DE19528443A1 - Verbesserte Y-Skalierung für Farbabtastgeräte unter Verwendung von linearen CCDs mit mehreren Streifen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Farbab­ taster bzw. Farbscanner im allgemeinen und insbesondere auf optische Farbabtaster bzw. Farbscanner mit einstellbarer Auflösung und Einzeldurchlauf.

Optische Farbabtaster sind optischen Schwarz-Weiß-Abtastern dahingehend ähnlich, daß Datensignale des Objekts oder Do­ kuments, das abgetastet wird, durch Projizieren eines Bildes des Dokuments auf ein optisches Photosensorarray erzeugt werden. Die Datensignale können dann digitalisiert werden und für eine spätere Verwendung gespeichert werden. Die Da­ tensignale können zum Beispiel durch einen Personalcomputer verwendet werden, um ein Bild eines abgetasteten Objekts auf einem geeigneten Anzeigegerät zu erzeugen.

Die meisten optischen Abtaster verwenden Beleuchtungs- und optische Systeme, um das Objekt zu beleuchten, und fokussie­ ren einen kleinen Bereich des beleuchteten Objekts, norma­ lerweise als "Abtastlinie" bezeichnet, auf das optische Pho­ tosensorarray. Das gesamte Objekt wird dann durch Bewegen der beleuchteten Abtastlinie über das gesamte Objekt entwe­ der durch Bewegen des Objekts bezüglich der Beleuchtungs- und optischen Anordnungen oder durch Bewegen der Beleuch­ tungs- und optischen Anordnungen relativ zu dem Objekt ab­ getastet.

Ein typisches optisches System für einen Abtaster wird eine Linsenanordnung einschließen, um das Bild der beleuchteten Abtastlinie auf die Oberfläche des optischen Photosensor­ arrays zu fokussieren. Abhängig von dem bestimmten Entwurf kann das optische System eines Abtasters ebenfalls eine Mehrzahl von Spiegeln einschließen, um den Weg des Licht­ strahles zu "falten", wodurch es ermöglicht wird, das op­ tische System bequem innerhalb eines relativ kleinen Ge­ häuses unterzubringen. Um es zu ermöglichen, daß ein kleine­ res Photosensorarray verwendet werden kann, reduzieren die meisten optischen Systeme ebenfalls die Größe des Bildes der Abtastlinie, die auf die Oberfläche des Photosensors fokus­ siert ist. Viele optische Systeme haben zum Beispiel ein Linsenreduzierungsverhältnis von etwa 8 : 1, welches die Größe des Bildes der Abtastlinie um einen Faktor von etwa 8 redu­ ziert.

Während verschiedene Typen von Photosensorgeräten bei opti­ schen Abtastern verwendet werden können, ist der meist ver­ wendete Sensor das ladungsgekoppelte Bauelement oder CCD (CCD = Charge Coupled Device). Es ist gut bekannt, daß ein CCD eine große Anzahl von individuellen Zellen oder "Pixeln" umfassen kann, von denen jedes eine elektrische Ladung als Reaktion auf die Belichtung durch Licht sammelt oder auf­ baut. Nachdem die Größe der gesammelten elektrischen Ladung in irgendeiner Zelle oder in irgendeinem Pixel auf die In­ tensität und die Dauer der Lichtbelichtung bezogen ist, kann ein CCD verwendet werden, um Licht und dunkle Punkte auf einem Bild, das auf dieses fokussiert ist, zu erfassen. Bei einer typischen Abtasteranwendung wird die Ladung, die sich in jeder der CCD-Zellen oder -Pixel aufbaut, gemessen und dann in gleichmäßigen Abständen, die als Abtastintervalle bekannt sind, die bei einem typischen Abtaster etwa 5 Milli­ sekunden betragen können, entladen.

Bei den meisten optischen Abtasteranwendungen sind die ein­ zelnen Pixel in dem CCD von einem Ende zum anderen angeord­ net, wodurch sich ein lineares Array bildet. Jedes Pixel in dem CCD-Array entspricht folglich einem zugeordneten Pixel­ abschnitt auf der beleuchteten Abtastlinie. Die einzelnen Pixel in dem linearen Photosensorarray sind im allgemeinen in einer "Quer"-Richtung ausgerichtet, das heißt, daß sie senkrecht zu der Richtung der Bewegung der beleuchteten Ab­ tastlinie über dem Objekt liegen (ebenfalls als "Abtastrich­ tung" bekannt). Jedes Pixel des linearen Photosensorarrays hat folglich eine Länge, die in die Querrichtung gemessen ist und eine Breite, die in die Abtastrichtung gemessen ist. Bei den meisten CCD-Arrays sind die Länge und die Breite der Pixel gleich, typischerweise 8 µm oder ähnliches in jede Ab­ messung.

Wie es oben erwähnt wurde, entspricht jedes Pixel in dem CCD-Array einem zugeordneten Pixelabschnitt auf der beleuch­ teten Abtastlinie des Objekts. Um eine Verwirrung zu vermei­ den, wird der entsprechende Pixelabschnitt auf der beleuch­ teten Abtastlinie im Folgenden als ein "ursprüngliches Ob­ jektpixel" oder einfach als "ursprüngliches Pixel" bezeich­ net. Ein ursprüngliches Objektpixel hat Abmessungen, die gleich den Abmessungen des entsprechenden Pixels auf dem li­ nearen Photosensorarray multipliziert mit dem Linsenredu­ zierungsverhältnis des optischen Systems ist. Bei einem Ab­ taster mit einer CCD-Pixelgröße von 8 µm auf 8 µm und einem Linsenreduzierungsverhältnis von 8 : 1 wird die Größe des ursprünglichen Objektpixels zum Beispiel etwa 64 µm auf 64 µm sein. Das lineare Array der ursprünglichen Objektpixel, das dem linearen Array der CCD-Pixel entspricht, wird im Folgen­ den auch als "ursprüngliche Abtastlinie" bezeichnet.

Abtaster werden typischerweise mit einer Abtastliniendurch­ laufrate derart betrieben, daß eine ursprüngliche Objekt­ pixelbreite (das heißt eine ursprüngliche Abtastlinie) wäh­ rend jedes CCD-Abtastintervalls überquert wird. Es wurde je­ doch herausgefunden, wie es von Meyer u. a. im US-Patent 5,047,871 offenbart ist, dessen Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist, daß die Auflösung eines Anzeigebildes, das durch Daten erzeugt ist, die durch einige Abtaster erzeugt werden, durch Ändern der Abtastliniendurch­ laufrate des Abtasters verändert werden kann. Durch Erhöhen der Abtastliniendurchlaufrate von einer ursprünglichen Ab­ tastlinie pro Abtastintervall auf zwei ursprüngliche Ab­ tastlinien pro Intervall wird zum Beispiel jedes CCD zwei ursprünglichen Abtastlinienbreiten während eines einzelnen Abtastintervalls ausgesetzt. Als ein Ergebnis beträgt die Größe (gemessen entlang der Abtastrichtung) des Bildes, das sich aus der schnelleren Abtastgeschwindigkeit ergibt, die Hälfte der Größe eines Anzeigebildes, das bei der langsa­ meren Abtastgeschwindigkeit erzeugt worden ist. Mit anderen Worten führt die erhöhte Abtastgeschwindigkeit zu einer ef­ fektiven Erhöhung der Breite der Objektpixel, was ebenfalls einer Abnahme der Auflösung entlang der Abtastrichtung ent­ spricht. Die Fähigkeit, die Auflösung entlang der Abtast­ richtung und/oder die "Skalierung" des Bildes, das durch ein Anzeigegerät erzeugt worden ist, durch Steuern der Abtaster­ durchlaufgeschwindigkeit zu verändern, ist ein bedeutendes Merkmal, das durch einige neuere Abtaster angeboten wird.

Optische Farbabtaster unterscheiden sich von Schwarz-Weiß- Abtastern, die oben beschrieben wurden, dahingehend, daß mehrere Farbkomponentenbilder eines Objekts gesammelt werden müssen, um ein Farbanzeigebild des Objekts zu erzeugen. Da­ ten, die zum Beispiel rote, grüne und blaue Farbkomponenten des Bildes der Abtastlinie darstellen, können durch die Ab­ tastervorrichtung erzeugt, korreliert und gespeichert wer­ den.

Viele unterschiedliche Techniken wurden für das Sammeln von Daten, die eine Mehrzahl von Farbkomponentenbildern des ab­ getasteten-Objekts darstellen, entwickelt. Eine Technik pro­ jiziert das Bild der beleuchteten Abtastlinie auf ein ein­ zelnes lineares Photosensorarray auf dieselbe Art wie bei Schwarz-Weiß-Abtastern. Um jedoch die mehreren Farbkompo­ nentenbilder der beleuchteten Abtastlinie zu sammeln, wird eine unterschiedliche Farblichtquelle verwendet, um die Ab­ tastlinie bei jedem von vielen Abtastdurchgängen zu beleuch­ ten. Das Objekt kann zum Beispiel zuerst lediglich unter Verwendung von rotem Licht, dann lediglich durch grünes Licht und abschließend lediglich durch blaues Licht abge­ tastet werden. Bei einer Abwandlung dieser Technik werden drei Abtastdurchgänge unter Verwendung einer weißen Licht­ quelle durchgeführt, wobei das Licht von der beleuchteten Abtastlinie durch unterschiedliche Farbfilter während jedes der drei Durchgänge gefiltert wird, bevor es auf das op­ tische Photosensorarray fokussiert wird.

Eine weitere Technik die im US-Patent 4,709,144 und im US- Patent 4,926,041 beschrieben ist, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist, besteht darin, die beleuchtete (d. h. die polychrome) Abtastlinie in mehrere Farbkomponentenstrahlen aufzuteilen, von denen jeder dann auf mehrere lineare Photosensorarrays fokussiert wird. Die beleuchtete Abtastlinie kann zum Beispiel in einen roten, grünen und blauen Farbkomponentenabschnitt aufgespalten wer­ den, die dann gleichzeitig auf drei (3) getrennte lineare Photosensorarrays projiziert werden. Diese Technik ermög­ licht es, daß die Farbkomponentenbilddaten, die durch ir­ gendeine bestimmte Abtastlinie erzeugt werden, gleichzeitig erzeugt werden, wodurch eine leichtere Korrelation der Bild­ daten für jede getrennte Farbkomponente ermöglicht wird.

Wiederum eine weitere Technik zum Erzeugen mehrerer Farbkom­ ponentenbilder aus einer polychromen oder weißen Lichtquelle ist durch Takeuchi, R. u. a. (1986) in "Color Image Scanner with an RGB Linear Image Sensor," SPSE Conference, The Third International Congress On Advances in Non-Impact Printing Technologies, Seiten 339-346, August 1986, beschrieben, dessen Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenom­ men ist. Im wesentlichen projiziert Takeuchi gleichzeitig Licht von unterschiedlichen Abtastlinienregionen auf dem Ob­ jekt auf getrennte lineare Photosensorarrays, von denen je­ des mit einem unterschiedlichen Farbfilter bedeckt ist. Bei dieser Technik ist es notwendig, zuerst die Daten, die un­ terschiedliche Abtastlinienkomponentenbilder darstellen, zu korrelieren, nachdem die unterschiedlichen Farbkomponenten­ bilder jeder Abtastlinienregion des Dokuments zu unter­ schiedlichen Zeitpunkten erzeugt werden.

Unabhängig von der bestimmten Technik, die verwendet wird, um Daten zu sammeln, die die mehreren Komponentenfarbbilder darstellen, besteht das Problem der Korrelation der Daten für die verschiedenen Farbkomponentenbilder darin, daß diese der gleichen beleuchteten Abtastlinie auf dem Objekt ent­ sprechen. Eine Lösung dieses Problems besteht darin, es dem Abtaster zu ermöglichen, lediglich bei solchen Abtastraten abzutasten, die als "ursprüngliche Abtastraten" bekannt sind, die es ermöglichen, daß die Farbbilddaten ohne weite­ res durch das Bildverarbeitungssystem korreliert werden kön­ nen. Unglücklicherweise existiert nur eine begrenzte Anzahl von ursprünglichen Abtastraten, die eine solch simple Farb­ datenkorrelation ermöglichen. Nachdem die Auflösung des Ab­ tasters mit der Abtastrate zusammenhängt, wird ein Abtaster, der auf eine Abtastung bei einigen wenigen ursprünglichen Abtastraten beschränkt ist, auf entsprechend wenige Abtast­ auflösungen, die als "ursprüngliche Abtastauflösungen" be­ kannt sind, beschränkt sein, wodurch sich die Anwendbarkeit des Abtasters erheblich reduziert.

Ein Verfahren, das Abtastungen bei Auflösungen ermöglicht, die nicht die ursprünglichen Abtastauflösungen sind, besteht darin, die nächsthöhere ursprüngliche Abtastauflösung auszu­ wählen, die eine einfache Farbdatenkorrelation ermöglichen wird, und dann Daten ausgewählter Pixel fallen zu lassen oder die Daten auf andere Art zu verarbeiten, um die er­ wünschte Auflösung zu erreichen. Unglücklicherweise kann dieses Verfahren zu einer verschlechterten Bildqualität führen, so lange nicht relativ aufwendige Datenverarbei­ tungsoperationen durchgeführt werden, um die Bilddaten zu verbessern.

Wiederum ein weiteres Verfahren, das eine Abtastung bei un­ terschiedlichen vorbestimmten Auflösungen ermöglichen wird, ist im US-Patent Nr. 5,336,878 offenbart, dessen Offenba­ rungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist. Wäh­ rend das Verfahren und die Vorrichtung, die im US-Patent Nummer 5,336,878 offenbart ist, viele Vorteile hat, können die Farbkomponenten des sich ergebenden Bildes immer noch um bis zur Hälfte einer wirksamen Abtastlinienbreite fehl-aus­ gerichtet sein.

Folglich bleibt ein Bedarf an einem Farbabtaster mit ein­ stellbarer Auflösung, der die Farbbilddaten über einen wei­ ten Bereich von nicht-ursprünglichen Abtastauflösungen, also Abtastraten, ordnungsgemäß korrelieren kann, jedoch ohne ir­ gendwelche zurückbleibenden Farb-Fehlausrichtungen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Farbab­ taster mit einstellbarer Auflösung zu schaffen, der die Farbbilddaten über einen weiten Bereich von nicht-ursprüng­ lichen Abtastraten ordnungsgemäß korrelieren kann, jedoch ohne irgendeine zurückbleibende Farb-Fehlausrichtung.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Abtasten eines Objekts gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung zum Ab­ tasten eines Objekts gemäß Anspruch 5 gelöst.

Eine Farbabtastervorrichtung mit einer verbesserten Y-Ska­ lierung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Licht­ quelle zum Beleuchten eines Objekts und ein Abbildungsgerät zum Fokussieren des Lichts von einer beleuchteten Abtast­ linie auf dem Objekt auf eine Abbildungsregion umfassen. Eine Photosensoranordnung, die bei aufeinanderfolgenden Ab­ tastintervallen betreibbar ist, zum Erzeugen von Bilddaten, die ein Farbbild des Objekts darstellen, kann einen ersten und einen zweiten linearen Photosensor umfassen, die in einer parallelen, voneinander beabstandeten Beziehung in der Abbildungsregion angeordnet sind. Ein erster und ein zweiter Farbfilter sind wirksam dem ersten und dem zweiten linearen Photosensor zugeordnet, so daß der erste lineare Photosensor lediglich Licht einer ersten vorausgewählten Farbe empfängt, und daß der zweite Photosensor lediglich Licht einer zweiten vorausgewählten Farbe empfängt. Der Abtaster schließt eben­ falls eine Verschiebungsvorrichtung zum Erzeugen einer rela­ tiven Verschiebung zwischen dem Objekt und dem Abbildungs­ gerät ein, so daß ein Durchlaufen des Abtastbildes des Ob­ jekts in der Abbildungsregion erzeugt wird. Ein Belichtungs­ steuerungsgerät, das mit dem ersten und dem zweiten linearen Photosensorarray verbunden ist, verzögert die Belichtung des zweiten linearen Photosensors relativ zu der Belichtung des ersten Photosensors.

Das Verfahren zum Abtasten eines Objekts bei einer vorbe­ stimmten Auflösung entlang einer Abtastrichtung mittels einer Farbabtastervorrichtung mit M linearen Photosensoren, die in paralleler, voneinander beabstandeter Beziehung an­ geordnet sind und während einer vorbestimmten Belichtungs­ zeit belichtet sind, kann die Schritte des Berechnens einer Belichtungsverzögerungszeit für jeden der (M-1) linearen Neben-Photosensoren umfassen. Dann wird bei einem Abtast­ anfangszeitpunkt ein linearer Haupt-Photosensor mit Licht von der beleuchteten Abtastlinie für eine vorbestimmte Be­ lichtungszeit belichtet. Die linearen Neben-Photosensoren sind zum Abtastanfangszeitpunkt jedoch nicht notwendigerwe­ ise belichtet. Statt dessen wird die erste Beleuchtung jedes linearen Neben-Photosensors für eine Zeit verzögert, die gleich der Belichtungsverzögerungszeit ist, die für den je­ weiligen linearen Neben-Photosensor berechnet wurde.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines optischen Ab­ tastgeräts;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines optischen Ab­ tastgeräts aus Fig. 1, bei dem die obere Abdeckung entfernt wurde;

Fig. 3 eine Querschnittdraufsichtdarstellung eines Wagenab­ schnitts des optischen Abtastgeräts der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine Draufsichtdarstellung eines Dokuments, das durch ein optisches Abtastgerät abgetastet wird, die die Bewegung einer beleuchteten Abtastlinie über das Do­ kument darstellt;

Fig. 5 eine Draufsichtdarstellung einer Photosensoranord­ nung, die bei dem optischen Abtastgerät der Fig. 1 bis 3 verwendet wird;

Fig. 6 eine Querschnittdraufsichtdarstellung der Photosen­ soranordnung aus Fig. 5;

Fig. 7 ein Blockdiagramm des Steuerungssystems zum Steuern der Ladungsübertragungsschalter der einzelnen li­ nearen Photosensorarrays;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Abbildungsregion, die der Anordnung mit drei Linienphotosensoren und einem entsprechendem Abschnitt eines abgetasteten Ob­ jekts zugeordnet ist, von denen jedes in ein pixel­ großes Gitter unterteilt ist; und

Fig. 9(a)-(c) schematische Darstellungen der Belichtungs­ positionen und Zeitpunkte für einen Photosensor mit drei Streifen, der mit einer ursprünglichen Auflösung in Fig. 9 (a) abtastet, und bei 1/4 der ursprüng­ lichen Auflösung in Fig. 9 (b) und (c) abtastet.

Die verbesserte Y-Skalierung für Farbabtaster gemäß der vor­ liegenden Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 so gezeigt, wie sie bei einem optischen Farbabtaster 10 eines Typs, der in Fachkreisen gut bekannt ist, verwendet werden könnte. Im wesentlichen ist der optische Farbabtaster 10 angepaßt, um maschinenlesbare Daten zu erzeugen, die ein Farbbild eines Objekts 12, wie zum Beispiel eines Blatt Papiers mit einer graphischen Darstellung darauf, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, darstellen. Die obere Abdeckung 15 des optischen Ab­ tasters 10 kann eine transparente Platte 14 zum Tragen des Objekts 12 (in Fig. 1 nicht gezeigt), das abgetastet werden soll, einschließen. Die obere Abdeckung 15 kann ebenfalls einen Auflösungsauswahlschalter 60 und eine Auflösungsan­ zeige 62 zum Anzeigen der ausgewählten Abtastauflösung ein­ schließen. Der in Fig. 2 dargestellte optische Abtaster 10 kann ebenfalls eine Verschiebungsanordnung 40 einschließen, die angepaßt ist, um eine Wagenanordnung 46 unterhalb der Platte 14 vor und zurück zu bewegen, um eine Abtastung des Objekts 12 zu erreichen. Die Wagenanordnung 46 kann ein Ge­ häuse 47 umfassen, daß angepaßt ist, um eine Lichtquelle 16 und eine wahlweise Schlitzöffnungsanordnung 49 aufzunehmen, sowie die verschiedenen Komponenten des optischen Systems 18, die einen ersten, zweiten und dritten Spiegel 50, 52 und 54 und eine Linsenanordnung 19 einschließen, wie es in Fig. 3 gut zu sehen ist.

Die Photosensoranordnung 20 des Abtasters 10 ist am besten in den Fig. 5 und 6 zu sehen, und umfaßt ein erstes, zweites und drittes lineares Photosensorarray oder Streifen 24, 26 und 28, die in einer Abbildungsregion 22 angeordnet sind. Wie es nachfolgend detaillierter beschrieben wird, kann je­ der lineare Photosensorarray 24, 26 und 28 unabhängig von den anderen abgetastet werden, was es dem Steuerungssystem 70 (Fig. 7) ermöglicht, die Farbbilddaten der drei Arrays 24, 26 und 28 unabhängig von der Auflösung (das heißt der Abtastrate), die durch den Betreiber ausgewählt wurde, zu korrelieren. Das Photosensorarray 20 schließt ebenfalls ein erstes, zweites und drittes Farbfilter 34, 36 und 38 ein, die über dem jeweiligen ersten, zweiten und dritten linearen Photosensorarray 24, 26 und 28 angeordnet sind, so daß das erste lineare Photosensorarray 24 lediglich Licht einer er­ sten vorausgewählten Farbe, zum Beispiel rot, empfängt, das zweite lineare Photosensorarray 24 lediglich Licht einer zweiten vorausgewählten Farbe, zum Beispiel grün, empfängt, und das dritte lineare Photosensorarray 28 lediglich Licht einer dritten vorausgewählten Farbe, zum Beispiel blau, emp­ fängt.

Das Steuerungssystem 70 ist am besten in Fig. 7 zu erkennen, und kann jeweils einen ersten, zweiten und dritten Analog/- Digital-Umwandler (A/D-Umwandler) 84, 86 und 88 umfassen, sowie jeweilige digitale Puffer 94, 96 und 98, von denen je­ der mit einem geeigneten Eingabe/Ausgabe-Gerät 76 verbunden sein kann. Ein Belichtungssteuerungsgerät 72, wie zum Bei­ spiel ein Mikroprozessor, ist mit jedem der Puffer 94, 96 und 98 sowie mit dem Eingabe/Ausgabe-Gerät 76 verbunden, und ist wirksam, um die Farbbilddaten auf eine an sich bekannte Art zum Abtasten mit ursprünglichen Auflösungen zu korrelie­ ren. Anders als bei Steuerungssystemen nach dem Stand der Technik ist das Belichtungssteuerungsgerät 72 jedoch eben­ falls getrennt mit den einzelnen Ladungsübertragungsschal­ tern (nicht dargestellt) jedes einzelnen linearen Photosen­ sorarrays 24, 26 und 28 verbunden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das erste lineare Photosensorarray 24 als das "Haupt"-Array oder -Streifen betrachtet, während die restlichen linearen Photosensorarrays, zum Beispiel 26 und 28, als "Neben"-Arrays oder -Streifen betrachtet werden. Das Belichtungssteuerungsgerät 72 ist ebenfalls mit dem Ab­ tastauflösungsschalter 60 und der zugeordneten Anzeige 62 verbunden.

Während des Betriebs bestimmt das Belichtungssteuerungsgerät 72 zuerst die erwünschte Abtastauflösung, die durch den Ab­ tastschalter 60 eingestellt ist, und bestimmt dann die ent­ sprechende Abtastgeschwindigkeit. Die Abtastrate bleibt kon­ stant. Das Belichtungssteuerungsgerät 72 bestimmt als näch­ stes eine- Belichtungsverzögerungszeit für jedes der Neben- Arrays oder -Streifen 26, 28. Sobald die Belichtungsverzöge­ rungszeiten für die Neben-Streifen berechnet worden sind, startet das Belichtungssteuerungsgerät 72 die Abtastung durch Auslösen der Ladungsübertragungsschalter für das erste oder "Haupt"-Photosensorarray oder -Streifen 24, verzögert jedoch die Auslösung der Ladungsübertragungsschalter für die Neben-Arrays oder -Streifen um eine Zeitdauer, die gleich der Belichtungsverzögerungszeiten sind, die im Vorange­ gangenen für jeden der jeweiligen Neben-Streifen berechnet wurde. Jedes der Photosensorarrays wird dann mit derselben Abtastrate während des Rests des Abtastvorgangs zyklisch ge­ steuert. Die vorliegende Erfindung löst somit das Farbver­ schiebungsproblem durch auswahlmäßiges Verzögern der Belich­ tung jedes linearen Neben-Photosensorarrays bezüglich der Belichtung des linearen Haupt-Photosensorarrays.

Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie die individuelle Steuerung der Belichtungs­ zeiten für jedes lineare Photosensorarray 24, 26 und 28 er­ möglicht, daß das Dokument bei einer erwünschten Auflösung, das heißt Abtastrate, abgetastet werden kann. Die verzögerte Belichtungszeit der Neben-Photosensorarrays ermöglicht es, daß die Farbbilddaten ohne Antreffen irgendeiner nachfol­ genden Farb-Fehlausrichtung korreliert werden. Folglich er­ möglicht es die vorliegende Erfindung, daß die einfachen und gut bekannten Datenverarbeitungskorrelationstechniken ver­ wendet werden, wie zum Beispiel diejenigen, die im US-Patent 5,336,878 offenbart sind.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß sie nicht auf einen Photosensorarray mit drei Strei­ fen beschränkt ist, sondern daß sie ohne weiteres angepaßt werden kann, um bei einem Photosensorarray mit irgendeiner Anzahl von Streifen verwendet zu werden, wie es für Fachleu­ te nach der Kenntnisnahme der Lehren der vorliegenden Erfin­ dung offensichtlich wäre. Ein weiterer Vorteil der vorlie­ genden Erfindung besteht darin, daß sie nicht auf Photosen­ sorarrays mit linearen Streifen, die durch gleichmäßige Be­ abstandungen getrennt sind, beschränkt ist, sondern daß sie genauso einfach bei Photosensorarrays mit Streifen verwendet werden könnte, die durch nicht-gleichmäßige Beabstandungen getrennt sind, und unabhängig davon, ob die Beabstandungen ganzzahlige Vielfache der Abtastlinienbreite sind.

Die Details eines Ausführungsbeispiels eines optischen Ab­ tasters 10, der die verbesserte Y-Skalierung gemäß der vor­ liegenden Erfindung verwendet, werden am besten durch gleichzeitige Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 mit gelegent­ lichen Bezugnahmen auf die Fig. 5 und 6 verstanden. Der op­ tische Abtaster 10 kann eine obere Abdeckung 15 einschließen, die angepaßt ist, um eine transparente Platte 14 zum Tragen des Objekts 12 (Fig. 4), das abgetastet wird, aufzu­ nehmen. Die obere Abdeckung 15 kann ebenfalls einen Abtast­ auflösungsauswahlschalter 60 und eine zugeordnete Anzeige 62 einschließen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Abtastauflösungsauswähler 60 ein herkömmlicher Druck­ knopfauswähler sein, und die zugeordnete Abtastauflösungs­ anzeige 62 kann eine herkömmliche LCD-Anzeige sein. Alter­ nativ kann der Abtastauflösungsauswahlschalter 60 und die Anzeige 62 durch Verwendung der geeigneten Software, die auf einem wirksam verbundenen Personalcomputer (nicht darge­ stellt) installiert ist, bereitgestellt sein. Bei dem Aus­ führungsbeispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, schafft der Abtastauflösungsauswähler 60 ein Signal, das die ausgewählte Abtastauflösung dem Steuerungssystem 70 (Fig. 7) anzeigt.

Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte optische Abtaster 10 kann eine Verschiebungsanordnung 40 einschließen, die einen Treibermotor 42 und einen Treiberriemen 44 umfaßt, um die Wagenanordnung 46 unterhalb der Platte 14 vor und zurück zu bewegen, um eine Abtastung des Objekts 12 zu erreichen. Sie­ he Fig. 3. Die Wagenanordnung 46 kann ein Gehäuse 47 umfas­ sen, das angepaßt ist, um eine Lichtquellenanordnung 16 und eine Schlitzöffnungsanordnung 49 aufzunehmen, obwohl eine Schlitzöffnungsanordnung bei diesem bestimmten Ausführungs­ beispiel- nicht unbedingt erforderlich ist. Die Wagenanord­ nung 46 schließt ebenfalls die verschiedenen Komponenten des optischen Systems 18 ein.

Die Lichtquellenanordnung 16 kann ein Paar von fluoreszenten Lampen umfassen, die an der Schlitzöffnungsanordnung 49 an beiden Seiten der Öffnung 48, die die Abtastlinie definiert, befestigt sind. Das optische System 18 kann eine Mehrzahl von Spiegeln 50, 52 und 54 umfassen, die innerhalb des Ge­ häuses 47 befestigt sind, um einen gefalteten Lichtweg 56 zu definieren, der sich von der beleuchteten Abtastlinie 13 (Fig. 4) des Objekts 12 über die Öffnung 48 und die Linsen­ anordnung 19 auf die Photosensoranordnung 20 (Fig. 5), die innerhalb der Abdeckungsanordnung 58 befestigt ist, er­ strecken.

Die Wagenanordnung 46 wird relativ zu der transparenten Platte 14 und dem Objekt 12, das durch diese getragen wird, auf eine in Fachkreisen gut bekannte Art verschoben, um ein Durchgangsabtastbild des Objekts 12 auf der Abbildungsregion 22 auf dem Photosensorarray 20 (Fig. 5) zu erzeugen. Die Struktur des optischen Abtasters 10, wie er vorstehend be­ schrieben wurde, kann dem optischen Abtaster ähnlich oder identisch sein, der in dem US-Patent 4,926,049 beschrieben wurde, dessen Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wurde.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Photosensoranordnung 20 kann einen CCD-Photosensor mit zwei, drei, vier oder mehr Streifen umfassen, um die Farbabbildung zu erreichen. Die Streifen können durch gleichförmige Beabstandungen getrennt sein, obwohl die vorliegende Erfindung ebenfalls mit einer Photosensoranordnung verwendet werden könnte, die eine Mehr­ zahl von Streifen aufweist, die mit nicht-gleichmäßigen Be­ abstandungen angeordnet sind. Nachdem die meisten optischen Farbabtaster drei Photosensoren verwenden, um das Licht in drei Farben, typischerweise rot, grün und blau, zu erfassen, kann das bestimmte Ausführungsbeispiel, das hier gezeigt und beschrieben ist, einen CCD-Photosensor mit drei Streifen um­ fassen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel kann der CCD- Photosensor einen ersten, zweiten und dritten Streifen (das heißt lineare Photosensorarrays) 24, 26 und 28 umfassen, die alle innerhalb einer Abbildungsregion 22 angeordnet sind, die der beleuchteten Abtastlinie 13 (Fig. 4) entsprechen. Wie es am besten in Fig. 5 und 8 zu erkennen ist, ist jeder Streifen, zum Beispiel 24, 26, 28, in paralleler, voneinan­ der beabstandeter Beziehung angeordnet und umfaßt eine Mehr­ zahl von Zellen oder Pixeln, die entlang einer Linie oder eines Streifens angeordnet sind. Die Mittellinie 35 des zweiten Streifens oder linearen Photosensorarrays 26 ist von der Mittellinie 33 des ersten Streifens 24 um eine erste Entfernung 30 getrennt, während die Mittellinie 37 des drit­ ten Streifens 28 von der Mittellinie 35 des zweiten Strei­ fens 26 um eine zweite Entfernung 32 getrennt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann jedes Pixel eine Abtastlinienbreite w (Fig. 8) von etwa 8 µm haben, und die erste und die zweite Entfernung 30 und 32 kann etwa sechs (6) Abtastlinienbreiten w betragen.

Die Ladungsübertragungsschalter (nicht dargestellt) jedes linearen Photosensorarrays 24, 26 und 28 können unabhängig voneinander durch das Belichtungssteuerungsgerät 72 über die jeweiligen Ladungsübertragungsschalterleitungen 25, 27 und 29 ausgelöst werden, wie dies am besten in Fig. 7 zu erken­ nen ist. Die Fähigkeit, die Ladungsübertragungsschalter (nicht dargestellt) jedes linearen Photosensorarrays 24, 26 und 28 unabhängig voneinander auszulösen, ermöglicht es der vorliegenden Erfindung, einen Farbbilddatenstrom zu schaf­ fen, wenn bei nicht-ursprünglichen Auflösungen abgetastet wird, was den Farbbilddatenstrom emuliert, der durch ein nicht-unabhängig gesteuertes Photosensorarray erzeugt wird, das bei einer ursprünglichen Abtastauflösung abtastet. Ein Photosensorarray mit unabhängigen Ladungsübertragungslei­ tungen für jeden der drei (3) linearen Photosensorstreifen ist von Toshiba unter der Modellnummer TCD2250C erhältlich.

Das erste, zweite und dritte Farbfilter 34, 36, 38 sind wirksam dem ersten, zweiten und dritten Streifen oder li­ nearen Photosensorarray 24, 26, 28 zugeordnet. Jedes Filter kann eine unterschiedliche Farbe haben, so daß der erste li­ neare Photosensor 24 lediglich Licht einer ersten vorausge­ wählten Farbe, zum Beispiel rot, empfängt, der zweite li­ neare Photosensor 26 lediglich Licht einer zweiten voraus­ gewählten Farbe, zum Beispiel grün, empfängt, und der dritte lineare Photosensor 28 lediglich Licht einer dritten vor­ ausgewählten Farbe, zum Beispiel blau, empfängt. Außer der Tatsache, daß die Photosensoranordnung 20 unabhängig steu­ erbare Ladungsübertragungsschalter für jeden der linearen Arrays oder Streifen einschließen muß, können die Photosen­ soranordnung und die zugeordneten Filter 34, 36, 38 von dem Typ sein, wie er in der US-Patentanmeldung, Seriennummer 869,273 mit dem Titel COLOR IMAGE SENSING ASSEMBLY WITH MULTIPLE LINEAR SENSORS AND ALIGNED FILTERS, eingereicht am 15. April 1992, offenbart ist, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Die Beziehung zwischen der beleuchteten Abtastlinie 13 auf dem Objekt 12 und der Abbildungsregion 22 wird am besten anhand der Fig. 8 verstanden. Aus Gründen der Darstellung kann die Abbildungsregion 22 als ein Gitter von Abbildungs­ pixeln "I", die mit I°₀-I¹²_n bezeichnet sind, dargestellt werden, wobei die Bildpixellinien durch die Hochstellungen bezeichnet sind, und die Bildpixelspalten durch die Tief­ stellungen bezeichnet sind. Folglich umfaßt ein lineares Photosensorarray 24 mit n getrennten Pixeln die Bildpixel I°₀-I°_n und ist eine Abtastlinienbreite "w" breit. Die Abtastlinie in der Abbildungsregion 22 benachbart zu der oben beschriebenen Abtastlinie ist dann die Abtastlinie, die durch die Pixel I¹₀-I¹_n dargestellt ist. Nachdem die Mit­ tellinie 35 des zweiten linearen Photosensorarrays 26 von der Mittellinie 33 des ersten linearen Photosensorarrays 24 um eine erste Entfernung 30 von sechs (6) Abtastzeilenbrei­ ten w beabstandet ist, enthält das zweite Photosensorarray 26 die Pixel I⁶₀-I⁶_n. Auf ähnliche Weise enthält das dritte lineare Photosensorarray 28 die Pixel I¹²₀-I¹²_n, nachdem dieses von dem zweiten Photosensorarray 26 um die zweite Entfernung 32 von sechs (6) Abtastlinienbreiten w be­ abstandet ist.

Die beleuchtete Abtastlinie 13, die der Abbildungsregion 22 entspricht, ist in ein entsprechendes Gitter von ursprüng­ lichen Pixeln "N" unterteilt und mit Hochstellungen und Tiefstellungen bezeichnet. Die Hochstellung und die Tief­ stellung, die für jedes ursprüngliche Pixel "N" angezeigt ist, entspricht der Hochstellung und der Tiefstellung des zugeordneten Abbildungspixels "I" in der Abbildungsregion 22, das heißt, N°₀ entspricht I°₀, N¹²_n entspricht I¹²_n, usw . . Die Richtung, in die das abgetastete Objekt 12 bezüg­ lich der optischen Anordnung 18 bewegt wird, ist durch einen Pfeil 92 angezeigt. Folglich wird eine Abtasterverschiebung um eine ursprüngliche Abtastlinienbreite W, die durch die Pixel N¹²₀-N¹²_n dargestellt ist, die ursprüngliche Abtast­ linie auf dem Objekt 12 um eine ursprüngliche Abtastlinien­ breite W zu der Position, die durch N¹¹₀-N¹¹_n besetzt ist, bewegen, mit einer entsprechenden Verschiebung der Abbil­ dungspixel "I" in der Abbildungsregion 22.

Wie es am besten in Fig. 8 zu erkennen ist, ist zu irgend­ einem bestimmten Zeitpunkt während einer Abtastoperation die ursprüngliche Abtastlinie, die auf das erste lineare Photo­ sensorarray 24 projiziert wird, nicht dieselbe wie die ur­ sprüngliche Abtastlinie, die auf das zweite lineare Photo­ sensorarray 26 projiziert wird. Auf ähnliche Weise ist die ursprüngliche Abtastlinie, die auf das dritte lineare Photo­ sensorarray 28 projiziert wird, nicht dieselbe wie die ur­ sprüngliche Abtastlinie, die auf das erste und das zweite Array 24 und 26 projiziert wird. Die ursprüngliche Abtast­ linie, die auf das erste lineare Photosensorarray 24 projiziert wird, ist zum Beispiel N°₀-N°_n, während die ur­ sprüngliche-Abtastlinie, die auf das zweite Photosensorarray 26 projiziert wird, N⁶₀-N⁶_n ist. Die ursprüngliche Abtast­ linie, die auf das dritte lineare Photosensorarray 28 projiziert wird, ist N¹²₀-N¹²_n. Diese drei ursprünglichen Abtastlinien N°₀-N°_n, N⁶₀-N⁶_n und N¹²₀-N¹²_n sind auf dem Objekt 12 voneinander um Entfernungen getrennt, die der ersten und der zweiten Zwischenraumentfernung 30, 32 ent­ sprechen, aber multipliziert mit dem Linsenreduzierungsver­ hältnis. Mit anderen Worten ist die Breite W jeder ursprüng­ lichen Abtastlinie gleich der Breite w der Bildabtastlinie multipliziert mit dem Linsenreduzierungsverhältnis.

Wie es ferner aus Fig. 8 offensichtlich ist, wird das Licht, das auf jedes lineare Photosensorarray während eines Abtast­ intervalls projiziert wird, im allgemeinen Informationen von einer ursprünglichen Abtastlinie auf dem Objekt 12 dar­ stellen, wenn die Abtastverschiebung in Richtung 92 mit einer Rate einer ursprünglichen Abtastlinienbreite W pro Photosensorabtastintervall durchgeführt wird. Es ist eben­ falls offensichtlich, daß während eines einzelnen Abtast­ intervalls Licht von mehr als einer ursprünglichen Abtast­ linie auf jeden Photosensorarray abgebildet wird, wenn die Abtastgeschwindigkeit erhöht wird, während das Abtastinter­ vall konstant bleibt. Bei einer Abtastgeschwindigkeit, die drei (3) ursprünglichen Abtastlinien pro Photosensorabtast­ intervall entspricht, wird das Licht von drei (3) benach­ barten ursprünglichen Abtastlinien zum Beispiel auf einem einzelnen linearen Photosensor während eines einzelnen Ab­ tastintervalls auftreffen. Als ein Ergebnis wird das Aus­ gangssignal des linearen Photosensors am Ende des Abtast­ intervalls ein Mittel der drei benachbarten ursprünglichen Abtastlinien darstellen.

Aus darstellerischen Gründen ist es sinnvoll, die Anzahl von ursprünglichen Abtastlinien, die während eines Abtastinter­ valls durchlaufen, so anzusehen, als ob diese eine einzelne "effektive" ursprüngliche Abtastlinie darstellen. Folglich ist bei einer Abtastgeschwindigkeit, die drei (3) mal schneller ist als die Rate einer ursprünglichen Abtastlinie pro Abtastintervall, die effektive ursprüngliche Abtast­ linienbreite zum Beispiel gleich drei regulären ursprüngli­ chen Abtastlinienbreiten, da der Sensor drei (3) ursprüngli­ che Abtastlinien während jedes Abtastintervalls "sieht".

Das Farbverschiebungsproblem, das der in Fig. 8 gezeigten Konfiguration zugeordnet ist, wird am besten anhand der Fig. 9(a) und (b) verstanden. Es sei zum Beispiel ein Abtaster angenommen, der ein Photosensorarray 20 aufweist, wie es oben beschrieben wurde, das drei Streifen (zum Beispiel 24, 26 und 28) umfaßt, wobei jeder Streifen eine (1) Abtastzei­ lenbreite breit ist und voneinander um sechs (6) Abtastzei­ lenbreiten (Mitte-zu-Mitte-Entfernung) getrennt ist. Beim Abtasten mit einer ursprünglichen Auflösung von einer ur­ sprünglichen Abtastlinienbreite W pro Abtastintervall sind die jeweiligen R-, G- und B-Belichtungen für jeden der CCD- Streifen um eine Entfernung verschoben, die der Beabstandung zwischen den Streifen entspricht, das heißt um sechs (6) ur­ sprüngliche Abtastlinienbreiten. Folglich sind der rote Streifen R, der grüne Streifen G und der blaue Streifen B bei der Belichtungsnummer Eins jeweils mit einer ursprüng­ lichen Abtastlinie mit einer Breite W belichtet. Nachdem die beleuchtete Abtastlinie dreizehn (13) Abtastlinienbreiten W umfaßt, wird jeder Streifen des Photosensorarrays 20 ledig­ lich mit einem Dreizehntel (1/13) der beleuchteten Abtast­ linie 13 belichtet. Beim Abtasten bei der ursprünglichen Ab­ tastauflösung, die oben beschrieben wurde, sind daher drei­ zehn (13) getrennte Belichtungen erforderlich, um die Farb­ bilddaten von der gesamten beleuchteten Abtastlinie 13 zu sammeln, wobei jeder lineare Photosensorarray oder Streifen mit der nächsten fortlaufenden ursprünglichen Abtastlinie während jedes aufeinanderfolgenden Abtastintervalls beleuch­ tet wird.

Die Farbdatenkorrelation ist bei einer Abtastung bei einer ursprünglichen Abtastauflösung, die oben beschrieben wurde, relativ einfach, nachdem die ursprüngliche Abtastlinie, die den blauen -Photosensor bei der N-ten Belichtung belichtet, zu derselben ursprünglichen Abtastlinie gehört, die den grünen Photosensor bei der Belichtung N + 6 belichtet, und den roten- Photosensor bei der Belichtung N + 12. Die be­ stimmte ursprüngliche Abtastlinie 82, die zum Beispiel den blauen Photosensor bei der Belichtungsnummer 1 belichtete, belichtete den grünen Photosensor bei der Belichtungsnummer 7 und den roten Photosensor bei der Belichtungsnummer 13. Siehe Fig. 9 (a).

Probleme ergeben sich jedoch, wenn die Abtastung bei anderen Auflösungen als der ursprünglichen Auflösung durchgeführt wird. Fig. 9 (b) zeigt zum Beispiel das Belichtungsmuster wenn mit 1/4 der ursprünglichen Auflösung abgetastet wird (das heißt mit vier ursprünglichen Abtastlinienbreiten W pro Abtastintervall). Wie es zu sehen ist, entsprechen sich die effektiven ursprünglichen Pixel, die den R-, G- und B-Pho­ tosensor belichten, für keine der Belichtungsnummern. Vor dieser Erfindung konnte die "Farbenverschiebung", die beim Abtasten mit nicht-ursprünglichen Auflösungen erzeugt wird, manchmal durch Ausweichen aufrelativ komplexe Datenverar­ beitungstechniken entfernt werden.

Die vorliegende Erfindung eliminiert das Farbverschiebungs­ problem bei allen Auflösungen durch auswahlmäßiges Verzögern der Belichtung jedes der linearen Neben-Photosensorarrays bezüglich der Belichtung des linearen Haupt-Photosensorar­ rays. Das rote lineare Photosensorarray 24 kann zum Beispiel als Haupt-Array bezeichnet sein, während das grüne und das blaue Array 26 und 28 als Neben-Photosensorarrays bezeichnet sind. Durch Bestimmen der geeigneten Belichtungsverzöge­ rungszeiten für die Neben-Photosensorarrays können die ur­ sprünglichen Abtastlinien, die die verschiedenen Arrays be­ lichten, wiederum korreliert werden, als ob die Abtastung bei einer ursprünglichen Abtastauflösung durchgeführt würde. Das Farbverschiebungsproblem, das zum Beispiel in Fig. 9 (b) gezeigt ist, kann durch Verzögern der ersten Belichtung des grünen linearen Photosensorarrays 26 um die Hälfte der Ab­ tastrate (das heißt die Zeit zwischen zwei aufeinanderfol­ gende Belichtungen) und durch Nichtverzögern der ersten Be­ lichtung des blauen linearen Photosensorarrays 28 eliminiert werden, wie es beispielsweise in Fig. 9 (c) gezeigt ist.

Die geeignete Verzögerungszeit Dm für jedes Neben-Array wird durch das Belichtungssteuerungsgerät 72 berechnet, das dann die Ladungsübertragungsschalter der verschiedenen Streifen 24, 26 und 28 des CCD-Arrays 20 zu den geeigneten Zeit­ punkten auslöst. Die ausgerichteten Farbbilddaten können dann durch in Fachkreisen gut bekannte Einrichtungen zum Korrelieren von Farbbilddaten beim Abtasten mit ursprüng­ lichen Abtastauflösungen korreliert werden.

Für einen Photosensorarray 20 mit M linearen Arrays oder Streifen, ergibt sich die Verzögerungszelt Dm für einen ge­ gebenen Streifen aus der folgenden Gleichung:

D_m = (i - (N_m/K)) t_e

mit:
N_m = die Anzahl der Beabstandungen von ursprünglichen Linien zwischen der Mittellinie des Haupt-Streifens und der Mittellinie des m-ten Neben-Streifens;
K = das Verhältnis der ursprünglichen Auflösung zu der erwünschten Auflösung (zum Beispiel ist K = 4 bei einer Abtastung mit 1/4 der ursprünglichen Auflö­ sung);
t_e = die Belichtungszeit, eine Konstante;
i = der nächstgrößere ganzzahlige Wert des Verhältnisses (N_m/K).

Als Beispiel sei ein Photosensorarray mit drei linearen Pho­ tosensorarrays (das heißt M = 3), die mit 0, 1 und 2 nume­ riert sind, und voneinander durch sechs (6) ursprüngliche Linienbeabstandungen beabstandet sind, angenommen. Das 0-te Array (zum- Beispiel das Array 24) kann als Haupt-Array be­ zeichnet werden, während das erste und das zweite Array (zum Beispiel das zweite und das dritte Array 26 und 28) als Neben-Arrays bezeichnet werden. Ferner sei angenommen, daß die Abtastung mit 1/4 der ursprünglichen Auflösung auftreten soll.

Der erste Schritt bei dem Prozeß besteht darin, die er­ wünschte Abtastgeschwindigkeit bei der gewünschten Auflösung zu berechnen, wie dies in Fachkreisen gut bekannt ist. Die Abtastgeschwindigkeit in Inch pro Sekunde (2,54 cm pro Se­ kunde) kann zum Beispiel wie folgt gegeben sein:

S = 1/(Rt_e)

mit:
R = die erwünschte Abtastauflösung in Linien pro Inch (Linien pro 2,54 cm); und
t_e = die Belichtungszeit in Sekunden (eine Konstante).

Die Verzögerungszeit D₁ für das zweite oder grüne Photosen­ sorarray wird als nächstes zuerst durch Bestimmen eines ge­ eigneten ganzzahligen Wertes für i berechnet. Für das erste Neben-Array, m = 1, ist i = (6/4) oder 1,5. Die Erhöhung dieses Betrages auf den nächsthöheren ganzzahligen Wert er­ gibt, daß i gleich 2 ist. Folglich beträgt die Verzögerungs­ zeit D₁ für das erste Neben-Array (2-1,5) t_e oder 0,5 t_e. Aufähnliche Weise ergibt sich der Wert der ganzen Zahl i für das zweite Neben-Array 3, das heißt (12/4), was zu einer Verzögerungszeit D₂ von 0 t_e führt.

Folglich ist für das oben angeführte Beispiel die erste Be­ lichtung für das grüne Array um die Hälfte der Belichtungs­ zeit t_e verschoben, wohingegen die Belichtungszeiten für das rote und das blaue Array überhaupt nicht verzögert sind. Diese Verzögerungszeiten entsprechen der Situation, die in Fig. 9 (c) dargestellt ist.

Das oben beschriebene Verfahren kann bezüglich einer Pho­ tosensoranordnung 20 mit irgendeiner Anzahl M von Streifen verwendet werden, die um irgendeine Entfernung, gleichmäßig oder nicht-gleichmäßig, getrennt sind, und kann verwendet werden, um irgendeine Auflösung abzutasten, unabhängig da­ von, ob dies eine ursprüngliche Auflösung ist.

Claims (10)

1. Verfahren zum Abtasten eines Objekts (12) mit einer vorbestimmten Auflösung entlang einer Abtastrichtung (92) mit einer Farbabtastervorrichtung (10) mit M li­ nearen Photosensoren, die in paralleler, voneinander beabstandeter Beziehung angeordnet sind, wobei jeder der M linearen Photosensoren eine Breite aufweist und durch einen einzelnen linearen Haupt-Photosensor und (M-1) lineare Neben-Photosensoren gekennzeichnet ist, wobei jeder der linearen Photosensoren während einer Belichtungszeit belichtet wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Berechnen einer Belichtungsverzögerungszeit für jeden der (M-1) linearen Neben-Photosensoren;
an einem Abtastanfangszeitpunkt, Belichten des linearen Haupt-Photosensors während der Belichtungszeit; und
Belichten jedes der (M-1) linearen Neben-Photosenso­ ren während der Belichtungszeit, wobei die Belichtungs­ zeit für jeden der (M-1) linearen Neben-Photosenso­ ren bezüglich dem Abtastanfangszeitpunkt um die Belich­ tungsverzögerungszeit verzögert ist, die für jeden der jeweiligen (M-1) linearen Neben-Photosensoren berech­ net ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Korrelierens der Bilddaten von jedem der M linearen Photosensoren einschließt, so daß die Bilddaten von je­ dem der M linearen Photosensoren im wesentlichen der­ selben Position auf dem Objekt entsprechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Belich­ tungsverzögerungszeit für jeden der (M-1) linearen Neben-Photosensoren der Photosensoranordnung gemäß der folgenden Beziehung bestimmt wird: D_m = (i-(N_m/K)) t_emit:
N_m = die Anzahl der ursprünglichen Linienbeabstandun­ gen zwischen dem linearen Haupt-Photosensor und einem m-ten linearen Neben-Photosensor;
K = das Verhältnis einer ursprünglichen Auflösung zu der vorbestimmten Auflösung;
t_e = die Belichtungszeit;
i = ein nächstgrößerer ganzzahliger Wert eines Ver­ hältnisses (N_m/K).

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, das vor dem Schritt des Berechnens einer Belichtungsverzögerungs­ zeit für jeden der (M-1) linearen Neben-Photosensoren den Schritt des Berechnens einer Abtastgeschwindigkeit, die der vorbestimmten Auflösung entspricht, ein­ schließt.

5. Vorrichtung (10) zum Abtasten eines Objekts (12) mit einer vorbestimmten Auflösung entlang einer Abtastrich­ tung (92), mit:
einer Lichtquelleneinrichtung (16) zum Beleuchten des Objekts (12);
einer Abbildungseinrichtung (18) zum Fokussieren des Lichts von einer beleuchteten Abtastlinie (13) auf einem Objekt (12) auf eine Abbildungsregion (22) und zum Bereitstellen eines Bildes der beleuchteten Abtast­ linie (13) auf dem Objekt (12) bei der Abbildungsregion (22);
einer Photosensoranordnung (20), die in aufeinanderfol­ genden Abtastintervallen zum Erzeugen von Bilddaten be­ treibbar ist, die ein Farbbild des Objekts (12) dar­ stellen, wobei die Photosensoranordnung folgende Merk­ male umfaßt:
eine erste lineare Photosensoreinrichtung (24), die in der Abbildungsregion (22) angeordnet ist, um ein erstes Datensignal zu erzeugen, das die Intensität des Lichts darstellt, das auf diese einfällt; und
eine zweite lineare Photosensoreinrichtung (26), die in der Abbildungsregion (22) angeordnet ist, um ein zweites Datensignal zu erzeugen, das die Inten­ sität des Lichts darstellt, das auf diese einfällt, wobei die zweite lineare Photosensoreinrichtung (26) parallel zu der ersten linearen Photosensor­ einrichtung (24) und um eine erste Photosensorzwi­ schenraumdistanz (30) von dieser beabstandet ange­ ordnet ist;
einer ersten und einer zweiten Farbfiltereinrichtung (34, 36), die wirksam der ersten bzw. der zweiten li­ nearen Photosensoreinrichtung (24, 26) zugeordnet sind, um -Licht zu filtern, das auf die erste und die zweite lineare Photosensoreinrichtung (24, 26) fokussiert ist, wobei die erste lineare Photosensoreinrichtung (24) le­ diglich Licht einer vorausgewählten Farbe empfängt, und die zweite Photosensoreinrichtung (26) lediglich Licht einer zweiten vorausgewählten Farbe empfängt;
einer Verschiebungseinrichtung (40) zum Erzeugen einer relativen Verschiebung zwischen dem Objekt (12) und der Abbildungseinrichtung (18) und zum Erzeugen eines Durchlaufabtastbildes des Objekts (12) in der Abbil­ dungsregion (22); und
einer Belichtungssteuerungseinrichtung (72), die mit der ersten linearen Photosensoreinrichtung (24) und mit der zweiten linearen Photosensoreinrichtung (26) ver­ bunden ist, um die Belichtung der zweiten linearen Pho­ tosensoreinrichtung (26) mit Licht von der beleuchteten Abtastlinie (13) relativ zu der Belichtung der ersten linearen Photosensoreinrichtung (24) mit Licht von der beleuchteten Abtastlinie (13) um eine vorbestimmte Zeitdauer zu verzögern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, die ferner eine Datenkor­ relationseinrichtung (76) umfaßt, um die Bilddaten von der Photosensoranordnung (20) zu korrelieren, so daß Bilddaten von der ersten und der zweiten linearen Pho­ tosensoreinrichtung (24, 26) im wesentlichen derselben Position der beleuchteten Abtastlinie (13) entsprechen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, die ferner eine Ab­ tastauflösungsauswahleinrichtung (60) umfaßt, die mit der Belichtungssteuerungseinrichtung (72) zum Auswählen einer vorbestimmten Auflösung aus unterschiedlichen Auflösungen und zum Erzeugen eines Abtastauflösungssi­ gnals, das die vorbestimmte Abtastauflösung anzeigt, verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der die Be­ lichtungssteuerungseinrichtung (72) folgende Merkmale einschließt:
eine Einrichtung zum Berechnen einer Abtastgeschwindig­ keit, die der vorbestimmten Auflösung entspricht;
eine Einrichtung zum Berechnen einer Belichtungsverzö­ gerungszeit für die zweite linearen Photosensoreinrich­ tung (26);
eine Einrichtung zum Belichten der ersten linearen Pho­ tosensoreinrichtung (24) während einer Belichtungszeit zu einem Abtastanfangszeitpunkt; und
einer Einrichtung zum Belichten der zweiten linearen Photosensoreinrichtung (26) während der Belichtungs­ zeit, wobei die Belichtungszeit für die zweite lineare Photosensoreinrichtung (26) bezüglich des Abtastan­ fangszeitpunktes um die Belichtungsverzögerungszeit verzögert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, bei der die erste und die zweite lineare Photosensoreinrichtung (24, 26) jeweils ein erstes und ein zweites lineares CCD-Array umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, die ferner folgende Merk­ male aufweist:
eine dritte lineare Photosensoreinrichtung (28), die in der Abbildungsregion (22) angeordnet ist, um ein drit­ tes Datensignal zu erzeugen, das die Intensität von Licht darstellt, das auf diese einfällt, wobei die dritte lineare Photosensoreinrichtung (28) in paralle­ ler, voneinander beabstandeter Beziehung zu der ersten und der zweiten linearen Photosensoreinrichtung (24, 26) und um eine zweite Photosensorzwischenraumdistanz (32) von der zweiten linearen Photosensoreinrichtung (26) beabstandet angeordnet ist; und
eine dritte Farbfiltereinrichtung (38), die wirksam der dritten linearen Photosensoreinrichtung (28) zugeordnet ist, um Licht zu filtern, das auf die dritte lineare Photosensoreinrichtung (28) fokussiert ist, wobei die dritte lineare Photosensoreinrichtung (28) lediglich Licht einer dritten vorausgewählten Farbe empfängt;
wobei die Belichtungssteuerungseinrichtung (72) eben­ falls mit der dritten linearen Photosensoreinrichtung (28) verbunden ist, so daß diese die Belichtung der zweiten linearen Photosensoreinrichtung (28) mit Licht von der beleuchteten Abtastlinie (13) relativ zu der Belichtung der ersten linearen Photosensoreinrichtung (24) mit Licht von der beleuchteten Abtastlinie (13) und die Belichtung der dritten linearen Photosensorein­ richtung (28) mit Licht von der beleuchteten Abtast­ linie (13) relativ zu der Belichtung der ersten und der zweiten linearen Photosensoreinrichtung (24, 26) um eine vorbestimmte Zeitdauer verzögern kann.