Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CCD Scannerzeile Canon Lide ansteuern


von Robert P. (robert_pl)


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Weiß jemand, wie man die CCD Scannerzeile eines Canon Lide 300 
ansteuert?
Ich möchte mir einen Etiketten-Scanner für Getränkeflaschen bauen und 
als Basis den vorhandenen Flachbettscanner verwenden.

von Gustl B. (gustl_b)


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Wie heißt denn der CCD Chip? Gibt es ein Datenblatt dazu? Steht da 
irgendwas wie ein Bauteilname oder so dabei?

von Thorsten S. (thosch)


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LIDE-Scanner haben keine CCD-Zeile, sondern viele kurze 
CMOS-Zeilensensoren mit jeweils eigener Optik in einem Array. Das 
Gesichtsfeld eines Teilsensors beträgt jeweils nur wenige mm und 
schließt nahtlos an die Sichtbereiche der Nachbarsensoren an.

LIDE-Sensor-Arrays funktionieren nur in sehr kleinem und exakt 
definierten  Abstand zum Objekt (kaum mehr als die Dicke der Glasplatte 
im Scanner) und haben keinen nennenswerten Schärfentiefe-Bereich. Weil 
bei mehr Abstand eine Überlappung der Gesichtsfelder der Teilsensoren 
auftritt, kommt es durch Doppelkonturen zu Artefakten und der Scan wird 
unbrauchbar.

von Robert P. (robert_pl)


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Auf dem Balken ist kein Chip oben. Es steht an einer Stelle CHTBAAD und 
an einer anderen Stelle 7H6-0899.

von Robert P. (robert_pl)


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Danke Thorsten! Aber wie kann es dann sein, dass der Scanner Dinge auch 
scharf aufnimmt die einen halben cm über dem Glas sind. Zb. Buchseiten?

von Thorsten S. (thosch)


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Es gibt wohl inzwischen auch Sensoren, die (nahtlos 
aneinandergestückelt) die volle Scanbreite einnehmen und zur Abbildung 
Linsenarrays verwenden. Da gibts dann keine Überlappungsartefakte mehr, 
aber dennoch eine geringe Schärfentiefe, aufgrund der extrem kurzen 
Brennweite und entsprechend geringen Objekt- und Bildweiten (jeweils 2 × 
f)

Gut möglich, daß die Hersteller die Schärfentiefe bei CIS Scannern 
inzwischen etwas optimiert haben...
LiDE ist der Canon-eigene Markenname für CIS (Contact Image Sensor) 
basierte Scanner. Der Name spielt auf die geringe Objektweite dieser 
Sensoren an, bei Durchzugscannern wie in Faxgeräten liegt die Vorlage 
ggf. Tatsächlich auf der Sensoroptik auf, Flachbettscanner brauchen noch 
ein paar Millimeter für die Glasscheibe.
Die mir bekannten älteren LiDE Scanner hatten maximal zwei Millimeter 
Schärfentiefe un machten bei Buchseiten immer Probleme.

Echte CCD-Scanner wie mein Canoscan 8800F haben deutlich mehr 
Schärfentiefe als LiDE-Scanner (oder CIS-Scanner anderer Hersteller). 
Bei Scannern mit CCD-Zeile ist der Sensor viel kürzer als die Scanbreite 
und das Objekt wird durch ein Objektiv mit großer Objektweite (ca. 
200-300 mm durch Spiegel gefalteter Strahlengang) und kleiner Bildweite 
(weniger als ein Zehntel der Objektweite) auf dem Sensor abgebildet.
Schärfentiefe bei solchen Scannern liegt im Bereich um 10mm oder sogar 
etwas mehr...

Man kann sogar begrenzt dreidimensionale Objekte damit scannen, wie z.B. 
eine bestückte Platine, sofern diese nicht gerade Elko-Töpfe enthält.

von Gustl B. (gustl_b)


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Robert P. schrieb:
> Auf dem Balken ist kein Chip oben.

Doch klar sind da Chips drauf, aber da ist eben noch viel Plastik drum 
rum, das kann wen wegbasteln.
Alternativ kann man auch dem funktionsfähigen Scanner mal bei der Arbeit 
zugucken und einen Logic Analyzer anschließen. Dann sieht man was z. B. 
Da an dem Stecker für Daten übertragen werden.

von Stefan F. (Gast)


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Ich hatte früher mal einen SCSI Scanner von HP mit beweglichen Spiegeln 
und einer fest stehenden Kamera. Der konnte ganz hervorragende Bilder 
von bestückten Platinen machen. Ich habe damit auch Schmuck für den 
Verkauf gescannt, in einer Bildqualität, die mit damals üblichen 
Digitalkameras (unter 1000 DM) undenkbar war.

Robert P. schrieb:
> Aber wie kann es dann sein, dass der Scanner Dinge auch
> scharf aufnimmt die einen halben cm über dem Glas sind. Zb. Buchseiten?

Mein 12 Jahre alter Canon Lide 110 kann das nicht. Da muss alles fest 
auf's Glas gedrückt werden.

Aber dafür ist er schlank, hat nur ein USB Kabel und er funktioniert 
immer noch sowohl unter Linux als auch Windows völlig tadellos. Für 
gelegentliche Nutzung ist das ein ganz tolles Gerät, definitiv eine 
dicke Empfehlung wert.

(sagt einer, der von Canon Produkten ansonsten mehrfach schwer 
enttäuscht wurde)

Ich habe gerade zu meiner Überraschung gesehen, dass man das alte Ding 
immer noch kaufen kann. Zwar doppelt so teuer wie damals, aber immerhin.

von Robert P. (robert_pl)


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Danke, euch allen für die ausführlichen Informationen.
Thorsten hatte natürlich recht und es ist kein teurer CCP, sondern 
günstige CIS-Sensoren verbaut.
Die schlechte Schärfentiefe würde, meiner Meinung ausreichen, da ich vor 
habe, das ganze so zu kostruieren, dass sich die Flaschen horizontal 
dreht und der Scanner mit einem Fallarm auf der Flasche gleitet (siehe 
Skizze).

Ich werde jetzt einmal aulesen was sich auf dem Kabel zum Scannerbalken 
beim Scannen tut. Ich bin ja nicht der Erste ;-) 
https://www.youtube.com/watch?v=oU7wS0nYQ4o

So wie ich das sehe habe ich zwei Möglichketen:
1.) Erkennen wie dieser CIS-Balken funktioniert und mit einem 
Microcontroller die Scannersteuerung nachahmen.

2.) Die vorhandene Steuerplatine vom Gerät verwenden. Den Motor-Ausgang 
abgreifen und die Funktionen beim Scannstart wie Home-Position und 
Kalibrierung, der Steuerung vorgaukeln.

von Thorsten S. (thosch)


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Bei den CIS Scannern sind die CMOS-Zeilen normalerweise direkt auf die 
Platine des Sensorbalkens aufgelötet/geklebt und mit Bonddrähten 
kontaktiert.

Im Wikipedia-Artikel gibts ein Foto, das den Aufbau eines CIS zeigt:
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Contact_Image_Sensor

Die Behauptung im Artikel, daß jeder Bildpunkt des Sensors seine eigene 
Linse hätte, halte ich allerdings für falsch. So gering ist die 
Aufläsung nun wieder nicht, die Linsen bilden kurze Stücke der Vorlage 
mit sich überlappenden Gesichtsfeldern jeweils auf mehrere Sensorpixel 
ab.

Plausibilitätsprüfung:
Schon bei nur 400 ppi Scanauflösung (viele CIS Scanner schaffen mehr) 
sind das fast 16 Bildpunkte pro Millimeter. Das im Foto abgebildete 
Linsenarray hat etwa 3 Linsen pro Millimeter.

Auch bei deinem Scanbalken werden sich die Zeilensensoren, zu einem 
langen Array zusammengestückelt, auf der der Optik zugewandten 
Platinenseite befinden. Also auf der innenliegenden Seite. Die 
freiliegende Rückseite enthält daher nichts außer Leiterbahnen, Vias, 
einigen Testpunkten für Nadelbett-Adapter (die goldenen Kontaktflächen) 
und dem dort bestückten Steckverbinder zur Verbindung mit der 
Hauptplatine des Scanners.

Die Lötaugen am oberen Ende des Scanbalkens auf deinem Foto sind 
vermutlich die durchgeleiteten Anschlüsse zur RGB-LED Beleuchtung.
Die Sensorzeile ist üblicherweise S/W und so wird ein Farbscan mit 
schnell wechselnder Beleuchtung Rot-Grün-Blau ... erzeugt.
Die dafür nötigen Leistungstreiber sitzen vermutlich auf dem Mainboard.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Robert P. schrieb:
> Die schlechte Schärfentiefe würde, meiner Meinung ausreichen, da ich vor
> habe, das ganze so zu kostruieren, dass sich die Flaschen horizontal
> dreht und der Scanner mit einem Fallarm auf der Flasche gleitet (siehe
> Skizze).

Daß Barcodescanner schon vor Jahrzehnten erfunden wurden, und die auch 
kontaktlos arbeiten, ist Dir entgangen?

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Harald K. schrieb:
> Daß Barcodescanner schon vor Jahrzehnten erfunden wurden, und die auch
> kontaktlos arbeiten, ist Dir entgangen?

Dass Robert Barcodes mit keinem Wort erwähnt hat ist dir entgangen?

Robert P. schrieb:
> Ich möchte mir einen Etiketten-Scanner für Getränkeflaschen bauen

Die Betonung liegt hier auf ETIKETTEN.

von Robert P. (robert_pl)


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@Thorsten: Der Artikel trifft es genau und auch mein Sensor, sieht fast 
identisch aus. Die Anschlüsse für die RGB-Leds waren auch leicht zu 
finden, wobei ich eher glaube das es CMY ist.
Die Sensoren geben ein analoges Signal aus. Was mir aber seltsam 
vorkommt, weil das Flachbandkabel, ungeschirmt beim Motor vorbei 
geleitet wird. Da, einen verlässlichen Analogwert zu übertragen ...???
Die Geschwindigkeit würde mich auf verblüffen. Der Sensorbalken bewegt 
sich bei 1200DPI mit ca. 1cm pro Sekunde. Das würde heißen er hat ~ 2 
msec. für eine ganze Zeile. Eine Zeile hat ca. 10000 pixel, - mal 3 
(RGB) wären in Summe 15 Mio. Analogmessungen pro Sekunde. Ganz schön 
viel für einen 16bit Delta-Sigma-Wandler.
Ich fürchte, dass in Wahrheit, viel mit Interpolation gemacht wird und 
es mir nie gelingen wird, die Signale aus den Sensoren, zu einem gutem 
Bild umzurechnen.

@Harald: Ich verstehe nicht, wie mir ein Barcodescanner bei meinem 
Vorhaben helfen kann. Ich möchte eine bis zu 360° Aufnahme eines 
Zylinders machen.

von Thorsten S. (thosch)


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Dafür ist eine CCD-Zeile aus einem klassischen Scanner (nicht CIS) in 
Verbindung mit einem Objektiv wohl geeigneter. Die CCD-Zeilensensoren 
gibts auch in RGB Ausführung, dann liegen 3 Zeilensensoren auf einem 
Chip sehr dicht nebeneinander und haben bereits Farbfilter drauf.
Dann kann man mit Tageslicht oder Weißlicht LED Beleuchtung arbeiten und 
muß nicht im RGB Zeitmultiplex beleuchten (und den ganzen Aufbau 
sorgfältig gegen Umgebungslicht schirmen).

Chan (der bekannte Autor des FatFs Module und Großmeister der 
Lochrasterplatine) hat auch eine LineScan Kamera um einen monochromen 
CCD Zeilensensor herum entwickelt. Damit hat er z.B. fahrende Züge aber 
auch eine Getränkedose (rotierend auf einem Plattenspieler stehend) 
abgebildet.
LINK: http://elm-chan.org/works/lcam/report.html

Das Projekt ist, wie man es von Chan gewohnt ist, gut dokumentiert und 
liefert auch denjenigen, die es nicht 1:1 nachbauen möchten, viele 
Anregungen, wie man so eine Scannerzeile ansteuert und ausliest.

von Thorsten S. (thosch)


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Solche RGB-Zeilensensoren aus alten CCD-Scannern gabs vor ein paar 
Jahren mal bei Pollin für kleines Geld...
Habe die auf die Schnelle nicht mehr gefunden, könnte also etwas 
schwieriger sein, an so einen Sensor ranzukommen, für den man auch ein 
Datenblatt findet.

von Harald K. (kirnbichler)


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Magnus M. schrieb:
>> Ich möchte mir einen Etiketten-Scanner für Getränkeflaschen bauen
>
> Die Betonung liegt hier auf ETIKETTEN.

Daraus interpretierte ich die auf ETIKETTEN aufgebrachten Barcodes.

Offenkundig mein Fehler.

von Peter N. (alv)


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Bei Scannern fällt mir wieder die alte Frage ein:
Wieso ergibt ein eingescannter Spiegel ein schwarzes Bild?
Der Logik nach müßte es doch weiß sein?

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Peter N. schrieb:
> Bei Scannern fällt mir wieder die alte Frage ein:
> Wieso ergibt ein eingescannter Spiegel ein schwarzes Bild?
> Der Logik nach müßte es doch weiß sein?

Das Licht kommt von der Seite! Wie soll es dann den Weg zum Sensor 
finden?

von Peter N. (alv)


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Die Lampe beleuchtet die Scanvorlage und wird auf den Sensor 
reflektiert.
Ist die Scanvorlage ein Spiegel, wird eben 100% des Lichts auf den 
Sensor reflektiert.
Der Scanner scannt also die Lampe ein.

Das sollte der Scanner doch als "weiß" interpretieren...

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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@Peter N. (alv)

Ist dir der Terminus "Einfallswinkel = Ausfallswinkel" bekannt?

von Thomas B. (thombde)


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Stefan F. schrieb:
> Ich hatte früher mal einen SCSI Scanner von HP mit beweglichen Spiegeln
> und einer fest stehenden Kamera. Der konnte ganz hervorragende Bilder
> von bestückten Platinen machen. Ich habe damit auch Schmuck für den
> Verkauf gescannt, in einer Bildqualität, die mit damals üblichen
> Digitalkameras (unter 1000 DM) undenkbar war.

Deswegen wartet mein UMAX ASTRA 1220U auf
eine Widerbelebung.
Die Tiefenschärfe ist mit den neuen Scannern nicht erreichbar.
Für Win 10  gibt es leider keine Treiber.
Werde mir wohl noch einen zweiten PC mit WinXP
zusammenschustern müssen.

Oben das Bild ist 16 Jahre alt.
Das ist ein alter Ausdruck von einem Scann.
mit UMAX Astra1220 U und dann mit Canon LIDE
noch mal gescannt.

Gruß
Thomas

: Bearbeitet durch User
von Peter N. (alv)


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Ich habe noch einen Plustek A3U rumliegen.
Leider sind mir die Treiber dafür verlorengegangen.

Weiß jemand, ob es dafür irgendwelche Universaltreiber für Win7 oder 
größer gibt?

von Harald K. (kirnbichler)


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Thomas B. schrieb:
> Die Tiefenschärfe ist mit den neuen Scannern nicht erreichbar.

Das hat nichts mit neu vs. alt zu tun, das ist nur der Unterschied 
zwischen CIS- und normalen Scannern.
Scanner, die durchlichttauglich sind, sind üblicherweise keine 
CIS-Scanner.

Da aber für die meisten Nutzer das Scannen flacher Vorlagen ausreicht, 
ist der Markt am "unteren Ende" halt mit CIS-Scannern gesättigt. Kein 
Wunder, sind diese auch mechanisch deutlich einfacher herzustellen als 
herkömmliche Scanner. Die gibt es noch, sie sind nur recht teuer (z.B. 
der V600 von Epson, der knapp 350 EUR kostet).

von Peter N. (alv)


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Harald K. schrieb:
> Da aber für die meisten Nutzer das Scannen flacher Vorlagen ausreicht,

Ich finde, eine Tiefenschärfe von <2mm reicht nicht aus.
Wenn die Scanvorlage etwas größer als das Glas ist, wird der Rand 
bereits unscharf.

von Harald K. (kirnbichler)


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Peter N. schrieb:
> Ich finde, eine Tiefenschärfe von <2mm reicht nicht aus.

Warum wohl schrieb ich "die meisten Nutzer"? Die scannen A4, und das 
passt auf das (etwas größere) Vorlagenglas.

Wer Bücher oder gebundene Zeitschriften scannen will, der wird mit so 
etwas natürlich nicht glücklich, aber das ist halt nur eine Randgruppe 
unter den Scannernutzern.

Bücher sind besser abzuphotographieren. Dazu im 90°-Winkel öffnen, 
passend beleuchten und eine senkrecht auf die Buchseite gerichtete 
Digitalkamera (auf Stativ) verwenden. Durch das Öffnen im 90°-Winkel 
entfällt ein Großteil der Verzerrungen, die sich beim Öffnen im 
180°-Winkel ergeben.

Die Auflösung heutiger Digitalkameras ist für die Aufgabe ausreichend 
hoch, wenn man eine Fernbedienung für die Kamera verwendet, lässt sich 
das ganze auch recht flott hinbekommen, schneller als mit einem 
Flachbettscanner geht das allemal.

von Thomas B. (thombde)


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Harald K. schrieb:
> Die Auflösung heutiger Digitalkameras ist für die Aufgabe ausreichend
> hoch, wenn man eine Fernbedienung für die Kamera verwendet, lässt sich
> das ganze auch recht flott hinbekommen, schneller als mit einem
> Flachbettscanner geht das allemal.

Mag sein, aber Du benötigst auch Beleuchtung.
Leuchte links, rechts Schatten.
Leuchte rechts, links Schatten.
Man kann es drehen wie man will.
Mit Kamera ist das zu aufwendig und kostet Zeit.

Mit einem Scanner machst Du nur den Deckel auf,
reinlegen und Deckel zu.
Das kann man sogar nachts bei Kerzenlicht machen.

OK, hat nichts mit der Frage des TO zu tun, sorry.
Vielleicht sollte man da mal einen neuen Thread aufmachen.

Gruß aus OWL
Thomas

von Harald K. (kirnbichler)


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Thomas B. schrieb:
> Mag sein, aber Du benötigst auch Beleuchtung.
> Leuchte links, rechts Schatten.
> Leuchte rechts, links Schatten.

Diffuses Licht, kein Problem. Oder man nimmt ein Ringlicht, und steckt 
die Kamera durch. Ist mittlerweile spottbillig zu bekommen, weil die 
Generation TikTok sich mit sowas beim "Vloggen" ins Gesicht leuchtet.

https://www.action.com/de-de/p/selfie-ringlicht-mit-stativ/

> Mit einem Scanner machst Du nur den Deckel auf,
> reinlegen und Deckel zu.

Und ist halt Scheiße, weil der Bund des Buches verhindert, daß die Seite 
komplett plan aufliegt. Auch wenn der Scanner mehr Schärfentiefe hat als 
ein CIS-Scanner, es bleibt Scheiße.

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