Welche Arten von Scannern gibt es und wie funktionieren sie??
In den meisten Haushalten ist es ein wesentlicher Bestandteil eines Multifunktionsdruckers. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Scannern, von Office-Desktop- und Stretch-Scannern über Barcode-Scanner bis hin zu zunehmend verbreiteten 3D-Scannern. Haben Sie eine Idee, wie diese Geräte funktionieren? Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie sich darüber im Klaren sein.
Was ist ein Scanner
Ein Scanner ist ein Gerät, das 2D oder 3D physische Objekte erfasst und in digitale, oder elektronisch gespeicherte Form umwandelt. Am häufigsten werden Textdokumente gescannt, wie z.B. Verträge, oder Fotos, wenn man sie digitalisieren möchte. Mit dem Aufkommen von 3D Druckern rücken in letzter Zeit jedoch auch 3D-Scanner, die in der Lage sind, Objekte digital zu „modellieren“, immer mehr in den Vordergrund. Die bekanntesten und am häufigsten verwendeten sind Flachbett-Scanner für Dokumente, die in den meisten Büros und vielen Haushalten unverzichtbar sind oft aufgrund ihrer Integration in Multifunktionsdrucker.
Tip: Obwohl ein Multifunktionsdrucker aufgrund des eingebauten Scanners wie ein fast perfektes Gerät erscheinen mag, das man allen anderen Druckertypen vorzieht, ist das nicht ganz richtig. Auch Multifunktionsdrucker haben eine Reihe von Nachteilen, die wir in unserem Artikel über Vorteile und Nachteile von Multifunktionsdruckern angesprochen haben.
Wie funktioniert ein Flachbettscanner, auch in Multifunktionsdruckern?
Da Flachbettscanner durch ihre Integration in Multifunktionsdrucker die weltweit am weitesten verbreiteten Scanner sind, ist es nicht verkehrt, ihren Funktionsprinzip zu erklären, das relativ einfach ist. Die physische Vorlage wird auf das Glas gelegt, von wo aus der Scanner sie erfasst und in digitale Form speichert. Die Bedienung moderner Scanner ist dabei sehr einfach. Nachdem die Vorlage auf das Glas gelegt wurde, reicht es aus, den Deckel zu schließen (also anders gesagt, den Drucker) zu schließen und auf den Knopf zu drücken. Ein Nachteil von Flachbettscannern ist, dass sie nur mit relativ dünnen Vorlagen arbeiten können. Ebenso muss man sich natürlich von einem 3D-Scanner verabschieden – Flachbettscanner können nur 2D.
CIS Bildaufnahmetechnologie
Moderne Flachbettscanner arbeiten mit zwei grundlegenden Bildaufnahmetechnologien, die sich darin unterscheiden, welchen Typ Sensor sie verwenden.
Billigere Scanner-Modelle verwenden den sogenannten CIS (Contact Image Sensor)-Sensor. Dieser Sensortyp ist nur mit einer Reihe von Sensoren ausgestattet, die der Breite der gescannten Vorlage entsprechen. Als Lichtquelle verwendet diese Technologie LED-Dioden und benötigt keine komplexeren optischen Systeme mit Spiegeln und Linsen, wie sie bei der CCD-Technologie notwendig sind, die wir im Folgenden beschreiben.
Die Technologie, die CIS-Sensoren für die Bildaufnahme verwendet, ist günstig, energieeffizient und weniger platzaufwendig. Trotz dessen wird sie hauptsächlich in billigen Scanner-Modellen eingesetzt, vor allem wegen technischer Beschränkungen wie der Unfähigkeit, transparente Vorlagen zu scannen, einer geringeren Auflösungsfähigkeit auf dunklen Bildflächen und einer insgesamt niedrigeren Scanqualität im Vergleich zu konkurrierenden CCD-Sensoren. Anders gesagt, für gelegentliches Scannen von Schwarz-Weiß-Dokumenten reicht ein CIS-Sensor aus, aber Fotos damit zu digitalisieren, ist nicht ideal.
CCD Bildaufnahmetechnologie
Wenn es Ihnen um Qualität geht, sollten Sie Flachbettscanner wählen, die den sogenannten CCD (Charge-coupled device)-Sensor verwenden. Dies ist ein elektronisches Bauteil, das auch in Videokameras, Digitalkameras und sogar in astronomischen Teleskopen verwendet wird.
In Scannern ist dieser Sensor für das zeilenweise Scannen angepasst. Jede Zeile des dreizeiligen Sensors erfasst eine der Grundfarben des Lichts, und mithilfe eines Schrittmotors bewegt sich der Sensor unter der 2D-Vorlage, die auf dem Glas des Scanners platziert wurde. Im Gegensatz zu den technisch einfacheren CIS-Sensoren verwendet die CCD-Technologie ein System aus Spiegeln und Linsen, um die Vorlage darzustellen.
Nach der Beleuchtung der Vorlage durch eine Diode erfasst der Sensor das reflektierte Licht und wandelt es in digitale Form um. Die Qualität des erfassten Bildes und die Detailgenauigkeit hängen von der Anzahl der Zeilen und der Anzahl der erfassten Punkte ab, was dem angegebenen Scannerauflösungswert in DPI (Dots Per Inch) entspricht. Natürlich gilt dann, je höher das DPI, desto „feiner“ ist das Scannen oder, wenn Sie wollen, desto detaillierter.
Tip: DPI ist nicht nur bei Scannern wichtig, sondern auch bei Druckern. Wenn Sie gerade vor der Wahl eines Druckers stehen, empfehlen wir Ihnen dringend, unseren Artikel zu lesen. Was bedeutet DPI-Auflösung beim Drucken und wie man basierend darauf den richtigen Drucker auswählt? Sie werden dadurch diesen wichtigen Aspekt problemlos verstehen.
Die älteste Scantechnologie nutzen Trommelscanner
Wie bereits erwähnt, gibt es eine Vielzahl von Scannertypen, die sich in Form, Eigenschaften und Preis unterscheiden. Neben den weithin bekannten Flachbettscannern gibt es auch Trommelscanner, die besonders in der polygrafischen Branche bekannt sind, weil es sich um große und teure Geräte handelt, die mit der höchstmöglichen Qualität scannen. Es gibt keine hochwertigeren und meist auch nicht teureren Scanner auf dem Markt. Der Preis ist daher auch der Hauptgrund für ihre geringere Verbreitung, obwohl es schwer vorstellbar ist, dass ein normaler Benutzer die Qualität eines Scans über einen Trommelscanner im Vergleich zu einem Flachbettscanner wirklich zu schätzen wüsste.
Das Scannen mit einem Trommelscanner funktioniert so, dass die Vorlage mit einer Flüssigkeit auf einer durchsichtigen rotierenden Trommel befestigt wird und von dort aus mit einem Strahl gescannt wird. Diese Scantechnologie ist die älteste Methode der Digitalisierung physischer Vorlagen. Um eine Vorlage zu scannen, genügt eine Fotodiode, die einen Punkt erfasst. Durch Drehen der Trommel um 360° wird ein Bild eines Spalten der Vorlage erfasst, und der Scanner bewegt sich dann zur nächsten Spalte, um die gesamte Trommeloberfläche zu scannen. Das Ergebnis sind detaillierte digitale Kopien der Vorlage. Und wenn wir von detailliert sprechen, meinen wir wirklich detailliert. Ein hochwertiger Trommelscanner kann Vorlagen mit einer Auflösung von bis zu 12 000 DPI scannen. Zum Vergleich: Ein iPhone 13 Pro Max mit einem der besten Displays hat eine PPI von 458 Pixeln pro Zoll. Diese Zahl gilt bereits als extrem fein und detailliert, sodass 12 000 DPI ein Qualitätsniveau aus einer anderen Galaxie ist.
Genau aus diesem Grund wird diese Technologie hauptsächlich in professionellen Grafikstudios eingesetzt, beispielsweise zum Scannen von Vorlagen für die Herstellung von großen Wandgrafiken.
Mit Handscannern sind Sie nicht an einen festen Ort gebunden
Sie müssen nicht nur zu Hause, im Büro, in der Schule oder im Amt scannen. Heute gibt es zum Beispiel auch Handscanner, mit denen Sie Inhalte praktisch überall digitalisieren können. Ein Handscanner ist nämlich eine kleine tragbare Version eines klassischen Flachbettscanners. Wie Flachbettscanner können Handscanner verwendet werden, um Dokumente, Fotos und andere 2D-Vorlagen zu digitalisieren.
Wenn Sie sich für die Funktionalität von Handscannern interessieren, müssen Sie die Vorlage mit dem Scanner von Hand überqueren, um sie zu erfassen. Ein Nachteil ist, dass es für zufriedenstellende Ergebnisse ein wenig Geschick und idealerweise auch Erfahrung braucht. Dieser Scanner-Typ bietet außerdem meist nur eine relativ geringe Auflösung, weshalb die Ergebnisse nicht sehr qualitativ sind und daher Handscanner allmählich weniger genutzt werden. Klassische Scanner sind heutzutage fast überall verfügbar, und dort, wo sie nicht sind, können oft einfach Mobiltelefone und Apps verwendet werden, die das Scannen mit der Kamera durchführen können.
Strichcode-Scanner sind ebenfalls Scanner
Es wäre jedoch ein Fehler zu denken, dass Sie heutzutage niemals auf Handscanner stoßen. Unter den weit verbreiteten Handscannern sind Strichcode-Scanner, mit denen Sie praktisch in jedem Geschäft konfrontiert werden und die Sie auch zum Beispiel an Selbstbedienungskassen anfassen können. Strichcode-Scanner funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie Flachbettscanner – sie enthalten eine Lichtquelle und eine Linse des Lichtdetektors, der die gescannten Daten analysiert, sie in elektronische Impulse umwandelt und sie an die Steuereinheit des Geräts, also vereinfacht gesagt an den Computer, sendet.
Tip: In Geschäften begegnen Sie nicht nur Strichcode-Scannern, sondern höchstwahrscheinlich auch Papiergeld. Dass es schwierig ist, Geld zu fälschen, überrascht wohl niemanden. Vielleicht überrascht es Sie jedoch, dass diese Schwierigkeit extrem hoch ist, und das nicht nur aufgrund der Sicherheitsmerkmale, die Sie auf Banknoten finden können. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Geld gedruckt wird und warum es so schwer zu fälschen ist, lesen Sie unseren Artikel.
Durchzugscanner als weitere Möglichkeit für das Scannen im Feld
Ein weiteres nützliches Gerät für das Scannen von Dokumenten außerhalb des Büros sind Durchzugscanner. Im Gegensatz zu Flachbettscannern, bei denen der Sensor sich unter einer statischen Vorlage bewegt, wird bei Durchzugscannern der Sensor statisch und das Papier mit der Vorlage bewegt sich durch den Scanner - mit anderen Worten, es wird hindurchgezogen.
Ein Vorteil von Durchzugscannern ist die Möglichkeit des doppelseitigen Scannens. Aufgrund ihrer kompakten Größe sind diese Geräte häufig als tragbare Modelle erhältlich. In der Praxis bedeutet dies, dass solche tragbaren Durchzugscanner mit wiederaufladbarem Akku und drahtloser Verbindung ausgestattet sind, zum Beispiel mit einem Notebook, Smartphone oder andere Elektronik. Dadurch ist ihre Nutzung nicht durch die Länge des Netzkabels begrenzt, und sie leisten ihre Dienste auch außerhalb des Büros.
Einziger, wenn auch ziemlich wichtiger Nachteil von Durchzugscannern ist, dass sie nur einzelne Blätter scannen können. Ein Artikel im Magazin oder ein wichtiger Abschnitt aus einem Buch lässt sich also nicht mit einem Durchzugscanner scannen, da nichts breiteres als ein Blatt Papier in ihn hineinpasst.
Tip: Mobil müssen Sie sich nicht nur mit einem Scanner aufhalten. Sie können auch auf spezielle tragbare Drucker zurückgreifen und sind bestens ausgestattet. Wenn Sie nicht wissen, worum es sich handelt und welche von diesen den meisten Sinn beim Kauf macht, helfen wir Ihnen gern weiter mit unserem Artikel Drucken Sie Fotos jederzeit und überall: 4 Tipps für tragbare und Taschen-Drucker.
Stift-Scanner helfen, Text in digitale Form umzuwandeln
Eine sehr interessante Variante der klassischen Scanner sind Stift-Scanner, die, wie der Name schon sagt, die Form eines Schreibgeräts haben. Oft werden sie auch als digitale Markierstifte bezeichnet und unterscheiden sich von allen anderen Scannerarten darin, dass ihre Hauptaufgabe nicht nur die Digitalisierung von Bildern ist, sondern auch die Umwandlung von gescanntem Text in digitale Form.
Stift-Scanner scannen Text Zeile für Zeile und speichern ihn in internem oder Cloud-Speicher. Mit diesen Texten können Sie dann am Computer, Tablet, aber auch direkt auf einem Smartphone arbeiten und sie direkt bearbeiten. Stift-Scanner haben auch andere fortschrittliche Funktionen, eine sehr nützliche ist die Übersetzung des gescannten Textes in andere Sprachen. Die Digitalisierung von gedruckten Texten mit Stift-Scannern ist bis zu 30-mal schneller als das manuelle Abschreiben von Texten auf den Computer.
Tip: Stift-Scanner sind zwar hervorragend für die Umwandlung von geschriebenem Text in digitale Form, aber sie sind sicher nicht die einzige Möglichkeit, diese Aufgabe zu erledigen. In der heutigen modernen Welt gibt es zahlreiche andere Alternativen, zum Beispiel auf der Spitze mit Mobiltelefonen und so weiter. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie man geschriebenen Text in elektronische Form umwandelt, lesen Sie unseren Artikel Textumwandlung: Tipps für Apps und Scanner.
3D-Scanner verwandeln dreidimensionale Objekte in digitale Form
Sie müssen nicht nur in zwei Dimensionen scannen, also 2D. Relativ junge 3D Scanner werden nämlich für das Scannen von realen 3D-Objekten, Gebäuden oder sogar zur Erfassung von Informationen über das Relief der Erdoberfläche verwendet. Diese Geräte arbeiten auf der Grundlage verschiedener Technologien, deren detaillierte Erklärung über den Rahmen dieses Artikels hinausgeht.
Auch bei 3D-Scannern gilt natürlich, dass sie in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichsten Technologien erhältlich sind, die die Aufzeichnung eines dreidimensionalen Objekts sicherstellen. Im Gegensatz zu klassischen 2D-Scannern lässt sich jedoch nicht sagen, welche 3D-Scanning-Technologie die beste ist, da jede ihre eigenen Vor- und Nachteile hat und für verschiedene Zwecke geeignet ist. Lassen Sie uns einige der verbreitetsten Technologien erklären – angefangen mit der Lasertechnologie für 3D-Scanning.
Tip: Wenn Sie sich für das Thema 3D Scanner und allgemeines Scannen von dreidimensionalen Objekten interessieren, lesen Sie unseren weiteren Artikel Leitfaden zu 3D Scannern: Was sind ihre Vorteile und Nachteile? Sie erfahren dort mehr über andere Typen von 3D-Scannern und deren Anwendungen in der Praxis.
Wie funktioniert das Laser-3D-Scanning?
Das Scannen eines Objekts wird mit einem Laserstrahl durchgeführt, der in der Lage ist, sogar die kleinsten Details zu erfassen und in digitale Form umzuwandeln. Aufgrund seiner Präzision wird diese Methode häufig verwendet in der Planung von Gebäuden und in der Geodäsie, wo sie hilft, Daten auch aus Bereichen zu erhalten, die mit anderen Technologien schwer zugänglich sind.
Der Laser funktioniert bei einem 3D-Scanner ähnlich wie eine Kamera-Linse. Er erfasst nur das, was sich in seinem Sichtfeld befindet. Der Laserstrahl wird auf das zu scannende Objekt projiziert und der Sensor misst die Entfernung der Oberfläche vom Standort des Scanners und zwar anhand der Geschwindigkeit, mit der sich der Laserstrahl vom Objekt “reflektiert” und zum Ursprung zurückkehrt. Die gewonnenen Daten können dann problemlos in ein dreidimensionales Netz übertragen werden, um ein 3D-Modell zu erstellen.
Es wäre jedoch ein Fehler zu denken, dass diese Technologie nur in wissenschaftlichen Einrichtungen genutzt wird. Tatsächlich setzen immer mehr Smartphone-Hersteller in den letzten Jahren auf diese Laserscanner, die in den rückseitigen Kameramodulen ihrer Smartphones eingebaut sind. Diese können dadurch nicht nur ihre Umgebung sehr genau abbilden und zum Beispiel Objekte in die erweiterte Realität einsetzen, sondern auch diese Technologie wird für eine präzisere Fokussierung der Kamera genutzt und verbessert damit beispielsweise die Qualität der Porträtaufnahmen bei schlechten Lichtverhältnissen, in denen die künstliche Intelligenz des Telefons bei normalen Bedingungen mit den Objekten auf dem Bild Schwierigkeiten haben könnte.
Tip: Von 3D-Scannern ist es nur ein kleiner Schritt zur 3D-Drucktechnologie – besonders, wenn auf dem Computer zahlreiche Programme verfügbar sind, die 3D-Scans in druckbare Modelle umwandeln, die dann auf 3D-Druckern gedruckt werden können. Wissen Sie jedoch, wie 3D-Drucker überhaupt funktionieren? Schließlich handelt es sich um ein sehr unterschiedliches Produkt im Vergleich zum 3D-Scanner, der im Gegensatz dazu oft deutlich günstiger ist. Wenn Sie sich für dieses Thema interessieren, lesen Sie Wie funktioniert ein 3D-Drucker: Grundlegende 3D-Drucktechnologien, in dem wir uns die Technologie genau angesehen haben.
Wie man einen Scanner auswählt
Wie bei praktisch jedem anderen Produkt ist es auch bei Scannern so, dass es absolut nicht möglich ist, das beste Modell auszuwählen, das den Bedürfnissen aller Benutzer gerecht wird – vor allem, wenn es für viele Menschen eher eine Nebenrolle spielt, als Teil eines Multifunktionsdruckers.
Scanqualität
Einer der wichtigsten Aspekte beim Scannen ist zweifellos die Qualität der gescannten Vorlage. Wenn Sie bereits wissen, dass es Ihnen nur um das Scannen von Dokumenten geht, reicht es aus, sich für ein Modell mit CIS-Technologie, die wir oben erläutert haben, zu entscheiden. Wenn Sie jedoch wissen, dass Sie den Scanner zum Scannen von Fotos oder Bildern verwenden werden, bei denen es auf Qualität ankommt, dann ist die einzige sinnvolle und gleichzeitig preislich erschwingliche Wahl die CCD-Technologie.
Scan-Geschwindigkeit
Wenn Sie täglich eine größere Menge an Dokumenten scannen müssen, ist es unbedingt notwendig, dass der Scanner so schnell wie möglich ist. Die Unterschiede zwischen Standard-Scannern und schnelleren Modellen sind zwar in der Regel nur etwa zehn Sekunden pro Seite, aber wenn Sie zum Beispiel hundert Seiten hintereinander scannen müssen, sammeln sich die gesparten Sekunden zu einer erheblichen Zeitersparnis.
Automatischer Dokumenteneinzug
Mit der Scan-Geschwindigkeit geht auch die automatische Dokumentenzufuhr einher – sei es ein fester oder ein zusätzlicher Zufuhrmechanismus. Wenn Sie viele Dokumente scannen müssen, ist es praktisch, wenn der Scanner automatisch die Vorlage aufnimmt, ohne dass Sie ständig das Dokument wechseln müssen. Es ist jedoch zu beachten, dass diese Funktion praktisch nur bei Durchzugscannern zu finden ist, da andere Scanner-Typen mit dieser Funktion nicht ausgestattet sind.
Design, Größe und Gewicht
Bei Elektronik sind wir oft darauf bedacht, die technischen Spezifikationen zu überprüfen. Doch manchmal vergessen wir, wie wichtig auch die ästhetische Seite ist. Ein Scanner oder Multifunktionsdrucker mag technisch hervorragend sein, aber wenn er ständig in Ihrem Büro oder Zuhause sichtbar ist und Ihnen nicht gefällt, sind Sie vermutlich auch nicht zufrieden, selbst wenn er mehr als 100 % seiner Funktionalität erfüllt. Sie sollten sich bei der Auswahl also auch Gedanken darüber machen, wie er aussieht und wie groß und schwer er ist. Vermeiden Sie es, einen "Klumpen" im unattraktiven Design zu besitzen, den Sie später auch noch umziehen müssen.
„Extra“-Funktionen
Da wir in einer modernen Welt leben, ist es keine Seltenheit, dass Scanner mit „smarten“ Funktionen ausgestattet sind, die die Nutzung angenehmer machen. Eine der nützlichsten ist zweifellos OCR (Optical Character Recognition), die das Umwandeln von geschriebenem Text direkt beim Scannen ermöglicht, so dass keine zusätzliche Software erforderlich ist. Andere nützliche Funktionen umfassen die Unterstützung von Fernsteuerungs-Apps, die Möglichkeit des automatischen Speicherns von Scans in Cloud-Speichern und vieles mehr. Die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt, und es hängt ganz von Ihnen ab, welche Funktionen Sie bevorzugen.
Denken Sie daran, dass der wichtigste Aspekt bei der Auswahl eines Scanners immer die Frage ist, wie Sie ihn verwenden werden. Wenn Sie nur ab und zu ein Dokument scannen müssen, ist es nicht notwendig, sich um hohe Scan-Geschwindigkeiten oder extreme Qualität zu kümmern. Wenn Sie jedoch täglich Dutzende von Dokumenten oder sogar Fotos scannen müssen, sind Geschwindigkeit und Qualität entscheidend. Generell lässt sich sagen, dass es immer besser ist, bei der Auswahl den Scanner zu wählen, der Ihre Anforderungen auch in den nächsten Jahren problemlos erfüllt, anstatt sich auf das beste Modell zu konzentrieren, nur weil es irgendwann nützlich sein könnte. In den meisten Fällen werden Sie die „überflüssigen“ Funktionen, die Sie nie benutzen, sowieso nicht benötigen.
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