BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur elektronischen Bildaufzeichnung unter Verwendung einer Vielzahl von optoelektronischen Bildpunktsensoren, wobei eine abzubildende Motivszene optisch in eine Bildebene projiziert und die projizierte Motivszene mittels der Bildpunktsensoren abgefühlt wird.
Bei der Erstellung und Verarbeitung von Stehbildern, an die von der Aufnahme bis zu einem Druckerzeugnis hohe Qualitätsansprüche gestellt werden, wird heute zuerst mittels einer photographischen Kamera und Filmmaterial auf photochemischem Weg eine analoge Bildaufzeichnung als Aufsichts- oder Durchsichtsvorlage erzeugt, die als Original für die Weiterverarbeitung für die verschiedensten Zwecke dient. Zum Beispiel wird diese Vorlage mit Hilfe von aufwendigen Scanner-Apparaturen in für den Druck genügender Auslösung zeilenweise abgetastet, wobei die gewonnenen Bildinformationen digital elektronisch gespeichert werden. Aus den gespeicherten Informationen lassen sich beispielsweise direkt die Outputdaten für die Herstellung von Druckvorlagen, wie Offsetfilme oder dgl., ableiten.
Es wäre wünschbar, zur Vermeidung von Zwischenschritten eine optisch in eine Bildebene projizierte Motivszene, die als Bild verarbeitet werden soll, auf direktem Weg, d.h. unter Umgehung der photochemischen analogen Bildaufzeichnung, optoelektronisch abzuspeichern. Hierfür geeignete technische Mittel sind heute verfügbar. So könnte z.B. ein Scanner in der Bildebene einer Kamera die Bildinformationen der projizierten Motivszene direkt abtasten. Dies würde allerdings eine Zeitdauer in der Grössenordnung von Minuten benötigen, wenn eine für die Herstellung hochwertiger Druckvorlagen ausreichend hohe Auflösung in Bildpunkte erzielt werden soll. Deshalb sind derartige Bildaufzeichnungen mit der heute oft benutzten Blitzbeleuchtung der abzubildenden Motivszene nicht möglich, da dies Belichtungszeiten in der Grössenordnung von 1/100 s voraussetzt.
Mit Belichtungszeiten in der Grössenordnung von Minuten könnten nur statische, d.h. unbewegte Motivszenen, ohne Bewegungsunschärfe wiedergegeben werden.
Eine andere technische Möglichkeit zur direkten Umsetzung der Bildinformationen einer optisch projizierten Motivszene in elektrische Werte bieten heute hochintegrierte Festkörper-Bildwandler-Bausteine mit sogenannten CCD-Chips. (Die Abkür zung CCD steht für Charge-Coupled Device .) Diese Bildwandler-Bausteine weisen auf einer Fläche von der Grössenord nung 1 cm2 eine vielzahlige Schar optoelektronische Bildpunktsensoren auf. Als Ergebnis der neuesten Entwicklung stehen zur Zeit Bildwandler-Bausteine mit bis zu 1,4 Millionen Bildpunktsensoren auf einer Fläche im Ausmass von 7 X 9 mm zur Verfügung, sogenannte Megapixel-Sensoren.
Trotz dieser grossen Anzahl von Bildpunktsensoren lässt sich mit den bisher zur Verfügung stehenden Festkörper-Bildwandler-Bausteinen noch keine für die Drucktechnik ausreichend hohe Bildauflösung erreichen. Zum Vergleich sei erwähnt, dass herkömmliches photochemisches Bildaufnahmematerial eine um mehr als den Faktor 10 bessere Bildauflösung ermöglicht. So erlaubt z.B. eine photographische Aufnahme mit dem Format 24 x 36 mm eine Auflösung in etwa 15 Millionen Bildpunkte. Grossformat-Aufnahmen erlauben selbstverständlich noch weitaus höhere Bildauflösungen.
Wenn man sich zum Ziel setzt, als Alternative zum photochemischen Bildaufuahmeverfahren eine direkte optoelektronische Umsetzung von Bildpunkten mit Hilfe eines Festkörper Bildwandler-Bausteins jeweils innerhalb einer in der Grössenordnung von 1/100 s liegenden Belichtungszeit und mit einer für die Herstellung von Druckvorlagen ausreichend hohen Bildpunktauflösung zu verwirklichen, liegt der Gedanke nahe, einen integrierten Bildwandler-Baustein mit mindestens 15 Millionen Bildpunktsensoren zu verwenden. Derartige Bildwandler-Bausteine konnten bisher aber noch nicht verwirklicht werden und stehen nicht zur Verfügung.
Denkt man hingegen daran, statt dessen eine Mehrzahl von Bildwandler-Bausteinen, die gegenwärtig kommerziell erhältlich sind, in Zeilen und Kolonnen zu einem Bausteineverbund aneinanderzureihen, damit die Gesamtheit ihrer Bildpunktsensoren entsprechend zahlreicher ist und eine grössere Fläche belegt, stösst man ebenfalls auf Schwierigkeiten. Aus technisch konstruktiven Gründen müssen nämlich die Bildpunktsensoren eines jeden Bildwandler-Bausteins auf einem mechanischen Träger befestigt sein, dessen Grundfläche merklich grösser ist als die von den Bildpunktsensoren belegte aktive Fläche, so dass diese aktive Fläche jeweils von einem inaktiven Rand umgeben ist. Beim Aneinanderreihen mehrerer herkömmlicher Bildwandler-Bausteine ergeben sich daher unvermeidbare inaktive Streifen zwischen den benachbarten Scharen der Bildpunktsensoren aneinandergrenzender Bildwandler-Bausteine.
Würde man eine abzubildende Motivszene auf einen solchen Bausteineverbund projizieren, würden die auf die inaktiven Streifen fallenden Partien der projizierten Motivszene nicht durch optoelektrische Bildsensoren erfasst, weshalb die gewonnenen elektrischen Informationen später nur eine unvollkommene und daher nicht akzeptable Wiedergabe der Motivszene liefern könnten.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine direkte optoelektronische Bildaufzeichnung mit für die Druckindustrie ausreichender Bildpunktauflösung unter Verwendung mindestens eines integrierten Bildwandler-Bausteins herkömmlicher Bauart und Grösse bei einer relativ kurzen Belichtungszeit zu ermöglichen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss durch das im Anspruch 1 definierte Verfahren und die im Anspruch 10 definierte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind besonders vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsarten des Verfahrens bzw. der Einrichtung definiert.
Unter dem Ausdruck Helligkeitswerte sollen gegebenenfalls auch Farbwerte verstanden werden.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemässen Einrichtung, bei welcher Ausführungsform
Gruppen von Ausschnitten einer in eine Bildebene projizierten Motivszene zeitlich nacheinander mittels einer Gruppe von op toelektronischen Bildwandler-Bausteinen mit je einer Schar
Bildpunktsensoren abfühlbar sind;
Fig. 2 in Vorderansicht die in der Bildebene der Einrichtung gemäss Fig. 1 angeordneten Bildwandler-Bausteine und ver schiedene dazu relative Lagen der projizierten Motivszene;
Fig. 3 in Vorderansicht eine andere Anordnung mehrerer optoelektronischer Bildwandler-Bausteine für eine vereinfachte Ausführungsvariante der Einrichtung gemäss Fig. 1;
;
Fig. 4 wesentliche Teile eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemassen Einrichtung, bei welcher Ausführungs form eine abzubildende Motivszene gleichzeitig in zwei Bildebenen projiziert wird und in jeder Bildebene unterschiedliche Ausschnitte der projizierten Motivszene je mit einer Schar optoelektronischer Bildpunktsensoren gleichzeitig abfühlbar sind;
Fig. 5 wesentliche Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung, im Schnitt nach der Linie
5-5 in Fig. 6, bei welcher Ausführungsform eine abzubildende
Motivszene gleichzeitig vierfach in eine Bildebene projiziert wird und unterschiedliche Ausschnitte der vier projizierten Motivszenen je mittels einer Schar optoelektronischer Bildpunktsensoren gleichzeitig abfühlbar sind;
Fig. 6 eine Teilansicht gemäss den Pfeilen 6 in Fig. 5;
;
Fig. 7 eine Teilansicht gemäss den Pfeilen 7 in Fig. 4 in grosserem Massstab;
Fig. 8 wesentliche Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung in schematischer Seitenansicht, bei welcher Ausführungsform Ausschnitte einer in eine Bildebene projizierten Motivszene je mit Hilfe eines Lichtleiterfaserbündels zu einer Schar optoelektronischer Bildpunktsensoren übertragen werden und jeweils gleichzeitig abfühlbar sind;
Fig. 9 einen Querschnitt nach der Linie 9-9 in Fig. 8 durch die Lichtleiterfaserbündel; und
Fig. 10 einen analogen Querschnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 8.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung weist ein optisches Objektiv 20 auf, mit welchem eine (nicht dargestellte) Motivszene in eine Bildebene 21 projizierbar ist. In der Bildebene 21 befinden sich mehrere Scharen 22 von optoelektronischen Bildpunktsensoren, die Bestandteile von zum Stand der Technik gehören den integrierten Bildwandler-Bausteinen 23 mit sogenannten
CCD-Chips sind. Zweckmässig und vorzugsweise weist jeder Bildwandler-Baustein 23 etwa 1,4 Millionen Bildpunktsensoren auf, die eine Fläche von etwa 1 cm2 belegen.
Auf einer Trägerplatte 24 sind die Bildwandler-Bausteine 23 in waagrechten Reihen und senkrechten Kolonnen derart angeordnet, dass jeweils zwischen den einander benachbarten Scharen 22 der Bildpunktsensoren inaktive Streifen vorhanden sind, deren Breite (in Richtung der waagrechten Reihen bzw. der senkrechten Kolonnen gemessen) höchstens so gross ist wie die in der gleichen Richtung gemessene Dimension der einzelnen Bildpunktsensor Scharen 22.
Zwischen dem Objektiv 20 und der Bildebene 21 befinden sich zwei optische Strahlenablenkungsprismen 25 und 26, von denen jedes eine z.B. parallelepipedische Gestalt hat. Das eine Prisma 25 ist mittels einer vertikalen Welle 27 schwenkbar gehalten, während das andere Prisma 26 mittels einer horizontalen Welle 28 ebenfalls schwenkbar gehalten ist. Durch eine Schwenkung des ersten Prismas 25 lässt sich die in die Bildebene 21 projizierte Motivszene in waagrechter Richtung verlagern.
In analoger Weise hat eine Schwenkung des zweiten Prismas 26 eine Verlagerung der projizierten Motivszene in vertikaler Richtung zur Folge. Zum Herbeiführen der erwähnten Schwenkungen sind zwei elektromechanische Antriebsvorrichtungen 29 und 30 vorhanden, die mit der Welle 27 bzw. 28 gekuppelt sind.
Jede der beiden Antriebsvorrichtungen 29 und 30 ist derart ausgebildet, dass nur zwei ganz bestimmte Schwenkstellungen des zugeordneten Prismas 25 bzw. 26 möglich sind, wie nachstehend erläutert ist.
Das Objektiv 20 hat eine solche Brennweite und einen solchen Bildwinkel, dass die abzubildende Motivszene in der Bildebene 21 eine Grösse hat, welche die Dimensionen der von den Bildpunktsensoren aller Bildwandler-Bausteine 23 zusammen belegten Fläche übersteigt. In Fig. 2 ist die für die elektronische Bildaufzeichnung nutzbare Fläche der projizierten Motivszene beispielsweise mit gestrichelten Linien 31 oder strichpunktierten Linien 32 angedeutet.
Wenn die beiden Prismen 25 und 26 ihre in Fig. 1 gezeigten Schwenklagen einnehmen, ist die projizierte Motivszene in bezug auf die Bildwandler-Bausteine 23 nach links und nach oben verlagert, und zwar derart dass gemäss den gestrichelten Linien 31 der untere Rand der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene mit dem unteren Rand der Bildpunktsensor-Scharen 22 der untersten Bildwandler-Bausteine 23 zusammenfällt und der rechte Rand der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene mit dem rechten Rand der Bildpunktsensor-Scharen der rechts aussen liegenden Bildwandler-Bausteine zusammenfällt.
Wird das erste Prisma 25 in seine entgegengesetzte Schwenklage geschwenkt, verlagert sich die projizierte Motivszene in bezug auf die Bildwandler-Bausteine 23 nach rechts, und zwar zweckmässig um eine Strecke, die mit der waagrechten Abmessung der einzelnen Bildpunktsensor-Scharen 22 etwa übereinstimmt. Dabei nimmt der linke Rand der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene eine mit dem linken Rand der links aussen liegenden Bildpunktsensor-Scharen 22 übereinstimmende Lage ein.
Wenn zusätzlich noch das zweite Prisma 26 in seine entgegengesetzte Schwenklage geschwenkt wird, verlagert sich die projizierte Motivszene in bezug auf die Bildwandler-Bausteine 23 nach unten, und zwar um eine Strecke, die zweckmässig mit der vertikalen Abmessung der einzelnen Bildpunktsensor-Scharen 22 etwa übereinstimmt. Die nutzbare Fläche der projizierten Motivszene hat dann die in Fig. 2 mit den strichpunktierten Linien 32 gezeigte Lage, bei welcher der obere Rand der nutzbaren Fläche der Motivszene mit dem oberen Rand der obersten Bildpunktsensor-Scharen 22 übereinstimmt.
Wenn nachher das erste Prisma 25 in seine Ausgangsstellung zurückgeschwenkt wird, verlagert sich die projizierte Motivszene in bezug auf die Bildwandler-Bausteine 23 nach links, wobei der rechte Rand der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene wieder mit dem rechten Rand der rechts aussen liegenden Bildpunktsensor Scharen 22 zusammenfällt. Wird zusätzlich auch das zweite Prisma 26 in seine Ausgangsstellung zurückgeschwenkt, verlagert sich die projizierte Motivszene in bezug auf die Bildwand ler-Bausteine 23 nach oben, wobei die nutzbare Fläche der projizierten Motivszene in ihre Ausgangslage gemäss den gestrichelten Linien 31 zurückkehrt.
Es ist ersichtlich, dass als Folge der beschriebenen Schwenkbewegungen der beiden Prismen 25 und 26 nacheinander unterschiedliche Gruppen von Ausschnitten der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene auf die von den Bildpunktsensoren 22 belegten aktiven Flächen der Bildwandler-Bausteine 23 zu liegen kommen und dann jeweils optoelektronisch abgefühlt werden können. Auf diese Weise lässt sich die gesamte nutzbare Fläche innerhalb der Linien 31 oder 32 optoelektronisch erfassen.
Jeder Bildpunktsensor der Bildwandler-Bausteine 23 liefert ein dem Helligkeitswert und dem Farbwert des auf ihn fallenden Bildpunktes der projizierten Motivszene entsprechendes analoges elektrisches Bildpunktsignal, und jeder Bildwandler Baustein 23 weist integrierte elektronische Multiplexer-Schaltungsmittel auf, die in Steuerabhängigkeit von extern zugeführ ten Steuersignalen die erwähnten Bildpunktsignale seriell, d.h.
zeitlich nacheinander, ausgeben. Die in Fig. 1 veranschaulichte Einrichtung weist eine elektronische Steuereinrichtung 40 zum Erzeugen mehrerer für den Betrieb benötigter Steuersignale auf.
Diese Steuereinrichtung 40 ist über Steuersignal-Leitungen 41, 42 und 43 mit den beiden Antriebsvorrichtungen 29 und 30 bzw. mit den Bildwandler-Bausteinen 23 verbunden. Durch die über die Leitung 43 übertragenen Steuersignale werden jeweils alle Bildwandler-Bausteine 23 zusammen veranlasst, gleichzeitig aktiv zu werden und die von ihnen ermittelten Bildpunktsignale zeitlich parallel über eine Vielfach-Signalleitung 44 an einen Analog/Digital-Wandler 45 zu liefern, der in Steuerabhängigkeit von über eine Leitung 46 zugeführten Steuersignalen arbeitet. Die von den Bildwandler-Bausteinen 23 gelieferten Bildpunktsignale werden im Analog/Digital-Wandler 45 digitalisiert und dann über eine Vielfach-Signalleitung 47 einer elektronischen Speichervorrichtung 48 zugeleitet.
Letztere ist über eine Steuersignal-Leitung 49 auch mit der Steuereinrichtung 40 verbunden.
Zur elektronischen Aufzeichnung eines Stehbildes einer Motivszene werden mittels der Steuereinrichtung 40 die nachstehend genannten Vorgänge gesteuert: Mit Hilfe der Antriebsvorrichtungen 29 und 30 werden die beiden Prismen 25 und 26 zeitlich nacheinander von ihren einen Schwenkstellungen in ihre entgegengesetzten Schwenkstellungen und zurück bewegt, so dass die in die Bildebene 21 projizierte Motivszene schrittweise von einer Ausgangslage in drei unterschiedliche weitere Lagen verschoben wird, wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 bereits erläutert wurde.
Jedesmal wenn sich die projizierte Motivszene in einer der insgesamt vier verschiedenen Lagen in der Bildebene 21 befindet, werden alle Bildwandler-Bausteine 23 aktiviert, so dass sie jeweils simultan eine Gruppe von Ausschnitten der projizierten Motivszene abfühlen und die dabei resultierenden Bildpunktsignale an den Analog/Digital-Wandler 45 liefern. Die digitalisierten Bildpunktsignale werden laufend in die Speichervorrichtung 48 eingegeben und in letzterer gespeichert, zusammen mit von der Steuereinrichtung 40 gelieferten Kennungssignalen, welche jede der vier unterschiedlichen Verschiebelagen der projizierten Motivszene charakterisieren und den jeweils eingespeicherten Bildpunktsignalen zuordnen.
Die schliesslich in der Speichervorrichtung 48 enthaltenen Daten erlauben, ein Bild der in die Bildebene 21 projizierten Motivszene zu rekonstruieren, wobei eine bisher unerreicht hohe Bildauflösung ermöglicht ist. Wenn, wie im Beispiel nach den Fig. 1 und 2, in der Bildebene 21 sechs Bildwandler-Bausteine 23 mit je 1,4 Millionen Bildpunktsensoren vorhanden sind, sind das zusammen 8,4 Millionen Bildpunktsensoren. Da mit diesen Bildpunktsensoren nacheinander vier unterschiedliche Gruppen von Ausschnitten der projizierten Motivszene abgefühlt werden, resultieren insgesamt 33,6 Millionen Bildpunktsignale. Das sind mehr als doppelt so viele Bildpunktinformationen, als in einem photochemisch erzeugten Bild mit dem Format 24 > c 36 mm auf einem üblichen Negativ- oder Diapositivfilm enthalten sind.
Mit der heute zur Verfügung stehenden Technik auf dem Gebiet der Elektronik und Informatik ist es zudem möglich, alle beschriebenen Vorgänge in einer relativ kurzen Zeitspanne ablaufen zu lassen, so dass für die Aufzeichnung eines Stehbildes nur eine verhältnismässig kurze Belichtungszeit in der Grössenordnung von 1/100 s benötigt wird. Diese kurze Belichtungszeit ist wesentlich dem Umstand zu verdanken, dass die von den Bildwandler-Bausteinen 23 in jedem Augenblick ermittelten Bildpunktsignale zeitlich parallel der Speichervorrichtung 48 zugeführt werden.
Nochmals auf Fig. 1 zurückkommend ist ersichtlich, dass die Speichervorrichtung 48 zusätzlich mit einem für die elektronische Datenverarbeitung geeigneten Rechner 50 verbunden ist, und zwar über zwei Mehrfach-Signalleitungen 51 und 52, die einen Datenfluss von der Speichervorrichtung zum Rechner bzw. vom Rechner zur Speichervorrichtung ermöglichen. Der Rechner 50 ist derart ausgebildet, dass er imstande ist, die in der Speichervorrichtung 48 gespeicherten Bildpunktsignale in Abhängigkeit von den ebenfalls gespeicherten Kennungssignalen auf Redundanz und/oder Vollständigkeit zu überprüfen, gegebenenfalls für jeweils bestimmte Bildpunkte doppelt oder mehrfach vorhandene Bildpunktsignale zu eliminieren und/oder fehlende Bildpunktsignale durch Interpolation zwischen den Signalen von benachbarten Bildpunkten zu berechnen und in die Speichervorrichtung 48 einzuspeichern.
Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass bei den zeitlich aufeinanderfolgenden Abfühlvorgängen gegebenenfalls aufgetretene Überlappungen oder Abstände der einander benachbarten abgefühlten Ausschnitte der projizierten Motivszene sich nicht störend auf das schliesslich aus den gespeicherten Bildinformationen gewonnene Bild auswirken. Fehlanpassungen der jeweils abgefühlten Ausschnitte der projizierten Motivszene haben somit keine nachteiligen Folgen für die Qualität des elektronisch aufgezeichneten Bildes.
Die mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Einrichtung kann vereinfacht werden, indem in der Bildebene 21 eine andere Anordnung von Bildwandler-Bausteinen 123 etwa gemäss Fig. 3 verwendet wird. Die Bildwandler-Bausteine 123 sind derart ausgebildet, dass sie diagonal oder treppenartig aneinander anreihbar sind und dabei ihre von den Bildpunktsensor-Scharen
122 belegten aktiven, quadratischen oder rechteckigen Flächen Ecke an Ecke unmittelbar zusammenstossen. Hierdurch ist eine schachbrettartige Anordnung der Scharen 122 der Bildpunktsensoren ermöglicht, wie Fig. 3 erkennen lässt. Diese Anordnung erlaubt, in der Einrichtung nach Fig. 1 eines der Prismen 25 und 26 samt der zugehörigen Antriebsvorrichtung 29 bzw.
30 wegzulassen, weil eine Verlagerung der in die Bildebene projizierten Motivszene entweder nur in vertikaler Richtung oder nur in horizontaler Richtung genügt, um mittels der Bildwand ler-Bausteine 123 in lediglich zwei Abfühivorgängen die gesamte nutzbare Fläche der projizierten Motivszene abfühlen zu können. In Fig.3 ist die nutzbare Fläche der projizierten Motivszene beispielsweise durch gestrichelte Linien 131 oder durch strichpunktierte Linien 132 angedeutet, für den Fall, dass die projizierte Motivszene für den ersten Abfühlvorgang nach oben und für den zweiten Abfühlvorgang nach unten verlagert wird, wobei der Unterschied der beiden Lagen der projizierten Motivszene gleich der vertikalen Abmessung der einzelnen Bild punktsensor-Schnren 122 ist.
Die übrige Ausbildung der vereinfachten Ausführungsform der Einrichtung ist grundsätzlich gleich wie mit Bezug auf Fig.
1 beschrieben wurde. Ausser der Vereinfachung durch Weglassen z.B. des Prismas 25 und der zugehörigen Antriebsvorrichtung 29 ergibt sich bei Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Anordnung der Bildwandler-Bausteine 123 der nicht unwesentliche zusätzliche Vorteil, dass für das optoelektronische Abfühlen der gesamten nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene nur die halbe Zeitdauer benötigt wird, verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2, weil nun lediglich zwei Abfühlvorgänge ausreichen, woraus eine Halbierung der für die Bildaufzeichnung erforderlichen Belichtungszeit resultiert.
Eine noch schneller arbeitende und somit noch kürzere Belichtungszeiten ermöglichende Ausführungsform der erfin dungsgemässen Einrichtung ist in Fig. 4 teilweise veranschaulicht. Im Strahlengang des Objektivs 20 befindet sich eine halb durchlässiger Spiegel 60, der in bezug auf die optische Achse 61 des Objektivs um 450 geneigt ist. Es sind zwei Bildebenen 121A und 121B vorhanden, die zwischen sich einen Winkel von 900 einschliessen, der durch die dem Objektiv 20 zugekehrte spie gelnde Fläche des halbdurchlässigen Spiegels 60 halbiert wird.
In jeder Bildebene 121A bzw. 121B befindet sich eine Gruppe von optoelektronischen Bildwandler-Bausteinen, von denen der Einfachheit wegen in Fig. 4 lediglich jeweils die Schar 122A bzw. 122B der Bildpunktsensoren angedeutet ist. Zweckmässig sind diese Bildwandler-Bausteine gleich ausgebildet und angeordnet wie die in Fig. 3 gezeigten Bildwandler-Bausteine 123, so dass in jeder Bildebene 121A bzw. 121B die Bildpunktsensor Scharen 122A bzw. 122B eine schachbrettartige Anordnung haben. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass die abzubildende Motivszene in die beiden Bildebenen 121A und 121B spiegelbildlich gleich projiziert wird, wogegen die Positionen der Bildpunktsensor-Scharen 122A in der einen Bildebene 121A und die Positionen der Bildpunktsensor-Scharen 122B in der andern Bildebene 121B komplementär sind.
Somit kann in einem einzigen Abfühlvorgang die gesamte nutzbare Fläche der projizierten Motivszene optoelektronisch abgefühlt werden, wobei die Bildpunktsensor-Scharen 122A in der einen Bildebene 121A eine Gruppe von Ausschnitten der projizierten Motivszene erfassen, die zusammen eine Hälfte der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene ausmachen, während die Bildpunktsensor-Scharen 122B in der andern Bildebene 121B eine Gruppe von anderen Ausschnitten der projizierten Motivszene erfassen, die zusammen die andere Hälfte der nutzbaren Fläche ausmachen.
Obwohl in Fig. 4 nicht dargestellt, ist es klar, dass alle Bildwandler-Bausteine mit den Bildpunktsensor-Scharen 1 22A und 122B wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 über den Analog/Digital-Wandler 45 mit der elektronischen Speichervorrichtung 48 in Verbindung stehen, und dass ferner die Steuereinrichtung 40 und zweckmässig auch der Rechner 50 vorhanden sind. Nicht benötigt werden beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 die in Fig. 1 gezeigten Prismen 25 und 26 und Antriebsvorrichtungen 29 und 30, da die gesamte nutzbare Fläche der projizierten Motivszene in einem einzigen Abfühlvorgang erfasst wird und somit eine Verlagerung der projizierten Motivszene während der Bildaufzeichnung weder erforderlich noch erwünscht ist.
Während des einzigen Abfühivorganges werden die von allen Bildwandler-Bausteinen jeweils erzeugten elektrischen Bildpunktsignale zeitlich parallel und daher simultan in die Speichervorrichtung 48 eingegeben, so dass eine kurze Belichtungszeit erzielbar ist, was eine Blitzlichtbeleuchtung der abzubildenden Motivszene erlaubt.
Die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ermöglicht grundsätzlich die gleiche Betriebsweise wie das soeben beschriebene Beispiel gemäss Fig. 4. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, sind zwischen dem Objektiv 20 und einer einzigen Bildebene 21 optische Strahlenablenkungsmittel in Gestalt einer Pyramide 65 mit vier totalreflektierenden Spiegelflächen sowie in Gestalt von vier ebenfalls totälreflektierenden Spiegeln 66A, 66B, 66C und 66D vorhanden. Alle totalreflektierenden Flächen sind in bezug auf die optische Achse 61 des Objektivs 20 um 450 geneigt und symmetrisch angeordnet, derart dass die abzubildende Motivszene in die Bildebene 21 viermal identisch projiziert wird.
In Fig. 7 sind die nutzbaren Flächen 232A, 232B, 232C, 232D der vier Projektionen der Motivszene in der Bildebene 21 veranschaulicht.
Vier Gruppen von optoelektronischen Bildwandler-Bausteinen, von denen der Einfachheit wegen in Fig. 7 je nur die Bildpunktsensor-Scharen 222A, 222B, 222C bzw. 222D gezeichnet sind, befinden sich in der Bildebene 21, und zwar in unterschiedlichen Anordnungen. Innerhalb jeder der nutzbaren Flächen 232A, 232B, 232C und 232D liegen die Bildpunktsensor-Scharen in horizontalen Zeilen und vertikalen Kolonnen, wobei zwischen den benachbarten Scharen jeweils ein freier Abstand besteht, der höchstens gleich gross wie die in der gleichen Richtung gemessene Dimension der Bildpunktsensor-Scharen ist. In der nutzbaren Fläche 232A hat die ganze Gruppe der Bildpunktsensor-Scharen 222A eine nach links und nach oben versetzte Lage. In der nutzbaren Fläche 232B ist die ganze Gruppe der Bildpunktsensor-Scharen 222B nach links und nach unten versetzt.
In der nutzbaren Fläche 232C ist die ganze Gruppe der Bildpunktsensor-Scharen 222C nach oben und nach rechts versetzt, und in der nutzbaren Fläche 232D befindet sich die ganze Gruppe der Bildpunktsensor-Scharen 222D in einer nach rechts und nach unten versetzten Lage.
Mit der beschriebenen und in Fig. 7 gezeigten Anordnung der Bildpunktsensor-Scharen ist ermöglicht, in einem einzigen optoelektronischen Abfühivorgang die gesamte nutzbare Fläche der abzubildenden Motivszene zu erfassen, wobei mittels jeder Gruppe der Bildpunktsensor-Scharen eine andere Gruppe von Ausschnitten der abzubildenden Motivszene abgefühlt wird.
Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind auch in der Einrichtung gemäss den Fig. 5 bis 7 alle Bildwandler-Bausteine über den Analog/Digital-Wandler 45 (Fig. 1) mit der Speichervorrichtung 48 (Fig. 1) in der Weise verbunden, dass eine zeitlich parallele Übertragung und Speicherung der jeweils erzeugten Bildpunktsignale möglich ist.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen wesentliche Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung, beiwelchem eine Mehrzahl von herkömmlichen optoelektronischen Bildwandler-Bausteinen 23 in einem Abstand von der Bildebene 21 angeordnet sind, in welche die abzubildende Motivszene mittels des Objektivs 20 projiziert wird. Die Bildwandler-Bausteine 23 sind auf einer Trägerplatte 24 befestigt, und ihre Bildpuükt- sensor-Scharen 22 weisen voneinander Abstände beliebiger Grösse auf. Zwischen der Bildebene 21 und den Bildwandler Bausteinen 23 ist eine Mehrzahl von Lichtleiterfaserbündeln 70 eingeschaltet. Jedes dieser Lichtleiterfaserbündel 70 hat im Querschnitt die gleiche Form und Grösse wie die von der Bildpunktsensor-Schar 22 eines einzelnen Bildwandler-Bausteins 23 belegte Fläche.
Die dem Objektiv 20 zugewandten Endpartien der Lichtleiterfaserbündel 70 sind unmittelbar aneinanderliegend zu einem Block 71 zusammengefasst, wie in den Fig. 8 und 9 erkennbar ist, wobei die dortigen Endflächen aller Lichtleiterfaserbündel genau in der Bildebene 21 liegen. Vom erwähnten Block 71 gegen die Bildwandler-Bausteine 23 hin divergieren die Lichtleiterfaserbündel 70, und die vom Objektiv 20 abgewandte Endfläche jedes Lichtleiterfaserbündels 70 liegt deckungsgleich auf der von den Bildpunktsensoren belegten aktiven Fläche eines der Bildwandler-Bausteine 23, wie die Fig. 8 und 10 erkennen lassen.
Es leuchtet ein, dass die für die Bildaufzeichnung nutzbare Fläche der in die Bildebene 21 projizierten Motivszene mit der Gesamtquerschnittsfläche der Lichtleiterfaserbündel 70 im Block 71 übereinstimmt, und dass jedes Lichtleiterfaserbündel imstande ist, einen Ausschnitt der projizierten Motivszene zur Bildpunktsensor-Schar 22 eines der Bildwandler-Bausteine 23 zu übertragen.
Auch mit der beschriebenen Ausführungsform gemäss den Fig. 8 bis 10 ist es möglich, die gesamte nutzbare Fläche der abzubildenden Motivszene in einem einzigen optoelektronischen Abfühlvorgang zu erfassen, wobei unterschiedliche Ausschnitte der nutzbaren Fläche der projizierten Motivszene je mittels eines der Lichtleiterfaserbündel 70 und eines der Bildwandler Bausteine 23 abgefühlt werden. Alle Bildwandler-Bausteine 23 sind über den Analog/Digital-Wandler 45 (Fig. 1) mit der elektronischen Speichervorrichtung 48 (Fig. 1) derart verbunden, dass die von den Bildwandler-Bausteinen jeweils erzeugten Bildpunktsignale zeitlich parallel übertragen und in der Speichereinrichtung gespeichert werden. Somit ist für die Bildaufzeichnung eine kurze Belichtungszeit möglich, die eine Beleuchtung der abzubildenden Motivszene mittels Blitzlicht gestattet.
Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform gemäss den Fig. 8 bis 10 im Vergleich zu den anderen beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemässen Einrichtung ist darin zu sehen, dass die Anordnung der Bildwandler-Bausteine 23 auf der Trä gerpiatte 24 beliebig sein kann, weil man bei der Wahl der Ab stände zwischen benachbarten Bildwandler-Bausteinen keine Rücksicht auf die Abmessungen der von den Bildpunktsensor Scharen 22 belegten aktiven Flächen nehmen muss.
Für alle beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung gilt, dass die in der Speichervorrichtung 48 (Fig. 1) gespeicherten digitalen Bildpunktdaten erlauben, jederzeit ein qualitativ hochwertiges Bild, z.B. in Form einer Off- set-Druckvorlage, von der jeweils abgelichteten Motivszene zu erzeugen. Die Speicherung und spätere Wiedergabe von mehrfarbigen Bildern ist möglich, wenn die Bildpunktsensoren der verwendeten Bildwandler-Bausteine farbtüchtig sind.
Die Ausführungsbeispiele gemäss den Fig. 1 bis 7 können selbstverständlich dadurch modifiziert werden, dass andere und/oder anders angeordnete optische Strahlenablenkungsmittel verwendet werden, welche im wesentlichen die beschriebenen wirkungen herbeizuführen imstande sind.
DESCRIPTION
The present invention relates to a method and a device for electronic image recording using a multiplicity of optoelectronic pixel sensors, wherein a motif scene to be imaged is optically projected into an image plane and the projected motif scene is sensed by means of the pixel sensors.
In the creation and processing of still images, which are subject to high quality requirements from the shot to a printed product, today a photographic camera and film material are used to photochemically create an analog image recording as a supervisory or transparency template, which is the original for further processing serves for various purposes. For example, this template is scanned line by line with the help of complex scanner apparatus in a trigger sufficient for printing, the image information obtained being stored digitally and electronically. The output data for the production of print templates, such as offset films or the like, can be directly obtained from the stored information, for example. , derive.
It would be desirable, in order to avoid intermediate steps, to directly project a motif scene that is optically projected into an image plane and that is to be processed as an image. H. bypassing the photochemical analog image recording, optoelectronic storage. Appropriate technical means are available today. For example, B. a scanner in the image plane of a camera directly scans the image information of the projected scene. However, this would take a time of the order of minutes if a resolution in pixels which is sufficiently high for the production of high-quality printing originals is to be achieved. For this reason, such image recordings are not possible with the flash lighting of the subject scene that is often used today, since this requires exposure times in the order of 1/100 s.
With exposure times on the order of minutes, only static, i.e. H. still motive scenes can be reproduced without motion blur.
Another technical possibility for the direct conversion of the image information of an optically projected motif scene into electrical values is offered today by highly integrated solid-state image converter modules with so-called CCD chips. (The abbreviation CCD stands for Charge-Coupled Device. ) These image converter modules have a multitude of optoelectronic image point sensors on an area of the order of 1 cm2. As a result of the latest development, image converter modules with up to 1.4 million pixel sensors are currently available on a surface measuring 7 x 9 mm, so-called megapixel sensors.
Despite this large number of image point sensors, it is still not possible to achieve an image resolution which is sufficiently high for printing technology with the solid-state image converter modules available to date. For comparison, it should be mentioned that conventional photochemical image recording material enables an image resolution that is better by a factor of 10. So z. B. a photograph with the format 24 x 36 mm a resolution in about 15 million pixels. Large format recordings of course allow much higher image resolutions.
If you set yourself the goal, as an alternative to the photochemical imaging process, a direct optoelectronic conversion of pixels with the aid of a solid-state image converter module, each within an exposure time of the order of 1/100 s and with a pixel resolution that is sufficiently high for the production of printing originals realize, the idea is obvious to use an integrated image converter module with at least 15 million pixel sensors. Such image converter modules have not yet been implemented and are not available.
If, on the other hand, one thinks of instead arranging a plurality of image converter modules, which are currently commercially available, in rows and columns to form a group of modules, so that the entirety of their pixel sensors is correspondingly more numerous and occupies a larger area, one also encounters difficulties. For technical design reasons, the image point sensors of each image converter module must be attached to a mechanical support, the base area of which is noticeably larger than the active area occupied by the image point sensors, so that this active area is surrounded by an inactive edge. When a number of conventional image converter modules are lined up, there are inevitable inactive stripes between the adjacent sets of image point sensors of adjacent image converter modules.
If one were to project a motif scene to be imaged onto such a composite building block, the parts of the projected motif scene falling on the inactive stripes would not be detected by optoelectric image sensors, which is why the electrical information obtained later could only provide an imperfect and therefore unacceptable reproduction of the motif scene.
It is an object of the present invention to enable direct optoelectronic image recording with pixel resolution sufficient for the printing industry using at least one integrated image converter module of conventional type and size with a relatively short exposure time.
According to the invention, this object is achieved by the method defined in claim 1 and the device for carrying out the method defined in claim 10. In the dependent claims, particularly advantageous and preferred embodiments of the method or of the facility.
The term brightness values should also be understood to mean color values if necessary.
The invention based on Ausführungsbei play with reference to the accompanying drawings.
The drawings show:
Fig. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of the device according to the invention, in which embodiment
Groups of sections of a motif scene projected onto an image plane in succession using a group of optoelectronic image converter modules, each with a group
Pixel sensors can be sensed;
Fig. 2 in front view the in the image plane of the device according to FIG. 1 arranged image converter modules and various relative positions of the projected motif scene;
Fig. 3 shows a front view of another arrangement of several optoelectronic image converter modules for a simplified embodiment of the device according to FIG. 1;
;
Fig. 4 essential parts of another exemplary embodiment of the device according to the invention, in which embodiment a motif scene to be imaged is projected simultaneously in two image planes and in each image plane different sections of the projected motif scene can be sensed simultaneously with a group of optoelectronic pixel sensors;
Fig. 5 essential parts of a further embodiment of the device according to the invention, in section along the line
5-5 in Fig. 6, in which embodiment an image to be imaged
Motif scene is simultaneously projected four times into one image plane and different sections of the four projected motif scenes can be sensed simultaneously by means of a group of optoelectronic image point sensors;
Fig. 6 is a partial view according to arrows 6 in FIG. 5;
;
Fig. 7 is a partial view according to arrows 7 in FIG. 4 on a larger scale;
Fig. 8 essential parts of a further exemplary embodiment of the device according to the invention in a schematic side view, in which embodiment sections of a motif scene projected into an image plane are each transmitted with the aid of an optical fiber bundle to a group of optoelectronic pixel sensors and can be sensed at the same time;
Fig. 9 shows a cross section along the line 9-9 in FIG. 8 through the optical fiber bundle; and
Fig. 10 shows an analogous cross section along the line 10-10 in FIG. 8th.
The in Fig. The device shown in FIG. 1 has an optical lens 20 with which a motif scene (not shown) can be projected into an image plane 21. A number of sets 22 of optoelectronic image point sensors are located in the image plane 21, the components of the prior art include the integrated image converter modules 23 with so-called
CCD chips are. Appropriately and preferably, each image converter module 23 has approximately 1.4 million pixel sensors, which occupy an area of approximately 1 cm 2.
The image converter modules 23 are arranged on a carrier plate 24 in horizontal rows and vertical columns in such a way that inactive strips are present in each case between the adjacent sets 22 of the pixel sensors, the width (in the direction of the horizontal rows or of the vertical columns) is at most as large as the dimension of the individual pixel sensor shares 22 measured in the same direction.
Between the lens 20 and the image plane 21 there are two optical radiation deflection prisms 25 and 26, each of which, for. B. parallelepipedal shape. One prism 25 is held pivotably by means of a vertical shaft 27, while the other prism 26 is also pivotably held by means of a horizontal shaft 28. The motif scene projected into the image plane 21 can be shifted in a horizontal direction by pivoting the first prism 25.
In an analogous manner, pivoting the second prism 26 results in a displacement of the projected motif scene in the vertical direction. Two electromechanical drive devices 29 and 30, which are connected to the shaft 27 and 28 are coupled.
Each of the two drive devices 29 and 30 is designed such that only two very specific pivot positions of the associated prism 25 or 26 are possible, as explained below.
The lens 20 has such a focal length and such an angle of view that the motif scene to be imaged in the image plane 21 has a size which exceeds the dimensions of the area occupied by the image point sensors of all image converter modules 23. In Fig. 2, the area of the projected motif scene that can be used for electronic image recording is indicated, for example, by dashed lines 31 or dash-dotted lines 32.
If the two prisms 25 and 26 their in Fig. 1, the projected motif scene is shifted to the left and upwards in relation to the image converter modules 23, in such a way that, according to the dashed lines 31, the lower edge of the usable area of the projected motif scene with the lower edge of the pixel sensor family 22 of the lowest image converter components 23 coincides and the right edge of the usable area of the projected motif scene coincides with the right edge of the image point sensor array of the image converter components located on the right outside.
If the first prism 25 is pivoted into its opposite pivoting position, the projected motif scene shifts to the right with respect to the image converter modules 23, and expediently by a distance which roughly corresponds to the horizontal dimension of the individual pixel sensor groups 22. In this case, the left edge of the usable area of the projected motif scene assumes a position that corresponds to the left edge of the image sensor sensor array 22 located on the left outside.
If, in addition, the second prism 26 is also pivoted into its opposite pivot position, the projected motif scene is shifted downward with respect to the image converter modules 23, namely by a distance that suitably corresponds approximately to the vertical dimension of the individual pixel sensor groups 22 . The usable area of the projected motif scene then has that shown in Fig. 2 with the dash-dotted lines 32, in which the upper edge of the usable area of the motif scene coincides with the upper edge of the uppermost pixel sensor array 22.
When the first prism 25 is subsequently pivoted back into its starting position, the projected motif scene shifts to the left in relation to the image converter modules 23, the right edge of the usable area of the projected motif scene again with the right edge of the pixel sensor array 22 located on the right outside coincides. If, in addition, the second prism 26 is also pivoted back into its starting position, the projected motif scene is shifted upward with respect to the image converter modules 23, the usable area of the projected motif scene returning to its starting position according to the dashed lines 31.
It can be seen that, as a result of the described pivoting movements of the two prisms 25 and 26, different groups of sections of the usable area of the projected motif scene come to rest on the active areas of the image converter modules 23 occupied by the image point sensors 22 and are then sensed optoelectronically can. In this way, the entire usable area within lines 31 or 32 can be optoelectronically recorded.
Each pixel sensor of the image converter modules 23 supplies an analog electrical pixel signal corresponding to the brightness value and the color value of the pixel of the projected motif scene falling on it, and each image converter module 23 has integrated electronic multiplexer circuit means which, as a function of the control, of externally supplied control signals Pixel signals serial, i. H.
consecutively in time. The in Fig. The device illustrated in FIG. 1 has an electronic control device 40 for generating a plurality of control signals required for the operation.
This control device 40 is connected via control signal lines 41, 42 and 43 to the two drive devices 29 and 30 or connected to the image converter modules 23. By means of the control signals transmitted via line 43, all image converter modules 23 are caused to become active at the same time and to deliver the pixel signals determined by them in time and in parallel via a multiple signal line 44 to an analog / digital converter 45, which is dependent on the control works from control signals supplied via a line 46. The pixel signals supplied by the image converter modules 23 are digitized in the analog / digital converter 45 and then fed to an electronic storage device 48 via a multiple signal line 47.
The latter is also connected to the control device 40 via a control signal line 49.
For the electronic recording of a still image of a motif scene, the following processes are controlled by means of the control device 40: With the aid of the drive devices 29 and 30, the two prisms 25 and 26 are moved successively from their one swivel position to their opposite swivel position and back, so that the in the image plane 21 projected motif scene is gradually shifted from a starting position into three different further positions, as with reference to FIG. 2 has already been explained.
Every time the projected motif scene is located in one of the four different positions in the image plane 21, all image converter modules 23 are activated so that they simultaneously simultaneously sense a group of sections of the projected motif scene and the resulting pixel signals on the analog / digital -Converters 45 deliver. The digitized pixel signals are continuously input into the memory device 48 and stored in the latter, together with identification signals supplied by the control device 40, which characterize each of the four different displacement positions of the projected motif scene and assign them to the respectively stored pixel signals.
The data finally contained in the storage device 48 allow an image of the motif scene projected into the image plane 21 to be reconstructed, a previously unattainable high image resolution being made possible. If, as in the example according to FIGS. 1 and 2, in the image plane 21 there are six image converter modules 23, each with 1.4 million pixel sensors, that is a total of 8.4 million pixel sensors. Since four different groups of sections of the projected motif scene are successively sensed with these pixel sensors, a total of 33.6 million pixel signals result. That is more than twice as much pixel information as is contained in a photochemically generated image with the format 24> c 36 mm on a conventional negative or slide film.
With the technology available today in the field of electronics and computer science, it is also possible to have all the processes described carried out in a relatively short period of time, so that for the recording of a still image only a relatively short exposure time in the order of 1/100 s is needed. This short exposure time is largely due to the fact that the pixel signals determined by the image converter modules 23 at each moment are supplied to the memory device 48 in parallel.
Again on Fig. Returning to FIG. 1, it can be seen that the storage device 48 is additionally connected to a computer 50 suitable for electronic data processing, specifically via two multiple signal lines 51 and 52, which a data flow from the storage device to the computer or enable from the computer to the storage device. The computer 50 is designed in such a way that it is able to check the pixel signals stored in the storage device 48 for redundancy and / or completeness as a function of the identification signals also stored, and if necessary to eliminate duplicate or multiple pixel signals present for certain pixels and / or calculate missing pixel signals by interpolation between the signals from neighboring pixels and store them in the memory device 48.
In this way it is achieved in particular that overlaps or spacings of the sensed sections of the projected motif scene that are adjacent to one another and which may occur during the temporally successive sensing processes do not have a disruptive effect on the image finally obtained from the stored image information. Mismatches of the sensed sections of the projected motif scene therefore have no negative consequences for the quality of the electronically recorded image.
The with reference to the Fig. The device described in FIGS. 1 and 2 can be simplified in that another arrangement of image converter modules 123, for example according to FIG. 3 is used. The image converter modules 123 are designed in such a way that they can be lined up diagonally or in a step-like manner and, in the process, theirs from the pixel sensor sets
122 occupied active, square or rectangular surfaces collide directly corner to corner. This enables a checkerboard-like arrangement of the sets 122 of the pixel sensors, as shown in FIG. 3 reveals. This arrangement allows, in the device according to Fig. 1 one of the prisms 25 and 26 together with the associated drive device 29 or
30 omitted because a shift of the motif scene projected into the image plane either only in the vertical direction or only in the horizontal direction is sufficient to be able to sense the entire usable area of the projected motif scene in only two sensing processes by means of the image converter modules 123. In Fig. 3, the usable area of the projected motif scene is indicated, for example, by dashed lines 131 or by dash-dotted lines 132, in the event that the projected motif scene is shifted upwards for the first sensing process and downwards for the second sensing process, the difference between the two positions the projected scene is equal to the vertical dimension of the individual pixel sensor cords 122.
The rest of the design of the simplified embodiment of the device is basically the same as with reference to FIG.
1 has been described. In addition to simplification by omitting z. B. of the prism 25 and the associated drive device 29 results when using the in FIG. 3 arrangement of the image converter modules 123 shown, the not inconsiderable additional advantage that only half the time is required for optoelectronic sensing of the entire usable area of the projected motif scene, compared to the first exemplary embodiment according to FIG. 1 and 2, because now only two sensing processes are sufficient, which results in a halving of the exposure time required for image recording.
An even faster working and thus even shorter exposure times possible embodiment of the inventive device is shown in Fig. 4 partially illustrated. In the beam path of the objective 20 there is a semi-transparent mirror 60 which is inclined by 450 with respect to the optical axis 61 of the objective. There are two image planes 121A and 121B, which form an angle of 900 between them, which is halved by the mirrored surface of the semi-transparent mirror 60 facing the lens 20.
In each image plane 121A or 121B is a group of optoelectronic imager devices, one of which is shown in FIG. 4 only the share 122A or 122B of the pixel sensors is indicated. These image converter modules are expediently designed and arranged in the same way as those in FIG. 3 shown image converter modules 123, so that in each image plane 121A or 121B the pixel sensor shares 122A or 122B have a checkerboard arrangement. In this connection it should be noted that the motif scene to be imaged is projected in mirror image in the same way in the two image planes 121A and 121B, whereas the positions of the pixel sensor groups 122A in one image plane 121A and the positions of the pixel sensor groups 122B in the other image plane 121B are complementary are.
Thus, the entire usable area of the projected motif scene can be optoelectronically sensed in a single sensing process, the pixel sensor groups 122A in one image plane 121A capturing a group of sections of the projected motif scene, which together make up half of the usable area of the projected motif scene, while the pixel sensor families 122B in the other image plane 121B detect a group of other sections of the projected motif scene, which together make up the other half of the usable area.
Although in Fig. 4, it is clear that all image converter modules with the pixel sensor groups 1 22A and 122B as in the embodiment according to FIG. 1 are connected to the electronic storage device 48 via the analog / digital converter 45, and that the control device 40 and expediently also the computer 50 are present. In the exemplary embodiment according to FIG. 4 the in Fig. 1, prisms 25 and 26 and drive devices 29 and 30, since the entire usable area of the projected motif scene is captured in a single sensing process and thus a displacement of the projected motif scene during the image recording is neither necessary nor desirable.
During the single sensing process, the electrical pixel signals respectively generated by all image converter components are input into the storage device 48 in parallel and therefore simultaneously, so that a short exposure time can be achieved, which allows flash lighting of the motif scene to be imaged.
The in the Fig. 5 to 7 shown embodiment of the device according to the invention basically enables the same mode of operation as the example just described according to FIG. 4th As the Fig. 5 and 6 show, between the objective 20 and a single image plane 21 there are optical radiation deflecting means in the form of a pyramid 65 with four totally reflecting mirror surfaces and in the form of four also totally reflecting mirrors 66A, 66B, 66C and 66D. All totally reflecting surfaces are inclined and symmetrically arranged by 450 with respect to the optical axis 61 of the objective 20, such that the motif scene to be imaged is projected onto the image plane 21 four times identically.
In Fig. 7, the usable areas 232A, 232B, 232C, 232D of the four projections of the motif scene in the image plane 21 are illustrated.
Four groups of optoelectronic image converter components, one of which is shown in FIG. 7 each only the pixel sensor shares 222A, 222B, 222C or 222D are located in the image plane 21, in different arrangements. Within each of the usable areas 232A, 232B, 232C and 232D, the pixel sensor groups are located in horizontal rows and vertical columns, with a free distance between the neighboring groups, which is at most the same size as the dimension of the pixel sensor measured in the same direction. Crowds is. In the usable area 232A, the entire group of pixel sensor shares 222A has a position offset to the left and upwards. In the usable area 232B, the entire group of the pixel sensor sets 222B is offset to the left and downwards.
In the usable area 232C, the entire group of the pixel sensor sets 222C is offset upwards and to the right, and in the usable area 232D the entire group of the pixel sensor sets 222D is in a position offset to the right and downwards.
With the described and in Fig. 7 arrangement of the pixel sensor sets is possible to capture the entire usable area of the motif scene to be imaged in a single optoelectronic sensing process, wherein a different group of sections of the motif scene to be imaged is sensed by means of each group of the pixel sensor groups.
As in the embodiment of Fig. 4 are also in the device according to FIG. 5 to 7 all image converter modules via the analog / digital converter 45 (Fig. 1) with the storage device 48 (FIG. 1) connected in such a way that temporally parallel transmission and storage of the respectively generated pixel signals is possible.
The Fig. 8 to 10 show essential parts of a further exemplary embodiment of the device according to the invention, in which a plurality of conventional optoelectronic image converter modules 23 are arranged at a distance from the image plane 21, into which the motif scene to be imaged is projected by means of the objective 20. The image converter modules 23 are fastened on a carrier plate 24, and their image point sensor sets 22 are spaced apart from one another of any size. A plurality of optical fiber bundles 70 are connected between the image plane 21 and the image converter modules 23. Each of these optical fiber bundles 70 has the same shape and size in cross-section as the area occupied by the pixel sensor array 22 of an individual image converter module 23.
The end parts of the optical fiber bundles 70 facing the objective 20 are combined to form a block 71 lying directly next to one another, as shown in FIGS. 8 and 9 can be seen, the end faces there of all optical fiber bundles lying exactly in the image plane 21. The optical fiber bundles 70 diverge from the mentioned block 71 against the image converter modules 23, and the end face of each optical fiber bundle 70 facing away from the lens 20 lies congruently on the active surface of one of the image converter modules 23 occupied by the image point sensors, as shown in FIG. 8 and 10 show.
It is clear that the area of the motif scene projected into the image plane 21 that can be used for image recording corresponds to the total cross-sectional area of the optical fiber bundles 70 in block 71, and that each optical fiber bundle is able to extract a section of the projected motif scene from the pixel sensor array 22 of one of the image converter Transfer blocks 23.
Even with the described embodiment according to FIGS. 8 to 10, it is possible to record the entire usable area of the motif scene to be imaged in a single optoelectronic sensing process, different sections of the usable area of the projected motif scene each being sensed by means of one of the optical fiber bundles 70 and one of the image converter modules 23. All image converter modules 23 are connected via the analog / digital converter 45 (FIG. 1) with the electronic storage device 48 (Fig. 1) connected in such a way that the pixel signals generated by the image converter modules are transmitted in parallel in time and stored in the memory device. A short exposure time is thus possible for the image recording, which allows the subject scene to be illuminated by means of flash light.
A particular advantage of the embodiment according to FIGS. 8 to 10 in comparison to the other described exemplary embodiments of the device according to the invention can be seen in the fact that the arrangement of the image converter modules 23 on the carrier plate 24 can be arbitrary, because no consideration is given to the choice of distances between adjacent image converter modules on the dimensions of the active areas occupied by the pixel sensor shares 22.
For all described exemplary embodiments of the device according to the invention, the fact that the data stored in the storage device 48 (FIG. 1) stored digital pixel data allow a high quality image, e.g. B. in the form of an offset print template, to be created from the respective motif scene. The storage and later reproduction of multicolored images is possible if the pixel sensors of the image converter modules used are color-correct.
The exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 7 can of course be modified by using other and / or differently arranged optical beam deflection means which are essentially capable of producing the effects described.