DE3501691A1

DE3501691A1 - Verfahren und vorrichtung zum vermeiden des auftretens von moire

Info

Publication number: DE3501691A1
Application number: DE19853501691
Authority: DE
Inventors: Yosuke Kusatsu Shiga Shimamoto; Hiroichi Tada; Nobuhiro Kyoto Takita; Yutaka Kyoto Tamura
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-01-19
Publication date: 1985-10-03
Also published as: GB8504209D0; GB2156538A; DE3501691C2; US4613896A; GB2156538B

Description

Dainippon Screen Mfg. Co. Ltd., 1-1 Tenjinkita-machi HoBikawadori Teranouchiagaru, 4-chome Kamikyo-ku, Kyoto, Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden des Auftretens von Moire

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden des Auftretens von Moire bei Farbscannern für graphische Zwecke sowie eine entsprechende Vorrichtung.

Es ist bekannt, daß bei der Herstellung von Farbauszügen mittels eines Farbscanners unerwünschte Moiremuster (im folgenden nur als Moire bezeichnet) erzeugt werden. Die Ursachen sind vermutlich folgende:

1. Die Interferenz zwischen Lichtmustern des gemu-

^931

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BOEHMERT & BOEHMERT

sterten Bildes und dem Netz des Schirmes;

2. Interferenz zwischen Lichtmustern des gemusterten Bildes und den Abtastlinien; und/oder

3. Interferenz zwischen Lichtmustern der Muster in der Farbvorlage und denen, die von der Apertur der Aufnahme des Scanners erzeugt werden.

Die Wiedergabe einer Farbvorlage, bei der Moire vorhanden ist, ist zur Verwendung nicht geeignet, dies führt zu wirtschaftlichen Verlusten.

Um das Auftreten von Moire bei Farbscannern zu vermeiden, ist es eine Möglichkeit, die Durchmesser der Aperturen der Aufnahme entsprechend mit der Darstellung des Musters in der Vorlage zu ändern. Eine andere Möglichkeit ist es, das Bild gewollt außerhalb des Brennpunktes anzuordnen und so dieses Bild innerhalb eines gewissen Bereiches unscharf abzutasten.

Diese Lösungsmöglichkeiten erfordern jedoch Erfahrung und Geschicklichkeit der Bedienungsperson, für unerfahrene Personen ist dieses nicht geeignet. Weiter ist ein stabiler Farbauszugsfilm schwer zu erhalten. Auch ist es nicht möglich, das Auftreten von Moire sogleich zu vermeiden, so daß das Auftreten von Moire auf dem Film möglich bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Probleme zu lösen, also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung des Auftretens von Moire bei Farböcannem zu schaffen.

BOEHMERT & ÖOEHMERT

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bezüglich des Verfahrens gelöst durch Modulieren von durch eine Sammellinse geführten Lichtstrahlen mittels eines Tiefpass-Filters vor der Farbabtastung; Aufwerfen der modulierten Lichtstrahlen auf einen Gitterschirm; Justieren des Tiefpass-Filters durch Beobachtung des auf dem Schirm auftretenden Moires bis das Moire auf diesem verschwindet; und Gewinnung von Signalen zum Aufzeichnen des Bildes durch von dem Farboriginal kommenden, durch das justierte Tiefpass-Filter geführten Lichtstrahlen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein zwischen einer Sammellinse und einer Apertur angeordnetes Tiefpass-Filter, wobei das Tiefpass-Filter durch Hin- und Herschieben justierbar ist; einen Halbspiegel zum Verzweigen des von dem Tiefpass-Filter kommenden Lichtstrahls in zwei optische Pfade; einen Gitterschirm in dem ersten der optischen Pfade; und eine Mehrzahl von Lichtempfängern in dem zweiten Lichtpfad, deren Anzahl der der Aperturen und Spektralfilter entspricht.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung, in der das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles der Vorrichtung erläutert wird. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Vermeidung von Moire bei

BOEHMERT & BOEHMERT

Farbscannern;

Fig. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles eines Tiefpass-Filters, der zur Verwendung bei der Erfindung eingerichtet ist;

Fig. 3 eine Ansicht in vergrößerter Darstellung, die die Winkelabstände der radialen Muster des in Figur 2 gezeigten Filters verdeutlicht;

Fig. 4 eine Ansicht des in Figur 1 gezeigten Gitterschirmes;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in Figur 4 mit (1) gezeigten Abschnitts in Figur 4;

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines Detailverstärkers eines Farbscanners;

Fig. 7 eine Darstellung der Ausgangssignale des Detailverstärkers von Figur 6;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Form

(I) und der Hauptapertur und der Nebenöff-

(II) nung;

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Tiefpass-Filters; und

Fig. 10 einen Graph, der die Wirkungsweise des in Figur 9 gezeigten Tiefpass-Filters

BOEHMERT & BOEHMERT

verdeutlicht.

Figur 1 zeigt, daß die von einer Lichtquelle 1 ausgesandten Lichtstrahlen von einem Spiegel 2 unter einem Winkel von etwa 90° reflektiert werden. Dieser sehr feine Lichtstrahl (etwa 1 mm im Durchmesser) passiert eine transparente Vorlage 4, die um eine transparente Trommel 3 gelegt ist. Nach Passieren einer Sammellinse 5 und einem Tiefpass-Filter 6 wird er von einem Halbspiegel 7 geteilt. In einem der beiden Lichtpfade liegt eine Linse 8, die die Größe des Bildes, die von der Sammellinse 5 beispielsweise um den Faktor 10 vergrößert ist, reduziert. Eine derartige Linse 8 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, sie ist jedoch erwünscht, wenn das Bild mit bloßem Auge beobachtet wird. Weiter ist ein Gitterschirm 9 in dem Lichtpfad angeordnet, welche es erlaubt, das darauf projizierte Bild mit bloßem Auge daraufhin zu überprüfen, ob Moire auftritt.

In dem anderen Lichtpfad sind ein Spiegel 10, eine Aperturblende 11, zwei dichroistische Spiegel 12, ein Vollspiegel 12Ü und drei photoelektrische Wandler 13, die jeweils einem der Spiegel 12, 12' zugeordnet sind, so daß abgetastete Farbauszugssignale von der Farbvorlage 4 gewonnen werden.

Figur 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Tiefpass-Filters 6, das im folgenden im einzelnen beschrieben wird:

Das Tiefpass-Filter 6 hat transparente Abschnitte 6b und diffuse Abschnitte 6a, die radial und einander abwechselnd unter Bildung des ganzen Tiefpass-Filters 6

BOEHMERT & EOEHMERT

angeordnet sind. Das Filter 6 ist in Bezug auf die Sammellinse 5 verschiebbar, wie dies durch den Doppelpfeil P in Figur 2 angedeutet ist. Die Richtung der Verschiebung ist jedoch nicht darauf beschränkt, es kann in alle Richtungen relativ zu der Sammellinse 5 verschoben werden. Durch die Verschiebung des Tiefpass-Filters 6 werden die Winkelabstände der transparenten Abschnitte 6b und der diffusen Abschnitte 6a geändert. Auf diese Weise kann ohne Vorsehung vieler Filter ein willkürlich Unscharfmachen des Strahles bewirkt werden.

Die transparenten Abschnitte 6b und die diffusen Abschnitte 6a verlaufen radial auf einen Punkt 0 konvergierend, die von den diffusen Abschnitten 6a eingenommene Fläche entspricht der Hälfte der Gesamtfläche des Filters 6. Die diffusen Abschnitte 6a bestehen aus einer Substanz, die es den Lichtstrahlen erlaubt, über einen weiteren Bereich zu streuen, als die Lichtstrahlen, die durch die transparenten Abschnitte 6b fallen. Schwarze Silberpartikel werden für die diffusen Abschnitte 6b verwendet. Es ist besser, die diffusen Abschnitte 6a aus einer lichtdurchlässigen Substanz herzustellen als aus einer lichtabsorbierenden.

Statt der diffusen Teile 6a kann ein Filter mit lichtmodulierenden Teilen verwendet werden, die durch einen aufgedampften Film gebildet sind. Ein typisches Beispiel dafür wird in Figur 9 gezeigt. Dabei hat ein Tiefpass-Filter 26 eine Anzahl von durch Aufdampfen gebildeten Filmabschnitten 26a, deren Durchmesser gleichgroß ist. Der Film besteht aus Magnesiumflorid, der Körper des Filters besteht aus transparentem Glas. Das Material des Films ist jedoch nicht auf Magnesiumflorid beschränkt. Die von den aufgedampften Filmab-

BOEHMERT & SOEHMERT

schnitten 26a belegte Fläche ist ungefähr gleich der Gesamtfläche der Fläche.

Wenn das Tiefpass-Filter 26 vor oder hinter der Kamera zur Erstellung eines Drucks angeordnet ist, führt das zu einer Wirkung, wie ein Zurücknehmen der Blende der Kamera auf die Größe der aufgedampften Filmabschnitte 26a. Das Bild wird damit unscharf. Dies geschieht, da die Phase der durch die aufgedampften Filmabschnitte 26a dringenden Lichtstrahlen von denen der durch die nicht belegten Abschnitte 26b differiert. Dies wird in Figur 10 deutlich, die zeigt, daß die hohen Frequenzanteile der Lehrräume in dem Bild abgeschnitten werden. Der Graph (A) wird erreicht, wenn die Kameralinse alleine verwendet wird, während der Graph (B) erhalten wird, wenn das Filter 26 vor oder hinter der Kamera angeordnet ist. Die Graphe zeigen den Kontrast des Bildes. Wenn die Vorlage beispielsweise aus einem netzartigen Muster besteht, ist es möglich, Moire zu vermeiden, indem die Maschen bei dem Fotographieren der Vorlage willkürlich aus dem Focus gebracht werden.

Eine andere Möglichkeit ist es, daß die diffusen Abschnitte 26a aus einer Substanz mit einer hohen Diffusionsfähigkeit hergestellt werden, etwa durch schwarze Silberpartikel. Aufgrund der hohen Streuung der Lichtstrahlen an den diffundierenden Abschnitten werden die Frequenzen differenziert. Das Filter kann wirksam als Tiefpass-Filter verwendet werden. Bei den oben erwähnten Tiefpass-Filtern wird das Aus-dem-Fokus-Bringen um so wirksamer, um so geringer der Durchmesser der diffundierenden Abschnitte 26a ist. Es ist daher notwendig, Filter mit verschiedenen Durchmessern zu haben, um das erwünschte Ausmaß an Aus-Dem-Fokus-Bringen zu er-

BOEHMERT & 3OEHMEOT

reichen.

Zurück zu Figur 2: d gibt den Abstand zwischen der linken Kante des Filters 6 und dem Konversionspunkt 0 an, er sei mit 15mm angenommen. Die Längsseite und die Querseite des Filters seien e bzw. f, dabei soll e mit 15mm und f mit 90mm angenommen werden. Weiter sei der Winkelabstand zwischen dem transparenten Abschnitt 6b und dem diffusen Abschnitt 6a 0, er sei hier mit 0,01 δ** angenommen, wie dies in Figur 3 gezeigt ist. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, den Abstand zwischen diesen in einem Bereich von etwa 50 um bis 300 um zu variieren.

Die Dimensionen sind jedoch nicht auf genannten beschränkt. Die Flächen der transparenten Teile und der diffusen Teile können unterschiedlich entsprechend der optischen Qualität des zu kopierenden Bildes variiert werden. Wenn es beispielsweise erforderlich ist, die hochfrequenten Anteile in allen Frequenzen in Bezug auf die in dem Bild vorhandenen Lehrräume abzuschneiden, kann es erforderlich sein, die Fläche der diffusen Abschnitte 6a zu vergrößern, wenn das Umgekehrte erwünscht ist, ist es erforderlich, die Fläche der diffusen Abschnitte 6a gegenüber denen der transparenten Abschnitte 6b zu verringern.

Bei dem in Figur 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es wünschenswert, diesen so auszubilden, daß der Durchmesser der diffusen Abschnitte 26a auf etwa 1/2 bis 1/4 der der Sammelapertur 11 zu verringern. Es hat sich gezeigt, daß bei Abtastschritten des Scanners von 127 um (200 Zeilen/lnch) und bei einer quadratischen Öffnung mit einer Seitenlänge von 1,5 mm und dem Durchmes-

BOEHMERT & 3OEHMERT

ser der diffusen Abschnitte 26a von etwa 0,3mm Moire wirksam vermieden werden konnte.

Figur 1 verdeutlicht, daß die Lichtstrahlen nach Passieren der Sammellinse 5 von dem Tiefpass-Filter 6 oder 26 moduliert werden. Die modulierten Strahlen werden von einem Halbspiegel 7 in zwei optische Pfade verzweigt, von denen einer auf einen Gitterschirm 9 direkt oder über eine Linse 8 projiziert werden.

Der Gitterschirm 9 ist in den Figuren 4 und 5 in einem größerem Maßstab verdeutlicht. Der Abstand zwischen den Gitterlinien wird entsprechend der in Größe der Apertur 11, dem Abstand der Abtastlinien und dem Punkt-Zu-Punkt Abstand der Vorlage gewählt. Für diesen Zweck ist eine Anzahl von Tiefpass-Filtern mit verschiedenen Abständen vorzusehen.

Moire tritt, wie oben gezeigt, aus verschiedenen Gründen auf:

1. Die Kombination der sich wiederholenden Muster in der Vorlage 3 und die Apertur in dem optischen Hauptpfad;

2. die Kombination der sich wiederholenden Muster und der Abtastlinien; und

3. die Kombination der sich wiederholenden Muster und dem Punkt-Zu-Punkt Abstand der Vorlage.

Es hat sich gezeigt, daß die Art des derart verursachten Moires demjenigen sehr ähnlich ist, das sich aus der Kombination der sich wiederholenden Muster der

BOEHMERT & BOEHMERT

Vorlage und dem Gitterschirm mit einem bestimmten Linienabstand entspricht. Dies führt zu folgenden Vorschlägen:

Der Gitterschirm 9 mit dem erforderlichen Gitterabstand wird gewählt unter Berücksichtigung des in in der Vorlage vorhandenen sich wiederholenden Musters, der zu verwendende Apertur 11, dem Punkt-Zu-Punkt Abstand der Vorlage, dem Abstand der Abtastlinien und der erwarteten Vergrößerung des abzutastenden Bildes. Durch Beobachtung des sich zwischen dem auf den gewählten Gitterschirm 9 projizierten Bildes und dessen Gitter bildenden Moires wird das Tiefpass-Filter 6 oder 26 so justiert, daß das Moire ausgeschlossen wird. Die Bildaufzeichnungssignale werden durch Lichtstrahlen gewonnen, die dieses justierte Filter passieren, wobei die Lichtstrahlen durch die Vorlage 4 dringen und von dem justierten Filter moduliert werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind

der Punkt-Zu-Punkt Abstand und der Abstand der sich wiederholenden Musters 145 um (entsprechend einem Schirm mit 175 Zeilen/Inch);

die Öffnung 11 beträgt 1,5mm χ 1,5mm und das sich wiederholende Muster in der Vorlage hat einen Abstand von 1,5mm, oder

der Abtastabstand und der Abstand des sich wiederholenden Musters in der Vorlage entweder 72 um oder 64 um.

In diesem Beispiel wurde ein Tiefpass-Filter mit einem

BOEHMERT & BOEHMERT

Abstand von 70 um bis 140 um wirksam verwendet. Es ist natürlich erforderlich, den Musterabstand des Tiefpass-Filters zu ändern, wenn sich die Vergrößerung des Bildes ändert. Die Muster auf dem Gitterschirm 9 können beliebig geformt sein, vorausgesetzt, daß die Maschenweite individuell durch von dünnen Linien gebildeten Quadraten besteht.

Es wird jetzt auf die Figuren 6, 7 und 8 Bezug genommen, in denen die Öffnung 11 eingehender beschrieben wird:

Ein Lichtfluß wird durch eine Vorlage 4 geführt oder von diesem reflektiert und nach Passieren einer Sammellinse 5 und eines Tiefpass-Filters 6 in zwei Lichtpfade aufgeteilt. Der Hauptpfad passiert die Hauptapertur 11, die den Bildelementen der abgetasteten Vorlage 4 entspricht, er wird sodann von einem photoelektrischen Wandler 13 photoelektrisch gewandelt. Der andere Lichtpfad passiert eine Nebenapertur 11' und wird entsprechend photoelektrisch gewandelt. Der zunächst erwähnte Lichtfluß wird verwendet, um Hauptsignale (Fig. 7) (II)) zu erhalten, der zweite Lichtfluß wird verwendet, um Nebensignale (Figur 7 (III)) zu erhalten, die relativ groben Abtastabständen entsprechen und nicht geeignet sind, um klare Bilder zu erzeugen, da die Bilder unscharf sind. Diese Signale werden daher als unscharfe Signale bezeichnet. Die unscharfen Signale werden von dem Hauptsignal mittels eines Subtrahierers 17 subtrahiert, wodurch unscharfe Maskierungssignale (Fig. 7 (IV)) gewonnen werden, die die Einzelheiten alleine darstellen, und auf das Hauptsignal mittels eines Detailverstärkerkreises 18 aufaddiert werden. Das Ergebnis sind detailverstärkte Signale (Fig. 7 (V)). Dies

BOEHMERT & BOFHMERT

sorgt für klare abgetastete Bilder.

Figur 8 zeigt die Formen der Hauptapertur 11 und der Nebenapertur 11', wobei die Bezugszeichen 11a und 11b eine kleine oder verengte Ellipse und eine große oder erweiterte Ellipse zeigen. Die Bezugsziffern 11A und 11B zeigen ein kleines Quadrat und ein großes Quadrat. Die Unterschiede der Formen der Öffnungen betreffen die Wirksamkeit der Moirevermeidung. D.h., daß die elliptische Form wirksamer ist als die quadratische Form. Dies liegt vermutlich daran, daß die elliptische Form eine weniger genaue Winkelausrichtung zwischen den Abtastrichtungen und der offenen Fläche der Öffnung verlangt, als dies bei rechtwinkligen Ausbildungen der Fall ist. Die Beziehung zwischen der Hauptachse und der Nebenachse der Ellipse wird entsprechend dem Verhältnis der Geschwindigkeiten in der Hauptabtastrichtung und der Nebenabtastrichtung bestimmt. Die Fläche der Hauptapertur 11a ist etwa 1/4 bis 1/10 der der Nebenapertur 11b.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird eine transparente Vorlage 4 verwendet, die Erfindung kann jedoch auch bei einer reflektierenden Farbvorlage verwendet werden.

BOEHMERT & BOEHMERT

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Lichtquelle
2	Spiegel
3	Trommel
4	Vorlage
5	Sammellinse
6.	Tiefpass-Filter
6a	transparenter Abschnitt (von 6)
6b	diffuser Abschnitt (von 6)
7	Halbspiegel
8	Linse
9	Gitterschirm
10	Spiegel
11	Apertur
11 '	Apertur
12	dichronischer Spiegel
12'	Vollspiegel
13	Wandler
26	Tiefpass-Filter
26a	Abschnitt (von 26)

Claims

BOEHMERT & BOEHMERT / 18. Januar 1985 ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Vermeiden des Auftretens von Moire bei Farbscannern für graphische Zwecke, gekennzeichnet durch

Modulieren von durch eine Sammellinse geführten Lichtstrahlen mittels eines Tiefpass-Filters vor der Farbabtastung;

Auf wer fen der modulierten Lichtstrahlen auf einen Gitterschirm;

Justieren des Tiefpass-Filters durch Beobachtung des auf dem Schirm auftretenden Moires bis das Moire auf diesem verschwindet; und

Gewinnung von Signalen zum Aufzeichnen des Bildes durch von dem Farboriginal kommenden, durch das justierte Tiefpass-Filter geführten Lichtstrahlen.

2. Vorrichtung zum Vermeiden des Auftretens von Moire in Farbscannern für graphische Zwecke, gekennzeichnet durch

ein zwischen einer Sammellinse (5) und einer Apertur (11) angeordnetes Tiefpaß-Filter (6), wobei

BOEHMERT & BOEHMEUT

das Tiefpass-Filter (6) durch Hin- und Herschieben justierbar ist;

einen Halbspiegel (7) zum Verzweigen des von dem
Tiefpass-Filter (6) kommenden Lichtstrahls in zwei optische Pfade;

einen Gitterschirm (9) in dem ersten der optischen Pfade; und

eine Mehrzahl von Lichtempfängern (13) in dem zweiten Lichtpfad, deren Anzahl der der Aperturen und Spektralfilter entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Linse (8) vor dem Gitter schirm (9).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpass-Filter (6, 26) eine Anzahl von aufgedampften Filmabschnitten (26a) hat, die über einen großen Bereich der Fläche verteilt sind, wobei die Gesamtfläche der aufgedampften Filmabschnitte (26a) ungefähr gleich der Gesamtfläche der Fläche ist, auf die sie aufgebracht ist, und wobei die aufgedampften Filmabschnitte (26a) eine derartige optische Eigenschaft haben, daß die durchfallenden Lichtstrahlen sich durch halbe Wellen von denen unterscheiden, die durch die nicht beschichteten Abschnitte (26b) fallen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefpass-Filter (6)

BOEHMERT & BOEHMERT

eine Anzahl von über einen weiten Bereich der Fläche angeordneten diffusen Abschnitten hat, wobei die diffusen Abschnitte es den Lichtstrahlen erlauben, das durchfallende Licht weiter zu streuen als dies die Lichtstrahlen tun, die durch die anderen Bereiche fallen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpass-Filter (6) transparente Abschnitte und lichtmodulierende Abschnitte haben, die alternierend und auf einen Punkt (0) radial konvergierend angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der transparenten Abschnitte (6a) und der lichtmodulierende Abschnitte (6b) ungefähr gleich der Hälfte der Gesamtfläche ist, auf der beide Abschnitte (6a, 6b) vorhanden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtmodulierenden Abschnitte (6a, 26a) durch Aufdampfen eines Films hergestellt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lichmodulierenden Abschnitte (6b, 26b) aus einer lichtdiffusierenden Substanz bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,

BOEHMERT & BOEHMERT

dadurch gekennzeichnet, daß die Apertur (11) ellipsenförmig ausgebildet ist.