DE2751326A1 - Verfahren zum aufzeichnen von schrift- oder bildinformationen mittels punktfoermiger aufzeichnungsflecke - Google Patents

Verfahren zum aufzeichnen von schrift- oder bildinformationen mittels punktfoermiger aufzeichnungsflecke

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DE2751326A1 DE19772751326 DE2751326A DE2751326A1 DE 2751326 A1 DE2751326 A1 DE 2751326A1 DE 19772751326 DE19772751326 DE 19772751326 DE 2751326 A DE2751326 A DE 2751326A DE 2751326 A1 DE2751326 A1 DE 2751326A1
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Description

Fa. Dr.-Ing. Rudolf Hell GmbH Kiel, den 3.11.1977
Grenzstraße 1-5, 2300 Kiel 14 Lf/Wl
Patentanmeldung Nr. 77/465
Kennwort: " Verbessertes Teilschrittverfahren"
Verfahren zum Aufzeichnen von Schrift- oder Bildinformationen mittels punktförmiger Aufzeichnungsflecke
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen von Schrift- oder Bildinformationen mittels punktförmiger Aufzeichnungflecke gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Es sind Aufzeichnungsverfahren bekannt, bei denen Bilder oder Schriftzeichen 'in Form von in einem Raster angeordneten Bedeckungsflächen aufgezeichnet werden, z.B. Matrixdrucker, die mit Nadeln, thermografischen oder elektrischen Aufzeichnungskämmen arbeiten. Im gleichen Prinzip arbeiten Tintenstrahldrucker mit einzelnen oder in einer Matrix angeordneten Düsen, welche punktförmige Aufzeichnungsflecke erzeugen. Die einzelnen Aufzeichnungsflecke sind entsprechend einem Raster, welches sich aus der Aufzeichnungsfrequenz ergibt, aufgezeichnet. In allen diesen Fällen werden schräg zur Aufzeichnungrichtung verlaufende Konturen mehr oder weniger stark getreppt, d.h. mit schlechter Qualität wiedergegeben. Dies könnte man verbessern, indem man die Auflösung verfeinert, d.h. Abtast- und Aufzeichnungsfrequenz erhöht bzw. das Abtast- und Aufzeichnungsraster verfeinert. Dies ist mit Mehraufwand und, wenn die AufZeichnungsorgane keine höhere Punktfrequenz zulassen, mit einer Verlangsamung der Aufzeichnung verbunden
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Bei einigen der vorgenannten Aufzeichnungsverfahren ist dies nur bis zu einem gewissen Grade möglich, da man die Punktgröße bei der Aufzeichnung nicht beliebig klein machen kann.
Es ist daher bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, mit dessen Hilfe ohne Erhöhung der Abtastfeinheit bzw. Abtastfrequenz eine Konturenverbesserung erreicht wird. Diese Verbesserung ist aber nur an der in Aufzeichnungsrichtung zuerst auftretenden Kante vorhanden, an der Rückflanke hingegen nicht. Dieses Verfahren wird Teilschrittverfahren genannt und ermöglicht es, bei gleicher Aufzeichnungsfrequenz den ersten Punkt an einer Kante um einen Teilschritt des Rasterabstandes in Richtung der Kontur zu verschieben. Die folgenden Punkte werden dann mit der normalen Aufzeichnungsfrequenz geschrieben, was aber dazu führt, daß eine Kontur an ihrer Rückflanke in der bisher stark getreppten Form wiedergegeben wird, d.h., es tritt also nur an einer Seite der Kontur eine Verbesserung auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Teilschrittverfahren anzugeben, mit dem die Aufzeichnung auch an der Rückflanke von Konturen oder Kanten verbessert werden kann. Die Erfindung erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 und 3 beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1-13 näher erläutert.
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Es zeigen:
Figur 1 eine Punktanordnung eines schräg verlaufenden schwarzen Striches unter Anwendung des üblichen Halbschrittverfahrens;
Figur 2 eine Punktmatrix eines schräg verlaufenden schwarzen Striches unter Anwendung der Erfindung zur Verbesserung der hinteren Kante;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2, bei dem mit Überlappung gearbeitet wird;
Figur 4 eine Punktmatrix eines schräg verlaufenden Striches bei Anwendung des Viertelschrittverfahrens;
Figur 5 ein Beispiel gemäß Figur 4, bei dem noch eine weitere Verbesserung der hinteren Kante erreicht wird;
Figur 6 ein Beispiel gemäß Figur 5, bei dem eine Überlappung der Rasterpunkte auftritt;
Figur 7 eine Darstellung von verschiedenen Strichbreiten mi t dem Halbschrittverfahren,
Figur 8 eine Darstellung von verschiedenen Strichbreiten mit dem Drittelschrittverfahren;
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Figur 9 eine Darstellung von verschiedenen Str:'.chbreiten mit Viertelschrittverfahren;
Figur 9a eine Variante der Figur 9 mit Verteilung der Rasterpunkte; Figur 10 ein Blockschaltbild der Erfindung; Figur 11 ein Blockschaltbild für eine Abtasteinrichtung; Figur 12 ein elektronisches Schaltbeispiel für die Erfindung; Figur 13 Impulsdiagramme für die Figur 12.
In Figur 1 ist eine durch die Linien I und II begrenzte Kontur dargestellt, die sich aus den Punkten 1-11 zusammensetzt. In der Senkrechten sind die Zeilen n, n+1, und n+2 dargestellt und in der Horizontalen die jeweiligen Halbschritte des Rasterpunktes. Man erkennt, da*ß in der Zeile n+1, in der vom Halbschrittverfahren Gebrauch gemacht Wird, die an der Begrenzungslinie I verlaufende Kontur sauber getroffen wird. Gleichzeitig ist aber zu sehen, daß am Ende der Zeile die Linie II überschritten wird und zwischen der vorangehenden Zeile ein "Loch" entstanden ist, das zu einer Vertreppung der Kontur führt.
Figur 2 zeigt das gleiche Ausbildungsbeispiel, bei dem in der Zeile n+1 sowohl bei der Begrenzungslinie I als auch bei der Begrenzungslinie II eine exaktere Korrektur erreicht wird. Am Ende der Zeile n+1 ist der letzte Rasterpunkt um einen Halbschritt nach rechts versetzt, was gegenüber dem üblichen Aufzeichnungsverfahren keine erhöhte Abtastfrequenz mit sich bringt. Wie später erläutert, ist diese Verschiebung des Rasterpunktes leicht zu erreichen, indem er aus der Position, in die er normalerweise nach dem Halbschrittverfahren fallen
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würde, um ein entsprechendes Wegstück bei der Aufzeichnung verzögert wird. Wie zu erkennen ist, sind an der Begrenzungslinie II noch zwischen den Zeilen η und n+1 sowie den Zeilen n+1 und n+2 kleine Lücken, die aber bei den üblichen Aufzeichnungsverfahren, bei denen mit einer sehr starken Überlappung der Rasterpunkte gearbeitet wird, wegfällt. Dieser Fall ist in Figur 3 dargestellt, und man erkennt deutlich, daß so auch an der Begrenzungslinie II eine lückenlosere Kontur erzielt ist.
Figur 4 zeigt ein Beispiel einer Kontur, die ebenfalls durch die Linien I und II begrenzt wird, bei der von dem bekannten Viertelschrittverfahren Gebrauch gemacht wird. Wie zu erkennen ist, wird die Kontur an der Linie I besser getroffen, aber an der Kontur der Kante II ist ndch eine Lücke in der Zeile n+1 vorhanden.
Figur 5 zeigt die durch die Erfindung erreichte Verbesserung dieses Viertelschrittverfahrens, bei dem an der Hinterkante die Treppenstruktur vermieden wird und zusätzlich die drei Rasterpunkte auf die in der Zeile möglichen Viertelschritte verteilt werden, so daß sich in der Zeile n+1 eine gleichmäßige Aufteilung ergibt. Die Kontur ist jetzt sowohl an der Kante I als auch an der Kante II optimal getroffen.
Figur 6 zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur 5, bei dem mit in der Praxis üblichen Überlappung gearbeitet wird. Man erkennt, daß auch in der Zeile n+1 die Zwischenräume zwischen den einzelnen Rasterpunkten fast völlig verschwinden, so daß eine nahezu ideale Darstellung der durch die Linien I und II begrenzten Konturen gegeben ist. Falls die Überlappung noch größer gemacht wird, verschwinden die Zwischenräume ganz.
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In Figur 7 soll das Bildungssystem über eine größere Anzahl von Schritten zeigen, wie es beim Halbschrittverfahren zur Anwendung komint. Bei allen vollen Schritten schließen die Rasterpunkte dicht aneinander an, nur bei einem Halbschritt entsteht nach dem vorletzten Rasterpunkt durch die Verzögerung der Aufzeichnung des letzten Rasterpunktes eine Lücke, die aber bei Überlappung nicht stört, wie aus Figur 6 zu erkennen ist.
Figur 8 zeigt den prinzipiellen Aufbau für Drittelschritte. Hier ist zu bemerken, daß bei fünf Schritten und acht Schritten zwei Bildungen möglich sind, nämlich im Fall von fünf 1/3-Schritten entweder einen Rasterpunkt oder zwei Rasterpunkte aufzuzeichnen und bei acht 1/3-Schritten anstelle von zwei Rasterpunkten drei aufzuzeichnen.
Die Anzahl der Varianten bei den einzelnen Übergängen wird umso größer, je kleiner die Anzahl der Teilschritte ist, was aus Figur 9 zu sehen ist. Bei sieben 1/4-Schritten gibt es zwei Möglichkeiten, d.h. entweder ein oder zwei Rasterpunkte, bei elf 1/4-Schritten wiederum zwei Möglichkeiten, entweder zwei oder drei Rasterpunkte und bei fünfzehn 1/4-Schritten die Möglichkeiten, drei oder vier Rasterpunkte zu schreiben. Dieses Bildungsgesetz geht nach einer bestimmten Anzahl von Teilschritten, im letzten Falle alle vier Teilschritte. Zu welcher Lösung man sich entscheidet, hängt davon ab, ob man mit großer oder kleiner Überlappung der Rasterpunkte arbeitet. Im Falle, daß man mit Überlappung arbeitet, ist es also sinnvoll, die niedrigere Anzahl von Rasterpunkten zu wählen.
Figur 9a zeigt ein Beispiel, bei dem im Unterschied zur Figur 9 mit einer Verteilung der Lücken im Inneren des zu schreibenden Schreibstreifens gearbeitet wird, z.B. ab dem vierzehnten und fünfzehnten sowie achtzehnten und neunzehnten Schritt usw. Dann fallen die Alternativen bei mehr als vierzehn Teilschritten weg.
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COPY
Figur 10 zeigt einen prinzipiellen Aufbau einer Schaltung, die für die Durchführung der Erfindung geeignet ist. Sie besteht aus einer Datenquelle, die ein Abtastsystem darstellt, welches in Figur 11 im einzelnen näher beschrieben ist, einem Digitalisierer und einer Datensenke.
Figur 11 zeigt schematisch die Abtastanordnung für die Vorlage. Sie besteht aus einer Lichtquelle 1, einem optischen System 2, durch das die Lichtquelle auf eine schematisch dargestellte Vorlage 3 fokussiert wird. Das reflektierte Licht wird über eine Sammellinse 4 und eine Blende 5 auf einen optischelektrischen Wandler 6 gegeben, dessen Ausgangssignal über einen Verstärker 7 zu einem Komparator 8 gelangt, der das vom optischelektrischen Wandler gelieferte Signal in ein Video-Signal V umwandelt, das zeitlich analog und in der Amplitude schwarz/weiß quantisiert ist. Dieses Signal ist in Figur 13b dargestellt. Das Eingangssignal V wird an einen D-Eingang eines D-Flip-Flops 9 und an ein Tor 10 geführt. An einem Takteingang T des Flip-Flops 9 und an einem zweiten Eingang des Tors 10 liegt der Halbschritttakt eines Taktgenerators 11, dessen Impulse in Figur 13a dargestellt sind. In dem Flip-Flop 9 wird das Videosignal V mittels des Taktes des Taktgenerators 11 zeitlich quantisiert, so daß sich ein Videosignal A an dem Ausgang Q und Q des Flip-Flops 9 ergibt, das in Figur 13c dargestellt ist. Der erste Videoimpuls A hat genau die Länge von 5 1/2 Vollschritten, so daß ohne die erfindungsgemäße Einrichtung das Problem der hinteren Kantenvertreppung auftreten würde. Bei dem zweiten Impuls der Figur 13c ist die Länge des Impulses genau ein Ganzes Vielfaches, d.h. das 4-fache eines Vollschrittes. Bei der erfindungsgemäßgen Lösung wird dieses auch als 4-facher Vollschritt wiedergegeben.
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COPY
Das Tor 10 erzeugt bei Kooinzidenz zwischen dem Video-Signal V (Figur 13b) und dem Takt des Taktgenerators 11 (Figur 13a) ein Ausgangstaktsignal, da das monostabile Flip-Flop 12 triggert. Die Zeit des monostabilen Flip-Flops 12 ist so eingestellt, daß sie etwas geringer als ein ganzer Vollschritt ist, so daß das Ausgangssignal dieses Flip-Flops die Kurvenform gemäß Figur 13d hat. Wenn das Signal der Figur 13c nicht ein ganzes Vielfaches eines Vollschrittes ist, entsteht an einem Gatter 13, an das die Ausgänge des Flip-Flops 9 und des Flip-Flops 12 geführt sind, ein Steuersignal, das an ein Flip-Flop 14 und an Gatter 16 und 17 angelegt wird. Der Ausgang des monostabilen Flip-Flops 12 wird zusätzlich an einem Eingang eines Schieberegisters 15 gelegt und mittels des Taktes des Taktgenerators 11 (Figur 13a) um zwei und drei Halbschrittstaktperioden verzögert. Die verzögerten Signale sind in Figur 13 unter e und f aufgezeichnet. Diese beiden Signale werden wahlweise über die Gatter 16 und 17 und eine Oder-Verknüpfung 18 an den Ausgang D gelegt, dessen Signal in Figur 13i dargestellt ist. Der Ausgangsimpuls des Gatters 13 wird durch das monostabile Flip-Flop 14 auf eine Zeit von etwa vier Halbschritt-Taktperioden verlängert. Dieses Signal ist in Figur 13h dargestellt. Die Ausgangssignale des Gatters 13 und des Flip-Flops 14 steuern die Umschaltung der verzögerten Signale der Figuren 13e und 13f auf den Ausgang D. Ist das Signal, das in Figur 13h dargestellt ist, gleich logisch Null, dann wird das Signal gemäß Figur 13f auf den Ausgang D geschaltet. Ist das Signal gemäß Figur 13h gleich logisch 1, so wird das Signal gemäß 13e auf den Ausgang geschaltet. In diesem Bereich gibt es den Fall, daß das Ausgangssignal des Gatters eine logische Null ist, dann werden weder die Signale gemäß Figur 13e noch gemäß Figur 13f auf den Ausgang gegeben, sondern es entsteht am
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Ausgang eine logische Null. Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß Videosignale mit einer Länge aus einem ganzen Vielfachen eines Vollschrittes um drei Halbschrittperioden verzögert am Ausgang ankommen. In dem Fall, daß die Videosignallänge wie im Beispiel der Figur 13 ein nicht ganzes Vielfaches eines Vollschrittes beträgt, wird zwischen dem letzten Vollschritt und den ersten Vollschritten eine Pause von einem halben Vollschritt erzeugt. Die gesamte Länge dieses Videosignals am Ausgang D beträgt in dem Beispiel ebenfalls fünf halbe Vollschritte wie in dem Videosignal gemäß Figur 13c. Damit liegt der letzte -Vollschritt dieses Videoimpulses im Signal der Figur 13i, d.h. damit passend an der hinteren Flanke.
Die Erfindung ist nicht auf 1/2- und 1/4- Schritte beschränkt, sondern die Vollschritte können beliebig fein unterteilt werden. Je feiner die Unterteilung ist, desto genauer können die Aufzeichnungsflecke an die Konturen gesetzt werden, wobei der Aufwand von der geforderten Qualität, d.h. Feinheit der Unterteilung, bestimmt wird.
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Claims (3)

  1. Fa. Dr.-Ing. Rudolf Hell GmbH Kiel, den 3.11.1977
    Grenzstraße 1-5, 2300 Kiel 14 Lf/Wl
    Patentanmeldung 77/465
    Kennwort: "Verbessertes Teilschrittverfahren"
    Patentansprüche
    (V) Verfahren zum Aufzeichnen von Schrift- oder Bildinformationen mittels punktförmiger Aufzeichnungsflecke, die zeilenweise nach einem Aufzeichnungsraster (oder mehrzeilig innerhalb einer Matrix) angeordnet sind und die Aufzeichnung schrittweise mit einer Aufzeichnungsfrequenz vorgenommen wird, welche den Punktabständen des Rasters (bzw. der Matrix) entspricht und bei dem am Beginn einer quer zur Aufzeichnungrichtung verlaufenden Kontur der erste Aufzeichnungsfleck, wenn seine Umrandung nicht mit der Kontur übereinstimmt, um mindestens einen Teilschritt in Richtung der Kontur verschoben und die folgenden Aufzeichnungsflecke schrittweise im ' Takt der Aufzeichnungsfrequenz aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Endes einer quer zur Aufzeichnungsrichtung verlaufenden Kontur der letzte Aufzeichnungsfleck in Richtung der Kontur verschoben aufgezeichnet wird, indem der Zeitpunkt, zu dem der Aufzeichnungfleck aufgezeichnet wird, gegenüber dem zur Aufzeichnungsfrequenz gehörenden Takt verzögert wird.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem verzögerten Aufzeichnungsfleck vorangehenden Aufzeichnungsflecke ebenfalls verzögert werden.
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  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere vorangehende Aufzeichnungsflecke verzögert werden, wobei die einzelnen Verzögerungen so bemessen werden, daß sich eine gleichmäßige Verteilung der Aufzeichnungsflecke innerhalb des entsprechenden Zeilensegmentes ergibt.
    gelesen und mit Inhalt einverstanden:
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    ^09821 /003Λ
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