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Dokumentenidentifikation DE3880559T2 28.10.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0295588
Titel Bildlesegerät und Binärumsetzungsverfahren hierfür.
Anmelder Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., Kyoto, JP
Erfinder Hoki, Tetsuo c/o Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., Horikawa-dori Kamikyo-ku Kyoto 602, JP;
Sezaki, Yoshinori Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd., Horikawa-dori Kamikyo-ku Kyoto 602, JP
Vertreter Boehmert, A., Dipl.-Ing.; Hoormann, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 28209 Bremen; Goddar, H., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Liesegang, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 80801 München; Winkler, A., Dr.rer.nat., 28209 Bremen; Tönhardt, M., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 40593 Düsseldorf; Stahlberg, W.; Kuntze, W.; Kouker, L., Dr.; Huth, M., 28209 Bremen; Nordemann, W., Prof. Dr.; Vinck, K., Dr.; Hertin, P., Prof. Dr.; vom Brocke, K., 10719 Berlin; Omsels, H., 8000 München; Schellenberger, M., Dr., O-7010 Leipzig; Ebert-Weidenfeller, A., Dr. jur, Rechtsanwälte, 2800 Bremen
DE-Aktenzeichen 3880559
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 10.06.1988
EP-Aktenzeichen 881093157
EP-Offenlegungsdatum 21.12.1988
EP date of grant 28.04.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.1993
IPC-Hauptklasse H04N 1/024
IPC-Nebenklasse H04N 1/387   

Beschreibung[de]

Die gegenwärtige Erfindung betrifft allgemein ein Bildlesegerät gemäß den Merkmalen des ersten Teils von Anspruch 1 und ein Binärumsetzungsverfahren dafür mit den Merkmalen des ersten Teils von Anspruch 7.

EP-A-0 173 099 und US-A-4 419 696 offenbaren ein Bildlesegerät zum Abtasten eines Objekts mit einem photoelektrischen Bildsensor. Diese Dokumente zeigen, wie photoelektrische Elemente so zu justieren sind, daß der schwarze Bereich des Originals deutlich von dem weißen Bereich unterscheidbar ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den den Hintergrund (Nichtbildbereich) von dern Bildbereich eines Originals trennenden Schwellwert zu bestimmen, wenn der Dichteunterschied zwischen dem Nichtbildbereich und dem Bildbereich des Originals klein ist.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die Merkmale des zweiten Teils von Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 gelöst.

Gegenstand der Unteransprüche sind bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gerätes bzw. des Verfahrens der Erfindung.

Die Erfindung wird aus der folgenden, detaillierten Beschreibung der gegenwärtigen Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden Abbildungen ersichtlicher werden.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Diversifikation der Empfindlichkeit von unterschiedlichen, einen Bildsensor bildenden, Photozellen zeigt;

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Verteilung der auf jede Photozelle beim Bildlesen projizierten Lichtmenge zeigt;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte des Binärumsetzungsverfahrens gemäß der gegenwärtigen Erfindung zeigt;

Fig.en 4A bis 4E zeigen, schrittweise, die Bearbeitung der von einem Zeilenbildsensor detektierten Daten;

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Hauptbereich einer mit der gegenwärtigen Erfindung verwendeten Vorrichtung zum Kontrollieren des Aussehens einer Montageplatte zeigt;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das dem Schritt A von Fig. 3 entspricht;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das den Schritten B bis E von Fig. 3 entspricht;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das dem Schritt F von Fig. 3 entspricht;

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das dem Schritt G von Fig. 3 entspricht;

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das den Schritten J und K von Fig. 3 entspricht;

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das bestimmte Komponenten der Vorrichtung zum Kontrollieren des Aussehens einer Montageplatte zeigt; und

Fig.en 12 und 13 sind Blockdiagramme, die Details eines Datennormalisators zeigen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der gegenwärtigen Erfindung mit Bezug auf Fig. 3 und die Fig.en 4A bis 4E beschrieben. Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Schritte des Binärumsetzungsverfahrens gemäß der gegenwärtigen Erfindung zeigt. Fig.en 4A bis 4E zeigen die Bearbeitungszustände der durch einen Zeilenbildsensor detektierten Daten. Die dem Flußdiagramm von Fig. 3 entsprechende Datenbearbeitung ist schematisch dargestellt.

In dem Schritt A wird die Referenzlichtmenge von der Referenzplatte durch ein photoelektrisches Umsetzungsmittel detektiert. Eine Anzahl von (n) Referenzdaten Vsi (i = 1...n), die zu jedem der den Zeiienbildsensor bildenden Photozellen gehören, werden detektiert. Die Referenzdaten Vsi sind in Fig. 4A dargestellt. Die Ausgangspegel der Referenzdaten Vsi beinhalten die Ungleichheit der Lichtmenge in dem Beleuchtungssystem, in dem optischen Fokussierungssystem und in der Empfindlichkeitsdiversifikation der Photozellen, wie auch die Daten L&sub2; der in Fig. 1 gezeigten Lichtmenge.

In dem Schritt B wird die Lichtmenge von dem Objekt durch besagten Zeilenbildsensor detektiert, und n Objektdaten Vxi (i = 1...n) werden erhalten. Die Signalpegel der Objektdaten Vxi stehen in Proportion zu den Referenzdaten Vsi entsprechend der Dichte des Bildbereichs und der Dichte des Nichtbildbereichs des Objekts, wie in Fig. 4B dargestellt.

In dem Schritt C wird jeder der Objektdatenwerte Vxi durch den entsprechenden Referenzdatenwert Vsi geteilt. Das Ergebnis dieser Operation wird als objektnormalisierter Wert Nxi (i = 1...n) bezeichnet. Die objektnormalisierten Werte Nxi sind in Fig. 4C dargestellt. Ein objektnormalisierter Wert repräsentiert das Verhältnis eines Signalpegels, der dem Bildbereich oder dem Nichbildbereich des Originals entspricht, zu dem Referenzpegel Vsi jeder Photozelle. Daher kennzeichnet der objektnormalisierte Wert den Ausgangspegel an, welcher schattierungskorrigiert ist.

In dem Schritt D werden die Auftretungsfrequenzen nK der objektnormalisierten Werte Nxi (i = 1...n), die jeder der Photozellen entsprechen, zahlenmäßig ausgedrückt. Als Folge wird ein Histogramm, wie in Fig. 4D gezeigt, erhalten. In diesem Histogramin ist ein Spitzenwert der Auftretungsfrequenz in dem Bereich vorhanden, der zu dem Nichtbildbereich des Objekts gehört (im folgenden als normalisierter Nichtbildwertebereich L bezeichnet), und ein Spitzenwert der Auftretungsfrequenz ist in dem Bereich vorhanden, der zu dem Bildbereich gehört (im folgenden als normalisierter Bildwertebereich H bezeichnet)

In dem Schritt E wird der Schwellwert TH zur Binärumsetzung basierend auf besagtem Histogramm ermittelt. Der Schwellwert TH ist ein Zwischenwert zwischen dem Wert BR, der zu dem Nichtbildbereich in dem normalisierten Nichtbildwertebereich L gehört, und dem Wert WR, der zu dem Bildbereich in dem normalisierten Bildwertebereich H gehört, wobei der Schwellwert dem konkaven Bereich der Auftretungsfrequenz entspricht.

In dem Schritt G wird der obenbeschriebene, schattierungskorrigierte, objektnormalisierte Wert Nxi basierend auf besagtem Schwellwert TH binär umgesetzt. Folglich werden Binärsignale, wie in Fig. 4E gezeigt, erhalten.

Anstelle des Schrittes G kann die gegenwärtige Erfindung die Schritte J und K enthalten.

In dem Schritt J wird besagter Schwellwert TH mit den Referenzdaten Vsi multipliziert, um THi zu erhalten. Somit wird der Schwellwertpegel THi jeder Photozelle zahlenmäßig ermittelt.

In dem Schritt K wird besagter Objektdatenwert Vxi basierend auf dem Schwellwertpegel THi direkt binär umgesetzt. Demgemäß werden Binärsignale, wie in Fig. 4E gezeigt, erhalten.

Ein Histogramin wird gebildet, um den Schwellwert TH in den Schritten D und E zu erhalten, so daß die Methode des Entscheidens bezüglich TH einfach verstanden werden kann. Die Bildung des Histogramms ist nicht notwendigerweise gefordert, solange der Schwellwert erhalten werden kann.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das einen Hauptbereich der Vorrichtung zum Kontrollieren des Aussehens einer Montageplatte, mit welcher das Binärumsetzungsverfahren der gegenwärtigen Erfindung verwendet wird, zeigt.

Die Vorrichtung umfaßt einen Prüftisch 2, der relativ in Richtung des Pfeils bewegbar zum Plazieren einer Montageplatte 1 bereitgestellt ist, eine Beleuchtungslampe 3, die oberhalb des Prüftisches 2 zur Verfügung gestellt ist, eine Fokussierungslinse 4, ein photoelektrisches umsetzungsmittel 5, einen Verstärker 6 zum Verstärken der durch das photoelektrische Umsetzungsmittel 5 detektierten Signale, einen A/D-Wandler (Analog/Digitalwandler) 7 und eine Rechenoperationseinheit 11.

Das photoelektrische umsetzungsmittel 5 umfaßt einen Zeilenbildsensor, in welchem Photozellen, wie ein CCD (ladungsgekoppelte Einrichtung), eine Photodiode und dergleichen, in einer Linie in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Blattes von Fig. 5 angeordnet sind. Der Zeilenbildsensor 5 umfaßt acht Bildsensorblöcke, und jeder Block des Bildsensors umf aßt eine eindimensionale Anordnung von ungefähr 2.000 CCD-Elementen. Jeder Block umfaßt eine Beleuchtungslampe 3, eine Fokussierungslinse 4, einen Verstärker 6 und einen A/D-Wandler 7.

Der A/D-Wandler 7, ein Eingangs/Ausgangsoperationsbereich 8, ein Außenspeicher 9 und ein Anzeigemittel 18 zum Anzeigen des Ausgangs sind über eine Eingangs/Ausgangsschnittstelle 10 mit der Rechenoperationseinheit 11 verbunden.

Die Rechenoperationseinheit 11 wird durch einen Mikrocomputer gebildet, der durch ein schematisches Blockdiagramm in Fig. 5 dargestellt ist. Die Rechenoperationseinheit 11 umfaßt einen Tnnenspeicher 12 zum zeitweise Speichern der Signale, die für einen Abtastvorgang (eine Abtastzeile) durch den Zeilenbildsensor 5 detektiert werden, das Arbeitsmittel 13 für objektnormalisierte Werte, ein Histogrammbildungsmittel 14 zum Bilden eines Histogramms durch Zählen der Auftretungsfrequenz jedes objektnormalisierten Wertes Nxi während eines Abtastvorgangs des Bildsersors 5, ein Schwellwertoperationsmittel 15 zum Erhalten des Schwellwertes TH zur Binärumsetzung basierend auf dem Histogramm, und einen Komparator 16 zum Binärumsetzen des objektnormalisierten Wertes Nxi basierend auf dem Schwellwert TH, wobei diese Komponenten miteinander über einen Datenbus 17 verbunden sind.

Obwohl jedes der Rechenmittel 14, 15, 16 und der Komparator 13 als ein unabhängiger Funktionsblock der Übersichtlichkeit wegen dargestellt ist, kann die Funktion jedes Mittels durch eine CPU (Zentralrecheneinheit) in Übereinstimmung mit den jeweiligen Programmen in einem Mikrocomputer bereitgestellt werden.

Die Funktion einer Vorrichtung zum Kontrollieren des Aussehens einer Montageplatte, mit welcher die gegenwärtige Erfindung verwendet wird, wird im folgenden mit Bezug auf die Flußdiagramme der Fig.en 6 bis 9 beschrieben.

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das dem Schritt A von Fig. 3 entspricht, der der Schritt des Erhaltens von Referenzdaten Vsi durch Detektion der Referenzlichtmenge von der Referenzplatte 1a ist.

In dem Schritt A1 wird eine weiße Referenzplatte 1a auf einen Prüftisch 2 gesetzt. In dem Schritt A2 wird die Betriebsart des Eingangs/Ausgangsoperationsbereichs 8 auf den Referenzdatenlesemodus gesetzt.

In dem Schritt A3 wird die Referenzlichtmenge von der weißen Referenzplatte 1a detektiert und der Referenzdatenwert Vsi (i...n) für jede Zelle in einer Zeile gelesen und in einen Innenspeicher 12 geschrieben. In dieser Vorrichtung lesen alle Bildsensoren 5 von acht Blöcken die Referenzdaten für jede Zelle. In dem Schritt A4 werden die Referenzdaten Vsi nacheinander in den Außenspeicher 9 geschrieben.

In dem Schritt A5 wird bestimmt, ob die Referenzdaten Vsi für das festgesetzte, N-malige Abtasten ermittelt worden sind oder nicht. In dem Schritt A6 wird der Durchschnittsreferenzdatenwert aus N-maligem Abtasten (i = 1...n) für jede Zelle bestimmt und in dem Außenspeicher 9 gespeichert. Der Grund für die Bestimmung des Durchschnitts aus N Abtastvorgängen ist, daß ein Fehler auftreten kann, wenn sich feine Stäube und dergleichen auf der weißen Referenzplatte abgesetzt haben, und die Referenzdaten durch eine Messung bestimmt werden sollen. In dieser Ausführungsform wird der Prüftisch 2 ein wenig für jeden Abtastvorgang bewegt, wodurch der Durchschnittwert aus 50 Abtastvorgängen ermittelt werden kann. Die Anzahl der Abtastvorgänge kann passenderweise so ausgewählt werden, daß der benötigte, stabile Wert erhalten wird. Der Referenzwert muß nicht notwendigerweise der Durchschnittswert sein, vorausgesetzt, daß ein relativ stabiler Referenzdatenwert erhalten wird.

Die Referenzdaten werden im folgenden einfach mit Vsi bezeichnet.

In dem Schritt A7 wird der Referenzdatenlesemodus aufgehoben. In dem Schritt A8 wird der Prüftisch 2 zu seiner Startposition (Ursprungsposition) zurückgebracht und die Referenzplatte 1a von dem Prüftisch 2 entfernt.

Der Schritt A des Lesens der Referenzdaten Vsi ist somit abgeschlossen. Die Referenzdaten Vsi, welche zuerst erhalten worden sind, werden bei den folgenden Operationen außer zu solchen Anlässen verwendet, wie das Austauschen der Beleuchtungslampe.

Fig. 7 ist ein Flußdiagrasm, das den Schritten B bis E von Fig. 3 entspricht, in welchen die Objektdaten Vxi der Montageplatte 1 erhalten werden, und der Schwellwert TH zum Binärumsetzen ermittelt wird.

In dem Schritt B1 wird eine Montageplatte 1 auf dem Prüftisch 2 plaziert, und in dem Schritt B2 wird der Objektdatenlesemodus gesetzt.

In dem Schritt B3 wird das komplette Objekt oder ein Bereich des Objekts abgetastet, und die Objektdaten Vxi (i = 1...n werden in den Außenspeicher 9 geschrieben. Die Anzahl der Daten, welche in diesem Schritt erhalten werden sollten, entspricht der Anzahl, die ausreicht, um den in den nächsten Schritten C1 bis E2 benötigten Schwellwert TH zu liefern. Daher muß nicht das komplette Objekt abgetastet werden, und es kann auch nur ein Bereich des Objekts abgetastet werden.

In dem Schritt C1 wird der Rechenoperationsmodus automatisch für die folgende Rechenoperation gesetzt.

In dem Schritt C2 wird der objektnormalisierte Wert Nxi basierend auf der folgenden Gleichung, die die obenbeschriebenen Referenzdaten Vsi (i = 1...n) und die Objektdaten Vxi (i = 1...n) verwendet, berechnet, um in den Innenspeicher 12 geschrieben zu werden.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der maximale Wert der objektnormalisierten Werte Nxi als 255 definiert.

Nxi = 255 x Vxi/Vsi (i = 1...n)

In dem Schritt D wird die Auftretungsfrequenz von jedem der besagten normalisierten Werte Nxi, 0 bis 255, durch das Histogrammbildungsmittel 14 gezählt, und die Auftretungsfrequenzen nK (K = 1...255) werden nacheinander in dem Innenspeicher 12 gespeichert. Die Daten entsprechen dem in Fig. 4D gezeigten Histogramm.

In dem Schritt E1 wird die Auftretungsfrequenz nK zum Erstellen eines Vergleichs an das Schwellwertoperationsmittel 15 basierend auf besagter Auftretungsfrequenz nK weitergeleitet, und zwei Spitzenwerten n&sub1; und n&sub2; der Auftretungsfreguenz werden detektiert. Bei den objektnormalisierten, den Spitzenwerten der Auftretungsfreguenz entsprechenden Werten entspricht der relativ kleinere Wert dem Wert BR, der zu dem Nichtbildbereich gehört, und der relativ größere Wert entspricht dem Wert WR, der zu dem Bildbereich von Fig. 4D gehört.

Manchmal ist der normalisierte Wert des Nichtbildbereichs größer als der des Bildbereichs, wie beispielsweise bei einem Objekt vom Positivbildtyp. Diese Erfindung kann in jedem Falle angewendet werden, wenn die Werte BR und WR, die zu dem Nichtbildbereich bzw. dem Bildbereich gehören, erhalten werden können.

In dem Schritt E2 wird ein konkaver Bereich n&sub3; zwischen den beiden besagten Spitzenwerten n&sub1; und n&sub2; der Auftretungsfrequenz auf gleiche Art bestimmt. Der objektnormalisierte Wert, der zu dem konkaven Bereich n&sub3; gehört, entspricht dem Schwellwert TH von Fig. 4D. Der Schwellwert TH wird in dem Außenspeicher 9 in dem Schritt E3 gespeichert. Der Schwellwert TH wird in einem der beiden Verfahren, die in den Schritten G bzw. J beschrieben werden, verwendet.

In dem Schritt E4 wird der Rechenoperationsmodus aufgehoben. In dem Schritt E5 wird der Prüftisch 2 zu seiner Startposition zurückgebracht und die Montageplatte entfernt.

Wenn verschiedene Montagepiatte untersucht werden sollen1 werden die obenbeschriebenen Schritte B (B1 bis E5) für jede der Montageplatten durchgeführt, und der Schwellwert für jede Montageplatte wird zuvor bestimmt. In dem Schritt E6 wird bestimmt, ob der Schritt B wirksam für alle Montageplatten durchgeführt worden ist oder nicht. Danach wird das Verfahren mit dem Schritt F fortgesetzt.

Fig. H ist ein Flußdiagramm, das dem Schritt F von Fig. 3 entspricht und der Präparation des Binärumsetzungsverfahrens dient.

In dem Schritt F1 wird die zu überprüfende Platte 1 auf den Prüftisch 2 gesetzt. In dein Schritt F2 wird die Vorrichtung in den Prüfmodus durch Betätigung einer Operationstaste der Eingabeeinrichtung 8 gesetzt, und der Typ besagter Platte 1 wird eingegeben. In dem Schritt F3 wird der dem Plattentyp entsprechende Schwellwert TH von dem Außenspeicher 9 in den Innenspeicher 12 geschrieben.

In dem Schritt F4 wird der geeignete folgende Schritt, G oder J, ausgewählt. Ein zweckmäßiges Binärumsetzungsverfahrenssig nal kann entweder in dem Schritt G oder J erhalten werden.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das dem Schritt G von Fig. 3 entspricht. In dem Schritt G1 wird mit den Bewegen des Prüftisches 2 auf die Betätigung der Taste zum Starten des Prüfens begonnen. In dem Schritt G2 werden die Objektdaten Vsi gelesen, und die objektnormalisierten Werte Nxi werden nach und nach basierend auf der folgenden Gleichung erhalten.

Nxi = 255 x Vxi/Vsi (i = 1...n)

Der objektnormalisierte Datenwert Nxi ist der Wert, der durch Teilen des Objektdatenwertes Vxi, der durch die ite-Photozelle gelesen wird, durch das Maximum der Empfindlichkeit , die die Schattierung besagter Photozelle beinhaltet, bestimmt. In der gegenwärtigen Erfindung entspricht der objektnormalisierte Datenwert Nxi der Reflexionsstärke.

In dem Schritt G3 wird der normalisierte Wert Nxi mit den Schwellwert TH durch den Komparator 16 verglichen. Wenn der normalisierte Wert Nxi größer als der Schwellwert TH ist, wird ein Signal 1 mit hohem Pegel in dem Schritt G4 ausgegeben. Wenn Nxi kleiner als der Schwellwert TH ist, wird ein Signal 0 mit niedrigem Pegel in dem Schritt G5 ausgegeben. In dem Schritt G6 wird bestimmt, ob das Binärumsetzungsverfahren für den kompletten Abtastvorgang durchgeführt worden ist oder nicht, wodurch das Verfahren der Binärumsetzung beendet wird.

Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das der Binärumsetzungsmethode entspricht, die die Schritte J bis K enthält, welche anstelle des Schrittes G von Fig. 3 ausgewählt werden können.

In dem Schritt J1 werden besagte Referenzdaten Vsi in den Innenspeicher 12 geschrieben. In dem Schritt J2 wird der Schwellwert THi von jeder Photozelle basierend auf der folgenden Gleichung bestimmt, um in den Innenspeicher 12 eingeschrieben zu werden. THi = (TH x Vsi) /255 (i = 1...n)

In den folgenden Schritten K1 bis K6 wird Binärverarbeitung für alle Objektdaten Vxi durch Schritte durchgeführt, die dem obenbeschriebenen Binärumsetzungsverfahren (G1 bis G6) entsprechen.

In dem obigen Ausführungsbeispiel wird die gegenwärtige Erfindung mit einer Vorrichtung zum Kontrollieren von Montageplatten verwendet. Jedoch ist die gegenwärtige Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt und kann allgemeiner betrachtet mit Bildlesevorrichtungen verwendet werden. Die gegenwärtige Erfindung kann im Zusammenhang mit der Übertragung von Negativfilmen verwendet werden. In diesem Fall werden die Referenzdaten durch Verwendung einer transparenten Referenzplatte erhalten. Daher ist die Referenzplatte nicht auf eine weiße Platte beschränkt, und die gegenwärtige Erfindung kann verwendet werden, wenn die Platte eine uniforme Reflexionsdichte oder Durchlässigkeitsdichte aufweist.

Ein bevorzugter Aufbau der tatsächlichen Verwendung der gegenwärtigen Erfindung wird im folgenden beschrieben. Fig. 11 zeigt bestimmte Komponenten der Vorrichtung zum Kontrollieren des Aussehens einer in Fig. 5 gezeigten Montageplatte.

Die in Fig. 11 gezeigte Einrichtung zum Kontrollieren des Aussehens einer Montageplatte umfaßt einen CCD-Zeilensensor 5; einen Verstärker 6 zum Verstärken eines Analogsignals von dem Zeilensensor; einen A/D-Wandler 7 zum Wandeln des Analogsignals in ein Diginalsignal und eine Rechenoperationseinheit 11 zum Bearbeiten der A/D- umgewandelten Digitalsignale. Die Recheneinheit 11 umfaßt eine CPU 51 zum Kontrollieren der kompletten Einheit; einen an der CPU anhängenden Speicher 52; eine Schnittstelle zum Verbinden der CPU mit anderen Komponenten; eine Taktratenkontrolle 54 zum Signalverarbeiten zwischen jeder der Komponenten; einen Schwarzabweichungsjustierer 55 zum Vergleichen eines elektrischen, von dem CCD gemessenen Signals mit einem festgesetzten Referenzsignal; einen Datennormalisator 56 zum Normalisieren des elektrischen, von dem CCD detektierten Signal basierend auf dem Schwarzabweichungssignal; und einen Komparator 57 zum Binärumsetzen der normalisierten Daten durch Vergleichen derselben mit dem festgesetzten Schwellwertpegel.

Fig.en 12 und 13 illustrieren Details des Datennormalisators 56 und des Komparators 60. Der in den Fig.en 12 und 13 dargestellte Datennormalisator 56 umfaßt einen Zeilendatenspeicher 58 zum Speichern einer Zeile von durch den Zeilensensor 5 von der weißen Referenzplatte detektierten Daten; ein Register B zum Halten der Daten in dem Zeilendatenspeicher 58; ein Register A zum Halten der von der Probe detektierten Daten; einen Dividierer 59 zum Berechnen der Werte C = A/B aus den in dem Register A gehaltenen Daten A und den in den Register B gehaltenen Daten B; ein Register C zum Halten der Daten A/B, die durch den Dividierer 59 erhalten werden; einen Komparator 60 zum Vergleichen der in dem Register C gehaltenen Daten C mit einem zuvor erhaltenen Schwelldatenwert D zum Ausgeben eines binärumgesetzten, auf dem Resultat basierenden Datenwerts; und ein Register D zum Halten der binärumgesetzten, von dem Komparator ausgegebenen Daten.

Mit Bezug auf die Fig.en 11 bis 13 wird die genaue Handlungsweise der Vorrichtung zum Kontrollieren des Aussehens der Nontageplatte beschrieben. Die weiße Referenzplatte wird durch einen Zeilensensor 5 abgetastet. Die resultierenden Daten werden zu dem Schwarzabweichungsjustierung 55 über den Verstärker 6 und den A/D-Wandler 17 Zeile für Zeile übertragen. Der Schwarzabweichungsjustierung 55 ist bereitgestellt, damit die von dem Zeilensensor erhaltenen Daten einen absoluten Wert bezüglich eines konstanten Referenzwertes haben können. Die genaue Handlungsweise ist wie folgt. Im allgemeinen detektiert der Zeilensensor ein konstanten Signalpegel, selbst wenn die Farbe des zu detektierenden Objekts schwarz ist. Um einen Signalpegel bezüglich der weißen Referenzplatte zu detektieren, wird ein konstanter Referenzpegel benötigt. Daher wird ein von einer schwarzen Referenzplatte erhaltenes Signal von dem signalpegel für jede einzelne Detektionszelle abgezogen, wodurch ein Signal mit einem konstanten Pegel unter Benutzung einer schwarzen Referenz erhalten wird. Zu diesem Zweck umfaßt der Zeilensensor eine Vielzahl von Einheitsdetektionselementen, wobei ein Einheitsdetektionselement an einem Ende des Zeilensensors vorhanden ist und ein Signal von einer schwarzen Referenz detektiert. Daten, welche einer Schwarzabweichungsjustierung unterzogen worden sind, werden in dem Zeilendatenspeicher 56 gespeichert.

Danach wird die komplette Montageplatte von dem Zeilenbildsensor einer Vorabtastung unterzogen. Als Folge wird der Referenzschwellwert erhalten. Der Prozeß des Erhaltens des Referenzschwellwerts ist identisch mit dem in dem Flußdiagramm der Fig.en 6 und 7 gezeigten. Der einzige Unterschied ist, daß die Daten Schwarzabweichungen wiedergeben.

Danach werden die Daten von der zu prüfenden Montageplatte binär umgesetzt. Die zu prüfende Montageplatte wird Zeile für Zeile abgetastet. Die erhaltenen Daten werden bezüglich ihrer Schwarzabweichung justiert und in dem Register A gehalten. Die in dem Register A gehaltenen Daten der zu überprüfenden Montageplatte werden durch die von der weißen Referenzplatte erhalten, in dem Register B gehaltenen Daten mittels des Dividierers 59 geteilt, wobei das Resultat in dem Register C gehalten wird. Das Resultat dieser Operation entspricht dem objektnormalisierten Wert. Die in dem Register C gehaltenen Daten werden mit dem Schwellwert verglichen, der, wie obenbeschrieben, in dem Koinparator 60 erhalten wird. Das Resultat, das in dem Register D zu halten ist, ist binär umgesetzt und wird ausgegeben.

Die Operation ist dieselbe, wie die in den Fig.en 8 bis 10 in den Flußdiagrammen gezeigte.

Wie oben beschrieben, umfaßt gemäß der gegenwärtigen Erfindung das Bildlesegerät eine Referenzplatte zum Erhalten eines Referenzsignals; einen Tisch zum Anbringen eines Originals mit einem Bereich von erster Dichte und einem Bereich von zweiter Dichte, die unterschiedlich von der ersten Dichte ist; ein Abtastmittel zum Abtasten des auf dem Tisch angebrachten Objekts und der Referenzplatte, wobei das Abtastmittel eine Beleuchtungsapparatur zum Beleuchten des Objekts und der Referenzplatte, ein photoelektrisches Umsetzungsmittel zum Detektieren der Lichtmenge von dem Objekt und der Referenzplatte, um ein Ausgangssignal auszugeben, das besagter Lichtmenge entspricht, und ein optisches System zum Projizieren des Lichtes von dem Objekt und der Referenzplatte auf das photoelektrische Umsetzungsmittel aufweist; ein Arbeitsmittel für objektnormalisierte Werte zum Wirken auf einen objektnormalisierten Wert, der durch ein Verhältnis eines ersten, von der Referenzplatte erhaltenen Ausgangssignals zu einem zweiten, von dem Objekt erhaltenen Ausgangssignal repräsentiert wird; und ein Mittel zum Bestimmen eines Binärumsetzungsschwellwertes zum Bestimmen eines Binärumsetzungsschwellwertes zur Binärumsetzung der objektnormalisierten Werte basierend auf der Verteilung der objektnormalisierten Werte.

Daher kann das erste, von der Referenzplatte erhaltene Ausgangssignal und das zweite, von dem Objekt erhaltene Ausgangssignal mittels derselben Beleuchtungsapparatur, demselben photoelektrischen Umsetzungsmittel und demselben optischen System geliefert werden. Somit hängt der objektnormalisierte Wert, der basierend auf die zwei Signale bestimmt wurde, nur von der Dichte des Objektes ab und ist unabhängig von Ungleichhernten der Lichtmenge in dem optischen Fokussierungsmittel und von der Diversifikation der Zellen in dem photoelektrischen Umsetzungsmittel. Demgemäß wenn die Verteilung der objektnormalisierten Werte basierend auf diesen Werten erhalten worden ist, können zwei Spitzenwerte der objektnormalisierten Werte bestimmt werden, die zu dem Bildbereich bzw. dem Nichtbildbereich gehören. Folglich kann durch Benutzung des zwischenliegenden Wertes, zwischen den beiden Spitzenwerten, als Binärumsetzungsschwellwert ein Bildverarbeitungsgerät und das entsprechende Binärumsetzungsverfahren geliefert werde, welche unabhängig von der Ungleichheit der Lichtmenge in dem optischen Fokussierungssystem und von der Diversifikation der Photozellen in dem photoelektrischen Umsetzungsmittel sind.

Selbst wenn die Dichte des Bildbereichs und des Nichtbildbereichs des Objekts in Richtung der niedrigeren Dichte oder der höheren Dichte verschoben werden, oder selbst wenn der Unterschied zwischen der Dichte klein ist, kann der Schwellwert korrekt bestimmt werden, wodurch ein geeingetes Binärumsetzungssignal erhalten werden kann, welches ein verläßliches Bildlesen ermöglicht.

Obwohl die gegenwärtige Erfindung in Details beschrieben und illustriert worden ist, ist es klar zu verstehen, daß dies nur der Illustration und dem Beispiel dient, und nicht als Einschränkung zu sehen ist, wobei der Rahmen der gegenwärtigen Erfindung nur im Sinne der beigefügten Ansprüche beschränkt ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen und/oder in den beiliegenden Abbildungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.


Anspruch[de]

1. Bildlesegerät umfassend:

- eine Referenzplatte (1a) zum Erhalten eines Referenzsignals,

- einen Tisch (2) zuin Plazieren eines Objekts (1), wobei besagtes Objekt eine Abbildung besitzt, die durch einen Bereich einer ersten optischen Dichte und einen Bereich einer zweiten optischen Dichte, die unterschiedlich von der ersten optischen Dichte ist, dargestellt wird,

- ein Abtastmittel (2) zum Abtasten des Objekts, das auf besagtem Tisch und besagter Referenzplatte plaziert ist, aufweisend

- eine Beleuchtungsapparatur (3) zum Beleuchten von besagtem Objekt und besagter Referenzplatte,

- ein photoelektrisches Umsetzungsmittel (5) zur Detektion der Menge des Lichtes von besagtem Objekt und von besagter Referenzplatte, um ein Ausgangssignal herauszugeben, das besagter Lichtmenge entspricht, und

- ein optisches System (4) zur Projektion des Lichtes von besagtem Objekt und von besagter Referenzplatte auf besagte photoelektrische Umsetzungsmittel (5),

- ein Arbeitsmittel (13) für objektnormalisierte Werte zur Abschätzung eines normalisierten Wertes des Objekts, der durch das Verhältnis von einem ersten Ausgangssignal, das aus besagtem Referenzsignal erhalten wird, zu einem zweiten Ausgangssignal, das für besagtes Objekt erhalten wird, dargestellt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

- besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel eine Vielzahl von photoelektrischen Elementen enthältet,

- ein besagtes erste Ausgangssignal durch Abtasten besagter Referenzplatte und besagtes zweite Ausgangssignal durch Abtasten besagten Objekts für jedes der besagten photoelektrischen Elemente erhalten wird, und

- ein Mittel (15) zum Bestimmen eines Binärumsetzungsschwellwertes zur Binarumsetzung von besagtem normalisierten Wert des Objekts zur Verfügung gestellt wird, das folgendes umfaßt:

-- ein Mittel (12) zum Halten der statistischen Verteilung von besagten normalisierten Werten des Objekts, die durch besagte normalisierten Werte des Objekts und Auftretungsfreguenzen derselben dargestellt wird,

-- ein Spitzenwertbestimmungsmittel (14) zur Bestimmung eines ersten Spitzenwertes der Auftretungsfrequenz, der besagtem Bereich der ersten optischen Dichte entspricht, und eines zweiten Spitzenwertes der Auftretungsfrequenz, der besagtem Bereich der zweiten optischen Dichte entspricht, beruhend auf besagtem normalisierten Wert des Objekts; und

-- ein Schwellwertarbeitsmittel (15) zur Bestimmung eines Schwellwertes, der mit einem dazwischenliegenden Wert, zwischen den normalisierten Werten des Objekts, die besagtem ersten und zweiten Spitzenwert entsprechen, übereinstimmt.

2. Bildlesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel (5) einen Bildsensor (5) umfaßt.

3. Bildlesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel (5) einen CCD (ladungsgekoppelte Einrichtung) umfaßt.

4. Bildlesegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel (5) eine Photodiode umfaßt.

5. Bildlesegerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- besagte Beleuchtungsapparatur (3) ein Beleuchtungssystem zum Erhalten von besagtem Objekt transmittierten Lichtes umfaßt, und

- besagtes optische System besagtes transmittierte Licht auf besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel (5) projiziert.

6. Bildlesegerät nacb einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- besagte Beleuchtungsapparatur (3) ein Beleuchtungssystem zum Erhalten von besagtem Objekt reflektierten Lichtes umfaßt, und

- besagtes optische System besagtes reflektierte Licht auf besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel (5) projiziert.

7. Binärumsetzungsverfahren für ein Bildlesegerät, das die folgenden Schritte umfaßt:

- Anfertigung einer Referenzplatte (1a)

- Anfertigung eines Objekts (1), das eine Abbildung aufweist, die durch einen Bereich einer ersten optischen Dichte und einen Bereich einer zweiten optischen Dichte, die unterschiedlich von besagter ersten optischen Dichte ist, dargestellt wird,

- Beleuchtung besagten Objekts (1) und besagter Referenzplatte (1a), Abtasten besagten beleuchteten Objekts (1) und besagter beleuchteten Referenzplatte (1a), Detektion der Lichtmenge von besagtem Objekt (1) und von besagter Referenzplatte (1a), um Ausgangssignale, die den besagten Lichtmengen entsprechen, auszugeben,

- Erhalten eines ersten Ausgangssignals durch Abtasten besagter Referenzplatte,

- Erhalten eines zweiten Ausgangssignals durch Abtasten besagten Objekts (1),

- Erhalten eines normalisierten Wertes des Objekts durch Bestimmung des Verhältnisses von besagten zweiten Ausgangssignal zu besagtem ersten Ausgangssignal,

gekennzeichnet durch

- Ermitteln eines Binärumsetzungsschwellwertes zur Binärumsetzung von besagtem normalisierten Wert des Objekts, beruhend auf besagtem normalisierten Wert des Objekts, und

- Binärumsetzung besagten normalisierten Wertes des Objekts auf der Basis von besagtem Binärumsetzungsschwellwertes, durch

-- Halten der statistischen Verteilung von besagten normalisierten Werten des Objekts (12), die durch besagte normalisierten Werte des Objekts und die Auftretungsfrequenzen derselben dargestellt wird,

-- Bestimmung eines ersten Spitzenwertes der Auftretungsfrequenz, der besagten Bereich von der ersten optischen Dichte entspricht, und eines zweiten Spitzenwertes der Auftretungsfrequenz, der besagten Bereich von besagter zweiten optischen Dichte entspricht, beruhend auf besagten normalisierten Wert des Objekts, und

-- Bestimmung eines Schwellwertes, der mit einem dazwischenliegenden Wert, zwischen den normalisierten Werten des Objekts, die besagten ersten und zweiten Spitzenwert der Auftretungsfrequenz entsprechen, übereinstimmt.

8. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß besagter normalisierte Wert des Objekts für jede der Photozellen, die in einer Dimension angeordnet sind, bestimmt wird.

9. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch

- Erhalten von besagtem Objekt reflektierten Lichtes und Projizieren von besagten reflektierten Licht auf besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel.

10. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch

- Erhalten von besagten Objekt transmittierten Lichtes und Projizieren von besagten transmittierten Licht auf besagtes photoelektrische Umsetzungsmittel.

11. Binärumsetzungsverfahren nach einem der Ansprüch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Schritte der Binärumsetzung von besagten normalisierten Wert des Ob jekts die folgenden Schritte umfaßt:

- Bestimmung eines Schwellwertes von besagten photoelektrischen Umsetzungsmittel durch Multiplizieren besagten Binärumsetzungsschwellwertes mit besagtem ersten Ausgangssignal, und

- Binärumsetzung von besagten zweiten Ausgangssignal mittels des Schwellwertes von besagten photoelektrischen Umsetzungsmittel.

12. Verwendung eines Binärumsetzungsverfahrens nach einem der Ansprüche 7 bis 11 zum Kontrollieren des Aussehens einer Montageplatte.







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