Definition:
Der Scanner ist ein Gerät zur Digitalisierung von Text- und Bildinformationen. Er erzeugt ein Pixelbild der analogen Vorlage.
Der generelle Aufbau und die Funktionsweise soll hier anhand des Flachbettscanners erläutert werden. Da diese die am weitesten verbreitete Form von Scannern ist.
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Trotz der Vielzahl an Scannern arbeiten fast alle nach dem gleichem Prinzip
Beleuchten der Bildvorlage
einfallendes Licht wird mehr oder weniger stark reflektiert
"dunkle" Stellen saugen den Lichtstrahl auf "helle" Stellen reflektieren ihn
Die Reflexion wird dann an lichtempfindliche elektronische Bauteile geleitet
Beim Scanvorgang wird das Dokument in eine Matrix aus Bildpunkten zerlegt welche dann einzeln erfasst werden.
Nun fährt der Schlitten mit dem Scankopf zur ersten Zeile.
Jetzt wird jeder einzelne Zeilenvektor über das Spiegelsystem und die Linse erfasst.
Für jeden Zeilenvektor wird das einfallende Licht von der Linse auf den Zeilensensor gerichtet und jeweils ein Streifen der Vorlage angeleuchtet.
Das reflektierte Licht , bzw. durchgelassene Licht wird dann über die Spiegel auf die CCD-Zeile übertragen.
Dort werden die Photonen durch Siliziumatomen absorbiert. Im Durchschnitt entsteht ein Elektron bei 2 auftreffenden Photonen.
Die auftreffenden Elektronen werden eine zeitlang in "Potentialwällen" oder anders gesagt Pixeln (äquivalent zu Bildpunkten des Fernsehers) auf der CCD -Leiste gespeichert
Diese kann man sich als Kapazitäten vorstellen.
Durch unterschiedliche Lichtintensitäten werden nun auch sehr unterschiedliche Ladungen angesammelt .
Somit wird aus dem optischen Bild was auf der CCD abgebildet wird ein elektronisches Gegenstück erzeugt.
Als nächstes wird das elektronische Bild ausgelesen indem die einzelnen Pixelreihen an ein Ausgaberegister überführt werden.
Dort wird jedes Pixel (Ladung) in digitale Signale umgewandelt. Hierbei ergeben unterschiedliche Ladungen unterschiedliche Zahlenwerte die dann von der Software verarbeitet werden und die Helligkeit des jeweiligen Bildpunktes angeben.
Zum Schluss fährt der Schrittmotor über den Riemen den Schlitten einen Zeilenvektor weiter und selbiges beginnt von vorn
Nun muss das Bild noch Farbe bekommen :
dafür brauchen wir nach dem >RGB-Modell für jede Grundfarbe (Rot, Grün, Blau) einen Messwert suma-sumarum sind das 3 Messwerte
Filtertechniken
3 CCD Zeilen mit jeweils einem Filter für jede Grundfarbe
die Farben werden dann von der Software nach den anteiligen Verhältnissen gemischt
nur ein Scanlauf pro Zeilenvektor
wird am häufigsten verwendet da schneller als ThreePass
Vorlage wird 3 mal abgetastet für jede Grundfarbe einmal
bei jedem Durchgang ein anderer Filter so das nur die entsprechenden Farbinformationen erfasst werden
sehr langsam und daher seltener verwendet
Prismentechnik
hier wird das Licht einer weißen Lampe durch ein Prisma in die Rot,Grün,Blauanteile zerlegt
3 CCD Zeilen verarbeiten auch hier wieder gleichzeitig die jeweiligen Farbinformationen
nur ein Scanlauf pro Zeilenvektor
anstatt 3 Filter wie beim ThreePass werden 3 farbige Fluoreszenz-Lampen eingesetzt
Auflösungphysikalische Auflösung
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Riemen und Schrittmotor |
interpolierte Auflösung
meist Marketingtrick
Interpolation gibt an wie hoch die erreichbare Auflösung ist die durch die Scannersoftware in Verbindung mit dem Drucker erreicht wird
durch ein mathematisches Verfahren wird der dpi Wert künstlich verbessert
dabei werden zwischen den tatsächlich gescannten Bildpunkten zusätzliche Punkte eingefügt
die Pixeldichte wird größer aber mehr Details kommen nicht dazu
feine Strukturen fließen dadurch zusammen und wirken runder und klobiger
Es gibt eine
Vielzahl verschiedener Scanner welche sich im Aufbau der Funktion
sowie in den jeweiligen Anwendungsbereichen unterscheiden. Das generelle Verfahren der Digitalisierung
ist im Grundprinzip
bei jedem Scanner gleich.
Die wichtigsten sollen hier kurz vorgestellt werden :
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Handscanner
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gleiche Aufbau wie Faxgerät
die CCD-Leisten sind fest verbaut und die Vorlage wird daran entlang geführt
nur Einzeldokumente verarbeitbar
optimal für größere Mengen
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Overheadscanner
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Es gibt noch eine Vielzahl weiterer Scanner welche uns im alltäglichen Leben begegnen z.B. Kassenscanner zum Lesen von Barcodes.
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![]() Spiegel mit Linse |
Scankopf mit Lampe |
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Anschlüsse, Schnittstellen |
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