DE3408187C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildverarbeitungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 20 20 639 ist ein derartiges Bildverarbei­ tungsgerät bekannt, das mit mehreren Impulsgeneratoren ausgestattet ist, die jeweils unterschiedliche impulsbrei­ tenmodulierte Signale erzeugen. Abhängig vom Dichtewert des eingangsseitigen Bildsignals wird einer der Impulsge­ neratoren ausgewählt und dessen Ausgangssignal zur Auf­ zeichnung herangezogen. Hierbei kann es vorkommen, daß die Mittelpunkte der tatsächlich aufgezeichneten Bildpunkte gegeneinander versetzt sind, was die Aufzeichnungsqualität beeinträchtigen kann.

In der DE 31 31 390 A1 ist ein Bildverarbeitungsgerät offenbart, bei dem die Helligkeit und die Breite des Aufzeichnungs-Lichtstrahls entsprechend dem bei der Ab­ tastung einer Vorlage gewonnenen Bildsignal gesteuert wird. Dabei wird zunächst ein Aufzeichnungssignal aus einem Umrißsignal und einem Rasterwinkelsignal gebildet und aus diesem Aufzeichnungssignal ein Breiten- und ein Lagesignal gewonnen, in Abhängigkeit von denen jeder Teil­ bereich der Halbtonpunktfläche aufgezeichnet wird. Das bekannte Bildverarbeitungsgerät erfordert relativ hohen Verarbeitungsaufwand.

Aus der DE 27 02 929 A1 ist ein Laserstrahlaufzeichnungs­ gerät bekannt, bei dem eine Halbtonwiedergabe durch Bele­ gung unterschiedlicher Teilbereiche vorgegebener Bild­ punktbereiche erfolgt.

Zur näheren Verdeutlichung von Problemen beim Einsatz mehrerer Impulsgeneratoren mit unterschiedlich breiten Ausgangssignalen wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 eine vorgeschlagene Ausführungsform näher erläutert.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten vorgeschlagenen Laserstrahl­ drucker erzeugt ein Halbleiterlaser 1 einen Laserstrahl, der durch einen Polygon-Drehspiegel 2 zu einer lichtemp­ findlichen, in Richtung des Pfeils B drehenden Walze 3 abgelenkt wird. Der vom Halbleiterlaser 1 abgegebene La­ serstrahl ist in Übereinstimmung mit einem digitalen Bild­ signal moduliert und wird durch den in Richtung des Pfeils A drehenden Polygon-Drehspiegel 2 zeilenweise auf die lichtempfindliche Walze 3 abgelenkt, so daß auf dieser eine latente punktförmige Aufzeichnung erzeugt wird.

Bei einem derartigen Laserstrahldrucker wird der Laser­ strahl üblicherweise gemäß Binärsignalen "1" und "0" modu­ liert. Aufgrund der großen Steilheit der Anstiegskennlinie des Laserstrahls bereitet es Schwierigkeiten, die Leistung des Laserstrahls graduell zu modulieren, um eine Halbton­ wiedergabe zu erzeugen. Wird zur Halbtonwiedergabe ein Ditherverfahren eingesetzt, bei dem Graupegel durch ent­ sprechende Veränderung des Flächenverhältnisses von schwarzen zu weißen Bildelementen innerhalb jeweiliger kleiner Bildbereiche wiedergegeben werden, tritt eine Beeinträchtigung der Auflösung bei geringer Anzahl von Schwellenwerten auf. Eine Alternative zu einem solchen Verfahren wird durch die in den Fig. 2. und 3 gezeigte Gestaltung geschaffen.

In Fig. 2 ist eine Impulsbreitenmodulationsschaltung zur Ausführung einer Impulsbreitenmodulation eines digitalen 2-Bit-Vierwert-(Vierpegel-)Bildsignals gezeigt. Eine La­ serdiode 1 a erzeugt einen Laserstrahl. An Eingangsklemmen 2 a und 3 a werden digitale 2-Bit-Bildsignale (DATA 0 und DATA 1) empfangen. Ein Übertragungs-(Transfer-)Takt CLK für die Übertragung der digitalen 2-Bit-Signale (DATA 0 und DATA 1) wird an eine Transfertakt-Eingangsklemme 4 gelegt. Ein Takt CLKH mit der dreifachen Frequenz des Taktes CLK liegt an einer Takt-Eingangsklemme 5. Ein De­ codierer 6 decodiert die digitalen 2-Bit-Signale zu einem digitalen 4-Bit-Signal.

Eine Impulsbreitenmodulationsschaltung (PDM) 7 erzeugt aus dem Takt CLKH, der die dreifache Frequenz des Taktes CLK besitzt, Takte CLKH 1, CLKH 2 und CLKH 3 mit unterschied­ lichen Impulsbreiten. Ein Zwischenspeicher 8 speichert das decodierte 4-Bit-Digitalsignal entsprechend der Taktgabe des Transfertaktes CLK und ist mit jeweils einem Eingangs­ anschluß von drei UND-Schaltungen 9 verbunden, deren Aus­ gänge an einem ODER-Glied 10 anliegen. Zwischen dem Aus­ gangsanschluß des ODER-Glieds 10 und der Laserdiode 1 a ist für deren Ansteuerung ein Transistor 11 eingefügt.

Die an den Eingängen 2 a und 3 a empfangenen digitalen 2- Bit-Signale (DATA 0 und DATA 1) werden durch den Decodie­ rer 6 zu 4-Bit-Signalen decodiert. Die höherwertigen drei Bits des decodierten 4-Bit-Signals werden von dem Zwi­ schenspeicher 8 entsprechend der Taktgabe des Transfertak­ tes CLK gespeichert. Zwischenzeitlich wird der Takt CLKH, der die dreifache Frequenz des Transfertaktes CLK hat, durch die Impulsbreitenmodulationsschaltung 7 in die drei Takte CLKH 1, CLKH 2 und CLKH 3, die unterschiedliche Tast­ verhältnisse haben, umgesetzt. Fig. 3A zeigt die Wellen­ formen der jeweiligen Takte. Die Wellenform (1) des Trans­ fertaktes CLK hat eine Periode T und ein Tastverhältnis von 50%. Die Wellenform (2) des Taktes CLKH hat eine Periode T/3, ein Tastverhältnis von 50% und ist synchron zum Transfertakt CLK. Die Impulsbreitenmodulationsschal­ tung 7 moduliert den Takt CLKH mit der Periode T/3 und erzeugt die Takte CLKH 1, CLKH 2 und CLKH 3, die die Periode T, das Tastverhältnis von 1/3 bzw. 2/3 bzw. 1 sowie je­ weils die Wellenformen (3) bis (5) haben. Die Takte CLKH 1, CLKH 2 und CLKH 3 entsprechen jeweils (0,1), (1,0) und (1, 1) der 2-Bit-Digitalsignale (DATA 0 und DATA 1). Diese Wellenformen mit den unterschiedlichen Tastverhältnissen und das in dem Zwischenspeicher 8 gespeicherte decodierte 4-Bit-Signal werden durch die UND-Schaltungen 9 verknüpft, so daß sie den digitalen 2-Bit-Bildsignalen entsprechende Impulsbreiten haben. Das pulsmodulierte, decodierte höher­ wertige 3-Bit-Signal wird durch das ODER-Glied 10 in ein 1-Bit-Signal umgewandelt. Das Signal des ODER-Glieds 10 treibt über den Transistor 11 die Laserdiode 1 a. Die Impulsbreiten des Modulationssignals des Laserstrahls ent­ sprechen somit den digitalen 2-Bit-Bildsignalen (DATA 0 und DATA 1) und haben die in Fig. 3B gezeigte Einschalt­ taktgabe und Einschaltzeitdauer. Demzufolge werden in Übereinstimmung mit den 2-Bit-Digitalsignalen (0,0), (0, 1), (1,0) und (1,1) jeweils die impulsbreitenmodulierten Laserstrahlen "0", "1", "2" und "3", wie in Fig. 3B ge­ zeigt, erzeugt. Fig. 3B zeigt auch die Lage und Größe der auf dem lichtempfindlichen Körper aufgezeichneten Punkte, wobei der gestrichelte Teil einem tatsächlich aufgezeich­ neten Teil entspricht. In Fig. 3B bezeichnet "0" ein Bildelement ohne Aufzeichnungsinhalt und "3" die maximale Punktgröße für ein Bildelement.

Bei einem Impulsbreitenmodulationsverfahren der obigen Art unterscheiden sich die Mitten der Pulsbreiten der jeweili­ gen Digitalsignale (0,0), (0,1), (1,0) und (1,1) - und damit die Zentren für die Bildelemente - voneinander. Folglich bilden die Punkte des Halbtonbildteils (Raster­ bildteils) keine Gitterform, d. h. keine regelmäßige Matrix, was zu einer mäßigen Abstufung, zur Erzeugung von Interferenzstreifen usw. führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bildverar­ beitungsgerät zu schaffen, das gute Bildqualität bei ver­ hältnismäßig geringem Verarbeitungsaufwand erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungsgerät werden somit die mehreren unterschiedlichen impulsbreitenmodu­ lierten Signale derart erzeugt, daß sie jeweils zu glei­ chem Mittelpunkt der hierdurch bewirkten Aufzeichnungs­ punkte führen. Hierdurch wird erreicht, daß Bildpunkte unterschiedlicher Größe mit jeweils gleichem Mittelpunkt in einfacher Weise erzeugbar sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 4 ein Schaltschema einer Signalerzeugungseinrichtung in einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5A ein Ablaufdiagramm, das die Takte an den betreffen­ den Elementen der Schaltung von Fig. 4 darstellt;

Fig. 5B eine Darstellung der Impulsbreiten der durch die Impulsbreitenmodulationsschaltung von Fig. 4 erhal­ tenen Laserstrahl-Modulationssignale bzw. der Lagen und Größen der durch die in Fig. 4 gezeigte Schal­ tung aufgezeichneten Punkte.

Die Erfindung wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, wobei in dem Schaltschema des Bildverarbei­ tungsgeräts gemäß Fig. 4 Teile, die Elementen oder Teilen von Fig. 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeich­ net sind und nicht erneut erläutert werden.

Zwischenspeicher 12 und 13 speichern Taktimpulse CLKH 1 und CLKH 2 synchron mit einem Takt CLKH, der über Signalleitungen 14, 15 jeweils den Zwischenspeichern 12 und 13 zugeführt wird. Ein Inverter 16 erzeugt aus dem Takt CLKH einen zu diesem um 180° pha­ senverschobenen Takt CLKL. Fig. 5A zeigt die Wellen­ formen der in Fig. 4 angegebenen Takte, wobei die Wellen­ formen (1) (2), (3), (4) und (5) in Fig. 5A denen der Fig. 3A entsprechen. Ein Transfertakt CLK hat die Wellen­ form (1). Der Takt CLKH mit der dreifachen Frequenz des Transfertaktes CLK hat die Wellenform (2). Ein Takt CLKH 1 hat die Wellenform (3), ein Takt CLKH 2 hat die Wellenform (4), und ein Takt CLKH 3 hat die Wellenform (5). Im Schalt­ schema gemäß Fig. 4 wird der Takt CLKH 1 um eine Periode des Taktes CLKH durch den Zwischenspeicher 12 verzögert, um einen Takt CLKH 1′ mit der Wellenform (3′) zu erzeugen, der eine gegenüber dem Takt CLKH um 1/3T verzögerte Periode und ein Tastverhältnis von 1/3 hat. Das Signal CLKH 1′ wird über die Leitung 17 an eine UND-Schaltung 9 gelegt. Der Takt CLKH 2 wird um die Hälfte der Periode des Taktes CLKH durch den Zwischenspeicher 13 verzögert, um einen Im­ puls CLKH 2′ der Wellenform (4′) zu erzeugen, der eine um T/6 gegenüber dem Takt CLKH verzögerte Periode und ein Tastverhält­ nis von 2/3 hat. Das Signal CLKH 2′ wird einer weiteren UND-Schaltung 9 über eine Signalleitung 18 zugeführt. Dem­ zufolge haben die Auftastsignale der UND-Schaltungen 9, die den 2-Bit-Digitalsignalen (0,1), (1,0) und (1,1) entsprechen, die Wellenformen (3′), (4′) und (5) mit den in Fig. 5 gezeigten Tastverhältnissen.

Deshalb haben die Impulsbreiten der Laserstrahl-Modu­ lationssignale entsprechend den 2-Bit-Digitalsignalen (0,0), (0,1), (1,0) und (1,1) die in Fig. 5B gezeigte Einschalttakt­ gabe und Einschaltzeit des Laserstrahls.

Auf diese Weise werden die Laserstrahlen "0", "1", "2" und "3", die impulsbreitenmoduliert sind, wie Fig. 5B zeigt, in Übereinstimmung mit den 2-Bit-Digitalsignalen (0,0), (0,1), (1,0) und (1,1) erzeugt. Wie im Fall der Fig. 3B zeigt Fig. 5B die Lagen und Größen der Aufzeichnungs- oder Schreibpunkte auf der lichtempfindlichen Walze, wobei die schraffierten Teile in Fig. 5B die tatsächlichen Punkte darstellen und "0" ein Bildelement ohne Aufzeichnungs­ inhalt sowie "3" eine maximale Größe für ein Bildelement repräsen­ tieren.

Wie Fig. 5B zu entnehmen ist, können die Bildpunkte in einer Matrixform angeordnet werden, da die Zentren der Punkte (mittige Lagen der Punkte für die Bildelemente) unabhängig von den aktuellen digitalen Werten zum Fluchten gebracht wer­ den können. Demzufolge wird durch die Erfindung ein Bildverar­ beitungsgerät geschaffen, das in der Lage ist, ein Halbton­ bild von guter Qualität wiederzugeben.

Bei der obigen Ausführungsform ist das Zentrum jedes Punkts jeder Größe auf die mittige Lage des Bild­ elements ausgerichtet. Eine gleichartige Wirkung kann je­ doch auch erreicht werden, wenn die Erzeugung der Takt­ gabe für jeden Fall so gesteuert wird, daß der Punkt jeder Größe konstant ein Zentrum eines Bildelements (maxima­ ler Aufzeichnungspunkt) einschließt. Bei der obigen Aus­ führungsform wird ein 2-Bit-Digitalsignal impulsbreitenmo­ duliert. Die Zentren der Punkte können jedoch auch dann den mittigen Lagen der Bildelemente ausgerichtet werden, wenn ein digitales Signal von 3 Bits oder mehr impuls­ breitenmoduliert wird. Ferner ist die Erfindung, obwohl die Beschreibung auf einen Laserstrahl abgestellt wurde, in gleicher Weise bei anderen Arten von Bildverar­ beitungsgeräten anwendbar, so z. B. bei Aufzeichnungsgerä­ ten, wie Tintenstrahldruckern, Thermodruckern od. dgl., wo­ bei eine Abbildung mit einem kollektiven Punktkörper wie­ dergegeben wird und die Punktgröße veränderbar ist.

Des weiteren ist die Erfindung auch auf einen Farb-Tin­ tenstrahldrucker anwendbar; bei einem solchen Drucker werden, wenn ein roter Punkt auf einen gelben gedruckt und die Größe des roten Punkts auf verschiedene Weise verändert wird, verschiedene Farbabstufungen oder -schattierungen erzeugt. Wenn das Zentrum eines roten Punkts von jeweils unterschiedlicher Größe dem Zentrum eines gelben Punkts überlagert wird, kann eine Abbildung von guter Farbabstimmung (-gleichgewicht) wiedergegeben werden.

Die Erfindung ist auch nicht auf die oben beschriebene Schaltung begrenzt und kann auf gleichartige Schaltungen, bei denen die Lagen der Punkte von unterschiedlicher Größe gesteuert werden können, angewendet werden, wie sie auch nicht auf die beschriebene, spezielle Ausführungsform be­ schränkt ist.

Das Gerät erzeugt somit eine Halbtonabbildung, bei der das Zentrum jedes Punkts unterschiedlicher Größe mit dem eines Bildelements zusammenfällt.

Insgesamt kann mit einem Gerät ein Ausgabebild von hoher Güte und ausgezeichneter Abstufung erhalten werden.

Claims (5)

1. Bildverarbeitungsgerät zum Verarbeiten von Bilddaten zur Erzeugung von Punkten unterschiedlicher Größe, die zur Reproduktion eines Bilds aufzuzeichnen sind, mit einer Einrichtung zum Eingeben von Bilddaten, einer Signalerzeu­ gungseinrichtung zum Erzeugen mehrerer unterschiedlicher impulsbreitenmodulierter Signale, die die Größe eines aufzuzeichnenden Punkts in Abhängigkeit vom Wert der über die Eingabeeinrichtung eingegebenen Bilddaten bestimmen, und einer Wähleinrichtung zum Auswählen eines der impuls­ breitenmodulierten Signale in Übereinstimmung mit dem Wert der über die Eingabeeinrichtung eingegebenen Bilddaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrich­ tung (7, 12, 13, 16) die mehreren unterschiedlichen im­ pulsbreitenmodulierten Signale (CLKH 1′, CLKH 2′, CLKH 3) derart erzeugt, daß die Mittelpunkte der an einer beliebi­ gen Stelle aufzuzeichnenden, durch ein beliebiges der impulsbreitenmodulierten Signale bestimmten Punkte über­ einstimmen.

2. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung eine Ein­ richtung zum Erzeugen eines Bezugsimpulssignals (CLKH), eine Einrichtung (7) zum Erzeugen mehrerer in ihrer Im­ pulsbreite voneinander verschiedener Impulssignale (CLKH 1, CLKH 2) auf der Basis des Bezugsimpulssignals (CLKH), und eine Einrichtung (12, 13) zum Verzögern dieser Impuls­ signale aufweist.

3. Bildverarbeitungsgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Übertragungs­ takts (CLK) zum Übertragen der Bilddaten von der Eingabe­ einrichtung, wobei die Frequenz des Bezugsimpulssignals höher als die des Übertragungstakts (CLK) ist.

4. Bildverarbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Strahlerzeugungsein­ richtung (1 a, 11) zum Erzeugen eines Strahls in Überein­ stimmung mit einem der impulsbreitenmodulierten Signale (CLKH 1′, CLKH 2′, CLKH 3).

5. Bildverarbeitungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrich­ tung eine Decodiereinrichtung (6) zum Decodieren der Bild­ daten in mehrere Bits und zum Steuern der Wähleinrichtung (9) aufweist.