DE3518608C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorlagenabtaster nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein Vorlagenabtaster der gattungsgemäßen Art ist aus dem Stand der Technik (vgl. DE-OS 26 49 918) bekannt. Bei dem bekannten optischen System zur Projektion zweier Bilder eines Objekts sind die Mittel zur Aufspaltung des Strahlenbündels als halbdurchlässige Spiegel reali­ siert. Diese halbdurchlässigen Spiegel verursachen je­ doch Lichtverluste, was letztlich zu Beschränkungen im Hinblick auf die Abtast-, d. h. Arbeitsgeschwindigkeiten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorlagen­ abtaster der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzu­ bilden, daß die Abtast- bzw. Arbeitsgeschwindigkeit er­ höht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Mittel zum Aufspalten des Strahlenbündels als Reflexionsmaske aus­ gebildet sind, die aus alternierend angeordneten Blenden­ öffnungen und Reflexionsflächen besteht, so daß die Ab­ bildungen von Bildelementen, die die Blendenöffnungen passieren, auf eine erste Reihe eindimensionaler Feld­ sensoren und die Abbildungen von Bildelementen, die an den Reflexionsflächen der Reflexionsmaske reflektiert werden auf eine zweite Reihe eindimensionaler Feldsensoren projiziert werden.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Vorlagenabtasters ist es möglich, Bildsignale mit einer hohen Auflösung und - verglichen mit dem Stand der Technik - relativ hohen Arbeitsgeschwindigkeiten abzutasten.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1a zeigt schematisch den Aufbau eines bekannten optischen Strahlenganges zum Abtasten einer Vorlage bzw. eines Bildes;

Fig. 1b zeigt eine schematische, aber perspekti­ vische Darstellung des Aufbaus des be­ kannten optischen Strahlenganges gemäß Fig. 1a;

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild gemäß der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 mit einer besonderen Darstellung der CCD- Treibersignale und der Ausgangs-Bild­ signale;

Fig. 3 ist ein Zeit-Diagramm der Ausgangssignaleder Schaltung gemäß Fig. 2;

Fig. 4a zeigt schematisch den Aufbau eines optischen Strahlenganges gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4b ist eine Vorderansicht einer reflektieren­ den Maske, wie sie beim Strahlengang ge­ mäß Fig. 4a verwendet wird.

Wie man aus den Fig. 1a und 1b im einzelnen erkennt, sind eindimensionale CCD-Feldsensoren 1a/1b dargestellt. Der Grundaufbau umfaßt ferner Blenden 2a/2b, einen halbdurch­ lässigen Spiegel 3, eine Linse 4 und ein Original­ bild 5; ein Pfeil 6 zeigt die Bewegungsrichtung des Originalbildes 5 an. Die Blenden 2a und 2b enthalten eine Reihe von Öffnungen 7a, 7b, deren Positionen relativ zueinander so verschoben sind, daß die Bilder der Bild­ elemente, die durch eine feine Unterteilung eines auf die CCD-Feldsensoren 1a, 1b projizierten linearen Be­ reiches des Originalbildes 5 gebildet wurden und alter­ nierend die Blenden 2a/2b passieren können.

Bei Fig. 1b werden Bildelemente A₁, B₁, A₂, B₂,...A_n, B_n von unten her oder von rechts oben her oder von links her beleuchtet, wobei eine Lichtquelle in der Figur nicht dargestellt ist. Licht, das durch das Originalbild hin­ durchgetreten oder von diesem reflektiert wurde, gelangt durch eine Linse 4 hindurch und wird sodann durch einen halbdurchlässigen Spiegel 3 in zwei Strahlengänge aufge­ spalten, die sodann jeweils auf die beiden Blenden 2a, 2b projiziert werden, um hierauf Bilder abzubilden. Die Blende 2a enthält eine Anzahl von Öffnungen 7a, durch welche Licht aus den Bildelementen A₁, A₂, . . .A_n hindurch­ tritt. Eine Bildelement-Information entsprechend den Elementen A₁, A_2...A_n wird in dem CCD-Feldsensor 1a ge­ speichert, der aus einer Reihe von Fotodetektoren be­ steht, die jeweils den Öffnungen 7a gegenüberliegen.

Weiterhin werden die Bildelement-Informationen ent­ sprechend den Bildelementen B₁, B_2..B_n in dem CCD-Feld­ sensor 1b gespeichert und zwar mittels eines Strahlen­ bündels, das vom halbdurchlässigen Spiegel 3 reflektiert wird und durch die Anzahl von Öffnungen 7b in der Blende 2b hindurchtritt.

Diese genannten Teile der Bildelement-Informationen werden mittels der in Fig. 2 wiedergegebenen Schaltung kombiniert. Sie werden in Bildelement-Signale umge­ wandelt und ihren relativen Positionen auf dem Orignal­ bild 5 entsprechend, nämlich in der Reihenfolge A₁B₁, A₂B₂,...A_nB_n, zusammengeführt.

Die in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel dargestellte Schaltung ist derart gestaltet, daß sie das oben be­ schriebene Kombinationssignal aufzunehmen vermag. Das Zeitdiagramm gemäß Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf eines jeden Signals im Kombinations-Signal.

In Fig. 2 sind - analog zu Fig. 1 - für gleiche Bau­ elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Außerdem sieht man dort ferner A/D-Wandler 11a/11b, D-Flip-Flops 12a/12b, einen Selektor 13, sowie einen Taktgenerator 14.

Durch Speichern der Zeitimpulse c/d werden Bildelement- Informationen als elektrische Signale in den entsprechen­ den Fotodetektorzellen der eindimensionalen CCD-Feld­ sensoren 1a/1b gespeichert. Diese Bildelement-Informationen werden dann als Bildelementsignale e/f gemäß den Zeit­ impulsen a/b abgegeben.

Die Bildelementsignale e/f werden jeweils durch die A/D-Wandler 11a/11b umgewandelt. Die Zeitpunkte der resul­ tierenden Digitalsignale werden jeweils durch die D-FLip- Flops 12a/12b justiert und die resultierenden Digital­ signale werden sodann dem Selektor 13 eingespeist.

Der Selektor 13 wählt das am Ausgang des Feldsensors 1a anstehende Signal e und damit die Signale, die den Bild­ element-Informationen auf den Bildelementen A₁, A₂,...A_n entsprechen aus, wenn das Selektorsignal g des Taktgene­ rators 14 dem logischen variablen "1"-Level entspricht. Das Signal f des CCD-Feldsensors 1b, und damit die Signale entsprechend der Bildelement-Information auf den Bild­ elementen B₁, B₂, ...B_n wird dann ausgewählt, wenn das Selektorsignal g dem Logischen variablen "0"-Level ent­ spricht.

Die einzelnen Elemente der Bildinformation werden somit in der Reihenfolge abgegeben, die den Bildelementen A₁, B₁, A₂, B₂ . . ., A_n, B_n entspricht (vgl. Fig. 3). Die Bildsignale können somit mit einer halben Teilung einer Bildelemententeilung, bzw. eines Bildelementabstands abgegeben werden, wobei diese Teilung die ist, bei der Bildsignale von nur einem der CCD-Feldsensoren abgegeben werden. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß die Auflösung dem Zweifachen gegenüber der einzelnen Anwendung eines der CCD-Feldsensoren entspricht.

Das Originalbild 5 wird mit einer vorgegebenen Steigung in der durch den Pfeil 6 angegebenen Richtung zugeführt, und zwar synchron mit den Zeitimpulsen c/d eines jeden Abtastzyklusses. Die erwähnte Bildinformation und das Kombinationssignal werden bei jedem Abtastzyklus wieder­ holt, so daß die gesamte Fläche des Originalbildes abge­ tastet wird. Das Originalbild 5 kann auch kontinuierlich zugeführt werden.

Die Arbeitsweise der zuvor beschriebenen Ausführungsform basiert auf der Anwendung digitaler Signale. Es können natürlich auch analoge Ausgangssignale der CCD-Feld­ sensoren 1a/1b verwendet werden und zwar so, wie sie vor- Liegen, vorausgesetzt, daß der Selektor 13 durch einen Analogsignalselektor, wie beispielsweise einen Analog­ schalter, ersetzt wird. In diesem Falle haben die Bild­ signale eine Auflösung, die gleich dem Zweifachen jener ist, welche bei Anwendung von nur einem einzigen der CCD- Feldsensoren 1a/1b vorliegt.

Die vorliegende Erfindung soll in Bezug auf die Fig. 4a und 4b näher beschrieben werden. Hierbei sind wieder für gleiche oder ähnliche Elemente wie jene in Fig. 1 dieselben Bezugszeichen verwendet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 1 darin, daß sie mit einer Reflexions­ maske, d. h. einer reflektierenden Maske 21 statt einem halbdurchlässigen Spiegel 3 und mit Hilfslinsen 22a/22b statt mit den Blenden 2a/2b ausgerüstet ist. Außerdem ist zwischen der Linse 4 und der reflektierenden Maske 21 ein Schlitz 27 vorgesehen.

Die Darstellung gemäß Fig. 4b zeigt in Aufsicht die Einzel­ heiten der reflektierenden Maske 21. Diese ist im wesent­ lichen dadurch verifiziert, daß bei einer nicht reflek­ tierenden Fläche 24 eine Anzahl von lichtdurchlässigen Bereichen, beispielsweise Öffnungen 25 sowie total re­ flektierende Spiegelbereiche 26 abwechselnd in einer vorbe­ stimmten Steigung bzw. Teilung angeordnet sind.

Ähnlich der ersten Ausführungsform werden die Bildelemente A₁, B₁, A₂, B_2,...A_n, B_n auf dem Originalbild durch eine nicht dargestellte Lichtquelle beleuchtet, wobei die Bilder durch die Linse 4 über einen Schlitz 27 auf die reflektierende Maske 21 projiziert werden.

Von den Bildern der Bildelemente, die auf die reflektieren­ de Maske 21 projiziert wurden, treten die Strahlenbündel von den Bildelementen A₁, A₂,...,A_n durch die Öffnungen 25 hindurch, die in den entsprechenden Positionen auf der reflektierenden Maske 21 angeordnet sind. Sie werden so­ dann durch die Linse 22a auf der Fläche des eindimensionalen CCD-Feldsensors fokussiert, d. h. auf der Fläche des CCD- Feldsensors 1a, in welchem die Teile der Bildelement- Information aus den Bildelementen A₁, A₂...,A_n abge­ speichert werden.

Die Teile der in den CCD-Feldsensoren 1a/1b gespeicherten Bildelement-Informationen werden auf die gleiche Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufbereitet, was in gleicher Weise zur Erzeugung von Bildsignalen führt, deren Auflösung dem Zweifachen jener entspricht, wie sie bei Anwendung von lediglich einem der CCD-Feld­ sensoren 1a/1b erhalten würde.

Wie sich aus dem Vorausgegangenen ergibt, hat die Er­ findung insbesondere den Vorteil, daß sich die Licht­ verluste durch den halbdurchlässigen Spiegel minimieren lassen, wodurch letztlich ein schnelleres Abtasten als nach dem Stand der Technik möglich ist.

Claims (1)

1. Vorlagenabtaster mit einer optischen Abtasteinrichtung zur Abtastung der auf ein und derselben Abtastlinie eines Bildoriginals liegenden Bildelemente und zur linearen Projektion (Abbildung) der Bildelemente in Form eines Strahlen­ bündels,
   mit Mitteln zum Aufspalten des Strahlenbündels in eine gegenüber der Abtastlinie des Bildoriginals alter­ nierende Folge von Bildelementen,
   mit einer Mehrzahl von Feldsensoren, die die alter­ nierenden Folgen von Bildelementen empfängt und als korrespondierende Bildsignale abgibt, und
   mit Mitteln zum Verbinden der von den Feldsensoren abge­ gebenen Bildsignale und zur Abgabe der Bildsignale in der der Abtastlinie entsprechenden Ordnung der Bildelemente abgeben, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Mittel zum Aufspalten des Strahlenbündels als Reflexionsmaske ausgebildet sind, die aus alternierend angeordneten Blendenöffnungen und Reflexionsflächen besteht, so daß die Abbildungen von Bildelementen,die die Blenden­ öffnungen passieren, auf eine erste Reihe eindimensionaler Feldsensoren und die Abbildungen von Bildelementen, die an den Reflexionsflächen der Reflexionsmaske reflektiert werden auf eine zweite Reihe eindimensionaler Feldsensoren projiziert werden.