Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Bildlesegerät wie ein
vorlagengrößelesegerät und ein Bildschwärzegrad-Erfassungsgerät für
ein Kopiergerät, bei dem eine Festkörperaufnahmevorrichtung
Licht empfängt, das vom Bild auf einer Vorlage reflektiert
wird.
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Am häufigsten wird als Festkörperaufnahmevorrichtung bei
einem Bildlesegerät ein CCD-Zeilensensor verwendet. Die
Lichtquelle des Bildlesegeräts ist normalerweise eine
Halogenlampe. Damit der CCD-Zeilensensor ein Bild lesen kann,
ist es erforderlich, die von der Lichtquelle emittierte
Lichtmenge abhängig vom Schwärzegrad des Bildes zu steuern.
Aus diesem Grund ist ein herkömmliches Bildlesegerät nicht
dazu in der Lage, das Bild auf einer handschriftlichen Vorlage
genau zu lesen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Bildlesegerät anzugeben, das den für eine
Festkörperaufnahmevorrichtung geltenden Zeitpunkt zum Erfassen der
empfangenen Lichtmenge mit dem Nulldurchgangszeitpunkt einer
Wechselspannungsversorgung synchronisiert, um zu gewährleisten,
daß ein Bild für alle Zeiträume zwischen
aufeinanderfolgenden Erfassungsstartzeitpunkten von einer Lichtquelle mit
konstanter Lichtmenge beleuchtet wird, um dadurch das Bild
genau zu lesen.
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Kurz gesagt, ist gemäß der Erfindung ein Bildlesegerät, bei
dem eine Festkörperaufnahmevorrichtung das Licht empfängt,
das von einem Bild reflektiert wird, das von einer mit
Wechselspannung versorgten Lichtquelle beleuchtet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gerät eine Nulldurchgangimpuls-
Erzeugungsschaltung, an die die Versorgungswechselspannung
für die Lichtquelle gelegt wird, und eine
Einstelleinrichtung zur Erfassung des Startzeitpunktes für die reflektierte
Lichtmenge aufweist, die einen Zeitpunkt einstellt, der um
eine vorgegebene Zeitspanne gegenüber der Impulserzeugung
durch die Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung verzögert
ist, und zwar all Zeitpunkt, zu dem die
Festkörperaufnahmevorrichtung mit dem Erfassen der empfangenen Lichtmenge
beginnen soll.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird aus der folgenden detaillierten
Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die nur zur
Veranschaulichung dienen und demgemäß für die Erfindung nicht
beschränkend sind, noch besser verstanden werden, in denen:
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Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Bildlesegeräts ist;
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Fig. 2 eine schematische Konstruktionszeichnung des
wesentlichen Teils des erfindungsgemäßen Bildlesegeräts ist;
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Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Erläutern der Verarbeitungsfolge
durch die Steuerung des erfindungsgemäßen Bildlesegeräts
ist;
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Fig. 4 ein Diagramm für die zeitliche Steuerung des
erfindungsgemäßen Bildlesegeräts ist; und
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Fig. 5 ein Modell einer Festkörperaufnahmevorrichtung zur
Verwendung im erfindungsgemäßen Bildlesegerät zeigt.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Fig. 2 ist eine schematische Konstruktionszeichnung des
wesentlichen Teils eines Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Bildlesegeräts.
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Eine Vorlagenauflage 21 besteht aus hartem, durchsichtigem
Glas. Unter der Vorlagenauflage 21 ist eine Halogenlampe 22
als Lichtquelle angeordnet. Licht, das von der Halogenlampe
22 emittiert wird, wird durch einen Reflektor 22a auf die
bildtragende Oberfläche einer auf die Dokumentenauflage 21
gelegten Vorlage gestreut. Die Halogenlampe 22 rastert das
Bild auf der Vorlage dadurch ab, daß sie in den Richtungen
"A" und "B" in bezug auf die Vorlagenauflage 21 hin- und
herläuft. Licht, das von einer Halogenlampe 22 emittiert
wird, wird durch die bildtragende Seite der Vorlage
reflektiert und läuft durch Spiegel 23, 24 und 25 sowie eine Linse
26 und tritt in einen CCD-Zeilensensor 1 ein, wie dies eine
gestrichelte Linie in Fig. 2 angedeutet ist.
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Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Steuerung des
erfindungsgemäßen Bildlesegeräts.
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Die mit einer Wechselspannungsquelle verbundene Halogenlampe
22 wird phasenmäßig durch einen Triac 5 gesteuert. Durch
eine Gateschaltung 4 wird ein Gateimpuls an den Triac 5
gelegt. Die Gateschaltung 4 empfängt Zeitsteuerdaten für das
Anlegen eines Gateimpulses von einer Phasensteuerschaltung
3. Eine Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2 erfaßt die
Zeitpunkte der Nulldurchgänge der Wechselspannungsversorgung
für die Halogenlampe 22. Wenn die Phasensteuerschaltung 3
Nulldurchgangimpulse von der
Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2 erhält, gibt sie auf Grundlage eines
Nulldurchgangimulses
Daten zur zeitlichen Steuerung des Anlegens von
Gateimpulsen an die Gateschaltung 4. Der obige Aufbau ist
typisch für eine Phasensteuerung unter Verwendung einer
Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung.
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Die Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2 liefert auch
Nulldurchgangimpulse an eine Verzögerungsschaltung 6. Die
Verzögerungsschaltung 6 gibt
Nulldurchgangverzögerungssignale an ein UND-Gatter 7, und zwar zu Zeitpunkten, die um eine
vorgegebene Zeitspanne gegenüber den Zeitpunkten von
Nulldurchgängen verzögert sind. Eine CPU 8, die eine Steuerung
bildet, gibt Verschiebungsimpulssteuersignale an das UND-
Gatter 7 aus. Wenn sowohl das
Nulldurchgangverzögerungssignal von der Verzögerungsschaltung 7 als auch das
Verschiebungsimpulssteuersignal von der CPU 8 "H" sind, gibt das
UND-Gatter 7 einen Verschiebeimpuls "P1" an den
CCD-Zeilensensor 1. Wenn der CCD-Zeilensensor 1 den Verschiebeimpuls
"P1" empfängt, öffnet er Übertragungsgatter 34 und 35 zum
Übertragen elektrischer Ladungen, die photoelektrisch durch
eine Photodiode 31 gewandelt wurden, an CCD-Schieberegister
32 und 33. Die CPU 8 liefert mit vorgegebenen Intervallen
Taktimpulse Φ1 und Φ2 an den CCD-Zeilensensor 1. Mit den
eingegebenen Taktimpulsen Φ1 und Φ2 als Treiberimpulsen
liest der CCD-Zeilensensor 1 sequentiell den Inhalt der CCD-
Schieberegister 32 und 33. Die gelesenen Daten werden über
einen A/D-Wandler 13 als Bilddaten in die CPU 8 eingegeben
und in einem RAM 11 abgespeichert.
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Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern der
Verarbeitungsfolge durch die Steuerung des Bildlesegeräts.
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Wenn eine Vorlage auf die Dokumentenauflage 21 aufgelegt
ist, ist ein (nichtdargestellter) Leseschalter eingeschaltet
(n1). Danach wird ein Datenwert zur zeitlichen Steuerung an
die Phasensteuerschaltung 3 in solcher Weise gelegt, daß die
Halogenlampe 22 eingeschaltet wird (n2). Die Vorlagenauflage
21 wird horizontal verstellt (n3), was es der Halogenlampe
22 ermöglicht, das Bild auf der Vorlage abzurastern.
Gleichzeitig gibt die CPU 8 ein Verschiebeimpulssteuersignal an
das UND-Gatter 7 (n4) sowie Taktimpulse Φ1 und Φ2 an den
CCD-Zeilensensor 1 (n5). vom CCD-Zeilensensor 1 erfaßte
Daten werden gelesen und im RAM 11 abgespeichert (n6). Nachdem
der obige Prozeß mit den Schritten n2 bis n6 wiederholt
wurde, bis die gesamte Vorlage durch die Halogenlampe 22
abgerastert wurde (n7), wird die Spannungsversorgung für die
Halogenlampe 22 abgeschaltet (n8), und die Verdrehung des
Rastermotors wird umgekehrt, um die Vorlagenauflage 21 zur
Anfangsposition rückzuführen.
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Die Fig. 4(A) bis 4(E) sind Diagramme zur zeitlichen
Steuerung des erfindungsgemäßen Bildlesegeräts.
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Wenn die Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2 mit
sinusförmiger Wechselspannung versorgt wird, wie in Fig. 4(A)
dargestellt, erzeugt sie Impulse zu den
Nulldurchgangzeitpunkten t&sub0;, t&sub2; usw. der sinusförmigen Wechselspannung, wie
in Fig. 4(B) gezeigt. Ein Nulldurchgangimpuls wird an die
Verzögerungsschaltung 6 gelegt, die dann ein
Nulldurchgangverzögerungssignal an das UND-Gatter 7 legt, das um
(t&sub1;-t&sub0;) gegenüber dem Nulldurchgangimpuls verzögert ist, wie in
Fig. 4(C) dargestellt. Daher werden die
Nulldurchgangverzogerungssignale mit denselben Intervallen von der
Verzögerungsschaltung 6 ausgegeben, wie sie für die von der
Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2 zugeführten
Nulldurchgangimpulse gelten. Indessen gibt die CPU 8 ein
Verschiebeimpulssteuersignal für die Zeitspanne zwischen t&sub3; bis t&sub8; an
das UND-Gatter 7 aus. Jedesmal dann, wenn das UND-Gatter 7
ein Nulldurchgangverzögerungssignal von der
Verzögerungsschaltung 6 während dieser Zeitspanne erhält, gibt es einen
Verschiebeimpuls "P1" an den CCD-Zeilensensor 1 aus.
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So fallen die Intervalle der den CCD-Zeilensensor 1
zugeführten Verschiebeimpulse 1 mit denjenigen der
Nulldurchgangimpulse zusammen, wie sie von der Nulldurchgangimpuls-
Erzeugungsschaltung 2 erzeugt werden. Da die
Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2 die Zeitpunkte des
Nulldurchgangs der Wechselspannungsversorgung für die Halogenlampe 22
erfaßt, stimmen auch die Intervalle von Oberwellen in dem
von der Halogenlampe 22 emittierten Licht mit denjenigen der
von der Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung 2
ausgegebenen Nulldurchgangimpulse überein. Daher sind die Intervalle
der dem CCD-Zeilensensor 1 zugeführten Verschiebeimpulse
dieselben wie diejenigen der Oberwellen des Lichts von der
Halogenlampe 22. Demgemäß wird in allen Intervallen zwischen
beliebigen benachbarten verschiebeimpulsen "P1" eine
konstante Lichtmenge von der Halogenlampe 22 emittiert. Wenn
angenommen wird, daß jeder Schiebeimpuls "P1" zum selben
Zeitpunkt auftritt, zu dem der CCD-Zeilensensor 1 damit
beginnt, die Menge des empfangenen Lichts zu erfassen, ist
hierbei die von der Halogenlampe 22 emittierte Lichtmenge
für alle Intervalle zwischen beliebigen benachbarten
Erfassungsstartzeitpunkten konstant.
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Wenn die zeitliche Steuerung eines von der
Verzögerungsschaltung 6 ausgegebenen Nulldurchgangverzögerungssignals
mit derjenigen eines der Gateschaltung 4 von der
Phasensteuerschaltung 3 zugeführten Gateimpulses übereinstimmt, kann
der CCD-Zeilensensor, wie dies in den Fig. 4(A) und 4(C)
dargestellt ist, mit dem Erfassen der Menge des empfangenen
Lichts dann beginnen, wenn die Menge des von der
Halogenlampe 22 emittierten Lichts beinahe maximal ist.
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Erfindungsgemäß wird der Zeitpunkt eines Nulldurchgangs der
Wechselspannungsversorgung an die Lichtquelle durch eine
Nulldurchgangimpuls-Erzeugungsschaltung erfaßt, die einen
Impuls erzeugt, wenn die Wechselspannung die Nullinie
kreuzt. Die Einstelleinrichtung zum Einstellen des
Erfassungszeitpunkts für die Menge reflektierten Lichts stellt
als Zeitpunkt für den CCD-Zeilensensor zum Erfassen der
Menge empfangenen Lichts einen Zeitpunkt ein, der um eine
vorgegebene Zeitspanne gegenüber dieser Impulserzeugung
versetzt ist, so daß die Festkörperaufnahmevorrichtung mit dem
Erfassen der empfangenen Lichtmenge zum eingestellten
Zeitpunkt beginnt. Daher ist die Erfassung der Menge empfangenen
Lichts durch die Festkörperaufnahmevorrichtung synchron zur
zeitlichen Lage der Nulldurchgänge der
Wechselspannungsversorgung. Wenn die an die Lichtquelle gelegte
Versorgungsspannung für alle Intervalle zwischen beliebigen
benachbarten Nulldurchgangimpulsen konstant gehalten wird, sollte
demgemäß die auf das Bild einer Vorlage projizierte
Lichtmenge in allen Intervallen zwischen beliebigen benachbarten
startzeitpunkten zum Erfassen der Menge empfangenen Lichts
konstant sein.
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Erfindungsgemäß fallen bei der Erfindung, wie oben
angegeben, die Intervalle für Startzeitpunkte zur Erfassung der
Menge empfangenen Lichts mit denjenigen der Nulldurchgänge
der Wechselspannungsversorgung überein, da die
Festkörperaufnahmevorrichtung mit dem Erfassen der Menge empfangenen
Lichts um eine vorgegebene Zeitspanne nach den
Nulldurchgangzeitpunkten der Wechselspannungsversorgung an die
Lichtquelle beginnt. Demgemäß stimmen die Intervalle von in dem
von der Lichtquelle emittierten Licht enthaltenen Oberwellen
mit denjenigen der Zeitpunkte zum Beginnen des Erfassens der
Menge empfangenen Lichts überein. Infolgedessen ist das
erfindungsgemäße Bildlesegerät dazu in der Lage, ein Bild
genau bei konstanter, von der Lichtquelle auf das Bild
gestrahlter Lichtmenge zu lesen.
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Während nur bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben wurden, ist es für den Fachmann erkennbar, daß
verschiedene Änderungen und Modifizierungen vorgenommen
werden können, ohne den Geist und den Umfang der beanspruchten
Erfindung zu verlassen.
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Vorstehend sind neue Merkmale beschrieben, aus denen der
Fachmann erkennt, daß sie zu vorteilen führen. Es handelt
sich um unabhängige Erscheinungsformen der Erfindung, die
durch die Anmeldung abzudecken sind, unabhängig davon, ob
sie in den schutzbereich der folgenden Ansprüche fallen oder
nicht.