DE3702208C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildlesegerät mit mehreren
Lichtquellen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 34 18 366 A1, von der im Oberbegriff des Pa
tentanspruchs 1 aus gegangen wird, ist ein derartiges Gerät
bekannt. Bei diesem bekannten Gerät sind die Lichtquellen in
mehrere Gruppen unterteilt und werden abschnittsweise hellge
schaltet. Ein zu lesender Gegenstand wird von den Lichtquellen
mit Licht bestrahlt, das dann auf eine fotoelektrische Um
setzvorrichtung geleitet wird. Die Sensorelemente der Umsetz
vorrichtung verändern allmählich ihre Eigenschaften.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht
eines solchen bekannten Bildeingabegeräts. In dieser Ansicht sind eine
Anzahl von Fotosensoren bzw. Sensorelemente 1 in Form einer Matrix derart
angeordnet, daß die optische Achse jedes Fotosensors 1 mit
der optischen Achse einer Linsenanordnung 2 mit verteiltem
Brechungsindex zusammenfällt. Eine Lichtquelle bzw. Leuchtdiodenmatrix 3
strahlt Licht auf eine Leseposition P einer Vorlage 4. Das
reflektierte Licht geht durch die Linsenanordnung 2 und
wird auf dem Fotosensor 1 fokussiert.
Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer
Anordnung der Fotosensoren 1 und der Leuchtdiodenmatrix 3.
Wie in der Ansicht gezeigt, sind Sensorzellen S1 bis S40
des Fotosensors 1 in Sensorblöcke SB1 bis SB4 und die
Leuchtdiodenmatrix 3 in Lichtquellenblöcke 5 bis 8 aufge
teilt.
Der Fotosensor 1 und die Leuchtdiodenmatrix 3, die derart
in mehrere Blöcke aufgeteilt sind, werden zu den in einem
Zeitsteuerdiagramm gemäß Fig. 7 gezeigten Zeiten gesteu
ert.
Wie in der Abtast-Zeitsteuerung gemäß Fig. 7 gezeigt,
werden die Sensorblöcke SB1 bis SB4 des Fotosensors 1
nacheinander auf der Grundlage der Blockeinheiten ange
steuert. Die Lichtquellenblöcke 5 bis 8 werden ebenfalls
nacheinander synchron mit der Ansteuerung der Sensorblöcke
hellgeschaltet (der hohe Pegel bezeichnet den Lichtein
schaltzustand und der niedrige Pegel den Lichtausschalt
zustand). Wie in der Ansicht gezeigt, sind die Lichtquel
lenblöcke 5 bis 8 zu den Zeiten derart hellgeschaltet, daß
sich die halben Perioden der Lichteinschaltzeiten mit
einander überlappen.
Aufgrund einer solchen Lichteinschaltsteuerung wird das
Licht während einer vorbestimmten Zeitdauer auf den Foto
sensor 1 gestrahlt, bevor er den Lesebetrieb ausführt, so
daß die Begrenzung der Lesegeschwindigkeit infolge der
Lichtansprechzeit beseitigt werden kann. Weiterhin wird
die Temperaturerhöhung unterdrückt, und eine Verringerung
der Lichtmenge kann vermieden werden, da die Leuchtdioden
matrix 3 abschnittsweise aufeinanderfolgend hellgeschaltet
wird.
Bei einem Bildlesegerät, wie z. B. einem Faksimilegerät
oder dergleichen mit Bildübertragungsfunktion, wächst je
doch die Verarbeitungszeit für die Umwandlung in dem Modem
an, wenn die Informationsmenge der Vorlage groß ist, und
es dauert auch eine lange Zeit, die Bilddaten nach einer
Leseabtastzeit des Fotosensors 1 zu übertragen.
Zum Durchführen der Beleuchtungssteuerung zu den in Fig. 7
gezeigten Zeiten in einem solchen Fall wird die Zeitdauer,
bis die Übertragung beendet ist, üblicherweise auf die
Wartezeit, bis der Lesebetrieb gestartet wird, einge
stellt. Beim herkömmlichen Bildlesegerät jedoch wird der
Fotosensor 1 manchmal für eine lange Zeit im Dunkeln
gelassen. Folglich besteht das Problem, daß der Fotostrom
mit einer Verzögerungszeit ansteigt und das Ausgangssignal
abnimmt, wenn der nächste Hauptabtastbetrieb gestartet
wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungs
gemäßes Bildlesegerät derart auszugestalten, daß unter Beibe
haltung verhältnismäßig hoher Lesegeschwindigkeit und verhält
nismäßig niedriger Temperatur relativ exakte Bildsignale
gewonnen werden können.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten
Mitteln gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Bildlesegerät werden die Lichtquel
len derjenigen Blöcke, die gerade nicht abschnittsweise hell
geschaltet sind, pulsartig angesteuert. Durch diese Maßnahme
wird erreicht, daß Probleme aufgrund sich verändernder Fo
toströme, die bei herkömmlichen Geräten bei zu langer Nicht
belichtung der Sensorzellen insbesondere bei Beginn des Aus
lesens auftreten können, zuverlässig ausgeschaltet werden kön
nen. Hierdurch wird erreicht, daß auch bei Beginn eines neuen
Lesezyklus korrekte Bildsignale erzeugt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie
len unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Ausführungsbei
spiels,
Fig. 2 ein Zeitsteuerdiagramm, das die Lichteinschaltsteuerung
wiedergibt,
Fig. 3 eine Kurve, die die Anstiegscharakteristik eines
verwendeten Fotosensors wiedergibt,
Fig. 4 eine Kurve zum Vergleichen der Ausgangspegel der Foto
sensoren in dem Fall, daß das Lichteinschaltsteuern der Licht
quellen bei dem Ausführungsbeispiel unter Verwendung des Foto
sensors durchgeführt wird, der die Fig. 3 gezeigte Lichtant
wortcharakteristik hat, und dem herkömmlichen Fall,
Fig. 5 eine schematische Ansicht des Aufbaus eines bekannten
Bildeingabegerätes,
Fig. 6 eine schematische Ansicht, einer beispielsweise An
ordnung eines Fotosensors 1 und einer Leuchtdiodenmatrix 3 und
Fig. 7 ein Zeitsteuerdiagramm, das einen Lichteinschalt-Steu
erbetrieb bei einem herkömmlichen Bildeingabegerät
darstellt.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Ausfüh
rungsbeispiels einer Lichteinschalt-Steuervorrichtung des
Bildlesegeräts. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel wird die in Fig. 5 gezeigte Bildeingabeein
heit verwendet, wobei ein Fotosensor 1 und eine Leucht
diodenmatrix, bzw. Lichtquellen 3 in einer ähnlichen Weise, wie in Fig. 6
gezeigt, angeordnet sind.
Gemäß Fig. 1 wird ein Grundtaktimpuls über einen Taktan
schluß an Zähler 12 und 20 und an ein UND-Glied 19 gege
ben. Auf den Grundtaktimpuls hin gibt der Zähler 20 ein
Impulssignal einer vorbestimmten Frequenz an ODER-Glieder
21 bis 24 ab.
Ein Rücksetzimpuls zum neuerlichen Starten des Lichtein
schaltsteuerns der Lichtquellen von Anfang an wird über
einen Rücksetzanschluß zugeführt. Zähler 12 und 13 und
Flip-Flops 10 und 15 bis 18 werden durch den Rücksetzim
puls rückgesetzt. Jedes der Flip-Flops 15 bis 18 hat eine
Anzahl von Setz- oder Rücksetzanschlüssen.
Ein Setzimpuls zum Starten des Lichteinschaltsteuerns der
Lichtquellen wird über den Start-Anschluß den Setzan
schlüssen der Flip-Flops 9 und 15 zugeführt. Das Ausgangs
signal der Flip-Flops 9 wird dem Zähler 12 zugeführt, so
daß der Zähler 12 zum Zählen aktiviert wird. Wenn eine
vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen vom Zähler 12 gezählt
sind, wird das Flip-Flop 9 rückgesetzt und das Flip-Flop
10 über einen Decodierer 11 am Ausgang des Zählers 12
rückgesetzt.
Wenn das Flip-Flop 10 gesetzt ist, wird das UND-Glied 19
geöffnet, so daß der Zähler 13 die Taktimpulse zu zählen
beginnt. Wenn der Zähler 13 eine vorbestimmte Anzahl von
Taktimpulsen gezählt hat, wird ein Decodierer 14 aufgrund
des gezählten Werts gesteuert. Die Flip-Flops 15 bis 18
werden durch fünf Ausgangssignale des Decodierers 14 ge
setzt oder rückgesetzt. So wird das Flip-Flop 16 durch ein
Ausgangssignal Φ₁ des Decodierers 14 gesetzt. Das Flip-
Flop 15 wird von einem Ausgangssignal Φ₂ rückgesetzt und
das Flip-Flop 17 gesetzt. Andererseits wird das Flip-Flop
16 von einem Ausgangssignal Φ₃ rückgesetzt und das Flip-
Flop 18 gesetzt. Das Flip-Flop 17 wird von einem Aus
gangssignal Φ₄ rückgesetzt. Weiterhin wird das Flip-Flop
18 von einem Ausgangssignal Φ₅ rückgesetzt.
Die Ausgangsanschlüsse der Flip-Flops 15 bis 18 werden mit
den Eingangsanschlüssen der ODER-Glieder 21 bis 24 ver
bunden. Die Ausgangsanschlüsse der ODER-Glieder 21 bis 24
werden mit den Basisanschlüssen von Transistoren 25 bis 28
verbunden. Eine Spannung +V einer Spannungsquelle wird
jedem Kollektoranschluß über einen Widerstand R zugeführt.
Die Emitteranschlüsse werden jeweils über
Blöcke 5 bis 8 der Leuchtdiodenmatrix 3 an Masse gelegt.
Daher werden die Blöcke 5 bis 8 von den Aus
gangssignalen der ODER-Glieder 21 bis 24 jeweils hell-
oder dunkelgeschaltet.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des Lichteinschalt-
Steuergerätes in dem Ausführungsbeispiel mit dem vorher
gehenden Aufbau an Hand von Fig. 2 beschrieben.
Fig. 2 zeigt ein Zeitsteuerdiagramm, das das Licht
einschaltsteuer des Ausführungsbeispiels zeigt.
Wenn der Zähler 20 den Impuls einer vorbestimmten Frequenz
ausgibt, werden zunächst alle Blöcke 5 bis 8
gleichzeitig periodisch pulsartig hellgeschaltet (nachfol
gend als zyklisches Lichteinschalten bezeichnet, z.B.
beträgt die Periode 40 µs, die Lichteinschaltzeit 8 µs
oder dergleichen).
Um das Lichteinschaltsteuer zum Bildlesen neuerlich zu
starten, wird ein Rücksetzimpuls über den Rücksetzanschluß
zugeführt, wodurch die Flip-Flops und Zähler zurückgesetzt
werden.
Wenn ein Startimpuls vom Startanschluß aus zugeführt wird,
wird das Flip-Flop 9 gesetzt und der Zähler 12 in den
Zählfreigabezustand geschaltet. Das Flip-Flop 15 wird
ebenfalls gesetzt, ein Signal mit hohem Pegel wird vom
ODER-Glied 21 ausgegeben, und der Block 5 wird
mit Gleichstrom bzw. nach Art eines Gleichstroms hellge
schaltet. Ein solcher gleichstromartiger Lichteinschaltbe
trieb wird nur während der den Abtastzeitsteuerungen der
Sensorblöcke SB1 bis SB4 entsprechenden Zeitdauer (z.B. 4
ms) fortgesetzt und aufeinanderfolgend für jeden
Block 5 bis 8 in Abhängigkeit von den Abtastzeit
steuerungen durchgeführt. Deshalb wird diese Gleichstrom-
Lichteinschaltbetriebsart im folgenden als abschnittswei
ses Lichteinschalten bezeichnet.
Wenn der Zähler 12 die der Zeit T1 entsprechenden Taktim
pulse bis zur Abtastzeitsteuerung des Sensorblocks SB1
zählt, setzt der Zähler 12 das Flip-Flop 9 zurück und
setzt das Flip-Flop 10 über den Dekodierer 11. Wenn das
Flip-Flop 10 gesetzt ist, wird das UND-Glied 19 geöffnet,
so daß der Zähler 13 die Taktimpulse zu zählen beginnt.
Wenn der Zähler 13 die Taktimpulse entsprechend der Zeit
T2 zählt, setzt der Dekodierer 14 das Flip-Flop 16 durch
das Ausgangssignal Φ₁ aufgrund des gezählten Werts des
Zählers 13. Auf diese Weise wird der Block 6
abschnittsweise durch den Transistor 26 über das ODER-
Glied 22 hellgeschaltet. Wie in dem Diagramm gezeigt, ist
es erwünscht, die abschnittsweise Lichteinschalt-Zeit
steuerung des Blocks 6 an dem Punkt einzu
schalten, an dem die Abtastposition der Vorlage die
mittlere Position des Sensorblocks SB1 erreicht.
Wenn der Zähler 13 anschließend die der Zeit T3 entspre
chenden Taktimpulse vom abschnittsweisen Lichteinschalten
des Blocks 6 ab bis zu dem Punkt zählt, an dem
die Abtastposition die mittlere Position des Sensorblocks
SB2 erreicht, setzt der Dekodierer 14 das Flip-Flop 15
zurück und setzt das Flip-Flop 17 durch das Ausgangssignal
Φ₂ aufgrund des gezählten Werts des Zählers 13. Auf diese
Weise beendet der Block 5 den abschnittsweisen
Lichteinschaltbetrieb und startet den zyklischen Lichtein
schaltbetrieb. Der Block 7 beendet dagegen den
zyklischen Lichteinschaltbetrieb und startet den ab
schnittsweisen Lichteinschaltbetrieb. Zu dieser Zeit wird
der Block 6 im abschnittsweisen Lichtein
schaltzustand gehalten, da sich das Flip-Flop 16 im ge
setzten Zustand befindet.
Wenn anschließend der Zähler 13 weiterhin die der Zeit T3
entsprechenden Taktimpulse zählt, setzt der Dekodierer 14
das Flip-Flop 16 zurück und setzt das Flip-Flop 18 durch
das Ausgangssignal Φ₃. Auf diese Weise startet der
Block 6 den zyklischen Lichteinschaltbetrieb,
während der Block 8 den abschnittsweisen
Lichteinschaltbetrieb startet. Der Block 7
setzt den abschnittsweisen Lichteinschaltbetrieb fort.
Als nächstes setzt der Dekodierer 14 das Flip-Flop 17
durch das Ausgangssignal Φ₄ zurück, wenn der Zähler 13
weiterhin die der Zeit T3 entsprechenden Taktimpulse
zählt.
Der Block 7 startet den zyklischen Lichtein
schaltbetrieb, während der Block 8 den ab
schnittsweisen Lichteinschaltbetrieb fortsetzt.
Wenn der Zähler 13 weiterhin die der Zeit T3 entsprechen
den Taktimpulse zählt, setzt der Dekodierer 14 das Flip-
Flop 18 durch das Ausgangssignal Φ₅ zurück, so daß der
Block 8 mit dem zyklischen Lichteinschaltbe
trieb beginnt.
Auf diese Weise sind alle Blöcke 5 bis 8 im
zyklischen Lichteinschaltzustand. Nach Beendigung der
Übertragung der gelesenen Information des Fotosensors,
wird ein Rücksetzimpuls über den Rücksetzanschluß zuge
führt und dann ein Startimpuls über den Startanschluß
eingegeben. Die Blöcke werden aufeinanderfol
gend hellgeschaltet, wie vorstehend erläu
tert.
Fig. 3 zeigt eine Kurve, die die Anstiegscharakteristik
des beim Ausführungsbeispiel verwendeten Fotosensors wie
dergibt. Die Kurve zeigt eine Änderung des Fotostroms ip,
der über den an einer vorbestimmten Spannung liegenden
Fotosensor von Beginn an fließt, wenn dieser mit einer
vorbestimmten Lichtstärke beleuchtet wird. Die Zeit vom
Start (t=0) der Beleuchtung bis zu einer Zeit, da der
Wert des Fotostroms 0,9 erreicht, wird unter der Annahme,
daß der Stromwert bei Sättigung 1 beträgt, als Anstiegs
zeit der Lichtantwort festgelegt.
Fig. 4 zeigt eine Kurve, die das Vergleichsergebnis
der Ausgangssignalpegel des Fotosensors in dem Falle, daß
der Lichteinschaltbetrieb der Lichtquellen des Ausfüh
rungsbeispiels unter Verwendung des Fotosensors mit der in
Fig. 3 gezeigten Lichtantwortcharakteristik durchgeführt
wird, gegenüber dem herkömmlichen Fall zeigt. Bei dieser
Kurve wird der Ausgangssignalpegel des Fotosensors auf "1"
gesetzt, wenn die abschnittsweise Lichteinschaltdauer Tp
10 ms beträgt. Die abschnittsweise Lichteinschaltdauer Tp
der Lichtquellen ändert sich in Abhängigkeit von der Über
tragungszeit nach Beendigung eines Leseabtastbetriebs des
Fotosensors. Dem Ausführungsbeispiel gemäß, bei dem der
zyklische Lichteinschaltbetrieb durchgeführt wird, ist die
Abnahme des Fotosensor-Ausgangssignals im Vergleich zu dem
in der Kurve B gezeigten herkömmlichen Fall selbst dann
viel geringer, wenn die Zeitdauer Tp lang ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß dem Ausführungsbei
spiel der zyklische Lichteinschaltbetrieb der Lichtquellen
auch dann durchgeführt, wenn der Fotosensor sich nicht im
Lesebetrieb befindet. Deswegen tritt das Problem des her
kömmlichen Geräts, daß das Fotosensorausgangssignal beim
Start des nächsten Hauptabtastbetriebs abfällt, selbst
dann nicht auf, wenn die Übertragungszeit nach dem
Leseabtastbetrieb des Fotosensors lang ist.
Andererseits kann das Ausmaß der Wärmeerzeugung der Licht
quelle unterdrückt bzw. verringert, und die Verschlech
terung der Leuchtdiodencharakteristik verhindert werden,
da die Lichtquellen in mehrere Blöcke aufgeteilt und
blockweise hellgeschaltet werden.
Weiterhin können die Wärmeerzeugung und der elektrische
Leistungsverbrauch verringert werden, da der zyklische und
der abschnittsweise Lichteinschalt-Betrieb durch eine
einzelne Lichtquelle vorgesehen werden können. Die her
kömmlich benötigte Wärmeabstrahleinrichtung kann ent
fallen. Der Lichtquellenabschnitt kann minimiert und die
gesamte Gerätegröße verkleinert werden.
Beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die Licht
quellen und Fotosensoren der einfacheren Erläuterung wegen
in vier Blöcke aufgeteilt worden. Die Anzahl der Blockab
schnitte ist jedoch nicht auf vier begrenzt. Z.B. ist es
auch möglich, die Anzahl der Blockabschnitte der Fotosen
soren zu vergrößern und diese Blöcke mit einem wohlbe
kannten Matrixansteuerverfahren zu betreiben.
Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, werden gemäß dem
Bildlesegerät des Ausführungsbeispiels die Lichtquellen
der Blöcke, die nicht abschnittsweise hellgeschaltet sind,
pulsartig hellgeschaltet. Selbst wenn eine Informations
menge eines zu lesenden Gegenstandes groß ist und eine
lange Übertragungszeit beansprucht, kann deshalb die Ab
nahme des Ausgangssignals durch Verzögerung der Anstiegs
zeit der Lichtantwort der fotoelektrischen Umsetzvor
richtung verhindert, und das Bild mit hoher Zuverlässig
keit gelesen werden.
Andererseits wird die von der Lichtquelle erzeugte Wärme
menge verringert und die Verschlechterung der Lichtquel
lencharakteristik vermieden. Zusätzlich können Größe,
Gewicht und Kosten des gesamten Geräts herabgesetzt wer
den.
Claims (1)
- Bildlesegerät mit mehreren Lichtquellen und einer Lichtein schalt-Steuervorrichtung zum Aufteilen der Lichtquellen in mehrere Blöcke und zum aufeinanderfolgenden blockweisen Hell schalten der Lichtquellen, wobei das von den Lichtquellen aus gesandte Licht über einen zu lesenden Gegenstand auf eine fo toelektrische Umsetzvorrichtung gestrahlt wird, deren Sensor elemente in ihren Empfindlichkeitseigenschaften sich bei Be strahlung allmählich verändern, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinschalt-Steuervorrichtung (9 bis 26) die Lichtquellen der Blöcke (3 bis 8), die nicht blockweise hell geschaltet sind, pulsartig hellschaltet.
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