DE69329990T2

DE69329990T2 - Bildlesevorrichtung und Bildverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69329990T2
Application number: DE69329990T
Authority: DE
Inventors: Shinobu Arimoto; Toshio Hayashi; Tetsuya Nagase; Takehiko Nakai; Nobuatsu Sasanuma; Hiroshi Tanioka; Tsutomu Utagawa; Kazuo Yoshinaga
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-01
Filing date: 1993-12-31
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2014-01-01
Also published as: CA2112734C; US5724152A; EP0605259A2; DE69329990D1; EP0605259A3; CA2112734A1; EP0605259B1

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildlesevorrichtung zum Lesen optischer Informationen sichtbaren Lichts und Licht mit Ausnahme des sichtbaren Lichts.
Herkömmlicherweise gab es die Möglichkeit, daß Banknoten, Briefmarken und Wertpapiere mit der Entwicklung eines hochqualitativen Farbkopierers gefälscht wurden. Verschiedene Schemata zum Erkennen von Banknoten, wie ein Verfahren der Feststellung des Schutzmusters von Banknoten, sind vorgeschlagen worden.
Ebenfalls vorgeschlagen wurde ein Schema zum Erkennen einer Banknote oder dergleichen aus dem Farbton eines Originals, weil das Muster des Originals mit einem speziellen Farbton ausgedrückt wird.
Weiter vorgeschlagen wurde ein Schema zum Drucken einer speziellen Markierung auf eine Banknote mit einer Farbstofftinte zum Emittieren unsichtbaren Lichts nach Bestrahlung der Banknote mit Ultraviolettstrahlen, wodurch eine authentische Banknote von einer gefälschten Banknote unterscheidbar ist.
Weiter vorgeschlagen wurde ein Schema zur Feststellung einer infrarotabsorbierenden Tinte, die in Wertpapieren verwendet wird, um authentische Wertpapiere zu beurteilen.
Ferner steht ein Gerät zum Feststellen der Infrarotstrahlen bereit, wobei ein Lesesensor zum Erzeugen eines normalen Farbbildes und ein Lesesensor zum Feststellen eines Infrarotstrahls monolithisch zur gemeinsamen Verwendung in einem optischen System angeordnet sind, wodurch Kompaktheit und Vereinfachung der optischen Einstellung erreichbar ist.
Wenn der Infrarotinformations-Lesesensor und der Informationslesesensor für sichtbares Licht monolithisch auf einem einzelnen Chip angeordnet sind, müssen Farbtrennfilter auf dem Informationslesesensor für sichtbare Farben angeordnet sein, die die Funktion des Sperrens unerwünschter Infrarotinformationen haben. In dieser Anordnung werden gefärbte Gelatinematerialien oder Pigmentmaterialien für die Farbtrennfilter verwendet, die die Sensoroberfläche bilden.
Wenn diese Pigmente oder Farbstoffe zur Einrichtung von R-, G- und B-Filtern mit Infrarotabsorptionseigenschaften verwendet werden, treten Farbtrübungen in den Trenneigenschaften der Farben R, G und B nach Feststellung sichtbaren Lichts auf, und die R-, G- und B-Farbtrenneigenschaften sind verschlechtert.
Wenn darüber hinaus der Lesesensor für Infrarotinformationen und der Lesesensor für sichtbare Farben monolithisch auf einem Chip angeordnet sind, wird beispielsweise eine Sensoranordnung sperrig, abhängig vom Layout der Sensoren, und eine Anordnung zum Korrigieren von Verschiebungen zwischen den gelesenen Positionen der Sensoren wird ebenfalls sperrig.
Das Dokument US 4 663 656 offenbart ein bildgebendes Halbleitergerät mit einer CCD-Flächenanordnung zur Feststellung sichtbarer Wellenlängen und solcher im nahen IR-Bereich (Infrarotbereich). Orte der Photosensor werden durch Zeilen und Spalten bestimmt, und die nachfolgenden Zeilen werden durch Wiederholungen desselben Zeilensegments beim Übertragen durch jeweilige Farbfilterstreifen beleuchtet. Die Ladungspakete werden zeilenweise ausgelesen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Lesegerät vorgesehen, wie es im Patentanspruch angegeben ist.
Die vorliegende Erfindung sieht auch die Kombination eines Bilderzeugungsgerätes mit einem Bildlesegerät vor, wie sie im Patentanspruch 12 angegeben ist.
Die vorliegende Erfindung sieht des weiteren einen Kopierer mit einem Lesegerät vor, wie er im Patentanspruch 13 angegeben ist.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die eine Struktur einer CCD im ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die einen Farbkopierer unter Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine Ansicht, die ein spezielles Originalidentifikationsmuster im ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer zweidimensionalen Flächensignal-Erzeugungseinheit zur Feststellung eines speziellen Musters im ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die Bezugspixel zum Feststellen des speziellen Musters im ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm einer speziellen Musterbeurteilungseinheit des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 7A und 7B sind Ansichten, die die Struktur der CCD vom ersten Ausführungsbeispiel zeigen;
Fig. 8 ist ein Graph, der das spektrale Reflexionsvermögen einer standardisierten Weißtafel zeigt;
Fig. 9 ist ein Graph, der die spektrale Transmittanz des speziellen Musters zeigt;
Fig. 10 ist ein Graph, der die spektralen Empfindlichkeitskennlinien eines Zeilensensors für sichtbares Licht und die Kennlinien eines Filters für einen Infrarotlesesensor zeigt;
Fig. 11 ist ein Graph, der die Kennlinien eines infrarotsperrenden Zweifarbfilters zeigt;
Fig. 12 ist ein Graph, der die Kennlinien eines Sperrfilters fernen Infrarotlichts zeigt;
Fig. 13 ist eine Ansicht, die den zusammengesetzten Zustand eines Infrarotsperrglases in Hinsicht auf einen CCD-Sensor zeigt;
Fig. 14 ist eine Ansicht, die den zusammengesetzten Zustand eines Bedeckungsglases zeigt, wenn ein Infrarotsperrfilter auf dem Bedeckungsglas der CCD gebildet ist;
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm einer Bildsignal- Steuereinheit;
Fig. 16 ist eine Zeittafel eines Bildsteuersignals; und
Fig. 17 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerung der CPU darstellt.
Die vorliegende Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Das folgende Ausführungsbeispiel wird einen Kopierer als Anwendung der vorliegenden Erfindung erläutern. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar bei verschiedenen Geräten, wie beispielsweise bei einem Bildscanner.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die ein Gerät nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bezüglich Fig. 2 liest eine Bildscannereinheit 201 ein Original und führt eine digitale Signalverarbeitung aus. Eine Druckereinheit 200 druckt und gibt auf einem Blatt Papier ein Vollfarbbild gemäß dem Originalbild aus, das die Bildscannereinheit 201 gelesen hat.
In der Bildscannereinheit 201 wird eine Originalanpreßplatte 202 zur Befestigung eines Originals 204 auf einer Originalglastafel (wird nachstehend als Platte bezeichnet) 203 verwendet. Das Original 204 wird mit Licht aus einer Halogenlampe 205 bestrahlt. Vom Original 204 reflektiertes Licht wird zu Spiegeln 206 und 207 geleitet und durch die Linse 208 fokussiert, um ein Bild auf einem 4-Zeilen-Sensor (wird nachstehend als die CCD bezeichnet) 210 zu bilden, der aus vier CCD-Zeilensensoren gebildet ist. Die CCD 210 trennt optische Informationen farblich vom Original und sendet rote (R), grüne (G), blaue (B) und infrarote (IR) Informationskomponenten der Vollfarbinformation an eine Signalverarbeitungseinheit 209. Die Halogenlampe 205 und der Spiegel 206 werden mechanisch in eine Richtung (wird nachstehend als Unterabtastrichtung bezeichnet) bewegt, die senkrecht zu einer elektrischen Abtastrichtung (wird nachstehend als Hauptabtastrichtung bezeichnet) von Zeilensensoren mit einer Geschwindigkeit v verläuft, und der Spiegel 207 wird in derselben Richtung wie diejenige der Halogenlampen 205 und des Spiegels mit einer Geschwindigkeit v/2 bewegt, wodurch die gesamte Oberfläche des Originals abgetastet wird.
Eine Normweißtafel 211 wird verwendet, um Daten zur Korrektur gelesener Daten zu erzeugen, die jeweils den Sensoren 210-1 bis 210-4 als IR-, R-, G- und B-Komponentenzeilensensoren in der Schattierungskorrektur entsprechen.
Diese Normweißtafel 211 hat fast einheitliche Reflexionseigenschaften für Licht im Bereich vom sichtbaren Licht bis hin zu Infrarotstrahlen, wie in Fig. 8 gezeigt, und wird visuell als Weiß wahrgenommen.
Diese Normweißtafel wird zum Korrigieren ausgegebener Daten aus dem IR-Sensor 210-1 für den Infrarotstrahl und Ausgabedaten aus den Sensoren für sichtbares Licht 210-2 bis 210-4 für die R-, G- und B-Komponenten verwendet.
Die Signalverarbeitungseinheit 209 verarbeitet das gelesene Signal elektrisch und trennt dieses farblich in Komponenten in Magenta (M), Cyan (C), Gelb (Y) und in Schwarz (BK). Diese Komponenten werden dann zur Druckereinheit 200 gesandt. Eine der Komponenten M, C, Y und BK wird oberflächensequentiell zur Druckereinheit 200 gemäß einem Originalabtastzyklus der Bildscannereinheit 201 gesandt. Ein Farbbild wird insgesamt von vier Originalabtastzyklen gebildet.
Die von der Bildscannereinheit 201 gesandten Bildsignale M, C, Y und BK, werden an einen Lasertreiber 212 gesandt. Der Lasertreiber 212 moduliert und steuert einen Halbleiterlaser 213 gemäß Bildsignalen an. Ein Laserstrahl tastet die Oberfläche einer lichtempfindlichen Trommel 217 durch einen Polygonspiegel 214, eine f-θ-Linse 215 und einen Spiegel 216 ab.
Entwicklungseinheiten 219 bis 222 enthalten die Magenta- Entwicklungseinheit 219, die Cyan-Entwicklungseinheit 220, die Gelb-Entwicklungseinheit 221 und die Schwarz-Entwicklungseinheit 222. Die vier Entwicklungseinheiten werden sequentiell mit der lichtempfindlichen Trommel in Kontakt gebracht, um die latenten Bilder in M, C, Y und BK auf der lichtempfindlichen Trommel 217 mit den zugehörigen Tonern zu bilden.
Eine Übertragungstrommel 223 wickelt ein Blatt Papier auf eine Übertragungstrommel 223, das aus einer Papierkassette 224 oder 225 heraustransportiert wird, und überträgt die Tonerbilder aus der lichtempfindlichen Trommel 217 auf das Blatt Papier.
Die Farbbilder für M, C, Y und BK werden sequentiell auf das Blatt Papier übertragen, und das Papier wird von einer Fixiereinheit 226 fixiert. Das fixierte Blatt wird dann vom Gerät nach außen abgegeben.
Die Halogenlampe 205 wird verwendet, um sichtbare Lichtinformationen und Infrarotinformationen zu lesen. Die Halogenlampe 205 hat Beleuchtungswellenlängenkomponenten, die zum Lesen dieser Stücke optischer Information erforderlich sind. Auf diese Weise wird das gemeinsame Beleuchtungssystem für die effektive Beleuchtung des Originals mit Beleuchtungslichtkomponenten mit unterschiedlichen Wellenlängenkomponenten zum Lesen der sichtbaren und infraroten Komponenten verwendet.
Fig. 7 zeigt die Struktur der CCD 210, die in diesem Ausführungsbeispiel Anwendung findet.
Der IR-Zeilensensor 210-1 enthält eine Lichtempfangs- Elementanordnung zum Lesen eines Infrarotstrahls (IR), und die R-, G- und B-Zeilensensoren 210-2, 210-3 und 210-4 enthalten Lichtempfangs-Elementanordnungen zum Lesen der Wellenlängenkomponenten für R, G beziehungsweise B.
Jeder dieser Sensoren 210-1 bis 210-4 für IR, R, G und B hat eine Öffnung mit einer Größe von 10 um sowohl in Haupt- als auch in Unterabtastrichtung.
Die vier Lichtempfangs-Elementanordnungen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften werden monolithisch und parallel auf einem einzigen Silizium-Chip gebildet, so daß die Sensoren für IR, R, G und B dieselbe Zeile lesen können.
Wenn die CCD mit der obigen Anordnung verwendet wird, kann ein gemeinsames optisches System, wie eine Linse, zum Lesen des sichtbaren Lichts und der Infrarotstrahlen verwendet werden.
Mit der obigen Struktur kann die Genauigkeit wie bei der optischen Einstellung verbessert werden, und die Einstellung wird erleichtert.
Eine Glasplatte 210-5 hat Infrarotsperreigenschaften in ihrem gestrichelten Abschnitt und verfügt über eine Stärke von etwa 300 um.
Die Infrarotsperreigenschaften des gestrichelten Abschnitts werden durch einen Zweifarbspiegel 210-11 erzielt, der durch einen Auftragungsfilm 210-11 gebildet ist. Die Infrarotsperreigenschaften sind in Fig. 11 gezeigt.
In diesem Falle wird die Glasplatte mit der Chipoberfläche so befestigt, daß sich die Auftrageoberflächen der Sensorseite gegenüberstehen.
Fig. 7B ist eine vergrößerte Ansicht der Lichtempfangselemente. Jeder Sensor hat eine Länge von 10 um pro Pixel in Hauptabtastrichtung. Jeder Sensor hat 500 Pixel in Hauptabtastrichtung, so daß ein Bild einer A3-Originalgröße mit einer Auflösung von 400 dpi (Punkte pro Inch) in Breitenrichtung (297 mm) gelesen werden kann. Ein Intervall zwischen den R-, G- und B-Zeilensensoren beträgt 80 um, und diese Sensoren sind voneinander in Hinsicht auf eine Unterabtastauflösung von 400 dpi um acht Zeilen getrennt.
Das Intervall oder der Abstand zwischen dem IR-Sensor 210-1 und dem R-Sensor 210-2 ist doppelt so groß (160 um oder 16 Zeilen) wie derjenige zwischen den restlichen Sensoren. Wenn auf diese Weise das Intervall zwischen dem IR-Sensor 210-1 und dem R-Sensor 210-2 größer ist als dasjenige zwischen den restlichen Sensoren, muß die Montagepräzision der Glasplatte 210-5 in Hinsicht auf die Sensorchipoberfläche nicht strikt genau sein, wenn die Auftragungsoberfläche des Auftragungsfilms 210-11 der Glasplatte 210-5 veranlaßt wird, den Sensoren 210-2 bis 210-4 zu entsprechen, und die Nichtauftragungsoberfläche wird veranlaßt, dem Sensor 210-1 zu entsprechen.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht des Sensors, der in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Die Zeilensensoren 210-1 bis 210-4 sind monolithisch auf einem gemeinsamen Silizium-Chip 210-14 gebildet, und optische Filter 210-6 bis 210-10 zum Erzielen vorbestimmter spektraler Kennlinien für IR, R, G und B sind auf der Oberfläche der zugehörigen Zeilensensoren gebildet. Die Pigmentfilter 210-8, 210-9 und 210-10 lassen Wellenlängenkomponenten für R, G und B durch, so daß R-, G- und B-Signale aus den Sensoren 210-2, 210-3 beziehungsweise 210-4 gewonnen werden. Das R-Filter 210-6, mit denselben optischen Eigenschaften wie jene des R-Filters 210-8 und des B-Filters 210-7 haben dieselben optischen Eigenschaften wie jene des B-Filters 210-10 und sind auf den IR-Sensor 210-1 gestapelt. Nur ein IR-Strahl mit einer Wellenlänge von 750 nm oder mehr kann durch die Kombination der R- und B-Filter- Kennlinien gelesen werden.
Die Glasplatte 210-5 ist nahe der Oberfläche des Sensors und der Auftragungsfilm 210-11 zum Abschirmen der Infrarotstrahlenflächen der Sensorseite montiert, weil Licht, das auf den Sensor fällt, von der Linse 209 fokussiert wird, wie in Fig. 13 gezeigt, und Strahlen, die auf die Sensoren fallen, werden miteinander an Stellen fern von der Sensoroberfläche überlagert. Das heißt, wenn das Infrarotsperrfilter (der Auftragungsfilm) 210-11 für nur Lichtkomponenten betrieben wird, die auf die Sensoren 210-2 bis 210-4 fallen, muß das Infrarotsperrfilter 210-11 an einem Abschnitt in der Nähe des Sensors montiert werden, bei dem die IR-Strahlung nicht der R- Komponente überlagert ist.
Da das Infrarotsperrfilter 210-11 sich nahe der Oberfläche des Sensors befindet, wird der IR-Strahl nicht vom IR-Filter abgeschirmt, so daß eine zulässige Montagebreite a zum Bilden eines Auftragungsfilms vergrößert werden kann. Wenn die Glasplatte 210-13 auf den Sensorchip mit dem IR-Sperrfilter 210-11 zu montieren ist, das an die Glasplatte 210-13 geklebt wird, braucht die Montagegenauigkeit der Glasplatte 210-13 in Hinsicht auf den Sensorchip nicht genau zu sein.
Wenn das Infrarotsperrfilter auf die Oberfläche der Glasplatte 210-5 auf der Seite gegenüber dem Sensor montiert wird, überlagert sich der IR-Strahl mit dem R-Strahl. Wenn aus diesem Grund das Infrarotsperrfilter mit einer hinreichenden Grenze in Hinsicht auf den R-Strahl angeordnet ist, wird der größte Teil des auf den IR-Sensor 210-1 fokussierten IR-Strahls abgeschirmt, um in unerwünschter Weise den IR-Signalpegel herabzusetzen.
Das Infrarotsperrfilter 210-11 kann auf der Oberfläche eines Bedeckungsglases 210-13 auf der Sensorseite anstelle des Montierens der Glasplatte 210-5 in der in Fig. 14 gezeigten Weise gebildet werden. In diesem Falle wird ein Keramikpaket 210-12 des CCD-Sensors so eingerichtet, daß ein Abstand d zwischen der Sensoroberfläche und der Innenoberfläche der Glasbedeckung hinreichend klein ist, wodurch fast vermieden wird, daß das auf der Innenoberfläche des Deckglases gebildete Infrarotsperrfilter 210-11 den IR-Strahl abschirmt.
Die spektralen Kennlinien der Filter in den Zeilensensoren für IR, R, G und B der CCD 210 sind nachstehend anhand Fig. 10 beschrieben.
Eine Kennlinienkurve R stellt die Eigenschaften von Ausgangssignalen aus den Sensoren unter Verwendung von Filtern 210-8 und 210-6 dar. Die Kennlinienkurve R stellt Empfindlichkeiten für Licht in den Bereichen für Rot- und Infrarot-Wellenlängen dar. Eine Kennlinienkurve G stellt die Eigenschaften eines Ausgangssignals aus dem Sensor unter Verwendung des Filters 210-9 dar. Die Kennlinienkurve G stellt Empfindlichkeiten für Licht im grünen und infraroten Wellenlängenbereich dar. Die Kennlinienkurve B stellt die Eigenschaften des Sensors unter Verwendung des charakteristischen Filters 210-10 und des Filters 210-&sup7; dar. Die Kennlinie B stellt die Empfindlichkeiten für Licht im blauen und infraroten Wellenlängenbereich dar.
Da die Filter 210-6 und 210-7 auf den IR-Sensor 210-1 gestapelt sind, hat dieser Sensor eine Empfindlichkeit für Licht im Infrarotbereich, das durch den gestrichelten Abschnitt in Fig. 10 angezeigt ist.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich, haben die Filter 210-8 bis 210-10 für R, G und B Empfindlichkeiten für Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von 700 nm oder mehr. Aus diesem Grund hat das Infrarotsperrfilter 210-11 die in Fig. 11 gezeigten Eigenschaften.
Die spektrale Absorptionsfähigkeit eines für eine Feststellungsmarkierung auf einem speziellen Original in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Infrarotabsorbers SIR-159, erhältlich von Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., ist in Fig. 9 gezeigt. Um in diesem Ausführungsbeispiel den IR-Sensor zu veranlassen, die An-/Abwesenheit des Infrarotabsorbers festzustellen, stellt der IR-Sensor nur Infrarotstrahlen im Wellenlängenbereich von 750 nm bis 850 nm fest.
Zu diesem Zwecke ist ein aus einem Zweifarbspiegel aufgebautes Infrarotsperrfilter, gezeigt in Fig. 11, für die Linse 209 vorgesehen. Dieses Filter beeinflußt nicht nur den IR- Sensor 210-1 nachteilig, sondern auch die R-, G- und B-Sensoren 210-2 bis 210-4, das in einem Linsenabschnitt angeordnet ist, der den Komponenten für sichtbares Licht und Infrarotlicht gemeinsam ist. Mit dieser Anordnung kann ein auf die Linse 209 montiertes Filter nicht nur in Hinsicht auf Infrarotsperreigenschaften verwendet werden. Folglich können gute Sperreigenschaften im fernen Infrarot mit einem einfachen Interferenzfilm realisiert werden.
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das den Fluß eines Bildsignals in der Bildscannereinheit 201 zeigt. Ein Bildsignal, das von der CCD 210 kommt, wird in eine analoge Signalverarbeitungseinheit 3001 eingegeben, so daß dort die Verstärkung und der Offset des Bildsignals eingestellt werden. Ein Ausgangssignal aus der analogen Signalverarbeitungseinheit 3001 wird in A/D-Wandler 3002 bis 3005 eingegeben, so daß das Bildsignal in digitale 8-Bit-Bildsignale der jeweiligen Farbkomponenten umgesetzt wird. Diese Signale werden dann in Schattierungskorrektureinheiten 3006 bis 3009 eingegeben, so daß eine bekannte Schattierungskorrektur unter Verwendung eines gelesenen Signals aus der Normweißtafel 211 für jede Farbkomponente ausgeführt wird.
Eine Taktgebereinheit 3019 erzeugt einen Takt pro Pixel. Ein Zeilenzähler 3020 zählt Takte und erzeugt ein Pixeladressen- Ausgangssignal pro Zeile. Ein Decoder 3021 decodiert Hauptabtastadressen aus einem Hauptabtast-Adressenzähler 3020, um ein CCD-Ansteuersignal pro Zeile zu erzeugen, wie einen Schiebeimpuls und einen Rücksetzimpuls, ein VE-Signal, das den gültigen Bereich in einem Einzeilen-Lesesignal aus der CCD und ein Zeilensynchronsignal HSYNC darstellt. Der Zähler 3020 wird als Reaktion auf das HSYNC-Signal gelöscht und startet das Zählen der Hauptabtastadresse der nächsten Zeile.
Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Lichtempfangs- Elementanordnungen 210-1, 210-2, 210-3 und 210-4 voneinander zu vorbestimmten Intervallen beabstandet, räumliche Verschiebungen in Unterabtastrichtung werden in Zeilenverzögerungselementen 3010, 3011 und 3012 korrigiert. Genauer gesagt, die durch Lesen der Originalnetzabwärtsinformation in Unterabtastrichtung in Hinsicht auf das B-Signal gewonnenen IR-, R- und B-Signale werden um Zeilen in Unterabtastrichtung verzögert und dem B-Signal angepaßt.
Lichtmengen-/Dichtewandeleinheiten 3013, 3014 und 3015 enthalten einen Nachschlagetabellen-ROM, um ein Leuchtdichtesignal der R-, G- und B-Komponenten in ein Dichtesignal in C-, M- und Y-Komponenten umzusetzen. Eine bekannte Maskier-/UCR-Schaltung 3016 empfängt die drei Primärsignale (Y, M und C) und gibt 8-Hit-Signale Y, M, C und BK sequentiell bei jedem gelesenen Zyklus ab, und eine detaillierte Beschreibung davon ist hier fortgelassen.
Eine Identifiziereinheit 3 stellt ein spezielles Muster in einem Original fest.
Eine CPU 3018 führt eine Sequenzsteuerung aus, wie eine optische Originallesesystemsteuerung und EIN/AUS-Steuerung der Originalbeleuchtungslampe oder Halogenlampe 205, und erzeugt ein Pixelintervallsignal VSYNC in Unterabtastrichtung. Die CPU 3018 steuert auch einen Wähler 3017 gemäß dem Identifikationsergebnis aus der Identifiziereinheit 3 und gibt ein Torausgangssignal anstelle des Lesesignals aus, wodurch die Kopieroperation eines speziellen Originals gesperrt wird.
Fig. 16 zeigt die Zeitvorgaben aller Steuersignale.
Das VSYNC-Signal ist ein Bildgültigkeits-Intervallsignal in Unterabtastrichtung. Wenn das VSYNC-Signal auf "1" ist, wird ein Bild gelesen (abgetastet), um sequentiell Ausgangssignale von (M), (C), (Y) und (BK) zu bilden. Das VE-Signal ist ein Pixelgültigkeits-Intervallsignal in Hauptabtastrichtung. Wenn das VE-Signal auf "1" ist, wird die Zeitvorgabe der Hauptabtaststartposition eingestellt. Ein CLOCK-Signal ist ein Pixelsynchronsignal. Wenn das CLOCK-Signal auf "1" geht, werden Bilddaten übertragen.
Ein Bildmuster (Identifizierungsmarke), das in diesem Ausführungsbeispiel festzustellen ist, ist allgemein anhand Fig. 3 beschrieben.
Fig. 3 zeigt ein Muster, das unter Verwendung einer durchsichtigen Tinte gebildet ist, die aus einem durchsichtigen infrarotabsorbierenden Farbstoff besteht, der die Eigenschaften hat, wie sie in Fig. 9 gezeigt sind. Das heißt, ein kleines Quadratmuster b mit einer Seitenlänge von 120 um wird mit der transparenten Tinte auf ein dreieckiges Muster gedruckt, das mit einer Tinte a aufgezeichnet wird, die einen speziellen Infrarotstrahl nicht absorbiert.
Das Muster b ist im sichtbaren Bereich kaum wahrnehmbar und kann mit dem menschlichen Auge nicht erkannt werden. Jedoch kann das Muster b im Infrarotbereich festgestellt werden. Das Quadratmuster mit einer Seitenlänge von 120 um ist für die nachfolgende Beschreibung zum Verständnis erläutert. Beim Lesen des Bereichs vom Muster b mit einer Auflösung von 400 dpi (Punkte pro Inch) wird der Bereich als eine Größe von etwa vier Pixeln festgestellt, wie in Fig. 4 aufgezeigt.
Ein Verfahren der Bildung dieses Musters ist nicht auf das dargestellte beschränkt. Eine bessere Beurteilung kann ausgeführt werden, wenn ein kreisförmiges oder konzentrisches Muster gebildet wird, das von einer Originalrichtung unabhängig ist.
Die Einzelheiten der Identifiziereinheit 3 in Fig. 15 sind nachstehend anhand Fig. 4 beschrieben. Bilddatenleitungs- Verzögerungseinheiten oder Zeilenspeicher 10-1 bis 10-4 enthalten FIFO. Die Adressenzeiger der Zeilenspeicher 10-1 bis 10-4 werden durch das Zeilensynchronsignal HSYNC initialisiert. Der Datenschreibzugriff und der Datenlesezugriff auf die Zeilenspeicher 10-1 bis 10-4 wird als Reaktion auf das CLOCK- Signal in Einheiten von Pixeln ausgeführt. Die Zeilenspeicher 10-1 bis 10-4 verzögern 32-Bit-Daten für R, G, B und IR jeweils um eine Zeile.
Ein Eingangssignal wird von Flipflops 11-1 und 11-2 um zwei Pixel verzögert, um Pixeldaten A zu erzeugen. Das eingegebene Signal wird von Zeilenspeichern 10-1 und 10-2 um zwei Zeilen verzögert, um Pixeldaten C zu erzeugen. Die Pixeldaten C werden dann um zwei Pixel verzögert und um vier Pixel zum Erzeugen von Zielpixeldaten X beziehungsweise von Pixeldaten B. Gleichermaßen werden die Pixeldaten D einer Beurteilungsschaltung 12 eingegeben.
Die Positionsbeziehung zwischen den vier Pixeln der Pixeldaten A, B, C und D nahe der Position des Zielpixels sind in Fig. 5 dargestellt.
Genauer gesagt, wenn das Zielpixel X das Muster b in Fig. 3 enthält, enthalten die Pixel A, B, C und D das Muster a, das das Muster b umgibt.
Ein Beurteilungsalgorithmus für die Beurteilungseinheit 12, der in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist nachstehend beschrieben.
Komponenten R, G, B und IR des gelesenen Signals, die das Pixelsignal A bilden, sind festgelegt als AR, AG, AB, AIR; und die Komponenten der Pixelsignale B, C und D sind in derselben Weise wie zuvor beschrieben definiert. Mittelwerte YR, YG, YB und YIR der gelesenen Signale der Komponenten von R, G, B und IR der jeweiligen Pixelsignale werden folgendermaßen dargestellt:
YR = ¹/&sub4;(AR + BR + CR + DR)
YG = ¹/&sub4;(AG + BG + CG + DG)
YB = ¹/&sub4;(AB + BB + CB + DB)
YIR = ¹/&sub4;(AIR + BIR + CIR + DIR)
Die Beurteilung des Zielmusters wird gemäß den Differenzen zwischen den Mittelwerten Y und dem Zielpixel X ausgeführt. Genauer gesagt, ein Muster wird festgestellt, wenn den nachstehenden Gleichungen genügt wird:
ΔR = YR - XR
ΔG = YG - XG
ΔB = YB - XB
ΔIR = YIR - XIR
wobei XR, XG, XB und XIR die Komponenten R, G, B und IR des Zielpixels X sind.
Ein spezielles Muster wird unter folgenden Bedingungen festgestellt:
ΔR < K
ΔG < K
ΔB < K und
(ΔIR > L1 oder YIR/XIR > L2)
(K, L1 und L2 sind Konstanten)
das heißt, das Zielpixel X wird mit den Nachbarpixeln A, B, C und D verglichen. Wenn eine Farbtondifferenz gering ist (K ist klein) und eine Differenz der Konstante L1 oder größer im Infrarotbereich nicht vorhanden ist, oder wenn ein Verhältnis des benachbarten Pegels zu dem Pegel des Zielpixels X im Infrarotbereich konstant L2 oder größer ist, wird das spezielle Muster festgestellt.
Die Beurteilung der Infrarotzone wird auf der Grundlage nicht nur der Differenz ausgeführt, sondern auch auf der Grundlage des Verhältnisses, weil ein Abfall im Pegel des Infrarotsignals aufgrund Verunreinigung in Betracht zu ziehen ist. Der Einfluß der Verunreinigung, der das Infrarotlesesignal abschwächt, wird als ganzes durch Feststellen des Verhältnisses eliminiert.
Eine Anordnung der Beurteilungseinheit 12, die den obigen Algorithmus ausführt, ist in Fig. 6 gezeigt.
Jeder Addierer 121 addiert einfach die 4-Pixel- Farbkomponenten und gibt obere 8 Bits aus, so daß die Addierer 121-1 bis 121-4 YR, YG, YB und YIR ausgeben. Jeder Subtrahierer 122 erzeugt eine Differenz zwischen dem Zielpixelsignal und einer zugehörigen Farbkomponente und liefert obere fünf Bits an jede der Komponenten ΔR, ΔG und ΔB zur Beurteilungs-LUT (Beurteilungs-ROM 1) 128. Wenn jedes 5-Bit-Signal kleiner als die Konstante K ist, gibt der Beurteilungs-ROM 128 ein Signal mit dem Pegel "1" ab.
Ebenso wie für das Infrarotlesesignal werden 8-Bit-YIR und XIR in die Adressenanschlüsse einer Beurteilungs-LUT (Beurteilungs-ROM 2) 129 eingegeben, die aus einem ROM gebildet ist. Wenn die Bedingung ΔIR > L1 oder YIR/XIR > L2 in der Rechnung AIR = YIR - XIR erfüllt ist, gibt der Beurteilungs-ROM 129 ein Signal im Pegel von "1" ab.
Die Ausgangssignale aus den Beurteilungs-ROM 128 und 129 werden logisch durch ein UND-Glied 130 UND-verknüpft. Wenn das UND-Glied 130 ein Signal abgibt, ist das spezielle Muster festgestellt.
Das Beurteilungsergebnis wird in einen Zwischenspeicher 3022 in Fig. 15 eingegeben. Ein Ausgangssignal des Zwischenspeichers wird in eine Eingabestelle P10 der CPU 3018 eingegeben, und die CPU stellt fest, daß die spezielle Marke erkannt worden ist. Vor dem Start der Kopiersequenz löscht die CPU 3018 den Zwischenspeicher 3020 als Reaktion auf ein Signal aus der Ausgabestelle P9 und bereitet die Feststellung des nächsten Musters vor.
Die Steueroperation der CPU bei der Beurteilung einer Identifikationsmarke während einer normalen Kopieroperation ist nachstehend anhand Fig. 17 beschrieben.
Wenn die Bedienperson ein Original 204 auf die Platte 203 plaziert und die Kopieroperation mit einer Bedieneinheit (nicht dargestellt) startet, steuert die CPU 3018 einen Motor (nicht dargestellt) und bewegt den Reflexionsspiegel 206 an eine Stelle unter die Normweißtafel 211.
Die Halogenlampe 205 wird eingeschaltet, um die Normweißtafel 211 zu beleuchten. Signale IR, R, G und B als Schattierungsdaten werden in den Schattierungskorrektureinheiten 3006 bis 3009 abgetastet (Schritt 1).
Das Torausgangssignal P9 geht auf Pegel "0", um das Ausgangssignal aus dem Zwischenspeicher 3022 auf Null zu löschen. Ein Ausgangssignal an einem Ausgabetor P8 wird auf Null gelöscht. Ein A-Eingang zum Wähler 3017 wird ausgewählt, um ein maskiertes/UCR-verarbeitetes Bildsignal an die Druckereinheit zu liefern. Das Ausgangssignal aus dem Ausgabetor P9 geht auf Pegel "1", um die Löschoperation des Zwischenspeichers 3022 abzuschließen (Schritt 2).
Vier Originallesezyklen werden synchron mit den Bildaufzeichnungsoperationen der vier Farben in der Druckereinheit ausgeführt, das heißt, M, C, Y und BK, um die Bildaufzeichnung auszuführen. Zur selben Zeit wird eine Identifikationsmarke festgestellt, und die Aufzeichnungsoperation wird gemäß diesem Feststellergebnis gesteuert.
Die CPU stellt Magenta-Verarbeitungszustand in der Maskier- /UCR-Verarbeitungseinheit zur Magenta-Aufzeichnung ein, und das optische System wird abgetastet, um ein Magenta-Signal an die Druckereinheit zu liefern. Nach Abschluß der Abtastung wird das optische System zur Abtaststartposition zurückkehren (Schritt 3).
Die CPU greift während des Originallesens ein Eingangssignal zum Tor P10 auf, um zu beurteilen, ob das Eingangssignal des Tores P10 auf "1" ist. Wenn dem so ist, beurteilt die CPU, daß ein zum Sperren normalen Kopierens geliefertes spezielles Original kopiert wird. Ein Ausgangssignal aus den Toren P0 bis P7 wird auf "FF"H gesetzt, und ein Ausgangssignal aus dem Tor P8 wird auf "1" gesetzt. Die CPU gibt ein durchgehendes Schwarzsignal von "FF"H an die Druckereinheit ab, wodurch die normale Kopieroperation gesperrt ist.
Die Aufzeichnungssteuerung von Cyan, Gelb und Schwarz wird in den Schritten 4 bis 6 in derselben Weise wie zuvor beschrieben ausgeführt, und die CPU überprüft periodisch den Zustand des Tores P10. Wenn das Ausgangssignal am Tor P10 auf einem Pegel von "1" ist, wird das durchgehende Schwarzsignal von "FF"H an die Druckereinheit in Schritt 7 ausgegeben.
Wenn während der Cyan-Aufzeichnung festgestellt wird, daß P10 = 1 ist, kann die Magenta-Komponente normal kopiert werden, aber das Aufzeichnen mit Cyan, Gelb und Schwarz wird mit dem durchgehenden Schwarzsignal von "FF"H ausgeführt.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Glied mit Eigenschaften zur Lichtabschirmung mit Ausnahme sichtbaren Lichts partiell nahe den Lichtempfangsoberflächen des Sensors für sichtbares Licht angeordnet, und ein Sensor zum Lesen von Licht, mit Ausnahme von sichtbarem Licht, und der Lichtabschirmungsabschnitt des Gliedes, das das Licht mit Ausnahme des sichtbaren Lichts abschirmt, ist eingerichtet, dem Lesesensor für sichtbares Licht zu entsprechen. Das Licht mit Ausnahme sichtbaren Lichts kann in Hinsicht auf den Sensor für sichtbares Licht genau gesperrt werden, und die Farbgenauigkeit der Lesesignale aus dem Sensor für sichtbares Licht und dem Sensor zum Lesen des Lichts mit Ausnahme des sichtbaren Lichts, welches monolithisch gebildete Sensoren sind, kann verbessert werden.

Claims

1. Bildlesevorrichtung, mit:

einem Feststellmittel (210-1 bis 210-4), bei dem eine Vielzahl benachbarter Zeilen fotoelektrischer Wandlerelemente für sichtbares Licht (210-2 bis 210-4) und eine Zeile fotoelektrischer Wandlerelemente für unsichtbares Licht (210-1) parallel auf einen Chip (210-14) zur gleichzeitigen Feststellung sichtbaren und unsichtbaren Lichts für ein Licht angeordnet sind, wobei die fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht mehrere Teilsätze zur Feststellung jeweiliger spezieller Farbkomponenten des sichtbaren Lichts enthalten; und mit

einem ersten auf dem Chip angeordneten Vielfarbfiltermittel (210-8 bis 210-10), das die fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht abdeckt, um jede spezielle Farbkomponente sichtbaren Lichts zum jeweiligen Teilsatz der fotoelektrischen Wandlerelemente zu übertragen;

dadurch gekennzeichnet, daß

die Zeile der fotoelektrischen Wandlerelemente für unsichtbares Licht von der nächstliegenden Zeile der fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht (210-2) um einen Abstand getrennt ist, der größer ist als der Abstand zwischen benachbarten Zeilen fotoelektrischer Wandlerelemente für sichtbares Licht (210-2 bis 210-4); und daß

ein zweites Filtermittel (210-11) zum Herausfiltern des unsichtbaren Lichts vorgesehen ist, wobei das zweite Filtermittel so angeordnet ist, daß auf die fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht auffallendes Licht das zweite Filtermittel passieren muß, wodurch vermieden wird, daß das unsichtbare Licht die fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht erreicht, aber auf die fotoelektrischen Wandlerelemente für unsichtbares Licht auffallendes Licht das zweite Filtermittel nicht passieren muß, wodurch verhindert wird, daß unsichtbares Licht die fotoelektrischen Wandlerelemente für unsichtbares Licht erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren über ein drittes Filtermittel (210-6, 210-7) verfügt, das auf dem Chip gebildet ist, um das sichtbare Licht daran zu hindern, die fotoelektrischen Wandlerelemente für unsichtbares Licht zu erreichen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das dritte Filtermittel eine Kombination mehrerer Farbkomponentenfiltermaterialien enthält, die im ersten Filtermittel Verwendung findet.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Abstand zwischen der Zeile fotoelektrischer Wandlerelemente für unsichtbares Licht (210-1) und der am nächsten gelegenen Zeile der fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht (210-2) ein ganzzahliges Vielfaches des Abstands zwischen benachbarten Zeilen der fotoelektrischen Wandlerelemente für sichtbares Licht (210-2 bis 210-4) ist.

5. Vorrichtung nach der vorstehenden Ansprüche, die des weiteren über ein Beurteilungsmittel (3) verfügt, um zu beurteilen, ob das Bild für ein spezielles Bild gemäß dem vom Feststellmittel festgestellten unsichtbaren Licht bezeichnend ist, und über ein Steuermittel (3017, 3018) zum Steuern einer Bildverarbeitung, in der ein Signal gemäß dem vom Feststellmittel festgestellten sichtbaren Licht entsprechend der Beurteilung vom Beruteilungsmittel Verwendung findet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Steuermittel des weiteren die Bildverarbeitung gemäß dem Signal steuert, das dem sichtbaren Licht entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Steuermittel die Bilderzeugung steuert, bei der das Signal gemäß dem sichtbaren Licht Verwendung findet.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das unsichtbare Licht Infrarotlicht ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Vielzahl von Farbkomponenten eine Rotkomponente, eine Blaukomponente und eine Grünkomponente sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die des weiteren über ein gemeinsames optisches System (208) verfügt, um das sichtbare Licht und das unsichtbare Licht gemäß dem Bild zum Feststellmittel zu liefern.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die des weiteren über ein Beleuchtungsmittel (205) verfügt, um zum Erzeugen des Lichts gemäß dem Bild Licht auf das Bild zu strahlen.

12, Kombination eines Bilderzeugungsgerätes, das mit dem Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11 verbunden ist.

13. Kopierer mit einem Lesegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11.