DE3633316A1 - Einrichtung zum lesen eines farbbildes auf einer farbvorlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes auf einer Farbvorlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Bildleseeinrichtung oder ein Bildleser wird im allgemeinen dazu verwendet, um Bilder, welche auf einer Vorlage aufgezeichnet sind, in verschiedene Arten von Bildverarbeitungseinrichtungen einzugeben. Der Bildleser ist entsprechend ausgelegt, um ein Bild in Bildelemente mit jeweils vorherbestimmten Abmessungen zu zerlegen und diese dann photoelektrisch in ein elektrisches Signal umzuwandeln, welches deren Farbdichte (oder Luminanz) zugeordnet ist, wobei das Signal zusammen mit den zeitlich seriell angeordneten Bildelementen ausgegeben wird. Das Lesen eines Bildes zusammen mit seiner in Farbe vorliegenden Information ist für verschiedene Verarbeitungsarten vorteilhaft, um diese genauer und effektiver auszuführen. Dieser Grundgedanke ist durch einen Farbvorlagen-Bildleser verwendet, mit welchem ein Bild auf einer Vorlage einschließlich dessen Farbinformation gelesen werden kann.

Einer der vorstehend angeführten Farbvorlagen-Bildleser liest ein Vollfarbenbild (oder ein Bild einer vorher bestimmten Anzahl von Farben), indem es optisch in drei Primärfarben zerlegt wird und dann anschließend Komponente für Komponente der drei Primärfarben photoelektrisch umgewandelt wird. Für eine solche Farbtrennung stehen einige verschiedene Verfahren zur Verfügung, und üblicherweise wird die photoelektrische Umwandlung von Bildern (Bildelementen) mit Hilfe eines Zeilenbildsensors durchgeführt.

Bekannte Farbvorlagen-Bildleser weisen einen sogenannten sequentiell arbeitenden Bildleser mit Lichtquelle auf, in welchem Leuchtstoffröhren, die jeweils Licht der drei Primärfarben, d. h. grün, rot und blau abgeben können, eine nach der anderen angeschaltet werden, und durch eine solche zeitlich sequentielle Aktivierung der Lampen wird ein Zeildenbildsensor zum Lesen eines Bildes betätigt, wodurch dann ein Vorlagenbild in drei Primärfarben zerlegt wird. Bei einer anderen Ausführungsform eines herkömmlichen Bildlesers werden eine Leuchtstoffröhre, welche weißes Licht abgibt, ein dichroitisches Prisma, welches eine Oberfläche zum reflektieren einer blauen Komponente und eine Oberfläche zum Reflektieren einer roten Komponente hat, sowie Zeilenbildsensoren verwendet, die einzeln den jeweiligen Farben zugeordnet sind; ein Bild auf einer Vorlage, welche mit weißem Licht beleuchtet wird, wird mittels des dichroitischen Prismas und der Zeilenbildsensoren in die drei Primärfarben zerlegt. Bei einer anderen Ausführungsform werden eine weiße Leuchtstoffröhre und eine scheibenförmige Farbtrennfiltereinrichtung verwendet, in welcher ein Rotfilter, das für eine rote Komponente transparent ist, ein Blaufilter, das für eine blaue Komponente transparent ist, und ein Grünfilter, das für eine grüne Komponente transparent ist, in identischen, sektorförmigen Abschnitten angeordnet.

Der zeitlich sequentiell arbeitend Bildleser mit Lichtquelle benötigt jedoch eine beträchtliche Lesezeit, da die Leuchtstoffröhren bedingt durch ihre Anordnung eine nach der anderen für jede Zeile geschaltet werden. Da außerdem die Farbtrennkennlinie von der spektralen Ausgangscharakteristik der jeweiligen Lampen abhängt, ist es unmöglich, eine gewünschte Farbtrennkennlinie auszuwählen. Ferner ist der dichroitische Prismentyp im Hinblick auf seine Lesegeschwindigkeit schneller als die übrigen Elemente; es erfordert jedoch einen genauen Einstellmechanismus, damit die drei Zeilenbildsensoren diesselbe Lesezeile auf einer Vorlage lesen können. Ein weiterer Nachteil der Ausführungsform mit dem dichroitischen Prisma besteht darin, daß periphere Verarbeitungsschaltungen kompliziert werden, was eine Kostenzunahme bedingt. Ferner weist die Farbtrennfiltereinrichtung den Nachteil auf, daß, da die Anordnung der jeweiligen Filterelemente in derselben Richtung verläuft wie die lichtempfindliche Oberfläche eines Zeilenbildsensors, die Filtereinrichtung selbst und die sie umgebenden Mechanismen voluminös und sperrig sind. Darüber hinaus weist diese Ausführungsform den Nachteil auf, daß wenn eine zu trennende Farbkomponente geschaltet wird, eine Farbkomponente, welche dem daneben angeordneten Filter zugeordnet ist, sich mit derjenigen Farbkomponente vermischt, von der sie getrennt werden soll.

Vorschläge, um dieser vorstehend angeführten Schwierigkeiten zu lösen, sind in den japanischen Gebrauchsmusteranmeldungen Nr. 59-1 66 556 und 59-1 81 443 beschrieben, welche beide die Bezeichnung "Farbvorlage-Leseeinrichtung" tragen. Insbesondere in der zuerst erwähnten Druckschrift werden eine Anzahl streifenförmiger Farbtrennfilter vor einem Zeilenbildsensor hin- und herbewegt, um so die zu lesende Farbe zu schalten. In der an zweiter Stelle erwähnten Druckschrift werden dagegen eine Anzahl streifenförmiger Farbtrennfilter und Auffangplatten verwendet, welche abwechselnd angeordnet sind, um dadurch ein Mischen verschiedener Farben auszuschließen. Aber auch diese Ausführungsformen sind nicht voll zufriedenstellend. Bei der ersten Ausführungsform können die Streifenfilter in einer anderen als der erwarteten Bewegungsrichtung bewegt werden, während bei der zweiten Ausführungsform ein sperriger Mechanismus benötigt wird, um die Streifenfilter anzutreiben.

Gemäß der Erfindung soll daher eine Einrichtung geschaffen werden, mit welcher ein Vorlagenbild mit Hilfe einer einfachen Konstruktion gelesen werden kann und Farben in angemessener Weise getrennt werden. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes einer Farbvorlage durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Farbvorlagen-Bildleseeinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Farbvorlagen-Bildleseeinrichtung;

Fig. 3A eine schematische Darstellung noch einer weiteren herkömmlichen Farbvorlagen-Bildleseeinrichtung;

Fig. 3B eine Vorderansicht einer Ausführungsform von herkömmlichen Filtern;

Fig. 4 einen Teil einer Schnittansicht einer Ausführungsform einer Farbvorlagen-Bildleseeinrichtung, und zwar insbesondere deren Optik gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine Vorderansicht der Einrichtung nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines bei der Erfindung verwendbaren Filters;

Fig. 7A bis 7D schematische Darstellungen der Arbeitsweise eines lichtabfangenden Abschnittes der Einrichtung nach Fig. 4;

Fig. 8 eine Schnittansicht, in welcher ein bestimmter Zustand gezeigt ist, bei welchem ein Lichtstrahl durch ein blaues Filterelement des in Fig. 6 dargestellten Filters durchgelassen wird;

Fig. 9 eine der Fig. 8 ähnliche Darstellung eines anderen Zustands, in welchem ein Lichtstrahl durch ein rotes Filterelement durchgelassen wird;

Fig. 10 ein Blockdiagramm einer speziellen Ausführungsform eines Steuersystems gemäß der Erfindung;

Fig. 11A bis 11G Wellenformen, welche die Arbeitsweise des Steuersystems wiedergeben;

Fig. 12A bis 12B perspektivische Teilansichten von weiteren speziellen Ausführungsformen eines Mechanismus zum Tragen des Filters, und

Fig. 13A bis 13C Wellenformen von anderen Beispielen von Ansteuersignalen, welche bei einem Linearmotor angelegt werden können.

Zuerst werden anhand der Fig. 1 bisa 3B herkömmliche Farbvorlagen- Bildleseeinrichtungen beschrieben. In Fig. 1 ist eine herkömmliche sequentiell arbeitende Bildleseeinrichtung mit Lichtquelle oder ein sogenannter Lichtleser 10 so ausgeführt, daß Licht, welches von dem Teil einer auf einer Glasplatte 12 angeordneten Vorlage 14 reflektiert worden ist, welche auf einer Lesezeile RL festgelegt ist, durch einen Spiegel 16 zu einer Linse 18 zurückgeleiter und durch diese auf einer lichtempfindlichen Oberfläche eines Zeilenbildsensors 20 fokussiert wird. Ein derartiger Bildleser weise Leuchtstoffröhren LG, LR und LB auf, welche jeweils Licht einer der drei Primärfarben, d. h. grün, rot und blau abgeben und werden nacheinander angeschaltet. Der Bildzeilensensor wird synchron mit der Umschaltung der Lampen LG, LR und LB betrieben, wodurch ein Bild auf der Vorlage 14 in drei Primärfarben zerlegt wird.

In Fig. 2 ist ein weiterer herkömmlicher Vorlagenbildleser dargestellt, bei welchem ein dichroitisches Prisma verwendet ist. In Fig. 2 die gleichen oder ähnlichen Bauelemente wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In dem Bildleser 22 der Fig. 2 fällt ein durch die Linse 18 fokussierter Lichtstrahl auf ein dichroitisches Prisma 24, welches mit einer Oberfläche 24 a zum Reflektieren einer blauen Lichtkomponente und mit einer Oberfläche 24 b zum Reflektieren einer roten Lichtkomponente versehen ist. Blaue, rote und grüne Komponenten, welche mittels des Prismas 24 getrennt worden sind, werden jeweils auf einem der Zeilenbildsensoren 20 b, 20 r und 20 g fokussiert, welche entsprechend zugeteilt sind. In diesem Fall ist die Lichtquelle durch eine Leuchtstofflampe LW gebildet, welche weißes Licht abgibt. Die Zeilenbildsensoren 20 r, 20 g und 20 b werden zu derselben Zeit betrieben, um gleichzeitig Bildsignale zu erzeugen, welche jeweils den drei Primärfarben zugeordnet sind.

In Fig. 3A und 3B ist noch ein weiterer herkömmlicher Farbvorlagen- Bildleser dargestellt, bei welchem eine scheibenförmige Farbtrennfilteranordnung verwendet ist. In Fig. 3A und 3B sind dieselben oder ähnliche Bauelemente wie dienenigen, welche in Fig. 1 und 2 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere weist der Bildleser eine Farbtrennfilteranordnung 28 auf, welche an einer Antriebswelle eines Motors 30 gehaltert ist. Die Filteranordnung 28 ist näher an der Lesezeile LR angeordnet als die Linsenanordnung 18, und zwar so, daß deren Sehne in derselben Richtung wie die lichtempfindliche Oberfläche des Zeilenbildsensors 30 verläuft. Wie in Fig. 3B dargestellt, weist die Filteranordnung 28 drei Filter 28 r, 28 g und 28 b auf, welche mit gleichen Sektorabschnitten versehen sind. Das Filter 28 r ist für eine Rotlichtkomponente, das Filter 28 g für eine Grünlichtkomponente und das Filter 28 b für eine Blaulichtkomponente durchlässig. Bei dieser Ausführung wird der Zeilenbildsensor 20 zusammen mit dem bezüglich seiner optischen Achse ausgerichteten Filter 28 r betätigt, um ein Bildsignal zu erzeugen, welches einer Rotkomponente zugeordnet ist. In ähnlicher Weise wird es zusammen mit dem bezuglich der optischen Achse ausgerichteten Filter 28 g betrieben, um eine Bildsignal zu erzeugen, welches einer Grünkomponente zugeordnet ist, und wird ferner zusammen mit einem bezüglich der optischen Achse ausgerichteten Filter 28 b betrieben, um ein Bildsignal zu erzeugen, welches einer Blaulichtkomponente zugeordnet ist. Alle diese herkömmlichen, vorstehend beschriebenen Bildleser sind aus dem einen oder anderen Grund, welche vorstehend aufgeführt sind, nicht zufriedenstellend.

In Fig. 4 ist ein in seiner Gesamtheit mit 30 bezeichneter Farbvorlagen-Bildleser gemäß der Erfindung dargestellt. Eine auf einer Glasplatte 32 angeordnete Vorlage 34 wird mit einer weißen Leuchtstoffröhre LW beleuchtet. Licht, welches von einem Bild reflektiert worden ist, welches auf einer Lesezeile RL auf der Vorlage 34 festgelegt ist, wird durch einen Schlitz SL durchgelassen, welcher in einem Gehäuse 36 ausgebildet ist, in welchem die lampen LW untergebracht sind. Das aus dem Schlitz SL austretende Licht wird von einem Spiegel 38 zu einer Linsenanordnung 40 reflektiert, welche dann das Licht über ein flaches Filter 42 auf einem Zeilenbildsensor 44 fokussiert. Die Linsenanordnung 40 und der Zeilenbildsensor 44 sind als Einheit in einem Linsenblock 46 gehaltert. Insbesondere der Linsenblock 46 weist einen Linsenträgerteil 46 a zum Halten der Linse 40 auf, welcher, wie in Fig. 5 dargestellt, als eine im allgemeinen V-förmige Ausnehmung ausgebildet ist. Ein Linsenhalter 48, welcher der Linsenanordnung 40 angepaßt ist, ist in dem Linsenträgerteil 46 über ein Zwischenmaterial 50 durch ein Band 62 gehalten. Träger 62 und 64, welche zum Befestigen von Blattfedern 54, 56, 58 und 60 vorgesehen sind, sind auf beiden Seiten des Linsenträgerteils 46 a starr an dem Linsenblock 46 gehaltert.

Ein Halterungsteil 46 ist am oberen Ende des Filters 42 vorgesehen. Das andere Ende der Blattfedern 54 und 58 ist jeweils an dem Teil 66 befestigt. Das untere Ende des Teils 66 ist an dem oberen Ende 68 ba einer Spule 58 b gehaltert, um welche eine bewegliche Wicklung 68 a gewickelt ist. Die bewegliche Wicklung 68 a stellt einen Teil eines Linearmotors 68 dar, welcher dazu dient, das Filter 62 in einer hin- und hergehenden Bewegung auf- und abwärts zu bewegen. Das andere Ende der Blattfedern 56 und 60 ist jeweils an dem unteren Ende 68 bb der Spule 68 b befestigt. Bei dieser Konstruktion ist das Filter 62 durch die Blattfedern 54, 56, 58 und 60 gehalten, während es mit der Spule 68 b des Linearmotors 68 verbunden ist, und ist über die Tragelemente 62 und 64 an dem LLinsenblock 46 gehaltert. Die Blattfedern 54 und 56 und die Blattfedern 58 und 60, welche jeweils einander gegenüberliegen, begrenzen die Bewegungsrichtung des Filters 42 in der Betätigungsrichtung des Linearmotors 68. Die Blattfewdern 54 und 56, 58 und 60 haben gleiche Abmessungen und gleiche Federkoeffizienten, so daß, wenn der Linearmotor 68 betrieben wird, um die Spule 58 b zu verschieben, sie um denselben Betrag verformt werden, welche der Verschiebung der Spule 58 b entspricht, wodurch verhindert ist, daß das Filter 62 verkantet.

In Fig. 6 ist eine spezielle Ausführung des Filters 42 dargestellt. Das Filter 42 weist einen Rahmen 42 a und ein Rotfilterelement 42 r zum Durchlassen einer Rotlichtkomponente, ein Grünfilterelement 42 g zum Durchlassen einer Grünlichtkomponente und ein Blaufilterelement 42 b zum Durchlassen einer Blaulichtkomponente auf, welche alle in dem Rahmen 42 untergebracht sind. Der Abstand zwischen den Filterelementen 42 r und 42 g und zwischen den Filterelementen 42 g und 42 b, der äußere Teil des Filterelementes 42 r und der äußere Teil des Filterelementes 42 b sind so bemessen, daß sie vorübergehend und vollständig einen Lichtstrahl abfangen, welcher auf den Zeilenbildsensor 44 gerichtet ist.

Das Filterelement 42 soll nun abwärts bewegt werden, um das Rotfilterelement 42 r anstelle des Grünfilterelements 42 g bezüglich eines Lichtstrahls auszurichten, wie in Fig. 7A bis 7D dargestellt ist. Während einer solchen Bewegung des Filters 42 fängt der Teil des Rahmens 42 a, welcher zwischen den Filtern 42 g und 42 r liegt, vollständig den Lichtstrahl ab, wodurch verhindert wird, daß ein anderer Lichtstrahl, welcher von dem Nachbarfilter durchgelassen wird, zu derselben Zeit auf den Zeilenbildsensor 44 auftrifft, so daß auf diese Weise ein Farbvermischen ausgeschaltet ist. Bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Anordnung so, daß, während der Linearmotor 68 nicht angetrieben ist, das Grünfilterelement 42 g gewählt ist, und zwar deswegen, da Grün als eine Dropout- Farbe gewählt wird, wenn der Bildleser 30 betätigt wird, um Bilder monochromatisch zu lesen.

Wie in Fig. 5 und 8 dargestellt, ist der Linsenblock 46 mit Schlitzen 46 b und 46 c versehen, so daß sich die Blattfedern 54 und 58 frei zwischen einer Stellung in welcher das Blaufilterelement 42 b ausgewählt ist, wie in Fig. 8 dargestellt ist, und einer Stellung bewegen können, in welcher das Rotfilterelement 42 r ausgewählt ist, wie in Fig. 9 dargestellt ist.

In Fig. 10 ist ein Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine nichtdargestellte Hauptsteuereinheit des Bildlesers 30 erzeugt einen Schiebeimpuls SP, der bezüglich eines Betätigungsschrittes eines nicht dargestellten Unterabtastmechanismus zeitlich gesteuert ist. Der Schiebeimpuls SP wird an den Zeilenbildsensor 44 und an einen Hexadezimalzähler 70 angelegt. In dieser speziellen Ausführungsform ist die Frequenz der Schiebeimpulse SP dreimal höher als die Schrittfrequenz des Unterabtastmechanismus. Der Zeilenbildsensor 44 hat eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) als ein Übertragungsglied. Zeitlich gesteuert zu dem Eingabezeitpunkt eines Schiebeimpulses SP werden bis jetzt noch gespeicherte Bildsignale gemeinsam an das Übertragungsglied übertragen, und danach werden die Bildsignale entsprechend einem vorher bestimmten, nicht dargestellten Schiebetakt mit Hilfe eines Bits zu einem bestimmten Zeitpunkt an einen Verstärker 72 abgegeben. Somit ist die Speicherzeit in dem Zeilenbildsensor 44 gleich der Periode der Schiebeimpulse SP, und die Schiebetaktperiode ist so vorherbestimmt, daß die Übertragung der Bildsignale in einer Periode der Schiebeimpulse SP vollendet ist.

Das Bildsignal von dem Zeilenbildsensor 44 wird über den Verstärker 72 einem Analog-Digital-(AD)Umsetzer 74 zugeführt, um dadurch in ein entsprechendes digitales Signal umgesetzt zu werden, welches eine Anzahl Bits hat. Das digitale Signal wird über eine der Verknüpfungsschaltungen 76, 78 und 80 zu einem der Zeilenspeicher 82, 84 und 86 weiter geleitet, welche der Verknüpfungsschaltung zugeordnet ist. Die in den Zeilenspeichern 82, 84 und 86 gespeicherten Bildsignale werden mittels einer Ausgabeschaltung 88 zu den entsprechenden Zeitpunkten an die nachfolgende Einrichtung übertragen.

Der Hexadezimalzähler 70 wird bei Zählen von sechs Schiebeimpulsen SP in einen Anfangszustand zurückgebracht. Der Zählstand CN des Zählers 70 wird an einen Dekodierer 90 angelegt. Der Zähler 70 versorgt auch einen Rechteck-Dreieck-Wandler 92 mit einem Filteransteuersignal FT, welches während einer Periode, in welcher die drei Anfangsschiebeimpulse SP nacheinander anliegen ein (logischer) hoher Pegel und wird während einer Periode, in welcher die nächsten drei Schiebeimpulse SP anliegen, ein niedriger Pegel (siehe Fig. 11B). Der Dekodierer 90 erzeugt ein rotes Auswählsignal RS, welches ein hoher Pegel wird, während er Zählstand CN des Zählers 70 zwischen "1" und "2" wird, erzeugt ein grünes Auswählsignal GS, welches ein hoher pegel wird, wenn der Zählstand SN "3" und "6" ist, und erzeugt ein blaues Auswählsignal BS, welches ein hoher pegel wird, wenn der Zählstand CN "4" und "5" wird (siehe Fig. 11E, 11F und 11G). Das rote Auswählsignal RS wird an einen Freigabeeingangsanschluß der Verknüpfungsschaltung 76, das grüne Auswählsignal GS an einen Freigabeeingangsanschluß der Verknüpfungsschaltung 78 und das blaue Auswählsignal BS an einen Freigabeeingangsanschluß der Verknüpfungsschaltung 80 angelegt.

Der Rechteck-Dreieck-Wandler 92 erzeugt, zeitlich gesteuert durch eine positiv verlaufende Flanke des Filteransteuersignals FT, ein Rechteckwellensignal TS, welches eine Periode hat, die sechsmal größer ist als die Periode der Schiebeimpulse SP und entgegengesetzte Polaritäten hat, und zwar zu einem Zeitpunkt (oder einer Phase), bei welcher der maximale negative Pegel erreicht ist. Das Dreieckwellensignal TS wird über einen Ansteuerverstärker 94 an den Linearmotor 68 angelegt, so daß der Motor 68 entsprechend dem jeweiligen Pegel des Signals TS betätigt wird, wodurch das Filter 42 in eine ganz bestimmte Stellung bewegt wird, welche dem Signalpegel zugeordnet ist. Da der Zählerstand CN des Zählers 70 "1" zu einem Zeitpunkt t1 wird, wenn der erste Schiebeimpuls SP eingetroffen ist, wird das Filteransteuersignal FT ein hoher Pegel, und daher erreicht das Dreieckwellensignal TS den maximalen negativen Pegel. Im Ergebnis bewegt dann der Linearmotor 68 die Spule 68 b in die unterste Stellung, so daß durch den obersten Teil des Filters 42, d. h. durch den Rahmen 42 a außerhalb des Rotfilterelements 42 r der Lichtstrahl abgefangen wird, wodurch die Lichtmenge, welche auf den Zeilenbildsensor 44 auftrifft, "0" wird, wie in Fig. 11D dargestellt ist. Aus dieser Stellung wird dann das Filter 42 aufwärts bewegt. Gleichzeitig beginnt der Zeilenbildsensor 44 ein Bildsignal zu übertragen. Insbesondere liefert er sequentiell ein Bildsignal, das während einer Speicherzeit unmittelbar vorher gespeichert worden ist, in welcher ein Lichtstrahl durch das Rotfilterelement 42 r durchgelassen worden ist, während gleichzeitig die nächste Speicherzeit beginnt. In diesem Augenblick wird das rote Auswählsignal RS ein hoher Pegel, um die Verknüpfungsschaltung 76 mit dem Ergebnis freizugeben, daß ein digitales Signal, welches dem Bildsignal entspricht, in dem Zeilenspeicher 82 gespeichert wird.

Wenn das Dreieckwellensignal TS in seinem Pegel fortlaufend geändert wird, wird der Linearmotor 68 betätigt, um das Filter 42 in eine Stellung zu bringen, welche dem Pegel des Signals TS zugeordnet ist. Dann beginnt der Lichtstrahl auf das eine Ende des Rotfilterelements 42 r aufzutreffen, so daß die Lichtmenge, welche von dem Zeilenbildsensor 44 empfangen worden ist, nach und nach größer wird. Wenn der Lichtstrahl vollständig auf das Rotfilterelement 42 r ausgerichtet worden ist, wird die Lichtmenge, welche auf den Zeilenbildsensor 44 auftrifft, am größten. Wenn danach der Lichtstrahl beginnt, über das untere Ende des Rotfilterelements 42 r zu dem Rahmen 42 a verschoben zu werden, nimmt die aufgenommene Lichtmenge nach und nach ab. Genau vor einem Zeitpunkt t2, an welchem der zweite Schiebeimpuls SP abgegeben wird, erreicht die Lichtmenge, welche auf den Zeilenbildsensor 44 auftrifft, "0" mit dem Ergebnis, daß das Speichern des Bildsignals, welches dem Rotfilterelement 42 r zugeordnet ist, beendet ist. Wenn ein Schiebeimpuls SP zu dem Zeitpunkt t2 angelegen hat, wird der Zählerstand CN des Zählers 70 auf "2" erhöht, um das rote Auswählsignal RS auf einen hohen Pegel zu bringen, und damit der Zeilenbildsensor 44 beginnt, ein Bildsignal zu übertragen. Ein digitales Signal, welches dem Bildsignal entspricht, das von dem Sensor 44 abgegeben worden ist, wird über die Verknüpfungsschaltung 76 dem Zeilenspeicher 82 zugeführt. Zu dem Zeitpunkt, an welchem die Bildsignalübertragung, die digitale Umsetzung und Speicherung, welche zu dem Zeitpunkt t1 begonnen worden ist, beendet ist, wird eine Zeile Bildsignale in den Zeilenspeichern 76, 78 und 80 gespeichert, und daher werden diese Bildsignale über die Abgabeschaltung 88 ausgelesen. Folglich sind zu dem Zeitpunkt t2 die effektiven Daten, welche in dem Zeilenspeicher 76 gespeichert worden sind, bereits ausgelesen worden, d. h. ein in der folgenden Speicherperiode gespeichertes Bildsignal kann in dem Zeilenspeicher 76 von dem Zeitpunkt t1 an gespeichert werden. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 beginnt der Lichtstrahl das Grünfilterelement 42 g zu durchqueren, so daß die Lichtmenge, welche auf den Zeilenbildsensor 44 auftrifft, allmählich größer wird; ein Speicherzeitpunkt zum Speichern eines Lichtstrahls, welcher von dem Filter 42 g durchgelassen wird, wird dann begonnen. Wenn ein Schiebeimpuls SP zu einem Zeitpunkt t3 anliegt, bei welchem der Lichtstrahl das Filterelement 42 g vollständig durchquert hat und die Speicherung des Bildsignals beendet worden ist, ist der Zählerstand CN des Zählers 70 auf "3" angestiegen, wodurch das rote Auswählsignal RS auf einen niedrigen Pegel und das grüne Auswählsignal GS auf einen hohen Pegel kommt. Folglich wird ein digitales Signal, welches dem Bildsignal entspricht, welches der Zeilenbildsensor 44 zu dem Zeitpunkt t3 auszugeben beginnt, über die Verknüpfungsschaltung 78 in dem Zeilenspeicher 84 gespeichert.

Ferner beginnt unmittelbar nach dem Zeitpunkt t2 der Lichtstrahl das Blaufilterelement 42 b zu durchqueren, mit dem Ergebnis, daß die auf den Zeilenbildsensor 44 auftreffende Lichtmenge nach und nach größer wird; hierbei wird eine Speicherzeit zum Speichern des Lichtstrahls, welcher von dem Filter 42 b durchgelassen wird, begonnen. Wenn ein Schiebeimpuls SP unmittelbar nach einem Zeitpunkt t4 eintrifft, an welchem der Lichtstrahl das Filter 42 b vollständig durchquert hat und die Speicherzeit beendet ist, wird der Zählstand CN des Zählers 70 auf "4" erhöht, so daß das grüne Auswählsignal GS ein niedriger Pegel und das blaue Auswählsignal BS ein hoher Pegel wird. Folglich wird ein digitales Signal, welches einem Bildsignal entspricht, welches der Zeilenbildsensor 44 zu dem Zeitpunkt t4 auszugeben beginnt, über die Verknüpfungsschaltung 80 an den Zeilenspeicher 86 angelegt. Bei Beendigung der Speicherung in den Zeilenspeicher 86 werden alle Bildsignale, welche das Bild auf der Lesezeile RL darstellen, in die Zeilenspeicher 82, 84 und 86 gepackt. Dann werden die Bildsignale in den Speichern 82, 84 und 86 über die Ausgabeschaltung 88 an die nachfolgende Einrichtung übertragen.

Auf diese Weise wird während der Periode, in welcher das Filter 42 von der tiefsten zu der höchsten Stelle in einer Hälfte der Periode des Dreieckwellensignals TS bewegt wird, das Lesen, d. h. das Speichern eines Bildes auf einer Lesezeile RL beendet. Dann werden, verzögert um eine Periode der Schiebeimpulse SP ein Auslesen eines Bildsignals und ein Speichern in die Zeilenspeicher 82, 84 und 86 durchgeführt.

Inzwischen erreicht zum Zeitpunkt t4 das Dreieckwellensignal TS den maximalen positiven Pegel, worauf der Linearmotor 68 die Spule 68 b in die höchste Stellung anhebt. Im Ergebnis fängt dann der unterste Teil des Filters 42, d. h. der Rahmen 42 a außerhalb des Blaufilterelements 42 b, den Lichtstrahl ab, um die von dem Zeilenbildsensor 44 aufgenommene Lichtmenge auf "0" zu verringern. Zum Zeitpunkt t4 wird ein Zyklus zum Speichern des nächsten Bildes begonnen. Bei diesem Zyklus wird das Filter 42 von der untersten in die oberste Stellung bewegt, damit dann der Lichtstrahl die Filterelemente 42 b, 42 g und 42 r in dieser Reihenfolge durchlaufen kann. Wenn zu den Zeitpunkten t5, t6 und t7 die Speicherungen von Bildern, welche den jeweiligen Filtern zugeordnet sind, beendet worden sind, werden Bildsignale, welche Lichtstrahlen zugeordnet sind, welche die Filter 42 b, 42 g und 42 r passiert haben, ausgelesen und in den entsprechenden Zeilenspeichern 86, 84 und 82 wie bei dem vorherigen Zyklus gespeichert. Bei Beendigung dieses Zyklus beginnt das dem Rotfilterelement 42 r zugeordnete Bildsignal ausgelesen und zu einem Zeitpunkt t7 gespeichert zu werden. In diesem Augenblick werden dann die in den Zeilenspeichern 82, 84 und 86 gespeicherten Bildsignale über die Ausgabeschaltung 88 an die nachfolgende Einrichtung als ein Bildsignalübertragung übertragen, welches die nächste Zeile darstellt.

Wie vorstehend ausgeführt, beendet das Filter 42 eine vertikale Hin- und Herbewegung während einer Periode des Dreieckwellensignals TS. Eine Zeile Bildsignale werden gespeichert und während jeder der Zeitperioden T1 und T2 ausgelesen, welche um eine Periode der Schiebeimpulse relativ zu den Zeitperioden verzögert werden, während welcher das Filter 42 auf- und abwärts bewegt wird.

In der dargestellten Ausführungsform sind das Filter 42 und die Spule 68 b des Linearmotors 68, welche miteinander verbunden sind, von den vier Blattfedern 54, 56 und 60 getragen. Daher ist es nur die Energie, die für die Verformung der Blattfedern 54, 56, 58 und 60 verbraucht worden ist, welche zu einem Verlust an kinetischer Energie führt. Dies führt auch zu einem minimalen Verlust in dem Linearmotor 68 und unterdrückt gleichzeitig eine Wärmeerzeugung in dem Filterantriebsmechanismus.

Da das Filter 42 mit den anderen Teilen nicht in Berührung kommt, ist dadurch verhindert, daß es während einer Bewegung abgefangen wird, und daß es infolge von Verschleiß unsicher wird. Mit der Einrichtung ist somit eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erreicht. Ferner sind, da der Trag- und der Führungsmechanismus aus einer einzigen Einheit gebildet sind, die Mechanismen sehr einfach und preiswert.

Die Frequenz der Schiebeimpulse SP ist so gewählt, daß sie dreimal höher ist, als die Schrittfrequenz des Abtastmechanismus, wie vorstehend bereits ausgeführt ist. Hierdurch kann die Lesezeile RL einer einstufigen Bewegung in einer halben Periode des Dreieckwellensignals TS unterzogen werden. Wenn jedoch mittels des Zeilenbildsensors 44 ein Bild während einer der Perioden der Auf- und Abwärtsbewegungen des Filters 42 auszulesen ist, was eine Alternative gemäß der Erfindung ist, wird die Frequenz der Schiebeimpulse SP so gewählt, daß sie sechsmal höher ist als die Schrittfrequenz des Abtastmechanismus.

In der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform sind das Filter 42 und die Spule 68 b des Linearmotors 68 als Einheit gehaltert, und das obere Ende des Filters 42 und das untere Ende der Spule 68 b sind von den vier Blattfedern 54, 56, 58 und 60 gehalten. Jedoch ist nur eine solche Halteanordnung dargestellt, welche erforderlichenfalls jederzeit modifiziert werden kann. Beispielsweise können, wie in Fig. 12a dargestellt, die oberen Blattfedern 54 und 58 an den Seiten des Filters 42 an einem Zwischenteil des letzteren befestigt werden, oder, wie in Fig. 12B dargestellt, können das Filter 42 und die Spule 48 b nur von den Blattfedern 54 bzw. 56 gehalten werden. Ferner können eine Blattfeder an dem oberen Ende des Filters und zwei Blattfedern an dem unteren Ende vorgesehen werden oder umgekehrt können zwei Blattfedern an dem oberen Ende und eine Blattfeder an dem unteren Ende vorgesehen sein.

Damit bei dieser Ausführungsform ein Lichtstrahl bei einem monochromatischen Lesebetrieb von dem Grünfilter 42 g durchgelassen werden kann, ist das Grünfilterelement 42 g in der Mitte des Filters 42 angeordnet, damit ein Lichtstrahl auf das Grünfilterelement 42 g auftreffen kann, solange der Linearmotor 68 noch nicht betätigt ist. Selbstverständlich stellen jedoch die dargestellten und beschriebenen Positionen der Filterelemente 42 g, 42 b und 42 r keine Einschränkung dar.

Ferner kann das Dreieckwellensignal, das zum Ansteuern des Linearmotors 68 verwendet worden ist, durch ein sinusförmiges Wellensignal, ein sägezahnförmiges Wellensignal oder ein stufenförmiges Signal ersetzt werden, wie in Fig. 13a bis 13c dargestellt ist. Erforderlichenfalls kann das Ansteuersignal, ob es nun sinusförmig, sägezahnförmig oder stufenförmig ist, mit Hilfe eines digitalen Signals durchgeführt werden, welches annähernd die jeweilige Wellenform darstellt.

Obwohl das Filter 42 so dargestellt und beschrieben ist, daß es von Blattfedern gehalten wird, kann es andererseits auch von einer Anzahl Federn gehalten werden, welche in der vertikalen Richtung beansprucht sind. Erforderlichenfalls können die Blattfedern auch an dem Seitenumfang befestigt werden, an welchem der Zeilenbildsensor 44 angebracht ist.

Bezüglich des Zeilenbildsensors 44 kann statt einer CCD-Einrichtung auch ein sequentieller Auslese-Zeilenbildsensor verwendet werden. Das Filter kann sektorförmig ausgebildet sein und an einer Stelle gehaltert werden, um über einen vorherbestimmten Winkel hin- und herbewegt zu werden.

Die Erfindung ist sowohl bei einem Bildleser der Art, bei welchem eine optische Anordnung bewegt wird, als auch bei einem Bildsensor anwendbar, bei welchem eine Vorlage bewegt wird. Erforderlichenfalls kann ein sequentielles Oberflächenbild-Auslesesystem verwendet werden, bei welchem ein Auslesen einer einzigen Farbe in jeder der verschiedenen Farben wiederholt wird.

Durch die Erfindung ist somit ein Farbvorlagen-Bildleser geschaffen, welcher trotz einer einfachen und klein bemessenen Ausführungsform Farben in angemessener Weise trennt, obwohl Bewegungen eines Filters in anderen Richtungen als einer vorherbestimmten hin- und hergehenden Richtung verhindert sind.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Lesen eines Farbildes auf einer Farbvorlage, gekennzeichnet durch,
einen Zeilenbildsensor (44) zum Zerlegen des Farbbildes, welches auf die lichtempfindliche Oberfläche des Zeilenbildsensors (44) auftrifft, in Bildelemente mit jeweils einer vorherbestimmten Form und zum photoelektrischen Umwandeln der Bildelemente;
durch eine optische Anordnung (38, 46), um das auf einer Lesezeile (RL) festgelegte Farbild zu der lichtempfindlichen Oberfläche des Zeilenbildsensors (44) zu leiten;
durch eine flache, ebene Filtereinrichtung (42) mit einer Anzahl streifenförmiger Farbtrennfilter (42 r; 42 g, 42 b), die jeweils eine vorherbestimmte Größe haben und eine vorherbestimmte Farbkomponente abtrennen, wobei die Filter in einem vorherbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind und sich entlang einer Längsrichtung der lichtempfindlichen Oberfläche erstrecken;
durch eine Filterantriebseinrichtung (68) zum Antreiben der Filtereinrichtung (42) in einer hin- und hergehenden Bewegung in einer Ebene, welche senkrecht zu einer optischen Achse verläuft, um dadurch eines der Filter (42 r, 42 g, 42 b) bezüglich der optischen Achse auszurichten und
durch eine Filterhalte- und Trageinrichtung (46) zum Halten der Filtereinrichtung (42) in der Weise, daß die Filtereinrichtung (42) in der Richtung der Hin- und Herbewegung bewegbar ist, während eine Bewegung der Filtereinrichtung (42) in anderen Richtungen unterbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeilenbildsensor (44) eine ladungsgekoppelte Einrichtung (CCD) ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung ein Rotfilter (42 r), ein Blaufilter (42 b) und ein Grünfilter (42 g) aufweist, welche in einem vorherbestimmten Abstand voneinander in einem Rahmen (42 a) gehaltert sind, welcher aus einem lichtabfangenden Material hergestellt ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterantriebseinrichtung einen Linearmotor (68) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Grünfilter (42 g) bezüglich der optischen Achse ausgerichtet ist, solange der Linearmotor (68) nicht angetrieben ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtertrageinrichtung eine Anzahl Blattfedern (54, 56, 58, 60) aufweist, welche in ihren Abmessungen und in ihren Federkoeffizienten gleich sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Anordnung eine Linsenanordnung (40) und einen Linsenträger (46) aufweist, welche die Linse trägt, wobei die Blattfedern (54, 56, 58, 60) an dem Linsenträger (46) befestigt sind.