DE3117337C2

DE3117337C2 -

Info

Publication number: DE3117337C2
Application number: DE3117337A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kyoto Jp Sakamoto
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1980-05-01
Filing date: 1981-05-02
Publication date: 1992-12-24
Also published as: FR2481799B1; GB2075187B; US4473298A; DE3117337A1; GB2075187A; JPS6127684B2; JPS56154605A; FR2481799A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rasterpunktdichte einer gerasterten Vorlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Da die Gradation einer zu vermessenden gerasterten Vorlage in den Einzelheiten der Fläche variiert, ist bei den bekannten Einrichtungen zur Messung der Rasterpunktdichten der eine Meßfläche bestimmende Blendendurchmesser vorzugsweise klein. Ist der Öffnungsdurchmesser jedoch zu klein, so schwankt der gemessene Wert des ausgemessenen Rasterbildes in Abhängigkeit von einer Änderung der relativen Zuordnung zwischen der Blendenöffnung und dem Rasterpunkt.

Eine derartige Schwankung tritt dann kaum auf, wenn die Anzahl der Abtastlinien relativ zum Abstandsmaß groß ist; sie tritt jedoch oft dann auf, wenn die Abtastlinienanzahl klein ist, beispielsweise bei einem Eichmuster mit etwa zehn Linien pro Zentimeter für einen bedruckten Gegenstand. Ein derartiges Maß wird auf eine relativ kleine Fläche wie beispielsweise 5×6 mm gedruckt, so daß sich das Problem nicht einfach durch Vergrößern des Durchmessers der Öffnung oder der Meßfläche lösen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Rasterpunktdichte einer Vorlage in Verbindung mit einem Densitometer oder einer vergleichbaren Einrichtung zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile nicht hat und mit der genau und zuverlässig gemessen werden kann. Diese Vorrichtung soll insbesondere in Verbindung mit der Vermessung von Flächen, die verglichen mit dem Rasterabstand nicht sonderlich groß sind, verwandt werden können.

Aus dem in der Zeitschrift "Druck Print" veröffentlichten Aufsatz "Halten Densitometer was sie versprechen?" (vgl. Jahrgang 1980, Heft Nr. 3 (Seite 162-166) und Heft Nr. 4 (Seite 226-230)) ist bekannt

- in Verbindung mit Durchlichtdensitometern auswechselbare Meßfeldblenden mit 1, 2, 3 mm Blendendurchmesser, und
- in Verbindung mit Auflichtdensitometern eine Blende mit einem Mindestdurchmesser von 3,5 mm

zu verwenden. Diese relativ starren Vorgaben für den Blendendurchmesser sind jedoch nicht geeignet, die vorgenannte Problematik in zufriedenstellender Weise zu lösen.

Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung zur Bestimmung der Rasterpunktdichte in einem Densitometer oder einer vergleichbaren Einrichtung dadurch charakterisiert, daß der Öffnungsdurchmesser A der Blende bestimmt ist nach der Gleichung

A = P × (n + 0,25),

wobei "P" das Rastermaß der Rasterpunkte und
"n" eine positive ganze Zahl sind.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht ein optisches System für ein Transmissions-Densitometer oder eine vergleichbare Einrichtung zur Bestimmung einer Rasterpunktdichte;

Fig. 2 ist in schematischer Ansicht ein optisches System für ein Reflexions-Densitometer oder eine vergleichbare Einrichtung zur Bestimmung einer Rasterpunktdichte;

Fig. 3 zeigt Dichtewertkurven eines Rasterpunktes mit einem Rasterabstand von 1 mm und einer Rasterpunktdichte von 50% (dabei geben die ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien die in den Fig. 4a bzw. 4b dargestellten Positionsbeziehungen zwischen der Blende und den Rasterpunkten wieder);

Fig. 4 zeigt die Relationen zwischen der Blendenöffnung und den Halbtonpunkten, und zwar

a) das Blendenzentrum (die Blendenachse) fällt mit dem Zentrum eines dunklen Teiles der Rasterpunkte zusammen;
b) das Blendenzentrum (die Blendenachse) fällt mit dem Zentrum eines hellen Teiles der Rasterpunkte zusammen.

In Fig. 1 erkennt man ein optisches System eines Transmissions- Densitometers oder einer vergleichbaren Einrichtung zur Bestimmung der Rasterpunktdichte gemäß der Erfindung. Eine Lichtquelle 1, z. B. eine Glühlampe, eine erste Kondensorlinse 2, eine lichtabschirmende Blendenplatte 3 mit einer Öffnung, eine zu vermessende Vorlage 4, eine von einer Führung 5 umgebende Diffusorplatte 6, wobei die Führung 5 ihrerseits den Lichteinfall von außen verhindert, eine zweite Kondensorlinse 7, ein Filter 8 zum Korrigieren der Spektralcharakteristika und ein photoelektrisches Element 9 in Form z. B. eines Photomultipliziers sind entlang einer Lichtachse fluchtend ausgerichtet. Die Blendenkanten der Blendenplatte 3 konvergieren in Richtung von der Lichtquelle 1 betrachtet zueinander und sie sind derart gestaltet, daß die Energieverteilung des Lichts unabhängig von der Stärke der Blendenplatte 3 über eine Meßfläche einheitlich ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der von Lichtquelle 1 erzeugte Lichtstrahl durch die erste Kondensorlinse 2 gebündelt und tritt sodann durch die Öffnung der Blendenplatte 3 hindurch. Die Meßfläche wird durch die Öffnung bestimmt. Der Lichtstrahl, der durch diese Öffnung hindurchfällt, tritt sodann durch die Vorlage 4 hindurch. Die Lichtenergie des Lichtstrahles wird in Abhängigkeit von der Durchlässigkeit der Vorlage 4 geschwächt. Sodann gelangt der abgelenkte Lichtstrahl zu einem Lichtempfänger. Im Lichtempfänger wird von außen kommendes Licht durch die Führung 5 am Eintreten gehindert, so daß nur der durch die Öffnung hindurchtretende Lichtstrahl auffällt. Der Lichtstrahl wird an der Diffusorplatte 6 und dem Raum eines (hier nicht dargestellten) Lichttubus gestreut (gebeugt). Der gestreute Lichtstrahl wird von der zweiten Kondensorlinse 7 gebündelt und bezüglich seiner spektralen Charakteristika im Filter 8 korrigiert. Der korrigierte Lichtstrahl fällt dann auf das photoelektrische Element 9 auf.

Wie oben beschrieben, wird der photoelektrische Strom, der proportional zur Durchlässigkeit der Vorlage 4 ist, im photoelektrischen Element 9 empfangen. Sobald sich ein konstanter photoelektrischer Strom einstellt, ist die photoelektrische Spannung, die in dem photoelektrischen Element 9 gemessen wird, proportional zur Transmissionsdichte der Vorlage 4. Auf diese Weise wird der gemessene photoelektrische Strom oder die gemessene Spannung in eine Rasterpunktdichte umgewandelt.

In Fig. 2 ist ein Reflexions-Densitometer oder eine vergleichbare Rasterpunkt-Meßeinrichtung dargestellt. Eine zu messende Vorlage 12, eine Blendenplatte 11 mit einer Öffnung analog derer nach Fig. 1, eine Kondensorlinse 2 und eine Lichtquelle 1, ein Lichttubus 10 zum Abschirmen des von der Lichtquelle 1 erzeugten Lichtes zwischen der Lichtquelle 1 und der Kondensorlinse 2, ein kegelstumpfförmig gestalteter, hülsenförmiger Spiegel 13, ein Korrekturfilter 8 und ein photoelektrisches Element 9 sind entlang der Lichtachse derart angeordnet, daß der Spiegel 13 den von der Lichtquelle 1 zur Vorlage 12 gesandten Lichtstrahl reflektiert. Der Lichtstrahl wird an der Vorlage 12 reflektiert und gelangt über den Filter 8 zum photoelektrischen Element 9 - vergleiche die vorstehende Beschreibung.

Wird der Lichtstrahl an der Vorlage 12 reflektiert, so wird die Lichtenergie des Lichtstrahles in Abhängigkeit von der Reflexionseigenschaft der Vorlage 12 abgeschwächt.

Analog zur obigen Beschreibung wird der dem Reflexionsgrad der Vorlage 12 proportionale photoelektrische Strom im photoelektrischen Element 9 empfangen. Stellt sich ein konstanter photoelektrischer Strom ein, so ist die in dem photoelektrischen Element 9 aufgenommene photoelektrische Spannung proportional zum Reflexionsgrad der Vorlage 12. Sodann wird der ermittelte photoelektrische Strom oder die ermittelte Spannung in gleicher Weise wie oben beschrieben in einen Wert für die Rasterpunktdichte umgewandelt.

In Fig. 3 sind Kurven der optischen Dichte ρ von (quadratischen) Rasterpunkten mit einem Rasterabstand von 1 mm und einem Rasterpunkt-Flächenanteil von 50% in Abhängigkeit vom Öffnungsdurchmesser A der Blendenplatten 3 bzw. 11 dargestellt, wobei die ausgezogene Kurve dann anfällt, wenn das Zentrum der Öffnung mit dem Zentrum eines dunklen Teiles des Rasterpunktes zusammenfällt (vgl. Fig. 4a), und wobei die gestrichelte Kurve dann anfällt, wenn das Zentrum der Öffnung mit dem Zentrum eines hellen Teiles des Rasterpunktes zusammenfällt (vgl. Fig. 4b). Fällt das Zentrum der Öffnung der Blendenplatte 3 bzw. 11 nicht mit dem Zentrum des hellen oder des dunklen Teiles eines Rasterpunktes zusammen, so ist der Dichtewert des Rasterpunktes ein Zwischenwert zwischen den beiden in Fig. 3 dargestellten Kurven.

Aus Fig. 3 erkennt man leicht, daß der Meßfehler der Rasterpunktdichte periodisch zu null wird. Hat der Rasterpunkt eine quadratische Gestalt, so läßt sich ein Wert A für den Öffnungsdurchmesser, dessen Meßfehler gleich null ist, als Funktion eines Rasterabstandes P durch die nachfolgende Gleichung ausdrücken, wobei n eine positive ganze Zahl bedeutet.

A = P × (n + 0,25)

Dies bedeutet folgendes: Werden die Rasterpunkte mit dem Rasterpunkt-Flächenanteil von 50% reproduziert, so gibt es eine Gruppe von Werten für die Öffnungsdurchmesser der Blendenplatten 3 bzw. 11, deren Verhältnis zwischen den dunklen und den hellen Teilen der Rasterpunktmuster einheitlich ist.

Werden die Blendenplatten 3 bzw. 11 mit einem dieser Durchmesserwerte verwendet, so ist sichergestellt, daß selbst dann, wenn das Zentrum der Blende nicht mit dem dunklen bzw. hellen Teil des Rasterpunktes zusammenfällt, die Streuung der gemessenen Werte sehr klein ist.

Bei einem Densitometer oder einer vergleichbaren Einrichtung zur Bestimmung der Rasterpunktdichte mit einem optischen Abtastsystem analog dem für eine Fernsehkamera oder dergleichen lassen sich so Mittel zur Verbesserung oder zur Entfernung von Meßfehlern für optische Systeme anwenden. Weiterhin können photoelektrische Signale, die in einem System gemäß der obigen Vorrichtung gewonnen werden, digitalisiert werden, woraufhin eine arithmetische Verarbeitung der digitalen Signale durch einen Mikrocomputer oder dergleichen erfolgt, wenn der Rasterabstand variiert; für die der Meßfläche entsprechende, zu verarbeitende Rasterpunktfläche wird der relativ zum Rasterabstand geeignetste Wert gewählt, um den Meßfehler zu verringern. Ein derartiges Abtastsystem kann jedoch hohe Kosten bedingen. Gemäß der Erfindung wird ein optisches System geschaffen, bei dem ein übliches Densitometer oder eine vergleichbare Vorrichtung zur Bestimmung der Rasterpunktdichte verwendet werden kann.

Wird ein Eichmaß (bekannt z. B. unter dem Begriff "System Brunner") für einen bedruckten Gegenstand mit einem Rasterabstand von 1 mm (10 Linien pro Zentimeter) gemessen, so ergibt sich ein ernstzunehmendes Problem bezüglich der Streuung der Fehler der Meßwerte. Gemäß der Erfindung wird zum Zwecke des Verringerns oder Beseitigens der Streuung der Meßfehler eine richtige Blendenöffnung oder ein richtiger Blendendurchmesser der Blendenplatte bestimmt.

Ist der Rasterabstand P ein Millimeter (10 Linien pro Zentimeter), so wird ein richtiger Blendendurchmesser A wie 1,25; 2,25; 3,25 oder 4,25 mm gemäß der obigen Gleichung bestimmt.

Ist der Rasterabstand P=0,391 mm (25,6 Linien pro Zentimeter), so wird in der gleichen Weise wie oben beschrieben ein richtiger Blendendurchmesser A wie 1,27; 1,66; 2,05; 2,44; 2,83; 3,23; 3,62; 4,01; 4,40 oder 4,79 mm bestimmt.

Ist der Rasterabstand P=0,299 mm (33,5 Linien pro Zentimeter), so wird in der gleichen Weise wie oben beschrieben ein richtiger Blendendurchmesser A wie 1,27; 1,57; 1,87; 2,17; 2,47; 2,77; 3,06; 3,36; 3,66; 3,96; 4,26; 4,56 oder 4,86 mm bestimmt.

Ist der Rasterabstand P geringer als 0,245 mm (39,4 Linien pro Zentimeter), so kann der richtige Wert des Blendendurchmessers A 3 oder 5 mm betragen. In diesem Falle ist eine relativ große Anzahl von Rasterpunkten in der Meßfläche enthalten, so daß sich die Streuung der Meßwerte, die von der relativen Zuordnung zwischen der Blende und der Vorlage mit dem Rasterpunktmuster abhängt, auf eine praktisch vernachlässigbare Größe verringert.

In der folgenden Tabelle sind einige Ausführungsbeispiele der Blendendurchmesser in Bezug auf die Rasterabstände aufgetragen:

Tabelle

Was das Beispiel C betrifft, so werden im voraus Blendenplatten 3 oder 11 mit Blendendurchmesser A=4,25; 4,40; 4,26 und 5 mm für Rasterabstände P=1; 0,391; 0,299 und weniger als 0,254 mm als Lehren vorbereitet; die Blendenplatten 3 oder 11 werden dann je nach Rasterabstand P der zu messenden Lehre ausgetauscht; sodann wird die Dichte der Rasterpunkte der Lehre bestimmt.

Ein Blendendurchmesser A mit dem arithmetischen Mittelwert von 4,33 für die beiden Blendendurchmesser A=4,25 und A=4,40 mm für die Rasterabstände P=1 bzw. P=0,39 mm läßt sich im allgemeinen für diese beiden Rasterabstände verwenden. Ferner läßt sich auch ein Blendendurchmesser A mit dem gewichteten Durchschnittswert von A=4,29 mm für diese beiden Durchmesser verwenden. Weiterhin läßt sich im allgemeinen ein Blendendurchmesser A mit dem gewichteten Durchschnittswert von A=4,31 mm für die drei Durchmesser A=4,25; A=4,40 und A=4,26 für die Rasterabstände P=1; P=0,391 und P=0,299 mm verwenden. Mit Betonung des größeren Rasterabstandes kann der Blendendurchmesser A für diese drei Rasterabstände P 4,25 mm betragen; der Blendendurchmesser A=4,25 mm wird dann verwendet, wenn der Rasterabstand P wenigstens 0,254 mm beträgt, und der Blendendurchmesser A=5 mm wird dann verwendet, wenn der Rasterabstand weniger als 0,254 mm beträgt.

Liegt der Rasterabstand P im allgemeinen bei einem Millimeter, so kann der Blendendurchmesser A stets durch 4,25 für den größten Rasterabstand P=1 mm wiedergegeben werden. Da die Dichtewertkurven gemäß Fig. 3 gedämpfte Kurven sind, wird die positive ganze Zahl n dann, wenn für den Rasterabstand P=1 mm n=4 gewählt wird, für die anderen Rasterabstände P n 10 gewählt. Ist also n ≧ 10 für die anderen Rasterabstände P, so wird die Streuung der Meßwerte weitgehend verringert. Selbst wenn der Blendendurchmesser A nicht mit dem richtigen Wert übereinstimmt, nimmt die Streuung der Meßwerte auf eine vernachlässigbare Größe ab.

Claims

Vorrichtung zur Bestimmung der Flächenbedeckung der Rasterpunkte einer vom Lichtstrahl einer Lichtquelle beaufschlagten gerasterten Vorlage,
wobei in den Strahlengang des Lichtstrahls zwischen der Lichtquelle und der Vorlage eine Blende eingefügt ist, deren Öffnungsdurchmesser dem Rastermaß der Rasterpunkte der Vorlage entsprechend gewählt ist, und
wobei eine photoelektrische Schaltung vorgesehen ist, in der ein elektrisches Signal generiert wird, das der an der Vorlage reflektierten bzw. der durch die Vorlage transmittierten Lichtmenge des Lichtstrahls entspricht,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Öffnungsdurchmesser A der Blende bestimmt ist nach der Gleichung A = P × (n + 0,25),wobei "P" das Rastermaß der Rasterpunkte und "n" eine positive ganze Zahl sind.