DE19740778C1 - Verfahren zur Übertragung einer Bildvorlage auf eine Abbildungsfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung einer Bildvorlage auf eine Abbildungsfläche mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Es ist bekannt, Bilder mit einem Scanner elektronisch abzuta­ sten und so den Bildpunkten entsprechend elektrische Signale zu gewinnen, die heutzutage meist digital weiterverarbeitet wer­ den, um schließlich auf eine Abbildungsfläche als rekonstruier­ tes Bild dargestellt zu werden. Im Zuge der Verarbeitung können die Signale auf einem Speichermedium zwischengespeichert oder über Signalstrecken übertragen werden, um an einem anderen Ort in das Bild zurückverwandelt zu werden. Beispiel sind etwa die Übertragung von Fernsehbildern oder das Ausdrucken von Bildern mit Printern.

Aus der CH-Patentschrift 553 030 ist eine Einrichtung zum Zu­ stellen eines in einer Werkzeugspindel eingespannten Werkzeugs einer Gravierfräsmaschine mit photoelektrischem Lesekopf be­ kannt, der eine zu gravierende Kontur abtastet, beispielsweise Schriftzeichen oder Linien einer Zeichnung. Solange er eine Li­ nie verfolgt, werden die Koordinaten seiner Position auf einen Fräskopf übertragen, welcher der abgetasteten Linie nachgeführt wird. Am Anfang einer solchen Linie wird der Fräskopf durch ein Zustellsignal in die Fräsposition gefahren und während des Ab­ tastens in dieser gehalten, so daß er die abgetastete Linie als Nut in das zu gravierende Werkstück einfräst. Kommt der Lese­ kopf am Ende der Linie an, so erhält der Fräskopf ein Abhebesi­ gnal, um den Fräser vom Werkstück abzuheben. Auf diese Weise lassen sich auch unterbrochene Linienzüge, wie Buchstaben einer Schrift, fräsen. Die Möglichkeit einer kontinuierlichen Zustellung des Fräsers ermöglicht vorteilhafter­ weise die Erzielung feinster Oberflächen bei gleichmäßiger Be­ lastung des Fräsers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Bildvorlagen anzugeben, das mit einfachen Mitteln die Übertragung beliebig detaillierter Bilddarstellungen auf dauerhafte Abbildungsflächen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen und spezielle Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale lassen sich Bildvorlagen auf Platten als ein­ gefräste Bilder übertragen und sind dort dauerhaft fixiert. Verwendet man Platten mit einer dunklen Kernschicht und einer hellen Deckschicht, etwa in Form eines hellfarbigen Überzugs oder einer entsprechenden Lackierung, so werden beim Durch­ fräsen der Deckschicht die dunklen Bereiche des Plattenkerns freigelegt, die bei entsprechender Signalverarbeitung den dunklen Bereichen der Bildvorlage entsprechen. Bei Verwendung eines konusartigen oder Kegelfräsers läßt sich über Tiefen­ steuersignale die Frästiefe und damit der Durchmesser der eingefrästen Löscher steuern, so daß etwa für die dunkelsten Bildbereiche am tiefsten in die Platte hineingefräst wird und dabei ein entsprechend größerer Bereich des dunklen Platten­ kerns freigelegt wird. Selbstverständlich kann man auch umge­ kehrt vorgehen und einen hellen Plattenkern mit einem dunklen Überzug versehen und die Fräseransteuerung genau umgekehrt wählen, so daß an den hellsten Bildstellen am tiefsten einge­ fräst wird. Anstelle eines Punktrasters kann man auch ein Linienraster wählen und durch eine Tiefensteuerung die Linien­ breite der freigelegten Teile der Unterschicht entsprechend dem Helligkeitsverlauf des Vorlagebildes steuern. Bei Ver­ wendung eines Zylinder- oder Fingerfräsers mit Tiefensteuerung der Eintiefungen oder Nuten läßt sich - bei Platten mit homo­ genem oder Schichtaufbau - schon durch die daraus resul­ tierende Schattenwirkung ein gewünschter Bildeindruck erzielen, der mit der Beleuchtung auch noch variiert werden kann.

Die Verarbeitung der Abtastsignale erfolgt zweckmäßigerweise digital, wobei durch die heutigen Möglichkeiten der digitalen Signalverarbeitung praktisch beliebige Effekte realisiert werden können, soweit dies gewünscht ist. Die übliche 8-Bit-Verarbeitung erlaubt 256 Graustufen des Bildes zu differen­ zieren und durch entsprechende Ansteuerung des Fräsers auch zu reproduzieren.

Die Abtastung des Bildes und das Fräsen der Platte können an unterschiedlichen Orten vorgenommen werden. So kann das Bild beispielsweise in einem geeigneten Studio eingescannt werden und die Helligkeitssignale digitalisiert und in einem üblichen Speichermedium (z. B. Magnetband, Speicher-CD) festgehalten werden, und dieses Speichermedium kann dann zu einem anderen Ort gebracht werden, wo die Daten wieder ausgelesen und gege­ benenfalls weiterverarbeitet werden, um letztlich Steuer­ signale für eine Fräsmaschine zu ergeben. Anstelle der Tie­ fensteuerung ist auch eine quer zur Fräservorschubrichtung (Rasterabtastrichtung) des Fräsers verlaufende Seitensteuerung denkbar, wobei mit zunehmender seitlicher Auslenkung breitere Bereiche in die Platte gefräst werden, die bei einer dunklen Kernplatte entsprechend größere dunkle sichtbare Bereiche ergeben.

Nachfolgend sei anhand der beiliegenden Zeichnungen ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 ein die Wiedergabe eines nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren in eine Platte gefrästen Porträts.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Porträt durch einen Scanner aufgenommen, wobei alle Bildpunkte von hell bis dunkel digitalisiert werden. Diese Auflösung wird anschließend ent­ weder direkt oder über ein Speichermedium zum Prozessor eines Bearbeitungszentrums übertragen. Hier werden z. B. mit einem Megabyte/m² die Bildpunkte mit 256 Grauwerten in Befehle für entsprechend tiefe Fräsungen umgewandelt. In der Praxis wird dafür z. B. eine ca. 800×600 mm große Werkplatte mit einem Raster (z. B. 6 mm) überzogen, wobei ein laufendes Werk­ zeug auf geraden Linien mit 6 mm Abstand über das Werkstück (Platte) fährt. In unserem Beispiel erhält der Kegel oder Scheibenfräser (konisch angeschliffen) alle 6 mm einen diffe­ renzierten Befehl für seine Eintauchtiefe. Dadurch entstehen parallele, mehr oder weniger tiefe und breite Nuten. Wenn in einer Zweischicht-Platte mit heller Oberfläche und dunklem Korpus gearbeitet wird, erscheinen Gebiete mit tiefen und daher auch breiten Fräsungen dunkel, und dort, wo wenig oder gar nicht gefräst wird, erscheint die Fläche hell. Betrachtet man die so bearbeitete Fläche aus entsprechendem Abstand, so ist das eingelesene Bild einwandfrei zu erkennen.

Durch die Verwendung großachsiger Bearbeitungszentren mit hoher Speicherkapazität können großformatige Darstellungen gefertigt werden, die sich z. B. auf den Gebieten von Dekora­ tion und Werbung anbieten. Durch nachträgliche Farbgebung auf der bearbeiteten Oberfläche können weitere Effekte erzielt werden. Man lackiert beispielsweise eine durch Fräsnuten her­ gestellte Bildfläche parallel zur Nutrichtung von links mit einer bestimmten Farbe. Nach Abtrocknung lackiert man das Ganze mit einer Kontrastfarbe von rechts. Von der ersten Lackierung bleiben alle rechten Nutwände in der ersten Farbe erhalten, während alle linken Nutwände und die gesamte unbe­ arbeitete Oberfläche in der zweiten Farbe erscheinen. Geht man an einem solchen Bild vorbei, so sieht man es einmal als Negativ und dann wie ein Positiv, ähnlich den beiden Bildern einer Fotografie. Dieses Verfahren kann auch bei transparenten Plattenwerkstoffen eingesetzt werden, bei dem durch verschie­ dene Lichteffekte die Bilder erkennbar werden.

In Fig. 1 ist eine Bildvorlage 2 veranschaulicht, die mittels eines Scanners 4 abgetastet wird, wobei der Helligkeit der abgetasteten Bildpunkte entsprechende Abtastsignale erzeugt werden, die auf einer Leitung 6 in einen Speicher 8 übertragen und dort zwischengespeichert werden. Dieser Speicher kann an einen anderen Ort transportiert werden, wo die digitalen Ab­ tastwerte ausgelesen werden können und wieder als Bildpunkt­ signale zur Verfügung stehen. Über eine Datenleitung 10, die z. B. auch eine Funkverbindung sein kann, werden die Bildpunkt­ signale einer Signalverarbeitungsschaltung 12 zugeführt, in der sie zu Fräsersteuersignalen aufbereitet werden, die ge­ wünschtenfalls nochmals in einen Zwischenspeicher 14 abge­ speichert werden können und schließlich dem Fräserkopf einer Fräseinrichtung 16 zugeführt werden, um die Frästiefe oder Fräsbreite zu steuern, mit der Eintiefungen in eine Platte 18 gefräst werden. Die Platte besteht im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel aus einer Unter- oder Kernschicht 20 mit einer andersfarbigen Deckschicht 22, durch welche hindurch der Fräser 24 Eintiefungen fräst, die Bereiche der darunterlie­ genden Unterschicht 20 freilegen, deren Größe der Helligkeit der jeweiligen Bildbereiche der Vorlage entspricht.

Das Ergebnis eines solchen, mit einem Linienraster gefrästen Bildes ist in Fig. 2 in Form eines Teiles eines Porträts veranschaulicht, das bei Betrachtung aus genügendem Abstand eine gute Reproduktion der Bildvorlage ergibt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Übertragung einer Bildvorlage auf eine Abbildungsfläche, bei dem die Vorlage mit einem Lesekopf abge­ tastet wird und die Abtastsignale zur Rekonstruktion des Bil­ des auf der Abbildungsfläche in Steuersignale für einen Frä­ serkopf verarbeitet werden, der über eine als Abbildungsfläche dienende Platte geführt und durch die Steuersignale so gesteu­ ert wird, daß der Vorlage entsprechende Nuten gefräst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung nach einem Raster erfolgt und die Steuersignale Tiefen- und/oder Breitensteuer­ signale zur derartigen Steuerung des Fräserkopfes sind, daß die Nuten in Form von Eintiefungen mit durch die Helligkeit der abgetasteten Bildpunkte bestimmter Tiefe und/oder Breite gefräst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung nach einem Linienraster erfolgt und der Frä­ serkopf zum Fräsen von Linien variabler Breite angesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verarbeitung der Abtastsignale eine Digita­ lisierung einschließt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine aus mindestens einer Deckschicht und einer anders farbigen Unterschicht aufgebaute Platte verwendet wird und der Fräserkopf durch die Steuersignale so gesteuert wird, daß die Größe der weggefrästen Bereiche der Deckschicht und damit die freigelegten Bereiche der Unterschicht durch die Helligkeitswerte der entsprechenden Bildpunkte bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte mit dunkler Unter- oder Kernschicht und heller Deckschicht bzw. umgekehrt verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fräserkopf mit einem konusartigen Fräser be­ stückt ist und die Tiefe der durch die Deckschicht gefrästen Eintiefungen und damit die Breite der freigelegten Bereiche der Unterschicht der Helligkeit der betreffenden Bildpunkte entspricht.