Un escàner nom abreujat de d'escàner d'imatges, és un dispositiu que escaneja òpticament imatges, text imprès, lletra manuscrita o un objecte i el converteix en una imatge digital. El tipus d'escàner més comú que s'utilitza a la llar i a l'oficina és l' escàner de superfície plana, on el document es col·loca sobre una base de vidre. Un escàner d'alimentació de fulls, que mou la pàgina a través d'un sensor d'imatge mitjançant una sèrie de rodets, es pot utilitzar per escanejar una pàgina d'un document a la vegada o diverses pàgines, com en un alimentador automàtic de documents. Un escàner de mà és una versió portàtil d'un escàner d'imatges que es pot utilitzar en qualsevol superfície plana. Els escanejos es descarreguen normalment a l'ordinador al qual està connectat l'escàner, tot i que alguns escàners poden emmagatzemar els escanejos en suports flash independents (per exemple, targetes de memòria i unitats USB).
Els escàners moderns solen utilitzar un dispositiu d'acoblament de càrrega (CCD) o un sensor d'imatge de contacte (CIS) com a sensor d'imatge, mentre que els escàners de tambor, desenvolupats anteriorment i que encara s'utilitzen per obtenir la màxima qualitat d'imatge possible, utilitzen un tub fotomultiplicador (PMT) com a sensor d'imatge. Les càmeres de documents, que utilitzen càmeres d'alta resolució estàndard o especialitzades, fotografien els documents tots alhora.
Per a digitalitzar una imatge s'ha de transformar primer en senyal elèctric i, posteriorment aquest senyal elèctric s'ha de transformar en senyal digital perquè sigui reconeguda per un ordinador.
Per a convertir una imatge en un codi de senyals elèctrics s'utilitza un fotosensor anomenat Detector CCD (Charge Coupled Device) que rep la llum que és enviada des de la imatge a través d'un joc de miralls i la converteix en senyals elèctrics controlades per la intensitat i el color de la imatge, de la mateixa manera que funciona un ull. Aquests senyals elèctrics són rebuts per un convertidor analògic-digital, que els converteix en bites, els quals formen novament la imatge digitalitzada en l'ordinador.
Bàsicament un escàner consisteix en una font de llum, una sèrie de lents i dispositius òptics, un dispositiu sensor i un motor que desplaça el conjunt en l'exploració de l'original. El sensor constitueix el veritable "ull" de l'escàner i conté una sèrie d'elements semiconductors que responen amb un senyal elèctric major o menor en funció del nivell de lluminositat que reben.
Com funciona miniatura|Com funciona un escàner de plataforma plana Un escàner es compon de dues peces bàsiques: la primera d'elles és el capçal de reconeixement òptic, la segona és un simple mecanisme d'avanç per sota d'un vidre que també fa de suport per als objectes que es van a escanejar. En principi, el capçal reconeix un determinat nombre de punts per polzada i a cadascun d'aquests punts li assigna un valor en funció del nombre de bits del procés: 1 bit seria 1 color (negre o blanc), 2 bits serien 4 colors, 8 bits serien 256 colors i així successivament fins a arribar als 32 bits (color real).
A major nombre de bits major capacitat per a representar el color amb més precisió, però també augmenta la grandària del fitxer resultant. La qualitat final d'un escàner se sol saber per la seva resolució.
La resolució Els escàners equipats amb elements d'escaneig de dispositius d'acoblament de càrrega (CCD) requereixen una sèrie sofisticada de miralls i lents per reproduir una imatge, però el resultat d'aquesta complexitat és un escaneig de qualitat molt més alta. Com que els CCD tenen una profunditat de camp molt més gran, són més tolerants a l'hora d'escanejar documents que són difícils d'aconseguir perfectament plans contra la placa (com ara llibres enquadernats).
La resolució d'un escàner es mesura per ppp, (punts per polzada), que és el nombre de punts que és capaç de captar aquest, amidat. Si diem que un escàner té 300x600 ppp voldrà dir que cada línia de 2,54 cm de llarg pot captar 300 punts i en vertical 600 punts.
La resolució d'un escàner es veu condicionada pels següents factors: Tipus d'escàner. Tipus de sensor del CCD i alineació d'aquest. Interpolació. Sistema òptic (longitud del focus, profunditat de camp de les lents, qualitat, estabilitat, canvis de temperatura, humitat, etc.). Soroll superflu dels circuits electrònics i del CCD. Escala de resolució. Resposta de freqüència dels circuits electrònics.
Hi ha diferents resolucions com: La resolució òptica. La resolució interpolada. La resolució d'escanerització.
Els colors i els bits Primerament els escàners captaven les imatges en blanc i negre o amb un nombre molt limitat de matisos de gris, entre 16 i 256. És a dir, una imatge de dos bits resultaria una imatge en blanc i negre, una de vuit bits, obtindries una imatge de 256 tons de grisos. Posteriorment van aparèixer els escàners que podien captar el color, encara que el procés requeria tres passades per sobre de la imatge, una per a cada color primari (vermell, blau i verd). Actualment els escàners capten fins a 16,7 milions de colors diferents en una única passada, arribant fins als 68.719 milions de colors. Una imatge de vint-i-quatre o vuit bits per component de color (verd, vermell, blau) podríem dir que pot arribar a ésser de 16,7 milions de colors.
Format de les imatges Les imatges obtingudes per l'escàner es poden guardar en diferents formats. Els més coneguts són: GIF: El format GIF té una bona resolució i es pot utilitzar en pàgines web. JPG: El format JPG és el que comprimeix més la imatge però a canvi d'una pèrdua de qualitat que depèn del nivell de compressió. Windows Bitmap: El format BMP ocupa molt d'espai i és molt compatible amb els diferents programes actuals. TIF: El format TIFF té molta qualitat però necessita molt d'espai.
Història Precursors Fax i fotografia amb cable Els escàners d'imatges es consideren els successors de les primeres màquines de fax i de foto amb filferro. A diferència dels escàners, aquests dispositius s'utilitzaven per transmetre imatges a llargues distàncies en lloc de processar-les i emmagatzemar-les localment. El primer intent de màquina de fax va ser patentat el 1843 pel rellotger escocès Alexander Bain, però mai es va posar en producció. En el seu disseny, un llapis metàl·lic unit a un pèndol escaneja una placa de coure amb una imatge en relleu. Quan l'estil fa contacte amb una part elevada de la placa, envia un impuls a través d'un parell de cables a un receptor que conté un elèctrode connectat a un altre pèndol. Un tros de paper impregnat amb una solució electroquímicament sensible es troba sota l'elèctrode i canvia de color cada vegada que un pols arriba a l'elèctrode. Un engranatge fa avançar la placa de coure i el paper en tàndem amb cada oscil·lació del pèndol; amb el temps, el resultat és una reproducció perfecta de la placa de coure. En el sistema de Bain, és fonamental que els pèndols del transceptor i del receptor estiguin en perfecta sintonia, o si no, la imatge reproduïda es distorsionarà.
El 1847, el físic anglès Frederick Bakewell va desenvolupar la primera màquina de fax funcional. La màquina de Bakewell era similar a la de Bain, però utilitzava un tambor giratori recobert de paper d'alumini, amb tinta no conductora pintada a la làmina i un llapis que escanejava el tambor i enviava un pols per un parell de cables quan entrava en contacte amb un punt conductor de la làmina. El receptor conté un elèctrode que toca un full de paper tractat químicament, que canvia de color quan l'elèctrode rep un pols; el resultat és una reproducció de contrast invers (blanc sobre blau) de la imatge original. El fax de Bakewell va tenir un èxit marginal que el de Bain, però patia els mateixos problemes de sincronització. El 1862, Giovanni Caselli va resoldre això amb el pantelègraf, la primera màquina de fax posada en servei regular. Basat en gran part en el disseny de Bain, assegurava una sincronització completa flanquejant els pèndols tant del transceptor com del receptor entre dos reguladors magnètics, que es magnetitzen amb cada oscil·lació del pèndol i es desmagnetitzen quan el pèndol arriba als màxims i mínims de cada oscil·lació.
El 1893, l'enginyer estatunidenc Elisha Gray va introduir el telautograf, la primera màquina de fax amb un gran èxit comercial que utilitzava barres d'enllaç que traduïen el moviment dels eixos x i y al receptor per escanejar un bolígraf sobre el paper i colpejar-lo només quan s'accionava mitjançant el llapis que es movia pel tambor del transceptor. Com que podia utilitzar paper de papereria bàsic, es va popularitzar en negocis i hospitals. El 1902, l'enginyer alemany Arthur Korn va introduir el fototelautògraf, una màquina de fax que utilitzava una cel·la de seleni sensible a la llum per escanejar un paper que s'havia de copiar, en lloc de confiar en un tambor metàl·lic i un llapis òptic. Va tenir fins i tot més èxit comercial que la màquina de Gray i es va convertir en la base de les màquines de telefotografia amb filferro (també conegudes com a) utilitzades pels diaris de tot el món des de principis del segle XX.
Escàners analògics Abans de l'arribada del processament digital d'imatges a mitjans del , el terme escàner es referia originalment als equips analògics utilitzats a les impremtes offset. Aquests escàners analògics variaven en disseny segons el seu propòsit: algunes imatges escanejades s'emmagatzemaven com a pel·lícula de transparència en color en plaques de separació de color que es podien utilitzar per imprimir la imatge original en massa; mentre que d'altres s'utilitzaven per convertir plaques simples de cian, magenta i groc (CMY) en cian, magenta, groc i negre (CMYK) per tal de produir impressions amb colors més foscos i rics, un procés conegut llavors en el comerç com a correcció de color (sense relació amb el sentit cinematogràfic modern). La conversió de CMY a CMYK solia ser una tasca molt manual que implicava tècniques com l'emmascarament. Els escàners analògics van automatitzar aquest procés en gran manera.
Alexander Murray i Richard Morse van inventar i patentar el primer escàner analògic en color a Eastman Kodak el 1937. La seva màquina tenia un disseny d'escàner de tambor que representava una transparència en color muntada al tambor, amb una font de llum col·locada sota la pel·lícula i tres fotocèl·lules amb filtres de color vermell, verd i blau que llegien cada punt de la transparència per traduir la imatge en tres senyals electrònics. En el disseny inicial de Murray i Morse, el tambor estava connectat a tres torns que gravaven punts de semitons CMY directament en tres cilindres desplaçats. Els drets de la patent es van vendre a Printing Developments Incorporated (PDI) el 1946, que va millorar el disseny utilitzant un tub fotomultiplicador per obtenir imatges dels punts del negatiu, cosa que produïa un senyal amplificat que després s'alimentava a un ordinador d'un sol ús que processava els senyals RGB en valors CMYK corregits per color. Els senyals processats s'envien a quatre torns que graven punts de semitons CMYK als cilindres offset.