DE3540528A1

DE3540528A1 - Farb-lesevorrichtung

Info

Publication number: DE3540528A1
Application number: DE19853540528
Authority: DE
Inventors: Fumikazu Yamatokoriyama Nara Nagano
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1984-11-16
Filing date: 1985-11-15
Publication date: 1986-05-28
Also published as: GB8528200D0; US4731661A; CA1251058A; GB2170673A; DE3540528C2; GB2170673B

Description

VON KREISLER SCHONWALD EISHOLD F VON KREISLER KELLER SELTING WERN

PATENTANWÄLTE

Dr.-Ing. von Kreisler 11973
Dr.-Ing. K. W. Eishold 11981

SHARP KABUSHIKI KAISHA Dr₁-IrIg-

22-22 Nagaike-cho Dr.J.F.Fues

AbenO—ku DipL-Chem. Alek von Kreisler

_n , DipL-Chem. Carola Keller

^USaKa DipL-lng. G. Selting

^JaP^an Dr. H-K. Werner

Farb-Lesevorrichtung

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-5000 KÖLN 1

Sg-Hi/Fe

14. Nov. 1985

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farb-Lesevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Farb-Lesevorrichtungen werden in Farb-Abtastvorrichtungen o.dgl. verwendet. Für den Farb-Lesevorgang in solchen Geräten ist ein Verfahren (1) bekannt, bei dem eine weißes Licht aussendende Lichtquelle, Filter in den drei Grundfarben rot, grün und blau, sowie drei jeder Farbe entsprechende Sensoren verwendet werden. Bei einem anderen Verfahren (2) werden rote, grüne und blaue Filter in der Reihenfolge rot, grün, blau, rot, grün, blau, rot usw. für jeden der diesen Filtern zugeordneten Sensoren angeordnet. Jedoch können nach dem Verfahren (1) bisher nur große, mit Trommeln arbeitende Farb-Abtastvorrichtungen realisiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farb-Lesevorrichtung zu schaffen, bei der ein Abgleichverfahren mit weißem Licht beim Farb-Lesevorgang ausgeführt wird.

Telefon: (0221) 13 1041 THex: 8887307 dcipu H Trlf-cjicimm: Dompatenl Köln

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Farb-Lesevorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
5

Bei der erfindungsgemäßen Farb-Lesevorrichtung wird eine Verschlechterung der Farb-Lesegenauigkeit infolge des Wechsels des Ausgangssignals nach dem Leuchten der Fluoreszenzlampe verhindert. Desweiteren wird die Phasenlage der Farben durch Verstärkung oder Abschwächung der roten, grünen und blauen Farbe eingestellt.

Bei der erfindungsgemäßen Farb-Lesevorrichtung wird nacheinander das Licht der Fluoreszenzlampen der drei Grundfarben rot, grün und blau auf eine Vorlage geworfen, und das reflektierte Licht zur Ausführung des Farb-Lesevorgangs von einem einzigen CCD-Sensor (Charge-Coupled-Device-Sensor) empfangen. Die Farb-Lesevorrichtung ist mit einer Einrichtung versehen, mit der die Lichtemissionsdauer jeder Fluoreszenzlampe des roten, grünen und blauen Lichts und die Integrationszeit des CCD-Sensors für die Lichtenergie entsprechend seinem Ausgangspegel variiert wird. Der CCD-Sensor empfängt das reflektierte Licht des ausgesandten und gegen die Vorlage geworfenen roten, grünen und blauen Lichts, so daß die der Energie des Lichtes der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen entsprechende Ausgangspegel des CCD-Sensors immer gleich ist.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Aufbaus der Farb-Lesevorrichtung,

Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5

Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10

die Beschaltung einer Fluoreszenzlampe,

ein Zeitdiagramm, das die Arbeitsweise der

Schaltung nach Fig. 2 darstellt,

eine schematische Darstellung des optischen

Systems der Farb-Lesevorrichtung,

eine graphische Darstellung der relativen

Reflexionsstärke-Charakteristiken der drei

Farben,

Fig. 6 eine Graphik der Spektral-Empfindlichkeits-

charakteristik eines CCD-Sensors, im Blockdiagramm den Aufbau des CCD-Sensors, ein Zeitdiagramm der Arbeitsweise des CCD-Sensors,

Fig. 9 einen Teil des Blockdiagrarnms nach Fig. 1,

ein Arbeits-Zeitdiagramm des Farb-Lesevorgangs,

Fig. 11 ein Arbeits-Zeitdiagramm der Farb-Lesevorrichtung ,

Fig. 12 eine Darstellung der Wellenform des Ausgangssignals des CCD-Sensors,
Fign. 13 und 16 Flußdiagramme der Arbeitsweise der

Farb-Lesevorrichtung und
Fign. 14 und 15 Wellenformdiagramme, die die Relation zwischen dem Ausgangssignal vO des CCD-Sen

sors und der Referenzspannung ν__τ:,_π darStel-K.nj.t

len.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des optischen Systems der Farb-Lesevorrichtung. Das jeweils ausgesandte Licht der drei Fluoreszenzlampen 3,4,5 für rotes/ grünes und blaues Licht werden aufeinander durch eine Glasplatte 2 hindurch auf eine Farbvorlage 1 geworfen. Das reflektierte Licht fällt über einen Spiegel 6 und eine Linse 7 auf den CCD-Sensor 8.

Eine Referenzeinheit 9 für weißes Licht gibt den an ihr reflektierten Anteil des Lichtes der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen 3,4 und 5 an den CCD-Sensor 8 vor dem Lesen der Farbvorlage 1 weiter, so daß das später beschriebene Abgleichverfahren mit weißem Licht ausgeführt wird. Die weißfarbige Referenzeinheit 9 ist in bezug auf ihre Materialeigenschaft derart, daß das sichtbare Licht als sichtbares Licht reflektiert wird (ca. 100 %) , damit die Reflexionsrate im Bereich des sichtbaren Lichts gleichmäßig ist. Die Referenzeinheit 9 für weißes Licht kann von einem (nicht dargestellten) Impulsmotor angetrieben und zur Leseposition bewegt werden.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel der relativen Reflexionsstärke in Abhängigkeit der Wellenlänge des jeweiligen Lichts, das den CCD-Sensor 8 durch Reflexion des Lichtes der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen 3, 4,5 an der Referenzeinheit 9 erreicht, wobei das Licht der Fluoreszenzlampen 3,4 und 5 unter den gleichen Bedingungen ausgesandt wird und R,G und B die jeweilige Reflexionsstärke des roten, grünen bzw. blauen Lichts bezeichnen. Fig. 6 zeigt die Spektral-Empfindlichkeitscharakteristik des CCD-Sensors 8 im gleichen Wellenlängenbereich wie demjenigen in Fig. 5. Wie aus den Fign. 5 und 6 ersichtlich ist, ist das Ausgangssignal des CCD-Sensors 8 für das Licht der blauen Fluoreszenzlampe am größten und für das Licht der roten Fluoreszenzlampe am kleinsten, wenn die rote, grüne und blaue Fluoreszenzlampe aufeinanderfolgend unter den gleichen Bedingungen aufleuchten. Dies liegt daran, daß die Ausgangssignale des CCD-Sensors unter gleichen Bedingungen jeweils nicht gleich groß sind.

Die Analog/Digital(A/D-)-Umwandlungsgenauigkeit der Ausgabedaten des CCD-Sensors für jede Farbe variiert bei Veränderungen der Lichtstärke der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe, bei Veränderungen der Empfindlichkeit des CCD-Sensors im roten, grünen und blauen Wellenlängenbereich oder bei Veränderungen des Lichteinfallswinkels der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe auf die Lesezeile, womit die Farb-Lesegenauigkeit herabgesetzt wird.

Zur Behebung dieses Problems wird in der Farb-Lesevorrichtung das Abgleichverfahren mit weißem Licht ausgeführt. Dadurch wird bei der Farb-Lesevorrichtung eine Verschlechterung der Lesegenauigkeit, die aufgrund der Veränderungen des Ausgangssignals nach dem Aufleuchten der Fluoreszenzlampen auftritt, verhindert, und die Farbphase kann durch unterschiedliche Verstärkung oder Steuerung einfach eingestellt werden.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der Farb-Lesevorrichtung. Über eine Belichtungsschaltung 11 wird die entsprechende rote, grüne und blaue Fluoreszenzlampe 3,4,5 angesteuert. Gemäß den Lichtsignalen RFL,GFL und BFL der Steuerschaltung 10 hat das entsprechende Ansteuersignal den Zustand "1".

Fig. 2 zeigt die Belichtungsschaltung 11 der Fluoreszenzlampen, zum Beispiel der Fluoreszenzlampe 3. Die Fluoreszenzlampe 3 ist mit Elektroden 32 versehen. Die Sperrschwingschaltung 33 besteht aus einer Drossel L , Widerständen R_,R., Transistoren TR_, TR-, einem Kondensator C₁ und einem Transformator T.. Mit 34 ist eine EIN/AüS-Schaltung bezeichnet, die aus den Widerständen

R , R„ und einem Transistor TR.. besteht. Zusätzlich ist eine Lichtspannung-Erzeugungsschaltung 35 und eine Steuereinheit 36 vorgesehen. Die Steuereinheit 36 gibt ein Vorheiz-Signal PREHT und ein Aufleucht-Signal FLON entsprechend dem Zustand eines (nicht dargestellten) Lichtschalters usw. aus. Die Sperrschwingschaltung 33 oszilliert, wenn das Vorheiz-Signal PREHT den Zustand L annimmt, und der Transistor TR- der EIN/AUS-Schaltung

34 leitet. Die Oszillation erzeugt in den Sekundärspulen 33a des Transformators Tl eine Vorheizspannung V-,

so daß die Elektroden 32 durch den Vorheizstrom I₁ vorgeheizt werden. Die Lichtspannung-Erzeugungsschaltung

35 arbeitet, wenn das Aufleucht-Signal FLON den Zustand L erreicht hat. An die Elektroden 3 2 wird eine hohe Spannung angelegt, wodurch die Fluoreszenzlampe 3 aufleuchtet.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm, daß den Vorheizvorgang der Elektroden darstellt. Das Vorheiz-Signal PREHT hat Impulsform, wobei sich die Zustände H und L im Wartezustand, in dem die Fluoreszenz lampe 1 aus ist, mit einer bestimmten Periode T wiederholen. Dementsprechend arbeitet die Sperrschwingschaltung 33 intermittierend, so daß der Vorheizstrom I, wie dargestellt intermittierend durch die Elektroden 32 hindurchfließt und diese in einen Semi-Vorheizzustand versetzt. Die Periode T des Vorheizstromes I, und das Impuls/Tastverhältnis sind derart bemessen, daß das Fließen des vollen Anlaufstromes bei jeder Erregung verhindert wird, da die Elektroden bei jeder Aussetzung der Erregung abkühlen. Dadurch werden die Verlustleistung herabsetzt und das Verschleißen sowie Reißen der Elektroden durch übermäßige Aufwärmung verhindert. Die Periode T ist nämlich genügend kleiner als die Temperaturanstiegs-

Zeitkonstante während der Aufwärmung der Elektroden und auch genügend kleiner als die Temperaturabfall-Zeitkonstante während der Zeit, in der die Elektroden nicht vorgeheizt werden. Ist die Periodendauer T z.B. auf T = 10 ms eingestellt und beträgt das Impuls/Tastverhältnis z.B. 50%, so werden die Elektroden 32 näherungsweise auf 500⁰C gehalten. Wenn zum Zeitpunkt t- die Fluoreszenzlampe aufleuchten soll, verbleibt das Vorheiz-Signal PREHT im Zustand L, so daß der Vorheizstrom I, kontinuierlich fließt und die Temperatur der Elektroden auf die zum Aufleuchten notwendigen etwa 900⁰C angehoben wird. Wenn die Elektroden 32 zuvor auf ungefährt 500⁰C vorgeheizt waren, dann steigt die Temperatur ungefährt innerhalb einer Sekunde auf ca. 90 0⁰C. Dementsprechend hat das Leucht-Signal FLON zum Zeitpunkt t_, der eine Sekunde hinter dem Zeitpunkt t- , d.h. hinter dem Lichtanschaltvorgang, liegt, den Zustand L und steuert die Lichtspannung-Erzeugungssschaltung 35 an, die die Hochspannung erzeugt. Die Fluoreszenzlampe 3 leuchtet mit ungefähr einer Sekunde Zeitverzögerung - vom Zeitpunkt des Lichteinschaltvorganges ab gerechnet - auf. Der Vorheiz strom wird durch das Ein- und Ausschalten der Sperrschwxngschaltung 33 unterbrochen, so daß die Zwangssteuerung durch eine sehr einfache Schaltungskonstruktion vereinfacht wird.

Gemäß Fig. 7 weist der CCD-Sensor 8 eine Sensoreinheit 22 auf, die aus N lichtempfangenen Elementen S- bis S_M besteht, die über ein Transfergatter 24 mit den N Bits eines analogen Schieberegisters 23 verbunden sind. Der CCD-Sensor 8 wird gemäß Fig. 1 durch die Impulssignale φΤ, φΐ, φ2, {OR der Steuerschaltung 10 angesteuert, und das Ausgangssignal VO des Ausgangspuffers 25 wird in eine Abtast-/Halteschaltung 12 gegeben. Fig. 8 zeigt

den Zeitverlauf der Signale <ziT, φΐ, φ2, φΈ. und VO, eines Signals SH zur Steuerung der Abtast-/Halteschaltung 12 und des Ausgangssignals vO des CCD-Sensors 8 nach dem Abtasten/Halten. Der an sich bekannte CCD-Sensor 8 soll hier nicht weiter beschrieben werden.

Der A/D-Umwandler 13 wandelt das abgetastete und gehaltene analoge Ausgangssignal vO des CCD-Sensors 8 in ein digitales Signal der Länge K um, wobei die Umwandlung in ein z.B. 8 Bit langes digitales Signal in 255 (= 2
- 1) Einteilungen erfolgt. Der Wert 255 entspricht der vom D/A-Umwandler 14 abgegebenen Referenzspannung V-.^

KiIiJC

und der Wert 0 entspricht der Spannung 0 Volt (OV) entspricht. Auch wenn IvO I \Iv₁, „„ I gilt, ist das Ausgangssig-

I ι -^ ι Kuiu ι

nal des A/D-Umwandlers 13 normalerweise 255 (= FF„) .

Auch wenn vO ^ 0 ist, beträgt das Ausgangssignal (n) des D/A-ümwandlers 14 konstant - 2V, wenn das

Steuersignal T_OTT_ der Steuerschaltung 10 den Wert "1"

DtID

hat. Wenn das Steuersignal Τ_οτΐ_ "0" ist, dann gilt

fanlJ

7 _k

V_pp„(n) = - 2V x 1/255 ( £ D. (n) . 2^K) ,
REF _k^₀ k

wobei D, (η), (k = 0,1, ..., 7) den 8-Bit-Binärcode des η-ten Elementes des CCD-Sensors 8 darstellt und von einem Schattierungsspeicher 15 zuführbar ist.

Der Schattierungsspeicher 15 speichert die Binärdaten von 3 χ N χ K (K=8) Bits, wobei das abgetastete und

gehaltene Ausgangssignal vO des CCD-Sensors 8 unter Berücksichtigung des an der Referenzeinheit 9 für weißes Licht reflektierten Anteils des jeweils von der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe 3, 4 und 5 ausgesandten Lichtes einer A/D-Umwandlung unterzogen wird.

Der Schattierungsspeicher 15 besteht aus einem R-Speicher 16, einem G-Speicher 17 und einem B-Speicher 18 mit jeweils NxK (K=8) Bits. Von der Steuerschaltung 10 werden dem Schattierungsspeicher 15 ein Schreib-/Lesesignal R/W und Speicherauswahlsignale S₁ , S„ zugeführt. Der R-Speicher 16 wird angewählt, wenn die Speicherauswahlsignale S., S„ beide auf "0" liegen, der G-Speicher 17 wird angewählt, wenn das Signal S., auf "1" und das Signal S₂ auf "0" liegt, und der B-Speicher 18 wird angewählt, wenn das Signal S- auf "0" und das Signal S„ auf "1" liegt. Der Schattierungsspeicher 15 wird zum kollektiven Ausgleichen der Lichtmengenstreuung längs der Röhren der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen 3, 4 und 5, der Lichtmengenstreuung aufgrund der Linse 7 oder der Streuung der Empfindlichkeit des CCD-Sensors 8 verwendet.

Wie in Fig. 9 dargestellt, empfängt ein Spitzenwertdetektor 19 an seinen Eingang A die 8-Bit-Daten des einer A/D-Umwandlung unterzogenen Ausgangssignals v0 des CCD-Sensors 8 und an seinen Eingang B die 8-Bit-Vergleichsdaten von der Steuerschaltung 10. Das Ausgangssignal S_0VER ist "1", wenn

l A . 2^k > Ib 2^k,

^{K K}

k=0 ^α k~0 ^v

d.h., wenn der Wert am Eingang A größer oder gleich dem Wert am Eingang B ist, und ist "0", wenn

E A 2^k < Z B 2^k,
k=0 ^K k=0 ^k

d.h. , wenn der Wert am Eingang A kleiner als der Wert am Eingang B ist, wobei die jeweiligen Binärdaten des

Eingangs A und des Eingangs B mit A, bzw. B, bezeichnet sind.

Eine Impulsmotorantriebsschaltung 20 treibt einen Impulsmotor 21 für den Papiertransport an. Ein Vorlauf wird ausgeführt, wenn das Signal F/B der Steuerschaltung 10 "1" ist, und ein Rücklauf wird ausgeführt, wenn das Signal F/B "0" ist. Der Impulsmotor 21 dreht sich pro Impuls des Ansteuersignals PMSTP der Steuerschaltung 10 um einen Schritt weiter. Der Papierzuführvorgang selbst soll hier nicht beschrieben werden.

Fig. 10 zeigt ein Zeitdiagramm, wobei die Kompensationsdaten für rot, grün und blau des Ausgangssignals v0 des CCD-Sensors 8, bezogen auf das reflektierte Licht der Referenzeinheit 9, in den Schattierungsspeicher 15 gegeben werden. Daraufhin wird, wenn das Schreib-/Lesesignal R/W "1" ist, der Lesevorgang der Farbvorlage 1 ausgeführt. Die Leseperiode T für rot, grün und blau setzt sich aus sieben Perioden T_n, T _,

^TG1' ^TG2' ^TB1' ^TB2 ^{Und T}WAIT ^2usammen· ^T _Ri' ^T _G1 ^{Und T}Bl stellen Zeitspannen zum Aufsummieren der Lichtenergien im CCD-Sensor 8 dar, T₂, ^T _G2 und T- sind Zeitspannen für die A/D-Umwandlung des Ausgangssignals v0 des CCD-Sensors 8, T_x stellt eine Wartezeitspanne zum Über-

WAX X

tragen der Daten an ein mit der Farb-Lesevorrichtung verbundenes externes Gerät dar (z.B. Microcomputer oder Personalcomputer) sowie eine Abgleichzeitspanne zur Beseitigung des Einflusses der Streuung, der von der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe 3, 4 und 5 emittierten Lichtstärke.

Die folgenden Punkte sind zu beachten:

1) Jedes Lichtsignal wird im Voraus um die Zeit T vor dem Beginn der Integrationszeit des CCD-Sensors 8 ausgegeben, da der vorherige Leuchtzustand der Fluoreszenzlampe instabil ist.

2) Zur Beseitigung des Einflusses elektrischer Ladung, die durch während der Integrationszeit fälschlicherweise in das Schieberegister 23 des CCD-Sensors einfallendes Lichtes hervorgerufen wird, wird das analoge Schieberegister 23 mit der vierfach höheren Frequenz 4f„ der normalen Taktfrequenz f- angesteuert.

3) Um das Vermischen (die Farbmischung) zwischen derjenigen elektrischen Ladung, die die Original-Farbinformation enthält, und solcher elektrischen Ladung, die wegen des unter 2) genannten Grundes durch das ausgesandte Licht der verschiedenen Färb-¹ fluoreszenzlampen entsteht, zu verhindern, werden die Fluoreszenzlampen ausgeschaltet, während das CCD-Sensor-Ausgangssignal mit der Original-Farbinformation der A/D-Umwandlung unterzogen wird.

Das Gleichmachen des Ausgangssignals vO des CCD-Sensors für das an der Referenzeinheit 9 reflektierte roten, grünen und blauen Licht und das Aufzeichnen der Wellenformdaten, d.h. der Schattierungswellenformen des Ausgangssignals vO des CCD-Sensors nach Kompensation durch den Schattierungsspeichers 15 wird nachfolgend beschrieben. Dabei laufen die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge ab:

a) Festlegen der Periodendauer T

b) Antrieb eines Impulsmotors, um die Referenzeinheit 9 für weißes Licht zur Leseposition zu bewegen,

c) Festlegen der Lichtemissionsdauer der roten Fluoreszenzlampe,

d) Einschreiben der roten Schattierungswellenform in den R-Speicher 16,

e) Festlegen der Lichtemissionsdauer der grünen Fluoreszenzlampe,

f) Einschreiben der grünen Schattierungswellenform in den G-Speicher 17,

g) Festlegen der Lichtemissiondauer der blauen Fluoreszenzlampe,

h) Einschreiben der blauen Schattierungswellenform in den B-Speicher 18,

i) Starten des sequentiellen Aufleuchtens der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe.

Die obigen Punkte c) und d) werden anhand des Zeitdiagramms nach Fig. 11 und der Fig. 1 beschrieben.
20

In diesem Fall ist das an den D/A-Umwandler 14 zu liefernde Steuersignal T₀Tr-. "1" und das an den A/D-

D HJJ

Umwandler 13 zu lieferende Referenzsignal V___ konstant -2V. Der Vergleichswert, der an den Eingang B des Spitzenwertdetektors 19 angelegt wird, beträgt 220 (=DC ) , was näherungsweise -1,725 V entspricht. Um die richtige Verstärkung zu erhalten, wird der Vergleichswert nicht auf 255 (=FF_TT) eingestellt.

ti

Dann wird zur Festlegung der Integrationszeit P_x, (Fig.

10) für die Reflexionsenergie des roten Lichtes zunächst das Lichtsignal RFL der roten Fluoreszenzlampe 3 während der gesamten Zeitspanne T und der Hälfte der größten Integrationsdauer Ρ_ΜΑχ/ die zuvor bestimmt wor-

den ist, ausgegeben, so daß die rote Fluoreszenzlampe 3 während dieser Zeit leuchtet. Wenn das Ausgangssignal des CCD-Sensors für diese Zeit kleiner als 220 (ungefähr -1,725 V) ist, ist das Ausgangssignal S^^^ des

UVbK

Spitzenwertdetektors 19 "0". Dementsprechend wird bei der nächsten Abtastung die Integrationszeit auf den Wert P_MAy./2 + P_May/4 gesetzt, und der Spitzenwert des dieser Integrationsperiode entsprechenden Ausgangssignals vO des CCD-Sensors überschreitet 220 (ungefähr -1,725 V), so daß das Signal S-.,.^ "1" wird. Als Ergebnis davon wird die Integrationszeit im folgenden Abtastschritt auf den Wert P^_x/ 2 + Ρ_ΜΑχ/4 - P_ffix/8 gesetzt. Nachdem dieser Ablauf von Entscheidungsoperationen achtmal wiederholt worden ist, liegt der Spitzenwert des Ausgangssignals v0 des CCD-Sensors 8 näher an 220 (ungefähr -1,725 V), und die Schattierungswellenform wird in den R-Speicher 16. des Schattierungsspeichers 15 eingeschrieben.

Die Integrationsdauer P_n der Reflexionsenergie für rotes Licht wird in der oben beschriebenen Art und Weise festgelegt, und die Schattierungswellenform wird in den R-Speicher 16 des Schattierungsspeichers 15 eingeschrieben, wobei der Spitzenwert des Ausgangssignals v0 des CCD-Sensors ungefähr bei -1,725 V liegt. Auf gleiche Art und Weise erfolgt die Festlegung der Integrationsdauer P_, der Energie des reflektierten grünen Lichtes, das Einschreiben der Schattierungswellenformen in den G-Speicher 17 sowie die Festlegung der Integrationsdauer P₁, der Lichtenergie des reflektierten blauen Lichtes und das Einschreiben der Schattierungswellenform in den B-Speicher 18.

Obwohl die rote, grüne und blaue Fluoreszenzlampe 3, 4 und 5 anschließend sequentiell für feststehende Periodendauern aufleuchten, wird der Farb-Lesevorgang nicht sofort ausgeführt. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß der Pegel und die Wellenformen aufgrund der Temperaturunterschiede der Fluoreszenzlampen wegen des Aufleuchtens und aufgrund des Wechsels zwischen demjenigen Licht, das unmittelbar nach dem Beginn des Aufleuchten des Fluoreszenzlampe abgestrahlt wird, und demjenigen Licht, das einige Minuten nach dem Beginn des Aufleuchtens abgestrahlt wird, leicht unterschiedlich sind, was zu dem in Fig. 12 dargestellten unterschied zwischen dem Pegel und der Wellenform führt. Bei der Farb-Lesevorrichtung setzt sich der Aufleuchtvorgang nachfolgend unter den oben beschriebenen Bedingungen für einige Sekunden bis einige zehn Sekunden fort (diese Zeitspanne wird mit Τ_.__Λ_-. bezeichnet) , woraufhin der Vorgang zur Festlegung der Zeitspanne für die rote, grüne und blaue Lichtemission und die Auffrischung des Schattierungsspeichers 15 wieder ausgeführt wird, um den Farb-Lesevorgang auszuführen. Die Zeitspanne Τ_ρτ?Άη
kann durch die Farb-Lesevorrichtung selbst durch die Größe o.dgl. der Farbvorlage 1 festgelegt werden, oder kann durch mit der Farb-Lesevorrichtung verbundene externe Geräte (Microcomputer, Personalcomputer oder ähnliches) festgelegt werden. Ebenso kann, wenn die Farbvorlage 1 so klein ist, daß der Farb-Lesevorgang innerhalb einer kurzen Zeit abgeschlossen ist, der Farb-Lese-Vorgang nach der Festlegung der Zeitdauer der roten, grünen und blauen Lichtemission sofort gestartet werden. Wenn der Farb-Lesevorgang einmal gestartet worden ist, wird das Steuersignal T_o„_. "0" und das Schreib-/

Il 1 Il

Lesesignal R/W "1

Der oben beschriebene Ablauf ist in dem Flußdiagramm nach Fig. 13 dargestellt.

Bei dem obigen Beispiel wird ein sogenanntes Abgleichverfahren mit weißem Licht zum Farbenlesen verwendet. Der Zustand jedoch, indem das Abgleichverfahren mit weißem Licht nicht greift, d.h. der Fall, bei dem eine Färb-Phasenverstärkung der roten, grünen und blauen Farbe zur Ausführung des Farb-Lesevorganges ausgeführt werden muß, wird nachfolgend beschrieben.

Als erstes wird das Signal 220 (^=DC _H)> ^das ungefähr -1,725 V entspricht, als Vergleichswert an den Spitzen-

wertdetektor 19 gegeben, wobei das Steuersignal T

"1" ist, um die Zeitspanne der Lichtemission des roten, grünen und blauen Lichts festzulegen, und die Schattierungswellenformen des roten, grünen und blauen Lichts werden in den Schattierungsspeicher 15 eingeschrieben, wobei der Spitzenwert eines jeden Ausgangssignals vO des CCD-Sensors ungefähr bei -1,725 V liegt.

Daraufhin wird zur Abschwächung des roten Lichtes das Signal 200 (=C8„), das z.B. -1,57 V entspricht, als Vergleichswert an den Spitzenwertdetektor 19 gegeben, um abermals gemäß dem Vorgang nach Fig. 11 die Zeitdauer der Lichtemission des roten Lichtes zu bestimmen. Jedoch erfolgt diesesmal kein Überschreiben in den R-Speicher 16 des Schattierungsspeichers 15. Wenn der Farb-Lesevorgang mit der in dieser Art und Weise festgelegten Emissionsdauer des roten, grünen und blauen Lichtes ausgeführt worden ist, kann der Farb-Lesevorgang für das abgeschwächte Rot, d.h., für das verstärkte Grün und Blau, ausgeführt werden. Die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal v0 des CCD-Sensors beim

Farb-Lesevorgang In diesem Fall und der dem A/D-Umwandler 13 zuzuführenden Referenzspannung V ist in Fig. 14 dargestellt. Auch wenn die rote Farbkomponente verstärkt wird, wird das Signal 255 (=FF_R), dem z.B. -2 V entsprechen, als Vergleichswert für den Spitzenwertdetektor 19 ausgegeben, um, wie vorstehend beschrieben, die Dauer der Emission des roten Lichtes festzulegen und den Farb-Lesevorgang auszuführen. Für diesen Fall ist die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal vO des CCD-Sensors und der Referenzspannung V in Fig. 15 dargestellt. Fig. 16 zeigt die Ablauffolge im Falle der Farb-Komponentenverstärkung.

Bei der Farb-Lesevorrichtung werden mit Hilfe von aufeinanderfolgend aufleuchtenden roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen und einem einzigen CCD-Sensor die Unterschiede in der ausgesandten Lichtstärke der jeweiligen Fluoreszenzlampen, die Unterschiede im Einfallswinkel des Lichtes der einzelnen Fluoreszenzlampen auf die Lesezeile und/oder die Empfindlichkeitsunterschiede in den jeweiligen Wellenlängenbereichen für rot, grün und blau des CCD-Sensors kompensiert. Dies wird durch Veränderung der Lichtemissionsdauer jeder Fluoreszenzlampe und durch Veränderung der Integrationsdauer des CCD-Sensors für die Lichtenergie in bezug auf jedes ausgesandte Licht durchgeführt, so daß die Ausgangspegel des CCD-Sensors, die den ausgesandten Lichtenergien der Fluoreszenzlampen entsprechen, gleich sind. Die A/D-Umwandlungsgenauigkeit des Ausgangssignals des CCD-Sensors kann für das ausgesandte rote, grüne und blaue Licht gleichgroß gemacht werden, was die Genauigkeit des Farb-Lesens erhöht.

Auch die Veränderung der Lichtemissionsdauer der Fluoreszenzlampe, die Festlegung der Lichtemissions-

dauer zweier Lampen und das Einschreiben der Schattierungswellenformen in den Schattierungsspeicher werden vor dem Farb-Lesevorgang ausgeführt. Darüber hinaus ist zwischen dem ersten und dem zweiten Lichtemissionsvorgang eine Vorbereitungszeitdauer T _v jeweils für den Lichtemissionsvorgang des roten, grünen und blauen Lichtes zur Stabilisierung des emittierten Lichtes der Fluoreszenzlampen vorgesehen.

IQ Bei dem eigentlichen Farb-Lesevorgang wird desweiteren die Lichtemissionsdauer bei Farbenlesen gegenüber der Lichtemissionsdauer der Fluoreszenzlampe zu einem Zeitpunkt, zu dem das Einschreiben der Schattierungswellenformen in den Schattierungsspeicher bereits ausgeführt ist, verändert, womit ein einfacher Farb-Komponentenverstärkung durch Farb-Zustandsstärkung der roten, grünen und blauen Farbe ermöglicht wird.

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Claims

ANSPRÜCHE

-IJ Farb-Lesevorrichtung, bei der Fluoreszenzlampen der drei Grundfarben rot, grün und blau aufeinanderfolgend aufleuchten,

dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger CCD-Sensor (8) den von einer Vorlage (1) reflektierten Anteil des ausgesandten Lichtes aufnimmt und daß eine Einrichtung (10) vorgesehen ist, die die Lichtemissionsdauer jeder Fluoreszenzlampe (3,4,5) und die Integrationsdauer des CCD-Sensors (8) für die Lichtenergien entsprechend denjenigen AusgangsSignalen (vO) des CCD-Sensors (8) , die dieser bei Aufnahme des an einem weißen Hintergrund (9) reflektierten Anteils des von den Fluoreszenzlampen (3,4,5) ausgesandten roten, grünen und blauen Lichtes erzeugt, derarart verändert, daß die den Energien des ausgesandten roten, grünen und blauen Lichtes entsprechenden Ausgangssignale (vO) des CCD-Sensors (8) gleich bleiben.
2. Farb-Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Lichtemissionsdauer der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe (3,4,5) langer als die Integrationsdauer des CCD-Sensors (8) ist und diese vollständig einschließt.
3. Farb-Lesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufleuchtvorgang der Fluoreszenzlampen (3,4,5) nach Festlegung einer ersten Lichtemissionsdauer der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen und vor dem Farb-Lesevorgang der Vorlage für eine bestimmte zeitlang

ausgeführt wird, danach eine zweite Lichtemissionsdauer der Fluoreszenzlampen festgelegt wird und gleichzeitig die Farb-Wellenformen unter Berücksichtigung des ausgesandten roten, grünen und blauen Lichtes abgespeichert werden.
4. Farb-Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung einer Farbphasenverstärkung eine der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampen in der Zeitspanne, die verschieden ist von der Lichtemissionsdauer des Farb-Lesevorgangs der Vorlage, aufleuchtend gemacht wird, um den Farb-Zustand zu verstärken.
5. Farb-Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abgleich-Zeitabschnitt die Zeitdauer für die Datenübertragung zu externen Geräten eingestellt und die Streuungen der Stärke des von der roten, grünen und blauen Fluoreszenzlampe (3,4,5) emittitierten Lichts kompensiert werden.
6. Farb-Lesevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Belichtungsschaltung (11) vorgesehen ist, die in einem Wartezustand, in dem jede Fluoreszenzlampe im Aus-Zustand ist und sich ihre Elektroden (32) in einem Semi-Heizzustand befinden, einen Vorheizstrom (I₁) intermittierend in den Elektroden (3 2) erzeugt, wobei die Belichtungsschaltung (11) den Vorheizstrom (I₁) in einem Bereit-Zustand unmittelbar vor der Erzeugung der Lichtspannung auf kontinuierliche Erregung umschaltet, und damit die Elektroden (3 2) in einen stationären Vorheiz-Zustand umschaltet.