DE3708272A1 - Bildinformation-lesevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildinformation-Lesevorrichtung, die sich beispielsweise für eine Kopiermaschine eignet, um auf einem Aufzeichnungsträger aufgezeichnete Daten zu lesen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Lesen eines Originals, wie beispielsweise eines Farboriginals, wird eine Lichtquelle, wie beispielsweise eine Halogenlampe, mit einer guten Farbwiedergabefähigkeit dazu verwendet, um ein stabiles Farbtrennverhalten zu erzielen. Wird der Lichtquelle eine konstante Spannung zugeführt, so wird deren Spektralverteilung konstant, so dass die Lichtquelle mühelos gehandhabt werden kann.

Jedoch weist eine derartige Lichtquelle einen schlechten Wirkungsgrad auf und erzeugt eine grosse Wärmemenge. Daher benötigt sie Hilfsvorrichtungen, wie beispielsweise eine Kühleinheit etc., die nicht für eine kompakte Bildlesevorrichtung geeignet ist. Darüber hinaus kann, falls die der Lichtquelle zugeführte Spannung geändert wird, um die Lichtmenge einzustellen, die Spektralverteilung ebenfalls geändert werden und verursacht die Schwierigkeit, dass die Lichtmenge schwer einzustellen ist.

Als Lichtquelle, die keine Änderung in der Spektralverteilung verursacht, selbst wenn die Lichtmenge eingestellt wird, wurde eine Leuchtstoffröhre für die Bildinformation-Lesevorrichtung verwendet, um die vorausgehend aufgeführte Schwierigkeit zu beseitigen. Jedoch hat eine Leuchtstoffröhre als Lichtquelle die nachfolgend aufgeführten Nachteile.

Wird die Leichtstoffröhre als Lichtquelle verwendet und ein CCD (ladungsgekoppelte Vorrichtung)-Bildsensor als Lesevorrichtung, so wird ein Ausgangssignal des CCD-Bildsensors durch relative Änderungen in der Lichtmenge der Leuchtstoffröhre beeinflusst. Die Leuchtstoffröhre wechselt in ihrer Intensität entsprechend einer vorgegebenen Beleuchtungsfrequenz ohne Rücksicht auf den CCD-Bildsensor und verursacht Änderungen in der Lichtmenge. Wird daher die Beleuchtungsfrequenz geändert oder eine Phasenverschiebung verursacht, so wird die Anzahl der Intensitätsänderungen der Leuchtstoffröhre innerhalb eines Abtastabschnittes zur Abtastung einer Zeile des CCD-Bildsensors geändert, so dass die zugeführte Lichtmenge variiert.

Um die vorausgehend aufgeführten Mängel zu beseitigen, wird die Leuchtstoffröhre derart mit Hochfrequenz betrieben, dass die Lichtmenge der Leuchtstoffröhre nicht durch die Beleuchtungsfrequenz beeinträchtigt wird. Wird jedoch die Leuchtstoffröhre mit Hochfrequenz betrieben, so kann deren Emissionsverhalten nicht der Frequenz folgen, damit die Grösse der Lichtänderung zum Zeitpunkt eines Intensitätswechsels geändert wird. Die Lichtmenge wird dabei, bezogen auf den gleichen Stromwert, gering sein.

Andererseits ist der Vorteil vorhanden, dass, wenn die Leuchtstoffröhre mit einer Frequenz betrieben wird, die gegenüber dem erforderlichen Abschnitt zur Abtastung einer Zeile des CCD-Bildsensors ausreichend gross ist, die Fehlergrösse der Lichtzufuhr innerhalb des Abtastabschnittes einer Linie des CCD-Bildsensors auf einem Mindestwert gehalten werden kann, selbst wenn eine Beleuchtungsfrequenzänderung und Phasenverschiebung vorliegen. Jedoch ist in diesem Falle auch der Verlust der Lichtquelle gross und es ist schwierig, die Lichtquelle wirksam hell zu halten.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, hat die bekannte Lichtquelle, wie beispielsweise eine Halogenlampe, einen kleinen Wirkungsgrad, erzeugt eine grosse Wärmemenge und ist bezüglich der Lichtmenge schwierig einzustellen. Wird eine Leuchtstoffröhre als Lichtquelle verwendet, so wird sie mit Hochfrequenz betrieben, wodurch ihr Wirkungsgrad verkleinert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildinformation-Lesevorrichtung zu schaffen, die eine Lichtquelle aufweist, die mit gutem Wirkungsgrad zum Leuchten gebracht werden kann, ohne eine hohe Beleuchtungsfrequenz zu verwenden, selbst wenn eine Leuchtstoffröhre als Lichtquelle verwendet wird.

Zur Lösung der vorausgehend aufgeführten Aufgabenstellung stellt die vorliegende Erfindung eine Bildinformation-Lesevorrichtung zur Verfügung, die eine Lichtquelle aufweist, um Licht auf einen Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise ein Dokument, abzustrahlen, eine Zündschaltung, um die Lichtquelle zum Aufleuchten zu bringen, damit sie Licht äuf die Oberfläche des Dokumentes abstrahlt, ein fotoelektrisches Wandlerelement zur Umwandlung des auf die Oberfläche des Dokumentes abgestrahlten und reflektierten Lichtes in elektrische Signale, und eine Steuerschaltung zur Steuerung des fotoelektrischen Wandlerelementes. Abhängig von einem Steuersignal für das fotoelektrische Wandlerelement wird ein Betriebssignal (lighting signal) für die Zündschaltung synchronisiert, um die Lichtmenge festzulegen, die dem fotoelektrischen Wandlerelement zugeführt wird.

Somit ist die erfindungsgemässe Bildinformation- Aufzeichnungsvorrichtung gekennzeichnet durch eine Zündvorrichtung zum Zünden einer Lichtquelle zur Abstrahlung von Licht auf einen Aufzeichnungsträger; eine fotoelektrische Wandlervorrichtung zur Umwandlung von Licht, das auf den Aufzeichnungsträger abgestrahlt und von diesem reflektiert wurde in ein elektrisches Signal; und eine Vorrichtung zum Synchronisieren eines Signals zum Betrieb der fotoelektrischen Wandlervorrichtung mit einem Zündsignal für die Zündvorrichtung.

Weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anschliessenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Kopiermaschine, die mit einer erfindungsgemässen Bildinformation-Lesevorrichtung ausgestattet ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemässen Bildinformation-Lesevorrichtung, und

Fig. 3 eine Zeitablaufdarstellung, die den Betrieb der erfindungsgemässen Bildinformation-Lesevorrichtung erläutert.

Die erfindungsgemässe Bildinformation-Lesevorrichtung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die erfindungsgemässe Bildinformation-Lesevorrichtung kann beispielsweise für Bilderzeugungsvorrichtungen, wie eine Kopiermaschine und einen Mikrofilm-Leser/Drucker verwendet werden.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen (20) eine Bildinformation-Lesevorrichtung zum Lesen eines Originals (4). Ein Steuerabschnitt der Bildinformation-Lesevorrichtung (20) ist an deren vorderer Oberseite angeordnet. An der Oberseite der Bildinformation-Lesevorrichtung (20) befindet sich eine transparente Glasplatte (3 a), auf die das Original (4) aufgelegt wird. Die Glasplatte (3 a) wird von der Oberfläche eines Kastenrahmens (24) gehalten, an dem sie befestigt ist und der durch ein Abdeckgehäuse (23) abgedeckt wird. Der Kastenrahmen (24) wird von einer Basis (25) gestützt. Das auf der Glasplatte (3) aufgebrachte Original (4) wird durch eine Andruck-Abdeckung für das Original angedrückt, die häufig geöffnet und geschlossen wird.

Innerhalb des Kastenrahmens (24) ist eine Bildleseeinheit (28) angeordnet, die an einer Trägerbasis (27) angebracht ist. Die Bildleseeinheit (28) stellt die erfindungsgemässe Bildinformation-Lesevorrichtung dar und umfasst eine Lichtquelle (1), um Licht auf das Original (4) abzustrahlen, das sich auf der Glasplatte (3 a) befindet, sowie eine Stablinse (5), die in einer optischen Bahn des von der Lichtquelle (1) auf das Original (4) abgestrahlten Lichtes liegt, das vom Original (4) reflektiert wird, und einen fotoelektrischen Wandlerabschnitt (6), der einen CCD-Bildsensor zur Aufnahme des durch die Stablinse (5) hindurchgetretenen Lichtes aufweist und der das Licht in elektrische Signale umwandelt.

Gemäss Fig. 2 umfasst die Bildinformation-Lesevorrichtung ein Lampengehäuse (13) zur Aufnahme der Lichtquelle (1), die durch eine Leuchtstoffröhre gebildet wird, eine Zündschaltung (2) zum Zünden und Betrieb der Leuchtstoffröhre (1) mit einer vorgegebenen Frequenz, die Stablinse (5) zum Sammeln des von der Lichtquelle (1) abgestrahlten Lichtes, das durch ein Medium, wie beispielsweise das auf der Glasplatte (3 a) eines Originalträgers (3) liegende Original (4) reflektiert wird, und eine Fotosensorvorrichtung (12) zur Verarbeitung des reflektierten Lichtes, das durch die Stablinse (5) gesammelt wird.

Das Lampengehäuse (13), das die Lichtquelle (1) (Leuchtstoffröhre) einschliesst, nimmt ferner einen Lichtmengendetektor (10) auf, um die von der Lichtquelle (1) abgegebene Lichtmenge zu erfassen. In Fig. 2 ist in einer Richtung schräg nach oben rechts eine Lichtabstrahlöffnung (13 a) vorgesehen, um das von der Lichtquelle (1), die im Lampengehäuse (13) angeordnet ist, abgegebene Licht gegen eine vorgegebene Richtung abzustrahlen. Das von der Lichtabstrahlöffnung (13 a) abgestrahlte Licht ist gegen das Original (4) gerichtet, das sich auf dem Original-Träger (3) befindet, der in Richtung des Pfeiles (A) oder (B) verschiebbar ist.

Das vom Original (4) reflektierte Licht wird durch die Stablinse (5) gesammelt und trifft auf das fotoelektrische Wandlerelement, beispielsweise den CCD-Bildsensor (6), der sich in der Fotosensorvorrichtung (12) befindet.

Die Fotosensorvorrichtung (12) umfasst den CCD-Bildsensor (6), eine Steuerschaltung (9) zur Steuerung des CCD-Bildsensors (6), eine Verstärkerschaltung (7) zur Verstärkung eines Signals, das dieser vom CCD-Bildsensor zugeführt wird, und eine A/D-Umsetzerschaltung (8) zur Umsetzung eines Analogsignals aus der Verstärkerschaltung (7) in ein digitales Signal.

Die Steuerschaltung (9) Liefert der Zündschaltung (2) ein synchrones Signal zum Zünden und zum Betrieb der Lichtquelle (1) und sendet ein Steuersignal an den CCD-Bildsensor (6), der das fotoelektrische Wandlerelement bildet. Die Zündschaltung (2) ist mit einem synchronen Signal (15) synchronisiert, das beispielsweise aus einer Rechteckwellenform aus der Steuerschaltung (9) besteht, und erzeugt ein Zündsignal, das im wesentlichen eine Sinuswellenform gemäss Fig. 3 aufweist. Das synchrone Signal (15) erzeugt N-Impulse für einen Abtastabschnitt des CCD-Bildsensors (6). Dabei werden, abhängig von den N-Impulsen des synchronen Signals (15) die Zündsignale abgegeben. Infolgedessen kann die Lichtmenge für den einen Abtastabschnitt des CCD-Bildsensors (6) festgelegt werden.

In der Zündschaltung (2) wird die Lichtmenge der Lichtquelle (1) rückgekoppelt, um diese einzustellen. Wie vorausgehend beschrieben wurde, befindet sich der Lichtmengendetektor (10) in der Nachbarschaft der Lichtquelle (1), um die Lichtmenge der Lichtquelle (1) zu erfassen. Entsprechend der Lichtmengendaten aus dem Lichtmengendetektor (10) wird die Breite (W) eines Zündimpulses (Fig. 3) des Zündsignals (14) der Zündschaltung (2) vergrössert oder verkleinert, um die Lichtmenge der Lichtquelle (1) einzustellen. Entsprechend der Erhöhung oder Verringerung der Breite (W) des Zündimpulses wird der Integralwert der Zündimpulse für einen Abtastabschnitt des CCD-Bildsensors (6) geändert, um die auf den CCD-Bildsensor (6) einfallende Lichtmenge zu verändern. Entsprechend der Steuerung der Lichtmenge wird die Leuchtstoffröhre zu Beginn des Zündens mit einer grossen Energiemenge versorgt, so dass die Lichtmenge zu Beginn des Zündens und die Lichtmenge während des stationären Betriebes im wesentlichen einander gleichgemacht werden können. Selbst wenn die Lichtmenge im Laufe der Zeit verringert wird, abhängig von der Umgebungstemperatur und der Verschlechterung der Leuchtstoffröhre der Lichtquelle, kann die erforderliche Lichtmenge erhalten werden.

Es wird nunmehr die Betriebsweise der Bildinformation- Lesevorrichtung mit der vorausgehend aufgeführten Anordnung beschrieben.

Eine Bedienungsperson bringt das Original (4) auf den Originalträger (3) auf, stellt die Anzahl der herzustellenden Kopien und dergleichen ein und drückt einen nicht dargestellten Startknopf. Anschliessend wird die Leuchtstoffröhre der Lichtquelle (1) gezündet und der Originalträger (3) wird zu seiner Verschiebung angetrieben. Bei der Gleitbewegung des Originalträgers (3) wird die auf dem Original (4) aufgezeichnete Information als Fotoinformation in die Stablinse (5) eingegeben. Die Lichteingabe in die Stablinse (5) liefert ein Bild auf dem CCD-Bildsensor (6). Das durch das Licht erzeugte Bild wird in elektrische Signale umgewandelt und in die Verstärkerschaltung (7) eingegeben. Anschliessend werden die Signale durch die A/D-Umsetzerschaltung (8) digitalisiert. Die Steuerschaltung (9) liefert einen Steuerimpuls an den CCD-Bildsensor (6) und gibt ferner ein synchrones Signal an die Zündschaltung (2) ab. Gleichzeitig wird das Licht aus der Lichtquelle (1) erfasst und vom Lichtmengendetektor (10) als Durchschnittswert ermittelt und zur Zündschaltung (2) rückgekoppelt, um die Breite des Zündsignals zu steuern und die Lichtmenge einzustellen.

Gemäss Fig. 3 umfasst das synchrone Signal (15) aus der Steuerschaltung (9), nämlich "N"-Impulse für einen Abtastabschnitt des Steuersignals (16) für den CCD-Bildsensor (6) und ändert sich mit der Frequenz N/2 des Zündsignals (14) der Leuchtstoffröhre. Auf diese Weise wird der Integralwert der Lichtmenge, der einem Abtastabschnitt entspricht, festgelegt, und die Lichtquelle (1) kann entsprechend dem synchronen Signal (15) aus der Steuerschaltung (9) gesteuert werden, um die Zündfrequenz optimal einzustellen. Infolgedessen kann die Lichtquelle (1) mit gutem Wirkungsgrad zum Leuchten gebracht werden, ohne dass sie, wie beim Stand der Technik von hohen Zündfrequenzen abhängt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorausgehend beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern es sind viele Abänderungen desselben im Rahmen der Ansprüche möglich. Beispielsweise kann, obgleich "N"-Impulse des synchronen Signals für einen Abtastabschnitt des fotoelektrischen Wandlerelementes erzeugt wurden, ein synchroner Impuls für einen Abtastabschnitt des fotoelektrischen Wandlerelementes erzeugt werden, um die Lichtquelle synchron mit den synchronen Impulsen zu steuern.

Wie vorausgehend beschrieben wurde, wird erfindungsgemäss eine Bildinformation-Lesevorrichtung geschaffen, bei der nach Wahl eine Zündfrequenz eingestellt und die Lichtmenge auf einem festgelegten Wert gehalten werden kann, selbst wenn eine Leuchtstoffröhre mit niedrigem Leistungsverbrauch als Lichtquelle verwendet wird.

Claims (5)

1. Bildinformation-Lesevorrichtung, gekennzeichnet durch eine Zündvorrichtung (2) zum Zünden einer Lichtquelle (1) zur Abstrahlung von Licht auf einen Aufzeichnungsträger (4); eine fotoelektrische Wandlervorrichtung (6) zur Umwandlung von Licht, das auf den Aufzeichnungsträger abgestrahlt und von diesem reflektiert wurde, in ein elektrisches Signal; und eine Vorrichtung (9) zum Synchronisieren eines Signals zum Betrieb der fotoelektrischen Wandlervorrichtung (6) mit einem Zündsignal für die Zündvorrichtung (2).

2. Bildinformation-Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) aus einer Leuchtstoffröhre besteht.

3. Bildinformation-Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung die Lichtmenge einstellt, indem die Lichtmengendaten der Lichtquelle rückgekoppelt werden.

4. Bildinformation-Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebssignal mindestens einen synchronen Impuls je Abtastabschnitt der fotoelektrischen Wandlervorrichtung (6) aufweist.

5. Bildinformation-Lesevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fotoelektrische Wandlervorrichtung (6) ein fotoelektrisches Wandlerelement enthält.