DE3114387C2 - Verfahren zur Steuerung der Belichtungsstrahlen bei einer Bildreproduziermaschine mit einem akustisch-optischen Ablenkelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren der Belichtungslichtstrahlen zur Anwendung bei einer Bildreproduziermaschine wie einem Farbscanner oder einem Farbfaksimile. Hierbei wird ein Lichtstrahl einem akustisch-optischen Deflektor eingespeist und hiervon umgelenkt, um Diffraktionslichtstrahlen zu erhalten, die in feststehende Lichtwege einfallen und zum Belichten eines Wiedergabefilmes ausgenutzt werden; die Diffraktionslichtstrahlen werden dadurch kontrol liert, daß eine Frequenz einer Ultraschallwelle, die dem akustisch-optischen Deflektor eingegeben wird, derart variiert wird, daß jeder Diffraktionslichtstrahl in den jeweiligen Lichtweg einfallen kann oder nicht.

Description

a) in Abhängigkeit vom ersten Ablenkwinkel je nachdem welcher Schalter aktiviert ist mit je einer oder beiden vorgegebenen Strahlrichtungen der Belichtungsstrahlen in Koinzidenz gebracht v/erden kann, oder

b) in Abhängigkeit vom zweiten Ablenkwinkel aus dem Bereich der vorgegtöenen Strahlrichtung weggelenkt wird,

so daß der Lichtstrahl bezogen auf die Strahlrichtungen vier logischen Zuständen entsprechend die Belichtungsstrahlen spezifiziert.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Belichtungsstrahlen zur Anwendung bei einer Bildreproduziermaschine wie beispielsweise einem Farbscanner oder einem Farbfaksimile nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Ein Farbscanner zur Plattenherstellung, der ein Halbtonbild unmittelbar ohne Anwendung eines Halbtonrasters erzeugen kann, ist bereits bekannt. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit bei einer Bildwiedergabeeinrichtung wie einem Farbscanner zu erhöhen, und zwar ohne die Auslösekraft des Wiedergabebildes zu beeinträchtigen, wird die Abtastgeschwindigkeit in Richtung des Umfanges eines Zylinders erhöht, oder es wird die Anzahl der optischen Aufzeichnungsspuren in bezug auf eine mechanische Abtastlinie auf ein Mehrfaches gesteigert und gleichzeitig die Abtastgeschwindigkeit in Richtung der Achse eines Zylinders entsprechend erhöht.

Bei dem vorbekannten Verfahren ist jedoch die Abtastgeschwindigkeit in Richtung des Umfanges des Zylinders des mit Zylindern ausgestatteten Farbscanners begrenzt; die bisher erreichte Abtastgeschwindigkeit hat eine mechanisch kritische Grenze erreicht. Demgemäß geht es darum, die Abtastgeschwindigkeit in Richtung der Achse des Zylinders zu steigern.

Um in einem einzigen Arbeitsgang eine Mehrzahl von Abtastlinien zu verwenden, werden Belichtungsmittel verwendet, die entsprechend solchen Abtastlinien eine Mehrzahl von parallelen Belichtungs-Lichtstrahlen, je nach Bedarf erzeugen und steuern können.

Gemäß dem Stand der Technik umfaßt dabei jede Belichtungslichtstrahl-Steuereinrichtung einen elektrisehen Verschluß, der aus einer Kombination eines elektrooptischen Deflektorelements und eines Deflektorfilters besteht (siehe z. B. JP-PS 52-33 523).

Hierbei ist jeweils eine äußerst genaue Einstellung einer jeden Lichtachse erforderlich. Demgemäß bedingt die Anordnung einer Mehrzahl von Belichtungslichtstrahl-Steuereinrichtungen sehr komplizierte Einstellungen der Lichtachsen der Belichtungsmittel mit dem Ergebnis, daß die Langzeitstabilität mangelhaft ist. Somit ist jeweils nach einer gewissen Benutzungszeit eine Neueinstellung dieser Lichtachsen erforderlich, was sehr Zeit- und Kostenaufwendig ist

Bei diesen Belichtungsmitteln werden ferner die Belichtungslichtstrahlen dadurch erzeugt, daß ein von einem Laser erzeugter Lichtstrahl mittels einer Mehrzahl von Halbspiegeln geteilt wird, wodurch letztlich die Lichtenergie der geteilten Lichtstrahlen vermindert wird.

Ein weiteres Verfahren zur Erzeugung einer Mehrzahl von Belichtungslichtstrahlen besteht darin, daß ein akusto-optisches Deflektorelement mit Ultraschallwellen verschiedener Frequenzen beaufschlagt wird (siehe z. B. JP-OS 51-90 oOl). Da das akusto-optische Deflektorelement mit Ultraschallwellen verschiedener Frequenzen beaufschlagt wird, müssen zur Beseitigung des Einflusses von Interferenzen dieser Frequenzen entsprechende mono-spektrale Ultraschallwellen verwendet werden.

Da ferner ein akusto-optisches Deflektorelement lediglich mit einem Laserstrahl begrenzter Leistung beaufschlagt werden darf, kann die Lichtenergie eines jeden gleichmäßig geteilten Belichtungs-Lichtstrahies beim Splitten, d. h. beim Vergrößern der Anzahl der Belichtungslichtstrahlen, stark reduziert werden; die Ablenkungswinkel der gebeugten Lichtstrahlen der ersten Ordnung, die mit den Frequenzen der Ultraschallwellen korrespondieren, liegen dicht beieinander. Demgemäß wird die Einrichtung und Positionseinstellung eines optischen Systemes zum Trennen der Lichtwege von Belichtungslichtstrahlen sehr kompliziert; weiterhin muß die Stabilität der Frequenzen der Ultraschallwellen angehoben werden.

Zum Stand der Technik (DE-OS 22 17 607) ist auch bereits ein Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen bekannt, gemäß dem ein akusto-optisches Deflektorelement von einem Oszillator angesteuert wird, der nacheinander Signale mit unterschiedlichen Frequenzen an das Deflektorelement abgibt.

Angehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Belichtungslichtstrahlen zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, welches insbesondere die Interferenzen der Frequenzen von Ultraschallwellen, die einen akustisch-optischen Deflektor eingespeist werden, beseitigt, und das ferner eine leichte Einstellbarkeit gewährleistet, sowie eine rasche und stabile Reproduktion ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches definierte opto-logische Konzeption gelöst.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Hier ist im einzelnen folgendes dargestellt:

F i g. 1 zeigt in schematischer Ansicht eine Bildrepro-

duziermaschine zum Reproduzieren eines Halbtonbildes, und zwar direkt von einem Originalbild, mit einer kontinuierlichen Gradationsskala, and mit einer Belichtungseinrichtung, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet;

Fig.2 zeigt ein typisches Halbton-Punktmuster, das mit der Bildreproduziermaychine gemäß F i g. 1 erzeugt wurde;

F i g. 3 zeigt ---in Schaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Belichtungseinrichtung gemäß

F i g. 4 zeigt ein Zeitdiagramm, das Wellenformen von Halbton-Punktsignalen, sowie offenen oder geschlossenen Zustand der Lichtwege offenbart;

F i g. 5 zeigt eine Darstellung, aus der man die Beziehungen zwischen den Lichtausgangszuständen, den Ausgangszustand der Signale wesentlicher Teile, und offenen oder geschlossenen Schaltzustand der Analogschalter gemäß F i g. 3 erkennt;

F i g. 6 zeigt die Beziehungen zwischen einer einem akusto-optischen Deflektor eingegebenen Eingangsspannung, einer Ausgangscharakteristik gebeugter Lichtstrahlen der nullten und ersten Ordnung, sowie Gamma-Charakteristika eines Aufzeichnungsfilms;

F i g. 7 zeigt die Lichtenergieverteilung eines gebeugten Lichtstrahles erster Ordnung, der einer optischen Faser zugeführt wurde;

F i g. 8 zeigt ein ähnliches Diagramm wie F i g..7, d. h. eine Lichtenergieverteilung desselben Lichtstrahles wie gemäß F i g. 7, sowie als strich-punktierte Linie den gleichen Lichtstrahl bei gegenüber F i g. 7 veränderter Frequenz;

F i g. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung (ähnlich jener gemäß Fig.3), wobei die Ausgangs-Lichtenergie die Hälfte derer gemäß F i g. 3 ist;

Fig. 10 zeigt eine Darstellung analog jener gemäß Fig.5, und offenbart die Beziehungen zwischen den Lichtausgangszuständen, den Ausgangszuständen der Signale der wesentlichen Teile, sowie den offenen bzw. geschlossenen Schaltzustand der Analogschalter gemäß Fig. 9.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Bildreproduziermaschine zum Reproduzieren eines Halbtonbildes und zwar direkt von einem Orjginalbild mit einer kontinuierlichen Gradationsskala; Fig.l zeigt ferner eine Belichtungsvorrichtung, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein Bildzylinder 2, auf welchem ein Originalbild 1 aufgezogen ist, läuft mit einer Drehzahl um, die jener des Abtastens in Richtung des Zylinderumfanges entspricht. Der Bildzylinder wird mittels eines Motors 3 über Riemenscheiben und einen Antriebsriemen angetrieben. Die Drehzahl des Bildzylinders 2 wird über einen Dreh-Codierer 4 erfaßt.

Ein Wiedergabezylinder 6, der den gleichen Durchmesser hat wie der Bildzylinder 2, und auf welchem ein Wiedergabefilm 5 aufgezogen ist, wird von einem Motor 7 über Riemenscheiben und einen endlosen Antriebsriemen angetrieben. Die Drehzahl wird über einen Dreh-Codierer 8 erfaßt.

Die beiden Codierer 4 und 8 geben in bestimmten Intervallen Zeitimpulse t\ und f2 ab, die mit den Drehzahlen der beiden Zylinder 2 und 6 korrespondieren, d. h. den Abtastgescliwindigkeiten in Umfangs.-ichtung der Zylinder entsprechen.

Ein Aufnahmekopf 9 ist an einer Gewindespindel 11 drehbar selaeert:die Süindel 11 wird mittels eines Motors 10 angetrieben, so daß der Aufnahmekopf 9 längs der Gewindespindel 11 und damit mittels Motor 10 in Richtung Zylinderachse verfahren wird. Der Aufnahmekopf 9 tastet auf diese Weise das auf Zylinder 2 aufgezogene Originalbild 1 ab.

Ein Wiedergabekopf 12 mit einer erfindungsgemäßen Belichtungseinrichtung 13, ist beweglich auf einer Gewindespindel 15 gelagert. Die Gewindespindel 15 wird ihrerseits von einem Motor 14 angetrieben. Demgemäß

ίο läßt sich der Wiedergabekopf 12 mittels des Motors 14 längs der Gewindespindel 15 in Richtung der Zylinderachse verfahren, wodurch der Wiedergabefilm 5, der auf Zylinder 6 aufgezogen ist, abgetastet werden kann.
Bei dieser Ausführungsform erzeugt die Belichtungseinrichtung 13 zwei Belichtungs-Lichtstrahlen und zwar parallel zu Lichtachsen bzw. Lichtwegen L\ und Li, so daß die beiden Abtastlinien gleichzeitig abgetastet werden können. Demgemäß wird der Bildzylinder 2 derart gesteuert, daß seine Drehzahl das Zweifache jener des Wiedergabezylinders ist. Erzeugt c^rs. Belichtungseinrichtung 13 mehr als drei Beliehtungs-Licbistrahien parallel zueinander, so beträgt die Drehzahl des Bildzylinders 2 das Dreifache jener des Wiedergabezylinders 6.
Die Bewegungsgeschwindigkeiten des Aufnahmekopfes 9 und des Wiedergabekopfes 12 werden in Abhängigkeit von einer Reproduktionsskala unabhängig vom Verhältnis der Drehzahlen der beiden Zylinder 2 und 6 bestimmt Beträgt die Reproduktionsskala »eins«, so werden die beiden Köpfe 9 und 12 mit derselben Geschwindigkeit bewegt; beträgt die Wiedergabeskala »zwei«, so wird Wiedergabekopf 13 mit der doppelten Geschwindigkeit wie der Aufnahmekopf 9 bewegt

Anders ausgedrückt: Erzeugt die Belichturigseinrichtung 13 zwei Belichtungslichtstrahlen, so ist die Steigung des Wiedergabekopfes 12 pro Umdrehung des Wiedergabezyünders 6 zweimal so groß wie diejenige des Aufnahmekopfes 9 pro Umdrehung des Bildzylinders 2.
Der Aufnahmekopf 9 nimmt ein Bildsignal dadurch auf, daß er das Originalbild 1 abtastet und dieses Bildsignal dann in seine Farben zerlegt, um Farbseparations-Bildsignals A von Primärfarben zu erhalten, die dann einem Bildsignaloperator 16 eingegeben werden können. Der Bildsignaloperator 16 verarbeitet die Bildsignale der Farbseparations-Bildsignale A für jede Separationsfarbe, und zwar im Sinne von Maskieren oder Farbkorriegieren oder ähnliches, und gibt schließlich eines der gewonnenen Farbseparationssignale für zyan, magenta, gelb und schwarze Druckfarben ab.

Sodann wird das aus dem Bildsignaloperator 16 abgegebene Ausgangssignal in ein Digitalbildsignal B umgewandelt und einem Speicher 17 eingespeist. Der Speicher .'7 irennt die Digitalbildsignale B in zwei Gruppen B_n und B„+u wobei η eine Abtastlinienanzahl entsprechend den beiden einander benachbarten A^tastlinien bedeutet

Das Einspeichern des Bildsignals ßin den Speicher 17 wird über einen Schreibimpuls r« gesteuert, der synchron mit einem Zeitimpuls fs für die Analog-Digital-Umwandlung ist. Der Zeitimpuls h wird mittels eines Zeitreglers 18 erzeugt, und zwar entsprechend einem Zeitimpuls f|, der von dem Dreh-Codierer 4 erzeugt wird.

Das Auslesen der Signale B_n und B_n+ \ aus Speicher 17 wird durch Leseimpulse h vorgenommen, die von einer Zeitsteuereinheit 19, entsprechend einem Zeitimpuls h, erzeugt wurden. Die Signale B_n und B_n+] für zwei Abtastlinien des Originalbildes werden ausgehend von

demselben Abtaststartpunkt zur selben Zeit ausgelesen.

Die Digitalbildsignale B_n und S_n+1 werden einer Vergrößerungseinrichtung 20 eingespeist, in welchem diese Signale zwecks Veränderung einer Reproduktionsskala eines Bildsignals wiederholt oder übersprungen werden, und zwar in Richtung der Zeitachse oder des Zylinderumfanges. Dies geschieht je nach Bedarf in Abhängigkeit von der Reproduktionsskala. Sodann werden die digitalen Bildsignale in bezüglich der Vergrößerung veränderte Analogbildsignale C_n und C_n+ 1 umgewandelt.

Die so erhaltenen Bildsignale C_n und C_n+1 werden einem Halbton-Punkt-Flächenregler 21 eingegeben. Ein Halbton-Punkt-Signalgenerator 22 gibt Halbton-Punkt-Signale D_n und D_n+I an den Halbton-Punkt-Flächenregler 21 ab, um entsprechend den Abtastlinienanzahlen π und n+\ der Signale C_n und C_n+1 periodisch Halbton-Muster zu produzieren. Sodann wird aus den Bildsignalen Cs ijnrf C..^ j. sowie aus den Halbton-Punkt-Signalen D_n und D_n+I, im Regler 21 ein Lichtweg-Steuersignal E erzeugt. Dies geschieht abhängig von einem Zustand einer Kombination des offenen und/oder geschlossenen Zustandes der Lichtwege L\ und Lj, was im einzelnen noch zu beschreiben sein wird. Das Lichtweg-Steuersignal E hängt nicht unmittelbar von den Bildsignalen C_n und C_n+] ab. Der Regler 21 gibt das Lichtwegsteuersignal fan den Wiedergabekopf 12 ab, und regelt Belichtungseinrichtung 13 dahingehend, daß die Lichtwege L\ und Lj der Belichtungslichtstrahlen geöffnet und/oder geschlossen werden.

In Fig.2 erkennt man ein typisches Halbton-Punkt-Muster, das mittels der vom Lichtstrahl-Steuersignal E gesteuerten Belichtungseinrichtung 13 auf dem Wiedergabefiim 5 erzeugt wurde; der Rasterwinkel beträgt Null und die Halbton-Punktflächen-Rate beträgt 50%, wobei Ddas Halbton-Punkt-Signal und die Zahlen oben und unten Abtastlinienzahlen des Aufnahmekopfes 9 bzw. des Wiedergabekopfes 12 entsprechen. Die Buchstaben h—m stehen stellvertretend für Wellenformsignale der Halbton-Punkt-Signale gemäß F i g. 4.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Belichtungseinrichtung 13, mit einem Wiedergabekopf 12, wobei das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt ist. F i g. 4 zeigt den offenen bzw. geschlossenen Schaltzustand der Lichtwege L\ und Li, sowie Wellenformsigna-Ie h—m der Halbton-Punkt-Signale. Diese wandeln die Bildsignale C_n und C_n+1 in offenem bzw. geschlossenem Lichtweg entsprechende Lichtwegbildsignale Fi und Fi um, um Halbton-Punkt-Muster zu erhalten, die HaIbton-Punktflächen-Raten entsprechen, die von den Abtastpositionen und der Dichte der Bildsignale vor der Generierung der Lichtweg-Steuersignale E abhängig sind.

In F i g. 3 erkennt man, daß die Signale Fj und F₂ für den offenen bzw. den geschlossenen Lichtweg durch Analogkomparatoren 23 und 24 abgegeben werden, denen Kombinationen der Bildsignale C_n und C_n+1 und der Halbton-Punkt-Signale D_n und D_n+1 eingegeben werden. In diesem Falle bedeuten die Halbton-Punkt-Signa-Ie D_n und D_n+1 die in Fig.4 dargestellten dreieckigen Wellenformsignale h—m, (entsprechend der Abtastlinienanzahl η der Bildsignale C_n und C_n+]).

Die dreieckförmigen Wellenformsignale h—m, die dem Regler 21 als Halbton-Punkt-Signale D_n und D_n+1 zuzuführen sind, werden aus den Ausleseimpulsen is ausgewählt, und zwar abhängig von den Abtastlinienzahlen η und π + 1 der Bildsignalpaare C_n und C_n+1.

So werden z. B. die dreieckförmigen Wellenformsignale h und / für die Abtastlinienzahlen 1 und 2 des Aufnahmekopfes 9 gemäß Fig. 2 dargestellt. Diese Signale h und / werden den Komparatoren 23 und 24 zusammen mit den Bildsignalen C\ und C2 zugeführt. Die Analogspannungen der Bildsignale Ci und C? entsprechen den Halbton-Punktflächen-Raten (vgl. F i g. 4). Die Komparatoren 23 und 24 erzeugen die Bildsignale Fi und F2 für den offenen bzw. geschlossenen Lichtweg. Dies geschieht durch Aufschneiden der dreieckigen Wellenformsignale h und i, und zwar abhängig von den Spannungen der Bildsignale C\ und Ci.

Jedes Bildsignal Fi und F2 für offenen bzw. geschlossenen Lichtweg ist ein binäres Signal mit einem Hochniveau H oder »1« und einem Niedrigniveau L oder »0«. Entsprechend der Kombination dieser beiden Werte für die Signale Fi und Fi wird eines der UND-Gatter 27 bis 30 selektiv zum Lichtwegregler gemacht, und zwar durch eine digitale logische Schaltung, die Inverter 25 und 26. sowie die UND-Gatter 27—30 umfaßt. Das Ausgangssignal des ausgewählten UND-Gatters 27—30 re-

gelt einen der Analogschalter S\—S\ im Sinne »öffnen« oder »Schließen«.

Das selektive öffnen oder Schließen der Analogschalter S\— St, beinhaltet das Erzeugen des Lichtweg-Steuersignals E, das der Belichtungseinrichtung 13 eingespeist ist, so daß die Lichtwege L\ und Li nach binärer Art und Weise geöffnet oder geschlossen werden. Dies geschieht also entsprechend den von den Komparatoren 23 und 24 erzeugten Signalen Fi und Fi für »öffnen« oder »Schließen« der Lichtwege.

Die Lichtwege Li und Li sind auf der Ausgangsseite eines akusto-optischen Defiektors 33 angeordnet, dem ein von einem Lasergenerator 31 erzeugter Laserstrahl 32 über einen Spiegel 31a eingegeben wird. In die Lichtwege L\ und L₂ fallen Beugungslichtstrahlen ein, und zwar entlang Beugungslichtwegen U und /0 der ersten Ordnung und nullten Ordnung der ersten Frequenz f_A der ersten von einem Oszillator 34 erzeugten Ultraschallwelle.

Ferner wird ein weiterer Beugungslichtstrahl mittels des akusto-optischen Deflektors 33 abgelenkt, und zwar entlang eines weiteren Lichtweges Ib erster Ordnung der zweiten Ultraschallwelle, die mit einer zweiten Frequenz /» von einem Oszillator 35 erzeugt wird. Die Frequenz /β ist derart ausgewählt, daß der (Beugungs-) Lichtweg I_B genügend weit vom (Beugungs-)Lichtweg U entfernt liegt Die Signale mit der ersten Frequenz Γ_Λ und fs werden durch Verstärker 36 bzw. 37 auf die gewünschten Spannungen Va und Ve verstärkt.
Werden die Analogschalter S\, S2,53 und 54 geschlossen, so erhält man die Spannung V_B der Frequenz fg, die Spannung Va der Frequenz Λ und die Spannung V_A/i durch Verringern der Spannung V_A mittels eines Spannungsteilers 38, oder es wird die Nullspannung 0 abgegeben, wenn dasLichtstrahlsteuersignal E zu einer Erregungselektrode 39 des akusto-optischen Deflektors 33 gelangt

In F i g. 5 ist eine Darstellung wiedergegeben, die die Abhängigkeit zwischen einer Reihe von Werten wiedergibt, und zwar zwischen:

a) den Lichtwegen L\ und Li, die geöffnet werden, wenn mehr als eine bestimmte Menge von Lichtstrahlen einfällt und die geschlossen werden, wenn weniger als eine bestimmte Menge von Lichtstrahlen einfällt bzw. wenn die Lichtstrahlen abgeschirmt werden;

b) den Analogschaltern Si —S4, die auf »EIN« stehen, wenn sie geschlossen sind, und die auf »AUS« ste-

hen, wenn sie geöffnet sind:

c) den Frequenzkomponenten f_A und /ß und den Spannungskompoiienten V,\. Vw. Va/2 und 0 des Lichtwegsteuersignals £, wenn einer der Schalter S\ -S^ auf »EIN« ist;

d) dem Ausgangswert »H« und/oder »L« der Signale F, jnd F2, die anzeigen, ob der Lichtweg offen oder geschlossen ist, und die von den Komparatoren 23 und 24 erzeugt sind, und

c) den Lichtausgangszuständen. Die schrsffierten Teile entsprechen der Lichtenergie der Beugungslichtstrahlen B. A und 0 erster und nullter Ordnung in den Lichtwegen /«, I_A und In.

Wie in F i g. 5 dargestellt, entsprechen die Lichtstrahlen L\ und L2 für offenen oder geschlossenen Zustand jenem Zustand der Bildsignale Fi und Fi für offenen oder geschlossenen Lichtweg. 1st in F i g. 5 Analogschalter S) angeschlossen, so entspricht die Lichtenergie der Lichtstrahlen A und 0 der Hälfte der Lichtemission, und die Lichtwege L\ und Li sind als »offen« wiedergegeben. Der Grund ist im folgenden erklärt:

Die charakteristischen Linien des Lichtstrahls erster Ordnung und des Lichtstrahls nullter Ordnung der Frequenz f,\ entlang den Lichtwegen I_A und /0 verlaufen wie in F i g. 6 wiedergegeben in bezug auf die Eingangsspannungen ähnlich Sinus-Quadratkurven (sin²). Die Lichtwege Z-i und Z-2 sind den Beugungslichtwegen I₀ zugewandt. Nimmt man an, daß die Spannung zum Sättigen des !..chtstrahles erster Ordnung V_A dann ansteht, wenn die Eingangsspannung annähernd die Hälfte der Spannung V_A beträgt, so haben die Eingangslichtstrahlen zu den Lichtwegen L_t und Z.2^s Niveau der halben Lichtenergie.

Wird das halbe Lichtenergieniveau des Lichtstrahlausgangs des Deflektors 33 auf ein Belichtungslichtenergieniveau oberhalb eines Schwellwertes Ls der Gammacharakteristika des Aufzeichnungs- oder Wiedergabefilms 5 eingestellt, so wird dieser Film 5 mit dem halben Lichtenergielevel des Ausgangslichtstrahles in gleicher Weise belichtet wie das Ganz-Lichtenergieniveau. Demgemäß können die Lichtwege L\ und L2 im wesentlichen als geöffnet betrachtet werden.

Bei dieser Ausführungsform sollte, entsprechend den Gammacharakteristika, der Wiedergabefilm 5 von dem Halb-Lichtenergieniveau in derselben Weise belichtet werden wie von dem Ganz-Lichtenergieniveau. Da die Lichtenergiedifferenz zwischen den beiden Niveaus groß ist, führt das Ganz-Lichtenergieniveau nur noch zu einer Überbelichtung; die aufgezeichneten Linien und Punkte können daher, gemessen an den tatsächlichen Größen, etwas stärker erscheinen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird die Lichtenergie der Lichtstrahlen während des Öffnens der Lichtwege Li und Z-2 bei allen Lichtausgangsarten gleich gemacht, oder zumindest die Lichtenergiedifferenz der Lichtstrahlen verringert Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel einer Korrektur beschrieben werden.

Die aus optischen Fasern 40 und 41 gebildeten Lichtwege L\ und Li können auf die Zentren der Lichtwege erster und nullter Ordnung U und /0 der Beugungslichtstrahlen zeigen, die von dem akusto-optischen Deflektor 33 abgelenkt sind (siehe F i g. 3).

Die Lichtenergieverteilung des Beugungslichtstrahls erster Ordnung entlang des Beugungslichtwegs I_A erster Ordnung ist in F i g. 7 veranschaulicht, wobei das Maß der Ablenkung von der Frequenz /χ der Ultraschallwelle und der Intensität des Lichtstrahls abhängt und jeweils in horizontaler und vertikaler Achse aufgetragen ist, und wobei der Durchmesser der optischen Fasern als Φ dargestellt ist. Die Verteilungen der Ganz-Licht-Energie und der Halb-Licht-Energie sind durch ausgezogene bzw. unterbrochene Linien dargestellt.

Wird die Lichtachse 40a der optischen Faser 40 auf eine Maximalwertposition F_A der Lichtenergieverteilung eingestellt, so ist die Lichtenergie des Lichtstrahls, die in den Lichtweg L\ entlang des Lichtweges I_A einfällt,

to maximal. Wird die Lichtachse 40a der optischen Faser 40 von der Maximalwertposition F_A herausbewegt, so wird die Intensität der Lichtenergie des Lichtstrahls, der in die optische Faser 40 einfällt, vermindert, und zwar je nach Abstand des Abgehens von Position F_A.

In diesem Fall kann somit die Lichtachse 40a der optischen Faser 40 relativ zu der Maximalwertposition dadurch verändert werden, daß die Frequenz der dem akustn-ontischen Deflektor 33 zugeführten Ultraschallwelle verändert WTd, um die Energie des in die optische Faser 40 einfallenden Lichtstrahls zu verändern.

Die in F i g. 7 dargestellte Lichtenergieverteilung läßt sich dort in Richtung nach links verschieben, und zwar durch Zuführen der dritten Ultraschallwelle mit einer dritten Frequenz /czu dem akusto-optischen Deflektor 33, wie durch die strichpunktierte Linie in F i g. 8 veranschaulicht ist. Dabei wird die Maximalwertposition aus dem Zentrum F_A der optischen Faser 40 zur weiter links befindlichen Position Fc außerhalb der optischen Faser 40 verschoben.

Bei dieser Ausführungsform wird die dritte Frequenz fc derart ausgewählt, daß die Lichtenergie des Lichtstrahls, der in die optische Faser 40 entsprechend der dritten Frequenz fc einfällt, d. h. die Fläche des »schraffierten Teils« der Verteilungswelle der strichpunktierten Linie, dieselbe ist, wie jene gemäß der ersten Frequenz /Ά, d. h. der Fläche des »schraffierten Teils« der Verteilungswelle der ausgezogenen Linie. Bei diesem Zustand der Ganz-Licht-Energie, bei dem der Analogschalter S2 geschlossen ist, kann die in den Lichtweg L\ einfallende Lichtenergie dieselbe sein wie jene bei dem Zustand der Halb-Licht-Energie.

Bei dem Zustand der Ganz-Licht-Energie, bei dem der Analogschalter 54 geschlossen ist, kann durch Verändern der Spannung von Vs bis Van die Lichtenergie des Lichtstrahles gemäß der zweiten Frequenz fs dieselbe sein wie jene bei dem Zustand der Halb-Licht-Energie.

Die in F i g. 9 dargestellte weitere Ausführungsform der Belichtungseinrichtung ist ähnlich jener gemäß Fig.3, wobei die Ausgangs-Licht-Energie der Lichtwege stets im Zustand der Halb-Licht-Energie ausgedrückt ist. Das Belichtungsmittel ist im wesentlichen vom selben Aufbau wie jenes gemäß F i g. 3, ausgenommen, daß ein dritter Oszillator 42 zum Erzeugen einer Ultraschailwelle eine dritte Frequenz fc hat. Ferner ist ein zusätzlicher Leistungsverstärker 43 vorgesehen, der derart gestaltet und angeordnet ist, daß er die Ausgangsspannung des Oszillators 42 auf eine Sättigungsspannung bringt und eine Spannung Vc abgibt; schließlich ist noch ein Spannungsteiler 44 vorgesehen, der mit dem Ausgang des Verstärkers 37 verbunden ist.

Ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Niveau der verbleibenden Lichtenergie des Beugungslichtweges nullter Ordnung ^ hinreichend geringer als der Schwellwert Ls des Wiedergabefilms 5 (vgl. F i g. 6), so wird der Lichtweg Li als im wesentlichen »geschlossen« betrachtet; es ist also nicht stets notwendig, die Ausgangsspannung bis zur Sättigungsspannung zu verstärken. In die-

sem Falle kann die Lichtenergie des entlang des Beugungslichtweges /o in den Lichtweg L\ einfallenden Lichtstrahles durch Wahl eines geeigneten Wertes für die dritte Frequenz ic der Ultraschallwelle eingestellt werden. Die notwendige Lichtenergie des Lichtstrahles läßt sich wie oben beschrieben auf dem Lichtweg L\ übertragen.

In F i g. 10 sind die Lichtausgangszustände dargestellt, die man durch öffnen oder Schließen der Analogschalter Si, Si, S3 und S4 gemäß Fig.9 in gleicher Weise erhält wie jene gemäß F i g. 5. In diesem Falle entspricht die Fläche des schraffierten Teils der Lichtenergie beim Lichtausgangszustand.

Um bei diesem Ausführungsbeispiel die Lichtausgangszustände gemäß Fig. IC zu erhalten, werden die Schalter Si, S₂, S₃ und S₄ geschlossen, um die Spannungen Vb, Vc, V_a und Van der Erregerelektrode 39 zuzuführen; für die ersten beiden Hirekt. für die beiden letztgenannten über die Spannungsteiler 38 oder 44.

Wie oben beschrieben, läßt sich auf diese Weise die Lichtenergie der Lichtstrahlen, die in die Lichtwege L\ und L₂ einfallen, bei allen Lichtausgangszuständen dem Halb-Licht-Energie-Niveau angepaßt werden, oder es läßt sich die Differenz zwischen den Lichtstrahlen weitgehend verringern, wobei eine Korrektur der zu stark geratenen, aufgezeichneten Linien und Punkte vorgenommen werden kann.

Bei dem in F i g. 3 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel können die Analogschalter Si —St vor den Verstärkern 36,37 und 43 angeordnet sein.

Gemäß der Erfindung läßt sich die Lichtenergie durch Verwenden von Beugungslicht höherer Ordnung nivellieren. Ist in diesem Falle der Beugungslichtstrahl erster Ordnung im Lichtausgangszustand, so wird die Grundfrequenz der dem Deflektor 33 zugeführten Ultraschallwelle, der dem Deflektor 33 eingespeisten Spannungswelle derart variiert, daß weitgehend Beugungslichtstrahlen höherer Ordnung abgegeben werden, um den Beugungslichtstrahl substantiell zu schwächen, so daß eine Nivellierung der Lichtenergie herbeigeführt werden kann. Werden Lichtstrahlen höherer Ordnung verwendet, so werden die Analogschalter S2 und S3 gemäß F i g. 3 vor dem Verstärker 36 angeordnet, der die gewünschte Sättigungscharakteristik der Lichtübertragung aufweist. Somit wird beim Ausführungsbeispiel mit dem Lichtausgangszustand der Halb-Licht-Energie, wobei der Analogschalter S3 geschlossen ist, das Signal verstärkt, ohne daß die Ausgangswellenform verändert wird. Bei dem Lichtausgangszustand der Ganz-Licht-Energie, bei dem der Analogschalter S2 geschlossen ist, wird das Signal verstärkt und hierbei die Ausgangswellenform entsprechend der Sättigungscharakteristik des Verstärkers verändert, was zu einem Anstieg der Harmonischen der Wellenform führt; demgemäß werden die Anteile der Beugungslichtstrahlen höherer Ordnung vergrößert, womit der Anteil des Beugungslichtstrahls erster Ordnung relativ verringert wird.

Wenn die Belichtungseinrichtang gemäß F i g. 3 oder 9 durch Verwendung eines Computers od. dgl. gesteuert wird, können anstelle der »Lichtstrahl geschlossen« — Signale Fi bzw. F2 aus einem Speicher oder dem Computer ausgelesene binäre Signale verwendet werden (siehe F i g. 5 und 10).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Steuerung der Belichtungsstrahlen für die Reproduktion von Bildern in Bildreproduktionsmaschinen, wie z. B. Farbscannern oder Farbfaksimile, wobei ein Lichtstrahl an einem akustischoptischen Ablenkelement abgelenkt wird, das seinerseits von einer Ultraschallquelle dem gewünschten Ablenkwinkel entsprechend angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl einerseits der 0-ten und/oder l-ten Ordnung eines ersten Ablenkwinkels entsprechend und andererseits der l-ten Ordnung eines zweiten Ablenkwinkels entsprechend abgelenkt wird, und zwar dadurch daß die Ultraschallquelle (Frequenzen (a, fe; {a, f& ic) über von Bildsignalen (G) abhängige Lichtwegbildsignale (F\, Fi) angesteuerte Schalter (Analogschalter Si... S₄) mit spezifischen Spannungen

   (0, Va, Vb- ν_Λ;γ V_A,y Vg, V_& vy überlagert mit dem Ablenkelement in Wechselwirkung gebracht wird, wobei die Ansteuerung des Ablenkelements so ist, daß der Lichtstrahl