DE69627060T2

DE69627060T2 - Bildlesegerät

Info

Publication number: DE69627060T2
Application number: DE69627060T
Authority: DE
Inventors: Junichi Masuo; Hideki Morikawa; Masahide Okazaki; Norizo Takao
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: US5687008A; DE69627060D1; EP0722242B1; EP0722242A3; EP0722242A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildlesevorrichtung, die ein optisches Beleuchtungssystem zum Einstrahlen von Licht auf einen Beleuchtungsbereich einer Vorlage und ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden von Licht von einem Bildlesebereich der Vorlage auf eine Bildfokussierfläche umfaßt.

Beschreibung der Hintergrundtechnik

Die WO-A-94 052 39 veranschaulicht die Hintergrundtechnik der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 ist eine Ansicht einer Bildlesevorrichtung gemäß einer Hintergrundtechnik der vorliegenden Erfindung, genauer zeigt sie ein optisches Eingabeabtast-System eines Abtastkopfes. In Fig. 13, bei der Bildlesevorrichtung, erhält eine Aufnahmelinse (abbildende Linse) 103, die in dem Abtastkopf angeordnet ist, Licht von einer Vorlage 104, die um eine Abtasttrommel 101 gelegt ist, wobei ein reelles Bild der Vorlage 102 auf eine Hauptaperturplatte 104 fokussiert wird, in der eine Vielzahl von Löchern (oder Aperturen) mit unterschiedlichen Größen gebildet sind, und Licht, das durch eines der Löcher (oder Aperturen) der Hauptaperturplatte 104 läuft, kann in ein Photomultipliziererrohr 105 kommen und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt. Wenn die Auflösung der Bildablesung geändert werden muß, wird ein Aperturdurchmesser (d. h. die Größe der Apertur) der Hauptaperturplatte 104 geändert, so daß eine gewünschte Auflösung der Bildablesung erhalten wird.
Es ist notwendig, die Vorlage 102 unter einer geeigneten Bedingung auszuleuchten, um die Vorlage 102 zu lesen, wobei die obige Bildlesevorrichtung benutzt wird. Zu diesem Zweck sind verschiedene Typen optischer Beleuchtungssysteme vorgeschlagen und in Bildlesevorrichtungen eingesetzt worden. Typischerweise sind eine Lichtquellenlampe 106, eine Sammellinse 107, die Licht von der Lichtquellenlampe 106 aufnimmt, und eine Feldblende 108 in dieser Reihenfolge in einem optischen Beleuchtungssystem angeordnet. Durch die Sammellinse 107 und die Feldblende 108 wird Licht aus der Lichtquellenlampe 106 in ein Strahlrohr 111 emittiert, das sich parallel zu einer Drehachse der Abtasttrommel 101 erstreckt.
Eine Lochblende 109 und ein Spiegel 112 sind innerhalb des Strahlrohres 111 angeordnet. Einfallendes Licht, das in das Strahlrohr 111 eintritt, läuft durch die Lochblende 109 und wird dann von dem Spiegel 112 reflektiert. Reflektiertes Licht wird dann auf die Vorlage 102 gestrahlt, die auf der Abtasttrommel 101 angeordnet ist, durch eine Kondenserlinse 110, die an einer Oberfläche des Strahlrohrs 111 befestigt ist. Die Vorlage 102 wird auf diese Weise bestrahlt.
Die Feldblende 108 und die Lochblende 109 sind fest.
Während sich die Abtasttrommel 101 in eine Hauptabtastrichtung X dreht und gleichzeitig der Abtastkopf und das optische Beleuchtungssystem sich zusammen als eine Einheit in einer nachrangigen Abtastrichtung Y bewegen, in Synchronisation mit der Drehung der Abtasttrommel 101, kann Licht von der Vorlage 102 in das Photomultipliziererrohr 105 eintreten, wodurch photoelektrisch umgewandelte elektrische Signale aufeinanderfolgend ausgegeben werden.
Wenn die Auflösung beim Bildlesen beim Lesen einer Vorlage geändert wird, wird ein Durchmesser einer Apertur die in der Hauptaperturplatte 104 gebildet ist, geändert, und somit wird ein Bildlesebereich AR auf der Vorlage geändert, wie in Fig. 14 gezeigt. Da jedoch ein Durchmesser (die Größe) einer Apertur der Feldblende 108 fest ist, bleibt der Beleuchtungsbereich AE unverändert, ungeachtet der Auflösung beim Bildlesen. Obwohl dies kein Problem hervorruft, wenn der Beleuchtungsbereich AE leicht größer ist als der Bildlesebereich AR kann, wenn der Beleuchtungsbereich AE wesentlich größer ist als der Bildlesebereich AR (d. h. wenn die Auflösung des Bildablesens hoch ist), Licht von einem Teil des Beleuchtungsbereiches AE, außerhalb des Bildlesebereiches AR, in das Photomultipliziererrohr 105 als Streulicht eintreten. Als ein Ergebnis ist es unmöglich, ein Bild in einem Bereich, wo die Auflösung beim Bildlesen hoch ist, genau zu lesen.
Weiterhin hat die in Fig. 13 gezeigte Vorrichtung ebenso das folgende Problem.
Die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes wird geändert, indem der Durchmesser der Apertur (die Aperturgröße) der Aperturblende 109 geändert wird. Wenn z. B. eine Oberfläche der Vorlage 102 uneben ist oder einen Kratzer hat oder wenn die Körnigkeit der Vorlage grob ist, wird ein Bild gelesen, ohne daß es durch einen Kratzer oder dergleichen beeinflußt wird, wenn die Vorlage mit beleuchtendem Licht bestrahlt wird, das durch Vergrößern der numerischen Apertur diffus gemacht wird. Wenn im Gegensatz dazu eine Oberfläche der Vorlage 102 eben ist oder keinen Kratzer hat, oder wenn die Körnigkeit der Vorlage fein ist, kann das Bild der Vorlage treu gelesen werden, wenn die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes verkleinert wird und somit Streulicht verhindert wird.
Wenn jedoch die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes angepaßt wird, wird, wegen einer Änderung bei einem sogenannten Q-Faktor (d. h. einem Wert, der durch Dividieren einer parallelen Dichte mit einer Diffusionsdichte erhalten wird), eine gemessene Dichte abhängig von der numerischen Apertur geändert. Fig. 15 ist eine graphische Darstellung, die eine Dichtecharakteristik zeigt. Eine Dichte, die von einem Dichtemesser gemessen wird, ist entlang einer horizontalen Achse aufgetragen, und ein Dichte, die von einer Bildlesevorrichtung gemessen wird, bei der die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes anpaßbar ist, ist entlang einer vertikalen Achse aufgetragen.
Eine Dichte, die von einem Dichtemesser gemessen wird, stimmt mit einer Dichte überein, die von einer Bildlesevorrichtung gemessen wird, wenn die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes ausreichend vergrößert ist. Somit wird die Dichte, die von dem Dichtemesser unter einer solchen Bedingung gemessen wird, als eine Referenz benutzt. In Fig. 15 wird insbesondere in einem mittleren Dichtebereich die Bildlesevorrichtung das Bild dichter erkennen, wenn die numerische Apertur kleiner ist. Kurz gesagt, wenn die numerische Apertur größer ist, liegt die Dichte, die von der Bildlesevorrichtung gemessen wird, näher an der Dichte, die von dem Dichtemesser gemessen wird.
Wenn die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes angepaßt wird, mißt die Bildlesevorrichtung unterschiedliche Dichten selbst bei der gleichen Vorlage. Somit ist es unmöglich, in stabiler Weise eine Bilddichte zu lesen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bildes einer Vorlage gerichtet. Die Vorrichtung umfaßt: ein optisches Beleuchtungssystem zum Einstrahlen von Licht auf einen Beleuchtungsbereich der Vorlage; ein optisches Abbildungssystem zum Erzeugen eines Bildes eines Bildlesebereiches der Vorlage auf einer Bildfokussierfläche, wobei der Bildlesebereich in dem Beleuchtungsbereich enthalten ist; eine photoelektrische Wandlereinrichtung zum Lesen eines Bildes, das auf der Bildfokussierfläche gebildet ist, und zum Ausgeben eines Bildsignals, das dem Bild zugeordnet ist; einer Bezeichnungseinrichtung zum Bezeichnen einer Änderung in einer Auflösung beim Bildlesen; eine Einrichtung zum Ändern des Bildlesebereiches, um den Bildlesebereich entsprechend einer Auflösung beim Bildlesen zu ändern, welche durch die Bezeichnungseinrichtung bezeichnet ist; und eine Einrichtung zum Ändern des Beleuchtungsbereiches, um den Beleuchtungsbereich entsprechend der Auflösung beim Bildlesen zu ändern, die durch die Bezeichnungseinrichtung bezeichnet ist.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildlesevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen Einfluß von Streulicht verringert und daher ein Bild genau liest, selbst wenn ein Bildlesebereich geändert wird, um eine Auflösung beim Bildlesen zu ändern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bildlesevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die in stabiler Weise ein Bild liest, selbst wenn die numerische Apertur geändert wird.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Beleuchtungssystems und eines optischen Abbildungssystems einer Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Draufsicht auf das optische Beleuchtungssystem und das optische Abbildungssystem der Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten gemäß der vorliegenen Erfindung;
Fig. 3A ist eine Ansicht, die eine optische Struktur des optischen Beleuchtungssystems der Fig. 1 zeigt;
Fig. 3B ist eine Ansicht, die eine optische Struktur eines optischen Beleuchtungssystems gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3C ist eine Ansicht, die eine optische Struktur eines optischen Beleuchtungssystems gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockschaubild, das eine Steueroperation zeigt, die bei der Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 5A ist eine Ansicht, die Änderungen in einem Beleuchtungsbereich und einem Bildlesebereich gemäß einer Änderung in einer Auflösung beim Bildlesen zeigt;
Fig. 5B ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich und dem Bildlesebereich zeigt;
Fig. 5C ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich und dem Bildlesebereich zeigt;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Beleuchtungssystems und eines optischen Abbildungssystems einer Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7A ist eine horizontale Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten;
Fig. 7B ist eine vertikale Querschnittsansicht der Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten;
Fig. 8 ist eine Vorderansicht, die eine Struktur einer Feldblende und einer Aperturblende zeigt;
Fig. 9 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Beleuchtungsbereich und einem Bildlesebereich zeigt;
Fig. 10 ist ein Blockschaubild, das eine Steueroperation zeigt, die bei einer verbesserten Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
Fig. 11 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Aperturdurchmesser einer variablen Aperturblende und der numerischen Apertur zeigt;
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, die eine Korrekturcharakteristik einer korrigierenden LUT zeigt;
Fig. 13 ist eine Ansicht eines optischen Beleuchtungssystems und eines optischen Abbildungssystems einer herkömmlichen Bildlesevorrichtung;
Fig. 14 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Beleuchtungsbereich und einem Bildlesebereich bei der herkömmlichen Bildlesevorrichtung zeigt; und
Fig. 15 ist eine graphische Darstellung, die eine Dichtecharakteristik zeigt, welche sich abhängig von der numerischen Apertur des beleuchtenden Lichtes ändert.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

< Bildaufzeichnungsvorrichtung vom Typ Trommelabtasten>

Die Fig. 1 und 2 sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Draufsicht auf ein optisches Beleuchtungssystem E und ein optisches Abbildungssystem F einer Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 umfaßt ein optisches Beleuchtungssystem E ein optisches Transmissionssystem ET zum Bestrahlen einer Vorlage 2, die auf einer Abtasttrommel 1 angeordnet ist, und ein optisches Reflexionssystem ER zum Bestrahlen der Vorlage 2 von einer dem optischen Transmissionssystem ET gegenüberliegenden Seite. Das optische Beleuchtungssystem E (das optische Transmissionssystem ET und das optische Reflexionssystem ER), das unmittelbar nachfolgend beschrieben wird, ist auch bei einer Vorrichtung zum Lesen eines Bildes einer Vorlage 2 anwendbar, die auf einer transparenten ebenen Platte, so wie einer Glasplatte, angeordnet ist.
In einem Lampengehäuse 28 (siehe Fig. 2) des optischen Transmissionssystems ET sind eine Lichtquelle 30 und eine Sammellinse 40 angeordnet. Das Lampengehäuse 28 ist mit einem Strahlrohr 29 verbunden, das sich in einer nachrangigen Abtastrichtung Y erstreckt. Eine Feldlinse 43, eine Übertragungslinse 44, ein Spiegel 48 und eine Kondensorlinse 49 sind in dem Strahlrohr 29 angeordnet.
In der Lichtquelle 30 ist ein gelochter elliptischer Spiegel 32 so angeordnet, daß er eine Lichtquellenlampe 31, so wie eine Xenonlampe oder eine Halogenlampe, umgibt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Licht von der Lichtquellenlampe 31 wird teilweise von dem elliptischen Spiegel 32 reflektiert, so daß es auf das optische Reflexionssystem ER auftrifft und die Vorlage 2 bestrahlt. Ein Loch 32S ist in einer Seitenfläche des elliptischen Spiegels 32 gebildet, so daß Licht von der Lichtquellenlampe 31 teilweise durch das Loch 32S läuft, so daß es an einer vorbestimmten Position P30 durch eine sekundäre Lichtquellen-Erzeugungslinse 35 fokussiert wird, die aus zwei Linsen 33 und 34 besteht, so daß eine sekundäre Lichtquelle gebildet wird. Bezeichnet mit 36 ist ein Spiegel zum reflektieren von Licht aus der sekundären Lichtquellen-Erzeugungslinse 35, so daß Licht von der Lichtquellenlampe 31 auf die Sammellinse 40 auftrifft.
Somit wird bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform die Lichtquelle 30 durch die Elemente 31 bis 35 gebildet, und Licht von der Lichtquellenlampe 31 wird in zwei optische Wege aufgeteilt, wobei der eine auf das optische Reflexionssystem ER auftrifft und der andere auf das optische Transmissionssystem ET auftritt. Weiter ist bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform, da Licht von der Lichtquellenlampe 31 durch den gelochten elliptischen Spiegel 32, der eine solche Struktur wie oben beschrieben hat, in zwei Richtungen, die senkrecht zueinander sind, aufgeteilt wird, das Licht von der Lichtquellenlampe 31 räumlich verteilt und effektiv genutzt.
Eine Blende ist angeordnet (nicht gezeigt), die wahlweise in genau einen der optischen Wege bewegt wird, so daß das optische Transmissionssystem ET benutzt wird, wenn die Vorlage 2 eine transparente Vorlage ist, und das optische Reflexionssystem ER wird benutzt, wenn die Vorlage 2 eine Vorlage vom Reflexionstyp ist.
Zusätzlich wird die Bildungslinse 35 für die sekundäre Lichtquelle durch ein optisches Brennpunktsystem gebildet, wie es in den Fig. 1 und 2 bei der vorliegend bevorzugten Ausführungsform gezeigt ist. Somit ist die optische Länge geringer und somit ist die Lichtquelle 30 kleiner als wenn die Bildungslinse 35 für die sekundäre Lichtquelle durch ein afokales optisches System gebildet würde.
Die Sammellinse 40 hat eine solche Struktur, daß Licht von der Lichtquelle 30 zusammengeführt wird und auf die Feldlinse 43 auftrifft, wie in Fig. 2 gezeigt.
Fig. 3A ist eine Ansicht, die eine optische Struktur des optischen Transmissionssystems ET zeigt. Bei diesem optischen System ET ist eine variable Aperturblende AS an der Position P&sub3;&sub0; angeordnet, an der die sekundäre Lichtquelle gebildet wird. Die variable Aperturblende AS umfaßt eine Vielzahl von Öffnungen, die voneinander unterschiedliche Aperturgrößen haben. Wenn ein Motor 7 für die Aperturblende (siehe Fig. 2) um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, wird die Lochgröße der Aperturblende geeignet geändert.
Die Sammellinse 40 befindet sich eine Brennweite f41S der Sammellinse 41 entfernt von der sekundären Lichtquelle. Die Sammellinse 40 empfängt Licht von der sekundären Lichtquelle auf dem Spiegel 42 und emittiert paralleles Licht in Richtung auf die Feldlinse 43. Hinter der Sammellinse 40 ist eine variable Aperturblende FS an einer konjugierten Position zu der Vorlage 2 angeordnet. Der Öffnungsdurchmesser (oder die Größe) der variablen Aperturblende FS wird von einem Feldblenden-Motor 6 angepaßt (siehe Fig. 2).
Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform wird ein Lichtquellenbild der Lichtquellenlampe 31 an einer Position einer Pupille 99 der Kondensorlinse 49 gebildet. Das optische Beleuchtungssystem ist daher ein Köhler'sches Beleuchtungssystem.
Mit Bezug wieder auf Fig. 1 wird eine Beschreibung eines Prozesses gegeben, bei dem Licht in Richtung auf die Sammellinse 40 emittiert und auf die Vorlage 2 gestrahlt wird. Das Emissionslicht trifft auf die Übertragungslinse 44 durch die Feldlinse 43. Zwei Linsen 45 und 46, die die Übertragungslinse 44 bilden, sind voneinander um eine Entfernung beabstandet, die gleich der Summe der Brennweiten der Linsen 45 und 46 ist, wodurch ein sogenanntes afokales optisches System realisiert wird. Wenn es als ein afokales optisches System gebildet ist, wird die Übertragungslinse 44 weniger durch eine Verunreinigung oder dergleichen beeinflußt, die an einer Linsenfläche anhaftet, als wenn sie als ein fokales optisches System gebildet wäre, und somit eine bessere Übertragung durchführt. Das heißt, bei einem fokalen optischen System stört, da ein Lichtquellenbild (oder ein Feldblendenbild) innerhalb oder auf der Linse gebildet wird, eine Verunreinigung oder dergleichen, die auf einer Linsenfläche der Linse anhaftet, nachteilig das Lichtquellenbild (oder das Feldblendenbild). Im Gegensatz dazu wird da Übertragungssystem durch ein afokales optisches System gebildet, wie bei der vorliegend bevorzugten Ausführungsform, da ein Lichtquellenbild und ein Feldblendenbild in einem Raum zwischen den Linsen gebildet wird, wobei das Übertragungssystem das Lichtquellenbild auf die Kondensorlinse 49 zu überträgt und das Feldblendenbild auf die Vorlage 2, ohne daß durch eine Verunreinigung oder dergleichen, die auf einer Linsenfläche anhaftet, Einfluß ausgeübt würde.
Nachdem es von dem Spiegel 48 reflektiert ist, wird Licht von der Übertragungslinse 44 durch die Kondensorlinse 49 gesammelt, um die Vorlage 2 zu bestrahlen, die auf der Abtasttrommel 1 angeordnet ist (siehe Fig. 2).
Bei dem optischen Beleuchtungssystem E mit einer solchen Struktur wie oben wird ein Beleuchtungsbereich, auf dem die Vorlage 2 bestrahlt wird, geändert, indem der Durchmesser (oder die Größe) der Öffnung der variablen Aperturblende FS geändert wird, die an einer konjugierten Position zu der Vorlage 2 angeordnet ist.
Nun wird das optische Reflexionssystem ER mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. In Fig. 1 wird das optische Reflexionssystem ER durch ein Faserbündel (optische Führungseinrichtung) 130 gebildet, welches Licht von der Lichtquelle 30 nahe zu der Abtastrommel 1 leitet. Ein Endabschnitt 131 des Faserbündels 130 befindet sich oberhalb des gelochten elliptischen Spiegels 32, so daß es einem Aperturabschnitt 32R des elliptischen Spiegels 32 zugewandt ist, so daß Licht von dem Aperturabschnitt 32R auf das Faserbündel 130 an dem Endabschnitt 131 auftrifft. Nachdem es zu dem anderen Endabschnitt (nicht gezeigt) übertragen worden ist, wird das Licht von dem anderen Abschnitt auf die Vorlage 2 emittiert. Die Vorlage 2 wird bestrahlt, indem das optische Reflexionssystem auf diese Weise benutzt wird.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt das optische Abbildungssystem F eine Hauptaperturplatte 35 und eine Aufnahmelinse (abbildende Linse) 27, welche ein Bild der Vorlage 2 auf die Hauptaperturplatte 25 fokussiert. Die Hauptaperturplatte 25 befindet sich auf einer Bildfokussierfläche, auf die eine Aufnahmelinse 35 ein Bild der Vorlage 2 fokussiert. Eine Vielzahl von Löchern (Aperturen) mit voneinander unterschiedlichen Durchmessern sind auf der Hauptaperturplatte 25 gebildet, wie bei der variablen Aperturblende AS des optischen Beleuchtungssystems, das früher beschrieben worden ist. Eines der Löcher (Aperturen) wird ausgewählt, indem ein Hauptaperturmotor 5 (siehe Fig. 2) benutzt wird, und die Hauptaperturplatte 35 wird gedreht, so daß das ausgewählte Loch auf einer optischen Achse der Aufnahmelinse 27 positioniert wird. Licht, das durch das Loch (die Apertur) läuft, welches in der Hauptaperturplatte 25 gebildet ist, wird in ein Bündel paralleler Strahlen durch eine Sammellinse 24 umgewandelt, durch zwei dichroitische Spiegel 23R und 23B und einen Spiegel 23G in drei Primärfarben aufgeteilt und dann in die Photomultipliziererrohre 21R, 21B und 21G geleitet, die jedes als ein Photoelektro-Transducer durch Farbfilter 22R, 22B und 22G dienen.
Bei dem optischen Abbildungssystem F mit einer Struktur wie oben wird ein Bildlesebereich geändert, indem der Aperturdurchmesser (oder die Größe) der Hauptaperturplatte 25 geändert wird.
Um eine Auflösung beim Bildlesen beider Bildlesevorrichtung zu ändern, welche das optische Beleuchtungssystem E und das optische Abbildungssystem F umfaßt, wie oben, wird der Beleuchtungsbereich der Vorlage 2 angepaßt, indem die variable Aperturblende S angepaßt wird, und der Lesebereich wird angepaßt, indem der Aperturdurchmesser (oder die Größe) der Hauptaperturplatte 25 angepaßt wird. Die Fig. 5A, 5B und 5C zeigen eine Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich und dem Bildlesebereich.
Wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt, wird der Bildlesebereich AR durch die Auflösung beim Bildlesen festgelegt, und die Größe des Bildlesebereichs AR entspricht einer inversen Zahl der Auflösung beim Bildlesens. Da der gesamte Bildlesebereich mit Licht bestrahlt werden muß, muß der Beleuchtungsbereich AE den gesamten Bildlesebereich AR überdecken.
Weiter, um einen Einfluß des Streulichtes auf ein Minimum zu unterdrücken, ist es notwendig, einen Beleuchtungsbereich AE&sub0; außerhalb des Bildlesebereichs AR soweit wie möglich zu verkleinern. Somit ist es bevorzugt, daß der Beleuchtungsbereich AE perfekt mit dem Bildlesebereich AR übereinstimmt. Es ist jedoch schwierig, den Beleuchtungsbereich AE mit dem Bildlesebereich AR perfekt in Übereinstimmung zu bringen, wegen der Genauigkeit des mechanischen Positionierens der Aperturplatte 25, der Aperturblende FS und dergleichen, die in dem optischen Beleuchtungssystem E und dem optischen Abbildungssystem F enthalten sind.
Wie es in Fig. 5C gezeigt ist, überdeckt, ohne Berücksichtigung der Auflösung beim Bildlesen, wenn der Beleuchtungsbereich AE um das Doppelte einer Versetzung TB, die berechnet wird, indem eine tolerierbare Versetzung des Positionierens des Bildlesebereiches AR zu einer tolerierbaren Versetzung des Positionierens des Beleuchtungsbereiches AE addiert wird, größer gebildet wird als der Bildlesebereich AR, der Beleuchtungsbereich AE vollständig den Bildlesebereich AR, während der Beleuchtungsbereich AE&sub0; außerhalb des Bildlesebereichs klein wird, ungeachtet einer Versetzung der mechanischen Positionierung, die erzeugt wird, wenn die optischen Systeme zusammengebaut werden. Somit ist es möglich, zuverlässig eine Dichte der Vorlage 2 zu lesen und einen Einfluß des Streulichtes auf Minimum zu unterdrücken.
Ungeachtet der Auflösung beim Bildlesen bleibt eine Positonisversetzung zwischen dem Beleuchtungsbereich AE und dem Bildlesebereich AR aufgrund einer solchen mechanischen Positionsversetzung ungefähr konstant. Somit ist ein Verhältnis des Beleuchtungsbereiches AE zu dem Bildlesebereich AR auf der Seite einer hohen Auflösung beim Bildlesen größer als auf der Seite einer niedrigen Auflösung beim Bildlesen.
Eine Beziehung zwischen der Auflösung beim Bildlesen und dem Aperturdurchmesser der Aperturplatte 25 wird ausgedrückt als:
D = M/RES ...(1)
wobei die Auflösung beim Bildlesen RES ist, der Aperdurchmesser d ist und eine Vergrößerung der Aufnahmelinse (abbildende Linse) 27 M ist. Wenn man somit annimmt, daß die Vergrößerung M konstant ist, ist es nur notwendig, den Aperturdurchmesser d ins umgekehrte Verhältnis zur Auflösung beim Bildlesen zu ändern.
Wenn jedoch die Auflösung beim Bildlesen relativ hoch ist, ist es manchmal unmöglich, aufgrund einer Betriebsbeschränkung, die Öffnung der Aperturplatte 25 in einer solchen Größe zu bilden, daß die Gleichung (1) oben erfüllt wird. Wenn dies der Fall ist, kann der Bildlesebereich AR leicht größer gebildet werden, nur an der Seite der hohen Auflösung beim Bildlesen, und der Beleuchtungsbereich AE kann dementsprechend größer gebildet werden, wie in Fig. 5B gezeigt. Da dies sicherstellt, daß eine Fläche größer als der ideale Bildlesebereich gelesen wird, ist eine ausgegebene Dichte ein Bildsignal, das leicht mehr ausgeglättet ist als ein genaues Bildsignal. Jedoch hat eine solche geringe Differenz keinen großen Einfluß.
Wenn somit der Beleuchtungsbereich AE so angepaßt wird, daß er leicht größer ist als der Bildlesebereich AR, wird der Beleuchtungsbereich AE&sub0; außerhalb des Bildlesebereichs AR nicht sehr groß, selbst wenn die Auflösung beim Bildlesen geändert wird. Dieses verringert einen nachteiligen Einfluß von Streulicht.
Fig. 4 ist ein Blockschaubild, das eine Steueroperation zeigt, die bei der Bildlesevorrichtung durchgeführt wird, welche das optische Beleuchtungssystem E und das optische Abbildungssystem F wie oben umfaßt.
Grundsätzlich wird die Bildlesevorrichtung durch einen Hauptsteuerteil 55 gesteuert, der aus einem Mikrocomputer oder dergleichen gebildet ist. Der Hauptsteuerteil 55 besteht aus einer CPU, einem ROM, einem RAM usw. In dem Hauptsteuerteil 55 steuert die CPU Lasten, basierend auf einem Steuerprogramm, das in dem ROM gespeichert ist, auf Steuerdaten, die in dem RAM gespeichert sind, und Information, die durch eine Bedientafel 54 eingegeben sind.
Gegenwärtige Werte der Bildsignale IR, IB und IG, die jeweils von den Photomultipliziererrohren 21R, 21B und 21G ausgegeben werden, werden durch einen Strom/Spannungs- Wandler 50 in Spannungswerte umgewandelt, weiter in Logarithmen durch eine LOG- Wandlerschaltung 51 umgewandelt und danach durch eine A/D-Wandlerschaltung 53 in digitale Daten umgewandelt. Die A/D-Wandlerschaltung 53 erhält einen Abtasttakt CL basierend auf dem die A/D-Wandlung durchgeführt wird. Somit wird durch Anpassen einer Frequenz des Abtasttaktes CL die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X geändert. Wenn zum Beispiel die Frequenz des Abtasttaktes CL mit N multipliziert wird, vergrößert sich die Auflösung beim Bildlesen auf das N-fache.
Wenn ein Bediener die Auflösung beim Bildlesen RES auf der Bedientafel (der Bezeichnungseinrichtung) 54 eingibt, welche durch eine Tastatur oder dergleichen gebildet ist, liefert der Hauptsteuerteil 55 Daten im Hinblick auf die Auflösung beim Bildlesen RES an eine Vergrößerungs-Steuerschaltung 56. Die Vergrößerungs-Steuerschaltung 56 steuert eine Drehgeschwindigkeit eines Motors 4 für das nachrangige Abtasten und Drehbeträge für den Hauptaperturmotor 5 und den Feldblendenmotor 6, um somit eine Geschwindigkeit Vy des nachrangigen Abtastens, den Aperturdurchmesser der Aperturplatte 25 und den Aperturdurchmesser der Aperturblende FS einzustellen, jeweils auf einen Wert, der für die Auflösung beim Bildlesen RES geeignet ist. Weiter bildet die Vergrößerungs-Steuerschaltung 56 eine A/D- Wandlerschaltung 54 mit dem Abtasttakt CL, der eine Frequenz hat, die für die Auflösung beim Bildlesen RES geeignet ist.
Zum Beispiel wird die Geschwindigkeit Vy in der nachrangigen Abtastrichtung (mm/sec) ausgedrückt als:
Vy (mm/sec) = 1/(RES·T)... (2)
wobei die Auflösung beim Bildlesen RES (Zeilen/mm) ist, ein Radius der Abtasttrommel 1 r (mm) ist und ein Drehzyklus der Abtasttrommel 1 T (sec) ist. Die Frequenz fCL des Abtasttaktes CL wird ausgedrückt als:
fCL = 2πr (RES·T)... (3)
Die Vergrößerungs-Steuerschaltung 56 gibt Daten im Hinblick auf die Geschwindigkeit Vy für das nachrangige Abtasten an eine Steuerschaltung 58 für das nachrangige Abtasten aus, so daß der Motor 4 für das nachrangige Abtasten mit der Geschwindigkeit Vy für das nachrangige Abtasten betrieben wird. Weiter bildet die Vergrößerungs-Steuerschaltung 56 eine Bildlese-Steuerschaltung 59 mit einem Auswahlsignal SEL, welches sich entsprechend der Auflösung beim Bildlesen RES ändert. Die Bildlese-Steuerschaltung 59 umfaßt einen Speicher, der die Beziehung zwischen dem Bildlesebereich AR und dem Beleuchtungsbereich AE speichert, was in Fig. 5 gezeigt ist. Basierend auf der Beziehung, die gespeichert ist, werden der Hauptaperturmotor 5 und der Feldblendenmotor 6 angetrieben. Die Geschwindigkeit eines Hauptabtastmotors 3 wird durch eine Hauptabtast-Steuerschaltung 57 gesteuert, so daß sich die Abtasttrommel 1 mit einer konstanten Umfangsgeschwindigkeit Vx dreht, ungeachtet der Auflösung beim Bildlesen. Zusätzlich steuert eine Aperturblenden-Steuerschaltung 60 den Aperturblendenmotor 7, so daß eine variable Aperturblende AS entsprechend Information, die durch die Bedientafel 54 geliefert wird, angepaßt wird. Die Aperturgröße der variablen Aperturblende AS wird groß eingestellt, wenn eine Vorlage einen Kratzer umfaßt oder uneben ist, jedoch klein eingestellt, wenn eine Dichte genauer gelesen werden muß.
Auf diese Weise wird Licht von der Vorlage 2 in die Photomultipliziererrohre 21R, 21B und 21G geleitet, und ein Bild der Vorlage 2 wird photoelektrisch umgewandelt, wobei die Abtasttrommel 1 sich in die Hauptabtastrichtung X dreht und einen Abtastkopf 20, der das optische Abbildungssystem F und das optische Beleuchtungssystem E enthält, in eine nachrangige Abtastrichtung Y synchron mit der Drehung der Abtasttrommel 1 bewegt, wodurch das Bild der Vorlage 2 gelesen wird.
Wie oben beschrieben wird bei der vorliegend bevorzugten Ausführungsform der Bildlesebereich AR auf einer Vorlage mittels des optischen Abbildungssystems F entsprechend einer Änderung der Auflösung beim Bildlesen geändert, und weiter wird der Beleuchtungsbereich AE mittels des optischen Beleuchtungssystems E geändert. Somit wird der Beleuchtungsbereich AE niemals außerordentlich größer als der Bildlesebereich AR sein, und somit wird Licht, das auf photoelektrische Elemente, so wie die Photomultipliziererrohre 21R, 21B und 21G auftrifft, weniger durch Streulicht beeinflußt. Dies macht es möglich, ein Bildsignal genau zu lesen.
Wie in Fig. 3A gezeigt, sind bei der vorliegend bevorzugten Ausführungsform die Feldlinse 43 und die Kondensorlinse 49 so angeordnet, daß sie ein afokales optisches System bilden. Die afokale Übertragungslinse 44 ist zwischen der Feldlinse 43 und der Kondensorlinse 49 angeordnet. Weiter, da die Sammellinse 40 von der sekundären Lichtquelle um die Brennweite der Sammellinse 40 beabstandet ist, wie oben beschrieben, ist das optische Tranmissionssystem ET auf der Bildseite telezentrisch. Dies macht es möglich, die Vorlage 2 besser zu bestrahlen.
Obwohl die vorliegende Erfindung in bezug auf die obige bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung auf diese besondere bevorzugte Ausführungsform nicht beschränkt. Statt dessen kann die vorliegenden Erfindung vielfältig modifiziert werden.
Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform wird er Bildlesebereich AR, der durch das optische Abbildungssystem F definiert ist, geändert, indem der Aperturdurchmesser der Aperturplatte 25 geändert wird. Statt dessen kann der Aperturdurchmesser der Aperturplatte 25 festgehalten werden und die Aufnahmelinse (abbildende Linse) 27 kann als eine Zoom-Linse gebildet sein, so daß der Bildlesebereich AR geändert wird, indem eine Vergrößerung der Zoom-Linse geändert wird.
Weiter, obwohl die obige bevorzugte Ausführungsform die Kondensorlinse 49 als einen Teil des optischen Beleuchtungssystems E benutzt, das in Fig. 3A gezeigt ist, kann statt dessen eine Zoom-Linse benutzt werden. Wenn eine solche Abänderung implementiert wird, wird der Beleuchtungsbereich in einer ähnlichen Weise wie bei der bevorzugten Ausführungsform, die oben beschrieben ist, geändert, indem eine Vergrößerung der Zoom-Linse geändert wird, während die Größe der Aperturblende FS festgehalten wird. Ähnliche Abänderung ist ebenso möglich bei Strukturen wie denen, die in den Fig. 3B und 3C gezeigt sind, die später beschrieben werden.
Noch weiter, obwohl die obige bevorzugte Ausführungsform die variable Aperturblende AS an einer Position anordnet, wo die sekundäre Lichtquelle gebildet wird, kann die variable Aperturblende AS an irgendeiner anderen Position angeordnet werden, solange sie an dem Lichtquellenbild angeordnet ist oder an einer Position, die zu dem Lichtquellenbild konjugiert ist. Wenn sie sich an der Position P30 befindet, wo die sekundäre Lichtquelle gebildet wird, wie oben beschrieben, wird eine variable Aperturblende AS innerhalb des Lampengehäuses 28 positioniert. Dies macht es einfacher, einen automatischen Einstellmechanismus (z. B. eine Antriebsquelle, ein Übertragungsteil für die Antriebskraft) einzubauen, welcher automatisch die Aperturgröße der variablen Aperturblende AS ändert. Dabei, wenn die Aperturblende an einer Position angeordnet ist, die zu dem Lichtquellenbild konjugiert ist und die am nächsten zur Vorlage 2 liegt (d. h. an der Position der Pupille (AS') der Kondensorlinse 49 in der bevorzugten Ausführungsform oben), ist es möglich, einen Einfluß der Vibration des Strahlrohres 29 oder weitere Einflüsse soweit wie möglich zu unterdrücken, so daß die Vorlage 2 stabil bestrahlt wird.
Obwohl das optische Transmissionssystem ET ein sogenanntes Köhler'sches Beleuchtungssystem bei der obigen bevorzugten Ausführungsform ist, kann das optische Transmissionssystem ET durch ein kritisches Beleuchtungssystem gebildet sein, indem Entfernungen zwischen den jeweiligen optischen Elementen eingestellt werden, jedoch ohne Ändern der grundlegenden Elemente. Der erzeugte Effekt bleibt derselbe, als wenn das optische Transmissionssystem ET durch ein Köhler'sches Beleuchtungssystem gebildet wird.
Obwohl das optische Transmissionssystem ET die Übertragungslinse 44 bei der obigen bevorzugten Ausführungsform umfaßt, ist die Übertragungslinse 44 bei der vorliegenden Erfindung kein wesentliches Element. Statt dessen kann das optische Transmissionssystem ET ohne die darin enthaltene Übertragungslinse 44 sein, wie in Fig. 3B gezeigt, wobei ein ähnlicher Effekt erhalten bleibt wie der, der bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten entsprechend der oben bevorzugten Ausführungsform erzeugt wird. Wenn das optische Transmissionssystem ET so gebildet ist, daß es die Übertragungslinse 44 nicht umfaßt, kann die variable Aperturblende AS an der Position AS angeordnet werden, an der das Lichtquellenbild gebildet wird, wie in Fig. 3A, oder an der Position der Pupille (AS') der Kondensorlinse 49. Zusätzlich kann die Lichtquellenlampe 31 an der Position der sekundären Lichtquelle angeordnet werden, die in der obigen bevorzugten Ausführungsform benutzt wird, wie in Fig. 3C gezeigt. Wenn die Lichtquellenlampe 31 als solche angeordnet ist, kann die Aperturblende AS an der Position der Pupille (AS') der Kondensorlinse 49 angeordnet werden.
Bei der obigen bevorzugten Ausführungsform wird eine Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X festgelegt, indem die Frequenz des Abtasttaktes CL angepaßt wird. Die Frequenz des Abtasttaktes CL kann jedoch konstant festgelegt sein, und die Drehgeschwindigkeit Vx der Abtasttrommel 1 kann angepaßt werden, um die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X festzulegen. Als Alternative kann die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X festgelegt werden, indem sowohl der Abtasttakt als auch die Drehgeschwindigkeit Vx der Abtasttrommel angepaßt werden. In diesem Fall jedoch müssen die Gleichungen (2) und (3) oben wie bei der bevorzugten Ausführungsform oben erfüllt werden.

< Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten>

Fig. 6, 7A und 7B sind eine perspektivische Ansicht bzw. Draufsichten auf ein optisches Beleuchtungssystem E und ein optisches Abbildungssystem F einer Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 7A und 7B zeigen einen Querschnitt in der Hauptabtastrichtung X und einen Querschnitt in der nachrangigen Abtastrichtung Y. Diese Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten ist im Grundprinzip und Aufbau derselbe wie die Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten, die zuvor beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß der Bildlesebereich in der Form eines Schlitzes anstatt in der Form eines Flecks vorliegt.
Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt die Bildlesevorrichtung das optische Abbildungssystem E zum Bestrahlen einer Vorlage 12, die auf einem Element 11 zum Anbringen einer Vorlage angebracht ist, und das optische Abbildungssystem F zum Lesen eines Bildes der Vorlage.
Bei dem optischen Beleuchtungssystem E sind eine lineare Lichtquelle 80, die durch eine Fluoreszenzlampe gebildet ist, eine Sammellinse 81, die durch eine zylindrische Linse gebildet ist, eine variable Aperturblende FS, ein Spiegel 8, eine variable Aperturblende AS und eine Kondensorlinse 89, die durch eine zylindrische Linse gebildet ist, in diese Reihenfolge angeordnet. Die variable Aperturblende FS befindet sich an einer optisch konjugierten Position zu der Vorlage 12 in bezug auf die Kondensorlinse 89. Die variable Aperturblende AS befindet sich an einem vorderen Brennpunkt der Kondensorlinse 89. Bei dem optischen Beleuchtungssystem E wird ein Beleuchtungsbereich auf der Vorlage 12 angepaßt, wenn die Schlitzbreite (Größe) der variablen Aperturblende FS angepaßt wird.
Bei dem optischen Abbildungssystem F sind ein Spiegel 76, eine Zoom-Linse (abbildende Linse) 77 und ein Zeilensensor 71, der als ein photoelektrisches Element dient, in dieser Reihenfolge angeordnet. Der Zeilensensor 71 ist ein Sensor, der beispielsweise durch eine CCD oder dergleichen gebildet ist, und befindet sich an einer Bildfokussierfläche, d. h. einer optisch konjugierten Position zu der Zoom-Linse 77. Somit ist es möglich, ein lineares Bild auf der Vorlage 12 mit dem Zeilensensor 71 zu lesen.
Um eine Auflösung beim Bildlesen bei dem optischen Abbildungssystem F zu ändern, in bezug auf die Hauptabtastrichtung X, wird eine Abbildungsvergrößerung der Zoom-Linse 77 angepaßt, wobei ein Vergrößerungsänderungsmotor 15 verwendet wird, so daß eine Vergrößerung, mit der ein Bild zum Abbilden auf dem Zeilensensor 71 fokussiert wird, geändert wird. In bezug auf die nachrangige Abtastrichtung, wie bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten, die zuvor beschrieben worden ist, wird die Auflösung beim Bildlesen geändert, indem eine relative Geschwindigkeit (d. h. nachrangige Abtastgeschwindigkeit) zwischen der Vorlage 12 und einem optischen System 70 geändert wird, welches das optische Abbildungssystem F und das optische Beleuchtungssystem E umfaßt.
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf die variable Aperturblende FS. Wenn sie von einem Feldaperturmotor angetrieben wird, paßt die variable Aperturblende FS eine Schlitzgröße Δd an, die durch ein Paar Schlitzplatten 91a und 91b definiert ist. Blöcke 92a und 92b sind an beiden Enden der Schlitzplatten 91 befestigt. Eine Schraube 93 durchdringt die Blöcke 92 auf einer Seite, und eine Schiene 94 durchdringt die Blöcke 92 auf der anderen Seite. Die Schraube 93 ist in entgegengesetzten Richtungen in einen oberen Abschnitt und einem unteren Abschnitt mit Gewinde versehen. Wenn somit die Schraube 93 gedreht wird, werden die Schlitze 91a und 91b in entgegengesetzte Richtungen zueinander bewegt. Damit wird die Schlitzgröße Δd eingestellt, indem der Feldaperturmotor 16 gedreht wird. Die variable Aperturblende AS hat dieselbe Struktur wie diese variable Aperturblende. Wenn ein Motor 17 für die Aperturblende gedreht wird, wird die Schlitzgröße der variablen Aperturblende AS geändert.
Um die Auflösung beim Bildlesen bei der Bildlesevorrichtung zu ändern, welche das oben beschriebene optische Beleuchtungssystem E und das optische Abbildungssystem F umfaßt, wird der Beleuchtungsbereich auf der Vorlage 12 geändert, wenn die Schlitzgröße der variablen Aperturblende FS angepaßt wird. Fig. 9 zeigt eine Beziehung zwischen dem Beleuchtungsbereich und dem Bildlesebereich. In Fig. 9 ist der Beleuchtungsbereich AE so angepaßt, daß er leicht größer ist als der Bildlesebereich AR. Wie bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten, die früher beschrieben worden ist, wird der Beleuchtungsbereich AE um eine Größe größer ausgebildet, die einer mechanischen Versetzung entspricht, welche während des Zusammenbaus des optischen Beleuchtungssystems E des optischen Abbildungssystems F erzeugt wird. Weiter, in bezug auf die nachrangige Abtastrichtung Y, ist ein Verhältnis des Beleuchtungsbereiches AE zu der Größe des Bildlesebereiches AR in der nachrangigen Abtastrichtung Y an der Seite hoher Auflösung beim Bildlesen größer als auf der Seite geringer Auflösung beim Bildlesen. Da der Beleuchtungsbereich AE immer vollständig den Beleuchtungsbereich AE überdeckt, selbst wenn die Auflösung beim Bildlesen geändert wird, wobei der Beleuchtungsbereich AE&sub0; außerhalb des Bildlesebereichs AR nicht sehr groß wird, ist es möglich, ein Bildsignal genau zu lesen.
Da ein Blockdiagramm, das eine Steueroperation zeigt, welche in einer solchen Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten durchgeführt wird, ungefähr dasselbe sein muß, wie das Blockschaubild, daß die Steueroperation zeigt, welche bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten durchgeführt wird, wird eine redundantes Blockschaubild einfach weggelassen. Es soll jedoch angemerkt werden, daß die Frequenz des Abtasttaktes CL nicht geändert werden muß, anders als in Fig. 4, da die Zoom-Linse 77 optisch die Vergrößerung in der Hauptabtastrichtung X ändert.
Wie oben beschrieben, ist es bei dieser bevorzugten Ausführungsform möglich, den Bildlesebereich AR, der durch das optische Abbildungssystem F erzeugt wird, und den Beleuchtungsbereich AE, der von dem optischen Beleuchtungssystem E erzeugt wird, entsprechend einer Änderung für die Auflösung beim Bildlesen ebenso bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten, welche den Zeilensensor 71 umfaßt, zu ändern. Da es möglich ist, den Beleuchtungsbereich AE einzustellen, der für den Bildlesebereich AR geeignet ist, wird ein nachteiliger Einfluß von Streulicht verringert.
Die numerische Apertur ist bei jeder der Bildlesevorrichtungen, wie sie oben beschrieben sind, einstellbar. Um genauer zu sein, wird bei der Bildlesevorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, die variable Aperturblende AS, bei der eine Vielzahl von Löchern (oder Aperturen), die voneinander unterschiedliche Aperturgrößen (Aperturdurchmesser) haben, gebildet ist, um einen vorbestimmten Winkel durch den Aperturblendenmotor 17 gedreht, wodurch die Aperturgröße (Aperturdurchmesser) der Aperturblende in geeigneter Weise geändert wird und somit die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes, welches auf die Vorlage 2 gestrahlt wird, angepaßt wird. Andererseits, bei der Bildlesevorrichtung, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, wird der Motor 7 für die Aperturblende gedreht, so daß die Schlitzbreite (Aperturgröße) der variablen Aperturblende AS geändert wird und somit die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes angepaßt wird. Somit sind beide Vorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Bild genau lesen können, selbst wenn der Bildlesebereich geändert wird. Wegen einer Änderung in dem Q-Faktor jedoch, der erzeugt wird, indem die numerische Apertur angepaßt wird, ändert sich eine gemessene Dichte nachteilig abhängig von der numerischen Apertur. Nun wird unten eine Technik zum Lösen dieses Problems beschrieben. Diese Technik ist sowohl bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Trommelabtasten, wie in Fig. 1 gezeigt, als auch bei der Bildlesevorrichtung vom Typ Flachbettabtasten, wie in Fig. 6 gezeigt, anwendbar.
Fig. 10 ist ein Blockschaubild, das eine Steueroperation zeigt, die bei einer verbesserten Bildlesevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Die veranschaulichende verbesserte Bildlesevorrichtung hat dieselbe mechanische und optische Struktur wie die Bildlesevorrichtungen, die oben beschrieben sind (Fig. 1 und 6), und somit wird ein redundante Beschreibung weggelassen.
Die Bildlesevorrichtung wird grundsätzlich von dem Hauptsteuerteil 55 gesteuert, der durch einen Mikrocomputer oder dergleichen gebildet ist. Der Hauptsteuerteil 55 besteht aus einer CPU, einem ROM, einem RAM usw. Die CPU steuert Lasten basierend auf einem Steuerprogramm, das in dem ROM gespeichert ist, auf Steuerdaten, die in dem RAM gespeichert sind, und Information, die durch eine Bedientafel 54 eingegeben worden sind.
Bildsignale R1, B1 und G1, die jeweils von den Photomultipliziererrohren 21R, 21B und 21G ausgegeben worden sind, werden in Spannungswerte durch den Strom/Spannungs-Wandler 50 umgewandelt, weiter durch die LOG-Wandlerschaltung 51 in Logarithmen umgewandelt und danach durch die A/D-Wandlerschaltung 53 in digitale Daten umgewandelt. Die A/D- Wandlerschaltung 53 empfängt den Abtasttakt CL, basierend auf dem die A/D-Wandlung durchgeführt wird. Somit wird durch Anpassen der Frequenz des Abtasttaktes CL die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X geändert. Wenn zum Beispiel die Frequenz des Abtasttaktes CL mit N multipliziert wird, wird die Auflösung beim Bildlesen auf das N- fache vergrößert.
Bildsignale R&sub2;, B&sub2; und G&sub2;, die in digitale Daten umgewandelt werden, werden durch eine Korrektur-Nachschlagetabelle 52 (hiernach "Korrektur-LUT 52") in Bildsignale R&sub3;, B&sub3; bzw. G&sub3; korrigiert. Fig. 11 zeigt eine Beziehung zwischen dem Bildsignal R&sub2; und dem Bildsignal R&sub3;. Wie in Fig. 11 gezeigt, entsprechen Korrekturcharakteristiken der Korrektur-LUT 52 der Charakteristik der Fig. 15, wenn sie reversiert wird. In einer graphischen Darstellung, in der das Bildsignal R&sub2; entlang einer horizontalen Achse gemessen wird und das korrigierte Bildsignal entlang einer vertikalen Achse gemessen wird, werden die Charakteristiken als eine konkave Kurve ausgedrückt. Eine Vielzahl von Korrekturcharakteristiken wird entsprechend einer Vielzahl numerischer Aperturen NA, die ausgewählt werden können, vorbereitet. Wenn die numerische Apertur NA kleiner ist, korrigiert die Korrekturcharakteristik eine Dichte, so daß sie heller ist als das Bildsignal R&sub2;. Weiter sind Beziehungen zwischen dem Bildsignal B&sub2; und dem korrigierten Bildsignal B&sub3;, dem Bildsignal G&sub2; und dem korrigierten Bildsignal G&sub3; grundsätzlich jede eine Charakteristik, die als eine konkave Kurve ausgedrückt wird, ähnlich der Beziehung zwischen dem Bildsigna R&sub2; und dem korrigierten Bildsignal R&sub3;. Aus der Vielzahl der Korrekturcharakteristiken wählt ein Bediener eine aus, die der Information im Hinblick auf eine bezeichnete numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes entspricht. Somit ändert die Korrektur-LUT 52 die Korrekturcharakteristik entsprechend der numerischen Apertur des beleuchtenden Lichtes und gibt die korrigierten Bildsignale R&sub3;, B&sub3; und G&sub3; aus. Eine Korrektur-LUT 53 dient als eine Korrektureinrichtung bei der vorliegenden Erfindung.
Die Vergrößerungs-Steuerschaltung 56 gibt Daten im Hinblick auf die Geschwindigkeit Vy des nachrangigen Abtastens an die Steuerschaltung 58 für das nachrangige Abtasten aus, so daß der Motor 4 für das nachrangige Abtasten mit der Geschwindigkeit Vy für das nachrangige Abtasten angetrieben wird. Weiter versorgt die Vergrößerung-Kontrollschaltung 56 die Bildlese-Steuerschaltung 59 mit dem Auswahlsignal SEL, das sich entsprechend der Auflösung beim Bildlesen RES ändert. Die Bildlese-Steuerschaltung 59 treibt den Hauptaperturmotor 5 und den Feldblendenmotor 6 an, um so einen Bildlesebereich zu erzeugen, der für die Auflösung beim Bildlesen RES geeignet ist. Die Geschwindigkeit des Hauptabtastmotors 3 wird durch die Steuereinheit 57 für das Hauptabtasten gesteuert, so daß sich die Abtasttrommel 1 mit einer konstanten Umfangsgeschwindigkeit Vx dreht, ungeachtet der Auflösung beim Bildlesen.
Wenn ein Bediener Information im Hinblick auf die numerische Apertur NA des beleuchtenden Lichtes auf der Bedientafel 54 eingibt, gibt der Hauptsteuerteil 55 das Auswahlsignal SEL zum Auswählen einer Korrekturcharakteristik der Korrektur-LUT 53 entsprechend der eingegebenen Information aus. Gleichzeitig gibt der Hauptsteuerteil 55 ein Treibersignal DaS zum Anpassen der Aperturgröße der variablen Aperturblende AS an die Aperturblenden- Steuerschaltung 60 entsprechend der eingegebenen Information. Die Korrektur-LUT 53 wählt eine Korrekturcharakteristik basierend auf dem Auswahlsignal SEL. Somit werden die Bildsignale basierend auf der ausgewählten Korrekturcharakteristik korrigiert. Andererseits treibt die Aperturblenden-Steuerschaltung den Motor 7 für die Aperturblende gemäß dem Treibersignal DAS, um somit die Aperturgrößer der variablen Aperturblende AS anzupassen. Der Hauptsteuerteil 55 dient bei der vorliegenden Erfindung als eine Änderungseinrichtung.
Die Information im Hinblick auf die numerische Apertur NA des beleuchtenden Lichtes wird durch einen Bediener eingegeben. Wenn eine Vorlage einen Kratzer umfaßt oder uneben ist, versorgt der Bediener durch die Bedientafel 54 den Hauptkontrollteil 55 mit Information, welche die Aperturgröße (den Aperturdurchmesser) der variablen Aperturblende AS und somit die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes vergrößert. Umgekehrt, wenn die Vorlage 2 keinen Kratzer umfaßt oder glatt ist, versorgt der Bediener den Hauptkontrollteil 55 durch die Bedientafel 54 mit Information, welche die Aperturgröße (den Aperturdurchmesser) der variablen Aperturblende AS und somit die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes verkleinert.
Eine Beziehung zwischen dem Aperturdurchmesser dA der variablen Aperturblende AS und der numerischen Apertur NA des beleuchtenden Lichtes ist wie in Fig. 12 gezeigt. Fig. 12 zeigt die variable Aperturblende AS wenn sie an der Pupille der Kondensorlinse 49 positioniert ist, wegen der Klarheit der Veranschaulichung. Die numerische Apertur NA wird ausgedrückt als:
wobei θ ein Winkel eines Lichtstrahles ist, der am Umfang der Aperturblende in bezug auf die optische Achse entlang läuft, und f49 ist eine Entfernung zwischen einem Hauptpunkt der Kondensorlinse 49 und der Vorlage 2. Somit ist es nur notwendig, den Aperturdurchmesser dA der variablen Aperturblende AS zu ändern, um die numerische Apertur NA des beleuchtenden Lichtes zu ändern. Zum Beispiel kann der Aperturdurchmesser dA entsprechend der Gleichung oben vergrößert werden, um die numerische Apertur NA des beleuchtenden Lichtes zu vergrößern.
Somit wird die Aperturgröße der variablen Aperturblende AS basierend auf Information im Hinblick auf die numerische Apertur von beleuchtendem Licht angepaßt, welche von einem Bediener definiert wird, die Bildsignale werden basierend auf einer Korrekturcharakteristik korrigiert, die der Information entspricht, und die korrigierten Bildsignale werden dann ausgegeben. Da die korrigierten Bildsignale ausgegeben werden, ist es möglich, stabile Bildsignale zu erhalten, selbst wenn die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes geändert wird.
Obwohl die variable Apertublende AS an der Position angeordnet ist, an der bei der obigen verbesserten Vorrichtung die sekundäre Lichtquelle gebildet ist, ist der Ort der variablen Aperturblende AS nicht auf diese beschränkt. Die variable Aperturblende AS kann an irgendeiner anderen Position angeordnet sein, solange sie an dem Lichtquellenbild oder einer Position, die konjugiert zu dem Lichtquellenbild ist, angeordnet ist, d. h. solange sie an der Position der Pupille der Kondensorlinse 49 oder einer Position, die konjugiert zu der Pupille der Kondensorlinse 49 ist, angeordnet ist. Wenn sie an der Position P30 angeordnet ist, an der die sekundäre Lichtquelle gebildet wird, ist die variable Aperturblende AS innerhalb des Lampengehäuses 28 positioniert. Dies macht es einfacher, einen automatischen Anpaßmechanismus (z. B. eine Antriebsquelle, ein Übertragungsteil für eine antreibende Kraft) einzubauen, der automatisch die Aperturgröße (Aperturdurchmesser) der variablen Aperturblende AS ändert. Wenn dabei die Aperturblende an einer Position angeordnet wird, die konjugiert zu dem Lichtquellenbild ist und die am nächsten zu der Vorlage 2 liegt (d. h. an der Position der Pupille (AS') der Kondensorlinse 49 bei der verbesserten Vorrichtung), ist es möglich, einen Einfluß der Schwingung des Strahlrohres 29 oder weitere Einflüsse soweit wie möglich zu unterdrücken, so daß die Vorlage 2 stabil bestrahlt wird.
Weiter ist das optische Transmissionssystem ET ein sogenanntes Köhler'sches Beleuchtungssystem bei der verbesserten Vorrichtung oben, das optische Transmissionssystem ET kann durch ein kritisches Beleuchtungssystem gebildet werden, indem Entfernungen zwischen den jeweiligen optischen Elementen angepaßt werden, ohne jedoch die grundlegenden Elemente zu ändern. Die erzeugte Wirkung bleibt dieselbe wie bei der Struktur, in der das optische Transmissionssystem ET durch ein Köhler'sches Beleuchtungsystem gebildet ist.
Obwohl das optische Transmissionssystem ET die Übertragungslinse 4 bei der obigen verbesserte Vorrichtung umfaßt, ist die Übertragungslinse 44 für die vorliegende Erfindung kein wesentliches Element. Statt dessen kann das optische Transmissionssystem ET ohne die darin enthaltene Übertragungslinse 44 gebildet werden, wie in Fig. 3B gezeigt, wobei ein ähnlicher Effekt dem sichergestellt wird, der bei den Bildlesevorrichtungen gemäß der bevorzugten Ausführungsformen, die oben beschrieben sind, erzeugt wird. Wenn das optische Transmissionssystem ET so gebildet wird, daß die Übertragungslinse 4 nicht umfaßt ist, kann die variable Aperturblende AS an der Position AS angeordnet werden, wo das Lichtquellenbild fokussiert ist, wie in Fig. 3A gezeigt, oder an der Position der Pupille (AS') der Kondensorlinse 49. Zusätzlich kann die Lichtquellenlampe 31 an der Position der sekundären Lichtquelle angeordnet werden, die bei der obigen verbesserten Vorrichtung benutzt wird, wie in Fig. 3C gezeigt. Wenn die Lichtquellenlampe 31 als solche angeordnet wird, kann die Aperturblende AS an der Position der Pupille (AS') der Kondensorlinse 49 angeordnet werden.
Zusätzlich, wenn die Kondensorlinse 49 als ein Teil des optischen Beleuchtungssystems E verwendet wird, das in den Fig. 3A bis 3C gezeigt ist, kann statt dessen bei der obigen verbesserten Vorrichtung eine Zoom-Linse benutzt werden. Wenn statt dessen eine Zoom- Linse benutzt wird, wird, wenn eine Vergrößerung der Zoom-Linse geändert wird, während die Größe der Aperturblende FS festgehalten wird, ein Beleuchtungsbereich wie bei der obigen verbesserten Vorrichtung geändert.
Noch weiter, obwohl die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X durch Anpassen der Frequenz des Abtasttaktes CL bei der obigen verbesserten Vorrichtung festgelegt ist, kann die Frequenz des Abtasttaktes CL konstant festgelegt sein, und die Drehgeschwindigkeit Vx der Abtasttrommel 1 kann angepaßt werden, um die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X festzulegen. Als Alternative kann die Auflösung beim Bildlesen in der Hauptabtastrichtung X festgelegt werden, indem sowohl der Abtasttakt als auch die Drehgeschwindigkeit Vx der Abtasttrommel angepaßt wird.
Obwohl die Erfindung in Einzelheiten beschrieben worden ist, ist die vorangegangene Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht beschränkend. Es wird verstanden, daß zahlreiche weitere Abänderungen und Variationen ins Auge gefaßt werden können, ohne daß man sich vom Umfang der Entfernung entfernt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

1. Bildlesevorrichtung zum Lesen eines Bildes einer Vorlage, mit:

einem optischen Beleuchtungssystem zum Einstrahlen von Licht auf einen Beleuchtungsbereich der Vorlage;

einem optischen Abbildungssystem zum Erzeugen eines Bildes des Bildlesebereiches der Vorlage auf einer Bildfokussierfläche, wobei der Bildlesebereich im Beleuchtungsbereich enthalten ist;

einer photoelektrischen Wandlereinrichtung zum Lesen eines Bildes, das auf der Bildfokussierfläche gebildet ist, und zum Ausgeben eines Bildsignales, das dem Bild zugeordnet ist;

einer Bezeichnungseinrichtung zum Bezeichnen einer Änderung in einer Auflösung beim Bildlesen;

einer Änderungseinrichtung für den Bildlesebereich zum Ändern des Bildlesebereiches entsprechend einer Auflösung beim Bildlesen, die durch die Bezeichnungseinrichtung bezeichnet ist; und

einer Änderungseinrichtung für den Beleuchtungsbereich zum Ändern des Beleuchtungsbereiches entsprechend der Auflösung beim Bildlesen, die durch die Bezeichnungseinrichtung bezeichnet ist.

2. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Beleuchtungssystem aufweist:

eine Lichtquelle;

eine Sammellinse zum Zusammenführen von Licht von der Lichtquelle;

eine Kondensorlinse zum Zusammenführen von Licht von der Sammellinse auf den Beleuchtungsbereich; und

eine Feldblende, die an einer konjugierten Position zu der Vorlage in bezug auf die Kondensorlinse angeordnet ist,

und wobei der Beleuchtungsbereich geändert wird, wenn die Änderungseinrichtung für den Beleuchtungsbereich die Größe der Feldblende ändert.

3. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Beleuchtungssystem aufweist:

eine Lichtquelle;

eine Sammellinse zum Zusammenführen von Licht von der Lichtquelle;

eine Feldlinse;

eine Kondensorlinse zum Zusammenführen von Licht von der Feldlinse auf den Beleuchtungsbereich; und

4. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Beleuchtungssystem aufweist:

eine Lichtquelle;

eine Sammellinse zum Zusammenführen von Licht von der Lichtquelle;

eine Zoom-Linse zum Zusammenführen von Licht von der Sammellinse auf den Beleuchtungsbereich; und

eine Feldblende, die an einer konjugierten Position zu der Vorlage in bezug auf die Zoom-Linse angeordnet ist,

und wobei der Beleuchtungsbereich geändert wird, wenn die Änderungseinrichtung für den Beleuchtungsbereich die Vergrößerung der Zoom-Linse ändert.

5. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Beleuchtungssystem aufweist:

eine Lichtquelle;

eine Sammellinse zum Zusammenführen von Licht von der Lichtquelle;

eine Feldlinse;

eine Zoom-Linse zum Zusammenführen von Licht von der Feldlinse auf den Beleuchtungsbereich; und

eine Feldblende, die an einer konjugierten Position zu der Vorlage in bezug auf die Zoom-Linse angeordnet ist;

6. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, bei der das optische Beleuchtungssystem weiterhin eine Übertragungslinse zwischen der Feldlinse und der Kondensorlinse aufweist.

7. Bildlesevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der das optische Beleuchtungssystem weiterhin eine Aperturblende aufweist, die an einer Position, an der ein Lichtquellenbild der Lichtquelle gebildet wird, oder an einer konjugierten Position zu dem Lichtquellenbild angeordnet ist.

8. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das optische Abbildungssystem aufweist:

eine abbildende Linse; und

eine Aperturplatte, die an einer optisch konjugierten Position zu der Vorlage in bezug auf die abbildende Linse angeordnet ist,

und wobei der Bildlesebereich geändert wird, indem die Größe einer Apertur der Aperturplatte geändert wird, und die photoelektrische Wandlereinrichtung die Lichtmenge liest, die durch die Apertur läuft.

9. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Abbildungssystem aufweist;

eine abbildende Linse; und

und bei der der Bildlesebereich geändert wird, wenn die Vergrößerung der abbildenden Linse geändert wird.

10. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das optische Abbildungssystem eine abbildende Linse aufweist, die an einer solchen Position angeordnet ist, daß die Vorlage konjugiert zu der photoelektrischen Wandlereinrichtung ist,

11. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Beleuchtungsbereich um eine Fläche größer ist als der Bildlesebereich, die einer mechanischen Versetzung entspricht, welche während des Zusammenbaus des optischen Beleuchtungssystems und des optischen Abbildungsystems erzeugt wird.

12. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Verhältnis des Beleuchtungsbereiches zu dem Bildlesebereich an einer Seite der hohen Auflösung beim Bildlesen größer ist als auf einer Seite der niedrigen Auflösung beim Bildlesen.

13. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 1, die weiter aufweist:

eine Einstelleinrichtung für die numerische Apertur, um die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes einzustellen;

eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Bildsignales, das von der photoelektrischen Wandlereinrichtung, entsprechend einer Korrekturcharakteristik ausgeben wird und zum Ausgeben eines korrigierten Bildsignales; und

eine Änderungseinrichtung zum Ändern der Korrekturcharakteristik entsprechend der numerischen Apertur des beleuchtenden Lichtes.

14. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 13, bei der, wenn die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes kleiner ist, die Korrekturcharakteristik eine Dichte korrigiert, die von dem korrigierten Bildsignal ausgedrückt wird, so daß die Dichte heller wird als das Bildsignal.

15. Bildlesevorrichtung nach Anspruch 13, bei dem das optische Beleuchtungssystem aufweist:

eine Lichtquelle;

eine Linse zum Zusammenführen von Licht von der Lichtquelle auf ein Original; und

eine variable Aperturblende, die an einer Pupille der Linse oder an einer optisch konjugierten Position zu der Pupille angeordnet ist;

und wobei die numerische Apertur des beleuchtenden Lichtes angepaßt wird, indem eine Aperturgröße der variablen Aperturblende eingestellt wird.