DE3604711C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbbild-Leser zum Lesen von zweifarbigen Bildern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-OS 24 10 485 ist bereits ein Farbbild-Leser zum Lesen von zweifarbigen Bildern bekannt, bei welchem ein Prismensystem zur Anwendung gelangt, welches einen Farbtrennspiegel (Prisma) in Form eines langgestreckten Teiles umfaßt, dessen zwei Hauptflächen einander unter einem vorbestimmten Winkel schneiden. Gemäß einer Ausführungsform dieser bekannten Konstruktion weist jede der Hauptflächen eine Schicht auf, die dazu dient, eine vorbestimmte Farbkomponente zu reflektieren und eine andere Farbkomponente durchzulassen, um wenigstens ein zweifarbiges Bild in unabhängige Farbkomponenten zu zerlegen. Das Prismensystem umfaßt drei Prismen, wobei das eine der Farbtrennung dienende Prisma an seine zwei Hauptflächen von jeweils einem Prisma eingeschlossen ist und das eine im Strahlengang vor der ersten Hauptfläche angeordnete Prisma eine Reflexionsfläche aufweist, an welcher beide Lichtstrahlen entsprechend den zwei Farbkomponenten reflektiert werden. Ein dritter Lichtstrahl, der beide Hauptflächen des genannten einen Prismas passiert, verläuft durch das dritte Prisma, welches an der anderen Hauptfläche des der Farbtrennung dienenden Prismas angeordnet ist. Dieser bekannte Farbbild-Leser ist ferner so ausgelegt, daß die wenigstens zwei Lichtstrahlen gemäß den zwei Farbkomponenten bei Verlassen des zentralen Prismas entweder voneinander divergieren oder zueinander parallel verlaufen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Farbbild-Leser zum Lesen von zweifarbigen Bildern der angegebenen Gattung zu schaffen, der besonders einfach aufgebaut ist und einfach hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Aufgrund der konvergierenden Lichtstrahlen am Austrittsende des Farbtrennspiegels bzw. Prismas lassen sich erfindungsgemäß auch besonders vorteilhaft erste und zweite Zeilenbildsensoren einsetzen, um das erste reflektierte Lichtbild und das zweite reflektierte Lichtbild in entsprechende Bildsignale umzusetzen.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Farbtrennspiegels mit Merkmalen nach der Erfindung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Farbbild- Lesers mit Merkmalen nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Farbtrennspiegel (Prisma) dargestellt, welcher bei einer Ausführungsform des Farbbild-Lesers mit Merkmalen nach der Erfindung anwendbar ist. Der in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnete Spiegel weist eine langgestreckte Glasplatte auf, welche als Unterlage dient. In einer Schnittansicht gleicht die Glasplatte einem Keil, bei welchem ein Scheitelteil fehlt. Ein mehrlagiges Interferenzfilter (dichroitisches Filter) ist auf einer Fläche 1a von einander gegenüberliegenden Hauptflächen der Glasplatte ausgebildet, während eine Reflexionsfläche auf der anderen Hauptfläche 1 b vorgesehen ist. Das Interferenzfilter wird verwendet, um eine Farbkomponente zu reflektieren, welche von den übrigen, beispielsweise rot zu trennen ist. Das Interferenzfilter wird dadurch geschaffen, daß abwechselnd eine nicht-absorbierende Substanz mit einem hohen Brechungsindex und eine nicht-absorbierende Substanz mit einem niedrigen Brechungsindex aufgedampft werden, wobei die Dicke jeder Schicht und die Gesamtzahl der Schichten entsprechend gewählt wird. Bei diesem Aufbau reflektiert das Interferenzfilterlicht, welches in einem ganz bestimmten Wellenlängenbereich (in der speziellen Ausführungsform bei rot) liegt, während es Licht, das zu dem anderen Wellenlängenbereich gehört, infolge einer Interferenz von Licht durchläßt. Der vorstehend erwähnte, ganz bestimmte Wellenlängenbereich wird durch die Dicke jeder Schicht und die Anzahl der Schichten festgelegt. Die Reflexionsoberfläche 1 b der Glasplatte kann beispielsweise durch Aufbringen von Aluminium geschaffen werden.

Das Lichtbild F 0 soll nunmehr auf die Oberfläche des Farbtrennspiegels 1 auftreffen. Dann wird eine in dem Lichtbild F 0 enthaltene Rotkomponente F 1 durch das Interferenzfilter der Oberfläche 1A reflektiert, während die andere Farbkomponente F 2 in den Spiegel 1 gelassen wird und dann von der Reflexionsfläche 1 b reflektiert wird, um sich wieder durch den Spiegel 1 in Richtung der Oberfläche 1 a auszubreiten. Die Lichtkomponenten F 1 und F 2, welche aus dem Spiegel 1 über die Fläche 1a austreten, sind im wesentlichen in derselben Richtung geleitet, so daß sich ihre optischen Achsen einander kreuzen.

Nunmehr soll der Einfallswinkel des Lichtbilds F 0 an der Fläche 1a R₁ betragen, der Auftreffpunkt soll P₁ sein, der Reflexionswinkel des Lichts F₂ soll R₂ sein, der Reflexionspunkt des Lichts F 2 auf der Reflexionsfläche 1b soll P 2 sein, der Komplementärwinkel zu dem Brechungswinkel von der Oberfläche 1a nach außen soll, wenn sich das Licht F 2 durch den Spiegel 1 zu der Oberfläche 1a ausgebreitet hat, R₄ sein, der Schnittwinkel des Lichts F 1 und F 2 soll R₅, der Scheitelwinkel des Spiegels 1 soll, im Schnitt gesehen, R₂ sein, die Länge einer längeren Seite des Spiegels soll im Schnitt betrachtet, b₂ sein, und die Länge der kürzeren Seite soll a sein, der Einfall- oder Auftreffpunkt des Lichts F 2 auf der Oberfläche 1a soll P₃, der Abstand zwischen der längeren Seite des im Schnitt betrachteten Spiegels 1 und dem Punkt P₁ soll l₁ sein, der Abstand zwischen der kürzeren Seite des Spiegels und dem Punkt P₁ soll l₂ sein, und der Abstand zwischen den Punkten p₁ und p₃ soll l₃ sein. Dann läßt sich der Abstand x zwischen den Lichtkomponenten F 1 und F 2 an einer Stelle, welche in einem Abstand L von dem Punkt P₁ in der Reflexionsrichtung der Komponente F 1 angeordnet ist, folgendermaßen ausdrücken: x = tan R₅ ((l₃ sin R₄/sin R₅)-L) , (1)

wobei gilt:

R₄ = arc sin (n₂ sin (R₂-2 R₃)/n₁) ,

R₅ = R₁+R₄-90° ,

Hierbei ist zu beachten, daß alle vorstehend angeführten Winkel in Graden ausgedrückt sind, und die Größen n₁ bzw. n₂ die Brechungsindizes an der Außenseite und im Inneren des Spiegels 1 sind.

Aus Gl. (1) ist zu ersehen, daß, solange der Einfallswinkel des Lichtbildes F 0 auf den Spiegel 1 konstant ist, der Abstand x zwischen den Lichtkomponenten F 1 und F 2 aus dem Abstand L von dem Einfalls- oder Auftreffpunkt P₁ des Lichtbilds F 0 festgelegt werden kann, indem der Schnittwinkel der Flächen 1a und 1 b des Spiegels 1 geändert wird.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Farbbild- Lesers mit Merkmalen nach der Erfindung dargestellt, bei welchem der vorstehend beschriebene Spiegel 1 verwendet ist. Lichtquellen 11 beleuchten eine Vorlage 10 entlang einer Lesezeile RL. Das von der Vorlage 10 reflektierte Lichtbild F 0 trifft auf den Spiegel 1 auf, welcher den vorstehend beschriebenen Aufbau hat. Der Spiegel 1 trennt das Lichtbild F 0 in eine Rotkomponente F 1 und in die andere Farbkomponente F 2 aufgrund des vorstehend beschriebenen Prozesses. Die Komponenten F 1 und F 2 werden durch eine Linsenanordnung 12 konvergent gemacht, dami sie auf Zeilenbildsensoren 13 bzw. 14 fokussiert sind. Im Ergebnis erzeugt dann der Zeilenbildsensor 13 ein Bildsignal, welches der roten Bildkomponente zugeordnet ist, und der Zeilenbildsensor 14 erzeugt ein Bildsignal, welches der anderen Farbbildkomponente zugeordnet ist. In Fig. 2 sind Ansteuer- und Steueranordnungen für die Zeilenbildsensoren 13 und 14, Transport- und Steueranordnungen, welche der Vorlage zugeordnet sind, nicht dargestellt, da sie im Hinblick auf die Erfindung nicht unmittelbar relevant sind. Somit wird durch die Erfindung ein Farbbild-Leser geschaffen, welcher trotz einer ausgesprochen einfachen Konstruktion mit Erfolg das Lichtbild trennt. Dieser Vorteil ist durch die Verwendung eines Farbtrennspiegels erreicht, welcher im Schnitt im wesentlichen keilförmig ausgebildet ist und mit einem mehrlagigen Interferenzfilter auf einer Oberfläche und mit einer Reflexionsfläche auf der anderen Fläche versehen ist. Mit Hilfe eines solchen Spiegels teilt der Farbbild- Leser ein Lichtbild in zwei verschiedene Farbkomponenten auf, leitet die zwei Komponenten in derselben Richtung zurück und fokussiert die Farbkomponenten auf unabhängigen Zeilenbildsensoren. Im Rahmen der Erfindung sind noch verschiedene Modifikationen möglich. Beispielsweise ist die spezielle Schnittform des Spiegels, welche, wie dargestellt und beschrieben, ein Keil ohne Scheitelpunkt ist, nicht auf diese Form beschränkt. Ferner ist die Farbe, welche von den übrigen Farben zu trennen ist, nicht auf rot beschränkt.

Claims (5)

1. Farbbild-Leser zum Lesen von zweifarbigen Bildern, mit einem Farbtrennspiegel (Prisma) in Form eines langgestreckten Teils, dessen zwei Hauptflächen einander unter einem vorbestimmten Winkel schneiden, wobei wenigstens eine der Hauptflächen eine Schicht aufweist, die dazu dient, eine vorbestimmte Farbkomponente zu reflektieren und eine andere Farbkomponente durchzulassen, um ein zweifarbiges Bild in unabhängige Farbkomponenten zu zerlegen, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die andere der Hauptflächen als reine Reflektionsfläche (1 b) ausgebildet ist,
• b) der vorbestimmte Winkel (R₃) zwischen den beiden Hauptflächen (1 a, 1b) so bemessen ist, daß der von der einen Hauptfläche (1 a) reflektierte, die eine Farbkomponente (F 1) enthaltende Lichtstrahl mit dem von der anderen Hauptfläche (1b) reflektieren und an der einen Hauptfläche (1 a) gebrochenen und die andere Farbkomponente (F 2) enthaltenden Lichtstrahl konvergiert, und c) erste und zweite Zeilenbildsensoren (13, 14) vorgesehen sind, um das erste reflektierte Lichtbild und das zweite reflektierte Lichtbild in entsprechende Bildsignale umzusetzen.

2. Farbbild-Leser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fokussieranordnung (12) zum Fokussieren des ersten und des zweiten reflektierten Lichtstrahls (F 1, F 2).

3. Farbbild-Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Farbkomponente eine Rotkomponente ist.

4. Farbbild-Leser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die vorbestimmte Farbkomponente reflektierende Schicht dadurch erzeugt ist, daß abwechselnd ein nicht-absorbierendes Material mit einem hohen Brechungsindex und ein nicht-absorbierendes Material mit einem niedrigen Brechungsindex auf die eine Hauptfläche aufgedampft werden, wobei für jede der Schichten eine vorherbestimmte Dicke sowie eine Gesamtanzahl der Schichten ausgewählt wird.

5. Farbbild-Leser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wellenlänge der vorherbestimmten Farbkomponente durch die Dicke jeder der Schichten sowie durch die Gesamtanzahl der Schichten festgelegt ist.