DE4344885A1 - Bildabtastvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildabtastvorrichtung zum Erzeugen eines Bildes von einem Gegenstand, beispielsweise von einem ein Bild tragenden Stück Papier, durch Aufteilen eines Lichtsignals, das aus mehreren Farbanteilen besteht, die auf den Gegenstand treffen und von dem Gegenstand reflektiert werden, in jeweilige Farbsignale mittels einer Vielzahl von Farbfiltern, die den jeweiligen Farbanteilen entsprechen.

Um in einer Bildverarbeitungsvorrichtung eine Farbreproduk­ tion zu verwirklichen, die für das menschliche optische Wahr­ nehmungsvermögen geeignet ist, ist es wichtig, das Farbsignal im Bereich des sichtbaren Lichtes an das menschliche optische Wahrnehmungsvermögen anzupassen. Das typische Ansprechvermögen des menschlichen optischen Wahrnehmungsvermögens bezüglich der Wellenlängen im roten, im grünen und im blauen Bereich R, G, B wurde von der Commission International de I′-Eclairage (CIE) als CIE-RGB Normfarbtafel dargestellt. Auf der Grundlage einer derartigen Normfarbtafel steuert ein Farbbildprozessor die spektralen Charakteristiken der drei primären Farbsignale R, G und B.

Eine Bildabtastvorrichtung, beispielsweise ein Scanner, bildet die Bildinformation eines Gegenstandes dadurch, daß er dessen Farbbildinformation in Farbinformationen aus drei Wellenlängenbänder (Rot, Grün und Blau) aufteilt und die jeweiligen Farbinformationen mittels eines Bildsensors quantita­ tiv bestimmt. Das ist allgemein als Farbtrennung bekannt.

Bei der Farbtrennung werden im allgemeinen zwei herkömmliche Verfahren verwandt, die sich grob in erstens ein Verfahren, das einen Schwarz/Weiß-Bildsensor und eine Gruppe von Farbfiltern kombiniert, deren Bandpaßcharakteristiken den Wellenlängen im roten, grünen und blauen Bereich entsprechen, und zweitens ein Verfahren aufteilen lassen, das einen Farbbildsensor verwendet. Das zuerst genannte Verfahren hält die Kosten für die Vorrichtung zu seiner Durchführung so gering wie möglich, ist jedoch technisch schwierig umzusetzen. Das zuletzt genannte Verfahren macht es einfach, den Aufbau einer entsprechenden Vorrichtung zu verwirklichen, ist jedoch mit außerordentlich hohen Kosten und gewissen Beschränkungen bezüglich der Verbesserungen der spektralen Charakteristik verbunden.

Das oben zuerst genannte Verfahren, das gegenwärtig allgemein angewandt wird, kann weiter in drei getrennte Verfahren unterteilt werden. Diese sind:

Erstens ein Lampenumschaltverfahren, das einen Bildsensor verwendet und die Farben mittels einer Vielzahl von Lichtquellen mit verschiedener spektraler Leuchtcharakteristik trennt,
zweitens ein Filterumschaltverfahren, das einen Bildsensor und eine Lichtquelle verwendet und die Farben mittels eines Farb­ filters trennt, das Bandpaßcharakteristiken hat, die den Wellenlängen im roten, grünen und blauen Bereich entsprechen, und
drittens ein Verfahren der optischen Wegtrennung oder ein Spiegelprisma-Verfahren, das eine Lichtquelle verwendet, die optischen Wege des roten, grünen und blauen Lichtes durch Anordnung eines entsprechenden Bauelementes, beispielsweise eines Prismas auf einen optischen Weg mit verschiedenen Brechungs­ indizes umlenkt und die Farben über drei Bildsensoren trennt.

Unter den oben genannten drei Unterverfahren ist das zweite, nämlich das Filterumschaltverfahren hinsichtlich der Geschwindig­ keit und der Kosten am günstigsten. Das Filterumschaltverfahren läßt sich erneut in ein Drehfilterverfahren, das die Filter über eine Drehbewegung umschaltet, und ein Plattenfilterverfahren unterteilen, das die Filter über eine lineare Bewegung um­ schaltet.

Die Fig. 21A bis 21D der zugehörigen Zeichnung zeigen Ausführungsbeispiele eines Farbtrennfilters für ein herkömmliches Drehfilterverfahren, wobei die Richtung der Bewegung der Drehfilter mit Pfeilen dargestellt ist.

Das in Fig. 21A dargestellte Drehfilter ist in der JP-OS 61-294963 beschrieben. Darin ist ein Drehfilter dargestellt, bei dem ein Satz von roten, grünen und blauen Farbfiltern auf einer kreisrunden Drehplatte angeordnet ist. Bei einem Farbbild werden die Bildinformationen bezüglich der Wellenlängen des roten, grünen und blauen Lichtes dadurch erhalten, daß das Drehfilter gedreht wird. Bei monochromatischen Bilders ist das Drehfilter ortsfest und wird ein einziges Farbfilter dazu verwandt, die Bildinformation zu erhalten.

Das in Fig. 21B dargestellte Drehfilter ist in der JP-OS 62-102690 beschrieben. Bei diesem Drehfilter ist eine kreisrunde Drehplatte vor einer Bildeingabevorrichtung angeordnet. Ein Farbfilter zum Trennen der drei Primärfarben wird dann an der kreisrunden Drehplatte angebracht.

Das in Fig. 21C dargestellte Drehfilter ist in der JP-OS 2-89463 beschrieben und dem Drehfilter ähnlich, das in Fig. 21A dargestellt ist. Bei dem in Fig. 21C dargestellten Ausführungs­ beispiel nimmt jedoch jedes Farbfilter einen anders bemessenen Flächenbereich ein, um das Farbgleichgewicht beizubehalten.

Das in Fig. 21D dargestellte Farbfilter ist in der US-PS 4 841 358 dargestellt und zeigt ein ebenes Plattenfilter, wobei die Filter durch eine geradlinige und hin- und hergehende Bewegung umgeschaltet werden.

Bei keiner dieser Vorrichtungen ist jedoch eine spezielle Einrichtung zum Kalibrieren des Farbton- oder Abschattungsfehlers aufgrund der Leuchtcharakteristik der Lichtquelle und der Vignettierungscharakteristik der Linse oder des Linsensystems vorgesehen. Im allgemeinen erfolgt die Abschattungs- oder Farbtonkalibrierung durch eine elektrische Schaltung, die eine derartige Kalibrierung für Abschattungs- oder Farbtonfehler bis zu etwa 30% jedoch nicht darüber durchführen kann. Selbst wenn der Fehler unter 30% liegt, kann jedoch eine Beeinträchtigung der Bildqualität infolge der Kalibrierung nicht vermieden werden.

Fig. 22 zeigt in einem Diagramm eine Bildabtastvorrichtung, die ein herkömmliches Drehfilter verwendet.

Bei der in Fig. 22 dargestellten Vorrichtung wird ein Lichtsignal, das mehrere Farbanteile enthält, die in einer Leuchtstofflampe 20 erzeugt werden, auf einen ein Bild tragenden Gegenstand 22 geworfen, der auf einer Unterlage 21 angeordnet ist. Das von dem das Bild tragenden Gegenstand 22 reflektierte Lichtsignal fällt über einen Reflexionsspiegel 23 und eine Linse 24 auf einen Zeilensensor 25. Der Zeilensensor 25 erzeugt ein elektrisches Signal, das proportional zur Stärke des auftreffen­ den Lichtsignals ist. Ein Drehfilter 26 mit einem Farbfilter 27 ist zwischen den Reflexionsspiegel 23 und der Linse 24 angeord­ net. Wenn das Drehfilter 26 durch einen Antriebsmotor 28 gedreht wird, dann kommen die jeweils vorgesehenen Farbfilter 27a, 27b und 27c (Fig. 23) der Reihe nach in den Lichtweg.

Wenn von einem Lichtsensor ein Bild kommt, wie es in Fig. 22 dargestellt ist, dann wird eine Zeile der RGB-Information bei jeder Umdrehung des Drehfilters 26 eingegeben. Wenn ein Bild im A4-Papierformat (nach den Vorschriften des Internationalen Normungsausschusses) mit einer Auflösung von 300 Zeilen pro Inch, (etwa 118 Zeilen pro Zentimeter) eingegeben wird, dann ist eine Drehgeschwindigkeit von 3.300 U/min notwendig, um das Blatt in einer Minute abzutasten. Um eine Abtastung mit höheren Ge­ schwindigkeiten zu erzielen, muß das Drehfilter 26 noch schneller gedreht werden. Eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit führt jedoch zu einem geometrischen Positionsfehler aufgrund der Luftreibung des Filters und der unvermeidbaren Schwingungen der Drehachse und macht eine Kostenerhöhung infolge des qualitativ hochwertigen Antriebsmotors notwendig.

Fig. 23 zeigt die relative Position eines Zeilensensors 25 bezüglich der Farbfilter 27a, 27b und 27c, die am Drehfilter 26 von Fig. 22 angeordnet sind.

Bei der in Fig. 23 dargestellten Vorrichtung sollte der Sensor oder der abzutastende Gegenstand im Intervall einer Zeile transportiert werden, um nach der Eingabe einer Zeile der Bildinformation die folgende Zeile der Bildinformation ein­ zugeben. Wenn die Farbfilter 27a, 27b und 27c in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind, erfolgt die Filterdrehung in Verbindung mit der Filterumschaltung, da die Lauf- oder Versetzungszeit jedes Filters nicht einzeln vorgegeben werden kann. Das hat zur Folge, daß ein Farbausrichtungsfehler erzeugt wird, bei dem ein Bildpunkt einer gegebenen Stelle am Gegenstand nicht zu einem Bildpunktwert der entsprechenden Stelle der R, G und B Bildinformation paßt, was zu einer geometrischen Verzerrung im wiedergegebenen Bild führt. Wenn insbesondere ein Bild eingegeben wird, das aus einer Reihe von achromatischen Farben besteht, nimmt die Schärfe der Bildkonturen ab, was eine ernste Beeinträchtigung der Bildqualität zur Folge hat.

Durch die Erfindung soll daher eine Bildabtastvorrichtung geschaffen werden, die eine geometrische Farbton- oder Ab­ schattungskalibrierung bewirken kann.

Mit der erfindungsgemäßen Bildabtastvorrichtung soll insbesondere eine höhere Auflösung erzielbar sein, ohne daß die Drehgeschwindigkeit eines Farbtrennfilters erhöht werden muß.

Die erfindungsgemäß Bildabtastvorrichtung soll schließlich auch den Farbausrichtungsfehler verringern, der auf der Ver­ setzung des abzutastenden Gegenstandes beruht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Eingeben eines Farbbildes umfaßt dazu eine Lichtquelle mit einer stabartigen Form zum Erzeugen eines Lichtsignales mit mehreren Farbanteilen R, G und B und zum Strahlen des Lichtsignals auf die Oberfläche eines Gegenstandes, eine Gegenstandsversetzungseinrichtung zum Steuern der relativen Bewegung der Lichtquelle bezüglich des Gegenstandes, ein Farbtrennfilter zum Auftrennen des von der Oberfläche des Gegenstandes reflektierten und übertragenen Lichtsignals in mehrere Farbsignale, indem ein Satz von Farb­ filtern, die den jeweiligen Farbanteilen entsprechen, in einem bestimmten Muster angeordnet ist, einen Zeilensensor, der die aufgeteilten Lichtsignale über eines der Farbfilter empfängt und ein elektrisches Signal ausgibt, das der Stärke der getrennten Lichtsignale entspricht, und eine Antriebseinrichtung zum Einstellen der relativen Position zwischen dem Farbtrennfilter und dem Zeilensensor und zum Kombinieren des Farbtrennfilters und des Zeilensensors in einer bestimmten Ordnung, wobei die Breite der Lichtempfangsfläche jedes Farbfilters vom mittleren Bereich zum Randbereich allmählich zunimmt und die Längsachse des Zeilensensors parallel zu der der Lichtempfangsfläche angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung führt eine Abschattungs- oder Farbtonkalibrierung des Lichtsignals geome­ trisch über das Farbfilter durch, indem der Flächenbereich der Lichtempfangsfläche des Farbfilters so geformt ist, daß er eine zur Leuchtcharakteristik der Lichtquelle umgekehrte Charak­ teristik hat.

Bei der erfindungsgemäßen Bildabtastvorrichtung wird darüber hinaus eine exakte Synchronisierung der Filterbewegung bezüglich der Versetzung des abgetasteten Objektes dadurch erzielt, daß ein zeitlicher Spielraum bei der Ausbildung des Farbfiltersatzes vorgesehen wird, der gleich dem Zeitintervall ist, das zum Versetzen des abgetasteten Gegenstandes notwendig ist.

Die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung verkleinert darüber hinaus den Lichtsignalbrechungseffekt aufgrund der Grundplatte, indem der Teil der Grundplatte ausgeschnitten ist, an dem das Farbfilter anzuordnen ist, und das Farbfilter darin eingesetzt ist, ohne das Farbfilter an der Grundplatte anzubrin­ gen, wodurch der Farbausrichtungsfehler verkleinert wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bildabtastvorrichtung,

Fig. 2 in einem Diagramm die wesentlichen Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung im einzelnen,

Fig. 3 in einem Zeitdiagramm die Bildabtastung bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 4 die Anordnung des Drehfilters und des Zeilensensors in Fig. 2,

Fig. 5 ein weiters Ausführungsbeispiel des Drehfilters in Fig. 2,

Fig. 6A den Aufbau der Fotosensoreinrichtung in Fig. 2,

Fig. 6B, 6C und 6D die Arbeitsweise der Fotosensoreinrich­ tung nach Maßgabe der Drehung des Farbfilters,

Fig. 7 den äußeren Aufbau des Drehfilters in Fig. 2,

Fig. 8A bis 8C den Aufbau des Drehfilters in Fig. 7 im einzelnen,

Fig. 9A bis 9C den Einfluß des Drehfilters auf einen Kippfehler,

Fig. 10A bis 10D in Kennlinien die Abschattungs- oder Farbtonverzerrung, die in einem Zeilensensor auftritt,

Fig. 11A und 11B ein Ausführungsbeispiel eines ebenen Plattenfilters,

Fig. 12 in einem Blockschaltbild die Schaltung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 13 in einem Blockschaltbild den Aufbau des Synchronsig­ nalgenerators in Fig. 12 im einzelnen,

Fig. 14 in einem Zeitdiagramm die zeitliche Beziehung zwischen einem die Position einer Filterrille erfassenden Signal und verschiedenen anderen Signalen,

Fig. 15 in einem Blockschaltbild den Aufbau des Analog­ prozessors in Fig. 12 im einzelnen,

Fig. 16 in einem Blockschaltbild den Aufbau des Prozessors von Fig. 12 im einzelnen,

Fig. 17 in einem Kennliniendiagramm die Farbtonkalibrie­ rungscharakteristiken,

Fig. 18A und 18B den Aufbau einer Farbtonkalibrierungs­ schaltung und einer Farbtonkalibrierungsnachschlagtabelle,

Fig. 19 in einem Flußdiagramm den Ablauf einer Farbton- und Farbkalibrierung,

Fig. 20 in einem Zeitdiagramm die Arbeitsweise bei der Farbton- und Farbkalibrierung,

Fig. 21A bis 21D herkömmliche Drehfilter,

Fig. 22 in einem Diagramm den Aufbau einer Bildabtastvor­ richtung mit einem herkömmlichen Drehfilter und

Fig. 23 die Anordnung eines Drehfilters und eines Zeilensen­ sors bei der in Fig. 22 dargestellten herkömmlichen Bildabtast­ vorrichtung.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bildabtastvorrichtung. Wenn bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ein Gegenstand 42, der ein Bild trägt, über eine Papiertransporteinrichtung 41 durch Drehen eines Transportmotors 48 versetzt wird, dann wird ein von einer Leuchtstofflampe 40 ausgegebenes Lichtsignal von der Oberfläche des Gegenstandes reflektiert und auf einen Zeilensensor 45 über drei Reflexionsspiegel 43a, 43b und 43c, ein Drehfilter 46, an dem nicht dargestellte Farbfilter getrennt angeordnet sind, und eine Lichtkondensorlinse 44 übertragen. Ein Motortreiber 49 dient zum Antreiben des Transportmotors 48, ein Lampentreiber 50 betreibt die Leuchtstofflampe 40, ein Treiber 51 ist für den Zeilensensor vorgesehen und besteht beispielsweise aus einer ladungsgekoppelten Einrichtung, die den Zeilensensor 45 betreibt, ein Bildprozessor 52 führt eine Farbgleichgewichtskalibrierung, eine Abschattungskalibrierung und Farbtonkalibrierung bezüglich der Bildinformation durch, die vom Zeilensensor 45 erzeugt wird, und eine Schnittstelle 53 ist zum Anschluß an ein peripheres System vorgesehen.

Es ist notwendig, für eine geeignete zeitliche Beziehung zwischen der Drehung des Transportmotors 48 und des Drehfilters 46 zu sorgen. Wenn in Fig. 1 der Transportmotor 48 angehalten ist, werden die Farbfilter durch Drehen des Drehfilters 46 so umgeschaltet, daß die spektralen Informationen R, G und B erhalten werden können. In dieser Weise wird nach dem Abtasten einer Zeile der Bildinformation die nächste Zeile der Bild­ information dadurch abgetastet, daß der Transportmotor 48 um einen Schritt weiterbewegt wird. Durch eine Wiederholung eines derartigen Arbeitsvorganges so oft, wie es der Größe des abzutastenden Gegenstandes entspricht, wird die gesamte Bild­ information des ein Bild tragenden Gegenstand 42 auf den Bildprozessors 52 übertragen.

Die zeitliche Beziehung zwischen dem Umschalten der Filter und der Versetzung des Gegenstandes ist in Fig. 3 hinsichtlich des oben beschriebenen Arbeitsvorganges dargestellt. In Fig. 3 ist auf der Ordinate das Maß (die Strecke) der Versetzung des Gegenstandes mittels des Transportmotors 48 und auf der horizon­ talen Achse die Zeit aufgetragen. Das Maß an Versetzung, das einem Schritt des Transportmotors 48 entspricht, ist mit L bezeichnet und die für eine Zeile notwendige Zeit ist mit T bezeichnet. Die Zeit T ist in die Versetzungszeit des Gegen­ standes und in die Zeit zum Abtasten der spektralen Information der drei Wellenlängen R, G und B über drei Filter (Rot, Grün und Blau) unterteilt.

Fig. 2 zeigt die wesentlichen Bauteile der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung mehr im einzelnen. Wenn gemäß Fig. 2 eine Rille (siehe Fig. 4) am Drehfilter 46, die zum Erfassen einer Bezugsposition vorgesehen ist, mit der Position des Fotosensors 54 zusammenfällt, dann gibt der Fotosensor ein Signal F-PHOTO aus. Das Signal F-PHOTO dient als Bezugssignal für die Farbsychronisierung entsprechend der Drehung des Drehfilters 46 und zum Steuern des Zeilensensors 45 und der Leuchtstofflampe 40. Das Signal F-PHOTO liegt auch an einer Phasenregelschaltung oder PLL-Schaltung 55, die dazu dient, eine konstante Geschwindigkeit des Filterantriebsmotors zu regeln.

Um das Drehfilter 46 für die Farbtrennung anzutreiben, ist es notwendig zu wissen, durch welches Farbfilter das gerade vom Sensor 45 empfangene Lichtsignal hindurchgeht. Zu diesem Zweck ist der Aufbau gemäß Fig. 4 und 5 vorgesehen.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ist eine Rille oder Nut 47d am Rand der Rotfilters 47a vorgesehen, durch die das Lichtsignal hindurchgeht, wobei das Blaufilter 47b und das Grünfilter 47c in Abständen dazu angeordnet sind. Der Zeilensenor 45 empfängt daher das Lichtsignal durch das Grünfilter 47c zu dem Zeitpunkt, an dem vom Fotosensor 54 die Nut oder Rille erfaßt wird.

Im Gegensatz zu der Anordnung gemäß Fig. 4 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 5 zwei Farbfiltersätze, wobei die Abtastge­ schwindigkeit eine direkte Beziehung zur Drehgeschwindigkeit des Drehfilters hat. Um die Auflösung des abgetasteten Bildes oder die Abtastgeschwindigkeit zu erhöhen, sollte die Drehgeschwin­ digkeit des Drehfilters erhöht werden. Wie es in Fig. 5 darge­ stellt ist, ist bei zwei Farbfiltersätzen die Abtastgeschwindig­ keit doppelt so groß wie in dem Fall, in dem nur ein Filtersatz vorgesehen ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Das ist ohne eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit möglich. Eine Zunahme der Geräuschentwicklung und der Schwingungen und eine größere Luftreibung des Drehfilters, die mit einer Zunahme der Drehge­ schwindigkeit des Drehfilters verbunden sind, können daher vermieden werden. Die Grenze der zusätzlichen Filtersätze, die angeordnet werden können, ist durch die gewünschte Auflösung, das Verkleinerungsverhältnis der Linse und andere Faktoren bestimmt. Je höher im allgemeinen das Verkleinerungsverhältnis der Linse ist, um so mehr Filterkombinationen sind möglich. Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn das Lichtsignal vom Zeilensensor 45 gleichzeitig über mehr als ein Farbfilter empfangen wird, infolge des zu kleinen Abstandes zwischen den jeweiligen Farbfiltern eine Farbinterferenz auftreten kann, die die Schärfe der Farbtrennung herabsetzt.

Fig. 6A zeigt den Aufbau des Fotosensors von Fig. 2. Ein Transistor TR gibt das Rillenerfassungssignal F-PHOTO aus, wenn die Filterpositionserfassungsrille zwischen einer Leuchtdiode D1 und einer Lichtempfangsdiode D2 angeordnet ist.

Wie es in den Fig. 6B, 6C und 6D dargestellt ist, verwendet die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung zwei Fotosensoren, von denen einer nur beim Farbbetrieb verwandt wird, bei dem ein Farbsignal eingegeben wird, und beide (PS1 und PS2) beim Schwarz/Weiß-Betrieb verwandt werden, bei dem ein Schwarz/Weiß- Bild eingegeben wird. Dabei werden Fotosensoreinrichtungen verwandt, derart, daß das Ausgangssignal F-PHOTO1 oder F-PHOTO2 des entsprechenden Fotosensors als gültiges Signal verwandt wird. Der Teil des Filters, der die Rille zeigt, ist transparent, wobei ihre Breite gleich dem Anordnungsintervall der beiden Fotosenso­ ren oder etwas größer sein kann.

Um das Drehfilter beim Schwarz/Weiß-Betrieb festzulegen, wird der Filterantriebsmotor 56 so gesteuert, daß die beiden Ausgangssignale F-PHOTO1 und F-PHOTO2 von den Fotosensoreinrich­ tungen 54 den logischen Wert "1" beibehalten (Fig. 6C). Wenn der in Fig. 6B dargestellte Zustand erfaßt wird, d. h. wenn der Fotosensor PS1 den logischen Wert "0" ausgibt und der Fotosensor PS2 den logischen Wert "1" ausgibt, dann wird das Drehfilter 46 etwas vorbewegt, während dann, wenn der Zustand von Fig. 6D erfaßt wird, d. h. wenn der Fotosensor PS1 den logischen Wert "1" ausgibt und der Fotosensor PS2 den logischen Wert "0" ausgibt, das Drehfilter 46 in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, so daß der Zustand von Fig. 6C beibehalten wird.

Es ist wichtig, die jeweiligen Farbfilter 47a, 47b und 47c am Drehfilter 46 in geeigneten Abständen anzuordnen. Fig. 7 zeigt die Anordnung der Farbfilter 47a, 47b und 47c derart, daß dann, wenn eine Zeile des abzutastenden Gegenstandes übertragen wird, die Farbinformation in der Reihenfolge erst Grün, dann Blau und anschließend Rot abgetastet wird. Der in dieser Weise abgetastete Gegenstand wird zur nächsten Zeile versetzt, wie es im Zeitdia­ gramm von Fig. 3 dargestellt ist.

In Fig. 7 sei angenommen, daß der Winkel von der Anfangs­ stelle des Rotfilters 47a zu der des Blaufilters 47b oder von der Anfangsstelle des Blaufilters 47b zu der des Grünfilters 47c gleich R ist und daß der Winkel von der Anfangsstelle des Grünfilters 47c zu der des Rotfilters 47a gleich 2R ist. Dabei ist R der Filterwinkel. Der verwandte Filterwinkel bildet eine wichtige technische Information bei der vorliegenden Erfindung. Wenn das Drehfilter 46 mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, erzeugen die Fotosenoreinrichtungen 54 in Fig. 2 das Signal F-PHOTO bei jeder Umdrehung des Drehfilters 46, wobei die Periode dieses Ausgangssignals gleich der Abtastperiode für eine Zeile der Information wird, die mit T in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn daher der Filterwinkel R gleich 360°/4, d. h. gleich 90° ist, dann beträgt die jedem Filter zugeteilte Zeit T/4, so daß die Belichtungszeit des Zeilensensors 45 gleich T/4 wird.

Die Beziehung zwischen der Antriebsfrequenz und der Belichtungszeit des Zeilensensors 45 ist wie folgt:

Nd ist dabei die Anzahl der Blindbildpunkte des Zeilense­ nsors, Ne ist die Anzahl der gültigen Bildpunkte des Zeilensensors und F ist die Antriebsfrequenz des Zeilensensors.

Die Beziehung zwischen dem Drehintervall T des Drehfilters 46 und der Zeit zum Abtasten einer Seite eines Manuskripts lautet:

Tscan = L×R×T . . .(2)

Tscan ist dabei die Zeit, die zum Abtasten des gesamten Gegenstandes, beispielsweise einer Papierseite notwendig ist, L ist die Länge des Manuskriptes in der Richtung der Unterabtastung und R ist die Abtastdichte pro Zeile.

Wenn somit bei der Auslegung einer Bildabtastvorrichtung die Parameter Tscan und R gegeben sind, dann ist die Drehgeschwindig­ keit des Drehfilters 46 bestimmt. Die Belichtungszeit der jeweiligen Farben gemäß der drei Wellenlängen ist somit gleich­ falls bestimmt. Darüber hinaus ist die Antriebsfrequenz durch die Anzahl der Bildpunkte des Zeilensensors bestimmt.

Der Filterwinkel R läßt sich wie folgt ausdrücken:

M ist dabei die Anzahl der Kombinationen (Sätze) der Farbfilter am Drehfilter, N ist die Anzahl der Farbfilter in jedem Satz der Farbfilterkombinationen und X ist die Anzahl der ungültigen oder unwirksamen Intervalle in jeder Farbfiltergruppe, was für die Übertragung zur nächsten Zeile vorgesehen ist. In Fig. 4, wo N=3, M=1 und X=1 sind, beträgt der Filterwinkel R somit 90° und im Fall von Fig. 5, wo N=3, M=2 und X=1 sind, beträgt der Filterwinkel R 45°.

Gemäß Fig. 7 ist der gültige Winkel, d. h. der Filterwinkel, in dem tatsächlich ein Filter vorgesehen ist, des Rotfilters mit Rr bezeichnet. In ähnlicher Weise sind die gültigen Winkel für das Blau- und das Grünfilter mit Rb und Rg jeweils bezeichnet. Die jeweiligen gültigen Winkel stehen in einer Beziehung zur Empfindlichkeit der Wellenlängenbänder entsprechend dem spek­ tralen optischen System. Im allgemeinen resultieren Abweichungen in der spektralen Empfindlichkeit aus einer Kombination von Faktoren wie der spektralen Charakteristik der Beleuchtungslicht­ quellen, dem Übertragungsfaktor der Farbfilter, der chromatischen Aberration der Linse und der spektralen Empfindlichkeit des Zeilensensors. Wenn die obigen Faktoren nicht ideal sind, ist das Farbgleichgewicht gestört und sollte daher eine Farbgleichge­ wichtskalibrierung durchgeführt werden. Ein Verfahren der Farbgleichgewichtskalibrierung besteht darin, den gültigen Winkel anzupassen und bei einem weiteren Verfahren wird der Verstär­ kungs- oder Übertragungsfaktor des vom Zeilensensor ausgegebenen Farbsignals gesteuert. Das zuerst genannte Verfahren kann problemlos geometrisch ausgeführt werden, dabei kann das Farbgleichgewicht jedoch nicht vollständig beibehalten werden. Es ist daher wünschenswert, beide Verfahren zu kombinieren, wie es in der JP-OS 2-89463 beschrieben ist.

Die Zuordnung der gültigen Winkel läßt sich wie folgt ausdrücken:

Dabei sind Rr, Rb und Rg die Empfindlichkeiten für die Farben Rot, Grün und Blau über die Abmessung des gesamten Systems, ist Rc einer der Werte Rr, Rb oder Kg und ist mit MAX die Maximalwertbildung bezeichnet.

Der Differenzwinkel zwischen R und der Rc ist ein Teilungs­ winkel Rdr, Rdb oder Rdg der jeweiligen Farbfilter 47a, 47b und 47c. D.h., daß der Trennwinkel Rd sich wie folgt ausdrücken läßt:

Rd = R-Rc . . . (5).

Die Trennwinkel der Farbfilter verhindern eine Farbinter­ ferenz. Größere Trennwinkel sind zur Vermeidung der Farbinter­ ferenz somit vorteilhafter. Da die Trennwinkel jedoch in einer engen Beziehung zum gültigen Winkel und zum Verkleinerungs­ verhältnis der Linse 44 stehen, ist eine geeignete Festlegung des Trennwinkels wichtig. Da der Eingangszeilensensor 45 während der Zeit blockiert sein sollte, die dem Trennwinkel entspricht, sollte der Teil, der dem Trennwinkel entspricht, am Drehfilter 46 lichtundurchlässig sein. Eine achromatische Farbe von 0% (Schwarz) im Übertragungsfaktor ist besonders bevorzugt.

Fig. 8A bis 8C zeigen den Aufbau des Drehfilters 46 von Fig. 7 mehr im einzelnen. Fig. 8A zeigt die Platte, auf der die Farbfilter anzuordnen sind, Fig. 8B zeigt ein filmartiges Farbfilter und Fig. 8C zeigt die Zuordnung der gültigen Filter­ winkel der Farbfilter. Das Drehfilter von Fig. 7 wird dadurch gebildet, daß die Filter von Fig. 8B nach Maßgabe des Filterwin­ kels von Fig. 8C auf der in Fig. 8A dargestellten Platte angeordnet werden.

Die Stärke eines Filters beeinflußt direkt den Farbausrich­ tungsfehler. Um diesen Einfluß bei dem vorgeschlagenen Aus­ führungsbeispiel so gering wie möglich zu halten, ist der Teil der transparenten Drehfilterplatte 46a, an der die Filter anzuordnen sind, ausgeschnitten. Dabei besteht die Platte aus einem Kunststoffmaterial hochpolymerisierter Verbindungen. Wenn die Farbfilter jedoch durch Farbstoffe gebildet sind, die auf eine Glasplatte aufgebracht sind, dann sollte die Stärke der Platte so klein wie möglich sein.

Das Drehfilter 46 und der Zeilensensor 45 sollten parallel gehalten sein. Wenn in üblicher Weise die Ebene des Drehfilters 46 senkrecht zur Drehachse verläuft, wird ein konstanter Abstand zwischen dem Drehfilter und dem Zeilensensor unabhängig von der Drehung des Drehfilters 46 beibehalten. Anderenfalls wird ein Kippfehler erzeugt, wie es im folgenden anhand der Fig. 9A, 9B und 9C beschrieben wird.

Fig. 9A zeigt den Fall, in dem das Drehfilter 46 nicht senkrecht zur Drehachse verläuft. Dabei ist das Maß an Abweichung vom rechten Winkel als Fehlerwinkel Re dargestellt. Bei einem Drehfilter mit einem Satz von Farbfiltern, das eine Zeile eines Manuskriptes pro Umdrehung des Drehfilters abtastet, sei angenommen, daß der Fehlerwinkel an einer gegebenen Position gleich +Re und der Fehlerwinkel gleich -Re wird, wenn sich das Drehfilter um 180° gedreht hat, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Dementsprechend wird der Fehlerwinkel in derselben Zeile gleich 2Re.

Wie es in Fig. 9B dargestellt ist, die den optischen Weg für einen Fehlerwinkel von 0° zeigt, hat das von der abgetasteten Fläche reflektierte Licht einen Einfallswinkel von 0°. Das reflektierte Licht fällt daher senkrecht auf den Zeilensensor 45 durch eine Luftschicht mit dem Brechungsindex n1, eine Farb­ filterschicht mit dem Brechungsindex n2 und die Filterplatten­ schicht mit einem Brechungsindex n3.

Fig. 9C zeigt den Fall, in dem der optische Weg einen Fehlerwinkel Re einschließt. Im Gegensatz zu Fig. 9B fällt dann das reflektierte Licht unter einem Einfallswinkel von Re auf das Farbfilter. Dementsprechend wird das Licht nach Maßgabe der Brechungindizes der Farbfilterschicht und der Filterplatten­ schicht gebrochen, so daß es dann auf den Zeilensensor 45 mit einer Abweichung von der ursprünglichen Stelle um einen Aus­ richtungsfehler Ed fällt.

Da in der oben beschriebenen Weise der pro Umdrehung der kreisförmigen Drehplatte erzeugte Fehlerwinkel gleich 2Re ist, beträgt die tatsächliche Abweichung 2Ed, was der Farbausrich­ tungsfehler ist, der gleich der Summe des Fehlers h2 aufgrund der Brechung der Farbfilterschicht und des Fehlers h3 aufgrund der Brechung der Filterplattenschicht ist. Der Ausrichtungsfehler Ed läßt sich wie folgt ausdrücken:

Ed = d2(tanR2) + d3(tanR3) . . . (6).

Dabei sind R2 und R3 die Brechungswinkel des Farbfilters und der Filterplatte jeweils und bezeichnen d2 und d3 die Stärken des Farbfilters und der Filterplatte jeweils.

Der Brechungswinkel ist eine Funktion der Brechungsindizes der jeweiligen Medien. Wenn die Brechungsindizes der Farbfilter- und Filterplattenschichten beide gleich 1 sind, wie es bei Luft der Fall ist, dann verläuft das von dem abgetasteten Gegenstand reflektierte Licht längs einer geraden Linie und wird nur eine geringe Abweichung erzeugt. Derartige Medien sind natürlich unmöglich herzustellen. Es ist daher außerordentlich wichtig die Ausbildung so zu gestalten, daß kein Kippfehler erzeugt wird. Ein zweites wichtiges Erfordernis besteht darüber hinaus darin, die Stärke der jeweiligen Medien so gering wie möglich zu halten. Da in der oben beschriebenen Weise der Kippfehler des Drehfilters auf beiden Seiten erzeugt wird, ist der Ausrichtungsfehler gleich 2Ed pro Umdrehung des Drehfilters, wenn ein Drehfiltersatz verwandt wird (wie in Fig. 4). Der Ausrichtungsfehler tritt im wesentlichen dann auf, wenn die Landepositionen der Farbbild­ informationen R, G und B im Zeilensensor für dieselbe Abtastposi­ tion verschieden sind, was die Auflösung herabsetzt, da sie nicht an derselben Stelle eines reproduzierten Bildes landen. Der Ausrichtungsfehler wird darüber hinaus mit höherer Auflösung größer.

Bei einer Auflösung von 300 Zeilen pro Inch (etwa 118 Zeilen pro Zentimeter), bei der der Abstand zwischen den jeweiligen Zeilen etwa 83 µm beträgt, werden dann, wenn Ed größer als 41,5 µm ist, die Positionen der Farbinformationen R, G und B, die einer abgetasteten Position entsprechen, um eine Zeile oder mehr am wiedergegebenen Bild abweichen. Wenn Ed größer als 70 µm ist, wird das reproduzierte Bild für das Auge unangenehm. Wenn darüber hinaus das reproduzierte Bild vergrößert wird, verschlechtert sich die Bildqualität in extremer Weise. Da die Stärke des Farbfilter ausreichend gering ist, so daß sie, verglichen mit der der Platte vernachlässigbar ist, ist die Plattenstärke von grundsätzlicher Bedeutung, so daß diese so klein wie möglich sein sollte. Bei dem in Fig. 8A dargestellten Ausführungsbeispiel sind die entsprechenden Teile der transparenten Drehfilterplatte 46a ausgeschnitten, so daß die Farbfilter 47a, 47b und 47c eingesetzt werden können, um den Farbausrichtungsfehler zu verringern. Dabei sind die Charakteristiken der Farbfiltermaterialien derart, daß unnötige ultraviolette und infrarote Strahlen herausgefiltert werden und die übertragene Lichtmenge reguliert wird.

Es ist weiterhin wichtig, das Gleichgewicht des Drehfilters sowohl bezüglich der vertikalen als auch der horizontalen Gewichtsverteilung beizubehalten. Anderenfalls ist es schwierig, die Geschwindigkeit des Drehfilters konstant zu halten. Da weiterhin der Luftwiderstand bei einer Drehung mit hoher Geschwindigkeit infolge der konkav-konvexen Teile der Platte zunimmt, wenn die Filter nicht eingesetzt sind, kann die Drehge­ schwindigkeit instabil werden. In diesem Fall werden die konkav­ konvexen Teile der Platte mit einem transparenten Film überzogen, der einen Übertragungsfaktor von nahezu 100% über das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichtes zeigt.

Bei dem in den Fig. 4, 5 und 7 gezeigten Drehfilter 46 sind die Anfangsteile der jeweiligen Farbfilter 47a, 47b und 47c geradlinig und sind die Endbereiche gekrümmt. Bei der erfindungs­ gemäßen Ausbildung haben jedoch verschiedenste Formen der Anfangs- und Endabschnitte der Drehfilter in der Praxis keine Konsequenzen, so daß dieses Beispiel von gekrümmten Endabschnit­ ten nur zur Erläuterung dient. Die konkave Linsenform auf einer Seite der jeweiligen Drehfilter 47a, 47b und 47c ist so gewählt, daß der gültige Filterwinkel im mittleren Bereich kleiner und in den äußeren Bereichen größer ist. Der Grund wird im folgenden anhand der Fig. 10A bis 10D erläutert.

Fig. 10A zeigt die Anordnung der Lampe, der Linse und des Zeilensensors. Eine Heiß-Kathodenröhre oder eine Kalt-Kathoden­ röhre wird als Lichtquelle für die Bildabtastungsvorrichtung verwandt. Eine derartige Lichtquelle hat eine derartige Leucht­ charakteristik, daß an den Enden am wenigsten Licht emittiert wird, während im mittleren Bereich am meisten Licht emittiert wird, wie es in Fig. 10B dargestellt ist. Als optisches System der Bildabtastvorrichtung wird weiterhin ein optisches System verwandt, das ein verkleinertes Bild erzeugt, indem eine Kondensorlinse vorgesehen wird, da die Kosten für eine Kom­ bination aus einem Zeilensensor und einer automatisch fokusieren­ den Linse für optische Systeme, die gleich große Bilder erzeugen, extrem hoch sind. Eine herkömmliche Kondensorlinse hat den höchsten Lichtdurchlässigkeitsfaktor in der Mitte des Linse, wobei dieser Faktor zum Randbereich abnimmt, wie es in Fig. 10C dargestellt ist, was auch als Vignettierungscharakteristik bezeichnet wird. Dabei wird das Bild aufgrund des Unterschiedes in der übertragenen Lichtstärke (Leuchtkraft) je nach Auftreff­ stelle und für eine gegebene Menge des auftreffenden Lichtes verzerrt. Dieser Effekt wird auch Abschattungsverzerrung genannt (siehe Fig. 10D).

Um gemäß der Erfindung die Abschattungsverzerrung optisch zu kalibrieren, wird eine gekrümmte Konkav-Linsenform auf jeder Seite der Farbfilter 47a, 47b und 47c verwandt, was die tatsäch­ liche Belichtungszeit des Filterrandbereiches erhöht, indem der gültige Filterwinkel von der Innenkante zum Außenumfang jedes Farbfilters allmählich zunimmt, da der Zeilensensor 45 radial zur Drehachse des Drehfilters 46 angeordnet ist, wie es in Fig. 4 im einzelnen dargestellt ist. Dabei ist es wünschenswert, daß der Brennpunkt der Kurve, über die die gültigen Filterwinkel der Farbfilter 47a, 47b und 47c reguliert wird, der Abschattungsver­ zerrungscharakteristik entspricht, die in Fig. 10D dargestellt ist. Zweckmäßigerweise kann jedoch die Kurve in mehrere Ab­ schnitte unterteilt werden und können dann die unterteilten Abschnitte linear ausgebildet werden, so daß die Kurve polygon­ artig wird. Der Grund dafür besteht darin, daß es nahezu unmöglich ist, eine Abschattungserscheinung vollständig nur unter Verwendung optischer Einrichtungen zu kalibrieren, da die Charakteristiken jeder Lichtquelle und jeder Linse verschieden sind. Es ist auch technisch einfacher, die Abschattungskalibrie­ rung unter Verwendung einer Hardware mit einer Abschattungs­ kalibrierungsschaltung durchzuführen.

Nichtsdestotrotz wird die optische Kalibrierung im all­ gemeinen in Verbindung mit der Abschattungskalibrierung mittels einer Hardware durchgeführt, der Grund dafür wird im folgenden beschrieben.

Zunächst wird das Grundprinzip der Kalibrierung mittels einer Hardware erläutert. Wenn angenommen wird, daß für eine Stelle x längs der Hauptabtastrichtung des Zeilensensors der abgetastete Wert für ein Farbsegment der Bezugsfarbe (Weiß) Iwx und der abgetastete Wert für den abzutastenden Gegenstand (Original) gleich Iox ist und in acht Bits, d. h. 256 Stufen quantisiert wird, dann kann der kalibrierte Wert Ix wie folgt ausgedrückt werden:

Die Abschattungsfehlerrate Es läßt sich prozentual wie folgt berechnen:

wobei Iwx(min) der Minimalwert der Bezugsfarbe und Iwx(max) deren Maximalwert sind.

Im allgemeinen ist der Kalibrierungspegel bei einer Abschattungskalibrierungsschaltung kleiner oder gleich 30%. Wenn die Abschattungsfehlerrate über diesem Wert liegt, nimmt der Kalibrierungseffekt ab. Obwohl die Abschattungsfehlerrate in der Praxis bei etwa 30% liegt, kann aber eine Beeinträchtigung des reproduzierten Bildes anschließend an die Kalibrierung nicht vermieden werden. Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der abgetastete Wert für das Farbsegment der Bezugsfarbe Weiß an einer willkürlichen Stelle der Hauptabtastrichtung gleich 180 ist, dann erfolgt die Farbtonwiedergabe an dieser Stelle nur in 181 Schritten, wenn jedes Farbsignal in acht Bits, d. h. 256 Schritte quantisiert wird. Wenn weiterhin der abgetastete Wert für das Farbsegment der Bezugsfarbe gleich 180 ist, dann muß der Abtastwert für ein abzutastendes Bild in der Praxis kleiner als 180 sein. Obwohl die absolute Höhe des Farbtonwertes somit im gewissen Maße über die Abschattungskalibrierung kalibriert werden kann, ist die Anzahl der Farbtonwiedergabeschritte nicht größer als 181. Um dieses Problem zu beseitigen, ist es wünschenswert, daß am Anfang 10 bis 20% der Kalibrierung optisch erfolgen und daß dann als zweites eine Kalibrierung unter Verwendung einer Abschattungskalibrierungsschaltung durchgeführt wird.

Die Fig. 11A und 11B zeigen ebene Plattenfilter, die die Farbfilter durch eine hin- und hergehende Bewegung umschalten. Der Unterschied zwischen einem ebenen Plattenfilter und den oben erwähnten Drehfiltern ergibt sich aus der Tatsache, daß die Drehbewegung eines Drehfilters durch eine geradlinige Hin- und Herbewegung der ebenen Plattenfilter ersetzt ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit, der Filterwinkel R der Drehfilter und der gültige Filterwinkel Rc (Rr, Rg oder Rb) durch die Geschwindig­ keit einer Linearbewegung und das Filterintervall Lb des ebenen Plattenfilters sowie die gültige Filterhöhe Lc (Lr, Lg oder Lb) jeweils ersetzt werden, dann ergibt sich die Funktionsweise unter Anwendung der gleichen Grundprinzipien.

Um ein ebenes Plattenfilter linear zu bewegen, kann eine Kurvenscheibe, ein Linearmotor, ein piezoelektrischer Effekt usw. verwandt werden. Derartige Verfahren haben keine Schwierigkeiten in ihrer Umsetzung, außer daß die zum Bewegen eines ebenen Plattenfilters notwendigen Energiequellen verschieden sind.

Obwohl das Drehfilter während des Abtastvorganges fortlaufend nur in eine Richtung gedreht werden muß, muß das ebene Plattenfilter hin- und herbewegt werden. In den Fig. 11A und 11B ist zweckmäßi­ gerweise die die Bezugsstellung erfassende Rille oder Nut an der Stelle des Grünfilters vorgesehen. Es sei darüber hinaus angenommen, daß der Lichtsensor das Lichtsignal durch das Grünfilter empfängt, wenn die Rille oder Nut durch die Fotosen­ soreinrichtungen 4 erfaßt wird.

Wenn das ebene Plattenfilter um einen Schritt in die positive Richtung (in Fig. 11A nach unten oder in Fig. 11B nach links) bewegt wird, dann wird das Lichtsignal vom Zeilensensor durch das Rotfilter empfangen. Wenn das ebene Plattenfilter um einen Schritt in die negative Richtung (in Fig. 11A nach oben oder in Fig. 11B nach rechts) bewegt wird, dann wird das Lichtsignal vom Zeilensensor über das Blaufilter empfangen.

Bei der Eingabe eines Schwarz/Weiß-Bildes wird das ebene Plattenfilter so gesteuert, daß das grün gefilterte Lichtsignal vom Zeilensensor empfangen wird. Bei einer Farbbildeingabe wird der Anfangszustand so festgelegt, daß das rot gefilterte Lichtsignal vom Zeilensensor empfangen wird, und wird dann das ebene Plattenfilter um einen Schritt in die negative Richtung bewegt, um das grün gefilterte Lichtsignal zu empfangen, während abschließend das Filter um einen weiteren Schritt in die gleiche Richtung bewegt wird, um das blau gefilterte Lichtsignal zu empfangen. Nach der Abtastung der spektralen Information aller drei Farben wird in dieser Weise die Richtung umgeschaltet, um die ebene Platte um zwei Schritte in die positive Richtung zu bewegen und somit in die Anfangsstellung zurückzuführen. Gleichzeitig wird der abzutastende Gegenstand um eine Zeile versetzt. Der Arbeitsvorgang der Rückführung des Filters in die Anfangsposition nach Eingabe einer Zeile der Bildinformation kann die Abtastgeschwindigkeit herabsetzen, stellt jedoch kein so schwerwiegendes Problem in der Praxis dar, da das Intervall der Hin- und Herbewegung des ebenen Plattenfilters dem Drehintervall des Drehfilters entspricht, wenn die Versetzung synchron mit der Filterrückstellzeit erfolgt. Da bei einem ebenen Plattenfilter die Rille oder Nut durch die Fotosensoreinrichtungen 54 zweimal pro Hin- und Herbewegung erfaßt wird, ist es notwendig, das Signal F-PHOTO durch zwei zu teilen. Weiterhin sind die Farb­ filter beim ebenen Plattenfiltertyp so ausgebildet, daß die Lichtempfangsbreite kleiner im mittleren Bereich und größer an den Rändern ist, wie es bei den oben beschriebenen Drehfiltern der Fall ist.

Fig. 12 zeigt in einem Blockschaltbild die Schaltung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. In Fig. 12 ist ein Mikro­ prozessor 60 gezeigt, der für die Gesamtsteuerung der Arbeit der Bildabtastvorrichtung sorgt, indem er eingebaute Programme zum Abtasten, Vorverarbeiten, Farbtonkalibrieren, Farbkalibrieren usw. synchron je nach dem Bewegungsstatus der Farbfilter 47a, 47b und 47c ausführt und das verarbeitete Bildsignal von der Vorrichtung über die Schnittstelle 72 nach außen abgibt.

Ein Synchronsignalgenerator 64 empfängt das Rillenerfas­ sungssignal F-PHOTO von den Fotosensoreinrichtungen 54 in Fig. 2, erzeugt ein Belichtungssteuersignal ΦSH, das das Belichtungs­ intervall des Zeilensensors bestimmt, ein Treibersignal STEP für den Transportmotor 48 und Farbinformationssignale RGB-A, RGB-B, , und für einen gerade abgetasteten Gegenstand und überträgt schließlich diese Signale an die jeweiligen Schaltun­ gen. Ein Zeilensensortreiber 65 empfängt das Belichtungssteuer­ signal ΦSH vom Synchronsignalgenerator 64 und erzeugt die Signale ΦSH, ΦRS, Φ1 und Φ2, die zum Betreiben des Zeilensensors 45 notwendig sind, sowie ein Taktsignal SCLK. Da die Arbeitsweise des Betriebs und der Ansteuerung des Zeilensensors allgemein bekannt ist, wird sie hier nicht nochmals erläutert.

Ein Analogprozessor 66 reguliert nicht nur die Amplitude, die Stromstärke und die Spannung der Signale derart, daß das Ausgangssignal des Zeilensensors im Vorprozessor 67 verarbeitet werden kann, sondern kalibriert auch ein Farbungleichgewicht, das aufgrund des Unterschiedes in den Bestrahlungsintensitäten der Lichtquellen, des Unterschieds im Übertragungsverhältnis der Farbfilter, der chromatischen Aberration der Linse und des Unterschiedes der Empfindlichkeiten des Zeilensensors nach Maßgabe der Wellenlängen erzeugt wird. Der Vorprozessor 67 kalibriert den Abschattungsfehler, wie es oben beschrieben wurde und in den Fig. 10A bis 10D dargestellt wurde, mittels einer Hardware und führt gleichzeitig eine Analogdigitalumwandlung des Bildsignales durch, wobei er das Ergebnis auf den Farbtonkali­ brator 68 und den Farbkalibrator 69 überträgt.

Da die Regelung der Farbfilter bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Phasenreglung mit herkömmlicher Impulsbreitenmodulation ist und da der Lampentreiber 50, der Motortreiber 49, der Fotosensor 54 und die Schnittstelle 72 allgemein bekannt sind, werden die Schaltung und ihre Funktions­ weise nicht im einzelnen erläutert.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung, die die Abtastfolge nach Maßgabe des Filterpositionsdetektorsig­ nals synchronisiert, das Farbgleichgewicht der abgetasteten Bildsignale der jeweiligen Wellenlängenbänder über einen gemeinsamen Verstärker beibehält, eine Analog-Digital-Umwandlung und eine Abschattungskalibrierung über einen gemeinsamen Vorprozessor durchführt, eine Farbtonkalibrierung und eine Farbkalibrierung synchron mit der Farbfilterposition ausführt und den das Bild tragenden Gegenstand zur nächsten Abtastposition bewegt. Der Synchronsignalgenerator 64 hat daher eine große Bedeutung, sein Aufbau im einzelnen ist in Fig. 13 dargestellt. Der Verlauf der verschiedenen Signale nach Maßgabe der Arbeit des Farbtrennfilters ist unter Verwendung der verschiedenen Ausgangs­ signale in Fig. 14 dargestellt.

In Fig. 14 bezeichnet der Buchstabe T die Zeit, die zum Abtasten einer Zeile von Farbbildern notwendig ist und T/4 die Zeit zum Abtasten der jeweiligen Farben. Es sei gleichfalls angenommen, daß das Drehfilter verwandt wird, das in den Fig. 4 und 7 dargestellt ist. Da der geometrische Ort der Bewegung des Farbfilters auf der Zeitachse der gleiche wie der des Zeilensen­ sors ist, kann die Erläuterung im einzelnen für das ebene Plattenfilter durch die Erläuterung für das Drehfilter ersetzt werden, die im folgenden gegeben wird.

Wenn die Nut- oder Rillenposition des Filters durch den Fotosensor bei einer Umdrehung des Drehfilters hindurchgeht, erzeugt der Fotosensor das Signal F-PHOTO. Wenn bei dem in Fig. 7 dargestellten Drehfilter das Grünfilter zu der Stelle des Zeilensensors kommt, dann wird das Signal F-PHOTO erzeugt. Die Verzögerungszeit Twait zwischen dem Signal ΦSH und dem Signal F- PHOTO in Fig. 14, die je nach der Anordnung des Farbtrennfilters, des Fotosensors und des Zeilensensors variiert, wird nach Maßgabe der Zeit für die exakte Positionierung des Farbfilters der nächsten Farbe am Zeilensensor nach dem Erfassen der Rille oder Nut durch den Fotosensor gesteuert. Eine derartige Zeitsteuerung erfolgt durch ein erstes Zeitglied 162 in Fig. 13. Das erste Zeitglied 162 beginnt dann zu arbeiten, wenn das Signal F-PHOTO über ein Flip-Flop 161 anliegt und beendet seinen Betrieb automatisch nach dem Zeitintervall Twait, wonach es auf das anschließende Signal F-PHOTO wartet. Ein zweites Zeitglied 164 arbeitet im Intervall T/4, während das Signal F-PHOTO anliegt, und das Ausgangssignal des ersten Zeitgliedes 162 liegt nach dem Intervall Twait über das Flip-Flop 163 an. Das Ausgangssignal des zweiten Zeitgliedes 164 ist das Steuersignal ΦSH, das die Belichtungszeit des Zeilensensors 45 über logische Schaltglieder 165 und 170 steuert, und liegt über ein Flip-Flop 166 an einem dritten Zeitglied 167. Das zweite Zeitglied 164 beginnt durch das Ausgangssignal des ersten Zeitgliedes 162 zu arbeiten, erzeugt das Ausgangssignal viermal und wird durch das Signal F-PHOTO rückgesetzt. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Drehintervall des Drehfilters von dem Intervall zum viermaligen Erzeugen der Ausgangssignale des zweiten Zeitgliedes verschieden ist, dann wird eine Drehgeschwindigkeitsabweichung des Drehfilters erzeugt, so daß dementsprechend das zuerst genannte Intervall von dem zuletzt genannten Intervall nicht verschieden sein sollte.

Das Sensorausgangsfreigabesignal in Fig. 14 ist ein Signal zum Identifizieren des Blockes, in dem der gültige Bildpunktwert des Zeilensensors erzeugt wird. In der Praxis hat der Zeilensensor einen internen Verzögerungsfaktor je nach den Kennwerten seines Aufbaus. Diese Verzögerung wird im allgemeinen als Anfangsblindbildpunkt bezeichnet. Da die Menge der Anfangs­ blindbildpunkte je nach Art des Zeilensensors verschieden ist, kann sie bei der konkreten Anwendung in passender Weise reguliert werden. Das dritte Zeitglied 167 in Fig. 13 ist dazu vorgesehen und so ausgebildet, daß es die Menge an Anfangsblindbildpunkten steuert. Nachdem die Anfangsblindbildpunkte während des Betriebs­ zeitintervalls T/4 ausgesondert sind, erfaßt es Tpixel des Ausgabeintervalls der gültigen Bildpunkte, um über das Flip-Flop 168, den Inverter 174 und den Puffer 175 das Signal zu erzeugen. Der Puffer 175 steuert die Ausgabe des Signals über die Signale RGB-A und RGB-B, die über das UND-Glied 173 kommen. Der Ausgangsblock der gültigen Bildpunkte wird über ein viertes Zeitglied 169 identifiziert, das in Fig. 13 dargestellt ist. Der Zeitunterschied Tdummy zwischen T/4 und Tpixel wird daher automatisch als Blindbildpunktintervall behandelt. Da das Signal während des Null-Intervalls, d. h. während der Periode abfällt, die zum Versetzen des abzutastenden Gegenstandes vorgesehen ist, wird das Ergebnis des anschließenden Arbeitsvor­ ganges nicht verarbeitet.

In Fig. 14 sind die Signale RGB-A und RGB-B Zählausgangs­ signale eines durch vier teilenden Frequenzteilers 171 in Fig. 13, der durch das Signal F-PHOTO als Farbfilteridentifizierungs­ signal initialisiert wird und das Signal ΦSH als Takteingangs­ signal zum Zählen des Ausgangssignals des zweiten Zeitgliedes 164 empfängt. D.h. mit anderen Worten, daß dann, wenn die Werte RGB-A und RGB-B gleich "11" sind, ein Null-Intervall, d. h. ein Intervall, in dem gültige Bilddaten durch den Zeilensensor nicht erzeugt werden, vorgesehen wird, und die grüne, blaue und rote Bildinformation durch den Zeilensensor dann erzeugt werden, wenn die Werte RGB-A und RGB-B gleich "00", "01" oder "10" jeweils sind. Ein Dekodierer 172 erzeugt dementsprechend die Information bezüglich der abgetasteten Farben als , und im Fall der grünen, blauen und roten Farbinformation jeweils und erzeugt ein Signal STEP zum Verschieben des abzutastenden Gegenstandes zur nächsten Zeile, nachdem die Rotbildabtastung abgeschlossen ist. Die Signale TONEC-END und COLORC-START, die im Mikroprozessor 60 von Fig. 12 erzeugt werden, sind Signale, die den Abschluß der Farbtonkalibrierung angeben, die gleichzeitig mit der Abtastung der jeweiligen Farben R, G und B durchgeführt wird, und die den Anfang der Farbkalibrierung steuern, nachdem eine Zeile des R, G und B Farbbildes und die Farbtonkalibrierung abgeschlossen sind.

In der in Fig. 15 dargestellten Schaltung, die das Schalt­ bild des Analogprozessors in Fig. 12 im einzelnen zeigt, wird die Farbgleichgewichtssignalverarbeitung ausgeführt, die oben beschrieben wurde. Der technische Aspekt besteht dabei darin, den Unterschied in den Ausgangssignalen des Zeilensensors je nach Farbe durch die Verschiebung eines Farbtrennfilters zu steuern, wobei der Übertragungsfaktor der jeweiligen Farben unter Verwendung eines Operationsverstärkers gesteuert wird. Dieser ist so aufgebaut, daß die Übertragungswerte der jeweiligen Farben, d. h. die Verstärkungsfaktoren des Operationsverstärkers unter Verwendung der Ausgangssignale , und des Decodierers 172 in Fig. 12 multiplext werden.

Fig. 16 zeigt in einem Schaltbild den Aufbau des Vor­ prozessors in Fig. 12 im einzelnen. Ein Abschattungskalibrator und ein Analog-Digital-Umwandler, die in einer unterbrochenen Linie in Fig. 16 dargestellt sind, sind für den monochromatischen Betrieb vorgesehen und ausgelegt, können jedoch auch ohne weiteres auf Farbbilder angewandt werden. Das einfachste Verfahren besteht darin, jeweilige Abschattungskalibratoren und Analog-Digital-Wandler für die drei Wellenlängenbänder der roten, grünen und blauen Farbe vorzusehen, was jedoch die Kosten erhöht, ohne die Leistung zu verbessern, falls keine Parallelver­ arbeitung erfolgt. Unter den Vorverarbeitungsfunktionen ist die Analog-Digital-Umwandlung die gleiche wie beim herkömmlichen Verfahren, so daß sie nicht nochmals erläutert wird und nur die Abschattungskalibrierungsfunktion erklärt wird. Die Abschattungs­ kalibrierung dient dazu, den Arbeitsvorgang auszuführen, der durch die Gleichung (7) angegeben ist, indem ein Farbsegment einer Bezugsfarbe abgetastet wird. Der Wert des Farbsegmentes bildet dann die Daten, die zur Abschattungskalibrierung verwandt werden. Wenn das Farbgleichgewicht zwischen Rot, Grün und Blau identisch mit der Gamma-Charakteristik ist, dann sind die Abschattungskalibrierungsdaten gemeinsam für die R, G und B Bildinformation anwendbar, was jedoch unrealistisch ist, so daß Abschattungskalibrierungsdaten separat für jedes Farbsignal verwandt werden sollten. Die Anwendung der Gleichung (7) auf den Farbbetrieb ist folgende:

Dabei bezeichnet Y eine Farbe unter den Farben Rot, Grün und Blau. In der Praxis ist das Grundprinzip der Abschattungs­ kalibrierung nicht notwendigerweise für jede Farbe verschieden, die einzige Schwierigkeit liegt in der Anwendung der Abschat­ tungskalibrierungsdaten für jede Farbe. Bei der vorliegenden Erfindung werden die Daten zum Kalibrieren der jeweiligen Farben R, G und B in einem Abschattungskalibrierungsspeicher gespeichert und werden die Signale RGB-A und RGB-B, die durch den durch vier teilenden Frequenzteiler 171 in Fig. 13 erzeugt werden, als Erweiterungsbits der Adresse zum Steuern des Abschattungs­ kalibrierungsspeichers verwandt.

Fig. 17 zeigt in einer graphischen Kennlinie die Ausgangs­ werte des Zeilensensors gegenüber den Dichtewerten und die Farbtonkalibrierungscharakteristiken, während die Fig. 18A und 18B den Farbtonkalibrator 68 in Fig. 12 und die Nachschlagta­ bellen zur Durchführung der roten, grünen und blauen Farb­ tonkalibrierung zeigen. Bei der Farbtonkalibrierung werden die Gamma-Charakteristiken der jeweiligen Farben R, G und B regu­ liert. Der Zeilensensor hat eine exponentielle Beziehung zum Dichtewert, d. h. zur optischen Dichte, während das menschliche optische Wahrnehmungsvermögen eine lineare Beziehung dazu hat. Eine Bildabtastvorrichtung, die reflektiertes Licht quantisiert, nachdem eine bestimmte Lichtmenge auf einen abgetasteten Gegenstand gefallen ist, quantisiert folglich die Reflexions­ charakteristik des abgetasteten Gegenstandes entsprechend den Abtaststellen. D.h. mit anderen Worten, daß der Zeilensensor in der Bildabtastvorrichtung eine lineare Beziehung zum Reflexions­ index R in der folgenden Weise hat:

wobei IREFLECTED die Intensität des reflektierten Lichtes und IINCIDENT die Intensität des einfallenden Lichtes bezeichnen.

Der Reflexionsindex R und die optische Dichte Do haben die folgende Beziehung:

D_o=-logR . . .(11).

Ein Reflexionsindex von 100% setzt sich somit in eine optische Dichte von 0,0 um, während ein Reflexionsindex von 0,01 % sich in eine optische Dichte von 2,0 umsetzt. Die horizontale Achse in Fig. 17 zeigt die abgetasteten Werte in dem Fall, in dem eine Farbkalibrierung nicht durchgeführt ist. Es versteht sich dabei, daß die Charakteristik des Zeilensensors eine exponentiel­ le Beziehung zur optischen Dichte hat. Da das menschliche optische Wahrnehmungsvermögen eine lineare Beziehung zur optischen Dichte hat, ist es das Grundprinzip der Farbtonkali­ brierung, der durch die gestrichelte Linie in Fig. 17 dargestell­ ten Form zu entsprechen. Die horizontale Richtung gibt die optischen Dichten der Farbsegmente einer verwandten achromati­ schen Farbe an. Wenn die Farbtonreproduktionsfelder, die auf der Basis der optischen Dichte zu reproduzieren sind, für optische Dichten von 0,0 bis 2,0 eingerichtet sind, dann wird folglich die Umwandlung der optischen Dichte in die Werte entsprechend den Eingangswerten erfolgen. D.h., daß bei einer 8-Bit Quantisierung der Ausgangswert "0" einer optischen Dichte von 0,0 entspricht und der Wert 255 einer optischen Dichte von 2,0 entspricht, wobei die Zwischenwerte lediglich interpoliert werden.

Der Farbkalibrator 69 in Fig. 12 paßt die spektrale Charakteristik der drei Wellenlängerbänder der Bildabtastvor­ richtung an die des Bildausgabesystems oder des menschlichen optischen Wahrnehmungsvermögens an. Die Beschränkung der spektralen Charakteristik auf die Farbanpassung eines gegebenen Systems wird vorrichtungs- oder systemabhängige Farbkalibrierung genannt und die Anpassung der spektralen Charakteristik an das Farbkoordinatensystem der CIE wird vorrichtungs- oder systemunab­ hängige Farbkalibrierung genannt. Diese werden stärker durch die Bestimmung der Basis der Farbkalibrierungskoeffizienten als durch den Unterschied in den Ausführungsbeispielen der praktischen Systeme beeinflußt.

Farbkalibrierungsverfahren schließen eine 3×3 lineare Maskierung oder eine 3×9 nicht-lineare Maskierung sowie dreidi­ mensionale UT-Verfahren ein. Die vorliegende Erfindung verwendet ein 3×3 lineares Maskierungsverfahren.

Das 3×4 lineare Maskierungsverfahren ist durch die folgende Beziehung gegeben. Der Index c bezeichnet dabei den kalibrierten Wert und der Index r bezeichnet die Eingangszeilendaten.

R_c=a₁₁R_r+a₁₂G_r+a₁₃B_r
G_c=a₂₁R_r+a₂₂G_r+a₂₃B_r
B_c=a₃₁R_r+a₃₂G_r+a₃₃B_r

Dabei sind a₁₁, a₁₂ . . . a₃₂, a₃₃ Farbkalibrierungskoeffizienten, die durch die spektrale Charakteristik der Bildabtastvorrichtung in ihrer jeweiligen Auslegung und durch das Bezugsfarbkoor­ dinatensystem bestimmt sind. Dementsprechend führt der Farb­ kalibrator 68 in Fig. 12 eine 3×3 Matrixoperation aus und arbeitet der Kalibrator 68 als Steuereinrichtung zum Abfragen und Beschreiben des Bilddatenspeichers. Fig. 19 zeigt in einem Flußdiagramm die Farbton- und Farbkalibrierungen und Fig. 20 zeigt die Operationswellenformen der entsprechenden Signale. Die Farbtonkalibrierung erfolgt unabhängig an den drei Wellenlängen der jeweiligen Farben. Bei der Farbkalibrierung sollten jedoch die jeweiligen Farben an einem bestimmten Bildpunkt in einer bestimmten Zeile gleichzeitig betrachtet werden.

In Fig. 20 bezeichnet das Signal CO/ den Farb-Schwarz/- Weiß-Betrieb, bezeichnet das Signal VIDO die Ausgabe gültiger Bilddaten und bezeichnet das Signal REQ die Forderung zum Ausgeben gültiger Bilddaten zu einer externen Vorrichtung.

Da gemäß der Erfindung eine drei Wellenlängeninformations­ abtastung im Zeilenfolgeverfahren erfolgt, wird die Farbkalibrie­ rung im Null-Intervall zum Verschieben des Manuskriptes zur folgenden Position durchgeführt, nachdem alle drei Wellenlängen­ informationen in einer gegebenen Abtastzeile abgetastet sind.

Obwohl es möglich ist, die Filter in einem Seitenfolgever­ fahren umzuschalten, ist das unökonomisch, da ein Speicher mit der Fähigkeit zum Speichern der Bildinformation von einer Seite zum Kalibrieren der Farbe notwendig ist. Durch die Erfindung wird konkret ein Verfahren vorgeschlagen, daß diese Charakteristik berücksichtigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch so ausgebildet, daß die Farbinformation des abgetasteten Bildes und die jeweilige Verarbeitung innerhalb der zugeordneten Zeit während eines Zeilenabtastintervalls vollständig synchron mit den Bewegungen der Filter sind, wodurch eine Beeinträchtigung der Bildqualität vermieden wird und eine leistungsfähige Verarbeitung der Eingangssignale gewährleistet ist.

Wie es oben beschrieben wurde, erzielt die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung einen Effekt der Abschattungskalibrierung einfach dadurch, daß die Farbfilter und ein Zeilensensor so angeordnet sind, daß die Abschattungsverzerrung geometrisch kalibriert werden kann.

Die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung hat den weiteren Vorteil, daß die Auflösung dadurch erhöht werden kann, daß mehrere Kombinationen von drei Farbfiltern an einem Farbtrenn­ filter, beispielsweise an einem Drehfilter oder an einem ebenen Plattenfilter angeordnet werden können, ohne daß die Bewegungs­ geschwindigkeit des Farbtrennfilters erhöht werden muß.

Die erfindungsgemäße Bildabtastvorrichtung verringert darüber hinaus den Farbausrichtungsfehler infolge der Versetzung des Manuskriptes durch eine Verringerung des Brechungsindex des Farbtrennfilters, indem die Farbfilter in einen Bereich einge­ setzt werden, an dem ein Teil des Farbtrennfilters, beispiels­ weise des Drehfilters oder des ebenen Plattenfilters entfernt ist.

Claims (13)

1. Bildabtastvorrichtung zum Empfang eines Farbbildes, gekennzeichnet durch
eine Lichtquelle mit einer stabartigen Form, die ein Lichtsignal mit mehreren Farbanteilen erzeugt und das Lichtsignal auf die Oberfläche eines Gegenstandes wirft,
eine Versetzungsvorrichtung zum Steuern der relativen Bewegung der Lichtquelle bezüglich des Gegenstandes,
ein Farbtrennfilter zum Auftrennen des von der Oberfläche des Gegenstandes reflektierten und übertragenen Lichtsignals in mehrere Farbsignale, indem eine Gruppe von Farbfiltern, die den jeweiligen Farbanteilen entsprechen, in einem bestimmten Muster angeordnet ist,
einen Zeilensensor, der die getrennte Lichtsignale über eines der Farbfilter empfängt und ein elektrisches Signal ausgibt, das der Stärke des empfangenen Lichtsignales entspricht, und
eine Antriebseinrichtung zum Einstellen der relativen Position zwischen dem Farbtrennfilter und dem Zeilensensor und zum Kombinieren des Farbtrennfilters und des Zeilensensors in einer bestimmten Ordnung,
wobei die Breite der Lichtempfangsfläche jedes Farbfilters allmählich vom mittleren Bereich zum Randbereich zunimmt und die Längsachse des Zeilensensors parallel zu der der Lichtempfangs­ fläche angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seite in Längsrichtung der Lichtempfangs­ fläche des Farbfilters eine konkav gekrümmte Fläche ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbfilter eines der phi-förmigen Felder mit gleichem Teilungswinkel auf einer kreisrunden Platte einnehmen, die sich mit konstanter Geschwindigkeit dreht und die Winkel der linearen Seiten benachbarter Farbfilter gleich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der phi-förmigen Felder ein ganzzahliges Vielfa­ ches der Zahl ist, die dadurch erhalten wird, daß zur Anzahl der Farbfilter einer Gruppe eins zuaddiert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbtrennfilter eine Rille oder Nut zum Erfassen einer Bezugsposition hat und die Antriebseinrichtung wenigstens einen Rillen- oder Nutdetektor zum Lokalisieren der Rille oder Nut aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Manuskriptenversetzungsvorrichtung mit der Antriebsein­ richtung verriegelt ist und das Manuskript um das Intervall einer Zeile versetzt, wenn ein Feld unter den phi-förmigen Feldern des Farbtrennfilters, das nicht von einem Farbfilter eingenommen ist, im optischen Weg des Zeilensensors liegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbfilter auf einer ebenen Platte angeordnet sind, die sich linear bewegt, und zwischen den linearen Seiten der benach­ barten Farbfilter ein gleicher Abstand besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung
ein Zeitglied, das zum Zeitpunkt der Erfassung der Bezugs­ positionsrille oder -nut durch den Nut- oder Rillendetektor synchronisiert wird, um ein Impulssignal zu erzeugen, das in einer Periode ansteigt und abfällt, die der Bewegungsperiode zwischen benachbarten Farbfiltern entspricht,
einen ersten Frequenzteiler, der ein in der Frequenz durch zwei geteiltes Impulssignal erzeugt, indem er den Ausgangsimpuls des Zeitgliedes empfängt,
einen zweiten Frequenzteiler, der ein in der Frequenz durch zwei geteiltes Impulssignal erzeugt, indem er den Ausgangsimpuls des ersten Frequenzteilers empfängt, und
einen Decodierer umfaßt, der ein Signal erzeugt, das die Farbfilter entsprechend den Impulssignalen differenziert, die vom ersten und vom zweiten Frequenzteiler ausgegeben werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbfilter in einen ausgeschnittenen Teil des Farbtrenn­ filters eingesetzt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbtrennfilter eine transparente Plattenschicht umfaßt und die Farbfilter in den ausgeschnittenen Teil in der Platten­ schicht eingesetzt sind, um den Farbausrichtungsfehler infolge des Brechungsindex der Plattenschicht zu verringern.

11. Bildabtastvorrichtung gekennzeichnet durch
ein Farbtrennfilter, in dem wenigstens eine Farbfiltergruppe angeordnet ist,
einen Zeilensensor, der fotoelektrisch ein durch eines der Farbfilter hindurchgehendes Lichtsignal umwandelt und der Reihe nach die fotoelektrisch umgewandelten Lichtsignale ausgibt,
eine Filterantriebseinheit zum Antreiben des Farbtrenn­ filters derart, daß die Farbfilter den optischen Weg des Lichtsignales nacheinander in Querrichtung schneiden,
einen Analogprozessor zum Kalibrieren des Farbungleichge­ wichtes zwischen den Farbsignalen, indem die im Zeilensensor erzeugten Farbsignale der Reihe nach mit jeweils bestimmten Verstärkungsfaktoren verstärkt werden,
einen Vorprozessor, der mit dem Analogprozessor verbunden ist und die Farbsignale, deren Farbungleichgewicht kalibriert ist, abschattungskalibriert, und
eine Farbtonkalibrierungseinheit, die mit dem Vorprozessor verbunden ist und ein farbtonkalibriertes Farbsignal aus dem empfangenen abschattungskalibrierten Farbsignal erzeugt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Farbkalibrierungseinheit, die mit der Farbtonkalibrierungseinheit verbunden ist und das farbtonkalibrierte Farbsignal kalibriert, so daß das abschattungskalibrierte Farbsignal an das menschliche optische Wahrnehmungsvermögen angepaßt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogprozessor
einen Analogverstärker,
eine den Verstärkungsfaktor bestimmende Einheit, die mehrere Verstärkungsfaktorbestimmungsglieder aufweist, deren Anzahl der Zahl der am Farbtrennfilter angeordneten Farbfilter entspricht, und die den Verstärkungsfaktor des Verstärkers in geeigneter Weise für die jeweiligen Farbfilter bestimmen, und
einen Multiplexer umfaßt, der mit der Arbeit der Filter­ antriebseinrichtung verriegelt ist, um die Verstärkungsfaktorbe­ stimmungsglieder zu wählen.