CH642466A5 - Vorrichtung zur vorpruefung von kopiervorlagen. - Google Patents

Description

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

In den modernen Kopiergeräten sind heute neben Korrektureinrichtungen für Dichte und Farbe auch Einrichtungen bekannt, welche unscharfe Negative, sei es verwackelte oder mit falscher Entfernungseinstellung aufgenommene Vorlage, automatisch erkennen und von dem Kopiervorgang aus-schliessen. In der DE-OS 22 44 340 wird beispielsweise eine Vorrichtung beschrieben, in der eine Kopiervorlage in der Grösse der Aufnahmedetails fotoelektrisch ausgemessen und die Wertdifferenz nebeneinanderliegender Teile mit Grenzwerten verglichen wird. Die Zahl bzw. die Grösse der die Grenzwerte übersteigenden Differenzwerte werden sodann aufsummiert und als Mass für die Bildschärfe mit einem Sollwert verglichen. Wird dieser Sollwert nicht erreicht, so muss der Kopiervorgang verhindert werden. Das Problem bei einer solchen oder ähnlichen Messung ist stets, geeignete Abtastmittel für die unmittelbar nebeneinander liegenden, sehr kleinen Bereiche zu finden. Es ist daher bereits auch vorgeschlagen worden, die Vorlagen bzw. deren projizierten Bilder mittels eines Vidikons abzutasten. Eine solche Massnahme ist jedoch nur für sehr niedrige Verarbeitungsgeschwindigkeiten (quasi-stationärer Betrieb) und ist ausserdem sehr kostspielig s und umständlich.

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

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

Mit der Erfindung wird erreicht, dass der vom Foto-empfanger genommene Integralwert als Steuerwert zum Reis geln der Integrationszeit des CCD-Sensors verwendet wird. Es wird somit die Eigenschaft des CCD-Sensors, sich in Abhängigkeit von Lichtintensität und Zeit aufzuladen, ausgenützt, wodurch ein optimaler Messbereich ausgewählt werden kann.

20 Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen in Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, das anhand von Figuren eingehend erläutert wird. Es zeigen

25 Figur 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsge-mässen Vorrichtung;

Figur 2 ein Blockschaltbild der in Figur 1 dargestellten Auswertelektronik;

Figuren 3a und 3b Ersatzschaltbilder bezüglich der Wir-30 kungsweise eines CCD-Sensors; und

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

In Figur 1 ist mit 1 eine Vorlagenbühne bezeichnet, über die eine Vorlage 2 transportiert wird. Die Vorlagenbühne 1 ist 35 im wesentlichen geschlossen und weist an einer geeigneten Stelle einen schmalen Schlitz 3' auf, der quer zur Transportrichtung verläuft. Von einer Seite her wird der Schlitz 3' durch eine Lampe 4, einen Spiegel 5 und ein Linsensystem 6 bestrahlt. Auf der anderen Seite der Vorlagenbühne 1 ist eine 40 Abbildungsoptik 7 vorgesehen, welche den Schlitz 3' auf einem CCD-Sensor 8 abbildet. Der CCD-Sensor 8 steht mit einer Auswertelektronik 9 in Verbindung, mit welcher auch ein Fotoempfänger 10 in Verbindung steht, dessen Empfangsseite auf einen zweiten Schlitz 3 zur Aufnahme der Integral-45 transparenz gerichtet ist. Dieser zweite Schlitz 3 ist etwa eine Negativlänge in Transportrichtung gesehen vor dem ersten Schlitz 3' angeordnet und weist eine gleiche Form auf. Die Beleuchtung dieses zweiten Schlitzes 3 erfolgt durch ein zweites Beleuchtungssystem 4 - 6'.

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

55 In Figur 2 ist nun die Auswertelektronik im einzelnen dargestellt. An den Fotoempfanger 10 schliesst sich ein Verstärker 11 an, dessen Ausgang mit einem Peak-Detektor 12 verbunden ist. In dem Peak-Detektor 12 ist ausserdem eine Speicherschaltung (Sample and Hold) vorgesehen. Der Ausgang 60 des Peak-Detektors 12 ist an die Eingänge einer Reihe von Komparatoren 13a, 13b, 13c ... gelegt, deren Ausgänge wiederum in einen Schalter 14 münden. In jedem der Komparatoren 13a bis 13n ist eine einstellbare Referenz 15a bis 15n vorgesehen, mit der für jeden Komparator eine bestimmte 65 Schwelle festgelegt werden kann. Von dem Schalter 14 führen Steuerleitungen 16a bis 16n zu einem Frequenzteiler 17, welcher eine Taktfrequenz von einem Taktgenerator 18 erhält. Der Ausgang des Frequenzteilers 17 ist mit dem CCD-Sensor

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8 verbunden, welcher das gewünschte Abtastsignal der äus- Dichtewerte vorhanden, welche ähnlich den Signalimpulsen serst kleinen, nebeneinander liegenden Bereiche liefert. 21d in unmittelbarer Nähe der Rauschgrenze R liegen. Um Die Wirkungsweise der anhand der Figuren 1 und 2 be- die Amplitude aus diesem Bereich verschieben zu können, schriebenen Vorrichtung ist nun folgendermassen: kann erfindungsgemäss die Taktfrequenz fv erniedrigt wer-Die Vorlage 2 wird in Pfeilrichtung 19 über die Vorlagen- 5 den, womit die Abfragezeit bzw. die Speicherzeit verlängert bühne 1 bewegt, wobei ein schmaler Streifen eines Negativs werden kann. Damit ergibt sich ein Signalimpuls 21e mit hö-2a von der Beleuchtungsanordnung 4' bis 6' durch den Spalt 3 herer Amplitude und grösserer Impulsbreite, wie dies mit gedurchleuchtet und auf den Fotoempfanger 10 abgebildet strichelten Linien gezeigt ist.

wird, welcher die integralen Dichtewerte dieser einzelnen In umgekehrter Weise kann bei einer unterbelichteten Streifen aufnimmt. Zugleich wird das vorangegangene Nega- i0 Vorlage mit sehr geringen Dichtewerten, bei der die Signalim-tiv 2b von der Beleuchtungsanordnung 4-6 durch den Spalt 3' pulse 2 lf in Nähe der Sättigungsgrenze S liegen würde, die durchleuchtet und auf dem CCD-Sensor 8 abgebildet. Der Taktfrequenz fv erhöht werden, so dass die Abfragezeit bzw. CCD-Sensor 8 hat etwa eine Länge von 20 mm und weist ca. Speicherzeit verkürzt wird. Damit ergibt sich ein Signalim-1 700 nebeneinander liegende «Fotodetektoren» auf. Die puls 21g mit geringerer Breite und geringerer Amplitude, wie Grösse eines einzelnen Fotodetektors beträgt 8 mal 17 |xm, 15 dies ebenfalls mit gestrichelten Linien in Figur 4 gezeigt ist. und die Zeit, in der die einzelnen Fotodetektoren lichtelek- Die Variation des Abfrage- bzw. Speichertaktes wird wie-trisch geladen werden, hängt von der Taktfrequenz ab, mit derum am besten aus Fig. 2 deutlich. Der vom Fotoempfander der CCD-Sensor 8 gesteuert wird. Die aufgrund der unter- ger 10 aufgenommene Integralwert über die Spaltbreite 3 wird schiedlichen Dichtewerte auch unterschiedlich geladenen Fo- nach einer Verstärkung im Verstärker 11 an den Peak-Detek-todetektoren werden sequentiell ausgelesen, so dass das vom 20 tor 12 gegeben. Hier wird der von einem Negativ 2a aufge-CCD-Sensor ausgegebene Signal eine Impulsfolge darstellt, nommene Spitzenwert der Transparenz erkannt und in der wobei die Amplituden den Dichtewerten der nebeneinander Sample-and-Hold-Schaltung festgehalten, bis dieses Negativ liegenden Bereiche in der Vorlage entsprechen, wie dies aus in die nächste Abtaststellung transportiert ist, in welcher die Figur 4 ersichtlich ist. Darin ist ein möglicher Impulsverlauf Projektion auf den CCD-Sensor 8 erfolgt. Das einen be-eines Abfragezyklus einer CCD-Zelle dargestellt. Zu Beginn 25 stimmten Spannungswert darstellende Signal des Spitzenwer-eines Zyklus steht ein Synchronisierimpuls 20 bzw. 20' für den tes wird nach der Abtastung des ganzen Negativs 2a bzw. ei-nächstfolgenden Zyklus. Das CCD-Element lädt sich in Ab- nes wesentlichen Teiles davon in den Komparatoren 13a bis hängigkeit von Lichtintensität und Zeit auf, so dass genauer 13n mit den unterschiedlichen Referenzen 15a bis 15n vergli-gesagt die Impulsfläche jedes einzelnen Signals dem jeweiligen chen. Die sich dabei ergebenden, beispielsweise positiven Dif-Dichtewert der Vorlage entspricht. 30 ferenzspannungen werden zum Ansteuern des Schalters 14 Die Erstellung der Signalimpulse hängt im wesentlichen verwendet. Handelt es sich beispielsweise um eine Vorlage von der Bauweise der einzelnen CCD-Elemente ab, wie dies mittlerer Dichte, so können entsprechend der Einstellung der beispielsweise aus Fig. 3a und 3b ersichtlich wird. In Figur 3a Referenzen lediglich die beiden Komparatoren 13a und 13b ist ein Teil einer CCD-Zeile 8 mit den einzelnen Elementen 8' ein positives Signal abgeben, so dass der elektronische Schalwiedergegeben. Man kann sich dabei vorstellen, dass jedes 35 ter 14 über die Leitung 16b den Frequenzteiler «1:2» ansteu-Element 8' wie ein Kondensator 8k aufgeladen und über einen ert. Die vom Taktgenerator 18 konstante Taktfrequenz wird Schalter 8s abgefragt wird. Die Betätigung dieser Schalter soll sodann in dem Verhältnis 1:2 unterteilt und der CCD-Sensor dabei erfindungsgemäss durch eine variable Taktfrequenz er- 8 für die Erstellung einer Impulsbreite gemäss dem Impuls 21c folgen. getaktet. Bei einer Vorlage sehr geringer Dichte wird von dem Die andere in Figur 3b dargestellte Form eines CCD-Ele- 40 Peak-Detektor 12 lediglich der Komparator 13a angesteuert, mentes sieht vor, dass die Aufladezeit der Kondensatoren 8K Das bedeutet, dass von dem Schalter 14 über die Leitung 16a durch die vorgeschalteten Schalter 8z gemäss der Frequenz fv der Frequenzteiler 17 am Eingang «1:1» angesteuert wird und variiert wird. Die Abfrage der Kondensatoren 8K kann dann die Frequenz ungeteilt, gegenüber der Frequenz für durch-durch die den Kondensatoren nachgeschalteten Schalter 8c schnittliche Dichtewerte jedoch erhöht den CCD-Sensor 8 mit einer konstanten Taktfrequenz fk erfolgen. 45 taktet. Bei einer Vorlage sehr hoher Dichte wird beispiels-

CCD-Elemente mit direkter oder indirekter Informations- weise von allen Komparatoren ein positives Signal erstellt. In ausgabe sind bekannt und werden beispielsweise in der Zeit- diesem Fäll steuert der Komparator 13n den Schalter 14 an,

schrift «Fernseh-und Kinotechnik», März 1977, Seiten 82 bis welcher über die Leitung 16n den Eingang «1 : n» im Fre-

86, beschrieben. quenzteiler 17 anschaltet. Dies bedeutet eine Frequenzteilung

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem soll an- 50 im Verhältnis 1 : n, wonach beispielsweise der breitere Impuls hand der Figur 4 noch verdeutlicht werden, in welcher eine 21 e in Figur 4 gebildet wird.

Reihe von Signalimpulsen 21 dargestellt ist. Die Signalim- Statt der in Figur 1 dargestellten Anordnung des Fotopulse 21a stellen das Signal dür einen absolut schwarzen empfangers 10 kann dieser beispielsweise auch den Spalt 3' ab-Dichtewert dar. Ihre Amplitude bildet somit die Rausch- tasten, welcher auf den CCD-Sensor 8 abgebildet wird. In die-grenze R bei einer mittleren Taktfrequenz. Demgegenüber 55 sem Fall würde der Fotoempfänger 10 gleichzeitig mit dem stellen die Signalimpulse 21 b Signale für eine sehr geringe CCD-Sensor 8 die Vorlage 2b abtasten. In der Schaltung Dichte bei einer mittleren Taktfrequenz dar, welche bereits könnte dann der Peak-Detektor 12 entfallen und der Verstär-den Sättigungswert S des CCD-Sensors erreicht haben. Ein ker 11 unmittelbar mit den Komparatoren 13a bis 13n in Verbrauchbares Nutzsignal muss also zwischen diesen beiden bindung stehen, wie dies mit der gestrichelten Linie 22 gezeigt Grenzen R und S liegen und kann beispielsweise die Form des 60 ist. Bei einer solchen Anordnung bzw. Schaltung wird für jede Signalimpulses 21c haben. Zeile der mittlere Dichtewert und damit die entsprechende Bei überbelichteten Vorlagen sind gewöhnlich sehr hohe Taktfrequenz für den CCD-Sensor ermittelt.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

642 466 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Vorprüfung von Kopiervorlagen unterschiedlicher Bildschärfe auf Kopierfähigkeit mittels einer lichtelektrischen Abtastung der Vorlage bzw. des projizierten Bildes mindestens eines Teils der Vorlage, gekennzeichnet durch einen Charge-Coupled-Devices-Sensor (8) in Form einer langen Zeile, auf den ein gegenüber der Vorlagenbreite sehr schmaler Streifen (3') der Vorlage (2 b) abgebildet ist, und durch einen diesen Streifen (3'), oder einen vergleichbaren zweiten, etwa eine Vorlagenbreite vor dem ersten Streifen (3') angeordneten Streifen (3) integral messenden Fotoempfänger (10), dessen Integralwert die Taktfrequenz des CCD-Sensors (8) bestimmt.

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

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

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

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

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