DE3610271C2 - - Google Patents

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DE3610271C2
DE3610271C2 DE19863610271 DE3610271A DE3610271C2 DE 3610271 C2 DE3610271 C2 DE 3610271C2 DE 19863610271 DE19863610271 DE 19863610271 DE 3610271 A DE3610271 A DE 3610271A DE 3610271 C2 DE3610271 C2 DE 3610271C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten eines Originals in Bereichen, die sich an ihren Rändern überlappen und im Überlappungsbereich Randzonen bilden mit mindestens einem optischen Sensor mit einer Vielzahl von linear angeordneten Sensorelementen, die in Abhängigkeit von der Bildinformation des Originals Bildsignale abgeben, wobei Bildsignale der einen Randzone mit Bildsignalen der diese überlappenden anderen Randzone verknüpft werden.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Bildaufnehmer zur Abtastung eines Originals und zur Lieferung von Bildsignalen zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens mit mindestens einem optischen Sensor mit einer Aufnahmeweite, wobei der mindestens eine optische Sensor die Bildsignale durch Empfangen des reflektierten Lichtes vom beleuchteten Original aufnimmt, mit einer ersten Transportvorrichtung, die den optischen Sensor in einer ersten Richtung in bezug auf das Original zu dessen Abtastung bewegt, mit einer zweiten Transportvorrichtung, die das Original in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegt, um das Original in der zweiten Richtung abzutasten.
Das eingangs genannte Verfahren zum Abtasten eines Originals ist aus der DE-OS 28 19 265 bekannt. Bei der Bildabtastung wird lediglich das Original bewegt. Die Abtastung in Zeilenrichtung erfolgt mittels Abtastsensoren, die entlang der Zeile unbeweglich angeordnet sind. Entlang der Zeile und damit quer zur Vorschubrichtung des Originals werden bestimmte Bereiche der Zeile von benachbarten Bildsensoren überlappend aufgenommen. Die Überlappung betrifft jedoch nicht die in Vorschubrichtung des Originals nebeneinander befindlichen Zeilen sondern die Bildbereiche innerhalb einer Zeile quer zur Vorschubrichtung des Originals.
Der Bildaufnehmer zur Abtastung eines Originals und zur Lieferung von Bildsignalen zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens ist aus der DE-OS 25 28 370 bekannt. Mit Hilfe eines optischen Sensors wird eine Bildvorlage quer zur Vorschubrichtung abgetastet. Dieser Bildaufnehmer weist sowohl eine Transportvorrichtung für den optischen Sensor als auch eine Transportvorrichtung für das Original auf. Die genannten Transportvorrichtungen sind senkrecht zueinander. Der Sensor tastet eine Zeile ab und kehrt seine Bewegungsrichtung um. Während der Umkehrung wird durch die Transportvorrichtung die Vorlage um eine Zeile vorgeschoben, so daß bei der umgekehrten Bewegung des Sensors die nächstfolgende Zeile abgetastet wird. Die Vorschubweite, um die das Original während der Umkehrbewegung des Sensors vorgeschoben wird, entspricht einer Abtastweite des Sensors. Die abgetasteten Zeilen grenzen überlappungsfrei aneinander. Durch diese überlappungsfreie Abtastung treten jedoch Verzerrungen auf, die ihre Ursache in der abweichenden Charakteristik des Sensors an seinen Randbereichen haben. Dies führt zu einer unnatürlichen Verzerrung des aufgenommenen Bildes. Bei der Aufnahme von farbigen Bildern ändert sich darüber hinaus der Farbton. Diese Unterschiede zwischen zwei unmittelbar nebeneinanderliegenden Bildabschnitten treten besonders deutlich und störend hervor.
Aus der US-PS 43 93 410 ist eine Bildaufnahmevorrichtung bekannt, bei der mehrere Kameras vorgesehen sind. Die Bildbereiche werden überlappend aufgenommen. Es fehlt jedoch eine Bewegung des Originals in die eine und die Bewegung des abtastenden optischen Sensors in eine dazu senkrechte Richtung. Aus der DE-OS 32 38 458 ist eine Druckvorrichtung bekannt, bei der mit Hilfe eines Thermo-Druckkopfs zeilenweise ein Bild erzeugt wird. Mehrere untereinander liegende Bildpunkte bilden eine Zeile, die bei einer Bewegung des Druckkopfes quer zur Vorschubrichtung des Papiers dazu dienen, Bildpunkte auf das Papier zu übertragen. Diese Druckschrift enthält keine Bildaufnahmevorrichtung mit optischem Sensor.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Abtasten eines Originals in Bereichen, die sich an ihren Rändern überlappen sowie einem Bildaufnehmer zur Abtastung eines Originals und zur Lieferung von Bildsignalen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit dessen bzw. deren Hilfe es möglich ist, eine Bildinformation in Form von Bildsignalen mit hoher Qualität zu schaffen, ohne daß Verzerrungen oder Verfälschungen in den Randzonen von sich jeweils überlappenden Bildbereichen auftreten.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art sowohl durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 als auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.
Darüber hinaus wird diese Aufgabe bei einem Bildaufnehmer der eingangs genannten Art sowohl durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 als auch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung von in den Fig. 1 bis 23 dargestellte Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Farb-Facsimiletechnik unter Verwendung eines Bildaufnehmers gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Steuereinheit zur Steuerung der Motoren und Fluoreszenz-Lampen gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Wagens der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 4a und 4b Diagramme zur Veranschaulichung des Abtastverfahrens mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1;
Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen gemäß Fig. 5;
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen, jedoch gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel abgeänderten Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung einer Bildaufnahme;
Fig. 8a und 8b Erläuterungsdiagramme zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen gemäß Fig. 7;
Fig. 9 ein vereinfachtes Block-Diagramm des Sensorabschnittes in einer zweiten Ausführung des Bildaufnehmers gemäß der Erfindung;
Fig. 10 ein vereinfachtes Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausbildung eines Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen;
Fig. 12a, 12b und Fig. 13 Diagranme zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des in Fig. 11 dargestellten Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen;
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Ausführung des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen;
Fig. 15a und 15b Diagramme zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen gemäß Fig. 14;
Fig. 16 ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltung zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen;
Fig. 17 eine vereinfachte Darstellung des Aufbaus des Sensors im dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16;
Fig. 18 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens unter Verwendung von Speichern in dem Schaltkreis zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen gemäß Fig. 16;
Fig. 19a bis 19g Diagramme über die zeitlichen Abläufe bei der synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen;
Fig. 20a bis 20d Diagramme, welche Muster von synthetisch erzeugten Bildaufnahmen zeigen;
Fig. 21 ein Blockschaltbild einer geänderten Ausführung des Schaltkreises zur Erzeugung synthetischer Bildaufnahmen des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 22 ein Blockschaltbild einer weiteren, abgeänderten Ausführung des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 23 ein Blockschaltbild für wiederum eine andere, abgeänderte Ausführung des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen im dritten Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 ist eine Farb-Facsimile-Einrichtung unter Verwendung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Bildaufnehmers 20 dargestellt. Bei dieser Farb-Facsimile- Einheit 20 erstrecken sich beide Enden aufwärts und bilden seitliche Wandabschnitte 24 a und 24 b. Zwischen den oberen Kanten der seitlichen Wandabschnitte 24 a und 24 b ist eine Fluoreszenz-Lampe 26 mit ihren beiden Enden abgestützt. Unterhalb und parallel zu dieser Fluoreszenz-Lampe 26 ist ein Paar von Führungsschienen 28 a und 28 b so abgestützt, daß sie parallel zueinander in einem bestimmten Abstand gehalten werden. Etwa im Bereich der Mitte dieser Führungsschienen 28 a und 28 b ist ein Wagen 30 angeordnet, welcher in seinem Gehäuse eine Anordnung von stabförmigen Linsen und einen CCD-Sensor enthält, um die Bildaufnahme- Informationen aufzunehmen. Ferner ist am Wagen 30 mit Schrauben oder ähnlichem ein Riemen 32 befestigt, welcher sich parallel zu den Führungsschienen 28 a und 28 b erstreckt. Dieser Riemen 32 ist um ein Paar von Riemenscheiben 34 a und 34 b geschlungen, welche links und rechts an den seitlichen Wandabschnitten 24 a und 24 b angeordnet sind. Das Mittelstück der linken Riemenscheibe 34 a ist an die Antriebswelle eines Motors 36 angelenkt, welcher von einer später beschriebenen Steuereinheit angesteuert wird. Beginnt sich dieser Motor 36 zu drehen, wird auch die Riemenscheibe 34 in Drehung versetzt und treibt den Riemen 32 an, und auf diese Weise wird der Wagen 30 bewegt und tastet den Bereich zwischen den seitlichen Wandabschnitten 24 a und 24 b in der Haupt- Abtastrichtung entlang der Führungsschienen 28 a und 28 b ab. Zwischen den Seiten-Wandabschnitten 24 a und 24 b des Grundkörpers 22 und unterhalb des Wagens 30 wird das zu übertragende Original plaziert, so daß es der Unterseite des Wagens 30 gegenüberliegt. Die Ränder des Originals 38 werden zwischen Original-Abzugsrollen 42 und 42′ gehalten, welche frei drehbar zwischen den Seitenwandabschnitten 24 A unb 24 B des Grundkörpers angeordnet sind, und welche von einem Motor 40 in Drehbewegung versetzt werden können, welcher von der Steuereinheit gesteuert wird, wie später beschrieben. Werden die Rollen 42 und 42′ in Umdrehung versetzt, so wird das zwischen den Rollen 42 und 42′ gehaltene Original 38 in Neben-Abtastrichtung, welche senkrecht zur Haupt-Abtastrichtung ist, verschoben, was einer Verschiebung in Richtung auf die Rückseite des Hauptkörpers 22 in Fig. 1 hin entspricht. Ferner ist direkt unterhalb der Fluoreszenz-Lampe 26 ein plattenartiges Lichtführungselement 44 angeordnet, welches rechtwinklig ist und aus einem transparenten Material besteht, parallel zu der Fluoreszenz-Lampe 26 gehaltert ist und sich zwischen den Seiten-Wandabschnitten 24 a und 24 b erstreckt. Mit seiner einen Endfläche in Längsrichtung ist dieses plattenartige Lichtführungselement 44 der Fluoreszenz-Lampe 26 in sehr nahem Abstand zugewandt, während es mit seinem gegenüberliegenden Ende zwischen den Wagen 30 und dem Original 38 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung fällt Licht von der Fluoreszenz-Lampe 26 in das Innere des Lichtführungselementes 44 durch die der Fluoreszenz-Lampe 26 zugewandten Seite ein, um anschließend den aufzunehmenden Bildbereich des Originals 38, welcher sich unterhalb des Wagens 30 befindet, von dem anderen Ende durch das Lichtführungselement 44 zu beleuchten.
In Fig. 2 ist eine Steuereinheit 47 dargestellt, welche aus einem Mikrocomputer 43, Ein/Ausgabe-Toren 45 und Treibern 46 besteht. Mittels dieser Steuereinheit 47 werden das Arbeiten des Motors 36, welcher den Wagen 30 bewegt, des Motors 40, welcher das Original verschiebt, und der Fluoreszenz-Lampe 26 gesteuert.
Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des Wagens 30, in seine Einzelteile zerlegt. Er besteht aus einer stabförmigen Linsenanordnung 48, deren Ausdehnung in Nebenabtastrichtung lang ist, die eine Abtastweite W r besitzt und die mit ihrem einen Ende bis sehr nahe an das Original 38 heranreicht, ferner einer CCD-Sensoranordnung 50, welche mit dem anderen Ende der stabförmigen Linsenanordnung 48 in Berührungskontakt ist und die aus einer Anordnung einer Vielzahl von längs in Serie zur Neben-Abtastrichtung angeordneten Sensoren besteht, mit einer Aufnahmeweite W r , welche derjenigen der stabförmigen Linsenanordnung 48 gleich ist, zur Aufnahme von Bildinformationen vom Original 38 durch die stabförmige Linsenanordnung 48, weiter einem Verbindungsstück 52, welches sich an die CCD- Sensoranordnung 50 anschließt, und schließlich einem Wagengehäuse 54, welches alle diese Teile beherbergt. Die von der CCD-Sensoranordnung 50 über die stabförmige Linsenanordnung 48 aufgenommene Bildinformation des Originals 38 wird von dem Verbindungsstück 52 zu einem Schaltkreis zur synthetischen Erzeugung einer Bildaufnahme geleitet, welcher später näher beschrieben wird. Da die CCD-Sensoranordnung 50 und die stabförmige Linsenanordnung 48, wie in dieser Figur dargestellt, eine Aufnahmeweite W r besitzen, welche in Neben-Abtastrichtung groß ist, wenn sie, wie bereits früher erwähnt, mittels des Riemens 32 bewegt werden, um Bilder vom Original 38 in Haupt-Abtastrichtung aufzunehmen, ist es möglich, sofort eine Bildaufnahme in einem Bereich, welcher der Aufnahmeweite W r entspricht, in einem einzigen Arbeitsgang aufzunehmen. Bei dem gemäß obiger Darstellung ausgebildeten Bildaufnehmer wird der Wagen 30 in Haupt-Abtastrichtung bewegt, um Bild-Informationen des Originals 38 aufzunehmen, wobei die Riemenscheiben 34 a und 34 b und der Riemen 32, gesteuert von der Steuereinheit 47, von dem Motor 36 in Umdrehungen versetzt werden. Dabei wird Licht von der Fluoreszenz-Lampe 26 über das Lichtleit-Element 44 geleitet, um den aufzunehmenden Bildbereich des Originals 38 zu beleuchten, welcher der Unterseite des Wagens 30 gegenüberliegt. Hierdurch wird das von dem Bild des Originals 38, welches mittels des Lichtführungelementes 44 beleuchtet ist, reflektierte Licht von der CCD-Sensoranordnung 50 über die stabförmige Linsenanordnung 48 detektiert, und das Bild des Bereichs, welcher der Aufnahmeweite W r entspricht, wird sofort aufgenommen.
Sobald der Wagen 30 den Aufnahme- und Abtastvorgang von einem zum anderen Ende in Haupt-Abtastrichtung durch Umdrehungen des Motors 36 beendet hat, wird der Wagen 30 durch Rückwärtsbewegen des Motors 36 in seine Ausgangslage zurückgebracht. Zur selben Zeit wird das Original über einen festen Abschnitt in Neben-Abtastrichtung infolge der Drehbewegung der Rollen 42 und 42′ zur Verschiebung des Originals ausgesandt. Sobald die Verschiebung in Neben- Abtastrichtung abgeschlossen ist, wird der Aufnahmevorgang mittels des Wagens 30 in Haupt-Abtastrichtung erneut begonnen, wobei der gleiche Vorgang hintereinander wiederholt wird.
Die Bild-Informationen, welche von der CCD-Sensoranordnung 50 während des wiederholten Aufnahmevorgangs aufgenommen werden, werden der Einheit zur synthetischen Erzeugung einer Bildaufnahme zugeführt, was später noch beschrieben wird.
Nachdem Bildaufnahmen des Bereichs, welcher der Aufnahmeweite W r entspricht, in einem einzigen Abtastvorgang von der CCD-Sensoranordnung des Wagens 30 in Haupt-Abtastrichtung aufgenommen wurden, und das Original 38 mittels der Rollen 42 und 42′ zur Verschiebung des Originals in Neben-Abtastrichtung verschoben wurde, dann werden in diesem Fall, wenn der zurückgelegte Vorschubweg genau der Länge der Aufweite W r entspricht, alle Bildaufnahmen ausnahmslos und komplett aufgenommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird die Vorschubstrecke des Originals 38 mittels des Motors 40 und der Rollen 42 und 42′ so gesteuert, daß sie geringer ist als die Aufnahmeweite W r . Durch diese konstruktive Ausgestaltung wird erreicht, daß ein und derselbe Bildbereich 52 ein erstes Mal während des ersten Aufnahmevorgangs in Haupt-Abtastrichtung aufgenommen wird und ein zweites Mal während des darauffolgenden Aufnahmevorgangs in Haupt-Abtastrichtung, wie in Fig. 4 dargestellt. Insbesondere wird nach Ausführung des ersten Aufnahmevorgangs mit der Aufnahmeweite W r , wie in Fig. 4a gezeigt, ein zweiter Aufnahmevorgang so ausgeführt, daß sich ein überlappender Bildbereich im aufzunehmenden Bild 42, wie in Fig. 4b dargestellt, ergibt. Bei einer derartigen Anordnung ergeben sich bei allen Aufnahmevorgängen überlappende Bereiche. Indem Bilder synthetisch erzeugt werden durch Anwendung spezieller Verarbeitungsschritte im Bereich der überlappenden Abschnitte 52, was später beschrieben wird, hat die vorliegende Erfindung deshalb zum Ziel, Verzerrungen der aufgenommenen Bilder zu vermeiden, welche üblicherweise an den Grenzen eines jeden Aufnahmevorgangs durch Abtasten erzeugt werden.
Fig. 5 zeigt einen Schaltkreis zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen, welcher Bilder im Bereich der überlappenden Abschnitte, welche die Grenzen der Bildabtastungen darstellen, synthetisch erzeugen. In Fig. 6 ist ein Diagramm dargestellt, welches die Arbeitsweise dieses Schaltkreises erläutert.
Wie in Fig. 5 gezeigt, werden die vorangegangenen Bildaufnahme-Informationen, welche während eines ersten Aufnahmevorgangs aufgenommen worden sind, über ein Tor 55 in einem Zeilen-Puffer 60 gespeichert, welcher beispielsweise aus einem Flip-Flop oder einem Speicherschaltkreis besteht. In gleicher Weise werden die darauffolgenden Bildaufnahme-Informationen, welche im Zuge eines zweiten Aufnahmevorgangs aufgenommen werden, über ein Tor 58 in einen Zeilen-Puffer 60 eingespeichert. Die Bild-Informationen, welche im Zeilenpuffer 56 oder Zeilenpuffer 60 eingespeichert sind, sind diejenigen, welche von den CCD-Sensoren 50 mit einer Aufnahmeweite W r in einem Bewegungsvorgang des Wagens 30 in Haupt- Abtastrichtung aufgenommen worden sind. Jeder der Zeilen-Puffer 56 und 60 speichert die Bild-Informationen in Richtung der Aufnahmeweite der Sensoranordnung 50 (insbesondere in Neben-Abtastrichtung). Deshalb sind die Bild-Informationen S 56 und S 60 (s. Fig. 6), welche Ausgangsignale der Zeilen-Puffer 56 und 60 sind, Ausgangssignale in paralleler Richtung der Aufnahmeweite. Bei den Bild-Informationen S 56 und S 60, wie sie in Fig. 6 dargestellt sind, entspricht die Abszisse der Richtung der Aufnahmeweite, während die Ordinaten die Intensität der Bild-Informationen, welche Ausgangssignale der Pufferspeicher 56 und 60 sind, angeben. Wie bei den vorausgegangenen Bild-Informationen S 56, welche in dem Zeilen-Puffer 56 gespeichert sind, ergeben sich schraffierte Bereiche am rechten Abschnitt des Zeilen- Puffers 56 in Fig. 5 und den Bild-Informationen S 56 in Fig. 6. Für die darauffolgenden Bild-Informationen S 60, welche in dem Zeilen-Puffer 60 abgespeichert sind, ergeben sich schraffierte Bereiche im linken Endabschnitt des Zeilen-Puffers 60 in Fig. 5 und der Bild-Informationen S 60 in Fig. 6. Diese schraffierten Bereiche geben, wie oben erwähnt, den überlappenden Bildbereich 52 in Richtung der Aufnahmeweite zwischen dem ersten Aufnahmevorgang und dem zweiten Aufnahmevorgang an.
Wie in Fig. 5 dargestellt, werden die Bild-Informationen des ersten vorbestimmten Abschnittes (schraffierter Bereich) im Zeilen-Puffer 56 einem ersten Koeffizienten- Schaltkreis 62 zugeführt, während die übrigen Bild-Informationen im Zeilen-Puffer 56 direkt zum Ausgangs-Zeilen-Puffer 64 geführt werden, ohne vorher den Koeffizienten-Schaltkreis 62 zu passieren. In gleicher Weise werden die Bild-Informationen des vorbestimmten Überlappungs-Bereiches (schraffierter Bereich) des Zeilen-Puffers 60 zu einem zweiten Koeffizienten- Schaltkreis 66 geleitet, während die übrigen Bild- Informationen direkt zu dem Ausgangs-Zeilen-Puffer 64 geleitet werden, ohne den Koeffizienten-Schaltkreis 66 zu passieren. Die Ausgangssignale der Koeffizienten- Schaltkreise 62 und 66 werden in einem Addierer 70 addiert und anschließend dem Ausgangs-Zeilen-Puffer 64 zugeführt. Jeder der Koeffizienten-Schaltkreise 62 und 66 gewichtet die Bild-Informationen der Überlappungs-Bereiche, welche von den Zeilen-Puffern 56 bzw. 60 zugeführt werden, mit vorbestimmten Koeffizienten K 62 und K 66. Durch Addieren und Mittelwertbildung der gewichteten, durch Multiplikation mit dem Koeffizienten K 62 und K 66 erhaltenen Größen im Addierer 70 versucht die vorliegende Erfindung, ein unnatürliches Aussehen der Grenzbereiche in den Bild-Informationen zu eliminieren, indem Bild- Informationen erhalten werden, welche mit dem Originalbild koinzident sind.
Zu diesem Zweck erzeugt der erste Koeffizienten- Schaltkreis 62 einen Koeffizienten K 62, wie in Fig. 6 gezeigt, welcher nach rechts hin in Richtung der Aufnahmeweite der Figur allmählich abnimmt. Ferner erzeugt der zweite Koeffizienten-Schaltkreis 66, wie in Fig. 6 dargestellt, einen Koeffizienten K 66, welcher nach links in Aufnahmerichtung der Figur allmählich abnimmt, gerade in entgegengesetzter Weise wie im vorangegangenen Fall des Koeffizienten K 62. Die Bild-Informationen für die überlappenden Bereiche der Zeilen-Puffer 56 und 60, welche in den Koeffizienten-Schaltkreisen 62 und 66 verarbeitet wurden, erfahren als nächstes die Verarbeitung gemäß den Koeffizienten K 62 und K 66, und stellen die Bild- Informationen S 62 und S 66 dar, wie in Fig. 6 durch Schraffierung angedeutet. Die Bild-Informationen S 62 und S 66 am Ausgang der Koeffizienten-Schaltkreise 62 und 66, welche in dieser Art und Weise mit Koeffizienten verknüpft wurden, werden im Addierer 70 addiert. Sie werden synthetisiert, so daß sie mit den Bildern im Original koinzident sind, wie durch die Bild-Informationen S 64 der Fig. 6 angedeutet, ohne daß irgendein unnatürliches Aussehen an den Grenzen zwischen den einzelnen Bild-Informationen auftritt. Die auf diese Weise synthetisierten Bild-Informationen werden vom Ausgang des Addierers 70 zum Ausgangs-Zeilen-Puffer geleitet und zwischen die Bild-Informationen für die nicht überlappenden Bereiche, welche direkt von den Zeilen-Puffern 56 und 60 zugeführt werden, eingesetzt.
Fig. 7 zeigt eine erste modifizierte Ausführung des Schaltkreises zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen des erfindungsgemäßen Bildaufnehmers. Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 werden Koeffizienten-Schaltkreise und ein Addierer dazu benutzt, die Aufnahmebilder in den Überlappungs-Bereichen durch Gewichten und Mittelwertbilden synthetisch zu erzeugen. Im Gegensatz hierzu werden bei diesem Ausführungsbeispiel die vorangehenden Bild-Informationen vom Zeilen-Puffer 56 und die folgenden Bild-Informationen vom Zeilen-Puffer 60 alternierend mit relativ kleiner Weite gegenseitig zwischengesetzt, um so ein synthetisches Bild mittels Einsatzes eines Datenselektors 74 und eines Zeilen-Zählers 76 zu erzeugen.
So werden, wie in Fig. 8a dargestellt, die überlappenden Bereiche 52 zwischen den vorangehenden Bild-Informationen, welche während eines ersten Aufnahmevorgangs erhalten werden, und den nachfolgenden Bild-Informationen, welche während eines zweiten Aufnahmevorgangs aufgenommen werden, in eine Vielzahl schmaler Streifen in Aufnahmeweite- Richtung (dies entspricht der Neben-Abtastrichtung), wie in Fig. 8b gezeigt, getrennt. Durch Steuerung des Datenselektors 74 mittels des Zeilen-Zählers 76 werden die vorangehenden Bild-Informationen des Zeilen-Puffers 56 und die nachfolgenden Bild-Informationen des Linien-Puffers 60 für jeden Streifen abwechselnd herausgenommen, um dem Zeilen-Puffer 72 zugeführt zu werden. Auf diese Weise wird ein Bild für die überlappenden Abschnitte synthetisch erzeugt, indem schmale Streifen des vorangehenden Bildes und des nachfolgenden Bildes alternierend eingesetzt werden.
Durch ein solches Synthetisieren von schmalen Streifen beiderlei Arten von Bildern mittels alternierendem Zwischensetzen, wie eben beschrieben, können synthetisierte Bilder erzeugt werden, welche frei von jedem unnatürlichen und verwirrenden Aussehen sind. Dabei wird die Eigenart des menschlichen Auges ausgenutzt, daß, wenn beide Arten von Bildstreifen mit einer Weite von weniger als 6 Zeilen/mm alternierend angesetzt werden, das resultierende Bild als Verschmelzung der beiden Bildbestandteile angesehen wird.
In den Fig. 9 und 13 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bildaufnehmers dargestellt. Aus Fig. 9 geht hervor, daß an der Oberseite des Wagens 80 zwei Aufnahmeeinheiten angeordnet sind, nämlich eine erste Aufnahmeeinheit 88, bestehend aus einem Objektiv 82, einer CCD-Sensoranordnung 84 und einer Lichtquelle 86 zur Beleuchtung, sowie eine zweite Aufnahmeeinheit 96, bestehend aus einem Objektiv 90, einer CCD-Sensoranordnung 92 und einer Lichtquelle 94 zur Beleuchtung. Mit diesem Aufbau kann der vom Wagen 80 in Hauptabtastrichtung entlang den Führungsschienen 98 zurückzulegende Weg auf die Hälfte reduziert werden als bei der zuvor besprochenen Ausführung gemäß Fig. 10, was eine Verbesserung bezüglich der Abtast-Geschwindigkeit in Haupt-Abtastrichtung bedeutet. Ferner sind an beiden Seiten des Originals in Haupt-Abtastrichtung Referenz-Platten 99 und 100 vorgesehen, welche aus weißer Keramik bestehen und zur Korrektur von Schatten dienen. Wenn der Wagen 80 in seine äußerste linke Stellung verfahren wird, nimmt die erste Aufnahmeeinheit 88 die weiße Referenzplatte 99 an der linken Seite auf, und wenn der Wagen 80 nach rechts bewegt wird, nimmt die zweite Aufnahmeeinheit 96 die weiße Referenzplatte 100 auf. Mittels dieser Anordnung ist es möglich, die aufgenommenen Bild-Informationen im Hinblick auf unterschiedliche Licht-Intensitäten der Beleuchtungs- Lichtquellen zu korrigieren.
Diese Konstruktion ist so ausgeführt, daß die Lichtquellen zur Beleuchtung das Original 38 schräg von seitwärts in bezug auf das Objektiv und die CCD-Sensoranordnung beleuchten, um Bilder aufzunehmen. Auch kann die Aufnahme schnell ausgeführt werden infolge des verringerten, vom Wagen in Haupt-Abtastrichtung zurückzulegenden Weges auf die Hälfte wie im Falle nur einer einzelnen Aufnahmeeinheit. Im Gegensatz zu dem Fall der Verwendung nur einer einzelnen Aufnahme-Einrichtung, bei welcher die Vorrichtung groß ist im Vergleich zu dem Bereich, welcher von der Lichtquelle in lateraler Richtung ausgeleuchtet wird, wenn sich der Wagen in Haupt-Abtastrichtung bewegt, kann im vorliegenden Fall mit zwei Aufnahme-Einrichtungen zudem eine Miniaturisierung erzielt werden.
Obwohl die Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels in Verbindung mit dem Fall der Verwendung von zwei Aufnahmeeinheiten ausgeführt wurde, stellt dies selbstverständlich keine Beschränkung auf diesen Fall allein dar; eine schnelle Aufnahme kann in noch höherem Maße erzielt werden durch das Vorsehen einer Vielzahl von Aufnahme-Einheiten.
Die vorliegende Ausführung stellt gleichzeitig die Realisierung einer Farb-Facsimile-Vorrichtung dar, welche ein serielles Aufnahmeverfahren ausführen kann, bei dem die CCD-Sensoranordnung eine lineare Anordnung ist, bei der jedes einzelne Bild-Element aus drei Punkten in den Farben rot, grün und blau zusammengesetzt ist, indem jeder Bildpunkt mit drei Farbfiltern in den Farben rot, grün und blau überdeckt wird. Allerdings ist die CCD- Sensoranordnung nicht notwendigerweise auf diese Konstruktion allein beschränkt.
In Fig. 11 ist der Schaltkreis zur synthetischen Erzeugung einer Bildaufnahme gemäß einer zweiten Ausführung dargestellt. Dieser Bildbearbeitungs-Schaltkreis umfaßt zwei Bildaufnahme-Einheiten 88 und 96 in Haupt- Abtastrichtung, wie in Fig. 9 dargestellt, und ist so ausgebildet, daß er die Bilder in Haupt-Abtastrichtung aufnimmt, indem die Bildaufnahme-Einheiten 88 und 96 überlappend angeordnet sind, wie in Fig. 12b angedeutet. Die Bildaufnahme-Informationen für die überlappenden Bereiche werden synthetisch erzeugt durch Gewichten und Mittelwertbilden, wie in Fig. 5 gezeigt, um die verwirrende Unnatürlichkeit zu verhindern, welche in den Grenzbereichen aufgenommener Bilder als Folge von Abweichungen, wie beispielsweise in den Charakteristiken der Bildaufnahme-Einheiten der rechten und der linken Seite, auftreten.
Im einzelnen werden die Bild-Informationen, welche von der Bildaufnahme-Einheit 88 auf der linken Seite aufgenommen werden, in einen Zeilen-Speicher 104 über ein Tor 102 eingespeichert und die Bild-Informationen, welche von der Bildaufnahme-Einheit 96 auf der rechten Seite aufgenommen werden, werden in einem Zeilen-Speicher 108 über ein Tor 106 gespeichert. Bei den Bild-Informationen S 104 und S 108, welche in den entsprechenden Zeilen-Puffern 104 und 108 gespeichert sind, entsprechen die schraffierten Bereiche denjenigen Bild-Informationen, welche von den überlappenden Abschnitten aufgenommen wurden. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 13 die Abszisse der Darstellungen der einzelnen Bild-Informationen der Haupt-Abtastrichtung entsprechen. Die Bild-Informationen S 104 und S 108 für die überlappenden Bereiche werden einem ersten und einem zweiten Koeffizienten-Schaltkreis 110 bzw. 112 zugeführt, welche entsprechende Koeffizienten K 110 und K 112 enthalten, genau wie die Koeffizienten- Schaltkreise 62 und 66 gemäß Fig. 5. Die entsprechenden Informationen werden mit den Koeffizienten K 110 bzw. K 112 in den Koeffizienten-Schaltkreisen 110 und 112 gewichtet, in einem Addierer 114 als gewichtete Bild-Informationen S 110 und S 112 addiert, und anschließend einem Ausgangs- Zeilen-Puffer 116 als synthetisierte Bild-Informationen S 116 zugeführt. Ein auf diese Weise erhaltenes, synthetisiertes Aufnahmebild ist frei von Unnatürlichkeiten in den Grenzbereichen zwischen den Bildern, so daß Verzerrungen an den Bildgrenzen vermieden werden können.
In den Fig. 14 und 15 ist eine zweite, geänderte Ausführung des synthetischen Bilderzeugers dargestellt. Im Gegensatz zur synthetischen Bilderzeugung im zweiten Ausführungsbeispiel mittels Gewichten und Mittelwertbildung durch Verwendung von Koeffizienten- Schaltkreisen und eines Addierers, erzeugt dieser synthetische Bilderzeuger synthetische Bilder durch alternierendes Einsetzen von beiden Bild-Informationen der überlappenden Bereiche unter Verwendung eines Datenselektors 118 und eines Zeilenzählers 120, entsprechend dem ersten geänderten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.
Der überlappende Bereich zwischen den linksseitigen Bild-Informationen, welche von der linken Bildaufnahme- Einheit aufgenommen werden, und den rechtsseitigen Bild-Informationen, welche von der rechten Bildaufnahme- Einheit aufgenommen werden, wie in Fig. 15a gezeigt, wird in eine Vielzahl von Bereichen in Form von schmalen Streifen in Neben-Abtastrichtung unterteilt, wie in Fig. 15 angedeutet. Indem der Datenselektor 118 mittels des Zeilen-Zählers 120 gesteuert wird, werden reihenweise linksseitige Bild-Informationen vom Zeilen-Puffer 104 und rechtsseitige Bild-Informationen vom Zeilen-Puffer 108 für jeden einzelnen Bereich genommen und auf den Ausgangs- Zeilen-Puffer 116 gegeben. Auf diese Weise wird ein synthetisiertes Bild für die überlappenden Bereiche gebildet, indem abwechselnd schmale Streifen beiderlei Arten von Bildaufnahmen wie die Zähne eines Kammes zusammengesetzt werden. Durch das alternierende Zusammensetzen von Bildern, wie eben beschrieben, können synthetische Bilder erzeugt werden, welche frei von Unnatürlichkeiten sind und unverzerrte Grenzen aufweisen. Dies ist das Ergebnis der Anwendung derselben Eigenschaft, wie im Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben.
In jeder der vorstehenden Ausführungen war angenommen, daß die Lage der Grenzen für jedes einzelne Bild fest ist. Es ist jedoch nicht notwendig, daß sie fest ist, so daß sie auch angemessen variiert werden kann, beispielsweise durch Benutzung einer zufälligen Anzahl. Bei solchen Variationen kann die Grenze noch unmerklicher gemacht werden.
Die Fig. 16 bis 22 zeigen eine dritte Ausführung des Bildaufnehmers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie aus Fig. 17 zu erkennen ist, kommen bei dieser dritten Ausführung zwei CCD-Zeilen-Bildsensoren 122 und 124 mit 3648 Bildelementen zum Einsatz, welche in Haupt- Abtastrichtung abwechselnd so angeordnet sind, daß sie einen Überlappungsbereich von 64 Bildelementen aufweisen. Für die Aufnahme von Bildern von einem Original, beispielsweise der Größe A4 (210 mm Breite), mittels eines solchen Zeilen-Bildsensors wurde festgestellt, daß es möglich ist, eine Aufnahme-Auflösung von 34 Punkten/mm im einfarbigen Fall und von 11 Punkten/mm für Farbaufnahmen von Drei-Farben-Bildern zu realisieren. Wegen des Abstandes D R (n-mal pro Aufnahmeschritt) in Neben- Abtastrichtung zwischen den Zeilen-Sensoren 122 und 124, wie in Fig. 17 gezeigt, ist es notwendig, einen Zeilenspeicher zur Korrektur der Zeitverzögerung, welche diesem Zwischenraum D R entspricht, zu haben. Allerdings besteht die Möglichkeit, die Bildlänge durch Verwendung einer konvergenten Stablinsen-Anordnung wie ein Bild- Objektiv 126 zu reduzieren, so daß es im Hinblick auf die Miniaturisierung der Vorrichtung vorteilhaft ist.
Mit einer solchen strukturellen Anordnung wird ein Bild vom Original 38 mit einem Überlappungsbereich abgebildet, welcher der Überlappung der Länge D H (einen Betrag von 64 Bildelementen) zwischen den Zwei-Zeilen-Bildsensoren 122 und 124 entspricht. Der Bereich 38 a des Bildes vom Original 38 wird überlappender Bildbereich genannt.
Im folgenden wird anhand von Fig. 16 der Schaltkreis zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen in seiner dritten Ausführung beschrieben.
Der Schaltkreis zur synthetische Erzeugung von Bildaufnahmen enthält einen Puls-Generator 144, welcher an seinem Ausgang Treiber-Pulssignale erzeugt, welche an einen CCD-Treiber 142 angelegt werden, um die CCD- Zeilen-Bildsensoren 122 und 124 anzusteuern; Prozeßverstärker 146 a und 146 b zur Verarbeitung der aus den Bildsensoren 122 und 124 genommenen elektrischen Signale; einen Datenselektor 148 zur Auswahl von Signalen von den Bildsensoren 122 und 124; einen A/D-Wandler 150 zur analog/digital-Wandlung der Signale vom Datenselektor 148; Textspeicher 152, 154, 156 und 158 zur Abspeicherung der digitalen Bildaufnahme-Signale vom A/D-Wandler 150; eine Schreib-/Lese-Steuereinheit 160 zur Steuerung des Einschreibens und Auslesens der Speicher-Koeffizienten ROM's 162 a und 162 b zur Erzeugung von Koeffizienten; Multiplizierer 164 a und 164 b zur Multiplikation der Bildaufnahme-Signale von den Speichern 152, 154, 156 und 158 mit den Koeffizienten von dem Koeffizienten-ROM 162; und einen Addierer 166 zur Addition der Bildaufnahme- Signale von den Multiplizierern 164 a und 164 b. Ferner enthält die Schreib-/Lese-Steuereinheit 160 eine Speicher-Steuereinheit 168, einen Schreib-Addressier- Zähler 170, einen Lese-Addressier-Zähler 172 und eine Adreß-Steuereinheit 174.
Bei einem Schaltkreis zur synthetischen Erzeugung von Bildaufnahmen mit obigem Aufbau werden die Puls- Bildsensoren 122 und 124 über die CCD-Treiber 142 vom Impuls vom Puls-Generator 144 angesteuert und erzeugen an ihrem Ausgang elektrische Signale, welche dem aufzunehmenden Bild des Originals 38 entsprechen. Die Ausgangssignale von den Zeilen-Bildsensoren 122 und 124 werden über die Verstärker 146 a und 146 b in den Datenselektor 148 gegeben und selektiv dem A/D-Wandler 150 unter Steuerung seitens der Speicher-Steuereinheit 168 zugeführt. Der Datenselektor 148 wird für die Ausgangssignale von den Zeilen-Bildsensoren 122 und 124 gemeinsam benützt, so daß es nicht notwendig ist, dieselbe Anzahl von A/D-Wandlern vorzusehen wie Zeilen-Bildsensoren vorhanden sind. Es dürfte angemessen sein, einen A/D- Wandler 150 mit beispielsweise 8 Bit oder entsprechendem zu verwenden.
Die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers 150 werden zu einem Datenbus mit 8 Bit ausgesandt und die Daten, welche den Ausgangssignalen der Zeilen-Bildsensoren 122 entsprechen, werden in den Speicher 152 oder den Speicher 154 eingeschrieben, während die Daten, welche den Ausgangssignalen der Zeilen-Bildsensoren 124 entsprechen, in den Speicher 156 oder den Speicher 158 eingeschrieben werden. Das Paar von Speichern 152 und 156 und das Paar von Speichern 154 und 158 stellen entsprechend Ein- Zeilen-Speicher dar, und diese Ein-Zeilen-Speicher führen abwechselnd die Operationen des Einschreibens oder Auslesens aus.
Konkreter ausgedrückt, basierend auf den Bildelement- Impulsen PCLK vom Puls-Generator 144, werden Einschreib- Adresse und Lese-Adresse von dem Einschreib-Adreßzähler 170 und dem Lese-Adreß-Zähler 172 in entsprechender Weise erzeugt. Diese Adressen werden abwechselnd zu den Adressen 180 und 182 über die Adreß-Steuereinheit 174 geleitet. In diesem Beispiel besteht jeder der Speicher 152 bis 158 aus einem RAM, beispielsweise mit 4 k Byte Kapazität.
In Fig. 18 ist ein Zustand dargestellt, bei welchem eine Anzahl von Daten für eine Zeile in den Ein-Zeilen- Speicher, welcher aus den Speichern 152 und 156 besteht, eingeschrieben ist. So sind im Speicher 152 die Daten A 1, A 2, ..., A 3648 eingeschrieben, welche den Ausgangssignalen des Zeilen-Bildsensors 122 entsprechen, und im Speicher 145 sind die Daten B 1, B 2 ..., B 3648 eingeschrieben, welche den Ausgangssignalen des Zeilen-Bildsensors 124 entsprechen. Daten, welche später übermittelt werden, werden in die Speicher 154 und 158 eingeschrieben, und zur selben Zeit werden die Ein-Zeilen-Daten, welche in die Speicher 152 und 156, wie oben erwähnt, eingeschrieben wurden, ausgelesen. Mit einer solchen Speicherstruktur und ihren Einschreib- und Lese-Operationen wird es möglich, eine kontinuierliche, schnelle Bearbeitung der Daten auszuführen, entsprechend der kontinuierlichen Bewegung der Zeilen-Bildsensoren 122 und 124. Als Folge davon wird die Signalverarbeitung zur Erzeugung von Bildaufnahme- Signalen, welche den überlappenden Bildbereichen 38 a der aufzunehmenden Bilder vom Original 38 entsprechen, einfacher, wie später beschrieben werden wird.
Um die den überlappenden Bildbereichen 38 a der aufzunehmenden Bilder vom Original 38 entsprechenden Bildsignale gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzeugen, werden die Bildsignal-Daten A, welche vom Datenbus 184 aus den Speichern 152 und 154 ausgelesen werden, und die Bildsignal-Daten B, welche vom Datenbus 186 aus den Speichern 156 und 158 ausgelesen werden, auf die Multiplizierer 164 a und 164 b in entsprechender Weise gegeben. Diese Bilddaten werden multiplikativ mit den Koeffizienten α und β, welche von den durch die Leseadresse von dem Lese-Adreß-Zähler 172 gesteuerten Koeffizienten ROM's 162 a und 162 b erzeugt werden, verknüpft. Die Ausgangssignale der Multiplizierer 164 a und 164 b werden in dem Addierer 166 addiert, um die Ausgangssignale für die Bildaufnahme zu erzeugen.
Die Fig. 19a bis 19g zeigen Zeitdiagramme, welche die Signal-Verarbeitung zur Erzeugung von Bildaufnahme- Signalen, entsprechend dem überlappenden Bildbereich, darstellen. Fig. 19a zeigt den Impuls Hsync für die Haupt-Abtastung, welcher die gleiche Zeitdauer besitzt wie die Zeitdauer für die Haupt-Abtastung, welche vom Puls-Generator 144 auf die Speicher-Steuereinheit 168 gegeben wird. Fig. 19b stellt den Taktimpuls PCKL für das Bildelement dar; Fig. 19c verdeutlicht die Bildaufnahme- Daten A, welche zum Datenbus 184 gesandt werden; Fig. 19d zeigt die Koeffizienten-Daten α, welche identisch sind mit dem Ausgang des Koeffizienten-ROM 162 a; Fig. 19e stellt die Bildaufnahme-Daten B dar, welche in den Datenbus 186 gesandt werden; Fig. 19f zeigt die Koeffizienten-Daten β, welche identisch sind mit dem Ausgangs des Koeffizienten-ROM 162 b; und Fig. 19g zeigt das Bildaufnahme-Signal am Ausgang des Addierers 166. Der Zeitablauf eines jeden der in den Fig. 19c bis 19g gezeigten Daten ist das Bildaufnahme-Signal am Ausgang des Addierers 166. Der Zeitablauf für jedes der in den Fig. 19c bis 19g gezeigten Daten wird gesteuert von den Adressen, welche basierend auf den Bildelement-Impulsen PCLK gemäß Fig. 19b erzeugt werden. Diese Adressen sind die Bildelement-Adressen, welche den mechanischen Positionen in Haupt-Abtastrichtung entsprechen.
Zur Signal-Verarbeitung zur Erzeugung von Bildaufnahme- Signalen, welche dem überlappenden Bildbereich entsprechen, werden die letzten 64 Bildelemente des Aufnahmebildes A und die ersten 64 Bildelemente der Bildaufnahme-Daten B gleichzeitig aufgenommen. Sie werden in den Multiplizierern 164 a und 164 b mit den Koeffizienten α und β, welche zur gleichen Zeit von dem Koeffizienten-ROM's 162 a und 162 b ausgelesen werden, in entsprechender Weise multipliziert. Anschließend werden die Ergebnisse der Multiplikationen addiert (gemischt) im Addierer 66, um als Bildaufnahme-Signal ausgelesen zu werden. Hier werden die Werte der Koeffizienten-Daten a und β, das ist das Mischungsverhältnis der Bildaufnahme- Daten A und der Bildaufnahme-Daten B, zu α = 1 und β = 0 für die Zeitdauer, in welcher nur die Bildaufnahme-Daten A in der ersten Hälfte der einen Zeile effektiv sind, bestimmt; und sie werden bestimmt zu α = 0 und β = 1 für die Zeitdauer, in welcher nur die Bildaufnahmedaten B in der letzteren Hälfte der einen Zeile effektiv sind. Im zwischenzeitlichen Abschnitt der einen Zeile, insbesondere, während der Zeitdauer, welche dem überlappenden Bildbereich entspricht, werden zusätzlich und in Haupt-Abtastrichtung variiert, um so α + β = 1 zu erhalten.
Wenn sich der Inhalt der Bildaufnahme-Signale verschiebt von dem der Bildaufnahme-Daten A zu dem der Bildaufnahme- Daten B, ist es allgemein üblich, von einem Zustand, bei welchem das Verhältnis der Bildaufnahme-Daten A (insbesondere α/(α + β)) ist, auf einen Zustand überzugehen, bei welchem das Verhältnis der Bildaufnahme- Daten B (β/(α + β)) allmählich erhöht wird. Es kann allerdings auch eine Abänderung der Muster für diese Verschiebung in Betracht kommen; hierzu ist es lediglich notwendig, ein Muster herauszunehmen, welches im Hinblick auf die Charakteristiken der Zeilenbild-Sensoren angemessen ist, ebenso den Charakteristiken des menschlichen Auges usw.
Die Fig. 20a und 20d veranschaulichen konkrete Beispiele für Muster des Übergangs von den Bildaufnahme-Daten A zu den Bildaufnahme-Daten B. Fig. 20a betrifft den Fall, bei welchem das Mischungsverhältnis der Bildaufnahme-Daten A zu B für die überlappenden Bildbereiche linear in Haupt- Abtastrichtung verändert ist; Fig. 20b betrifft den Fall, bei welchem im Anschluß an eine anfängliche, allmähliche Veränderung des Mischungsverhältnisses dieses auf einen konstanten Wert (α = β) für eine festgelegte Zeitdauer gehalten wird und dann wiederum allmählich verändert wird; Fig. 20c zeigt den Fall, bei welchem nach anfänglichem, linearen Verändern des Mischungsverhältnisses dieses auf einen konstanten Wert (α = β) über eine feste Zeitdauer hinweg gehalten wird und dann anschließend wieder linear variiert wird; und Fig. 20d entspricht dem Fall, bei welchem das Mischungsverhältnis für den überlappenden Bildbereich auf einen festen Wert (α = β) festgelegt wird, das entspricht dem Fall der Durchschnittsbildung der Bildaufnahme-Daten A und B. Jeder dieser Muster kann einfach erhalten werden durch Änderung der Inhalte der Koeffizienten ROM's 162 a und 162 b.
Die Fig. 21 bis 23 zeigen andere, geänderte Ausführungen der Signal-Verarbeitungseinrichtungen zur Erzeugung von Bildaufnahme-Signale entsprechend dem überlappenden Bildbereich. Fig. 21 zeigt eine realistischere Struktur für den Fall, bei dem der Übergang von den Bildaufnahme- Daten A zu den Bildaufnahme-Daten B entsprechend den Mustern von Fig. 20d erfolgt. Hier, nachdem die Bildaufnahme-Daten A und B in einem Addierer 190 addiert und das Ergebnis in einem Koeffizienten-Multiplizierer 192 halbiert wurde, und das dabei Herausgekommene einem Daten-Selektor 194 zusammen mit den Bildaufnahme-Daten A und B eingegeben wurde. Hierbei ist vorgesehen, daß die Bild-Daten A und B während der Zeitdauer, während der die Bildaufnahme-Daten A und die Bildaufnahme-Daten B in entsprechender Weise wirksam sind, selektiert werden, und die Ausgangsdaten vom Koeffizienten-Multiplizierer 192 während der Zeitdauer, welche dem überlappenden Bildbereich entspricht und welche zwischen den beiden vorerwähnten Zeitperioden liegt, selektiert werden. Der Koeffizienten-Multiplizierer 192 kann in Praxis durch eine Shift-Operation der Bits realisiert werden. Mit diesem Aufbau kann allgemein ein Schaltkreis realisiert werden, ohne einen teuren Multiplizierer mit großen Schaltkreis- Abmessungen zu verwenden, was vorteilhaft im Hinblick auf die Miniaturisierung und Kostenverringerung für die Vorrichtung ist.
In Fig. 22 ist eine abgeänderte Ausführung dargestellt, bei welcher der Gebrauch eines Multiplizierers vermieden ist. Hierbei wird der dem Multiplizierer 164 a und dem Koeffizienten ROM 162 a gemäß Fig. 16 entsprechende Bereich ersetzt durch ein ROM 196, und der dem Multiplizierer 164 b und dem Koeffizienten ROM 162 b entsprechende Bereich ersetzt durch ein ROM 198. Der Addierer 200 entspricht dabei dem Addierer 166 in Fig. 16. Die ROM's 196 und 198 sind tabularische Darstellungen der Funktionswerte von Bildaufnahme-Signalen entsprechend dem überlappenden Bildbereich gemäß den Adreß-Signalen vom Lese-Adreß- Zähler 172. Diese ROM's müssen eine bestimmte Kapazität im Verhältnis zur Anzahl der Bildelemente, welche dem überlappenden Bildbereich entsprechen, aufweisen. Angesichts des in letzter Zeit rückläufigen Trends der drastischen Reduzierung der Preise von ROM's mit großen Speicherkapazitäten wird diese abgeänderte Ausführung dann, wenn sowohl die Kosten als auch der hardwaremäßige Aufwand reduziert werden soll, einem System, welches Multiplizierer benutzt, vorzuziehen sein, vorausgesetzt, daß die Anzahl von Bildelementen, welche dem überlappenden Bereich entsprechen, innerhalb eines angemessenen Bereichs liegen.
Fig. 23 zeigt ein System, bei welchem ein Daten-Selektor 202 vorgesehen ist, welcher die Bildaufnahme-Daten A und B der Reihe nach für jedes Bildelement auswählt, gesteuert von einem Impuls PCLK für Bildelemente. Zusätzlich ist ein weiterer Daten-Selektor 204 vorgesehen, und dieser ist so angeordnet, daß der Daten-Selektor 204 die Bildaufnahme- Daten A und B während einer Zeitperiode herausnimmt, während der die Bildaufnahme-Daten A und B jeweils wirksam sind, und die Ausgangsdaten des Daten-Selektors 202 für die Dauer der überlappenden Bilderzeugung herausnimmt. Bei einer solchen Anordnung ist es möglich, soweit die Eigenschaften des menschlichen Auges berücksichtigt werden, Ergebnisse zu erzielen, welche nahezu gleich denen im Falle der Verwendung von Bildaufnahme-Daten A und B für die Zeitdauer der überlappenden Bilderzeugung sind. Es soll darauf hingewiesen werden, daß das vorliegende Beispiel darauf ausgerichtet ist, jeweils abwechselnd ein einzelnes Bildelement der Bildaufnahme-Daten A und B während dieser Periode herauszunehmen, um überlappend Bilder zu erzeugen. Gewöhnlich jedoch wird man es so einrichten, daß turnusmäßig m-Bildelemente der Bildaufnahme-Daten A und n-Bildelemente der Bildaufnahme- Daten B herausgenommen werden. Hier können m und n willkürlich gewählte ganze Zahlen sein, und selbstverständlich kann m = n gewählt werden. Mittels einer solchen Ausbildung kann die gewünschte Aufgabe gelöst werden durch bloßes Umschalten zwischen den Daten- Selektoren, so daß es möglich wird, die Ausgestaltung der Schaltung weiter zu vereinfachen.
Nun ist die vorliegende Erfindung in keiner ihrer Mittel auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt. So wurde bei der vorliegenden Erfindung beispielsweise die Art der Signalverarbeitung zur Erzeugung von Bildaufnahme- Signalen entsprechend dem überlappenden Bildbereich so eingerichtet, daß sie auf Signale angewandt werden, welche Digitalisierungen des Ausgangs-Signals von den Zeilen- Bildsensoren 122 und 124 sind, wobei ein A/D-Wandler verwendet wird. Jedoch kann die Signal-Verarbeitung auch in einem Signal-Verarbeitungssystem einer nachfolgenden Stufe stattfinden. Beispielsweise ist es bei einem Bildaufnehmer für Farbbilder zum Erhalt von farbigen Kopien oder etwas ähnlichem üblich, die Bildaufnahme- Signale, welche mittels eines A/D-Wandlers digitalisiert werden, zu verarbeiten, indem man sie durch einen Schaltkreis zur Korrektur von Schatten leitet, durch einen Schaltkreis für eine Matrix-Operation oder etwas ähnlichem. Jedoch wird die Signal-Verarbeitung zur Erzeugung von Bildaufnahme-Signalen entsprechend dem überlappenden Bildbereich in genau gleicher Weise auf Signale angewandt, welche eine Korrektur durch Durchlaufen eines Schaltkreises zur Korrektur von Schatten erfahren haben, ebenso wie auf Signale, welche in Helligkeits- Signale und Farbunterschieds-Signale mittels eines Schaltkreises für Matrix-Operationen umgewandelt worden sind.

Claims (12)

1. Verfahren zum Abtasten eines Originals in Bereichen, die sich an ihren Rändern überlappen und im Überlappungsbereich Randzonen bilden mit mindestens einem optischen Sensor mit einer Vielzahl von linear angeordneten Sensorelementen, die in Abhängigkeit von der Bildinformation des Originals Bildsignale abgeben, wobei Bildsignale der einen Randzone mit Bildsignalen der diese überlappenden anderen Randzone verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale jeder Randzone jeweils zu ihrem Rand hin mit stetig abnehmenden Koeffizienten gewichtet und die gewichteten Bildsignale anschließend addiert werden.
2. Verfahren zum Abtasten eines Originals in Bereichen, die sich an ihren Rändern überlappen und im Überlappungsbereich Randzonen bilden mit mindestens einem optischen Sensor mit einer Vielzahl von linear angeordneten Sensorelementen, die in Abhängigkeit von der Bildinformation des Originals Bildsignale abgeben, wobei Bildsignale der einen Randzone mit Bildsignalen der diese überlappenden anderen Randzone verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale jeder Randzone mehrfach alternierend mit einem ersten und einem zweiten Koeffizienten gewichtet und die gewichteten Bildsignale so addiert werden, daß sich die Randzonen verzahnen.
3. Bildaufnehmer zur Abtastung eines Originals und zur Lieferung von Bildsignalen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
mit mindestens einem optischen Sensor (50) mit einer Aufnahmeweite, wobei der mindestens eine optische Sensor die Bildsignale durch Empfangen des reflektierten Lichtes vom beleuchteten Original (38) aufnimmt,
mit einer ersten Transportvorrichtung (32, 34 a, 34 b, 36), die den optischen Sensor in einer ersten Richtung in bezug auf das Original zu dessen Abtastung bewegt,
mit einer zweiten Transportvorrichtung (40, 42, 42′), die das Original in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegt, um das Original in der zweiten Richtung abzutasten,
gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (47) zur Steuerung der zweiten Transportvorrichtung derart, daß das Original in der zweiten Richtung um eine Strecke bewegt wird, die kleiner ist als die Aufnahmeweite (W r ) des mindestens einen optischen Sensors in der zweiten Richtung, um durch den mindestens einen optischen Sensor aufeinanderfolgende Aufnahmebereiche mit überlappenden Randzonen aufzunehmen,
zwei Koeffizientenschaltkreise (62, 66), die die Bildsignale der überlappenden Randzonen (52) jeweils zu ihrem Rand hin stetig abnehmend gewichten, und
einen Schaltkreis (70) zur synthetischen Erzeugung eines Bildes, der mit Hilfe der gewichteten Bildsignale der beiden Koeffizientenschaltkreise (62, 66) in den überlappenden Randzonen ein Bild synthetisiert, das mit dem Original deckungsgleich ist.
4. Bildaufnehmer zur Abtastung eines Originals und zur Lieferung von Bildsignalen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2,
mit mindestens einem optischen Sensor (30) mit einer Aufnahmeweite, wobei der optische Sensor die Bildsignale durch Empfangen des reflektierten Lichtes vom beleuchteten Original (38) aufnimmt,
mit einer ersten Transportvorrichtung (32, 34 a, 34 b, 36), die den mindestens einen optischen Sensor in einer ersten Richtung in bezug auf das Original zu dessen Abtastung bewegt, mit einer zweiten Transportvorrichtung (40, 42, 42′), die das Original in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung bewegt, um das Original in dieser zweiten Richtung abzutasten,
gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (42) zur Steuerung der zweiten Transportvorrichtung (40, 42, 42′) so, daß das Original in der zweiten Richtung um eine Strecke bewegt wird, die kleiner ist als die Aufnahmeweite (W r) des mindestens einen optischen Sensors in der zweiten Richtung, um durch den mindestens einen optischen Sensor aufeinanderfolgende Randzonen überlappend aufzunehmen,
einen Unterteilungs-Schaltkreis (74, 76) zur synthetischen Erzeugung eines Bildes, der die Bildsignale der überlappenden Randzonen alternierend aus den aufeinanderfolgenden Aufnahmebereichen einsetzt, um ein Bild zu synthetisieren, das mit dem Original deckungsgleich ist.
5. Bildaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erte Transportvorrichtung für den mindestens einen optischen Sensor einen Wagen (30) zur Aufnahme des mindestens einen optischen Sensors in seinem Inneren, Führungsschienen (28 a, 28 b) zur Führung des Wagens (30) in der ersten Richtung und einen ersten Motor zur Bewegung des Wagens (30) mittels einer Riemenscheibe (34 a) und eines Riemens (32) enthält, wobei die zweite Transportvorrichtung Rollen (42, 42′) zum Festhalten des Originals (38) zwischen ihnen und einen zweiten Motor (4) zum Antrieb der Rollen (42, 42′) enthält und die Steuereinheit einen Mikrocomputer (43), eine Ein-/Ausgabeeinrichtung (45) und Treiber (46) enthält, zur Steuerung des ersten Motors (36), um den mindestens einen optischen Sensor so zu bewegen, daß er in der ersten Richtung bezüglich des Originals (38) abtastet, ebenso wie zur Steuerung des zweiten Motors (40), um das Original (38) in der zweiten Richtung um die Strecke zu verschieben, welche kleiner ist als die Aufnahmeweite (W r ).
6. Bildaufnehmer nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur synthetischen Erzeugung von Bildsignalen ein erstes Tor (55) zur Eingabe der vorangehenden Bildsignale, welche durch den n-ten (n ≧ 1) Aufnahmevorgang des mindestens einen optischen Sensors aufgenommen werden, ein zweites Tor (58) zur Eingabe von darauffolgenden Bildsignalen, welche durch den (n + 1)-ten Aufnahmevorgang des mindestens einen optischen Sensors aufgenommen werden, einen ersten Zeilen-Puffer (56) zur Abspeicherung der Bildsignale vom ersten Tor (55) in der zweiten Richtung, um die vorbestimmten Bildsignale der überlappenden Randzonen an den ersten Koeffizientenschaltkreis (62) auszugeben, einen zweiten Zeilen-Puffer (60) zur Abspeicherung der Bildsignale vom zweiten Tor (58) in der zweiten Richtung, um die vorbestimmten Bildsignale der überlappenden Randzonen an den zweiten Koeffizienten-Schaltkreis (66) auszugeben, und einen Ausgangs-Zeilen-Puffer (64) zur Abspeicherung und Ausgabe der Bildsignale der nicht überlappenden Randzonen vom ersten und zweiten Zeilenpuffer (56, 60) und der Bildsignale der überlappenden Randzonen vom Addierer (70) enthält.
7. Bildaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteilungs-Schaltkreis zum alternierenden Einsetzen der Bildsignale einen Zeilen-Zähler (76) und einen Daten-Selektor (74) enthält.
8. Bildaufnehmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine optische Sensor eine stabförmige Linsen-Anordnung (48) enthält, die mit ihrem einen Ende dem Original (38) nahe gegenüber angeordnet ist und welche in der Neben-Abtastrichtung mit Aufnahmeweite (W r ) lang ausgebildet ist und ferner eine CCD-Sensor-Anordnung (50) enthält, welche in engem Kontakt mit dem anderen Ende der stabförmigen Linsenanordnung (48) angeordnet ist und welche eine Konstruktion mit einer Aufnahmeweite (W r ) aufweist und aus einer Vielzahl von Sensoren besteht, die in Zeilen in der zweiten Richtung, ähnlich wie die stabförmige Linsen-Anordnung (48) angeordnet ist.
9. Bildaufnehmer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-Einrichtung eine erste Aufnahmeeinheit (88) und eine zweite Aufnahmeeinheit (96) enthält, wobei die erste Aufnahmeeinheit (88) aus einem Objektiv (82) einer CCD-Sensor-Anordnung (84) und einer Lichtquelle (86) Zur Beleuchtung besteht, und wobei die zweite Aufnahmeeinheit (96) aus einem Objektiv (90), eine CCD-Sensor-Anordnung (92) und einer Lichtquelle (94) zur Beleuchtung besteht, und wobei die erste und die zweite Aufnahmeeinheit (88, 99) nebeneinander in der ersten Richtung angeordnet sind.
10. Bildaufnehmer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor-Einrichtung eine Anzahl von Zeilen-Bildsensoren (122, 124) enthält, welche gebildet werden durch Anordnung einer Vielzahl von fotoelektrischen Wandler-Elementen in einer Reihe, und die Überlappungseinrichtung eine stabförmige Anordnung von Linsen enthält, welche so angeordnet sind, daß sie Bilder des Bereichs des aufzunehmenden Bilds vom Original auf den Zeilen-Bildsensoren in einer Anzahl von mindestens zwei überlappend haben.
11. Bildaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtungs-Einrichtung wenigstens zwei Koeffizienten-ROM's (162 a, 162 b) zur Erzeugung von vorbestimmten Koeffizienten enthält, ferner wenigstens zwei Multiplizierer (164 a, 164 b) zum Multiplizieren jeder der Bildaufnahme-Informationen für den überlappenden Bereich mit den Koeffizienten des entsprechenden Koeffizienten-ROM's (163 a, 162 b), und daß die Addiereinrichtung einen Addierer (166) enthält, welcher die von den entsprechenden Multiplizierern (164 a, 164 b) gelieferten, gewichteten Bildaufnahme-Informationen aufsummiert.
12. Bildaufnehmer gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der Dauer der ersten Hälfte einer einzelnen Zeile, während der alleine die Bildaufnahme-Daten (A) wirksam sind, die Koeffizienten α und β der beiden Koeffizienten-ROM's (162 a, 162 b) zu α = 1 und β = 0 gesetzt werden, daß während der Dauer der Mitte einer einzelnen Zeile, welche dem überlappenden Bereich entspricht, diese zu α + β = 1 bestimmt werden, und zu a = 0 und β = 1 für die Dauer der zweiten Hälfte einer einzelnen Zeile, während der alleine die Bildaufnahme-Daten (B) wirksam sind.
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