DE69024042T2

DE69024042T2 - Koordinatenbestimmungsgerät.

Info

Publication number: DE69024042T2
Application number: DE69024042T
Authority: DE
Inventors: Jacques Victor Leonard
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Agfa Gevaert NV
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2010-04-27
Also published as: EP0453661A1; EP0453661B1; JP3390457B2; JPH0822363A; US5271066A; DE69024042D1

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablesen von (einer) Stelle(n) auf einem Bild auf einem transparenten Träger und eine Vorrichtung zum Abtasten und Digitalisieren mindestens eines Teils eines durch besagte Stelle(n) auf einem transparenten Träger definierten Bildes.

Stand der Technik

Abtastvorrichtungen der obigen Art umfassen im wesentlichen eine Platte zum Tragen eines abzutastenden Bildes, eine Lichtquelle zum Beleuchten des besagten Bildes, Mittel zum Lenken bildmäßig modulierten Lichtes auf einen optoelektronischen Sensor wie beispielsweise einen CCD-Sensor und Signaldigitalisierungsmittel. Ein abzutastendes und zu digitalisierendes Bild nimmt nicht immer den gesamten Bereich der Bildlesefläche der ursprünglichen Platform ein. In vielen Fällen sind die Bildabmessungen nicht nur kleiner als die Lesef läche, sondern die gesamte Oberfläche des Bildes wird nicht unbedingt jederzeit abgelesen.
Es gibt Bedürfnisse, die es erfordern, nur ein relevantes Gebiet eines gegebenen Bildes auslesen zu lassen oder nur ein relevantes Gebiet eines Bildes der Bildverarbeitung unterwerfen zu lassen oder es in einem gewissen Winkel drehen zu lassen. Beispielsweise sind viele gebräuchliche Abtast- und Digitalisierungsvorrichtungen nur dafür ausgestattet, eine elektrische Darstellung des gesamten Bildes auf der Platte bereitzustellen und dieses Signal in einem Speichermittel einzuspeichern. Unnötige Teile des Bildes darstellende Signale werden dann erfaßt und gespeichert. Diese unwirksame Handlung vergrößert die Abtastzeit und erfordert eine unannehmbar große Speicherkapazität mit einer folgenden Steigerung der Kosten der Vorrichtung.
Vor dem Abtasten möchte der Bediener daher u. U. angeben können, welcher Teil eines Bildes zu digitalisieren ist und daß eine Vorlage vor dem Abtasten um einen gewissen Winkel zu drehen ist.
Diese Handlung des Auswählens und Definierens von nur einem Teil eines zu digitalisierenden Bildes und/oder des Drehens eines Teils eines Bildes mit einem gewissen Winkel vor der Abtastung und Digitalisierung wird in der Technik "Beschneiden" genannt.
Es gibt Systeme des Standes der Technik, mittels derer Beschneiden entweder am Abtastsystem selbst oder an einer getrennten Vorrichtung durchgeführt werden kann. Durch Verwendung einer getrennten Vorrichtung kann viel Zeit gespart werden und die Produktivität des Abtasters kann stark verbessert werden, da der Bediener die Vorbereitungsarbeit für einen gewissen Job durchführen kann, während der Abtaster einen anderen Job eines Stapels abtastet.
Ein erstes Verfahren des Standes der Technik ist ein Verfahren, das am Abtaster selbst durchgeführt wird. Nach diesem Verfahren des Standes der Technik wird eine schnelle Vorabtastung mit niedriger Auflösung durchgeführt. Das abgetastete Bild wird auf einem Monitor angezeigt und Beschneiden wird auf Grundlage des angezeigten Bildes durchgeführt. Dieses Verfahren ist sehr zeitaufwendig, da es einen zusätzlichen Zyklus am Abtaster selbst erfordert. Während der Abtaster die Vorabtastung durchführt, ist er nicht für einen anderen Job verfügbar.
Ein zweites Verfahren kann an einer getrennten Vorrichtung durchgeführt werden. Die Vorrichtung umfaßt ein Digitalisierungstableau, auf dem ein abzutastendes Bild positioniert ist. Auf dem Bild werden den abzutastenden und zu digitalisierenden Bereich abgrenzende Markierungen vorgesehen. Koordinaten der Markierungen werden mittels des Digitalisierungstableaus und des an das System angeschlossenen Stifts zum Abtaster übermittelt.
Ein drittes System umfaßt eine Videokamera, einen Monitor und eine elektronische "Maus". Ein Bild wird mittels der Videokamera aufgezeichnet und auf dem Monitor angezeigt. Ein abzutastender und zu digitalisierender Bereich wird mittels der elektronischen Maus definiert. Das System ist nicht sehr genau, da durch das Anzeigesystem optische Deformationen bewirkt werden.
Ein viertes System des Standes der Technik wird hauptsächlich in Verbindung mit Trommelabtastern verwendet. Ein Bild wird auf einer sich drehenden transparenten Trommel befestigt, entweder der Abtasttrommel oder einer getrennten Trommel. Ein eine Linse und eine Lichtquelle umfassender Wagen wird am Bild vorbeitransportiert und projiziert dadurch einen Teil des Bildes in ein Vergrößerungsglas oder Objektiv oder manchmal auf einen Bildschirm. Das Bild wird durch das Vergrößerungsglas untersucht und Koordinaten von einen abzutastenden und zu digitalisierenden Bereich abgrenzenden Punkten werden entweder von Hand (über die Tastatur) oder automatisch (über die elektronische Maus) in das Abtastsystem eingespeist. Dieses System ist zeitaufwendig und aufgrund der Verwendung des Vergrößerungsglases sehr unbequem.
In der Schrift DE 31.12.610 des Standes der Technik ist eine Mikrofilmlesevorrichtung offenbart, bei der Koordinaten einer Stelle auf dem Mikrofilm, die im Erkennungsfeld positioniert ist, automatisch auf dem Anzeige sc hirm der Lesevorrichtung angezeigt werden.
Die Vorrichtung umfaßt eine Auflagetafel für den Mikrofilm, Mittel zum Transportieren der Auflagetafel, Mikrofilmbeleuchtungsmittel, Mittel zum Lenken von Licht zum Anzeigeschirm und auch Mittel zum Lesen und Anzeigen von eine Stelle auf dem Mikrofilm darstellenden Koordinaten. In einer bestimmten Ausführungsform ist der Mikrofilm auf einer Auflagetafel positioniert, die unter Mikrofilmlesemitteln transportiert wird. Gleichzeitig mit der Bewegung der Auflagetafel bewegen sich zwei Lampen an zwei senkrecht positionierten Skalen vorbei, um Markierungen an diesen Skalen zu beleuchten. Das Abbild der beleuchteten Markierungen wird dann (durch Lichtführmittel) auf den Anzeigeschirm gelenkt, um Koordinaten einer abgelesenen Stelle anzuzeigen.
Eine weitere ähnliche Mikrofilmlesevorrichtung ist in der Schrift Patentzusammenfassungen von Japan, Band 6, Nr. 237, (S. 157) (1115), 25.11.B2; und in JP-A-57 136 637 (Totsuiko Deita Center) vom 23.08.82 offenbart.

Aufgabe der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Lesen einer Stelle auf einem Bild auf einem transparenten Träger bereitzustellen, die nicht die Nachteile der Verfahren und Vorrichtungen des Standes der Technik aufweist.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen eines relevanten abzutastenden und zu digitalisierenden Teils auf einem Bild auf einem transparenten Träger und/oder zum Bestimmen eines Drehwinkels des Bildes relativ zu einer Abtastrichtung und zum Steuern der Abtastfunktion entsprechend den besagten Informationen bereitzustellen.
Weitere Aufgaben werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Zur Erfüllung der obigen Aufgaben wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Auslesen der Koordinaten einer Stelle in einem auf einer transparenten Vorlage getragenen Bild bereitgestellt, die folgendes umfaßt:
- eine Auflagetafel (12), auf der die besagte Vorlage positioniert ist,
- eine Lichtquelle zum Beleuchten mindestens eines Teils des besagten Bildes,
- Mittel zum Bewegen der besagten Vorlage auf der besagten Auflagetafel,
- optische Mittel zum Lenken von bildmäßig moduliertem Licht vom besagten Bild zu einem Anzeigeschirm (13)
- Koordinatenerfassungsmittel (22-26, 31-32) zum Auslesen von Koordinaten einer Stelle im besagten Bild, die mit einer auf dem Anzeigeschirm vorgesehenen Bezugsmarkierung (14) zusammenfällt,
- Anschaltemittel (28) zum übermitteln der besagten Koordinaten an eine externe Datenverarbeitungsvorrichtung (3),
- von Hand betätigbare Mittel (27) zum Bewirken, daß die besagten Anschaltemittel (28) die besagten Koordinaten zur besagten externen Datenverarbeitungsvorrichtung (3) übertragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die optischen Mittel so ausgewählt, daß sie die Anzeige des Bildes oder mindestens eines Teils desselben in vergrößerter Form ermöglichen. Anzeige in vergrößerter Form weist den Vorteil auf, daß durch Verschieben der Vorlage auf der Platte eine ins Auge gefaßte Stelle auf dem Bild sehr genau positioniert werden kann, so daß sie mit dem Bezugsmittel auf dem Anzeigeschirm zusammenfällt.
In einer bestimmten Ausführungsform weisen die Bezugsmittel die Form eines Satzes von zwei sich schneidenden rechtwinkligen Achsen auf, die auf dem Anzeigeschirm vorgesehen sind oder optisch auf den Anzeigeschirm projiziert sind. Die abzulesende Stelle wird dann durch Bewegen des Bildes auf der Platte positioniert, so daß sie auf den Schnittpunkt der Achsen fällt.
Zur Bestimmung der Koordinaten einer Stelle, die mit der Bezugsmarkierung auf dem Anzeigeschirm zusammenfällt, wird das Bild vorzugsweise in eine Halterung gelegt, die mit mindestens zwei Bezugsstiften versehen ist. Die Halterung kann die Form eines Rings oder eines Rechtecks aufweisen, in den bzw. das ein transparenter, ein Bild tragender Träger eingeklemmt werden kann.
Ein Rahmen mit mindestens einem Ausschnitt, in den Halterungen wie oben beschrieben gelegt werden können, kann dann auf der Tragplatte der Koordinatenlesevorrichtung positioniert werden. Alternativ kann die Halterung ohne den Rahmen benutzt werden.
Zum Ablesen der Koordinaten an einer gewissen Stelle wird der Rahmen oder - wenn kein Rahmen benutzt wird - die Halterung verschoben, bis die Anzeige der ins Auge gefaßten Stelle auf den Schnittpunkt der orthogonalen Achsen auf dem Anzeigeschirm der Koordinatenlesevorrichtung fällt.
Die Koordinaten einer gewissen Stelle werden relativ zu einem Bezugspunkt mittels zweier orthogonaler inkrementaler Wegmeßmittel bestimmt, die auf der Bildauflagetafel der Koordinatenlesevorrichtung vorgesehen sind. Die Meßinformationen werden mit geeigneter Elektronik decodiert.
Die Erfindung umfaßt weiterhin eine Vorrichtung zum Abtasten und Digitalisieren mindestens eines Teils eines Bildes auf einem transparenten Träger mit einem Arbeitsträger zum Tragen des besagten Bildes, Mitteln zum Beleuchten mindestens eines Teils des besagten Bildes, einem Antriebsmechanismus zum Verlagern der besagten Beleuchtungsmittel und des besagten Trägers relativ zueinander, Mitteln zum Richten bildmäßig modulierten Lichts auf einen optoelektronischen Sensor zum Umwandeln des bildmäßig modulierten Lichts in ein elektrisches Signal und Mitteln zum Digitalisieren des besagten elektrischen Signals, mit Mitteln zum Aufnehmen der Koordinaten der besagten Stelle des besagten abzutastenden und zu digitalisierenden Bildes, und weiterhin mit einer Lesevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung und Mitteln zum Steuern der Abtastfunktion unter Berücksichtigung der von der besagten Lesevorrichtung übermittelten Koordinaten.
An dem Abtaster kann wie bei dem Koordinatenerkennungssystem ebenfalls eine Halterung und ein Rahmen benutzt werden. Der Rahmen wird dann auf die Glasplatte des Abtasters gelegt, der Rahmen umfaßt Bezugsstifte, die mit Vorkehrungen auf der Glasplatte zusammenwirken, um einen Bezugspunkt für die Koordinatenbestimmung zu definieren.
Die Abtastfunktion wird dann mittels der Informationen hinsichtlich des abzutastenden Bereichs, die zum Abtastsystem übermittelt werden, gesteuert.
Diese Informationen betreffen Koordinaten von den abzutastenden Bereich definierenden Punkten oder betreffend den Drehwinkel des Bildes. Der Drehwinkel kann mechanisch mittels der Winkellage der Halterung bestimmt werden.
Der Bezugspunkt beziehungsweise Ursprung, bezüglich dessen bzw. deren diese Koordinaten auszuwerten sind, wird dann mittels der Bezugsstifte in der Halterung und der Lage der Halterung im Rahmen auf dem Träger des Abtasters definiert.
Die Verwendung einer Halterung zum Festhalten von Bildern auf transparenten Trägern ist vorteilhaft, da die Bilder in einer für die Abtastung erforderlichen flachen Position gehalten werden können und Kontakt zwischen der Vorlage und der Glasplatte des Abtasters verhindert wird, so daß Newton-Ringe - ohne beispielsweise Newton-Glas, Rutherford-Pulver usw. benutzen zu müssen - vermieden werden.

AUSFÜHRUNGS FORMEN

Im folgenden werden bestimmte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Figur 1 eine allgemeine Darstellung einer Abtastund Digitalisierungsvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Lesevorrichtung,
Figur 2 schematisch eine Abtast- und Digitalisierungsvorrichtung,
Figur 3 eine erfindungsgemäße Lesevorrichtung,
Figur 4 einen Rahmen mit mindestens einer Halterung für Bilder auf transparenten Trägern,
Figur 5 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Koordinatenerkennungsmittels zum Auslesen von Koordinaten einer Stelle auf dem besagten Bild.
Die Abtast- und Digitalisierungsvorrichtung der Figur 1 umfaßt drei Hauptteile: ein Betrachtungsgerät 1, einen Mikroprozessor 2 und einen Abtaster 3. Die Vorrichtungen sind über geeignete elektronische Schnittstellen miteinander verbunden.
Figur 2 zeigt einen Farbabtaster mit einer Lichtquelle 4 zum Projizieren von Abtastlicht auf eine Bildebene und einen Arbeitsträger 5 zum Tragen eines bildtragenden Blattes 6 (in dieser bestimmten Anwendung ist dies ein transparentes bildtragendes Blatt) in der besagten Bildebene. Die besagte Lichtquelle 4 und der besagte Träger 5 werden relativ zueinander mittels eines in dieser Figur nicht dargestellten geeigneten Antriebsmechanismus verlagert. Zum Aufspalten des von der Lichtquelle 4 abgegebenen weißen Lichts in Farbkomponenten ist ein Filterrad 7 vorgesehen und zum Richten der Abtaststrahlung auf die Bildebene sind übertragungsfasern 9 vorgesehen.
Zwischen der Lichtquelle und dem Filterrad ist ein Infrarotfilter 8 vorgesehen.
Der Abtaster umfaßt auch eine geeignete Optik 101 bis 105 zum Richten von bildmäßig moduliertem Licht auf einen optoelektronischen Sensor 11, beispielsweise einen CCD-Sensor, und Mittel zum Umwandeln der bildmäßigen Strahlung in ein (in der Figur nicht gezeigtes) digitalisiertes Signal.
Die Funktionsweise des Abtasters ist beispielsweise über einen daran angeschlossenen Personal Computer 2 mikroprozessorgesteuert.
Der Personal Computer empfängt Informationen von einer Koordinatenlesevorrichtung 1.
In der Figur 3 ist die Koordinatenlesevorrichtung 1 mit einem Betrachtungsgerät der zum Lesen von Mikrographik benutzten Art vergleichbar. Eine derartige Lesevorrichtung umfaßt eine Tafel 12, auf die ein Bild auf einem transparenten Träger gelegt wird, eine Lichtguelle zur Beleuchtung des Bildes, (in der Figur nicht gezeigte) Optik zum Einfangen, Richten und Vergrößern des bildmäßig modulierten (d.h. übertragenen) Lichts. Das bildmäßig übertragene Licht wird auf einen zweckmäßig angebrachten Anzeigeschirm 13 gelenkt.
In einer Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist auf dem Anzeigeschirm eine Anordnung sich schneidender orthogonaler Achsen 14 vorgesehen.
Auf die Bildauflagetafel kann ein Rahmen 15 gelegt werden, in den mindestens eine Bildhalterung eingefügt werden kann.
In der Figur 4 ist ein Rahmen für 6 Halterungen dargestellt. Eine Halterung kann beispielsweise die Form eines kreisförmigen, mit Bezugsstiften 17 versehenen Bezugsrings 16 aufweisen, der auf einen (zum Festlegen eines Drehwinkels) mit Zähnen versehenen drehbaren Ring 18 gelegt wird, wobei die zähne in den Rahmen und eine Klemmplatte 19 eingepaßt werden. Der transparente, das Bild tragende Träger wird zwischen dem drehbaren Ring 18 und der Klemmplatte 19 eingeklemmt.
Der Rahmen umfaßt Bezugsstifte 20, die mit Vorkehrungen in der Bildauflageglasplatte 21 des Abtasters zusammenwirken können.
An der Koordinatenerkennungsvorrichtung kann der Rahmen bzw. die Halterung in zwei orthogonalen X- und Y- Richtungen verschoben werden und sie können auch relativ zu diesen Richtungen um einen gewissen Winkel gedreht werden.
Mittels der Bezugsstifte kann eine Bezugslage bestimmt werden. Das Verschieben der das Bild umfassenden Halterung auf der Auflagetafel kann ein ins Auge gefaßter Punkt auf dem Bild sehr genau so positioniert werden, daß seine Anzeige auf dem Anzeigeschirm mit dem Schnittpunkt der auf dem Anzeigeschirm bereitgestellten Achsen zusammenfällt.
Die Koordinaten einer gewissen Stelle werden mittels zwei orthogonaler inkrementaler Wegmeßsysteme 22 und 23, die an den Seiten der Auflageplatte der Koordi natenlesevorrichtung vorgesehen sind, und mittels zweier Sensoren 31 und 32 bestimmt. Mit in der Figur 5 dargestellter geeigneter Elektronik werden die gemessenen Informationen decodiert, die Informationen verarbeitet und zum Steuermikroprozessor übertragen.
Die Figur zeigt einen ersten Sensor 22, der die Bewegung in der X-Richtung erkennt, wobei der zweite 23 die Bewegung in der Y-Richtung erkennt. Die Sensoren sind jeweils mit einer Zählvorrichtung 24 und 25 verbunden. Die Zählvorrichtungen speisen deren Informationen in das Mikroprozessorsystem 26 ein. Koordinaten können mittels eines Beschneidebefehls iber die Beschneidungstaste 27 über eine asynchrone Schnittstelle 28 in den Abtaster eingespeist werden. Die Abtastfunktion wird über diese asynchrone Schnittstelle (beispielsweise eine standardmäßige RS 232- oder RS 422-Schnittstelle) gesteuert.
Das Mikroprozessorsystem kann mit einer Anzeigeeinheit 29 zur Anzeige der Lage der Vorlage oder der Länge und Breite des abzutastenden Bereichs und mit einer Taste RÜCKNAHME 30 zum Korrigieren von Daten oder zum Rücksetzen des Systems ausgestattet sein.
An der Koordinatenerkennungsvorrichtung wird das Bild in eine geeignete Halterung eingeklemmt, die in einen Rahmen gelegt werden kann.
Die Auflageplatte des Abtasters ist für die Zusammenwirkung mit einem solchen Rahmen geeignet, da auf seiner Dokumentenauflageplatte mindestens ein Ausschnitt vorgesehen ist, in den am Rahmen vorgesehene Bezugsstifte eingegeben werden können, um die relative Lage des Rahmens und der Halterungen zum Abtaster festzulegen. Auf diese Weise können von der Koordinatenlesevorrichtung bestimmte Koordinaten, mittels derer die Funktion des Abtasters gesteuert wird, auf eindeutige Weise ausgewertet werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Auslesen der Koordinaten einer Stelle in einem auf einer transparenten Vorlage getragenen Bild, die folgendes umfaßt:

- eine Auflagetafel (12), auf der die besagte Vorlage positioniert ist,

- eine Lichtquelle zum Beleuchten mindestens eines Teils des besagten Bildes,

- Mittel zum Bewegen der besagten Vorlage auf der besagten Auflagetafel,

- optische Mittel zum Lenken von bildmäßig moduliertem Licht vom besagten Bild zu einem Anzeigeschirin (13),

- Koordinatenerfassungsmittel (22-26, 31-32) zum Auslesen von Koordinaten einer Stelle im besagten Bild, die mit einer auf dem Anzeigeschirm vorgesehenen Bezugsmarkierung (14) zusammenfällt, gekennzeichnet durch

- Anschaltemittel (28) zum Übermitteln der besagten Koordinaten an eine externe Datenverarbeitungsvorrichtung (3),

- von Hand betätigbare Mittel (27) zum Bewirken, daß die besagten Anschaltemittel (28) die besagten Koordinaten zur besagten externen Datenverarbeitungsvorrichtung (3) übertragen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei besagte optische Mittel zur Anzeige des besagten Bildes in vergrößerter Form geeignet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die besagte Auflagetafel einen Rahmen (15) mit mindestens einem Ausschnitt zum Tragen einer Halterung (16, 18, 19) für das besagte Bild trägt, wobei die Halterung und der Rahmen mit zusammenwirkenden Mitteln (20) zum Definieren einer Bezugslage versehen sind, bezüglich derer die besagten Koordinaten bestimmt werden.

4. Vorrichtung (3) zum Abtasten und Digitalisieren mindestens eines Bereichs eines Bildes mit einem Arbeitsträger (5) zum Tragen des besagten Bildes, Mitteln (4) zum Beleuchten mindestens des besagten Bereichs des besagten Bildes, einem Antriebsmechanismus zum Verlagern der besagten Beleuchtungsmittel und des besagten Arbeitsträgers relativ zueinander, Mitteln zum Richten von durch den besagten Bildbereich moduliertem Licht auf einen optoelektronischen Sensor (11) zum Umwandeln des modulierten Lichts in ein elektrisches Signal, Mitteln zum Digitalisieren des besagten elektrischen Signals, Mitteln zum Aufnehmen der Koordinaten einer Stelle im besagten abzutastenden und zu digitalisierenden Bereich des besagten Bildes, einer Lesevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, und Mitteln in diesem Bereich zur Steuerung der Abtastfunktion unter Berücksichtigung der durch die besagte Lesevorrichtung übermittelten Koordinaten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einem Rahmen mit mindestens einem Ausschnitt zum Tragen einer Halterung, in der das besagte Bild festgelegt ist, ausgestattet mit Bezugsstiften zur Zusammenwirkung mit Vorkehrungen auf dem besagten Arbeitsträger zur Bestimmung einer Bezugslage, bezüglich derer die an der besagten Lesevorrichtung bestimmten besagten Koordinaten definiert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit Mitteln zum Drehen des besagten Bildes relativ zu einer Abtastrichtung.