DE3821076C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lesen eines Farbbbildes
mit einer bewegbaren Lichtquelle, einer Farbtrenneinrichtung und
den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Fig. 8 und 9 zeigen Beispiele von Farbbildlesern. In
Fig. 8 ist mit der Bezugsziffer 20 eine Vorlage bezeichnet,
die auf eine transparente Glasplatte 21 gelegt wird. Mit 22
ist eine Lichtquelle bezeichnet. Die Bezugsziffer 23 bezieht
sich auf einen Reflektorspiegel und die Bezugsziffer 24 auf
einen ersten Spiegel. Diese werden als eine Einheit in die
mit dem Pfeil A angedeutete Richtung verschoben. Mit den Be
zugsziffern 25 und 26 sind ein zweiter und ein dritter Spiegel
jeweils bezeichnet. Diese Spiegel bewegen sich als eine Einheit
in dieselbe Richtung wie der erste Spiegel mit einer halb so
großen Geschwindigkeit wie der erste Spiegel. Aufgrund der
Wirkungsweisen der ersten, zweiten und dritten Spiegel wird
Licht, das von einem ausgeleuchteten Bereich reflektiert wird,
der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit auf der Vorlage
bewegt, über eine konstante optische Weglänge auf eine Linse 1
gerichtet. Ein Lichtstrom, der durch die Linse 1 geht, wird
hinsichtlich den Farben durch einen Farbseparator 10 separiert,
und ein Bild jeder Farbe wird auf einem zugeordneten Element
der linear angeordneten photoelektrischen Wandlerelemente
(die nachstehend als CCD bezeichnet werden) 4, 5 und 6 fokus
siert. Fig. 9 zeigt ein Beispiel des vorstehend angegebenen
Farbseparators 10. In Fig. 9(a) sind dichroitische Spiegel 2
und 3 in einem Lichtweg bzw. Strahlengang angeordnet, an
denen von der Vorlage reflektiertes Licht zu einem Bild auf
den CCD-Elementen 4, 5 und 6 nach dem Durchgang durch die
Linse 1 zur Bildung eines Bildes separiert wird. Der dichroi
tische Spiegel ist ein Interferenzfilter, bei dem dielektri
sche Folien mit niedrigen und hohen Brechungsindices wechsel
weise zur Bildung einer Mehrschichtanordnung auf einer trans
parenten Basisplatte, wie einer Glasplatte, vorgesehen sind,
wobei die Schichten beispielsweise mit Hilfe des Vakuumauf
dampfverfahrens aufgebracht werden. Er hat eine Permeabilität,
wie dies beispielsweise in den Fig. 7(a) und (b) gezeigt
ist. Wenn der dichroitische Spiegel 2 in Fig. 9(a) eine Permea
bilität hat, die in Fig. 7(a) gezeigt ist, und wenn der
dichroitische Spiegel 3 eine solche Permeabilität hat, die in
Fig. 7(b) gezeigt ist, liest das CCD-Element 4 die blauen
Farbdaten, das CCD-Element 5 die roten Farbdaten und das CCD-
Element 6 die grünen Farbdaten. Die optischen Weglängen von
der Linse zu dem jeweiligen CCD-Element sind virtuell gleich,
wenn man die chromatische Aberration der Linsen, Fehler im Hin
blick der Dimensionsgenauigkeit des jeweiligen CCD-Elements,
die Oberflächengenauigkeit der Reflexionsfläche jedes dichroi
tischen Spiegels und die Oberflächengenauigkeit einer prisma
tischen Reflexionsfläche und die optischen Weglängenfehler in
einem Prisma, falls ein Prisma verwendet wird, unberücksichtigt
läßt. Fig. 9(b) zeigt ein Beispiel einer Auslegung, bei dem
ein Prisma 8 in einer Lesevorrichtung für eine Dreifarbense
paration verwendet wird. Die Flächen 2 und 3 des Prismas 8
haben dieselben Funktionen wie die dichroitischen Spiegel 2
und 3 in Fig. 9(a). Daher können die CCD-Elemente 4, 5 und 6
dieselben Farbdaten erhalten wie jene, die in Fig. 9(a) ange
geben sind. Wenn ein Prisma verwendet wird, tritt das Licht
vertikal in die Glasfläche ein und aus dieser aus, so daß der
Astigmatismus eliminiert wird. Fig. 9(c) zeigt eine Lesevor
richtung mit einer Zweifarbenseparation ohne ein Prisma, und
Fig. 9(d) mit einem Prisma. Dieselben Bezugszeichen werden für
die Teile verwendet, die jenen in den Fig. 9(a) und 9(b) ent
sprechen. Hierbei handelt es sich um Beispiele von Lesevorrich
tungen mit einer Zweifarbenseparation.
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen sind die CCD-
Elemente immer auf verschiedenen Flächen vorgesehen. Diese
Bauart einer Lesevorrichtung mit Farbseparation macht eine
genaue Positionierung jedes Bildelements (üblicherweise
7 µm -14 µm) des CCD-Elements erforderlich, um Fehler
bei den Farbdaten zu vermeiden. Daher muß die Positionierung
des CCD-Elements genau vorgenommen und eingestellt werden.
Insbesondere ist beispielsweise die Größe eines Bildes auf der
Vorlage so groß wie ein Bildelement bzw. ein Bildpunkt eines
CCD-Elements. Dieses Bild ist schwarz und wird auf jedes CCD-
Element projiziert. Wenn es genau auf das N-te Bildelement
jedes CCD-Elements projiziert wird, wie dies in Fig. 6a ge
zeigt ist, werden Farbdaten für Rot, Blau und Grün nicht aus
gegeben und das Signal wird als Schwarz bewertet. Wenn jedoch
eine Abweichung auftritt, wie dies in Fig. 6(b) gezeigt ist,
wird das N-te Signal als Grün bewertet. Da es somit erforder
lich ist, ein Bildelement einstellen und mit einer Genauig
keit von weniger als einige µm einstellen zu müssen, ist eine
komplizierte und äußerst genaue Einstellung erforderlich. Das
CCD-Element wird üblicherweise in fünf Achsen RA, RB, x, y, z
bezüglich der optischen Achse nach Fig. 5 eingestellt. Da
jedes CCD-Element in fünf Achsen eingestellt wird, und wenn
das CCD-Element sich auf einer anderen Fläche wie bei den
vorangehenden Beispielen befindet, so ist es notwendig, die
Einstellungsrichtung um 90° zu ändern, was eine komplizierte
Einstelleinrichtung und einen schwierig durchzuführenden Ein
stellvorgang erforderlich macht. Zusätzlich kann die Auswirkung
einer Umgebungstemperaturdifferenz unter den CCD-Elementen
für die Teile nicht vernachlässigt werden, für die eine genaue
Positionierung erforderlich ist. Wenn beispielsweise die Länge
eines CCD-Elements 35 mm beträgt, führt eine Temperaturdif
ferenz von größer als 10°C im Vergleich zu den anderen CCD-
Elementen zu einer Längenänderung von etwa 1 µm des CCD-Ele
ments und von etwa 2 µm bei der Länge mit einem keramischen
Basisteil, was zu einer Abweichung des Bildpunktes führt.
Darüber hinaus ist auch eine geringfügige Änderung der Länge
eines Anbringungseinrichtungsteiles von Bedeutung. Wenn die
CCD-Elemente 5 und 6 relativ nahe an der Lichtquelle 22 ange
ordnet sind, wie dies bei einem Beispiel in Fig. 8 gezeigt
ist, so werden sie durch die Wärme beeinflußt, die von der
Lichtquelle erzeugt wird. Dimensionsänderungen führen zu Ab
weichungen des Bildelements zusätzlich zu Abweichungen der
Ausgabecharakteristika des CCD-Elements, das von einem Halb
leiter gebildet wird, so daß die Ausgabekennlinien Schwankun
gen unterworfen sind und die drei CCD-Elemente außer Gleich
gewicht kommen können.
Farbbildleser mit einer Farbtrenneinrichtung sind beispielsweise
bekannt aus der EP 02 91 091, der EP 02 17 503 oder der US-PS 40 05
285.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen Farbbild
leser der gattungsgemäßen Bauform so zu verbessern, daß der zu
Ungenauigkeiten und Farbverschiebungen beim Lesen des Farbbildes
führende Wärmeeinfluß der bewegbaren Lichtquelle verringert oder
völlig vermieden wird.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Farbtrenneinrichtung
eines gattungsgemäßen Farbbildlesers so ausgebildet wird, daß sie
eine der Anzahl der Farbbilder entsprechender Anzahl von Spiegeln
aufweist, die derart angeordnet sind, daß sie die einzelnen
Farbbilder zueinander in dieselbe Richtung auf einzelne
jeweils eine Lichtempfangsfläche aufweisende Wandler projizieren,
wobei die photoelektrischen Wandler alle auf der der Lichtquelle
gegenüberliegenden Seite der optischen Achse der Linse angeordnet
sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Lichtquelle und die von ihr zur Ausleuchtung des zu lesenden Bildes
zurückzulegende Bahnkurve oberhalb der optischen Achse der Linse
angeordnet, während die Farbtrenneinrichtung die einzelnen Farbbil
der auf eine Fläche unterhalb der optischen Achse der Linse
projiziert und die photoelektrischen Wandler demgemäß alle in
dieser Fläche unterhalb der optischen Achse angeordnet sind.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die photoelektrischen Wandler,
d. h. die CCD-Elemente, in jeder Stellung der bewegbaren Lichtquelle
so weit wie möglich von dieser entfernt angeordnet sind. Weiterhin
ist der Abstand zwischen je einem CCD-Element und der Lichtquelle
für alle CCD-Elemente nahezu gleich.
Auf diese Weise heizt die Wärmestrahlung der Lichtquelle die CCD-
Elemente bedeutend weniger auf, als dies bei bekannten Farbbildle
sern der Fall ist. Die noch auf die CCD-Elemente auftreffende
Wärmestrahlung führt wegen des gleichen Abstandes der Elemente von
der Lichtquelle zu einer gleichmäßigen Längenänderung, so daß
Fehler, wie sie im vorstehenden anhand der Fig. 6 erläutert worden
sind, minimiert werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gemäß Unteranspruch 10
ermöglicht es darüber hinaus, den Einstellvorgang der CCD-Elemente
zur Feineinstellung ihrer Lage relativ zueinander und relativ zu
der Farbtrenneinrichtung zu vereinfachen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile derErfindung
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor
zugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die bei
gefügte Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausbildungsform eines
Farbbildlesers nach der Erfindung,
Fig. 2, 3, 4 und 10 Schnittansichten von Farbseparatoren
gemäß ersten, zweiten, dritten und vierten
bevorzugten Ausbildungsformen nach der Erfindung,
Fig. 5 eine perspektivische Seitenansicht einer Adjustie
rungsrichtung eines CCD-Elements gemäß einer
bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung,
Fig. 6 ein Diagramm der Bildelemente jedes CCD-Elements,
Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Spektral
permeabilität des dichroitischen Spiegels,
Fig. 8 eine Schnittansicht eines Farbbildlesers, der
nicht nach der Erfindung ausgelegt ist,
Fig. 9 eine Schnittansicht eines Farbseparators, der
bei dem Farbbildleser nach Fig. 8 verwendet wird
und
Fig. 10-15 jeweils perspektivische Ansichten zur Verdeut
lichung von Auslegungsformen der Farbseparier
einrichtung nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausbildungsform nach der Erfin
dung. Das Grundkonzept entspricht im wesentlichen einem Ver
gleichsbeispiel, das in Fig. 8 gezeigt ist, wobei der Farb
separator eine Ausnahme bildet. In den Fig. 1 und 8 sind
gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen ver
sehen. Wie zuvor im Hinblick auf das Vergleichsbeispiel an
gegeben ist, wird jedes auf der Vorlage reflektierte Licht,
die mittels einer Lichtquelle (einer Halogenlampe) ausgeleuchtet
wird, auf den CCD-Elementen 4, 5 und 6 unter Bildung eines
Bildes hinsichtlich den Farben separiert. Fig. 2, 3 und 4
zeigen verschiedene bevorzugte Ausbildungsformen der Farbse
paratoren. Bei der ersten in Fig. 2 gezeigten bevorzugten
Ausbildungsform stellt das Bezugszeichen 1 eine Linse, das
Bezugszeichen 30 ein Farbseparationsprisma und die Bezugs
zeichen 4, 5 und 6 jeweils ein CCD-Element dar. Dichroitische
Spiegel mit einer Spektralpermeabilität, die in den Fig. 7(a)
und 7(b) gezeigt sind, sind jeweils auf den Flächen 2 und 3
des Prismas 30 vorgesehen. Nach dem Durchgang durch die Linse
1 tritt ein Licht in die prismatische Fläche 30 etwa vertikal
ein. Dann wird das Licht durch den dichroitischen Spiegel 2
separiert und das Licht mit der Blaukomponente (Wellenlänge
400-500 nm) wird reflektiert und auf die Fläche 31 gerichtet.
Das Licht der blauen Komponente wird total an der Grenzfläche
zwischen der Glasfläche 31 und der Luftphase reflektiert und
tritt aus der Fläche 33 etwa vertikal unter Bildung eines
Bildes auf dem CCD-Element 4 aus. Andererseits geht das Licht,
das durch den dichroitischen Spiegel 2 gegangen ist (mit einer
Wellenlänge von 500-700 nm) direkt in das Prisma hinein und
erreicht den dichroitischen Spiegel 3. Das Licht der roten
Komponente mit der Wellenlänge von 600-700 nm wird hier re
flektiert und auf die Fläche 34 gerichtet. Das Licht der roten
Komponente wird total an der Grenzfläche zwischen der Glasfläche
34 und der Luftphase reflektiert und tritt aus der Fläche 34
etwa vertikal von dieser Fläche zur Bildung eines Bildes auf
dem CCD-Element 5 aus. Das Licht der grünen Komponente mit
der Wellenlänge von 500-600 nm, das durch den dichroitischen
Spiegel geht, erreicht die Fläche 32 und es wird an der Grenz
fläche zwischen der Luftphase und der Glasfläche total re
flektiert und tritt aus der Fläche 33 etwa vertikal zu dieser
Fläche unter Bildung eines Bildes auf dem CCD-Element 6 aus.
Ein Farbseparationsprisma mit der vorstehend genannten Ausle
gung erhält man in einfacher Weise dadurch, daß man eine
Mehrzahl von geschliffenen Prismen mit einem Flächen-zu-Flä
chen-Winkel anbringt, wie dies in der Figur gezeigt ist. Das
Prisma 30 ist so hergestellt, daß es ein großes gleichseitiges
Dreieck mit den Flächen 31, 32 und 33 bildet. Auf diese Weise
sind die optischen Weglängen in dem Glas alle gleich und die
Weglängen sind gleich der Höhe des großen gleichseitigen Drei
ecks des Prismas 30. Es ist daher einfach zu verstehen, daß
bei der Verwendung eines solchen Prismas, es möglich ist, Licht
bilder im wesentlichen auf derselben Fläche auszubilden, in
welcher die Lichtbilder von einem Bild in drei Farben sepa
riert sind.
Bei der zweiten bevorzugten Ausbildungsform nach Fig. 3 ist
der hintere Teil des gleichseitigen Dreieckes mit den Flächen
34, 33 und 32 aus dem Prisma 30 nach Fig. 2 herausgenommen
und diese Ausbildungsform dient zur Anwendung bei einer Lese
vorrichtung mit einer Zweifarbentrennung bzw. Zweifarbensepa
ration. Dieses Beispiel dient als ein Beispiel für eine redu
zierte Anzahl von zu separierenden Farben, wobei ein Teil der
in Fig. 2 gezeigten Auslegungsform weggelassen ist. Hieraus
ist zu ersehen, daß andererseits durch das zusätzliche Vor
sehen von einzelnen Teilen die Möglichkeit eröffnet wird, die
Anzahl der zu separierenden Farben auf mehr als vier Farben
zu erhöhen. Fig. 4 zeigt eine dritte bevorzugte Ausbildungs
form. In einem Prisma 40 in Form eines gleichseitigen Drei
ecks sind Halbspiegel 41, 42 und 43, die rechtwinklig zu
einer Fläche angeordnet sind, und Halbspiegel 44 und 45, die
parallel zu den anderen Flächen angeordnet sind, vorgesehen.
Ein Licht tritt vertikal in eine Fläche ein, wird in vier
Farben separiert und tritt aus der anderen Fläche vertikal
aus. Wenn Blau-, Grün-und Rot-Filter 50, 51 und 52 an der
Stelle vorgesehen sind, an der die Lichtstrahlen austreten,
erhalten die CCD-Elemente 46, 48 und 49 vor diesen Filtern
jeweils blaue, grüne und rote Farbbilddaten. Das CCD-Element
47 ohne ein Filter empfängt die Schwarzbilddaten.
Bei den vorstehend genannten bevorzugten Ausbildungsformen
ist jeweils ein Farbseparationsprisma vorgesehen. Die Erfin
dung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Wenn der Astigmatis
mus keine Schwierigkeit darstellt, können dichroitische
Spiegel und Reflexionsflächen insgesamt aus sehr dünnem Glas
hergestellt werden und als diese Teile verwendet werden.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer vierten bevorzugten
Ausbildungsform, bei der die Bildformungsflächen der CCD-
Elemente nicht auf ein und derselben Fläche angeordnet sind,
sondern in Richtung der Lichtstrahlen angeordnet sind, die
aus dem Prisma austreten.
Wenn man Lichtbilder in derselben Strahlungsrichtung nach der
Farbseparation erhält, treten folgende Effekte auf: Wie in
Fig. 5 gezeigt ist, kommt man bei drei CCD-Elementen 4, 5 und
6 nicht ohne eine Positionierung der Bildelemente in fünf
Achsen bei der jeweiligen Adjustierung des CCD-Elements gemäß
den vorangehenden Ausführungen aus. Wenn die Fokussierungs
richtung des Lichtbildes jeder Farbe die gleiche ist, kann
jedes CCD-Element in derselben Richtung angeordnet werden.
Daher ist beispielsweise die folgende Adjustierung möglich.
Nur ein Satz einer 5-Achseneinstelleinrichtung ist erforder
lich, und das CCD-Element 4 wird zuerst eingestellt. Dann
wird das CCD-Element 4 mit einem Klebstoff über eine Träger
einrichtung des Prismas 30 fixiert, die in der Figur nicht
dargestellt ist. Dann wird die 5-Achseneinstelleinrichtung
unter Verwendung einer Y-Achsen- oder Z-Achseneinstellein
richtung zu der Position des CCD-Elements 5 verschoben. Da
das CCD-Element 5 bereits zu dem CCD-Element 4 ausgerichtet
ist, ist nur eine Feineinstellung erforderlich. Auf diese
Weise läßt sich die Zeit für die Einstellung verkürzen. Nach
der Durchführung der Einstellung wird das CCD-Element 5 auf
dem Prisma 30 mit einem Klebstoff auf ähnliche Weise wie zuvor
im Zusammenhang mit dem CCD-Element 4 beschrieben, fixiert.
Das CCD-Element 6 wird auf die gleiche Weise wie das CCD-Ele
ment 5 eingestellt. Hieraus ist zu ersehen, daß für die Ein
stellungsarbeiten nur eine einzige Einstelleinrichtung er
forderlich ist. Wenn die Abbildungsflächen nicht in derselben
Strahlungsrichtung sind, kann diese vereinfachte Bauform einer
Einstelleinrichtung nicht verwendet werden. Dann ist es not
wendig, für jede Richtung eine Einstelleinrichtung vorzusehen.
Wenn darüber hinaus die CCD-Elemente auf ein und derselben
Fläche angeordnet sind, läßt sich die Einstellung noch weiter
vereinfachen. Bei einer Steigerung der Genauigkeit des Pris
mas ist nur ein Einstellvorgang erforderlich, wobei die drei
CCD-Elemente genau auf derselben Basisplatte oder Packung
positioniert sind.
Die vorstehend genannte Einstellung wird so vorgenommen, daß
Signalwellen von den drei CCD-Elementen auf einem Oszilloscop an
gezeigt werden und eine Einstellung in fünf Achsen zur Synchro
nisierung der Signale, basierend auf Standardprinzipien, vor
genommen wird. Da jedes CCD-Element bei der Erfindung, angren
zend an den jeweils benachbarten und von der Lichtquelle ent
fernt angeordnet ist, ist es frei von dem Einfluß der Wärme
und Abweichungen der Bildelemente infolge einer thermischen
Verzerrung lassen sich vermeiden. Darüber hinaus lassen sich
Änderungen des Farbtons, verursacht durch einen unabgestimmten
Ausgang von den jeweiligen CCD-Elementen verhindern.
Nachstehend werden die Ausbildungsformen einer Linse, eines
Prismas und CCD-Elementen nach der Erfindung beschrieben, die
bei dem Farbbildleser nach Fig. 1 verwendet werden.
Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Rahmens, auf dem eine Linse
und ein Prisma fixiert sind. Die Teile 71, 72 und 73 sind
aus Metallblech o. dgl. hergestellt. Die Teile 71 und 72
sind mit Hilfe von Schrauben fest mit dem Teil 73 verbunden.
Nachstehend werden die Funktionsweisen der jeweiligen Teile
beschrieben. Die Kanten a und b der Teile 71 und 72 halten
einen Objektivtubus fest. Daher werden die Kanten a und b
mit Hilfe einer Schablone bzw. einer Paßlehre positioniert
und mit Hilfe von Schrauben derart festgelegt, daß sie parallel
zueinander sind und einen Abstand haben, der kleiner als der
Außendurchmesser des Linsentubus bzw. Objektivtubus ist, und
daß sie rechtwinklig zu einer Kante f des Elements 73 sind.
Wenn die Kanten a, b und f auf diese Weise zur Stützung des
zylindrischen Linsentubus ausgerichtet sind, wird eine Posi
tion der Linse längs der Längsachse durch die Kante f defi
niert, während die Höhe und die Neigung der optischen Achse
relativ zu den Flächen h und i durch die Kanten a und b
definiert werden.
Die Kanten e und d der Teile 71 und 72 werden mit Hilfe einer
Schablone bzw. Paßlehre ausgerichtet und mit Hilfe von Schrau
ben derart fixiert, daß sie in einer Ebene gemeinsam mit der
Kante f des Teils 73 sind. Ein zur Fixierung des Prismas die
nendes Teil wird später an den Flächen k und j der Teile 71
und 72 angebracht. Diese Flächen j und k sind zuvor so gebogen,
daß sie genau die entsprechenden Abstände von d und e
in vorbestimmter Weise einhalten können, um Ungleichmäßigkei
ten bei der Belastung weitgehend minimal zu halten, die an
den horizontalen Querseiten des Prismas auftreten. Diese
Auslegung stellt sicher, daß das Linsenvorderteil (die Kante
f des Teils 73 und die Kanten e und d der Elemente 71 und 72)
genau parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, die durch die
Flächen j und k definiert ist, so daß auch Ungleichmäßigkei
ten bei einer Belastung minimal gehalten werden, die auftre
ten, wenn das Prisma auf die Linse gedrückt wird.
Die positionsmäßige Zuordnung zwischen der Kante c des Teils
71 und der Linsenhaltekante a ist durch eine Metallblech-Stanz
bearbeitung bestimmt und es läßt sich eine genaue positions
mäßige Zuordnung zwischen diesen beiden Kanten in zuverlässi
ger Weise erreichen. Die Seitenfläche des Prismas ist in Kon
takt mit der Kante c angeordnet, um einen Positionierbezug zu
haben. Somit ist das Prisma genau zur optischen Achse der
Linse relativ zu einer Breitenrichtung ausgerichtet.
Eine Fläche g des Teils 73 dient als eine Positionierfläche,
um die vertikale Lage des Prismas nach Fig. 3 zu bestimmen.
Fig. 12 zeigt, daß die Linse in die Rahmeneinheit einge
setzt ist, wie im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben, zu
sammengesetzt ist, und die Linse wird mit einem Band und
Schrauben festgelegt. Die Linse ist durch die Flächen a, b
und f positioniert und sie wird dann mit Hilfe von Schrauben
festgelegt.
Fig. 13 zeigt eine Möglichkeit, bei der das Prisma auf die
Rahmeneinheit gebaut wird, an der die Linse mit Hilfe der
Schrauben befestigt ist.
Der hintere Linsenrahmen l (mit Schattierungslinien verse
hener Bereich) ist genau relativ zur optischen Achse der
Linse ausgerichtet. Die Auftreffläche m ( α β γ δ) des Pris
mas wird gegen den mit Schattierungslinien versehenen Bereich l
gedrückt. Die Seite des Prismas wird durch die Fläche g
des Metallteils 73 gestützt, wodurch die vertikale Lage des
selben definiert wird. Die Seite des Prismas α β ist auf
die Kante c des Metallteils 71 gesetzt, um die Positionie
rung in Querrichtung sicherzustellen.
Wenn die vorstehend genannten Schritte vollständig ausge
führt sind, wird die Fläche α x y δ gedrückt und mit dem Pris
maanpreßteil 75 fixiert und mit Hilfe von Schrauben befestigt.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht des Prismas 4, das auf der
Rahmeneinheit des Prismaandrückteils 75 fixiert und mit
Hilfe von Schrauben befestigt ist.
Die Fläche g des Metallteils 73 ist geringfügig nach oben
gebogen. Dieser Winkel kann insoweit beliebig gewählt wer
den, als er größer als der Winkel R des Prismas und kleiner
als 90° ist. Das Prisma kann sicherer festgelegt werden, wenn
g geringfügig nach oben gebogen ist. Das Prismaandrückteil 75
wird so befestigt, daß es das Prisma mit einer Kraft F drückt.
Somit ist das Prisma festgelegt und auf den letzten Tubus
und auf die Fläche g durch die Kraftkomponenten Fx und Fy
gedrückt.
Fig. 14 zeigt einen Strahlengang durch eine Linse, ein Prisma
und ein CCD-Element 5.
Fig. 15 verdeutlicht die Vorgehensweise zum Anbringen der drei
CCD-Elemente auf dem Prisma, das an der Linse angebracht ist.
Mit den Bezugsziffern 76, 77 und 78 sind CCD-Packungen 79, 80
und 81 sowie PCB Schnittstellen zum elektrischen Treiben die
ser CCD-Elemente dargestellt. 82, 83 und 84 sind flexible PCB
Teile für die Zuführung von Signalen und Energie zu den
Schnittstellen PCB Teilen.
Die relativen Positionen der drei CCD-Elemente auf dem Prisma
werden, basierend auf der von den Linsen eingehenden Bild
information unter Verwendung einer nicht gezeigten Feinein
stelleinrichtung eingestellt, dann werden die drei CCD-Ele
mente in ihren eingestellten Positionen fixiert und sie werden
über Fixierarme 85a, 85b, 86a, 86b, 87a und 87b verbunden,
die jeweils aus Glas hergestellt sind.
Wie bei den Beispielen der links liegenden Arme gezeigt ist,
wird ein Klebstoff an den Stellen Q, R und S aufgebracht,
die jeweils mit X an den Armen 85b, 86b und 87b markiert
sind. Diese Stellen werden fest mit den Stellen verbunden, die
mit X auf der Seite des Prismas markiert sind. Zugleich wird
ein Klebstoff auf die Bodenseiten der Arme aufgebracht, die
dann in entsprechender Weise mit den Flächen n, o und p an
den CCD-Packungen verbunden werden. Die Arme 85a, 86a und 87a
auf der rechten Seite sind in der Ansicht so gezeigt, daß die
Arme und die CCD-Packungen miteinander verbunden sind. Wenn
dieser Verbindungsvorgang abgeschlossen ist, werden die CCD-
Packungen von der nicht gezeigten Feineinstellung freigegeben.
Dann sind die Arbeiten für die Herstellung einer Einheit be
endet.
Auf diese Weise erhält man eine 3-Farben-Separationseinheit mit
einem einfachen Aufbau und einer hohen Positioniergenauigkeit.
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Lesen eines Farbbildes, mit einer bewegbaren
Lichtquelle zum Ausleuchten einer das Farbbild aufweisenden
Vorlage, mit einem Spiegelsystem zum Leiten des von der Vorlage
reflektierten Lichts zu einer Linse, die das reflektierte Licht
zum Erzeugen eines Bildes fokussiert, wobei die Lichtquelle auf
einer Seite der optischen Achse der Linse angeordnet ist, und mit
einer in der optischen Achse der Linse angeordneten
Farbtrenneinrichtung zum Zerlegen des reflektierten Lichts in
eine Mehrzahl von Farbbildern unterschiedlicher Farbbereiche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Farbtrenneinrichtung (10) eine der Anzahl der Farbbilder
entsprechende Anzahl von Spiegeln (30, 34) aufweist, die derart
angeordnet sind, daß sie die einzelnen Farbbilder parallel
zueinander in dieselbe Richtung auf einzelne jeweils eine
Lichtempfangsfläche aufweisende Wandler (4, 5, 6) projizieren,
wobei die photoelektrischen Wandler (4, 5, 6) alle auf der
anderen Seite der optischen Achse der Linse (1) wie die
Lichtquelle (22) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Farbtrenneinrichtung (10) ein dreieckförmiges Prisma (30; 40)
aufweist, dessen eine Fläche (31) als Auftrefffläche für von der
Linse (1) einfallendes Licht und bei dem eine weitere Fläche (33)
als Projektionsfläche dient.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
alle photoelektrischen Wandler (4, 5, 6) in einer Ebene der
Projektionsfläche (33) des Prismas (30; 40) gegenüberliegend
angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Wandler (4, 5, 6) in
einer Linie angeordnet sind und eine CCD-Einrichtung bilden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (22) eine Halogenlampe ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Wandler (4, 5, 6)
unterhalb der Farbtrenneinrichtung (10) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Farbtrenneinrichtung (10) ein Prisma (30;
40) ist, das Licht in drei Farben zerlegt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Farbtrenneinrichtung (10) ein Prisma (30;
40) ist, das Licht in zwei Farben zerlegt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die photoelektrischen Wandler (4, 5, 6) an
der Farbtrenneinrichtung (10) mittels Klebstoff befestigt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Linse (1) und das Prisma (30; 40) an
einem Sockel (73) befestigt sind, wobei die Linse (1) in einem
Linsentubus angeordnet ist, an dem Sockel (73) eine
Anschlageinrichtung (71, 72, g) zum Positionieren des Prismas
(30; 40) am Sockel (73) befestigt ist, die mit einer Kante (r)
des Prismas (30; 40) in Kontakt steht, ferner die Stirnenden des
Linsentubus derart ausgelegt sind, daß sie mit der an die Kante
(r) anschließenden ersten Fläche (31) des Prismas (30; 40) in
Kontakt stehen, und wobei eine Fixiereinrichtung (75) für das
Prisma mit dem Sockel verbindbar ist, welche ein der Kante (r)
gegenüberliegende Fläche (32) des Prismas (30; 40) festhält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlageinrichtung (71, 72, g) eine Einrichtung zum Positionieren
des Prismas (30; 40) in vertikaler oder horizontaler Lage ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Befestigungseinrichtung (75) auf die zweite Fläche (32) des
Prismas (30; 40) derart drückt, daß die erste Fläche (31) bzw.
die Kante (r) des Prismas (30; 40) in Kontakt mit der einen
Stirnfläche des Linsentubus bzw. der Anschlageinrichtung (71,
72, g) steht und sich das Prisma (30; 40) in einer vorbestimmten
Position befindet.
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