Mijn hobbysite
Scanners
Inleiding
Scanners vinden in steeds meer bedrijven en huishoudens een plaatsje. Geen wonder, want ze worden steeds makkelijker in bediening, bieden een perfecte kwaliteit en worden goedkoper in aanschaf. Met de scanner kunt u afbeeldingen, grafieken, tekeningen, foto's of tekst omzetten in digitale tekens en in de computer invoeren. Vervolgens kunt u met een foto- of tekenprogramma het beeld bewerken of met een tekstherkenningprogramma het ingevoerde document inlezen. Vele gebruikers hebben ontdekt hoe plezierig en gemakkelijk het is om zelf wenskaarten, persoonlijke kalenders, uitnodigingen, een homepage op internet of een fotocollectie te maken.
De soorten scanners
In de handel zijn verscheidene soorten scanners verkrijgbaar: handscanners, bladscanners, flatbedscanners, dia- en fotoscanners en scanners voor professioneel gebruik van meer dan € 25.000, de zogenaamde trommelscanners. Nieuw op de markt zijn de zogenaamde 3D-scanners, waarbij het object driedimensionaal wordt geregistreerd en vervolgens in de pc wordt weergegeven. Handscanners worden veel gebruikt door de detailhandel voor het scannen van de barcode van een artikel. Door hun scanbreedte van 105 mm beschikken deze scanners over een zeer beperkt inleesbereik en zijn ze niet geschikt voor het scannen van grotere objecten. Daarvoor zijn wijdverspreide flatbedscanners aanzienlijk comfortabeler en veel beter geschikt.
CIS of CCD?
We kennen twee soorten beeldsensors: CCD en CIS. Een CCD (Charged Coupled Device) is het type sensor waarvan ook digitale fotocamera's gebruikmaken. Ze hebben een optisch systeem met lens en spiegel en hebben een zeker dieptezicht (± 2 cm).
Daarnaast wordt ook CIS (Contact Image Sensor) gebruikt. CIS is compacter (geen spiegel, geen lens, gevoelige cellen vlak tegen het glas, geen dieptezicht), waardoor de scanner platter kan zijn, en verbruikt minder stroom. Dat laatste heeft als voordeel dat de scanner via de usb-bus van stroom is te voorzien. Het nadeel van CIS is dat het originele, te scannen document perfect vlak op de glasplaat moet liggen. Als u scans uit een boek of tijdschrift maakt, kan CIS de kwaliteit in gevaar brengen.
Verschil in kleur
Wanneer u de afbeelding van de scan op het scherm bekijkt of afdrukt, kan de kleur afwijken van het origineel. De oorzaak ligt in het kleurenmodel. De scanner en het beeldscherm werken allebei met licht en maken de kleuren aan met de basiskleuren rood, groen en blauw [RGB]. De printers werken met het subtractieve kleurenmengsysteem en zetten de kleuren om in cyaan, magenta, geel en zwart in een raster.
Om de verschillen in de kleurweergave zo klein mogelijk te houden of zelfs uit te sluiten, kan de kleur van sommige systemen gekalibreerd worden. De instelling van scanner, computer en printer wordt zo op elkaar afgestemd dat de beste kleurweergave wordt verkregen.
Koudlichtlampen en Single Pass
De verlichting van het te scannen voorwerp gebeurt door een koudlichtlamp, die bijzonder gelijkmatig licht afgeeft en geen temperatuurverschillen in de scanner veroorzaakt. Temperatuursschommelingen - die bij veel scanners worden bestreden met luchtspleten of ventilators - hebben door de uitzetting van het materiaal een nadelig effect op het scanresultaat. Bovendien komt door de luchtspleten stof in de scanner. Afhankelijk van het systeem moet de lamp meerdere malen onder het te scannen object bewegen omdat per beweging slechts één kleur wordt opgenomen. De betere scanners beschikken daarentegen over de Single Pass techniek, waarbij de koudlichtlamp alle kleurgebieden bedekt, waarvan het licht via overeenkomstige spiegels naar de Double-CCD's wordt geleid.
De werking van een scanner
Ondanks het feit dat we verschillende soorten scanners kennen is de werking van de verschillende soorten gelijk.
In principe bestaat een scanner uit een gering aantal onderdelen. De belangrijkste onderdelen van een scanner zijn :
- Een lamp
- Een spiegel
- Een motor
- Een CCD (opneemelement)
- Elektronica
Voor alle duidelijkheid zullen we hier de flatbed scanners als voorbeeld nemen om de werking uit te leggen.
Een speciale buislamp, die het volledige lichtspectrum omvat en dus zuiver wit licht afgeeft, zorgt voor een gelijkmatige lichtbron over de ganse breedte van het scanglas.
Drievierde van de lampwand is aan de binnenzijde voorzien van een witte coating zodat zoveel mogelijk licht geconcentreerd door de opengebleven gleuf op het te scannen voorwerp terechtkomt.
De volledige beschikbare breedte van het scanglas moet overgebracht worden via spiegels en een lens op het driekleurig CCD-element dat uiteindelijk het beeld omzet in digitale signalen.
Doordat de verhouding van de glasbreedte naar het CCD-element vrij groot is, heeft het licht een lange weg nodig tot aan de lens. Om de constructie zo klein mogelijk te houden, kort men deze weg in door het gebruik van meerdere spiegels. (zie figuur: spiegel 1 geeft het beeld eerst door aan spiegel 2 en daarna via spiegel 3 naar de lens waar het omgekeerd wordt en geprojecteerd naar de CCD. Men zou kunnen zeggen dat de lange weg als het ware 'opgevouwen' is in 3 stukken)
De kern van het CCD-element (zie rode pijl) bestaat uit drie aparte ontvangers: rood, groen en blauw om de drie hoofdkleuren in één doorgang te kunnen registreren.
Met een vergrootglas en een goed oog zijn deze aparte elementjes te onderscheiden (zie figuur hier beneden).
U begint met het plaatsen van de te scannen afbeelding op de glasplaat. Zodra u de computer de opdracht geeft om het scannen te starten gebeurt er het volgende.
Na het opwarmen van de lamp (om de juiste kleurtemperatuur te verkrijgen), begint de scankop te bewegen.
Het op de afbeelding weerkaatste licht wordt met behulp van een spiegel naar het CCD (Charge Coupled Device) element geleid. Dit CCD element bevat, net als bij een videocamera, een aantal fotogevoelige opneemelementen die de intensiteit en de kleur aflezen. Hiertoe maakt een CCD element gebruik van een converter die het analoge signaal omzet naar een digitale waarde tussen de 0 en 255. De mogelijkheden van het CCD element bepalen de optische resolutie van een scanner. De meeste scanners hebben tegenwoordig een optische resolutie van 300 tot 2400 pixels per inch. Dit geeft het aantal individuele pixels of puntjes aan dat de scanner per inch (25,4 mm) kan scannen.
Een scanner leest regel voor regel. Als u een foto met een breedte van 15 cm (6 inch) scant bij een resolutie van 300 dpi dan zullen er per regel 6 x 300 = 1800 pixels naar de computer gestuurd worden. De motor van de scanner zal naar de volgende regel gaan en opnieuw 1800 pixels naar de computer sturen. Opgemerkt dient te worden dat met iedere regel één puntje of pixel bedoeld wordt. Als een foto dus 10 cm (4 inch) hoog is, betekent dit 4 x 300 puntjes of te wel 1200 regels. In totaal worden er voor een foto van 10 x 15 cm ( 4 x 6 inch) dus 2.160.000 (4 x 300 x 6 x 300) pixels ingescand.
