DE2852497A1

DE2852497A1 - Vorrichtung zur reproduktion eines halbton-bildes durch abtastung

Info

Publication number: DE2852497A1
Application number: DE19782852497
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Hohki; Isao Saito; Seiya Sakamoto
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2852497C2; US4232344A; JPS579061B2; GB2011217B; GB2011217A; JPS5479701A

Description

PATENTANWÄLTE

K. SIEBERT G. GRÄTTINGER Dipl.-Ing.

Dipl.-Ing-. Dipl.-Wirtsch -Ing

8130 Starnberg bei München

Postfach 16 49. Almeidaweg IS R ζ 9 Λ Q 7

Telefon (08151)41 15 u.l 66» V «* *- " V ' Telegr-Adr: STARPAT Starnberg
Telex 526 422start)

den

Anwaltsakte: 7328/7

Dainippon Screen Seizo Kabushiki Kaisha, 1-1 Tenjin—kitamachi, Teranouchi-agaru 4-chome, Horikawa-dori, Kamigyo-ku, Kyoto-shi, Japan

Vorrichtung zur Reproduktion eines Halbton-Bildes durch Abtastung

909823/06/,$

Postscheckkonto München 2726-804 Kreissparkasse Stamberg 68940 Deutsche Bank Starnberg 59/17570

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Es sind eine Reihe von Verfahren zur Aufzeichnung eines Halbton-Bildes mittels eines Abtastrecorders bekannt, wie etwa mittels eines Farbscanners zur Plattenherstellung mittels über Abtastung eines Originalbildes aufgenommenen Bildsignalen. Hierzu sei beispielsweise auf die offengelegten japanischen Patentschriften Nr. 51-88301 und 51-150401 (japanische Patentanmeldungen Nr. 50-11386 und 50-73082) hingewiesen, welche den Titel "Maschine und Verfahren zur Reproduktion eines Halbton-Bildes durch Abtastung" besitzen und auf die Anmelderin zurückgehen.

In der ersten dieser Anmeldungen wird die Breite des Lichtstrahles senkrecht zur Abtastrichtung periodisch durch eine Aperturblende in Abhängigkeit von Bildsignalen verändert, wodurch eine Lini,e von Halbton-Punkten in Richtung der Abtastlinie aufgezeichnet wird.

In der zweiten dieser Anmeldungen wird der Mittelpunkt des Aufzeichnungslichtstrahles periodisch in Axialrichtung des Aufzeichnungszylinders in Übereinstimmung mit den Bildsignalen versetzt, so daß eine Linie von Halbton-Punkten mit einem Rasterwinkel aufgezeichnet wird.

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In dieser zweiten Anmeldung sind entlang der optischen Achse des durch einen Laser erzeugten Lichtstrahles 1, wie aus Fig. 1 hervorgeht, ein erstes vertikales Ablenkelement 2, eine zylinderförmige Linse 3, eine linsenförmige Linse 4, eine Relaislinse 5, eine Aperturblende 6 mit einer Öffnung 6a, ein zweites vertikales Ablenkelement 7, ein horizontales Ablenkelement 8, eine erste Sammellinse 9, eine Rasterblende 10 mit einer Öffnung 10a und eine zweite Fokussierlinse 11 angeordnet. Ein photoempfindliches Material wird über den Abtastbereich 12 durch Bewegung des photoempfindlichen Materials abgetastet, wobei die oben erwähnten drei Ablenkelemente 2, 7 und 8 den Abtastlichtstrahl gemäß den Bildsignalen beugen, wodurch ein Halbton-Bild auf dem photoempfindlichen Material aufgezeichnet wird.

Insbesondere sind das erste und das zweite vertikale Ablenkelement 2 und 7 an konjugierten Punkten der Relaislinse 5 angeordnet und sind die Ablenkelemente 2 und 7 derart gesteuert, daß ihre Ablenkwinkel immer' dieselben sind, mit der Folge, daß der Lichtstrahl durch das zweite Ablenkelement sich entlang der optischen Achse des Lichtstrahles 1 unabhängig davon bewegt, wie weit er zwischen den beiden vertikalen Ablenkelementen 2 und 7 abgelenkt ist.

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Der Lichtstrahl wird durch die zylinderförmige Linse 3 und die linsenförmige Linse 4 abgeflacht oder eingeebnet. Der solchermaßen eingeebnete Lichtstrahl fällt durch die Öffnung 6a der Aperturblende 6, welche angrenzend an der Relaislinse 5 angeordnet ist. Die Breite des durch die vertikalen Ablenkelemente 2 und 7 abgelenkten und eingeebneten Lichtstrahles wird gemäß dem Ablenkwinkel verändert. Die Öffnung 6a setzt sich aus einer Kombination von drei Dreiecken zusammen, wobei eines dieser Dreiecke, welches den oberen Abschnitt darstellt, zur Erzeugung eines Strahls einer variablen Breite dient, wie beispielshalber durch die mittels des Pfeiles K^ in Fig. 2 angegebene Position dargestellt ist. Der untere der beiden Dreiecke und das Maskendreieck zwischen diesen werden zur Bildung eines Strahles mit einem abgeschnittenen Abschnitt verwendet, wie durch*die mittels des Pfeiles K. in Fig. 2 angegebene Stellung verdeutlicht ist. Die oberen und unteren Abschnitte sind somit in der Funktion komplementär.

Der Mittelpunkt des durch das zweite Ablenkelement 7 fallenden Lichtstrahles wird in Horizontalrichtung senkrecht zur optischen Achse durch das horizontale Ablenkelement 8 gemäß dem gewünschten Rasterwinkel verschoben. Dann wird der durch die erste Fokussferlinse 9, die Öffnung 10a der Rasterblende 10 und die zweite Fokussierlinse 11 geleitete Strahl auf dem photoempfindlichen Material projiziert.

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Dieses Verfahren ist sehr wirkungsvoll, besitzt jedoch verschiedene Nachteile. Beispielsweise ist die Öffnung 6a der Aperturblende 6 ziemlich kompliziert ausgebildet. Kompliziert ist auch die Steuerung der Ablenkelemente. Weiter muß ein Speicher mit einer großen Speicherkapazität für die komplizierten Steuerprogramme verwendet werden.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine von diesen Nachteilen befreite Vorrichtung zur Reproduktion eines Halbtonbildes durch Abtastung zu schaffen, welche einfach aufgebaut und leicht steuerbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst durch ein erstes Ablenkelement zur selektiven Ablenkung des Lichtstrahls, ein zweites Ablenkelement zur selektiven Ablenkung des Lichtstrahls in Richtung der Breite des Lichtstrahls, eine Aperturblende, welche zwischen dem ersten und zweiten Ablenkelement angeordnet und derart ausgebildet ist, daß sie die Breite des durchfallenden Lichtstrahls ändert, durch eine optische Einrichtung zur Fokussierung des Lichtstrahls vom zweiten Ablenkelement auf das photoempfindliche Material sowie durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ablenkwinkel am ersten und zweiten Ablenkelement derart, daß die Breite des Lichtstrahls geändert und der Mittelpunkt des Lichtstrahls in Übereinstimmung mit den Bildsignalen verstellt wird.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schemaansicht einer konventionellen Vorrichtung zur Reproduktion eines Halbtonbildes durch Abtastung,

Fig. 2 eine Schemaansicht von Halbtonpunkten entlang einer Abtastlinie der konventionellen Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schemaansicht einer optischen Einrichtung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Schemaansicht der optischen Einrichtung einer weiteren Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Schemaansicht eines Punktblocks, aufgezeichnet durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 6 eine Schemaansicht einer Punkteinheit mit einem Punktbereich von 50 %, aufgezeichnet durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 7 eine Schemaansicht einer Punkteinheit mit einer Punktfläche von 100% zur Erläuterung der Beziehungen zwischen der Abtastrichtung und den Adressen und den aus den Speichern gelesenen Adressen und Signalen,

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Fig. 8^ . eine Schemaansicht einer Punkteinheit mit einem Punktbereich von 50 % zur Erläuterung der Beziehungen zwischen den aus den Speichern ausgelesenen Adressen und Signalen,

Fig. 9 eine Schemaansicht von Punkteinheiten mit Punktflächen von 12,5% und 87,5% zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Punkteinheiten und den Adressen,

Fig. 10 eine Schemadarstellung der Beziehung zwischen der Variablen X und eines Punktbereichs für Adressen entsprechend des Punktbereichs,

Fig. 11 eine Schemaansicht einer Bahn des Mittelpunkts des Lichtstrahles zur Aufzeichnung eines Punkts,

Fig. 12 eine Schemaansicht von Bahnen des Mittelpunkts des Lichtstrahls zur Aufzeichnung von Punkten verschiedener Punktflächen,

Fig. 13 ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung zur Steuerung der Breite des Lichtstrahls und der Position des Mittelpunkts des Lichtstrahls zpr Aufzeichnung von Halbton-Punkten, sowie

Fig. 14 eine Schemaansicht von weiteren Ausführung sformen der Blendenöffnung, welche in den optischen Einrichtungen gemäß den Fig. 3 und 4 verwendbar ist.

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In Fig. 3 und 4 sind bevorzugte Ausführungsbeispiele einer optischen Einrichtung einer Vorrichtung zur Reproduktion eines Halbton-Bildes durch Abtastung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei auf die dargestellten X-, Y-, Z-Achsen hierin der Einfachheit halber zur Erläuterung der optischen Achsenrichtungen und der vertikalen und horizontalen Ablenkrichtungen des Lichtstrahles bezogen wird.

In Fig. 3 wird ein durch einen Laser 13 erzeugter Laserstrahl durch einen Strahlexpander 14 gesteuert, um einen Lichtstrahl eines gewünschten Durchmessers zu erzielen. Der Lichtstrahl wird in Z-Richtung durch einen Spiegel 15 und dann in X-Richtung durch einen Spiegel 16 reflektiert und fällt über ein erstes Ablenkelement 18 durch eine konvexe zylinderförmige Linse 17, welche den Lichtstrahl in Y-Richtung am ersten Ablenkelement 18 konvergiert. Das erste Ablenkelement 18,' welches zur Brechung oder Beugung des Lichtstrahles in einem gewünschten Winkel verwendet wird, kann ein konventionelles Element sein. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für diesen Zweck ein akustisch-optischer Deflektor eingesetzt, welcher einen Ultraschall-Oszillator verwendet. Dieser allgemein bekannte Deflektor ist von der Art, der vom Umstand Gebrauch macht, daß die durch Ultraschallwellen in einem Kristall verursachte elastische Verformung als Beugungsgitter funktionieren kann. Dieser Deflektor kann in geeigneter Weise den Abstand der Beugungsgitter durch Steuerung der Frequenz der auf den Kristall gegebenen Ultraschallwellen ändert, so daß der Lichtstrahl in einem einstellbaren Ablenk- oder Beugungswinkel abgelenkt

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wird. Der Deflektor kann bei Ablenkfrequenzen bis zu 10 bis 10 Hz schwingen und die Amplitude des Ablenkwinkels je nach Bedarf steuern. Der auf das erste Ablenkelement 18 fallende Lichtstrahl wird horizontal gebeugt, d*h. in Y-Richtung, und zwar in einem gewünschten Winkel, abhängig von der auf das erste Ablenkelement 18 gegebenen Ultraschall frequenz.

Der Lichtstrahl divergiert in Z-Richtung, wobei jedoch seine Breite in Y-Richtung durch eine konvexe zylinderförmige Linse 19 und seine Höhe in Z-Richtung durch eine konvexe zylinderförmige Linse 20 auf Parallelität konvergiert wird.

Infolge dessen würde dann, falls der Lichtstrahl in einer geraden Linie weiterlaufen würde, dieser auf einer Linie F fokussiert werden, welche in Y-Richtung gemäß Pfeil Y. bewegt wird und zwar abhängig vom Beugungswinkel, welcher durch das erste Ablenkelement 18 (gezeigt durch zwei strichlierte Linien) verändert wird.

Tatsächlich wird der Lichtstrahl allerdings in die Y-Richtung durch einen Spiegel 21 reflektiert, und dann um 90° durch ein schwalbenschwanzförmiges Prisma 22 gewendet. Falls dann der Lichtstrahl in einer geraden Linie weiterlaufen würde, würde er auf einer Linie F~ fokussiert werden, welche in Z-Richtung gemäß Pfeil Z^ bewegt wird, und zwar abhängig vom Beugungswinkel, wie durch die strichpunktierten Linien dargestellt.

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Tatsächlich wird der Lichtstrahl durch einen Spiegel 23 zur X-Richtung abgelenkt und fällt durch eine V-förmige Öffnung einer Aperturblende 24, an welcher der Lichtstrahl fokussiert wird. Die Breite des Lichtstrahls in Y-Richtung, welche durch die Aperturblende 24 begrenzt ist, hängt von der Einfallposition auf die V-förmige Öffnung ab, welche ihrerseits vom Ablenkwinkel des ersten Ablenkelements 18 abhängig ist.

Der durch die V-förmige Öffnung fallende Lichtstrahl, welcher in Z-Richtung divergiert, wird durch zwei Spiegel 25 und 26 in die X-Richtung abgelenkt und auf dem zweiten Ablenkelement 28 durch eine konvexe zylinderförmige Linse 27 fokussiert.

Das zweite Ablenkelement 28 weist denselben Aufbau wie das erste Ablenkelement 18 auf und funktioniert dementsprechend. Der Lichtstrahl wird wieder horizontal gebeugt, d.h. in Y-Richtung, und zwar in einem gewünschten Winkel abhängig von der auf das zweite Ablenkelement 28 gegebenen Ultraschall-Frequenz.

Der Lichtstrahl divergiert in Z-Richtung, wird jedoch in Y-Richtung auf eine Linie F₃ konvergiert und seine Höhe in Z-Richtung wird dann auf einer Linie F₅ über einen Spiegel 31 durch eine konvexe zylinderförmige Linse 30 fokussiert. Eine angenommene Fokussierlinie F₄, welche in Y-Richtung gemäß Pfeil Y~abhängig vom Beugungswinkel des zweiten Ablenkelements 28 bewegt wird, ist in Fig. 3 durch gestrichelte Linien dargestellt.

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Der Lichtstrahl über die Fokussierlinie F., welcher in X- und Z-Richtung konvergiert, wird schließlich auf einer Linie F_fi zur Abtastung eines Aufzeichnungsmaterials durch eine Relaislinse 32 fokussiert. Die Linie Fg wird in X-Richtung gemäß Pfeil X bewegt und zwar abhängig vom Beuqungswinkel des zweiten Ablenkelements 28 und die Breite in X-Richtung wird abhängig vom Beugungswinkel des ersten Ablenkelements 18 variiert.

Aus der obigen Beschreibung wird verständlich, daß dann, während das Aufzeichnungsmaterial in Z-Richtung bewegt wird, der Lichtstrahl periodisch in gewünschten Winkeln durch die ersten und zweiten Ablenkelemente 18 und 28 gebeugt wird, wodurch ein Halbton-Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial erzielt wird.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der optischen Einrichtung der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, welche prinzipiell denselben Aufbau wie die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung aufweist, mit Ausnahme, daß die ersten und zweiten Ablenkelemente derart angeordnet sind, daß sie in Richtungen rechtwinklig zueinander ablenken ohne Verwendung eines schwalbenschwanzförmigen Prismas (90°-Reflektionsprisma wie ein Reversionsprisma) .

Durch einen Laser 33 wird ein Lichtstrahl erzeugt und dessen Durchmesser zweckmäßigerweise durch einen Strahlexpander 34 gesteuert. Der erhaltene Lichtstrahl wird zweimal durch Spiegel 35 und 36 reflektiert und seine Breite in Y-Richtung auf

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einem ersten Ablenkelement 38 durch eine konvexe zylinderförmige Linse 37 konvergiert. Das erste Ablenkelement 38 beugt den Lichtstrahl vertikal, d.h. in Z-Richtung, bei einem gewünschten Winkel abhängig von der auf das erste Ablenkelement 38 gegebenen Ultraschall-Frequenz.

Die Höhe in Z-Richtung des Lichtstrahls durch das erste Ablenkelement 38 wird auf einer Aperturblende 43 mit einer V-förmigen Öffnung über einen Spiegel 40, eine konvexe zylinderförmige Linse 41 und einen Spiegel 42 durch eine konvexe zylinderförmige Linse 39 konvergiert. Die Breite in X-Richtung des Lichtstrahls, welcher durch den Spiegel 40 reflektiert wird, wird durch die konvexe zylinderförmige Linse 41 auf Parallelität konvergiert. Wenn der Lichtstrahl durch die V-förmige Öffnung fällt, wird die Breite des Lichtstrahls in Y-Richtung durch die Aperturblende 43 durch Steuerung des ersten Ablenkelements 38 in Z-Richtung (wie oben beschrieben) variiert.

Der Lichtstrahl durch die V-förmige Öffnung, welcher in Z-Richtung divergiert, fällt auf das zweite Ablenkelement 44. Das zweite Ablenkelement 44 beugt den Lichtstrahl horizontal, d.h. in X-Richtung in derselben Weise, wie das oben beschriebene erste Element.

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Der Lichtstrahl durch das zweite Ablenkelement wird durch einen Spiegel 45 reflektiert und in X-Richtung auf einer Linie F„ über einen Spiegel 47 und eine konvexe zylinderförmige Linse 48 fokussiert, welche die Höhe des Lichtstrahls in Z-Richtung auf einer Linie F_R fokussiert. Die Fokussierlinie Fg wird in Y-Richtung entsprechend dem Beugungswinkel des zweiten Ablenkelements 44 bewegt und dessen Breite in Y-Richtung wird entsprechend des Beugungswinkels des ersten Ablenkelements 38 verändert.

Der sowohl in Breite und Höhe divergierende Lichtstrahl wird durch einen Spiegel 49 reflektiert und schließlich auf einer Linie F„ zur Abtastung eines Aufzeichnungsmaterials durch eine Relaislinse 50 fokussiert, wodurch ein Halbton-Bild auf dem Aufzeichnungsmaterial in der oben beschriebenen Weise gewonnen wird.

In der optischen Einrichtung gemäß den Fig. 3 und bewegt sich der durch das zweite Ablenkelement laufende Strahl aufwärts und abwärts, da zur Veränderung seiner Breite der Lichtstrahl durch die V-förmige Öffnung durch das erste Ablenkelement aufwärts und abwärts bewegt wird, d.h. in Z-Richtung. Allerdings kann die gewünschte Ablenkung bewirkt werden und besteht keinerlei Schwierigkeit, da der Lichtstrahl durch den effektiven funktioneilen Bereich des Kristalls des verwendeten akustischoptischen Deflektors läuft.

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In der Einrichtung gemäß Fig. 3 wird der Lichtstrahl, welcher von der Aperturblende 24 divergiert, am zweiten Ablenkelement 28 durch die konvexe zylinderfürmige Linse 27 fokussiert und ist der Lichtweg von der Aperturblende 24 zur konvexen zylinderförmigen Linse 27 im wesentlichen langer als der von der konvexen zylinderförmigen Linse 27 zum Fokussierpunkt des zweiten Ablenkelements 28. Deshalb ist die Abweichung in Z-Richtung des Lichtstrahles im zweiten Ablenkelement 28 ganz klein und kann somit vernachläßigt werden.

Desweiteren wird der letztlich auf das Aufzeichnungsmaterial auftreffende Lichtstrahl in Z-Richtung abhängig vom Beugungswinkel des ersten Ablenkelements bewegt, jedoch ist der Lichtweg von der Fokussierlinie F_c oder F₀ zur Relaislinse 32 oder 50

b ο

weit länger als der von der Relaislinse 32 oder 50 zur Fokussierlinie F_fi oder F_q. Dementsprechend kann er ebenfalls vernachläßigt werden.

Ein Steuerverfahren zur Reproduktion von Halbton-Punkten mit einem Rasterwinkel gemäß der vorliegenden Erfindung wird in bezug auf die Figuren 5 bis 13 beschrieben.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung können Halbton-Punkte mit einem Rasterwinkel Θ für irgendeinen tan ~ Θ = ganze Zahl erzielt werden. Zur Verkürzung der Erläuterung ist der Rasterwinkel derart gewählt, daß er die nachfolgende Formel erfüllt :

tan θ =1/4 ( θ =14,02°).

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In diesem Fall (siehe Fig. 5) und unter Annahme, daß der Punktabstand s und der Abtastabstand P der folgenden Formel genügen

s = 4P/COS0.

beinhaltet ein Punktblock W in Form eines Rechtecks mit den Seiten 17 χ P, welches eine minimale wiederholende Speichereinheit bedeutet, 17 Punkteinheiten, von denen eine in Fig. 5 durch das gestrichelte Rechteck ABCD zur Aufzeichnung von 100% einer Punktfläche dargestellt ist. Die Mittelpunkte solcher Punkteinheiten sind in den Schnittpunkten der Längs- und Qüer-Gitterlinien angeordnet. Somit werden die Punkte, wenn ein Halbton-BiId mit einem Punktebereich von mehr als 50% reproduziert wird, teilweise oder vollständig überlappt, wenn der Punktbereich 100% beträgt. Die Längsseite des Punktblocks W ist im wesentlichen in 425 Adressen unterteilt, wie im nachfolgenden beschrieben. Die Startpunkte sp der Punkteinheiten, wie durch A der Punkteinheit ABCD angegeben, welche vom gewünschten Rasterwinkel abhängen, werden im voraus in Speichern gespeichert. In Fig. 6 ist eine Punkteinheit ABCD für Punkte mit einer Punktfläche von 50% dargestellt.

Wenn ein Halbton-Bild durch die optische Einrichtung gemäß den Fig. 3 oder 4 reproduziert wird, werden die Breite und die Mitteleinstellung des Lichtstrahls zur Abtastung eines Aufzeichnungsmaterials durch Steuerung der auf das erste und zweite Ablenkelement gegebenen Ultraschallwellen-Frequenzen geregelt. Die Daten hierzu für jeden Rasterwinkel entsprechend der Veränderungen der Lichtstrahlzustände werden in den-.Speichern zuvor gespeichert

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und während der Abtastung ausgelesen, um die beiden Ablenkelemente zu steuern. Die Daten zur Reproduktion eines Punkts von 100% der Punktfläche werden im Speicher gespeichert, womit Punkte von weniger als 100% Speicherfläche durch Steuerung der Auslesadressen und der Zeitpunkte reproduziert werden.

E η derartiges Verfahren wird in Bezug auf die Fig. 7 bis 12 beschrieben.

In Fig. 7 ist eine Punkteinheit ABCD für eine Punktfläche von 100% dargestellt, in welcher eine Diagonale AC unter einem Rasterwinkel θ ( tan Θ - 1/4) zur Abtastrichtung geneigt ist.

Die Breiten der beiden Dreiecke ABC und ACD senkrecht zur Abtastrichtung, mit Od und Δ jeweilig bezeichnet, werden in entsprechenden Adressen in den Speichern gespeichert. Allerdings sind die tatsächlich gespeicherten Werte nicht proportional zu den in Fig. 7 dargestellten Breiten, sondern sind die zum ersten Ablenkelement zugeführten Werte, um die Breite des Lichtstrahls durch die V-förmige Öffnung der Aperturblende zu steuern, derart, daß die Breite des schließlich erhaltenen Lichtstrahles proportional zum Breitenwert ot + ß> ist.

In Fig. 7 sind der Anfangspunkt A und der Punkt C jeweilig durch 0 und 200 adressiert, womit Q^ von A , Adresse 0, zu B, Adresse 75 anwächst und von B zu C, Adresse 200 abnimmt und andererseits β von A, Adresse O, zu D, Adresse 125 zunimmt und von D zu C, Adresse 200, abnimmt.

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Wenn der Punktbereich von 100% aufgenommen wird, werden die gespeicherten Daten fürOC und A , für Adressen von 0 bis 200 vollständig zur Steuerung des Ablenkelements ausgelesen. Wenn ein Punktbereich von Weniger als 100% aufgezeichnet wird, wie in Fig. 7 durch die fest ausgezogenen Linien dargestellt, werden die Daten entsprechend dem Punktbereich ausgelesen und der Zeitpunkt eingeregelt. Dann werden beide ausgelesenen Bereiche verbunden, wie in Fig. 8 dargestellt, wodurch der Punkt EFGH mit der gewünschten Punktfläche erhalten wird.

Um selektiv die erforderlichen Bereiche der Adressen zwischen 0 und 200 abhängig von der gewünschten Punktfläche zu lesen, sind die ausgelesenen Adressen für ©£ im Bereich von (0 - 3X/4) und (200 - 5X/4) und diejenigen für β in den Bereichen von (0 - 5X/4) und (200 - 3X/4), da der Rasterwinkel t/ der Formel tanfc? = 1/4 (Fig. 7) genügt. Die Variable X wird durch den gewünschten Punktbereich, wie im nachfolgenden beschrieben, bestimmt.

Wenn der Puhktbereich 50% beträgt, d.h. X gleich ist, sind die fürOC ausgelesenen Adressbereiche (0 - 37,5) und (137,5 - 200) und diejenigen für (0 - 62,5) und (162,5 - 200). Da diese Adressen ganze Zahlen sind, werden die Brüche ausgelassen, wodurch Adressbereiche (0 - 37), (137 - 200), (0 - 62)-und (162 - 200) erzielt werden. In diesem Fall können Fehler, welche auf diesen Auslassungen basieren, vernachläßigt werden.

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Der ausgelesene Zeitpunkt für die Adresse 0 wird durch 100 - X verzögert, d.h. 50 und die zweiten Teilwerte werden sofort nach den ersten Teilwerten ausgelesen, wie aus Fig. 8 hervorgeht, wodurch ein Punkt EFGH mit der gewünschten Punktfläche entsteht.

Die Variable X ist nicht dieselbe, wie der Wert des Punktbereichs,mit Ausnahme von 0, 50 und 100%. Wenn beispielsweise wie in Fig. 9a und b X 25 beträgt, beträgt die Punktfläche 12,5 % und wenn X die Zahl 75 ist, beträgt der Punktbereich 87,5%. Das Verhältnis zwischen der Variable X und der Punktfläche ist in Fig. 10 angegeben.

Um ein Halbton-Bild mit einem Rasterwinkel 0 zu erzielen, muß der Mittelpunkt des Lichtstrahls in Richtung rechtwinklig zur Abtastrichtung verschoben werden.

In Fig. 11 ist eine Bahn Q des Mittelpunkts des Lichtstrahls im Punkt EFGH dargestellt, in welcher die Bahn Q an den Punkten M und N, für welche die Adressen denjenigen der Punkte F und H entsprechen, gewendet. Der Betrag der Versetzung des Mittelpunkts der Breitet + ß> beträgt Tl + (d - JL· )/2J, wobei 1 die Distanz zwischen der Diagonalen EG und einer Linie R ist, welche durch den Punkt E läuft und parallel zur Abtastrichtung liegt. Diese Formel für den Versetzungsbetrag des Mittelpunkts der Breite cL + ρ gilt für irgendeine Punktgröße. Die Bahnen für die Punkte von verschiedenen

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Punktflächen sind in Fig. 12 dargestellt; Q₀ für den Punkt EqFqGqHq von 100% Punktfläche, Q₁ für den Punkt E₁F^G H. ^von 87,5% Punktfläche, Q₂ für den Punkt E₂F₂G₃H₂ von 50% Punktfläche und Q₃ für den Punkt E-F-G₃H₃ von 12,5% Punktfläche.

In Fig. 13 ist eine Steuerschaltung zur Steuerung der Breite und der Mittelstellung des Lichtstrahls zur Reproduktion eines Halbton-Bildes mit einem Rasterwinkel Θ (tan£/ = 1/4) durch die optische Einrichtung gemäß den Fig. 3 oder 4 dargestellt.

Ein Pulsgenerator 51 erzeugt eine Reihe von Clockimpulsen, welche eine Abtastperiode in gleiche Teile untertrennen, sowie einen Ein-Zyklusimpuls pro einer Abtastperiode in Phase mit einem der Clockimpulse und in Synchronisation mit der Drehung des Aufzeichnungszylinders gemäß der Erfindung. Der Abstand der Clockimpulse ist derart bestimmt, daß die Anzahl der Clockimpulse pro Punkteinheit dieselbe ist, wie der Adressenbereich der Speicher, d.h. 200 Clockimpulse pro einer Punkteinheit.

Ein die Clockimpulse vom Impulsgenerator 51 aufnehmender Linienzähler 52 zählt diese und steuert einen Speicher 53, in welchem die Startpunkte sp der 17 Punkteinheiten im Punktblock W gespeichert werden, die in Fig. 5 dargestellt sind:

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~²²~ 2852A97

Abtastlinie	sp-Wert	Abtastlinie	s ρ-W
1	O	10	375
2	325	11	275
3	225	12	175
4	125	13	75
5	25	14	400
6	350	15	300
7	250	16	200
8	150	17	100
9	50

Die Ein-Zyklusimpulse vom Impulsgenerator 51 werden zu einem Abtastzähler 54 und einem Punktblockzähler 56 gesandt. Der Abtastzähler 54 zählt die Anzahl der aufgenommenen Ein-Zyklusimpulse und gibt Signale zu einem Identitätsschaltkreis 55 ab, in welchem die sp-Werte,welche im Speicher 53 gespeichert sind, ausgewählt werden und von dem Zeitsignale zur Adressierung der Startpunkte für jede Abtastlinie der Punkteinheiten des ersten Punktblocks zum Punktblockzähler 56 und einem OR Kreis 57 ausgegeben werden. Der Punktblockzähler 56 wird durch den Ein-Zyklusimpuls geleert und durch das Zeitsignal vom Identitätskreis 55 zur wiederholten Zählung der Adressen entsprechend einem Punktblockabstand gestartet, wodurch ein Signal pro 425 Adressen zum OR-Kreis 5 7 ausgegeben wird.

In anderen Worten,die Startpunkte sp in den Abtastlinien des ersten Punktblocks sind durch die Ausgangssignale vom Identitätskreis 55 adressiert und jene der folgenden Punktblöcke sind durch die

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Ausgangssignale adressiert, welche pro Punktblockabstand vorn Punktblockzähler 56 erzeugt werden. Somit können alle Startpunkte sp der Punktblöcke durch Zuführung der Ausgangssignale vom Identitätskreis 55 und des Punktblockzählers 56 zum OR-Kreis 57 adressiert werden.

Die Α-Punkt Signale vom Ausgang des OR-Kreises werden zu einem Punktselektionszähler 58 und einem Neigungszähler 60 (slope counter ) gegeben, um deren Zählung in Gang zu setzen. Der abwärtszählende PunktselektionszMhler 58 zählt von bis 0 und gibt die gezählten Werte zu einem Identitätskreis 59, wo die gezählten Werte mit einer Variablen X, wie im nachfolgenden erklärt, verglichen werden. Der Neigungszähler zählt von 0 bis 200 und gibt die gezählten Werte zu einem Speicher 61 als Adressignale.

Zwischenzeitlich wird das Originalbild durch eine photoelektrische Einrichtung abgetastet, um Bildreproduktionsdichte-Signale (nicht dargestellt) zu erhalten, welche durch Impulse mit einem Abstand entsprechend dem Punktblockabstand abgetastet werden, um Bilddichtewerte zu erhalten. Die Bilddichtewerte werden in ihren Punktflächen durch einen nicht dargestellten Verstärkerkreis verarbeitet und dann zu den variablen X-Werten unter Verwendung des in Fig. 10 dargestellten Graphen gewandelt.

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Die somit erzielte Variable X wird zu einem X-Speicherregister 62 geführt und dann zu den Kalkulatoren 63, 64 und 65 und den Identitätskreis 59 weitergegeben, in welchem die Variable mit den gezählten Werten vorr Punktselektionszh'hler 58 \ferglichen wird. Die Kalkulatoren 63, 64 und 65 rechnen jeweils y=3X/4, y=200-5X/4, und y=5X/4.

Da der Abwärtszähler 58, wie oben beschrieben, von 100 bis 0 zählt, adressieren die abgestimmten Ausgangssignale vom Identitätskreis 59 für den Punkt E (E-Punkt-Signale) in Fig. 8. Die E-Punkt-Signale werden zu den Zählern 66 und 6 7 geführt, um diese in Gang zu setzen.

Die Werte von den Zählern 66 und 67 werden zu einem Speicher 72 geführt, welcher die Daten von ^C speichert, sowie zu einem Speicher 73, welcher die Daten von (b über einen Selektor 71 speichert. Somit werden die gespeicherten Daten kontinuierlich aus dem Speicher 72 für die Adressen 0 bis 3X/4 und (200 5X/4) bis 200 und von Speicher 73 für die Adressen 0 bis 5X/4 und (200 - 3X/4) bis 200, jeweilig durch Steuerung der Zähler 66 und 67 ausgelesen.

In diesem Fall können die Adressen für den zweiten Teil P dieselben Werte besitzen wie

Steuerungen der Zähler 66 und 67 werden durch Identitätskreise 68 und 70, ein Gatter 69 und den Selektor 71 ausgeführt.

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Der Ausgang 3X/4 vom Kalkulator G3 und der vom Zähler 66 gezählte Wert werden zum Tdentitätskreis 68 geführt und es wird in dom Fall, wenn beide Ausgangswerte übereinstimmen, ein Triggersignal für das Gatter 69 vom Identitatskreis ausgegeben. Dann setzt das Gatter 69 den Ausgang (200 - 5X/4) des Kalkulators 64 auf den Zähler Der Zähler zählt von diesem Wert auf 200.

Der Zähler 66 sendet die gezählten Werte als Adressignale zum Speicher 72, wie oben beschrieben. Somit werden die Adressen 0 bis 3X/4 und (200 - -5X/4) bis 200 aufeinanderfolgend zum Speicher 72 geführt und die Ablesung von Punkt E in Fig. 8 ausgeführt, wodurch der Wert fürCX- entsprechend dem Dreieck EFG in Fig. 8 gelesen wird.

Der Ausgang 5X/4 vom Kalkulator 65 und der gezählte Wert vom Zähler 67 werden zum Identitätskreis gegeben und dann, wenn beide Ausgangswerte übereinstimmen, vom Identitätskreis 70 ein Triggersignal c für den Selektor 71 ausgegeben.

Der Selektor 71 ändert die zum Speicher 73 vom Zähler 66 und Zähler 67 zu führenden gezählten Werte a und b und gibt den Wert b ab, bis das Triggersignal c abgegeben wird und schließlich den Wert a. Die Adresse 0 bis 5X/4 werden zum Speicher 73 vom Zähler 67 und die Adressen (200 - 3X/4) bis 200, welche dieselben Adressen für den Speicher 72 sind, aufeinanderfolgend zum Speicher 73 vom Zähler 66 gegeben. Die Ablesung wird vom Punkt E in Fig. 8 ausgeführt, wodurch der Wert für ρ entsprechend dem Dreieck EGH in Fig. 8 gelesen

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Der Ausgang aus den Speichern 72 und 73 wird zu einem Addierer 74 und einem Rechner 75 gegeben. Der Addierer zählt die Ausgangsdaten und Ausgangssignale für die Breite QxS + ß, , welche zum ersten Ablenkelement gegeben wird. Der Rechner 75 rechnet (O^ - h=> ) /2 von beiden Ausgangswerten und sendet den Wert (⁰^-/M/2 zu einem Addierer 76.

Der Zähler 60 zählt bis 200 vom Startpunkt sp und der gezählte Wert wird als Leseadresse zu einem Speicher 61 gegeben. Im Speicher 61 wird der Wert L abhängig von einem in Fig. 11 dargestellten Rasterwinkel gespeichert und durch das Adressiersignal vom Zähler 60 gelesen. Der gelesene Wert 1 wird zum Addierer 76 geführt und zum Ausgangswert (pS -fi )/2 des Rechners 75 hinzugezählt, um den Wert 1 + (οί-β>)/2 zur Versetzung der mittleren Position der Breite C^ + ß? auszugeben, welcher zum zweiten Ablenkelement geführt wird.

Die so erhaltenen Wertet +A, und /l + (C^-/?> )/2_J vom Steuerkreis von Fig. 13 werden zum ersten und zweiten Ablenkelement von Fig. 3 und 4 gegeben, wodurch man ein Halbton-Bild mit einem Rasterwinkel Θ (tan^= 1/4) erhält.

Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist diese für einen Rasterwinkel ® beschrieben worden, der die Gleichung tan0=l/4 erfüllt. Allerdings kann auch ein anderer Rasterwinkel verwendet werden. In diesem Fall werden die in den Speichern 53, 61, 72 und 73 gespeicherten Angaben

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und die Formeln der Rechner 63, 64 und 65 in Fig. 13 nach Maßgabe des neuen Rasterwinkels ersetzt. Falls der Rasterwinkel " derart ausgewählt wird, daß der Wert von tan 0 eine kleine ganze Zahl ist, sind die in den Speichern aufbewahrten Angaben usw. einfach, welches zweckmäßig und praktisch ist.

Es liegt auf der Hand, daß die Erfindung nicht auf die verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, beispielsweise kann der Lichtstrahl entlang einer geraden Linie ohne Verwendung irgendwelcher Spiegel geführt werden oder kann die V-förmige Öffnung der Aperturblende entsprechend einer der Darstellungen von Fig. 14 a, b,c und d ausgebildet werden.

Starnberg, den 30. November 1978 /1068

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Claims

■ ν-52497 P a t e nt a η s ρ r ü ehe

1. Vorrichtung zur Reproduktion eines Halbtonbildes durch Abtastung, in welcher ein auf ein photoempfindliches Material zu projizierender Lichtstrahl einer Lichtquelle durch Bildsignale steuerbar ist, welche durch Abtastung eines Originalbildes erzielt sind, gekennzeichnet durch ein erstes Ablenkelement (2) zur selektiven Ablenkung des Lichtstrahls, ein zweites Ablenkelement (7) zur selektiven Ablenkung des Lichtstrahls in Richtung der Breite des Lichtstrahls, eine Aperturblende, welche zwischen dem ersten und zweiten Ablenkelement (2,7) angeordnet und derart ausgebildet ist, daß sie die Breite des durchfallenden Lichtstrahls ändert, durch eine optische Einrichtung zur Fokussierung des Lichtstrahls vom zweiten Ablenkelement (7) auf das photoempfindliche Material sowie durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ablenkwinkel am ersten und zweiten Ablenkelement (2,7) derart, daß die Breite des Lichtstrahls (1) geändert und der Mittelpunkt des Lichtstrahls in Übereinstimmung mit den Bildsignalen verstellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen dem ersten Ablenkelement (2) und der Aperturblende (6) angeordnete anamorphe optische Einrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie den Lichtstrahl

■ (1) in der Richtung ebnet, in welcher er durch das zweite Ablenkelement (7) abgelenkt wird

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anarnorphe optische Einrichtung zwei konvexe zylinderförmige Linsen aufweist, welche in zueinander orthogonale Richtungen ausgerichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geflachte Lichtstrahl an der Aperturblende (6) fokussiert wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, daß durch Erzeugung vollständiger Punkte entlang einer jeden Abtastlinie ein Halbton-Punktraster mit einem Rasterwinkel gebildet wird.

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