DE3229586A1

DE3229586A1 - Abschattungs-ausgleichvorrichtung

Info

Publication number: DE3229586A1
Application number: DE19823229586
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Abe; Masahiko Hachioji Tokyo Matsunawa
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1981-08-11
Filing date: 1982-08-09
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3229586C3; DE3229586C2; US4524388A

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig " Patentanwälte

ύ European Patent Attorneys

Zugelassene Vertreter vor derr Europaischen Patentami

Dr. phil G Henkel. München Dipl -Ing J Pfenning. Berlin Dr. rer. nat L Feiler. München Dipl -Ing. W Hanzel. München

.,.,„..,_ ,. ·, a. „ -, Dipl.-Phys K H Meireg. Berlin

Komshiroku Photo Industry Co., Ltd. Dr Ing A Butenschon.Berlin

Tokio / Japan _Mohlstraße37

D-8000 München 80

Tel.: O 89/98 20 85-87 Telex 0529 8C2hnk!d Telegramme ellipsoid

124,791/81 comb.

Abschattungs-Ausgleichvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Geräte, wie Vervielfältigungs-, Faksimile- und ähnliche Geräte mit einer ein photoelektrisches Wandlerelement enthaltenden Vorlagenabtasteinheit; sie betrifft insbesondere eine Vignettierungs- bzw. Abschattungs-Ausgleichvorrichtung zur Verwendung bei der Vorlagenabtasteinheit der genannten Geräte.

Es ist ein Aufzeichnungsgerät bekannt und verbreitet im Gebrauch, das eine Lampe zur Beleuchtung einer Vorlage, ein optisches System mit einem reflektierenden Spiegel und Linsen, ein photoelektrisches Wandlerelement, etwa einen Festkörper-Bildfühler bzw. -abtaster oder eine Photodiodenanordnung, welcher das von der Vorlage reflektierte Licht zur Bilderzeugung über das optische System zugeführt wird, eine Nadelelektrode o.dgl«, mit deren Hilfe ein latentes elektrostatisches bzw. Ladungsbild entsprechend dem vom photoelektrischen Wandlerelement gelieferten elektrischen Signal erzeugbar ist, und eine Einrichtung zum Entwickeln des latenten Ladungsbilds für

die Bildaufzeichnung aufweist.

Bei^iesem Aufzeichnungsgerät ist das Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlerelements häufig ungleichförmig, auch wenn die Dichte der Vorlagenoberfläche gleichmäßig ist. Insbesondere wird das Ausgangssignal an den Vorlagen-Randbereichen kleiner als im Mittelbereich. Das wiedergegebene Bild nimmt im Bereich des niedrigeren Ausgangssignals in seiner Helligkeit ab, so daß die Dichte des Wiedergabebilds ungleichmäßig ist. Diese, allgemein als "Vignettierung" oder "Abschattung" bezeichnete Erscheinung ist den folgenden Ursachen zuzuschreiben:

(a) Ungleichmäßige Beleuchtung (Ausleuchtung) und Lichtstärkenschwankung der Lampe zur Vorlagenbeleuchtung

Als Vorlagenbeleuchtungslampe wird z.B. eine Leuchtstofflampe oder -röhre verwendet. Dabei besitzt einerseits die Lampe eine definierte Länge, und andererseits ist die Lichtintensität bzw. -stärke infolge des speziellen Lichtemissionsmechanismus an den beiden Enden geringer als im Mittelbereich. Darüber hinaus erfährt die Leuchtstofflampe nach längerem Betrieb eine allmähliche Helligkeitsabnahme an beiden Enden. Weiterhin variiert die Lichtverteilung je nach der Einbauart der Lampe.

(b) Lichtverlust in den Linsen des optischen Systems

Die von einer Linse durchgelassene Lichtmenge nimmt am Umfangsteil der Linse nach dem biquadratischen Kosinusgesetz ab. Beispielsweise beträgt die Lichtmenge am Randbereich der Linse bei einem Bildhalbwinkel von 20° nur 78%.

(c) Mangelnde Gleichförmigkeit in der Empfindlichkeit des photoelektrischen Wandlerelements

Als Folge von Fertigungs- oder Herstellungsbedingungen mangelt es dem photoelektrischen Wandlerelement, etwa einem Festkörper-Bildfühler, z.B. LadungsverSchiebeelement (CCD), oder einer Diodenanordnung, häufig an einer gleichmäßigen (Ansprech-)Empfindlichkeit.

Für denAusgleich bzw. die Korrektur von Abschattung oder Vignettierung wurden bereits verschiedene Maßnahmen vorgesehen. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, eine Lichtverteilungsplatte zu verwenden, um die Lichtstärke im Mittelbereich der Lampe auf dieselbe Größe wie in ihren Endbereichen zu verringern und damit die Lichtstärkenver- ·' teilung über die Gesamtlänge der Lampe hinweg zu vergleichmäßigen. Diese Maßnahme ist jedoch im Fall einer Schwärzung (Helligkeitsabnahme) der Lampe in ihren Endabschnitten ziemlich unwirksam, obgleich sie im anfänglichen Betriebszustand der Lampe wirksam ist. Zum Ausgleichen der Änderung in der Lichtstärkenverteilung infolge von Schwärzung ist es nötig, die Lichtverteilungsplatte (light distribution board) häufig neu einzustellen.

Für eine genaue Durchführung des Ausgleichs wurde auch vorgeschlagen, ein photoelektrisches Wandlerelement, welches als Ausgangssignal die Abschattungswellenform liefert, zusätzlich zum photoelektrischen Wandlerelement für die Abtastung (Auslesung) der Vorlage vorzusehen und das von der Vorlage abgegriffene Bildsignal mit der Abschattungswellenform zu kombinieren. Dieses Vorgehen ist ebenfalls unzufriedenstellend, weil es Schwankungen aufgrund mangelnder Gleichmäßigkeit der Empfindlichkeit des photoelektrischen Wandlerelements oder einer Änderung der Umgebungstemperatur zuzuschreibende Empfindlichkeits-

änderungen nicht auszugleichen vermag, obgleich diese Maßnahme an sich für die Korrektur bzw. den Ausgleich von durch die Lichtquelle verursachter Abschattung wirksam ist.
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Noch ein anderes Ausgleichverfahren besteht darin, eine Fläche mit gleichmäßiger Ausleuchtung zu beleuchten, ein Lichtsignal von der Fläche einer photoelektrischen Umwandlung zu unterwerfen, das Analogsignal in ein Digitalsignal umzusetzen, das Digitalsignal in einem Speicherelement abzuspeichern und die Vorlage unter Ausgleich der Abschattung mittels des Speicherinhalts abzutasten. Obgleich mit diesem Verfahren eine ziemlich hohe Ausgleichgenauigkeit erreicht werden kann, wird die Umsetzzeit des A/D-Wandlers mit zunehmender Ansteuerfrequenz des photoelektri-'sehen Wandlerelements kürzer. Gewöhnliche A/D-Wandler können daher dem Erfordernis für Hochgeschwindigkeitsabtastung nicht ausreichend genügen. Zudem ist es erforderlich, ein Speicherelement zu verwenden, das mit zunehmender Zahl von Abbildungen (picture images) einegrößere Kapazität besitzt.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Abschattungs-Ausgleichvorrichtung, bei der vor dem Abtasten (reading) des Vorlagenbilds Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten anhand optischer Information(en) von einer gleichmäßig reflektierenden Fläche gewonnen und in einem Speicherelement, etwa einem Randomspeicher, gespeichert werden und bei der Abtastung der Vorlage das Bild nach Maßgabe des Speicherelementinhalts korrigiert wird. Mit dieser Anordnung soll es möglich sein, die einer Schwankung der Lichtverteilungskennlinien der Lampe aufgrund sekulärer Änderung oder Temperaturänderung zuzuschreibende Abschattung sowie die auf mangelnde EmpfindlichkeitB-Gleichmäßigkeit des photoelektrischen Wandler-

-f

elements zurückzuführende Abschattung wirksam zu korrigieren bzw. auszugleichen. Für die Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten und ihre Speicherung im Speicherelement ist es erforderlich, eine extrem schnell arbeitende Verarbeitungsschaltung sowie ein Speicherelement mit hoher Auslesegeschwindigkeit und großer Kapazität zu verwenden. Derartige Verarbeitungsschaltungen und Speicherelemente sind im allgemeinen sehr aufwendig. Darüber hinaus ist die Zugriffszeit zu lang, um ein schnelles Auslesen oder Abtasten (reading) zu erlauben.

Erfindungsgemäß erfolgt daher die Bestimmung der Ausgleichskoeffizienten mit einer verkleinerten Zahl von Prüfpunkten oder Abtastmustern (samples), und während der Ausgabe werden die Ausgleichskoeffizienten in der Nichtabtastperiode durch Interpolation bestimmt. Zudem wird während der Ausgabe der Ausgleichskoeffizienten eine Operation zur Bestimmung des nächsten Ausgleichskoeffizienten durchgeführt. Mit dieser Parallelverarbeitung kann somit dem Erforderⁿis nach Schnellabtastung entsprochen werden. Eine höhere Genauigkeit des Ausgleichs kann durch Änderung der Prüfpunkte oder Muster für verschiedene Bereich entsprechend den Abschattungskennlinien erreicht werden.

zur Verbesserung der Auflösung beim Abtasten (reading) wurde bereits vorgeschlagen, eine Bildaufnahmevorrichtung aus einer Anzahl von Abbildungslinsen und photoelektrischen Wandlerelementen sowie eine Auslese- oder Abtastvorrichtung zu verwenden, welche die Ausgangssignale dieser Wandlerelemente zusammenzusetzen (to compose) vermag. Bei einem solche Vorrichtungen verwendenden Gerät wird bei Verwendung zweier photoelektrischer Wandlerelemente aufgrund des biquadratischen Kosinusgesetzes die durch die Kurve a in Fig. 1 dargestellte Abschattungswellenform erhalten. Ersichtlicherweise entsteht dabei eine ünterbre-

chung der Abschattungswellenform am Zusammensetzungspunkt. Das beschriebene Ausgleichsverfahren, bei dem die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für Abtastbildelemente von den Abtastwerten und Ausgleichskoeffizienten für nichijabgetastete Bildelemente während der Korrektur bzw. des Ausgleichs bestimmt werden, ist daher mit den folgenden Problemen behaftet:

Die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für die BiIdelemente in der Nähe des Zusammensetzungspunkts ("Nahtstelle"), die durch Interpolation auf die durch die gestrichelte Kurve b angedeutete Weise gewonnen werden, unterscheiden sich stark von den idealen Ausgleichskoeffizienten, die durch die ausgezogene Kurve c angegeben sind.

Dieses Problem könnte durch eine solche Anordnung ausgeschaltet werden, daß der Abschattungsausgleich für jedes photoelektrische Wandlerelement erfolgt, um den Pegel vor der Zusammenstellung (composition) zu vergleichmäßigen. Hierfür sind jedoch zwei Korrektur- oder Ausgleichvorrichtungen erforderlich, so daß sich die Kosten für das Gerät entsprechend erhöhen.

Die Erfindung bezweckt damit auch die Schaffung einer Abschattungs-Ausgleichvorrichtung, bei welcher die Bildelemente an den Zusammenstellungspunkten einer Anzahl photoelektrischer Wandlerelemente oder die Bildelemente in der Nähe dieser Punkte als Abtastbildelemente gewählt werden, so daß auch am Zusammenstellungspunkt ("Nahtstelle") einwandfreie Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten erhalten werden.

Wie erwähnt, eignet sich das vorher beschriebene Verfahren, bei dem die Abschattungswellenformen aller Bildelemente

-r-

/11

zur Durchführung des Ausgleichs einer A/D-Umwandlung unterworfen werden, nicht für die geforderte Schnellabtastung. Bei einem anderen Verfahren wird ein abnormales Bildelement mittels einer Interpolation korrigiert, die mit den von benachbarten Bildelementen erhaltenen Signalen durchgeführt wird. Dieses Verfahren ist ebenfalls praktisch ungünstig, weil es eine komplizierte Schaltung und eine lange Verarbeitungszeit erfordert.

Die Erfindung bezweckt damit weiterhin die Schaffung einer Abschattungs-Ausgleichvorrichtung mit folgenden Punktionen: Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für Abtastbildelemente (sample picture elements) durch erste Abtastung einer reflektierenden Fläche, Durchführung einer zweiten Abtastung an der reflektierenden Fläche zur Gewinnung von AusgangsSignalen von photoelektrischen Wandlerelementen, Korrigieren der Ausgangssignale mittels Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für die durch Interpolation bestimmten, verwendeten Bildelemente, Erfassung oder Bestimmung der Lage etwaiger abnormaler Bildelemente durch Vergleich zwischen den korrigierten Signalen und einer vorbestimmten Bezugsspannung, getrennte Bestimmung der Abschattungskoeffizienten für die abnormalen Bildelemente und Anwendung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für abnormale Bildelemente beim Auslesen oder Abtasten (reading). Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Interpolation mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen, auch wenn ein ein abnormales Bildelement enthaltendes photoelektrisches Wandlerelement im Spiel ist.

Die genannte Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekannzeichneten Merkmale gelöst.

'to/

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung von Abschattungswellenformen und Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Vorlagenabtastvorrichtung bei einem Verviel

fältigungsgerät ,

Fig. 3 eine graphische Darstellung von Abschattungswellenformen und Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten,

Fig. 4 eine graphische Darstellung eines Interpolationsverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer bei einer Vorlagen-Abtastvorrichtung vorgesehenen Abschattungs-Ausgleichvorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 6a bis 6c und Fig. 7 Signalwellenformdiagramme für

an verschiedenen wesentlichen Stellen der Ausgleichvorrichtung nach Fig. 5 auftretende Signale,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Interpolationsschaltung für die Ausgleichvorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 9 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer anderen

Vorlagen-Abtastvorrichtung,
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Fig. 10 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 eine graphische Darstellung von Abschattungswellenformen und Abschattungs-Ausgleichsko-

effizienten,

Fig. 12 eine graphische Darstellung eines Interpolationsverfahrens zur Berechnung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten,

Fig. 13 ein Beispiel für eine Matrix,

Fig. 14 eine graphische Darstellung der Beziehung zwisehen der Dither- bzw. Zitter-Matrix und Ein

gangs/Ausgangssignal des Bilds,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Operationsschaltung, bei der anderen Ausführungsform der Erfindung
nach Fig. 10 und

Fig. 16 ein Blockschaltbild noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Fig. 2 veranschaulicht ein Vervielfältigungsgerät mit einer Vorlagenabtastvorrichtung mit bewegbarem Vorlagenträger. Dabei wird eine auf einen Vorlagenträger 1 aus Glas aufgelegte Vorlage 2 mittels Lampen 3 belichtet bzw. beleuchtet, und das von der Vorlage reflektierte Licht wird über einen Spiegel 4 und eine Linse 5 zu einem photoelektrischen Wandlerelement {Bildfühler) 6 geleitet, welches das Lichtsignal sodann in ein elektrisches Bildsignal

umsetzt. Bei dieser Ausführungsform ist in einem abbil-

-Kr

dungsfreien Bereich vor dem Vorlagenträger eine eine Reflexionsfläche 7 bildende weiße Leerstelle (blank) vorgesehen.

Wenn sich der Vorlagenträger 1 bei der Abtastung der Vorlage in Richtung des Pfeils bewegt, wird durch das photoelektrische Wand 1 ere lenient 6 aufgrund des bei einer Abtastung von der Reflexionsfläche 7 reflektierten Lichts ein Signal mit der durch die Kurve A in Fig. 3 veranschaulichten Wellenform geliefert. Diese Kurve zeigt die Abschattungswellenform bzw. -kennlinie der Abtastvorrichtung insgesamt. Im allgemeinen besteht das Wandlerelement aus η Wandlereinheiten (n pels). Die Abschattungswellenform ist daher aus kleinsten Einheiten V1, V, ... Vn zusammengesetzt.

Im folgenden ist das Verfahren zur Bestimmung des Korrektur- bzw. Ausgleichskoeffizienten für den Ausgleich von Abschattung bzw. Vignettierung erläutert. 20

Gemäß Fig. 3 wird eine Bezugspannung VR (gerade Linie B) in bezug auf die Abschattungswellenform gesetzt bzw. vorgegeben. Die durch die gestrichelte Kurve C dargestellten Werte oder Größen werden durch Dividieren der.Bezugsspannung V_D durch die Ausgangsspannungen V₁ bis V er-

x\ ι η

halten. Die durch die Kurve C dargestellten Größen werden in einer Speichervorrichtung, etwa einem Randomspeicher, als Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten gespeichert. Wenn bei Bezeichnung der Ansteuer- oder Treiberfrequenz des photoelektrischen Wandlerelements mit (f) die Abschattungs-Ausgleichskoef f izienten anhand der Bildelementsignale von der weißen Reflexionsfläche 7 erhalten werden sollen, muß die Verarbeitungszeit pro Bildelement kleiner sein als 1/f. Wenn die Treiberfrequenz f beispielsweise 2 MHz beträgt, muß der Abschattungs-Ausgleichskoeffizient in einer seitr kurzen Zeitspanne von 0,5 ps bestimmt wer-

den. Hierfür ist eine Verarbeitungsschaltung mit außerordentlich hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit erforderlich. Anstatt nun die Ausgleichskoeffizienten für alle Bildelemente zu bestimmen, wird vorgeschlagen, die Abschattungs-Ausgleichkoeffizienten für Musterbildelemente zu bestimmen, die mit einer vorbestimmten Abtastdichte N gewählt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die benötigte Verarbeitungszeit auf Nx 1/f zu vergrößern und damit eine höhere Auslese- bzw. Abtastgeschwindigkeit als bei dem Verfahren zu erzielen, bei dem die Ausgleichskoeffizienten für alle Bildelemente gewonnen bzw. abgeleitet werden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, zeigt die Abschattungswellenform große Änderungen in beiden Endbereichen und eine •'kleine Änderung im Mittelbereich, so daß ein genauerer Ausgleich dann erzielbar ist, wenn in den beiden Endbereichen ein kleinerer Abtastabstand (sampling pitch) als im Mittelbereich angewandt wird. Die Abschattungskoeffizienten in der abtastungsfreien Periode werden durch Interpolation bestimmt.

Gemäß Fig. 4, welche die durch Abtastung von A und B bestimmten Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten veranschaulicht und in welcher die dazwischen angeordnete Zahl der Bildelemente mit η bezeichnet ist, läßt sich die Änderung £V des Abschatturigs-Ausgleichskoeffizienten zwischen benachbarten Bildelementen wie folgt ausdrücken:

2\ ^v = η : Zahl der Bildelemente

Fig. 4 veranschaulicht beispielhaft den Fall, in welchem die Zahl η gleich 2 ist. Dies bedeutet, daß zwischen zwei abgetasteten Bildelementen zwei Bildelemente A₁ und A» vorhanden sind. Die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten

und A_ lassen sich daher wie folgt ableiten:

= A - Δ V

= A₁ - Δ V = A - 2

Die Teilungsoperation zur Bestimmung der Änderung nimmt wesentlich mehr Zeit in Anspruch als die Subtraktionsoperation zur Ableitung der Größen A und A_?. Die Verarbeitungs2eit in der Interpolationsschaltung wird so mit weitgehend durch die für die Teilungsoperations benötigte Zeitspanne bestimmt. Dieser Umstand läuft dem Erfordernis für Hochgeschwindigkeitsoperation im wesentlichen zuwider.

Erfindungsgemäß wird daher die Änderung ^V bei der nächsten Abtastung während der Berechnung der Koeffizienten A₁ und A_? bestimmt. Durch diese Parallelverarbeitung kann die für die Verarbeitung in der Interpolationsschaltung erforderliche Zeitspanne insgesamt erheblich verkürzt werden.

Im folgenden ist eine Abschattungs-Ausgleichvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig.

5 im einzelnen erläutert.
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Gemäß Fig. 5 vermag eine Steuerschaltung 8 einen Steuertakt zur Ansteuerung des photoelektrischen Wandlerelements

6 sowie Signale zur Einhaltung und Beendigung der photoelektrischen Umwandlung oder Umsetzung zu liefern. Eine Abtast/Haltetaktschaltung 9 liefert ein Signal zur Ä'nde-

- 13- -

rung der Abtastdichte bzw. des Abtastabstands auf der weißen Reflexionsfläche 7 nach Maßgabe des von der Steuerschaltung 8 gelieferten Steuertakts für das photoelektrische Wandlerelement. Eine Abtast/Halteschaltung 10 vermag in der Periode, in welcher die Korrektur- bzw. Ausgleichskoeffizienten nach Maßgabe des Taktsignals von der Schaltung 9 berechnet werden, das Bildsignal zu halten, das durch photoelektrische Umwandlung durch das Wandlerelement 6 erhalten wird. Ein Digital/Analog- bzw. D/A-Wandler 11 dient zur Durchführung einer Digital/Analog-Umwandlung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten. Eine Operationsschaltung 12 führt eine Rechenoperation unter Heranziehung des Bildsignals V sowie des Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten V vom D/A-Wandler 11 durch. Ein Komparator 13 dient zur Durchführung eines Vergleichs zwischen der •Bezugεspannung V und dem mittels der Operation der

Operationsschaltung 12 erhaltenen Signal V sowie zur Lieferung eines Ausgangssignals H (hoher Pegel) oder L (niedriger Pegel) entsprechend dem Vergleichsergebnis.

Eine Steuerschaltung 14 ist durch die Abtast/Haltetaktschaltung 9 in Gang setzbar bzw. initialisierbar und dient zum fortschreitenden Einschalten der Analogschalter des D/A-Wandlers vom obersten Bit (höchstwertiges Bit). Die Steuerschaltung 14 bestimmt nach Maßgabe des Ausgangsignals des Komparators 13, ob der Schalter geschlossen bleiben oder abgeschaltet bzw. geöffnet werden soll, um das Verfahren zum 'nächsten Schalter fortzuführen. Eine Speicherschaltung 15, etwa ein Randomspeicher, dient zur Speicherung des Zustands der Schalter des D/A-Wandlers unter der Steuerung der Steuerschaltung 14. Eine Zeitsteuer- bzw. Taktschaltung 16 liefert ein Zeitsteuerbzw. Taktsignal für den Zeitpunkt bzw. Takt (timing) des Einschreibens des Zustands der Schalter des D/A-Wandlers 11, d.h. des Zeitpunkts, zu welchem der Abschattungs-Ausgleichskoeffizient in die Speicherschaltung 15 einge-

schrieben werden soll. Eine weitere Zeitsteuer- bzw. Taktschaltung 17 ist für das Auslesen des Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten aus der Speicherschaltung 15 vorgesehen. Eine Interpolationsschaltung 18 dient zur Durchführung einer Interpolationsoperation nach Maßgabe der Abtastdichte, mit welcher die aus der Speicherschaltung 15 ausgelesenen Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten erhalten werden, um dabei die Ausgleichskoeffizienten der Bildelemente zwischen zwei benachbarten abgetastenten

-JO Bildelementen zu bestimmen. Eine Interpolationstaktschaltung erzeugt ein Zeitsteuer- bzw. Taktsignal für die durch die Interpolationsschaltung 18 auszuführende Interpolationsoperation. Schalter S₁, S„, S.. und S. weisen jeweils einen Kontakt a und einen Kontakt b auf. Diese Schalter werden bei der Speicherung der Abschattungs-Ausgleichs-'koeffizienten gegen die Kontakte a und bei der Abtastung der Vorlage gegen die Kontakte b geschlossen. Das Umschalten erfolgt mittels eines von der Steuerschaltung 8 gelieferten Umschaltsignals.

Im folgenden ist der Speichervorgang für die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten (im folgenden einfache als "Ausgleichskoeffizienten" bezeichnet) erläutert. Für die Speicherung der Ausgleichskoeffizienten müssen die Schalter S₁ bis S. gegen die Kontakte a geschlossen sein. Die Abtast/Haltetaktschaltung 9 erzeugt ein Abtast/Haltesignal gemäß Fig. 6c nach Maßgabe des Treibertaktsignals (Fig. 6a) für das photoelektrische Wandlerelement 6, geliefert durch die Steuerschaltung 8, und des Start/Stopsignals (Fig. 6b) zum Einleiten oder Beenden der photoelektrischen Umsetzung. In Fig. 6b gibt der Abschnitt P die Zeitspanne bzw. Periode für die Ausgleichskoeffizienten an, während der Abschnitt Q die Zeitspanne für die Auslesung bzw. Abtastung der Vorlage darstellt. In der Abtast/Halte-Schaltung 10 wird das Ausgangssignal des photoelektrischen Wandlerelementes 6, d.h. die durch photoelektrische

Ίβ

Umsetzung der weißen ReflektLonsfläche 7 erhaltene Abschattungswellenform, abgetastet (sampled)wenn das Abtast/Haltesignal den (niedrigen)Pegel L besitzt, während dieses Ausgangssignal beim (hohen) Pegel H gehalten wird. Die zur Operationsschaltung 12 gelieferte Abtastzeit, die Haltezeit und die Abtastdichte werden beliebig eingestellt.

Die Steuerschaltung 14 beginnt andererseits zu arbeiten, wenn sie das von der Abtast/Haltetaktschaltung 9 gelieferte Abtast/Haltesignal empfängt. In einem ersten Schritt wird dabei der Analogschalter für das höchstwertige Bit im D/A-Wandler 11 geschlossen (EIN). Infolgedessen liefert der D/A-Wandler 11 das Ausgangssignal VY, wobei unter Verwendung eines (VX) der die Abschattungs-•wellenform bildenden , gehaltenen und von der Abtast/ Halteschaltung 10 ausgegebenen Signale eine Berechnung VO = VX . VY durchgeführt wird. Das Signal VO wird im Komparator 13 mit der Bezugsspannung VR verglichen. Der Komparator 13 liefert ein Ausgangssignal des hohen Pegels H, wenn die Bezugsspannung VR höher ist als die berechnete Spannung VO und ein Ausgangssignal des niedrigen Pegels L, wenn die Bezugsspannung niedriger ist als die berechnete Spannung. Die Steuerschaltung 14 hält den Analogschalter im vorliegenden Zustand, wenn das Ausgangssignal des Komparators 13 den hohen Pegel H besitzt und schaltet dann auf das nächste Bit weiter. Wenn das Ausgangssignal des Komparators 13 den niedrigen Pegel L besitzt, schaltet die Steuerschaltung 14 nach dem Abschalten (öffnen) des Schalters den Vorgang auf das nächste Bit weiter. Diese Arbeitsweise wird bis zum niedrigstwertigen Bit fortgesetzt; die Zustände der Schalter werden dabei in der Speicherschaltung 15 abgespeichert. Diese Operation erfolgt in Synchronisation mit dem Innen- bzw. Eigentakt der Steuerschaltung 14 in der in Fig. 7

Zo

dargestellten Folge. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt der D/A-Wandler 11 eine Auflösung von 8 Bits. Das Startsignal wird aus dem Abtast/Haltesignal gebildet, und die Operation wird (durch dieses Signal) eingeleitet. Der Analogschalter 0.7 (höchstwertiges Bit) wird durch das nächste Taktsignal eingeschaltet bzw. geschlossen, während durch das nachfolgende Taktsignal das Ausgangssignal des Komparators 13 auf die durch den Pfeil angedeutete Weise gesetzt wird. Gleichzeitig wird der Analogschalter Q6 geschlossen. Diese Operation wiederholt sich bis zum Analogschalter QO. Sodann wird ein Umsetz-Abschlußsignal ausgegeben, auf das hin die Ausgleichskoeffizienten-Auslesetaktschaltung 16 die Adressen in der Speicherschaltung 15 so setzt, daß die Zustände der Analogschalter, d.h.

die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten, in der Speicherschaltung 15 gespeichert werden. Es ist zu beachten, daß der Analogschalter den Einschalt- bzw. Durchschaltzustand und den Ausschalt- bzw. Sperrzustand dann einnimmt, wenn das Signal Q den hohen Pegel H bzw. den niedrigen Pegel L besitzt. Die beschriebene Operation wiederholt sich nach Maßgabe des Abtast/Haltesignals. Die Zahl der Operationen für die Berechnung des Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten ist durch die Abtast/Haltetaktschaltung 9 vorgegeben. Die Speicherung der Ausgleichskoeffizienten ist daraufhin abgeschlossen.

Im folgenden ist der Abschattungsausgleich während der Abtastung der Vorlage erläutert.

Durch das von der Steuerschaltung ausgegebene Stopsignal (Fig. 6b) werden alle Schalter S1 bis S4 vom jeweiligen Kontakt a auf den Kontakt b zum Zeitpunkt ti des Abschlusses der Speicherung des Ausgleichkoeffizienten umgeschaltet. Bevor sodann zum Zeitpunkt t2 das nächste Startsignal geliefert wird, werden die Daten für zwei Ab-

- rf-

schattungs-Ausgleichskoeffizienten an der Speicherschaltung ausgelesen, wobei mit diesen Koeffizienten in der Interpolationsschaltung 18 eine Interpolationsoperation ausgeführt wird. Letztere ist nachstehend speziell anhand von Fig. 8/ welche die Einzelheiten der Interpolationsschaltung 18 veranschaulicht, erläutert. Die erste Datengruppe A wird durch ein Sperrelement (latch) 20, die zweite Datengruppe B durch ein Sperrelement 21 gehalten. Der Operationsabschnitt 22 berechnet den Unterschied (A - B) zwischen den Datengruppen A und B. Die betreffende Größe (Differenz) wird zu einer Divisionsschaltung 23 geliefert, in welcher die Änderung V entsprechend der Zahl η von Bildelementen zwischen zwei benachbarten abgetasteten Bildelementen wie folgt bestimmt wird:

^V= (A - B) (n + 1)

Diese Operationen werden der Reihe nach in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten ti und t2 ausgeführt.

Zum Zeitpunkt t2, zu dem die Abtastung der Vorlage beginnt, wird sodann der Schalter S5 gegen den Kontakt a geschlossen, wobei ein Sperrelement 26 die Größe der Daten A zum D/A-Wandler 11 liefert. Im nächsten Takt wird der Schalter S5 gegen den Kontakt b geschlossen, wobei das Sperrelement 24 gleichzeitig die Größe ^ V1 hält und der Operationsabschnitt 25 die Berechnung gemäß der Formel A -£V1 durchführt. Die berechnete Größe wird von einem Sperrelement 26 gehalten (gespeichert) und dem D/A-Wandler 11 zugeführt. Anschließend erfolgt die nächste Berechnung im Operationsabschnitt 25 nach der Formel (A- AV1} - Δνΐ. Die berechnete Größe wird vom Sperrelement 26 gehalten und zum D/A-Wandler 11 übertragen. Hierauf erfolgt eine nächste Operation nach der

Formel (A - 2 & V1) - ^ V1. Die berechnete Größe wird dann dem D/A-Wandler 11 zugeführt. Anschließend wird dieselbe Operation η-mal in Synchronismus mit dem Treibertaktsignal der Steuerschaltung 8 wiederholt. Die vorstehend beschriebene Operation wird zu den Zeitpunkten bzw. Takten entsprechend den Zeitsteuersignalen von der Interpolations/Zeitsteuerschaltung 19 ausgeführt.

Wenn die Änderung ^ V1 vom Sperrelement 24 erhalten wird, werden zwei folgende Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten aus der Speicherschaltung 15 ausgelesen, wobei die zweite oder folgende Änderung J\ V2 auf dieselbe Weise wie die erste Änderung ^ V1 bestimmt wird. Durch parallele Ausführung der Berechnung der Änderung ^ V1 sowie der Änderung ^ V2 ist es möglich, die Zeitdauer der durch die .Interpolationsschaltung 18 durchgeführten Verarbeitungen zu verkürzen.

Der von der Interpolationsschaltung 18 gelieferte Ausgleichskoeffizient wird durch den D/A-Wandler 11 in ein Analogsignal umgesetzt. Dieses Anlogsignal wird sodann zur Operationsschaltung 12 geliefert, in welcher es mit dem von der Abtast/Halteschaltung 10 abgegebenen Vorlagensignal VX verarbeitet und nach der Korrektur bzw. dem Ausgleich als Signal VO ausgegeben wird.

Bei der vorstehend*beschriebenen Ausgleichsoperation enthält die in Fig. 2 dargestellte Kurve C für die Abschattungs-Ausgleichskoef f izienten zwei Abschnitte auf beiden Seiten, d.h. einen Abschnitt A > B und einen Abschnitt A < B. Die Interpolations-Zeitsteuerschaltung 19 bewirkt daher ein Umschalten des Inhalts der Berechnung in der Weise, daß der Operationsabschnitt 22 die Berechnung B-A durchführt, während der Operationsabschnitt 25 eine Berechnung A + Δ V vornimmt.

Durch Durchführung dervorstehend beschriebenen Abschattungs-Ausgleichsoperation für jeden Abtastzyklus ist es möglich, die Abschattung bzw. Vignettierung vollkommen auszugleichen bzw. zu koordinieren.

Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Abtastung in einem konstanten Intervall. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, vielmehr ist es auch möglich, das Abtastintervall so zu variieren, daß es im Mittelbereich der Abschattungswellenform ziemlich grob und an den beiden Endbereichen dieser Wellenform ziemlich fein ist. Weiterhin kann die Genauigkeit durch eine solche Anordnung verbessert werden, daß der Ausgleichskoeffizient an jedem Bildelement an jedem Endbereich der Abschattungs-

T5 wellenform gewonnen oder speziell für das abnormale BiId-■element bestimmt wird. Die Genauigkeit des Ausgleichs bzw. der Korrektur ist durch die Eigenschaften der Schaltung begrenzt, welche die Verarbeitung nach dem Ausgleich durchführt. Wenn beispielsweise der Zwischentonwert durch ein als Zitter-Methode bezeichnetes Verfahren ausgedrückt wird, bestimmt sich die Genauigkeitsgrenze des Ausgleichs durch die Größe der Matrix. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht die gleichmäßige Reflektionsflache aus einer weißen Reflektionsflache, die außerhalb des Flächenbereichs der Vorlage angeordnet ist. Die Erfindung ist jedoch keineswegs hierauf beschränkt.

Wie vorstehend beschrieben, werden erfindungsgeraäß die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten nach einer vorgegebenen Formel anhand der von der gleichmäßigen Reflektionsf lache stammenden Lichtinformationen berechnet und vor der Abtastung des Vorlagenbilds gespeichert, wobei eine Abschattungs-Ausgleichsoperation zum Korrigieren des Bildsignals während der Abtastung der Vorlage mittels einer Interpolation unter Verwendung der genannten

Ausgleichskoeffizienten durchgeführt wird. Auf diese Weise kann somit die Abschattung genau ausgeglichen bzw. korrigiert werden, die auf etwaige Schwankungen der Licht-Verteilungseigenschaften der Lampe aufgrund von sekulärer Änderung, Temperaturänderung o.dgl. sowie auf eine

mangelnde Gleichmäßigkeit in der Ansprechempfindlichkeit des photoelektrischen Wandlerelementes zurückzuführen sind, wodurch eine bessere Güte des Wiedergabe- bzw. Kopiebildes gewährleistet wird.
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Die Erfindung bietet besondere Vorteile bei der Aufzeichnung mit einem Zwischentonwert (intermediate tone).

Weiterhin wird erfindungsgemäß eine höhere Vorlagen-Abtastgeschwindigkeit und damit eine höhere Aufzeich-.hungsgeschwindigkeit infolge der Anwendung der Interpolation ermöglicht.

Fig. 9 veranschaulicht einen wesentlichen Teil einer Vorlagen-Abtastvorrichtung mit bewegbarem Vorlagenträger aus Glas. Auf dem Vorlagenträger 1 ist eine Vorlage 2 auflegbar, die durch Lampen 3 beleuchtet wird. Das von der Vorlage reflektierte Licht wird über einen reflektierenden Spiegel 4 sowie Abbildungslinsen 5, 5¹ auf BiIdfühler 6, 6* zur Erzeugung eines Bildsignals geworfen.

Auf der abbildungsfreien Fläche des Vorderteils des Vorlagenträgers 1 ist' eine weiße Reflektionsf lache 7 vorgesehen. Die Linsen 5, 5* und die Bildfühler 6, 6¹ sind paarweise und senkrecht zur Zeichnungsebene von Fig. 9 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Bildfühler 6, 6¹ vorgesehen, um eine Abtastung der Vorlage mit hoher Auflösung zu ermöglichen. Für die Abtastung beispielsweise einer Vorlage des Formals A4 mit einer Auflösung von 16 Punkte/mm muß das photoelektrische Wandlerelement (Bildfühler) mehr als 3360 Bildelemente

besitzen, wie sich dies aus einer Berechnung von 210 mm χ 16 P-unkte/mm ergibt. Es ist jedoch äußerst schwierig, einen einzigen Bildfühler mit einer derart großen Zahl von Bildelementen bereitzustellen. Die geforderte Auflösung kann jedoch ohne weiteres durch Verwendung zweier Bildfühler mit je 2048 Bildelementen realisiert werden. Die Vorlagenabtastung erfolgt durch Verschiebung des Vorlagenträgers in Richtung des Pfeils.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer Abschattungsausgleichsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung bei der Abtastvorrichtung gemäß Fig. 9. Gemäß Fig. 10 liefert eine erste Steuerschaltung 38 Ansteuer- bzw. Treibertaktsignale für die Bildfühler 6, 6', ein Signal zum Zusammensetzen bzw. Zusammenstellen (composing) der Ausgangssignale der Bildfühler 6, 6¹ sowie Signale zur Einleitung und Beendigung der photoelektrischen Umsetzung. Eine erste Zeitsteuerschaltung 39 bestimmt nach Maßgabe des Treibertaktsignals von der ersten Steuerschaltung 38 den Zeitpunkt oder Takt der Abtastung des Ausgangssignals der Bildfühler 6, 6' während des Abgriffs der weißen Reflektionsflache. Eine Zusammenstellungs- bzw. Setzschaltung 40 dient zum Zusammenstellen der Ausgangs-Bildsignale von den Bildfühlern 6, 6' in einem von der ersten Steuerschaltung 38 vorgegebenen Zusammenstell- bzw. Setztakt. Eine Abtast/Halteschaltung 41 vermag das Ausgangs-Bildsignal von der Setzschaltung 40 nach Maßgabe des Ausgangssignals der ersten Zeitsteuerschaltung 39 abzutasten und zu halten. Ein D/A-Wandler 42 dient zur Umwandlung eines digitalen Eingangssignals in ein analoges Ausgangssignal. Eine Operations-Prozessorschaltung 43 führt eine vorbestinunte Operation mit dem Ausgangsbildsignal VX von der Abtast/Halteschaltung 41 und dem Ausgangssignal VY vom D/A-Wandler 42 durch. Ein Kompara-

tor 44 vergleicht eine Bezugsspannung Vr und das Ausgangssignal VO der Porzessorschaltung 43. Eine zweite Steuerschaltung 45, deren Betrieb durch das Ausgangssignal der ersten Zeitsteuerschaltung 39 eingeleitet wird, vermag jedes Bit vom höchstwertigen Bit bis zum niedrigstwertigen Bit des D/A-Wandlers 42 nach Maßgabe des Ausgangssignals vom Komparator 44 zu setzen. Bei 46 ist ein Speicherelement, etwa ein Randomspeicher, angedeutet, in welchem die digitalen Eingangssignale zum D/A-Wandler 42, durch die zweite Steuerschaltung 45 gesetzt, fortlaufend gespeichert werden. Eine zweite Zeitsteuerschaltung 47 erzeugt Zeitsteuersignale zur Bestimmung des Zeitpunkts bzw. Takts der Speicherung der Signale im Speicherelement 46. Eine dritte Zeitsteuerschaltung 48 liefert Zeitsteuersignale zur Bestimmung des Zeitpunkts bzw. Takts des Auslesens des Inhalts aus dem Speicherelement 46. Eine Interpolationsschaltung 4 führt eine Interpolationsoperation zur Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für nicht abgetastete Bildelemente unter Verwendung der Daten bezüglich der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für die abgetasteten Bildelemente aus. Eine Interpolations-Zeitsteuerschaltung 60 dient zur Vorgabe des Zeitpunkts bzw. Takts der Berechnung und zur Lieferung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten in der Interpolationsschaltung 49. Schalter S1, S2, S3 und S4 sind in Abhängigkeit von einem Schaltsignal von der ersten Steuerschaltung 38 zwischen jeweils einem Kontakt a für die Speicherung der Ausgleichskoeffizienten sowie jeweils einem Kontakt b für die Vorlagenabtastung umschaltbar.

Die vorstehend beschriebene Abschattungausgleichsvorrichtung gemäß Fig. 10 arbeitet wie folgt:

Für die Speicherung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten werden zunächst die Schalters S1 bis S4 auf die

Kontakte a umgeschaltet. Wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform, liefert die erste Zeitsteuerschaltung 30 ein Abtast/Haltesignal gemäß Fig. 6c nach Maßgabe des Treibertaktsignals (Fig. 6a) für die Bildfühler 6, 6¹ sowie das Stand/Stopsignal (Fig. 6b) für die photoelektrische Umwandlung oder Umsetzung.

Andererseits setzt die Setzschaltung 40 eine Reihe von Signalen als Abschattungswellenform aus den am Ausgang der Bildfühler 6, 6' erhaltenen Signalen zusammen, d.h. durch photoelektrische Umsetzung der weißen Reflektionsflache 7, und liefert diese Signale zur Abtast/Halteschaltung 41. Insbesondere werden Signale der Wellenformen A, A¹ gejnäß Fig. 11 als Ausgangssignale von den Bildfühlern 6, 6¹ erhalten. Die Kurven A, A' überlappen einander teilweise, doch bilden die Ausgangssignale der Setzschaltung 40, wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 11 veranschaulicht, ein kontinuierliches Signal.

Die Abtast/Halteschaltung 41 tastet diese durch die Setzschaltung 40 erzeugte Abschattungswellenform ab, wenn das Abtast/Haltesignal den niedrigen Pegel L besitzt, und sie hält diese Wellenform, wenn das Abtast/Haltesignal den hohen Pegel H besitzt, und liefert diese Wellenform zur Operationsschaltung 43. Das Abtastintervall und der Zeitpunkt ^ des Umschaltens vom Bildfühler 6 auf den Bildfühler 6' während der Zusammenstellung werden im voraus so festgelegt, daß die folgenden Bedingungen genügen:

1.) Die Zahl der bei der Zusammenstellung mit dem Bildfühler 6 bzw. dem Bildfühler 6' verwendeten Bildelemente muß jeweils ein Vielfaches des AbtastintervalIs bzw. -abstands sein.

2.) Die Summen der Zahl der Bildelemente für die Zusammenstellung mit dem Bildfühler 6 bzw. dem Bildfühler 6' muß jeweils größer sein als die Gesamtzahl der erforderlichen Bildelemente.
5

Im folgenden sei angenommen, daß eine Vorlage des Formats A4 (210 mm lang) mit einer Auflösung von 16 Punkte/mm (Gesamtzahl der erforderlichen Bildelemente = 3360) mit zwei photoelektrischen Wandlerelementen (Bildfühlern) mit jeweils 2048 Bildelementen ausgelesen bzw. abgetastet wird und daß das Abtastintervall bzw. der -abstand 1/64 (eine Abtastung für je 64 Bildelemente) beträgt; unter diesen Bedingungen sind die beiden im folgenden angegebenen Fälle zur Erfüllung der oben genannten Bedingungen denkbar:

(1) 2048 (64 χ 32) Bildelemente bei einem Bildfühler 6,6' und 1344 (64 χ 21) Bildelemente beim anderen Bildfühler.

(2) 1644 (64 χ 26) Bildelemente beim einen und 1728 (64 χ 27) Bildelemente beim anderen Bildfühler, 6,6'.

Die unter (2) genannte Anordnung kann einen kleinen Abschattungsgradienten gewährleisten, durch den eine bessere Korrektur- bzw. Ausgleichsgröße durch die Korrektur mittels Abtastung ermöglicht wird, weil hierbei die Signale des Mittelbereichs benutzt werden.

Die Steuerschaltung 45 beginnt in Synchronismus mit dem erwähnten Abtast/Haltesignal zu arbeiten. Zunächst wird (der Schalter für) das höchstwertige Bit des D/A-Wandlers 42 eingeschaltet bzw. geschlossen. Hierauf liefert dieser Wandler 42 ein Signal von 1/2 Gesamtmeßbereich. Sodann erfolgt in der Operationsschaltung 43 eine Berechnung

nach der Formel VO = V1 χ VY unter Heranziehung des erwähnten Signals VY sowie der ersten Abtastgröße VX = Vl (vgl. Fig. 11) der in der Abtast/Halteschaltung 41 gehaltenen Abschattungswellenform. Dieses Ausgangssignal VO wird im Komparator 44 mit der Bezugsspannung Vr verglichen. Der Komparator 44 liefert ein Ausgangssignal des hohen Pegels H, wenn die Bezugεspannung Vr höher ist als das Ausgangssignal VO und ein Ausgangssignal des niedrigen Pegels L, wenn die Bezugsspannung Vr kleiner ist als die berechnete Größe VO. Die Steuerschaltung 45 geht mit der Steuerung auf das untergeordnete Bit über ohne den Zustand des höchstwertigen Bits zu verändern, wenn das Ausgangssignal des Komparators 44 den hohen Pegel H besitzt. Wenn dagegen das Ausgangssignal des Komparators 44 den niedrigen Pegel L besitzt, geht die Steuerschaltung 45 mit der Steuerung nach dem Abschalten des (Schalters für das) höchstwertigen Bits auf das untergeordnete Bit über. Dieselbe Operation wird bis zum niedrigstwertigen Bit herab durchgeführt.

Diese Operation wird in Synchronismus mit den Innenbzw. Eigentakt der zweiten Steuerschaltung 45 durchgieführt. Ein Beispiel für ein Zeitsteuerdiagramm für diese Steuerung ist in Fig. 7 veranschaulicht. In diesem.Fall ist vorausgesetzt, daß der' D/A-Wandler 42 eine Auflösung von 8 Bits besitzt. Das Startsignal wird aus dem Abtast/ Haltesignal geformt

Wenn die Einstellung der Schalter vom höchstwertigen Bit bis zum niedrigstwertigen Bit abgeschlossen ist, liefert die zweite Steuerschaltung 45 ein Umsetz- bzw. Umwandlungs-Abschlußsignal zur zweiten Zeitsteuerschaltung 47. Letztere schreibt daraufhin ihr digitales Ausgangssignal in das Speicherelement 46 ein. Wie aus Fig. 11 hervorgeht, wird die vorstehend beschriebene Operation

nach Maßgabe des Abtast/Haltesignals in einer Zahl (von Schritten) wiederholt, welche der Zahl der Muster (m in Vx = V1 bis Vm) entspricht.

Bei der beschriebenen Operation erfolgt die Digitaleinstellung (digital setting) in der Weise, daß die Bedingung Vr = Vo erfüllt ist, d.h. Vx . Vy = Vr = konstant.

Der Abschattungskoeffizient Vy selbst koinzidiert daher mit der Kurve C gemäß Fig. 11. Das Speicherelement 46 speichert somit die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für alle Bildelemente.

Im folgenden ist die Arbeitsweise bei der Abtastung der Vorlage, d.h. die Abschattungs-Äusgleichsoperation er-'läutert.

Zum Zeitpunkt ti werden die Schalter S1 bis S4 vom jeweiligen Kontakt a auf den Kontakt b in Abhängigkeit vom Stopsignal (Fig. 6b) von der Steuerschaltung 38 umgeschaltet. Bevor sodann das nächste Startsignal zu einem Zeitpunkt t2 ausgegeben wird, werden die Daten V01 und V02 betreffend die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten am ersten und zweiten Abtastpunkt aus dem Speicherelement 46 ausgelesen, wobei die Operation durch die Interpolationsschaltung 49 und der Heranziehung dieser Daten ausgeführt wird. Das Interpolationsverfahren selbst entspricht im wesentlichen dem vorher in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben. Genauer gesagt: Die erste Dateneinheit V01 wird durch das Sperrelement 20 gehalten, und die zweite Dateneinheit V02 wird sodann durch das Sperrelement 21 gehalten. Bezüglich der Daten V01 und V02 ist auf Fig. 11 und 12 zu verweisen. Der Operationsabschnitt 22 berechnet den Unterschied bzw. die Differenz fVOi V02) zwischen den Daten V01 und V02. Die nächste (nachge-

-jrr -

schaltete) Divisionsschaltung 23) führt eine Berechnung zur Bestimmung der Änderung ^V1 zwischen benachbarten Bildelementen auf der Grundlage der Zahl η der nicht abgetasteten Bildelemente zwischen zwei benachbarten abgetasteten Bildelementen nach folgender Formel durch:

^^V1 ^{= {V}O1 - ^V02> / ^{n + 1)}

Diese Operationen werden der Reihe nach in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten ti und t2 durchgeführt. Zum Zeitpunkt t2 zu Beginn der Abtastung der Vorlage ist der Schalter S5 auf den Kontakt a umgeschaltet worden, während das Sperrelement 26 die Dateneinheit V01 hält. Der D/A-Wandler 42 nimmt daher die erste Dateneinheit V01 ab. Zum nächsten Zeitpunkt bzw. Takt wird der Schalter S5 auf den Kontakt b umgelegt, wobei gleichzeitig die Änderung V1 durch das Sperrelement 24 gehalten und vom Operationsabschnitt. 25 ein Ausgangssiangl V01 - Δ V1 geliefert wird. Das Sperrelement 26 hält dieses Ausgangssignal und liefert es zum D/A-Wandler 42. Als Folge der Erneuerung bzw. Aktualisierung des Inhalts des Sperrelements 26 führt der Operationsabschnitt 25 eine neue Berechnung nach folgender Formel bzw. Gleichung durch:

(V₀₁ -4V₁) - ^v₁ -V₀, - 2^v₁

Das Sperrelement 26 hält wiederum dieses Rechenergebnis und liefert es zum D/A-Wandler 42. Danach erfolgt eine Berechnung nach folgender Formel :

Das Ergebnis dieser Operation wird dem D/A-Wandler 42 zugeliefert. Änliche Operationen werden im Synchronismus

mit dem Treibertaktsignal von der zweiten Steuerschaltung 38 ausgeführt, wobei die Ergebnisse jeweils dem D/AWandler 42 eingegeben werden. Die vorstehend beschriebene Interpolationsoperation wird mittels der Zeitsteuersignale vor der Interpolations-ZeitSteuerschaltung 60 durchgeführt.

Zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Änderung Δ V1 vom Sperrelement 24 gehalten wird, werden zwei für die nächste Interpolationsoperation erforderliche Ausgleichskoeffizientendaten aus dem Speicherelement 46 ausgelesen, und die zweite Änderung Δ V2 wird nach dem selben Verfahren bestimmt wie die erste Änderung 4V1. Die Parallelverarbeitung der ,Änderungen Δ V1 und Δ V2 erfolgt zur ,Verkürzung der Verarbeitungszeitspanne in der Interpolationsschaltung 49. Die Interpolation mit der neu berechneten Änderung kann infolgedessen schneller durchgeführt werden.

0 Der beim beschriebenen Vorgang von der Interpolationsschaltung gelieferte Abschattungs-Ausgleichskoeffi2ient wird durch den D/A-Wandler 42 in ein Analogsignal umgesetzt. Die Operationsschaltung 43 führt hierauf eine Operation mit dem vom D/A-Wandler 42 abgegebenen Anlogsignal und dem von der Abtast/Halteschaltung 40 gelieferten Vorlagensignal Vx aus, wobei das Ergebnis dieser Operation als korrigiertes Bildsignal VO ausgegeben wird.

Wenn bei der beschriebenen Korrektur- bzw. Ausgleichsoperation zwei photoelektrische Wandlerelemente verwendet werden, wie dies bei C in Fig. 11 dargestellt ist, in welcher die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für benachbarte abgetastete Bildelemente mit VK1 bzw. VK2 bezeichnet sind, wird die relative Größe zwischen diesen Signalen abhängig von der Lage als VK1 > VK2, VK1 ^ VK2,

VK1 > VK2 und VK1 < VK2 variiert. Im Bereich von VKI < <VK2 führt daher der Operationsabschnitt eine Berechnung VK2 - VKl durch, während der Operationsabschnitt 25 VK1 + 4 V berechnet. Das Umschalten des Inhalts der Berechnung erfolgt durch die Zeitsteuerschaltung 60.

Durch Durchführung dieses Abschattungsausgleichs für jede Abtastung ist es möglich, die Abschattung bzw. Vignettierung vollkommen zu beseitigen, auch wenn zur Verbesserung der Auflösung mehrere photoelektrische Wandlerelemente verwendet werden. Da außerdem die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten nicht für alle Bildelemente, sondern nur für ausgewählte Bildelemente eines vorbestimmten Abtastintervalls bzw. -abstands gewonnen werden, wird die Verarbeitungszeit häufig verkürzt, so daß im Vergleich 'zu den Verfahren, bei dem die Ausgleichskoeffizienten für alle Bildelemente bestimmt werden, ein Auslesen bzw. eine Abtastung mit hoher Geschwindigkeit möglich ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist das Abtastintervall bei der Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten mit 1/64 (eine Abtastung für je 64 Bildelemente) gewählt. Das Abtastintervall braucht jedoch nicht in jedem Fall konstant zu sein, vielmehr kann es in Ab-5 hängigkeit von der Größe der Änderung der Abschattungswellenform oder in Abhängigkeit von der Auflösung bei der Vorlagenabtastung zweckmäßig variiert werden.

Die Genauigkeit beim Abschattungsausgleich läßt sich durch Bestimmung des Ausgleichskoeffizienten speziell für das abnormale Bildelement weiter verbessern.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der Inhalt bzw. das Ergebnis der Operation eine Multiplikation, wobei das Bildsignal unmittelbar korrigiert wird. Die

Erfinding ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Bei der Anwendung des sogenannten Zitterverfahrens (dither method) kann beispielsweise der Abschattungsausgleich gemäß der Erfindung durch Korrigieren des Zitter-Schwellenwerts erfolgen. Wenn z.B. eine 4 χ 4-Matrix gemäß Fig. 13 als Dither- bzw. Zittermatrix verwendet wird, ergibt sich die in Fig. 14 veranschaulichte Beziehung zwischen dieser Matrix und dem Eingangs/Ausgangssignal des Bilds. Genauer gesagt: Bei Verwendung eines Bilds gleichmäßiger Dichte wird zwar theoretisch eine konstante Größe (a) erhalten, doch ist das tatsächliche Ausgangssignal, wie bei (b) dargestellt, aufgrund der Abschattung deformiert. Zur Ausschaltung des Abschattungseinflusses ist es nötig, den Dither- bzw. Zitterschwellenwert von de"r ausgezogenen Linie (c) bei jeder Ab-

,· tastung entsprechend der Abschattungswellenform zur gestrichelten Linie (d) zu korrigieren. Bei der Durchführung einer solchen Korrektur wird ein in der Tabelle an der Unterseite von Fig. 14 dargestellter Zustand erreicht, so daß damit dieselbe Wirkung erzielt wird, wie sie durch Korrigieren bzw. Ausgleichen des Bildsignals (b) bis (a) erreicht wird. Die Korrektur des Dither- bzw. Zitter-Schwellenwerts geschieht wie folgt:

Zitter-Schwellenwert/Abschattungs-Ausgleichskoeffizient
= Zitter-Schwellenwert nach Korrektur.

Die Operationsschaltung kann den in Fig. 15 dargestellten, abgewandelten Aufbau besitzen. Der Schalter SW1 wird während der Bestimmung des Abschattungs-Ausgleiehskoeffizienten auf den Kontakt a und während der Dither- bzw. Zitterverarbeitung auf den Kontakt b umgelegt. Bei Einbeziehung des D/A-Wandlers für den Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten sowie der Operationsschaltung

-jures möglich, den Zitter-Schwellenwert digital zu korrigieren.

Die Grenze der Korrektur- bzw. Ausgleichsgenauigkeit hängt von der Schaltung für die Verarbeitung nach der Korrektur ab. Wenn beispielsweise der Zwischentonwert (intermediate tone) nach dem Dither- bzw. Zitterverfahren ausgedrückt wird, bestimmt sich die Korrekturgenauigkeit durch die Größe der Matrix.

Während bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die gleichmäßige Reflektionsflache eine im bildfreien bzw. nicht abzubildenden Bereich vorgesehene weiße Reflektionsflache ist, ist die Erfindung keineswegs hierauf beschränkt.

Die Abtastung braucht nicht notwendigerweise für die Bildelemente am Zusammensetzpunkt zu erfolgen, vielmehr können auch Bildelemente in der Nähe des Zusammensetz-0 punkts gewählt werden.

Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß somit möglich, den Abschattungs-Ausgleichskoeffizifenten auch bei Verwendung mehrerer Bildfühler genau zu bestimmen. Die Bildgüte wird daher durch zweckmäßigen Abschattungsausgleich verbessert. Die beschriebene Ausführungsform eignet sich daher speziell für den Fall, daß die Auslesung bzw. Abtastung mit hoher Auflösung erfolgt.

Fig. 16 ist ein Blockschaltbild einer Abschattungsausgleichsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Eine erste Steuerschaltung 68 liefert dabei ein Ansteuer- bzw. Treibertaktsignal für einen Bildfühler 6 sowie ein Start/Stopsignal für die photoelektrisehe Umwandlung. Eine erste Zeitsteuerschaltung 69 bestimmt

Zeitpunkt des Abgriffs des AusgangsSignaIs vom Bildfühler 6 während der Abtastung einer weißen Reflektionsfläche 7 nach Maßgabe des Treibertaktsignals von der ersten Steuerschaltung 68. Eine Abtast/Halteschaltung 17 führt eine Abtast- und Halteoperation am Ausgangs-Bildsignal des photoelektrischen Wandlerelementes bzw. Bildfühlers nach Maßgabe des Ausgangssignals der ersten Zeitsteuerschaltung 69 oder einer noch zu beschreibenden vierten Zeitsteuerschaltung 80 aus. Ein D/A-Wandler 71 dient zur Umsetzung eines digitalen Eingangssignals in ein analoges Ausgangssignal. Eine Operationsschaltung 72 vermag eine vorbestimmte Berechnung oder Operation unter Heranziehung des Ausgangs-Bildsignals VX von der Abtast/ Halteschaltung^ 70 und des Ausgangssignals VY vom D/A-Wandler 71 durchzuführen. Ein Komparator 73 vergleicht 'das Ausgangssignal VO der Operationsschaltung 72 mit einer Bezugsspannung Vr oder Vr' . Eine zweite Steuerschaltung 74 ist durch das Ausgangssignal der ersten Zeitsteuerschaltung 79 oder der noch zu beschreibenden vierten Zeitsteuerschaltung 80 in Betrieb setzbar, um die Bits des D/A-Wandlers 71 nach Maßgabe des Ausgangssignals des Komparators 73 vom höchstwertigen Bit zum niedrigstwertigen Bit zu setzen. In ein Speicherelement 75, etwa einem Random-Speicher, werden die durch die zweite Steuerschaltung 74 gesetzten digitalen Eingangssignale für den D/A-Wandler 71 fortlaufend bzw. aufeinanderfolgend eingeschrieben. Eine zweite Zeitsteuerschaltung 76 liefert ein Zeitsteuersignal zur Bestimmung des Zeitpunkts (timing) des Einschreibens in das Speicherelement 75. Eine dritte Zeitsteuerschaltung 77 liefert ein Zeitsteuersignal, das den Zeitpunkt des Auslesens aus dem Speicherelement 75 bestimmt. Ein Interpolator 78 dient zur Durchführung einer Interpolationsoperation zwecks Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten der nicht abgetasteten Bildelemente unter den Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für die abgetasteten

Bildelemente.

Eine Interpolator-Zeitsteuerschaltung 79 dient zur Einstellung des Zeitpunkts der Operation zur Bestimmung des Abschattungs-Vergleichskoeffizienten im Interpolator 78 sowie des Zeitpunkts der Lieferung dieses Koeffizienten. Eine vierte Zeitsteuerschaltung 80 liefert der Abtast/ Halteschaltung ein Signal zum Halten des Signals für das abnormale Bildelement während einer längeren Zeitspanne als der Verarbeitungszeitpunkt. Ein Zäher 81 dient zum Zählen der Treibertaktsignale bzw. -impulse von der ersten Steuerschaltung 68. Ein Sperrelement (latch) 82 vermag bei Eingang des Signals vom Komparator 78 den Inhalt des Zählers 81 vorübergehend zu speichern. Ein Komparator 83 entscheidet, ob der Inhalt des Zählers 81 cem Speicherwert des Sperrelements 82 gleich ist. Ein Speicherelement 84 dient zur Speicherung des vom abnormalen Bildelement gewonnenen Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten. Eine fünfte Zeitsteuerschaltung 85 dient zur Lieferung eines Zeitsteuersignals für die Festlegung des Zeitpunkts des Einschreibens in das Speicherelement 84. Eine sechste Zeitsteuerschaltung 86 liefert das Zeitsteuersignal zur Festlegung des Zeitpunkts des Auslesens aus dem Speicherelement 84. Schalter S1 bis S10 sind 5 durch die erste Steuerschaltung 68 umschaltbar.

Die vorstehend beschriebene Abschattungsausgleichsvorrichtung arbeitet wie folgt: Bei der Operation zur Speicherung des Ausgleichskoeffizienten sind die Schalter SI bis S10 zunächst auf die Kontakte a umgelegt. Die erste Zeitsteuerschaltung 69 liefert ein in Fig. 6c dargestelltes Abtast/Haltesignal nach Maßgabe des von der ersten Steuerschaltung 68 ausgegebenen Treibertaktsignals (Fig. 6a) für den Bildfühler 6 sowie des Start/ Stopsignals (Fig. 6b) für die photoelektrische Umwand-

- -34 -

lung. Die Abtast/Halteschaltung 70 bewirkt das Abtasten und Halten der vom Bildfühler 6 vorgegebenen Abschattungswellenform, wenn das Abtast/Haltsignal den niedrigen Pegel L bzw. den hohen Pegel H besitzt. Wenn dieses Signal den Pegel H besitzt, wird die Abschattungswellenform der Operationsschaltung 72 eingegeben. Die zweite Steuerschaltung 74 beginnt in Synchronismus mit dem Abtast/Haltesignal zu arbeiten. Zunächst wird das höchstwertige Bit des D/A-Wandlers 71 eingeschaltet, so daß letzterer ein Signal Vy von 1/2 Gesamtmeßbereich liefert. Sodann führt die Operationsschaltung 72 eine Operation VO = V1 χ Vy aus, wozu sie das genannte Signal Vy und den ersten Abtastwert Vx = V1 der in der Abtast/Halteschaltung 70 gespeicherten Abschattungswellenform benutzt.

Das betreffende Ausgangssignal VO wird durch den Komparator 73 mit der Bezugsspannung Vr verglichen. Der Komparator 73 erzeugt ein Ausgangssignal mit dem hohen Pegel H bzw. dem niedrigen Pegel L, wenn die Bezugsspannung Vr höher bzw. niedriger ist als die berechnete 0 Größe VO. Wenn das Ausgangssignal den hohen Pegel H besitzt, geht die Steuerschaltung 74 auf die Verarbeitung des nächsten Bits über, ohne den Zustand des höchstwertigen Bits zu ändern. Wenn dagegen das Ausgangssignal den niedrigen Pegel L besitzt, geht die Verarbeitung nach dem Abschalten des höchstwertigen Bits auf den nächsten Wert über. Eine ähnliche Arbeitsweise wird bis zum niedrigstwertigen Bit durchgeführt, und das gesetzte bzw. festgelegte digitale Ausgangssignal der zweiten Steuerschaltung 74 wird in das Speicherelement 75 eingeschrieben. Diese Operation erfolgt in Synchronismus mit dem Innen- bzw. Eigentakt der zweiten Steuerschaltung 74 in Übereinstimmung mit einem Zeitsteuerdiagramm, das beispielsweise demjenigen gemäß Fig. 5 entsprechen kann. Es sei angenommen, daß der D/A-Wandler 5 eine Auflösung von 8 Bits besitzt. Das Startsignal wird

dabei durch das Abtast/Haltesignal gebildet. Wenn die Einstellung, beginnend mit dem höchstwertigen Bit und endend mit dem niedrigstwertigen Bit, für alle Schalter abgeschlossen ist, liefert die zweite Steuerschaltung 74 ein Umsetz-Abschlußsignal zur zweiten Zeitsteuerschaltung 76. Letztere schreibt daraufhin das gesetzte bzw. vorgegebene digitale Ausgangssignal der zweiten Steuerschaltung 74 in das Speicherelement 75 ein. Diese Operation wird nach Maßgabe des Abtast/Haltesignals in einer Zahl von Schritten wiederholt, welche der Zahl der Abtastvorgänge (m in Vx = V1 bis Vm) gleich ist (vgl. Fig. 1).

Die Digitaleinstellung bei der vorstehend beschriebenen Operation erfolgt in der Weise, daß sie den folgenden ' Bedingungen genügt:

Vr = VO

Vx . Vy = Vr = Konstant

Infolgedessen ist Vy der Abschattungs-Ausgleichskoeffizient selbst, welcher die Kurve(b) gemäß Fig. 1 bildet. Das Speicherelement 75 speichert daher die Ausgleichskoeffizienten für alle abgetasteten Bildelemente.

Wenn die Speicherung der Ausgleichskoeffizienten für alle abgetasteten Bildelemente abgeschlossen ist, werden die Schalter S1, S2, S3, S5, S9 und S10 auf den jeweiligen Kontakt b umgelegt, um die Erfassung des abnormalen Bildelementes vorzunehmen. Diese Erfassung erfolgt während der Bestimmung der Ausgleichskoeffizienten der nicht abgetasteten Bildelemente mittels des Interpolators 78. Insbesondere werden dabei zwei Daten der Ausgleichskoeffizienten aus dem Speicherelement 75 ausgelesen, worauf der Interpolator 78 auf die vorher in Ver-

bindung mit Fig. 8 beschriebene Weise eine Interpolation mit diesen beiden Daten ausführt. Die erste Dateneinheit V01 der beiden, die Ausgleichskoeffizienten betreffenden Daten wird dabei durch das Sperrelement 20 gehalten, während die andere Dateneinheit V02 vom Sperre leinen t 21 gehalten wird. Bezüglich der Eigenart der Dateneinheiten VO1 und V02 ist auf die Fig. 1 und 12 zu verweisen. Der Operationsabschnitt 22 ,berechnet den Unterschied (V01 V02) zwischen den beiden Daten V01 und V02, und die Divisionsschaltung, welche den Unterschied bzw. die Differenz abnimmt, wird eine Berechnung zur Bestimmung der Änderung zwischen benachbarten Bildelementen entsprechend der Zahl 1 der nicht abgetasteten Bildelemente wie folgt durch:

Δ VI = (V01 - V02) / (η + 1)

Diese Operationsfolge findet in der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten ti und t2 statt.

Zum Zeitpunkt t2, zu dem die Abtastung der Reflektionsfläche 7 für die Erfassung des abnormalen Bildelementes abgeschlossen ist bzw. einsetzt, wird der Schalter S5 auf den Kontakt a umgelegt, und die Dateneinheit VO1 wird vom Sperrelement 26 gehalten und zum D/A-Wandler 71 übertragen. Zum nächsten Zeitpunkt bzw. Takt wird der Schalter S5 auf den Kontakt b umgeschaltet, wobei gleichzeitig das Sperrelement 24 die Änderung V1 hält, während der Operationsabschnitt 25 die Größe V01 - V1 ausgibt.

Das Sperrelement 26 hält diese Größe und überträgt sie zum D/A-Wandler 71. Als Ergebnis der Aktualisierung des Inhalts des Sperrelements 26 führt der Operationsabschnitt 25 eine neue Berechnung nach folgender Formel durch:

(VOI - ^lV1) - äVI = V01 - 2JV1

Das Sperrelement 26 hält bzw. speichert das Rechenergebnis und liefert es wieder zum D/A-Wandler 71. Als Ergebnis wird die nächste Berechnung im Operationsabschnitt 36 wie folgt durchgeführt:
5

(V01 - 2 VD- Λ V1 = V01 - 3ÄV1

Das Rechenergebnis wird zum D/A-Wandler 71 geliefert. Sodann wird die Operation auf dieselbe Weise in Synchronismus mit dem Treibertaktsignal von der zweiten Steuerschaltung 74 wiederholt/ wobei das Rechenergebnis dem D/A-Wandler 71 eingegeben wird. Die beschriebene Interpolationsoperation findet nach Maßgabe des Zeitsteuersignals von der Interpolator-Zeitsteuerschaltung 79 statt.

'Zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Änderung 4V1 vom Sperrelement 22 gehalten bzw. in diesem gespeichert ist, werden zwei für die nächste Interpolationsoperation benötigte Daten aus dem Speicherelement 75 ausgelesen. Mit diesen Daten wird die nächste Änderung Δ V2 auf dieselbe Weise wie im Fall der Änderung Zl₁VI bestimmt. Die Parallels verarbeitung oder -operation zur Bestimmung der beiden Änderungen /lV1 und /tV2 erfolgt zum Zwecke der Verkürzung der Zeitdauer der durch den Interpolator 78 durchgeführten Operation. Infolgedessen wird die Zeitdauer der mit der neu berechneten Änderung durchgeführten Interpolation ebenfalls verkürzt.

Bei der beschriebenen Interpolation, bei welcher die benachbarten Abtastwerte oder -größen des Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten mit VK1 und VK2 bezeichnet sind, variiert die Beziehung der Größe zwischen diesen beiden Werten, abhängig von der Position, als VK1 > VK2 und VK1 <T VK2, wie dies aus der Kurve C in Fig. 1 hervorgeht. Im Bereich von VK1 -C VK2 wird daher die Operationsinhalt

bzw. das Operationsergebnis durch die Interpolator-Zeitsteuerschaltung 79 so umgeschaltet, daß der Operationsabschnitt 2 VK2 - VK1 berechnet, während der Operationsabschnitt 25 VK1 + V berechnet. 5

Die vom Interpolator 78 gelieferten Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten werden durch den D/A-Wandler 71 in ein Analogsignal umgesetzt. Die Operationsschaltung führt hierauf eine Operation unter Heranziehung des Analogsignals und des von der Abtast/Halteschaltung ausgegebenen Abtastsignals Vx für die Reflektionsflache durch. Das Operationsergebnis wird als VO ausgegeben. Dieses korrigierte Signal VO wird mit der Bezugsspannung Vr' verglichen, das von der Vorgabe (allowance) für die Abschattungs-Ausgleichsgröße oder -frequenz erhalten •wird. Der Komparator 73 erzeugt insbesondere ein Ausgangssignal, das dem hohen Pegel H besitzt, wenn die Bezugsspannung Vr' höher ist als die berechnete Spannung VO, wobei der Inhalt des Zählers 71 in diesem Zustand, d.h. die Position des abnormalen Bildelementes, vom Sperrelement 82 erhalten wird. Gleichzeitig liefert die Zeitsteuerschaltung 80 ein Haltesignal, um die Abtast/ Halteschaltung 70 das Signal für das abnormale Bildelement halten zu lassen. Zur selben Zeit werden die Schalter S1, S5 und S9 auf die jeweiligen Kontakte a umgelegt,und die Steuerschaltung 74 beginnt den Ausgleichskoeffizienten für"das abnormale Bildelement zu bestimmen. Dieser Koeffizient wird nach Ma0gabe des Zeitsteuersignals von der Zeitsteuerschaltung 85 in die Speicherschaltung 84 eingeschrieben. Sodann werden die Schalter S1, S15 und S9 auf die jeweiligen Kontakte b umgeschaltet, um die Erfassung der abnormalen Bildelemente fortzusetzen.

Nach Abschluß der Erfassung der abnormalen Bilde !entente

sowie der Speicherung der Ausgleichskoeffizienten entsprechend den abnormalen Bildelementen schalten die Schalter S1, S4, S6 und S7 auf ihre Kontakte b um, während der Schalter S5 auf den Kontakt a umschaltet, um die Korrektur bzw. den Ausgleich des Bildsignals durchzuführen. Diese Ausgleichsoperation ähnelt der Operation für die Erfassung der abnormalen Bildelemente. Der vom Interpolator 78 gelieferte Abschattungs-Ausgleichskoeffizient wird hierbei durch den D/A-Wandler 71 in ein Analogsignal umgesetzt. Die Operationsschaltung 72 führt eine Operation unter Heranziehung dieses Analogsignals sowie des von der Abtast/Halteschaltung 70 ausgegebenen Vorlagen-Abtastsignals Vx durch. Das Ergebnis der Operation wird nach der Korrektur als Signal VO geliefert. Wenn hierbei der Komparator 83 feststellt, daß der Inhalt des Zählers 81 dem Inhalt des die Position des abnormalen Bildelementes haltenden oder speichernden Sperrelementes 82 gleich ist, wird der Schalter S8 auf den Kontakt b umgelegt, so daß der dem abnormalen Bildelement entsprechende Ausgleichskoeffizient durch die Zeitsteuerschaltung 86 aus der Speicherschaltung ausgelesen wird. Der ausgelesene Koeffizient wird hierauf für die Korrektur des abnormalen Bildelementes zum D/AWandler 71 geliefert. Anschließend kehrt die Verarbeitung auf die gewöhnliche Korrektur- bzw. Ausgleichsoperation zurück.

Mittels der beschriebenen Korrekturoperation für jede Abtastung kann die Abschattung einwandfrei korrigiert werden.

Obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform ein konstantes Abtastintervall angewandt wird, kann dieses so verändert werden, daß es in den beiden Endbereichen der Abschattungswellenform klein und im Mittelbereich der-

selben vergleichsweiße groß ist. Die vorstehenden Ausführungen stützen sich auf die Voraussetzung, daß nur ein abnormales Bildelement vorhanden ist. Wenn mehrere abnormale Bildelemente vorhanden sind, werden die entsprechenden Ausgleichskoeffizienten dafür unter Verwendung mehrerer Sperrelemente 82 gewonnen. Falls das abnormale Bildelement mit einem der abgetasteten BiIdelemente identisch sein sollte, wird die Abtastposition um einen Teilungsabstand des Bildelementes verschoben. 10

Wie erwähnt, ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer weißen Reflektionsflache im abbildungsfreien Bereich beschränkt.

Mit der Erfindung wird somit eine Abschattungsausgleichs-• vorrichtung geschaffen, welche den Abschattungsausgleich mit hoher Geschwindigkeit auch dann durchzuführen vermag, wenn ein Bildfühler mit abnormalen Bildelementen verwendet wird.

Claims

Patentansprüche

Π. Abschattungs-Ausgleichvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Reflexionsfläche mit gleichmäßiger Reflexionsfaktorverteilung, durch eine photoelektrische Wandlereinheit zur Umwandlung des von der Reflexionsfläche reflektierten Lichts in ein elektrisches Signal, durch eine Operationseinheit zur Berechnung von Abschattungs- oder Vignettierungs-Ausgleichskoeff'izienten zu einem vorbestimmten Abtastzeitpunkt (sampling timing) anhand des von der Wandlereinheit gelieferten elektrischen Signals, durch eine Speichereinheit zur Speicherung der von der Operationseinheit berechneten Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten, durch eine Interpolationseinheit, die unter Heranziehung der aus der Speichereinheit ausgelesenen Äusgleichskoeffizienten eine Berechnung zur Bestimmung des einem vorbestimmten Abschnitt der Reflexionsfläche entsprechenden Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten mittels

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einer Interpolation durchzuführen und den berechneten Koeffizienten zu halten bzw. speichern vermag, und durch eine Korrektur- oder Ausgleichseinheit zur Durchführung einer Abschattungskorrektur an dem die Vorlageninformation darstellenden Bildsignal mittels der aus der Interpolationseinheit ausgelesenen Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten anhand des von der photoelektrischen Wandlereinheit gelieferten elektrischen Signals und einer vorbestimmten Bezugsspannung berechnet werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Korrektur mittels der von der Interpolationseinheit gelieferten Abschattungs-Ausgleichskoeff izienten die betreffenden Koeffizienten für die nächste Abtastung (sampling) aus der Speichereinheit auslesbar sind und die betreffenden Koeffizienten für die abtastfreie Zeitspanne durch die Interpolationseinheit berechnet werden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Abtastintervalle für die Endbereiche und den Mittelbereich der Hauptabtastung vorgesehen sind.
5. Abschaltungs-Ausgleichsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Reflexionsfläche mit gleichmäßigem Reflexionsfaktor, durch mehrere photoelektrische Wandlerelemente, denen das von der Reflexionsfläche reflektierte Licht über entsprechende Abbildungslinsen eingegeben wird, durch eine Einheit zum Abtasten oder Abgreifen (sampling) der Ausgangssignale dieser Wandlerelemente mit einem vorbestimmten Abtasttakt, durch eine

Einheit zur Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für die abgetasteten Bildelemente anhand der Abtastgrößen und durch eine Interpolationseinheit zur Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für alle Bildelemente mittels einer Interpolation, wobei die Bildelemente am Zusammensetzpunkt der Wandlerelemente oder die Bildelemente in der Nähe dieses Zusammensetzpunkts als Abtastpunkte heranziehbar sind.
6. Abschattungs-AusgleichvErrichtung, gekennzeichnet durch eine Reflexionsfläche mit gleichmäßigem Reflexionsfaktor, durch ein photoelektrisches Wandlerelement, dem das von der Reflexionsfläche reflektierte Licht über eine Abbildungslinse eingegeben wird, durch eine Einheit zum Abgreifen oder Abtasten der Ausgangssignale dieser Wandlerelemente zu (mit) einem vorbestimmten Zeitpunkt (Takt) (timing), durch eine Einheit zur Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für die abgetasteten Bildelemente anhand der Abtastgrößen und durch eine Einheit zur Bestimmung der Abschattungs-Ausgleichskoeff izienten durch Interpolation für alle herangezogenen Bildelemente, wobei die Abschattungs-Ausgleichskoeff izienten für die abgetasteten Bildelemente durch eine erste Abtastung der Reflexionsfläche bestimmbar sind und die bei einer zweiten Abtastung der Reflexionsfläche erhaltenen Ausgangssignale der photoelektrischen Wandlerelemente nach Maßgabe des durch Interpolation berechneten Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten für jedes herangezogene Bildelement korrigierbar sind, und wobei die korrigierte Größe mit einer vorher bestimmten Bezugsgröße verglichen wird, um die Erfassung der Lage bzw. Position eines abnormalen BiIdelements zu ermöglichen, der Abschattungs-Ausgleichskoeffizient für das abnormale Bildelement getrennt abgeleitet wird und bei der Abtastung der Vorlage die Korrektur bzw. der Ausgleich für die Information bezug-

lieh des abnormalen Bildelenients mittels des getrennt bestimmten Abschattungs-Ausgleichskoeffizienten vorgenommen wird.