DE3544202A1

DE3544202A1 - Bildinformations-lesevorrichtung

Info

Publication number: DE3544202A1
Application number: DE19853544202
Authority: DE
Inventors: Yosuke Yokohama Igarashi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1986-06-26
Also published as: JPS61141466A; DE3544202C2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Bildinformations-Lesevorrichtung für eine auf einem Vorlagentisch befindliche Vorlage, in der die Vorlage mit dem von einer Lichtquelle kommenden Licht beleuchtet wird und das von der Vorlage reflektierte Licht aufgenommen wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung des Aufbaus eines Lichtquellenteils in der Bildinformations-Lesevorrichtung.
Es gibt Bildinformations-Lesevorrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Art, bei denen ein Paar stabförmige Lichtquellen, beispielsweise Floureszenzlampen (2), auf der Unterseite eines aus Glas bestehenden Vorlagentischs (1), auf dem eine Vorlage (G) angeordnet ist, vorgesehen sind.
Zwischen den Floureszenzlampen (2) befindet sich ein Stablinsenfeld (4) aus strahlbündelnden optischen Fasern (z. B.
eine Selfox-Linse (Handelsbezeichnung der Firma NIPPON ITAGARASU KABUSHIKI KAISHA)), umgeben von einer lichtabschirmenden Platte (3). Als Lichtempfangselement befindet sich unterhalb des Stablinsenfeldes (4) ein CCD-Bildsensor (5).
Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung beleuchtet das von den Floureszenzlampen (2) abgegebene Licht die Vorlage (G), und das an der Vorlage reflektierte Licht gelangt durch das Stablinsenfeld (4) hindurch auf den CCD-Bildsensor (5), wodurch die Bildinformation der Vorlage gelesen wird. Das Bildlesesignal wird zu einem Drucker oder einer ähnlichen Vorrichtung übertragen.
Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist, daß ein Teil des von der Floureszenzlampe nach oben abgegebenen Lichts wiederholt an den Flächen der Vorlage (G) oder des Vorlagentisches (1) reflektiert wird und dadurch "Streulicht" bildet, welches sich bis zu einem Bereich fortpflanzt, in welchem das Bild tatsächlich gelesen wird. In dieser Bildlesezone vermischt sich das "Streulicht" mit dem eigentlichen Bildsignal und bildet ein Rausch- oder Störsignal, welches den Rauschabstand S/N des Bildsignals verschlechtert.
Bei dem Versuch, den genannten Nachteil zu vermeiden, wurde eine Bildinformations-Lesevorrichtung vorgeschlagen, bei der der Vorlagentisch aus Glas mit hohem Lichtdurchlässigkeitsfaktor von beispielsweise 94 % besteht. Allerdings besteht auch bei dieser Vorrichtung noch das Problem des Einflusses von "Streulicht". Dies deshalb, weil sich die Floureszenzlampe t2) mit ihren Oberseiten sehr nahe an dem Vorlagentisch (1) befindet und Vorlage sowie Tisch sehr intensiv von dem von der Oberseite der Lampe kommenden Licht beleuchtet werden, wodurch das "Streulicht" verursacht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildinformations-Lesevorrichtung zu schaffen, bei der das oben erläuterte Problem des "Streulichts" einer Lichtquelle beseitigt oder doch zumindest gemildert ist und demzufolge ein Bildsignal mit hohem Rauschabstand S/N erhalten wird.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Die Lichtabschirmung hält Streulicht fern. Deshalb wird ein Rausch- oder Störsignal vermieden, mit der Folge, daß man ein Bildsignal hoher Qualität und großem Rauschabstand erhält.
Im folgenden werden Ausführungsgeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Skizze einer Leseeinheit einer herkömmlichen Bildinformations-Lesevorrichtung, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bildinformations-Lesevorrichtung, Fig. 3 eine Skizze des inneren Aufbaus der Lesevorrichtung, Fig. 4 eine Teil-Draufsicht auf die Lesevorrichtung, Fig. 5 eine Vorderansicht der Lesevorrichtung, Fig. 6 eine Teil-Seitenansicht der Lesevorrichtung, Fig. 7 eine Skizze einer Leseeinheit der Lesevorrichtung, Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Beispiels für ein Signalverarbeitungssystem gemäß der Erfindung, und Fig. 9 ein weiteres Beispiel für eine Leseeinheit.
Fig. 2 zeigt ein Gerätegehäuse (10), auf dessen Vorderseite ein Steuerabschnitt (10a) vorgesehen ist. Gemäß Fig.
3 findet sich in dem Gehäuse (10) ein Schrittmotor (11), welcher eine Bild-Leseeinheit (12) in Pfeilrichtung A hin- und herbewegt, um eine Vorlage (G) zu lesen.
Das Drehmoment des Motors (11) wird über einen Steuerriemen (13) übertragen, der über eine (nicht gezeigte) Steuerscheibe auf der Welle des Motors (11) und um eine Leer auf scheibe (14) läuft. Der Riemen (13) ist über ein (nicht gezeigtes) federelastisches Material, welches sich zwischen der Riemenscheibe des Motors (11) und der Leerlaufscheibe (14) befindet, an die Bild-Leseeinheit (12) gekoppelt. Das elastische Material hat die Aufgabe, unerwünschte Vibrationen, die durch die Schrittbewegungen des Motors (11) hervorgerufen werden, zu absorbieren. Solche Vibrationen könnten über den Steuerriemen (13) auf die Bild-Leseeinheit (12) übertragen werden. Wie am besten in Fig. 7 zu sehen ist, enthält die Einheit (12) ein Paar Floureszenzlampen (15), die stets auf einer konstanten Temperatur von etwa 60 Grad C gehalten werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Paares von wärmeisolierten Heizplatten (39), die an den Wänden der die Vorlage beleuchtenden Lampen vorgesehen sind, sowie ein Stablinsenfeld (16), welches die von der Vorlage reflektierten Lichtstrahlen sammelt und leitet, und außerdem ein photoelektrisches Wandlerelement (einen CCD-Bildsensor) (17), welches ein von dem Feld (16) empfangenes Lichtsignal in ein elektrisches Analogsignal umsetzt.
Oberhalb der Floureszenzlampen (2) befindet sich ein Paar schwarzer Lichtabschirm-Platten (19), die den wesentlichen Teil der vorliegenden Erfindung bilden. Jede der Lichtabschirm-Platten (19) erstreckt sich mit einer Breite J über den Rohrdurchmesser der betreffenden Floureszenzlampe (15), und die Länge jeder Platte entspricht der vollen Länge der jeweiligen Lampe (15), d. h. die jeweilige Platte deckt die Oberseite der Lampe (15) ab. Die Lichtabschirm-Platten (19) sind in ihrer Breitenrichtung mit Hilfe von Schrauben (N) verschieblich angeordnet, wie Fig. 4 zeigt, so daß eine zwischen den Platten (19) definierte öffnung (K) in ihrer Breite (H) eingestellt werden kann.
Im Betrieb wird von den Floureszenzlampen (15) abgestrahltes Licht durch die zwischen den Platten (19) definierte öffnung (K) auf die Vorlage (G) gelenkt, wie Fig. 7 zeigt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird derjenige Anteil des von den Lampen (15) abgegebenen Lichts, welches etwa direkt oberhalb der Lampen in Richtung auf die Vorlage gestrahlt wird, von den Platten (19) abgefangen.
An der Bildinformations-Leseeinheit (12) sind ein Schaltungsträger (18), der einen Wechselrichter für die Stromversorgung der Lampen (15) trägt, ein Schaltungsträger (21) für einen Verstärker und einen Analaog/Digital-Umsetzer zum Verstärken und Umsetzen eines von dem photoelektrischen Wandlerelement (dem CCD-Sensor) (17) umgesetzten Analogsignals, und eine CCD-Treiber-Schaltungstafel (22) montiert, wobei letztere mindestens eine Signalübertragungsschaltung trägt, welche an das photoelektrische Wandlerelement (den CCD-Sensor) (17) angeschlossen ist, um ein elektrisches Ladungssignal des Elements zu übertragen. Ein von dem Analaog/Digital-Umsetzer (ADU) auf der Platine (21) umgesetztes Digitalsignal wird über ein Flachkabel (23) zu einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) übertragen, die auf einem Schaltungsträger (30) am Boden des Gehäuses (10) montiert ist, und dann erfolgt die übertragung zu einem (nicht gezeigten) Kopier- oder Druckgerät außerhalb der Vorrichtung.
In der genannten Weise sind die Hauptteile der Vorrichtung mit Ausnahme der CPU auf dem Träger (30) an einem Linsen-oder Objektivblock (24) festgelegt, welcher mit seinem einem Ende auf einer Führungswelle (26) mit Hilfe eines Schlitten-Gleitstücks (25) und mit dem anderen Ende durch eine Rolle (27) auf einer Schiene (28) gelagert ist. Die Führungswelle (26) und die Schiene (28) besitzen an ihren vorderen und hinteren Enden zwei nicht dargestellte Verti- kal-Justiervorrichtungen, z. B. Exzentermechanismen. Mithin sind insgesamt vier Positioniermechanismen an vier Stellen vorgesehen, um den Abstand zwischen der Bildinformations-Leseeinheit (12) und der Oberfläche der Vorlage um etwa +0,5 mm vertikal justieren zu können.
Auf dem Träger (30) befindet sich eine Treiberschaltung zum Treiben des Schrittmotors (11), ein Zeilenspeicher, eine Zeitsteuerschaltung und eine Hochgeschwindigkeits-Taktschaltung zur Steuerung des Signal-Lesevorgangs, die CPU und deren periphere Schaltungen sowie weitere Schaltungen für die Steuerung sämtlicher Arbeitsvorgänge der Vorrichtung, wie beispielsweise mechanische Abtastung, Signal-Lesen und Signal-Ubertragen, Einstellung der von den Floureszenzlampen (15) abgegebenen Lichtmenge, Korrektur der Abschattung und Anzeige ungewöhnlicher Zustände.
In der Nähe des Schrittmotors (11) befindet sich ein Kühlgebläse (31), welches einen Luftstrom von der Vorderseite zur Rückseite des Gerätes bläst, um das Innere der Vorrichtung zu kühlen. Ein Lüftermotor (31a) ist als bürstenloser Gleichstrommotor für 24 Volt ausgebildet, seine Treiberschaltung ist in den Kühlungslüfter (31) eingebaut.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm einer Bildsignal-Verarbeitungsschaltung, in der die von einem Farb-CCD-Sensor (32) gelesenen Farbdaten einer Zeile separiert werden in W-(Weiß-), Y-(Gelb-) und C-(Cyan-)Daten, die ihrerseits in entsprechenden Speicherstellen innerhalb eines Pufferspeichers (38) abgespeichert werden. Die Bildsignal-Verarbeitungsschaltung umfaßt den Farb-CCD-Sensor (32), einen Taktgeber (33), einen Verstärker (34), einen Analogschalter (35), einen A/D-Impulsgeber (42), einen Analog/Digital-Umsetzer (ADU) (36), einen Adreßzähler (37) und den Pufferspeicher (38). Ein von dem Farb-CCD-Sensor (32) abhängig von einem vom Taktgeber (33) geliefertes Taktsignal seriell erzeugtes Analogsignal wird von dem Verstärker (34) verstärkt. Der Analogschalter (35) empfängt das verstärkte Signal vom Verstärker (34) und separiert es in die W-, Y- und C-Signale, abhängig von einem von dem A/D-Impulsgeber (42) gelieferten Impulssignal. Diese Signale werden an den ADU (36) gegeben, welcher die W-, Y- und C-Signale ansprechend auf einen von dem Impulsgeber (42) abgegebenen Impulszug in entsprechende digitale Signale umsetzt und diese dem Pufferspeicher (38) zuführt. Der Speicher (38) speichert die Digitalsignale in Adressen, die von dem Adreßzähler (37) vorgegeben werden.
Auf diese Weise werden die von dem Farb-CCD-Sensor (32) gelesenen Farbdaten einer Zeile in digitale Daten umgesetzt und entsprechend ihrer Farbe in dem Pufferspeicher gespeichert.
Bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung läßt sich wegen der Lichtabschirm-Platten (19) auf den Oberseiten der Floureszenzlampen (15) Streulicht, welches von den Oberseiten der Lampen (15) abgegeben wird, zurückhalten, so daß man Bildinformation mit gutem Rauschabstand erhält.
Da außerdem die Breite H der von dem Paar von Abschirmplatten (19) definierten öffnung (K) einstellbar ist, läßt sich das von der Floureszenzlampe (15) kommende Licht bezüglich der Bestrahlungszone einstellen, so daß man die Lagen der Lichtabschirm-Platten (19) so festlegen kann, daß nur solches Licht zugelassen wird, welches zum Lesen der Bildinformation benötigt wird, wohingegen jegliches Streulicht zurückgehalten wird.
Wenngleich bei dem obigen Ausführungsbeispiel zwei Floureszenzlampen (15) eingesetzt werden, läßt sich anstelle der beiden Lampen auch eine einzelne Lampe einsetzen. Die Lichtquelle muß nicht unbedingt in Form einer Floureszenzlampe ausgebildet sein, es können auch andere stabförmige Lichtquellen vorgesehen sein, z. B. Wolframlampen, Hallogenlampen oder Sodiumlampen. Das Stablinsenfeld (4) als optisches System zum Leiten des von der Vorlage reflektierten Lichts auf den CCD-Bildsensor kann ersetzt werden durch eine Spiegellinse oder dergleichen. Das photoelektrische Wandlerelement braucht nicht ein CCD-Sensor zu sein, sondern kann beispielsweise auch ein BBD-Bildaufnahmeelement (Bucket-Brigade Device) sein. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform bewegt sich die Bildinformations-Leseeinheit unterhalb des transparenten Vorlagentisches hin und her, jedoch läßt sich die Erfindung auch anwenden bei einer Vorrichtung, in der die Leseeinheit feststeht, während der Vorlagentisch beweglich ist. Beim obigen Ausführungsbeispiel wird Licht von der Vorlage reflektiert und von dem photoelektrischen Wandlerelement (17) in ein Analogsignal umgesetzt, weiterhin wird das Analogsignal von dem ADU in digitale Signale umgesetzt, welche für die weitere Signalverarbeitung zur Verfügung stehen. Die Erfindung kann jedoch auch bei einer elektrophotographischen Kopiermaschine eingesetzt werden, die eine lichtempfindliche Trommel (50) besitzt, wie Fig. 9 zeigt.
Die in Fig. 9 gezeigte photoempfindliche Trommel (50) wird auf ihrem Umfang mit Hilfe einer Corona-Aufladevorrichtung (51), auch als Corotron bezeichnet, aufgeladen. Außerdem sind eine Entwicklerstation (52), ein ubertragungs-Corotron (54), ein Separier-Corotron, eine Reinigungsstation (55) und ein Entladungscorotron (56) vorgesehen. Wenn das von dem Stablinsenfeld (16) gesammelte Licht auf die photoempfindliche Trommel (50) gelenkt wird, wird dort ein elektrostatisches, latentes Bild erzeugt, welches der gelesenen Bildinformation der Vorlage entspricht.
Anschließend erfolgt ein Kopiervorgang mit Entwickeln, uebertragen und Fixieren, so daß auf einem Aufzeichnungspapier ein Abbild der Vorlage entsteht. Da in der Vorrich- tung nach Fig. 9 die Lichtabschirm-Platten (19) vorgesehen sind, läßt sich Streulicht von den Lichtquellen (15) fernhalten, so daß man ein Bildsignal mit gutem Rauschabstand erhält, welches auf die lichtempfindliche Trommel (50) gelenkt wird.

Claims

BiLdinformations-Lesevorrichtung Patentanspruche 1. Bildinformations-Lesevorrichtung, mit einem Vorlagentisch (1) zur Aufnahme einer Vorlage (G), einer Lichtquelle (15) zum Beleuchten der auf dem Vorlagentisch befindlichen Vorlage, einer Optik (16), die das von der Vorlage reflektierte Licht leitet, und einem photoelektrischen Wandler (17), der das von der Optik geleitete Licht photoelektrisch umsetzt, g e k e n n z e i c h -n e t durch einen zwischen Lichtquelle (15) und Vorlagentisch (1) angeordneten Lichtschutz (19), der eine Oberseite der Lichtquelle (15) abdeckt, um einen Teil des von der Lichtquelle auf die auf dem Vorlagentisch befindliche Vorlage abgegebenen Lichtsabzuschirmen.
2. Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtquelle ein Paar stabförmiger Lampen (15) enthält, die parallel zueinander angeordnet sind, und daß der Lichtschutz ein Paar Lichtabschirm-Platten (19) enthält, die mit Abstand voneinander angeordnet sind, um die Oberseiten der stabförmigen Lampen (15) in deren Längsrichtung abzudecken, so daß von den Lampen abgegebenes Licht die Vorlage durch eine Uffnung hindurch beleuchtet, die durch das Paar von Lichtabschirm-Platten (19) definiert wird.
3. Lesevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lichtschutz parallel zu dem Vorlagentisch (1) verschieblich ist.
4. Lesevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtabschirm-Platten (19) parallel zu dem Vorlagentisch (1) verschieblich angeordnet sind, um die durch die Abschirmplatten (19) definierte bffnung in ihrer Breite einzustellen.
5. Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Blockteil zur Lagerung mindestens der Lichtquelle, des Lichtschutzes, der Optik und der photoelektrischen Umsetzeinrichtung in deren jeweils vorgegebener Lage, und ein Führungsteil, welches das Blockteil hin- und herbeweglich lagert, um die Bewegung des Blockteils parallel zu dem Vorlagentisch zu führen, und eine Einrichtung, die das von dem Führungsteil geführte Blockteil hin- und hergehend antreibt.
6. Lesevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Führungsteil eine Führungswelte und eine Führungsschiene umfaßt, die parallel zueinander auf einander gegenüberliegenden Seiten des Blockteils angeordnet sind.
7. Lesevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Blockteil an seinem einen Ende ein festangebrachtes Gleitstück besitzt, welches auf der Führungswelle sitzt, während das andere Ende eine Rolle aufweist, die auf der Führungsschiene abrollt, damit das Blockteil entlang der Führungswelle und der Führungsschiene mit Hilfe des Gleitstücks und der Rolle hin- und herbewegt wird.
8. Lesevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebseinrichtung einen Riemenmechanismus mit einem Riemen aufweist, welcher an mindestens einem Punkt an dem Blockteil befestigt ist, und daß ein Motor vorgesehen ist, der den Riemenmechanismus in beide Richtungen anzutreiben vermag.
9. Lesevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Führungsteil in seiner vertikalen Lage einstellbar ist.
10. Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtquelle eine Floureszenzlampe ist,
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Optik eine strahlbündelnde optische Faser ist.
12. Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die photoelektrische Umsetzeinrichtung ein CCD-Bildsensor ist.
13. Bildinformations-Lesevorrichtung, mit einem Vorlagentisch zur Aufnahme einer Vorlage, einer Lichtquelle zum Beleuchten der auf dem Vorlagentisch befindlichen Vorlage, einer Optik, die das von der Vorlage reflektierte Licht leitet, und einem Lichtempfindlichen Element, welches das von der Optik geleitete Licht empfängt, um ein elektrostatisches, latentes Bild zu erzeugen, welches einem Abbild der Vorlage entspricht, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß zwischen der Lichtquelle und dem Vorlagentisch eine Lichtabschirmung vorgesehen ist, welche eine Oberseite der Lichtquelle abdeckt, um einen Teil des von der Lichtquelle in Richtung auf die auf dem Vorlagentisch befindliche Vorlage gelenkten Lichts abzuschirmen.