DE3714020C2 - Verfahren zum Feststellen der Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem photographischen Kopiergerät - Google Patents
Verfahren zum Feststellen der Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem photographischen KopiergerätInfo
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Description
Verfahren zum Feststellen der Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in
einem photographischen Kopiergerät.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der quer zu der
Vorschubrichtung verlaufenden Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in
einem photographischen Kopiergerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
Photographische Kopiergeräte müssen die Dichte der Einzelbilder eines
Vorlagenfilms (zum Beispiel eines Negativfilms) messen, um die optima
le Belichtungsstärke oder Korrekturgröße für die Herstellung von Ab
zügen zu bestimmen. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe von Bild
sensoren, die in der Nähe des Lichtwegs in dem photographischen Ko
piergerät angeordnet sind. Mit einem solchen Bildsensor wird der soge
nannte LATD-Wert, das ist ein großflächig gemessener Durchlässigkeits
dichte-Wert, photometrisch gemessen. Wenn bei einer solchen Messung
das jeweilige Einzelbild nicht korrekt in der Meßposition angeordnet
wird, geht in den Meßwert ein nicht zu dem Bild gehörigen Randbereich
ein, was den Meßwert verfälscht. Natürlich muß auch für den Kopier
vorgang das jeweilige Einzelbild exakt positioniert werden.
Aus der DE-A-35 09 938 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art
bekannt, bei dem der Bildsensor die gesamte Dichteinformation eines
Einzelbildes erfaßt, um daraus Information zum Positionieren des Ein
zelbildes zu gewinnen. Mit Hilfe eines zweidimensionalen, das heißt
flächigen Bildsensor werden für die einzelnen Bildelemente Dichtewerte
ermittelt. Man kann auch mit einem zeilenförmigen Bildsensor arbeiten,
der sich quer zur Vorschubrichtung der Filmvorlage erstreckt. In jedem
Fall ist aber die Genauigkeit der Positionierung abhängig von der Breite
der Bildelemente des Bildsensors, das heißt, von der Abmessung der
einzelnen Bildelemente in Vorschubrichtung der Filmvorlage. Auch
wenn der Bildsensor eine relativ hohe Auflösung hat, ist eine exakte
Positionierung des Einzelbildes nicht immer möglich.
Ähnliche Vorrichtungen zum Erfassen der Information von Einzelbildern
einer Filmvorlage sind auch aus der DE-A-35 01 572 und der DE-A-35
01 571 bekannt.
Selbst wenn man einen hochauflösenden Bildsensor verwendet, ist die
Genauigkeit, mit der die Einzelbilder positioniert werden, beschränkt.
Wenn man zum Beispiel die Vorderkante eines in die Sollstellung ein
laufenden Einzelbildes dadurch erfaßt, daß man den Übergang
hell/dunkel oder dunkel/hell ermittelt, so läßt sich mit den üblichen
Verfahren allenfalls nur eine Genauigkeit erzielen, die der halben Breite
eines Bildelements des Bildsensors entspricht.
Neben den oben beschriebenen bekannten Verfahren gibt es noch die
Möglichkeit, am Rand des Vorlagenfilms Markierungen zum Beispiel in
Form von Kerben anzubringen, die Information über die Lage der Ein
zelbilder enthalten. Dies ist allerdings sehr aufwendig. Außerdem kommt
es zu Fehlern, weil diese Markierungen nur am Anfang eines zahlreiche
Einzelbilder enthaltenden Films angebracht sind und die Positionierung
der an das erste Einzelbild anschließenden Einzelbilder in der Weise
erfolgt, daß jeder Vorschub der vorgegebenen Schrittweite der Einzel
bilder entspricht. Mögliche Fehler können sich derart summieren, daß
sich bei den letzten Einzelbildern erhebliche Abweichungen ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art anzugeben, bei dem mit relativ einfachen Mitteln eine
sehr genaue Erfassung einer Einzelbildkante des Vorlagenfilms und
mithin eine entsprechend genaue Positionierung des Einzelbildes an einer
bestimmten Stelle des Kopiergeräts möglich ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin
dung.
Erfindungsgemäß wird nicht nur eine Meßwertaufnahme von Bildelement
zu Bildelement in Vorschubrichtung der Filmvorlage durchgeführt,
sondern während des Vorschubs des Films werden mehrere Meßwerte
von jeweils einem Bildelement des Bildsensors aufgenommen. Während
also die Filmvorlage über eine Distanz transportiert wird, die zum Bei
spiel der Breite eines Bildelements des Bildsensors (in Vorschubrichtung
der Filmvorlage) entspricht, werden z. B. zehn Meßwerte aufgenommen.
Die einzelnen Meßwerte werden mit einem Schwellenwert verglichen,
und abhängig davon, wann eine Überschreitung oder Unterschreitung des
Schwellenwerts stattfindet, wird die Einzelbildkante festgestellt. Durch
diese Vorgehensweise ist eine sehr genaue Feststellung der Einzelbild
kante möglich. Darüber hinaus kann man noch eine Interpolation der
einzelnen Meßwerte vornehmen, um eine noch genauere Feststellung der
Einzelbildkante zu erreichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren vermag die Bildinformation
der Filmvorlage mit dem eine grobe Auflösung aufweisenden
Bildsensor zu erfassen und die Bildinformation mit einer
erhöhten Auflösung zu verarbeiten und eine Kante zwischen
belichteten Einzelbildern bei hoher Geschwindigkeit zu
erfassen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Skizze eines Aufbaus eines fotogra
fischen Kopiergeräts, bei dem das erfin
dungsgemäße Verfahren eingesetzt wird,
Fig. 2A und 2b Skizzen, die die Entsprechung zwischen
einer Bildelement-Segmentierung und ge
speicherten Daten veranschaulicht,
Fig. 3A und 3b Ansichten, die die Relation zwischen einem
Negativfilm und Bildinformation veran
schaulichen,
Fig. 4 und 5 Ansichten, die das Prinzip der vorliegenden
Erfindung darstellen,
Fig. 6 bis 8 Ansichten zum Veranschaulichen der Relation
zwischen den erfaßten Daten in den Element-
Feldern und der Speicherung der Daten in
einem Speicher,
Fig. 9 eine Darstellung, die das Synthetisieren
von erfaßten Daten veranschaulicht,
Fig. 10A, 10B und 11A bis 11C
Skizzen, die den Zustand bei der
Kantenerfassung zeigen,
Fig. 12 eine Tabelle der Ergebnisse aktueller
Messungen,
Fig. 13 eine Ansicht eines brauchbaren Bereichs von
Bildelement-Feldern,
Fig. 14 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform des
Betriebs beim Erfassen und Anhalten; und
Fig. 15 eine Skizze eines Zustands eines Negativ
filmträgers.
Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert wird, soll als
Grundlage der Erfindung ein fotometrisches Verfahren für
eine Filmvorlage, z. B. einen Negativfilm, beschrieben
werden. Von der Anmelderin wurden Verfahren zum Erfassen
des Negativfilms mit einem Bildsensor vorgeschlagen, wie
sie z. B. in den Japanischen Offenlegungsschriften
196740/1985 und 151633/1985 beschrieben sind.
Wie Fig. 1 zeigt, ist erfindungsgemäß in der Nähe eines
Negativfilms 2 bei einem Kopierabschnitt eine Bildinforma
tions-Detektoreinheit 10 angeordnet, welche einen zwei
dimensionalen Bildsensor 11 des Oberflächen-Abtasttyps mit
einem CCD-Bauelement angeordnet, so daß die Bildinforma
tion auf dem Negativfilm 2 in eine große Anzahl von Bild
elementen segmentiert und so erfaßt wird. Wenn von einer
(nicht gezeigten) Treiberschaltung dem Bildsensor 11 vor
bestimmte Treibersignale zugeführt werden, empfängt der
Bildsensor 11 das Licht, welches durch den Negativfilm 2,
der sich in dem Kopierabschnitt befindet, und ein Objektiv
12 hindurchgegangen ist. Der Bildsensor 11 unterteilt die
gesamte Oberfläche des Negativfilms 2 in eine große Anzahl
von wohlgeordneten Feldern von Bildelementen 21, die in
Fig. 2A dargestellt sind. Demgemäß läßt sich das Einzel
bild entlang Abtastlinien SL sequentiell abtasten. Ein
Ausgangsregister des Bildsensors 11 gibt entsprechend der
Abtastung des Einzelbildes sequentiell Ausgangs-Bildsigna
le ab, die von einer (nicht gezeigten) Abtast- und Halte
schaltung abgetastet werden. Die von der Abtast- und Hal
teschaltung erhaltenen Werte werden von einem Analog/Digi
tal-Umsetzer (ADU) in digitale Signale umgesetzt. Die von
dem ADU kommenden digitalen Signale werden von einer
Schreibsteuerung gesteuert in einen Speicher eingeschrie
ben, und zwar in einer Anordnung, die den Bildelementen 2A
entspricht, wie in Fig. 2B gezeigt ist, wobei die Werte
als anti-logarithmische Digitalwerte (oder Dichtewerte,
die man Tabellenumwandlung oder dergleichen erhält) des
Negativfilms 2 vorliegen.
Wenn ein Negativfilm 2 zu einem Kopierabschnitt transpor
tiert wird, müssen die belichteten Einzelbildabschnitte
2A, 2B, 2C . . . gemäß Fig. 3A präzise auf dem Negativfilm
träger positioniert werden. Nachdem jeweils ein Abzug von
einem Einzelbild hergestellt worden ist, sollte der Nega
tivfilm 2 um exakt eine Schrittweite eines Einzelbildes
weitertransportiert werden, damit das nächste Einzelbild
in der richtigen Position angeordnet wird. Um den Negativ
film 2 mit der Position des fotografischen Kopierab
schnitts auszurichten, ist der Negativfilm herkömmlicher
weise an spezifischen Stellen mit Hilfe einer Kerbvor
richtung eingekerbt, so daß die Einzelbilder des Negativ
films automatisch an vorbestimmten Positionen angehalten
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren macht nicht nur das
automatische Erfassen von Bildinformation gemäß Fig. 3B
für jedes Bildelement des Bildsensors 11 von dem gemäß
Fig. 3A aufgeteilten Negativfilm 2 möglich, um dadurch die
Einzelbilder 2A, 2B, 2C . . . bezüglich der Bildinformation
zu erfassen, sondern es gestattet außerdem die Erfassung
bildfreier Abschnitte RA, RB, RC . . . zwischen den Einzel
bildern, und zwar anhand der anti-logarithmischen Daten.
Werden die Daten mit der Größeninformation kombiniert, so
wird dadurch das automatische Erfassen/Anhalten der Ein
zelbilder möglich. Da die für die Belichtungskorrektur
erforderliche Auflösung in der Größenordnung von einigen
mm auf dem Negativfilm liegt, wird ein Bildsensor geringer
Auflösung bevorzugt, und zwar sowohl im Hinblick auf die
Kosten als auch im Hinblick auf den Betrieb. Allerdings
beträgt die für die Feststellung von Kanten der Einzelbil
der erforderliche hohe Auflösung größenordnungsmäßig
einige 0,01 mm. Wie Fig. 2A zeigt, werden Bildelement-
Felder 40, die sich in der Mitte (oder im Umfangsbereich)
eines zweidimensionalen Bildsensors 11 befinden, und die
die Richtung des Negativfilms 2 senkrecht schneiden, elek
trisch extrahiert, und die Kante zwischen belichteten
Einzelbildern wird aus diesen Bildelement-Feldern 40 be
stimmt.
Wenn bei der oben beschriebenen Bilderfassung mit Hilfe
des Bildsensors 11 ein Sensor mit hoher Auflösung verwen
det wird, wäre die Fähigkeit der Kantenfeststellung bes
ser, notwendig wäre jedoch dann aufgrund der großen Anzahl
von Bildelementen eine beträchtliche Rechenzeit zum Be
rechnen der Belichtungsstärke. Wenn die Datenerfassung auf
der Grundlage der Bildelement-Felder 40 nach Fig. 2A
durchgeführt würde, brauchte man viel Zeit, um samtliche
benötigten Einzelbilder so weiterzutransportieren, daß die
Anzahl von Bildelementen den Objektbereich ausfüllt. Als
Ausweg aus diesem Dilemma schlägt die Erfindung vor, den
Negativfilm um eine Schrittweite weiterzutransportieren,
die einem Bruchteil der eigentlichen Schrittweite ent
spricht, wobei man diesen Bruchteil dadurch erhält, daß
man ein Bildelement durch eine natürliche Zahl teilt. Die
Ausgangssignale mehrerer Bildelemente innerhalb des erfaß
baren Bereichs werden für jede Schrittweite als Daten in
einem Speicher gehalten, und die Daten mehrerer Bildele
ment-Felder im Speicher werden kombiniert oder syntheti
siert, wenn der Vorschub von einem Bildelement (mehrere
Bildelement-Daten im Speicher) abgeschlossen ist. Zur
Feststellung der Kante zwischen den Einzelbildern erfolgt
eine Berechnung. Dadurch wird insgesamt die Auflösung
erhöht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird selbst
dann, wenn der erfaßbare Bereich 5 bis 10 Bildelement-
Felder beträgt, eine ausreichende Datenmenge innerhalb der
Zeit herausgegriffen, die ansonsten nur zum Erfassen eines
Bildelement-Feldes zur Verfügung stünde. Beispielsweise
beträgt die Zeit, die benötigt wird, um ein Bildelement-
Feld mit dem erfindungsgemäßen Fein-Vorschub zu erfassen,
20 msec (anders ausgedrückt, wenn eine Schrittweite 2 msec
beansprucht, beanspruchen 10 Schrittweiten 20 msec). Dies
bedeutet eine spürbare Herabsetzung der Erfassungszeit
sowie eine bemerkenswerte Heraufsetzung der Leistungs
fähigkeit des fotografischen Kopiergeräts gegenüber her
kömmlichen Geräten, die für gewöhnlich 100 bis 200 msec
oder 5- bis 10mal so viel benötigen wie das erfindungs
gemäße Verfahren.
Das fotometrische Verfahren mit Hilfe eines Bildsensors,
z. B. mit Hilfe eines Zeilensensors, umfaßt grundsätzlich
die Binär-Umwandlung von Bildern eines Objekts 22 (mit dem
Durchmesser D), das auf einem Zeilensensor 20 über ein
Objektiv 21 fokussiert ist, wie Fig. 4 zeigt, wobei die in
Fig. 4B dargestellten binären Werte gebildet werden. Dies
geschieht mit Hilfe eines Schwellenwerts SL (Fig. 4A).
Daraus erhält man eine Anzahl N von Bildelementen oder
helle oder dunkle fotoelektrische Elemente (z. B. beträgt
diese Zahl 1024 zu 2048). Setzt man die Bildelement-
Schrittweite Pi als Konstante (z. B. 14 bis 28 µm), so
berechnet man N × Pi und multipliziert den Wert dann mit
der Vergrößerung a des Objektivs 21, um die Größe D des
Objekts 22 zu erhalten. Dieses fotometrische Verfahren
weist folgende Besonderheiten auf:
- (1) Die für die Messung benötigte Zeit ist kurz (0,5 bis 100 msec);
- (2) da kein bewegliches Teil benötigt wird, ist die Lebensdauer der Anordnung praktisch unendlich;
- (3) die Anwendungsgebiete sind wegen der kontakt freien Messung extrem umfangreich;
- (4) so lange das Verfahren in einem Wellenlängen bereich eingesetzt wird, in welchem Bildsensoren empfindlich sind, besteht bezüglich des Lichts keinerlei Restriktion;
- (5) der zulässige Bereich für die Objektposition ist breit.
Aufgrund der erwähnten verschiedenen Vorteile erfüllt das
Verfahren die Erfordernisse einer Online-Messung, die bei
fortschrittlicher Technologie unerläßlich ist. Allerdings
verbleibt noch ein Fehler-Faktor bezüglich verschiedener
Messungen, da das Verfahren das Bildabtasten sowie die
fotoelektrische Umwandlung beinhaltet. Grundsätzlich ge
sagt: Das Verfahren ist nicht vollständig frei von Proble
men bezüglich der Meßgenauigkeit, und der Meßumfang ist
begrenzt durch die Anzahl von Bildelementen N und die
Bildelement-Schrittweiten Pi. In letzter Zeit besteht die
Möglichkeit, die Bildelemente sehr fein zu segmentieren,
und zwar bis zu einem Ausmaß von einigen µm Schrittweite.
Dies ist möglich durch die Fortschritte in der LSI-Tech
nik. Im Hinblick auf die Verarbeitung für die Belichtung
und die Korrektur bei der Belichtung im Zuge der fotogra
fischen Verarbeitung ist es jedoch wünschenswert, Einzel
bilder in Bildelemente von einigen Hundert Punkten zu
segmentieren, wobei die Auflösung in der Größenordnung
mehrerer mm liegt, um dadurch einerseits die meisten Ein
zelheiten des Bildes zu extrahieren und andererseits die
Kosten zu senken und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu
erhöhen.
Die Erfindung ermöglicht das Lesen mit einer Schrittweite
zwischen Bildelementen des Bildsensors 11 durch Interpola
tion, um eine Auflösung zu erreichen, die beispielsweise
dem Zehnfachen der Bildelement-Schrittweite Pi entspricht
(in der Einheit eines Zehntel mm), und die praktisch dazu
verwendbar ist, die Kanten von Einzelbildern des Negativ
films festzustellen. Wenn in herkömmlicher Weise eine
Abmessung eines Bildes mit Hilfe eines Bildsensors gemes
sen wird, so wird es im allgemeinen als unmöglich erach
tet, eine höhere Meßgenauigkeit zu erhalten, als es der
Schrittweite (der Teilung) der Bildelemente entspricht.
Dies ist wohl auf das grundlegende Konzept zurückzuführen,
wonach das Bild-Lesen digital durchgeführt wird. Bei dem
erfindungsgemäßen Interpolationsverfahren werden die Bild
element-Ausgangssignale als kontinuierliche Analogsignale
behandelt, um so sehr kleine Änderungen der Ausgangssigna
le zu erfassen.
Das Verfahren verwendet Analogsignale in Kombination mit
Digitalsignalen in einer Weise, die vergleichbar ist mit
dem Nonius einer Noniusskala. Wenn gemäß dem erfindungs
gemäßen Prinzip die Bildsensor-Ausgangssignale als Wellen
form in der abgestuften Form abgetastet und gehalten wer
den, wie sie durch die Linie RL in Fig. 5 skizziert ist,
wird diese Wellenform zu der durch eine gestrichelte Linie
BL angedeuteten Kurve, wodurch der Wert ΔN erfaßt wird,
welcher kleiner segmentiert ist als ein Bildelement. Wenn
im Stand der Technik der Bildsensor eine solche Wellenform
abgibt, wird sie üblicherweise mit Hilfe eines Schwellen
werts SL beim Lesen von Bildelementen unterteilt in die
Zahlenwerte N₁ und N₃ im hellen Bereich sowie in den
Zahlenwert N₂ im Dunkelbereich. Man kann ΔN dadurch erhal
ten, daß man das N₁-te Bildelement-Ausgangssignal und das
(N1+1)-te Bildelement-Ausgangssignal erfaßt und einer A/D-
Umsetzung unterzieht und dann proportional den Schnitt
punkt mit dem Schwellenwert-Pegel SL berechnet. Aller
dings hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß die
dazu erforderlichen Schaltungen kompliziert sind, rela
tiv viel Rechenzeit benötigt wird und außerdem die Schwie
rigkeit besteht, sehr kleine Änderungen präzise zu erfas
sen. Das vorliegende Verfahren stellt eine Verbesserung
des bekannten Verfahrens insoweit dar, als der Wert
ΔN im Echtzeit-Betrieb erfaßt werden kann, wozu ferner nur
eine einfache Schaltung benötigt wird. Mit anderen Worten:
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Erfassen von
Bildelement-Ausgangssignalen in sehr kleinen Schrittwei
ten, wie in Fig. 5 durch die Linie BL angedeutet ist, und
außerdem ermöglicht es das Feststellen von Kanten zwischen
Einzelbildern in zufriedenstellender Weise. Dies geschieht
mit Hilfe einer interpolierten Variablen-Verteilung. Die
Ausgangssignale der Bildelement-Felder, die mit einer
Schrittweite erfaßt wurden, die relativ kleiner ist als
die Bildelement-Schrittweite auf dem Negativfilm, werden
verarbeitet, um die Länge eines Binärsignals auf der
Grundlage von interpolierten Signalen zu erfassen, die in
der Zeichnung mit W₁, W₂, . . . bezeichnet sind. Die Länge
des Signals W₁ läßt sich entsprechend der folgenden Formel
berechnen:
W₁ = N₁ · T + ΔN · T = T(N₁ + ΔN) (1)
wenn mit dem Takt t gemessen wird, gilt:
T = kt (2)
und aus der Gleichung (1) wird
W₁ = kt(N₁ + ΔN) (3).
Wenn k den Wert 10 hat, läßt sich ΔN bis zu einer Bildele
ment-Länge von 0,1 messen, um interpolierte Meßwerte zu
erhalten.
Dieses Verfahren soll im folgenden näher erläutert werden.
Wie Fig. 6 zeigt, umfassen die Daten für ein Bildelement
innerhalb eines Speichers mehrere Bereiche M (z. B. #1 bis
#10 Bildelemente) entsprechend einem oder mehreren reprä
sentativen Bildelement-Feldern eines zweidimensionalen
Bildsensors, einer Fotodiode oder eines Zeilensensors. Die
Speicherdaten M₁, die dem Lichtempfangs-Bildelement P1
entsprechen, erstrecken sich von M₁ 1 bis M₁₁₀, während die
Speicherdaten M₂, die dem Lichtempfangs-Bildelement P2
entsprechen, sich von M₂₁ bis M₂₁₀ erstrecken, wie Fig. 7
zeigt. Eine ähnliche Entsprechung gilt für die anderen
Lichtempfangs-Bildelemente S₁₅ in der Zahl von #1 bis #10.
Wenn man davon ausgeht, daß die Länge des Negativfilms,
die benötigt wird, damit die Daten über einen Datenbereich
des Speichers geliefert werden, 2 mm beträgt, und wenn bei
einem einmaligen Vorschub der Negativfilm um 0,2 mm bewegt
wird, dann würden gemäß Fig. 18 Vorschub-Hübe benötigt,
und während der Anhaltephasen P1 bis P10 zwischen den
Vorschub-Hüben würde jeder Negativfilm-Abschnitt foto
metrisch mit einem zweidimensionalen Bildsensor gemessen.
Bei einer einmaligen Erfassung mit dem Bildsensor werden
die Daten mit den segmentierten Bildelementen gemäß Fig.
2B erhalten. Erfindungsgemäß werden gemäß Fig. 8 die Da
ten, die durch fotometrische Messung bei P1 erhalten wer
den, in den Speicherbereichen M₁₁₁, M₁₂₁, M₁₃₁ . . . M₂₁₁,
M₂₂₁, M₂₃₁, . . . gespeichert, und anschließende Daten wer
den sequentiell in entsprechenden Bereichen gespeichert.
Wenn also der Negativfilm um 2,0 mm transportiert wurde
und schließlich bei P10 die fotometrisch gemessenen Daten
erhalten wurden und in den Speicherbereichen M₁₁₁₀, M₁₂₁₀, . . .
M₂₁₁₀, M₂₂₁₀, . . . gespeichert wurden, sind die Daten
in sämtlichen Speicherbereichen entsprechend dem vorbe
stimmten Erfassungsbereich gespeichert.
Dann können, wie Fig. 9 zeigt, die Bildelement-Feld-Daten
oder die erfaßten Bilddaten durch Interpolieren der
Schrittweiten des Negativfilms 2 verarbeitet werden, um
die Lichtmengen-Kennlinie PC zu berechnen und dadurch die
Kante sowie den bildfreien Abschnitt zwischen zwei benach
barten Einzelbildern auf dem Negativfilm 2 festzustellen.
Das Maximum PM der Bildmengen-Kennlinie PC sollte inner
halb des Bereichs liegen, der von der Grundlichtmenge MA
bis zu einem Schwellenwert CV (z. B. 80%) ein bestimmtes
Stück unterhalb des Maximums reicht. Dies deshalb, weil
die Kante eines Einzelbildes an der Grenze zwischen einem
belichteten Einzelbild und einem bildfreien Abschnitt
steht und im allgemeinen eine Lichtmenge aufweist, die
größer als der vorbestimmte Schwellenwert CV ist. Außerdem
sollte der Abstand l von dem Maximum PM zu dem Punkt, an
dem die Lichtmenge abzufallen beginnt, bzw. dem Punkt, wo
die Kennlinie PC einen Wendepunkt hat, einem vorbestimmten
Abstand (z. B. 1 mm) oder mehr entsprechen. Dies deshalb,
weil eine Kante eines Einzelbildes stets auf einen bild
freien Abschnitt folgt und weil eine Rauschkomponente
beseitigt werden sollte. Der Bereich kann eine zulässige
Breite besitzen. Weiterhin entspricht die Lichtmenge NP in
dem Abstand l von dem Maximum PM der Kante eines Einzel
bildes und sollte um ein gewisses Verhältnis innerhalb
eines Bereichs bezüglich des Maximums PM liegen. Dies
bedeutet, daß die Lichtmenge bei diesem Abstand stets
kleiner ist als der Maximalwert PM und die Steigung der
Kurve größer als ein gewisser Wert sein sollte. Wenn die
Differenz zwischen der Lichtmenge NP an diesem Punkt und
dem Maximalwert PM klein ist, so bedeutet dies, daß es
extrem schwierig ist, Bilder von bildfreien Abschnitten zu
unterscheiden. In einem solchen Fall wird der Negativfilm
um ein vorbestimmtes Stück weitertransportiert. Wenn sämt
liche oben erwähnten drei Bedingungen erfüllt sind, bedeu
tet dies, daß eine Kante vorliegt. Im vorliegenden Bei
spiel erhält man den anti-logarithmischen Wert der Licht
menge in Form von 8 Bits ("0" bis "255").
Das Feststellen einer Kante geschieht entsprechend den
Darstellungen in den Fig. 10A, 10B sowie 11A bis 11C. Fig.
10A zeigt die zeitlichen Änderungen (Lichtmengen-Änderun
gen) des Bildelement-Feldes 40 eines Bildsensors, die
erfaßt werden, wenn der Negativfilm 2 um eine sehr kleine
Schrittweite weitertransportiert wird, wie in Fig. 10B
dargestellt ist. Ein bildfreier Abschnitt zwischen belich
teten Einzelbildern läßt sich daher feststellen als ein
Punkt, bei dem die genannte Änderung den Wert Null hat. In
den Fig. 11A und 11B sind die Sensor-Ausgangssignale
zweier benachbarter Bildelement-Felder dargestellt. Fig.
11C zeigt die Differenz zwischen den beiden Feldern, d. h.
die Differenz (B)-(A). Der bildfreie Abschnitt zwischen
belichteten Einzelbildern läßt sich feststellen zwischen
dem Punkt, bei dem eine solche Änderung Null wird, und
einer Kante abseits von dem Punkt, bei dem sich die Kur
venkrümmung ändert.
Fig. 12 ist eine Tabelle eines Beispiels von Daten bei
Fehlern, die verursacht werden durch nach dem oben erläu
terten Algorithmus festgestellte Kanten in Verbindung mit
tatsächlichen Meßwerten eines Negativfilms (Einzelbilder
#1 bis #24). Bei diesem Beispiel sind die Werte DT (in mm)
dargestellt, die an einem Punkt festgestellt wurden, an
dem die Lichtmenge NP beträgt und um 65% niedriger ist
als der Maximalwert PM oder von diesem um ein Stück l
entfernt ist. Ferner sind die Werte R (in mm) angegeben,
die tatsächlich an dem von dem Maximalwert PM um ein Stück
l entfernten Punkt. Schließlich ist die Differenz oder der
Fehler (DT-R) zwischen diesen Werten angegeben. Aus der
Tabelle ist ersichtlich, daß die Fehler im wesentlichen in
einem Bereich von +0,2 -0,3 mm liegen. Berücksichtigt
man, daß die zum Positionieren eines Einzelbildes erfor
derliche Genauigkeit etwa +0,5 mm beträgt, so bleiben die
Fehler genügend weit innerhalb der zulässigen Toleranz.
Bei der automatischen Steuerung des Einzelbild-Vorschubs
wird, da die Größe eines Einzelbildes entweder durch
Messung oder durch Dateneingabe als bekannt vorausgesetzt
wird, ein Erfassungsbereich für die Bildinformation ausge
wählt, und das oben erwähnte Bildelement-Feld 40 wird
abhängig von der Bildgröße extrahiert, wie in Fig. 13
gezeigt ist. Wenn die Bildelemente des Bildsensors 11 ein
jxi-Feld (1-40 × 1-30) umfassen, wird eine Zone F2 für
einen Film vom Typ 135 F ausgewählt, während eine Zone F1
für einen Film vom Typ 110 gewählt wird. Bezeichnet man
einen Meßwert eines Elements Sÿ des Bildsensors 11 als
anti-logarithmischen Wert TSÿ bei einem Abtastpunkt jn in
j-Richtung, so gilt für einen Film des Typs 135 F wegen
23 - 7 = 16 für den Mittelwert T die Beziehung
Wenn der Negativfilm 2 mit einer sehr feinen Schrittweite
erfaßt wird, läßt sich der anti-logarithmische Wert
THS135F für einen Filmtyp der Größe 135 F an einem benach
barten Punkt aus folgender Formel errechnen:
Bei einem Film des Typs 110 errechnet sich der Mittelwert
T wegen 19 - 11 = 8:
Wenn der Negativfilm 2 bei sehr feinen Schrittweiten er
faßt wird, erhält man den anti-logarithmischen Wert THS₁₁₀
für einen Film des Typs 110 an einem benachbarten Abtast
punkt durch folgende Formel:
Durch Abtasten dieser Meßwerte mit dem Ziel, die Frequenz
verteilung zu erhalten, erhält man eine Kurve von anti
logarithmischen Werten, PC, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei jedem Vorschub des
Negativfilms 2 um ein Bildelement gemäß Fig. 9 ein Bereich
in der Nähe eines bildfreien Abschnitts zwischen Einzel
bildern mit einem vorbestimmten Erfassungsbereich in rela
tiv vergrößerter Form und bei hoher Auflösung erhalten, so
daß dadurch die Feststellung eines bildfreien Abschnitts
sowie der Kante eines Einzelbildes möglich ist. Dadurch
ist eine präzise Vorschubsteuerung des Negativfilms zum
Positionieren der Einzelbilder an der jeweils richtigen
Stelle möglich.
Die Kantenerfassung der Einzelbilder kann dazu verwendet
werden, den Vorschub des Negativfilms zu steuern. Dies
soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels be
schrieben werden. Bezuggenommen wird hierzu auf die Japa
nische Offenlegungsschrift 196740/1 985.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm für ein Beispiel des Erfas
sungs/Anhalte-Verfahrens für belichtete Einzelbilder. Ein
Negativfilmträger, dessen Größe der Größe des Negativfilms
2 entspricht, wird an einer vorbestimmten Stelle des
Kopierabschnitts montiert (Schritt S1), und die Größe
einer Öffnung des Negativfilmträgers wird mit dem Bild
sensor 11 gemessen, z. B. nach dem in der Japanischen
Offenlegungsschrift 151626/1985 beschriebenen Verfahren.
Die Größe kann visuell gemessen werden. Entsprechend der
Information bezüglich der gemessenen Größe wird der Län
genabschnitt, um den der Negativfilm 2 jeweils zu bewegen
ist, festgelegt, und es erfolgt automatisch eine Selek
tion/Extraktion der Bildelement-Felder 40. Die Belich
tungsstärke beim fotografischen Kopieren oder die Korrek
turgröße wird gesteuert.
Der Negativfilm 2, von dem Abzüge hergestellt werden sol
len, wird dann an einer Stelle positioniert, an der ein
bildfreier Abschnitt am vorderen Ende des Negativfilms
etwa mit der Öffnung des Negativfilmträgers fluchtet
(Schritt S3). Wenn das vordere Ende des Negativfilms 2 auf
einer Antriebsrolle montiert ist, wird ein Impulsmotor
betätigt, der den Negativfilm 2 um ein Stück S1 weiter
transportiert. Das Stück S1 ist etwas kürzer als der
Intervallabstand D zwischen Einzelbildern. Dies geschieht
mit schneller Vorschubgeschwindigkeit (Schritt S4). Dann
wird der Negativfilm 2 mit einer sehr kleinen Schrittweite
transportiert (Schritt S5), und in der Zwischenzeit wird
Bildinformation von dem Bildsensor 11 erfaßt, damit die
Kanten zwischen Einzelbildern auf dem Negativfilm erfaßt
werden. Fig. 15 zeigt den oben erläuterten Zustand, in
welchem der Negativfilm 2 in Richtung N zu der Kopiersta
tion hin transportiert wird, um einen bildfreien Abschnitt
RB zwischen benachbarten Einzelbildern in dem Bildelement-
Feld 40 der Bildinformations-Detektoreinrichtung 10 fest
zustellen. Das Bildelement-Feld 40 wird in der Mitte der
Öffnung des Negativfilmträgers 32 positioniert.
Der Negativfilm 2 wird mit einer sehr kleinen Schrittweite
kontinuierlich weitertransportiert, bis eine Kante zwi
schen Einzelbildern erfaßt wird (Schritt S5), und wenn
eine Kante zwischen einem belichteten Einzelbild 2A und
einem bildfreien Abschnitt RB festgestellt wird, wird der
Negativfilm 2 mit schnellerer Transportgeschwindigkeit um
ein Stück S2 weitertransportiert (Schritte S6, S7, S8),
die notwendig ist, um das Einzelbild an der Kopierstation
zu positionieren, was man anhand der Größeninformation
aufgrund der Größenmessung (Schritt S2) weiß. Anschließend
wird der Film angehalten (Schritt S9). Der Abstand E vom
Ende des schnellen Vorschubs S1 zu der Position, bei der
die Kante zwischen dem bildfreien Bereich RB zwischen den
Einzelbildern 2A und 2B, die etwa in der Mitte des Nega
tivfilmträgers 32 liegen, bis zu dem Punkt, wo das Einzel
bild 2A festgestellt wird, stellt einen Parameter (eine
Variable) zum Korrigieren von Entfernungs- oder Abstands
schwankungen dar. Wenn daher der Film 2 um das Vorschub-
Stück des Einzelbildes 2A oder D = S₁ + E + S₂, weiter
transportiert wird, lassen sich die Einzelbilder des Nega
tivfilms 2 schließlich präzise an der Kopierstation posi
tionieren. Dieser Zustand ist in Fig. 15 dargestellt.
Nach dem Transport und dem Anhalten des Negativfilms 2
wird das spezielle belichtete Einzelbild, das an der
Kopierstation positioniert ist, dahingehend beurteilt, ob
es sich für einen fotografischen Abzug eignet oder nicht
(Schritt S10), und falls es ungeeignet ist, springt die
Prozedur um einen Schritt zum Schritt S12. Falls das Bild
jedoch geeignet ist, wird ein oder werden mehrere Abzüge
des Einzelbildes mit einer Belichtungsstärke und einem
Korrekturwert durchgeführt, die bestimmt wurden (Schritt
S11). Dann wird abgefragt, ob noch ein Stück zu verarbei
tender Negativfilm 2 übrig ist, und der Film wird mit
schneller Vorschubgeschwindigkeit um ein Stück weiter
transportiert, welches geringfügig kürzer ist als eine
Hälfte des Abstands zwischen Einzelbildern. Dies geschieht
nach Maßgabe der im Schritt S2 erhaltenen Größeninforma
tion (Schritte S12, S4). Durch Wiederholen des oben be
schriebenen Ablaufs des abwechselnden Vorschubs und Anhal
tens lassen sich die Einzelbilder des Films sequentiell
und automatisch kopieren. Bleibt im Schritt S12 nichts
mehr von dem Negativfilm 2 übrig, was verarbeitet werden
müßte, so wird die Drehung der Antriebsrolle automatisch
angehalten, um den Prozeß zu beenden. Obschon die Bild
information vom Mittelbereich des Einzelbildes des Nega
tivfilms auf dem Negativfilmträger abgetastet wird, kann
in einem anderen Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, daß
die Information von lediglich der Nähe der Mitte oder vom
Umfangsbereich des Einzelbildes abgetastet wird.
Obschon die Anzahl von Bereichen des Speichers entspre
chend den Bildelement-Feldern beim obigen Ausführungsbei
spiel 10 beträgt, so kann diese Zahl doch willkürlich so
lange gewählt werden, wie sie der für den Feinvorschub des
Negativfilms gewählten Schrittweite entspricht. Das Zah
lenpaar ÿ des Erfassungsbereichs gemäß Fig. 13 kann will
kürlich gewählt werden. Anti-logarithmische Werte werden
bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet,
jedoch kann die Lichtmenge auch in Form von Dichtewerten
verarbeitet werden. Obschon die Daten mit einem zweidimen
sionalen Bildsensor erfaßt werden, sind im Rahmen der
Erfindung auch Sensoren möglich, die anders ausgebildet
sind. Es besteht keine Beschränkung auf CCD- oder MOS-
Bildsensoren in Form von zweidimensionalen Bildsensoren.
Man kann auch Fotodioden oder einen Zeilensensor vorsehen,
der einen bestimmten Erfassungsbereich abdeckt.
Durch die Erfindung läßt sich eine höhere Auflösung mit
Bildsensensoren relativ niedriger Auflösung erzielen. Der
Vorschub des Films um ein Stück, welches einem Bildelement
entspricht, führt zu dem gleichen Effekt wie das Erfassen
des gesamten vorbestimmten Erfassungsbereichs. Das erfin
dungsgemäße Verfahren ermöglicht daher das präzise, auto
matische und rasche Erfassen und Positionieren von Einzel
bildern, um einen fotografischen Kopiervorgang äußerst
effizient und genau durchzuführen.
Die Erfindung ermöglicht die Erzielung einer hohen Auf
lösung selbst dann, wenn die verwendeten Sensoren eine
relativ geringe Auflösung aufweisen. Die Verwendung sol
cher Sensoren für die Belichtungssteuerung ist günstig.
Obschon ein einfacher Algorithmus und eine einfache Ent
scheidung bei der Kanten-Erfassung zugrundeliegt, lassen
sich die Kanten sehr präzise feststellen.
Claims (5)
1. Verfahren zum Feststellen der quer zu der Vorschubrichtung ver
laufenden Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem fotografi
schen Kopiergerät mit Hilfe eines in Form einer sich quer zur Vor
schubrichtung erstreckenden Zeile aus Bildsensor-Elementen ausge
bildeten Bildsensors (11), der die Vorlage an solchen Stellen ab
tastet, deren Abstände der Größe der einzelnen Bildsensor-Elemente
entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen
Abtaststellen von einem Bildsensor-Element mehrere Meßwerte
aufgenommen werden, die zum Feststellen einer Einzelbildkante mit
einem Schwellenwert verglichen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stel
len für die Meßwert-Aufnahme dadurch erhalten werden, daß man
eine Bildsensor-Element-Schrittweite durch eine natürliche Zahl
dividiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, bei dem der Vorschub des Vor
lagenfilms nach Maßgabe der festgestellten Einzelbildkante gesteuert
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Bildsen
sor eine Doppelfunktion hat, indem er auch als Sensor zum Bestim
men der Belichtungsstärke oder einer Korrekturgröße dient.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zum Fest
stellen der Kante eines Einzelbildes untersucht wird, ob das Maxi
mum einer Lichtmengen-Kenninie zwischen dem Grund-Lichtmen
gen-Wert des Vorlagenfilms und einem ersten Schwellenwert liegt
oder nicht, untersucht wird, ob der Abfall der Lichtmengen-Kenn
linie kontinuierlich innerhalb eines vorbestimmten Abstandsbereichs
bleibt oder nicht, und untersucht wird, ob die Lichtmenge bei einem
gegebenen Abstand zwischen einem zweiten und einem dritten
Schwellenwert bleibt oder nicht, basierend auf dem Maximalwert
der Lichtmengen-Kennlinie.
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