DE3542884A1 - Farbbildleser - Google Patents

Description

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Dipl.-Ing. B. Pellmann Dip!-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 20 24 OG 8000 München 2

Tel.: 0 89-53 96 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: O 89-537377 cable: Germaniapatent München

4. Dezember 1985 DE 5376

Canon Kabushiki Kaisha Tokio, Japan

Farbbildleser

Die Erfindung bezieht sich auf einen Farbbildleser für die Eingabe von Farbbilddaten in ein Gerät für das elektrische Verarbeiten von Bildinformationen wie ein digitales Kopiergerät, ein Faksimilegerät oder eine elektronische Datei.

In einem digitalen Farbkopiergerät werden beispielsweise von einer zu kopierenden farbigen Vorlage mit Farbfiltern Farbauszüge gebildet, die fotoelektrisch gelesen werden, wie z.B. mit einem linienförmigen bzw. Zeilensensor, der fotoelektrische Wandlerelemente wie Fotodioden hat. Die Ausgangssignale des Zeilensensors für die verschiedenen Farben enthalten einen Dunkelstrom des Zeilensensors. Infolgedessen ist eine naturgetreue Reproduktion des Farbvorlagenbilds beim Ausdrucken gemäß den Ausgangssignalen des Zeilensensors nicht zu erwarten.

Die für die Bildreproduktion benötigten Farbsignale werden üblicherweise durch einen Farbumsetzungsprozess an den durch das Lesen einer Farbvorlage unter Farbauszug erhaltenen Farbinformationen erzeugt.

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Die Signale können nach der Form grob in analoge Signale und digitale Signale eingeteilt werden. Im Vergleich zu den analogen Signalen haben die digitalen Signale bestimmte Vorteile wie eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Einwirkungen von Störsignalen, aber auch bestimmte besondere Nachteile wie das Entfallen von Bits durch Digitalisierungsfehler. Falls daher die durch Farbauszug an einer Vorlage erhaltenen Farbinformationen auf digijQ tale Weise aufbereitet und der Farbumsetzung unterzogen werden, kann kein zufriedenstellender Farbausgleich erreicht werden, da durch die genannten Nachteile der digitalen Signale eine genaue Farbumsetzung verhindert sein kann.

Ferner kann durch eine bei dem genannten Farbumsetzungsprozess ausgeführte Phasenanpassung die Genauigkeit der Farbsignale verringert werden.

Für das fotoelektrische Lesen der Dichte eines Farbvorlagenbilds ist ein Zeilensensor mit einer geraden Reihe aus einer Vielzahl von Fotosensorelementen bekannt. Zum Lesen eines Schwarz/Weiß-Vorlagenbilds mit einer Auflösung von 16 Bildelementen/mm an der kürzeren Seite des Formats A4 (ungefähr 210 mm) ist ein Zeilensensor mit ungefähr 3500 Fotosensorelementen erforderlich. Es ist jedoch außerordentlich schwierig, eine derart hohe Anzahl von Fotosensorelementen ohne Ausfälle und mit im wesentlichen gleichförmiger Empfindlichkeit auf dem gleichen Substrat herzustellen, so daß ein solcher Zeilensensor hinsichtlich der Kosten praktisch nicht in Frage kommt, falls nicht beispielsweise hinsichtlich der Herstellungsausbeute eine beträchtliche Verbesserung erreicht wird. Zum Lesen eines Farbbilds ist die dreifache Anzahl von Fotosensorelementen erforderlich, wodurch die praktische Verwendbarke it eines solchen Sensors weiter verringert

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ist.

Es wurde daher in Betracht gezogen, mehrere linienförmige c bzw. Zeilensensoren entlang der Abtastrichtung anzuordnen, um das Bild einer Zeile unter Aufteilung auf die mehreren Zeilensensoren zu lesen. Da bei dieser Anordnung die Anzahl der auf einem Substrat auszubildenden Fotosensorelemente verringert werden kann, kann durch die Verbesserung der Herstellungsausbeute das genannte Kostenproblem in einem gewissen Ausmaß gelöst werden.

Andererseits ergibt das Farbbildlesen eine Bildinformationsmenge, die etwa dreimal so groß wie diejenige bei

.,_ dem Einfarben-Bildlesen ist, da das Farbbild in mehrere b

Grundfarben, nämlich beispielsweise in drei Farben aufgeteilt werden muß. Eine schnelle Aufbereitung dieser Farbbildinformationen macht es erforderlich, bei dem Aufbau der Verarbeitungsschaltung Hochgeschwindigkeits-Komponenten einzusetzen, was zu hohen Kosten führt. Ferner ist die Bildlesegeschwindigkeit durch die Verarbeitungsgeschwindigkeit dieser Komponenten begrenzt.

Ein Farbbild kann mit einem Zeilensensor dadurch gelesen

werden, daß ein Vorlagenbild in bezug auf einen festste-25

henden Zeilensensor bewegt wird oder ein Zeilensensor in bezug auf ein feststehendes Vorlagenbild bewegt wird; das letztere ist jedoch in Anbetracht der kompakten Gestaltung des Geräts oder der einfachen Steuerung vorzuziehen.

In diesem Fall ist zum Übertragen der Farbsignale von dem sich bewegenden Zeilensensor zu einer Verarbeitungseinheit im Gerät eine Signal leitung mit einer Länge erforderlich, die mindestens gleich der Bewegungsstrecke des Sensors ist. Ein solches Gerät enthält jedoch gewöhnlich verschiedenerlei Komponenten wie einen Sensor-Antriebsmo-

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tor oder einen Hochspannungstransformator, die Störsignale hervorrufen, welche die über die Signa1 Ieitung übertragenen Farbsignale beeinträchtigen und stören können. Daher kann nicht eine genaue Farbumsetzung erwartet werden und es kann kein zufriedenstellendes Kopieren eines Farbbilds erreicht werden.

In Anbetracht dessen liegt der Erfindung die Aufgabe jQ zugrunde, einen Farbbildleser zu schaffen, der für die Eingabe von Farbbilddaten in ein Gerät zum elektrischen Verarbeiten von Bildinformationen wie in ein digitales Kopiergerät, in ein Faksimilegerät oder in eine elektronische Datei ausgebildet ist und der ein schnelles Lesen .c von Farbbildern mit einem hohen Auflösungsvermögen ermöglicht.

Ferner soll mit der Erfindung ein Farbbildleser geschaffen werden, der eine genaue Farbumsetzung bei dem Lesen des Farbbilds ermöglicht.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Farbbildleser geschaffen werden, mit dem bei kompakten Abmessungen und einfacher Steuerung eine zufriedenstellende Bildverarbeitung ohne Beeinflussung durch externe Störsignale erzielbar ist.

Ferner soll mit der Erfindung ein Farbbildleser geschaffen werden, der zufriedenstellende Farbsignale dadurch

liefert, daß Signale mit ungleichmäßigen bzw. unbeständi-30

gen Pegeln wie Dunkelströme ausgeschieden werden, die in Farbsignalen aus einem Zeilensensor enthalten sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu-35

tert.

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Fig. IA und IB sind schematische Ansichten, die ein Beispiel einer Bildleseeinheit zeigen.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Ladungskopplungs-Farbsensoreinheit zeigt.

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die Anordnung benachbarter Sensorbausteine zeigt.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die die Teilflächen eines Sensorbausteins zeigt.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf Farbfilter, die an einem Sensorbaustein angebracht sind.

Fig. 6 ist eine Darstellung von Spektralkennlinien von Farbfiltern.

Fig. 7 ist eine Darstellung der spektralen Empfindlichkeit eines Fotosensorelements.

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Teils der Bildleseeinheit zeigt.

Fig. 9 ist eine Darstellung von Thomson-Wright-Grundkurven.

Fig. 10 ist eine Darstellung der Spektralkennlinie einer 30

Fluoreszenz lampe.

Fig. 11 ist eine Darstellung der relativen Helligkeitsverteilung einer Fluoreszenzlampe.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines digitalen Färb-

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kopiergeräts gemäß einem Beispiel.

Fig. 13 ist eine Blockdarstellung einer Sensorsigna1-Verarbeitungseinheit.

Fig. 14 ist ein Schaltbild einer Bildsensor-Treiberschal tung .

,Q Fig. 15A ist ein Schaltbild, das ein Beispie] für eine Signa!verarbeitungs-Leiterplatte zeigt.

Fig. 15B ist ein Zeitdiagramm der Funktionen verschiedener Teile der in Fig. ISA gezeigten Schaltung

Fig. 16 ist eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Speichers und einer Speichersteuereinheit.

Fig. 17 ist ein Zeitdiagramm der Funktionen verschiede- _on ner Teile der Signalverarbeitungseinheit.

Fig. 18 ist eine Blockdarstellung eines kleinen Speicherblocks .

Fig. 19, 20 und 21 sind Zeitdiagramme von Lese- und Schreibfunktionen eines Speichers.

Fig. 22 ist eine Blockdarstellung einer digitalen Farbsigna1-Verarbeitungsschaltung.

Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Ladungsbild-Erzeugungseinheit in einem Drucker zeigt.

Fig. 24 ist eine grafische Darstellung einer A/D-Um-5

Setzungskennlinie.

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Es wird zunächst ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem zum Lesen eines Vorlagenbilds ein Kontakt-Farbsensor verwendet wird. Die Fig. IA und IB zeigen den Aufbau e- einer Bildleseeinheit mit einem solchen Farbsensor. Nach Fig. 1A ist eine Einheit mit einer Sensoreinheit 11, die mit mehreren Ladungskopplungs- bzw. CCD-Plättchen, nämlich Zeilensensoren versehen ist, mit einer konvergierenden Stablinsenanordnung 12, die an der Sensoreinheit

,Q 11 angeordnet ist, und mit einer 1 inienförmigen Lichtquelle 13 aufgebaut, die nahe der seitlichen Fläche der Stablinsenanordnung 12 angeordnet ist. In der Fig. IA ist zwar nur eine Lichtquelle gezeigt, jedoch sind tatsächlich zwei Lichtquellen derart angeordnet, daß zwischen

.,. ihnen die Stablinsenanordnung 12 eingefaßt ist. Bei diesem Aufbau wird von der konvergierenden Stablinsenanordnung 12 das von der mit der Lichtquelle 13 beleuchteten Vorlage reflektierte Licht im Verhältnis 1:1, nämlich ohne irgendeine Verkleinerung bzw. Größenänderung auf den mehreren Zeilensensoren bzw. Ladungskopplungs-Bausteinen fokussiert.

Nach Fig. IB sind die Sensoreinheit 11, die Stablinsenanordnung 12 und die Lichtquellen 13 zusammen mit einer Signalverarbeitungs-Leiterplatte 16 und einem die Leiterplatte mit der Sensoreinheit 11 verbindenden flexiblen Kabel 15 an einem Schlitten 14 angebracht, der über ein flexibles Kabel 17 mit dem Gerätehauptteil verbunden ist.

Auf diese Weise wird das auf die Zeilensensoren der Sensoreinheit 11 fokussierte optische Bild durch die fotoelektrische Wandlung in den Ladungskopplungsvorrichtungen bzw. Zeilensensoren in Ladungen umgesetzt.

Der Aufbau wird nachstehend ausführlicher erläutert. Nach 35

Fig. 2 ist die Kontakt-Ladungskopplungs-Sensoreinheit 11

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für das Lesen der Farbbilder mit fünf Ladungskopplungs-Bausteinen bzw. Zeilensensoren 21 bis 25, die gestaffelt bzw. versetzt auf einem keramischen Substrat 26 angeordnet sind, einer Abdeckung 27 für das Substrat 26 und flexiblen Verbindungskabeln 28a bis 28f aufgebaut. In den Zeilensensoren 21 bis 25 ist jedes Fotosensorelement durch eine pn-Fotodiode mit der Größe 62,5 χ 15,5 μπι gebildet. Ein jeder Zeilensensor enthält gemäß Fig. 4

,β Fotosensorelemente in 3168 Bits, nämlich 12 Bits von Leerbildelementen D1 bis D12, an denen keine fotoempfindlichen Elemente angeschlossen sind, 24 Bits von gegenüber Licht abgeschirmten Bildelementen D13 bis D36, die mit einer Aluminiumabschirmung versehen sind, 36 Bits von Blind-Bildelementen D37 bis D72, 3072 Bits nutzbarer Bildelemente S1 bis S3072 und 24 Bits von hinteren Blind-Bildelementen D73 bis D96.

Gemäß Fig. 2 sind diese Zeilensensoren 21 bis 25 auf zwei Linien gestaffelt bzw. versetzt angeordnet. Gemäß Fig. 3 haben die unmittelbar benachbarten Zeilensensoren wie beispielsweise die Zeilensensoren 22 und 23 in der Unterabtastrichtung einen zwischen den Mitten der Fotosensorelemente gemessenen Abstand 1. Bei dem beschriebenen

„_ Ausführungsbeispiel ist der Abstand 1 so gewählt, daß er 25

gleich den Abmessungen von vier Bildelementen ist. Ferner haben die Zeilensensoren 21 bis 25 in der Hauptabtastrichtung eine gegenseitige Überlappung.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung enthalten die Fotosensorelemente in jedem der Zeilensensoren 21 bis 25 von links nach rechts einen Leerbereich DI bis D12, einen abgeschirmten Bereich D13 bis D36, einen Blindbereich D37 bis D72, einen nutzbaren Bildelementebereich S1 bis S3072

und einen hinteren Blindbereich D73 bis D96, wobei die 35

Überlappung außerhalb des nutzbaren Bildelementebereichs

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mit den 3072 Bits zugelassen ist. Daher ist die effektive Lesebreite gleich 320 mm und damit geringfügig langer als die kürzere Seite des Formats A3 mit 297 mm.

Zum Erhalten von Farbsignalen müssen auf den Fotodioden der Zeilensensoren 21 bis 25 Farbfilter angebracht werden. Diese Farbfilter können auf das die Fotodioden bildende Silicium aufgekittet werden oder direkt auf dem

,Q Silicium ausgebildet werden. Bei dem ersteren Verfahren können die Farbfilter auf einem Glassubstrat hergestellt werden, jedoch ist hierbei ein zusätzlicher Verfahrensschritt durch das Ankitten auszuführen, der einen Ausrichtungsfehler ergeben könnte. Es ist sehr schwierig,

. ,. diesen Fehler bei dem Ankitten auf einige μΐη oder weniger zu verringern; dieser Fehler kann die Farbwiedergabe verschlechtern und eine Abschattungserscheinung bzw. Helligkeitsänderung ergeben. Andererseits kann nach dem letzteren Verfahren wegen des einfacheren Prozesses die Genauigkeit der Ausrichtung beträchtlich verbessert werden, da die Farbfilter auf einfache Weise in Deckung mit den Bildelementen auf dem Silicium hergestellt werden. Daher wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel das letztere Verfahren angewandt.

Im folgenden wird die Anordnung der Filter erläutert. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden aufeinanderfolgend wiederholt Filter Ye für Gelb, G für Grün und Cy für Cyan in dieser Aufeinanderfolge angeordnet, wobei drei benachbarte Bits ein Bildelement bei dem Lesen des Bilds bilden. Der Bereich außerhalb der Filter wird mit Aluminium abgeschirmt.

Die Fig. 6 zeigt die Spektralkennlinien der Filter für

diese Farben. Gemäß Fig. 6 steigt die durch eine Kurve 61 35

dargestellte Durchlässigkeit des Gelbfilters von der

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Wellenlänge von ungefähr 500 nm weg steil an. Die durch eine Kurve 62 dargestellte Durchlässigkeit des Cyanfilters zeigt einen Spitzenwert bei ungefähr 500 nm. Das bei diesem Ausführungsbeispiel durch das Übereinandersetzen des Cyanfilters und des Gelbfilters erhaltene Grünfilter zeigt gemäß der Darstellung durch eine Kurve 63 einen Spitzenwert der Durchlässigkeit bei ungefähr 500 nm. Ein wesentlicher Gesichtspunkt hinsichtlich der Spektralkenn- ^q linien dieser Filter liegt darin, daß bei einer Wellenlänge von ungefähr 700 nm, die außerhalb des für das menschliche Auge sichtbaren Bereichs liegt, die Durchlässigkeit nicht "0" ist.

je Zum Erreichen einer naturgetreuen Farbwiedergabe muß die Kombination aus den Farbfiltern und den Zeilensensoren 21 bis 25 eine Funktion erfüllen, die derjenigen des menschlichen Auges gleichartig ist. Gemäß Fig. 7 zeigt die Spektralempfindlichkeit der Fotosensorelemente der Zeilensensoren 21 bis 25 einen Spitzenwert bei ungefähr 550 nm, wobei sie sich nutzbar bis über 1000 nm hinaus erstreckt.

Daher können die mit den Farbfiltern gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel versehenen Fotosensorelemente der Zeilensensoren auf das Licht mit einer Wellenlänge über 700 nm ansprechen. Andererseits ist die Empfindlichkeit des menschlichen Auges bei einer Wellenlänge über 700 nm gleich "0". Infolgedessen kann durch die einfache Kombination der Zeilensensoren mit den Farbfiltern für Cyan, Grün und Gelb nicht die gleiche Funktion wie diejenige des menschlichen Auges erreicht werden. Aus diesem Grund wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine besondere Lichtquelle verwendet, was nachfolgend erläutert wird.
35

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Nachstehend wird die konvergierende Stablinsenanordnung beschrieben. Gemäß Fig. 8 wird an der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten Stablinsenanordnung c 12 im Brennpunkt an der Eintrittseite eine Vorlagenebene 81 angeordnet, während an dem Brennpunkt an der Austrittseite auf zwei Linien jeweils Ladungskopplungsbausteine bzw. Zeilensensoren 82 angeordnet werden. Auf diese Weise besteht zwischen der Vorlagenebene 81 und den Zeilensen-,Q soren 82 ein Abbildungszusammenhang. Daher wird ein Bild an der Vorlagenebene 81 als aufrechtes Bild gleicher Größe auf den Zeilensensoren 82 fokussiert. Da jedoch in Verbindung mit den Zeilensensoren in der vorangehend genannten versetzten Anordnung nur eine einzige Stablinsenanordnung bzw. Stablinsenreihe 12 verwendet wird, erhalten benachbarte Zeilensensoren Bilder, die an der Vorlagenebene 81 einen Abstand von vier Abtastzeilen bzw. Lesezeilen haben. Zum Erhalten von Bildsignalen für eine durchlaufende Lesezeile wird daher bei dem Ausführungsbeispiel ein besonderer Speicher verwendet, was nachfolgend erläutert wird.

Als Lichtquellen 13 werden bei dem Ausführungsbeispiel Fluoreszenzlampen verwendet. Gemäß der vorstehenden Er- __ läuterung muß der Kontakt-Sensor für das Lesen des Farbbilds eine Farbempfindlichkeit haben, die gleich derjenigen des menschlichen Auges ist.

Die Fig. 9 zeigt eine Thomson-Wright-Grundkurve, die die

spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges dar-30

stellt, nämlich den Zusammenhang zwischen der Wellenlänge des Lichts und dem Empfinden der Helligkeit von farbigem Licht. Wie es aus Kurven PI, P2 und P3 ersichtlich ist, ist das menschliche Auge gegenüber Licht mit einer langen Wellenlänge über 700 nm unempfindlich.

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Andererseits zeigt die Kombination aus den Zeilensensoren 21 bis 25 und den Farbfiltern noch Empfindlichkeit für das Licht mit einer Wellenlänge über 700 nm, so daß diese c Kombination auf das Licht mit einer Wellenlänge über 700 nm hinaus anspricht, wenn mit weißem Licht beleuchtet wird.

Infolgedessen werden bei dem Ausführungsbeispiel Fluoreszenzlampen verwendet, die bei der spektralen Verteilung oberhalb von 700 nm eine geringe Lichtabgabe haben, wie es in Fig. 10 gezeigt ist. Die Fluoreszenz lampe ist zwar eine linienförmige Lichtquelle, jedoch ist in der Längsrichtung die Helligkeit nicht gleichförmig, da eine Beeinflussung durch die Heizelemente auftritt. Daher wird zum Erhalten einer gleichförmigen Helligkeit über die Länge der kürzeren Seite des Formats A3 hinweg die Röhrenlänge der Lampe länger, nämlich beispielsweise gemäß Fig. 11 zu 390 mm gewählt, wodurch innerhalb der kürzeren Seite des Formats A3 (mit 297 mm) in der Längsrichtung eine innerhalb von +_ 5! gleichförmige Beleuchtung erzielt wird. Ferner wird zur Steigerung der Leuchtstärke die Fluoreszenz lampe mit einer Reflexionsschicht und mit einer Austrittsöffnung von 30° versehen.

Die Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines digitalen Farbkopiergeräts 120, bei dem der vorstehend beschriebene Kontakt-Farbbildsensor in Ladungskopplungs- bzw. CCD-Ausführung verwendet ist und das einen Farbbildleser 121 und einen Farbbilddrucker 122 aufweist. Eine Vorlagenabtasteinheit auf einem Schlitten 14 gemäß Fig. 1 wird zur Unterabtastung in einer Richtung A bewegt, um dadurch das Bild einer auf einen Vorlagenauflagetisch aufgelegten Vorlage 123 zu lesen. Während der Bewegung der Vorlagenabtasteinheit werden die als Lichtquellen 13 dienenden ^M

Lampen eingeschaltet und es wird das von der Vorlage

·' ' 35 VZ 8

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reflektierte Licht durch die Stablinsenanordnung 12 auf den Zeilensensoren der Sensoreinheit 11 fokussiert.

Die Sensoreinheit 11 hat fünf Zeilensensoren, die gestaffelt bzw. versetzt angeordnet sind und die jeweils 1024 Bildelemente bzw. 3072 Bits haben, wobei jedes Bildelement im Format 62,5 pm (1/16 mm) χ 15,5 μτη in drei Bereiche aufgeteilt ist, die jeweils mit dem Cyanfilter, dem jQ Grünfilter bzw. dem Gelbfilter versehen sind.

Im folgenden wird eine elektrische Schaltung im Hinblick auf die Funktion der Sensoreinheit 11 beschrieben. Die elektrische Schaltung enthält eine Bildsensor-Treiber-

•c schaltung zur Ansteuerung der Zeilensensoren, eine analoge Verarbeitungseinheit mit einer analogen Verarbeitungsschaltung zum Umsetzen der Ausgangssignale der Zeilensensoren in eine für die Bildinformationen geeignete Form und eine digitale Verarbeitungsschaltung zum

_nn Umsetzen der Signale aus der analogen Verarbeitungseinheit in zur Aufzeichnung geeignete Signale. Die analoge Verarbeitungsschaltung wird zusammen mit der digitalen Verarbeitungsschaltung als Sensorsignal-Verarbeitungseinheit bezeichnet.

Im folgenden wird anhand der Fig. 14 die Bildsensor-Treiberschaltung erläutert, wobei als Beispiel die Schaltung für den Ladungskopplungs-Baustein bzw. Zeilensensor 21 gewählt ist. Die Treiberschaltung verarbeitet Zweipha-

sen-Taktsignale ^1 und ^2 für die Ansteuerung des Zeilen-30

sensors 21, ein Abtastsynchronisiersignal SH, ein Rücksetzsignal RS und ein Ausgangssignal OS des Zeilensensors

Ein Eingangsanschluß für das Taktsignal ^1 ist mit einem 35

Inverter 14 1 verbunden, dessen Ausgang über einen Wider-

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stand 142 und einen hierzu parallelen Beschleunigungs-Kondensator 143 mit dem Eingang einer MOS-Treiberstufe 144 verbunden ist. Der Ausgang der Treiberstufe ist mit einem Eingang φ] des Zeilensensors 21 verbunden. Für das Taktsignal Φ2 ist eine gleichartige Schaltung vorgesehen. Ferner sind auf gleichartige Weise an Anschlüsse für das Abtastsynchronisierungssignal SH und das Rücksetzsignal RS jeweils Inverter 141, Widerstände 142, Kondensatoren IQ 143 und MOS-Treiberstufen 144 angeschlossen.

Ein Sensoranschluß für das Ausgangssignal OS ist mit einer Emitterfolgerschaltung verbunden, die aus einem npn-Transistor 145, einem Kollektorwiderstand 146 und jg einem Emitterwiderstand 147 besteht. Eine Versorgungsspannung +V für den Zeilensensor 21 wird über eine Schaltung mit Kondensatoren 148 und 149 einem Eingang OD des Zeilensensors 21 zugeführt.

2Q Die Zweiphasen-Taktsignale φλ und φ2 sind für das bitserielle Übertragen der in den Bits des Zeilensensors 21 erzeugten Ladungen erforderlich.

Das Abtastsynchronisierungssignal SH wird zum Festlegen 2J- bzw. Abteilen einer Abtastperiode bei der Übertragung der Ladungen aus dem Zeilensensor 21 verwendet, während das Rücksetzsignal RS zum Löschen restlicher Ladungen in den Bits nach der Übertragung der Ladungen für die Bildelemente verwendet wird. Von dem Zeilensensor 21 werden die __Ω Ausgangssignale OS unter Synchronisierung mit den Zweiphasen-Taktsignalen φ} und φ2 abgegeben. Gemäß 'ig. 4 enthalten die Ausgangssignale OS je Baustein bzw. Zeilensensor nutzbare Signale mit 3072 Bits, Blindsignale, Leersignale und Bezugsschwarzpegel-Signale, welche aus den gegenüber Licht abgeschirmten Lichtelemer. ^:.e.: erhalten

werden. Diese Signale haben genau bestimmt·· Bitstellen,

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wobei mit dem Bezugsschwarzpegel-Signal bzw. Bezugsschwarzsignal der Dunkelpegel der Fotosensorelemente wiedergegeben wird und dieses Signal zum Erhalten echter

c Ausgangssignale entsprechend den Farben herangezogen wi rd .

Die Fig. 13 zeigt eine Sensorsignal-Verarbeitungseinheit, die für jeden der Ladungskopplungsbausteine bzw. Zeilen-IQ sensoren 21 bis 25 vorgesehen ist. Im folgenden wird als Beispiel die Verarbeitungseinheit für den Zeilensensor 21 herangezogen.

Gemäß Fig. 13 werden analoge Ausgangssignale OS des Zei-,c lensensors 21 über eine Pufferschaltung 131 Multiplexern 132 für das Aufteilen der Signale in ein Cyansignal Cy, ein Grünsignal G, ein Gelbsignal Ye und ein Schwarzsignal BK zugeführt. Danach wird in einer Dunkelwert-Unterdrückungseinheit 133 das aus einer Multiplexerstufe 132d „_n erhaltene Schwarzsignal bzw. Bezugsschwarzpegel-Signal BK von den aus Multiplexerstufen 132a, 132b bzw. 132c erhaltenen Farbsignale Cy, G und Ye subtrahiert, um damit dem einfallenden Licht entsprechende und von dem Schwarzpegelsignal freie echte Ausgangssignale zu erhalten, die dann zu Spannungen für das Zuführen zu einer nachgeschalteten Farbumsetzeinheit 134 verstärkt werden.

Die Farbumsetzeinheit 134 erzeugt aus den von der Dunkelwert-Unterdrückungseinheit 133 abgegebenen Signalen Cy, G und Ye Elementar- bzw. Grundfarbensignale B für Blau, G für Grün und R für Rot und verstärkt diese Grundfarbensignale R, G und B auf einen geeigneten Eingangssignalpegel für eine Analog/Digital- bzw. A/D-Umsetzeinheit 135, die die analogen Signale aus der Farbumsetzeinheit 134 in

digitale Signale umsetzt und diese in eine Speicherein-35

heit 139 einspeichert.

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Der Multiplexer 132 hat als MuItiplexerstufen 132a bis 132d vier Abfrage/Halte- bzw. A/H-Schaltungen für das Aufteilen der Ausgangssignale der Pufferschaltung 132 in die Farbsignale bzw. das Schwarzsignal. Die Dunkelwert-Unterdrückungseinheit 133 besteht aus drei Differenzverstärkern 133a bis 133c. Die Farbumsetzeinheit 134 besteht aus drei Differenzverstärkern 134a bis 134c für das Umsetzen der Signale Cy, G und Ye in die Grundfarbensignale

IQ B, G und R mit dem Grünsignal G als Bezugssignal. Die A/D-Umsetzeinheit 135 besteht aus drei A/D-Umsetzern 135a bis 135c zum Umsetzen der verstärkten Farbsignale in digitale Signale und aus drei Speicherschaltungen 136a bis 136c zur Zwischenspeicherung der digitalen Ausgangssignale. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Analog-Verarbeitungsschaltungen bis zu den A/D-Umsetzern 135a bis 135c zusammen mit der Sensoreinheit 11 auf der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 16 der Vorlagenabtasteinheit 14 angebracht und über das flexible Kabel

2Q 17 mit einer Hauptschaltungsplatte 124 verbunden, an der die Speicherschaltungen 136a bis 136c, die Speichereinheit 139 und eine nachfolgend beschriebene Digital-Signalverarbeitungseinheit angebracht sind. Infolgedessen erfolgt die Signalübertragung von der Vorlagenabtastein-

2g heit 14 zu der Hauptschaltungsplatte 124 in digitaler Form und ist damit wenig empfindlich gegenüber Störsignaleinflüssen, wodurch eine zufriedenstellende Bildreproduktion gewährleistet ist.

₃q Die Speichereinheit 139 ist mit Speicherbereichen 139a bis 139c für die verschiedenen Farben R, G und B ausgestattet.

Zusätzlich zu dem vorstehend erläuterten grundlegenden

„c Aufbau der für den Zeilensensor 21 vorgesehenen Sensorsignal-Vcrarbeitungseinheit sind bestimmte Steuerelemente

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vorgesehen, die in Verbindung mit dem Funktionsprinzip erläutert werden.

Die Fig. 15A zeigt ausführlich den Schaltungsaufbau der Signalverarbeitungs-Leiterplatte 16 der Vorlagenabtasteinheit 14. Über ein flexibles Kabel 17-1 werden mehrere Taktimpulssignale und eine Versorgungsspannung für die Ansteuerung bzw. das Betreiben des Bildsensors bzw. der

,Q Zeilensensoren (Ladungskopplungsvorrichtungen) und der Sensorsignal-Verarbeitungseinheit der Vorlagenabtasteinheit 14 zugeführt, die eine bewegbare Einheit bildet und die den Bildsensor, die Beleuchtungslampen, die Analogsignal-Verarbeitungsschaltung der Sensorsignal-Verarbei-

,[- tungseinheit, eine Bildsensor-Treiberschaltung und das optische Linsensystem enthält. Andererseits werden über ein flexibles Kabel 17-2 die digitalen Farbsignale aus der Sensorsignal-Verarbeitungseinheit dem Gerätehauptteil zugeführt.

Die Fig. 15A zeigt Taktsignal-Pufferempfänger 153 für die Aufnahme der über das flexible Kabel 17-1 übertragenen mehreren Taktimpulssignale, Bildsensor-Takttreiberstufen 154 für das Anheben der Spannung der Signale aus den _ Pufferempfängern auf für das Betreiben des Bildsensors geeignete Werte, den Zeilensensor 21 zum Lesen des Bilds der Vorlage auf der Vorlagenauflage, A/H-Treiberstufen 156 zum Ansteuern der A/H-Schaltungen für die Aufnahme und das Festhalten der zeitlich seriellen Bildelemente-

Farbsignale BK, C, G und Y aus dem Zeilensensor 21 gemäß 3U

jeweiligen Abfrageimpulsen SMPBK, SMPC, SMPG bzw. SMPY für die jeweiligen Farben, einen Puffertransistor 157 für die Aufnahme der zeitlich seriellen Bildelemente-Farbsignale BK, C, G und Y aus dem Zeilensensor 21 und einen

__ Verteiler-Puffertransistor 158 für das Übertragen der 35

zeitlich seriellen Bildelemente-Farbsignale BK, C, G und

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Y aus dem Puffertransistor 157 zu den A/H-Schaltungen für die verschiedenen Farben.

Ferner zeigt die Fig. 15A Transistorschalter 1509 bis 1512 für das Abtrennen und jeweilige Festhalten der Farbsignale C für Cyan, G für Grün, Y für Gelb und BK für Schwarz aus dem Zeilensensor 21, einen C-Speicherkondensator 1514, einen G-Speicherkondensator 1515, einen Y-

^q Speicherkondensator 1516 und einen BK-Speicherkondensator 1517 für das jeweilige Festhalten der Ausgangsspannungen der Transistorschalter 1509 bis 1512 als jeweilige Cyansignalspannung V^,', Grünsignalspannung V_ß' , Gelbsignalspannung Vy' und Schwarzpegel- bzw. Schwarzsignalspannung V_ßK> Differenz-Feldeffekttransistoren 1518 bis 1520 mit hohem Eingangswiderstand für das Unterdrücken bzw. Ausscheiden der Komponente V_ßK aus den Signalspannungen Vp', V^' und Vw' und zum Verstärken dieser Signale, Pegelverschiebungs-Transistoren 1521 bis 1523 für das

2Q Ausscheiden einer Gleichspannungskomponente aus Bildelemente-Farbsignalen <*V_C, ßV_G, ^Vy, die durch das Ausscheiden der Komponente V_ßK und die α-fache, ß-fache bzw. y-fache Verstärkung in den Differenz-Feldeffekttransistoren 1518 bis 1520 erhalten werden, und Emitterfolger-Transistoren 1524 bis 1526 zum Abgeben der Ausgangssignale der Pegelverschiebungs-Transistoren 1521 bis 1523 mit niedrigen Ausgangswiderstände.

Weiterhin zeigt die Fig. 15A einen B-Differenzverstärker/ Puffer 1527 zum Bilden der Differenz der Ausgangssignale

des C-Emitterfolger-Transistors 1524 und des G-Emitterfolger-Transistors 1525 sowie zum Verstärken dieser Differenz auf das 1/H-fache zu einem Farbdifferenzsignal Vg/H, einen G-Differenzverstärker/ Puffer 1528 zum Verstärken des Ausgangssignals des G-Emitterfolger-Transisoo

tors 1525 auf das 1/J-fache zu einem Signal V-/J, einen

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R-Differenzverstärker/Puffer 1529 zum Bilden der Differenz der Ausgangssignale des G-Emitterfolger-Transis tors 1525 und des Y-Emitterfolger-Transis tors 1526 sowie zum Verstärken dieser Differenz auf das 1/I-fache zu einem Farbdifferenzsignal Vr/I» einen B-A/D-Umsetzer 1530 zum Umsetzen der analogen Bildelementsignale aus dem B-Differenzverstärker/Puffer 1527 in digitale Bildelementsignale gemäß Taktimpulsen A/D CLKB, einen G-A/D-Umsetzer 1531

^Q zum Umsetzen der analogen Bildelementsignale aus dem G-Differenzverstärker/Puffer 1528 in digitale Bildelementsignale gemäß Taktimpulsen A/D CLKG und einen R-A/D-Umsetzer 1532 zum Umsetzen der analogen Bildelementsignale aus dem R-Differenzverstärker/Puffer 1529 in digitale Bildelementsignale gemäß Taktimpulsen A/D CLKR.

Weiterhin zeigt die Fig. 15A Leitungstreiberstufen 1533 für das Obertragen der digitalen Bildelementsignale für die verschiedenen Farben zu dem Gerätehauptteil über das flexible Kabel 17-2 entsprechend den aus den A/D-Umsetzern 1530 bis 1532 erhaltenen digitalen Bildelementsignalen für Blau, Grün und Rot sowie eine Bezugsspannungsquelle 1534 zum Speisen der A/D-Umsetzer 1530 bis 1532 mit einer Bezugsspannung VREF für die Digitalumsetzung.

Im folgenden wird die Funktion der Bildsensor-Treiberschaltung und der Sensorsignal-Verarbeitungseinheit unter Bezugnahme auf die Fig. 15A und 15B erläutert. Die Sensoreinheit 11 bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist gemäß den vorangehenden Ausführungen mit fünf Ladungskopplungs-Bausteinen bzw. Zeilensensoren 21 bis 25 ausgestattet, die jeweils unabhängig voneinander mit den nachstehend genannten Schaltungen für paralleles Arbeiten versehen sind. Es ist daher ermöglicht, die für die Verarbeitung des Bilds einer Lesezeile erforderliche Zeitdauer zu verkürzen, wobei für die Vorrichtungen wie

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die A/D-Umsetzer keine sehr hohe Geschwindigkeit erforderlich ist.

Nach Fig. 15B werden zur Ansteuerung des Zeilensensors 21 Impulse SH gemäß (T) , Impulse φ\ gemäß (JJ , Impulse Φ2 gemäß (T) und Impulse RS gemäß Q benötigt. Diese Ansteuerungsimpulse, deren Funktionen vorstehend erläutert sind, müssen infolge der Natur des Zeilensensors einen im

,λ Vergleich zu der Spannung der Impulse in dem Gerätehauptteil höheren Spannungspegel haben. Infolgedessen werden die von einem Sensor-Impulsgenerator 137 im Gerätehauptteil erzeugten Ansteuerungsimpulse über das flexible Kabel 17-1 zugeführt, dann in den Taktsignal-Pufferemp-

jc fängern 153 einer Kurven- bzw. Impulsformung unterzogen, danach in den Takttreiberstufen 154 auf die höheren Spannungspegel angehoben und schließlich den Zeilensensoren 21 bis 25 zugeführt.

Auf diese Impulsspannungen hin geben die Zeilensensoren 21 bis 25 auf zeitlich serielle Weise die Farbauszugssignale V ' , V-' und Vy' für Cyan, Grün bzw. Gelb entsprechend dem einfallenden Licht sowie das vorangehend genannte Schwarzsignal Vp^ aus den gegenüber dem Licht

_oc. abgeschirmten Bildelementen ab, wie es durch eine Kurve (6J in Fig. 15B gezeigt ist.

Im einzelnen gibt der mit der vorstehend beschriebenen Bildsensor-Treiberschaltung angesteuerte Bildsensor die Bildelement-Signalspannungen in der Aufeinanderfolge Vg,,, ^VC*' ^VG^?' ^VY*' ^Vc'' ^Vg'' ^vy''··· ^ab' ^wobei diese analogen Bildelementsignale bestimmten analogen Signalverarbeitungen und einer Digitalisierung unterzogen werden müssen, bevor sie der digitalen Verarbeitungseinheit in

dem Gerätehaupttei1 zugeführt werden. Eine dieser analo-35

gen Signalverarbeitungen ist die Farbumsetzung, bei der

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die von den Zeilensensoren abgegebenen Bildelement-Farbsignal für Cyan, Grün und Gelb Bildelement nach Bildelement einer Berechnung zur Umsetzung in Signale für Blau, Grün und Rot unterzogen werden. Diese Umsetzung ist erforderlich, weil der Bildsensor bzw. Zeilensensor bei der Abgabe der Signale für Cyan, Grün und Gelb einen höheren Kontrast ergibt als bei der direkten Abgabe der Signale für Blau, Grün und Rot und weil die digitale

jQ Farbbild-Verarbeitungseinheit vereinfacht werden kann, wenn sie die Signale für Blau, Grün und Rot erhält. Eine weitere analoge Signalverarbeitung besteht darin, daß eine Leerlauf-Spannungskomponente ausgeschieden wird, die gleichförmig in den Farbauszugssignalen für Cyan, Grün

jg und Gelb aus dem Zeilensensor enthalten ist. Die nachfolgend als Vgj, bezeichnete Leerlauf-Spannungskomponente wird durch Schwankungen hinsichtlich des Dunkelpotentials der Fotodioden in den Zeilensensoren oder hinsichtlich der Ladungen in den Kanäle der Ladungskopplungsvorrich-

2Q tung verursacht und ist in den Ausgangsspannungen V-¹, Vp' und Vy' der Zeilensensoren mit jeweils dem gleichen Pegel enthalten. Diese Leerlauf-Spannungskomponente V_ßK wird daher vor der Farbumsetzung beseitigt, um reine Farbsignal-Spannungskomponenten zu erhalten. Eine weitere analoge Signalverarbeitung besteht in dem Umsetzen der zeitlich seriellen Signale in parallele Signale für die genannte Farbumsetzung, nämlich für das Ausführen der Subtraktionen V_c - V_Q und V_y - V_Q.

₃Q Im folgenden wird die Funktion bezüglich der Farbumsetzung in der Sensorsignal-Verarbeitungseinheit anhand der Fig. ISA und 15B erläutert. In Anbetracht dessen, daß die genannte Leerlauf-Spannungskomponente V_ßK in den zeitlich seriellen Farbsignalen aus den Zeilensensoren enthalten ist, sind diese Signale durch V_c' = (V_c + V_ßK), V_G' = (V_Q ♦ VßK-'' ^VY' ⁼ ^Y ⁺ ^BK^ darzustellen. Die zeitlich

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seriellen Farbsignale V-¹, V-' und ν_γ' sowie die Leerlauf-Spannungskomponente Vgj,, die der Basis des Puffertransistors 157 zugeführt werden, werden zu dem Verteiler-Puffertransis tor 158 weitergegeben, dessen Emitter im Gegenvorspannungszustand mit den Transistorschaltern 1509 bis 1512 für die verschiedenen Farben verbunden ist. Wenn kein Abfrageimpuls aus der entsprechenden A/H-Treiberstufe 156 vorliegt, entsteht zwischen dem Emitter und dem jQ Kollektor des entsprechenden Transistorschalters ein hoher Widerstand, wodurch der jeweils entsprechende Speicherkondensator 1514 bis 1517 und der jeweils entsprechende Differenz-Feldeffekttransistor 1518 bis 1520, die an den Kollektor angeschlossen sind, von dem Emitter des Verteiler-Puffertransistors 158 getrennt sind, so daß auf diese Weise ein Signalhaltevorgang erreicht wird.

Die Abfrageimpulse SMPBK, SMPC, SMPG und SMPY für Schwarz, Cyan, Grün und Gelb gemäß den Kurven (Sj , (j) , (?) bzw. (?) in Fig. ISB, die aus dem Gerätehauptteil über das flexible Kabel 17-1 zugeführt werden, werden den A/H-Treiberstufen 156 unter der dargestellten angepaßten Zeitsteuerung zugeführt. Die Transistorschalter 1509 bis 1512 nehmen in der Aufeinanderfolge der Abfrageimpulse

-f. jeweils ihren Zustand niedrigen Widerstands an, wodurch die zeitlich seriellen Spannungen V_R{,, V_f', V-', Vy',...an dem Emitter des Verteiler-Puffertransistors 158 zu den Speicherkondensatoren in der Aufeinanderfolge 1517, 1514, 1515 und 1516 übertragen werden. Auf diese Weise werden die zeitlich seriellen Farbsignalspannungen

und die Leerlauf-Spannungskomponente in die parallelen Spannungen Vg_x-, V_c' , V_Q' und V_y' aufgeteilt. Wenn der jeweilige Abfrageimpuls endet, kehrt der jeweilige Transistorschalter 1509 bis 1512 sofort in den ursprünglichen Zustand hohen Widerstands zurück, wodurch die Spannungen

Vy' jeweils in dem entsprechenden

-28- DK S37ö

Speicherkondensator 1514 bis 1517 festgehalten bzw. gespeichert werden.

Die drei Differenz-Feldeffekttransistoren 1518 bis 1520, die jeweils mit einem Eingang an den entsprechenden Speicherkondensator 1514 bis 1516 und mit dem anderen Eingang an den Speicherkondensator 1517 für das Speichern der Leerlauf-Spannungskomponente angeschlossen sind, geben J^q entsprechend den Differenzverstärker-Eigenschaften folgende Drain-Ausgangsspannungen ab:

FET 1518:

■*⁽V - ^VBK^{} =} *^(VC ^{+ V}DK - ^VDK> = *^VC ⁽¹⁾

FET 1519:

ß(V_G' - V_DK) - ß(V_G ♦ V_DK - V_DK) - ßV_G (2)

FET 1520:
^V - ^VDK^} ■ ^^VY * ^VDK - ^VDK> ■ 7^VY ⁽³⁾

wobei οι, , β und y die jeweiligen Spannungsverstärkungen der Feldeffekttransistoren sind.

Gemäß der Darstellung durch die Gleichungen (1), (2) und (3) geben die Feldeffekttransisten Bildelement-Farbsignale «Vp, ßV_G und ^Vy ab, die frei von der Leerlauf-Spannungskomponente Vgj, sind und mit vorbestimmten Verstärkungen verstärkt sind, was in Fig. 15B durch Kurven ® » (D ^und (L^ dargestellt ist.

Die Verstärkungen α, ß und γ werden als Matrixkonstanten für die Farbumsetzung herangezogen, bei der zum Erzeugen des Blausignals V„ und des Rotsignals Vn aus den Signalen für Cyan, Grün und Gelb folgende Berechnungen vorgenommen werden:

-29- DE 5376

HVg = >V_C - ßV_G (H = Konstante) (4)

JV_G = ßV_G (J = Konstante) (5)

IV_R = yV_Y - ßV_G CI = Konstante) (6)

Die Ausgangssignale der Differenz-Feldeffekttransistoren 1518 bis 1520 werden den Pegelverschiebungs-Transistoren 1521 bis 1523 zum parallelen Beseitigen einer den Bildelement-Farbsignale V-, ßV_G und Vy überlagerten Versetzungs-Gleichspannung, dann den Emitterfolger-Transistoren 1524 bis 1526 für die Ausgabe mit niedrigem Ausgangswijg derstand und schließlich den Differenzverstärker/Puffern 1527 bis 1529 für die Erfassung der Farbdifferenz zugeführt.

Der Differenzverstärker/Puffer 1527 führt die Berechnung gemäß der Gleichung (4) an den eingegebenen Signalen <*Vp und ßV_G durch seine Funktion als Differenzverstärker aus und beseitigt durch Verstärkung die Konstante H gemäß der Gleichung (4), um ein reines Farbumsetzungs-Ausgangssignal Vg zu erhalten, wie es in Fig. 15B durch eine Kurve (ij) dargestellt ist. Ferner führt der Differenzverstärker/Puffer 1529 eine Berechnung gemäß der Gleichung (6) an den eingegebenen Signalen yVy und ßV_ß aus und beseitigt durch Verstärkung die Konstante I, um ein reines Farbumsetzungs-Ausgangssignal V_R zu erhalten, das in Fig. 15B durch eine Kurve (f|) dargestellt ist. Andererseits arbeitet der Differenzverstärker/Puffer 1528 als gewöhnlicher Pufferverstärker für das Beseitigen der Konstante J in der Gleichung (5) durch Verstärkung des Farbsignals ßV_G, um auf diese Weise ein Farbsignal V^ zu erhalten, das zu den Signalen Vg und V_R das Verhältnis 1:1 hat. Die Funktionen der Differenzverstärker/Puffer 1527 bis 1529

-30- DE 5376

müssen nicht gleichzeitig ausgeführt werden, sondern können an Farbsignalen mit Phasendifferenzen aus der vorgeschalteten Stufe ausgeführt werden.

Die auf diese Weise erhaltenen Bildelement-Farbsignale Vg, V- und V_R werden den A/D-Umsetzern 1530 bis 1532 zur Analog/Digital-Umsetzung entsprechend den Umsetzungs-Taktsignalen A/D CLKB, A/D CLKG bzw. A/D CLKR aus einem !Q Umsetzer-Impulsgenerator 138 des GerätehauptteiIs zugeführt und dann über die Leitungspuffer 1533 und das flexible Kabel 17-2 der digitalen Farbverarbeitungseinheit im Gerätehauptteil zugeführt.

2g Die A/D-Umsetzer 1530 bis 1532 führen eine A/D-Umsetzung unter Berücksichtigung einer Gammakorrektur für die Bildsignale gemäß folgender Funktion aus:

D = -logR

wobei D die optische Reflexionsdichte ist und R das Reflexionsvermögen ist. Für diese Umsetzung erhalten die A/D-Umsetzer 1530 bis 1532 für die Digitalisierung die externe Bezugsspannung VREF, die in der nichtlinearen Bezugsspannungsquelle 1534 durch mehrere lineare Abschnitte angenähert wird.

Die analogen Bildelement-Farbsignale V_ß, V- und V_R, die das Reflexionsvermögen darstellen und die in den A/D-

„_n Wandlern 1530 bis 1532 der vorstehend beschriebenen logarithmischen A/D-Umsetzung und der Polaritätsumkehr unterzogen sind, nehmen die Form von digitalen 8-Bit-Signalen Dg, D- und D_R für die Übertragung zum Gerätehauptteil an. Auf diese Weise bewirken die A/D-Umsetzer 1530 bis 1532 sowohl eine Gammakorrektur als auch eine A/D-Umsetzung an den eingegebenen analogen Farbsignalen.

3542834

-31- DE 5 376

Die Fig. 24 zeigt die Eingabe/Ausgabe-Kennlinie der A/D-Umsetzer 1530 bis 1532 mit vier linearen Bereichen, die miteinander zu einer Annäherung einer logarithmischen Funktion verbunden sind. Die Eingabe/Ausgabe-Kenn 1inie wird unter Berücksichtigung der Eigenschaften der die Farbfilter enthaltenden Sensoren und des Druckers gewählt.

jQ Die digitalen Dichtesignale D_ß, D^ und D_R mit jeweils 8 Bits bzw. 256 Pegeln aus den A/D-Umsetzern 1530 bis 1532 werden dann in den Speicherschaltungen 136a bis 136c (nach Fig. 13) einer Phasenanpassung unterzogen, die mit Zwischenspeicherungs-Taktimpulssignalen aus dem Umsetzer-

jc Impulsgenerator 138 gesteuert werden.

Es sei nun die Anzahl der digitalen Signale betrachtet. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Signale aus dem Zeilenspeicher 21 in dem Multiplexer 132 „₀ in die drei Farben mit jeweils einem Bit aufgeteilt. Infolgedessen ist die Anzahl der von der betreffenden Speicherschaltung 136 für die jeweilige Farbe empfangenen Signale gleich einem Drittel der Anzahl der Signale aus dem Zeilensensor 21.

Da der nutzbare Bildlesebereich des Zeilensensors 21 3072 Bits enthält, enthalten die Ausgangssignale für Rot, Grün oder Blau jeweils ein Drittel, nämlich 1024 Bits.

Die vorangehend erläuterten Signale werden entsprechend Taktimpulse CLKI in die Speichereinheit 139 eingespeichert, die Speicherbereicheenthält, welche jeweils den Zeilensensoren 21 bis 25 sowie jeweils den Farben Rot, Grün und Blau zugeordnet sind. Im einzelnen sind für den Zeilensensor 21 jeweils für Blau, Grün und Rot die Speicherbereiche 139a, 139b bzw. 139c vorgesehen. Die Kapazi-

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tat der Speicherbereiche ändert sich entsprechend der Anordnung der Zeilensensoren 21 bis 25, was nachfolgend erläutert wird. Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird bei diesem Ausführungsbeispiel das Bild über die einzelne Stablinsenanordnung bzw. Stablinsenreihe 12 auf die Ladungskopplungs-Bausteine bzw. Zeilensensoren 21 bis 25 fokussiert, die in einem Versetzungsmuster mit einem räumlichen Abstand von vier Lesezeilen angeordnet sind.

D.h., die gleichzeitig von den Zeilensensoren 21, 23 und 25 der ersten Reihe und die gleichzeitig von den Zeilensensoren 22 und 24 der zweiten Reihe aufgenommenen Bilder haben immer einen Abstand von vier Lesezeilen. Daher wird in der Speichereinheit 139 die Abweichung um die vier

^g Lesezeilen kompensiert, um zusammenhängende Signale für eine einzelne Lesezeile zu erhalten.

Die Speicherbereich 139a bis 130c sind durch einen statischen Schreib/Lesespeicher gebildet, wobei die Speicherkapazität für eine einzelne Lesezeile 1024 χ 8 Bit beträgt, da einem jeden Bildelement 8 Bit zugeordnet sind. Daher sind Adressen von 0 bis 1023 in 8-Bit-Einheiten vorgesehen.

Im folgenden wird das Einschreiben von Informationen in die Speicherbereiche 139a bis 139c sowie das Auslesen von Informationen aus diesen Speicherbereichen erläutert, wobei im Zusammenhang mit der Anordnung der Zeilensensoren 21 bis 25 und der Stablinsenanordnung 12 das Unter-

₃q drücken überlagerter Signale in der Hauptabtastrichtung sowie der Signalzusammenschluß in der Unterabtastrichtung betont werden.

Die Fig. 16 zeigt eine Speichersteuereinheit 140 zum Steuern der Speichereinheit 139 bzw. insbesondere zum Steuern des den Blau-Dichtesignalen entsprechenden Spei-

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cherbereichs 139a der Speichereinheit 139. Die Speichersteuereinheit 140 enthält einen Schreibadressenzähler 161, einen Leseadressenzähler 162, einen Speicherblockwähler 163, Bausteinwahl- bzw. CS-Steuereinheiten 164, 165 und 166, Maßstabwähler 167 und 171 sowie Lese/Schreib- bzw. R/W-Steuereinheiten 168, 169 und 170.

Der Speicherbereich 139a enthält einen dem Zeilensensor ^q 21 entsprechenden Speicherblock 172, einen dem Zeilensensor 22 entsprechenden Speicherblock 173, einen dem Zeilensensor 23 entsprechenden Speicherblock 174, einen dem Zeilensensor 24 entsprechenden Speicherblock 175 und einen dem Zeilensensor 25 entsprechenden Speicherblock je 176. Jeder dieser Speicherblöcke 172 bis 176 ist aus mehreren kleinen Speicherblöcken für das jeweilige Sammeln der Farbinformationen mit 8 χ 1024 Bits für eine Zeile gebildet.

Es wird nun die Kapazität der Speicherblöcke 172 bis 176 des Speicherbereichs 139a erläutert. Wie schon im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben wurde, haben die Zeilensensoren 21, 23 und 25 von den Zeilensensoren 22 und 24 einen räumlichen Abstand von vier Lesezeilen. Falls einem jeden Zeilensensor als Wählpuffer die kleinen Speicherblöcke für zwei Zeilen zugeordnet werden, enthalten die durch das serielle Kombinieren der kleinen Speicherblöcke in der Hauptabtastrichtung erhaltenen Bildsignale eine Abweichung von vier Zeilen zwischen den Zeilensensoren _n 21, 23 und 25 und den Zeilensensoren 22 und 24. Infolgedessen werden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die bei dem Lesen des Bilds voreilenden Bildsignale aus den Zeilensensoren 22 und 24 zeilenweise in die kleinen Speicherblöcke eingespeichert, wonach dann bei dem Lesen des Bilds der gleichen Zeile mit den nachfolgenden Zeilensensoren 21, 23 und 25 die schon gespeicherten Bild-

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Signale aus den Zeilensensoren 22 und 24 synchron ausgelesen werden. Auf diese Weise können die Signale für die gleiche Lesezeile aus den Zeilensensoren 21 bis 25 abgeleitet werden.

Es sei nun die Anzahl der einen jeweiligen Speicherblock bildenden kleinen Speicherblöcke betrachtet. Bei einer Bildreproduktion im Istformat bzw. Echtformat besteht bis zum Lesen einer Zeile, die gerade mit dem vorgesetzten Zeilensensor 22 gelesen wird, durch den nachfolgenden Zeilensensor 21 eine Zeitdifferenz, die vier Zeilen entspricht, so daß für den voreilenden Zeilensensor 22 vier kleine Speicherblöcke mehr erforderlich sind als für den nachfolgenden Zeilensensor 21. Da für den nachfolgenden Zeilensensor 21 für das Auslesen und Einschreiben der Signale die kleinen Speicherblöcke für zwei Zeilen erforderlich sind, sind für den voreilenden Zeilensensor 22 kleine Speicherblöcke für mindestens sechs Zeilen erfor^derlich-

Es sei nun der Fall betrachtet, daß das Bild unter Änderung des Abbildungsmaßstabs mit einer veränderten Unterabtastgeschwindigkeit gelesen wird. Der Abbildungsmaßstab _ in der Hauptabtastrichtung kann durch Oberspringen bzw. Auslassen von Bildsignalen oder durch Steigern der Anzahl der Bildsignale verändert werden. Auch in diesem Fall müssen bei dem Lesen einer Zeile mit den nachfolgenden Zeilensensoren 21, 23 und 25 die Signale für die schon mittels der voreilenden Zeilensensoren 22 und 24 gelesenen Zeile ausgelesen werden. Daher ist bei einem gegebenen räumlichen Abstand von vier Zeilen das Änderungsverhältnis des Abbildungsmaßstabs auf Vielfaches von 1/4 begrenzt. In Anbetracht dessen kann die Anzahl der für einen jeweiligen Zeilensensor erforderlichen kleinen Speicherblöcke folgendermaßen bestimmt werden:

-35- DE 5376

Sensor 21, 23, 2 5 Sensor 22, 2 4

χ 0,5 2 4

χ 0,75 2 5

χ 1 2 6

x 1,25 2 7

χ 1 ,5 2 8

Hierfür gelten zusammengefaßt folgende Gleichungen:
10

B	= 1	/N	+	2	2	)	+ 2b
M	= L	.N	N	+
A	a	(L.

je wobei N der Abstand zwischen den Zeilensensoren in der Anzahl der Zeilen ausgedrückt ist, a die Anzahl voreilender Zeilensensoren ist, b die Anzahl nachfolgender Zeilensensoren ist, B der Abbildungsmaßstab ist, L der größte Abbildungsmaßstab bzw. die größte Vergrößerung i_St, M die für die voreilenden Zeilensensoren erforderliche Speichermenge in einer Zeilenanzahl ist und A die Gesamtanzahl von Zeilen für die ganze Sensoreinheit ist. Infolgedessen haben bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, das für drei Abbildungsmaßstäbe χ 0,75, χ 1 und χ 1,25

_oc. ausgelegt ist, die Speicherblöcke 172, 174 und 176 jeweils eine Kapazität für zwei Zeilen, während die Speicherblöcke 173 und 175 jeweils eine Kapazität für sieben Zeilen haben, so daß daher insgesamt je Farbe kleine Speicherblöcke für 20 Zeilen vorgesehen sind.

Die Fig. 18 zeigt den Aufbau eines kleinen Speicherblocks, der mit einem statischen Schreib/Lesespeicher (RAM) 182 mit 8 χ 1024 Bits, einem Datenwähler 181 zum Wählen von Schreib- oder Leseadressen für den Speicher 182, Leitungstreiberstufen 183 und 184 zum Steuern der Eingabe und Ausgabe von Bildsignalen, einem ODER-Glied

-36- DE 5376

185 und einem Inverter 186 ausgestattet ist.

Zur Erläuterung der vorstehend beschriebenen Steuerung wird nun auf die Schaltbilder in den Fig. 16 und 18 sowie auf die Zeitdiagramme in den Fig. 17, 19, 20 und 21 Bezug genommen. Die Fig. 17 ist ein Zeitdiagramm der vorangehend beschriebenen Sensorsignal-Verarbeitungseinheit, während die Fig. 19 ein Zeitdiagramm eines

,Q Lese/Schreibsignals R/W und eines Bausteinwählsignals CS für einen jeweiligen kleinen Speicherblock bei dem Lesen des Bilds mit einem Vergrößerungsfaktor χ 0,75 ist, die Fig. 20 ein gleichartiges Zeitdiagramm für das Lesen eines Bilds mit einem Vergrößerungsfaktor χ 1 ist und die Fig.

,c 21 ein gleichartiges Zeitdiagramm für das Lesen des Bilds mit einem Vergrößerungsfaktor χ 1,25 ist.

Im folgenden wird zuerst die Steuerung bei dem Lesen eines Bilds mit dem Vergrößerungsfaktor χ 1 erläutert, 2Q wobei die Funktionen der Zeilensensoren 21 bis 25 durch diejenigen des voreilenden Zeilensensors 22 und des nachfolgenden Zeilensensors 21 dargestellt werden.

Nach Fig. 16 wird die Adressensteuerung für das Einoc schreiben der Daten in den statischen Schreib/Lesespeicher eines jeweiligen Speicherblocks durch das Zählen der Taktimpulse CLK1 mit dem Schreibadressenzähler 161 herbeigeführt, während die Adressensteuerung für das Auslesen der Daten aus dem Schreib/Lesespeicher eines jeweili_o gen Speicherblocks durch das Zählen von Taktimpulsen CLK2 mit dem Leseadressenzähler 162 erreicht wird. Ein jeder kleiner Speicherblock enthält Signale für 1024 Bildelemente, so daß daher bei dem Auslesen der Signale aus fünf kleinen Speicherblöcken gleichzeitig Signale für der kürzeren Seite des Formats A3 entsprechende 4752 Bildelemente ausgelesen werden müssen. Infolgedessen ist die

-37- DH S376

Anzahl der dem Leseadressenzähler 162 zugeführten Taktimpulse CLK2 das 4,5-fache der Anzahl der dem Schreibadressenzähler 161 zugeführten Taktimpulse CLK1 , wobei die Taktimpulse CLK2 eine Frequenz haben sollten, die 1,5-mal höher ist als diejenige der Taktimpulssignale φ) und φ2 für die Ansteuerung des Sensors. Der Leseadressenzähler

162 hat eine Kapazität von 13 Bits, von denen die wertniedrigen 10 Bits als Leseadresse abgegeben werden,

,Q während die werthöheren 3 Bits dem Speicherblockwähler

163 zugeführt werden.

Der Speicherblockwähler 163 decodiert die Daten in den werthöheren drei Bits aus dem Leseadressenzähler, um

,c damit die Datenbreite in einem jeweiligen der Speicherblöcke 172 bis 176 zu bestimmen. Im einzelnen wird bei dem Vergleich der gesamten Datenmenge von 1024 χ 5 =5120 Bits aus allen Speicherblöcken nur eine Ausgabe von 4752 Bits gefordert, so daß die Differenz von 368 Bits auszuscheiden ist. Infolgedessen wird die Breite der gesamten Daten dadurch auf 4752 Bits begrenzt, daß die Anfangsund Endteile der Daten aus den jeweiligen Zeilensensoren weggelassen werden, was durch das Festlegen der von dem Leseadressenzähler 162 abgegebenen Anfangsadresse er- ^£θ1^·

Jede der genannten Bausteinwahl- bzw. CS-Steuereinheiten 164, 165 und 166 enthält einen Zeilenzähler 1 (1641) für das Zählen von mit Zeilensynchronisiersignalen HSYNC für _ den Drucker synchronisierten Zählsignalen HSYNC2, die aus der digitalen Signalverarbeitungseinheit zugeführt werden, einen Zeilenzähler 2 (1642), der durch ein Signal LD aus dem Zeilenzähler 1 (1641) angesteuert wird, und eine CS-Matrixschaltung 1643 für das Zusammensetzen der Signale aus dem Zeilenzähler 1 bzw. 1641, dem Zeilenzähler 2 35

bzw. 1642 und dem Speicherblockwähler 163.

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-38- DE 5376

Die Anzahl dieser CS-Steuereinheiten entspricht der Anzahl der Abbildungsmaßstäbe, so daß sie daher bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechend den Vergrößerungsfaktoren x1, xO,75 und x1,75 gleich "3" ist.

Jede der Lese/Schreib-Steuereinheiten 168, 169 und 170 setzt die Ausgangssignale des Zeilenzählers 1 bzw. 1641 und des Zeilenzählers 2 bzw. 1642 der entsprechenden CS-

jQ Steuereinheit 164, 165 oder 166 zusammen, um damit für den jeweiligen Speicherblock ein Lese/Schreibsignal R/W bereitzustellen. Gleichermaßen wie die Anzahl der CS-Steuereinheiten 164 bis 166 entspricht die Anzahl der Steuereinheiten 168 bis 170 der Anzahl der Abbildungsmaß-

jr stäbe.

Die den jeweiligen verschiedenen Abbildungsmaßstäben entsprechenden, von den CS-Steuereinheiten 164 bis 166 bzw. den Steuereinheiten 168 bis 170 erzeugten Signale CS bzw. R/W werden entsprechend einem gewünschten Maßstab bzw. Vergrößerungsfaktor mittels der Maßstabwähler 167 bzw. 171 angewählt und dem statischen Schreib/Lesespeicher des jeweiligen Speicherblocks zugeführt.

₂_ Die Fig. 20 ist ein Zeitdiagramm der Signale CS und R/W bei dem Lesen eines Bilds mit einem Vergrößerungsfaktor x1. Bei den den Signalen CS und R/W hinzugefügten Zahlen entsprechen 11 und 12 kleinen Speicherblöcken 172a und 172b, 21 bis 27 Blöcken 173a bis 173g, 31 und 32 Blöcken 174a und 174b, 41 bis 47 Blöcken 175a bis 175g sowie 51 und 52 Blöcken 176a und 176b. Wenn eine erste Abtastung mit dem voreilenden Zeilensensor 22 abgeschlossen ist, werden das Signal CS21 und das Signal R/W21, die dem kleinen Speicherblock 173a des seinerseits dem Zeilensensor 22 entsprechenden Speicherblocks 173 entsprechen, beide auf "0" geschaltet. Bei diesem Zustand wird ein

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-39- DE 5376

Kanal A des in Fig. 18 gezeigten Datenwählers 181, nämlich die Schreibadresse aus dem Schreibadressenzähler 161 gewählt sowie die Leitungstreiberstufe 183 in Betrieb gesetzt, wodurch die Daten aus dem Zeilensensor über die Leitungstreiberstufe 183 dem Schreib/Lesespeicher 182 zugeführt werden. Zugleich führt bei dem Pegel "0" des Signals R/W das ODER-Glied 185 einem Anschluß WE des Schreib/Lesespeichers 182 Schreibimpulse W-CLK zu (Fig.

2Q 16 und 18). Auf diese Weise werden die durch das Abtasten der ersten Zeile mit dem Zeilensensor 22 erhaltenen Signale in den Schreib/Lesespeicher 182 des kleinen Speicherblocks 173a des Speicherblocks 173 eingespeichert. Zugleich werden die durch das Abtasten der ersten Zeile

je mit dem Zeilensensor 24 erhaltenen Signale in den kleinen Speicherblock 175a des Speicherblocks 175 eingespeichert.

Auf gleichartige Weise werden bei dem Abtasten einer zweiten Zeile die Signale CS22 und R/W22 gewählt und

2Q damit die Signale für die zweite Zeile in den kleinen Speicherblock 173b des dem Zeilensensor 22 zugeordneten Speicherblocks 173 eingespeichert. Die Bilder einer dritten und vierten Zeile werden auf gleichartige Weise eingespeichert. Danach wird bei dem Abtasten einer fünften Zeile mit dem nachfolgenden Zeilensensor 21 die gleiche Zeile wie die schon bei der ersten Abtastung mit dem Zeilensensor 22 abgetastete Zeile abgetastet, wobei die bei dieser Abtastung erhaltenen Signale in den kleinen Speicherblock 172a des dem Zeilensensor 21 entsprechenden

_OA Speicherblocks 172 eingespeichert werden. Auf diese Weise

sind die Signale für die gleiche Lesezeile, nämlich die Signale aus den kleinen Speicherblöcken 172a und 173a verfügbar.

Bei der Abtastung einer nachfolgenden sechsten Zeile nimmt das Signal CSIl den Pegel "O" an, während das

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Signal R/W11 den Pegel "1" annimmt, wodurch der Eingang S des Datenwählers 181 auf "1" geschaltet wird, so daß dessen Kanal B gewählt wird. Auf diese Weise werden die Leseadressen aus dem Leseadressenzähler 162 dem Schreib/ Lesespeicher 182 des kleinen Speicherblocks 172a des dem Zeilensensor 21 entsprechenden Speicherblocks 172 zugeführt. Zugleich nimmt ein Signal WE den Pegel "1" an, während ein Signal CS den Zustand "0" annimmt und über

jQ den Inverter 186 die Leitungstreiberstufe 184 in Betrieb gesetzt wird, wodurch die Signale aus dem Schreib/Lesespeicher über die Treiberstufe synchron mit den Leseadressen abgegeben werden. Wenn darauffolgend das Signal CS11 auf "1" geschaltet wird, wird das Signal CS21 auf "0" geschaltet, wodurch auf die Signale aus dem kleinen Speicherblock 172a folgend die Signale aus dem statischen Schreib/Lesespeicher des kleinen Speicherblocks 173a abgegeben werden.

Danach werden aufeinanderfolgend entsprechend dem in Fig. 20 gezeigten Zeitdiagramm die Signale CS und R/W für die anderen Speicherblöcke angewählt, um durch das Einschreiben und Auslesen der Daten zusammenhängende Signale für jeweils eine Zeile zu erhalten. Der vorstehend erläuterte

_₅ Betriebsvorgang wird gleichzeitig für die drei Farben Rot, Grün und Blau ausgeführt, wie es in Fig. 17 mit D_R, D_G und D_R dargestellt ist.

Die Fig. 19 und 21 sind Zeitdiagramme der Signale CS und R/W bei dem Lesen von Bildern mit den jeweiligen Maßstab-

faktoren 0,75 bzw. 1,25, wobei die Steuerung gemäß diesen Zeitdiagrammen auf gleichartige Weise wie gemäß Fig. 20 erfolgt.

Die entsprechend der Farben aufgeteilten Bildelement-Signale D_ß, D~ und D_R, die jeweils 8 Bit haben und die

für das gleiche Bildelement in der Phase angepaßt sind, werden auf diese Weise aus der Speichereinheit 139 ausgelesen und einem nachfolgenden Prozess unterzogen, der in Fig. 22 veranschaulicht ist. Eine Farbkorrekturschaltung 221 führt zum Erzeugen eines Gelbsignals Y, eines Magentasignals M und eines Cyansignals C einen sog. Maskierprozess aus, der im nachstehenden Absatz (i) erläutert wird. Eine Schwarzsignalerzeugungs- und UntergrundfarbenjQ auszugsschaltung 222 führt einen im nachstehenden Absatz (2) erläuterten Prozess aus.

(1) Maskieren:

Die eingegebenen Bildelementsignale D_R, D~ und D_R werden ,c zum Abschwächen unnötiger Farbkomponenten von Drucktonern der folgenden Matrixberechnung unterzogen, durch die die Signale Y, M und C erzeugt werden:

\'" j ι ^{Ul Ul}- ^b31 I ^D _Gj

^ C · \c1 c2 el ' ^D ''

wobei Koeffizienten a., b- und c- (i = 1 bis 3) Maskierungskoeffizienten sind, die auf geeignete Weise festzu-„,-legen sind.

(2) Erzeugen des Schwarzdrucks und Ausscheiden der Untergrundfarbe :

Farbsignale Y¹, M' und C, die jeweils die Tonermengen _n für das Drucken angeben, werden gemäß Gleichungen Y¹ = Y - >k, M' = M - ßk und C=C- ^k festgelegt, wobei k der kleinste Wert der Signale Y, M und C ist, nämlich k = MIN (Y, M, C) gilt. Ferner wird die Tonermenge für den Schwarzausdruck durch BK = <! k bestimmt, wobei die Faktoren ·>, ß, γ und ί jeweils auf geeignete Weise festgelegt werden.

= A&.42884

Die Bilddaten Y', M', C und BK stellen die Grunddaten für ein mit dem Drucker auszudruckendes Tonerbild dar. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden auf eine nachfolgend erläuterte Weise von dem Farbdrucker die Tonerbilder für Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz nicht gleichzeitig ausgedruckt, sondern diese Bilder aufeinanderfolgend auf ein Übertragungs- bzw. Bildempfangsblatt übertragen, um damit ein fertiges Farbdruckbild zu erhal^ten·

Dementsprechend müssen die Farbsignale Y', M', C¹ und BK entsprechend der Funktion des Farbdruckers gewählt werden, wobei ein Wähler 223 zum Wählen eines der Signale aus der Schaltung 222 dient. Daher sind bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel für das Lesen und Ausdrucken eines Farbbilds vier Beleuchtungen des Vorlagenbilds und vier Tonerbilderzeugungsvorgänge erforderlich.

Das entsprechend der Funktion des Farbdruckers 122 gewählte Farbauszugsbild wird in einer Bildbereich-Abtrennschaltung 224 in Zeichenbereiche mit Zeichen, Symbolen, Linien und dergleichen und Halbton-Bildbereiche getrennt, die beispielsweise Fotografien enthalten. Das Halbtonbild

_O(- wird in einer Mehrwerte-Codierschaltung 225 einem üblicherweise als Dither-Prozess bezeichneten Mehrwerte-Codierprozess unterzogen, während das Zeichenbild in einer Binär-Codierschaltung einer binären Codierung mit einem festen Schwellenwert unterzogen wird, wobei die mit 8 Bits bzw. 256 Pegeln übertragenen Bildsignale für ein

jeweiligen Bildelement in den Pegel "1" oder "0" umgesetzt werden. Die Ausgangssignale der Codierschaltungen 225 und 226 werden über ein ODER-Glied 227 einem Synchronisierspeicher 228 zugeführt und unter der Steuerung durch eine Synchronisiersteuereinheit 229 in den Synchronisierspeicher eingespeichert, wonach sie dann über eine

Schnittstelle 230 dem Drucker unter Synchronisierung mit diesem zugeführt werden.

C₅ Gemäß Fig. 12 wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein elektrofotografischer Laserstrah1-Farbdrucker mit einer fotoempfindlichen Trommel 125 verwendet. Der Prozess der Ladungsbilderzeugung wird nachstehend anhand der Fig. 23 erläutert. Das unter Farbauszug mittels des

2Q vorangehend beschriebenen Farbbildlesers 121 gelesene Bild wird mit den Schaltungsblöcken nach Fig. 22 in ein Punktebild umgesetzt, wobei die Punktesignale schließlich zum Modulieren eines in Fig. 23 gezeigten Halbleiter-Lasers herangezogen werden. Die bildgemäß modulierten

, j- Laserstrahlen werden mit einem unter hoher Drehzahl umlaufenden Polygonalspiegel 126 derart abgelenkt, daß eine Oberstreichungsbewegung gemäß Pfeilen A-B in Fig. 23 ausgeführt wird und damit eine bildgemäße Belichtung der Oberfläche der zuvor gleichförmig mit einem Lader 1211

2Q geladenen fotoempfindlichen Trommel 125 vorgenommen wird.

Die Horizontalabtastung mit den Laserstrahlen wird mit einem Teilungsabstand von 1/16 mm entsprechend dem Teilungsabstand des horizontalen Lesens des Bilds ausge- -c führt. Andererseits wird die fotoempfindliche Trommel 125 mit konstanter Drehzahl in der Pfeilrichtung gedreht, so daß durch die mit der Überstreichungsbewegung der Laserstrahlen erreichte Hauptabtastung und die durch die Drehung der fotoempfindlichen Trommel 125 erreichte Unterabtastung die fotoempfindliche Trommel 125 mit einem zweidimensionalen Bild belichtet wird.

Durch diese Laserstrahlenbelichtung wird entsprechend den eingegebenen Bildsignalen auf der fotoempfindlichen

__ Trommel 125 ein elektrostatisches Latentbild bzw. Ladungsbild erzeugt, das durch die Entwicklung mit einem

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Entwicklungszylinder 1218 einer Entwicklungseinheit 1240 in ein den eingegebenen Bildsignalen entsprechendes Tonerbild umgesetzt wird. Beispielsweise wird bei einer ersten Vorlagenbeleuchtung in dem Farbbildleser mittels eines Lasers 231 auf der fotoempfindlichen Trommel 125 ein Punktebild der Gelbkomponenten in der Vorlage erzeugt, das mittels eines Gelb-Entwicklungszylinders 1218Y sichtbar gemacht wird. Das Gelbbild auf der fotoempfind-

J^q liehen Trommel 125 wird dann auf ein um eine Übertragungstrommel 1210 gewickeltes Blatt 1213 mittels eines Übertragungsladers 122 1 übertragen, der nahe an der Berührungsstelle zwischen der fotoempfindlichen Trommel 125 und der Übertragungstrommel 1210 angebracht ist. Der

je gleiche Vorgang wird für das Magentabild, das Cyanbild und das Schwarzbild wiederholt, wobei die erzielten Bilder auf dem Blatt 1213 einander überlagert werden, um damit ein Farbbild aus vier Farbtonern zu erhalten.

Nach der Übertragung der vier Farbbilder wird das Blatt 1213 mittels eines Ablösefingers 1222 nach Fig. 12 von der Übertragungstrommel 1210 abgelöst und dann mit einem Förderband 1223 zu einer Bildfixiereinheit 1224 transportiert, in der durch erwärmte Andruckwalzen 1225 und 1226 das Farbtonerbild geschmolzen und auf dem Blatt fixiert wird.

Nach Fig. 12 sind Kassetten 1229 und 1230 für die Aufnahme von Blättern, Zuführwalzen 1231 und 1232 und Zeitsteuerwalzen 1233 bis 1235 vorgesehen; das mittels dieser Bauteile transportierte Blatt wird von Bandführungselementen 1236 geleitet und dann mittels eines Greifers 1214 an dem Vorderrand erfaßt und um die Übertragungstrommel 1210 gewickelt, wodurch ein Bilderzeugungsschritt eingeleitet wird. Die in Fig. 12 gezeigte Entwicklungseinheit 1240 für das Entwickeln der durch das Belichten mit den

-4 5- DE 5.3 7 6

Laserstrahlen an der fotoempfindlichen Trommel 125 erzeugten Ladungsbilder in verschiedenen Farben ist jeweils um 90° um eine Achse P drehbar; die Entwicklungseinheit ist mit Entwicklungszylindern 1218Y, 1218M, 1218C und 1218BK für die Farbentwicklung in Berührung mit der fotoempfindlichen Trommel 125, mit Tonervorratsbehältern 1220Y, 1220M, 1220C und 1220BK für die Aufnahme der Toner und mit Schnecken 1229 für den Transport der Toner verse-2Q hen. Ferner ist auch eine Reinigungsvorrichtung 1215 für das Entfernen von überschüssigem Toner von der fotoempfindlichen Trommel 125 vorgesehen.

Falls bei dem vorstehend erläuterten Aufbau ein Magenta-Tonerbild erzeugt wird, wird die Entwicklungseinheit um die Achse P so gedreht, daß der Entwicklungszylinder 1218M für die Magentaentwicklung mit der fotoempfindlichen Trommel 125 in Berührung gebracht wird. Auf diese Weise wird das Ladungsbild an der fotoempfindlichen Trommel 125 mit dem Magentatoner entwickelt.

Das Cyanbild und das Schwarzbild werden auf gleiche Weise erhalten.

₂_ Gemäß der vorstehenden ausführlichen Beschreibung ist es möglich, das Vorlagenbild naturgetreu zu lesen und zufriedenstellende Bildsignale für die Bildreproduktion zu erzeugen. Ferner ermöglicht der erfindungsgemäße Bildleser das Lesen für einen geänderten Abbildungsmaßstab

sowie das Lesen von Farbbildern.
oU

Es wird ein Farbbildleser für die Eingabe von Daten über ein Farbbild in eine elektronische Datei oder dergleichen für das elektrische Verarbeiten von Bildinformationen angegeben. Das Bild wird auf fotoelektrische Weise gelesen, um mehrere analoge Farbkomponentensignale zu erhal-

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ten, die dann einer analogen Verarbeitung unterzogen und schließlich in digitale Signale umgesetzt werden. Auf diese Weise wird ein schnelles genaues Lesen von Farbbil-5 dem erreicht, bei dem mit einer einfachen Gestaltung Dunkelströme bei dem digitalen Lesen ohne Auswirkung ble iben

■Hl·

- Leerseite -

Claims (1)

1. Tedtke - Bühling - Kinne - Grupe AAeA ψ

   Pellmann - Grams -Struif d'ÄS'SU ^Γ

   35 42884 Dipl.-lng. R. Kinne

   Dipl.-Ing P Grupe Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

   Bavariaring 4, Postfach 20 2* 8000 München 2

   Tel.: 089-53 96 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münci·

   4. Dezember 198 DE 5376

   Patentansprüche

   1 . Farbbildleser, gekennzeichnet durch eine Lesevorrichtung (11 bis 14) zum fotoelektrischen Lesen einer Farbvorlage (123) und zum Erzeugen mehrerer analoger Farbkomponentensignale, eine Verarbeitungseinrichtung (132 bis 134) für eine Farbenaufbereitung durch einen analogen Prozess an den aus der Lesevorrichtung zugeführten mehreren analogen Farbkomponentensignalen und eine Umsetzeinrichtung (135) zum Umsetzer der durch die Verarbeitungseinrichtung aufbereiteten analogen Signale in digitale Signale.

   2. Farbbildleser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis 14) einen Zeilensensor (11) zum zeilenweisen Lesen der Farbvorlage (123) aufweist.

   3. Farbbildleser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis 14) eine Beleuchtungsvorrichtung (13) zum Beleuchten der Farbvorlage (123) und eine Filtervorrichtung (Fig. 5) zum Aufteilen des von der Farbvorlage reflektierten Lichts in Farbkomponenten aufweist.

   -2- DE 5

   3 7η

   4. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (139) zum Speichern der digitalen Signale aus der Umsetzeinrichtung (US).

   5. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis 14) zur seriellen Abgabe der mehreren analogen Farbkompo-

   ,Q nentensignale ausgebildet ist und daß die Verarbeitungseinrichtung (132 bis 134) zum Aufteilen der seriell abgegebenen mehreren analogen Farbkomponentensignale entsprechend den jeweiligen Farben ausgebildet ist.

   ₁₍- 6. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (132 bis 134) zum Aussondern einer Schwarzkomponente aus den von der Lesevorrichtung (11 bis 14) abgegebenen mehreren analogen Farbkomponentensignalen ausgebildet ist.

   7. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (132 bis 134) für einen Farbumsetzungsprozess an den von der Lesevorrichtung (11 bis 14) abgegebenen mehreren analogen Farbkomponentensignalen ausgebildet ist.

   8. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Reproduktionsvorrichtung (122) zum Reproduzieren eines Farbbilds aus den von der Umsetzeinrichtung (135) zugeführten digitalen Signalen.

   9. Farbbildleser, gekennzeichnet durch eine Lesevorrichtung (11 bis 14) zum fotoelektrischen Lesen einer Farbvorlage (123) und zum Erzeugen mehrerer Farbkomponentensignale, eine Erfassungseinrichtung (132d) zum Erfas-

   sen eines Bezugsschwarzsignals aus dem Ausgangssignal der

   = 5 37 6

   -3- DF.

   Lesevorrichtung, eine Trenneinrichtung (132a bis 132c) zum Aufteilen der von der Lesevorrichtung abgegebenen mehrerer Farbkomponentensignale entsprechend jeweiligen g Farben und eine Korrektureinrichtung (133) zum Korrigieren der von der Trenneinrichtung aufgeteilten mehreren Farbkomponentensignale mittels des von der Erfassungseinrichtung erfaßten Bezugsschwarzsignals.

   ,Q 10. FarbbiId leser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis 14) einen Zeilensensor (11) zum zeilenweisen Lesen der Farbvorlage (123) aufweist.

   .j. 11. Farbbildleser nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis 14) eine Beleuchtungsvorrichtung (13) zum Beleuchten der Farbvorlage (123) und eine Filtervorrichtung (Fig. 5) zum Aufteilen des von der Farbvorlage reflektierten Lichts in

   ^_n Farbkomponenten aufweist.

   12. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Festhalten des von der Erfassungseinrichtung (I32d) erfaßten Bezugsschwarzsignals.

   13. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 9 bis 12, gekennzeichnet durch eine Verarbeitungseinrichtung (134) für einen Farbumsetzungsprozess an den durch die Korrektureinrichtung (133) korrigierten mehreren Farbkomponen-

   tens ignalen.

   14. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis

   14) zur seriellen Abgabe der mehreren Farbkomponentensig-5

   nale einschließlich des Bezugsschwarzsignals ausgebildet

   -4- DE 5?

   ist.

   15. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch eine Reproduktionsvorrichtung (122) zum Reproduzieren eines Farbbilds aus den Ausgangssignalen der Korrektureinrichtung (133).

   16. Farbbildleser, gekennzeichnet durch eine Lesevor-,Q richtung (11 bis 14) mit mehreren 1inienförmigen Sensoren (21 bis 25) zum aufgeteilten Lesen einer Farbvorlage (123) und zum jeweiligen Erzeugen mehrerer Farbkomponentensignale, die das entsprechende Farbbild darstellen, mehrere Verarbeitungseinrichtungen (Fig. 13) zum jeweili-,. gen Ausführen eines Farbprozesses an den jeweils von den mehreren Sensoren abgegebenen mehreren Farbkomponentensignalen und eine Formierungseinrichtung (140) zum Bilden mehrerer, für eine jeweilige Lesezeile zusammenhängender Farbkomponentensignale aus den aus den mehreren Verarbeitungseinrichtung erhaltenen, dem Farbprozess unterzogenen Ausgangssignalen.

   17. Farbbildleser nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lesevorrichtung (11 bis 14) eine Beleuchtungsvorrichtung (13) zum Beleuchten der Farbvorlage (123) und eine Filtervorrichtung (Fig. 5) zum Aufteilen des von der Farbvorlage reflektierten Lichts in Farbkomponenten aufweist.

   18. Farbbildleser nach Anspruch 16 oder 17, dadurch 30

   gekennzeichnet, daß die mehreren Verarbeitungseinrichtungen (Fig. 13) zum Aufteilen der von der Lesevorrichtung (11 bis 14) abgegebenen mehreren Farbkomponentensignale entsprechend den jeweiligen Farben ausgebildet sind.

   19. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 16 bis 18,

   -5- DE 5

   ,#42884

   dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Verarbeitungseinrichtungen (Fig. 13) für einen Farbumsetzungsprozess an den von der Lesevorrichtung (11 bis 14) abgegebenen mehreren Farbkomponentensignalen ausgebildet sind.

   20. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Sensoren (21 bis 25) versetzt angeordnet sind.

   21. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 16 bis 20,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Formierungseinrichtung (140) eine Einrichtung zum Korrigieren von Abweichungen der Lesestellen der mehreren Sensoren (21 bis 25) aufweist.

   22. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Formierungseinrichtung (140) zum Formieren gemäß einer Bildlesevergrößerung der Farbvorlage (123) ausgebildet ist.

   23. Farbbildleser nach einem der Ansprüche 16 bis 22, gekennzeichnet durch eine Reproduktionseinrichtung (122) zum Reproduzieren eines Farbbilds aus den Ausgangssignalen der Formierungseinrichtung (140).