DE4136646A1 - Verfahren zur abastung von farbvorlagen sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Reproduktions­ technik und betrifft ein Verfahren zur bildpunkt- und zeilen­ weisen Abtastung von Farbvorlagen, bei dein eine Farbvorlage beleuchtet und jeweils das mit den Dichtewerten eines Bildpunkt­ bereiches (Abtastfleckes) der Farbvorlage modulierten Abtastlicht zur Bildung von für den Bildpunktbereich repräsentativen Farbsignalwerten verwendet werden, indem das Abtastlicht des jeweiligen Bildpunktbereiches in Farbanteile zerlegt und die Farb­ anteile optoelektronisch in entsprechende Farbsignalwerte umge­ wandelt werden, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einem Farb-Abtastgerät, auch Farb-Scanner genannt.

Bei einem solchen Farb-Scanner wird eine Farbvorlage punkt- und zeilenweise von einer Abtast-Lichtquelle beleuchtet und das mit dem Bildinhalt der abgetasteten Farbvorlage modulierte, farbige Abtastlicht in einem optoelektronischen Farb-Abtastorgan in Farbsignale "R", "G" und "B" umgesetzt. Diese Farbsignale werden in einem Farbkorrekturrechner in Farbauszugssignale "Y", "M", "C" und "K" zur Aufzeichnung der Farbauszüge "Gelb", "Cyan" und "Schwarz" umgesetzt, von denen die Druckformen für den späteren Mehrfarbendruck der Farbvorlage hergestellt werden.

Das Farb-Abtastorgan weist ein Abtastobjektiv, eine Abtast­ blende, einen Farbteiler und optoelektronische Wandler auf. Das farbige Abtastlicht wird durch das Abtastobjektiv auf der Abtast­ blende abgebildet, deren Blendenöffnung den Abtastfleck bzw. den Bildpunktbereich auf der Farbvorlage entsprechend der gewünschten Abtastfeinheit bestimmt. Das durch die Abtast­ blende hindurchgelassene farbige Abtastlicht wird mit Hilfe des Farbteilers in die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" zerlegt und getrennten Farbkanälen zugeführt, in denen sie mittels der optoelektronischen Wandler in die Farbsignale umgewandelt werden.

Um eine gute Reproduktionsqualität zu erreichen, müssen die Pegel der Farbsignale möglichst hoch bzw. die Signal/Rausch- Verhältnisse in den einzelnen Farbkanälen möglichst groß sein. Aufgrund der unterschiedlichen Intensitäten der Spektralanteile der Abtast-Lichtquelle und/oder der unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeiten der optoelektronischen Wandler ergeben sich aber unterschiedliche Signalpegel in den Farbkanälen. Beispiels­ weise haben Fotodiodenzeilen als optoelektronische Wandler eine geringere Empfindlichkeit für den Blauanteil des Abtast­ lichtes, so daß insbesondere im Farbkanal für "Blau" kleine Signalpegel und damit ein schlechtes Signal/Rausch-Verhältnis für Blau" auftritt. Hinzu kommt, daß die Signal/Rausch-Verhältnisse in den Farbkanälen insgesamt noch dadurch verringert werden, daß man die Blendenöffnung der Abtastblende möglichst klein wählt, um eine hohe Abtastfeinheit zu erreichen.

Zur Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses könnte man zwar die Blendenöffnung der Abtastblende vergrößern, damit mehr Abtastlicht auf die optoelektronischen Wandler fällt, die Vergrößerung der Blendenöffnung hätte aber den Nachteil, daß dadurch die Abtastfeinheit bzw. die Schärfe und damit die Reproduktionsqualität verschlechtert wird.

In der DE-A-35 30 775 wird eine Beleuchtungsvorrichtung für eine Farbabbildungseinrichtung mit einer Abtast-Lichtquelle und einem Farbfilterrad zur zeitsequentiellen Zerlegung des Lichtes der Abtast-Lichtquelle in drei Farben beschrieben. Aus dieser Druckschrift ist es schon bekannt, den Blauanteil des zur Abtastung verwendeten Lichtes dadurch zu erhöhen, daß die Fläche des Blaufilters im Farbfilterrad gegenüber den Filterflächen des Rot- und Grünanteils vergrößert ist. Eine Farbfeststell­ anordnung erkennt die drei Farben, und entsprechende Steuer­ signale ändern die Intensität der Abtast-Lichtquelle für jede Farbe unterschiedlich. Hierdurch ist insbesondere ein optimaler Betrieb von CCD-Fotodiodenelementen möglich, die wellenlängen­ abhängig unterschiedliche Wirkungsgrade aufweisen.

Aus der US-A-46 79 073 ist eine andere Farbabtasteinrichtung bekannt, in der Blaulichtanteile zur Kompensation von Wirkungs­ graddefiziten im Blaulichtbereich von CCD-Fotodiodenelementen erhöht werden können. In einer Einstellphase wird eine Referenz­ vorlage abgetastet, wodurch Regelsignale gewonnen werden. Mit diesen Regelsignalen werden die Verstärkungsfaktoren von Ver­ stärkern eingestellt, welche die Intensitäten von Beleuchtungs­ einrichtungen regeln.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Abtastung von Farbvorlagen sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart zu verbessern, daß ohne Änderung bzw. Verfälschung der spektralen Zusammensetzung des Lichtes der Abtast-Lichtquelle eine Erhöhung des Pegels der Farbsignalwerte eines ausgewählten Farbanteils, insbesondere des Blauanteils, mit geringem Aufwand und großer Zuver­ lässigkeit erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zur Auswertung herangezogene Bildpunktbereich für den ausge­ wählten Farbanteil größer als für die anderen Farbanteile ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Durchführung des Abtastverfahrens mit einer Bildpunkt- Auswertevorrichtung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Durchführung des Abtastverfahrens mit einer Abblendvor­ richtung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Abblendvorrichtung in einer Draufsicht,

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II in Fig. 3 Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Abblendvor­ richtung, und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Abblendvor­ richtung.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Durchführung des Abtastverfahrens mit einer Bildpunkt- Auswertevorrichtung in einem Farb-Scanner.

Von dem Farb-Scanner sind als Schnittbild lediglich eine trans­ parente Abtasttrommel (1), eine Abtast-Beleuchtung (2) und ein Farb-Abtastorgan (3) dargestellt. Während der Vorlagen­ abtastung nimmt die transparente Abtasttrommel (1) die zu reproduzierende Aufsichts-Farbvorlage oder Durchsichts- Farbvorlage auf. Die dargestellte Abtast-Beleuchtung (2) für Durchsichts-Abtastung befindet sich im Inneren der transparenten Abtasttrommel (1) und besteht aus einer Lichtquelle (4), die mit Hilfe einer Optik (5) auf der Farbvorlage (6) einen Lichtpunkt zur punkt- und zeilenweisen Beleuchtung erzeugt. Das durch die Farbvorlage (6) hindurchgetretene Abtastlicht (7) ist entsprechend den Dichtewerten der abgetasteten Farbvorlage (6) helligkeits­ moduliert und gelangt in das Farb-Abtastorgan (3). Dort wird das Abtastlicht (7) mittels eines Abtast-Objektives (8) auf einer Abtast- Blende (9) abgebildet, deren Blendenöffnung, entsprechend der gewünschten Abtastfeinheit, den zur Signalauswertung vor­ gesehenden Bildpunktbereich (Abtastfleck) definiert. Das durch die Blendenöffnung der Abtast-Blende (9) begrenzte Abtastlicht (7) gelangt über eine Kollimations-Optik (10) auf eine Farbteiler- Anordnung (11), die das Abtastlicht (7) in die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" der einzelnen Farbkanäle zerlegt.

Die Farbteiler-Anordnung (11) besteht aus zwei farbselektiven Spiegeln (12; 13) und einem Spiegel (14). Die Farbanteile "Rot", "Grün" und "Blau" werden in optoelektronischen Wandlern (15, 16 und 17) der einzelnen Farbkanäle in Farbsignalwerte (R, G und B) umgewandelt.

Beispielsweise möge das Farbsignal (B) aufgrund der geringeren Intensität des blauen Spektralanteils der Abtast-Beleuchtung und/oder der geringeren Empfindlichkeit des optoelektronischen Wandlers im Farbkanal "Blau" einen geringeren Pegel und damit ein schlechtes Signal/Rausch-Verhältnis aufweisen.

Zur Erhöhung des Signalpegels des Blauanteils wird daher erfindungsgemäß der Bildpunktbereich für den Blauanteil größer als für den Rot- und Grünanteil gewählt, indem zur Auswertung des Blauanteils die Farbsignalwerte mehrerer benachbarter Bildpunkte herangezogen und daraus ein für den jeweiligen Bildpunktbereich repräsentativer neuer Farbsignalwert für "Blau" berechnet wird. Beispielsweise werden jeweils die Farbsignal­ werte von vier Bildpunkten, d. h. von jeweils zwei in einer Zeile aufeinanderfolgenden Bildpunkten, in zwei nebeneinander liegenden Zeilen herangezogen.

Zur Berechnung der repräsentativen Farbsignalwerte ist eine Bild­ punkt-Auswertevorrichtung (18) im Farbkanal für "Blau" vor­ handen, die an den entsprechenden optoelektronischen Wandler (17) angeschlossen ist. Die Bildpunkt-Auswertevorrichtung besteht aus zwei Zeilen-Zwischenspeichern (19; 20), in denen die Farbsignalwerte von jeweils zwei nebeneinander liegenden Bildpunkten benachbarter Zeilen zwischengespeichert werden, aus einer Rechenstufe (21) und aus einer Steuerschaltung (22).

Mit Hilfe der Steuerschaltung (22) werden die Farbsignalwerte (B) Bildpunkt für Bildpunkt derart im Wechsel in die Zeilen-Zwischen­ speicher (19; 20) eingeschrieben, daß jeweils die Farbsignalwerte von zwei nebeneinanderliegenden Bildpunkten aus benach­ barten Zeilen gespeichert sind. Die jeweils zwischengespeicherten Farbsignalwerte werden der Rechenstufe (21) zugeführt, in der die repräsentativen Farbsignalwerte für den Farbanteil "Blau" für jeden Bildpunktbereich der abgetasteten Farbvorlage (6) berechnet werden.

Die durch die Berechnung im Pegel angehobenen Farbsignalwerte des Farbanteils "Blau" und die Farbsignalwerte der Farbanteile "Rot" und "Grün" werden einer nicht näher dargestellten Verarbeitungsschaltung (23) zugeführt, in der beispielsweise die Farbauszugssignale für die Aufzeichnung der Farbauszüge "Gelb", "Cyan", "Magenta" und "Schwarz" berechnet werden.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Durchführung des Abtastverfahrens mit einer farbselektiven Abblendvorrichtung für das Abtastlicht. Die Einrichtung unter­ scheidet sich von der Einrichtung nach Fig. 1 dadurch, daß die Bildpunkt-Auswerteeinrichtung (18) entfällt und die Abtastblende (9) durch eine Abblendvorrichtung (24) zur Anhebung beispiels­ weise des Farbanteils "Blau" ersetzt ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Abblendvorrichtung (24) in einer Draufsicht. Die Abblendvorrichtung (24) besteht im wesentlichen aus einem Träger (25), in dem eine Blendenöffnung (26) angeordnet ist. Ein Farbfilter (27) deckt die Blendenöffnung (26) ab. Das Farbfilter (27) weist eine Transferöffnung (28) auf, durch die der gesamte Spektralbereich des Abtastlichtes (7) tritt. Das Farbfilter (27) hat dagegen nur eine Durchlaßcharakteristik für den blauen Spektralbereich des Abtastlichtes (7). Die Blenden­ öffnung (26) und die Transferöffnung (28) sind im wesentlichen kreisförmig und zueinander konzentrisch ausgebildet. Die Blendenöffnung (26) definiert somit den auszuwertenden Bildpunktbereich für "Blau" und die Transferöffnung (28) den auszuwertenden Bildpunktbereich für die Farbanteile "Rot" und "Grün" im Abtastlicht (7). Durch die Abblendvorrichtung (24) wird somit erfindungsgemäß erreicht, daß der für die Auswertung herangezogene Bildpunktbereich für den Blauanteil größer als für die übrigen Farbanteile ist, wodurch eine Anhebung der Pegel der Farbsignalwerte (B) für "Blau" erzielt wird. Durch eine geeignete Dimensionierung von Blendenöffnung (26) und Transferöffnung (28) zueinander kann auf einfache Weise eine optimale Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse erreicht werden.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt gemäß Schnittlinie II-II in Fig. 3 zur Verdeutlichung des konstruktiven Aufbaues der Abblend­ vorrichtung (24). Das Farbfilter (27) ist im Bereich der Blenden­ öffnung (26) auf den Träger (25) aufgesetzt und überragt die Blendenöffnung (26). Eine Verbindung des Farbfilters (27) mit dem Träger (25) kann beispielsweise durch Verkleben erfolgen. Es ist auch möglich, das Farbfilter (27) mit einer an die Querschnitts­ fläche der Blendenöffnung (26) angepaßten Dimensionierung zu versehen und in die Blendenöffnung (26) einzusetzen.

Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Abblend­ vorrichtung (24′) an einem Blendenrad (29). In dem Blendenrad (29) sind mehrere unterschiedlich große Lochblenden (30) kreisförmig um eine Rotationsachse (31) angeordnet. Einige vorzugsweise kleine Lochblenden, im Ausführungsbeispiel zwei Lochblenden, sind Bestandteil der erfindungsgemäßen Abblendvorrichtung (24′). Diese zwei Lochblenden bilden die Transferöffnungen (28a; 28b) der Abblendvorrichtung (24′). Die zugehörigen Blendenöffnungen (26a; 26b), die gleich oder unterschiedlich große Durchmesser haben können, sind von einem gemeinsamen Farbfilter (27) bedeckt. Auf diese Weise entsteht eine Abblendvorrichtung (24′) mit unterschiedlicher Dimensionierung, die neben den normalen Lochblenden (30) wahlweise in den Strahlengang des Abtastlichtes (7) einschwenkbar ist, so daß nur bei Einstellung von kleinen Blenden, bei denen aufgrund der geringeren Lichtmenge die Pegel der Farbsignalwerte (B) für "Blau" abnehmen würde, in vorteilhafter Weise eine Erhöhung des Blaulichtanteils erfolgt. Durch unterschiedlich große Blendenöffnungen (26a; 26b) in der Abblendvorrichtung (24′ ) läßt sich in bevorzugter Weise eine zunehmende relative Steigerung des Blaulichtanteils bei sich verkleinernden Querschnitten der Transferöffnungen (28a; 28b) erreichen.

Zur einfacheren Herstellung des Blendenrades (29) ist vorgesehen, daß das Farbfilter (27) im wesentlichen als transparenter Träger (32) mit einer Bedampfung ausgebildet ist, die im Bereich der Transferöffnungen (28a; 28b) unterbrochen ist.

In Fig. 6 ist dargestellt, daß die Herstellung des Farbfilters (27) in einfacher Weise dadurch erfolgen kann, daß der transparente Träger (32) vor seiner Bedampfung mit einer Abdeckung (33) versehen wird, die im Bereich der vorgesehenen Transferöffnung (28) angeordnet ist. Nach Aufbringen einer Beschichtung (34) wird die Abdeckung (33) entfernt und gibt die Transferöffnung (28) frei. Als Durchmesserverhältnisse für die Blendenöffnung (26) und die Transferöffnung (28) sind Werte im Bereich von etwa 1,5 bis 3 sinnvoll. Insbesondere hat sich in der Praxis ein Durchmesser­ verhältnis von etwa 2 als zweckmäßig erwiesen, wobei der Bildpunktbereich (Abtastfleck) etwa 10fach vergrößert auf die Abtastblende projiziert wird. Bei einem typischen Anwendungs­ beispiel hat die Blendenöffnung (26) dann einen Durchmeser von etwa 300 Mikrometer und die Transferöffnung (28) einen Durch­ messer von etwa 150 Mikrometer. Das Farbfilter (27) kann beispielsweise als Interferenzfilter ausgebildet sein.

Claims (15)

1. Verfahren zur bildpunkt- und zeilenweisen, optoelektronischen Abtastung von Farbvorlagen, bei dem eine Farbvorlage beleuchtet und jeweils das mit den Dichtewerten eines Bildpunktbereiches der Farbvorlage modulierte Abtastlicht zur Bildung von für den jeweiligen Bildpunktbereich repräsentativen Farbsignalwerten verwendet wird, indem das Abtastlicht in Farbanteile zerlegt und die getrennten Farbanteile optoelektronisch in die Farbsignalwerte umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Signalpegel der Farbsignalwerte mindestens eines ausgewählten Farbanteils, insbesondere des Blauanteils, der zur Auswertung herangezogene Bildpunktbereich für den ausgewählten Farbanteil größer als für die anderen Farbanteile ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des zur Auswertung herangezogenen Bildpunkt­ bereiches für den ausgewählten Farbanteil durch die Anzahl von Bildpunkten innerhalb des Bildpunktbereiches fest­ gelegt wird, und daß die für den Bildpunktbereich repräsentativen Farbsignalwerte aus den Farbsignalwerten der Bildpunkte des Bildpunktbereiches ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildpunktbereich mindestens zwei benachbarte Bildpunkte einer Zeile umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildpunktbereich Bildpunkte aus mindestens zwei benachbarten Zeilen umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbsignalwerte der Bildpunkte des Bildpunktbereiches zur Berechnung der repräsentativen Farbsignalwerte jeweils zwischengespeichert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der eigentlichen Farbzerlegung mindestens der aus­ gewählte Farbanteil aus dem Abtastlicht herausgefiltert wird und daß die Größe des zur Auswertung heran­ gezogenen Bildpunktbereiches für den ausgewählten Farbanteil durch entsprechende Abblendung des heraus­ gefiltert Farbanteils festgelegt wird.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, mit einem Träger (1) für die Farbvorlage (6), einer Abtast-Beleuchtung (2) für die Farbvorlage (6) und mit einem Farb-Abtastorgan (3) zur optoelektronischen Abtastung der Farbvorlage (6), bestehend aus einem Abtast­ objektiv (8), einer Abtastblende (9), einem Farbteiler (12; 13; 14) zur Zerlegung des Abtastlichtes (7) in Farbanteile und aus optoelektronischen Wandlern (15; 16; 17) zur Umwandlung der Farbanteile in Farbsignalwerte, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Signalpegels der Farbsignalwerte mindestens eines ausgewählten Farbanteils dem optoelektronischen Wandler für den betreffenden Farbanteil eine Bildpunkt-Auswerteschaltung (18) zur Ermittlung der für den Bildpunktbereich repräsentativen Farbsignalwerte aus den Farbsignalwerten der zum Bildpunktbereich gehörenden Bildpunkte nachgeschaltet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildpunkt-Auswerteschaltung (18) Zeilenspeicher (19; 20) zur Zwischenspeicherung von Farbsignalwerten , eine an die Zeilenspeicher (19; 20) angeschlossene Rechenstufe (21) zur Berechnung der repräsentativen Farbsignalwerte und eine mit den Zeilenspeichern (19; 20) und der Rechen­ stufe (21) verbundene Steuerstufe (22) aufweist.

9. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, mit einem Träger (1) für die Farbvorlage (6), einer Abtast-Beleuchtung (2) für die Farbvorlage (6) und mit einem Farb-Abtastorgan (3) zur optoelektronischen Abtastung der Farbvorlage (6), bestehend aus einem Abtastobjektiv (8) einem Farbteiler (12; 13;14) zur Zerlegung des Abtastlichtes (7) in Farbanteile und aus optoelektronischen Wandlern (15; 16; 17) zur Umwandlung der Farbanteile in Farbsignalwerte, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Signalpegel der Farbsignalwerte zwischen dem Abtastobjektiv (8) und dem Farbteiler (12; 13, 14) eine Abblendvorrichtung (24) für das Abtastlicht (7) angeordnet ist, welche mindestens den ausgewählten Farbanteil aus dem Abtastlicht (7) ausfiltert und mit der die Größe des zur Auswertung herangezogenen Bildpunkt­ bereiches durch entsprechende Ausblendung des betreffenden Farbanteils festgelegt wird.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abblendvorrichtung (24) aus einem Träger (25) mit einer Blendenöffnung (26) und einem im Bereich der Blenden­ öffnung (26) angeordneten Farbfilter (27) mit einer Transfer­ öffnung (28) für das Abtastlicht (7) besteht und daß das Farbfilter (27) eine Durchlaß-Charakteristik für den ausgewählten Farbanteil aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Blendenöffnung (26) und Transferöffnung (28) konzentrisch zueinander angeordnet sind.

12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserverhältnis zwischen Blendenöffnung (26) und Transferöffnung (28) mindestens 1,5 beträgt.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter (27) im wesentlichen als transparenter Träger (32) ausgebildet ist, der mit einer filternden Eigenschaften aufweisenden Beschichtung (34) versehen ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbfilter (27) als Interferenzfilter ausgebildet ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abblendeinrichtung (24) Bestandteil eines Blendenrades (29) ist.