DE3633316C2 - - Google Patents

Description

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

Eine Bildleseeinrichtung oder ein Bildleser wird im allge­ meinen dazu verwendet, um Bilder, welche auf einer Vorlage aufgezeichnet sind, in verschiedene Arten von Bildverarbei­ tungseinrichtungen einzugeben. Der Bildleser ist entspre­ chend ausgelegt, um ein Bild in Bildelemente mit jeweils vorherbestimmten Abmessungen zu zerlegen und diese dann pho­ toelektrisch in ein elektrisches Signal umzuwandeln, welches deren Farbdichte (oder Luminanz) zugeordnet ist, wobei das Signal zusammen mit den zeitlich seriell angeordneten Bild­ elementen ausgegeben wird. Das Lesen eines Bildes zusammen mit seiner in Farbe vorliegenden Information ist für ver­ schiedene 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 ge­ lesen werden kann.

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

Bekannte Farbvorlagen-Bildleser weisen einen sogenannten se­ quentiell arbeitenden Bildleser mit Lichtquelle auf, in wel­ chem Leuchtstoffröhren, die jeweils Licht der drei Primär­ farben, d. h. grün, rot und blau abgeben können, eine nach der anderen angeschaltet werden, und durch eine solche zeit­ lich sequentielle Aktivierung der Lampen wird ein Zeilenbild­ sensor zum Lesen eines Bildes betätigt, wodurch dann ein Vor­ lagenbild in drei Primärfarben zerlegt wird. Bei einer ande­ ren Ausführungsform eines herkömmlichen Bildlesers werden eine Leuchtstoffröhre, welche weißes Licht abgibt, ein di­ chroitisches Prisma, welches eine Oberfläche zum Reflektie­ ren einer blauen Komponente und eine Oberfläche zum Reflek­ tieren einer roten Komponente hat sowie Zeilenbildsensoren verwendet, die einzeln den jeweiligen Farben zugeordnet sind; ein Bild auf einer Vorlage, welche mit weißem Licht beleuch­ tet wird, wird mittels des dichroitischen Prismas und der Zeilenbildsensoren in die drei Primärfarben zerlegt. Bei einer anderen Ausführungsform werden eine weiße Leuchtstoff­ röhre und eine scheibenförmige Farbtrennfiltereinrichtung verwendet, in welcher ein Rotfilter, das für eine rote Kom­ ponente transparent ist, ein Blaufilter, das für eine blaue Komponente transparent ist, in identischen, sektorför­ migen Abschnitten angeordnet.

Der zeitlich sequentiell arbeitende Bildleser mit Lichtquel­ le benötigt jedoch eine beträchtliche Lesezeit, da die Leucht­ stoffröhren bedingt durch ihre Anordnung eine nach der ande­ ren für jede Zeile geschaltet werden. Da außerdem die Farb­ trennkennlinie 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 schnel­ ler als die übrigen Elemente; es erfordert jedoch einen ge­ nauen Einstellmechanismus, damit die drei Zeilenbildsensoren dieselbe Lesezeile auf einer Vorlage lesen können. Ein wei­ terer 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 Filterlemente 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 Farb­ komponente, welche dem daneben angeordneten Filter zugeord­ net ist, sich mit derjenigen Farbkomponente vermischt, von der sie getrennt werden soll.

Vorschläge, um diese vorausgehend angeführten Schwierigkeiten zu lösen, sind in den japanischen Gebrauchsmusteranmeldun­ gen Nr. 59-1 66 556 und 59-1 81 443 beschrieben, welche beide die Bezeichnung "Farbvorlage-Leseeinrichtung" tragen. Insbe­ sondere in der zuerst erwähnten Druckschrift werden eine An­ zahl streifenförmiger Farbtrennfilter vor einem Zeilenbild­ sensor hin- und herbewegt, um so die zu lesende Farbe jeweils einzuschalten. Die verschiedenen Lichtkomponenten werden mit Hilfe eines Prismas geteilt und werden jeweils auf drei Zeilenbildsensoren fokussiert, welche entsprechend angeordnet sind, um die jeweiligen Lichtkomponenten auf­ zunehmen. Es können dabei gleichzeitig mehrere Bildsigna­ le verarbeitet werden, die jeweils den drei Primärfarben zugeordnet sind.

Bei der zweitgenannten Druckschrift wird eine Leseeinrich­ tung zum Lesen einer Farbvorlage verwendet, bei der endlo­ se Farbtrennfilter zur Anwendung gelangen, die entweder in Form einer Filtertrommel vorliegen oder die in Form eines Endlosbandes vorgesehen sind.

Diese bekannten Konstruktionen ermöglichen jedoch nicht eine besonders kompakte Bauweise.

Aus der DE-OS 28 38 099 ist eine Anordnung zur Farbbildab­ tastung eines Farbbildes bekannt, wobei das wesentliche dieser bekannten Anordnung aus der Verwendung mehrerer li­ nearer Bildsensoren und deren spezifischer Anordnung be­ steht. Die Verwendung von Farbfiltern bzw. Farbfilterstrei­ fen ist bei dieser bekannten Anordnung ebenfalls möglich.

Aus der US-PS 31 82 125 ist eine Fernsehkamera, insbeson­ dere ein Beleuchtungs-Steuersystem für Fernsehkameraröhren bekannt. Das Beleuchtungs-Steuersystem kann einen Antriebs­ motor umfassen zur Bewegung eines Einheitsfilters, um das Einheitsfilter gezielt in den Strahlengang des von der Ka­ merabildröhre aufgenommenen Lichtes einzuführen. Diese be­ kannte Konstruktion ist aber lediglich so ausgeführt, daß ein Einheitsfilter entweder vollständig in den Strahlen­ gang eingeführt wird oder vollständig aus diesem heraus be­ wegt wird.

Aus der GB-PS 14 60 429 ist schließlich ein automatisches Verstärkungssteuersystem für Fernsehkameras bekannt, wel­ ches mit einem optischen System kombiniert ist. Bei dem optischen System kann ein Filter in Kombination mit einer Iris Verwendung finden, wobei das Filter einen geschwärz­ ten zentralen Abschnitt und einen in radialer Richtung we­ niger dämpfend wirkenden Abschnitt aufweist, um dadurch zu erreichen, daß das eintretende Licht in der Nähe des Zen­ trums der Eintrittslinse stark gedämpft wird, jedoch das eintretende Licht im radial ausliegenden Bereich der Lin­ se weniger stark gedämpft wird. Um diese bekannte Filter­ einrichtung wirksam werden zu lassen, muß das Filter immer in eine ganz bestimmte einheitliche Position gebracht wer­ den, d. h. es sind nicht mehrere Positionen des Filters mög­ lich, die verschiedenen Betriebsbedingungen entsprechen, so daß auch bei dieser bekannten Konstruktion nur zwei Mög­ lichkeiten gegeben sind, und zwar daß entweder das Filter aus dem Strahlengang vollständig entfernt ist oder in den Strahlengang vollständig eingeführt ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes auf einer Farb­ vorlage der angegebenen Gattung zu schaffen, die ein ge­ naues und schnelles Lesen eines Farbbildes ermöglicht, und die bei Inbetriebnahme immer einen vorher bestimmten Be­ triebszustand einnimmt, so daß beim Lesen eines Farbbildes immer von gleichbleibenden vorgegebenen Bedingungen ausge­ gangen werden kann.

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

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren herkömmlichen Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes;

Fig. 3A eine schematische Darstellung noch einer weiteren herkömmlichen Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes;

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

Fig. 4 einen Teil einer Schnittansicht einer Ausführungsform einer Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes, und zwar insbesondere deren Optik mit Merkmalen nach 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 Einrichtungen 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;

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

Fig. 12A und 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 bis 3B herkömmliche Einrichtungen zum Lesen eines Farbbildes beschrieben. In Fig. 1 ist eine herkömmliche sequentiell arbeitende Bildleseeinrichtung 10 mit Lichtquelle 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 zurückgeleiteter und durch diese auf einer lichtempfindlichen Oberfläche eines Zeilenbildsensors 20 fokussiert wird. Ein derartiger Bildleser weist Leuchtstoffröhren LG, LR und LB auf, welche jeweils Licht einer der drei Primärfarben, d. h. grün, rot und blau abgeben können und welche nacheinander angeschaltet werden. 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 dichtroitisches Prisma verwendet ist. In Fig. 2 sind die gleichen oder ähnliche Bauelemente wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In dem Bildleser 22 der Fig. 2 fällt ein durch die Linse 18 fo­ kussierter Lichtstrahl auf ein dichroitisches Prisma 24, wel­ ches mit einer Oberfläche 24 a zum Reflektieren einer blauen Lichtkomponente und mit einer Oberfläche 24 b zum Reflektie­ ren einer roten Lichtkomponente versehen ist. Blaue, rote und grüne Komponenten, welche mittels des Prismas 24 ge­ trennt worden sind, werden jeweils auf einem der Zeilenbild­ sensoren 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, wel­ che jeweils den drei Primärfarben zugeordnet sind.

In Fig. 3A und 3B ist noch eine weitere herkömmliche Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes dargestellt, bei welcher eine scheibenförmige Farbtrennfilteranordnung verwendet ist. In Fig. 3A und 3B sind dieselben oder ähnliche Bauelemente wie dieje­ nigen, welche in Fig. 1 und 2 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere weist die Einrichtung eine Farbtrennfilteranordnung 28 auf, welche an einer Abtriebswelle eines Motors 30 gehaltert ist. Die Fil­ teranordnung 28 ist näher an der Lesezeile LR angeordnet als die Linsenanordnung 18, und zwar so, daß deren Sehne in der­ selben 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 zugeord­ net ist. In ähnlicher Weise wird es zusammen mit dem bezüg­ lich der optischen Achse ausgerichteten Filter 28 g betrie­ ben, um ein Bildsignal zu erzeugen, welches einer Grün­ komponente zugeordnet ist, und wird ferner zusammen mit ei­ nem bezüglich der optischen Achse ausgerichteten Filter 28 b betrieben, um ein Bildsignal zu erzeugen, welches einer Blau­ lichtkomponente zugeordnet ist. Alle diese herkömmlichen, vorstehend beschrieben Einrichtungen sind aus dem einen oder anderen Grund, welche vorstehend aufgeführt sind, nicht zu­ friedenstellend.

In Fig. 4 ist ein in ihrer Gesamtheit mit 30 bezeichnete Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes mit Merkmalen nach 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 Le­ sezeile RL auf der Vorlage 34 festgelegt ist, wird durch ei­ nen 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 Zeilen­ bildsensor 44 fokussiert. Die Linsenanordnung 40 und der Zeilenbildsensor 44 sind als Einheit in einer Filterhalte- und Trageinrichtung 46 gehaltert. Insbesondere die Filterhalte- und Trageinrichtung 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 der Filterhalte- und Trageinrichtung 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 der Filterhalte- und Trageinrichtung 46 gehaltert.

Ein Halterungsteil 66 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 be­ wegliche 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 an­ dere Ende der Blattfedern 56 und 60 ist jeweils an dem unte­ ren Ende 68 bb der Spule 68 b befestigt. Bei dieser Konstruk­ tion 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 der Trageinrichtung 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 Blattfedern 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 Grüntrennfilter 42 g zum Durchlassen einer Grünlichtkomponente und ein Blautrennfilter 42 b zum Durchlassen einer Blaulichtkomponente auf, welche alle in dem Rahmen 42 untergebracht sind. Der Abstand zwischen den Farbtrennfiltern 42 r und 42 g und zwischen den Farbtrennfiltern 42 g und 42 b, der äußere Teil des Farbtrennfilters 42 r und der äußere Teil des Farbtrennfilters 42 b sind so bemessen, daß sie vorübergehend und vollständig einen Lichtstrahl abfangen, welcher auf den Zeilenbildsensor 44 gerichtet ist.

Das Farbtrennfilter 42 soll nun abwärts bewegt werden, um das Rottrennfilter 42 g anstelle des Grüntrennfilters 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, wel­ cher von dem Nachbarfilter durchgelassen wird, zu derselben Zeit auf den Zeilenbildsensor 44 auftritt, 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 Grüntrennfilter 42 g gewählt ist, und zwar deswegen, da Grün als eine Drop- out-Farbe gewählt wird, wenn der Bildleser 30 betätigt wird, um Bilder monochromatisch zu lesen.

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

In Fig. 10 ist ein Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine nicht dargestellte Hauptsteuereinheit der Einrichtung 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 Schiebe­ impulse SP vollendet ist.

Das Bildsignal von dem Zeilenbildsensor 44 wird über den Ver­ stärker 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 weitergeleitet, wel­ che der Verknüpfungsschaltung zugeordnet ist. Die in den Zeilenspeichern 82, 84 und 86 gespeicherten Bildsignale wer­ den mittels einer Ausgabeschaltung 88 zu den entsprechenden Zeitpunkten an die nachfolgende Einrichtung übertragen.

Der Hexadezimalzähler 70 wird bei Zählen von sechs Schiebe­ impulsen SP in einen Anfangszustand zurückgebracht. Der Zählstand CN des Zählers 70 wird an einen Dekodierer 90 an­ gelegt. Der Zähler 70 versorgt auch einen Rechteck-Dreieck­ wandler 92 mit einem Filteransteuersignal FT, welches wäh­ rend einer Periode, in welcher die drei Anfangsschiebeim­ pulse 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 Aus­ wählsignal GS, welches ein hoher Pegel wird, wenn der Zähl­ stand SN "3" und "6" ist, und erzeugt ein blaues Auswählsig­ nal 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 ei­ nen Freigabeeingangsanschluß der Verknüpfungsschaltung 78 und das blaue Auswählsignal BS an einen Freigabeeingangsan­ schluß der Verknüpfungsschaltung 80 angelegt.

Der Rechteck-Dreieck-Wandler 92 erzeugt, zeitlich gesteuert durch eine positiv verlaufende Flanke des Filteransteuersi­ gnals FT, ein Rechteckwellensignal TS, welches eine Periode hat, die sechsmal größer ist als die Periode der Schiebeim­ pulse 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 ange­ legt, 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 t 1 wird, wenn der erste Schiebeimpuls SP ein­ getroffen ist, wird das Filteransteuersignal FT ein hoher Pe­ gel, und daher erreicht das Dreieckwellensignal TS den maxi­ malen negativen Pegel. Im Ergebnis bewegt dann der Linearmo­ tor 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 Rottrennfilters 42 r der Lichtstrahl abgefan­ gen wird, wodurch die Lichtmenge, welche auf den Zeilenbild­ sensor 44 auftrifft, "0" wird, wie in Fig. 11D dargestellt ist. Aus dieser Stellung wird dann das Filter 42 aufwärts be­ wegt. Gleichzeitig beginnt der Zeilenbildsensor 44 ein Bild­ signal zu übertragen. Insbesondere liefert er sequentiell ein Bildsignal, das während einer Speicherzeit unmittelbar vorher gespeichert worden ist, in welcher ein Lichtstrahl durch das Rottrennfilter 42 r durchgelassen worden ist, wäh­ rend gleichzeitig die nächste Speicherzeit beginnt. In die­ sem Augenblick wird das rote Auswählsignal RS ein hoher Pe­ gel, um die Verknüpfungsschaltung 76 mit dem Ergebnis frei­ zugeben, 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 Fil­ ter 42 in eine Stellung zu bringen, welche dem Pegel des Signals TS zugeordnet ist. Dann beginnt der Lichtstrahl auf das eine Ende des Rottrennfilters 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 Rottrennfilter 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 Rottrennfilters 42 r zu dem Rahmen 42 a verschoben zu werden, nimmt die aufgenommene Lichtmenge nach und nach ab. Genau vor einem Zeitpunkt t 2, 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 Rottrennfilter 42 r zugeordnet ist, beendet ist. Wenn ein Schiebeimpuls SP zu dem Zeitpunkt t 2 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 t 1 begonnen worden ist, beendet ist, wird eine Zeile Bildsignale in den Zeilenspeicher 76, 78 und 80 gespeichert, und daher werden diese Bildsignale über die Abgabeschaltung 88 ausgelesen. Folglich sind zu dem Zeitpunkt t 2 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 t 1 an gespeichert werden. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt t 2 beginnt der Lichtstrahl des Grüntrennfilters 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 t 3 anliegt, bei welchem der Lichtstrahl das Filter 42 g vollständig durchquert hat und die Speicherung des Bildsignal 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 t 3 auszugeben beginnt, über die Verknüpfungsschaltung 78 in dem Zeilenspeicher 84 gespeichert.

Ferner beginnt, unmittelbar nach dem Zeitpunkt t 2 der Licht­ strahl das Blautrennfilter 42 b zu durchqueren, mit dem Er­ gebnis, daß die auf den Zeilenbildsensor 44 auftreffende Lichtmenge nach und nach größer wird; hierbei wird eine Spei­ cherzeit zum Speichern des Lichtstrshls, welcher von dem Filter 42 b durchgelassen wird, begonnen. Wenn ein Schiebeim­ puls SP unmittelbar nach einem Zeitpunkt t 4 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 Auswählsi­ gnal GS ein niedriger Pegel und das blaue Auswählsignal BS ein hoher Pegel wird. Folglich wird ein digitales Signal, welches einem Bildsignal entspricht, welches der Zeilenbild­ sensor 44 zu dem Zeitpunkt t 4 auszugeben beginnt, über die Verknüpfungsschaltung 80 an den Zeilenspeicher 86 angelegt. Bei Beendigung der Speicherung in den Zeilenspeicher 86 wer­ den 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 Lese­ zeile RL beendet. Dann werden, verzögert um eine Periode der Schiebeimpuls SP ein Auslesen eines Bildsignals und ein Speichern in die Zeilenspeicher 82, 84 und 86 durchgeführt.

Inzwischen erreicht zum Zeitpunkt t 4 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 Blautrennfilters 42 b, den Lichtstrahl ab, um die von dem Zeilenbildsensor 44 aufgenommene Lichtmenge auf "0" zu verringern. Zum Zeitpunkt t 4 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 Farbtrennfilter 42 b, 42 g und 42 r in dieser Reihenfolge durchlaufen kann. Wenn zu den Zeitpunkten t 5, t 6 und t 7 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 Rottrennfilter 42 r zugeordnete Bildsignal ausgelesen und zu einem Zeitpunkt t 7 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 eine 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 T 1 und T 2 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 Grüntrennfilter 42 g durchgelassen werden kann, ist das Grüntrennfilter 42 g in der Mitte des Filters 42 angeordnet, damit ein Lichtstrahl auf das Grüntrennfilter 42 g auftreffen kann, solange der Linearmotor 68 noch nicht betätigt ist. Selbstverständlich stellen jedoch die dargestellten und beschriebenen Positionen der Farbtrennfilter 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 eine Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes geschaffen, welche trotz einer einfachen und klein bemessenen Ausführungsform Farben in angemessener Weise trennt, wobei Bewegungen eines Filters in anderen Richtungen als einer vorherbestimmten hin- und hergehenden Richtung verhindert sind.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Lesen eines Farbbildes auf einer Farbvorlage, mit einem 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, mit einer optischen Anordnung (38, 46), um das auf einer Lesezeile (RL) festgelegte Farbbild zu der lichtempfindlichen Oberfläche des Zeilenbildsensors (44) zu leiten, und mit einer flachen ebenen 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, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine Filterantriebseinrichtung (68) zum Antreiben der Filtereinrichtung (42) in einer hin- und hergehenden Bewegung in einer Ebene, welche senkrecht zu einer optischen Achse verläuft, vorgesehen ist, um dadurch eines der Filter (42 r, 42 g, 42 b) bezüglich der optischen Achse auszurichten,
• b) die Filterantriebseinrichtung (68) so ausgebildet ist, daß im Nicht-Antriebszustand der Filterantriebseinrichtung (68) eines der Filter, insbesondere das Grünfilter (42 g) bezüglich der optischen Achse ausgerichtet ist, und
• c) eine Filterhalte- und Trageinrichtung (46) zum Halten der Filtereinrichtung vorgesehen ist, um die Filtereinrichtung (42) in der Richtung der Hin- und Herbewegung zu führen und eine Bewegung der Filtereinrichtung (42) in anderer Richtung zu unterbinden.

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 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterantriebseinrichtung einen Linearmotor (68) aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterhalte- und Trageinrichtung (46) eine Anzahl Blattfedern (54, 56, 58, 60) aufweist, die in einem spannungslosen Zustand die Filter (42r, 42 g, 42 b) in einer solchen Lage halten, daß eines der Filter bezüglich der optischen Achse ausgerichtet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern in ihren Abmessungen und in ihren Federkoeffizienten gleich sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Anordnung eine Linsenanordnung (40) und eine Trägereinrichtung (46) für die Linsenanordnung aufweist, welche die Linse trägt, wobei die Blattfedern (54, 56, 58, 60) an dem Linsenträger (46) befestigt sind.