DE3787948T2 - Rastereingangsabtaster. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Rastereingangsabtaster und insbesondere ein System zum Eichen eines Rastereingangsabtasters und auch ein Verfahren zum Eichen eines solchen Systems.
• Die Rastereingangsabtaster-Technologie ist in den letzten Jahren schnell fortgeschritten, insbesondere bei Dateneingabeanwendungen. Abtasteranordnungen, die länger sind und eine größere Anzahl von Photobereichen als jemals zuvor umfassen und nur eine einzelne Gruppierung verlangen, um die sagittale (X-Achse oder schnelle Abtastrichtung) der Vorlage auszulesen, haben die Abtastgeschwindigkeiten stark erhöht. Die Eingabe von Daten in Datenverarbeitungssysteme durch Rastereingabeabtastern ist eine interessante Zielsetzung geworden.
• Während Datenverarbeitung und Abtastgruppierungen im wesentlichen weniger kostspielig geworden sind, bleibt die genaue mechanische Ausrichtung, die für die Abtastgruppierungen und die Optik erforderlich ist, ein bedeutender Kostenfaktor bei der Konstruktion von Rastereingabeabtasteinrichtungen. Ohne genaue mechanische Positionierung der Abtastgruppierungen in bezug auf das optische System und die Eingabeinformations-Handhabeeinrichtungen ist der Abtaster ungenau, und Datenfehler können sich ergeben. Während eine gut konstruierte Einrichtung innerhalb einiger weniger Zehntel eines Prozent der erwünschten Position ausgerichtet werden kann, bewirkt eine nachlässige Ausrichtung beträchtliche Schwierigkeiten. Beispielsweise kann das Gehäuse einer Gruppierung von Photobereichen und die Halterung mehrere Einstellungen verlangen, die Einstellungen für die Richtung der langsamen Abtastung (Y-Achse) und schnellen Abtastung, der Neigung, der Vergrößerung, der Scharfeinstellung und Höhe einschließen, die getrennte Teile verlangen, die in jeder Richtung einstellbar sind. Selbst bei ausgezeichneten Fabrikqualitätskontrollen kann eine Störung draußen eine sorgfältige Fabrikausrichtung zerstören. Eine selbstausrichtende Einrichtung, die so arbeitet, daß gewisse dieser mechanischen Einstellungen vermieden werden können, würde dieses Problem beträchtlich verbessern.
• US-A-4,149,091 beschreibt ein System zum Ausrichten einer Mehrzahl von versetzten und überlappenden Gruppierungen, indem gemessen wird und Informationen in einem Speicher der Einrichtung gespeichert werden, die die Gruppierungspositionen in Bezug zueinander betreffen, und indem die gespeicherten Informationen als Versetzungswerte bei der Verarbeitung der in ein Verarbeitungssystem durch den Rastereingabeabtaster eingegebenen Daten verarbeitet werden. Die Informationen bezüglich der Position der Meßfühlergruppierungen, die für dieses System notwendig sind, werden erhalten, indem mikroskopisch die Gruppierungen gemessen und die Informationen in einem Speicher als eine Noniusskala gespeichert werden, die der Abtasteinrichtung sagt, wenn von Gruppierung zu Gruppierung geschaltet werden soll.
• Das Xerox Disclosure Journal "Raster Scanner Alignment Techniques" Vol. 5, Nr. 3 (Mai/Juni 1980) scheint ein Eichverfahren zum Bestimmen der Versetzungen zu zeigen, die zum Korrigieren einer Fehlausrichtung benötigt werden. Die Y- Achse wird eingestellt, indem die Gruppierungsversetzung längs der Y-Achse gewählt wird, und die X-Achse wird eingestellt, indem die Versetzungsbits längs der X-Achse gewählt werden. Die Hauptrichtung der Erörterung betrifft das Vorsehen einer besonderen Art einer Prüfvorlage für eine verbesserte Eichungsverwendung.
• Die japanische Patentschrift JP-A-59-63873 gibt eine Bildeingabeeinrichtung an, in der ein integral mit dem Zeilenmeßfühler eingebauter Drehkodierer als eine Bereichsfindungseinrichtung verwendet wird, wobei für jede Bewegung des Zeilenmeßfühlers um eine vorbestimmte Strecke ein Impuls zu einer Steuereinrichtung gegeben wird.
• US-A-4 605 970 beschreibt eine Vorlagen-Digitalisierungseinrichtung, die eine Drehtrommel umfaßt, an der eine abzutastende Vorlage befestigt ist, und eine Abtastgruppierung, die sich in Längsrichtung der Trommel in Schritten bewegt. Ein Eichstreifen ist auch auf der Trommel befestigt, der sich parallel zu der Trommelachse erstreckt. Der Eichstreifen trägt ein optisch erfaßbares Muster, das eine Reihe von diskreten Blöcken einschließt, die erste und zweite, orthogonale Ränder parallel bzw. quer zu der Bewegungsrichtung der Abtastgruppierung liefern. Die ersten Ränder werden als eine Bezugstelle um die Oberfläche der Trommel herum verwendet, wenn sich die Trommel während des Abtastens dreht, während die zweiten Ränder verwendet werden, wenn die Trommel in Ruhe ist, um die schrittweise Bewegung der Abtastgruppierung zu eichen.
• Die hier beanspruchte Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Selbstausrichtung eines Rastereingabeabtasters bereit. Eine Bildabtasteinrichtung ist versehen mit einer linearen, photoelektrischen Meßfühlergruppierung zum Erfassen von Bildinformationen auf einer vorbestimmten Oberfläche, wobei die Gruppierung eine Mehrzahl einzelner lichtempfindlicher Elemente umfaßt, die längs einer ersten Achse (X) zum Erfassen und Erzeugen elektrischer Darstellungen der Bildinformation auf einer Oberfläche angeordnet sind; einer Vorschubeinrichtung, die längs einer zweiten Achse (Y) quer zu der genannten ersten Achse bewegbar ist und ein von einem Meßfühler erfaßbares Eichungsziel zur Bewegung längs derselben hält; einem Antriebssystem zum Antreiben der Vorschubeinrichtung von einer Ausgangsposition längs der zweiten Achse; einer Meßeinrichtung zum Messen der von dem Vorschub von der Ausgangsposition zurückgelegten Strecke, bis ein Ausrichtungsmerkmal auf dem Eichziel erfaßt wird; und einer Y-Achse-Speichereinrichtung zum Speichern eines die genannte gemessene Strecke anzeigenden Wertes zur Verwendung als ein Y-Achse-Versetzungswert. Beim Betrieb wird die Vorschubeinrichtung, die ein Eichziel trägt, längs der zweiten Achse von einer vorbestimmten Position bewegt. Die Meßfühler in der Gruppierung erfassen das Ausrichtungsmerkmal des Ziels, woraufhin die Strecke, die von dem Vorschub von dem Ausgangspunkt längs der Y-Achse zurückgelegt worden ist, gemessen wird, bis die Meßfühler das Ausrichtungsmerkmal auf dem Eichziel erfassen. Diese Strecke kann mit einem gespeicherten, theoretischen Wert oder Bezugswert verglichen werden, der den Abstand von der Ausgangsposition, an der das Merkmal lokalisiert werden sollte, auf der Grundlage bekannter Abmessungen der Apertur-Karte, des Eichziels und des Ausrichtungsmerkmals darstellt. Der Vergleich zwischen dem theoretischen Wert und dem gemessenen Wert wird in einem Speicher zur Verwendung durch Bildbearbeitungssysteme als ein Y-Achse-Versetzungswert gespeichert, der ermöglicht, daß ein Bildsignal erzeugt wird, von dem die Wirkung dieser Versetzung entfernt worden ist, wodurch die Abtasteinrichtung längs der Y-Achse geeicht wird.
• Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein X-Achse-Versetzungswert abgeleitet, indem das Ausrichtungsmerkmal auf dem Eichziel erfaßt und seine Position in bezug auf die lineare Meßfühlergruppierung bestimmt wird. Diese Position kann mit einem in einem Speicher der Einrichtung gespeicherten Bezugswert verglichen werden und die Ergebnisse können als eine X-Achse-Versetzung durch das Bildverarbeitungssystem beim Verarbeiten der elektrischen Darstellungen verwendet werden, die von der Meßfühlergruppierung erzeugt werden, wodurch die Abtasteinrichtung längs der X-Achse geeicht wird. Alternativ kann ein Versetzungswert für jede oder beide Achsen abgeleitet werden, wobei ein ähnliches Vorgehen verwendet wird.
• Gemäß einem noch anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Vergrößerungs-Versetzungswert abgeleitet, indem die Position eines Vergrößerungsmerkmals auf dem Ziel mit einer erwünschten Position für das Merkmal verglichen wird, ein Vergrößerungsverhältnis auf der Grundlage des Vergleichs bestimmt und dieses Verhältnis als eine Vergrößerungskonstante gespeichert wird. Die elektrischen, von der Meßfühlergruppierung erzeugten Darstellungen können dann auch gemäß dieser gespeicherten Vergrößerungskonstante verarbeitet werden, um die Vergrößerung in der Abtasteinrichtung zu eichen.
• Die Abtasteinrichtung kann eine Lichtquelle zum Beleuchten des von einem Meßfühler erfaßbaren Ziels und eine Sammellinse zum Fokussieren von Licht von dem Ziel auf der Meßfühlergruppierung einschließen, wobei die genannte Linse bewegbar ist, um die Formen der Lichtstrahlen zu ändern. Gemäß einem noch anderen Gesichtspunkt der Erfindung kann ein Fokussierungs-Versetzungswert bereitgestellt werden, indem ein Fokussierungsmerkmal auf dem Ziel erfaßt wird, die beste Fokussierung durch Bewegen der Linse in bezug auf das Ziel bestimmt und die beste Brennpunktposition als ein Fokussierungs-Versetzungswert gespeichert wird. Die Abtasteinrichtung kann eine Einrichtung zum Bewegen der Linse zu der gespeicherten Position einschließen, um die Fokussierung in der Einrichtung zu eichen.
• Die obenbeschriebene Erfindung liefert den Vorteil, daß die Anforderungen an die mechanische Ausrichtung beträchtlich verringert werden. Indem eine Ausrichtung elektronisch bereitgestellt wird, können die Ausrichtungsvorgänge auf das Einpassen des Gehäuses und der Halteeinrichtung für die Photobereichsgruppierung als ein einzelnes, einheitliches Teil verringert werden, wodurch die Herstellungskosten verringert und weitere Einstellanforderungen ausgeschlossen werden.
• Bei elektronisch bestimmten Versetzungswerten können die Werte in vielfältiger Weise verwendet werden. So kann beispielsweise der Rastereingabeabtaster Informationen von dem abgetasteten Bereich auf der Fensterkarte-Filmoberfläche zwischen dem mechanischen Ursprung oder Ausgangspunkt in der Y-Richtung und dem Punkt übergehen oder entfernen, an dem der Eichvorgang bestimmt hat, daß die Bildinformationen auf dem Film beginnen sollten, der in der Fensterkarte gehalten wird. In ähnlicher Weise kann in der X-Richtung eine überschüssige Anzahl von Photobereichen an beiden Enden der Photobereichsgruppierung entfernt oder übergangen werden. Der Rastereingabeabtaster "liest" nur den Anteil der folgenden Bildinformation auf dem Fensterkartenfilm, der zur Eingabe für die Datenverarbeitung dargeboten wird, der innerhalb eines Fensters fällt, das bestimmt ist, ein zentriertes Bild darzustellen. Somit werden die Bildinformationen in bezug auf das System zentriert. Als ein Diagnosewerkzeug, indem die programmierte Ausrichtung erneut betrachtet wird, können große Maßstabsfehler bzw. Skalenfehler behoben werden, so, wenn entweder die X- oder Y-Achse einen zu großen Anteil des Bildfeldes entfernt. Der gespeicherte Vergrößerungswert und Fokussierungswert helfen dabei eine Rückkehr der Vorrichtung zu nominalen Betriebswerten nach dem Auftreten eines Störungszustandes, einer Reparatur, einer Bewegung der Einrichtung usw. zu gestatten. Im Falle der Vergrößerung ermöglicht die gespeicherte Vergrößerungsinformation, daß gewisse Interpolationsprogramme verwendet werden, um eine Vergrößerung der Information zu liefern, die auf der abgetasteten Vorlage erfaßt wird.
• Die Einrichtung liefert auch Informationen zur Steuerungselektronik zum Verarbeiten erfaßter Bildinformationen, indem die geeigneten, elektronischen Informationen bereitgestellt werden, wie X- und Y-Versetzungswerte für solche weiteren Bildhandhabungsanforderungen, wie beim Abschneiden oder einer Fenstertechnik, und Skallieren oder Vergrößern.
• Ausführungsformen der Erfindung werden nun in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine mehr schematische Ansicht eines Rastereingabeabtasters zum Abtasten einer durchlässigen Vorlage ist, der von der Art angesehen wird, die vorliegende Erfindung zu verkörpert;
• Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das die Betriebselemente einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 3 ein Eichziel zeigt, das Ausrichtungsmerkmale gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einschließt; und
• Fig. 4 graphisch die X-Richtungsausrichtung und eine Vergrößerungseinstellung darstellt.
• Es wird nun auf die Zeichnungen bezug genommen, in denen das Gezeigte zum Zweck der Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung und nicht zum Zweck ihrer Begrenzung ist, wobei Fig. 1 mehr schematisch eine Anordnung für einen Rastereingabeabtaster 10 von der Art zeigt, der die vorliegende Erfindung verkörpernd betrachtet wird und zum Abtasten von Bildinformationen von einer durchlässigen Vorlage, wie einer Fensterkarte 12, mit der Meßfühlergruppierung 40 geeignet ist. Der Rastereingabeabtaster 10 ist ein Typ, der auf diesem Gebiet gut bekannt ist. Ein Rastereingabeabtaster der betrachteten Art kann allgemein bestehen aus einer Lichtquelle 16, die aus einem Reflektor 20, einer Lampe 22, einem Kondensator 24, einem Filter 26 und einer Linse 28 besteht, um Bildinformationen, die auf einem Photofilm hoher Qualität aufgedruckt sind und in einer Fensterkarte 12 gehalten werden, zu beleuchten. Die Fensterkarte 12 wird durch den Kartenhalter 30 in ihrer Lage zum Abtasten gehalten. Der Kartenhalter 30 ist an einem Gleitstück 32 zur Hin- und Herbewegung in einer horizontalen Richtung längs der Y-Achse gehalten, die in Fig. 1 senkrecht zu der Zeichenebene verläuft. Ein Antriebsmotor 34 verleiht dem Kartenhalter 30 über einen Präzisionsspindelschraubenantrieb 36 (am besten schematisch in Fig. 2 zu sehen) eine Bewegung, wodurch der Kartenhalter 30 längs des Gleitstück 32 bewegt wird, wobei von ihm die Fensterkarte 12 getragen wird. Eine Bewegung längs des Gleitstücks 32 umfaßt eine Bewegung in der langsamen Abtastungs-Y-Richtung, die durch den Pfeil 37 angegeben ist.
• Das Bild, das durch den von der Fensterkarte 12 gehaltenen Film hindurchgehendes Licht gebildet wird, wird auf einen an einer Meßfühlerplatte 42 angebrachten Meßfühler 40 durch die Linse 44 fokussiert. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, kann die Linse 44 auch zur Bewegung längs eines Gleitstückes (nicht gezeigt) in Richtung zu und von der Meßfühlergruppierung 40, wie es durch den Pfeil 47 angegeben ist, gehalten werden, das von dem Linsenmotor 45 über einen Präzisionsspindelschraubenantrieb 39 angetrieben wird, um eine Fokussierung der optischen Einrichtung zu ermöglichen. Eine Vergrößerung des Bildes kann mit der Vergrößerungseinstellung 46 zusätzlich oder, wenn eine elektronische Vergrößerungseinstellung nicht vorgesehen ist, möglich sein. Der Meßfühler 40 kann, wie es bei der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen wird, aus einer linearen Gruppierung von Photobereichen bestehen, die sich in der X-(schnelle Abtastung)-Richtung (am besten in Fig. 4 dargestellt) erstrecken, wie beispielsweise ladungsgekoppelten Einrichtungen (CCD), die durch die Bildinformationen auf dem in der Fensterkarte 12 gehaltenen Film hindurchgegangenes, auf die Meßfühlergruppierung auftreffendes Licht erfassen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Länge der Meßfühlergruppierung 40 der Länge des in der Fensterkarte 12 gehaltenen Films in der X- Richtung entsprechen, wobei eine 1 : 1 Größenentsprechung zwischen den Bildinformationen auf dem Film in der Fensterkarte 12 und dem auf die Meßfühlergruppierung 40 fokussierten Bild vorgesehen wird, und diese kann aus ungefähr 5.900 einzelnen Photobereichen bestehen. Man wird als eine Alternative zu schätzen wissen, daß die beschriebene Gruppierung kleiner oder größer als die Bildinformation auf dem Film in der Fensterkarte 12 sein kann, in welchem Fall das Bild vergrößert werden kann, um mit der Länge der Gruppierung kommensurabel zu sein. Als eine wiederum andere Alternative kann der Meßfühler eine zweidimensionale Gruppierung sein, die sich in die X- und Y-Richtung erstreckt. Bei einer solchen Anordnung erfaßt der Meßfühler das Bild eines ausgewählten, zweidimensionalen Bereiches. Der zweidimensionale Meßfühler kann groß genug sein, das heißt eine zufriedenstellende Auflösung liefern, um ein gleichzeitiges Erfassen des gesamten Bildbereiches bereitzustellen, oder eine Bewegung des Bildes in Bezug auf die Gruppierung verlangen, um eine Reihe von Bildern abzuleiten. Die Photobereiche werden dem Licht von dem Bild in vorbestimmten Zeitschritten oder Integrationsperioden "ausgesetzt", während der an jedem Photobereich eine Ladung erzeugt wird, die dem Licht proportional ist, das von einem engen Stück eines Streifens des Bildes erfaßt wird, das auf die Gruppierung 40 projiziert wird. Nach der Integration werden die an den Photobereichen abgeleiteten Ladungen zu der Bildverarbeitungseinrichtung 50 zur Datenverarbeitung und Ausgabe bewegt.
• Es wird auf die Fig. 2 bezug genommen; ein Vorschubmotor 34 kann vorteilhafter Weise ein Schrittmotor sein, der von einer Motorantriebssteuereinrichtung 51 mit einer Mikroschrittantrieb genannten Technik gesteuert wird, die vorgesehen ist, damit die Motorumdrehungen in eine große Schrittanzahl unterteilt werden können, wobei jeder Schritt eine genaue Zunahme der linearen Bewegung der Verstellschraubenspindel 36 und demgemäß der Fensterkarte 12 liefert. Demgemäß wird das Bild über die Gruppierung 40 abschnittsweise, Schritt um Schritt vorwärts bewegt, wenn die Motorantriebssteuereinrichtung 51 Steuerimpulse zu dem Motor in Übereinstimmung mit dem Betrieb der Einrichtung liefert. Ein Gleichstrommotor kann auch verwendet werden, der mit einer Kodieranordnung gekoppelt ist, die ein die Position der Linse oder des Vorschubs anzeigendes Signal auf der Grundlage des Betriebes des Motors bereitstellt. In ähnlicher Weise kann der Linsenmotor 45 vorteilhafter Weise ein Schrittmotor oder ein Gleichstrommotor sein, der zum steuerbaren Antrieb der Linse in Richtung zu und von der Meßfühlergruppierung 40 geeignet ist, der in einer ähnlichen Weise durch die Motorantriebssteuereinrichtung 51 gesteuert wird. Die Bewegung der Linse ändert dadurch den Brennpunkt der Einrichtung.
• Die Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 steuert die Abfolge der Ereignisse in der Rastereingabestation. Diese elektronische Steuereinrichtung besteht aus einem geeigneten Chip einer zentralen Recheneinheit (CPU), wie ein von Intel Corporation hergestelltes Intel Model 8085 CPU-Chip. Die zentrale Recheneinheit (CPU) ist mit einer Diagnosespeichereinrichtung 54 versehen, die die notwendigen Eichinformationen speichert, wie die kennzeichnenden Merkmale der zu erfassenden Eichbilder und theoretische Orte oder Bezugsorte besonderer ausgewählter Merkmale auf dem Eichziel, das heißt wo bei einer perfekt ausgerichteten Anordnung die Merkmale erfaßt werden sollten, und einen nichtflüchtigen Eichspeicher mit wahlfreiem Zugriff 56 (RAM-Eichspeicher), um die während des Eichvorgangs erhaltenen und abgeleiteten Informationen zum Speichern und zur nachfolgenden Verwendung durch die Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 während normaler Dateneingabevorgänge zu empfangen. Die Verwendung eines flüchtigen Eichspeichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM-Eichspeicher), der für den Betrieb der Einrichtung zufriedenstellend ist, verlangt jedesmal eine erneute Eichung der Einrichtung, wenn sie eingeschaltet wird.
• Beim Betrieb geht Licht von der Lampe 22 durch den in der Fensterkarte 12 enthaltenen Photofilm hindurch, wobei ein Bild von dem, was immer auf den Film vorhanden ist, zum Erfassen durch die Gruppierung 40 ladungsgekoppelter Einrichtungen geschaffen wird. Die Gruppierung 40 ladungsgekoppelter Einrichtungen (CCD) wird mit einer Abfolge schmaler Streifen des Bildes belichtet, jede während einer vorausgewählten Integrationsdauer, während welcher Zeit der Ladungspakete an den Photobereichen, die die Gruppierung umfaßt, erzeugt werden. Die Ladungspakete werden der Bildverarbeitungseinrichtung 50 zugeführt, wo durch die Meßfühler abgeleitete Analogwerte in digitale Signale umgewandelt werden, die zur Verwendung von gewöhnlichen Mikroprozessoren geeignet sind. Das digitale Signal wird nachfolgend einem Bildmerkmalskorrekturprozessor 58 zugeführt, der Informationen von der Mirkroprozessorsteuereinrichtung 52 verwendet, um das Bild durch Zentrieren, Vergrößern, Abschneiden, Skalieren, usw. in Übereinstimmung mit Betriebskennmerkmalen oder mit von einem Benutzer an dem Rastereingabeabtaster auswählbaren Eigenschaften zu korrigieren, wie es programmiert ist oder durch die Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 ausgewählt wird. Das verarbeitete Signal wird dann zu dem Ausgang 60 geschickt, von wo das Signal zu geeigneten Datenverwendungseinrichtungen geschickt werden kann, wie Druckern, Telekommunikationseinrichtungen, Computerarbeitsstationen, usw . . Die obenbeschriebene Anordnung ist auf dem Gebiet der Technik gut bekannt.
• Wie es in Fig. 3 und in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt ist, ist der in der Fensterkarte 12 enthaltene Film mit einem Eichziel 62 versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Eichziel 62 aus mehreren vertikalen, horizontalen und schrägen Linien und einer Vielzahl geometrischer Formen bestehen, die für die Eichung der einstellbaren Merkmale des Systems geeignet sind, unter Einschluß einer Schmetterlingsform 70, die aus zwei allgemein ähnlichen Dreiecksformen besteht, die Scheitelpunkte haben, die an einem Punkt I vereint sind, der mittig nahe der Mitte des Ziels und des Films angeordnet ist, sowie Scheitelpunkte haben, die längs einer Linie parallel zu der Bewegungsachse (Y-Achse) des Eichziels weisen und ausgerichtet sind. Man wird zu würdigen wissen, daß das Eichziel, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, nur eine mögliche Ausführungsform ist. Nahezu jede beliebige Anordnung, die unterscheidbare und erfaßbare Merkmale bereitstellt, ist zur Verwendung geeignet.
• Es wird auf die Fig. 1, 2 und 3 bezug genommen; der Kartenvorschub 32 wird in eine mechanische Ausgangsstellung als ein Startpunkt bewegt. Wenn der Ausgangsschalter 62 durch das Vorhandensein des Kartenvorschubs in der Ausgangsposition freigegeben ist, wird ein Zähler in der Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 auf einen Nullpunkt oder Ursprung gesetzt. Wenn eine Eichung der Einrichtung verlangt wird, wird der langsame Abtastantrieb freigegeben und der das Eichziel 62 tragende Vorschub 32 wird längs der Y-Achse über das Sichtfeld der Meßfühlergruppierung 40 durch den Motor 34 mittels des Verstellschraubenspindelantriebs 36 bewegt. Die Impulse, die benötigt werden, den Motor 34 anzutreiben, erhöhen den Mikroprozessorzähler als Bewegungsanzeige und somit der Bewegungsmessung längs der Y-Achse. Der Bildinformations-Trägerfilm wird über das Sichtfeld der Photoerfassungs-Gruppierung 40 bewegt, die die Bildinformationen auf ihm erfaßt, und die bei der Gruppierung 40 abgeleiteten Signale werden zu der Bildverarbeitungseinrichtung 50 übertragen. Die Bildverarbeitungseinrichtung 50 gibt die an den Photobereichen abgeleitete Informationen zu der Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 zum Vergleich mit den in dem Diagnosespeicher 54 gespeicherten Eichinformationen weiter. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Y-Achse-Eichpunkt der Punkt I, an dem sich die Scheitel der Schmetterlingsform 70 treffen. Bei einem positiven Vergleich mit der in dem Diagnosespeicher 54 gespeicherten Information, wobei die Erfassung des Merkmals bestimmt wird, wird die Anzahl der Impulse von der Motorantriebssteuereinrichtung 51, die von der Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 gezählt wird, mit einem Bezugswert verglichen, der in dem Diagnosespeicher 54 gespeichert ist, und der Vergleich, der den Abstandsunterschied längs der Y-Achse zwischen der erfaßten Merkmalsposition und dem Bezugswert anzeigt, der eine erwünschte oder theoretische Merkmalsposition darstellt, wird als ein Versetzungswert in dem Eichspeicher 56 gespeichert. Kenntnis der Differenz zwischen dem Bezugswert und dem erfaßten Wert ermöglicht der Mikroprozessorsteuereinrichtung 52, den gegenwärtigen Startpunkt der Bildinformationen auf der Fensterkarte 12 zu bestimmen. Somit gestattet die Versetzung dem Prozessor überschüssige Daten, die während der Y-Achse- Abtastung empfangen wurden, zu übergehen oder zu entfernen, wie es durch den Y-Achse-Versetzungswert bestimmt ist.
• In ähnlicher Weise kann ein Brennpunkt-Versetzungswert abgeleitet und gespeichert werden. Ein ausgewähltes Merkmal wird erfaßt, das von dem Eichziel 62 ausgewählt wird, wie das Schmetterlingsmerkmal 70. Das Eichziel 62 wird in derselben Weise wie in bezug auf die Bestimmung des Y-Achse- Versetzungswertes abgetastet, bis dieses Merkmal durch einen Vergleichsvorgang mit in dem Diagnosespeicher 54 gespeicherten Informationen gefunden wird. An diesem Punkt werden die Merkmale mit dem Speicher verglichen, um zu bestimmen, ob das erfaßte Bild eine geeignete Anzahl von Meßfühlern verdunkelt. Der Brennpunkt ist eine Funktion, die größte Intensität des Bildes auf der minimalen Anzahl von Meßfühlern zu erhalten. Um zu bestimmen, ob die Einrichtung in der besten Fokussierungsposition ist, treibt der Linsenmotor, der anfangs auf eine bekannte mechanische Ausgangsposition gestellt wurde, schrittweise die Linse entweder näher zu oder weiter von dem Zielbild fort an. Ein Erfassungsprogramm erfaßt die Intensität und Anzahl der bei jeder Schrittbewegungsposition verdunkelten Bildelemente, bis ein bester Wert gefunden wird. Die Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 speichert die Position der Linse für den erfaßten, besten Fokussierungswert, bis eine bessere Fokussierung an einer neuen Linsenposition erfaßt wird. Die beste Fokussierungsposition wird in dem Eichspeicher 46 als der Fokussierungs-Versetzungswert gespeichert. Dann kann während eines Eichprogramms die Linse von der mechanischen Ausgangsposition in die beste Fokussierungsposition als Teil des Ausrichtungsvorgangs bewegt.
• Um den X-Achse-Versetzungswert zu bestimmen, wird ein ausgewähltes Merkmal von dem Eichziel 62 ausgewählt, von dem ein X-Achse-Versetzungswert bestimmt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das ausgewählte Merkmal wieder der Punkt I sein, an dem die Scheitel der Dreiecke, die die Schmetterlingsform 70 bilden, zusammenstoßen. Das Eichziel 62 wird in derselben Weise, wie es in Bezug auf die Bestimmung des Y-Achse-Versetzungswertes beschrieben worden ist, abgetastet, bis dieses Merkmal mittels eines Vergleichsvorgangs mit der in dem Diagnosespeicher 54 gespeicherten Information gefunden wird. Wenn der Punkt I durch den Abtastvorgang gefunden wird, wird seine Position in bezug auf die Photobereichsgruppierung gemessen. Wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Punkt I durch die Meßfühlergruppierung 40 erfaßt. Das Merkmal kann durch identifizierbare, einzelne Photomeßfühler erfaßt werden, beispielsweise das Photobereichsmeßfühlerelement 2730. Indem die Position der Photobereiche, bei der das Merkmal gegenwärtig erfaßt wird, mit einem X-Achse-Bezug verglichen wird, der in dem Diagnosespeicher 54 gespeichert ist und die Position des Photobereichsmeßfühlers anzeigt, wo der Wert hätte erfaßt werden sollen, beispielsweise das Photobereichsensorelement 2950, kann man sehen, daß der Punkt I von seiner erwünschten Position um eine Strecke verschoben ist, die ungefähr 220 Photobereichen entspricht. Gemäß dieser Bestimmung wird man zu würdigen wissen, daß ein X-Achse-Versetzungswert in den Eichspeicher eingegeben werden kann, der wirkungsvoll die von den Photobereichen 1 bis 220 auf der Gruppierung erhaltenen Daten ausschließt oder unberücksichtigt läßt. Auf diese Weise wird die X-Achse wirkungsvoll in bezug auf die Meßfühlergruppierung 40 zentriert, da gleiche Datenmengen auf beiden Seiten der Mittellinie 2950 gemessen werden.
• Als ein alternatives Verfahren zum Erfassen des X-Achse- Versetzungswertes und gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Linie, die sich längs der X-Achse erstreckt, erfaßt und ihre Position in bezug auf die Enden der Gruppierung gemessen werden. Wenn somit eine Linie eine bekannte Länge aufweist, die von einer ausgewählten Anzahl von Photobereichen erfaßt würde, kann die Position der Endpunkte der Linie in bezug auf die Endpunkte der Gruppierung mit gespeicherten Werten für dieselbe Strecke verglichen werden. Demgemäß würde das Erfassen eines größeren Wertes für diese Abstände als des in dem Diagnosespeicher 54 gespeicherten das Entfernen der Daten von den überschüssigen Photobereichen fordern, die in dem Eichspeicher zur Verwendung durch die Mikroprozessorsteuereinrichtung 52 gespeichert sind. Die Vergrößerung ist auch aus dieser Information bestimmbar. Ein Merkmal wird wie beschrieben erfaßt und ein Vergleich wird zwischen der erfaßten Position und der erwünschten Position gemacht. Auf der Grundlage dieses Vergleichs wird eine Anzahl erwünschter Datenpunkte bestimmt. Wenn die Anzahl der erwünschten Datenpunkte größer als die Anzahl der zur Verfügung stehenden Photobereiche ist, wird ein Interpolationsprogramm verwendet, eine größere Anzahl von Datenpunkten gemäß einem "nähestem Nachbar" oder einem Mittelwert benachbarter Punkte zu erzeugen. Diese neuen Daten sind die Ausgangsbilddaten. Die Anzahl der aus dem Vergleich des erfaßten Wertes mit dem erwünschten Wert abgeleiteten Punkte kann als eine Vergrößerungsversetzung gespeichert werden, die dazu dient, eine erwünschte Vergrößerung bereitzustellen, wann immer die Einrichtung verwendet wird. Wenn beispielsweise ein ausgewähltes Merkmal, wie der Punkt I, von 10 Photobereichen erfaßt wird, aber es erwünscht ist, von 12 Photobereichen, einem in dem Diagnosespeicher 54 gespeicherten Wert, erfaßt zu werden, wird ein Vergrößerungsfehler bestimmt. Die Einrichtung wird ein Vergrößerungs-Versetzungsverhältnis von 1 : 1,2, ein der erwünschten Vergrößerungsversetzung entsprechendes Verhältnis, in dem Eichspeicher 56 speichern. Dann wird die Einrichtung ein Interpolationsprogramm für jeden Vorgang durchführen, um die erforderlichen 600 zusätzlichen Datenpunkte zu erzeugen. In einem typischen Interpolationsprogramm würde dies das Erzeugen von Daten um ein Vielfaches der gegenwärtigen (erfaßten) Datenpunkte und das Auswählen einer Anzahl dieser Vielfachen einschließen, die der erwünschten Endzahl von Datenpunkten entsprechen. Somit würde die erwünschte Anzahl von Datenpunkten bereitgestellt werden.
• Man wird zu würdigen wissen, daß, während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Verwendung bei einer Anordnung, die zum Abtasten von Bildinformationen auf Fensterkarten geeignet ist, beschrieben wurde, die Erfindung in nahezu jeder Rasterabtasteingabeeinrichtung Verwendung finden kann. Demgemäß könnte bei einer Einrichtung zum Abtasten von Bildinformationen auf der Oberfläche eines lichtundurchlässigen Papierblattes oder einer anderen Unterlage das Eichziel in einem geeigneten Format zugeführt werden, beispielsweise ein lichtundurchlässiges Substrat, das zum Abtasten durch die Geräteeinrichtung geeignet ist oder dauerhaft auf der Platte oder Plattenabdeckung eingebettet ist. Der Rest der Einrichtung würde im wesentlichen derselbe bleiben, wobei das Abtasten und die Datenverarbeitungseinrichtungen, die in einer solchen Einrichtung vorhanden sind, verwendet werden.

Claims (8)

1. Eine Rastereingabeabtasteinrichtung zum Erfassen eines Bildes auf einer vorbestimmten Oberfläche, die einschließt:

eine Vorschubeinrichtung (30) zum Halten des genannten Bildes;

eine lineare, photoelektrische Meßfühlergruppierung (40), die eine Mehrzahl einzelner, lichtempfindlicher Elemente umfaßt, die zum Erfassen des Bildes (12), das von der Vorschubeinrichtung gehalten ist, und zum Erzeugen elektrischer Darstellungen von diesem angeordnet sind;

ein von der Vorschubeinrichtung gehaltenes, von einem Meßfühler erfaßbares Ziel (62), das ein Ausrichtungsmerkmal (70) zur Verwendung während Eichvorgängen einschließt;

einen Antrieb (34) zum Antreiben der genannten Vorschubeinrichtungen; und

ein System zum Eichen der Abtasteinrichtung; dadurch gekennzeichnet, daß

die lichtempfindlichen Elemente der Meßfühlergruppierung längs einer ersten Achse (X) angeordnet sind und die Vorschubseinrichtung durch den genannten Antrieb längs einer zweiten Achse (Y) quer zu der ersten Achse bewegbar ist; und

das Eichsystem umfaßt: eine Einrichtung (51, 52) zum Messen der von dem Vorschub von einer Startposition längs der zweiten Achse zurückgelegten Strecke bis das genannte Ausrichtungsmerkmal auf dem genannten Ziel von der Meßfühlergruppierung erfaßt wird; eine Einrichtung (52, 54) zum Vergleichen der gemessenen Strecke mit einem Bezug, um einen Versetzungswert für die zweite Achse zu bestimmen; einen Speicher (56) zum Speichern dieses Versetzungswertes; und eine Einrichtung (50, 58) zum Verarbeiten der durch die Meßfühlergruppierung erzeugten, elektrischen Darstellungen gemäß dem gespeicherten Versetzungswert für die zweite Achse, um ein Bildsignal zu erzeugen, von dem die Wirkung der Versetzung entfernt worden ist, wodurch die Abtasteinrichtung längs der zweiten Achse geeicht wird.

2. Eine Abtasteinrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das genannte von einem Meßfühler erfaßbare Ziel ein von dem genannten Vorschub entfernbares Prüfziel ist.

3. Eine Abtasteinrichtung, wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht, wobei das Eichsystem eine Einrichtung zum Erfassen der Position des genannten Ausrichtungsmerkmals in bezug auf die Länge der Meßfühlergruppierung (Fig. 4) und eine Einrichtung zum Vergleichen der erfaßten Position mit einem Bezug einschließt, um einen Versetzungswert für die erste Achse zum Speichern in dem genannten Speicher zu bestimmen, wodurch die von der Meßfühlergruppierung erzeugten, elektrischen Darstellungen auch in Übereinstimmung mit diesem gespeicherten Versetzungswert verarbeitet werden, um die Abtasteinrichtung längs der ersten Achse zu eichen.

4. Eine Abtasteinrichtung, wie in einem beliebigen vorhergehenden Anspruch beansprucht, ferner umfassend:

eine Motorantriebssteuereinrichtung (51), die eine Reihe von Steuersignalen zum Steuern des genannten Antriebssystems erzeugt;

einen Diagnosespeicher (54) zum Speichern von Bezugsinformationen, die das Ausrichtungsmerkmal und dessen erwünschte Lage darstellen; und

eine Systemssteuereinrichtung (52) zum Vergleichen von durch die genannten lichtempfindlichen Elemente erfaßten Bildern mit den genannten gespeicherten Bezugsinformationen, um die Erfassung des Ausrichtungsmerkmals durch die Meßfühlergruppierung zu identifizieren, wobei die Systemssteuereinrichtung die genannten Steuersignale von der genannten Motorantriebssteuereinrichtung empfängt und dadurch die von dem Vorschub zurückgelegte Strecke mißt, bis das genannte Ausrichtungsmerkmal auf dem genannten Ziel von der Meßfühlergruppierung erfaßt wird.

5. Eine Abtasteinrichtung, wie in einem beliebigen vorhergehenden Anspruch beansprucht, wobei das von einem Meßfühler erfaßbare Ziel ein Vergrößerungsmerkmal zur Verwendung während Eichvorgängen einschließt und das Eichsystem umfaßt:

eine Einrichtung zum Bestimmen der Anzahl von lichtempfindlichen Elementen, die das genannte Vergrößerungsmerkmal erfassen; und eine Einrichtung zum Vergleichen der gegenwärtigen Anzahl von lichtempfindlichen Elementen, die das genannte Vergrößerungsmerkmal erfassen, mit einem Bezugswert, um eine Vergrößerungskonstante zum Speichern in dem genannten Speicher zu bestimmen, wodurch die von der Meßfühlergruppierung erzeugten, elektrischen Darstellungen ebenfalls in Übereinstimmung mit dieser gespeicherten Vergrößerungskonstanten verarbeitet werden, um die Vergrößerung in der Abtasteinrichtung zu eichen.

6. Eine Abtasteinrichtung, wie in einem beliebigen vorhergehenden Anspruch beansprucht, umfassend eine Lichtquelle (16) zum Beleuchten des von einem Meßfühler erfaßbaren Ziels und eine Fokussierungslinse (44) zum Fokussieren von Licht von dem genannten Ziel auf die genannte Meßfühlergruppierung, wobei die genannte Linse bewegbar ist, um den Brennpunkt der Lichtstrahlen zu verändern; wobei das von einem Meßfühler erfaßbare Ziel ein Fokussierungsmerkmal zur Verwendung während Eichvorgängen einschließt und das Eichsystem umfaßt:

eine Einrichtung zum Bestimmen der Anzahl von Meßfühlern, die das genannte Fokussierungsmerkmal erfassen, und der Lichtintensität von dem genannten erfaßten Merkmal als eine Fokussierungsanzeige an irgendeiner ausgewählten Position; einen Zwischenspeicher zum Speichern von Fokussierungsanzeigen an aufeinanderfolgenden, ausgewählten Positionen der genannten Fokussierungslinse zwischen der genannten Meßfühlergruppierung und dem genannten Zielbild, um die Position, die die optimale Fokussierungsangabe ableitet, zum Speichern in dem genannten Speicher zu bestimmen, und eine Einrichtung zum Bewegen der Linse in die gespeicherte Position, um die Fokussierung in der Abtasteinrichtung zu eichen.

7. Ein Verfahren zum Eichen einer Rastereingabeabtasteinrichtung zum Erfassen eines Bildes auf einer vorbestimmten Oberfläche, wobei die Abtasteinrichtung umfaßt: eine Vorschubeinrichtung (30) zum Halten des genannten Bildes; eine lineare, photoelektrische Meßfühlergruppierung (40), die eine Mehrzahl einzelner, lichtempfindlicher Elemente umfaßt, die zum Erfassen des Bildes (12), das von der Vorschubeinrichtung gehalten ist, und zum Erzeugen elektrischer Darstellungen von diesem längs einer ersten Achse angeordnet ist; ein von der Vorschubeinrichtung gehaltenes, von einem Meßfühler erfaßbares Ziel (62), das ein Ausrichtungsmerkmal (70) zur Verwendung während Ausrichtungsvorgängen einschließt; wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

Bewegen der Vorschubeinrichtung längs einer zweiten Achse quer zu der ersten Achse;

Messen der von dem Ziel von einem Startpunkt längs der zweiten Achse zurückgelegten Strecke bis die Meßfühler das genannte Ausrichtungsmerkmal erfassen;

Vergleichen der gemessenen Strecke mit einem Bezugswert;

Speichern eines Wertes, der für den genannten Streckenvergleich repräsentativ ist, in einem Speicher; und

Verarbeiten der durch die Meßfühlergruppierung erzeugten, elektrischen Darstellungen in Übereinstimmung mit dem gespeicherten Wert, um ein Bildsignal zu erzeugen, von dem die Wirkung dieser Versetzung entfernt worden ist, um die Abtasteinrichtung längs der zweiten Achse zu eichen.

8. Ein Verfahren, wie es in Anspruch 7 beansprucht ist und die Schritte einschließt:

Erfassen der Position eines Ausrichtungsmerkmals in bezug auf die Länge der genannten Gruppierung von lichtempfindlichen Meßfühlern;

Vergleichen der genannten erfaßten Position mit einem Bezug;

Speichern eines Wertes, der für den genannten Positionsvergleich repräsentativ ist, in dem genannten Speicher;

Verwenden des genannten gespeicherten Wertes als ein Versetzungsbezug der ersten Achse, wobei die durch die Meßfühlergruppierung erzeugten, elektrischen Darstellungen ebenfalls in Übereinstimmung mit diesem gespeicherten Versetzungswert verarbeitet werden, um die Abtasteinrichtung längs der ersten Achse zu eichen.