DE3337582A1

DE3337582A1 - Verfahren und vorrichtung zur wiedergabe eines halbtonbilds durch abtasten

Info

Publication number: DE3337582A1
Application number: DE19833337582
Authority: DE
Inventors: Takashi Kyoto Sakamoto
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1983-10-15
Publication date: 1984-05-10
Also published as: FR2535559A1; JPS5980061A; GB8327939D0; DE3337582C2; GB2129650B; FR2535559B1; GB2129650A

Description

-l-3:-Oktb-!3er--1983 D 9165 - nrs

"¹^ ' Däini ppön Screen Seizo Kabushiki Kaisha 1-1 Tenjin-kitamachi, Teranouchi-agaru 4-chome, Horikawa-dori, Kamigyo-ku, Kyoto, Japan.

Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe eines Halbtonbilds durch Abtasten

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufnehmen oder Wiedergeben eines zylindrischen Bild?, das für den praktischen Einsatz in einer BiIdaufnahme- und -Wiedergabemaschine wie beispielsweise einem Farbscanner o. ä. geeignet ist, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Aufnahme- oder Wiedergabeverfahrens.

Im folgenden wird zunächst das Wiedergabe- oder Reproduktions· verfahren beschrieben. Ganz allgemein kommt die Rasteroder Abtastmethode mittels eines rotierenden Zylinders als Bildwiedergabeverfahren zum Einsatz, die zur Verwendung in einer Bildwiedergabemaschine wie beispielsweise einem Farbscanner o. ä. geeignet ist.

Das Scan-Verfahren mittels eines rotierenden Zylinders erfordert eine Wiedergabevorrichtung, die aus einem mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Zylinder, einem bezüglich des Zylinders in einer Subraster-Richtung bzw. in der Richtung der Zylinderachse beweglichen Wiedergabekopf und einer Antriebseinheit besteht.

Mit dem oben genannten Scan-Verfahren (Raster-Wiedergabe-Verfahren) mittels eines rotierenden Zylinders gehen zwei Probleme einher, und zwar zum ersten hinsichtlich der für das Scannen oder Abtasten erforderlichen Zeit, und zum zweiten hinsichtlich der Auflösung. Für das Scannen wird eine längere Zeit, benötigt, wenn die Anzahl der Rasterlinien fMlidtil wird, um dir AulluiUtuj i\i Vf?t liei. surn. Mit ihnn Ii ι (M verwendeten Begriff der "Anzahl von Rasterlinien" ist ein Wert gemeint, der angibt, wieviele Rasterlinien pro Längeneinheit in der Subraster-Richtung bzw. der Axialrichtung des Zylinders enthalten sind. Feine Einzelheiten eines Originalbilds können besser wiedergegeben werden, wenn die Zahl der Rasterlinien ansteigt. Bei einer Vergrößerung der Zahl der Rasterlinien verlängert sich aber die für das Scannen benötigt Zeit.

In der Praxis werden dementsprechend eine Mehrzahl von Wiedergabe-Lichtstrahlen in der Axialrichtung des Zylinders angeordnet, um so die für das Scannen erforderliche Zeit zu verkürzen.

Fig. la zeigt einen Zylinder 1 mit einem Radius R und einer Wiedergabe-Oberfläche von der Breite ß. Dieser Zylinder 1 wird mit konstanter Geschwindigkeit in Drehung versetzt. Fig. Ib ist eine Abwicklung eines Aufzeichnungsfilms 2.

Der Aufzeichnungsfilm 2 wird an dem Zylinder 1 mittels eines Klebebands o. ä. festgelegt, wobei ausgestanzte, entlang der Vorderkante des Aufzeichnungsfilms 2 ausgeformte Öffnungen Verwendung finden. Ein gewünschtes Bild kann auf der gesamten Oberfläche des Aufzeichnungsfilms wiedergegeben werden. Man verwendet hierzu einen Schreibkopf, der mit beispielsweise vier nicht näher dargestellten Lichtquellen oder Lichtleitern (nachstehend "Lichtquellen" genannt) ausgerüstet ist, die jeweils unabhängig voneinander modulierte Lichtstrahlen, und bei vier Lichtquellen insbesondere vier Lichtstrahlen aussenden. Man bewegt diesen Schreibkopf mit konstanter Geschwindigkeit in der Subraster-Richtung, die durch den Pfeil b angezeigt wird, während gleichzeitig der Zylinder 1 mit konstanter Geschwindigkeit in einer durch den Pfeil a angegebenen Richtung rotiert.

Die einzelnen Lichtstrahlen des Schreibkopfes überstreichen dabei den Zylinder 1 mit schräg geneigten Rasterlinien, die sich über den ganzen Umfang des Zylinders 1 erstrecken. Bezeichnet man nun die Einheitsbreite der Rasterlinie eines einzelnen Lichtstrahls mit P (Breite jedes einzelnen Bildelements) und mit m die Anzahl der Strahlen (vier Strahlen in Fig. 1), so ist für jede Rasterlinie mit der einmaligen Umrundung des Zylinders 1 ein axialer Vorschub um die Stecke

mP verbunden, und ihr Steigungswinkel θ- läßt sich auf dieser Grundlage durch die folgende Gleichung ausdrücken:

₊ -1 mP · mP (mP«

- tail¹.. ⁼ '

2'tiR 2 π R

Der Steigungswinkel θ wird demnach größer, und das aufgezeichnete Bild wird entsprechend mehr verzerrt, wenn die Zahl der Strahlen m steigt.

In einer Bildwiedergabemaschine der oben genannten Art werden die Bildsignale aber dadurch in den Schreibkopf eingespeist, daß man ein Originalbild auf einem Originalbildzylinder befestigt und das Originalbild ausliest, indem man einen Lesekopf in der Subraster-Richtung bewegt. Die durch das Vorhandensein des oben genannten Steigungswinkels θ bedingte Schiefe des Bilds kann deshalb automatisch kompensiert werden.

Wenn man aber Signale rechtwinkliger Bilder einspeisen und mit guter geometrischer Genauigkeit ein reproduziertes Bild an einer Wiedergabeeinheit der zylindrischen Rastervorrichtung erhalten will, müssen die X-Y-Werte des rechtwinkligen Bilds zuallererst in X'-Y-Daten eines schiefen Koordinatensystems mit dem 'Schiefen-winkel θ umgewandelt werden. Es ist nun aber nicht leicht, diese Koordinatentransformation auf elektrischem Weg durchzuführen.

Am besten ist das sogenannte intermittierende Neigungsverschi ebungsverfahren (intermittent pitch shifting method) bekannt, um eine solche Koordinatentransformation zu bewirken. Das intermittierende Neigungsverschiebungsverfahren läßt sich aber nur mit hohem Kostenaufwand durchführen, und es ist nicht geeignet, eine solche Koordinatentransformation mit hoher Geschwindigkeit durchzuführen.

Man kann sich hier ein wiedergegebenes Bild so erhalten denken, als ob die X-Achse auf der Oberfläche des Aufzeichnungsfilms 2 mit dem Steigungswinkel θ in Übereinstimmung gebracht worden wäre, der mit Bezug auf die Y-Achse auftritt, wie dies in Fig. 2a gezeigt ist, indem man die Einspeisezeit der Bildsignale entlang der Hauptrasterlinie immer um ein Bildelement nach vorne versetzt, wenn der Schreibkopf um eine bestimmte, spezifische Entfernung in der Subraster-Richtung bewegt wird, so daß die Verzerrung des wiedergegebenen Bilds, die andernfalls auf Grund des Steigungswinkels θ auftreten würde, korrigiert werden kann.

In einem solchen, üblichen Verfahren zur schrittweisen Korrektur der Koordinaten, bei dem die Verzerrung in den Daten eines schiefen Koordinatensystems durch eine Verschiebung der Einspeisezeit von Bildsignalen ausgeglichen wird, wird die Anzahl m der Lichtstrahlen von dem Schreibkopf unvermeidlich größer, und der Steigungswinkel θ wächst, wenn die Scan-Breite mP pro einzelne Umdrehung des Zylinders breiter wird.

Die oben genannte, übliche Methode zum schrittweisen Berichtigen von Koordinaten ist also mit dem Nachteil verbunden, daß bei einem Anwachsen des Steigungswinkels θ häufig eine Verzerrung eines linearen Bildes entlang der Subraster-Linie auftritt, und das Ausmaß einer solchen Verzerrung ist nicht weniger als.genau ein Bildelement, d. h. sie ist beträchtlich groß.

Diesem Nachteil kann in einem gewissen Umfang beispielsweise dadurch abgeholfen werden, daß man die Zeitfolge der Bildsignale entlang der Hauptrasterlinie entweder von einem Bildelement zum nächsten oder von einigen wenigen Bildelementen zu den nächsten wenigen Bildelementen in der Subraster-Richtung korrigiert; oder aber indem man die Zeitfolge dieser Bildsignale entweder von einer Umdrehung des Zylinders zur nächsten oder von einigen wenigen Umdrehungen des Zylinders zu den nächsten wenigen Umdrehungen des Zylinders korrigiert, wie dies in Fig. 2b oder Fig.2c jeweils dargestellt ist.

Um eine solche Zeitkorrektur durchzuführen, ist aber eine Uhr mit einem extrem hohen Auflösungsgrad bezüglich der Frequenz jeder einzelnen Umdrehung des Zylinders erforderlich. Es ist daher unmöglich, das obige Korrekturverfahren in einem gebräuchlichen Hochgeschwindigkeits-Bi1dwiedergabesystem zu verwenden.

Die vorliegende Anmelderin hat am 2. Oktober 1982 eine japanische Patentanmeldung auf ein Verfahren mit dem Titel

"Methode zum Korrigieren der Verzerrungen von in Bildrasterund Wiedergabevorrichtungen aufgezeichneten Bildern" eingereicht. Dieses Verfahren erfordert aber eine recht komplexe Schalttechnik.

Angesichts dieser Situation ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wiedergabeverfahren für zylindrische Bilder anzugeben, in dem ein Bild ohne Verzerrungen von einer Bi1dinformations-Eingabe in Form von orthogonalen Daten reproduziert werden kann.

Eine weitere Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System bereitzustellen, das geeignet ist, das oben genannte Wiedergabeverfahren für zylindrische Bilder durchzuführen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird somit ein Verfahren zum Abtasten und Wiedergeben eines Bilds
geschaffen, das darin besteht, daß man einen Lese- oder Schreibkopf über einen angetriebenen und rotierenden Einlese-Abtast- oder Wiedergabezylinder in einer Ebene parallel zu der Zylinderachse und in einer Richtung bewegt, die
sich in einem Winkel 0 mit der Zylinderachse erstreckt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird auch ein System zum Abtasten und Wiedergeben eines Bilds bereitgestellt, das eine Vorrichtung enthält, vermittels derer ein Lese- oder Schreibkopf über einen angetriebenen und rotierenden Einlese-Abtast- oder Wiedergabezylinder

bewegt werden kann, und zwar in einer Ebene parallel zu der Zylinderachse und in einer Richtung, die einen Winkel Q mit der Zylinderachse einschließt.

Die oben erwähnten Aufgaben werden durch dieses erfindungsgemäße Verfahren und das System zu seiner Durchführung gelöst.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. la und

Fig. Ib eine perspektivische Ansicht bzw. eine Abwicklung, die ein übliches Wiedergabesystem vom Zylindertyp illustrieren;

Fig. 2a bis

Fig. 2c reproduzierte Bilder, die jeweils beim Einsatz üblicher Verfahren erhalten werden;

Fig. 3 a b i s

Fig. 3c eine perspektivische Ansicht, Querschnittansicht und Abwicklung eines Zylinders in einem Wiedergabesystem vom Zylindertyp, wobei das erfindungsgemäße Verfahren nachstehend mit Bezug auf diese Darstellungen erläutert wird;

Fig. 4 ein unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenes, reproduziertes Bild;

Fig. 5a die schematische Ansicht einer Eingabe-Abtasteinheit und

Fig. 5b die Abwicklung eines OriginalbiIds, das an der Umfangsoberflache eines Zylinders angebracht wird; und

Fig. 6 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Bildabtast- und Wiedergabevorrichtung, die mit einer Eingabe-Abtasteinheit vom Zylindertyp und einer weiteren Bi1dsignal-Eingabeeinheit ausgerüstet ist.

Bezugnehmend zunächst auf Fig. 3a bis 3c, ist ein Ausführungsbeispiel eines Zylinders dargestellt, wie er bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nützlich ist. Ein Aufzeichnungsfilm 12 wird als lichtempfindliches Material über einen Zylinder 11 gelegt, der einen Radius R und eine Wiedergabe-Oberfläche der Breite B hat. Zur Befestigung des Films dienen Öffnungen 12 b am oberen Rand des Films, die entlang einer sich parallel zu der Oberkante 12a des Films erstreckenden Linie ausgerichtet sind.

Die Wiedergabemaschine besitzt einen nicht näher dargestellten Schreibkopf. Dieser ist mit zur Belichtung dienenden Lichtquellen ausgerüstet, um beispielsweise m Lichtstrahlen

- 10 -

in Form enger Lichtbündel abzustrahlen. Der Schreibkopf läßt sich in einer Ebene parallel zu der Achse des Zylinders 11 und entlang einer geraden Linie c bewegen, die in einem Winkel θ bezüglich der Achse des Zylinders 11 geneigt ist.

Vorzugsweise werden hier die in der Stückzahl m vorgesehenen, zur Belichtung dienenden Lichtquellen in einer Richtung angeordnet, die mit der Bewegungsrichtung des Schreibkopfs übereinstimmt, d. h. in einer Richtung, die sich unter einem Winkel θ mit der Achse des Zylinders 11 erstreckt. Eine solche Anordnung der zur Belichtung dienenden Lichtquellen ist aber für die Erfindung nicht notwendig, da keine merkliche Verzerrung auftritt, wenn der Zylinder nur einmal oder größenordnungsmäßig einmal umgelaufen ist.

Der Zylinder 11 wird beispielsweise mit einer konstanten Geschwindigkeit in einer Richtung gedreht, die durch den Pfeil a angezeigt ist. Der Schreibkopf ist geeignet, m zueinander parallele, zur Belichtung dienende Lichtstrahlen oder Lichtbündel auszusenden. Er wird in einer Ebene parallel zu der Drehachse des Zylinders 11 bewegt, und zwar mit einem Steigungswinkel, der gleich dem Neigungswinkel θ bezüglich einer Geraden ist, welche sich parallel zu der Drehachse des Zylinders 11 erstreckt. Entsprechend wird die gesamte Oberfläche des in Fig. 3c gezeigten Aufzeichnungsfilms 12 unter dem Neigungswinkel θ schräg überstrichen bzw. abgetastet, der mit einer Seitenkante 12c des Films eingeschlossen wird ( hier wird angenommen,

daß die Seitenkante 12c genau in Umfangsrichtung der Mantel-

- 11 -

·::.. - O O O / 3 O L

AH

fläche des Zylinders 11 ausgerichtet ist). Die m Lichtquellen ziehen somit Rasterlinien in Gestalt mehrfacher Wendeln oder Schraubenlinien, und sie sind geeignet, das gewünschte Bild aufzuzeichnen und zu reproduzieren.

Bezeichnet man nun den Steigungswinkel der mehrfachen Wendeln mit θ und die von einem einzelnen, zur Belichtung dienenden Lichtstrahl bestrichene Breite als P, so kann der Steigungswinkel θ durch die folgende Gleichung auf der Grundlage einer Strecke mP dargestellt werden, über die sich der m Strahlen aussendende Schreibkopf in Richtung der X-Achse bewegt, sooft der Zylinder 11 eine Umdrehung vollführt.

tan -¹ υ*
2tc R

In dem obigen Fall wird das reproduzierte Bild auf dem Aufzeichnungsfilm 12 wiedergegeben, und die X- und Y-Achsen des Orthogonal systems sind jeweils um den Winkel θ relativ zu der oberen Kante 12a und Seitenkante 12c des Aufnahmefilms gedreht, falls die der Wiedergabevorrichtung zugeführten Bildsignale orthogonale Daten sind.

Stellt man beispielsweise eine Druckplatte her, indem man den Aufzeichnungsfilm 12 fest auf einem Druckplattenmaterial aufbringt und dann das Druckplattenmaterfal durch den Aufzeichnungsfilm 12 hindurch belichtet, kann die Schrägstellung des Bilds korrigiert werden, indem man den Aufzeichnungsfilm

-■let -

12 unter dem Winkel θ geneigt anordnet, und so die Schrägstellung kompensiert. Gemäß einer Alternative kann man den Aufzeichnungsfilm 12 auch von vornherein unter dem Steigungswinkel θ geneigt um die Mantelfläche des Zylinders 11 1egen.

Der Aufzeichnunskopf ist allgemein darauf ausgelegt, Lichtstrahlen beispielsweise von Laserquellen, Leuchtdioden (LEDs) o. ä. auszusenden, die in einer Mehrzahl parallel zueinander angeordnet und unabhängig voneinander moduliert sind, so daß der Aufzeichnungsfilm 12 den Lichtstrahlen ausgesetzt wird, um ein Bild auf dem Aufzeichnungsfilm zu reproduzieren. Der Aufzeichnungskopf wird in einer Ebene parallel zu der Drehachse des Zylinders 11 und in einer um den Winkel θ gegen die Achse geneigten Richtung bewegt, so daß der geometrische Ort der Schreibkopfbewegung, genaugenommen, eine wendeiförmige, sich um den Zylinder 11 herum erstreckende Bahn markiert.

Dadurch, daß man die erwähnte, wendeiförmige Bewegung durch eine lineare Bewegung C approximiert, wie sie in Fig. 3a dargestellt ist, kann der Aufbau der Antriebsvorrichtung für den Schreibkopf vereinfacht werden.

Im folgenden wird dementsprechend behandelt, was für eine Abweichung in der Entfernung von der Manteloberfläche des Zylinders auftritt, wenn die Bewegungsbahn des Schreibkopfes durch eine lineare Bewegung entlang der Geraden C approximiert wird.

Nimmt man an, daß der Schreibkopf seine richtige Stellung zum Zylinder 11 bezüglich dessen Breitenerstreckung in der Mitte einnimmt, und daß Abweichungen von der optischen Achse um einen Betrag H nach oben und unten auftreten, wenn der Schreibkopf zu jeweils einem der beiden Enden des Zylinders 11 kommt, so kann H durch die folgende Gleichung dargestellt werden.

H=- tan θ (2) 2

wobei B die maximale Länge in Subraster-Richtung ist.

Der Schreibkopf erzeugt hier hinsichtlich seines Abstands von der Umfangsoberflache des Zylinders 12 eine Abweichung 6 , die durch die folgende Gleichung dargestellt werden kann.

O=R (1-cos α ) (3)

wobei α der in Fig. 3c gezeigte Zentralwinkel ist.

Andererseits wird bezüglich jedes Belichtungspunkts auf

der Oberfläche des Aufzeichnungsfilms 12 durch δ in der

Richtung der Y-Achse eine Abweichung Δ bewirkt, die durch folgende Formel ausgedrückt werden kann.

Δ = Ra - H (4)

Wie sich aus dem folgenden klar ergibt, können die jeweils

durch die Gleichungen (2) und (3) dargestellten Abweichungen δ , Δ ignoriert werden, wenn der Neigungswinkel θ nicht zu groß ist.

Die Abweichung Δ , die in Richtung der Y-Achse auf der Oberfläche des Aufzeichnungsfilms 12 auftritt, berechnet sich gemäß der folgenden Gleichung.

Δ"=~ Rd - H = Ret - R.

sin

= Roc(l - 1 +

^Da R sind = j tan θ (6)

und

λ - mp

. ΒΘ _ mPS
• 2R

Wenn beispielsweise m = 10, 2 TC R = 500 mm (20 inches), P = 0,025 mm (10~³ inch) und B = 400 mm (16 inches)ist₅ so

_4 ist der Maximalwert von α , nämlich α , etwa 4 π · 10

8 9

radian. Auf der anderen Seite ist Δ = -* π² . 10~ mm =. 0,03 pm. Die Abweichung Δ kann dementsprechend ignoriert werden, ohne daß irgendein Problem auftritt.

Die Abweichung δ in Gleichung (3) bezieht sich auf den Tiefenfehler des Brennpunkts des Schreibkopfes. Da

⁵max =R(l-cosa) H R ■ ^α max (8)

ist der Maximalwert 5_m=v dieser Abweichung 2π · 10 mm

ill α X

= 0,06 pm, wobei wiederum die obigen, exemplarischen Ziffern eingesetzt wurden. Entsprechend kann die Abweichung δ problemlos ignoriert werden.

Wie beschrieben, wird durch die vorliegende Erfindung eine Wiedergabemethode für zylindrische Bilder geschaffen, die es erlaubt, auf einfache Weise reproduzierte Bilder zu erhalten, da orthogonale Bildsignale verzerrungsfrei reproduziert werden können, ohne daß eine Notwendigkeit bestände, die Einspeise-Zeiteinteilung der Signale elektrisch zu verschieben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man die Bewegungsrichtung eines Schreibkopfes leicht gegen die Achse eines Zylinders neigt.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde eine Mehrzahl von zur Belichtung dienenden Strahlen verwendet. Selbstverständlich kann aber die beschriebene Methode auch praktiziert werden, wenn nur ein Strahl (großen Durchmessers) zum Einsatz kommt. ,

Gemäß der obigen Beschreibung wurde die vorliegende Erfindung auf der Bildwiedergabeseite eingesetzt. Es ist aber auch möglich, die vorliegende Erfindung auf der Einleseseite von Bildern zu verwenden, oder in anderen Worten, auf der Raster-» Abtase- oder Aufnahmeseite.

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Im folgenden wird eine Anwendung der vorliegenden Erfindung auf der Einleseseite beschrieben.

In einer Eingabe-Abtasteinheit, bei der ein Originalbild um einen Drehzylinder gelegt wird und Bildsignale eingelesen werden, ist es auch möglich, mehrere Bildsignale zur selben Zeit erhalten, wobei die Anzahl dieser Bildsignale gleich einer Zahl von Fotodetektoren ist. Man ordnet hierzu die Fotodetektoren in einem Lesekopf entlang der Subraster-Richtung an, so daß mittels einer Abbildungslinse Bildausschnitte des Originalbilds auf die lichtempfindlichen Oberflächen dieser Fotodetektoren fokussiert werden. Der Lesekopf wird in der Axialrichtung des Zylinders in einer bezüglich der Umdrehung des Zylinders vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt.

Als Beispiel für die Mehrzahl von Fotodetektoren, die in dem Lesekopf vorgesehen sind, gibt es Festkörper-Aufnahmebzw. -Empfangseinheiten nach Art einer Matrix. Abgesehen davon, können auch separate Sensoren angeordnet werden, oder man kann einen optischen Weg mittels Spiegeln oder Prismen in eine Vielzahl optischer Wege aufteilen, die dann jeweils zu getrennten Fotomulti piier-Röhren ο. ä. geführt werden.

Auch hier werden die Fotodetektoren vorzugsweise in einer Richtung angeordnet, die der Bewegungsrichtung des Lesekopfes entspricht, ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen, zur Belichtung dienenden Lichtquellen.

(304.

Durch eine Anordnung der Fotodetektoren in der beschriebenen Form kann die für das Scannen erforderliche Zeit verkürzt werden, ohne daß die Auflösung sinkt.

Fig. 5a ist eine schematische Darstellung einer Eingabe-Abtasteinheit insgesamt, bei der vier Fotodetektoren 17 vorgesehen sind. Fig. 5b ist die Abwicklung eines Originalbilds, das an der Mantelfläche eines Zylinders befestigt wird. In Fig. 5a bezeichnen die Ziffern 13 und 14 jeweils einen Eingabe-Abtastzylinder und ein Originalbild oder -manuskript. Mit der Ziffer 15 ist ein Lesekopf bezeichnet, während bei 16 eine Linse und bei 17 die Fotodetektoren dargestellt sind.

Auch in diesem Fall sind beim Einlesen des OriginalbiIds die Koordinaten nicht orthogonal, wenn die Bewegungsrichtung des Lesekopfs 15 mit der Axialrichtung des Zylinders zusammenfällt.

Die Lesekoordinaten können demgemäß orthogonal gemacht werden, indem man die Bewegungsrichtung des Lesekopfs 15 um den Steigungswinkel θ bezüglich der Zylinderachse neigt, wie dies oben beschrieben ist.

Mit der genannten Anordnung des Lesekopfs 15 ist der wertvolle Vorzug verbunden, daß das Problem der Bildverzerrung sogar dann nicht auftritt, wenn ein zunächst in der oben beschriebenen Eingabe-Abtasteinheit erhaltenes Bildsignal mit einem zweiten Bildsignal des orthogonalen Koordinaten-

- 18 -

- ι« -Μ-

systems synthetisiert wird, das von einer anderen Einheit

man
stammt, und/dann das erhaltene synthetische Bildsignal

ausgi bt.

Allgemein können als Signale des streng orthogonalen Koordinatensystems Muster- oder Bildsignale eingespeist werden, die unter Verwendung von Computern o. ä. erzeugt werden, wobei unter anderem Funktionsgeneratoren, Haibtonmuster_ygeneratoren und Zeichengeneratoren zur Erzeugung von Bildsignalen Verwendung finden können.

Wenn man diese Bildsignale mit v-on einer zylindrischen Eingabe-Abtasteinheit stammenden Bildsignalen überlagert, um ein Bild zu reproduzieren, werden an die Toleranzen hinsichtlich der Bildverzerrung extrem strenge Anforderungen gestellt.

Eine Anwendung des erfindungsmäßen Verfahrens für eine Eingabe-Abtasteinheit erlaubt es, Bildsignale unmittelbar in einem orthogonalen Koordinatensystem zu lesen, selbst wenn die Eingabe-Abtasteinheit vom Zylindertyp ist. Dies bringt den bedeutenden Vorzug mit sich, daß keine ernsthaften Probleme auftreten, wenn die erhaltenen Bildsignale mit den Bildsignalen in einem anderen orthogonalen Koordinatensystem überlagert werden.

Fig. 6 illustriert ein Ausführungsbeispiel der Anordnung, in der das erfindungsgemäße Verfahren an einer Eingabe-Abtasteinheit angewendet wurde.

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'JJJ/0Ö4

Eine Eingabe-Abtasteinheit 21 scannt und liest vermittels eines Lesekopfes 15 ein Originalbild 14, das um einen Zylinder 13 gelegt ist. Die erhaltenen Bildsignale werden einem Signal Verarbeitungskreis 22 zugeführt, so daß sie in Ausgangssignale der gewünschten Form umgewandelt werden können.

Andererseits erzeugt ein Bi1dsignal-Eingabekreis 23 einer Bildeingabeeinheit (z. B. einer Digitalisiervorrichtung, eines Analog-Digital-Wandlers, eines Zeichengenerators o. ä.) ein Bildsignal in einem anderen, orthogonalen Koordinatensystem der Eingabe-Abtasteinheit 21. Die erhaltenen Bildsignale werden zusammen mit den Bildsignalen des oben erwähnten Signalverarbeitungskreises 22 einem Diskriminatorkreis 24 zugeführt, um ein Bild zu synthetisieren.

Auf der Grundlage der Signale von dem Diskriminatorkreis 24, der in Abhängigkeit von den eingestellten Synthesebedingungen Arbeitsergebnisse bezüglich je eines der Eingabebildsignale oder beider Eingabebildsignale ausgibt, wird auf einer Bildwiedergabeeinheit 25 ein Bild erstellt.

Es ist wünschenswert, daß die Bildausgabeeinheit 25 ein Bild in einem orthogonalen Koordinatensystem bereitstellt. Als eine Möglichkeit, ein solches Bild an der Bildwiedergabeeinheit 25 zu erhalten, kann man Betracht ziehen, das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden, wie dies oben in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde.

In dem obigen Fall werden die Steigungswinkel θ der Bildwiedergabeeinheit 25 und der Eingabe-Abtasteinheit 21 jeweils durch die Zahl der von dem Schreibkopf ausgehenden Lichtstrahlen bzw. der Zahl von in dem Lesekopf vorgesehenen Fotodetektoren sowie der Anzahl der Rasterlinien und dem Durchmesser des Wiedergabezylinders und des zur Aufnahme des OriginalbiIds dienenden Zylinders bestimmt. Es ist aber nicht notwendig, die Zahl der von dem Schreibkopf ausgehenden Lichtstrahlen beispielsweise gleich mit der der an dem Lesekopf vorgesehenen Fotodetektoren zu machen, solange nur die Steigungswinkel Θ der Bildwiedergabeeinheit 25 und Eingabe-Abtasteinheit 21 die erforderlichen Bedingungen erfüllen, um Bildsignale mit orthogonalen Koordinatensystemen zu erhalten.

Als einfache Vervielfältigungseinrichtung ist es in weitem Umfang üblich, den Durchmesser des Originalbi1d-Aufnahmezylinders verschieden von dem der Wiedergabetrommel zu machen. Überdies können die Anzahl der Lichtstrahlen, Fotodetektoren oder Rasterlinien an der Wiedergabeseite unterschiedlich von denen an der Abtast- oder Aufnahmeseite gewählt werden.

Wenn letztere Vervielfältigungseinrichtung zur Anwendung kommt, muß die erfindungsgemäße Methode notwendigerweise einen geeigneten Steigungswinkel & angeben, wenn immer eine entsprechende Änderung gemacht worden ist. Dies kann aber dadurch geschehen, daß man einfach den Winkel der Subraster-Achse (d. h. Θ) entsprechend einstellt, da der

000 I ^V *» .

geometrische Ort der Subraster-Bewegung in der vorliegenden Erfindung keine Schraubenlinie , sondern eine Gerade ist. Dies ist einer der sehr wichtigen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wenn man den Winkel der Subraster-Achse einstellt, ist es wünschenswert, daß die Subraster-Achse ihre korrekte Position an einem Punkt einnimmt, der so dicht wie möglich in der Mitte der Breitenerstreckung des Zylinders liegt.

Man versetzt demnach vorzugsweise beide Enden der Subraster-Achse um dieselbe Strecke in entgegengesetzter Richtung, während man die Subraster-Achse an der axialen Mitte des Zylinders festhält, wenn man den Steigungswinkel θ ändert. Der Steigungswinkel θ kann aber in befriedigender Weise auch dann verstellt werden, wenn man die Subraster-Achse nur an einem ihrer Enden verschiebt. Wenn man die Subraster-Achse auf letztere Art verstellt, wird diese Verstellung vorzugsweise so vorgenommen, daß die Subraster-Achse an ihre korrekte Position auf der Mitte der Zylinderbreite kommt, wenn der Durchschnitt einer Anzahl verschiedener, nötiger Steigungswinkel genommen wird.

Bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden oben beschrieben. Diese Beschreibung sollte auch für ein Verständnis der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausreichen.

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte,

in den begleitenden Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sind dem einschlägigen Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung herauszufallen.

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Claims

13. Oktober 1983 D 9165 - nrs

Dainippon Screen Seizo Kabushiki Kaisha Kyoto, Japan.

Verfahren und Vorrichtung zur Wiedergabe eines Halbtonbilds durch Abtasten

Ansprüche

1. Verfahren zum Abtasten und Wiedergeben eines Bilds, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Lese- oder Schreibkopf über einen sich angetrieben drehenden Einlese-Abtast- oder Wiedergabezylinder bewegt, und zwar in einer Ebene parallel zu der Zylinderachse und in einer Richtung, die sich unter einem Winkel θ zu der Zylinderachse erstreckt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf eine Mehrzahl von zueinander parallelen, zur Belichtung dienenden Lichtstrahlen aussendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von zur Belichtung dienenden Lichtquellen in einer Richtung angeordnet sind, die sich unter einem Winkel θ zu der Zylinderachse erstreckt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Fotodetektoren in im wesentlichen paralleler Anordnung zueinander an dem Lesekopf vorgesehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Fotodetektoren in einer Richtung angeordnet ist, die sich unter einem Winkel θ zu der Zylinderachse erstreckt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die zusätzliche Verwendung einer getrennten, orthogonalen E i η g a b e e i η h e i t.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lese- oder Schreibkopf sich an beiden Enden des Zylinders in maximalem Abstand von dem Zylinder befindet und die Abstände zwischen dem Lese- oder Schreibkopf und den beiden Zylinderenden untereinander gleich sind.

8. Vorrichtung zum Abtasten und Wiedergeben eines Bilds, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung zum Bewegen eines Lese- oder Schreibkopfes über einen angetrieben rotierenden Einlese-Abtast- oder Wiedergabezylinder in einer Ebene parallel zu der Zylinderachse und einer Richtung, die mit der Zylinderachse einen Winkel θ einschließt, besitzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf eine Mehrzahl von zur Belichtung dienenden Lichtstrahlen parallel zueinander aussendet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von zur Belichtung dienenden Lichtquellen in einer Richtung angeordnet sind, die mit der Zylinderachse den Winkel θ einschließt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Fotodetektoren in im wesentlichen paralleler Anordnung zueinander an dem Lesekopf vorgesehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Fotodetektoren in einer Richtung angeordnet ist, die mit der Zylinderachse den Winkel θ einschließt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine separate, orthogonale Eingabeeinheit besitzt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lese- oder Schreibkopf sich an beiden Enden des Zylinders in maximalem Abstand von dem Zylinder befindet, und die Abstände zwischen dem Lese- oder Schreibkopf und beiden Zylinderenden untereinander gleich sind.