мають динамічну щільність 4.0.

Інтелектуальність сканера.

Під інтелектуальністю зазвичай розуміється здатність сканера з допомогою закладених у ньому апаратних і поставлених з нею програмних засобів автоматично налаштовуватися і мінімізувати втрати якості. Найбільш цінуються сканери, що мають здатність автокалибровки, тобто настройки на динамічний діапазон плотностей оригіналу, і навіть компенсації колірних спотворень. Припустимо, потрібно отсканировать слайд, має максимальну оптичну щільність 4.0, сканером, сприймачем оптичний діапазон плотностей до 3.2. «Інтелектуальний «сканер спочатку робить попереднє сканування для аналізу та отримання діаграми оптичних плотностей. Зазвичай така діаграма виглядає приблизно оскільки показано малюнку. Після аналізу діаграми сканер виробляє свою автокалибровку із єдиною метою зсуву свого динамічного діапазону сприйняття оптичних плотностей.

Колірні спотворення сканеров.

Кожен сканер має власними недоліками під час сприйнятті кольорів та загальними вадами, властивими даної моделі. Загальні недоліки обумовлені технічних можливостей і механічними характеристиками моделі. Власний недолік сканера обумовлений індивідуальної особливістю що висвітлює оригінал джерела світла, і зчитувального елемента. Усі продавані сканери проходять заводську калібрування. Проте, якщо сканер має функцію автокалибровки, це велика перевага перед сканером, позбавленим такий функції. Автокалибровка сканера дозволяє скоригувати колірні перекручування та збільшити кількість було розпізнати колірних відтінків. Оскільки джерело світла уміє змінювати свої характеристики згодом, як, втім, і считывающий елемент, наявність автокалибровки набуває першочергового значення, якщо без кінця працювати з кольоровими полутоновыми зображеннями. Практично всі сучасні моделі сканерів мають такий функцией.

Точність фокусування.

На заводе-изготовителе проводять настроювання фокусування сканера, тим щонайменше ще однією ознакою інтелектуальності сканера є його спроможність автоматичного настроювання фокусу (різкості). Потреба цьому оскільки товщина оригіналу то, можливо різна і має враховуватися. З іншого боку сам оригінал може бути дуже різким. Погана різкість отсканированного зображення зазвичай призводить до плачевних результатів, особливо, якщо сканується невеличкий оригінал, зображення якого «буде потім збільшуватися при печати.

Апаратний інтерфейс.

Інтерфейс з адаптером.

Більшість ручних сканерів працюють через власну плату адаптера, вставляемую в 8-битовый чи 16-битовый слот розширення материнської плати. У цьому обмін даними йде через канал прямого доступу DMA з допомогою переривання, виникає після зчитування черговий рядки. Практично усім платах адаптерів є можливість вибору банку використовуваних адрес (установкою перемикача до відповідного становище). У багатьох платах вибирається також номер використовуваного каналу DMA і номер використовуваного апаратного переривання. Завдяки цьому можна запобігти конфлікту коїться з іншими зовнішніми пристроями, вже використовуючи DMA, IRQ чи порти, встановлені за умовчанням. Наявність апаратного переривання властиво не всім сканерам, позаяк у деяких ранніх моделях дана можливість була відсутня. Це створювало складності як систем OCR, так інших програмних продуктів, підтримують у процесі сканування динамічну запис одержуваної інформації на жорсткий диск. Усі сучасні моделі ручних сканерів підтримують апаратне переривання, виникає при зчитуванні рядки. Для інших типів сканерів то цієї проблеми актуальний, оскільки вони вміють зупинятися після зчитування рядка. Багато моделі рулонних сканерів і планшетних сканерів також через плату адаптера.

Інтерфейс SCSI.

З появою SCSI виробники сканерів стали випускати устрою, підтримують цей інтерфейс. У комп’ютері може лише одна плата контролера SCSI, устрою до неї приєднуються ланцюжком. З одним платою контролера SCSI можна з'єднати до 7 пристроїв. З іншого боку, SCSI не орієнтовано певну апаратну платформу (тобто дбає про IBM PC, Macintosh, Sun та інших машинах). Нові моделі flatbed-сканеров практично завжди підтримують SCSI.

Послідовний інтерфейс (RS232).

Продовжують використовуватися сканери, які мають поруч із можливістю обміну даними через канал DMA існує альтернативний спосіб зв’язку — через послідовний порт. Але існують сканери, щоб забезпечити тільки це спосіб зв’язку. Робота з цими сканерами непотрібна плата адаптера, та їх великим недоліком є низька швидкість сканування, обумовлена природою цього методу связи.

Паралельний интерфейс.

Останнім часом стає дедалі більше моделей сканерів, використовують обмінюватись даними стандартний паралельний порт принтера. Швидкість сканування у даних моделей значно вища, як за послідовний інтерфейс, але нижче, як за канал DMA.

Класифікація завдань, розв’язуваних з допомогою сканеров.

1. Офісне діловодство, офісне видавництво. До цій групі належать, зазвичай, планшетні і портативно-страничные сканери. Монополістом у цій галузі є Hewlett-Packard.

2. Домашнє застосування. Тут пріоритет за ручними і портативно-страничными сканерами. До цій групі можна вважати і використання сканерів в відрядженнях, поїздках, бібліотеках тощо., підключається до notebook «у через паралельний порт.

3. Професійне видавництво. Використовуються планшетні і спеціальні (барабанні зокрема) сканери фірм Agfa, Umax, Epson, Microtek і др.

4. Документообіг. У цій сфері застосовуються, переважно, планшетні і швидкісні сканери фірм Fujitsu, Unisys, Hewlett-Packard, Primax.

5. Потокового входження у архіви. Використовуються, зазвичай, швидкісні сканери фірм Kodak, Unisys, Fujitsu, Hewlett-Packard, Bell+Howell.

6. Проектування. До цій групі ставляться сканери (проекційні, рулонні сканери), застосовувані в конструюванні, медицині, військових нуждах.

Планшет.

Планшет — це полуавтоматическое пристрій введення графічної інформації з вільно переміщуваним покажчиком координат. Планшет є деяку обмежену площину, що відповідає по конфігурації робочому полю екрана, але конструктивно з нею не пов’язану. Коли оператор «пише «лежить на поверхні планшети, становище стичного з нею контакту перетворюється на абсолютне значення координат формату екрана. Найкращі зразки планшетів забезпечують перетворення становища пише влаштування у координату з похибкою 0,1%. Використання планшетів виключає необхідність наявності рушійної курсору на екрані, тому що зображення може відтворюватися у процесі рисования.

Однією з найпростіших з погляду використовуваних фізичних принципів планшетів аналогового типу є акустичні, засновані на вимірі часу поширення звуковий хвилі в твердому площинному звукопроводе. Оскільки швидкість поширення акустичних коливань твердих тілах постійна, обмірюване час відповідає координаті (щодо нерухомого випромінювача) точки, у якій розташований приймач. Такий спосіб використаний у кодирующем планшеті, схема якого показано на рисунке.

Функцію звукопровода тут виконує скляний планшет П, до взаємно перпендикулярным торцям якого приклеєні два п'єзоелектричних випромінювача ПИх і ПИу. П'єзоелектричний приймач ПП виготовлений вигляді трехгранного стрижня з загостреним наконечником, перетин якого є рівнобічним трикутником. До кожного межі стрижня приклеєні ідентичні пьезоэлементы. Для порушення акустичних коливань в звукопроводе використовується генератор періодичних прямокутних імпульсів Р, має дві незалежні виходу Uх і Uу, яких підключені відповідно випромінювачі ПИх і ПИу. Схема формирователя координатної мітки ФКМ складається з трьох однакових підсилювачів, до виходу яких підключені пьезоэлементы приймача. Вихідні напруги підсилювачів сумуються, що дозволяє: зробити сигнали мітки не залежать від повтору і нахилу приймача щодо площині планшети. Час проходження акустичних хвиль від випромінювачів до приймача вимірюється схемами формування координатних прямокутних імпульсів ФКИх і ФКИу, що містять тригери, встановлювані у безвихідь «1 «передніми фронтами імпульсів генератора і сбрасываемые у безвихідь «0 «імпульсом координатної мітки. На виході схеми управління планшетом використаний звичайний перетворювач тривалості імпульсу в код. Коли приймач притиснутий до планшети, ФКИх і ФКИу генерують періодичні імпульси, тривалості яких tх і tу пропорційні що вимірюється координатам. Щоб не виникла інтерференція взаємно перпендикулярних хвиль, збуджуваних у планшеті, імпульси Uх і Uу зсунуто тимчасово, достатні повного загасання однієї хвилі. У багатьох магнитострикционных пристроїв використовуються магнитострикционные властивості матеріалу, з яких виготовлено робоче полі планшети. При порушенні ультразвукової хвилі всередині попередньо намагниченного магнитострикционного матеріалу на місці проходження фронту хвилі намагниченность змінюється. Це зміна напруженості магнітного поля вловлюється котушками індуктивності, що у покажчику координат, і перетворюється на електричний сигнал, які свідчать, що фронт ультразвукової хвилі перебуває під котушками. Визначення координат у тих пристроях виробляється як і, як й у акустичних, — шляхом виміру часу поширення фронту ультразвукової хвилі від краю планшети до покажчика координат. Точностные характеристики аналізованих пристроїв щодо невисокі внаслідок залежить швидкості поширення хвилі від зовнішніх чинників, зокрема від температури, тиску, вологості, неизотропности структури матеріалу звукопровода. Важливе місце серед пристроїв введення займають устрою, звані сеточными планшетами, засновані на електричному принципі. Вони діляться на контактні, і залежно від цього, яка із цього електромагнітного поля бере участь у формуванні вимірювального сигналу, ці устрою діляться на ємнісні, у яких перетвориться електрична складова електромагнітного поля, і індукційні, у яких перетвориться магнітна складова.

У контактних сіткових планшетах робоче полі складається з ортогональних координатних шин, розділених тонким шаром диэлектрика, з отвором в вузлах перетину. На планшет поміщається носій з графічної інформацією. Зчитування здійснюється шляхом натискання олівцем на обраний піксел, що у вузлі матриці шин. Верхній лист планшети пружно деформується й відбувається замикання шини Уi на шину Хi (см. малюнок). Шини Х послідовно порушуються від Дш У. Сигнал з шини Хi перетвориться шифратором Шx в двоїчний код. Одночасно здійснюється зчитування коду координати У зі лічильника СчУ. Роздільна здатність таких планшетів залежить від кроку координатної сетки.

На поверхні емкостных і індукційних планшетів створюється система вертикальних і горизонтальних провідників, виконаних способом друкованого монтажу. Ширина кожного із провідників і відстань між ними становить кілька десятків мікрон, що дозволяє організувати координатну сітку размерностью 1000*1000 градацій і більше. Вертикальні і горизонтальні провідники розділені між собою тонкої ізолюючої плівкою, а до кінців їх, якого вивів на краю планшети, підводиться харчування від розподільника імпульсів. При протікання змінного електричного струму по лідерів координатної сітки навколо них виникає змінне електромагнітне полі, преобразуемое кільцевим индукционным датчиком в вимірювальні сигнали, якими судять місце розташування датчика, укріпленого на «рисующем «стрижні, стосовно координатным шинам планшети. Ці сигнали вступають у схему управління дисплеєм, де дешифруються як координати точки екрана. При русі стрижня у пам’яті утворюється послідовність координат, у своїй одержувані дані безупинно перевіряються, аби виявити помилку чи відрив стрижня від планшета.

У емкостных сіткових планшетах покажчик координат виконаний у вигляді штыревого зонда, з'єднаний з колебательным контуром, у яких високе резонансне опір на частоті вимірювального сигналу. Насправді ємнісні сеточные планшети не отримали поширення через складність забезпечення високої помехозащищенности (задля забезпечення достовірності результатів виміру перетворилася на цих пристроях використовуються спеціальні прийоми кодування, зокрема код Грея). З іншого боку, цих пристроях не можна кодувати документи, виконані олівцем, оскільки графіт як токопроводящий матеріал вносить похибка в виміру електричної складової поля.

У індукційних сіткових планшетах перетворення магнітної складової поля була в електричний вимірювальний сигнал відбувається у индукционном датчику, що має мале вихідний опір. Перешкодозахищеність такого датчика вище, ніж в ємнісного, що дозволяє їм отримати вищу розрізнювальну здатність устрою без використання таких спеціальних прийомів кодування сигналів, збудливих координатні шини планшети. Зчитування інформації на таких пристроях може виконуватися лише з будь-яких немагнітних носіїв, що розширює сферу застосування проти ємнісними сеточными планшетами.

Для пристроїв, відповідних до сучасного рівня розвитку техніки, характерно наявність високого рівня інтелекту. Це досягається шляхом вбудовування всередину однокристальных микроЭВМ, дозволяють реалізовувати устрої кілька режимів роботи, як-от режим поточечного (однократного) виведення координат точок, режим безперервного зчитування координат, безперервний инкрементальный режим, коли відбувається щоразу після досягнення кожній із зчитувальних координат величини наперед заданого значення инкремента (0.1,0.2,0.3 мм т.д.), режим видачі координат місцезнаходження координатного покажчика на запит з ЕОМ, діагностичний режим. МикроЭВМ дозволяє також здійснюватиме видачу значення координат як і двоичном, і у символьному форматі залежно від характеру розв’язуваних завдань та певного типу використовуваної аппаратуры.

Світлове перо.

Світлове перо належить до напівавтоматичним пристроям, що забезпечує безпосередній контакти з екраном, й працює за принципом тимчасового збіги. Пером цей прилад названо умовно, оскільки жодного впливу на екран він надає, а саме сприймає його світлове випромінювання. Конструктивно світлове перо складається з циліндричного корпусу, у якому розміщений світлочутливий елемент. На заостренном кінці пера є отвір, у якому закріплена лінза, фокусирующая потрапляє її у світ і спрямовуюча його за світлочутливий елемент. Останній пов’язані з підсилювачами, які впливають на порогову схему. Всі ці елементи зазвичай зібрані щодо одного корпусі. Щоб не допустити впливу навколишнього світла перо включається лише після притиснення кінця до екрана. У деяких конструкціях пера зв’язку з екраном здійснюється з допомогою пучка оптичних волокон, а світлочутливий елемент і підсилювачі містяться у окремої складанні. Під час такої конструкції розміри і безліч пера зменшуються.

Конструкція (чи електрична схема (б) світлового пера: 1 — з'єднувальний кабель, 2 — транзистор, 3 — корпус, 4 — наконечник, 5 — фотодиод, 6 — пружинний контакт, 7 — проводники.

При поєднанні кінчика пера з відтворюваним на екрані графічним елементом чи знаком у його схемою виникає імпульс в останній момент генерування блоком управління дисплея саме цього елемента. Якщо регенерація зображення здійснюється шляхом циклічного зчитування кодів з пам’яті та його перетворення, як, наприклад, в квазиграфических чи функціональних дисплеях, то мить виникнення імпульсу від світлового пера то, можливо прочитаний адресу осередки автономної пам’яті, де записано код відзначеного пером елемента. З використанням для регенерації зображення окремої пам’яті, як і дисплеях з полнографическими можливостями, по моменту виникнення імпульсу визначається координата точки екрана, оскільки відповідає поточне значення адреси пам’яті регенерації. У цій адресою програмно можуть визначити коди відзначеного елемента у вихідному файлі. Вказавши пером на будь-якої елемент і визначивши в такий спосіб для схеми управління його розташування у пам’яті, оператор натисканням функціональної клавіші видає команду відповідний зміна цього елемента: стирання, зрушення, зміна конфігурації, заміну тощо. Вочевидь, що сигнал від світлового пера можна отримати лише за доторку їм точки екрана, де є світну зображення, отже визначити якусь крапку у темному місці екрана з допомогою пера неможливо. Для усунення цієї вади в дисплеях растрового типу з пам’яттю регенерації передбачається режим з так званого «негативного зображення », коли висвічуються всі крапки формату кадру, крім, якими проведено графічні образи. Здійснюється цей режим простим инвертированием імпульсів модуляції, вступників на трубку. Зауважимо також, що використання світлового пера, в принципі неможливо для графічних дисплеїв, побудованих з урахуванням запам’ятовувальних трубок, де світіння екрана постійно у часі. Світлове полі, чинне на перо, зазвичай значно більше розміру однієї точки формату екрана ЕПТ, що ускладнює точне визначення координат, особливо в складних насичених зображеннях. Тож ідентифікації графічного елемента зазвичай підтверджується будь-яким ознакою. Якщо у процесі торкання екрана перо зафіксувало точку, що стосується певному графічної елементу, то блок управління дисплея має забезпечити, наприклад, мерехтіння цього елемента чи зміну його яскравості, що дозволяє оператору судити про успіхи його дії. Принцип роботи світлового пера, в режимі позиціонування, тобто «малювання «нових графічних елементів. У цьому режимі схема управління дисплеєм виводить на екран у певній точці зображення «курсору «чи перекрестия. Воно використовують у ролі візуальної опорною крапки над екрані. «Захопивши «зображення курсору світловим пером, оператор переміщає перо екраном у потрібному напрямку. Блок управління курсором забезпечує його рух за пером. Оскільки поточні координати центру курсору завжди відомі, то пам’яті залишається безліч координат точок, якими він проходить. Є різноманітні способи реалізації такої спостереження. Зазвичай курсор є набір точок, їхнім виокремленням вертикальний і горизонтальний відтинки, що часом є то, можливо невеличкий світний коло чи квадрат. Площа курсору відповідає розмірам отвори на кінці світлового пера. Коли це отвір частково зміщується щодо центру курсору, лише певні точки перекрестия у процесі їх регенерації на екрані утворюють через світлове перо імпульси. За такою інформацію, схема управління чи програма ЕОМ переміщає курсор те щоб його центр збігався з центром отвори пера. Процес визначення неузгодженості та пересування курсору здійснюється безупинно. При певних умов може бути «відрив «світлового пера від курсору. Тоді останній залишається нерухомим і бути знову «захоплений «оператором. У процесі руху курсору можна реалізувати різні режими, поставлені через функціональну клавіатуру: высвечивание точок окремими фіксованих курсором позиціях, проведення векторів чи дуг через задані точки, безупинне «малювання «тощо. Під час розробки світлового пера його оптичні і електричні властивості - чутливість і швидкодія — мають бути узгоджені з параметрами випромінювання люмінофору і тривалістю імпульсів модуляції. Найкращі сучасні зразки пір'їн забезпечують чутливість до випромінюванню потужністю кілька мікроват на квадратний сантиметр при тривалості імпульсів модуляції порядку 200 нс. На чутливість пера впливає і спектр випромінювання, визначається які у ЕПТ люмінофором. Попри значні досягнення у галузі розробки світлочутливих елементів, проблема використання світлового пера при кольоровому розчином зображенні та високої роздільної здатності екрана залишається остаточно не решенной.

1. Алієв Т. М., Вигдоров Д.І. Системи відображення інформації - Москва: Вищу школу, 1988.

2. Гришин М. П., Курбанов Ш. М., Маркелов В. П. Автоматичний введення та обробка фотографічних зображень на ЕОМ — Москва: Энергия, 1976.

3. Гротта Д., Гротта С. В. Сканери. // Комп’ютер вдома — 1996 — N3.

4. Дьяков У. Сканування малюнків ручним сканером. // Домашній комп’ютер — 1996 — N2.

5. Ларіонов А.М., Горнец М. М. Периферійні влаштування у обчислювальних системах — Москва: Вищу школу, 1991.

6. Лувишис І., Зарубін Ю., Мазо Б. Сканери. // Комп’ютер Пресс — 1994 — N5.

7. Перший міжнародний сканерный форум — відбиток сканерного ринку. // HARD «n «SOFT — 1996 — N7.

8. Периферійне і термінальне устаткування ЕОМ / під редакцією Смирнова Ю. М. — Москва: Вищу школу, 1990.

9. Сканери. // HARD «n «SOFT — 1995 — N3.