Scanner – Definition, Prozess & Arten

Scannen ist eine weitverbreitete Vorgehensweise in Büros, aber auch in Privathaushalten. Auch wenn die Digitalisierung analoge Dokumente weitgehend überflüssig gemacht hat, gibt es dennoch viele Rechnungen, Lieferscheine und andere Unterlagen in Papierform. Um die Aufbewahrung zu erleichtern, werden sie in digitale Versionen überführt. Diesen Prozess übernimmt ein Scanner, dessen Arten und Funktionsweise im folgenden Artikel erklärt werden sollen.

Definition: Scanner

Ein Scanner (von englisch “to scan“ = abtasten) ist ein Lesegerät, welches Daten erfassen kann. Verschiedene Geräte verfügen hierbei über unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten zum Scannen von Papier, bestimmten Codes, Großformaten und dreidimensionalen Objekten. Handelt es sich um ein Textdokument, empfiehlt sich die nachfolgende Bearbeitung über eine OCR Software, um den digitalen Text editierbar und für Suchfunktionen verfügbar zu machen.

Prozess

Das Prinzip jedes Scanners basiert auf Lichtreflexion. Der Scanner sendet Licht auf das Objekt aus und misst die Intensität der reflektierten Strahlung. Je mehr Licht reflektiert wird, desto heller ist die Farbe, während wenig Lichtreflexion auf dunkle Stellen schließen lässt. Der Prozess besteht dabei aus zwei Teilen: dem schnellen Scan (fast scan) und dem langsamen Scan (slow scan). Der fast scan bezeichnet den Teilprozess, in welchem das reflektierte Licht über den Sensor aufgenommen wird. Im slow scan wird das Scanobjekt dann senkrecht zur Sensorausdehnung bewegt, damit das Gerät die gesamte Oberfläche scannen kann.

Die sensorisch wahrgenommene Lichtreflexion wird anschließend in digitale Signale umgewandelt. Bei einfachen Barcodes oder QR-Codes in schwarz-weiß wird weiß als 0 codiert, sowie schwarz als 1. Für Farbscanner gibt es drei verschiedene Methoden:

Beim Scannen mit Farbfiltern wird für jede Grundfarbe (meist Rot, Blau, Grün) ein separater Scandurchlauf getätigt. Jeder Durchlauf findet mit einem anderen Farbfilter statt, welcher die spezifische Hell-Dunkel-Verteilung misst. Anschließend wird das Bild in einer Software zusammengesetzt. In neueren Scannern mit Farbfilter gibt es oft einzelne Farbsensoren, welche den individuellen Filter bereits enthalten, sodass nur ein Scanvorgang nötig ist.

Eine weitere Möglichkeit für Farbscans ist das Scannen mit farbigen Lichtquellen. Diese Methode findet sich häufig in Scannern günstigerer Preisklassen, da oft einfache Leuchtdioden unterschiedlicher Farbe eingebaut werden können. Diese senden dann Licht einer bestimmten Wellenlänge aus, ähnlich der Funktionsweise von Sensoren mit eingebauten Farbfiltern. Die reflektierte Wellenlänge wird hierbei ausgewertet und in ein digitales Bild übersetzt.

Beim Scannen mit einer weißen Lichtquelle wird das reflektierte Licht durch ein Prisma geführt und in seine Bestandteile aufgespalten. Dahinterliegende Sensoren werten dann diese gespaltenen Lichtteile aus und wandeln sie in digitale Pixel um.

Arten

Seit 1957, als der erste Scanner von Russell Kirsch gefertigt wurde, entwickelte sich die Technologie stetig weiter. Heute existieren unzählige Arten von Scannern für die verschiedensten Bedürfnisse.

Der 3D Scanner stellt eine Besonderheit dar, da er 3-dimensionale Objekte in ihrer Form, Größe, Farbe und Oberflächenstruktur scannt und daraus ein digitales 3D Modell erstellt. Diese Technik findet Anwendung unter anderem im VR- und AR-Bereich, um den Zugang zu Objekten von verschiedenen Örtlichkeiten aus zu ermöglichen. Besonders für internationale Unternehmen oder Mitarbeiter im Homeoffice kann diese Technologie einen gemeinsamen Raum schaffen und die Bearbeitung von Projekten vereinfachen. Es sind auch virtuelle Touren möglich, bei welchen ganze Räumlichkeiten digital dargestellt werden können, beispielsweise für Präsentationen oder Werbezwecke.

Scaneigenschaften

Vor der Anschaffung eines Scanners sollten Überlegungen über die Anforderungen angestellt werden. Neben dem Budget spielen auch die technischen Voraussetzungen des Gerätes eine wichtige Rolle.

• Abtastauflösung (auch Abtastfrequenz oder Ortsfrequenz): Gibt die Feinheit und Genauigkeit des Scanners an, nämlich wie viele Bildpunkte/Pixel pro Längeneinheit erfasst werden. Die Einheit wird hierbei entweder in ppi (points per inch) oder dpi (dots per inch) angegeben.
• Rasterfrequenz: Beschreibt die Feinheit des Rasters, also der horizontalen und vertikalen Linien bzw. der Lücken dazwischen und damit die Genauigkeit des Scans.
• Ausgabefrequenz: Bezeichnet die digitale Auflösung an Bildpunkten pro Längeneinheit, ebenfalls in ppi oder dpi angegeben.
• Dichteumfang: Erfassung und Darstellung des Helligkeitsspektrums, dem Unterschied zwischen dem hellsten und dunkelsten Punkt der Vorlage.
• Tonwertumfang: Umfasst alle Helligkeitsabstufungen der Vorlage. Je größer der Tonwertumfang, desto genauer können Farbabstufungen repliziert werden.
• Farbtiefe: Gibt die Anzahl möglicher Farbtöne an, die der Scanner digital speichern kann. Die Farbtiefe wird in Bits angegeben, wobei ein Standard von 24 Bit bereits Millionen von Farbtönen entspricht.
• Scan-Geschwindigkeit

Multigerät Drucker-Scanner

Ist der Scanner mit einem Drucker kombiniert, können Sie das eingescannte Dokument sofort ausdrucken. Der Scanner arbeitet so wie ein Kopierer. Von Vorteil ist es, wenn der Scanner mit einer Faxeinheit kombiniert ist. Der Scanner liest das Dokument ein, mit dem Faxgerät können Sie es direkt nach dem Einlesen absenden. In der heutigen Zeit ist das Faxen jedoch kaum noch in Gebrauch, weshalb diese Kopplung nicht mehr notwendig ist. Eine Scanner-Drucker-Kombination kann jedoch für Büros durchaus von Nutzen sein, wenn noch mit analogen Dokumenten gearbeitet wird.

Ein Scanner, der in ein Multigerät integriert ist, hat oftmals eine nicht so hohe Auflösung wie ein Scanner, mit dem Sie Fotos vervielfältigen können. Für die alltägliche Büroarbeit ist ein solcher Scanner jedoch eine perfekte Wahl, wenn Sie nicht mehrere Geräte kaufen möchten.

Zusammenfassung

Ein Scanner ist ein Gerät, welches analoge Dokumente oder Objekte in digitale Abbilder umwandelt. Die Anwendungsmöglichkeiten sind sehr vielseitig und dementsprechend gibt es auch eine große Variation an verschiedenen Scannern. Der bekannteste ist hierbei der Dokumentenscanner, doch auch Barcode-Lesegeräte oder sogar Radare zählen in diese Kategorie. Beim Kauf eines Scanners gibt es einige technische Eigenschaften zu beachten, wie beispielsweise die Auflösung, die Rasterfrequenz, die Geschwindigkeit oder den Tonumfang.