Le scanner d'image.

Il faut compléter ce sujet en précisant les données sur le capteur (LOUTREL)

Un scanner d'image, mot anglais pour “numériseur”, est un périphérique informatique d'acquisition qui permet de numériser des documents, c'est-à-dire de transformer un document papier en image numérique.

On distingue généralement trois catégories de scanners :

La premières sortes du scanner sont les scanners à plats.

Il s'agit du type de scanner le plus courant. Il suffit de placer le document à plat contre une vitre pour numériser le document souhaiter.

La deuxième catégorie de scanners sont les scanners à main.

Ils doivent être déplacés manuellement (ou semi manuellement) sur le document, par bande successives, afin de le numériser en entier. Ce sont des scanners qui possèdent un taille réduite par rapport au scanners à plats.

Les scanners par défilement.

Faire défiler le document devant une fente lumineuse fixe afin de le numériser. Ce type de scanners sont souvent intégrer dans les imprimantes a divers fonctions.

Les principales caractéristiques des scanners.

Avec un scanner à plat c'est la source lumineuse qui fait un passage sur tout le document; Avec un scanner à défilement c'est le document qui se déplace et non la source de lumière; Et enfin avec un douchette, c'est le scanner que nous déplaçons pour scanner l'objet.

I - Constitution d'un scanner d'image.

Vitre.

En dessous de cette vitre :

Source lumineuse.
Miroir mobile.

Ces derniers constituent un ensemble.

Ensuite :

Miroir fixe.
Capteurs.

Le tout étant relié à un ordinateur afin d'afficher l'image numérique.

II - Comment fonctionne-t-il ?

Le scanner fonctionne ainsi:

Le document est posé contre la vitre.
La source lumineuse éclaire le document au travers de la vitre.
L'ensemble source lumineuse/miroir effectuent un passage ligne par ligne.
Chaque ligne est décomposée en pixels.
Chaque pixels est analysé par un capteur pour savoir la couleur du pixel, le pixel peut être de 3 couleurs différentes (rouge, vert, bleu)
La lumière réfléchie par le document est renvoyée par le miroir mobile au miroir fixe.
Elle est ensuite renvoyée par le miroir fixe aux capteurs.
Ils convertissent les intensités lumineuses reçus en signaux électriques, puis en données numériques.
L'ordinateur se charge ensuite de recomposer l'image obtenue.

Puisque la lumière traverse deux fois la vitre, les images souffrent d'une légère diffusion de la lumière et d'une relative perte de luminosité. De ce fait, l'image numérisée est moins nette que le document d'origine.

III - Le capteur CCD

Sur un scanner à plat équipé d'une technologie CCD (Charge-Coupled Device), la source lumineuse, qui est réfléchie, déviée par des miroirs et collectée par une lentille sur le capteur. Le capteur lui-même consiste en des éléments CCD qui capturent la lumière. Dans la plupart des cas, les éléments CCD peuvent également avoir une microlentille devant chaque photodiode, pour recueillir la lumière encore plus efficacement. La technologie CCD permet d'obtenir une profondeur de champ plus élevée, une plus grande vitesse, un meilleur rapport signal-bruit et une précision des couleurs plus élevée - en bref, une qualité et une productivité supérieures.

Pourquoi un système de microlentilles est-il utilisé sur les scanners ?

En garantissant que la lumière issue du balayage est directement acheminée vers ce point sensible, on peut augmenter la sensibilité du système, améliorer la productivité et réduire le bruit éventuel. On obtient cela en utilisant un système de microlentilles qui collecte la lumière au point le plus sensible. La sortie CCD est définie comme le produit du volume lumineux et de la sensibilité. C'est pourquoi la puissance de sortie d'un système CCD avec microlentille est supérieure à celle d'un système sans microlentille. Les microlentilles sont souvent utilisées pour réaugmenter le facteur de remplissage dans les capteurs CCD interline transfer.

Les différentes architectures de capteur ccd

Les CCD full frame transfer : cette architecture est la plus simple. Les photons sont collectés sur l’ensemble de la surface du capteur qui est photosensible. Le capteur est ensuite lu verticalement ligne par ligne. Chaque ligne une fois transférée est lue horizontalement pour obtenir la valeur de chaque pixel.
Les CCD frame transfer : l’architecture frame transfer est basée sur la division de la zone photosensible du capteur en deux parties symétriques et de mêmes dimensions. La première partie collecte les photons de manière classique. Ils sont ensuite rapidement transférés (en quelques millisecondes) vers la deuxième partie du capteur qui est protégée de la lumière incidente et sert au stockage des électrons pour la lecture de l’image. Ainsi on peut faire l’acquisition de l’image n+1 sur la partie exposée du capteur pendant que l’image n est lue sur la partie du capteur masquée. On augmente donc considérablement la cadence par rapport à l’architecture full frame.
Les CCD interline transfer : l’architecture interligne incorpore, au niveau de chaque pixel, un canal de transfert de charges (registre vertical recouvert d’un blindage optique métallique) directement adjacent à une photodiode de manière à ce que les charges accumulées puissent rapidement (de l’ordre de la microseconde) être transférées une fois que l’acquisition est terminée. On peut ainsi atteindre des temps d’exposition très courts ce qui permet d’éviter de saturer les pixels et ce, sans avoir recours à une obturation mécanique du CCD.