DE3217752C2 - Abtastverfahren und Abtastblende zur Vermeidung von Moiré in der Reproduktionstechnik - Google Patents

Abstract

Abtastverfahren für bereits gerasterte Vorlagen in der Reproduktionstechnik unter Verwendung einer speziellen Blende zur Vermeidung von Moire effekten bei der Wiederaufzeichnung.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Reproduktionstechnik, wobei bei der Abtastung von bereits gerasterten Vorlagen für die spätere Reproduktion ausgegangen wird, insbesondere auf das Gebiet der Drucktechnik.

Stand der Technik

Bei der elektronenoptischen Abtastung von gerasterten Vorlagen auf Scannern und Graviergeräten entsteht das Probiem, daß durch Überlagerung des Vorlagenrasters einerseits und des bei der Aufzeichnung in der Maschine zugesetzten Rasters andererseits ein störendes Moire entsteht Bei der Abtastung wird jeweils aus einer gleichmäßig beleuchteten Vorlagenstelle mittels einer Blende ein kleiner Bildpunkt auf der sensitiven Fläche eines elektronischen Lichtempfängers abgebildet, der das elektronische Signal für die Weiterverarbeitung und schließlich die Aufzeichnung erzeugt.
Ist die Größe des abgebildeten Flecks nicht groß gegen die Rasterweite einer gerasterten Vorlage, so erscheint im Ausgangssignal des Lichtempfängers in der Regel die Folgefrequenz der an der Abtastoptik bei der Abtastung vorbeilaufenden Rasterpunkte. Diese unerwünschte Frequenz interferiert mit der Frequenz, die dem Helligkeitssignal zur Aufrasterung der Aufzeichnung zugesetzt wird.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 30 10 880 ist ein Verfahren zur Vermeidung von Moire in dem genannten Falle bekannt, das die Rasterstruktur der Vorlage und damit die unerwünschte Frequenz im Bildsignal dadurch verhindert, daß die abtastende Optik um einen gewissen Betrag unscharf gestellt wird. Um den dabei auftretenden Schärfeverlust zu vermeiden, wird bei dieser Patentanmeldung mit Hilfe einer elektronisehen Unscharfmaskierung der Schärfeverlust mindestens zum Teil wieder kompensiert.

Es ist aus dem Handbuch, Agfa-Gevaeri, Grafisches Material, Halbtonfotografie, 12, 1969, Seiten 132—137 ein Verfahren bekannt, bei dem durch Beugung an Blenden die Vorlage entrastert wird. Dieses Verfahren weicht aber von der vorliegenden Erfindung ab, da dort die verwendeten Blenden zur gleichzeitigen Abbildung der gesamten Vorlage ausgelegt und benutzt werden. Die dort beschriebenen Blenden sind nicht geeignet für die punkt- und zeilenweise Abtastung einer Vorlage, wie dies in elektronischen Reproduktionsgeräten geschieht.

Aufgabenstellung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abtastverfahren und eine Blende anzugeben, die es gestatten,ein im beliebigen Rasterwinkel und in beliebiger Rasterkonfiguration aufgerastertes Bild als Vorlage in der Reproduktionstechnik zu benutzen, ohne daß bei der Wiederaufzeichnung selbst wenn diese ungerastert, in einer anderen Rasterweite, einem anderen Rasterwinkel oder einer anderen Rasterkonfiguration erfolgt weder störendes Moire noch unzulässiger Schärfeverlust auftritt.

Die Erfindung erreicht dies durch die in den Ansprüchen 1 —3 genannten Merkmale.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 — 12 näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 Rastermasche und Elementarzelle im Vorlagenraster,

F i g. 2:3; 4 Beispiele für Elementarzellen und

Fig. 5 bis 12 verschiedene Phasen des Abtiistvorgangs.

Im Prinzip wird die Aufgabe, wie im folgenden beschrieben, durch Wahl einer in Form und Größe geeigneten Abtastblende, die zum Raster der Vorlage in geeigneter V/cisc orientiert ist. gelöst.

Zugrundegelegt sei ein periodisches Voriagenraster, bei dem beliebige Maschenweiten und beliebige Winkelungen zugelassen sind. Der optische Dichteverlauf der einzelnen Rasterpunkte läßt sich dann durch eine Funktion Φ (χ. y) beschreiben. Betrachtet man diese Funktion über eine Fläche mit gleichbleibendem Tonwert, so ist sie periodisch. Sie habe die Periode A in X-Richtung und die Periode Bin Y-Richtung(s. Fig. I), wobei die Koordinaten X und Keuch schiefwinklig sein können. Hin die Rasterperiode aus dem Abtastsignal zu eliminieren, kann der durch eine Blende definierte Abtastfleck ein Rechteck (bei schiefwinkligen Koordinaten ein Parallelogramm) mit den Kanten η χ Aünam χ Β sein, wobei η und m natürliche Zahlen sind und kann parallel zu den Achsen des Koordinatensystems ausgerichtet sein.

Eine weitere Möglichkeit besteht z. B. darin, daß Rechteck bzw. Parallelogramm so zu wählen, daß die Diagonalen die Länge η χ 2A und m χ 2B haben und ebenfalls parallel zu den Achsen (X, Y) ausgerichtet sind. Wählt man im ersten Beispiel /7=1 und m=l, so erhält man einen Abtastfleck, der eine rnoirefreie Abtastung in einem beliebigen Raster mit optima/:? Bildschärfe erlaubt Es können, wie unten gezeigt, auch Blenden zugelassen werden, deren Begrenzung nicht geradlinig ist und deren öffnung keine zusammenhängende Fläche zu sein braucht.

Bei der Ausrichtung der Blende zu den Achsen können sogar Winkelfehler zugelassen werden, wobei noch in den meisten Anwendungsfällen zufriedenstellende Resultate erzielt werden.

F i g. 1 zeigt ein Voriagenraster, das mit dem oben beschriebenen Verfahren abgetastet wird. Es läßt sich allgemein duch ein zweidimensionales Gitter aus einzelnen Rastermaschen beschreiben, in deren Mittelpunkten die Mittelpunkte der Rasterpunkte liegen. Ein solches Rastergitter läßt sich aus Elementarzellen aufbauen, wobei sich der Begriff Elementarzelle folgendermaßen definieren läßt: Die Fläche einer Elementarzelle entspricht der Fläche einer oder mehrerer Rastermaschen des Vorldgenrasters. Die Elementarzellen können beliebige zusammenhängende oder nicht zusammenhängende gleiche Flächen sein, deren Gesamtheit das Rasternetz der Vorlage lückenlos und ohne Überlappung überdeckt, wobei jede einzelne Elementarzelle so orientiert ist, daß die relative Lage der Elementarzelle zur Rastermasche über das gesamte Voriagenrasternetz gleich ist.

In Fig. I ist, wie bereits erwähnt, ein solches Voriagenrasternetz N mit den Rasterabständen A. B und den Rasterpunkten RPdargestellt. In dieses Rasternetz sind durch stärkere Linien hervorgehoben eine Rastermasche RM unif eine Elementarzelle EZ eingezeichnet. Wie aus diesem speziellen Beispiel ersichtlich, ist hier die Elementarzclle E? so gewählt, daß sie sich mit der Raslermasche /?Mdeckt.

Fi g. 2 zeigt zwei weitere Beispiele für Elementarzel-Inn. Die Elementarzelle EZi hat die Form eines Rechtecks und erstreckt sich über zwei benachbarte Maschen. Die Elementarzelle EZ₃ ist ein Quadrat, das um 45° gegen die Rasterrichtung geneigt ist und besteht ebenso wie EZi aus vier halben Rastermaschen.

F i g. 3 zeigt eine andere Form von Elementarzellen. Die Elcmcntarzelle EZa, gibt ein Beispiel für eine nicht geradlinig begrenzte, aber zusammenhängende Form. Wie ersichtlich, überdeckt sie in ihrer Gesamtheit ebenfalls das ganze Rasternetz definitionsgemäß.

F i g. 4 zeigt ein Beispiel ;ür eine Elementarzelle EZ^ mit nicht zusammenhängender Fläche. Es sind auch andere Elementarzellen mit nicht zusammenhängender Fläche möglich, soweit sie die vorgenannten Definitionskriterien erfüllen.

Aus solchen Eiementarzellen wird die Form und Größe der eigentlichen Abtastblende hergeleitet.

Weil bei elektronenoptischer Bildabtastung die Rastermasche über ein optisches System auf den Lichtempfänger abgebildet wird, dessen Abbildungsmaßstab in der Regel nicht 1 :1 ist, hat die Blende in ihren Abmessungen nicht unbedingt die tatsächliche Größe der Elementarzelle. Die tatsächliche Blendenöffnung ist ein ähnliches Abbild der Elementarzelle, das dem Abbildungsmaßstab entspricht

Die Fig.5—12 zeigen verschiedene aufeinanderfolgende Phasen einer Vorlagenabtastung, wobei zum besseren Verständnis die einfache quadratische Blenden- und Elementarzellenanordnung aus F i g. 1 zugrunde gelegt wurde. In diesem Beispiel wird, ausgehend von F i g. 5, eine Blende BL entlang der Richtung eines Pfeils PFrelativ zur Vorlage bewegt Man e¹ Vsnnt leicht, daß in den einzelnen dargestellten Phasen ä;sssr Bewegung das Verhältnis schwarzer und weißer Flächenanteile, gleiche Rasterpunktgröße vorausgesetzt innerhalb des ausgeblendeten Bereichs unabhängig von der Position der Blende ist. Die Ortsfrequenz des Vorlagenrasters ist damit aus dem Abtastsignal eliminiert. Das gilt, wie die Abbildungen zeigen, selbst dann, wenn die Relativbewegung von Blende und Vorlage in einem beliebigen Winkel « zum Vorlagenraster erfolgt, wie die gestrichelte Linie in den F i g. 6—12 andeutet.

In modernen elektronischen Reproduktionsgeräten entsteht die Relativbewegung zwischen Vorlage und Abtastorgan normalerweise dadurch, daß die Vorlage auf eine rotierende Trommel aufgespannt ist und sich das Abtastorgan kontinuierlich oder schrittweise in axialer Richtung an der Trommel vorbeibewegt. Die Abtastung erfolgt dadurch entweder in Form einer Helix mit kleiner Steigung oder mit parallelen Umfangslinien. (Letzteres ist auch bei Flachbettabtastern der Fall).

Ist z. B. die Vorlage ein rechteckiges unter 30° gerastertes B::d, das mit seinen Kanten in Umfangsrichtung auf der Trommel aufgespannt ist, so ergibt sich bei der Abtastung eine Relativbewegung, wie in F i g. 5- 12 dargestellt.

Beim Abtastvorgang ist es von Bedeutung, daß die Blende entsprechend der Elementarzelle, von der sie abgeleitet ist, zum Voriagenraster ausgerichtet ist, wobei es, wie die Praxis zeigt, nicht auf große Genauigkeit ankommt

Die Blende darf bei der Abtastung im Gegensatz zu der oben definierten Eiementarzelle die Vorlage überlappend oder auch mit Zwischenräumen erfassen. Im erstere:- Falle wird feinere Auflösung erreicht, was z. B. von Bedeutung ist, wenn die Aufzeichnung in einem etwa gleich feinen ccicr feinerem Raster, aber unter anderem Rasterwinkel als die Vorlage erfoigen soll. Der umgekehrte Fall is: vorteilhaft (Zeitersparnis), wenn in gröberem Raster aufgezeichnet werden soll.
Grundsätzlich kann eine solche Abtastblende in der üblichen Art, etwa durch Stanzen, Ätzen, Funkenerodieren, Perforieren mittels Hochenergiestrahlen van metallischen Scheiben oder durch entsprechende Teilbedampfung von durchsichtigem Material mit lichtundurchlässigem Niederschlag hergestellt werden. Ebenfalls ist es möglich, Lichtleitern einen entsprechenden Querschnitt zu geben.

Die Erfindung findet zwar in der Reproduktionstechnik vorwiegend Anwendung bei der optoelektronischen

Abtastung, jedoch kann sie ebenso in solchen Fällen eingesetzt werden, bei denen eine gerasterte Vorlage etwa zeilenweise abgetastet wird, wobei die Aufzeichnung auf ein lichtempfindliches Medium direkt durch das von der Vorlage reflektierte Licht über eine entsprechende optische Einrichtung zur Abbildung (z. B. Linsensysteme und/oder Lichtleitfasern) über die erfindungsgemäße Blende erfolgt.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist beispielsweise in der Drucktechnik gegeben, wenn zur Erstellung der Druckform von gerasterten Vorlagen ausgegangen wird. Es tritt häufig der Fall sein, daß die Originalvorlage nicht mehr im Zugriff ist. sondern nur noch tin bereits gerasterter Druck oder gerasterte Farbauszüge verfügbar sind.

Ein bedeutender Anwendungsfall liegt in der heute vielfach praktizierten sogenannten Offset-Tiefdruck-Conversion. wie sie in der DE-AS 28 05 874 beschrieben ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

25

35

40

45

50

60

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ' 1. Abtastverfahren zur Vermeidung von Moire in der Reproduktionstechnik, insbesondere bei optoelektronischer Bildabtastung, wobei von einer bereits gerasterten Vorlage ausgegangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) zur Abtastung eine Blende verwendet wird, deren öffnung einer Elementarzelle entspricht, wobei die Fläche der Elementarzelle der Fläche einer oder mehrerer Rastermaschen des Vorlagenrasters entspricht und eine beliebig begrenzte zusammenhängende oder nicht zusammenhängende Fläche ist und das Rasternetz der Vorlage durch die Elementarzeüen lückenlos und ohne Überlappung überdeckt wird wobei die einzelne Elementarzelle so orientiert ist, daß die relarite Lage zwischen Elementarzelle und Rastermasche über das ganze Vorlagenraster gleich ist,

   b) die Symmetrieachsen der Blende bei der Abtastung etwa parallel zu den Symmetrieachsen der Elementarzellen im Vorlagenraster, wie sie bei der Aufspannung der Vorlage für die Abtastung gegeben sind, ausgerichtet sind und

   c) die Vorlage duch eine beliebige Relativbewegung zwischen Blende und Vorlage abgetastet wird.
2. 2. Blende zur Duchfüiirung -*is Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Blende einer ElemerV xzelle entspricht, wobei die Fläche der Elementarzelie der Fläche einer oder mehrerer Rastermaschen des Vorlagenrasters entspricht und eine beliebig begrenzte zusammenhängende Fläche isit und das Rasternetz der Vorlage durch die Elementarzellen lückenlos und ohne Überlappung überdeckt wird und wobei die einzelne Elementarzelle so orientiert ist. daß die relative Lage zwischen Elementarzelle und Rastermasche über das ganze Vorlagenraster gleich ist.
3. 3. Blende zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Blende einer Elementarzelle entspricht, wobei die Fläche der Elementarzelie der Fläche einer oder mehrerer Rastermaschen des Vorlagenrasters entspricht und eine beliebige begrenzte nicht zusammenhängende Fläche ist und das Rasternetz der Vorlage durch die Elementarzellen lückenlos und ohne Überlappung überdeckt wird und wobei die einzelne Elementarzelle so orientiert ist, daß die relative Lage zwischen Elementarzelle und Rastermasche über das ganze Vorlagenraster gleich ist.