DE68926694T2

DE68926694T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von Halbtonbildern

Info

Publication number: DE68926694T2
Application number: DE68926694T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Dainippon Sc Kishida
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-04-14
Filing date: 1989-04-12
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: JPH01264076A; EP0337427B1; US5055943A; DE68926694D1; EP0337427A3; JPH0572150B2; EP0337427A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Halbtonbildes, das aus einer Vielzahl von Halbton-Punkten auf einem lichtempfindlichen Material gebildet ist, wobei jeder Vollbereich eines Halbton-Punktes in eine Vielzahl von Einheitsflächen aufgeteilt ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei einer Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Halbton-Bildes, so wie einem Graphiktechnik-Scanner des Typs mit elektronischer Steuerung, werden Halbton-Punkte erzeugt, indem ein lichtempfindliches Material belichtet wird, während ein optischer Belichtungsstrahl in Antwort auf das Ergebnis eines Vergleichs zwischen einem Bildsignal mit einem vorbeschriebenen Schirmrastersignal ein- und ausgeschaltet wird. Das Schirmrastersignal wird auf der Basis von Schirmrasterdaten erzeugt, die zuvor bereitgestellt worden sind.
Wie es in der Technik wohlbekannt ist, drücken Schirmrasterdaten Schwellenwerte für jeweilige kleine Flächen Ap innerhalb eines Halbton-Punktes HD aus, wie es in Fig. 1 veranschaulicht ist. Die kleinen Flächen Ap (hiernach als "elementare Flächen" bezeichnet) werden gebildet, indem der Halbton-Punkt HD in die Form einer Matrix aufgeteilt wird. Fig. 2 veranschaulicht Schirmrasterdaten, die für den Halbton-Punkt HD bereitgestellt und in einem Speicher gespeichert sind. Bezugsziffern in dieser Figur stellen Datenwerte P dar, die an jeweilige elementare Flächen Ap gegeben werden. Mit Bezug auf Fig. 1 haben schattierte Flächen jeweilige Schirmrasterdaten P, die höchstens 12 betragen, wodurch die schattierten Flächen mit einem optischen Belichtungsstrahl belichtet werden, wenn ein Bildsignal mit einem Wert von 12 für den Halbton-Punkt HD geliefert wird.
Die Größe der elementaren Fläche Ap wird entsprechend einem Fleckdurchmesser d des optischen Belichtungsstrahles bestimmt, der auf das lichtempfindliche Material fokussiert ist. Genauer ausgedrückt wird die Größe der elementaren Flächen Ap so bestimmt, daß ein Wert des Fleckdurchmessers d im Bereich von etwa einer Länge a (hiernach als eine "Größe der elementaren Fläche" bezeichnet) einer Seite jeder elementaren Fläche Ap bis etwa dem Zweifachen davon liegt. Es soll angemerkt werden, daß für die Vereinfachung der Veranschaulichung angenommen wird, daß der Fleckdurchmesser d gleich dem Durchmesser eines Kreises ist, der in die elementare Fläche Ap in der Zeichnung eingeschrieben ist.
Eine Bewertung wird durchgeführt, ob der optische Belichtungsstrahl für jeden Abtastfortschritt entsprechend dem Fleckdurchmesser d ein- oder ausgeschaltet wird, wodurch die Intensität des optischen Strahles in Antwort auf das Ergebnis der Bewertung geändert wird. Bei dem herkömmlichen Verfahren des Aufzeichnens eines Halbtonbildes ist somit ein räumliches Intervall, welches eine Einheit der Intensitätsänderung des optischen Strahls ist, auf ganzzahlige Vielfache der Größe a der elementaren Fläche begrenzt.
Somit, wenn die folgende Beziehung (1) für einen quadratischen Halbton-Punkt mit einer Schirmteilung K gilt, ist die Abstufungszahl M, die durch die Gleichung (2) definiert ist, die obere Grenze der Anzahl von Werten für den Abstufungsausdruck:
K = n a . . . (1) M = (K/a)² = n² . . . (2)
wobei n eine ganze Zahl ist.
Um die Abstufungszahl M zu vergrößern, ist es daher notwendig (K/a) in der Gleichung (2) zu vergrößern. Bei einem Scanner des Flachbett-Typs jedoch wird die Brennweite einer Abbildungslinse in einem optischen Aufzeichnungssystem ziemlich lang gehalten, um in einem gewissen Maße die Abtastlänge sicherzustellen. Somit kann der Fleckdurchmesser d des optischen Belichtungsstrahles bei dem Flachbett-Typ-Scanner nicht so sehr reduziert werden. Zum Beispiel verursacht das Einrichten eines Fleckdurchmessers von etwa zehn bis zwanzig Mikrometern bedeutsame technische Schwierigkeit und Anwachsen der Kosten. Folglich ist es unvermeidbar, daß für den Scanner vom Flachbett-Typ die Größe a der elementaren Fläche relativ vergrößert wird und die Abstufungszahl M reduziert wird, im Einklang mit der Gleichung (2).
Auch bei einem Scanner vom Trommel-Typ, der einen relativ kleinen Wert des Fleckdurchmessers d (und der Größe a der elementaren Fläche als Ergebnis) benutzen kann, wird die Abstufungszahl M gemäß der Gleichung (2) klein, wenn die Schirmteilung K klein ist.
Somit bleibt bei der herkömmlichen Vorrichtung zum Aufzeichnen eines Halbtonbildes die Abstufungszahl M klein, wenn das Verhältnis der Schirmteilung K zur Größe a der elementaren Fläche nicht sehr vergrößert werden kann, wodurch die Reproduzierbarkeit der Abstufung des Bildes ziemlich schwach bleibt.
Selbst wenn der Fleckdurchmesser d des optischen Belichtungsstrahles verkleinert werden kann, muß die Anzahl von Schirmrasterdaten vergrößert werden, um die Abstufungszahl M zu vergrößern, und somit muß die Kapazität eines Schirmrasterspeichers vergrößert werden, was somit einen beträchtlichen Zuwachs an Kosten verursacht.
In dem Dokument des Standes der Technik GB-A-2,174,265 wird jeder Pixel in fünf "Mikropixel" unterteilt, und einer oder mehrere Mikropixel werden belichtet. Unterschiedliche Schwellenwerte werden jeweiligen Mikropixeln zugeordnet. Tatsächlich besteht der Pixel 101, der an der linken oberen Seite der Fig. 11 gezeigt ist, aus fünf Mikropixeln 100, denen verschiedene Schwellenwerte "1", "4", "7", "10" und "13" zugeordnet sind. Demgemäß hat jeder Pixel fünf Schwellenwerte. Ein Bildsignal wird mit jeweiligen Schwellenwerten verglichen, und Teilbelichtung wird entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches durchgeführt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Halbtonbildes zur Verfügung zu stellen, das aus einer Vielzahl von Halbton-Punkten auf einem lichtempfindlichen Material gebildet ist, bei denen die Abstufungs-Reproduzierbarkeit eines aufgezeichneten Bildes verbessert wird und die verbesserte Leistungsfähigkeit insbesondere im Hinblick auf die Bearbeitungszeit haben und eine relativ kleine Speicherkapazität erfordern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, wie in Anspruch 1 oder 12 beansprucht, und durch eine Vorrichtung, wie in Anspruch 7 beansprucht, gelöst.
Bevorzugt wird das lichtempfindliche Material mit einem Lichtstrahl belichtet, welcher das Halbtonbild mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit abtastet, und eine Größe des belichteten Bereiches der Teilbelichtungsfläche wird gesteuert, indem die Belichtungszeit in der Teilbelichtungsfläche in Relation zu dem Verhältnis eingestellt wird.
Die Schwellendaten können als eine Menge aus Schwellenwerten gebildet werden, die jeweiligen Einheitsflächen zugeordnet sind, die in dem vollen Bereich eines Halbton-Punktes eingeschlossen sind, wobei die Schwellenwerte in eine arithmetische Sequenz von Zahlen mit einem vorgeschriebenen Zahlenintervall angeordnet sind.
Die Bilddaten und die Schwellendaten können digitale Daten sein, die aus derselben Anzahl von Bits bestehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Vergleichsschritt weiter die Schritte auf: (c-1) Auffinden, welches der Bilddaten unter der Schwellendaten größer ist, um somit die Einheitsfläche als die Nichtbelichtungsfläche oder als eine Belichtungsfläche, die belichtet werden soll, zu bezeichnen, (c-2) Auffinden eines Wertes, der im wesentlichen die Differenz zwischen den Bilddaten und den Schwellendaten für jede Einheitsfläche ausdrückt, und (c-3) Bezeichnen der Belichtungsfläche als die Vollbelichtungsfläche, wenn die Differenz außerhalb eines vorbeschriebenen Bereiches liegt, oder als die Teilbelichtungsfläche, wenn die Differenz innerhalb des vorbeschriebenen Bereiches liegt.
Der belichtete Bereich der Teilbelichtungsfläche kann im Kontakt zu einer Grenze zwischen der Teilbelichtungsfläche und einer Nachbareinheitsfläche liegen, die der Teilbelichtungsfläche benachbart ist, wobei die Nachbareinheitsfläche der Belichtungsfläche entspricht.
Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen genommen werden.

KURZBEZEICHNUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Schaubild, das einen Halbton-Punkt zeigt;
Fig. 2 und 3 sind Schaubilder, die Schirmrasterdaten für den Halbton-Punkt zeigen;
Fig. 4A bis 4D veranschaulichen die Bearbeitung entsprechend mehrerer Belichtungsbedingungen für eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A bis 5D, 6A bis 6D, 7A, 8 und 9 sind Schaubilder, die schematisch die Verfahren der Teilbelichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 10 ist ein Blockschaubild, das eine Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11, 11b, 12 und 13A bis 13C sind Blockschaubilder, die die interne Struktur eines Halbton-Punktgenerators in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; und
Fig. 14, 15A bis 15C und 16 sind Impulsübersichten, die die Arbeitsweise der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung wird zunächst mit Bezug auf einige Beispiele beschrieben werden.
Bei zu belichtenden Bereichen (als schattierte Flächen gezeigt) eines Halbton-Punktes HD, der in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine elementare Fläche (oder ein Pixel) Ap davon belichtet, wenn ein Wert von Schirmrasterdaten P für die elementare Fläche Ap nicht größer ist als ein Wert der Bilddaten N, wie es in der folgenden Gleichung (3) gezeigt ist:
Belichtungsbedingung: P ≤ N . . . (3)
Zum Zwecke der Vereinfachung wird angenommen, daß sowohl die Schirmrasterdaten P als auch die Bilddaten N aus digitalen Signalen mit 8 bit bestehen und die Schirmrasterdaten P eingestellt sind, wie es in Fig. 3 für den Halbton-Punkt HD gezeigt ist. Mit anderen Worten liegen die Bilddaten N, die die Dichte für jede elementare Fläche ausdrücken, innerhalb eines Bereiches von 0 bis 255 in dezimaler Notation und können 256 Abstufungspegel ausdrücken. Andererseits hat ein Halbton-Punkt HD 16 elementare Flächen (oder Pixel) Apo und die Schirmrasterdaten P unterscheiden nur 16 Abstufungspegel, obwohl dieselben Daten mit 8 bit sind.
Nun wird ein i-ter Bitwert der Bilddaten N, wobei i eine ganze Zahl ist, als ni ausgedrückt. Die Bilddaten N, höherwertige Bitdaten (MSBD) Nu und niederwertige Bitdaten (LSBD) Nl sind wie folgt in binärer Notation definiert:
N = n&sub8; n&sub7; n&sub6; n&sub5; n&sub4; n&sub3; n&sub2; n&sub1; . . . (4)
Nu = n&sub8; n&sub7; n&sub6; n&sub5; 0 0 0 0 . . . (5)
Nl = 0 0 0 0 n&sub4; n&sub3; n&sub2; n&sub1; . . . (6)
wobei n&sub1; bis n&sub8; jeweils 1 oder 0 darstellen.
Die MSBD Nu werden erhalten, indem vier niederwertige Bits der Bilddaten N weggelassen werden, und die LSBD Nl bestehen aus nur den vier niederwertigen Bits.
Die Anzahl effektiver Bits (= 4) der MSBD Nu wird so bestimmt, daß das MSBD Nu die Anzahl der Abstufungspegel (24 = 16) ausdrücken kann, die identisch der Anzahl von Pegeln der Schirmrasterdaten P ist. Das LSBD Nl wird erhalten, indem das MSBD Nu von den Bilddaten N subtrahiert wird.
Wenn eine der folgenden Bedingungen für die elementare Fläche Ap gilt, in der die Belichtungsbedingung, die durch die Gleichung (3) ausgedrückt ist, gilt, wird nur ein Teil der elementaren Fläche Ap belichtet:
Teilbelichtungsbedingung C-1:
P = Nu + 1 und N « 240 . . . (7)
Teilbelichtungsbedingung C-2:
P = Nu + 1 und 240 < N ≤ 255 . . . (8)
In den Gleichungen (7) und (8) wird angenommen, daß die Werte der Schirmrasterdaten P, der Bilddaten N und die MSBD Nu jeweils in dezimalen Zahlen ausgedrückt werden. Der Teil der elementaren Flächen Ap, der belichtet werden soll, wird entsprechend den LSBD N genommen. Eine elementare Fläche Ap wird in Einheitsbereiche aufgeteilt, die einzeln belichtet werden sollen. Die Anzahl der Einheitsbereiche wird als "Aufteilungszahl D" bezeichnet.
Die Beziehung zwischen den Bilddaten N, den Schirmrasterdaten P, der Abstufungszahl M und der Aufteilungszahl D wird unten beschrieben werden.
Es sei angenommen, daß GN die Abstufungszahl (oder die Anzahl von Abstufungspegeln) der Bilddaten N darstellt, dann wird die Aufteilungszahl D der elementaren Fläche Ap so festgelegt, daß die folgende Beziehung zwischen der Halbton-Punkt-Abstufungszahl M und der Aufteilungszahl D gilt:
GN = M · D . . . (9)
wobei GN = 256, M = 16 und D = 16 in dem obigen Bespiel ist.
Die Anzahl der Ziffern des MSBD Nu wird so bestimmt, daß sie dieselbe Abstufungszahl (= 2&sup4;) wie die Halbton-Punkt-Abstufungszahl M ausdrücken kann. Daher kann die Abstufungszahl GN der Bilddaten N durch eine Kombination der Halbton-Punkt- Abstufungszahl M und der Aufteilungszahl D ausgedrückt werden, wenn die Aufteilungszahl D der Abstufungszahl (= 2&sup4;) des LSBD Nl entspricht. Die Schirmrasterdaten P sind als Schwellenwerte zum Klassifizieren der gesamten Bilddaten N in eine bestimmte Anzahl von Gruppen gedacht, wobei die Anzahl identisch der Halbton-Punkt-Abstufungszahl M ist.
Zum Beispiel zeigt Tabelle 1 die Schirmrasterdaten P der Fig. 3, sowohl in dezimalen als auch in binären Zahlen ausgedrückt.

Tabelle 1

Schirmrasterdaten P

Dezimale Zahl Binäre Zahl 1 0 0 0 0 0 0 0 1
17 0 0 0 1 0 0 0 1
33 0 0 1 0 0 0 0 1
241 1 1 1 1 0 0 0 1
Die Schirmrasterdaten P werden mit 8 bit ausgedrückt, ebenso wie bei den Bilddaten N, und erhalten, indem "1" zu jeweiligen fünften Bitwerten (den niedrigstwertigen Bitwerten innerhalb der vier höherwertigen Bitwerte) in binärer Notation addiert werden. Die am niederigstwertigen Bits der Schirmrasterdaten P sind regelmäßig "1" und der zweite bis vierte Bitwert sind regelmäßig "0".
Als das Ergebnis einer solchen Struktur der Schirmrasterdaten P liegt wenigstens ein Schirmrasterdatum P vor, für das die Gleichheit in der Gleichung (7) oder (8) für alle Bilddaten N gilt.
Fig. 4A bis 4D sind Schaubilder, die die Verarbeitung in jedem Fall der beiden Teilbelichtungsbedingungen C-1 und C-2 zeigen. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, daß die Schirmrasterdaten P, die Bilddaten N, MSBD Nu und LSBD Nl in Dezimalzahlen ausgedrückt sind.
In dem Fall N = 5 wird eine elementare Fläche A&sub1; (siehe Fig. 3) der Belichtung ausgesetzt, da die Belichtungsbedingung der Gleichung (3) für die elementare Fläche A&sub1; gilt. Da in diesem Fall Nu + 1 = 1 ist, gilt die Teilbelichtungsbedingung C-1 (obige Gleichung (7)) auch für die elementare Fläche A&sub1;. Fig. 4A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Fig. 3 zum Veranschaulichen des Zustands der Teilbelichtung der elementaren Fläche A&sub1;. Wie in Fig. 4A gezeigt, wird die elementare Fläche A&sub1; in 16 (die Aufteilungszahl D = 16) entlang einer Hauptabtastrichtung y aufgeteilt, so daß sie teilweise mit der Rate Nl/16 belichtet wird. Wenn das Bilddatum N 5 ist, ist das LSBD Nl auch 5. Daher wird nur ein Teil A&sub1;(5), der 5/16 der elementaren Fläche A&sub1; beträgt, belichtet, wie es als schattierte Fläche mit schrägen Linien in Fig. 4A gezeigt ist.
Fig. 4B zeigt den Fall N = 15. Nu + 1 = 1 gilt auch in diesem Fall, und somit wird die Teilbelichtung auf der elementaren Fläche A&sub1; ähnlich wie oben durchgeführt. Wie es durch die schattierte Fläche mit schrägen Linien in Fig. 4B gezeigt ist, wird nur ein Teil A&sub1;(15) belichtet, der 15/16 der elementaren Fläche A&sub1; beträgt.
Auch in dem Fall N = 16 wird die elementare Fläche A&sub1; der Belichtung ausgesetzt, da die Gleichung (3) gilt. Jedoch ist die Gleichung (7) nicht erfüllt, da Nu + 1 = 17, und somit wird eine Teilbelichtung auf der elementaren Fläche A&sub1; nicht durchgeführt, sondern sie wird vollständig belichtet. Andere elementare Flächen als die elementare Fläche A&sub1; werden nicht belichtet, da die Gleichung (3) für sie nicht gilt. Unter einem anderen Gesichtspunkt wird eine elementare Fläche A&sub1;&sub7; der Teilbelichtung ausgesetzt, da Nu + 1 = 17, und sie wird mit einer Rate 0/16 belichtet, da Nl = 0.
Fig. 4C zeigt den Fall N = 17. In diesem Fall werden die elementaren Flächen A&sub1; und A&sub1;&sub7; der Belichtung ausgesetzt, in denen die Gleichung (3) gilt. Die elementare Fläche A&sub1;&sub7; wird teilweise belichtet, da Nu + 1 = 17, während die elementare Fläche A&sub1; vollständig belichtet wird. Ein Teil A&sub1;&sub7;(1), der 1/16 der elementaren Fläche A&sub1;&sub7; ist, wird belichtet, wie es in Fig. 4C gezeigt ist, da Nl = 1.
Fig. 4D zeigt den Fall N = 32. In diesem Fall werden die elementaren Flächen A&sub1; und A&sub1;&sub7; der Belichtung nach der Gleichung (3) ausgesetzt, und keine Teilbelichtung wird durchgeführt, da Nu + 1 = 33. Somit werden die Elementarflächen A&sub1; und A&sub1;&sub7; vollständig belichtet, wie es in Fig. 4D gezeigt ist.
Wie oben beschrieben wird, ob eine elementare Fläche Ap der Belichtung ausgesetzt wird oder nicht, auf der Basis der Belichtungsbedingung der Gleichung (3) festgelegt. Weiterhin wird über die elementaren Flächen, die teilweise belichtet werden sollen (hiernach als "Teilbelichtungsflächen" bezeichnet) auf der Basis der Teilbelichtungsbedingung C-1 der Gleichung (7) entschieden, wohingegen die Belichtungsrate durch das LSBD Nl bestimmt ist. Als das Ergebnis wird die Größe der belichteten Fläche im Verhältnis zu den Bilddaten N erhöht, wodurch eine Reproduktions-Abstufungszahl identisch zu der Abstufungszahl der Bilddaten N wird.
Die Verarbeitungsabfolge gemäß den Bedingungen der Gleichungen (3) und (7) kann in bezug auf das Obige umgekehrt werden. Das heißt, es kann zunächst eine Entscheidung getroffen werden, ob Teilbelichtung entsprechend der Bedingung der Gleichung (7) mit den Bilddaten N durchgeführt wird, wodurch ein Teil einer elementaren Fläche, die teilbelichtet werden soll, durch das LSBD Nl bestimmt wird. Dann wird eine Entscheidung bei den anderen Elementarflächen getroffen, die nicht teilweise belichtet werden sollen, ob dieselben vollständig belichtet werden sollen oder nicht, entsprechend der Bedingung der Gleichung (3). Zum Beispiel wird die elementare Fläche A&sub1; teilweise belichtet, wenn N = 0 ist, da Nu + 1 = 1. Jedoch ist die Belichtungsrate 0/16, da N = 0, und damit wird als das Ergebnis die elementare Fläche A&sub1; nicht belichtet. Somit wird dasselbe Ergebnis erhalten, welche Bedingung der Gleichung (3) und (7) auch zuerst bewertet wird.
In dem Fall der Teilbelichtungsbedingung C-1 werden die Bilddaten N und die Schirmrasterdaten P miteinander in bezug auf jeweilige elementare Flächen A&sub1; bis A&sub2;&sub2;&sub5; in dem Halbton-Punkt HD miteinander verglichen, wie es hierin oben beschrieben ist, wobei einige Teile der jeweiligen elementaren Flächen bei Bedarf belichtet werden. Weiter ist es wünschenswert, daß die belichteten Bereiche mit den belichteten Bereichen benachbarter elementarer Flächen verbunden sind, um einen Halbton-Ton mit einer ausgezeichneten Gestaltung zu bilden. Daher wird die Position des belichteten Bereiches in Teilbelichtungsflächen wie folgt festgelegt, in Betrachtung von Belichtungszuständen benachbarter elementarer Flächen:
Fig. 5A bis 5D sind veranschaulichende Schaubilder, die ein Verfahren zum Festlegen der Position eines belichteten Teiles einer Teilbelichtungsfläche veranschaulichen. Mit Bezug auf Fig. 5 bezeichnen die Symbole Bm-1 und Bm+1 Grenzen zwischen einer Teilbelichtungsfläche Am und den beiden elementaren Flächen Am-1 und Am+1, die derselben jeweils benachbart entlang der Hauptabtastrichtung y liegen. Es gibt vier Kombinationen von Belichtungszuständen für jeweilige elementare Flächen Am-1 und Am+1. Der belichtete Bereich der Teilbelichtungsfläche Am liegt an einer der Grenzen Bm-1 und Bm+1 in Abhängigkeit von der Kombination, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist. Tabelle 2 Belichtungszustand Grenze, die den belichteten Bereich berührt Fall
Mit Bezug auf Tabelle 1 gibt der Belichtungszustand "0" an, daß die elementare Fläche nicht belichtet ist, und der Belichtungszustand "1" gibt an, daß sie belichtet ist. Der Belichtungszustand "1" umfaßt auch die Teilbelichtung der elementaren Fläche. Diese Belichtungszustände werden durch die obige Gleichung (3) bewertet, so daß der Belichtungszustand "1" ausgewählt wird, wenn die Gleichung (3) erfüllt ist, während der Belichtungszustand "0" ausgewählt wird, wenn die Gleichung (3) nicht erfüllt ist.
Wenn die benachbarte elementare Fläche Am-1 belichtet wird, wird ein belichteter Bereich (hiernach als "Teilbelichtungsbereich" bezeichnet) Amd der Teilbelichtungsfläche Am so gebildet, daß sie in Kontakt mit der Grenze Bm-1 ist, wie es in Fall 1 und Fall 2 der Tabelle 2 gezeigt ist. Die Fig. 5A und 5B zeigen Teilbelichtungszustände, die dem Fall 1 bzw. dem Fall 2 entsprechen.
Die Fig. 6A bis 6D zeigen die Zustände der Teilbelichtung entsprechend dem Fall 1 und dem Fall 2 in Einzelheiten. Die Fig. 6A bis 6D entsprechen den Fällen, in denen die niederwertigen Bitdaten (LSBD) Nl 1, 8, 10 bzw. 15 sind. Wenn das LSBD Nl erhöht wird, wird der Teilbelichtungsbereich Amd in der Richtung (+y) von der Grenze Bm-1 vergrößert. Somit wird der Teilbelichtungsbereich Amd belichtet, um regelmäßig die benachbarte elementare Fläche Am+1 in dem Fall und dem Fall 2 der Tabelle 2 zu kontaktieren. Diese Bedingung wird hiernach als "Teilbelichtungsbedingung C-1a" bezeichnet.
Wenn die benachbarte elementare Fläche Am-1 nicht belichtet wird, wie es in dem Fall 3 und dem Fall 4 in Tabelle 2 gezeigt ist, wird andererseits der Teilbelichtungsbereich Amd so gebildet, daß er in Kontakt mit der Grenze Bm+1 ist. Die Fig. 5C und 5D zeigen Teilbelichtungszustände in dem Fall 3 bzw. in dem Fall 4.
Die Fig. 7A bis 7D zeigen die Zustände der Teilbelichtung des Falls 3 und des Falls 4 in Einzelheiten. Die Fig. 7A und 7D entsprechen den Fällen, in denen die LSBD Nl 1, 8, 10 bzw. 15 sind. Wenn das LSBD Nl erhöht wird, wird der Teilbelichtungsbereich Amd in der Richtung (-y) von der Grenze Bm+l vergrößert. Somit wird der Teilbelichtungsbereich Amd so belichtet, daß er regelmäßig im Kontakt mit der benachbarten elementaren Fläche Am+1 in dem Fall 3 und dem Fall 4 der Tabelle 2 ist. Diese Bedingung wird hiernach als "Teilbelichtungsbedingung C-1b" bezeichnet.
Wie hierin oben beschrieben ist der Teilbelichtungsbereich Amd mit dem belichteten Bereich der elementaren Fläche verbunden, der der Teilbelichtungsfläche Am benachbart liegt, indem Teilbelichtung entsprechend der Teilbelichtungsbedingung C-1a oder C-1b durchgeführt wird, um somit einen Halbton-Punkt einer ausgezeichneten Gestaltung zu bilden, wo belichtete Bereiche einander berühren.
Die Teilbelichtungsbedingung C-2, die durch die Gleichung (8) ausgedrückt wird, bezeichnet, daß der Fall, in dem die Bilddaten N in einem Bereich von 240 < N(d) ≤ 255 unabhängig behandelt wird. Die Bilddaten N dieses Bereiches bezeichnen eine elementare Fläche A&sub2;&sub4;&sub1;, die belichtet werden soll, während die Anzahl der Abstufungspegel der Bilddaten N (= 241 bis 255) in diesem Bereich 15 ist, unterschiedlich von der Abstufungszahl 16 der Bilddaten N, die den anderen elementaren Flächen entsprechen. Somit werden die Bilddaten N in dem Bereich (N = 241 bis 255) anders als diejenigen in anderen Bereichen beim Durchführen der Teilbelichtung behandelt.
Es werde ein solcher Fall betrachtet, daß die Aufteilungszahl der elementaren Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; 16 ist, gleich der für die anderen elementaren Flächen. Fig. 8 ist ein erläuterndes Schaubild, das die elementare Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; zeigt, die in 16 aufgeteilt ist, in einer vergrößerten Ansicht. Das LSBD Nl, das dem maximalen Wert Nmax (0 255) der Bilddaten N entspricht, ist 15. Somit wird die elementare Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; nur mit der Rate 15/16 ansprechend auf den Maximalwert Nmax belichtet, wenn die Teilbelichtung in gleicher Weise zu der Teilbelichtungsbedingung C-1 durchgeführt wird. Es wird nämlich ein solches Problem in diesem Fall verursacht, daß die Halbtonflächenrate selbst für den Maximalwert Nmax nicht 100% ist.
Um dieses Problem zu lösen, werden (Nl + 1)/16 der elementaren Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; in Abhängigkeit von dem LSBD Nl belichtet, wenn die Teilbelichtungsbedingung C-2 gilt. Wenn N = 241, d. h. Nl = 1 ist, wird zum Beispiel ein Bereich A&sub2;&sub4;&sub1; (2), der 2/16 der elementaren Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; ist, teilweise belichtet, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Somit wird die gesamte elementare Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; belichtet, wenn N = 255.
Fig. 10 zeigt die Struktur eines Graphiktechnikscanners des Flachbett-Typs, bei dem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann.
Mit Bezug auf Fig. 10 werden digitale Bilddaten N, die die Bildinformation umfassen, welche aufgezeichnet werden soll, in einen Halbton-Signalgenerator 1 eingegeben, dessen Struktur in Einzelheiten beschrieben werden wird. Der Halbton-Signalgenerator 1 erzeugt ein Belichtungssignal S auf der Basis der digitalen Bilddaten N, die in den Generator für jede elementare Fläche in Folge entlang von Abtastzeilen eingegeben werden. Das Belichtungssignal S steuert die Bildung der Halbton-Punkte. Ein Mikrocomputer 2 für die Arbeitssteuerung ist mit dem Halbton-Signalgenerator 1 verbunden. Dieser Mikrocomputer 2 hat eine CPU 3 und einen Speicher 4 und ist mit einer Tastatur 5 zum Eingeben von Steuerparametern verbunden.
Ein Laserstrahl L wird in einem Laseroszillator 7 erzeugt, der als eine Lichtquelle für die Belichtung dient. Der Laserstrahl L wird in einem Akustik-Optik-Modulator (AOM) 8 in Antwort auf das Belichtungssignal S moduliert, dann in einen Strahlaufweiter 14 eingeführt. Ein Laserstrahl L, der aus dem Strahlaufweiter 14 ausgegeben wird, erreicht einen galvanischen Spiegel (oder einen polygonalen Drehspiegel) 15, so daß er darin für das Abtasten abgelenkt wird, und wird auf die Fläche eines lichtempfindlichen Materials 17 durch eine fθ-Linse 16 fokussiert.
Der Laserstrahl L wird periodisch und wiederholt in eine Richtung Y in Antwort auf die Schwingung des galvanischen Spiegels 15 oder die Drehung des polygonalen Drehspiegels, der anstelle des galvanischen Spiegels 15 vorgesehen ist, bewegt, um sich somit entlang der Hauptabtastrichtung zu bewegen. Das lichtempfindliche Material 17 wird in eine Richtung senkrecht zu der Ebene der Figur bewegt, um sich somit in eine nachrangige Abtastrichtung zu bewegen. Folglich wird das lichtempfindliche Material 17 entlang der Hauptabtast- und der nachrangigen Abtastrichtung abgetastet und belichtet, wodurch ein Halbtonbild entsprechend den digitalen Bilddaten N auf das lichtempfindliche Material 17 aufgezeichnet wird.
Bei dieser Vorrichtung wird die Teilbelichtung beispielsweise wie folgt gesteuert: Fig. 9 ist ein erläuterndes Schaubild, das die Belichtungssteuerung des Teilbelichtungsbereiches Amd zeigt. Mit Bezug auf Fig. 9 wird das Abtasten eines optischen Belichtungsstrahles entlang der Hauptabtastrichtung y durchgeführt, um den Teilbelichtungsbereich Amd in der elementaren Fläche Am innerhalb der elementaren Flächen Am-1 bis Am+1 zu belichten. Die Hauptabtastrichtung y ist in dieser Figur zur Zweckmäßigkeit der Darstellung horizontal. Ein Belichtungssignal S hält einen EIN-Zustand während eines Intervalls zwischen Zeiten tb und tc, bei der ein Zentrum 0 des optischen Belichtungsstrahles jeweilige Enden des Teilbelichtungsbereiches Amd erreicht. Als das Ergebnis wird der Teilbelichtungsbereich Amd lichtempfindlich gemacht, indem Licht in einer Menge aufgenommen wird, die die kritische Belichtung des lichtempfindlichen Materials übersteigt, während andere Bereiche nicht lichtempfindlich gemacht werden. Der optische Belichtungsstrahl wird somit gesteuert, um ein Aufzeichnungsbild zu bilden, indem der Teilbelichtungsbereich Amd als ein Teil der elementaren Fläche Am lichtempfindlich gemacht wird. Obwohl die Form der lichtempfindlichen Fläche in der Praxis nicht vollständig rechteckig ist, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird die Belichtung des Teilbelichtungsbereichs Amd im wesentlichen erreicht, da das Intervall zum Halten des Belichtungsstrahles in einem EIN-Zustand proportional zu der lichtempfindlich gemachten Fläche ist.
Um die gesamte elementare Fläche Am zu belichten, wird ein EIN-Zustand während eines Intervalls zwischen Zeiten ta und tc gehalten, indem das Zentrum 0 des optischen Belichtungsstrahls jeweilige Positionen der Grenzen Bm-1 und Bm+1 erreicht.
Nun werden die Struktur und Arbeitsweise des Halbton-Signalgenerators 1 in weiteren Einzelheiten beschrieben werden.
Die Fig. 11A und 11B veranschaulichen die interne Struktur des Halbton-Signalgenerators 1. Mit Bezug auf Fig. 11A werden die digitalen Bilddaten N, die sequentiell für jeweilige elementare Flächen eingegeben werden, an Komparatoren 41 und 42 bzw. an einen Addierer 31 gegeben.
Die Schirmrasterdaten P für jeweilige elementare Flächen werden auch sequentiell in den Komparator 41 aus einem Schirmrasterspeicher 30 eingegeben. Die Schirmrasterdaten P werden aus dem Schirmrasterspeicher 30 synchron zu einem ersten Taktsignal Φ¹ ausgegeben, das in den Speicher 30 eingegeben wird. Das erste Taktsignal Φ&sub1; hat einen Zyklus (ein Taktzyklus), der der Breite a (siehe Fig. 1) des Bildes entspricht, und die Bilddaten N werden auch in den Halbton-Signalgenerator 1 synchron zu dem ersten Taktsignal Φ&sub1; eingegeben. Somit werden die Bilddaten N und die Schirmrasterdaten P synchron und sequentiell in den Komparator 41 für jeweilige elementare Flächen eingegeben.
Der Komparator 41 vergleicht die Werte der Bilddaten mit denjenigen der Schirmrasterdaten P, um ein Signal S&sub4;&sub1; zu erzeugen, das den "1"-Pegel erhält, wenn P ≤ N gilt, während es zum "0"-Pegel wird, wenn N < P gilt. Mit anderen Worten bewertet der Komparator 41, ob die Belichtungsbedingung der Gleichung (3) erfüllt ist oder nicht und gibt ein "1"-Pegelsignal aus, wenn sie erfüllt ist.
Dieses Ausgangssignal S&sub4;&sub1; wird sequentiell durch D-Flip-Flops 51 und 54 an der ansteigenden Flanke des ersten Taktsignals Φ&sub1; verriegelt. Es ist nämlich ein Ausgangssignal S&sub5;&sub4; des Flip-Flop 54 dasselbe wie ein Ausgangssignal S&sub5;1 des Flip-Flop 51, das einen Taktzyklus zuvor ausgegeben worden ist. Es sei angenommen, daß die Symbole S&sub5;&sub1;(m) und S&sub5;&sub4;(m) die Signale S&sub5;&sub1; und S&sub5;&sub4; darstellen, die sich auf eine m-te elementare Fläche Am im allgemeinen beziehen, dann verriegelt das Flip-Flop 54 ein Signal S&sub5;&sub4;(m-1), das sich auf eine (m-1)-te elementare Fläche bezieht, zu der Zeit, wenn das Flip-Flop 51 das Signal S&sub5;1(m) verriegelt, das sich auf die m-te elementare Fläche Am bezieht.
Als das Ergebnis werden die Ausgangssignale S&sub5;&sub1;(m) und S&sub5;&sub4;(m), die sich auf die Bilddaten N der m-ten elementaren Fläche Am beziehen, wie folgt gebildet:
Der Komparator 42 gibt ein Signal S&sub4;&sub2; aus, das zu einem "1"-Pegel wird, wenn die Bilddaten N die Beziehung 240 < N erfüllen, während es zu einem "0"-Pegel wird, wenn N ≤ 240 ist. Mit anderen Worten wählt der Komparator 42 im wesentlichen eine der Teilbelichtungsbedingungen C-1 und C-2 (siehe die obigen Gleichung (7) und (8) aus.
Dieses Ausgangssignal S&sub4;&sub2; wird in dem Flip-Flop 52 synchron zu dem ersten Taktsignal Φ&sub1; verriegelt, um zu einem Signal S&sub5;&sub2; zu werden, das synchron zu dem Ausgangssignal S&sub5;&sub1; des Flip-Flop 51 ist. Daher wird ein Ausgangssignal S&sub5;&sub2;(m), das sich auf die Bilddaten N der m-ten elementaren Fläche Am bezieht, wie folgt gebildet:
Der Addierer 31 erzeugt ein Signal S&sub3;&sub1;, das erhalten wird, indem "1" zu dem MSBD Nu der Bilddaten N addiert wird, und dieses Ausgangssignal S&sub3;&sub1; wird an den Komparator 43 gegeben. Die Schirmrasterdaten P von dem Schirmrasterspeicher 30 werden auch in den Komparator 43 eingegeben, um mit dem Signal S&sub3;&sub1; verglichen zu werden. Ein Ausgangssignal S43 des Komparators wird zu einem "1"-Pegel, wenn P = Nu + 1 gilt. Mit anderen Worten bewertet der Komparator 43, ob eine der Teilbelichtungsbedingungen C-1 oder C-2 gilt.
Das Ausgangssignal S&sub4;&sub3; wird in dem Flip-Flop 53 synchron zu dem ersten Taktsignal Φ&sub1; verriegelt, um zu einem Signal S&sub5;&sub3; zu werden, das synchron zu den Signalen S&sub5;&sub1; und S&sub5;&sub2; ist. Daher wird ein Ausgangssignal S&sub5;&sub3;(m) in bezug auf die Bilddaten N der m-ten elementaren Fläche Am wie folgt gebildet:
Die Ausgangssignale S&sub5;&sub2;, S&sub5;&sub3; und S&sub5;&sub4;, die so erhalten worden sind, werden in die drei UND-Gatter 71, 72 und 73 in der folgenden Weise eingegeben, wodurch Teilbelichtungsflächen erfaßt und die Belichtungsbedingung beurteilt wird:
Als erstes werden die Signale S&sub5;&sub3; und S&sub5;&sub4;, und ein invertiertes Signal des Signals S&sub5;&sub2;, das in einem Invertierer 65 erhalten wird, in das UND-Gatter 71 eingegeben. Wenn angenommen wird, daß die Signale und S&sub5;&sub3; Signale (m) und S&sub5;&sub3;(m) in bezug auf jeweils die m-te elementare Fläche Am sind, ist das Signal S&sub5;&sub4;, das synchron mit ihnen ist, ein Signal S&sub5;&sub4;(m-1) für die elementare Fläche Am-1.
Daher wird nach den Gleichungen (10) bis (12) ein Ausgangssignal S&sub7;&sub1; des UND-Gatters 71 ein "1"-Pegel unter der folgenden Bedingung: S&sub7;&sub1; = 1 unter der Bedingung: P ≤ N was Am-1 betrifft, und P = Nu + 1 und N < 240 was Am betrifft
Mit anderen Worten gibt das UND-Gatter 71 das Signal S&sub7;&sub1; eines "1"-Pegels aus, wenn die elementare Fläche Am die Teilbelichtungsbedingung C-1a erfüllt (der Fall 1 oder 2 in Tabelle 2).
In ähnlicher Weise werden die Signale und S&sub5;&sub3; und ein invertiertes Signal des Signals S&sub5;&sub4;, das in einem Invertierer 64 erhalten wird, in das UND-Gatter 72 eingegeben, und somit wird ein Ausgangssignal S&sub7;&sub2; daraus zu einem "1"-Pegel unter der folgenden Bedingung: S&sub7;&sub2; = 1 unter der Bedingung: N < P was Am-1 betrifft, und P = Nu + 1 und N ≤ 240 was Am betrifft
Mit anderen Worten gibt das UND-Gatter 72 das Signal S&sub7;&sub2; eines "1"-Pegels aus, wenn die elementare Fläche Am die Teilbelichtungsbedingung C-1b erfüllt (der Fall 3 oder 4 in Tabelle 2).
Die Signale S&sub5;&sub2; und S&sub5;&sub3; werden in das UND-Gatter 73 eingegeben, und somit hat ein Ausgangssignal S&sub7;&sub3; einen "1"-Pegel unter der folgenden Bedingung: S&sub7;&sub3; = 1 unter der Bedingung: P Nu + 1 und N 240 < N was Am betrifft
Mit anderen Worten gibt das UND-Gatter 73 das Signal S&sub7;&sub3; eines "1"-Pegels aus, wenn die elementare Fläche Am die Teilbelichtungsbedingung C-2 erfüllt.
Wie es aus der obigen Beschreibung verstanden werden kann, bilden der Addierer 31, die Komparatoren 41 bis 43, die Flip-Flops 51 bis 54, die Invertierer 64 und 65, die UND-Gatter 71 und 73 und dergleichen eine Komparatoreinrichtung zum Vergleichen der Bilddaten N mit den Schirmrasterdaten P in bezug auf die elementare Fläche Am, wobei ein Signal für die Teilbelichtung erzeugt wird, das angibt, daß die elementare Fläche Am der Teilbelichtung unterworfen wird, wenn irgendeine der Bedingungen der Gleichungen (13) bis (15) gilt.
Nun wird die Bewertungsoperation der Teilbelichtungsbedingungen durch die Komparatoreinrichtung in weiteren Einzelheiten beschrieben werden.
Fig. 14 ist eine Impulsübersicht, die die Bewertungsoperation für die Teilbelichtungsbedingungen durch das UND-Gatter 71 zeigt. Die Figur bezieht sich auf die Verarbeitung, die auf der Spalte der elementaren Flächen ausgeführt wird, welche die elementare Fläche A&sub1;, in Fig. 3 gezeigt, umfaßt. Mit Bezug auf Fig. 14 werden die Schirmrasterdaten P und die Bilddaten N, die sich auf jeweilige elementare Flächen beziehen, in einem Intervall eines Zyklus T&sub1; synchron zu der ansteigenden Flanke des ersten Taktsignals Φ&sub1; eingegeben. Das heißt, die Bilddaten N und die Schirmrasterdaten P werden jeweils mit Bezug auf eine elementare Fläche A&sub6;&sub5; während eines Intervalls zwischen den Zeiten t&sub0; und t&sub1; eingegeben, mit Bezug auf die elementare Fläche A&sub1; während eines Intervalls zwischen den Zeiten t&sub1; und t&sub2;, mit Bezug auf eine elementare Fläche A&sub1;&sub7; während eines Intervalls zwischen den Zeiten t&sub2; und t&sub3; und mit Bezug auf eine elementare Fläche A145 während eines Intervalls zwischen den Zeiten t&sub3; und t&sub4;.
Das Ausgangssignal S&sub4;&sub1; aus dem Komparator 41 wird ein "1"-Pegel, wenn P ≤ N, während es ein "0"-Pegel wird, wenn N < P. Bei dem Beispiel, das in Fig. 14 gezeigt ist, ist das Signal S&sub4;&sub1; daher auf einem "1"-Pegel in bezug auf die elementaren Flächen A&sub6;&sub5;, A&sub1; und A&sub1;&sub7;.
Das Signal S&sub5;&sub1; wird um den Zyklus T&sub1; gegenüber dem Signal S&sub4;&sub1; verzögert, und das Signal S&sub5;&sub4; wird weiterhin um den Zyklus T&sub1; gegenüber dem Signal S&sub5;&sub1;, verzögert.
Das Ausgangssignal S&sub4;&sub3; aus dem Komparator 43 liegt auf einem "1"-Pegel, wenn P = Nu + 1. Die Beziehung zwischen den Schirmrasterdaten P und (Nu + 1) ist in dem unteren Teil der Fig. 14 gezeigt, wo P = Nu + 1 nur gilt, wenn P = 1 und N = 14. Daher liegt das Signal S&sub4;&sub3; auf einem "1"-Pegel in bezug auf die elementare Fläche A&sub1; während dem Intervall zwischen den Zeiten t&sub1; und t&sub2;. Das Ausgangssignal S&sub5;&sub3; aus dem Flip-Flop 53, das um einen Zyklus T&sub1; gegenüber dem Signal S&sub4;&sub3; verzögert ist, liegt auf einem "1"-Pegel während des Intervalls zwischen den Zeiten t&sub2; und t&sub3;.
Das Ausgangssignal S&sub4;&sub2; aus dem Komparator 42, wobei das Signal in Fig. 14 nicht gezeigt ist, wird auf einem "0"-Pegel während des Intervalls zwischen den Zeiten t&sub0; und t&sub4; gehalten, da die Bilddaten N nicht größer als 240 sind. Somit wird das invertierte Signal der Ausgabe aus dem Flip-Flop 52 auf einem "1"-Pegel gehalten.
Diese Signale , S&sub5;&sub3; und S&sub5;&sub4; werden in das UND-Gatter 71 eingegeben, dessen Ausgangssignal S&sub7;&sub1; nur während des Intervalls zwischen den Zeiten t&sub2; und t&sub3; auf dem "1"-Pegel liegt. Mit anderen Worten liegt das Signal S&sub7;&sub1; auf einem "1"-Pegel, da die Teilbelichtungsbedingung C-1a, die durch die obige Gleichung (13) ausgedrückt wird, für die elementare Fläche A&sub1; gilt. Es soll angemerkt werden, daß in der Gleichung (13) Am = A&sub1; und Am-1 = A&sub6;&sub5;.
Die Arbeitsweise der UND-Gatter 72 und 73 zum Erfassen der Teilbelichtungsflächen ist ähnlich der Impulsübersicht, die in Fig. 14 gezeigt ist, und somit wird eine genaue Beschreibung weggelassen.
Die so erhaltenen Signale S&sub7;&sub1; bis S&sub7;&sub3; werden jeweils in den Invertierern 61 bis 63, die in Fig. 11B gezeigt sind, invertiert und in ein UND-Gatter 91 mit vier Eingängen gegeben. Das Ausgangssignal S&sub5;&sub1; aus dem Flip-Flop 51 wird auch in das UND-Gatter 91 mit vier Eingängen gegeben. Somit liegt ein Ausgangssignal S&sub9;&sub1; aus dem UND-Gatter 91 mit vier Eingängen auf einem "1"-Pegel nur dann, wenn die elementare Fläche Am die Belichtungsbedingung der Gleichung (10) erfüllt, während keine der Belichtungsbedingungen der Gleichung (13) bis (15) erfüllt wird. Mit anderen Worten liegt das Signal S&sub9;&sub1; auf einem "1"-Pegel, wenn die elementare Fläche Am vollständig belichtet wird. Dieses Signal S&sub9;&sub1; wird an den AOM 8 als ein Belichtungs-Ausgangssignal S durch ein ODER-Gatter 92 mit vier Eingängen gegeben.
Andererseits empfängt ein erster Signalgenerator 81 zum Erzeugen eines Teilbelichtungssignals, in Fig. 11B gezeigt, das Ausgangssignal S&sub7;&sub1;, das LSBD Nl, ein zweites Taktsignal Φ&sub2; und ein Löschsignal S&sub3;&sub2; aus einer Löschausgangsschaltung 32. Das zweite Taktsignal Φ&sub2; ist ein Taktsignal, das synchron zu dem ersten Taktsignal Φ&sub1; ist und eine Frequenz hat, die das Sechzehnfache derjenigen des ersten Taktsignals Φ&sub1; ist. Der Löschsignalgenerator 32 ist so ausgelegt, daß er das Löschsignal S&sub3;&sub2; erzeugt, das für den Betrieb des ersten Signalgenerators 81 notwendig ist, wie es später in Einzelheiten beschrieben wird.
In ähnlicher Weise empfängt eine zweiter Signalgenerator 82 das Ausgangssignal S&sub7;&sub2;, das LSBD Nl, das zweite Taktsignal Φ&sub2; und das Löschsignal S&sub3;&sub2;. Ein dritter Signalgenerator 83 empfängt das Ausgangssignal S&sub7;&sub3;, das LSBD Nl, das zweite Taktsignal Φ&sub2; und das Löschsignal S&sub3;&sub2;.
Der erste bis dritte Signalgenerator 81 bis 83 erzeugen Teilbelichtungssignale S&sub8;&sub1; bis S&sub8;&sub3; entsprechend den Teilbelichtungsbedingungen C-1a, C-1b und C-2, jeweils ausgedrückt in den obigen Gleichungen (13) bis (15). Die Teilbelichtungssignale S&sub8;&sub1; bis S&sub8;&sub3; und das Signal S&sub9;&sub1; werden in das ODER-Gatter 92 mit vier Eingängen eingegeben, so daß irgendeines der Signale mit "1"-Pegel an den AOM 8 als das Belichtungssignal gegeben wird.
Die interne Struktur der Signalgeneratoren 81 bis 83 und ihre Arbeitsweise für jede Teilbelichtungsbedingung C-1a, C-1b und C-2 wird in weiteren Einzelheiten beschrieben werden.
Die Fig. 13A bis 13C sind Blockschaubilder, die die interne Struktur der Signalgeneratoren 81 bis 83 zeigen. Die Arbeitsweise des ersten Signalgenerators 81 unter der Teilbelichtungsbedingung C-1a wird nun mit Bezug auf eine Impulsübersicht beschrieben, die in Fig. 15A gezeigt ist.
In dem Fall der Teilbelichtungsbedingung C-1a gibt das UND-Gatter 71, das in Fig. 11A gezeigt ist, das Signal S&sub7;&sub1; mit einem "1"-Pegel aus. Dieses Signal S&sub7;&sub1; wird an einen Eingangsanschluß A eines Schieberegisters 81L gegeben, das in dem ersten Signalgenerator 81 vorgesehen ist, wie es in Fig. 13A gezeigt ist. Das Schieberegister 81L, das eine serielle Eingabe empfängt und parallele Ausgabe sendet, empfängt sequentiell das Signal S&sub7;&sub1; am Eingangsanschluß A und gibt dasselbe an den Ausgangsanschlüssen P1 bis P16 als ein Verzögerungssignal aus, das synchron zu dem zweiten Taktsignal Φ&sub2; ist, welches an einem Eingangsanschluß C empfangen wird. Wie es in Fig. 15A gezeigt ist, beträgt ein Zyklus T&sub2; des zweiten Taktsignals Φ&sub2; 1/16 des Zyklus T&sub1; des ersten Taktsignals Φ&sub1;. Fig. 15A zeigt auch die Beziehung zwischen dem Eingangssignal S&sub7;&sub1; und einem Ausgangssignal S81L3 an einem Ausgangsanschluß P3. Mit Bezug auf Fig. 15A steigt das erste Taktsignal Φ&sub1; zu einer Zeit t&sub1;&sub0;, und das Signal S&sub7;&sub1; wird gleichzeitig ein "1"-Pegel, wodurch das Signal S81L3 am Ausgangsanschluß P3 zur Zeit t&sub1; ein "1"-Pegel wird, verzögert um eine Zeitdauer von drei Zeiten T&sub2; (3T&sub2;). Mit anderen Worten steigen die Ausgangssignale S81L1 bis S81L15, die an jeweiligen Ausgangsanschlüssen Pn (n = 1 bis 15) in den Verzögerungen jeweils um Zeitdauern von n mal T&sub2; von der Zeit t&sub1;&sub0; an. Die Ausgangssignale S81L1 bis S81L15 werden jeweils in den Invertierern 81M1 bis 81M15 invertiert, um zu Signalen S81M1 bis S81M15 zu werden. Fig. 15A zeigt nur das Signal S81M3 als ein Beispiel davon.
Andererseits werden die LSBD Nl der Bilddaten N auf einen Eingangsanschluß B eines Dekodierers 81N gegeben, der in dem ersten Signalgenerator 81 vorgesehen ist. Die LSBD Nl liegen in der Form eines binären Signals mit 4 bit vor, und nur eines der Signale S81N0 bis S81N15, die aus jeweiligen Ausgangsanschlüssen Y0 bis Y15 ausgegeben werden, haben einen "1"-Pegel entsprechend dem dezimalen Wert (0 bis 15) der LSBD Nl. Wenn Nl = 3, liegt nur das Ausgangssignal S81N3 auf dem "1"-Pegel, während die anderen Signale auf einem "0"-Pegel verbleiben.
UND-Gatter 81H1 bis 81H15 mit drei Eingängen, die in dem ersten Signalgenerator 81 vorgesehen sind, empfangen jeweils Signale S81M1 bis S81M15 und auch jeweils Signale S81N1 bis S81N15, während das Signal S&sub7;&sub1; allgemein in die UND-Gatter 81H1 bis 81H15 mit drei Eingängen eingegeben wird. Mit Bezug auf Fig. 15A, die den Fall Nl = 3 zeigt, liegt ein Ausgangssignal S81H3 des UND-Gatters 81H3 mit drei Eingängen auf einem "1"-Pegel während des Intervalls 3T&sub2; zwischen den Zeiten t&sub1;&sub0; und t&sub1;&sub1; Ausgangssignale (nicht gezeigt) der verbleibenden UND-Gatter mit drei Eingängen werden auf "0"-Pegeln gehalten. Die gesamten Ausgangssignale S81H1 bis S81H15 werden in ein ODER-Gatter 81G mit fünfzehn Eingängen eingegeben, das wiederum ein erstes Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub1; erzeugt.
Wie hierin oben beschrieben, hält in dem Fall der Teilbelichtungsbedingung C-1a das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub1; den "1"-Pegel während einer Zeitdauer von Nl mal T&sub2; in Antwort auf das Ausgangssignal S&sub7;&sub1; des UND-Gatters 71 und der LSBD Nl, die in den ersten Signalgenerator 81 eingegeben sind.
Da der Zyklus T&sub2; 1/16 des Zyklus T&sub1; ist, ist die Zeitdauer Nl mal T&sub2;, über die das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub1; auf einem "1"-Pegel liegt, Nl/16 des Zyklus T&sub1;. Weiter entspricht der Zyklus T&sub1; der Breite a einer elementaren Fläche. Wenn man Fig. 15A daher mit Fig. 9 vergleicht, kann verstanden werden, daß das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub1; ein Belichtungssignal S zur Steuerung der Belichtung von Nl/16 der elementaren Fläche Am von der Grenze Bm-1 (oder die Zeit ta) ist.
Das Löschsignal S&sub3;&sub2; wird in einen Löscheingangsanschluß CLR des Schieberegisters 81L eingegeben, um somit das Schieberegister 81L jedesmal zu löschen, wenn das erste Taktsignal Φ&sub1; ansteigt.
Die interne Struktur des Löschsignalgenerators 32 zum Erzeugen des Löschsignals S&sub3;&sub2; ist in Fig. 12 gezeigt, während seine Betriebsweise in Fig. 16 gezeigt ist. Ein Flip-Flop 32A, das in dem Löschsignalgenerator 32 vorgesehen ist, verriegelt den Wert des ersten Taktsignals Φ&sub1; in Antwort auf das zweite Taktsignal Φ&sub2;, um ein Signal S32A zu erzeugen, das um den Zyklus T&sub2; von dem ersten Taktsignal Φ&sub1; verzögert ist. Dieses Signal S32A und das erste Taktsignal Φ&sub1; werden in ein Exklusiv-ODER-Gatter 32B eingegeben. Ein Ausgangssignal S32B aus dem Exklusiv-ODER-Gatter 32B, ebenso wie das erste und zweite Taktsignal Φ&sub1; und Φ&sub2; werden in ein UND-Gatter 32C mit drei Eingängen eingegeben, das die Inversionsausgabe erzeugt. Als das Ergebnis gibt das UND-Gatter 32C mit drei Eingängen das Löschsignal S&sub3;&sub2; aus, das den "0"-Pegel während der ersten Hälfte des Zyklus T&sub2; hält, jedesmal, wenn das erste Taktsignal Φ&sub1; ansteigt, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Wenn das Löschsignal S&sub3;&sub2; in das Schieberegister 81L eingegeben wird, das in dem ersten Signalgenerator 81 vorgesehen ist, wird das Schieberegister 81L jedesmal gelöscht, wenn das erste Taktsignal Φ&sub1; ansteigt. Somit arbeitet das Schieberegister 81L so, daß ein neues Eingangssignal S&sub7;&sub1; bei einem Intervall des Zyklus T&sub1; des ersten Taktsignals -1 verarbeitet wird.
In dem Fall der Teilbelichtungsbedingung C-1b gibt das UND-Gatter 72, das in Fig. 11A gezeigt ist, das Signal S&sub7;&sub2; mit einem "1"-Pegel aus. Dieses Signal S&sub7;&sub2; wird an einen Eingangsanschluß A eines Schieberegisters 32L gegeben, das in dem zweiten Signalgenerator 82 vorgesehen ist, wie es in Fig. 13B gezeigt ist. Das Schieberegister 82L empfängt eine serielle Eingabe und erzeugt eine parallele Ausgabe, ähnlich dem Schieberegister 81L. Daher gibt es Signale S82L1 bis S82L15 aus, die mit Verzögerungen von Zeitdauern T&sub2; bis 15T&sub2; von der Anstiegszeit des Signals S&sub8;&sub2; jeweils ansteigen, synchron zu dem zweiten Taktsignal Φ&sub2;, das an seinen Eingangsanschluß C gegeben wird.
Fig. 15B ist eine Impulsübersicht, die die Arbeitsweise des zweiten Signalgenerators 82 zeigt. Mit Bezug auf Fig. 15B steigt das Signal S82L3 mit einer Verzögerung einer Zeitdauer 3T&sub2; von einer Anstiegszeit t&sub2;&sub0; des ersten und zweiten Taktsignals Φ&sub1; und Φ&sub2; und des Ausgangssignals S&sub7;&sub2; an.
Ein Dekodierer 82N hat die Funktion ähnlich der des Dekodierers 81N, so daß nur eines der Signale S82N1 bis S82N15, die jeweils an seinen Ausgangsanschlüssen Y1 bis Y15 ausgegeben werden, auf dem "1"-Pegel, liegen, unabhängig von einer Dezimalzahl der LSBD N der Bilddaten N, die an den Eingangsanschluß B gegeben werden.
Jedes der UND-Gatter 82J1 bis 82J15 mit zwei Eingängen empfängt eine Kombination von einem der Signale S82L1 bis S&sub8;&sub2;L&sub1;&sub5; und einem der Signale S82N1 bis S82N15. Es soll hier angemerkt werden, daß beispielsweise das UND-Gatter 82J1 mit zwei Eingängen die Signale S82L1 und S82N15 empfängt, während das UND-Gatter 82J2 mit zwei Eingängen die Signale S&sub8;&sub2;L&sub2; und S82L14 empfängt. Mit anderen Worten entsprechen die Ausgangssignale S82J1, S82J2, . . . , S82J15 der jeweiligen UND-Gatter 82J1 bis 82J15 mit zwei Eingängen den Ausgangssignalen S82L15, S82L14, . . . , S82L1 des Schieberegisters 82L. Folglich wird nur eines der Ausgangssignale S82L1 bis S82L15 des Schieberegisters 82L, welches um eine Zeitdauer von (16 - N) T&sub2; gegenüber dem Signal S&sub7;&sub2; verzögert ist, beibehalten, wie es ist, während die verbleibenden Ausgangssignale vollständig in "0"-Pegel überführt werden, wenn sie aus den UND-Gattern 82J1 bis 82J15 mit zwei Eingängen ausgegeben werden.
Die Gesamtheit der Ausgangssignale S82J1 bis S82J15 aus den jeweiligen UND-Gattern 82J1 bis 82J15 mit zwei Eingängen, die so erhalten worden sind, werden in ein ODER-Gatter 82G mit fünfzehn Eingängen eingegeben, das wiederum ein zweites Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub2; ausgibt.
Mit Bezug auf Fig. 15B, die den Fall Nl = 13 zeigt, steigt das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub2; zu einer Zeit t&sub2;&sub1; an, die um eine Zeitdauer 3T&sub2; gegenüber der Anstiegszeit t&sub2;&sub0; des Signals S&sub7;&sub2; verzögert ist, da (16 - Nl) = 3.
Das Schieberegister 82L wird durch das Löschsignal S&sub3;&sub2; gelöscht, das an seinem Löscheingangsanschluß CLR jedesmal empfangen wird, wenn das erste Taktsignal Φ&sub1; ansteigt, und somit wird das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub2; auch gleichzeitig zu einer Zeit t&sub2;&sub2; gelöscht. Wie es in Fig. 15B gezeigt ist, ist daher eine Zeitdauer, während der das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub2; den "1"-Pegel hält, Nl mal T&sub2; (13T&sub2;) abhängig von der Dezimalzahl des LSBD Nl (= 13). Die Rate der Dauer beträgt Nl/16 zum Zyklus T&sub1; des ersten Taktsignals Φ&sub1;.
Es kann daher durch Vergleichen der Fig. 15B mit Fig. 9 verstanden werden, daß das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub2; ein Belichtungssignal S ist, das die Beleuchtung eines mittleren Abschnitts der elementaren Fläche Am zur Grenze Bm+1 zwischen den elementaren Flächen Am und Am+1 steuert. Es wird auch verstanden, daß der belichtete Bereich Nl/16 der elementaren Fläche Am ist.
In dem Fall der Teilbelichtungsbedingung C-2 gibt das UND-Gatter 73, das in Fig. 11A gezeigt ist, das Signal S&sub7;&sub3; mit einem "1"-Pegel aus. Dieses Signal S&sub7;&sub3; wird an einen Eingangsanschluß A eines Schieberegisters 83L gegeben, das in dem dritten Signalgenerator 83 vorgesehen ist, welcher in Fig. 13C gezeigt ist. Das Schieberegister 83L ist den Schieberegistern 81L und 82L ähnlich. Jedoch ist sein Ausgangsanschluß P1 offen, und Signale S82L2 bis S82L16, die um Zeitdauern von jeweils 2T&sub2; bis 16T&sub2; gegenüber dem Signal S&sub7;&sub3; verzögert sind, werden synchron zu dem zweiten Taktsignal Φ&sub2; ausgegeben, das an seinem Eingangsanschluß C empfangen wird. Die Signale S82L2 bis S82L16 werden jeweils in den Invertierern 83M1 bis 83M15 invertiert, um zu Signalen S83M1 bis S83M15 zu werden.
Fig. 15C ist eine Impulsübersicht, die die Arbeitsweise des dritten Signalgenerators 83 zeigt. Mit Bezug auf Fig. 15C ist die Abfallzeit des Signals S83M1, das gegenüber dem Signal S83L2 invertiert ist, um eine Zeitdauer T&sub2; gegenüber der Anstiegszeit t&sub3;&sub0; des ersten und zweiten Taktsignals Φ&sub1; und Φ&sub2; und dem Ausgangssignal S&sub7;&sub3; verzögert. Das heißt, das Signal S83M1 wird auf einem "1"-Pegel während eines Intervalls 3T&sub2; zwischen den Zeiten t&sub3;&sub0; und t&sub3;&sub1; gehalten und fällt zur Zeit t&sub3;&sub1; auf einen "0"-Pegel.
Fig. 15C zeigt auch das Signal S83L16 und sein invertiertes Signal S83M15. Obwohl das Signal S&sub8;&sub3;L&sub1;&sub6; mit einer Verzögerung einer Periode 16T&sub2; von der Zeit t&sub3;&sub0; ansteigen sollte, wird es für einen Ablauf eines Zyklus T&sub1; auf einem "0"-Pegel bis zu einer Zeit t&sub3;&sub2; gehalten, da 16T&sub2; = T&sub1;. Daher wird sein invertiertes Signal S83M15 während des Intervalls zwischen den Zeiten t&sub3;&sub0; und t&sub3;&sub2; auf einem "1"-Pegel gehalten.
Andererseits arbeiten ein Dekodierer 83N im wesentlichen gleich wie der Dekodierer 81N und 82N, derart, daß nur eines der Signale S83N1 bis S83N15, die von den jeweiligen Anschlüssen Y1 bis Y15 ausgegeben werden, zu einem "1"-Pegel werden, in Antwort auf das LSBD Nl, die seinem Eingangsanschluß B aufgegeben werden.
UND-Gatter 83H1 bis 83H15 mit drei Eingängen empfangen die jeweiligen Signale S83M1 bis S83M15 und die jeweiligen Signale S83N1 bis S83N15, während das Signal S&sub7;&sub3; allgemein in alle UND-Gatter 83H1 bis 83H15 eingegeben wird. Alle Ausgangssignale S83H1 bis S83H15 von den jeweiligen UND-Gattern 83H1 bis 83H15 werden in ein ODER-Gatter 83G mit fünfzehn Eingängen eingegeben, das wiederum ein drittes Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub3; ausgibt.
Fig. 15C zeigt das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub3; in dem Fall Nl = 15. In diesem Fall liegt von den Ausgangssignalen S83N1 bis S83N15 des Dekodierers 83N nur S83N15 auf einem "1"-Pegel, so daß das Signal 583M15, das dem entspricht, als das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub3; durch das UND-Gatter 83H15 mit drei Eingängen und das ODER-Gatter 83G mit fünfzehn Eingängen ausgegeben wird. Da das Signal S83M15 auf einem "1"-Pegel gehalten wird, wie es in der Figur gezeigt ist, wird auch das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub3; auf einem "1"-Pegel über ein Intervall zwischen den Zeiten t&sub3;&sub0; und t&sub3;&sub2; gehalten.
Somit gibt der dritte Signalgenerator 83 das Teilbelichtungssignal S&sub8;&sub3; zum Steuern der Belichtung von (Nl + 1)/16 der elementaren Fläche Am aus, abhängig von dem LSBD Nl der Bilddaten N in der dritten Teilbelichtungsbedingung C-2.
Wie oben beschrieben wird eines der Teilbelichtungssignale S&sub8;&sub1; bis S&sub8;&sub3; auf einen "1"-Pegel in Antwort auf jede der Teilbelichtungsbedingungen C-1a, C-1b und C-2 gebracht. Im übrigen sind jeweilige Ausgangsanschlüsse Y0 der Dekodierer 81N bis 83N offen, um nicht die elementare Fläche Am in dem Fall Nl = 0 zu belichten. Wenn Nl = 0, werden alle Teilbelichtungssignale S&sub8;&sub1; bis S&sub8;&sub3; "0"-Pegel, da die Signale S81N1 bis S81N15, die Signale S82N1 bis S82N15 und die Signale S83N1 bis S83N15 der Dekodierer 81N bis 83N alle auf "0"-Pegeln sind.
Wenn keine der Teilbelichtungsbedingungen erfüllt ist, halten andererseits die Teilbelichtungssignale S&sub8;&sub1; bis S&sub8;&sub3; "0"-Pegel, da die Signale S&sub7;&sub1; bis S73 auf dem "0"-Pegel liegen.
Wie oben beschrieben, empfängt das UND-Gatter 91 mit vier Eingängen, das in Fig. 11B gezeigt ist, die Signale bis S&sub7;&sub3;, die vorab durch die Invertierer 61 bis 63 invertiert werden, ebenso wie das Ausgangssignal S&sub5;&sub1; des Flip-Flop 51. Daher, wenn keine der Teilbelichtungsbedingungen erfüllt ist und die Belichtungsbedingung der Gleichung (3) erfüllt ist, wird ein Belichtungssignal S, das die Belichtung der gesamten elementaren Fläche steuert, erzeugt.
Wie oben beschrieben, bewertet das Bildaufzeichnungsgerät dieser Ausführungsform die Belichtungsbedingung und die Teilbelichtungsbedingungen für jede elementare Fläche und führt die Belichtung entsprechend den Bedingungen durch, um somit einen Halbton-Punkt zu bilden, der dieselbe Abstufungszahl hat, wie die Bilddaten N. Weiterhin ist es nicht erforderlich, die Kapazität des Schirmrasterspeichers 30 usw. zu erhöhen, da keine anderen Daten erforderlich sind als die Bilddaten N und die Schirmrasterdaten P, um das Teilbelichtungssignal zum Steuern der Teilbelichtung zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern es können zum Beispiel die folgenden Abänderungen erreichbar sein:
Bei der obigen Ausführungsform wird ein (Nl + 1)/16-Bereich der Einheitsfläche A&sub2;&sub4;&sub1; abhängig von den LSBD Nl der Bilddaten N belichtet, in dem Fall der Teilbelichtungsbedingung C-2, so daß die Abstufungszahl erhöht wird. Jedoch kann ein ähnlicher Effekt erreicht werden, indem beispielsweise ein Nl/16-Bereich der elementaren Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; belichtet wird, wenn Nl nicht größer als 14 ist, und die gesamte elementare Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; belichtet wird, wenn Nl = 15 ist.
Als Alternative kann die Teilbelichtung für die Teilbelichtungsbedingung C-2 in derselben Weise durchgeführt werden wie die Teilbelichtungsbedingung C-1 in der obigen Ausführungsform, wobei die gesamte elementare Fläche A&sub2;&sub4;&sub1; belichtet wird, wenn die Bilddaten N gleich 255 sind.
Der Anteil des belichteten Bereiches in einer Teilbelichtungsfläche wird entsprechend den LSBD Nl der Bilddaten N in der obigen Ausführungsform festgelegt. Die LSBD Nl können auch durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden, indem die Gleichheit bei den Gleichungen (7) oder (8) genutzt wird:
Nl = N - Nu = N - P + 1 . . . (16)
Der dritte Ausdruck "+ 1" auf der rechten Seite der Gleichung (16) tritt auf, da die Schirmrasterdaten P so gebildet sind, daß sie für die Bewertung entsprechend den Gleichungen (7) und (8) geeignet sind. Im allgemeinen wird daher die Gleichheit in den Gleichungen (7) oder (8) und die Gleichung (16) jeweils wie folgt geliefert:
P = Nu + C&sub0; . . . (17)
Nl = N - P + C&sub0; . . . (18)
Mit anderen Worten werden die Daten Nl zum Entscheiden über den Anteil der Teilbelichtung erhalten, indem ein konstanter Wert C&sub0; zu einer Differenz zwischen den Bilddaten N und den Schirmrasterdaten P addiert wird. Wenn die Gleichungen (17) und (18) benutzt werden, wird die Gleichung (3) durch die folgende Gleichung (19) ersetzt:
P - C&sub0; + 1 < N . . . (19)
Daher kann gesagt werden, daß im allgemeinen bei der Teilbelichtung nur ein Bereich, der auf eine Differenz zwischen den Bilddaten N und den Schirmrasterdaten P einer elementaren Fläche anspricht, belichtet wird.
Der Bereich der Bilddaten N, für die die Gleichung (17) für einen bestimmten Wert der Schirmrasterdaten P gilt, wird wie folgt geliefert:
P - C&sub0; ≤ N < P + C&sub0; + ΔP . . . (20)
wobei ΔP die Anzahl der Abstufungspegel (ΔP = 16 bei der obigen Ausführungsform) zwischen zwei benachbarten Schirmrasterdaten P darstellt. Mit anderen Worten, was die Bewertung der Teilbelichtungsbedingung für jede elementare Fläche betrifft, kann angenommen werden, daß die elementare Fläche teilweise belichtet wird, wenn die Bilddaten N in einem bestimmten Bereich liegen, der beispielsweise durch die Gleichung (20) ausgedrückt wird, festgelegt auf der Basis der Schirmrasterdaten P.
Bei der obigen Ausführungsform wird angenommen, daß der Halbton-Punkt HD aus 4 · 4 elementaren Flächen gebildet wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auch auf einen Halbton-Punkt anwendbar, der in 5 · 5, 8 · 8, 16 · 16 oder dergleichen aufgeteilt ist. Wenn ein Halbton-Punkt HD aus 5 · 5 elementaren Flächen als Beispiel gebildet ist, kann jede elementare Fläche weiter durch eine Aufteilungszahl 11 zum Durchführen der Teilbelichtung aufgeteilt werden. In diesem Fall ist eine ausdrückbare Abstufungszahl 275 (= 5 · 5 · 11). Dementsprechend werden Bilddaten N so umgewandelt, daß sie 275 Abstufungspegel ausdrücken können. Wie es aus dem obigen Beispiel zu sehen ist, kann die Anzahl elementarer Flächen, die den Halbton-Punkt HD bilden, und die Aufteilungszahl jeder elementaren Fläche beliebig bestimmt werden. In diesem Fall wird der Anteil des belichteten Bereiches bei der Teilbelichtung nicht notwendigerweise auf der Basis der LSBD Nl der Bilddaten N entschieden werden, sondern wird ansprechend auf die Differenz zwischen den Bilddaten N und den Schirmrasterdaten P festgelegt, ähnlich zu der obigen Ausführungsform.
Jedoch, wenn die Anzahl elementarer Flächen, die den Halbton-Punkt HD bilden, und eine Aufteilungszahl jeder elementaren Flächen jeweils als 2m und 2n (m, n sind ganze Zahlen) ausgedrückt werden, wie es der Fall bei der obigen Ausführungsform ist, wird die Verarbeitung mit einem binären Signal erleichtert.
Wenn eine vorangehende elementare Fläche entlang einer Abtastzeile belichtet wird, wird der Bereich der Teilbelichtung so gebildet, daß bei der obigen Ausführungsform die vorangehende elementare Fläche berührt wird. Jedoch kann der Bereich so gebildet werden, daß er näher an dem Zentrum des Halbton-Punktes liegt. Das "Zentrum des Halbton-Punktes" bedeutet, in Fig. 1 oder 3, beispielsweise eine Linie entlang der nachrangigen (horizontalen) Richtung, die in der Mitte der Hauptabtast- (vertikalen)-Richtung des Halbton-Punktes HD liegt. Durch die Teilbelichtung werden belichtete Bereiche aller elementaren Flächen A&sub1; bis A&sub2;&sub4;&sub1; auf das Zentrum des Halbton-Punktes HD konzentriert, das dementsprechend mit einer ausgezeichneten Gestaltung gebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, wird die elementare Fläche, die teilweise belichtet werden soll, auf der Basis der Bilddaten und der Schirmrasterdaten bezeichnet, wobei die elementare Fläche teilweise entsprechend der Differenz zwischen diesen Daten belichtet wird. Als ein Ergebnis kann die Reproduzierbarkeit von Abstufungspegeln eines Aufzeichnungsbildes wesentlich in demselben Maße erhöht werden, wie das Bildsignal, ohne das Verhältnis des Durchmessers des optischen Belichtungsstrahls zur Bildschirmteilung zu verringern und ohne die Kapazität des Schirmrasterspeichers zu erhöhen.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Einzelheiten beschrieben und veranschaulicht worden ist, wird klar verstanden, daß dieselbe nur veranschaulichend und als Beispiel vorliegt und nicht begrenzend genommen werden soll, wobei der Rahmen der vorliegenden Erfindung nur durch die Ausdrücke der beiliegenden Ansprüche begrenzt ist.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines Halbtonbildes, gebildet durch eine Vielzahl von Halbtonpunkten (HD) auf einem lichtempfindlichen Material (17), bei dem jeder volle Bereich eines Halbton-Punktes (HD) in eine Vielzahl von Einheitsflächen (Ap) aufgeteilt ist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

(a) Bereitstellen eines jeweiligen Bilddatums (N), das eine Dichte für jede Einheitsfläche (Ap) auf einer Bildebene definiert,

(b) Bereitstellen eines jeweiligen einzigen Schwellendatums (P) für jede Einheitsfläche auf der Bildebene,

(c) Durchführen eines einzigen Vergleichs des Bilddatums (N) gegen das Schwellendatum (P) für jede Einheitsfläche (Ap) auf der Bildebene und Bezeichnen, auf der Basis des Vergleiches, jeder Einheitsfläche (Ab) entweder als eine Vollbelichtungsfläche, die vollständig belichtet werden soll, als eine Teilbelichtungsfläche, die teilweise belichtet werden soll, oder als eine Nichtbelichtungsfläche, die nicht belichtet werden soll, im Verhältnis zu der Belichtungszeit, und

(d) Belichten von Einheitsflächen (Ap) auf dem lichtempfindlichen Material (17) entsprechend der Vollbelichtungsfläche und der Teilbelichtungsfläche auf der Bildebene, um das Halbtonbild zu erzeugen, wobei ein Verhältnis eines belichteten Teiles in der Teilbelichtungsfläche zur Gesamtheit einer Einheitsfläche (Ap) auf der Basis einer Größendifferenz zwischen dem Bilddatum (N) und dem Schwellendatum (P) für die Teilbelichtungsfläche bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das lichtempfindliche Material (17) mit einem Lichtstrahl (L) belichtet wird, der das Halbtonbild mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit abtastet, und eine Größe des belichteten Bereiches in der Teilbelichtungsfläche gesteuert wird, indem die Dauer einer Belichtungszeit in der Teilbelichtungsfläche in Relation zu dem Verhältnis eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Schwellendatum (P) einen Wert hat, der Teil einer Menge aus Schwellenwerten ist, die jeweiligen Einheitsflächen (Ap) zugeordnet sind, die in dem vollen Bereich eingeschlossen sind, wobei die Schwellenwerte (Ap) in einer arithmetischen Sequenz von Zahlen mit einem vorgeschriebenen numerischen Intervall angeordnet sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem jedes der Bilddaten (N) und der Schwellendaten (P) digitale Daten mit der gleichen Anzahl von Bits sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt (c) weiter die Schritte aufweist:

(c-1) Auffinden des größeren Wertes aus Bilddatum (N) und Schwellendatum (P) und dadurch Definieren der Einheitsfläche (Ap) als entweder die Nichtbelichtungsfläche oder als eine Belichtungsfläche, die belichtet werden soll,

(c-2) Auffinden eines Wertes, der die Differenz zwischen den Bilddaten (N) und den Schwellendaten (P) für jede Einheitsfläche (Ap) ausdrückt, und

(c-3) Bezeichnen der Belichtungsfläche als die Vollbelichtungsfläche, wenn die Differenz außerhalb eines vorbeschriebenen Bereiches liegt, oder als die Teilbelichtungsfläche, wenn die Differenz innerhalb des vorbeschriebenen Bereiches liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der belichtete Bereich der Teilbelichtungsfläche sich zu einer Grenze (BM) zwischen einer Teilbelichtungsfläche und einer Nachbareinheitsfläche erstreckt, die der Teilbelichtungsfläche benachbart liegt, wobei die Nachbareinheitsfläche (Ap) der Belichtungsfläche entspricht.

7. Vorrichtung zum Erzeugen eines Halbtonbildes, das aus einer Vielzahl von Halbton-Punkten auf einem lichtempfindlichen Material (17) gebildet ist, auf der Basis von Bilddaten (N), die die Dichte für jede Einheitsfläche auf einer Bildfläche ausdrücken, in der ein Vollbereich eines Halbton-Punktes (HD) in eine Vielzahl von Einheitsflächen (Ap) aufgeteilt wird, wobei die Vorrichtung aufweist:

(a) eine erste Einrichtung (30) zum Speichern eines einzigen, zuvor bereitgestellten, jeweiligen Schwellendatums (P) für jede Einheitsfläche (Ap) auf der Bildebene,

(b) eine zweite Einrichtung (41) zum Bewirken eines einzigen Vergleichs der Bilddaten (N) gegen das jeweilige Schwellendatum (P) für jede Einheitsfläche (Ap) und zum dadurch Erzeugen eines Bestimmungssignals, das jede Einheitsfläche (Ap) entweder als eine Vollbelichtungsfläche, die vollständig belichtet werden soll, als eine Teilbelichtungsfläche, die teilweise belichtet werden soll, oder als eine Nichtbelichtungsfläche, die nicht belichtet werden soll, bezeichnet, (c) eine dritte Einrichtung zum Erzeugen eines Größendifferenzsignals, das eine Größendifferenz zwischen den Bilddaten (N) und dem jeweiligen Schwellendatum (P) für jede Einheitsfläche (Ap) ausdrückt,

(d) eine vierte Einrichtung (1) zum Erzeugen eines Belichtungssignals (S), das eine Belichtungszeit für jede Einheitsfläche (Ap) definiert, wobei die Belichtungszeit auf der Basis des Bezeichnungssignals und des Größendifferenzsignals bestimmt ist, und

(e) eine fünfte Einrichtung (7) zum Belichten des lichtempfindlichen Materials (17) entsprechend dem Belichtungssignal mit einem Lichtstrahl (L), der das Halbtonbild mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit abtastet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Schwellendatum (P) einen Wert hat, der Teil einer Menge aus Schwellenwerten ist, die jeweiligen Einheitsflächen (Ap) zugeordnet ist, die in dem vollen Bereich eines Halbton-Punktes (HD) eingeschlossen sind, wobei die Schwellenwerte (P) in einer arithmetischen Abfolge von Zahlen mit einem vorgeschriebenen numerisch definierten Intervall angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der jedes der Bilddaten (N) innerhalb der Schwellendaten (P) ein digitales Datum mit derselben Anzahl von Bits ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei dem die zweite Einrichtung weiter aufweist:

(b-1) eine Einrichtung zum Auffinden des größeren Wertes aus den Bilddaten (N) und den Schwellenwerten (P) und zum dadurch Erzeugen eines ersten Signals, das die Einheitsfläche (Ap) als die Nichtbelichtungsfläche oder eine Belichtungsfläche, die belichtet werden soll, bezeichnet, (b-2) eine Einrichtung zum Auffinden eines Wertes, der die Differenz zwischen den Bilddaten (N) und den Schwellendaten (P) für jede Bildfläche (Ap) ausdrückt und zum dadurch Erzeugen eines zweiten Signals, das festlegt, ob eine Differenz innerhalb eines vorbeschriebenen Bereiches liegt oder nicht,

(b-3) eine Einrichtung zum Erzeugen des Bezeichnungssignals auf der Basis des ersten und zweiten Signals, wobei das Bezeichnungssignal die Belichtungsfläche als die Vollbelichtungsfläche, wenn die Differenz außerhalb des vorbeschriebenen Bereiches liegt, oder als die Teilbelichtungsfläche, wenn die Differenz innerhalb des vorbeschriebenen Bereiches liegt, bezeichnet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die zweite Einrichtung (11) weiter aufweist:

(b-4) eine Einrichtung zum Auffinden einer Nachbareinheitsfläche (Ap), die der Teilbelichtungsfläche benachbart liegt, wobei die Nachbareinheitsfläche (Ap) der Belichtungsfläche entspricht, und somit zum Erzeugen eines dritten Signals, das eine Grenze zwischen der Teilbelichtungsfläche und der Nachbareinheitsfläche festlegt, und

wobei die Erzeugungseinrichtung so beeinflußt wird, daß sie das Bezeichnungssignal zum Festlegen des Ortes eines belichteten Bereiches der Teilbelichtungsfläche festlegt, so daß sich der belichtete Bereich zu der Grenze erstreckt.

12. Verfahren zum Erzeugen von Halbton-Punkten eines Bildes, wobei jeder Halbton-Punkt aus einer Vielzahl von Einheitsflächen (Ap) besteht, wobei das Verfahren umfaßt:

Bereitstellen von Bilddaten (N), die die Dichte des Bildes in jeder Einheitsfläche (Ap) anzeigen, wobei die Bilddaten (N) ein jeweiliges Bilddatum an jeder Einheitsfläche (Ap), bestehend aus einem ersten und einem zweiten Datenabschnitt (Nu, Nl), umfassen, wobei jeder Datenbereich einen entsprechenden Wert hat, der ihm zugeordnet ist;

Bereitstellen eines jeweiligen einzigen Schwellendatums (P) für jede Einheitsfläche (Ap); und

Durchführen eines einzigen Vergleichs des jeweiligen Bilddatums (N) mit dem Schwellendatum (P) für jede Einheitsfläche (Ap) und auf der Basis des Vergleiches, wobei vorgegangen wird, indem entweder

(a) die Gesamtheit der Einheitsfläche belichtet wird; oder

(b) keine der Einheitsflächen belichtet wird; oder

(c) nur ein Teil der Einheitsfläche belichtet wird, wobei der Grad der Teilbelichtung der Einheitsfläche durch Bezug auf den Wert des zweiten Datenbereichs der Bilddaten bestimmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Datenbereich der Bilddaten erzeugt wird, indem die Größendifferenz zwischen den Bilddaten (N) und dem Schwellendatum (P) erhalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Belichten der Einheitsflächen (Ap) mittels eines Strahles (L) durchgeführt wird, der zum Belichten eines lichtempfindlichen Materials (17) entfaltet wird, und bei dem das Belichten der Einheitsflächen durchgeführt wird, indem die Zeitdauer während der Belichtung jeder Einheitsfläche, zu der der Strahl angeschaltet bleibt, gesteuert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der erste Bilddatenbereich ausgewählt und eingestellt ist, so daß er eine vorbestimmte Beziehung zu den Schwellendaten hat, und bei der der Vergleich auf der Basis des Wertes des ersten Bereiches der Bilddaten durchgeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Bilddatum für jede Einheitsfläche aus einer Vielzahl von Bits aus einer Vielzahl von Bits besteht, die Nu höherwertige Bits und Nl niederwertige Bits umfaßt, wobei Nu und Nl positive ganze Zahlen sind; und

bei dem das Schwellendatum aus Nu + Nl Bits für jede Einheitsfläche besteht, und

wobei weiterhin der zweite Bilddatenbereich aus den Nl Bits besteht.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Bereitstellens der Schwellendaten die Schritte umfaßt:

Zuordnen unterschiedlicher Werte zu den höherwertigen Nu Bits in den jeweiligen Schwellendaten für die Vielzahl von Einheitsflächen; und

Zuordnen gleicher Werte zu den niederwertigen Nl Bits in jeweiligen Schwellendaten für die Vielzahl von Einheitsflächen.