DE2446427A1

DE2446427A1 - Belichtungsabtaster fuer die bildreproduktion

Info

Publication number: DE2446427A1
Application number: DE19742446427
Authority: DE
Inventors: Peter Charles Pugsley
Original assignee: Crosfield Electronics Ltd
Current assignee: Crosfield Electronics Ltd
Priority date: 1973-10-02
Filing date: 1974-09-28
Publication date: 1975-04-10
Also published as: GB1482522A

Description

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br. ing. H. NEGENDANK · uipl.-ing. H. HATJCK · jjipl.-phys. W. SCHMITZ DIPX.-ING. E. GRAAI.FS · dipping. W. hambtirg-münchen

ZUSTEI/LUNGSANSCHRIFT; HAMBURG 86 - NEUER WAlL TEL·. SO 74 28 XTND 80 41IB TELEGH. NXGEBAFATENT HAMBUHG

Crosf ield Electroäies Ltd. _MÜNCHen ie · mozartstr. sa '

766 Holloway Road

-τ- τ TiT-I rv ·2 τη tU^inVii TEL·. 0 88OU 80

London. U19 3JG-. England

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Hamburg. 26. Sept. 1974

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BeliohtungsabtaBter für die Bildreproduktion

Ein bekanntes Verfahren für die Bildreproduktion besteht im punktweisen Abtasten des Originals mittels einer fotoelektrischen Vorrichtung, um ein elektrisches Signal abzuleiten, das die Dichte der nacheinander abgetasteten Punkte repräsentiert. Bei einem Farbabtaster wird der Farbgehalt eines Farboriginals punktweise durch fotoelektrische Vorrichtungen und Farbfilter analysiert, um elektrische Signale für die Farbkomponenten vorzusehen, die bei der Herstellung von Farbauszügen verwendet werden können. Im allgemeinen wird das Abtasten bewirkt, indem das Original um eine Trommel herumgewunden wird und indem man die Trommel an einem Abtastkopf vorbeirotieren läßt, wobei man die Trommel oder den Abtastkopf eine langsame Längsbewegung ausführen läßt, so daß die Ab tastbahn auf der Oberfläche des Zylinders schraubenförmig wird.

In einem Abtaster-Belichtungssystem wird das vom Eingangsabtaster abgeleitete Signal an einen Belichtungsabtaster weiter geleitet, der so angeordnet ist, daß er eine licht empfind-:

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liehe Oberfläche, die wiederum um eine Trommel herumgewunden ist, abtasten kann. Normalerweise findet bei dem Beliclrtungskopf eine Trichtorlampe oder eine Lichtquelle mit einem Modulator Anwendung.

Es ist möglich, derartige Abtaster für die Herstellung eines Halbtoneffektes unter der Steuerung von elektrischen Signalen, die das Halbtonraster repräsentieren, zu verwenden. Somit kann jede Abtastzeile auf dem Ausgangszylinder in der Tat mittels Licht einer Anzahl von Lichtquellen, die so angeordnet sind, daß das von'ihnen abgegebene Licht auf benachbarte Bereiche auf der Ausgangsfläche fällt, wobei diese Bereiche eine Reihe quer über die Abtastzeile bilden, abgetastet werden. Danach wird durch die Erzeugung eines rasterrepräsentierenden Signales für jede Lichtquelle, wobei die rasterrepräsen- · tierenden Signale zusammen die Variation in der Dichte eines Rasters über die Breite einer Abtastzeile repräsentieren, das Kombinieren eines jeden rasterrepräsentierenden Signales mit einem gemeinsamen Signal, das das zu reproduzierende Bildelement repräsentiert, und durch das Ein- oder Ausschalten einer jeden Lichtquelle als Ergebnis dieser Kombination ein Halbtonbild auf der lichtempfindlichen Oberfläche belichtet.

Eine derartige Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß das resultierende gerasterte Positiv oder Negativ eine Struktur besitzt, die sich selbst nicht für Punktätzung, d.h. die nach-

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folgende Reduzierung von Tönungsgraden, entweder örtlich "begrenzt oder allgemein, durch einen chemischen Prozeß, der die Menge des in den Punktbildern abgeschiedenen Silbers reduziert, eignet. Dieser Nachteil entsteht dadurch, dajSdie Belichtung über den Bereich eines Punktes, der durch ein solches System erzeugt wird, nahezu einheitlich ist, und daßes nicht möglich ist, eine signifikante Reduzierung des Bereiches des Punktes über chemische Mittel zu erreichen, da es keine Möglichkeit gibt, die Ränder und nicht die Mitte anzugreifen. Das st#ht im Gegensatz zu einem Punkttyp, der durch ein normales Kontaktraster erzeugt wird, das in der Mitte mehr belichtet wird als an den Rändern und das in der Lage ist, geätzt zu werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Belichtungsabtaster, der eine Unterlage für ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium umfaßt, einen Belichtungskopf sowie Mittel zur Durchführung von zeilen- und Rahmenraster-Abtastbewegungen zwischen dem Belichtungskopf und dem Aufzeichnungsmedium. Gemäß der Erfindung umfaßt der Belichtungskopf eine lichtquelle, die so angeordnet ist, daß Lichtstrahlen einer variablen Intensität auf nebeneinander angeordnete Bereiche des Aufzeichnungsmediums fallen, so daß ein Lichtstreifen gebildet wird, der sich über einer abgetasteten Zeile des Aufzeichnungsmediums erstreckt, wobei der Abtaster einen Rastersignalerzeuger zur Erzeugung eines rasterrepräsentierenden Signals

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für die Regulierung eines jeden Lichtstrahles einschließt und wobei die Werte der rasterrepräsentierenden Signale für die Lichtstrahlen den dichtstreifen bilden, der die Variationen der Rasterdichte über eine Abtastzeile repräsentiert, und wobei der Abtaster des weiteren für jeden Lichtstrahl eine Modulationskontrollschaltung einschließt, die ein bildrepräsentierendes Signal (das für alle Lichtstrahlen gemeinsam ist) und das jeweilige rasterrepräsentierende Signal empfängt, um ein Signal mit einer Amplitude zu erzeugen, die aus zwei oder mehreren Amplituden entsprechend den V/erten der bildrepräsentierenden und rasterrepräsentierenden Signale ausgewählt ist, und wobei die Modulationssteuerschaltung die Intensität der jeweiligen Lichtstrahlen auf dem Aufzeichnungsmedium gemäß den ausgewählten Signalamplituden steuert.

Es ist auf diese Weise geregelt, daß für jeden Lichtstrahl zwei oder mehr Intensitätsniveaus zur Verfügung stehen, wobei das untere Niveau gerade ausreicht, ein brauchbares schwarzes Bild auf dem Film zu erzeugen und das obere Niveau so ausgewählt ist, daß es ein im wesentlichen dichteres Bild erzeugt. Auf diese Weise sind die Punkte auf einem ersten Bild mit einer ersten Punktdichte von den Punkten eines zweiten Bildes, welche kleiner sind und eine höhere Dichte haben, überlagert.

Vorzugsweise umfaßt die Steuerschaltung für jeden Lichtstrahl eine erste Betriebsschaltung, die Mittel zum Vergleichen des Wertes des gemeinsamen bildrepräsentierenden Signales mit

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dem Wert des rasterrepräsentierenden Signales einschließt und die jeweilige Lichtstrahlintensität am Aufzeichnungsmedium auf einem vorgegebenen ersten Niveau oder einem Nullniveau je nach dem Ergebnis dieses Vergleiches halten kann, sowie eine zweite Betriebsschaltung, die eine nicht-lineare Schaltung einschließt, die 'so angeschlossen ist, daß sie das gemeinsame bildrepräsentierende Signal empfängt, und Mittel zum Vergleichen des Ausgangswertes der nicht-linearen Schaltung mit dem Wert des rasterrepräsentierenden Signales, wobei die zweite Betriebsschaltung je nach dem Ergebnis des Vergleiches die Lichtstrahlintensität am Aufzeichnungsmedium auf ein zweites und höheres Niveau ansteigen oder auf dem vorgebenen ersten Niveau verbleiben läßt.

Auf diese Weise wird eine "Gradationskurve¹¹ in die Oharakteristik der zweiten Betriebsschaltung eingeführt, die diejenige Betriebsschaltung ist, die für das zweite Bild mit Punkten höherer Dichte verantwortlich ist, wie Vorstehend beschrieben.

Durch ein derartiges Belichtungssystem wird der Bereich, indem Tonwerte durch Punktätzung reduziert werden können, stark vergrößert. Durch geeignetes Auswählen der Gradationskurve für das zweite Bild kann der zur Verfügung stehende Grad an Punktätzung in den Glanzflächen-, Schattenbereichen und mittleren Tönungen.individuell reguliert werden.

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Wenn es gewünscht wird, können mehr als zwei Betriebsschaltungen verwendet werden, um mehr als zwei ^llein^ll-3tufen für die lichtintensität der Lichtquellen zu erzeugen.

Als Lichtquellen können solche verwendet werden, die in herkömmlichen Abtastern Anwendung finden, beispielsweise
Hehterlampen, oder es können lichtj mutierende Dioden, "beispielsweise vom Galliumarsenid oder Galliumphosphid-Iyp,
Anwendung finden.

Zum "besseren Verätändnis der Erfindung wird nachfolgend eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen

fig. 1 scbematisch eine Ausführungsform der er'findungsgemässen Vorrichtung zeigt, die mehrere Lichtquellen einschließt;

Fig. 2 ein Schaltplan einer Vorrichtung zur Intensitätsregelung der Lichtquellen ist;

Pig. 3 Diagramme zeigt, welche Lichtintensitätskurven verdeutlichen; und

Flg. 4 ein Schaltungs-Wirkdiagramm zeigt.

Wie in Pig. 1 gezeigt ist, wird ein lichtempfindliches Blatt 4,

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das auf einem Zylinder 5 montiert ist, mittels, eines Belichtungskopfes 6 auf einer Führungsspindel 7 abgetastet. Die Abtastrelativbewegung wird erreicht, indem man den Zylinder um die Achse 3 und die Führungsspindel rotieren läßt, so daß sich der Belichtungskopf 6 auf ihr in einer Richtung parallel zur Zylinderachse bewegt. Die Rotation der Führungsspindel 7 ist im Vergleich zur Zylinderrotation langsam, so daß eine Reihe von in axialem Abstand angeordneten Umfangslinien auf dem lichtempfindlichen Blatt, daß um den Zylinder 5 herumgewunden ist, abgetastet wird. Der Belichtungsfcopf 6 umfaßt eine Reihe von nebeneinanderangeordneten lichi» mittierenden Dioden 8. Die Gesamtbreite des Lichtstreifens, der auf die lichtempfindliche Oberfläche 4 projeziert wird, gleicht der Breite der geforderten Abtastzeile. Daher ist bei dem gezeigten Beispiel die Abtastzeile in Querrichtung in 7 nebeneinander befindliche Elemente aufgeteilt. Um den Lichtausgang der Dioden zu regulieren, werden Signale aus einem Eingangsabtaster 9, der von einer herkömmlichen Bauart sein kann, über eine erste Bahn 11 an eine erste Reihe von Eomperatoren innerhalb der Komperatoreinheit 10 und über eine zweite Bahn 12, die eine nicht-lineare Gradationsschaltung 13 einschließt, an eine zweite Komperatorenreihe in der Einheit 10 weitergegeben. Die Signale, die die Verstärker vom Eingangsabtaster über die beiden Bahnen erhalten, sind für alle Verstärker gemeinsam. Zusätzlich dazu empfängt jeder der Komperatoren in der Einheit 10 ein rasterrepräsentierendes Signal von einem Schirmrastergenerator 14» wobei die rasterrepräsentierenden Signale für die jeweiligen j

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Lichtquellen Werte aufweisen, die zusammen das Dichtigkeitsprofil eines Rasters über die Breite einer Abtastzeile kennzeichnen«

In Fig. 2 sind Betriebsschaltungen für die Erzeugung von zwei Illuminationsstufen von jeder der lichtemittierenden Dioden 8 gezeigt. Für jede lichtemittierende Diode gibt es zwei Komparatorschaltungen 21 und 22. Der erste Komparator 21 vergleicht ein bildrepräsentierendes Signal an der Leitung 11 mit dem Signal, das durch den Schirmrastergenerator lk erzeugt worden ist. Wenn sich der Komparatorausgang auf der ^wan"-Stufe befindet, schaltet er einen Transistor 23 ein, um durch die lichtemittierende Diode einen Strom zu leiten, der durch einen variablen Widerstand 2k voreingestellt ist. Der zweite Komparator 22 empfängt das bildrepräsentierende Signal, nachdem dieses die Gradationsschaltung 13» deren nichtlineare Charakteristik in Fig. k gezeigt ist, passiert hat und vergleicht danach das modifizierte Bildsignal am Ausgang dieser Schaltung 13 mit dem gleichen rasterrepräsentierenden Signal von dem Rastergenerator lh. Der zweite Komparator schaltet, wenn sich sein Ausgang auf der ⁿanⁿ-Stufe befindet, einen Transistor 25 ein, um durch die gleiche Diode 8 einen Strom zu leiten, der durch einen variablen Widerstand 26 voreingestellt ist. Die anfänglichen Einstellungen bestehen im Einstellen des variablen Widerstandes 2k für die niedrigere Beiichtungsstufe und danach im Einstellen des variablen Wi- * derstandes 26 für die maximale Belichtungsstufe. Wenn man

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die Einstellungen in dieser Reihenfolge vornimmt, treten keine Störungen auf.

Emitter folger-Transistor 27, der von einem Spannungsteiler ζλ-zischen der positiven Stromschiene und der Erde gesteuert wird, sieht ein Referenzpotential an der Leitung 28 vor, die an die Emitter der Transistoren 23 und 25 über die Dioden 29 und 50 angeschlossen ist.

-Venn gewünscht, kann anstelle der gezeigten Transistor-Dioden-Schaltung eine "long-tail-Transistor-Paar-Schaltung" Anwendung finden, d.h., eine Schaltung, "bei der die Emitter über einen gemeinsamen Emitterwiderstand verbunden sind.

Im Diagramm (a) der Pig. 3 ist ein typisches Dichtigkeitsprofil für ein herkömmliches Kontaktraster gezeigt.

Pig. 3.b zeigt das Profil, das erhalten wird, wenn alle Lichtquellen einer Reihe auf das gleiche Niveau illuminiert werden. Man kann erkennen, daß das Illuminationsprofil von Pig. 3"b einen "harten" Punkt erzeugt, während das herkömmliche Kontaktraster nach Pig. 3a zu einem "weichen" Punkt füurt. Der "weiche" Punkt der Pig. 3a ermöglicht die Regulierung der Punktätzung. In Pig. 3c sind durch die gestrichelten Linien 31 und 32 Lichtstufen gekennzeichnet, die durch die Einstellung der variablen Widerstände 24 und 26 gebildet werden. Die Beziehung zwischen dem Signalniveau an der Lei-

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tung 11 und den rasterrepräsentiereiden Niveaus ist derart, daß alle lichtemittlereiidenDioden mindestens auf ihre erste und niedrigere'Stufe illuminiert werden. Die Beziehung zwischen dem Signalniveau von der Gradations schaItung und den Amplituden des rasterrepräsentierenden Signales ist derart, daß die mittleren fünf Dioden auf ihre höhere Stufe illuminiert werden. Man kann'erkennen, daß das resultierende

Illuminationsprofil eine η betrachtlichen Grad an Punktkann ätzung ermöglicht. Darüber hinaus/, wenn es gewünscht wird, der Grad der Ätzregulierung durch die Verwendung von mehr als zwei Stufen, d.h. durch' Verwendung einer dritten Bildsignalbahn, die ejne zweite nicht-lineare Gradationsschaltung mit einer von der Schaltung 13 verschiedenen Charakteristik aufweist, und eines dritten !Comparators und Transistors für jede Iich1«»itti*r*nde Diode erhöht werden. Wie oben angedeutet wurde, kann anstelle der Modulation des Stromflusses durch die getrennten Lichtquellen eine jede Lichtquelle einen individuellen'Modulator besitzen, der durch die Modulationssteuerschaltung gesteuert wird. Darüber hinaus kann anstelle der gezeigten getrennten Lichtquellen eine einzige Lichtquelle Anwendung finden, wobei das Licht dieser Quelle zwischen einer Modulatorenreihe aufgeteilt werden kann, deren Modulatoren durch die sieben Signale der Modulationssteuerschaltung individuell gesteuert werden.

In Jig. 4 ist eine typische Eingangs-Ausgangs-Kennlinie für die GradationsschaItung 13 gezeigt. Die gestrichelte Linie 33 ist als Bezugslinie gedacht und verkörpert die lineare 1:1-Kennlinie der Signalleitung 11, die keine Gradationsschaltung aufweist. Die Kurve 34 zeigt an, daß, ob-509815/1161 " ¹¹~

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gleich alle Signale in. der Gradationsschaltung reduziert werden, die Eingangssignale einer Amplitude nahe der Weiß-Stufe weniger reduziert werden als diejenigen nahe der Schwarz-Stufe. Dadurch soll .erreicht werden, daß der Grad der Punktätzung nahe der Weiß-Stufe begrenzt und daß ein ■beträchtlicher Grad an Punktätzung in dunkleren Bereichen ermöglicht wird.

Aus dem Vorangehenden kann man entnehmen, daß das Signalniveau an der Leitung 11 und das Signalniveau am Ausgang der GradationsschaItung 13 in keiner festen Beziehung zueinander stehen. Diese Beziehung variiert mit der Amplitude des Eingangssignals, wie durch Pig. 4 angedeutet ist.

Durch die Behandlung des Eingangssignales in der gezeigten Weise und durch die Erregung der lichtAeittl^rendeHDioden auf getrennte Stufen wird eine ausgezeichnete Steuerung der Atzgrade erreicht.

- 12 Patentansprüche

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Claims

-Patentansprüche :

1. Belichtungsabtaster für die Bildreproduktion, der eine

Unterlage für ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium

-•m Umfaßt, ein/Belichtungskopf und Mittel zum Durchführen ei-

• ner Zeilen- und Bahmenraster-Abtastrelativbewegung zwischen dem Belichtungskopf und dem Aufzeichnungsmedium, wobei der Belichtungskopf eine solche Lichtquellenanordnung umfaßt, daß Lichtstrahlen einer veränderlichen Intensität auf nebeneinander angeordnete Bereiche des Aufzeichnungsmediums fallen und einen Lichtstreifen bilden, der sich quer über eine abgetastete Zeile des Aufzeichnungsmediums erstreckt, wobei der Abtaster des weiteren ein Rastersignalgenerator

jeweils
zur Erzeugung eines rasterrepräsentierenden Signales für die Regulierung eines jeden Lichtstrahles einschließt und die Werte der rasterrepräsentierenden Signale für die Lichtstrahlen, die den Lichtstreifen bilden, die Schwankungen der Rasterdichte über eine Abtastzeile repräsentieren, sowie für jeden Lichtstrahl eine Modulationssteuerschaltung, die ein allen Lichtstrahlen gemeinsames bildrepräsentierendes Signal und das jeweilige rasterrepräsentierende Signal empfängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationssteuerschaltung ein Signal erzeugt, das eine Amplitude aufweist, die aus zwei oder mehr Amplituden entsprechend den Werten der bildrepräsentierenden und rasterrepräsentisenden Signale ausgewählt iöt, und dadurch eine getrennte Iniensitäts-

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stufe am Aufzeichnungsmedium für die jeweiligen Lichtstrahlen entsprechend den ausgewählten Signalamplituden auswählt.

2. Atitaster gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für jeden Lichtstrahl eine erste Betriebsschaltung umfaßt, die Kittel zürn Vergleichen des Wertes des gemeinsamen bilddarstellenden Signales mit demjenigen des rasterrepräsentierenden Signales einschließt und die jeweilige Lichtstrahlintensität am Aufzeichnungsmedium ein erstes vorgegebenes Niveau oder ein Hullniveau entsprechend dem Ergebnis dieses Vergleiches einnehmen lassen kann, sowie eine zweite Betriebsschaltung, die eine nicht-lineare Schaltung einschließt, die so angeschlossen ist, daß sie das gemeinsame bildrepräsentierende Signal empfängt, und Mittel zum Vergleichen des Wertes des Ausganges der nicht-linearen Schaltung mit demjenigen des rasterrepräsentierenden Signales, wobei die zweite Betriebsschaltung entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches die Lichtstrahlintensität am Aufzeichnungsmedium auf eine zweite oder höhere Stufe ansteigen oder auf der vorgebenen ersten Stufe verbleiben lassen kann.

3. Abtaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Modulati ons s teuer schaltung eine dritte Betriebsschaltung einschließt, die eine nicht-lineare Schaltung amfalt, di· so'angeschlossen ist, daß sie das gemeinsame bildrepräsen-

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tierende Signal empfängt und die eine von der nicht-linearen Schaltung in der zweiten Betriebsschaltung unterschiedliche Charakteristik aufweist, wobei die dritte Betriebs-. schaltung Mittel zum Vergleichen des Wertes des Ausganges eier zweiten nicht-linearen Schaltung mit demjenigen des rasterrepräsentierenden Signales aufweist, und entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches die lichtstrahlintensitat am Aufzeichnungsmedium auf eine dritte Stufe, die höher als die zweite Stufe ist, ansteigen oder auf der zweiten Stufe verbleiben lassen kann.

4· Abtaster nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die ModulationssteuerschaItung den Durchgang des Stromes der die jeweilige Lichtquelle erregt, steuert.

5. Abtaster nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationssteuerschaltung auf einen Modulator in der Bahn des Lichtstrahles von der Lichtquelle einwirkt.

6. Abtaster nach Anspruch 1, 2 oder 3, der für jeden Lichtstrahl einen Strahlenmodulator aufweist, wobei die Modulationssteuerschaltungen auf die Modulatoren einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtaster des weiteren eine gemeinsame Lichtquelle aufweist, die alle Strahlenmodulatoren illuminiert.

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