DE2262824A1

DE2262824A1 - Verfahren und einrichtung zur gerasterten reproduktion farbiger halbtonbilder im ein- oder mehrfarbendruck

Info

Publication number: DE2262824A1
Application number: DE2262824A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Keller
Original assignee: Dr-Ing Rudolf Hell 2300 Kiel GmbH; Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Dr-Ing Rudolf Hell 2300 Kiel GmbH; Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1974-07-04
Also published as: NL7317106A; US3922484A; JPS49101101A; NL158622B; DE2262824C3; JPS5420881B2; DE2262824B2; FR2212050A5; GB1448727A

Description

Verfahren und Einrichtung zur gerasterten Reproduktion farbiger Halbtonbilder im Ein- oder Mehrfarbendruck

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gerasterten Reproduktion farbiger Halbtonbilder im Ein- oder Mehrfarbendruck, bei dem die Bildvorlage für die einzelnen Druckfarben separat optisch-elektrisch abgetastet wird, und die dabei gewonnenen elektrischen Signale in einem Takt nach Tonwertstufen quantisiert werden, und die quantisierten Signale ein oder mehrere Aufzeichnungsorgane steuern, durch die jeweils eine Druckform für die einzelnen Druckfarben hergestellt wird, wobei die Oberfläche der Druckform in ein Netz von orthogonalen Rastermaschen aufgeteilt wird, die einzelnen Rastermaschen in mehrere orthogonale Teilflächen aufgeteilt werden und die bei der Abtastung gewonnenen Signale mit einem solchen Takt quantisiert werden, daß jeder Teilfläche ein Quantisierungstakt zugeordnet ist und durch die bei der Quantisierung gewonnenen Signale eine solche Steuerung des oder der Aufzeichnungsorgane erfolgt, daß innerhalb der Teilflächen der Rastermaschen ein oder mehrere Bedekkungsflecke als druckende Punkte auf der Druckform aufgezeichnet werden, deren Größe eine Flächenbedeckung aufweist, die dem gerade abgetasteten Tonwert entspricht.

Es ist bereits bekannt, zum Zwecke der ein- oder mehrfarbigen Reproduktion von Halbtonbildern, wie ungerasterte Diapositive oder Auf-

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Sichtsbildvorlagen, die Bildvorlage optisch-elektrisch punkt- und zeilenweise abzutasten. Bei bekannten Geräten geschieht dies dadurch, daß die Bildvorlage auf eine rotierende Abtasttrommel gespannt wird, wobei ein fokussierter Lichtpunkt auf die Bildvorlage gerichtet und während der Trommeldrehung axial über die Vorlage geführt wird. Hierbei überstreicht der Lichtstrahl die Vorlage in Form einer engen Schraubenlinie. Das von der Vorlage durchgelassen oder reflektierte Licht wird über ein optisches System in mehrere Teilstrahlen aufgespalten und auf optisch-elektrische Wandler gegeben. Die Empfindlichkeit der optisch-elektrischen Wandler und die chromatische Aufteilung der Teilstrahlen wird so durchgeführt, daß die Wandler elektrische Signale abgeben,· die beim Mehrfarbendruck nach einer Farbkorrekturrechnung den einzelnen Druckfarbentonwerten entsprechen. Diese Tonwertsignale werden in einem Takt quantisiert, der in einem ganzzahligen Verhältnis zur Unterteilung der Druckformfläche in Rastermaschen steht. Die bei^x der Quantisierung gewonnenen Signale steuern bei der V/iederauf zeichnung Aufzeichnungsorgane, durch die in den einzelnen Rastermaschen jeweils eine zusammenhängende druckende Fläche (Rasterpunkt) aufgezeichnet wird, deren Flächenbedeckung eine Größe aufweist, die dem abgetasteten Tonwert entspricht.

Die Wiederaufzeichnung erfolgt nun derart, daß diese Signale eine oder mehrere Aufzeichnungsorgane steuern, durch die jeweils eine Druckform für eine Druckfarbe hergestellt wird, die einzelne Druckpunkte aufweist, deren druckbare Flächen den bei der Abtastung vorgefundenen Tonwerten entsprechen. Die flächenhafte Anordnung dieser Druckpunkte innerhalb der Oberfläche der Druckform ist so getrof-

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fen, daß die einzelnen Druckpunkte in der Reihenfolge nacheinander und nebeneinander so angeordnet werden, daß sie einerseits die gleiche Zuordnung zueinander haben wie die abgetasteten Bildpunkte der Bildvorlage und zum anderen innerhalb der Rasterfeider* des jeweiligen Druckrasters liegen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß eine Aufzeichnungstrommel gleichzeitig mit einer Abtasttrommel rotiert, auf welche die unbearbeitete Druckform aufgespannt ist oder die selbst die Druckform darstellt und während der Aufzeichnung das Aufzeichnungsorgan axial über die Aufzeichnungstrommel geführt wird.

Sind die AxialvorSchübe der*Aufzeichnungs- und Abtastorgane sowie die Drehzahlen und Durchmesser der Aufzeichnungs- und Abtasttrommeln gleich groß, so hat die Reproduktion auf der Druckform die gleiche Größe wie die Bildvorlage. Ändert man auf der Aufzeichnungsseite Trommelumfang, Trommelgeschwindigkeit und Axialvorschub des Aufzeichnungsorgans oder den Takt der Wiederaufzeichnung, so sind Maßstabsänderungen der Druckform gegenüber der Vorlage möglich.

Die bei dieser Art der Reproduktion verwendeten Raster bestehen in der Regel aus einer periodischen Rastermaschenanordnung, bei der jeder Druckpunkt in eine solche Rastermasche eingeordnet ist, deren Seitenlänge etwa 0,2 mm beträgt, was einem Raster von 50 pro cm entspricht. Die druckenden Flächen sind bei hellen Tonwerten klein, nehmen bei mittleren Tonwerten etwa Schachbrettkonfiguration an und füllen bei dunklen Tönen die Rastermasche bis auf eine nicht gedruckte Punktfläche aus, die etwa wie ein Negativ der Konfiguration für helle Tonwerte erscheint. Diese teils fotografisch, teils

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drucktechnisch bedingte Konfiguration war im wesentlichen auch Vorbild für die verschiedenen bekannten elektronischen Rasterverfahren, von denen die meisten den Druckpunkt innerhalb des Rasterfeldes als einen Fleck mit einer Flächenbedeckung aufzeichnen, die in

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wenigstens 50, bei binärer Codierung meist 2 oder 2' Tonwertstufen eingeteilt sind.

Die Durchführung eines solchen Verfahrens ist bereits in der Patentanmeldung P 15 97 773 beschrieben. Der Druckpunkt wird dort als Fläche von einem fein gebündelten Elektronenstrahl in Form von eng aneinanderliegenden Aufzeichnungslinien auf dem Bildschirm einer Katodenstrahlröhre aufgeschrieben.

Es wurde weiterhin vorgeschlagen, zur Aufzeichnung der Druckpunkte innerhalb der Rastermaschen separate Vorlagen für jede Rastermaschenkonfiguration, d.h. für jedes Raster und für jeden Tonwert, herzustellen, diese Vorlagen optisch-elektrisch abzutasten, als Aufzeichnungsdaten in einen Speicher einzuspeichern und mit Hilfe der bei der Abtastung der Halbtonbildvorlage ermittelten quantisierten und getakteten Signale aus dem Speicher abzurufen und zur Wiederaufzeichnung zu bringen. Der tiefere Sinn dieses Verfahrens, das in der Patentanmeldung P 20 12 728 beschrieben wurde, liegt darin, mittels der eingangs beschriebenen, auf der Abtast- und Aufzeichnungsseite orthogonal arbeitenden Geräte nicht orthogonal angeordnete Rasterstrukturen aufzeichnen zu können.

In der Fachzeitschrift "RCA-Review", September, 1970, Vol. 51, No.3 ist auf den Seiten 517 bis 533 ein Verfahren angegeben worden, bei dem die Rasterfeldfläche aus einer dem Tonwert entsprechenden ver-

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schiedenen Zahl gleicher Punkte von der Größe des kleinsten druckbaren Punktes zusammengesetzt wird. Der kleinste druckbare Punkt bedeckt flächenmäßig etwa 4 bis 8$ der üblichen Rasterfeldgröße, d.h., auf dieser Fläche können maximal 25 solcher aufzubelichtenden kleinsten druckbaren Punkte untergebracht werden. Daraus ergibt sich wiederum, daß nur 25 Tonwertstufen möglich sind. Dies reicht aber für eine hochwertige Reproduktion nicht aus, da es zu Tonwertsprüngen innerhalb des reproduzierten Bildes an den Tonwertgrenzen kommt. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß bei hohem Tonwert die kleinste innerhalb des Rasterfeldes freibleibende Fläche nicht groß genug gehalten werden kann, so daß die Druckfarbe in ihr verläuft, was zu einer weiteren Verringerung der nutzbaren Tonwertstufen führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur gerasterten Reproduktion von Halbtonbildern anzugeben, bei dem unter Beibehaltung bzw. Berücksichtigung der drucktechnischen Besonderheiten in hohem Maße die Auflösung, d.h. eine Verbesserung.der Bildschärfe sowie Moirefreiheit erzielt v/erden. Die vorliegende Erfindung erreicht dies dadurch, daß bis zu einem Tonwert, der der. Größe des kleinsten druckbaren Punktes entspricht, die auf die Teilflächen entfallenden Bedeckungen als ein zusammenhängender Bedeckungsfleck innerhalb der Masche aufgezeichnet werden, daß bei steigendem Tonwert eine Vergrößerung dieses Bedeckungsfleckes vorgenommen wird, und bei Erreichen von etwa der zweifachen Größe des kleinsten druckbaren Punktes eine Teilung in zwei Bedeckungsflecke· innerhalb der Masche erfolgt, daß die Ver-

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größerung und anschließende Teilung der Bedeckungsflecke mit steigendem Tonwer-t bis zu einem vorgegebenen Tonwert weiter durchgeführt wird, daß bei weiter steigendem Tonwert die nicht bedeckten Flächen bis zur kleinsten druckbaren Größe verkleinert werden und daß mit weiter steigendem Tonwert die Anzahl der nicht bedeckten Flächen verringert wird.

Vorzugsweise werden dabei bei hohen Tonwerten innerhalb der Rastermaschen etwa 2 bis 10 Bedeckungsflecke aufgezeichnet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, daß den Tonwertstufen binär codierte Zahlen zugeordnet werden, deren einzelne Stellen jeweils einer festen Anzahl und Anordnung von Bedeckungsflecken innerhalb der Teilflächen der Rastermaschen entsprechen, deren Gesamtfläche der Bewertung des Stellenwertes der Binärzahl entspricht, daß die einer Stelle der Binärzahl zugeordnete Bedeckungsfläche mit steigender Stellenzahl der Binärzahl etwa um den Faktor 2 ansteigt, und daß bei der Aufzeichnung des Tonwertes die Bedeckungsflächen aufgezeichnet werden, die den Stellen der Binär zahl entsprechen, deren Stellenwert "I¹¹ ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren 1 bis 16 näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem.Bedeckungsfleckenanordnungen innerhalb von Teilflächen der Rastermaschen für einige Tonwerte dargestellt sind,

Fig. 2 eine Bedeckungsfleckanordnung innerhalb einiger Rastermaschen, durch die ein Tonwertsprung verläuft,

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Pig. 5 ein Schema verschiedener Bedeckungsfleckanordnungen für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. k eine Aufstellung der Zuordnung einzelner Tonwerte zur Bedeckungsfläche der Rastermaschen für das Beispiel nach Fig. 2,

Fig. 5 und 6 den Übergang von einer Tonwertstufe zu einer anderen,

Fig. 7 ein Beispiel für eine Bedeckungsfleckanordnung eines niedrigen Tonwertes,

Fig. 8 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens mit binär codierten Tonwerten,

Fig. 10 ein Beispiel eines Rasterfeldes mit vier mal vier Bedeckungsflecken als Erläuterung für die Arbeitsweise der Anordnung gemäß Fig. 9, .

Fig. 11 ein Beispiel einer'Schaltelektronik für die Aufzeichnung der Bedeckungsflecke,

Fig. 12 bis l4 Bedeckungsflecke einzelner Tonwerte innerhalb einer Rastermasche für drei ·Auszugsfarben, / '

Fig. 15 ein Beispiel für den Übereinanderdruck der Tonwerte der Figuren 12 bis 14.

In Fig. 1 ist als Beispiel für eine Ausführungsform der Erfindung eine Auswahl von Rastermaschen dargestellt. Jede Rastermasche ist in vier Teilflächen A, B, C und D aufgeteilt, in denen eine Tonwert-

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information zur Aufzeichnung gebracht wird. Die jeweils im Feld A angegebene Zahl gibt die Prozentzahl der Bedeckung an, für welche diese Rastermasche repräsentativ ist. Jede der Teilflächen A, B, C und D ist in 5 x 5 weitere Bedeckungsflecke unterteilt, wie in Fig. 1 am Beispiel des Tonwertes k% Flächenbedeckung angedeutet ist. So ergeben sich 25 Bedeckungsmöglichkeiten für eine Teilfläche und 100 Bedeckungsmöglichkeiten für eine Rastermasche, d.h., es können 100 Bedeckungsstufen dargestellt werden. Von den möglichen Tonwertstufen sind nur 20 charakteristische Rastermaschen dargestellt worden.

Als Beispiel für einen niedrigen Tonwert wurde der Tonwert 4, d.h. h% Bedeckung, angegeben. Dieser entspricht der kleinsten druckbaren Rasterpunktfläche und besteht aus 4 Bedeckungsflecken a, b, c und d, welche als zusammenhängende Fläche aufgezeichnet werden, deren Schwerpunkt mit der Maschenmitte bzw. dem gemeinsamen Schwerpunkt der 4 Teilflächen A bis D zusammenfällt.

Beim Tonwert Ί% werden 7 Bedeckungsflecke so auf die Teilflächen verteilt, daß diese Schwerpunktsbedingung möglichst erhalten bleibt und die Form der Rasterpunktfläche gut druckbar bleibt.

Beim Tonwert Q% tritt die erste Spaltung ein. Neben der genannten Schwerpunktbedingung kommt eine weitere Bedingung hinzu, die besagt, daß die Schwerpunkte der Teilflächen A, B, C und D möglichst gleichmäßig über die Rastermasche verteilt werden sollen. Im Beispiel ist dies so verwirklicht, daß nach überschreiten der zweifachen Größe der kleinsten druckbaren Rasterpunktfläche eine Teilung vorgenommen wird. Die Schwerpunkte der dabei entstehenden

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_ 9 -druckenden Rasterpunktflächen liegen in den Teilflächen B und C.

Steigt die Größe der druckenden Rasterpunktflächen weiter an, so wird jeweils bei Erreichen der zweifachen Größe der kleinsten druckbaren Rasterpunktfläche.eine erneute Teilung vorgenommen, wie bei dem Tonwert 12$ angegeben ist. .

Ab dem Tonwert 16$ tritt nur noch eine Vergrößerung der Bedeckungsflecke ein, wobei aber berücksichtigt wird, daß die Auswahl der bedeckten und nicht, bedeckten Fläche der Rasterfelder außer der nach dem Tonwert bestimmten Bedeckung nach den Gesichtspunkten der gleichmäßigen Verteilung und nach der Druckbarkeit· der entstehenden Bedeckungsflecke vorgenommen wird. So ist z.B. der kleinste nichtdruckende Punkt des Tonwertes 88$ größer als der kleinste druckbare Punkt des Tonwertes 4$. ·

Fig. 2 zeigt den Übergang von einem Tonwert zum anderen, etwa in diagonaler Richtung zwischen den Feldern A und D von 12$ nach 88$ Bedeckung. Die Teilflächen B und C wurden dem Tonwert. 5^$ und die Teil'flache D dem Tonwert 88$ der Fig. 1 entnommen. Der Tonwert 5^$ entsteht bei der Abtastung als Mittelwert zwischen den beiden Grenzwerten 12$ und 88$. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird eine feine Auflösung an dem Grenzübergang erreicht, die die Maschenfläche deutlich in eine helle und eine dunkle, der Vorlagenkontur folgende Zone unterteilt.

Während bei den genannten Beispielen die zu druckenden Konfigurationen in einen Speicher eingespeichert und daraus von dem bei der Abtastung der Vorlage vorgefundenen Tonwert abgerufen werden, erlaubt eine andere Druckflächenaufteilung der Rastermaschen einen Ersatz des Speichers durch viel einfachere Schalt-

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matrizen. Voraussetzung hierfür ist, daß die Tonwerte in binär codierter Form vorliegen.

Nach den Fig. 2 und 4 sind jeder Stelle einer Tonwertbinärzahl eine oder mehrere Teilflächen zugeordnet, die insgesamt in die druckbaren Bedeckungsflecke der Fig. j5 unterteilt sind. Die gesamte Rastermasche der Fig. 3 ist in 12 χ 12 kleinste druckbare Bedeckungsflecke geteilt, die jeweils die Teilflächen O bis VII bilden. Diese Teilflächen werden dann geschrieben, wenn in der Tonwertzahl die zugehörige Stelle eine "l" aufweist. Die gemeinsame Flächengröße aller mit derselben römischen Zahl bezifferten Teilflächen entspricht dem Stellenwert der'zugehörigen Binärzahl. Die Verteilung der Teilflächen folgt dem erfindungsgemäßen■Prinzip, d.h. bei kleinen Tonwerten wird nur ein zentral gelegener druckender Punkt erzeugt, der sich bei höheren Tonwerten aufspaltet und über die Fläche verteilt.

Fig. U zeigt ein Schema, nach dem die Bedeckungsflecke und freien Flächen den Tonwerten zugeordnet werden. Für einige Tonwerte sind die zugehörigen Binärzahlen angegeben, aus denen sich die Flächenbedeckung dieser Tonwerte durch Addition der entsprechenden Teilflächen in Fig. 3 ergibt. Die siebenstellige Binärzahl ermöglicht es, eine Tonwertstufung von 0 bis 128 Tonwertstufen vorzunehmen, welche die Bedeckungen von 0% bis 100# wiedergeben. Außerdem ist die Anzahl der Bedeckungsflecke, aus denen die druckende Fläche aufgebaut ist, für diese Tonwerte angegeben. Die Stufungsfolge der zugehörigen Flächenbedeckungen erfolgt annähernd in Zweierpotenzen. Um einen Eindruck zu gewinnen, wie die Tonwertstufung hierdurch an-

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genähert wird, wurde in der rechten Spalte der Fig. 4 die prozentuale Flächenbedeckung der einzelnen Tonwerte ausgerechnet.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß das Feld I und II möglichst zentral liegen soll, und daß sich möglichst viele Flächen verschiedener Stufen berühren sollen. Welter gibt es einen Belichtungspunkt 0, der bei allen Binärzahlen von 0 bis zum mittleren Tonwert Nr. 63 mit belichtet wird. Dies verbessert den Gradationsverlauf im Grenzgebiet des ersten und letzten druckbaren Punktes.

In den Figuren 5 und 6 ist der Übergang der Tonwertstufe Nr. 63 auf die Tonwertstufe Nr. 64 dargestellt. Dem Tonwert Nr. 63 ist die Bi-. närzahl 0111111 und dem Tonwert Nr. 64 die Binärzahl 100000 zugeordnet. Die in den Figuren 5 und 6 dargestellten Bedeckungen der Teilflächen ergeben sich aus der Fig. 3· Dieser Übergang erscheint so wie ein Positiv-Negativ-Übergang, wobei aber durch die erfindungsgemäße Verteilung der Bedeckungsflecke eine gleichmäßige Verteilung der Tonwerte auf der Fläche erhalten bleibt.

Ein weiteres Beispiel für die Realisierung eines Tonwertes ist in Fig. 7 angegeben. Es wurde die Tonwertstufe Nr. 22 gewählt, die die Binärzahl 0010110 besitzt. Man erkennt deutlich, daß auch hier eine gleichmäßige Verteilung der Bedeckungsflecke innerhalb der Teilflächen der Rastermaschen gegeben ist. " .

Im folgenden sei in Fig. 8 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, mit der das Ausführungsbeispiel' der Erfindung nach Fig. 1 realisiert werden kann.

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Der mechanische Aufbau besteht aus einem Antriebsmotor 1, der eine Achse 2 und die Trommeln 3 und 4 in gleiche und konstante Umdrehung versetzt. Auf der Trommel 3 ist eine Bildvorlage 5 befestigt, und auf der Trommel 4 eine lichtempfindliche Folie 6. Eine Abtastoptik 7 tastet die Vorlage 5 an einer Bildstelle 8 ab und liefert an Leitung 9 elektrische Spannungen, deren Größen den Tonwerten an der Bildstelle 8 entsprechen. Nach Passieren einiger elektronischer* Aggregate, deren Wirkungsweise noch zu erläutern ist, gelangen die Spannungen in Form von Steuerdaten an eine Elektronenstrahlröhre 10 und steuern die Helligkeit eines durch den Elektronenstrahl auf dem Bildschirm erzeugten Lichtpunktes. Dieser Lichtpunkt wird mit Hilfe einer Optik 11 auf die lichtempfindliche Folie 6 projiziert und zeichnet an der Stelle 12 entsprechend den Steuerdaten eine Reproduktion der Vorlage auf.

Nach jeder Umdrehung der Trommeln erfolgt ein Vorschub in Axialrichtung um den Betrag einer Teil flächenbreite. Dieser Vorschub ist notwendig, damit während der Reproduktion einer Bildvorlage die gesamte Bildfläche bearbeitet wird.

Die über die Leitung 9 angelieferten Spannungen werden einem Aggregat 13 zugeführt, dem von einem Taktgerät 14 übör eine Leitung 15 laufend Taktimpulse .zugeleitet werden. Die Frequenz der Takte ist so groß, daß bei der bestehenden Umfangsgeschwindigkeit, der Trommeln

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die Taktintervalle der Höhe der Teilflächen der Rasterfelder bzv/. einem Vielfachen von Aufzeichnungslinien entsprechen. Jeder Taktimpuls an dem Aggregat 13 fixiert die an der Leitung 9 gerade anliegende Spannung» ordne c sie einer Tonwertstufe zu und gibt den Zahlen wert dieser Stufe als binär codierte Nummer über ein Leitungsbündel

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l6 an ein elektronisches Adressenregister 17- Diese Nummer ist Anfangsadresse des Raumes im Speicher, der die Daten für die Aufzeichnung aller Teilflächenelemente enthält, aus welchen die Rastermasche des ermittelten Tonwertes besteht. Die Rastermasche ist in mehrere Teilflächen A, B, C und D entsprechend der Fig. 1 und jede Teilfläche, wiederum in mehrere kleinste Bedeckungsfleckeneinheiten eingeteilt. Jede dieser Rastermaschen enthält in ihren Teilflächen Bedeckungsflecke, die dem Bedeckungswert des zugehörigen Tonwertes entsprechen. Die Daten jeder einzelnen Teilflächenrastermasche im Speicher sind folgendermaßen adressierbar. Die Nummer der aufgerufenen Tonwertstufe ist als Binärzahl im Adressenregister 17 registriert. Dieses ist durch die Leitungen l8 und 19 außerdem noch mit den Ringzählern 20 und 21 verbunden. Ein Addierwerk im Adressenregister addiert die über die Leitungen 18 und 19 angebotenen Zählen zu der gespeicherten Tonwertzahl. Der wechselnden Folge der Teilflächen A und G entsprechend gibt der Zähler 20 über die Leitung 18 die Werte 0 oder 1 an das Adressenregister 17. Nach dem Übergang in die Null-Stellung beginnt die Aufzeichnung der ersten Teilfläche A. Es folgt die weitere Teilfläche B durch Weiterzählung des Zählers 20 in Stellung "l". Der Ablauf geht sinngemäß weiter, bis die ganze Bildlinie aufgezeichnet ist. ' /

Der Zähler 21 steht während der Aufzeichnung in der gesamten ersten spaltenweisen Folge von Teilflachen in Null-Stellung. Vor Beginn der Aufzeichnung der nächsten Folge von Teilflächen bzw. vor Beginn der nächsten Trommeldrehung erfolgt auf der Abtast- und Aufzeichnungsseite ein Vorschub, um die Breite einer Teilfläche. Mit dem Vorschub wird ein Impuls erzeugt, der über eine Leitung 23 den Zähler 21 um

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eine Einheit weiterschaltet. Diese Einheit ist eine Zahl, welche der Adressendifferenz der Datengruppe entspricht, welche eine Teilfläche eines Rasterbildesbeansprucht.

Es folgt die Aufzeichnung der zweiten Folge von Teilflächen, in denen nun nacheinander und abwechselnd alle Teilflächen B und D geschrieben werden, bis nach Weiterschalten des Zählers 21 die dritte Folge von Teilflächen aufgezeichnet wird. Der Vorgang läuft sinngemäß weiter, bis die Reproduktion beendet ist.

Als Aufzeichnungseinheit gilt zunächst eine Teilfläche. Um eine solche Teilfläche mit einer bestimmten Tonwertinformation aufzuzeichnen, wird durch die Bildsignale die Anfangsadresse des Speicherbereiches aufgerufen, der die Aufzeichnungsdaten der Rastermasche enthält, der die Teilfläche zugeordnet ist. Der Aufruf der Anfangsadresse erfolgt über die Leitungen 16. Die Zähler 20 und 21 er-, höhen diese Anfangsadresse im Adressenregister 17 soweit, daß die Daten der Teilfläche mit der richtigen Position innerhalb des Rasterfeldes aufgerufen und aufgezeichnet werden.

Dieser Punktionsablauf bleibt der gleiche, auch wenn efcfttt der Teilflächen kleine Flächenelemente einzeln oder in Gruppen ajjfgezeich-

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net werden. Durch den Takt am Eingang des Zählers 20_f d#ssen Frequenz entsprechend der feineren Teilung höher ist, wlr4 erreicht» daß bei der Aufzeichnung einer Folge von Teilflächen die Daten der Aufzeichnungslinie den Elektronenstrahl steuern, welche der Sollposition innerhalb der Rastermasche entsprechen»

Eine Teilfläche besteht aus mehreren Aufzeichnungslinien. Entsprechend muß die Frequenz der horizontalen Ablenkung des Elektronen-

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Strahls bemessen sein, die durch, den Ablenkverstärker 24 über die Leitung 22 vorgenommen wird. Ein Takt mit gegenüber dem Tonwertaufzeichnungstakt um sovielfach höherer Frequenz, als die Teilfläche in Aufzeichnungslinien aufgeteilt ist, der über eine Leitung 25 zugeführt wird, synchronisiert den Ablenkverstärker- 24. Während der Ablenkung, d.h. während der Schreibzeit einer horizontalen Aufzeichnungslinie, ist die Strahlgeschwindigkeit konstant. Die Zeit des Rücksprunges ist gegenüber der Schreibzeit klein.

In der vertikalen Richtung braucht bei Trommelgeräten der Strahl nicht abgelenkt zu werden, da durch die Trommelbewegung eine relative Vertikalbewegung erreicht wird. Bei elektronischen Lichtsetzgeräten aber ist zusätzlich eine Vertikalsteuerung des Elektronenstrahls notwendig, da sich der Aufzeichnungsträger'während der Aufzeichnung nicht bewegt. Alle anderen Punktionsmerkmale stimmen bei der Verwendung eines Lichtsetzgerätes mit den in * er Figo 8 gezeigten überein. Deshalb wird auf die Darstellung einer Lösung mit einem elektronischen Lichtsetzgerät verziehtet.

Während der Horizontalablenkung wird der Elektronenstrahl hell- bzw. dunkelgetastet. Die Spannung für diese Tastung liefert das Register 26. Auch hier besteht über eine Leitung 27 eine feste Zuordnung zum Taktgeber. Besteht eine Aufzeichnungslinie aus zwölf Punkteinheiten, so muß dem Register ein Takt· zugeführt werden, der 12mal höher als der Takt an der Leitung 25 ist. In der Praxis ist die Frequenz des Taktes an der Leitung JO noch etwas höher, z.B. l4fach, denn die Rücklaufzeit nach einer Horizontalablenkung darf nicht völlig vernachlässigt werden. ·

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Das Register 26 lot ein sogenanntes Schieberegister und wirkt als Zwischenspeicher zwischen dem Datenspeicher 29 und dem Aufzeichnungsrohr 10.

In Fig. 9 1st ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens mit binär codierten Tonwerten dargestellt. Wie in Fig. 8 sind wiederum eine Abtasttrommel 3 und eine Aufzeichnungstrommel 4 vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Welle 2 angeordnet sind und von einem Motor 1 angetrieben werden. Die Abtasttrommel trägt das abzutastende Bildoriginal 5 und die Aufzeichnungstrommel eine lichtempfindliche Folie 6. Es ist ebenfalls eine Abtastoptik 31 vorgesehen, die aus einem schematisch dargestellten Linsensystem 32, einer Blende 33 und einem optisch-elektrischen Wandler 3^ besteht. Auf der Welle 2 ist außerdem ein Taktgeber 35 angebracht, durch den mittels einer Lichtschranke, die aus der Lichtquelle 36 und dem optisch-elektrischen Wandler 37 besteht, ein Takt erzeugt wird. Dieser Taktgeber 35 ist mit Schlitzen 38 versehen, die den Rastertakt angeben. Dieser Taktgenerator ist vorgesehen, damit die Aufzeichnung mit der Trommeldrehung synchronisiert werden kann.

Die Bildvorlage 5 wird während der Trommeldrehung, durch den Axialvorschub des Abtastkopfes 31 bedingt, in einer/ Schraubenlinie abgetastet. Die Ausgangssignale des optisch-elektrischen Wandlers gehen über eine an sich bekannte Farbkorrektureinheit 39 zu einem Analog-Digital-V/andler .40. An den Ausgängen 1 bis 4 des AD-Wandlers 40 treten die einzelnen Stellen der binär codierten Tonwerte als "0" oder "l" auf. Aus zeichnerischen Gründen sind nur vier Stellen, d.h. nur vier Ausgänge, angegeben. Diesen sind gemäß Fig. 10 auch nur vier mal vier Belichtungspunkte pro Rasterfeld

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zugeordnet. Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens werden sechs bis acht Binärstellen und über 100 Belichtungspunkte benötigt. ■

Die Ausgänge des Analog-Digital-Wandlers führen an eine Schaltmatrix 41, die aus UND-Toren besteht, die den einzelnen Belichtungspunkten der Fig. 10 zugeordnet sind. Jedes Tor wird von einer Binärziffer und von einem Zeilenimpuls aufgetastet, der von einem Zeilenringzähier 42· gegeben wird, so daß immer die Ausgänge der Tore einer Zeile an den Belichtungssignalleitungen 4^5 bis 46 liegen können. Es werden aber nur die Ausgänge weitergeschaltet, deren Binärziffern gerade "l" sind. Ist die Tonwertziffer IV gerade "θ", so liegt am Ausgang eines Inverters 47 eine "l", und das Feld "0" in der zweiten Zeile wird belichtet. Dies 1st also bei der helleren Hälfte der Tonwerte der Fall.

Wenn die vollständige Belichtung einer Zeile nicht gleichzeitig möglich ist> weil nur eine Lichtquelle mit nur einem bewegten Lichtpunkt zur Verfügung steht, wie dies z.B.- bei Belichtungen mittels einer Katodenstrahlröhre der Fall ist, so wird aus dem Takt, der von dem Taktgeber 35 erzeugt wird, durch Vervielfachung mit der Matrixspaltenzahl in den Taktmultiplizierern 48 und 49 ein höherer Takt erzeugt, durch den über einen Spaltenringzähler 50 die Folge der Punkte über Schalter (UND-Tore) 51 "bis 54 nacheinander eingeschaltet werden können. ·

Zur Belichtung sind Blitzlampen 55 bis 58 vorgesehen, die auf eine entsprechende Zahl von Lichtleitfasern 551, 561, 571 und 58I einwirken, deren Ausgänge als eine Zeile von Punkten Über ein Objektiv 62 auf die lichtempfindliche Folie 6 abgebildet werden.

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Während in Fig. 9 nur das Prinzip dargestellt ist, entspricht Fig. 11, der elektronische Teil, mehr dem Anwendungsfall. Dort ist eine in vier Teile A, B, C, D aufgeteilte Schaltmatrix von 8x8 Belichtungspunkten je Netzinasche dargestellt. Der Analog-Digital-Wandler 40 gibt nun eine sechsstellige Binärzahl aus, und es 1st angenommen, daß im Augenblick des Tonwertes Nr. 16 die Binärziffer V eingeschaltet ist und die entsprechenden Eingänge V aller vier Teilmatrizen aufschaltet, so daß in der Matrix die zugehörigen gestrichelt und in Zeile 2 von A vollgezeichneten Schaltstellen schaltbereit sind. Die sechs Binärstellenleltungen sind bei der Leitung 63 aus zeichnerischen Gründen nur einfach* gezeichnet.

Entsprechend der Matrixzeilenzahl hat der Zeilenringzähler 42 nunmehr acht Stufen, die in zyklischer Folge periodisch durchlaufen werden. Momentan sei der zur zweiten Belichtungspunktzeile gehörige Ausgang des Ringzählers 42 erregt. Bevor dieses Signal die Matrixausgänge dieser Zeile einschalten kann, muß es die Torschaltung 64 passieren. Hierzu wird von der Abtast- bzw. Schreibtrommel für jede Umdrehung ein Impuls abgenommen, der über Leitung 65 das Flip-Flop 66 erregt und dessen Ausgänge 67, 68 bei jeder Trommelschreibzeile umpolt. Ist z.B. während einer ganzen Schreibtrommeluradrehung die Leitung 67 eingeschaltet, so schalten die Ringzählerausgänge immer nur die Folge der Lichtpunktzeilen der Teilmatrizen A und C ein.

Bei der nächsten Trommelumdrehung kommen dann nur die Teilmatrizen B und D zur Aufschreibung. Im gezeigten Moment ist die zweite Zeile von A eingeschaltet, wo das Tonwertsignal V die beiden voll gezeichneten Belichtungspunkte angewählt hat und über Leitung 69 und 72 zur Aufzeichnungseinrichtung gibt. Es ist nicht erforderlich,

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aber zweckmäßig, wenn das Tonwertsignal im Takte der Folge der Teilmatrizen eingegeben wird. Bei langsamerem Wechsel wird die Feinheit der Schreibauflösung nicht genutzt, bei schnellerer Folge nicht mehr nennenswert die Auflösung verbessert.

Bisher wurde nur aufgezeigt, wie die Rasterfeider für eine Färbe aufgezeichnet werden. In' den Figuren 12 bis 15 ist gezeigt, daß mit den bisher beschriebenen Verfahren auch Mehrfarbendruck möglich ist. In Fig. 12 ist eine* durch den bei der Abtastung vorgegebenen' Tonwert bestimmte Bedeckung einer Auszugsfarbe, z.B. Magenta, angegeben. Fig. 13 zeigt einen anderen Tonwert für die Auszugsfarbe Gelb und Fig. 14 einen für die Auszugsfarbe Cyan.

Der Übereinanderdruck dieser drei Rasterfelder der einzelnen Auszugsfarben ist in Fig. 15 angegeben. Man erkennt, daß es Stellen gibt, in denen sich die Druckfarben überdecken oder auch nur berühren. Bei größeren Bedeckungen, d.h bei höheren Tonwerten, wird es naturgemäß--zu stärkeren Überlappungen der Druckfarben kommen, wie es dem bekannten autotypischen Farbdruck entspricht*

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Claims

Pa. Dr.-Ing. Rudolf Hell.GmbH Kiel, den 14.12.1972

23) Kiel 14, Grenzstr. 1-5 Lf/Hhs.

Patentanmeldung Nr. 72/372
Kennwort: "Digitales Feinraster" _Λ

Patentansprüche

'ljyverfahren zur gerasterten Reproduktion farbiger Halbtonbilder im Ein- oder Mehrfarbendruck, bei dem die Bildvorlage für die einzelnen Druckfarben separat optisch-elektrisch abgetastet wird, und die dabei gewonnenen elektrischen Signale im Takt nach Tonwertstufen quantisiert werden, und die quantisierten Signale ein oder mehrere Aufzeichnungsorgane steuern, durch die jeweils eine Druckform für die einzelnen Druckfarben hergestellt wird, wobei die Oberfläche der Druckform in ein Netz von orthogonalen Rastermaschen aufgeteilt wird, die einzelnen Rastermaschen in mehrere orthogonale Teilflächen aufgeteilt werden und die bei der Abtastung gewonnenen Signale mit einem solchen Takt quantisiert werden, daß-jeder Teilfläche ein Quantisierungstakt zugeordnet ist und durch die bei der Quantisierung gewonnenen Signale eine solche Steuerung des oder der Aufzeichnungsorgane erfolgt, daß innerhalb der Teilflächen der Rastermaschen ein oder mehrere Bedeckungsflecke als druckende Punkte auf der Druckform aufgezeichnet werden, deren Größe eine Flächenbedeckung aufweist, die dem gerade abgetasteten Tonwert entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu einem Tonwert, der der Größe des kleinsten druckbaren Punktes entspricht, die auf die Teilflächen entfallenden Bedeckungen als ein zusammenhängender Bedeckungsfleck innerhalb der Masche aufgezeichnet werden, daß bei steigendem Tonwert eine Vergrößerung dieses Bedeckungsfleckes vorgenommen wird, und bei

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Erreichen von etwa der zweifachen Größe des kleinsten druckbaren Punktes eine Teilung in zwei Bedeckungsflecke innerhalb der Masche erfolgt, daß die Vergrößerung und.anschließende Teilung der Bedeckungsflecke mit steigendem Tonwert bis zu einem vorgegebenen Tonwert weiter durchgeführt wird,, daß bei weiter steigendem Tonwert die nicht bedeckten Flächen bis zur kleinsten druckbaren Größe verkleinert werden und daß mit weiter steigendem Tonwert die Anzahl der nicht bedeckten Flächen verringert wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Rastermaschen bei hohem Tonwert etwa 2 bis 10 Bedeckungsflecke aufgezeichnet werden.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Tonwertstufen binär codierte Zahlen zugeordnet werden, deren einzelne Stellen jeweils einer festen Anzahl und Anordnung von Bedeckungsflecken innerhalb der Teilflächen der Rastermaschen entsprechen, deren Gesamtfläche der Bewertung des Stellenwertes der Binärzahl entspricht, daß die einer Stelle der Binärzahl zugeordnete Bedeckungsfläche mit steigender Stellenzahl der Binärzahl etwa um den Faktor 2 ansteigt, und daß bei der Aufzeichnung des Tonwertes die Bedeckungsflächen aufgezeichnet werden, die den Stellen der Binärzahl entsprechen, deren Stellenwert "l" ist.

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