DE2831836A1

DE2831836A1 - Vorrichtung zur vorpruefung von kopiervorlagen

Info

Publication number: DE2831836A1
Application number: DE19782831836
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl Ing Knoer; Bernd Payrhammer; Helmut Dipl Ing Wahl
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1978-07-20
Publication date: 1980-02-07
Also published as: GB2026202A; US4251157A; GB2026202B; JPS5518688A; CH642466A5

Description

AGFA-GEVAERTA^

LEVERKUSEN
-3-

CAMERA-WERK München

PATENTABTEIULING

CW 2096.2 PK/MK 17.07.78

10-pa-ja

Vorrichtung zur Vorprüfung von Kopiervorlagen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorprüfung von Kopiervorlagen unterschiedlicher Bildschärfe auf Kopierfähigkeit mittels einer lichtelektrischen Abtastung der Vorlage bzw. des projizierten Bildes der Vorlage.

In den moderneren Kopiergeräten sind heute neben Korrektureinrichtungen für Dichte und Farbe auch Einrichtungen bekannt, welche unscharfe Negative, sei es verwackelte oder mit falscher Entfernungseinstellung aufgenommene Vorlage, automatisch erkennen und von dem Kopiervorgang ausschließen. In der DE-OS 22 44 340 wird beispielsweise eine Vorrichtung beschrieben, in der eine Kopiervorlage in der Größe der Aufnahmedetails fotoelektrisch ausgemessen und die Wertdifferenz nebeneinanderliegender Teile mit Grenzwerten verglichen wird. Die Zahl bzw. die Größe der die Grenzwerte übersteigenden Differenzwerte werden soda,nn auf summiert und als Maß für die Bildschärfe mit einem Sollwert verglichen. Wird dieser Sollwert nicht erreicht, so muß der Kopiervorgang

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verhindert werden. Das Problem bei einer solchen oder ähnlichen Messung ist stets, geeignete Abtastmittel für die unmittelbar nebeneinander liegenden, sehr kleinen Bereiche zu findan. Es ist daher bereits auch vorgeschlagen worden, die Vorlagen bzw. deren projizierten Bilder mittels eines Vidikons abzutasten. Eine solche Maßnahme ist jedoch nur für sehr niedrige Verarbeitungsgeschwindigkeiten (quasi-stationärer Betrieb) und ist außerdem sehr kostspielig und umständlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfacheren Mitteln eine bereichsweise Abtastung der Vorlage ermöglicht, wobei die Empfindlichkeit der Messung bei stark über- oder unterbelichteten Vorlagen verbessert werden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß die von einer Fotozelle aufgenommene Integraltransparenz oder die Transparenz des hellsten Punktes als Steuerwert zum Regeln der Integrationszeit des CCD-Sensors verwendet wird. Es wird somit die Eigenschaft des CCD-Sensors, sich in Abhängigkeit von Lichtintensität und Zeit aufzuladen, ausgenützt, wodurch ein optimaler Meßbereich ausgewählt werden kann.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das anhand von Figuren eingehend, erläutert wird. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Figur 2 ein Blockschaltbild der in Figur 1 dargestellten Auswertelektronik;

Figuren Ersatzschaltbilder bezüglich der Wirkungsweise eines 3a und 3b CCD-Sensors; und

Figur 4 eine grafische Darstellung eines ImpulsVerlaufs am CCD-Ausgang.

In Figur 1 ist mit 1 eine Vorlagenbühne bezeichnet, über die eine Vorlage 2 transportiert wird. Die Vorlagenbühne 1 ist im wesentlichen geschlossen und weist an einer geeigneten Stelle einen schmalen Schlitz 3' auf, der quer zur Transportrichtung verläuft. Von einer Seite her wird der Schlitz 3¹ durch eine Lampe 4, einen Spiegel 5 und ein Linsensystem 6 bestrahlt. Auf der anderen Seite der Vorlagenbühne 1 ist eine Abbildungsoptik 7 vorgesehen, welche den Schlitz 38 auf einem CCD-Sensor 8 abbildet. Der CCDrSensor 8 steht mit einer Auswertelektronik 9 in Verbindung, mit welcher auch ein Fotoempfänger 10 in Verbindung steht, dessen Empfangs-

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seite auf einen zweiten Schlitz 3 zur Aufnahme der Integraltransparenz gerichtet ist. Dieser zweite Schlitz 3 ist etwa eine Negativlänge in Transportrichtung gesehen vor' dem ersten Schlitz 3¹ angeordnet und weist eine gleiche Form auf. Die Beleuchtung dieses zweiten Schlitzes 3 erfolgt durch ein zweites Beleuchtungssystem 4' - 6'.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß statt der Transparenzmessung auch die Möglichkeit besteht, einen auf die positive Ebene eines Kopiergerätes abgebildeten Spalt, welcher einen Streifen aus der Vorlage projiziert, im Auflichtverfahren auf den CCD-Sensor 8 abzubilden.

In Figur 2 ist nun die Auswertelektronik im einzelnen dargestellt. An den Fotoempfänger 10 schließt sich ein Verstärker 11 an, dessen Ausgang mit einem Peak-Detektor 12 verbunden ist. In dem Peak-Detektor 12 ist außerdem eine Speicherschaltung (Sample and Hold) vorgesehen. Der Ausgang des Peak-Detektors 12 ist an die Eingänge einer Reihe von Komparatoren 13a, 13b, 13c ... gelegt, deren Ausgänge wiederum in einen Schalter 14 münden. In jedem der Komparatoren 13 a bis 13 η ist eine einstellbare Referenz 15a bis 15 η vorgesehen, mit der für jeden Komparator eine bestimmte Schwelle festgelegt werden kann. Von dem Schalter 14 führen Steuerleitungen 16a bis 16 η zu einem Frequenzteiler 17, welcher eine Taktfrequenz von einem Taktgenerator 18 erhält. Der Ausgang des Frequenzteilers 17 ist mit dem CCD-Sensor 8 verbunden, welcher das gewünschte Abtastsignal der äußerst kleinen, nebeneinander liegenden Bereiche liefert.

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Die Wirkungsweise der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung ist nun folgendermaßen:

Die Vorlage 2 wird in Pfeilrichtung 19 über die Vorlagenbühne 1 bewegt, wobei ein schmaler Streifen eines Negativs 2 a von der Beleuchtungsanordnung 4' bis 6' durch den Spalt 3 durchleuchtet und auf den Fotoempfänger 10 abgebildet wird, welcher die integralen Dichtewerte dieser einzelnen Streifen aufnimmt. Zugleich wird das vorangegangene Negativ 2 b von der Beleuchtungsanordnung* 4 - 6 durch den Spalt 3¹ durchleuchtet und auf dem CCD-Sensor 8 abgebildet. Der CCD-Sensor 8 hat etwa eine Länge von 20 mm und weist ca. 1 700 nebeneinander liegende "Fotodetektoren" auf. Die Größe eines einzelnen Fotodetektors beträgt 8 mal 17 um, und die Zeit, in der die einzelnen Fotodetektoren lichtelektrisch geladen werden, hängt von der Taktfrequenz ab, mit der der CCD-Sensor 8 gesteuert wird. Die aufgrund der unterschiedlichen Dichtewerte auch unterschiedlich geladenen Fotodetektoren werden sequentiell ausgelesen, so daß das vom CCD-Sensor ausgegebene Signal eine Impulsfolge darstellt, wobei die Amplituden den Dichtewerten der nebeneinander liegenden Bereiche in der Vorlage entsprechen, wie dies aus Figur 4 ersichtlich ist. Darin ist ein möglicher Impulsverlauf eines Abfragezyklusses einer CCD-Zelle dargestellt. Zu Beginn eines Zyklusses steht ein Synchronisierimpuls 20 bzw. 20' für den nächstfolgenden Zyklus. Das CCD-Element lädt sich in Abhängigkeit von Lichtintensität und Zeit auf, so daß genauer gesagt die Impulsfläche jedes einzelnen Signals dem jeweiligen Dichtewert der Vorlage entspricht.

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Die Erstellung der Signalimpulse hängt im wesentlichen von der Bauweise der einzelnen CCD-Elemente ab, wie dies beispielsweise aus Fig. 3a und 3b ersichtlich wird. In Figur 3a ist ein Teil einer CCD-Zeile 8 mit den einzelnen Elementen 8¹ wiedergegeben. Man kann sich dabei vorstellen, daß jedes Element 8¹ wie ein Kondensator 8k aufgeladen und über einen Schalter 8s abgefragt wird. Die Betätigung dieser Schalter soll dabei erfindungsgemäß durch eine variable Taktfrequenz erfolgen.

Die andere in Figur 3b dargestellte Form eines CCD-Elementes sieht vor, daß die Aufladezeit der Kondensatoren 8K durch die vorgeschalteten Schalter 8z gemäß der Frequenz f variiert wird. ¹ Die Abfrage der Kondensatoren 8K kann dann durch die den Kondensatoren nachgeschalteten Schalter 8c mit einer konstanten Taktfrequnz f, erfolgen.

CCD-Elemente mit direkter oder indirekter Informationsausgabe sind bekannt und werden beispielsweise in der Zeitschrift "Fernseh- und Kinotechnik", März 1977, Seiten 82 bis 86, beschrieben.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem soll anhand der Figur 4 noch verdeutlicht werden, in welcher eine Reihe von Signalimpulsen 21 dargestellt ist. Die Signalimpulse 21 a stellen das Signal für einen absolut schwarzen Dichtewert dar. Ihre Amplitude bildet somit die Rauschgrenze R bei einer mittleren Taktfrequenz. Demgegenüber stellen die Signalimpulse 21 b Signale

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für eine sehr geringe Dichte bei einer mittleren Taktfrequenz dar, welche bereits den Sättigungswert S des CCD-Sensors erreicht haben. Ein brauchbares Nutzsignal muß also zwischen diesen beiden Grenzen R und S liegen und kann beispielsweise die Form des Signalimpulses 21 c haben.

Bei überbelichteten Vorlagen sind gewöhnlich sehr hohe Dichtewerte vorhanden, welche ähnlich den Signalimpulsen 21 d in unmittelbarer Nähe der Rauschgrenze R liegen. Um die Amplitude aus diesem Bereich verschieben zu können, kann erfindungsgemäß die Taktfrequenz f erniedrigt werden, womit die Abfragezeit bzw. die Speicherzeit verlängert werden kann. Damit ergibt sich ein Signalimpuls 21 e mit höherer Amplitude und größerer Impulsbreite, wie dies mit gestrichelten Linien gezeigt ist.

In umgekehrter Weise kann bei einer unterbelichteten Vorlage mit sehr geringen Dichtewerten, bei der die Signalimpulse 21 f in Nähe der Sättigungsgrenze S liegen würde, die Taktfrequenz f erhöht werden, so daß die Abfragezeit bzw. Speicherzeit verkürzt wird. Damit ergibt sich ein Signalimpuls 21 g mit geringerer Breite und geringerer Amplitude, wie dies ebenfalls mit gestrichelten Linien in Figur 4 gezeigt ist.

Die Variation des Abfrage- bzw. Speichertaktes wird wiederum am besten aus Figur 2 deutlich. Der vom Fotoempfänger 10 aufgenommene Integralwert über die Spaltbreite 3 wird nach einer Verstärkung

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im Verstärker 11 an den Peak-Detektor 12 gegeben. Hier wird der von einem Negativ 2 a aufgenommene Spitzenwert der Transparenz erkannt und in der Sample-and-Hold-Schaltung. festgehalten,bis dieses Negativ in die nächste Abtaststellung trasportiert ist, in welcher die Projektion auf den CCD-Sensor 8 erfolgt. Das einen bestimmten Spannungswert darstellende Signal des Spitzenwertes wird nach der Abtastung des ganzen Negativs 2 a bzw. eines wesentlichen Teiles davon in den Komparatoren 13a bis 13 η mit den unterschiedlichen Referenzen 15 a bis 15 η verglichen. Die sich dabei ergebenden, beispielsweise positiven Differenzspannungen werden zum Ansteuern des Schalters 14 verwendet. Handelt es sich beispielsweise um eine Vorlage mittlerer Dichte, so können entsprechend der Einstellung der Referenzen lediglich die beiden Komparatoren 13 a und 13b ein positives Signal abgeben, so daß der elektronische Schalter 14 über die Leitung 16b den Frequenzteiler "1 : 2" ansteuert. Die vom Taktgenerator 18 konstante Taktfrequenz wird sodann im dem Verhältnis 1 : 2 unterteilt und der CCD-Sensor 8 für die Erstellung einer Impulsbreite gemäß dem Impuls 21 c getaktet. Bei einer Vorlage sehr geringer Dichte wird von dem Peak-Detektor 12 lediglich der Komparator 13a angesteuert. Das bedeutet, daß von dem Schalter 14 über die Leitung 16a der Frequenzteiler 17 am Eingang "1 : 1" angesteuert wird und die Frequenz ungeteilt, gegenüber der Frequenz für durchschnittliche Dichtewerte jedoch erhöht den CCD-Sensor 8 taktet. Bei einer Vorlage sehr hoher Dichte wird beispielsweise von allen Komparatoren ein positives Signal erstellt. In diesem Fall steuert der Komparator 13 η den Schalter 14 an, welcher über die Leitung

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16 η den Eingang "1 : η" im Frequenzteiler 17 anschaltet. Dies bedeutet eine Frequenzteilung im Verhältnis 1 : n, wonach beispielsweise der breitere Impuls 21 e in Figur 4 gebildet wird.

Statt der in Figur 1 dargestellten Anordnung des Fotoempfängers kann dieser beispielsweise auch den Spalt 3¹ abtasten, welcher auf den CCD-Sensor 8 abgebildet wird. In diesem Fall würde der Fotoempfänger 10 gleichzeitig mit dem CCD-Sensor 8 die Vorlage 2 b abtasten. In der Schaltung könnte dann der Peak-Detektor entfallen und der Verstärker 11 unmittelbar mit den Komparatoren 13 a bis 13 η in Verbindung stehen, wie dies, mit der gestrichelten Linie 22 gezeigt ist. Bei einer solchen Anordnung bzw. Schaltung wird für jede Zeile der mittlere Dichtewert und damit die entsprechende Taktfrequenz für den CCD-Sensor ermittelt.

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I ^Λ%

Leerseite

Claims

AG FA- G EVAE RT AG CAMERA-WERK MÜNCHEN PATBNTABTClLUNa CW 2096.2 PK/MK 17.07.78 10-pa-ja Ansprüche

1. Vorrichtung zur Vorprüfung von Kopiervorlagen unterschiedlicher Bildschärfe auf Kopierfähigkeit mittels einer lichtelektrischen Abtastung der Vorlage bzw. des projizierten Bildes der Vorlage, gekennzeichnet durch einen Charge-Coupled-Devices-Sensor (8) in Form einer langen Zeile, auf den ein gegenüber der Vorlagenbreite sehr schmaler Streifen (3V) der Vorlage (2 b) abgebildet ist, und durch einen diesen I Streifen (3¹), oder einen vergleichbaren zweiten, etwa eine j

Negativbreite vor dem ersten Streifen (3¹) angeordneten J

r ' Streifen (3) integral messenden Fotoempfänger (10), dessen Integralwert eine geeignete Taktfrequenz des CCD-Sensors (8) bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der CCD-Sensor (8) mit einem Taktgenerator (18) in Verbindung steht, dessen Taktfrequenz die Abfrage- bzw. Aufladezeit der einzelnen Fotoelemente des Sensors steuert.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Taktgenerator (18) und CCD-Sensor (8) ein Freqzenzteiler (17) dazwischengeschaltet ist, wobei der Teilungsfaktor durch die Höhe des von dem Fotoempfänger (10) aufgenommenen Integralwertes bestimmt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aufnahme des Meßlichtes aus dem ersten Streifen (3¹), welcher auf den CCD-Sensor (8) abgebildet ist, das vom Fotoempfänger (10) ausgehende Signal einer Reihe von Komparatoren (13 a bis 13 n) zugeführt ist, an welchen eine einstellbare Referenz (15 a bis 15 n) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Aufnahme des Meßlichtes von dem zweiten Streifen (3) das von dem Fotoempfänger (10) ausgehende Signal einem Peak-Detektor (12) zugeführt ist, dessen Ausgang mit einer Reihe von Komparatoren (13 a bis 13 n) verbunden ist, an welchen eine einstellbare Referenz (15 a bis 15 n) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatoren (13 a bis 13 n) mit einem die verschiedenen Frequenzteilungen im Frequenzteiler (17) auslösenden Schalter (14) verbunden sind, derart, daß in Abhängigkeit von den Signalen einer bestimmten Polarität aus den Komparatoren eine entsprechende Frequenzteilung herbeigeführt ist.

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