DE2550150A1

DE2550150A1 - Bildabtastverfahren fuer mehrfarbenwiedergabe

Info

Publication number: DE2550150A1
Application number: DE19752550150
Authority: DE
Inventors: Dorian Kermisch
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-11-25
Filing date: 1975-11-07
Publication date: 1976-08-12
Also published as: SE7512949L; US3946433A; FR2292249A1; ES442965A1; US4079421A; JPS5175459A; IN144196B; NL7513321A; BE835551A; IT1049768B; AU8593175A

Description

XEROX CORPORATION
Rochester, N.Y. / USA

ι BIlDABTASTVERi¹AHREN FÜR MEHRFARBENWIEDERGABE

Die Erfindung "betrifft allgemein BiI dab tastverfahr en und ist speziell auf ein System mit Farbkorrektur gerichtet.

Das Mehrfarbenkopieren ist in den letzten Jahren wegen des allgemein gestiegenen Interesses an Farbinformation immer wichtiger geworden. Daraus sind zahlreiche technische Verbesserungen in der Mehrfarbenreproduktion entstanden, zu denen auch die nachstehend beschriebene gehört.

Da es nicht möglich ist, alle Farben für eine Farb-,Übertragung auf. einfache Weise und wirtschaftlich tragbar bereit zu haben, ist es nötig, Farbkorrekturen anzubringen, um die Zahl der speziellen Pigmente in einem Bereich zu verringern - ein Ausgleichsvorgang, der meist auf dem Wege der Farbkorrekbvix vorgenommen wird. Zahlreiche Farbkorrekturtechniken sind dem Fachmann bekannt, so z.B. die in The Focal Encyclopedia of Photography, Vol. II, pp. 921-927, W. & J. Mackay & Co., Ltd., Chatham, England, 1965 oder durch Yule in Principles of Color Reproduction, John Wiley & Sons, Inc., Hew York, 1967 beschriebenen. Diese Techniken schließen die bekannten fotografischen Vorgänge des Überdeckens von Farbauszugsnegativen oder -positiven mit anderen Negativen oder

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Positiven ein, um die Dichte oder Intensität der einzelnen Farbkompoüenten zu verändern.

Weiter werden bei der Erfindung Techniken angewendet wie das elektronische Farbabtasten, um entweder gleichzeitig oder einzeln Farbauszüge herzustellen. Mit diesen Techniken werden die-Vorlägen auf sehr eng beieinanderliegenden Zeilen abgetastet, wozu ein dünner Lichtstrahl benutzt wird, der durch Linsen hindurchtritt, während elektronische Einrichtungen alle Informationen liefern, die für die Aufteilung in einzelne Farben und für das Anbringen von Korrekturen benötigt werden. Zahlreiche Einrichtungen dieser Art sind dem Fachmann bekannt, z.B. durch das oben aufgeführte Buch von YuIe auf den Seiten 305-326. ■

Die Erfindung bedient sich Bildelementen, die optische Bilder aufzeichnen durch eine dem Bild entsprechende Verteilung von mit Hilfe des Lichtes erzeugten Spannungen oder Strömen, die auf ein Aufzeichnungsmedium einwirken, bei welchem Spannungen oder Ströme verändert werden können. Typisch bei diesen Elementen ist, daß eine mit Bildcharakter auf ..einen Fotoleiter auffallende Strahlung es Ladungsträgern ermöglicht, sich in ■ einem" von außen angelegten elektrischen Feld zu bewegen. Diese Ladungsträger wirken mit einem spannungs- oder -Stromempfindlichen Element zusammen, das wiederum Licht in Form eines'Phäsenbildes moduliert.

Itt der U.S. Patentschrift 2 896 507 ist ein Abbildungs-bildehdes Element beschrieben, welches eine fotoleitfähige Schicht auf einer elastisch verformbaren Schicht aufweist, die zwischen einem Paar Elektroden eingeschlossen ist, von denen die eine eine dünne Metallschicht ist, die auf der verformbaren Schicht aufliegt. Im Betrieb wird eine das Bild hervorrufende Strahlung auf das Bild abbildende Element gerichtet untf ein elektrisches Feld so angelegt, daß es die

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fotoleitfähige und die verformbare Schicht durchsetzt, wodurch diese Schichten dann entsprechend der Bildgestalt verformt werden. Dieses Element kann als Bildverstärker wirken, da das durch Deformation hervorgerufene Bild mit Hilfe einer sehr starken Lichtquelle und einem optischen System der Schlieren-Type ausgelesen werden kann. Vor kurzem wurde auf diesem Gebiet von Sheridon das sog. Ruticon entwiekelt (abgeleitet von den griechischen Wörtern "rutis" = Falte und "icon" = Bild), eine Gruppe von Abbildungselementen, bei denen das spannungsempfindliche, Licht-modulierende Aufzeichnungsmedium eine verformbare Elastomer-Schicht und ein fotoleitendes Material aufweist, das entweder als eigene Schicht ausgebildet oder in der Elastomer-Schicht enthalten sein kann. Es wi;:d hierzu auf IEEE Transactions On Electron Devices, und die U.S. Patentschrift 3 716 359 verwiesen. Es sind verschiedene Ausführungsformen beschrieben, um an die Elastomer-Schicht ein elektrisches Feld anzulegen.

Es.wird jetzt auf Figur 1 Bezug genommen, in der ein Prinzip-Beispiel eines Bildelementes aus der Ruticon-Familie dargestellt ist„ Dieses insgesamt mit 1 bezeichnete Abbildungselement weist ein Substrat 6 auf, das transparent und nicht leitend ist und eine transparente Leiterschicht 5 trägt. Eine Schicht 4- aus fotoleitfähigem Material, das einen verstärkten Durchgang elektrischer Ladung erlaubt, wenn es belichtet wird, befindet sich darüber. Der Elastomer 3 gehört sur Gruppe der elastomeren Feststoffe einschließlich natürlicher Stoffe wie Gummi und synthetischer Polymere mit gummiartigen Eigenschaften nämlich. Elastizität, wozu Styrolbutadien, Polybutadien, Neopren, Butyl, Polyisopren, Nitril und Äthylen-Propylen-Gummi gehören.

Auf die Oberfläche des Elastomer ist eine dünne, durchgehende Leiterschicht 2 aufgebracht, die hinreichend flexibel ist, so daß sie Verformungen des Elastomers folgen

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kann. Vorzugsweise ist diese Schicht auch noch gut reflektierend.

Es wird eine Gleichspannung von einer Spannungsquelle 7 angelegt, die ein DeformationsMld auf der Oberfläche des Elastomer hervorruft. Die Polarität dieser Gleichspannungsquelle hängt im wesentlichen von der Axt des Fotoleiters ab. Die Spannungsquelle 7 muß abschalfbar sein, damit das Bild getypt·werden kann, oder muß umschaltbar sein, um das Bild noch schneller löschen zu können. Die Energiezufuhr 7 kann auch mit einer Wechselspannung oder einer Kombination aus Gleichspannung und Wechselspannung vorgenommen werden. Der äußere elektrische Schaltkreis kann außerdem geeignete Schalteinrichtungen (nicht gezeigt) hs.ben_o Es kann auch noch eine nicht dargestellte Flutlicht quelle vorgesehen werden, um das Löschen zu erleichtern, sowie ein Absorptions-Zeilengitter, das üblicherweise zwischen das Substrat und die Fotoleiterschicht eingelagert ist.

Diese Bildaufzeichnungsvorrichtungen können unter Verwendung von Optiken der Schlieren-Type ausgelesen werden. Das positive Bild wird erzeugt durch gebrochenes Licht (höhere Ordnungen), und· das negative Bild wird erzeugt durch nicht gebrochenes Licht (Ordnung null).

In einer der oben genannten U.S. Patentschriften und in Weiterentwicklungen davon werden verschiedene Ausführungsformen elektro-optischer Bildaufzeichnungsvorrichtungen beschrieben sowie verschiedene Anwendungen und Abwandlungen für Farbauf zeichnungen. Diese bekannten Lehren werden bei der Erfindung dazu verwandt, auf neue Art verbesserte Ergebnisse bei der Herstellung von Farbauszügen zu erzielen.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abtasten von Farbbildern unter Verwendung eines monochromatischen

Laserstrahls zu schaffen. Dabei soll ein neues Verfahren zum Abtasten von Phasenbildern gewonnen werden. Ferner soll mit der Erfindung ein Verfahren geschaffen werden, um diese Phasenbilder in Videosignale umzusetzen.

Mit der Erfindung soll außerdem ein Farbmaskierungssystem geschaffen werden, das sowohl einfach als auch empfindlich ist, ohne daß die komplizierten Einrichtungen und Verfahrensschritte der bekannten Technik verwendet werden müssen. Das neue Farbinaskierungssystem verwendet dabei spezifische Eigenschaften elektro-optischer Farbauf ζ eichner.

Darüber hinaus soll mit der Erfindung ein Farbmaskierungssystem geschaffen werden, das Farbkomponenten eines Originals feststellt und das Bild mit Farbkorrektur elektronisch erneut schafft. Das erfindungsgemäße Farbmaskierungssystem soll lediglich einen Laser und einen elektrooptischen Color-Bildaufzeichner benötigen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen gleichzeitig mehrfach codierte Farbbilder abgetastet werden können.

Schließlich soll mit der Erfindung ein Verfahren geschaffen werden, mit dem die praktische Speicherzeit bestimmter elektro-optischer Bildaufzeichner gesteigert werden kann.

Diese Ziele werden dadurch erreicht, daß ein Verfahren zum Abtasten eines Phasenbildes (Oberfläehenreliefbildes) und schnellen Umsetzen dieses Bildes in ein Videosignal geschaffen wird. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden nach mehreren Farben kodierte Phasenbilder eines Farboriginals gleichzeitig abgetastet, in Videosignale umgesetzt und elektronisch weiterbehandelt, so daß dadurch eine Realzeit-Farbmaskierung sämtlicher Farben des Originals

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durchgeführt wird.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nun in ihren Einzelheiten und Vorteilen eingehend "beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1: einen schematisierten Schnitt durch einen elektrooptischen Bildauf zeichner, der bei der Erfindung verwendet werden kann;

Figur 2: eine Schemadarstellung einer möglichen Ausführungsform des erfinäungsgemäßen Systems;

Figur ?: eine schematische Darstellung von Abbildungen der abgelenkten Ordnungen und der Null-Ordnung und ihrer relativen Lage zueinander einer Ablenkeinrichtung von vorgegebener Größe;

Figuren 4A und 4B: schematische Ansichten von Farbgittern, die bei der Erfindung eingesetzt werden können;

Figur 5: eine schematisierte Querschnittsdarstellung eines Farbbildsystems;

Figur 6: die schematisierte Darstellung eines Teils des Ablenkmusters,· das in der Fourier-Ebene auftritt;

Figur 7: die Schemadarstellung einer möglichen AdditionsuM Subtraktionsschaltung, die in der Erfindung verwendet werden kann;

Figur 8: ein Blockschaltbild eines Teils des erfindungsgemäßen Systems; und

Figur 9: eine schematisierte Ansicht eines Gerätes, das den

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Vergleich eines erzeugten Signals mit vorgegebenen Maximum- und Minimum-Signalen durchführt, um einen Videoverstärker zu steuern_o

Eine Bildabtasteinrichtung verwendet üblicherweise einen Detektor, um das von der Oberfläche des Bildes reflektierte Licht zu "lesen" β Wenn jedoch ein diffus reflektierendes Bild durch einen Laserstrahl abgetastet wird, erreicht nur ein sehr kleiner'£eil des gestreuten Lichtes den Detektor. Pur ein vorgegebenes Produkt aus Verstärkung und Bandbreite des Detektors begrenzt die vom Detektor aufgefangene Lichtmenge die Abtastgeschwindigkeit.

Wenn das Originalbild in ein Phasenbild (Oberflächenrelief) umgewandelt wird, indem es beispielsweise auf einer Ruticon-Vorrichtung ähnlich der in Figur 1 gezeigten abgebildet wird, können die Vorteile der vorliegenden Erfindung zur Auswirkung kommen. Das Phasenbild wird dann durch einen Laserstrahl abgetastet, und das gebeugte Licht, das spiegelbildlich reflektiert wird, wird durch kleine, fest angebrachte Detektoren aufgespürt. Auf diese Weise wird ein ansehnlicher Anteil des Laserstrahls durch den Detektor aufgefangen, wodurch die Abtastgeschwindigkeit im Vergleich zu den Verfahren, bei denen diffuse Reflektion des Bildes auftritt, beträchtlich erhöht werden kann.

Die G-rundelemente eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung weisen entsprechend Figur 2 ein Phasenbild 10, eine Linse 11 mit der Brennweite f, einen Reflektor 12 und einen Detektor 13 auf. Ein gebündelter Lichtstrahl 14 von einer entsprechenden Lichtquelle wie etwa einem Laser oder einer Bogenlampe (nicht gezeigt) wird von einer Ablenkvorrichtung 12, die in der optischen Achse der Linse 11 angeordnet ist und von der Linse genau den Abstand der Linsenbrennweite hat, umgelenkt.

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Diese spezielle Anordnung der Umlenkvorrichtung stellt sicher, daß der lichtstrahl senkrecht auf die Fläche des PhasenMldes 10 auf trifft, was sehr wichtig ist.

Da sich die Oberfläche des Phasenbildes in der gegenüberliegenden Brennebene der Linse 10 befindet, wird der gebündelte Strahl, der durch die Linse hindurchtritt, auf dem Bild fokusiert«

Es versteht sich, daß die hier betrachteten Phasenbilder einen Großteil des auftreffenden Auslese-Lichtstrahls mit bestimmten vorgegebenen Winkeln spiegelnd reflektieren und so in der Fourier-Ebene ein Beugungsmuster erzeugen. Das Muster ist dadurch gekennzeichnet, daß Punkte oder Lichtflecke der verschiedenen BeugungsOrdnungen in symmetrischer Anordnung um den Brennpunkt oder das reflektierte Licht der Null-Ordnung erscheinen. In einem einachsigen Gittersystem liegen die BeugungsOrdnungen mit gleichem Abstand zu beiden Seiten des Brennpunktes in der Richtung der Gitteraufteilung. In der Figur 3 ist der Abstand mit "a" bezeichnet, wobei ein Punkt der gebeugten Ordnung bei "a" und einer bei "-a" erscheint. In einem Mehrachsgittersystem wiederholt sich das Muster jeweils in den Richtungen der einzelnen Achsen (sifhe Figur 6). Zusätzlich treten bei mehrachsigen Gittersystemen gegenseitige' Beeinflussungen auf, die dann Komponenten der einzelnen Gitter enthalten. Zwar beeinflussen in der Praxis bei zwei oder mehr Gitterachsen diese sich gegenseitig, was mit gegenseitiger Beeinflussung oder "cross-talk" bezeichnet wird, doch soll hier der Begriff "cross-talk-terms" für solche BeugungsOrdnungen vorbehalten bleiben, die infolge des Aufeinanderwirkens von zwei Beugungsgittern auftreten. Mit "cross-talk-terms der ersten Ordnung" werden die Fortschreitungsrichtungen bezeichnet, die durch die Vektor-Addition der Fortschreitrichtungen zweier Glieder der ersten

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Ordnung von zwei Beugungsgittern erhalten werden.

in der Hull-Ordnung reflektierte Licht eines Phasenbildes läuft genau im Lichtpfad des einfallenden Strahls zurück und trifft auf die Ablenkeinrichtung 12» Die Beugungen der ersten Ordnung (von denen zwei in der Figur 2 dargestellt sind) erzeugen in. der Brennebene der Linsen zwei Lichtflecke ran gleicher Gestalt und Größe als Projektion der Ablenkvorrichtung in der Brennebene. Wenn die Mitten- dieser Flecke einen Abstand "a" von der optischen Achse haben (siehe Figur 3), dann ist durch die Forderung, daß die Lichtflecke der Hull-Ordnung und der ersten Beugungsordnung sich nicht überlappen sollen, die Größe der Ablenkvorrichtung begrenzt in Richtung der Beugangsordnungen auf etwa ^Ma^B.

Die gebeugten Ordnungen, die dadurch erzeugt werden, sind in einer Ebene stationär. Hauptprinzip ist es, die Stellung der Ablenkeini'ichtung und das Phasenbild in die einander gegenüberliegenden Brennebenen der Linse zu bringen und das Phasenbild und den Detektor in einander gegenüberstehende Brennebenen entweder einer anderen oder derselben Linse anzuordnen.

Bs versteht sich, daß die Abtastung in einer Zwei-Bichtungsbewegung nämlich der vertikalen und der horizontalen vorgenommen wird, Me Funktion des Detektors und die Signalumwandlung sowie die Weiterverarbeitung des Signals wird später noch erläutert.

. Es versteht sich* daß auch noch Beugungs-Lichtflecken von höherer Ordnung auftreten,, doch sind diese verhältnismäßig unbedeutend und können im allgemeinen vernachlässigt werden.

In den Fällen, in denen die örtliche Reflektions-609823/0996

fähigkeit des Phasenbildes schwankt, wie dies "bei einem Ruticon-Bildaufzeichner der Fall ist, kann ein gesonderter Detektor dazu verwendet werden, die Null-Ordnung zu beobachten. Das Beobachten der UuIl-Ordnung macht es erforderlich, daß das Phasenbild mit einem kleinen Winkel zur Linse angestellt ISt, so daß das reflektierte Licht nicht genau auf die Ablenkeinrichtung 12 zurückfällt. Der Winkel wird so klein wie möglich gewählt, um Verzerrungen des Bildes zu vermeiden. Wahlweise kann auch ein Strahlteiler eingesetzt werden, der einen £eil des gebeugten Lichts in eine andere Richtung lenkt, so daß es nicht auf die Ablenkeinrichtung 12 trifft. Wenn mit I. und I_Q das augenblickliche Videosignal bezeichnet wird, das der einen ersten Beugungsordnung bzw. der Null-Ordnung entspricht, dann stellt das elektronisch hervorgerufene Verhältnis I₁Zl₀ ein Maß für die Beugungswirksamkeit des Originalbildes dar unabhängig von der örtlichen Refldktionsfähigkeit des Phasenbildes.

Die vorstehend beschriebenen Systeme dienen der Sinfarbenabtastung, können jedoch leicht so verändert werden, daß aufeinanderfolgend Videosignale erzeugt werden von einem Mehrfarbenoriginal. Durch Einsatz von Farb-Trennfiltern zwischen dem Original und der Bildaufzeichnungsvorrichtung ist es möglich, nacheinander die Komponenten eines Farbbilds abzutasten. Bin Mehrfärboriginal kann dann auf Wunsch nachgebildet werden.

In einem neueren Vorschlag ist eine abgewandelte Form beschrieben, die zusammen mit der beschriebenen Bildaufzeichnungsvorrichtung verwendet werden kann und das Aufzeichnen und die Wiedergabe von alle Farben enthaltenden Bildern ermöglicht. Durch Verwendung dieser vorgeschlagenen Abwandiungsform lcann ein vollständiges Farbmäskierungssystem gewonnen werden.

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Das vorgeschlagene Farbaufzeichnungssystem enthält irgendeine FarbaufZeichnungsvorrichtung, die ein optisch eingegebenes Bild aufzeichnet, wobei sie vorzugsweise der in Figur 1 gleicht mit der Ausnahme, daß die räumliche lichtmodulationseinrichtung ein komplexes Farbgitter statt des Absorptions-Liniengitters aufweist. In einem Ausführungsbeispiel besteht die räumliche Lichtmodulationseinrichtung aus mehreren, verschieden gefärbten Gittern, die mit unterschiedlicher Winkelrichtung übereinander angeordnet sind auf einem gemeinsamen Träger» Jede der unterschiedlich eingeordneten Streifengruppen hat einen Streifenabstand, der entweder mit den Abständen der anderen übereinstimmt oder auch von ihnen abweichen kann. In der Figur 4A ist ein zusammengesetztes Farbgitter gezeigt mit drei unterschiedlich gefärbten Streifengruppen (von denen einige Streifen zum Zwecke der Verdeutlichung in starker Vergrößerung herausgezeichnet sind), z.B. Cyan, Magenta und G-elb, auf einem transparenten !Träger 20« Die Streifengruppen haben alle verschiedene Richtungen; so sind die Cyan-Streifen 21 vertikal dargestellt, die Magenta-Streifen 22 in horizontaler Richtung und die gelben Streifen 23 in einem Winkel von 45° zu den anderen beiden Streifengruppen. Die dargestellte Winkelausrichtung ist" frei gewählt und dient nur als Beispiel. Das zusammengesetzte Farbgitter der Figur 4A kann am Bildelement auf verschiedenste Weise befestigt werden, z.B. durch Aufkleben auf die Oberfläche eines optischen FaserelBmentes, wobei u.U. eine Schicht einer die Böschung anpassenden Flüssigkeit zwischengefügt wird.

Bei dem hier beschriebenen Abtastsystem für sämtliche Farben eines Farbbildes ist es anzustreben, daß der Winkel zwischen den Richtungen der Farbgitter 60° beträgt, so daß die Gitterstreifen dann in den Richtungen O⁰, 60° .und 120° orientiert sind. Die Vorteile dieser Anordnungsweise sind vielfältig, haben aber ihren Hauptgrund darin, daß die

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in der Figur 6 dargestellten Komponenten individuell auftreten, wodurch die elektronische Weiterbearbeitung in der noch zu beschreibenden Weise möglich ist.

Das Bildelement kann jedoch auch mehrere, verschieden gefärbte Sätze von Streifen aufweisen, wobei wenigstens ein Streifensatz sich auf einem anderen Träger befindet als die anderen Streifensätze, oder die Farbstreifen können unmittelbar auf der Oberfläche eines Faseroptik-Elementes angebracht sein. In der Figur 4B ist auseinandergezogen ein Ausführungsbeispiel eines Farbgitters dargestellt, bei dem die verschiedenen Gruppen der Streifen, z.B. rot 24, grün 25 und blau 26, auf getrennten Faseroptik-Elementen 27 angebracht sind. Durch die Verwendung dreier verschiedener Faseroptik-Elemente in der beschriebenen V/eise wird es möglich, die Winkelbeziehung jeder Farbe unabhängig zu steuern, wenn die Faseroptik-Elemente zueinander eingesetzt werden. Vorzugsweise wird eine den Brechungsindex anpassende Schicht zwischen die Berührungsflächen der einzelnen Faseroptik-Elemente eingesetzt. Außerdem ist es möglich, das Original auf dem Mehr färb ens chirm abzubilden und dann beides auf den elektro-optischen Aufzeichner.

Ein verallgemeinertes Farbaufzeichnungssystem der vorgeschlagenen Art ist in der Figur 5 dargestellt, in der ein Farbtransparent 30 vom Licht einer Ausleselampe 29 durch die Linse 34 hindurch durchleuchtet wirdo Das Licht tritt durch das Transparent hindurch und wird in der Ebene zwischen dem Farbfilter und dem Faseroptik-Element fokusiert, und es bildet sich dann das Bild auf der Oberfläche des Bildaufzeichnungselementes 1 in der früher beschriebenen Weise aus. Dadurch, daß das Bildelement 1 mit Hilfe des Dreifarben-Gitterfilters belichtet wird, wird die farbige Bildinformation in eine Oberflächendeformierung mit drei unterschiedlichen Ausrichtungen oder Orientierungen umgesetzt. Das Bild

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wird dann von einem Lese-Ausleuchtsystem (nicht gezeigt) ausgelesen, das auf die Bildfläche des Bildelementes 1 auffällte Nachdem die Auslesestrahlen dann das Auslesesystem 38 durchlaufen haben, kann das Farbbild auf der Bildebene 40 betrachtet werden,. In der an früherer Stelle genannten U.S. Patentschrift und der dazu vorgeschlagenen Verbesserung 'kön nen Ruticon-Bildelemente verwendet v/erden, um Bilder zu speichern und/oder sie in Realzeit abzubilden. Außerdem kann die Bildausgangsorientierung positiv oder negativ sein, was von einer einfachen Änderung der Schlieren-System-Geometrie abhängt. Diese Eigenheiten können vorteilhaft dazu eingesetzt werden, ein Realzeit-Farbmaskierungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, nicht ideale Farben au kompensieren. Alle Ausführungsbeispiele des beschriebenen U.S.-Patentes und der zugehörigen Verbesserung können bei der Erfindung verwendet werden und sind deshalb von dieser mit eingeschlossen.

Wie bereits dargelegt in Verbindung mit Figur 5 werden die Farben des Originals 30 durch den Farbbildaufzeichner getrennt und in Komponenten zerlegt. Jede der drei Komponenten ist in Zeilen entsprechend den verschieden gefärbten Filtern aus der Figur 4 ausgerichtet und wird in diskreten Punkten, die die unterschiedlichen Ordnungen des gebeugten Lichtes darstellen, in der Fourier-Ebene fokusiert.

Es ist wichtig, daß von dieser Stelle vermerkt wird, daß lediglich ein Auslese-Laser für die verschiedenen Farben benötigt wird. Es kann dazu jeder Laser verwendet werden, wobei selbstverständlich auf die Kosten Rücksicht genommen wird.

Wenn das Phasenbild des in Figur 2 dargestellten Abtastsystems drei verschiedene Bilder enthält, wie dies oben beschrieben wurde, dann erscheint ein Beugungsmuster in der

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Brennebene, wie es die Figur 6 zeigt. Wird mit I das Videosignal des η Detektors bezeichnet, so geht bei den in der Figur 6 gewählten Bezeichnungen R, G und B für die Lichtintensität, die in der ersten Ordnung durch Cyan-, Magenta- und Gelbfilter gebeugt wurde, während mit RG-, RB- und GB die lichtintensität der "cross-talk" Glieder bezeichnet ist, hervor, daß beispielsweise am Detektor 1 die Lichtintensität R + GB ist. Mit anderen Worten, die Lichtintensität am Detektor 1 enthält eine Cyan-Komponente und eine Magenta-G-elb-Komponente.

Durch entsprechende Anordnung und Auslesen der Detektoren 4, 5 und 6 können Videosignale erhalten und elektronisch behandelt werden, um zusammengesetzte Videosignale zu erzeugen, die proportional einer vorgegebenen Lichtzusammensetzung sind. So ist z.B. das Signal I_R = I..

- I, proportional R (Intensität des in erster Ordnung gebeugten Lichts des Cyan). Darüber hinaus ist bei einem

Eingitter-Phasenbild R proportional J. (r), die Bessel-Funktion der ersten Ordnung, worin r proportional der Amplitude der Oberflächenverformung des sinusförmigen Trägers ist, der die Rot-Information des Bildes enthält. Im Fall eines Dreifarbengitters kann man zeigen, daß das zusammengesetzte Signal

I = I₁ - I₄ + 2I₅ 4- 2I₆

annähernd proportional J₁ (r) ist für Beugungs-Wirkungsgrade bis zu 10 fe. Das gewünschte zusammengesetzte Signal kann nach dem obigen Prinzip durch ausgewähltes Kombinieren der Ausgangswerte der Detektoren 1-12 erhalten werden.

Weil die Detektoren im wesentlichen Stromquellen sind, können ihre Signale durch Anwendung üblicher elektronischer !Techniken manipuliert werden. So können beispielsweise Additionen und Subtraktionen vorgenommen werden,· um

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der gerade vorher aufgezeigten Gleichung gerecht zu v/erden, indem die Detektorströme durch gemeinsame Lastwiderstände gegeben werden, wie dies die Figur 7 zeigt. Um aus praktischen Gründen das Rauschen zu verringern und die Bandbreite zu steigern, kann es wünschenswert sein, zusätzlich Analogkreise einzusetzen, um diese Ergebnisse zu erzielen. Es kann auch angestrebt werden, beide Komponenten einer gebeugten Ordnung 1 und 7 z.B„ aufzuspüren, um das Verhältnis Signal zu Rauschen zu steigern.

Wie in Figur 8 gezeigt, sind die Detektoren 13, die für alle in der Figur 6 gezeigten Detektoren stehen, ausgerichtet, auf empfangene Punktfarbenkomponenten des gebeugten Lichtes von einem Original und erzeugen elektrische Ausgangssignale, die die Intensität des empfangenen Licht es wiedergeben, und geben sie an einen Computer 50, der die Manipulierbefehle gibt, so daß daraus ein farbkorrigiertes Bild entsteht. Der Ausgang des Computers 50 wird auf eine Anzeigeoder Druckvorrichtung 60 gegeben.

Der Computer 50 ist eine Kombination gewöhnlicher Bauelemente wie Verstärker, Schwellwertkreise, logischer Einrichtungen usv/. Er kann somit die oben genannten arithmetischen Funktionen und Operationen durchführen, so daß auf einfache Weise Signale erhalten v/erden, die kennzeichnend sind für die verschiedenen Farbkomponenten eines Originals. Der Computer manipuliert diese Signale dann in bekannter Weise weiter, um weitere zusammengesetzte Signale zu bilden, die für die Farbmaskierung bezeichnend sind.

Die Funktion des Computers und seiner einzelnen Teile ist bekannt und kann vom Fachmann verstanden werden, und sie ist auch nicht Teil der Erfindung selbst.

Die Vorrichtung 60 kann eine gewöhnliche Druckoder Wiedergabevorrichtung sein, beispielsweise eine Farb-

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bildröhre oder ein Laserausgangsabtaster, der nacheinander korrigierte Farbbilder auf einer fotoleitfähigen Trommel druckt.

Es ergibt sich daraus, daß das beschriebene System äußerst nützlich bei der Produktion von Farboriginalen oder für die Herstellung eines Zwischenbildes ist, das für Mehrfach-Reproduktionen benötigt wird. Die Reproduktion kann durch Manipulation der elektrischen Signale im Computer 50 modifiziert werden. Die Maskierungseigenschaften des Gesamtsystems können über die Beeinflussung der Signale gesteuert und durch Einsatz verschiedener Farbfilter in die Eingangswerte der Aufzeichnungsvorrichtung beeinflußt v/erden.

Linsen, Filter, Lampen, Laser usw. , die in dem beschriebenen System benützt werden, sind an sich bekannt und nur in ihrem Zusammenwirken Gegenstand des Schutzes.

Der Laser kann veranlaßt werden, die Oberfläche des Bildauf Zeichners in bekannter Technik abzutasten. T5eispielsweise kann der Strahl von zwei Spiegeln reflektiert werden, die hintereinander geschaltet sind und von denen einer horizontal und der andere in vertikaler Richtung schwingt. Es kann auch ein einzelner Spiegel in einer Richtung schwingen und gleichzeitig oder schrittweise in einer 90 dazu versetzten Richtung bewegt werden.

Wenn die Oberfläche des BildaufZeichners abgetastet wird, dann kann das Phasenbild so weit verfallen, daß es nicht mehr brauchbar ist. Figur 9 zeigt einen Aufbau, bei dem diese Erscheinung gemindert ist. Nahe dem Phasenbild 70 sind zwei gesteuerte Bänder angebracht, ein weißes Band 71 und ein schwarzes Band 72. Das schwarze Band muß nicht vorhanden sein. Die durch die Steuerbänder erzeugten Video-

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signale sind während einer Ausweitung der vertikalen Abtastung auf das Maximum oder Minimum verglichene Signale, die vom Videosignal verstärker benötigt werden, und ein Steuersignal wird in die Verstärkungsfaktorsteuerung des Verstärkers eingegeben, um den optimalen dynamischen Bereich seines Ausgangs aufrecht zu erhalten unabhängig von dem Beugungs-Wirkungsgrad des BildaufZeichners ·

Es versteht sich, daß verschiedene andere Veränderungen der Einzelheiten, Werkstoffe, Schritte, Anordnungen der Seile und Verwendungen, die zur Erläuterung des Wesens der Erfindung beschrieben und dargestellt sind, auftreten und sich dem Fachmann aufdrängen, wobei derartige Abwandlungen jedoch zum Umfang der Erfindung gehören.

Abwandlungsformen, die grundsätzlich auf derselben Lehre beruhen, lassen sich in verschiedener Weise denken. Es können drei Bildaufzeichner verwendet werden, einer für ein rotes Bild, einer für das grüne und einer für das blaue Bild, and die drei Aufzeichner können dann von demselben oder von verschiedenen Lasern in gemeinsamer Ausrichtung abgetastet werden· Zum umfang der Erfindung gehört es auch, Farbbildaufzeichner zu verwenden, die sich von den in der Beschreibung dargestellten unterscheiden.

Die Signale von den Detektoren, die an bestimmten Orten im Beugungsmuster angebracht sind, können kombiniert werden, um ein besonderes gewünschtes zusammengesetztes Signal zu bilden. Es kann außerdem wünschenswert sein unter bestimmten Umständen, gebeugtes Licht der zweiten oder einer höheren Ordnung zu. beobachten und dies anderen Signalen hinzuzufügen oder von diesen zu subtrahieren, um brauchbare zusammengesetzte Signale zu erzeugen.

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Claims

- 18 -Patentansprüche

(Terf ahren zum Abtasten eines phasenmoduliert en Bildes, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein phasenmoduliertes Bild erzeugt wird, achsgleich mit dem phasenmodulierten Bild im Abstand von ihrer Brennweite eine Linsenanordnung angebracht wird, daß ebenfalls achsengleich und mit Abstand einer Brennweite von der Linsenanordnung, Jedoch dem Bild gegenüber, eine Ablenkeinrichtung vorgesehen wird, die- schwenkbar und bewegbar gehaltert ist, um die Bildfläche abzutasten, und daß ein gebündelter Lichtstrahl von einem außerhalb der Achse liegenden Punkt auf die Ablenkeinrichtung gerichtet wird, so daß dieser das Phasenbili beleuchtet.

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Lichtdetektor vorgesehen wird, um die Lichtintensität wenigstens einer BeugungsOrdnung des Lichtes zu beobachten.

3* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Detektor neben der Ablenkeinrichtung und in gleicher Ebene mit dieser angeordnet ist· .

4. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Strahl teiler im Pfad des gebündelten Lichtstrahls zwischen Ablenkeinrichtung und Linse, während der Lichtdetektor neben der Linsenachse angeordnet ist* wodurch ein Teil der gebeugten Ordnungen des Lichtes von der Ebene der Ablenkeinrichtung zum Detektor gerichtet wird»

- 5· Verfahren nach Anspruch 4, gekenn-609 8 2 3/0998

zeich.net durch einen Intensitätsdetektor, der so angeordnet ist, daß er die Null-Ordnung oder das reflektierte Licht "beobachtete

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Detektoreinrichtung einen Mchtintensitätsdetektor für jede der ersten Ordnungen des gebeugten Lichtes enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das phasenmodulierte Bild dadurch gewonnen wird, daß ein Bild erzeugendes Element mit einer Schicht verwendet wird, die ein auf Spannung oder Strom ansprechendes, durch Licht modulierbares Material aufweist, auf dem eine fotoleitfähige Schicht angebracht ist, und daß dies Bild erzeugende Element einem Bildmuster von aktivierender elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt wird.

'8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das auf Spannung oder Strom ansprechende, mit licht modulierbare Material ein Elastomer-Material enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Bild erzeugende Element ein transparentes, leitfähiges Substrat aufweist, auf dem die fotoleitfähige Schicht aufsitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Bildelement eine flexible Metallbeschichtung aufweist, die über der lichtmodulierbaren Schicht liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das phasenmodulierte Bild

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ein phasenmoduliertes, farbkodiertes Bild ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der gebündelte Lichtstrahl durch einen einzigen, monochromatischen laser erzeugt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein Lichtdetektor derart angeordnet ist, daß er die Lichtintensität wenigstens einer gebeugten Ordnung des Lichtes beobachtet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtdetektor neben der Ablenkeinrichtung und in derselben Ebene angeordnet ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das phasenmodulierte, farbkodierte Bild dadurch gewonnen wird, daß ein Bild erzeugendes Element mit einer Schicht, die spannungs- oder stromempfind-lich ist und durch Licht modulierbar ist und eine Schicht von fotoleitfähigem Material überdeckt, mit dem Bildmuster in farbkodierter Aktivierungsstrahlung belichtet wird,

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß.das Bildmuster der farbkodierten Strahlung durch Belichten der fotoleitfähigen Schicht mit einem Farbbild, das durch ein Filtergitter moduliert ist, welches wenigstens zwei unterschiedlich modulierende, gefärbte Streifengruppen aufweist, von denen jeder Streifen abwechselnd gefärbte und nicht gefärbte, lichtdurchlässige Zonen aufweist, belichtet wird_o

17β Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die wenigstens zwei

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unterschiedlich, modulierten gefärbten Streifengruppen durch Anordnen mit verschiedener Winkelorientierung moduliert sind.·

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die zwei unterschiedlich modulierten, farbigen Streifengruppen durch Anordnung bei unterschiedlichen Frequenzen moduliert sind«,

19. Verfahren nach Anspruch 15, 'dadurch gekennzeichnet , daß das Bild erzeugende Element ein Farbgitterfilter aufweist, das aus wenigstens zwei unterschiedlich modulierten, eingefärbten Streifengruppen besteht, Ton denen die Streifen abwechselnd eingefärbte und nicht gefärbte, lichtdurchlässige Bereiche aufweisen, wobei das Gitterfilter angrenzend an die fotoleitfähige Schicht gegenüber der spannungs- oder stromempfindlichen Schicht angeordnet ist, und daß da3 Bildmuster von farbkodierter Aktivierungsstrahlung durch Belichten der fotoleitfähigen Schicht durch das Gitterfilter hindurch gewonnen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, 'dadurch gekennzeichnet , daß die verschieden modulierten, gefärbten Streifengruppen durch Anordnung in unterschiedlichen Winkelrichtungen erhalten werden.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die im Bildmuster farbkodierte Aktivierungsstrahlung dadurch gewonnen wird, daß auf der fotoleitfähigen Schicht des Bildelementes ein Faseroptikelement und ein Farbgitterfilter vorgesehen werden, welch letzteres wenigstens zwei verschieden modulierte, gefärbte Streifengruppen aufweist, von denen jeder Streifen abwechselnd eingefärbte und nicht eingefärbte, lichiäurchlässige Zonen hat, während das Faseroptikelement so be-

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schaffen ist, daß es ein Bild des Farbgitterfilters zu einer Ebene im Bildelement transportiert, und daß das Bildelement einem Bildmuster von aktivierender Strahlung durch das Farbgitterfilter ausgesetzt wird·

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß die wenigstens zwei unterschiedlich modulierten, gefärbten Streifengruppen durch verschiedene Winkelorientierung ihrer Anordnung moduliert sind·

23· Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Bildelement ein transparentes, leitfähiges Substrat zwischen der fotoleitfähigen Schicht und dem Paseroptikelerneut aufweist.

24· Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , dass das Bildelement eine flexible leitfähige Metallschicht enthält, die die lichtmodulierende Schicht überdeckt.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die spannungs- oder stromempfindliche Schicht ein Elastomer-Material enthält.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß während des Belichtens ein die fotoleitfähig und die Elastomer-Schicht durchsetzendes elektrisches Feld zwischen der flexiblen Metallschicht und dem leitfähigen Substrat angelegt wird.

27. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß im Farbgitterfilter wenigstens drei Streifensätze modulierter Farbgruppen vorhanden sind.

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28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß die drei Streifensätze aus folgenden Farbtönen ausgewählt sind: Rot, grün, blau, cyan, magenta, gelb.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet , daß die Farbstreifensätze die Farben cyan, magenta und gelb haben.

30. Verfahren nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch- wenigstens einen Lichtdetektor, der die Lichtintensität wenigstens einer gebeugten Ordnung des Lichtes beoba.ch.tet.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß der Lichtdetektor drei Lichtdetektoreinheiten aufweist, die so angeordnet sind, daß die Lichtintensität einer gebeugten Ordnung des Lichtes je einer der drei Farbgruppen erfaßt wird.

32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß die drei eingefärbten Streifengrappen mit Winkelunterschieden von 60° zueinander angeordnet sind.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtdetektoren der Lichtdetektoreinrichtung derart angeordnet sind, daß die Intensität jeder gebeugten ersten Ordnung des Lichtes einschließlich der "cross-tälk" Werte selektiv und gleichzeitig festgestellt werden.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß das Bildelement ein Faseroptikelement aufweist, das die drei eingefärbten Streifen-

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gruppen trägt und so angeordnet ist, daß es optisch ein Bild der drei Farbstreifengruppen auf eine Ebene im Bildelement lenkt.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet , daß das Bildelement zwischen der fotoleitfähigen Schicht und dem Faseroptikelement ein transparentes leitfähiges Substrat aufweist.

36ο Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet , daß das Bildelement eine flexible leitende Metallschicht trägt, die die lichtmodulierende Schicht überdeckt.

37· Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet , daß die spannungs- oder stromempfindliche Schicht ein Elastomer-Material enthält.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die flexible Metallschicht und das leitfähige Substrat während des Belichtens ein die fotoleitfähige und die Elastomer-Schicht durchsetzendes elektrisches leid angelegt wird.

39· Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet , daß· an die Lichtdetektoren ein elektronischer Computer elektrisch angeschlossen ist, der die Detektorsignale manipuliert und Ausgangssteuersignale erzeugt, die einem farbmaskierten Bild entsprechen.

40. Verfahren nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch ein die Ausgangssteuersignale empfangendes Bild-Reproduktionsgerät.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet , daß das Bild-Reproduktionsgerät ein Parbanzeigegerät ist.