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Verfahren und Vorrichtung zur elektro-optischen Reproduktion von Halbtonbildern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektro-optischen Reproduktion von Halbtonbildern
nach dem Rasterprinzip, bei dem die dem punktweise erfaßten Helligkeitswert eines
Original entsprechend quantisierten und binär kodierten Belichtungswerte punktweise
auf einen Aufzeichnungsträger übertragen werden und bei dem Jedem aufgezeichneten
Rasterpunkt ein Rasterfeld bestimmter Größe zugeordnet ist. Die Erfindung befaßt
sich ferner mit einer Vorrichtung zur elektro-optischen Reproduktion von Halbtonbildern
mit einer Abtasteinrichtung zur punktweisen Abtastung der Helligkeit einer Bildvorlage,
mit einer Umsetzeinrichtung zur Kodierung der punktweise erfaßten Belichtungswerte
und mit einer Wiedergabeeinrichtung zur punktweisen Wiedergabe der kodierten Belichtungswerte.
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Bei den Verfahren zur Reproduktion von Halbtonbildern im Hochdruck
oder im Offsetdruck müssen die Druckformen bekanntlich gerastert sein. Eine Wiedergabe
der Halbtöne der Halbtonbilder durch entsprechende Dickendosierung der Druckfarbe
ist nämlich nicht möglich. Bei diesen Reproduktionen liegt insofern eine binäre
Kodierung der Belichtungswerte vor, als die Rasterpunktfelder zur Wiedergabe von
Halbtönen nur Schwarz- und Weißflächen aufweisen. Eine Quantisierung der Belichtungswerte
wird beispielsweise dadurch vorgenommen, daß die Schwarzflächenbzw. Weißfläche der
Rasterpunktfelder stufenweise geändert werden.
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Nach der DT-OS 1 772 367 ist beispielsweise ein Verfahren der eingangs
erwähnten Art bekannt, bei dem die Halbtöne eines Halbtonbilds oder irgend einer
Vorlage durch unterschiedliche Größen der Rasterpunkte wiedergegeben werden. Bei
diesem bekannten Verfahren werden die punktweise erfaßten Helligkeitswerte als Bildelemente
in quantisierter und binärkodierter Form gespeichert. Damit ein gerastertes Bild
auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden kann, sind die Bildinhalte der
Bildelemente für die einzelnen Rasterpunkte verschiedener Größe beispielsweise in
einem Ringkernspeicher zugriffbereit vorhanden. Um die hierfür notwendige Speicherkapazität
in vertretbaren Grenzen zu halten, muß die Anzahl der verschiedenen Rasterpunktgrößen
stark begrenzt werden. Mit begrenzten Rasterpunktgrößen lassen sich zwar strukturreiche
Bildpartien der Vorlage noch einwandfrei reproduzieren, jedoch reicht die Wiedergabequalität
für wenig strukturierte Teile einer Vorlage, in denen sich die Dichte der Vorlage
wenig ändert, nicht aus. Zur Vermeidung dieser Nachteile besteht der nach der DT-OS
1 772 367 bekannte Lösungsweg darin, daß zur Wiedergabe der Dichtewerte, die zwischen
je zwei den vorgegebenen Rasterpunktgrößen entsprechenden benachbarten Dichtestufen
liegen, Rasterpunkte unterschiedlicher, vorzugsweise benachbarter Größe in statistischer
Verteilung gemischt wiedergegeben werden.
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Auf diese Weise läßt sich eine feinere Abstufung bei der Reproduktion
von verschiedenen Halbtönen einer Vorlage erreichen.
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Eine Einrichtung, mit der sich diese feinere Abstufung durchführen
läßt, ist jedoch verhältnismäßig kompliziert. Beispielsweise wird in solch einer
Einrichtung der Bildsignalspannung vor dem Quantisieren eine Wechselspannung überlagert,
deren Amplitude vorzugsweise gleich der halben Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden
diskreten Spannungswerten gewählt ist und deren Frequenz disharmonisch zu der Folgefrequenz
des Taktgebers liegt. Selbst mit dieser insgesamt verhältnismäßig komplizierten
Einrichtung ist jedoch eine Änderung der Abstufung für verschiedene Halbtöne wegen
der festliegenden Rasterpunktgrößen nicht ohne weiteres möglich.
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Bei all den bekannten Verfahren und Einrichtungen zur elektrooptischen
Reproduktion von Halbtonbildern nach dem Rasterprinzip nehmen die Rasterpunkte von
der Mitte aus, beginnend mit einer Nadelspitzengröße in der Größe zu bis sie das
ganze Rasterfeld bedecken. Die Rasterpunkte liegen damit auf einer Linie und das
ganze Rasterbild erhält immer eine gewisse Linienstruktur. Diese Linienstruktur
ist an sich schon störend. Um die Linienstruktur des Druckrasters möglichst wenig
erkennbar werden zu lassen, werden bei Schwarz-Weiß-Bildern, die zur Reproduktion
verwendeten Rasternetze gegenüber der Horizontalen gedreht. Würde man jedoch alle
Farben eines Farbbilds mit der gleichen Rasterwinkelung zusammendrucken, so würde
durch geringste Divergenzen der einzelnen Linien eine Unruhe in das Bild kommen,
die als Moire bezeichnet wird. Es ist allgemein bekannt, daß man deshalb für Jede
Farbe einen Raster mit einer anderen Winkelung auflegt. Es hat sich als zweckmäßig
erwiesen, daß man die Raster für die einzelnen Farben beispielsweise um 300 gegeneinander
versetzt. Dadurch wird das Moire zwischen den Rastergittern fein genug, so daß es
nicht mehr stört.
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Bei orthogonal orientierten Maschinen, beispielsweise bei Vorrichtungen
zur elektro-optischen Reproduktion von Halbtonbildern, sogenannten elektro-optischen
Scannern und elektronischen Setzmaschinen ist es jedoch schwierig, eine derartige
Rasterdrehung zu erreichen. Für Jede Winkeldrehung eines Rasters muß nämlich die
Vorschub- und die Umfangsgeschwindigkeit der elektro-optischen Abtastvorrichtung
geändert werden, was einen beträchtlichen Mehraufwand bedeutet. Außerdem würden
kleinste Abweichungen von den Sollmaßen zu unerträglicher Moirdbildung führen.
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Nach der DT-OS 2 012 728 ist nun ein Verfahren zur elektrooptischen
Pufzeichnung von gerasterten Halbtonbildern mit Hilfe von orthogonal orientierten
Maschinen bekannt, mit der auch Rasterstrukturen, die nicht orthogonal orientiert
sind, und deshalb schräg zur Horizontalen des Gesichtsfeldes des Betrachters verlaufen,
oder auch mehrere Rasterstrukturen übereinander, die außerdem noch gegeneinander
verdreht sein können, aufgezeichnet werden können. Nach der DT-OS 2 012 728 wird
die Bildvorlage mit einem oder mehreren Rasternetzen überdeckt, deren Maschen oder
Neigungswinkel so bemessen sind, daß orthogonal orientierte Großmaschen mit kongruenter
Netz struktur, die "Parzellen" genannt sind, entstehen. Diese Parzellen bilden ein
neues übergeordnetes orthogonal orientiertes Netz.
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Jede Parzelle wird durch Teilung in kleinere orthogonal orientierte
Flächenelemente zerlegt, die zur Ermittlung der Aufzeichnungsdaten dienen. Die Größe
der Flächenelemente ist vorzugsweise gleich oder kleiner als die der Rastermaschen.
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Wenn beispielsweise bei der Reproduktion von farbigen Bildern mehrere
Rasternetze verwendet werden, so kann vorzugsweise ein Rasternetz orthogonal orientiert
sein. Die Teilung der Parzellen erfolgt dann vorteilhafterweise durch daß orthogonal
orientierte Rasternetz.
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Das nach der DT-OS 2 012 728 bekannte Verfahren zur elektrooptischen
Reproduktion von Halbtonbildern ist also verhältnismäßig umständlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
erwähnten Art vorzusehen, mit dem sich eine Moirebildung auch bei der Reproduktion
von farbigen Bildern mit mehreren Rasternetzen einfach und sicher verhindern läßt.
Dieses Verfahren soll insbesondere auch eine einfache Umfangssteuerung bei vorgegebenem
Dichteumfang ermöglichen. Gemäß der Erfindung soll ferner eine Vorrichtung zur elektro-optischen
Reproduktion von Halbtonbildern der eingangs erwähnten Art derart weitergebildet
werden, daß sie sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Verfahren
der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß Jeder Rasterpunkt innerhalb seines
Rasterfelds in eine seinem Helligkeitswert entsprechende Anzahl von Einzelpunkten
aufgesplittert wird, die einzeln oder zu mehreren in Gruppen zur Vermeidung von
Regelmäßigkeiten in dem Rasterfeld verteilt sind.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist ausgehend von der eingangs erwähnten Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß
die Umsetzeinrichtung eine einstellbare Zuordeneinrichtung aufweist, die die punktweise
abgetasteten Helligkeitswerte wahlweise einer Anzahl von Einzelpunkten, die den
Rasterpunkt zusammensetzen, zuordnet, daß die Wiedergabeeinrichtung eine der Höchstzahl
der Einzelpunkte in einem Rasterpunktfeld entsprechende Anzahl von Lichtquellen
aufweist, die wie die Einzelpunkte in einem Rasterpunktfeld angeordnet und durch
die Umsetzeinrichtung wahlweise erregbar sind, und daß sich an die Lichtquellen
eine Abbildungseinrichtung anschließt, die die Lichtquellen auf den Aufzeichnungsträger
jeweils
in ein Rasterpunktfeld abbildet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren geht also von dem Konzept des in der
Größe veränderbaren Rasterpunktes ab und benutzt das Prinzip der Aufsplitterung
der Rasterpunkte in eine, dem Helligkeitswert entsprechende Zahl von Einzelpunkten.
Auf diese Weise ist es möglich, eine Unregelmäßigkeit von Rasterpunkt zu Rasterpunkt
genau zu steuern, so daß Moiréerscheinungen auch beim Ubereinanderdrucken von mehreren
Farbrastern ohne weiteres gesteuert verhindert werden können. Durch die Aufsplitterung
des Rasterpunktes ist es möglich, Einzelpunkte an Jede beliebige Stelle des Rasterfeldes
hin zu verlagern. Hierdurch verlieren Rasterpunkte unterschiedlicher Größe ihren
Liniencharakter, so daß also bei einer Aneinanderreihung von Punkten unterschiedlicher
Größe keine strenge Linie entsteht. Vielmehr sind solche Linien unterbrochen, da
bei Jedem Tonunterschied die Einzelpunkte an andere Stellen des Rasterfeldes gesetzt
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner in einfacher Weise
eine viel feinere Umfangssteuerung als die bisher bekannten Verfahren. Welche Art
der Umfangsteuerung dabei möglich ist, ist weiter unten noch ausgeführt. Um die
Ausführungen der Umfangssteuerung zu erleichtern, seien zunächst einige vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann zweckmäßig dadurch weitergebildet
werden, daß die durch die Aufsplitterung jedes Rasterpunktes entstehenden Einzelpunkte
innerhalb ihres Rasterfeldes in einem matrixartigen Gitter angeordnet werden.
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Eine solche Aufsplitterung jedes Rasterpunktes ist insbesondere dann
vorteilhaft, wenn bei einem aus n2-Elementen bestehenden matrixartigen Gitter jedem
eine bestimmte Helligkeitsstufe darstellenden Rasterpunkt eine bestimmte Zahl von
Einzelpunkten zugeordnet wird.
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Beispielsweise ist eine Zersplitterung Jedes Rasterpunktes in 64 Einzelpunkte
zweckmäßig.
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Wenn beispielsweise 18 unterscheidbare Tonstufen mit Hilfe von 64
Einzelpunkten erzeugt werden sollen, so wird der Punkt mit der Tonstufe 1, also
der schwächste Punkt 1/64 des Rasterpunktfeldes bedecken. Dieser Einzelpunkt kann
beispielsweise ganz rechts unten in der Ecke sitzen. Die zweite Tonstufe wird beispielsweise
zwei Einzelpunkte erfordern. Diese beiden Einzelpunkte der Tonstufe 2 können beispielsweise
ganz links oben sitzen. Wenn nur diese beiden Tonstufen in dem Original ständig
wechselnd vorkommen, so wird einmal ein Punkt rechts unten und zum anderen ein doppelt
so großer Punkt links oben vorhanden sein. Schon dieses einfache Beispiel zeigt
noch einmal deutlich, in wie einfacher Weise eine strenge Linienstruktur unterbrochen
werden kann.
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FUr verschiedene Farben sitzen für entsprechende optische Dichten
die Einzelpunkte an anderen Stellen des Rasterfelds, so daß beim Zusammendruck der
verschiedenen Farben eine unregelmäßige Mischung der Punkte entsteht, was eine störende
Linien bildung verhindert.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die Einzelpunkte
auf einem Aufzeichnungsträger in einem "idealen Chaos" anzuordnen.
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Bei einer Zersplitterung Jedes Rasterpunktes in 64 Einzelpunkte kann
beispielsweise bei 18 Helligkeitsstufen eine logarithmische Staffelung vorgenommen
werden. Dabei wird dann der Helligkeitsstufe 1 ein Punkt zugeordnet, der Helligkeitsstufe
10 werden beispielsweise 13 Punkte zugeordnet und der Helligkeitsstufe 18 werden
alle 64 Punkte zugeordnet.
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Im folgenden sei nun die durch die erfindungsgemäße Aufsplitterung
jedes Rasterpunktes mögliche Umfangsteuerung anhand des Beispiels der Aufsplitterung
Jedes Rasterpunktes in 64 Einzelpunkte bei 18 Helligkeitsstufen beschrieben.
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Jeder der 18 Helligkeitsstufen ist eine bestimmte Anzahl von Einzelpunkten
zugeordnet. Die Zuordnung der Anzahl der Einzelpunkte in dem Rasterfeld zur Dichte
des punktweise erfaßten Originals läßt sich beliebig verändern. Zu diesem Zweck
kann bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Umsetzeinrichtung mit einem
Selektor vorgesehen sein, mit dessen Hilfe die Unterteilung bzw. die Zuordnung der
Zahl der Einzelpunkte zur Dichte des abgetasteten Punktes vorgenommen werden kann.
Bei dem angegebenen Beispiel sind in dem Selektor achtzehn Regler, beispielsweise
Schiebewiderstände, vorgesehen. In welcher Weise sich nun die Umfangssteuerung,
die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wird, durchführen läßt, sei
im folgenden beschrieben.
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Es sei ausgegangen von einem Farbdiapositiv (Colordia) mit einem Dichteumfang
von 3,4. Mit Hilfe der Abtasteinrichtung wird nun zunächst die hellste Stelle des
Dias gemessen.
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Für diese Stelle wird der Regler auf Null Volt geregelt, so daß das
verstärkte Fotosignal gleich Null Volt ist. Anschließend wird mit Hilfe der Abtasteinrichtung
die dunkelste Schattenstelle des Dias gemessen. Das verstärkte Foto signal wird
mit
Hilfe des Reglers so eingeregelt, daß es 34 Millivolt beträgt.
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Dabei ist die Eichung so eingestellt, daß ein Dichteunterschied von
0,01 einem Millivolt am Verstärkerausgang entspricht.
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In der weiteren Erläuterung sei nun davon ausgegangen, daß das Colordia
möglichst naturgetreu und zwar in seiner Lichterzeichnung, seiner Tiefenzeichnung,
also auch in seinen Mitteltönen wiedergegeben werden soll. Eine solche Wiedergabe
kommt in der Praxis nicht vor. Es werden alle Regler in einer Linie von 1 bis 18
linear ansteigend eingestellt. Es wird nun immer dann, wenn die Abtastvorrichtung
eine Stelle passiert, die die Dichte Null hat, die Rasterpunktstufe 1 eingeschaltet
und es wird bei der Wiedergabe eines solchen Punktes ein Einzelpunkt gesetzt, der
die Größe von 1/64 des gesamten Rasterpunktes hat.
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Wenn die Abtastvorrichtung eine Helligkeitsstufe der Dichte 0,7 passiert,
dann wird auch die Stufe 7 eingeschaltet, d.h. es werden 7n Einzelpunkte gesetzt.
Die Teilung ist zwischen den Stufen 1 und 8 nicht ganz logarithmisch, da hierfür
eine feinere Teilung erforderlich wäre. Den logarithmischen Charakter erkennt man
erst bei den höheren Stufen. Wenn die Abtastvorrichtung an eine Stelle im Dia kommt,
deren Dichte 3,4 beträgt, dann spricht die Stufe 18 an und es werden alle 64 Einzelpunkte
gesetzt, so daß eine volle Deckung des Rasterfelds vorliegt.
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Wie schon oben erwähnt, wird eine solche Kalibrierung in der Praxis
nicht vorgenommen. Vielmehr ist man in der Praxis beruht, mehr Kraft in die Lichter
zu legen, d.h. die hellen Stellen zwischen einer Dichte Null und einer Dichte 0,8
etwas mehr zu spreizen, damit das reproduzierte Bild mehr Leuchtkraft erhält. Natürlich
geht dies auf Kosten der Tiefen. Der Selektor wird dann mit Hilfe eines Bauteils
kalibriert, das 34 Stufen hat, wobei die Steigung der Dichte 0,01 beträgt.
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Die Kalibrierung erfolgt jetzt so, daß bei der Dichte Null die Wiedergabestufe
1 anspricht, während bei der Dichte 0,8 nicht die Stufe 8 anspricht, sondern bereits
die Stufe 10 oder 11. Damit ist die Lichterpartie gedehnt. Es wird die Kurve, die
die Abhängigkeit der Zahl der Einzelpunkte von der Dichte angibt, die sogenannter
-Kurve steiler. Erst bei größeren Dichten wird der Verlauf der t -Kurve flacher
Erst um schließlich bei den Tiefen waagrecht zu verlaufen oder ganz abzubrechen.
Die Zahl der Punkte beträgt bereits dann 64, wenn die Dichte des Dias 3,1 ist. In
den Bereichen des Dias mit einer 3,1 - 3,4 findet bei der Wiedergabe keine Veränderung
der Helligkeit mehr statt, d.h. es ist keine Tiefenzeichnung mehr vorhanden. Der
beschriebene Eichvorgang ist zur Erzielung guter Reproduktionen unbedingt erforderlich
und läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wegen der Aufsplitterung jedes
der Rasterpunkte in einfacher Weise durchführen. Außerdem ist schon anhand der Stellung
der Regler am Selektor der Umsetzeinrichtung unmittelbar zu erkennen, welchen Verlauf
die jeweiligefi-Kurve aufweist.
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Für die verschiedenen Farben wird der Verlauf der t -Kurven verschieden
eingestellt, um eine optimale Reproduktion der Farben zu erreichen. Der zu reproduzierende
Umfang läßt sich wesentlich einfacher steuern als bei den bisher bekannten Reproduktionsverfahren.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung selbst ist deshalb vorteilhaft, weil
sie einen einfachen Aufbau vorsieht, mit dem die aufgesplitterten Rasterpunkte hergestellt
werden können. Die Seitenlänge der Rasterpunkte ist abhängig von der Rasterfeinheit,
die üblicherweise in Linien pro cm angegeben wird. Bei einer Rasterfeinheit von
z.B. 50 Linien/cm weisen die Rasterpunkte eine Seitenlänge von 0,1 mm auf. Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun ein Weg aufgezeigt, mit dem sich Rasterpunkte
derartiger Abmessung mit konventionellen Lichtquellen
und optischen
Einrichtungen erzielen lassen.
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Ein einfacher Aufbau ist dann möglich, wenn flinke Lichtquellen, wie
z.B. GaAs-Dioden verwendet werden.
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Wenn die Rasterpunkte matrixartig aufgebaut sind, dann werden vorzugsweise
die matrixartig angeordneten Lichtquellen durch eine matrixartige Flüssigkristall-Zelle
gebildet, hinter der sich eine Leuchte befindet, und deren einzelne Teilfelder zur
Veränderung ihrer Durchlässigkeit zwischen zwei Extremwerten wahlweise elektronisch
ansteuerbar sind.
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Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber
beschrieben.
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Dabei zeigen: Fig. Ia einen Raster mit matrixartig angeordneten Rasterfeldern,
in denen sich jeweils ein Rasterpunkt der herkömmlichen Art befindet, Fig. Ib einen
Raster mit matrixartig angeordneten Rasterfeldern, in denen sich jeweils den Rasterpunkt
aufbauende, matrixartig angeordnete Einzelpunkte befinden, Fig 2 eine zur Kodierung
der punktweise erfaßten Helligkeitswerte verwendbare Umsetzeinrichtung, Fig. 3 eine
Anordnung von Lichtleitern und optischen Bauelementen zur Überführung des Ausgangssignals
der Umsetzeinrichtung in ein Rasterfeld nach einer Ausführungsform der Erfindung
und
Fig. 4 eine andere Anordnung zur Erzeugung eines Rasterfelds
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Der in Fig. 1a dargestellte Raster 100 zeigt matrixartig angeordnete
Rasterfelder 101, in denen sich Jeweils ein Rasterpunkt 102 bekannter Art befindet.
Die Rasterpunkte 102 weisen entsprechend dem Helligkeitswert eines abgetasteten
Original verschiedene Größen auf. Sie sind gegenüber der Mitte des jeweiligen Rasterfeldes
zentrisch angeordnet. Ihre Größe ändert sich von einem Nadelapitzenpunkt bis zur
vollständigen Bedeckung des Rasterfelds. Der in Fig. 1b dargestellte Raster 103
weist ebenfalls matrixartig angeordnete Rasterfelder 104 auf.
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Die matrixartig angeordneten Rasterfelder 104 sind im Unterschied
zu den Rasterfeldern 101 selbst wiederum matrixartig aufgeteilt, wobei sich in dieser
Matrix die zum Aufbau der Rasterpunkte erforderlichen Einzelpunkte 105 befinden.
Das Rasterfeld 106 des Rasters 103 enthält einen Einzelpunkt 105 links oben in der
Ecke. Ein derartiges Rasterfeld mit einem Einzelpunkt kann beispielsweise den größten
Helligkeitswert des Originals wiedergeben. Das Rasterfeld 107 weist drei Einzelpunkte
305 auf, von denen sich einer links oben in der Ecke und zwei weiter unten in der
Mitte der matrixartigen Aufteilung befinden. Durch ein solches Rasterfeld mit drei
Einzelpunkten wird ein geringerer Helligkeitswert des Originals wiedergegeben. Wie
man aus Fig. ?b erkennt, läßt sich die Anordnung der Einzelpunkte für verschiedene
Helligkeitswerte ohne weiteres so wählen, daß in dem fertigen Raster eine Linienstruktur
nicht erkennbar ist.
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Zur Wiedergabe der einzelnen Rasterfelder wird das Original, beispielsweise
eine Bildvorlage, vorzugsweise durch automatische schrittweise Verschiebung in X-
und Y-Richtung punktweise abgetastet.
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Eine Vorrichtung zur elektro-optischen Reproduktion von Halbtonbildern
weist z.B. insbesondere folgende bewegbare Teile auf. Eine bewegbare Bühne zur Aufnahme
des abzutastenden Originals, über der sich die Abtasteinrichtung befindet, und ferner
einen bewegbaren Wiedergabekopf, der, wenn er aus einem Bildleiter und einem kleinen
Objektiv besteht, sehr leicht ist. Die bewegbare Bühne zur Aufnahme des abzutastenden
Originals und der bewegbare Wiedergabekopf sind mit Hilfe eines Hebels miteinander
verbunden, dessen Länge beliebig einstellbar ist, so daß eine stufenlose Einstellbarkeit
der Größenverhältnisse von 12:1 bis zu 0,5:1 möglich ist. Der Antrieb der Hubbühne
und des Wiedergabekopfes erfolgt vorzugsweise pneumatisch.
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Nach Abtastung einer Zeile wird die Bühne schrittweise zur Abtastung
einer neuen Zeile verschoben; der Wiedergabekopf führt eine entsprechende Bewegung
aus, da auch für diese Bewegung ein Hebel zur Kopplung mit der Bühne vorgesehen
ist, dessen Länge gleichzeitig mit der Länge des ersteren Hebels verstellt wird.
Mit der Veränderung der Hebellängen wird am Abtastkopf eine Viereckblende verändert,
die das Abtastlicht auf die dem Abbildungsmaßstab zugehörige Punktgröße abblendet.
Die Abtastgeschwindigkeit soll vorzugsweise mit 2000 Hz erfolgen. Bei einer solchen
Abtastgeschwindigkeit ergibt sich bei einem Raster von 50 Linien und einer Rasterfeldgröße
von 0,1 mm eine Schreibgeschwindigkeit von 1 cm2/Sekunde. Die Rasterlinienzahl kann
beliebig eingestellt werden.
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Die Zahl der Linien wird durch einen Impulsformer bestimmt.
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In Fig. 2 ist eine zur Kodierung der punktweise erfaßten Helligkeitswerte
verwendbare Umsetzeinrichtung dargestellt. Der Ausgang der Abtasteinrichtung, beispielsweise
eines Fotoempfängers, ist mit einem Vorverstärker 201 verbunden.
Bei
der Reproduktion von Farbbildern können entsprechend der Anzahl der Farbkomponenten
mehrere Fotoempfänger als Abtasteinrichtung vorgesehen- sein, die jeweils mit Vorverstärkern
verbunden sind. Der oder die Vorverstärker 201 sind so ausgebildet, daß sie einen
Niveauregler und einen Umfangsregler aufweisen. Bei der beschriebenen Ausführungsform
ist nur ein Vorverstärker 201 zur einfacheren Darstellung vorgesehen. Der Ausgang
des Vorverstärkers 201 ist mit dem Eingang eines Selektors 202-verbunden. Der Selektor
weist bei der dargestellten Ausführungsform 18 wählbare Stufen auf. Jede der Stufen
spricht auf ein anderes Eingangssignal an, wobei jede Stufe auf Jedes Eingangssignal
ansprechen kann, je nach Stellung der Regelwiderstände 208. Die den Stufen entsprechenden
Ausgänge des Selektors sind mit den einen Eingängen einer Matrix 204 verbunden.
Die anderen Eingänge der Matrix 204 sind über einen Schalter 205 mit einem Impulsformer
206 verbunden, der an einen Impulsgeber 207 angeschlossen ist. Durch die Frequenz
des Impulsformers 206 wird die Zahl der Rasterlinien im Rasterfeld bestimmt01 Der
Pulsformer gibt beispielsweise Impulse einer Dauer von 40 ms ab. In der Matrix 205
sind die Ausgänge des Selektors 202 für eine binäre Kodierung mit den dem Ausgang
des Schalters 205 verbundenen Leitungen zusammengeschaltet.
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In dem Vorverstärker werden die von dem Fotoempfänger abgegebenen
Abtastsignale durch den Niveauregler in ihrem Helligkeitsniveau und durch den Umfangsregler
in ihrem Helligkeitsumfang derart eingestellt, daß für die hellste Stelle des Originals
eine Spannung von Null Volt und für die dunkelste Stelle des Originals eine Spannung
von 34 Millivolt am Ausgang des Vorverstärkers entsteht. Die am Ausgang des Vorverstärkers
anliegende Spannung wird dem Selektor 202 zugeführt. Dabei spricht die Stufe von
beispielsweise 18 wählbaren
Stufen des Selektors an, die der anliegenden
Spannung zugeordnet ist. Der jeder Stufe zugeordnete Spannungsbereich kann bei dem
angeführten Ausführungsbeispiel zwischen Null und 34 Millivolt dadurch eingestellt
werden, daß der zur Stufe gehörige Regelwiderstand 208 entsprechend eingestellt
wird.
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Durch die Anordnung der den Stufen zugeordneten Widerstände nebeneinander
ist es möglich, dieY-Kurve, also die Zahl der durch die Vorrichtung zur elektro-optischen
Reproduktion abgegebenen Punkte pro Rasterfeld in der Abhängigkeit von der Dichte
oder dem Helligkeitswert des Originals, sichtbar darzustellen.
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Wenn für die verstellbaren Widerstände Schiebewiderstände verwendet
werden, dann ergibt sich aus der Stellung ihrer Abgriffe unmittelbar die vorliegendet
-£urve. Der Selektor ist ohne weiteres für Rasterpositive und Rasternegative einstellbar,
da bei Ubergang von einem Rasterpositiv zu einem Rasternegativ lediglich die Stellung
der Abgriffe der Schiebewiderstände verändert werden muß. Wenn ein Negativ erwünscht
ist, so ist der am weitesten links liegende Widerstand so einzustellen, daß er auf
34 Millivolt anspricht, d.h., daß er dann anspricht, wenn das Original die größte
Schwärzung aufweist.
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Der Selektor bringt also für diese Schwärzung die Widergabestufe 1,
bei der der Rasterpunkt am wenigsten -Einzelpunkte aufweist. Der am weitesten rechts
stehende Widerstand wird so eingestellt, daß er auf einen minimalen Spannungswert,
beispielsweise auf 2 Millivolt anspricht, so daß dort, wo die Abtastvorrichtung
sehr helles Licht wahrnimmt, der Selektor einen Rasterpunkt auswählt, der die größte
Zahl von Einzelpunkten aufweist. Wenn die Abgriffe der Schiebewiderstände
beispielsweise
so angeordnet werden, daß sie auf einer ansteigenden Geraden liegen, so wird jeder
Widerstand eine um 2 Millivolt höhere Spannung auswählen, als sein links daneben
liegender Nachbarwiderstand und es wird eine streng lineare -Kurve für die Schwärzung
vorliegen.
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Die von dem Selektor 202 ausgewählten Ausgangssignale werden der Matrix
204 zugeführt, die jedem Signal eine binärkodierte Anzahl von Lichtquellen zuordnet.
Ein Rasterpunkt kann, wie bereits erwähnt, aus 1 bis 64 Einzelpunkten bestehen.
Durch Anderung der Kodierung der Matrix 204 läßt sich die binäre Kodierung ohne
weiteres ändern. Für verschiedene Farben wird jeweils eine unterschiedliche Binärkodierung
vorgesehen sein, um nicht unerwünschte Moireerscheinungen zu erhalten.
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Der Selektor 202 und die Matrix 204 ermöglichen eine Aufsplitterung
des Rasterpunktes ohne großen Aufwand. Ferner kann mit diesen Einrichtungen der
Umfang der zu reproduzierenden Bildvorlagen in einfacher Weise wesentlich beeinflußt
werden.
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Um das großflächigere Rasterfeld, wie es durch die Matrix nach Fig.
2 entsteht, auf die Größe eines üblichen Rasterfeldes zu verkleinern, können gemäß
Fig. 3 Lichtleiter sowie optische Bauelemente vorgesehen sein. In Fig. 3 ist ein
matrixartig angeordnetes Lampenfeld 301 dargestellt. Die Lampen dieses Lampenfeldes
sind beispielsweise Gallium-Arsenid-Dioden 302. Gegenüber Jeder der Dioden 302 ist
das Ende eines Lichtleiters 303 angeordnet. Die Lichtleiter sind zu einem Lichtleiterbündel
zusammengefaßt und werden zu einem Bündel mit einem Querschnitt 304 zusammengeführt.
Der Querschnitt 304 hat gewöhnlich noch nicht die für ein Rasterfeld erforderliche
Größe.:Gegenüber den Enden der zu dem Querschnitt 304 zusammengefaßten Lichtleiter
ist eine optische Einrichtung angeordnet, die aus den beiden abbildenden Systemen
305 und 308 sowie dem
flexiblen Bildleiter 307 besteht, und die
das verkleinerte Bild des Querschnitts 304 auf den Aufzeichnungsträger 306 proJiziert.
Das lose Ende des Bildleiters und das abbildende System 308 bilden den Schreibkopf
der Wiedergabeeinrichtung.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß für die matrixförmig angeordnete
Lampen auch Flüssigkristalle verwendet werden können.
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Bei Betrieb werden durch die Ausgangssignale des Umsetzers ausgewählte
Dioden 302 des Lampenfelds 301 angesteuert. Die Ansteuerungszeit beträgt beispielsweise
für solche Gallium-Arsenid-Dioden 302 4 Millisekunden. Das von den Gallium-Arsenid-Dioden
abgegebene Licht wird über das Bündel der Lichtleiter 303 zu einem geringen Querschnitt
zusammengeführt, so daß die Abstände zwischen den einzelnen Lichtquellen, die durch
die Gallium-Arsenid-Dioden gegeben sind, vermindert werden. Um einen Rasterpunkt
geeigneter Größe zu erhalten, wird das von dem Bündel der Lichtleiter im Querschnitt
304 abgegebene Licht durch das optische System 305, 307, 308 geführt und dann bei
entsprechender optischer Verkleinerung auf einen Aufzeichnungsträger 306 abgebildet.
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Es ist auch eine Ausführungsform des Schreibkopfes möglich, bei dem
eine Verkleinerung des matrixförmig angeordneten Lampenfeldes auf die Rasterfeldgröße,
rein mit optischen Mitteln, ohne Zwischenschaltung eines querschnittsverändernden
Lichtleiters, erfolgt.
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Für eine solche Anordnung ist Jedoch nicht ein Lampenfeldmit Gallium-Arsenid-Dioden
nicht zweckmäßig, sondern ein matrixförmiges Lampenfeld, wie es in Fig. 4 dargestellt
ist.
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Bei der Anordnung nach Fig. 4 werden matrixförmige Flüssigkristallzellen
401 verwendet. Die Felder dieser Zellen 401 werden durch die Umsetzeinrichtung angesteuert.
Die Zellen
401 befinden sich zwischen zwei gekreuzten Polarisatoren
402 und 403. Hinter dem Polarisator 402 befindet sich eine Lichtquelle 404 beliebiger
Ausführungsform. Diese Lichtquelle gibt ständig Licht ab. Die Flüssigkristallzellen
401 ermöglichen nur dann einen Lichtdurchtritt, wenn sie von zwei Seiten her angesteuert
werden. Die anderen Flüssigkristallzellen bleiben undurchlässig. Die Anordnung der
Flüssigkristallzellen wird verkleinert auf den zu belichtenden Film abgebildet.
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Es sei noch erwähnt, daß die Vorrichtung, insbesondere auch für den
Tiefdruck geeignet ist, da die Form des Rasterpunktes beliebig wählbar ist. Damit
läßt sich der-halbautotypische Tiefdruck verwirklichen, der auf konventionellem
Weg nur mit erheblichem Aufwand durchführbar ist.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist so gestaltet, daß bis zu 4
Rasteraggregate zusammengefügt werden können, so daß bis zu 4 gerasterte Auszüge
gleichzeitig hergestellt werden können.
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Dies ist gegenüber bekannten Vorrichtungen zur Reproduktion ein erheblicher
Vorteil, da dort immer nur ein Auszug hergestellt werden kann. Damit läßt sich selbst
bei geringerer Abtastgeschwindigkeit die Zeit zur Herstellung eines kompletten Rasterauszuges
wesentlich verringern. Der komplette Auszugsatz wird dabei vollständig fertiggerastert
abgegeben, was bei den bisher bekannten Geräten nur mit erheblichem technischen
Aufwand möglich war und auch immer nur für eine Farbe. Um einen kompletten Auszugsatz
im Format 24 x 30 herzustellen, werden etwa 12 Minuten benötigt. Da die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit einer oszillierenden, beliebig begrenzbaren Bewegung arbeitet, ist
es nicht erforderlich, gleichwertige Dias jeweils zusammenzustellen oder Dublikate
anzufertigen.
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Jedes Dias kann einzeln abgetastet werden. Das Rasterbild kann ohne
weiteres in verschiedenen Formaten wiedergegeben werden. Die einfache Einstellbarkeit
des Formates ermöglicht auch ohne Schwierigkeiten eine Zusammensetzung von Feldern
oder eine Einbelichtung. Es können auch Freistellmasken automatisch einbelichtet
werden.
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Der auf dem Original abzutastende Wert wird über ein Lichtleitbündel
und eine Mikrooptik von oben beleuchtet. Die Punktgröße wird in Abhängigkeit von
Abbildungsmaßstab festgesetzt.
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Der Schreibkopf der Vorrichtung wird horizontal über den Aufzeichnungsträger
bewegt. FUr jede Abtastzeile wird der Filmträger schrittweise bewegt. Die Hublänge
ist vorzugsweise einstellbar, damit Originale verschiedener Abmessungen abgetastet
werden können.