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Dokumentenidentifikation DE3714020C2 03.04.1997
Titel Verfahren zum Feststellen der Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem photographischen Kopiergerät
Anmelder Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-ashigara, Kanagawa, JP
Erfinder Matsumoto, Fumio, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Klunker und Kollegen, 80797 München
DE-Anmeldedatum 27.04.1987
DE-Aktenzeichen 3714020
Offenlegungstag 29.10.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse G03B 27/80

Beschreibung[de]

Verfahren zum Feststellen der Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem photographischen Kopiergerät.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen der quer zu der Vorschubrichtung verlaufenden Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem photographischen Kopiergerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Photographische Kopiergeräte müssen die Dichte der Einzelbilder eines Vorlagenfilms (zum Beispiel eines Negativfilms) messen, um die optimale Belichtungsstärke oder Korrekturgröße für die Herstellung von Abzügen zu bestimmen. Dies geschieht üblicherweise mit Hilfe von Bildsensoren, die in der Nähe des Lichtwegs in dem photographischen Kopiergerät angeordnet sind. Mit einem solchen Bildsensor wird der sogenannte LATD-Wert, das ist ein großflächig gemessener Durchlässigkeitsdichte-Wert, photometrisch gemessen. Wenn bei einer solchen Messung das jeweilige Einzelbild nicht korrekt in der Meßposition angeordnet wird, geht in den Meßwert ein nicht zu dem Bild gehörigen Randbereich ein, was den Meßwert verfälscht. Natürlich muß auch für den Kopiervorgang das jeweilige Einzelbild exakt positioniert werden.

Aus der DE-A-35 09 938 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem der Bildsensor die gesamte Dichteinformation eines Einzelbildes erfaßt, um daraus Information zum Positionieren des Einzelbildes zu gewinnen. Mit Hilfe eines zweidimensionalen, das heißt flächigen Bildsensor werden für die einzelnen Bildelemente Dichtewerte ermittelt. Man kann auch mit einem zeilenförmigen Bildsensor arbeiten, der sich quer zur Vorschubrichtung der Filmvorlage erstreckt. In jedem Fall ist aber die Genauigkeit der Positionierung abhängig von der Breite der Bildelemente des Bildsensors, das heißt, von der Abmessung der einzelnen Bildelemente in Vorschubrichtung der Filmvorlage. Auch wenn der Bildsensor eine relativ hohe Auflösung hat, ist eine exakte Positionierung des Einzelbildes nicht immer möglich.

Ähnliche Vorrichtungen zum Erfassen der Information von Einzelbildern einer Filmvorlage sind auch aus der DE-A-35 01 572 und der DE-A-35 01 571 bekannt.

Selbst wenn man einen hochauflösenden Bildsensor verwendet, ist die Genauigkeit, mit der die Einzelbilder positioniert werden, beschränkt. Wenn man zum Beispiel die Vorderkante eines in die Sollstellung einlaufenden Einzelbildes dadurch erfaßt, daß man den Übergang hell/dunkel oder dunkel/hell ermittelt, so läßt sich mit den üblichen Verfahren allenfalls nur eine Genauigkeit erzielen, die der halben Breite eines Bildelements des Bildsensors entspricht.

Neben den oben beschriebenen bekannten Verfahren gibt es noch die Möglichkeit, am Rand des Vorlagenfilms Markierungen zum Beispiel in Form von Kerben anzubringen, die Information über die Lage der Einzelbilder enthalten. Dies ist allerdings sehr aufwendig. Außerdem kommt es zu Fehlern, weil diese Markierungen nur am Anfang eines zahlreiche Einzelbilder enthaltenden Films angebracht sind und die Positionierung der an das erste Einzelbild anschließenden Einzelbilder in der Weise erfolgt, daß jeder Vorschub der vorgegebenen Schrittweite der Einzelbilder entspricht. Mögliche Fehler können sich derart summieren, daß sich bei den letzten Einzelbildern erhebliche Abweichungen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem mit relativ einfachen Mitteln eine sehr genaue Erfassung einer Einzelbildkante des Vorlagenfilms und mithin eine entsprechend genaue Positionierung des Einzelbildes an einer bestimmten Stelle des Kopiergeräts möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Erfindungsgemäß wird nicht nur eine Meßwertaufnahme von Bildelement zu Bildelement in Vorschubrichtung der Filmvorlage durchgeführt, sondern während des Vorschubs des Films werden mehrere Meßwerte von jeweils einem Bildelement des Bildsensors aufgenommen. Während also die Filmvorlage über eine Distanz transportiert wird, die zum Beispiel der Breite eines Bildelements des Bildsensors (in Vorschubrichtung der Filmvorlage) entspricht, werden z. B. zehn Meßwerte aufgenommen. Die einzelnen Meßwerte werden mit einem Schwellenwert verglichen, und abhängig davon, wann eine Überschreitung oder Unterschreitung des Schwellenwerts stattfindet, wird die Einzelbildkante festgestellt. Durch diese Vorgehensweise ist eine sehr genaue Feststellung der Einzelbildkante möglich. Darüber hinaus kann man noch eine Interpolation der einzelnen Meßwerte vornehmen, um eine noch genauere Feststellung der Einzelbildkante zu erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren vermag die Bildinformation der Filmvorlage mit dem eine grobe Auflösung aufweisenden Bildsensor zu erfassen und die Bildinformation mit einer erhöhten Auflösung zu verarbeiten und eine Kante zwischen belichteten Einzelbildern bei hoher Geschwindigkeit zu erfassen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Skizze eines Aufbaus eines fotografischen Kopiergeräts, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird,

Fig. 2A und 2b Skizzen, die die Entsprechung zwischen einer Bildelement-Segmentierung und gespeicherten Daten veranschaulicht,

Fig. 3A und 3b Ansichten, die die Relation zwischen einem Negativfilm und Bildinformation veranschaulichen,

Fig. 4 und 5 Ansichten, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung darstellen,

Fig. 6 bis 8 Ansichten zum Veranschaulichen der Relation zwischen den erfaßten Daten in den Element- Feldern und der Speicherung der Daten in einem Speicher,

Fig. 9 eine Darstellung, die das Synthetisieren von erfaßten Daten veranschaulicht,

Fig. 10A, 10B und 11A bis 11C Skizzen, die den Zustand bei der Kantenerfassung zeigen,

Fig. 12 eine Tabelle der Ergebnisse aktueller Messungen,

Fig. 13 eine Ansicht eines brauchbaren Bereichs von Bildelement-Feldern,

Fig. 14 ein Flußdiagramm einer Ausführungsform des Betriebs beim Erfassen und Anhalten; und

Fig. 15 eine Skizze eines Zustands eines Negativfilmträgers.

Bevor die Erfindung im einzelnen erläutert wird, soll als Grundlage der Erfindung ein fotometrisches Verfahren für eine Filmvorlage, z. B. einen Negativfilm, beschrieben werden. Von der Anmelderin wurden Verfahren zum Erfassen des Negativfilms mit einem Bildsensor vorgeschlagen, wie sie z. B. in den Japanischen Offenlegungsschriften 196740/1985 und 151633/1985 beschrieben sind.

Wie Fig. 1 zeigt, ist erfindungsgemäß in der Nähe eines Negativfilms 2 bei einem Kopierabschnitt eine Bildinformations-Detektoreinheit 10 angeordnet, welche einen zweidimensionalen Bildsensor 11 des Oberflächen-Abtasttyps mit einem CCD-Bauelement angeordnet, so daß die Bildinformation auf dem Negativfilm 2 in eine große Anzahl von Bildelementen segmentiert und so erfaßt wird. Wenn von einer (nicht gezeigten) Treiberschaltung dem Bildsensor 11 vorbestimmte Treibersignale zugeführt werden, empfängt der Bildsensor 11 das Licht, welches durch den Negativfilm 2, der sich in dem Kopierabschnitt befindet, und ein Objektiv 12 hindurchgegangen ist. Der Bildsensor 11 unterteilt die gesamte Oberfläche des Negativfilms 2 in eine große Anzahl von wohlgeordneten Feldern von Bildelementen 21, die in Fig. 2A dargestellt sind. Demgemäß läßt sich das Einzelbild entlang Abtastlinien SL sequentiell abtasten. Ein Ausgangsregister des Bildsensors 11 gibt entsprechend der Abtastung des Einzelbildes sequentiell Ausgangs-Bildsignale ab, die von einer (nicht gezeigten) Abtast- und Halteschaltung abgetastet werden. Die von der Abtast- und Halteschaltung erhaltenen Werte werden von einem Analog/Digital-Umsetzer (ADU) in digitale Signale umgesetzt. Die von dem ADU kommenden digitalen Signale werden von einer Schreibsteuerung gesteuert in einen Speicher eingeschrieben, und zwar in einer Anordnung, die den Bildelementen 2A entspricht, wie in Fig. 2B gezeigt ist, wobei die Werte als anti-logarithmische Digitalwerte (oder Dichtewerte, die man Tabellenumwandlung oder dergleichen erhält) des Negativfilms 2 vorliegen.

Wenn ein Negativfilm 2 zu einem Kopierabschnitt transportiert wird, müssen die belichteten Einzelbildabschnitte 2A, 2B, 2C . . . gemäß Fig. 3A präzise auf dem Negativfilmträger positioniert werden. Nachdem jeweils ein Abzug von einem Einzelbild hergestellt worden ist, sollte der Negativfilm 2 um exakt eine Schrittweite eines Einzelbildes weitertransportiert werden, damit das nächste Einzelbild in der richtigen Position angeordnet wird. Um den Negativfilm 2 mit der Position des fotografischen Kopierabschnitts auszurichten, ist der Negativfilm herkömmlicherweise an spezifischen Stellen mit Hilfe einer Kerbvorrichtung eingekerbt, so daß die Einzelbilder des Negativfilms automatisch an vorbestimmten Positionen angehalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren macht nicht nur das automatische Erfassen von Bildinformation gemäß Fig. 3B für jedes Bildelement des Bildsensors 11 von dem gemäß Fig. 3A aufgeteilten Negativfilm 2 möglich, um dadurch die Einzelbilder 2A, 2B, 2C . . . bezüglich der Bildinformation zu erfassen, sondern es gestattet außerdem die Erfassung bildfreier Abschnitte RA, RB, RC . . . zwischen den Einzelbildern, und zwar anhand der anti-logarithmischen Daten. Werden die Daten mit der Größeninformation kombiniert, so wird dadurch das automatische Erfassen/Anhalten der Einzelbilder möglich. Da die für die Belichtungskorrektur erforderliche Auflösung in der Größenordnung von einigen mm auf dem Negativfilm liegt, wird ein Bildsensor geringer Auflösung bevorzugt, und zwar sowohl im Hinblick auf die Kosten als auch im Hinblick auf den Betrieb. Allerdings beträgt die für die Feststellung von Kanten der Einzelbilder erforderliche hohe Auflösung größenordnungsmäßig einige 0,01 mm. Wie Fig. 2A zeigt, werden Bildelement- Felder 40, die sich in der Mitte (oder im Umfangsbereich) eines zweidimensionalen Bildsensors 11 befinden, und die die Richtung des Negativfilms 2 senkrecht schneiden, elektrisch extrahiert, und die Kante zwischen belichteten Einzelbildern wird aus diesen Bildelement-Feldern 40 bestimmt.

Wenn bei der oben beschriebenen Bilderfassung mit Hilfe des Bildsensors 11 ein Sensor mit hoher Auflösung verwendet wird, wäre die Fähigkeit der Kantenfeststellung besser, notwendig wäre jedoch dann aufgrund der großen Anzahl von Bildelementen eine beträchtliche Rechenzeit zum Berechnen der Belichtungsstärke. Wenn die Datenerfassung auf der Grundlage der Bildelement-Felder 40 nach Fig. 2A durchgeführt würde, brauchte man viel Zeit, um samtliche benötigten Einzelbilder so weiterzutransportieren, daß die Anzahl von Bildelementen den Objektbereich ausfüllt. Als Ausweg aus diesem Dilemma schlägt die Erfindung vor, den Negativfilm um eine Schrittweite weiterzutransportieren, die einem Bruchteil der eigentlichen Schrittweite entspricht, wobei man diesen Bruchteil dadurch erhält, daß man ein Bildelement durch eine natürliche Zahl teilt. Die Ausgangssignale mehrerer Bildelemente innerhalb des erfaßbaren Bereichs werden für jede Schrittweite als Daten in einem Speicher gehalten, und die Daten mehrerer Bildelement-Felder im Speicher werden kombiniert oder synthetisiert, wenn der Vorschub von einem Bildelement (mehrere Bildelement-Daten im Speicher) abgeschlossen ist. Zur Feststellung der Kante zwischen den Einzelbildern erfolgt eine Berechnung. Dadurch wird insgesamt die Auflösung erhöht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird selbst dann, wenn der erfaßbare Bereich 5 bis 10 Bildelement- Felder beträgt, eine ausreichende Datenmenge innerhalb der Zeit herausgegriffen, die ansonsten nur zum Erfassen eines Bildelement-Feldes zur Verfügung stünde. Beispielsweise beträgt die Zeit, die benötigt wird, um ein Bildelement- Feld mit dem erfindungsgemäßen Fein-Vorschub zu erfassen, 20 msec (anders ausgedrückt, wenn eine Schrittweite 2 msec beansprucht, beanspruchen 10 Schrittweiten 20 msec). Dies bedeutet eine spürbare Herabsetzung der Erfassungszeit sowie eine bemerkenswerte Heraufsetzung der Leistungsfähigkeit des fotografischen Kopiergeräts gegenüber herkömmlichen Geräten, die für gewöhnlich 100 bis 200 msec oder 5- bis 10mal so viel benötigen wie das erfindungsgemäße Verfahren.

Das fotometrische Verfahren mit Hilfe eines Bildsensors, z. B. mit Hilfe eines Zeilensensors, umfaßt grundsätzlich die Binär-Umwandlung von Bildern eines Objekts 22 (mit dem Durchmesser D), das auf einem Zeilensensor 20 über ein Objektiv 21 fokussiert ist, wie Fig. 4 zeigt, wobei die in Fig. 4B dargestellten binären Werte gebildet werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Schwellenwerts SL (Fig. 4A). Daraus erhält man eine Anzahl N von Bildelementen oder helle oder dunkle fotoelektrische Elemente (z. B. beträgt diese Zahl 1024 zu 2048). Setzt man die Bildelement- Schrittweite Pi als Konstante (z. B. 14 bis 28 µm), so berechnet man N × Pi und multipliziert den Wert dann mit der Vergrößerung a des Objektivs 21, um die Größe D des Objekts 22 zu erhalten. Dieses fotometrische Verfahren weist folgende Besonderheiten auf:

  • (1) Die für die Messung benötigte Zeit ist kurz (0,5 bis 100 msec);
  • (2) da kein bewegliches Teil benötigt wird, ist die Lebensdauer der Anordnung praktisch unendlich;
  • (3) die Anwendungsgebiete sind wegen der kontaktfreien Messung extrem umfangreich;
  • (4) so lange das Verfahren in einem Wellenlängenbereich eingesetzt wird, in welchem Bildsensoren empfindlich sind, besteht bezüglich des Lichts keinerlei Restriktion;
  • (5) der zulässige Bereich für die Objektposition ist breit.


Aufgrund der erwähnten verschiedenen Vorteile erfüllt das Verfahren die Erfordernisse einer Online-Messung, die bei fortschrittlicher Technologie unerläßlich ist. Allerdings verbleibt noch ein Fehler-Faktor bezüglich verschiedener Messungen, da das Verfahren das Bildabtasten sowie die fotoelektrische Umwandlung beinhaltet. Grundsätzlich gesagt: Das Verfahren ist nicht vollständig frei von Problemen bezüglich der Meßgenauigkeit, und der Meßumfang ist begrenzt durch die Anzahl von Bildelementen N und die Bildelement-Schrittweiten Pi. In letzter Zeit besteht die Möglichkeit, die Bildelemente sehr fein zu segmentieren, und zwar bis zu einem Ausmaß von einigen µm Schrittweite. Dies ist möglich durch die Fortschritte in der LSI-Technik. Im Hinblick auf die Verarbeitung für die Belichtung und die Korrektur bei der Belichtung im Zuge der fotografischen Verarbeitung ist es jedoch wünschenswert, Einzelbilder in Bildelemente von einigen Hundert Punkten zu segmentieren, wobei die Auflösung in der Größenordnung mehrerer mm liegt, um dadurch einerseits die meisten Einzelheiten des Bildes zu extrahieren und andererseits die Kosten zu senken und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Die Erfindung ermöglicht das Lesen mit einer Schrittweite zwischen Bildelementen des Bildsensors 11 durch Interpolation, um eine Auflösung zu erreichen, die beispielsweise dem Zehnfachen der Bildelement-Schrittweite Pi entspricht (in der Einheit eines Zehntel mm), und die praktisch dazu verwendbar ist, die Kanten von Einzelbildern des Negativfilms festzustellen. Wenn in herkömmlicher Weise eine Abmessung eines Bildes mit Hilfe eines Bildsensors gemessen wird, so wird es im allgemeinen als unmöglich erachtet, eine höhere Meßgenauigkeit zu erhalten, als es der Schrittweite (der Teilung) der Bildelemente entspricht. Dies ist wohl auf das grundlegende Konzept zurückzuführen, wonach das Bild-Lesen digital durchgeführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Interpolationsverfahren werden die Bildelement-Ausgangssignale als kontinuierliche Analogsignale behandelt, um so sehr kleine Änderungen der Ausgangssignale zu erfassen.

Das Verfahren verwendet Analogsignale in Kombination mit Digitalsignalen in einer Weise, die vergleichbar ist mit dem Nonius einer Noniusskala. Wenn gemäß dem erfindungsgemäßen Prinzip die Bildsensor-Ausgangssignale als Wellenform in der abgestuften Form abgetastet und gehalten werden, wie sie durch die Linie RL in Fig. 5 skizziert ist, wird diese Wellenform zu der durch eine gestrichelte Linie BL angedeuteten Kurve, wodurch der Wert ΔN erfaßt wird, welcher kleiner segmentiert ist als ein Bildelement. Wenn im Stand der Technik der Bildsensor eine solche Wellenform abgibt, wird sie üblicherweise mit Hilfe eines Schwellenwerts SL beim Lesen von Bildelementen unterteilt in die Zahlenwerte N&sub1; und N&sub3; im hellen Bereich sowie in den Zahlenwert N&sub2; im Dunkelbereich. Man kann ΔN dadurch erhalten, daß man das N&sub1;-te Bildelement-Ausgangssignal und das (N1+1)-te Bildelement-Ausgangssignal erfaßt und einer A/D- Umsetzung unterzieht und dann proportional den Schnittpunkt mit dem Schwellenwert-Pegel SL berechnet. Allerdings hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß die dazu erforderlichen Schaltungen kompliziert sind, relativ viel Rechenzeit benötigt wird und außerdem die Schwierigkeit besteht, sehr kleine Änderungen präzise zu erfassen. Das vorliegende Verfahren stellt eine Verbesserung des bekannten Verfahrens insoweit dar, als der Wert ΔN im Echtzeit-Betrieb erfaßt werden kann, wozu ferner nur eine einfache Schaltung benötigt wird. Mit anderen Worten: Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Erfassen von Bildelement-Ausgangssignalen in sehr kleinen Schrittweiten, wie in Fig. 5 durch die Linie BL angedeutet ist, und außerdem ermöglicht es das Feststellen von Kanten zwischen Einzelbildern in zufriedenstellender Weise. Dies geschieht mit Hilfe einer interpolierten Variablen-Verteilung. Die Ausgangssignale der Bildelement-Felder, die mit einer Schrittweite erfaßt wurden, die relativ kleiner ist als die Bildelement-Schrittweite auf dem Negativfilm, werden verarbeitet, um die Länge eines Binärsignals auf der Grundlage von interpolierten Signalen zu erfassen, die in der Zeichnung mit W&sub1;, W&sub2;, . . . bezeichnet sind. Die Länge des Signals W&sub1; läßt sich entsprechend der folgenden Formel berechnen:

W&sub1; = N&sub1; · T + ΔN · T = T(N&sub1; + ΔN) (1)

wenn mit dem Takt t gemessen wird, gilt:

T = kt (2)

und aus der Gleichung (1) wird

W&sub1; = kt(N&sub1; + ΔN) (3).

Wenn k den Wert 10 hat, läßt sich ΔN bis zu einer Bildelement-Länge von 0,1 messen, um interpolierte Meßwerte zu erhalten.

Dieses Verfahren soll im folgenden näher erläutert werden.

Wie Fig. 6 zeigt, umfassen die Daten für ein Bildelement innerhalb eines Speichers mehrere Bereiche M (z. B. #1 bis #10 Bildelemente) entsprechend einem oder mehreren repräsentativen Bildelement-Feldern eines zweidimensionalen Bildsensors, einer Fotodiode oder eines Zeilensensors. Die Speicherdaten M&sub1;, die dem Lichtempfangs-Bildelement P1 entsprechen, erstrecken sich von M&sub1; 1 bis M&sub1;&sub1;&sub0;, während die Speicherdaten M&sub2;, die dem Lichtempfangs-Bildelement P2 entsprechen, sich von M&sub2;&sub1; bis M&sub2;&sub1;&sub0; erstrecken, wie Fig. 7 zeigt. Eine ähnliche Entsprechung gilt für die anderen Lichtempfangs-Bildelemente S&sub1;&sub5; in der Zahl von #1 bis #10. Wenn man davon ausgeht, daß die Länge des Negativfilms, die benötigt wird, damit die Daten über einen Datenbereich des Speichers geliefert werden, 2 mm beträgt, und wenn bei einem einmaligen Vorschub der Negativfilm um 0,2 mm bewegt wird, dann würden gemäß Fig. 18 Vorschub-Hübe benötigt, und während der Anhaltephasen P1 bis P10 zwischen den Vorschub-Hüben würde jeder Negativfilm-Abschnitt fotometrisch mit einem zweidimensionalen Bildsensor gemessen. Bei einer einmaligen Erfassung mit dem Bildsensor werden die Daten mit den segmentierten Bildelementen gemäß Fig. 2B erhalten. Erfindungsgemäß werden gemäß Fig. 8 die Daten, die durch fotometrische Messung bei P1 erhalten werden, in den Speicherbereichen M&sub1;&sub1;&sub1;, M&sub1;&sub2;&sub1;, M&sub1;&sub3;&sub1; . . . M&sub2;&sub1;&sub1;, M&sub2;&sub2;&sub1;, M&sub2;&sub3;&sub1;, . . . gespeichert, und anschließende Daten werden sequentiell in entsprechenden Bereichen gespeichert. Wenn also der Negativfilm um 2,0 mm transportiert wurde und schließlich bei P10 die fotometrisch gemessenen Daten erhalten wurden und in den Speicherbereichen M&sub1;&sub1;&sub1;&sub0;, M&sub1;&sub2;&sub1;&sub0;, . . . M&sub2;&sub1;&sub1;&sub0;, M&sub2;&sub2;&sub1;&sub0;, . . . gespeichert wurden, sind die Daten in sämtlichen Speicherbereichen entsprechend dem vorbestimmten Erfassungsbereich gespeichert.

Dann können, wie Fig. 9 zeigt, die Bildelement-Feld-Daten oder die erfaßten Bilddaten durch Interpolieren der Schrittweiten des Negativfilms 2 verarbeitet werden, um die Lichtmengen-Kennlinie PC zu berechnen und dadurch die Kante sowie den bildfreien Abschnitt zwischen zwei benachbarten Einzelbildern auf dem Negativfilm 2 festzustellen. Das Maximum PM der Bildmengen-Kennlinie PC sollte innerhalb des Bereichs liegen, der von der Grundlichtmenge MA bis zu einem Schwellenwert CV (z. B. 80%) ein bestimmtes Stück unterhalb des Maximums reicht. Dies deshalb, weil die Kante eines Einzelbildes an der Grenze zwischen einem belichteten Einzelbild und einem bildfreien Abschnitt steht und im allgemeinen eine Lichtmenge aufweist, die größer als der vorbestimmte Schwellenwert CV ist. Außerdem sollte der Abstand l von dem Maximum PM zu dem Punkt, an dem die Lichtmenge abzufallen beginnt, bzw. dem Punkt, wo die Kennlinie PC einen Wendepunkt hat, einem vorbestimmten Abstand (z. B. 1 mm) oder mehr entsprechen. Dies deshalb, weil eine Kante eines Einzelbildes stets auf einen bildfreien Abschnitt folgt und weil eine Rauschkomponente beseitigt werden sollte. Der Bereich kann eine zulässige Breite besitzen. Weiterhin entspricht die Lichtmenge NP in dem Abstand l von dem Maximum PM der Kante eines Einzelbildes und sollte um ein gewisses Verhältnis innerhalb eines Bereichs bezüglich des Maximums PM liegen. Dies bedeutet, daß die Lichtmenge bei diesem Abstand stets kleiner ist als der Maximalwert PM und die Steigung der Kurve größer als ein gewisser Wert sein sollte. Wenn die Differenz zwischen der Lichtmenge NP an diesem Punkt und dem Maximalwert PM klein ist, so bedeutet dies, daß es extrem schwierig ist, Bilder von bildfreien Abschnitten zu unterscheiden. In einem solchen Fall wird der Negativfilm um ein vorbestimmtes Stück weitertransportiert. Wenn sämtliche oben erwähnten drei Bedingungen erfüllt sind, bedeutet dies, daß eine Kante vorliegt. Im vorliegenden Beispiel erhält man den anti-logarithmischen Wert der Lichtmenge in Form von 8 Bits ("0" bis "255").

Das Feststellen einer Kante geschieht entsprechend den Darstellungen in den Fig. 10A, 10B sowie 11A bis 11C. Fig. 10A zeigt die zeitlichen Änderungen (Lichtmengen-Änderungen) des Bildelement-Feldes 40 eines Bildsensors, die erfaßt werden, wenn der Negativfilm 2 um eine sehr kleine Schrittweite weitertransportiert wird, wie in Fig. 10B dargestellt ist. Ein bildfreier Abschnitt zwischen belichteten Einzelbildern läßt sich daher feststellen als ein Punkt, bei dem die genannte Änderung den Wert Null hat. In den Fig. 11A und 11B sind die Sensor-Ausgangssignale zweier benachbarter Bildelement-Felder dargestellt. Fig. 11C zeigt die Differenz zwischen den beiden Feldern, d. h. die Differenz (B)-(A). Der bildfreie Abschnitt zwischen belichteten Einzelbildern läßt sich feststellen zwischen dem Punkt, bei dem eine solche Änderung Null wird, und einer Kante abseits von dem Punkt, bei dem sich die Kurvenkrümmung ändert.

Fig. 12 ist eine Tabelle eines Beispiels von Daten bei Fehlern, die verursacht werden durch nach dem oben erläuterten Algorithmus festgestellte Kanten in Verbindung mit tatsächlichen Meßwerten eines Negativfilms (Einzelbilder #1 bis #24). Bei diesem Beispiel sind die Werte DT (in mm) dargestellt, die an einem Punkt festgestellt wurden, an dem die Lichtmenge NP beträgt und um 65% niedriger ist als der Maximalwert PM oder von diesem um ein Stück l entfernt ist. Ferner sind die Werte R (in mm) angegeben, die tatsächlich an dem von dem Maximalwert PM um ein Stück l entfernten Punkt. Schließlich ist die Differenz oder der Fehler (DT-R) zwischen diesen Werten angegeben. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Fehler im wesentlichen in einem Bereich von +0,2 -0,3 mm liegen. Berücksichtigt man, daß die zum Positionieren eines Einzelbildes erforderliche Genauigkeit etwa +0,5 mm beträgt, so bleiben die Fehler genügend weit innerhalb der zulässigen Toleranz.

Bei der automatischen Steuerung des Einzelbild-Vorschubs wird, da die Größe eines Einzelbildes entweder durch Messung oder durch Dateneingabe als bekannt vorausgesetzt wird, ein Erfassungsbereich für die Bildinformation ausgewählt, und das oben erwähnte Bildelement-Feld 40 wird abhängig von der Bildgröße extrahiert, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Wenn die Bildelemente des Bildsensors 11 ein jxi-Feld (1-40 × 1-30) umfassen, wird eine Zone F2 für einen Film vom Typ 135 F ausgewählt, während eine Zone F1 für einen Film vom Typ 110 gewählt wird. Bezeichnet man einen Meßwert eines Elements Sij des Bildsensors 11 als anti-logarithmischen Wert TSij bei einem Abtastpunkt jn in j-Richtung, so gilt für einen Film des Typs 135 F wegen 23 - 7 = 16 für den Mittelwert T die Beziehung



Wenn der Negativfilm 2 mit einer sehr feinen Schrittweite erfaßt wird, läßt sich der anti-logarithmische Wert THS135F für einen Filmtyp der Größe 135 F an einem benachbarten Punkt aus folgender Formel errechnen:



Bei einem Film des Typs 110 errechnet sich der Mittelwert T wegen 19 - 11 = 8:



Wenn der Negativfilm 2 bei sehr feinen Schrittweiten erfaßt wird, erhält man den anti-logarithmischen Wert THS&sub1;&sub1;&sub0; für einen Film des Typs 110 an einem benachbarten Abtastpunkt durch folgende Formel:



Durch Abtasten dieser Meßwerte mit dem Ziel, die Frequenzverteilung zu erhalten, erhält man eine Kurve von antilogarithmischen Werten, PC, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist.

Wie oben beschrieben wurde, wird bei jedem Vorschub des Negativfilms 2 um ein Bildelement gemäß Fig. 9 ein Bereich in der Nähe eines bildfreien Abschnitts zwischen Einzelbildern mit einem vorbestimmten Erfassungsbereich in relativ vergrößerter Form und bei hoher Auflösung erhalten, so daß dadurch die Feststellung eines bildfreien Abschnitts sowie der Kante eines Einzelbildes möglich ist. Dadurch ist eine präzise Vorschubsteuerung des Negativfilms zum Positionieren der Einzelbilder an der jeweils richtigen Stelle möglich.

Die Kantenerfassung der Einzelbilder kann dazu verwendet werden, den Vorschub des Negativfilms zu steuern. Dies soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben werden. Bezuggenommen wird hierzu auf die Japanische Offenlegungsschrift 196740/1 985.

Fig. 14 ist ein Flußdiagramm für ein Beispiel des Erfassungs/Anhalte-Verfahrens für belichtete Einzelbilder. Ein Negativfilmträger, dessen Größe der Größe des Negativfilms 2 entspricht, wird an einer vorbestimmten Stelle des Kopierabschnitts montiert (Schritt S1), und die Größe einer Öffnung des Negativfilmträgers wird mit dem Bildsensor 11 gemessen, z. B. nach dem in der Japanischen Offenlegungsschrift 151626/1985 beschriebenen Verfahren. Die Größe kann visuell gemessen werden. Entsprechend der Information bezüglich der gemessenen Größe wird der Längenabschnitt, um den der Negativfilm 2 jeweils zu bewegen ist, festgelegt, und es erfolgt automatisch eine Selektion/Extraktion der Bildelement-Felder 40. Die Belichtungsstärke beim fotografischen Kopieren oder die Korrekturgröße wird gesteuert.

Der Negativfilm 2, von dem Abzüge hergestellt werden sollen, wird dann an einer Stelle positioniert, an der ein bildfreier Abschnitt am vorderen Ende des Negativfilms etwa mit der Öffnung des Negativfilmträgers fluchtet (Schritt S3). Wenn das vordere Ende des Negativfilms 2 auf einer Antriebsrolle montiert ist, wird ein Impulsmotor betätigt, der den Negativfilm 2 um ein Stück S1 weitertransportiert. Das Stück S1 ist etwas kürzer als der Intervallabstand D zwischen Einzelbildern. Dies geschieht mit schneller Vorschubgeschwindigkeit (Schritt S4). Dann wird der Negativfilm 2 mit einer sehr kleinen Schrittweite transportiert (Schritt S5), und in der Zwischenzeit wird Bildinformation von dem Bildsensor 11 erfaßt, damit die Kanten zwischen Einzelbildern auf dem Negativfilm erfaßt werden. Fig. 15 zeigt den oben erläuterten Zustand, in welchem der Negativfilm 2 in Richtung N zu der Kopierstation hin transportiert wird, um einen bildfreien Abschnitt RB zwischen benachbarten Einzelbildern in dem Bildelement- Feld 40 der Bildinformations-Detektoreinrichtung 10 festzustellen. Das Bildelement-Feld 40 wird in der Mitte der Öffnung des Negativfilmträgers 32 positioniert.

Der Negativfilm 2 wird mit einer sehr kleinen Schrittweite kontinuierlich weitertransportiert, bis eine Kante zwischen Einzelbildern erfaßt wird (Schritt S5), und wenn eine Kante zwischen einem belichteten Einzelbild 2A und einem bildfreien Abschnitt RB festgestellt wird, wird der Negativfilm 2 mit schnellerer Transportgeschwindigkeit um ein Stück S2 weitertransportiert (Schritte S6, S7, S8), die notwendig ist, um das Einzelbild an der Kopierstation zu positionieren, was man anhand der Größeninformation aufgrund der Größenmessung (Schritt S2) weiß. Anschließend wird der Film angehalten (Schritt S9). Der Abstand E vom Ende des schnellen Vorschubs S1 zu der Position, bei der die Kante zwischen dem bildfreien Bereich RB zwischen den Einzelbildern 2A und 2B, die etwa in der Mitte des Negativfilmträgers 32 liegen, bis zu dem Punkt, wo das Einzelbild 2A festgestellt wird, stellt einen Parameter (eine Variable) zum Korrigieren von Entfernungs- oder Abstandsschwankungen dar. Wenn daher der Film 2 um das Vorschub- Stück des Einzelbildes 2A oder D = S&sub1; + E + S&sub2;, weitertransportiert wird, lassen sich die Einzelbilder des Negativfilms 2 schließlich präzise an der Kopierstation positionieren. Dieser Zustand ist in Fig. 15 dargestellt.

Nach dem Transport und dem Anhalten des Negativfilms 2 wird das spezielle belichtete Einzelbild, das an der Kopierstation positioniert ist, dahingehend beurteilt, ob es sich für einen fotografischen Abzug eignet oder nicht (Schritt S10), und falls es ungeeignet ist, springt die Prozedur um einen Schritt zum Schritt S12. Falls das Bild jedoch geeignet ist, wird ein oder werden mehrere Abzüge des Einzelbildes mit einer Belichtungsstärke und einem Korrekturwert durchgeführt, die bestimmt wurden (Schritt S11). Dann wird abgefragt, ob noch ein Stück zu verarbeitender Negativfilm 2 übrig ist, und der Film wird mit schneller Vorschubgeschwindigkeit um ein Stück weitertransportiert, welches geringfügig kürzer ist als eine Hälfte des Abstands zwischen Einzelbildern. Dies geschieht nach Maßgabe der im Schritt S2 erhaltenen Größeninformation (Schritte S12, S4). Durch Wiederholen des oben beschriebenen Ablaufs des abwechselnden Vorschubs und Anhaltens lassen sich die Einzelbilder des Films sequentiell und automatisch kopieren. Bleibt im Schritt S12 nichts mehr von dem Negativfilm 2 übrig, was verarbeitet werden müßte, so wird die Drehung der Antriebsrolle automatisch angehalten, um den Prozeß zu beenden. Obschon die Bildinformation vom Mittelbereich des Einzelbildes des Negativfilms auf dem Negativfilmträger abgetastet wird, kann in einem anderen Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, daß die Information von lediglich der Nähe der Mitte oder vom Umfangsbereich des Einzelbildes abgetastet wird.

Obschon die Anzahl von Bereichen des Speichers entsprechend den Bildelement-Feldern beim obigen Ausführungsbeispiel 10 beträgt, so kann diese Zahl doch willkürlich so lange gewählt werden, wie sie der für den Feinvorschub des Negativfilms gewählten Schrittweite entspricht. Das Zahlenpaar ij des Erfassungsbereichs gemäß Fig. 13 kann willkürlich gewählt werden. Anti-logarithmische Werte werden bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet, jedoch kann die Lichtmenge auch in Form von Dichtewerten verarbeitet werden. Obschon die Daten mit einem zweidimensionalen Bildsensor erfaßt werden, sind im Rahmen der Erfindung auch Sensoren möglich, die anders ausgebildet sind. Es besteht keine Beschränkung auf CCD- oder MOS- Bildsensoren in Form von zweidimensionalen Bildsensoren. Man kann auch Fotodioden oder einen Zeilensensor vorsehen, der einen bestimmten Erfassungsbereich abdeckt.

Durch die Erfindung läßt sich eine höhere Auflösung mit Bildsensensoren relativ niedriger Auflösung erzielen. Der Vorschub des Films um ein Stück, welches einem Bildelement entspricht, führt zu dem gleichen Effekt wie das Erfassen des gesamten vorbestimmten Erfassungsbereichs. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher das präzise, automatische und rasche Erfassen und Positionieren von Einzelbildern, um einen fotografischen Kopiervorgang äußerst effizient und genau durchzuführen.

Die Erfindung ermöglicht die Erzielung einer hohen Auflösung selbst dann, wenn die verwendeten Sensoren eine relativ geringe Auflösung aufweisen. Die Verwendung solcher Sensoren für die Belichtungssteuerung ist günstig. Obschon ein einfacher Algorithmus und eine einfache Entscheidung bei der Kanten-Erfassung zugrundeliegt, lassen sich die Kanten sehr präzise feststellen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Feststellen der quer zu der Vorschubrichtung verlaufenden Einzelbildkante eines Vorlagenfilms in einem fotografischen Kopiergerät mit Hilfe eines in Form einer sich quer zur Vorschubrichtung erstreckenden Zeile aus Bildsensor-Elementen ausgebildeten Bildsensors (11), der die Vorlage an solchen Stellen abtastet, deren Abstände der Größe der einzelnen Bildsensor-Elemente entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Abtaststellen von einem Bildsensor-Element mehrere Meßwerte aufgenommen werden, die zum Feststellen einer Einzelbildkante mit einem Schwellenwert verglichen werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellen für die Meßwert-Aufnahme dadurch erhalten werden, daß man eine Bildsensor-Element-Schrittweite durch eine natürliche Zahl dividiert.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, bei dem der Vorschub des Vorlagenfilms nach Maßgabe der festgestellten Einzelbildkante gesteuert wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Bildsensor eine Doppelfunktion hat, indem er auch als Sensor zum Bestimmen der Belichtungsstärke oder einer Korrekturgröße dient.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem zum Feststellen der Kante eines Einzelbildes untersucht wird, ob das Maximum einer Lichtmengen-Kenninie zwischen dem Grund-Lichtmengen-Wert des Vorlagenfilms und einem ersten Schwellenwert liegt oder nicht, untersucht wird, ob der Abfall der Lichtmengen-Kennlinie kontinuierlich innerhalb eines vorbestimmten Abstandsbereichs bleibt oder nicht, und untersucht wird, ob die Lichtmenge bei einem gegebenen Abstand zwischen einem zweiten und einem dritten Schwellenwert bleibt oder nicht, basierend auf dem Maximalwert der Lichtmengen-Kennlinie.






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