Title:
Reprofotografischer Multiformatdiascanner
Kind Code:
U1


Abstract:

Diascanner bestehend aus Arbeitsmagazinen, Diaführung, Bildsensor, Wechselbühnen, Andruckmechanik, Reinigungseinheit, und Software für die digitale Staubkorrektur




Application Number:
DE202017004845U
Publication Date:
11/03/2017
Filing Date:
09/19/2017
Assignee:
medienrettung Thomas Böttcher e.K., 12681 (DE)
International Classes:



Claims:
1. Diascanner bestehend aus Arbeitsmagazinen, Diaführung, Bildsensor, Wechselbühnen, Andruckmechanik, Reinigungseinheit, und Software für die digitale Staubkorrektur

2. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Arbeitsmagazine über einen längs einzuschiebenden Sperrdeckel besitzen, die das Herausfallen von Dias beim Einhängen des Arbeitsmagazins in den Scanner verhindern.

3. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Arbeitsmagazine über eine am Scanner einrastende Deckelarretierung besitzen, die den Sperrdeckel gegen die Fahrbewegung des Arbeitsmagazins fixiert.

4. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in eine Stirnseite der Arbeitsmagazine Permanentmagnete zur Codierung des Magazintyps eingearbeitet sind und die Decodierung im Scanner durch Reed-Kontakte erfolgt.

5. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanik so gestaltet ist, dass das Dia nur durch dessen Eigengewicht aus dem oberen Arbeitsmagazin auf der Wechselbühne zur Scanposition gleitet.

6. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die korrekte Positionierung des Dias vor dem Durchlichtfenster einzig durch die Schräglagen der Diamechanik und das Eigengewicht des Dias erfolgt.

7. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckplatten, die sich je nach Rahmenformat unterscheiden, durch das Lösen nur einer Schraube gewechselt werden können.

8. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckplatte das Dia während des Scanprozesses auf der Wechselbühne fixiert.

9. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Reinigungseinheit, bestehend aus je einer Antistatikbürste vor und hinter dem Dia durch horizontale Bewegung eine Staubentfernung durchgeführt werden kann.

10. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwei Scans mit zwischenzeitlicher Reinigung des Dias durchgeführt werden, die zur Erstellung der Vergleichsscans für die digitale Staubkorrektur dienen.

11. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Staubkorrektur auf Basis pixelweisen Vergleichs der erstellten Images arbeitet.

12. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Staubkorrektur Helligkeits- und Farbwerte zu korrigierender Bereiche nicht näherungsweise ermittelt, sondern hierfür die entsprechenden Parameter aus dem Vergleichsscan nutzt.

13. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Scanner durch den Einsatz von Wechselbühnen und -andruckplatten sowie unterschiedlicher Arbeitsmagazine gerahmte Dias unterschiedlicher Rahmenmaße verarbeitet werden können.

14. Diascanner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Bildformat des gescannten Dias erst nach dem Scan durch die genutzte Software ermittelt und so das Scannen von Dias mit verschiedenen Bildformaten in einem Arbeitsmagazin ermöglicht wird.

Description:
Kurzbeschreibung

Zur Anmeldung gelangt ein reprofotografischer Multiformatdiascanner mit

  • – Wechselmechanik und Arbeitsmagazinen für verschiedene Rahmenformate,
  • – vertikaler, antriebsloser Diapositionierung,
  • – Reinigungseinheit nebst digitaler Staubkorrektur und
  • – vollautomatischer Bildformaterkennung für das Scannen gerahmter Diapositive – nachstehend Scanner genannt.

Mit dem hier beschriebenen Scanner ist es möglich, gerahmte Kleinbild- und Mittelformatdias in hoher Geschwindigkeit zu scannen und durch ein neues Staubkorrekturverfahren (hardwarebasierte Reinigung in Verbindung mit digitaler Korrektur auf Basis von Vergleichsscans) ein Maximum an Qualität zu erreichen.

Vorteile gegenüber bestehenden Lösungen

Dias besitzen verschiedene Rahmenabmessungen (30 × 30 mm–85 × 85 mm). Herkömmliche Diascanner sind auf nur ein Rahmenmaß ausgelegt. Der hier beschriebene Scanner kann alle Rahmengrößen verarbeiten, der Aufwand für die Umstellung beträgt nur wenige Sekunden.

Herkömmliche Scanner benötigen für den Transport des Dias aus dem Magazin und zurück eine aufwändige und störanfällige Mechanik. Im hier beschriebenen Scanner entfällt diese Mechanik insofern als dass der gesamte Transport Magazin – Scanposition – Magazin einzig durch die mehrfache Neigung der Transportebenen bewerkstelligt wird.

Diarahmen wurden im Laufe der Zeit aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt. Die Rahmenstärke differiert zwischen 1,2 und 3,6 mm. Für herkömmliche Diascanner stellen Diarahmen mit einer Stärke über 2,4 mm das größte Störpotential dar. Größere Rahmenstärken können in viele Modelle überhaupt nicht eingelegt werden. Der hier beschriebene Scanner verarbeitet Diarahmen mit einer Stärke von bis zu 4 mm.

Diarahmen können Bildmaterial verschiedener Abmessungen enthalten. In der Praxis enthalten Sammlungen oft mehrere Bildformate innerhalb einer Charge/eines Magazins. Herkömmliche Scanner können Dias nur dann halbautomatisch verarbeiten, wenn die gesamte Charge/das gesamte Magazin aus nur einem Bildformat besteht. Im hier vorgestellten Scanner werden die Dias über das gesamte Rahmenmaß gescannt. Das jeweilige Format wird erst während der automatischen Nachbearbeitung ermittelt und auf das auszugebende Digitalisat angewendet.

Durch Lagerung und Transport bedingt befinden sich auf nahezu jedem Dia kleine Staubpartikel. Hinzu kommen Partikel, die sich aufgrund statischer Aufladung auch während der Scanvorbereitungen auf dem Bild ablagern. Wird dieses Problem nicht behandelt, ist das Digitalisierungsergebnis unbefriedigend, im schlechtesten Fall gar unbrauchbar.

Herkömmliche Diascanner enthalten keine hardwarebasierte Reinigungseinheit. Modelle, die eine Staubkorrektur nach dem ICE-Verfahren anwenden, benötigen bei hohen Scanauflösungen Scanzeiten von mehreren Minuten je Dia. Der hier beschriebene Scanner erreicht Scanzeiten von ca. drei Sekunden je Dia und ist damit für die Digitalisierung sehr großer Archive prädestiniert.

Herkömmliche Scanner schneiden bei Anwendung der bekannten Staubkorrekturmethoden die als Verunreinigung erkannten Bereiche des Scans aus und färben diese anhand der Farbe der umliegenden Pixel ein. Durch dieses Funktionsprinzip sind abhängig von der Größe des zu ersetzenden Bereichs deutliche Artefakte zu erkennen. Die hier beschriebene digitale Staubkorrektur als Bestandteil des Scanners löst dieses Problem mit Hilfe eines Vergleichsscans.

Funktionsprinzip1. Aufbau

Alle mechanischen Komponenten des Scanners sind in einem pultförmigen Gehäuse untergebracht. Dieses Gehäuse ist um die X-Achse um 30 Grad nach hinten geneigt. Die gesamten für den Scanvorgang erforderlichen mechanischen Komponenten sind zusätzlich um 30 Grad um die Z-Achse geneigt. Diese Neigungen sind Voraussetzung und Bestandteil des innovativen Transportkonzeptes.

Die Zuführung der zu scannenden sowie die Ausgabe der gescannten Dias erfolgt mit Hilfe eigens für den Scanner entwickelter Arbeitsmagazine (3), (11). Für jedes Rahmenmaß gibt es angepasste Größen dieser Magazine. In eine der Stirnseiten sind Permanentmagnete (5, 10) eingearbeitet, mit deren Hilfe der Magazintyp codiert ist. Die Erkennung erfolgt durch je vier Reed-Kontakte (6). Beide Arbeitsmagazine werden auf den Gleitschienen (22) und (27) rechtsseitig eingehängt und durch die Schrittmotoren (23) und (28) angetrieben.

An der Basis (12) wird die Wechselbühne (14) arretiert. Für jedes Rahmenmaß ist eine solche Bühne vorgesehen, die sich durch die Größe und Position der Durchlichtöffnungen und die Abstände der Führungsschienen (21) zur Bildmitte unterscheidet. Über die Wechselbühne (14) gleitet das zu scannende Dia aus dem oberen Arbeitsmagazin (3) bis vor das Durchlichtfenster und nach der Bilderfassung weiter in das untere Arbeitsmagazin (11).

2. Einrichtung auf das gewünschte Rahmenmaß

Um den Scanner auf ein anderes Rahmenmaß umzustellen, genügt es, die Wechselbühne (14) sowie die Andruckplatte (16) auszutauschen.

3. Scanvorgang

Das obere Arbeitsmagazin (3) wird durch manuelles Einsortieren oder einfaches Umschütten aus handelsüblichen Diamagazinen befüllt. Anschließend wird dieses mit dem Sperrdeckel (4) verschlossen, der das Herausfallen von Dias verhindert, wenn das Arbeitsmagazin (3) kopfüber in den Scanner eingehängt wird. Die Deckelarretierung (7) rastet am Scannergehäuse ein und fixiert den Deckel auf der Startposition.

Die Bearbeitung eines Magazins beginnt mit der kontinuierlichen Bewegung des oberen Arbeitsmagazins (3) nach links. Sobald sich ein Dia über dem Schacht befindet und auf der Wechselbähne (11) nach unten gleitet, wird dies von einer Lichtschranke (20) detektiert und die Bewegung des oberen Arbeitsmagazins (3) gestoppt.

Das zu scannende Dia (2) gleitet nun angetrieben durch sein Eigengewicht auf der Wechselbühne (14) bis vor das Durchlichtfenster. Dort wird es durch die Diasperre (15) gestoppt. Diese Sperre bewirkt in Kombination mit der Führungsschiene (221) die exakte Positionierung des zu scannenden Dias (2) vor dem Lichtfenster ohne dass es hierzu weiterer mechanischer Hilfen bedarf.

Durch die horizontale Bewegung der Andruckeinheit (16, 8) nach rechts wird das zu scannende Dia (3) auf der Wechselbühne (14) fixiert. Die Antistatikbürsten (12, 18), die auf der Cleanertraverse (17) montiert sind, werden zum Zwecke der Vorreinigung über das zu scannende Dia (2) bewegt.

Anschließend erfolgt der erste reprofotografische Scan des Dias – nachstehend Image 1 genannt. Anschließend werden die Cleaner (12, 18) ein zweites Mal über das zu scannende Dia (2) bewegt. Der Effekt: weitere Staubpartikel werden entfernt oder bei starker statischer Auflösung selbiger auf dem Dia verschoben. Wie dieser Effekt der Qualitätsverbesserung nutzt wird an späterer Stelle beschrieben. Es schließt sich eine zweite reprofotografische Aufnahme des zu scannenden Dias (2) an – nachstehend Image 2 genannt.

Nach Speicherung beider Images wird die Fixierung des Dias (2) durch eine horizontale Bewegung der Andruckeinheit nach links aufgehoben. Die Diasperre (15) gibt durch eine axiale 90-Grad-Drehung den Weg für das nun gescannte Dia frei. Dieses gleitet auf der Arbeitsfläche in das untere Arbeitsmagazin (10). Nachdem das untere Arbeitsmagazin um eine Diarahmenstärke nach links bewegt wurde, ist der mechanische Teil des Scannens abgeschlossen. Das obere Arbeitsmagazin (3) beginnt mit einer weiteren Bewegung nach links den nächsten Scanzyklus.

4. Bildverarbeitung

Die Verarbeitung der gefertigten Images erfolgt zeitlich unabhängig vom eigentlichen Scanvorgang. Hierfür wird eine eigens für diesen Scanner entwickelte Software eingesetzt. Kernstück ist die digitale Staubkorrektur (Funktionsprinzip siehe 5).

Basis sind die zwei Digitalisate Image 1 und Image 2. Einige Staubpartikel, die auf Image 1 vorhanden sind, wurden durch die Reinigung nach dem ersten Scan entfernt oder auf dem Bild verschoben. Möglich ist auch, dass Image 2 Partikel enthält, die in Image 1 noch nicht vorhanden waren.

Beide Images sind mit Ausnahme der Bereiche, in denen sich die Partikel befinden, identisch. Die digitale Staubkorrektur beruht auf dem Prinzip des pixelweisen Bildvergleichs.

Image 1 und Image 2 differieren an den beispielhaft skizzierten Stellen im Hinblick auf den jeweiligen Helligkeitswert. Weist ein Pixel in Image 2 einen kleineren Helligkeitswert als in Image 1 auf, wird dies als Verschmutzung von Image 2 interpretiert. Gleiches gilt umgekehrt, wenn der Helligkeitswert im Image 1 kleiner ist als im Image 2.

Dem Pixel mit dem kleineren Helligkeitswert („verschmutzt”) werden nun die Farb- und Helligkeitswerte des Vergleichspixel (größerer Helligkeitswert = ”sauber”) zugewiesen. Somit wird aus den Images 1 und 2 eine neue Bilddatei generiert, die keine der Staubpartikel mehr zeigt.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen Korrekturverfahren spielt die Größe der Partikel keine Rolle. Da die Helligkeits- und Farbwerte für die zu ersetzenden Bereiche nicht näherungsweise von benachbarten Pixeln ermittelt werden müssen, sondern ein Vergleichsscan genutzt wird, entstehen in den korrigierten Bereichen keine Artefakte.

Abschließend erfolgt die Ausgabe im korrekten Bildformat. Wie eingangs beschrieben, können in einer Charge/einem Arbeitsmagazin Dias mit unterschiedlichen Bildformaten enthalten sein. Der Scanbereich erstreckt sich über das maximal mögliche Bildformat hinaus.

Eine weitere Aufgabe der Scannersoftware ist es, das eigentliche Bild zu lokalisieren. Mit diesen Informationen wird dieses nun aus dem Gesamtimage ausgeschnitten und im gewünschten Dateiformat ausgegeben. Bezugszeichenliste

Nr.FigKurzbezeichnungBeschreibung11GehäusePultgehäuse mit 30 Grad Neigung21, 2DiaDia in Scanposition31, 2, 3Oberes Arbeitsmagazinenthält die zu scannenden Dias41, 3SperrdeckelTeil des oberen Arbeitsmagazins (3), verhindert das Herausfallen von Dias beim Einlegen des oberen Arbeitsmagazins (3)51, 3MagneteCodierung des oberen Magazintyps61SensorenMagazintyperkennung71Deckelarretierungrastet am Scannergehäuse ein und fixiert den Sperrdeckel (4) gegen die Fahrbewegung des oberen Arbeitsmagazins (3)81AndruckeinheitFührung und Lineareinheit für Andruckplatte (16)91LichtquelleOLED-Panel für Durchlichtscan101MagneteCodierung des unteren Magazintyps111, 2unteres Arbeitsmagazinnimmt die gescannten Dias auf121Cleanerhorizontal bewegte Einheit mit Antistatikbürste zur Reinigung der Diarückseite131, 2Basis für Wechselbühnehält die Wechselbühnen141, 4WechselbühneAustauschbare Ebene für verschiedene Rahmenformate151, 2Diasperrestoppt das zu scannende Dia (2) beim Einfall des selbigen bzw. gibt dieses durch axiale Drehung frei, so dass das gescannte Dia (2) aus der Scanposition in das untere Arbeitsmagazin (11) gleitet161Andruckplattefixiert das zu scannende Dia auf der Wechselbühne (14)17CleanertraverseTraverse auf Lineareinheit, die den vorderen (18) und hinteren (12) Cleaner über das zu scannende Dia (2) bewegt181, 2CleanerFahrbare Einheit mit Antistatikbürste für die Reinigung des Dias (2) auf dessen Vorderseite191CCD-SensoreinheitBilderfassung202Lichtschrankedetektiert ein einfallendes Dia212, 4Führungsschienelinke Führung für das einfallende Dia222Magazinführung obenGleitschiene für die horizontale Führung des oberen Arbeitsmagazins (3)232AntriebSchrittmotor zum Antrieb des oberen Arbeitsmagazins (3)242AntriebSchrittmotor zum Antrieb der Lineareinheit (17) mit den Cleanern (12 und 18)272Magazinführung untenGleitschiene für die horizontale Führung des unteren Arbeitsmagazins (9)282AntriebSchrittmotor zum Antrieb des unteren Arbeitsmagazins (9)