DE3444581C2

DE3444581C2 -

Info

Publication number: DE3444581C2
Application number: DE3444581A
Authority: DE
Inventors: Kunio Kyoto Jp Tomohisa; Kiyoshi Takatsuki Osaka Jp Maeda; Masamichi Kyoto Jp Cho
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1988-03-31
Also published as: GB2151876B; US4691241A; GB8430654D0; DE3444581A1; GB2151876A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Kompensation eines Schattenphänomens mit einem Laserstrahlgenerator.

Es ist zwar ein Verfahren bekannt, welches nicht auf die Kompensation eines Schattenphänomens gerichtet ist, sondern auf die Gewinnung von Bildsignalen (DE-OS 25 57 863). Hierbei werden insbesondere unscharfe Signale zur Hervorhebung von Details in einem Reproduktionsbild gewonnen. Bei dem bekannten Verfahren werden also Abtaststrahlen vor der tatsächlichen Abtastung moduliert. Ein Demodulator beseitigt die Komponente, welche sich aus einer solchen Modulation von Signalen ergibt, die bei der Abtastung eines Originals zwecks Gewinnung echter Bildsignale erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, ein System zur Kompensation ohne einen kostspieligen Speicher auszugestalten.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche gelöst.

Dazu wird ein Eingangs- und/oder Ausgangssignal (bzw. werden Eingangs- und/oder Ausgangssignale) erfindungsgemäß den folgenden Prozessen unterzogen.

Auf der Eingangsseite wird ein Bildsignal, das heißt ein zur Abtastgeschwindigkeit eines durch eine Polarisierungseinrichtung polarisierten Abtaststrahls umgekehrt proportionales Spannungssignal mit einem später erläuterten Kompensationssignal, das heißt einem zur Abtastgeschwindigkeit des Eingangsabtastrahls proportionalen Spannungssignal multipliziert, so daß ein kompensiertes Bildsignal erzeugt wird. Das vorgenannte Kompensationssignal läßt sich gewinnen, indem der Verschiebungs- bzw. Abweichungswert und die Amplitude des Ausgangssignal eines Tiefpaßfilters eines PLL-Schaltkreises wenn ein aus einem optischen Gitter bzw. Bildraster ermitteltes Signal durch die PLL-Schaltung multipliziert wird.

Auf der Ausgangsseite wird ein Bildsignal, das heißt ein Spannungssignal mit einem Kompensationssignal, das heißt einem zur Abtastgeschwindigkeit eines durch eine Polarisierungseinrichtung polarisierten Abtaststrahls proportionalen Spannungssignal multipliziert, nämlich zur Erzeugung eines Aufzeichnungssignals, das anschließend für den Antrieb des Aufzeichnungsstrahls bei der Belichtung von photoempfindlichem Material verwendet wird. Dieses Aufzeichnungskompensationssignal kann in der gleichen Weise ermittelt werden wie im Zusammenhang mit der Eingangsseite beschrieben.

Durch die Anwendung des vorgenannten Verfahrens und die Verwendung der vorgenannten Vorrichtung kann ein Echtzeit-Schattenkompensationsprozeß mit einer Schaltung durchgeführt werden, die einfacher aufgebaut ist als jene in all den herkömmlichen Systemen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein optisches System der Eingangsseite eines Bildreproduktionssystems;

Fig. 2 den wesentlichen Teil des optischen Systems von Fig. 1;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abweichung der integrierten Strahlenmenge E einer Abtastzeile;

Fig. 4 einen PLL-Schaltkreis (phase-locked loop);

Fig. 5 Wellenformen der Spannungen verschiedener Punkte des in Fig. 4 gezeigten PLL-Schaltkreises;

Fig. 6 den Eingangsabtastbereich eines Bildreproduktionssystems, auf welches das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird;

Fig. 7 die Wellenformen der Spannungen verschiedener Punkte des in Fig. 6 gezeigten Systems;

Fig. 8 den Aufzeichnungsbereich eines Bildreproduktionssystems, auf welches das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird;

Fig. 9 die Wellenformen der Spannungen verschiedener Punkte des in Fig. 8 gezeigten Systems;

Fig. 10 eine Schaltung für die einfache Kompensation eines Schattenphänomens sowie deren Charakteristik;

Fig. 11 eine andere Schaltung für die einfache Kompensation eines Schattenphänomens;

Fig. 12 ein Ausgangssignal eines Photofühlfeldes, das eine Verzerrung enthält;

Fig. 13 eine noch andere Schaltung für die Kompensation eines Schattenphänomens sowie die Profilform des Photofühlers dieser Schaltung;

Fig. 14 verschiedene Signale in Entsprechung zu den Photofühlern;

Fig. 15 die Relation zwischen zwei Photofühlern.

Fig. 4 zeigt einen üblichen PLL-Schaltkries 3 (PLL=phase-locked loop) für die Erzeugung eines Synchronisationssignals, das für die Steuerung eines Bildreproduktionssystems erforderlich ist. Der PLL-Schaltkreis 3 besteht gewöhnlich aus einem Phasenkomparator 31, einem Tiefpaß- bzw. Schleifenfilter 32, einem spannungsgesteuerten Oszillator 33 und einem Frequenzteiler 34. Wenn das vorgenannte Gitter- bzw. Rastersignal f _in (Fig. 5[a]) in den PLL-Schaltkreis 3 eingegeben wird, kann normalerweise ein Synchronisationssignal f _out (wie in Fig. 5[c] gezeigt) erzeugt werden, und zwar durch Multiplikation der Frequenz des Gittersignals f _in. Die Ausgangsspannung V _LPF des in dem PLL- Schaltkreis 3 verwendeten Tiefpaßfilters 32 entspricht der Abtastgeschwindigkeit des Abtaststrahls B _P (wie in Fig. 4[b] gezeigt) und läßt sich in folgender Gleichung ausdrücken:

V _LPF ∞ K₄ · V. (7)

Dabei ist K₄ eine Konstante.

Wenn also ein Signal , das aus dem Ausgangssignal V _LPF des Tiefpaßfilters 32 durch Einstellung des Verschiebungs- bzw. Abweichungswertes und der Amplitude ermittelt wird, mit der integrierten Strahlenquantität E von Gleichung (6) multipliziert wird, läßt sich ein konstanter, von der Abtastgeschwindigkeit V des Abtaststrahls freier Wert in der folgenden Gleichung ermitteln:

Fig. 6 zeigt den Eingangsabtastbereich eines Bildreproduktionssystems, auf welches das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Fig. 7 zeigt die Wellenformen bzw. den Verlauf der Spannungen verschiedener Punkte des Fig. 6 gezeigten Systems.

Zunächst wird ein durch Abtasten eines Bezugsoriginals (beispielsweise eines weißen Originals) ermitteltes Bildsignal V _P von einem Photofühlfeld 16 über einen Verstärker 21 als Bezugssignal V _PU (Fig. 7[d]) in ein Terminal bzw. einen Anschluß eines Vervielfachers 22 _a eingegeben. Andererseits wird das Ausgangsssignal V _LPF des Tiefpaßfilters 32 (wie in Fig. 7[b] gezeigt) bezüglich seines Verschiebungswertes und seiner Amplitude durch einen Signalprozessor 23 _a so eingestellt, daß es zu dem genannten Signal wird, und wird dann in das andere Terminal bzw. den anderen Anschluß des Vervielfachers 22 _a eingegeben. Der Vervielfacher 22 _a multipliziert den Wert des Bezugssignals V _PU mit jenem des Signals , so daß ein Bildsignal V _data ermittelt wird, dessen Schattenphänomen kompensiert bzw. ausgeglichen ist. Anschließend wird das Bildsignal V _data einer A/D-Umwandlung in einem A/D-Umwandler 24 unterzogen und in einen Bildprozessor 25 eingegeben, der an dem Bildsignal V _data eine Farbkorrektur und dergleichen Vorgänge ausführt.

Fig. 8 zeigt den Aufzeichnungsbereich eines Bildreproduktionssystems, auf welches das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird. Fig. 9 zeigt die Wellenformen bzw. den Verlauf der Spannungen verschiedener Punkte des in Fig. 8 gezeigten Systems.

Das optische System von Fig. 8 weist weitgehend dieselbe Einheit auf wie das in Fig. 1 gezeigte Eingangs- bzw. Eingabesystem, jedoch mit der Ausnahme, daß ein Aufzeichnungsstrahl B _R durch einen audio-optischen Modulator (AOM) 6 moduliert wird, der von einer AOM-Antriebsschaltung 6 angetrieben wird. Das heißt ein von einem Strahlengenerator 11 _b emittiertes Strahlenbündel teilt sich in einen Aufzeichnungsstrahl B _R und einen Gitter- bzw- Rasterstrahl B _G. Der Aufzeichnungsstrahl B _R wird über den Galvanospiegel 13, die Objektivlinse 14 und einen Spiegel 15 _b auf photoempfindliches Material gerichtet, das an einer Aufzeichnungstrommel D befestigt ist.

Ein optisches System für die Erzeugung eines Gittersignals und ein PLL-Schaltkreis 3 der Ausgangsseite sind identisch mit der entsprechenden Einheit der Eingangsseite, und eine Gruppe dieser Einrichtungen kann ebenso für beide Seiten gemeinsam verwendet werden. Nach Hindurchtreten durch ein optisches Gitter bzw. ein Bildraster 17 wird ein Gitter- bzw. Rasterstrahl B _G durch die Elemente eines Photofühlfeldes 18 in ein entsprechendes Spannungssignal umgewandelt und in den PLL-Schaltkreis 3 eingegeben. Schließlich wird das Signal (wie in Fig. 9[c] gezeigt) von dem Signalprozessor 23 _b in einen Analog-Vervielfacher 22 _b eingegeben, und zwar in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit der Eingangsseite beschrieben.

Inzwischen wird das Ausgangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators des PLL-Schaltkreises 3 in einen Bildprozessor 4 eingegeben, einer Abstufungskorrektur unterzogen und in ein entsprechendes Halbtonpunktsignal V _S umgewandelt, wie in Fig. 9(d) gezeigt, und in den Analog-Vervielfacher 22 _b eingegeben.

Das Halbtonpunktsignal V _S wird in dem Analog-Vervielfacher 22 _b mit dem Signal multipliziert und als Ausgangssignal V _out (wie in Fig. 9[e] gezeigt) in die AOM-Antriebsschaltung 5 eingegeben, die ein Signal V _AOM (wie in Fig. 9(d) gezeigt) an den AOM-Modulator 6 ausgibt, der den von dem Strahlengenerator 11 _b emittierten Aufzeichnungsstrahl B _R moduliert. Folglich kann durch die Polarisierung des modulierten Aufzeichnungsstrahls B _R mittels des durch das vorgenannte Signal V₀ (=sin ω t) angetriebenen Galvanospiegels 13 im Zuge der Belichtung des photoempfindlichen Materials ein in Fig. 9(h) gezeigtes Reproduktionsbild aufgezeichnet werden.

Das vorgenannte Verfahren und das System können gleichzeitg sowohl auf die Eingangsseite als auch die Ausgangsseite angewendet werden. Außerdem ist auch eine Anwendung auf ein unabhängige Eingangsabtastsystem oder ein unabhängiges Aufzeichnungssystem möglich.

Wie vorstehend erläutert, wrid durch die praktische Ausführungsform der Erfindung ein einfaches und wirtschaftliches Bildreproduktionssystem ohne Auftreten eines Schattenphänomens bereitgestellt, das weder einen Speicher für die Speicherung der Kompensationskoeffizienten, noch eine Recheneinrichtung erfordert, da das erfindungsgemäße Verfahren ein einfaches Echtzeit- Schattenkompensationsverfahren ist, bei welchem das Eingangsbildsignal oder das Ausgangsaufzeichnungssignal mit einem Schattenkompensationssignal multipliziert wird, das der Variation der Abtastgeschwindigkeit der Eingangsabtastung oder des Aufzeichnungsstrahls entspricht.

Die Fig. 10, 11, 12, 13, 14 und 15 zeigen alternative Verfahren für die Kompensation eines Schattenphänomens.

In Fig. 10 ist eine Schaltung dargestellt, in der die Ausgaben der Elemente 16 _a, 16 _b . . . 16 _n eines Photofühlfeldes 16 jeweils über pegel-variable Differentialverstärker 21 _a, 21 _b . . . 21 _n parallel in einen Differentialverstärker 22 eingegeben werden.

Wenn eine in Fig. 10(b) gezeigte Kurve α die Wellenform der Ausgabe jedes Fühlerelements des Photofühlfeldes 16 aufweist, das durch Abtasten eines Bezugsoriginals (beispielsweise eines weißen Originals) erstellt wird, kann das Ausgangssignal eines konstanten Werts β (wie in Fig. 10[b] gezeigt) durch die überwiegende Reduktion des Verstärkungsgrades der Fühlerelemente des Rand- bzw. Kantenbereichs gewonnen werden.

Fig. 11 zeigt eine andere Schaltung, bei welcher die Ausgaben mehrerer Gruppen einer fortlaufenden Mehrzahl (drei oder vier in diesem Falle) von Fühlerelementen des Photofühlfeldes 16 über verstärkungs-variable Differentialverstärker 23 _a bis 23 _d jeweils parallel in einen Differentialverstärker 24 eingegeben werden. Nach Einstellung der Amplitude durch die Differentialverstärker 23 _a bis 23 _d werden die Ausgaben jeder Gruppe der Fühlerelemente von dem Differentialverstärker 24 ausgegeben. Obwohl diese Schaltung einfacher ausgeführt ist und kein Signal eines vollkommen konstanten Werts β (Fig. 10[b]) ausgeben kann, ist eine problemlose Kompensation des Schattenphänomens möglich.

Dadurch kann ein Signal konstanter Charakteristik erzeugt werden, das frei von den Unebenheiten ist, die aufgrund der Variation der Abtastgeschwindigkeit des Eingangsabtaststrahls an einem Original in den Signalen aus den Fühlerelementen enthalten sind. Dennoch enthält das kompensierte Signal, das durch die Verwendung der Schaltungen von Fig. 10 oder Fig. 11 erzeugt wird, eine Verzerrung wie in Fig. 12 gezeigt. Dafür gibt es hauptsächlich zwei Gründe, deren einer die verschlechterte Empfindlichkeit der Kanten- bzw. Randbereiche jedes Fühlerelements ist, die beim Schneidevorgang in dem Fühlermaterial (Mikroplättchen) hervorgerufen wird, und deren anderer die Spalten zwischen den Fühlerelementen sind. Wenn ein Reproduktionsbild durch Verwendung eines Signals aufgezeichnet wird, das eine solche Verzerrung enthält, weisen die Bereiche des Reproduktionsbildes, die den Verzerrungsbestandteilen entsprechen, Kratzer auf.

Diesem Problem wird mit einem Verfahren entgegengetreten, bei welchem zwei Photofühler 16 A und 16 B verwendet werden, wie das in Fig. 13(a) gezeigt ist. Wie aus der Figur hervorgeht, sind die Photofühler 16 A und 16 B symmetrisch um die Abtastlinie eines Originals A angeordnet (Fig. 13[b]), während die Elemente beider Photofühler alternierend in der Hauptabtastrichtung angeordnet sind, so daß die Spalten zwischen den Fühlerelementen beider Fühler in der Nebenabtastrichtung synchronisieren (Pfeil X), wie das in Fig. 14(a) und (c) dargestellt ist. Wenn ein Bezugsoriginal durch solchermaßen angeordnete Photofühler 16 A und 16 B abgetastet wird, geben sie jeweils Signale 1 _A und 1 _B aus, wie das in Fig. 14(a) und (d) gezeigt ist. Durch Schalten der Ausgangssignale 1 _A und 1 _B mit einem Multiplexer 19, der durch einen von einem Umschalttaktgenerator 20 (Fig. 13[a]) ausgegebenen Umschalttakt S gesteuert wird, kann ein endgültiges Ausgangs-Bildsignal V _in erzeugt werden, das keinerlei Art von Verzerrungsbestandteilen enthält (Fig. 14[f]).

Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren, bei welchem das Ausgangssignal abwechselnd von den beiden Photofühlern bereitgestellt wird, kann jeder Spalt zwischen den Fühlerelementen der Photofühler 16 A und 18 B so verbreitert werden, daß die Breite der Länge eines Bereichs linearer Charakteristik des Fühlerelements entspricht, wie das in Fig. 15 gezeigt ist, weshalb jeder der Photofühler 16 A und 16 B aus einer geringeren Anzahl von Fühlerelementen bestehen kann als jener des Photofühlers, der in der Schaltung von Fig. 10 verwendet wird.

In den Schaltungen gemäß Fig. 13 und 14 ist ein Differentialverstärker pro Fühlerelement vorgesehen. Jedoch kann auch nur ein Differentialverstärker für mehrere Fühlerelemente gemeinsam vorgesehen sein.

Die vorstehend beschriebenen drei Verfahren eignen sich für die automatische Kompensation eines Schattenphänomens, in dem der Verstärkungsgrad jedes Differentialverstärkers vorher bestimmt wird. Ein Speicher für die Speicherung der Kompensationskoeffizienten sowie eine Recheneinrichtung für die Verarbeitung der Bilddaten unter Verwendung dieser Koeffizienten sind dabei nicht erforderlich.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompensation eines Schattenphänomens, wobei ein Bildsignal (bzw. Bildsignale) der Eingangs- und/oder Ausgangsseite mit einem Schattenkompensationssignal multipliziert wird (bzw. werden), das aus dem Ausgangssignal eines Tiefpaßfilters ermittelt wird, der in einem PLL-Schaltkreis oder einer Einrichtung für die Vervielfachung eines Gittersignals verwendet wird.

Claims

1. System zur Kompensation eines Schattenphänomens, mit einem Laserstrahl-Generator (11 _a ) für die Atastung eines Originals (A), mit einer Teilungseinrichtung, die den aus dem Generator (11 _a ) ausgesandten Laserstrahl in wenigstens zwei Strahlenbündel teilt, mit einer Polarisierungseinrichtung (13), die die beiden Laserstrahlenbündel in einer vorgegebenen Richtung oszilliert, mit einer Objektivlinse (14), die zwischen der Laserstrahl-Polarisierungseinrichtung (13) und dem Original (A) derart angeordnet ist, daß eines der beiden Strahlenbündel, die die Objektivlinse (14) passiert haben, das Original (A) abtastet, mit einem Gitter (18), das das andere der beiden Laserstrahlenbündel aufnimmt, nämlich zur Bildung von Positionssignalen durch photoelektrische Konversion, mit einer PLL-Schaltung (3), die an das Gitter (18) elektrisch angeschlossen ist und einen Phasenkomparator (31), ein Tiefpaßfilter (32), einen spannungsgesteuerten Oszillator (33) und einen Frequenzteiler (34), aus welchem Taktsignale ausgegeben werden, aufweist, und mit einem Photofühler (16), der das Laserstrahlenbündel aufnimmt, durch welches das Original (A) abgetastet wurde, nämlich zur Ausgabe von Bildsignalen auf der Grundlage dieses Laserstrahlenbündels, gekennzeichnet durch einen Vervielfacher (22 _a ), der jeweils an den Ausgang des Tiefpaßfilters (32) in der PLL-Schaltung (3) und an den Ausgang des Photofühlers (16) elektrisch angeschlossen ist, und zwar zur Kompensation jener Abweichung der integrierten Strahlenquantität, die durch die Abweichung der Abtastgeschwindigkeit des Abtaststrahls entsteht.

2. System zur Kompensation eines Schattenphänomens, mit einem Laserstrahl-Generator (11 _b ) für die Aufzeichnung von Bildern auf photoempfidlichem Material (E), mit einer Teilereinrichtung, die den aus dem Generator (11 _b ) ausgesandten Laserstrahl in wenigstens zwei Strahlenbündel teilt, mit einem audio-optischen Modulator (6), der derart angeordnet ist, daß eines der Laserstrahlenbündel durch diesen hindurchtreten kann, mit einer Polarisierungseinrichtung (13), die die beiden Laserstrahlenbündel in einer vorgegebenen Richtung oszilliert, mit einer zwischen der Polarisierungseinrichtung (13) und dem photoempfindlichen Material (E) angeordneten Objektivlinse (14), derart, daß ein Strahlenbündel des geteilten Laserstrahls nach Passieren der Objektivlinse (14) das photoempfindliche Material (E) abtastet, mit einem Gitter (18), das das andere der beiden Laserstrahlenbündel aufnimmt, nämlich zur Bildung von Positionssignalen durch photoelektrische Konversion, mit einer PLL-Schaltung (3), die an das Gitter (18) elektrisch angeschlossen ist und einen Phasenkomparator (31), ein Tiefpaßfilter (32), einen spannungsgesteuerten Oszillator (33) und einen Frequenzteiler (34), aus welchem Taktsignale ausgegeben werden, aufweist, und mit einem Bildprozessor (4), dessen einer Eingang an die PLL-Schaltung (3) elektrisch angeschlossen ist, während in dessen anderen Eingang Bildsignale der Originale eingegeben werden, nämlich zur Umformung in Halbtonpunktsignale, derart, daß der an den Ausgang des Bildprozessors (4) angeschlossene audio-optische Modulator (6) in Übereinstimmung mit diesen Signalen gesteuert wird, gekennzeichnet durch einen Vervielfacher (22 _a ), der jeweils an den Ausgang des Tiefpaßfilters (32) der PLL-Schaltung (3) und den Ausgang des Bildprozessors (4) angeschlossen ist, und zwar zur Kompensation jener Abweichung der integrierten Strahlenquantität, die durch die Abweichung der Abtastgeschwindigkeit des Aufzeichnungsstrahls entsteht.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Abweichung der Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls entstehende bzw. verursachte Abweichung der integralen Strahlenquantität durch Einstellung des Verstärkungsgrades jedes Differentialverstärkers (21 _a-21 _n; 23 _s-23 _d ) mit veränderlichem Verstärkungsgrad, welche an die fotoelektrischen Konversionselemente des Fotofühlers (16) elektrisch angeschlossen sind, kompensiert wird.