DE3637023A1

DE3637023A1 - Bildleseeinrichtung fuer ein facsimilegeraet

Info

Publication number: DE3637023A1
Application number: DE19863637023
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Fujiwara
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1987-05-07
Also published as: US4771338A; JPS62104262A; DE3637023C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildleseeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Bildleseeinrichtung für ein Facsimilegerät.

Eine konventionelle Bildleseeinrichtung enthält eine Linse zur Fokussierung eines Bildes eines Dokuments auf ein Feld lichtempfangender Elemente, so daß das Bild gelesen werden kann. Das Empfangsfeld besteht üblicherweise aus einer Mehrzahl eindimensionaler Elemente, beispielsweise eindimensionaler ladungsgekoppelter Einrichtungen (CCD's) oder eindimensionaler Bildsensoren vom MOS-Typ. Die Anzahl der eindimensionalen Elemente hängt von der Größe des Dokuments und des gewünschten Auflösungsvermögens beim Lesen des Bildes ab. Sollen die Dokumentengröße oder das Auflösungsvermögen erhöht werden, so vergrößert sich auch die Anzahl die Elemente, was hohe Kosten nach sich zieht. Darüber hinaus wird bei der konventionellen Bildleseeinrichtung das Bild des Dokuments mit Hilfe einer Linse oder dergleichen auf dem Empfangsfeld fokussiert abgebildet, so daß relativ lange Lichtwege zwischen dem Dokument und dem Empfangsfeld vorhanden sind. Dies führt zu einer relativ großen Bildleseeinrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildleseeinrichtung für ein Facsimilegerät zu schaffen, die eine geringere Anzahl von lichtempfangenden bzw. Bilddetektorelementen und einen kompakteren Aufbau infolge kürzerer Lichtwege aufweist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine Bildleseeinrichtung nach der Erfindung zum Lesen eines Bildes auf einem Dokument zeichnet sich aus durch
- eine lichtemittierende Einrichtung zur Aussendung von Licht auf das Dokument,
- eine lichtempfangende Einrichtung zum Empfang von Licht, das am Dokument reflektiert wird, sowie zur Lieferung entsprechender Signale,
- ein Flüssigkristallverschlußfeld zwischen der lichtemittierenden und der lichtempfangenden Einrichtung zur bereichsweisen Blockierung bzw. Freigabe des Lichtweges für das am Dokument reflektierte Licht, und
- eine Steuereinrichtung zur bereichsweisen Ansteuerung des Flüssigkristallverschlußfeldes im zeitversetzten bzw. Timesharingbetrieb, derart, daß auf die lichtempfangende Einrichtung das reflektierte Licht zeitversetzt auftrifft.

Die lichtempfangende Einrichtung empfängt also nacheinander Licht, das von verschiedenen Bereichen des Dokuments reflektiert worden ist. In Abhängigkeit des empfangenen Lichtes liefert sie entsprechende elektrische Ausgangssignale.

Das Flüssigkristallverschlußfeld kann beispielsweise eine Mehrzahl von Flüssigkristallzellen aufweisen, die entlang einer Geraden angeordnet sind. Beim Abtasten des Bildes wird dann das Flüssigkristallverschlußfeld senkrecht zur Geraden bewegt bzw. abgelenkt. Die lichtempfangende Einrichtung kann entsprechend mitabgelenkt werden. Statt dessen kann das Flüssigkristallverschlußfeld auch eine Mehrzahl von zweidimensional bzw. matrixförmig angeordneten Flüssigkristallzellen aufweisen, die nacheinander eingeschaltet werden. Eine Bewegung von Flüssigkristallverschlußfeld und lichtempfangender Einrichtung kann somit entfallen. Die lichtempfangende Einrichtung kann beispielsweise aus nur einem einzigen Lichtdetektorelement bestehen, zum Beispiel aus einer Photodiode. Sie kann aber auch aus mehreren Lichtdetektorelementen bestehen, um die im Timesharingbetrieb durchgeführte Bildabtastung zu verkürzen.

Vorzugsweise ist im Strahlengang vor dem Flüssigkristallverschlußfeld ein Feld aus stabförmigen Linsen angeordnet, um das Bild des Dokuments auf dem Flüssigkristallverschlußfeld abzubilden. Die Abbildung kann beispielsweise im Maßstab 1:1 oder in einem beliebig anderen Maßstab erfolgen. Die stabförmigen Linsen können durch Glasfasern realisiert und beispielsweise als sogenannte SELFOC-Linsen ausgebildet sein.

Die Flüssigkristallzellen des Flüssigkristallverschlußfeldes können jeweils getrennt oder gruppenweise je nach gewünschtem Auflösungsvermögen angesteuert werden, um das vom Dokument kommende reflektierte Licht zur lichtempfangenden Einrichtung hindurchzulassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Bildleseeinrichtung,

Fig. 2 und 3 Darstellungen zur Erläuterung des Bildlesebetriebs der Bildleseeinrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung des Bildlesebetriebs einer weiteren Bildleseeinrichtung.

Zunächst wird die in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Bildleseeinrichtung näher beschrieben.

Diese Bildleseeinrichtung gemäß Fig. 1 enthält ein Feld 1 aus lichtemittierenden Dioden (LED's) zur Aussendung von Licht in Richtung eines auf einem Dokument 2 befindlichen Bildes, wobei das Dokument 2 beispielsweise ein Blatt Papier sein kann, sowie ein Stablinsenfeld 3 aus einer großen Anzahl von Glasfiberlinsen, von denen jede zum Beispiel einen Durchmesser von 1 mm aufweist, und wobei jede Linse entlang ihres eigenen Lichtweges ausgedehnt ist. Das Stablinsenfeld 3 kann beispielsweise ein SLA-Feld sein und wird von Nippon Sheet Glass Co., Ltd. geliefert. Das Bild auf dem Dokument 2 läßt sich im selben Maßstab oder verkleinert auf einem Flüssigkristallverschlußfeld 4 abbilden (Lichtverschluß aus einzelnen Verschlußelementen).

Das Flüssigkristallverschlußfeld 4 liegt zwischen dem Dokument 2 und einer Photodiode 5 zum Empfang des vom Dokument 2 reflektierten Lichtes. Dieses Flüssigkristallverschlußfeld 4 enthält eine Mehrzahl von Verschlußelementen, die jeweils aus einer Flüssigkristallzelle hergestellt sind. Wird eine Spannung an die Flüssigkristallzellen des Flüssigkristallverschlusses gelegt, so werden diese Flüssigkristallzellen transparent. Durch sie kann dann Licht hindurchtreten. Wird dagegen an die jeweiligen Flüssigkristallzellen des Verschlusses keine Spannung angelegt, so sind die jeweiligen Zellen opaque bzw. lichtundurchlässig. Der Lichtdurchgang durch den Verschluß wird somit gesperrt. Unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Betriebs des Flüssigkristallverschlußfeldes 4 wird vom Dokument 2 reflektiertes Licht, das durch das Stablinsenfeld 3 hindurchgelaufen ist, in ein- oder zweidimensionaler Weise unterteilt, so daß das Licht, das jeweils einem Teil des Dokumentenbildes zugeordnet ist, zur Photodiode 5 übertragen werden kann. Eine Verschlußsteuerschaltung 6 dient zur Ansteuerung des Flüssigkristallverschlusses im Timesharingbetrieb. Die Photodiode 5 empfängt das am Dokument 2 reflektierte und den Flüssigkristallverschluß 4 durchsetzende Licht und erzeugt somit Signale in Übereinstimmung mit dem Bild auf dem Dokument 2.

Die Fig. 2 zeigt die prinzipielle Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Bildleseeinrichtung. Fällt Licht vom LED-Feld 1 auf das Dokument 2, so wird das Licht durch einige schwarze Bereiche auf dem Dokument absorbiert, während andererseits auf weiße Bereiche des Dokuments 2 auftreffendes Licht reflektiert wird. Durch das Stablinsenfeld 3 wird das reflektierte Licht in Richtung des Verschlußfeldes 4 geleitet, so daß das Bild des Dokuments 2 mit demselben Maßstab als Bild 2′ auf dem Verschlußfeld 4 abgebildet wird. Die Abbildung erfolgt zum Beispiel im Verhältnis 1:1, kann aber auch mit unterschiedlichen Abbildungsverhältnissen erfolgen. Die Teilung bleibt dabei gleich.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werden einzelne Flüssigkristallverschlüsse 4 a, 4 b mit Hilfe der Treiberschaltung 6 im Timesharingbetrieb bzw. zeitverschoben angesteuert. Wird eine Spannung an das Verschlußelement 4 b gelegt, so daß es transparent wird, und liegt keine Spannung an den anderen Verschlußelementen 4 a, 4 c,. . ., an, so daß diese lichtundurchlässig sind, so tritt nur Licht durch das Verschlußelement 4 b in Richtung auf die Photodiode 5 hindurch, während das auf die anderen Verschlußelemente auftreffende Licht blockiert wird. Die Photodiode 5 empfängt das durch das Verschlußelement 4 b hindurchtretende Licht und erzeugt ein Signal in Übereinstimmung mit diesem Teil des Bildes, das als fokussiertes Bild 2′ auf dem Verschlußfeld 4 abgebildet worden ist. In Übereinstimmung mit der das Verschlußelement 4 b durchsetzenden Lichtmenge kann somit der Teil des fokussierten Bildes auf dem Verschlußelement 4 b als weißer oder schwarzer Teil bzw. als weißer oder schwarzer Bereich detektiert werden.

Wird dagegen eine Spannung an das Verschlußelement 4 c gelegt, so kann auf das Verschlußelement 4 c auftreffendes Licht durch diese Verschlußelement hindurchtreten und von der Photodiode 5 schließlich detektiert werden. Die anderen Verschlußelemente 4 a, 4 b, 4 d,. . . sind dann in diesem Fall opaque und verhindern einen Lichtdurchtritt. Die Photodiode 5 liefert dann ein Signal in Übereinstimmung mit dem Teil des fokussierten Bildes 2′ auf dem Verschlußelement 4 c.

In dieser Weise wird ein zeitgesteuerter bzw. Timesharingbetrieb aller Verschlußelemente durchgeführt. Die einzige Photodiode 5 kann somit sämtliche Teile des fokussierten Bildes 2′ empfangen und in entsprechende elektrische Ausgangssignale umwandeln. Das Auflösungsvermögen der Vorrichtung hängt von der Dichte der Verschlußelemente im Verschlußfeld 4 ab.

Das Verschlußfeld 4 enthält beispielsweise Verschlußelemente, die entlang einer einzelnen Linie bzw. Geraden angeordnet sind, wie die Fig. 3 zeigt.

Diese Verschlußelementlinie mit den Verschlußelementen 4 a, 4 b, 4 c,. . . wird in Richtung X in Fig. 3 abgelenkt, also in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Verschlußelementlinie, so daß das Bild in einer zweidimensionalen Weise gelesen werden kann, also spalten- bzw. zeilenweise.

Entsprechend einer anderen Ausführungform kann das Flüssigkristallverschlußfeld 4 aber auch matrixförmig angeordnete Verschlußelemente aufweisen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. In diesem Fall ist keine Ablenkung des Verschlußfeldes zum Lesen eines Bildes erforderlich. Das zweidimensionale Feld aus einzelnen Verschlußelementen kann somit bei der Bildabtastung ruhen.

Wie bereits beschrieben, ist nur eine einzige Photodiode 5 vorhanden. Selbstverständlich können auch mehrere Photodioden eingesetzt werden, um ein Bild im Timesharingbetrieb abzutasten, so daß ein Lesevorgang schneller durchgeführt werden kann.

In Übereinstimmung mit der Erfindung kann eine einzelne lichtempfangende Photodiode zum Empfang reflektierten Lichts von einem abzutastenden Dokument bei Steuerung des Verschlußfeldes im Timesharing- bzw. zeitversetzten Betrieb verwendet werden. Mit Hilfe des Stablinsenfeldes 3 lassen sich die Lichtwege relativ klein halten, so daß ein kompaktes Lesesystem erhalten wird.

Claims

1. Bildleseeinrichtung zum Lesen eines Bildes auf einem Dokument, gekennzeichnet durch
- eine lichtemittierende Einrichtung (1) zur Aussendung von Licht auf das Dokument (2),
- eine lichtempfangende Einrichtung (5) zum Empfang von Licht, das am Dokument (2) reflektiert wird, sowie zur Lieferung entsprechender Signale,
- ein Flüssigkristallverschlußfeld (4) zwischen der lichtemittierenden und der lichtempfangenden Einrichtung zur bereichsweisen Blockierung bzw. Freigabe des Lichtweges für das am Dokument (2) reflektierte Licht, und
- eine Steuereinrichtung (6) zur bereichsweisen Ansteuerung des Flüssigkristallverschlußfeldes (4) im zeitversetzten bzw. Timesharingbetrieb, derart, daß auf die lichtempfangende Einrichtung (5) das reflektierte Licht zeitversetzt auftrifft.

2. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallverschlußfeld (4) eine Mehrzahl von Flüssigkristallzellen aufweist, die entlang einer Geraden angeordnet sind.

3. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallverschlußfeld (4) eine Mehrzahl von zweidimensional bzw. matrixförmig angeordneten Flüssigkristallzellen aufweist.

4. Bildleseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende Einrichtung (5) aus nur einem einzigen Lichtdetektorelement besteht.

5. Bildleseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfangende Einrichtung (5) aus mehreren Lichtdetektorelementen besteht.

6. Bildleseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallverschlußfeld (4) senkrecht zur Geraden bewegbar ist.

7. Bildleseeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor dem Flüssigkristallverschlußfeld (4) ein Feld aus stabförmigen Linsen (3) angeordnet ist, um das Bild des Dokuments (2) auf dem Flüssigkristallverschlußfeld (4) abzubilden.