馬薩諸塞州劍橋 -在閱讀此內容的30秒內，寶麗來的新掃描儀可以以每英寸2,700點的分辨率數字化彩色幻燈片。獨立研究人員Rich and Associates，Olney，MD表示，SprintScan 35還可處理35毫米底片和黑白膠片，讓圖形藝術專業人士將圖像帶入計算機的速度比其他掃描儀快5到15倍。其速度的關鍵是電荷耦合器件(CCD)傳感器芯片，它使用許多光敏元件的線性陣列來捕獲圖像。工程師將現有的CCD技術應用于掃描儀，以加快設計周期。算法將膠片底片轉換為您在照片中看到的顏色，自定義ASIC可自動平衡顏色和正確的亮度。

如何通過零件幾何形狀，表面光潔度，二次加工和其他考慮因素來優化您的設計

速度不是SprintScan唯一聲名鵲起的。從一開始，寶麗來想要創造一種便宜，用戶友好的掃描儀。為了降低工具和制造成本，他們與臺灣的Microtek公司合作。他們的戰略是：利用Polaroid的新光學和先進的成像電子技術，推出Microtek的低成本基礎型掃描儀。

“我們的理念是將易用性融入軟件的用戶界面，并獲得復雜的硬件以滿足未知各類電影的需求，”寶麗來電子成像系統掃描儀工程經理Stuart Boyd解釋道。 。“我們應用我們的圖像科學為用戶提供最佳結果，并隱藏這種復雜性。”

移動圖片。與大多數臺式掃描儀一樣，Sprint-Scan使用電動托架引導滑塊或膠片條通過固定掃描頭。掃描儀內部的燈照亮滑塊，另一側的CCD光傳感器捕獲信號。

為了實現高分辨率，寶麗來工程師必須設計一種方法來精確地移動幻燈片通過CCD傳感器。對于高級機械工程師Colin Kernan來說，這意味著使用臺灣Teco Electric and Machine Co.的導螺桿和直流步進電機，以便在4,000像素CCD上移動時將滑架運動與充電時間相匹配。

“當圖像移動時，傳感器正在看一條線，我們不得不用CCD的每一行來調整這一運動，”Kernan說。“電荷從每一行的第一像素移動到像素4,000需要一定的時間。而且從第一行的第一個像素到第四千個像素，電荷需要一定的時間才能工作在第64行。我必須將其與導螺桿的運動相匹配。“

由于傳感器分別讀取紅色和藍色通道，因此定時中的任何滑動都會導致顏色錯誤配準或模糊的“邊緣”。并且由于在2,700 dpi的薄膜上的像素尺寸小于0.0004平方英寸，因此指定64步運動的導螺桿的公差是困難的。“我的公差基本上是我必須行駛的距離，大約0.023英寸，正負0.0003英寸。這需要一個相當準確的導螺桿，”Kernan回憶道。

工程師允許小于0.5像素的顏色錯誤配準。但是這個邊際只能解釋直線垂直運動 - 而不是電影運動引起的振動等因素。

例如，在最高分辨率設置下，掃描模式也是最慢的電機速度。不幸的是，這個速度與電機的共振頻率一致 - 當每個步驟穩定時會導致振動或“振鈴”。

為了抑制電機振動，工程師排除了使用粘性流體的問題，因為在高速時慣性負載增加而低扭矩會導致失速問題。替換更大的電機也不是一種選擇，因為工程師不確定產量并希望通過Microtek設計共享電機的價格效率。

“相反，我們使用的是電子阻尼系統。就在電機停在一個步驟之前，你告訴它反過來，然后完成前進步驟，”Kernan解釋道。通過構建和分析整個系統的非常精確的數學模型，振動專家Joseph Deck對系統進行了微調并編程了一個芯片來控制驅動電路。

快速圖像捕獲。掃描儀核心的CCD傳感器使用多行光敏陣列。最初為軍事空中偵察開發的稱為延時集成(TDI)的架構利用這些陣列來提高靈敏度。

圖像傳感器設備工程經理Selim Bencuya解釋說，“當圖像機械地在傳感器平面上移動時，圖像中的特定位置被第一行采樣一次。然后 - 因為信號以與滑動相同的速度移動 - 傳感器對圖像中的相同位置進行N次采樣，“其中N是光敏陣列的行數。結果：在傳統掃描儀的一小部分時間內快速捕獲圖像。

但是，捕獲圖像數據只是掃描儀工作的一半。為了管理圖像增強并幫助控制成本，寶麗來工程師設計了定制ASIC。“我們的馬力來自ASIC，這是基于零件的低成本，”Bencuya解釋道。他們通過與IBM和其他公司合作進行CCD制造，進一步降低了成像成本。

在設計早期，圖像科學工程師與CCD硬件團隊合作，以平衡傳感器的濾色器。后來，他們的大部分工作都涉及圖像處理。處理底片 - 具有反轉的顏色和特有的橙色面具 - 證明是一項艱巨的任務。

為了將反轉顏色和橙色遮罩從陰影轉換并將其映射到顯示器上正確渲染的圖像，圖像科學實驗室的工程師創建了3-D查找表。然后將這些表格加載到Polaroid的“Escapade”圖像處理ASIC芯片中。

“生成一種用查找表值加載Escapade芯片的方法花了很多工作，”首席工程師Andy Juenger回憶道。“我們必須經歷一個校準過程，包括曝光膠片并測量其屬性，然后使用該數據生成顏色變換的系數。”

為了適應各種類型的膠片，工程師為每種膠片校準了查找表。“用戶從列表中選擇他們的電影，這與這些系數相關聯，”Juenger解釋道。“Escapade芯片使用系數進行顏色轉換和銳化，并將該輸出發送到監視器。”

為了自動糾正不正確的曝光，有缺陷的膠片處理或出現錯誤，工程師創建了兩種專有算法。通過自動補償太暗或太亮的顏色來校正圖像亮度。該算法使得曝光不足和曝光過度的負片看起來很好。另一種算法調整色彩平衡。例如，它可以校正在熒光燈下拍攝的室外膠片的綠色或黃色調。

同步軟件開發。雖然硬件和圖像科學團隊努力完善圖像，但軟件團隊的工程師正忙著創建最終用戶和掃描儀用來與主機PC通信的軟件。“我們在開發測試軟件的同時開發了應用軟件，同時我們正在開發SCSI-2接口，”高級工程師Mike Dichiappari說。掃描儀配有Photoshop插件實用程序，界面非常類似于標準的Macintosh格式。

當用戶更改圖像處理參數時，軟件工程師利用ASIC在其內部幀緩沖區中即時更新圖像。例如，用戶可以增加銳化，然后在不到一秒的時間內從掃描儀讀回圖像。

工程師將驅動程序整合到最終用戶軟件和診斷軟件中。接下來，他們使用NI的LabVIEW(R)軟件構建診斷應用程序。“我們從掃描儀中創建了一個虛擬儀器，一旦我們完成了這項工作，我們就可以開發測試來分析掃描儀的性能，”Boyd解釋道。這些測試的結果可以從臺灣發回，給工程師一個關于裝配過程的報告。“LabVIEW是一個關鍵的戰略工具。現在，我們可以使用相同的工具按照我們自己的條件分析競爭對手，”Boyd說。

在許多情況下，工程交叉培訓派上用場。“我們有一位能夠在制造業思維中發揮作用的設計工程師，”Boyd回憶道。“一位軟件工程師是一名攝影師，她的大量圖像可用于測試。”

寶麗來工程師還將個人成員從相關工作中獲得的綜合經驗歸功于該項目。“設計的美妙，以及我們能夠在不到一年的時間內從第一個原型到產品的原因，是我們提前在成像架構中設計了足夠的靈活性，以便我們可以在架子上的組件并讓它工作，“高級工程師Zelten說。“從那里開始，這只是一個實施問題。我們擁有功能和結構。”

在最終設計中，只有掃描儀底座，膠片托架，濾光輪和后面板從Microtek型號中重復使用。寶麗來工程師已經將目光投向了新項目。“我們已經建立了性能水平，現在我們可以添加一些功能，”Boyd說。“電子產品非常靈活，可為未來產品提供可行的平臺。”

“我們使用得更好”

為了讓寶麗來工程師專注于SprintScan的成像技術，他們與美國馬薩諸塞州列克星敦的IDEO簽訂了工業設計和封裝工程合同。

IDEO設計人員使用Hewlett-Packard的SolidDesigner和ME30軟件以及Parametric Technology的Pro / ENGINEER來創建一個耐用的功能性外殼。外殼由GE Plastics的Cycoloy ABS樹脂制成。

工業設計師斯科特·斯特羅普凱說：“通過創建便攜式鏟斗，更容易使用滑塊，我們使用起來更好。”也許最重要的是，外殼有一個卡扣式門，可容納光源和一個額外的燈泡。門讓用戶可以更換燈泡 - 這是桌面掃描儀的第一個。由于模制的肋條可以保護燈座，因此不會對用戶造成電擊危險。