Wass ist ein Scanner? „kurz erklärt“
Ein Scanner (von englisch „to scan“ = abtasten) ist ein Gerät, das eine Vorlage optisch abtastet und in eine digitale Bilddatei umwandelt. Dazu beleuchtet er die Vorlage, ein lichtempfindlicher Sensor misst Zeile für Zeile die Helligkeit, und ein Wandler übersetzt die Messwerte in Pixel. Die häufigsten Bauformen sind Flachbett-, Einzugs- und Aufsichtsscanner; Dia- und Filmscanner durchleuchten transparente Vorlagen. Wie fein ein Scan wird, bestimmt vor allem die optische Auflösung in dpi: 300 dpi reichen für Textdokumente, für Fotos sind 600 dpi üblich, Kleinbilddias brauchen mindestens 2.400 dpi.
Wie funktioniert ein Scanner?
Ein Scanner beleuchtet die Vorlage, fängt das zurückgeworfene oder durchscheinende Licht mit einer Sensorzeile auf und wandelt die gemessene Helligkeit in digitale Bildpunkte um. Helle Stellen werfen viel Licht zurück, dunkle wenig. Der Ablauf in fünf Schritten:
1. Beleuchtung:
Eine LED-Leiste beleuchtet die Vorlage. Auflichtscanner (Flachbett, Einzug, Aufsicht) messen das reflektierte Licht, Durchlichtscanner (Dia, Film) das Licht, das durch die Vorlage fällt.
2. Abtasten einer Zeile:
Die Sensorzeile erfasst eine komplette Bildzeile auf einmal. Diese Richtung entlang des Sensors heißt Hauptabtastrichtung (englisch fast scan).
3. Vorschub:
Beim Flachbettscanner fährt der Sensor unter der Glasplatte entlang, beim Einzugsscanner wird das Blatt am feststehenden Sensor vorbeigezogen. Diese Bewegung quer zur Sensorzeile heißt Nebenabtastrichtung (slow scan).
4. Digitalisierung:
Ein Analog-Digital-Wandler übersetzt die Lichtmenge jedes Sensorelements in einen Zahlenwert. Für reines Schwarz-Weiß genügt ein Bit pro Pixel, Farbscans speichern meist 24 Bit, also je 8 Bit für Rot, Grün und Blau.
5. Bildverarbeitung und Ausgabe:
Die Scansoftware korrigiert Schräglage, Kontrast und Farben und speichert das Ergebnis, zum Beispiel als PDF, TIFF oder JPEG. Textdokumente lassen sich anschließend mit einer OCR-Software durchsuchbar machen.
Den ersten Bildscanner baute 1957 ein Team um Russell Kirsch am National Bureau of Standards in den USA. Das erste damit digitalisierte Foto hatte 176 × 176 Bildpunkte.
CCD oder CIS: Welcher Sensor steckt im Scanner?
Fast alle Dokumenten- und Fotoscanner arbeiten mit einem von zwei Sensortypen: CCD oder CIS. Der Unterschied entscheidet über Schärfentiefe, Baugröße und Preis.
| Merkmal | CCD (Charge-Coupled Device) | CIS (Contact Image Sensor) |
|---|---|---|
| Aufbau | kurze Sensorzeile; Spiegel und Objektiv lenken das Licht auf den Sensor | Sensorzeile so breit wie die Vorlage, direkt unter dem Glas, ohne Spiegel und Objektiv |
| Lichtquelle | weißes Licht | rote, grüne und blaue LEDs |
| Schärfentiefe | deutlich größer; auch Buchfalz und gewellte Vorlagen werden scharf | gering; nur plan aufliegende Vorlagen werden scharf |
| Baugröße und Energie | größer, höherer Strombedarf | flach und sparsam, oft per USB versorgt |
| Typische Geräte | hochwertige Flachbett-, Foto- und Buchscanner | kompakte Flachbettscanner, Multifunktionsgeräte, viele Einzugsscanner |
Für lose Akten genügt ein CIS-Gerät. Wer gebundene Bücher, Fotos oder Vorlagen mit Struktur scannt, profitiert von der größeren Schärfentiefe eines CCD-Scanners.
Wie scannt ein Scanner in Farbe?
Ein Sensorelement misst nur Helligkeit, keine Farbe. Farbscanner zerlegen das Licht deshalb in Rot, Grün und Blau und setzen die drei Kanäle zu einem Farbbild zusammen. Dafür gibt es drei Verfahren.
Dreizeiliger Sensor mit Farbfiltern
Der heute gängigste Weg bei CCD-Scannern: Weißes Licht beleuchtet die Vorlage, und der Sensor besteht aus drei parallelen Zeilen mit roten, grünen und blauen Filtern. Jede Zeile misst den Anteil ihrer Farbe. Ein einziger Durchgang genügt.
Rote, grüne und blaue LEDs
CIS-Scanner nutzen einen Sensor ohne Farbfilter. Für jede Bildzeile leuchten nacheinander eine rote, eine grüne und eine blaue LED auf, und der Sensor misst jeweils die reflektierte Lichtmenge. Das Verfahren ist günstig und ermöglicht sehr flache Geräte.
Drei Durchläufe mit Farbfilter
Frühe Farbscanner der 1990er-Jahre tasteten die Vorlage dreimal ab, jeweils mit einem anderen Farbfilter. Das Verfahren war langsam und anfällig für Versatz zwischen den Farbkanälen. In aktuellen Geräten spielt es kaum noch eine Rolle.
Welche Scanner-Arten gibt es?
Scanner unterscheiden sich vor allem darin, wie die Vorlage zum Sensor kommt. Die sechs wichtigsten Bauformen im Überblick; alle weiteren Typen von Barcode- bis 3D-Scanner erklärt der Beitrag Scanner-Typen im Überblick.
| Bauform | Funktionsprinzip | Typische Vorlagen | Professionell digitalisieren |
|---|---|---|---|
| Flachbettscanner | Sensor fährt unter einer Glasplatte, die Vorlage liegt still | Einzelblätter, Fotos, Zeitschriften | Fotos digitalisieren |
| Einzugsscanner | Automatischer Einzug zieht die Blätter am Sensor vorbei, meist beidseitig | Akten, Rechnungen, lose Blattstapel | Dokumente digitalisieren |
| Aufsichts- und Buchscanner | Kamera oder Sensor erfasst die Vorlage von oben, das Buch liegt in einer Wiege | gebundene Bücher, gebundene Akten, empfindliche Originale | Bücher digitalisieren |
| Dia- und Filmscanner | Licht fällt durch die transparente Vorlage auf den Sensor | Dias, Negative, Filmstreifen wie Super 8 | Super 8 digitalisieren |
| Großformatscanner | Einzug oder Flachbett für Vorlagen ab A2 | Baupläne, technische Zeichnungen, Karten | Großformate scannen |
| Hand- und mobile Scanner | Gerät wird über die Vorlage geführt, oder ein Smartphone fotografiert sie | Belege, einzelne Seiten unterwegs | Belege digitalisieren |
Welche Auflösung braucht ein Scanner?
Für Textdokumente reichen 300 dpi, für Fotos sind 600 dpi üblich, Kleinbilddias und Negative brauchen 2.400 bis 4.000 dpi. Entscheidend ist die optische Auflösung des Sensors, nicht ein hochgerechneter Wert.
| Vorlage | Empfohlene Auflösung | Hinweis |
|---|---|---|
| Textdokumente, Akten, Rechnungen | 300 dpi | ausreichend für die OCR-Texterkennung |
| Fotos (Abzüge) | 600 dpi | 1.200 dpi, wenn Ausschnitte vergrößert werden sollen |
| Kleinbilddias und Negative | 2.400 bis 4.000 dpi | kleine Vorlage, starke Vergrößerung |
| Pläne und Zeichnungen | 200 bis 400 dpi | abhängig von der Strichstärke |
Eine A4-Seite mit 300 dpi ergibt 2.480 × 3.508 Bildpunkte. Unkomprimiert in 24 Bit Farbe sind das rund 26 MB, als komprimierte Datei nur einen Bruchteil davon.
Die wichtigsten Kennwerte eines Scanners
Optische Auflösung (dpi bzw. ppi):
Anzahl der Bildpunkte pro Zoll (2,54 cm), die der Sensor tatsächlich erfasst. dpi steht für dots per inch, ppi für pixels per inch; beim Scanner werden beide meist gleichbedeutend verwendet. Interpolierte Werte rechnet die Software hoch, sie fügen keine Details hinzu.
Farbtiefe (Bit):
Anzahl der Abstufungen pro Bildpunkt. 24 Bit, also je 8 Bit pro Farbkanal, ergeben rund 16,7 Millionen Farben; viele Scanner arbeiten intern mit 48 Bit.
Dichteumfang:
Spanne zwischen der hellsten und der dunkelsten Stelle, die der Scanner noch unterscheidet. Für Dias und Negative ist ein hoher Wert wichtig, damit Schatten Zeichnung behalten.
Scangeschwindigkeit (ppm und ipm):
ppm (pages per minute) zählt Blätter pro Minute, ipm (images per minute) zählt Bildseiten. Beim beidseitigen Scan ergibt ein Blatt zwei Bilder.
Einzug und Duplex:
Ein automatischer Dokumenteneinzug (ADF) verarbeitet Stapel ohne Handgriff, Duplex erfasst Vorder- und Rückseite in einem Durchlauf.
Eigener Scanner, Multifunktionsgerät oder Scan-Service?
Für gelegentliche Einzelseiten genügt der Scanner im Multifunktionsgerät. Er kopiert, scannt und druckt in einem Gerät, erreicht aber oft eine geringere optische Auflösung als ein eigenständiger Fotoscanner und hat nur einen kleinen Einzug. Ein eigener Dokumentenscanner lohnt sich, wenn regelmäßig Stapel loser Blätter anfallen.
Bei großen Mengen, gebundenen Büchern, Großformaten oder Dias stoßen Bürogeräte an Grenzen. Der Zeitaufwand wächst mit jeder Seite, Buchfalz und Formate über A3 lassen sich kaum sauber erfassen. Ein Scan-Service arbeitet hier mit Aufsichts-, Großformat- und Hochleistungs-Einzugsscannern und liefert auf Wunsch durchsuchbare PDFs mit Texterkennung.
| Kriterium | Multifunktionsgerät | Eigener Dokumentenscanner | Scan-Service |
|---|---|---|---|
| Geeignet für | einzelne Seiten, gelegentlich | regelmäßige Stapel loser Blätter | große Bestände, Bücher, Pläne, Dias |
| Formate über A3 | nein | nein | ja, bis größer als DIN A0 |
| Gebundene Vorlagen | nur mit Qualitätsverlust am Buchfalz | nein | ja, mit Aufsichtsscannern |
| Eigener Zeitaufwand | hoch bei größeren Mengen | mittel | gering: Versand oder Abholung, Rückgabe als Datei |
Häufig gestellte Fragen
Ein Scanner ist ein Eingabegerät, das Papiervorlagen, Fotos oder Filme optisch abtastet und als digitale Bilddatei speichert. Er beleuchtet die Vorlage, misst das Licht mit einer Sensorzeile und wandelt die Messwerte in Pixel um. Gängige Bauformen sind Flachbett-, Einzugs-, Buch- und Diascanner.
Eine Lichtquelle beleuchtet die Vorlage, und eine CCD- oder CIS-Sensorzeile misst Zeile für Zeile das reflektierte oder durchscheinende Licht. Während sich Sensor oder Vorlage bewegen, entsteht das ganze Bild. Ein Analog-Digital-Wandler macht aus den Messwerten Pixel, die Software speichert sie als PDF, TIFF oder JPEG.
Ja. Smartphones scannen über die Kamera-App oder spezielle Scan-Apps, die Ränder erkennen, die Perspektive entzerren und PDFs erzeugen. Für einzelne Belege und Notizen reicht das. Für Archive, gebundene Bücher oder Fotos in hoher Qualität fehlen eine gleichmäßige Ausleuchtung und eine feste optische Auflösung; dafür ist ein Scanner oder ein Scan-Service besser geeignet.
Für Textdokumente und die OCR-Texterkennung genügen 300 dpi. Fotoabzüge scannen Sie mit 600 dpi, für Vergrößerungen mit 1.200 dpi. Kleinbilddias und Negative brauchen 2.400 bis 4.000 dpi, weil die Vorlage sehr klein ist. Achten Sie dabei auf die optische Auflösung, nicht auf interpolierte Werte.
CCD-Scanner lenken das Licht über Spiegel und ein Objektiv auf eine kurze Sensorzeile und haben dadurch eine größere Schärfentiefe; auch Buchfalz und gewellte Vorlagen werden scharf. CIS-Sensoren liegen direkt unter dem Glas, arbeiten mit farbigen LEDs und sind flacher und sparsamer. Scharf erfassen sie nur plan aufliegende Vorlagen.