DE10046354C1 - Scanner und Verfahren zur Defekterkennung bei der elektronischen Bildverarbeitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Scanner zur Erkennung von Defekten auf der Oberfläche von fotografischen Bildvorlagen bei der elektronischen Bildverarbeitung. Das Licht einer Beleuchtungseinrichtung wird an eine Bildvorlage geleitet und es werden sichtbare Bilder erzeugt, indem eine Aufnahmeeinrichtung von der Bildvorlage reflektiertes oder transmittiertes Licht aufnimmt. Eine Recheneinrichtung erzeugt ein Defektbild, indem diese aufgenommenen, sichtbaren Bilder miteinander kombiniert werden. Eines der sichtbaren Bilder für das Defektbild wird erzeugt, indem zusätzlich zum achsenparallelen Licht Licht aus unterschiedlichen Richtungen auf die Bildvorlage geleitet wird. Dabei entsteht ein defektfreies oder zumindest defektreduziertes Bild.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erkennung von Defekten auf der Oberfläche von fotografischen Bildvorlagen nach dem Oberbegriff der An­ sprüche 1 und 5 und einem Scanner nach dem Oberbegriff von Anspruch 10 und Anspruch 13.

Beim Abtasten von Bildvorlagen zeigen sich im abgetasteten Bild oft Defekte, welche verschiedene Ursachen haben können. Sie können von Staub oder ande­ ren Partikeln, welche sich auf der Vorlage oder dem Vorlagenträger befinden, oder durch Fehlstellen in der abbildenden Optik oder der Aufnahmevorrichtung verursacht werden. Hauptsächlich rühren diese Defektstellen jedoch von Streu­ ung des Abbildungslichts an Kratzern in der Bildvorlage her. An derartigen Krat­ zern werden die abzubildenden Lichtstrahlen ähnlich wie an Zylinderlinsen vom Abbildungsstrahlengang weggebrochen. Damit tragen diese weggebrochenen Lichtstrahlen nicht mehr zur Abbildung bei. Aus diesem Grunde erscheinen der­ artige Defekte im eingescannten Bild als dunkle Stellen. Sie machen sich in ei­ nem lokalen Abfall der Dichte in dem in Dichten umgewandelten Bildsignal be­ merkbar.

Um derartige Defekte beim Aufnehmen digitaler Bilder zu erkennen, wurden be­ reits mehrere Verfahren vorgeschlagen.

Die US 4,680,638 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Infrarotscan zur Defekt­ erkennung bei einem Videofilm verwendet wird. Da das Infrarotlicht beim Durch­ leuchten des Videofilms nicht von der auf dem Film befindlichen Bildinformation beeinflußt wird, tritt das Infrarot-Signal vollständig ungehindert durch den Film, außer an den Stellen, an denen sich Kratzer im Film befinden. An diesen Defekt­ stellen wird auch das Infrarotlicht vom Abbildungsstrahlengang weg gebrochen, an der Aufnahmeeinrichtung trifft nur ein reduzierter Anteil der Infrarotstrahlung ein. Somit zeigt das im Infraroten aufgenommene Signal keinerlei Bildinforma­ tion, dafür aber alle defekten Stellen des Films. Die durch die Defektstellen im Infraroten verursachten Dichteabfälle stimmen mit den im optischen Bild zu be­ obachtenden Defektstellen überein, falls das Infrarotlicht genauso abgebildet wird wie das visuelle Licht. Um eine exakt übereinstimmende Abbildung zu ge­ währleisten, ist es notwendig, eine infrarotkorrigierte Optik zu verwenden. Diese ist jedoch relativ teuer und aufwendig herzustellen.

Die US 5,266,805 beschreibt ebenfalls ein Defekterkennungsverfahren, welches auf der Aufnahme eines Infrarot-Signals zusätzlich zu den Farbsignalen beruht. Auch dieses Verfahren setzt eine infrarotkorrigierte Optik voraus. Falls die Optik nicht infrarotkorrigiert ist und das Infrarot-Signal anders abgebildet wird als die optischen Signale, sind aufwendige Korrekturalgorithmen - wie sie beispiels­ weise in der EP 0 893 914 A2 beschrieben werden - notwendig, um optisches und Infrarot-Signal zur Übereinstimmung zu bringen.

In der DE 100 29 826 wird deshalb vorgeschlagen, anstelle des Infrarotscans zusätzlich zu den drei Farbscans der Bildvorlage eine Defektaufnahme in einem weiteren optischen Spektralbereich durchzuführen. Diese zusätzliche Aufnahme wird mit den Farbscans verrechnet, um Defekte zu eliminieren. Dieses Verfahren vermeidet einen Infrarotscan, ist jedoch sehr rechenaufwendig und außerdem filmtypabhängig.

Defekterkennungsverfahren sind auch aus dem Gebiet der Materialprüfung bekannt. So beschreibt beispielsweise die JP 11-326224 A ein Verfahren zur Erkennung von Defekten in einem durchsichtigen, glasförmigen Wafer. Bei diesem Verfahren soll insbesondere zwischen Defekten auf der Wafer-Oberfläche und Defekten im Inneren des Wafers unterschieden werden. Hierzu werden insbesondere die Oberflächendefekte mit senkrecht einfallendem Licht aufgenommen. Eine weitere Aufnahme mit Licht, das unter einem bestimmten Winkel auf den Wafer geleitet wird, zeigt sowohl Oberflächendefekte als auch Defekte im Inneren des Wafers. Ein Differenzbild ermöglicht die Unterscheidung. Derartige Verfahren aus der Materialprüfung sind aber nicht direkt auf die Defekterkennung bei fotografischen Vorlagen übertragbar, da beispielsweise Wafer durchsichtig sind, also bei der Aufnahme nur die Defekte abgebildet werden, während bei der Abbildung fotografische Vorlagen der Bildinhalt immer mit abgebildet wird. Ferner ist bei fotografischen Vorlagen keine Unterscheidung zwischen Oberflächen- und inneren Defekten notwendig, eine Identifikation der Oberflächendefekte ist ausreichend.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, ein Verfahren zur Erkennung von De­ fekten auf der Oberfläche von fotografischen Bildvorlagen bei der digitalen Bild­ verarbeitung sowie einen Scanner hierfür bereitzustellen, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden. Die Defekterkennung sollte ohne großen Rechen­ zeit- und Ressourcenaufwand in jeden Scanner (auch einen nicht infrarotkorri­ gierten) einfach integrierbar sein.

Gelöst wird die Aufgabe von einem Verfahren zur Erkennung von Defekten auf der Oberfläche von fotografischen Bildvorlagen bei der digitalen Bildverarbei­ tung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und Anspruch 5 sowie einem Scanner mit den Merkmalen von Anspruch 10 und Anspruch 13.

Erfindungsgemäß wird zur Erzeugung des Defektbildes ein weiteres Bildsignal aufgenommen, wobei die Bildvorlage zusätzlich zum achsenparallelem Licht mit Licht aus unterschiedlichen Richtungen beleuchtet wird. Zusätzlich zur Aufnahme des Farbbilds, bei der im wesentlichen paralleles Licht verwendet wird, wird also eine weitere Aufnahme mit weicherem, also aus verschiedenen Richtungen kommendem Licht gemacht. In der zusätzlichen Aufnahme treten Defekte auf­ grund der weichen Beleuchtung nur noch reduziert oder gar nicht mehr auf, wo­ gegen das Signal des Bildinhalts unverändert bleibt.

An Defekten in der Bildvorlage wird das auf den Defekt auftreffende Abbildungs­ licht von der Auftreffrichtung weg gebrochen. Das bedeutet, dass Lichtstrahlen, welche in dem optischen Abbildungssystem achsenparallel verlaufen, von der optischen Achse weg gebrochen werden, so dass dieses abgelenkte Licht nicht mehr in die Eintrittspupille des abbildenden Objektivs gelangt und somit nicht mehr zur Abbildung beitragen kann. Wird die Bildvorlage also mit hartem Licht, welches achsenparallel zum optischen Abbildungssystem eingestrahlt wird, be­ leuchtet, so wird das Bildsignal an den Defektpositionen reduziert.

Wird die Bildvorlage dagegen mit in einem flachen Winkel auftreffendem Licht beleuchtet, welches nicht in die Eintrittspupille des abbildenden Objektives ge­ langt, so wird dieses Licht ebenfalls an den Defektpositionen gebrochen. Auf­ grund der Lichtbrechung werden dabei Lichtstrahlen, welche die Eintrittspupille an sich nicht passieren, so abgelenkt, dass sie nunmehr auf das abbildende Objektiv gelangen und somit auf der Aufnahmeeinrichtung abgebildet werden. Bei Beleuchtung der Bildvorlage mit Licht in sehr flachem Winkel werden also in erster Linie die Defekte wiedergegeben.

Verwendet man zur Abbildung sehr weiches, diffuses Licht - also Licht, das aus vielen unterschiedlichen Richtungen auf die Bildvorlage trifft - so werden in etwa genauso viele schräg auf die Vorlage auftreffende Lichtstrahlen so gebrochen, dass sie durch das abbildende Objektiv gelangen, wie von den achsenparallel verlaufenden Lichtstrahlen vom abzubildenden Objektiv weg gebrochen werden. Das heißt, bei der Abbildung mit sehr diffusem, weichem Licht wird das Bildsignal an den Defekten nicht mehr reduziert und es kann ein defektfreies Bildsignal erzeugt werden.

Die Beleuchtung der Bildvorlage mit sehr hartem Licht führt also zur Aufnahme eines Bildsignals, in dem die Defekte gut sichtbar abgebildet werden, während die Beleuchtung mit sehr weichem Licht dazu führt, dass ein nahezu oder voll­ ständig defektfreies Bildsignal entsteht. Die beiden Bildsignale unterscheiden sich also nur an den Defektpositionen. Werden also defektfreies Bildsignal und das Defekte enthaltende Bildsignal miteinander kombiniert, so kann ein Defekt­ bild erzeugt werden.

Das weiche, diffuse Licht, welches aus unterschiedlichen Richtungen auf die Vorlage geleitet wird, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform erzeugt, indem eine Streuscheibe in den Strahlengang zwischen Beleuchtungseinrichtung und Bildvorlage eingebracht wird. Die Streuscheibe ist beweglich angeordnet, so dass sie zur Aufnahme des zur Erzeugung des Defektbildes verwendeten Bildsignals in den Strahlengang einbringbar und zur Aufnahme der für die Farbscans erforderlichen Bildsignale wieder aus dem Strahlengang entfernbar ist.

Um auf diese zeitraubende, aufwendige mechanische Bewegung verzichten zu können, wird in einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ein Streumedium verwendet, welches ständig zwischen Beleuchtungseinrichtung und Bildvorlage angeordnet ist, aber zwei mögliche Arbeitszustände hat. Es kann mittels eines elektrischen Feldes zwischen einem streuenden und einem transparenten Zu­ stand geschaltet werden.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird das Licht, welches zur Er­ zeugung der für das Defektbild verwendeten Bildsignale benötigt wird, von zu­ sätzlichen Lichtquellen emittiert, welche entweder so angeordnet sind, dass sie die Bildvorlage aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten, oder deren Licht mittels entsprechender Optiken so geleitet wird, dass es aus unterschiedlichen Richtungen auf die Bildvorlage trifft. Hierzu sind Spiegel beispielsweise in einem Winkel ungleich 90° zur Bildvorlage angeordnet.

Erfindungsgemäß wird das Defektbild aus der Differenz zweier sichtbarer Bilder erzeugt, welche im gleichen Spektralbereich aufgenommen wurden. Eines der Bilder wird mit sogenanntem hartem Licht, also Licht, das vorzugsweise in einer Richtung emittiert wird, erzeugt, während das zweite Bild mit Licht aufgenommen wird, welches aus vielen verschiedenen Richtungen auf die Bildvorlage trifft. In dem mit gerichtetem Licht aufgenommenem Bild werden auf der Vorlage oder im Abbildungsstrahlengang befindliche Defektstellen stark in Erscheinung treten, da das aus einer Richtung eintreffende Licht an der Defektstelle von der Eintritts­ pupille der Abbildungsoptik weg gestreut wird und demzufolge nicht auf die Auf­ nahmeeinrichtung gelangt. In dem Bild, das mit ungerichtetem Licht, welches aus vielen unterschiedlichen Richtungen auf die Vorlage trifft, aufgenommen wird, wird dagegen Licht, das unter einem bestimmten Winkel auf die Defektstellen trifft und ohne die Defektstellen nicht in die Eintrittspupille gelangen würde, zur Eintrittspupille der Aufnahmerichtung hin gebrochen. Je mehr unterschiedliche Richtungen im auftreffenden Licht vertreten sind, desto mehr Formen und Aus­ richtungen von Defekten können so unterdrückt werden. Das zweite Bild enthält somit an den nicht von Defekten beeinträchtigten Vorlagestellen dieselbe Bild­ information wie das mit parallelem Licht aufgenommene Bild, an den Defektstel­ len kann aber ein Teil des weichen Abbildungslichts an die Aufnahmeeinrichtung gelangen. Somit enthält dieses zweite Bild auch an den Defektstellen Bildinfor­ mation, die Defekte sind im Gegensatz zur regulären Aufnahme reduziert. Damit unterscheiden sich beide Bilder nur an den von Defekten auf der Bildvor­ lage oder in der Abbildungsoptik beeinträchtigten Stellen. Eine Differenz der bei­ den Bilder gibt also Aufschluss über Position und Form der Defekte.

In der Regel ist es ausreichend, die Defekte in der Bildvorlage in einer Farbe aufzunehmen, da die Defekte im Bild in allen drei Farben in etwa gleich wieder­ gegeben werden. Deshalb wird nur in einer Farbe eine zusätzliche Aufnahme mit entweder härterem oder weicherem als dem für die Farbscans verwendete Licht erzeugt. Aus der Kombination der zwei in einer Farbe aufgenommenen Bilder wird ein Defektbild entwickelt. Bei einem Schwarzweiß-Scanner kann einfach ein zusätzliches Schwarzweiß-Bild mit weicherer oder härterer Beleuchtung der Bild­ vorlage erzeugt werden.

Falls die regulären Aufnahmen mit eher hartem Licht erzeugt werden, beispiels­ weise, um viel Licht zum Scannen zur Verfügung zu haben, ist es sinnvoll, den zusätzlichen, zur Erzeugung des Defektbildes verwendeten Scan mit weichem Licht vorzunehmen. Hierfür wird ein Streumedium zwischen Beleuchtungsein­ richtung und Bildvorlage in den Strahlengang eingebracht oder ein schaltbares, streuendes Medium in diesem Bereich aktiviert.

Ein erfindungsgemäßer Scanner zum Einscannen von auf einem Vorlagenhalter befindlichen Bildvorlagen weist also außer den für einen Scanner notwendigen, bekannten Elementen zusätzlich ein Medium zum Verändern der Abstrahl­ charakteristik der Beleuchtungseinrichtung auf. Ein Scanner hat in der Regel eine Beleuchtungseinrichtung, welche zum Beleuchten der abzubildenden Bild­ vorlage dient, eine Halterung oder Auflagefläche für die abzuscannende Bildvor­ lage und eine Aufnahmeeinrichtung, welche bei Durchlichtscannern zum Abta­ sten transparenter Bildvorlagen an der von der Beleuchtungseinrichtung abge­ wandten Seite der Bildvorlage angebracht ist und sich bei Auflichtscannern an derselben Seite wie die Beleuchtungseinrichtung befindet. Diese Aufnahmeein­ richtung kann eine Sensorzeile umfassen, welche entlang der aufzunehmenden Bildvorlage bewegt wird. In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform weist die Aufnahmeeinrichtung einen Flächensensor wie beispielsweise einen Flä­ chen-CCD-Chip oder CMOS-Chip auf, auf den das gesamte Bild mit einer Be­ lichtung abgebildet werden kann. Zum Erzeugen von Farbaufnahmen können Filter in den Strahlengang eingeschwenkt werden oder das Licht kann in ver­ schiedenen Farben mittels eines Strahlteilers aufgespalten werden.

Um einen besonders schnell arbeitenden Scanner zur Verfügung zu haben, weist die Aufnahmeeinrichtung mehrere Flächensensoren auf, auf denen jeweils eine Farbe abgebildet wird. Als Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Vorlage wird beispielsweise eine Weißlichtquelle verwendet, deren Farben für Farb­ scans - wie bereits erwähnt - durch Filter oder Strahlteiler aufgespalten werden. Es ist auch vorteilhaft, zum Beleuchten der Bildvorlage zur Aufnahme von Farb­ scans farbige Lichtquellen zu verwenden. Hier sind insbesondere LEDs beson­ ders vorteilhaft, da sie in den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau zur Verfü­ gung stehen und besonders schnell schaltbar sind, so dass ein mechanischer Verschluss, der zum Auslesen von CCDs benötigt wird, eingespart werden kann.

Das die Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungseinrichtung modifizierende Me­ dium kann ein Streumedium sein, das eine größere Winkelverteilung der die Bildvorlage beleuchtenden Strahlung bewirkt. Es kann aber auch ein apertur­ begrenzendes Medium sein, welches die Winkelverteilung des Beleuchtungs­ lichts reduziert. Besonders vorteilhaft ist es, zusätzlich zur regulären Beleuch­ tungseinrichtung weitere Lichtquellen so anzuordnen, dass das Licht dieser Beleuchtungseinrichtungen unter verschiedenen Winkeln auf die Bildvorlage trifft. Dadurch, dass verschiedene dieser Lichtquellen je nach Bedarf eingeschaltet werden können, kann nahezu jede beliebige gewünschte Abstrahlcharakteristik der damit entstehenden gesamten Lichtquelle realisiert werden.

Wird ein Streumedium zur Aufnahme des für das Defektbild verwendeten Si­ gnals benutzt, so kann dieses Streumedium wahlweise in den Strahlengang ein­ geschwenkt oder aus diesem entfernt werden. Als Streumedium eignen sich Streuscheiben oder sogenannte Integratoren, wie z. B. eine Ullbricht-Kugel oder Spiegel, über die das Licht in verschiedene Winkel gestreut wird.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, kein bewegliches Streumedium zu benutzen, sondern ein in seinem Zustand veränderbares, schaltbares Medium immer im Strahlengang angeordnet zu haben. Hierfür bietet sich beispielsweise ein PDLC an, also ein Polymer-dispergiertes Liquid Crystal, welcher aus Flüssigkristallen besteht, die in einer Polymerschicht eingebettet sind. Durch Anlegen eines elek­ trischen Feldes an die Polymerschicht werden die Flüssigkristalltröpfchen in ihrer Ausrichtung verändert. Dadurch ändert sich der Brechungsindex der Folie, und die Folie wird lichtstreuend.

Zur Erzeugung von weicherem Licht ist es besonders vorteilhaft, eine zusätzliche Beleuchtung in dem Scanner anzuordnen, von der Licht aus verschiedenen Win­ keln auf die Bildvorlage geleitet wird. Anstelle einer zusätzlichen Beleuchtung können auch Spiegel so angeordnet werden, dass das von der Beleuchtungsein­ richtung ausgesandte Licht teilweise in andere Winkel umgeleitet wird. Die zu­ sätzlichen Beleuchtungsmittel werden vorteilhafterweise so angeordnet und auf­ gebaut, dass das entlang der optischen Achse von ihnen ausgesandte Licht nicht auf die Eintrittspupille der Aufnahmeeinrichtung trifft. Ihr Licht geht also nach ungehindertem Durchstrahlen der Bildvorlage an der Aufnahmeeinrichtung vorbei und trägt nicht zur Bildaufnahme bei. Befindet sich jedoch eine das Licht beu­ gende Defektstelle in der Bildvorlage oder dem Strahlengang der Abbildungsoptik, so wird ein Teil dieses regulär nicht auf die Aufnahmeeinrichtung treffen­ den Lichts zu dieser hin abgelenkt und abgebildet. Die Beugung ist abhängig von der Form und der Ausrichtung der Defekte, da diese hier als Linsen - in der Re­ gel Zylinderlinsen - wirken. Da die Defektstellen im allgemeinen unterschiedlich ausgerichtet sind, wird aus unterschiedlichen Winkeln auf die Defektstellen tref­ fendes Licht unterschiedlich an der jeweiligen Defektstelle gebeugt. Je nach Aus­ richtung und Form des Defekts gibt es immer einen bestimmten Winkel, unter dem auf die Vorlage treffendes Licht diesen Defekt reduziert. Um möglichst viele Defekte zu reduzieren, ist es deshalb wichtig, dass das Licht zur Aufnahme des weichen Bildes aus möglichst vielen Richtungen auf die Vorlage trifft. Allerdings trifft ein großer Anteil von Licht, welches aus sehr vielen Richtungen auf die Vorlage trifft, in der Regel nicht auf die Aufnahmeeinrichtung, so dass dieses nicht sehr effizient zum Aufnehmen eines Scans ist. Somit muss die Bildvorlage sehr lange beleuchtet werden, bis eine sinnvolle Aufnahme erzeugt wird.

In sehr schnell arbeitenden Scannern, wie sie beispielsweise in sogenannten Hochleistungsprintern in Labors zum Kopieren fotografischer Filme verwendet werden, ist es jedoch wünschenswert, möglichst geringe Aufnahmezeiten und Beleuchtungszeiten zu erzielen. Deshalb werden in diesem Anwendungsbereich vorteilhafterweise für die Erzeugung der Farbscans Lichtquellen als Beleuch­ tungseinrichtung verwendet, welche sehr hartes, also sehr gerichtetes, intensives Licht abstrahlen. Der Defektscan wird dann bei derartigen Hochleistungsscan­ nern vorteilhafterweise mit weichem Licht erzeugt. Hierfür kann ein Streumedium verwendet werden, es ist jedoch besonders vorteilhaft, auch bei der Aufnahme des Defektbildes wenig Belichtungszeit zu benötigen. Deshalb ist es vorteilhafter, das Defektbild durch Beleuchtung der Bildvorlage mit der Beleuchtungseinrich­ tung und zusätzlichen, in einer bestimmten Winkelverteilung angeordneten Be­ leuchtungsmitteln zu realisieren.

Es kann jedoch auch bei Hochleistungsscannern gewünscht sein, weicheres oder aus verschiedenen Winkeln auftreffendes Licht zur Aufnahme der Farbbilder zu verwenden, um dadurch bereits bei der Aufnahme die Defektstellen zu reduzieren. Wenn die Defektstellen bereits bei der Aufnahme durch die Verwen­ dung von weicherem Licht reduziert sind, muss nämlich anschließend weniger Bearbeitungszeit zur Korrektur der verbleibenden Defekte aufgewendet werden. In diesem Fall ist es also vorteilhaft, beispielsweise zusätzliche Beleuchtungs­ mittel einzusetzen, welche winkelverteiltes Licht auf die Bildvorlage senden. Ebenso wie die Beleuchtungseinrichtung emittieren die zusätzlichen Beleuch­ tungsmittel in verschiedenen Farben. Dadurch werden die Defekte bereits bei der Aufnahme der Farbscans reduziert. Zur Aufnahme eines Hart- oder Weich­ lichtscans zur Erzeugung des Defektbildes, welches zur Korrektur der noch ver­ bleibenden Defekte verwendet wird, können die zusätzlichen Beleuchtungsmitttel dann abgeschaltet werden oder es werden weitere Beleuchtungsmittel ange­ schaltet.

Die Korrektur der erfindungsgemäß identifizierten Defekte kann nach herkömmli­ chen Methoden, wie beispielsweise durch Interpolation, durchgeführt werden, es ist jedoch auch möglich, bei der Defektaufnahme mit weichem Licht eine so voll­ ständige Winkelverteilung des beleuchtenden Lichts vorzunehmen, dass die Defekte in dieser einen Farbaufnahme vollständig eliminiert sind. Aus der Diffe­ renz des regulär aufgenommenen Farbbildes und des Defektbildes ergibt sich dann auch die Stärke der Defekte. Die somit bekannte Lage und Stärke der De­ fekte kann dann in der Bildverarbeitung auch in den anderen Farben korrigiert werden. Zur Korrektur der Defekte sind jedoch auch alle anderen bekannten Kor­ rekturverfahren verwendbar.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei­ bung von Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnungen eingehend er­ läutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Scanners mit einem Streumedium im Beleuchtungsstrahlengang und

Fig. 2 den schematischen Aufbau eines Scanners mit zusätzlichen Beleuch­ tungsmitteln.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Scanner zum Abbilden transparenter Vorlagen auf eine Aufnahmeeinrichtung. Eine Beleuchtungseinrichtung 1 be­ leuchtet die transparenten Vorlagen 2, um diese auf die Aufnahmeeinrichtung 3 abzubilden. Die Beleuchtungseinrichtung weist verschiedenfarbige LED-Arrays 4 und 5 auf, deren Licht über Linsen-Arrays 6 und 7 auf einen Strahlteiler 8 abge­ bildet wird, an dem dieses mehrfarbige Licht in einen Strahlengang vereinigt wird. Der LED-Array 4 weist beispielsweise rote LEDs auf, während im LED-Array 5 grüne und blaue LEDs vermischt angeordnet sind. Anstelle des hier gewählten Aufbaus können auch die LEDs aller benötigten Farben in einem Array verteilt zusammengefaßt sein. Das in einem Strahlengang vereinigte, mehrfarbige Licht wird über ein Streumedium 9 auf eine Kondensorlinse 10 ab­ gebildet. Als Streumedium 9 ist eine in einen streuenden und einen nicht streuenden Zustand schaltbare Streufolie vorgesehen. Ebensogut kann auch eine mechanisch in den Strahlengang einschwenkbare Streuplatte vorgesehen sein. Die Kondensorlinse 10 fokussiert das Licht auf die auf der Filmbühne 11 befindliche transparente Vorlage 2, welche beispielsweise ein fotografischer Film sein kann. Das durch die auf der Filmbühne 11 befindliche Vorlage 2 getretene Licht trifft auf die Eintrittspupille einer Abbildungsoptik 12. Von dieser Abbil­ dungsoptik 12 wird das Abbildungslicht auf eine Aufnahmeeinrichtung 3 geleitet. Die Aufnahmeeinrichtung weist drei CCD-Chips 13, 14 und 15 auf, auf die die drei Spektralanteile des Lichts abgebildet werden. Diese werden durch Strahltei­ ler 16 und 17 aus dem gemeinsamen Strahlengang ausgekoppelt.

Zur Aufnahme eines digitalen Bildes von der Bildvorlage 2 werden LEDs aller Farben eingeschaltet, um die Bildvorlage in allen Farben gleichzeitig zu beleuchten. Die drei CCD-Chips integrieren das Licht jeweils einer Farbe, solange die LEDs angeschaltet sind. Die Anschaltzeit der LEDs richtet sich nach der für die jeweilige Bildvorlage und die CCD notwendige Belichtungszeit. Sobald diese Belichtungszeit erreicht ist, wird die LED der entsprechenden Farbe ab­ geschaltet, und der CCD wird ausgelesen. Anschließend werden die aufgenom­ menen Lichtsignale in digitale elektrische Signale umgewandelt. Sobald der zu der Farbe mit der kürzesten Belichtungszeit gehörige CCD-Chip ausgelesen ist, wird das Streumedium 9 auf Streuzustand geschaltet. Dann werden die LEDs mit der kürzesten Belichtungszeit erneut eingeschaltet, so dass die Defektaufnahme erzeugt werden kann. Hierzu wird das Licht einer Farbe durch das Streu­ medium 9 geleitet und dieses nunmehr weiche Licht durch denselben Abbil­ dungsstrahlengang wie das Licht der selben Farbe, welches vorher ungehindert zur Kondensorlinse 10 gelangt ist, auf den entsprechenden CCD-Chip abgebil­ det. Auch dieses Defektsignal wird vom CCD ausgelesen und in digitale elektri­ sche Bildsignale umgewandelt. An einer nicht dargestellten Recheneinheit wer­ den Defektsignal und das entsprechende Farbsignal miteinander verrechnet, so dass eine Defektaufnahme erzeugt wird. Mittels dieser Defektaufnahme, die Form und Position der Defekte zeigt, werden die drei Farbscans anschließend korrigiert. Hierzu können alle bekannten Korrekturalgorithmen verwendet wer­ den.

Anstelle eines Streumediums 9 kann in einer anderen vorteilhaften Vorrichtung ein aperturbegrenzendes Medium, wie beispielsweise ein Selfoc-Lens-Array oder eine Channel-Platte, verwendet werden.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Scanner, an dem das weiche Licht statt mit einem Streumedium dadurch erzeugt wird, dass zusätzliche Beleuchtungs­ mittel vorgesehen sind, deren Licht schräg auf die Bildvorlage 2 abgestrahlt wird.

Als Beleuchtungseinrichtung 1 dient in diesem Fall ein LEDs in allen Farben, also R, G, B, aufweisender LED-Array

Vor dem LED-Array ist ein Linsenarray aufgesetzt, um das von den LEDs emit­ tierte Licht in Richtung der Bildvorlage zu fokussieren. Davor befindet sich ein Kantenfilter, der das von den LEDs emittierte Licht auf die drei benötigten Farb­ bereiche beschränkt. Ebenfalls wie im ersten Ausführungsbeispiel wird das Licht der Beleuchtungseinrichtung 1 durch eine Kondensorlinse 10 auf das auf der Filmbühne 11 befindliche Bildmaterial geleitet. Das durch die Bildvorlage getre­ tene Licht wird mittels einer Abbildungsoptik 12 auf die Aufnahmeeinrichtung 3 geleitet, welche ebenfalls drei CCD-Arrays 13, 14 und 15 sowie zwei Strahltei­ ler 16 und 17 aufweist. Zusätzlich zu der Beleuchtungseinrichtung 1, die auch den im Ausführungsbeispiel 1 vorgestellten Aufbau haben kann, sind zusätzliche Beleuchtungsmittel 19, 20, 21 und 22 vorgesehen. Diese zusätzlichen Beleuch­ tungsmittel sind so angeordnet, dass ihr Licht in einem anderen optischen Weg auf die Bildvorlage trifft. Ihr Aufbau entspricht dem der Beleuchtungseinrich­ tung 1 und die auf ihnen befindlichen LEDs emittieren Licht derselben Farben. Die zusätzlichen Beleuchtungsmittel können so angeordnet sein, dass ihr Licht ebenfalls durch die Kondensorlinse tritt, sie können aber auch so angerordnet sein, dass ihr Licht zwischen Kondensorlinse und Filmbühne durchtritt und direkt auf die Vorlage trifft. Es ist auch möglich, die Kondensorlinse 10 vollständig weg­ zulassen.

Durch die zusätzlichen Beleuchtungsmittel wird erreicht, dass jeder Punkt der Bildvorlage von jedem der Beleuchtungsmittel in einem anderen Winkel be­ leuchtet wird. Während das Licht der Beleuchtungseinrichtung 1 senkrecht auf die Bildvorlage trifft, durch diese durchtritt und über die Eintrittspupille der Abbil­ dungsoptik 12 direkt auf die Aufnahmeeinrichtung abgebildet wird, geht das von den zusätzlichen Beleuchtungsmitteln emittierte Licht im Normalfall nach dem Durchtreten der Bildvorlage an der Eintrittspupille der Abbildungsoptik 12 vorbei. Das Licht der zusätzlichen Beleuchtungsmittel trifft ohne Bildvorlage bzw. nach Durchtreten von regulären Bildpunkten der Bildvorlage nicht auf die Eintritts­ pupille der Abbildungsoptik 12 und erreicht somit im Normalfall nicht die Auf­ nahmeeinrichtung. Es trägt somit nichts zur Abbildung der auf der Bildvorlage befindlichen Bildinformation bei, außer, wenn es auf eine defekte Stelle der Bild­ vorlage trifft. An Defektstellen der Bildvorlage, welche die Wirkung von Zylinder­ linsen haben, wird das Licht der Beleuchtungsmittel oder Einrichtungen gebeugt, an auf der Bildvorlage befindlichem Staub wird das Licht gestreut. Beugung bzw. Streuung bewirken bei dem Licht der Beleuchtungseinrichtung 1, dass es nur noch teilweise die Eintrittspupille der Abbildungsoptik 12 erreicht und an der von der Defektstelle abgebildeten Bildstelle nur weniger Licht auftrifft, also eine dunkle Stelle im Bild entsteht. Das Licht der zusätzlichen Beleuchtungsmittel, welches im Normalfall nicht in die Eintrittspupille trifft, wird an defekten Stellen, wenn es im richtigen Winkel auf diese trifft, von Zylinderlinsen oder Staubparti­ keln zur Eintrittspupille hin gebeugt oder gestreut und damit auf der Aufnahme­ einrichtung abgebildet. Dieses Licht kann das von der Beleuchtungseinrichtung 1 verlorengegangene Licht ersetzen und damit die dunkle Stelle im Bild wieder aufhellen. Dadurch ist es möglich, die Kratzer zu reduzieren.

Mit dem in Fig. 2 gezeigten Scanner können also die Farbaufnahmen ebenfalls mit Beleuchtung der Bildvorlage durch die Beleuchtungseinrichtung 1 in allen Farben gleichzeitig aufgenommen werden, zur Aufnahme des für das Defektbild benötigten Signals werden dann die zusätzlichen Beleuchtungsmittel einge­ schaltet, so dass ein an den Defektstellen reduziertes Bildsignal entsteht, wel­ ches an den nicht defekten Stellen genau dem vorher erzeugten Farbscan ent­ spricht. Hierzu können die zusätzlichen Beleuchtungsmittel auch nur LEDs einer Farbe aufweisen. Dies führt dazu, dass nur in diesem einen Farbscan ein Unter­ schied zwischen regulärem Scan und mit zusätzlich eingeschalteten Beleuch­ tungsmitteln erzeugtem Scan zu sehen ist. Dies ist jedoch ausreichend, um die Defektstellen zu identifizieren. Diese können dann anschließend, nachdem ihre Lage und Form anhand einer Differenz zwischen regulärem Farbscan und Scan mit zusätzlicher Beleuchtung ermittelt wurde, nach allen bekannten herkömmli­ chen Korrekturalgorithmen korrigiert werden. Es ist auch bei diesem Aufbau möglich, so viele Beleuchtungsmittel in verschiedenen Winkeln anzuordnen, dass die Defektstellen in der Aufnahme in einer Farbe völlig eliminiert werden. Aus der Differenz des so aufgenommenen Bildes und des regulären Farbscans ergibt sich dann auch die Tiefe der Kratzer, welche mit dieser Information auch in den anderen beiden Farben korrigiert werden kann.

Claims (16)

1. Verfahren zur Erkennung von Defekten auf der Oberfläche von fotografi­ schen Bildvorlagen bei der elektronischen Bildverarbeitung, wobei Licht einer Beleuchtungseinrichtung an eine Bildvorlage geleitet wird, sichtbare Bilder erzeugt werden, indem von der Bildvorlage reflektiertes oder transmittiertes Licht aufgenommen wird und ein Defektbild erzeugt wird, indem sichtbare Bilder miteinander kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass eines der sichtbaren Bilder für das Defektbild erzeugt wird, indem zusätzlich zum achsenparallelen Licht Licht aus unterschiedlichen Richtungen auf die Bildvorlage geleitet wird, so dass ein defektfreies oder zumindest de­ fektreduziertes Bild erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht aus unterschiedlichen Richtungen erzeugt wird, indem eine Streuscheibe in den Strahlengang zwischen Beleuchtungseinrichtung und Bildvorlage eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht aus unterschiedlichen Richtungen erzeugt wird, indem ein streuendes Medium im Strahlengang zwischen Beleuchtungseinrichtung und Bildvorlage aktiviert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht aus unterschiedlichen Richtungen erzeugt wird, indem die Beleuchtungseinrich­ tung aus einzelnen Lichtquellen aufgebaut wird, welche in unterschiedliche Richtungen zur Bildvorlage angeordnet sind.

5. Verfahren zur Erkennung von Defekten auf der Oberfläche von fotografi­ schen Bildvorlagen bei der elektronischen Bildverarbeitung, wobei Licht einer Beleuchtungseinrichtung an eine Bildvorlage geleitet wird, sichtbare Bilder erzeugt werden, indem von der Bildvorlage reflektiertes oder transmittiertes Licht aufgenommen wird und ein Defektbild erzeugt wird, indem sichtbare Bilder miteinander kombiniert werden, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Bilder in einem Spektralbereich erzeugt werden, indem für das eine Bild Licht aus einer achsenparallelen Richtung und für das andere Bild zusätzlich zum achsenparallelen Licht Licht aus unterschiedlichen Richtungen auf die Bildvorlage geleitet wird, so dass ein defektfreies oder zumindest defektreduziertes Bild erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für das eine Bild stark gerichtetes Licht auf die Bildvorlage geleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das parallele Licht erzeugt wird, indem ein Selfoc-Lens-Array zwischen Beleuchtungsein­ richtung und Bildvorlage angeordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das parallele Licht erzeugt wird, indem eine Channel-Platte zwischen Beleuchtungsein­ richtung und Bildvorlage angeordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht aus unterschiedlichen Richtungen durch Einbringen eines Streumediums zwi­ schen Beleuchtungseinrichtung und Bildvorlage erzeugt wird.

10. Scanner zum Erzeugen von Bilddaten von fotografischen Bildvorlagen mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten einer auf einem Vorlagen­ halter befindlichen Bildvorlage, einer Aufnahmeeinrichtung zum Umwandeln des von der Bildvorlage transmittierten oder reflektierten Lichts in elektrische Bildsignale und einer Recheneinrichtung zum Bearbeiten der elektrischen Bildsignale und zur Erzeugung eines Bildes von Oberflächendefekten aus den Bildsignalen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme für das De­ fektbild verwendbarer Bildsignale ein Streumedium in dem Strahlengang zwi­ schen Beleuchtungseinrichtung und Bildvorlage anordenbar oder aktivierbar ist, wobei das Streumedium so aufgebaut und angeordnet ist, dass das Licht unter so vielen unterschiedlichen Richtungen auf die Bildvorlage trifft, dass bei der Aufnahme ein defektfreies oder zumindest defektreduziertes Bild ent­ steht.

11. Scanner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Streumedium eine Streuplatte einschwenkbar ist.

12. Scanner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch ein elektrisches Feld schaltbare Streufolie im Strahlengang angeordnet ist.

13. Scanner zum Erzeugen von Bilddaten von fotografischen Bildvorlagen mit einer Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten einer auf einem Vorlagen­ halter befindlichen Bildvorlage, einer Aufnahmeeinrichtung zum Umwandeln des von der Bildvorlage transmittierten oder reflektierten Lichts in elektrische Bildsignale und einer Recheneinrichtung zum Bearbeiten der elektrischen Bildsignale und zur Erzeugung eines Bildes von Oberflächendefekten aus den Bildsignalen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme für das De­ fektbild verwendbarer Bildsignale weitere Beleuchtungsmittel zum Beleuchten der Bildvorlage vorgesehen sind, welche außerhalb der optischen Achse des Beleuchtungsstrahlengangs der Beleuchtungseinrichtung so angeordnet sind, dass ihr Licht unter so vielen verschiedenen Winkeln ungleich des Ein­ fallswinkels des Lichts der Beleuchtungseinrichtung auf die Bildvorlage trifft oder von optischen Mitteln auf diese geleitet wird, dass bei der Aufnahme ein defektfreies oder zumindest defektreduziertes Bild entsteht.

14. Scanner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Be­ leuchtungsmittel so angeordnet und aufgebaut sind, dass ihr Licht so auf die Bildvorlage trifft, dass es nach dem Durchstrahlen von nicht defekten Stellen der Bildvorlagen am optischen System der Aufnahmeeinrichtung vorbei­ strahlt.

15. Scanner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Be­ leuchtungsmittel LEDs aufweisen.

16. Scanner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die LEDs Licht einer von der Beleuchtungseinrichtung unterschiedlichen Wellenlänge ab­ strahlen.