DE3428563A1

DE3428563A1 - Belichtungssystem fuer die verwendung bei der herstellung von halbtonbildern

Info

Publication number: DE3428563A1
Application number: DE19843428563
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Uji Kyoto Shimano
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1984-08-02
Publication date: 1985-02-14
Also published as: GB8419754D0; JPS6033558A; GB2144943A; GB2144943B

Description

Belichtungssystem für die Verwendung bei der Herstellung

von Halbtonbildern

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Belichtungssystem für die Verwendung bei der direkten Herstellung eines Halbtonbildes, das für die Verwendung bei der Herstellung einer Druckplatte von einem Original geeignet ist.

Ar⁺-Ionenlaser, He-Cd-Gaslaser, He-Ne-Gaslaser u.dgl.

wurden allgemein als Lichtquellen in herkömmlichen punkt- oder rastererzeugenden Belichtungssystemen verwendet, von denen Bildsignale zur Erzeugung von Halbtonbildern abgegeben werden, die direkt aus den durch photoelektrisches Abtasten von Vorlagen erhaltenen Abtastsignalen erzeugt werden. Es ist jedoch unmöglich, den Lichtstrom eines Laserstrahls mit einer hohen Geschwindigkeit direkt zu modulieren. In einem Belichtungssystem vom Digitaltyp wird daher ein Laserstrahl optisch in eine Vielzahl von Belichtungsstrahlen aufgeteilt, und jeder der erhaltenen Belichtungsstrahlen wird dann extern moduliert. Es ist daher erforderlich, einen optischen Modulator o.dgl. innerhalb des Belichtungssystems anzuordnen, was zu einer unvermeidbaren Vergrößerung und zu komplizierten Bauweisen führt.

Bei den herkömmlichen Belichtungssystemen kann die Rasterlineatur oder -feinheit dadurch geändert werden, daß man die Breite eines Belichtungsstrahles mit Hilfe einer Zoom-Linse ändert. Wenn man versucht, ein projiziertes Bild über einen großen Zoom-Bereich scharf zu halten, ist es unumgänglich, die Blende der Zoom-Linse zu vergrößern. Das führt dazu, daß derartige herkömmliche Belichtungssysteme mit verschiedenen Nachteilen behaftet sind, da die auf diese Weise vergrößerte Blende nicht nur die Bilder dunkler macht, sondern auch den Aufbau eines An-

triebs-Mechanismus für die Zoom-Linse kompliziert macht.

Im Hinblick auf die obigen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Belichtungssystem mit hoher Zuverlässigkeit zu schaffen, das für die Verwendung bei der Erzeugung eines Halbtonbildes geeignet ist, wobei das Belicht&hgssyst-em zu einer Vereinfachung des Aufbaus des Belichtungssystems per se führt, und bei dem eine Änderung der Rasterlineatur in einfacher Weise ohne Fehler bewirkt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Belichtungssystem gelöst, wie es in den Patentansprüchen beschrieben ist und sich IQ für den Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird somit ein Belichtungssystem geschaffen, das für die Verwendung bei der Erzeugung eines Halbtonbildes geeignet ist und das elektrische Signale, die durch photoelektrische Abtastung einer Vorlage erhalten wurden, einer vorgegebenen Verarbeitung unterwirft, um das elektrische Signal in Bildsignale umzuwandeln und die Vorlage auf der Basis dieser Bildsignale als das gewünschte Halbtonbild aufzuzeichnen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Belichtungssystem mit einer Lichtquellen-Einheit versehen ist, die durch die Anordnung von in der Haupt-Abtastrichtung aufeinanderfolgenden LED-Feldern oder -Reihen ge-

QQ bildet wird, wobei jedes der LED-Felder von LED's gebildet wird, die lichtemittierende Flächenbereiche einer gleichen Breite aufweisen und nebeneinander in einer Sub-Abtastrichtung in einer vorgegebenen regelmäßigen Anordnung angeordnet sind, wobei die Breite des lichtemittie-

gc renden Flächenbereichs einer jeden LED in einem der LED-Felder sich von der Breite einer jeden LED in einem

anderen LED-Feld unterscheidet, sowie mit mindestens einer Kondensorlinse zum Sammeln der Belichtungsstrahlen aus der Lichtquellen-Einheit, wobei entsprechend einer gewünschten Rasterlineatur ein dieser zugeordnetes LED-Feld ausgewählt und für die Belichtung gesteuert wird.

Das erfindungsgemäße Belichtungssystem verwendet als seine Lichtquelle LED-Felder. Deren LED's können direkt moduliert werden, was es ermöglicht, einen externen Modulator wegzulassen, der bei einem herkömmlichen Laserstrahl-Belichtungssystem unumgänglich ist. Es ist daher möglich, das Belichtungssystem per se nicht nur kleiner zu machen, sondern auch seinen Aufbau zu vereinfachen.

Die obigen Angaben sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann in klarer Weise aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einheits-Rasterpunkt-Struktur eines Halbtonbildes;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Aufzeichnungseinheit eines Farbscanners, in den die

Aufzeichnungseinheit der vorliegenden Erfindung eingebaut wurde;

Fig. 3 eine schematische Ansicht, die das Aussehen einer Ausführungsform einer Lichtquellen-Ein-

heifzeigt; und

Fig. 4 eine schematische Ansicht, die in schematischer Form eine andere Ausführungsform der Lichtquellen-Einheit zeigt.

Zuerst bezugnehmend auf Fig. 1 werden Halbton- oder Rasterpunkte auf 50% der Punktfläche innerhalb eines Einheits-Rasterpunktbereiches gebildet, der durch die vier Eckpunkte A, B, C, D beschrieben wird. Allgemein gesprochen hängt eine Rasterlinienbreite Jt von der Größe eines Rastermusters oder, in anderen Worten, von der Anzahl und der Breite der bei der Belichtung verwendeten Belichtungsstrahlen ab. Wenn man die Größe eines Einheits-Rasterpunktes mit D (cm) bezeichnet, die Anzahl der Strahlen, die den Einheits-Rasterpunkt bilden mit ß und die Strahlenbreite ι
folgende Beziehung:

die Strahlenbreite mit B (cm) bezeichnet, so gilt die

D_p = ß - B_p (1)

Wenn das obige Rastermuster verwendet wird, wird die Rasterlineatur oder Rasterlinienbreite ί (Linien/cm) durch die folgende Gleichung beschrieben:

^= 1/^β·Β_ρ (2)

Aus diesem Grunde wurde, wie oben erwähnt, die Breite (B ) eines jeden Belichtungsstrahls in einem herkömmlichen System unter Verwendung einer Zoom-Linse verändert, um die Rasterlineatur zu ändern.

Es wird nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen. Ein Belichtungssystem 1 wird direkt gegenüber einer Trommel 2 angeordnet, die auf ihrer Trommelwand einen aufgespannten lichtempfindliehen Film trägt. Das Belichtungssystem 1 ist intern mit einer Belichtungs-Lichtquelleneinheit 3 versehen, in die Bildsignale S eingegeben werden, die dadurch erhalten wurden, daß man elektrische Signale, die ihrerseits durch photoelektrisches Abtasten einer Vorlage erhalten wurden, einer vorgegebenen elektrischen Verarbeitung unterwirft. Das Belichtungssystem 1 ist gleitend auf einem Schaft 4

angeordnet und wird mit vorgegebenen Schrittabständen in eine Sub-Abtastrlchtung bewegt/ die durch einen Pfeil gekennzeichnet ist.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel der in Fig. 2 dargestellten Lichtquellen-Einheit 3. Auf einem Träger 5 sind LED-Felder oder -Reihen A, B, C nebeneinander angeordnet, die drei Typen von lichtemittierenden Bereichen aufweisen. Jedes der Felder A, B, C ist elektrisch mit einer FeIdwähl-Schaltung 9 verbunden. In Fig. 3 entspricht die senkrechte Richtung der Lichtquellen-Einheit 3 der Haupt-Abtastrichtung des Farbscanners von Fig. 2, während die waagerechte Richtung der Lichtquellen-Einheit 2 der Sub-Abtastrichtung des gleichen Farbscanners entspricht.

Das erste LED-Feld A wird von lichtemittierenden Feldbereichen a~ - a_fi gebildet, die alle die gleiche Breite P₁ aufweisen und nebeneinander in einem vorgegebenen gleichmäßigen Abstand in der Sub-Abtastrichtung angeordnet sind.

Das zweite LED-Feld B weist die gleiche Feld-Länge auf, wie das erste LED-Feld A und wird von lichtemittierenden Flächenbereichen b- - bg gebildet, die ebenfalls nebeneinander in einer vorgegebenen Teilung in der Sub-Abtastrichtung angeordnet sind.

Das dritte LED-Feld C weist die gleiche Länge auf, wie das erste und das zweite LED-Feld A und B. Es wird von lichtemittierenden Flächenbereichen C₁ - C₁₂ gebildet, die nebeneinander mit einer vorgegebenen Teilung in der Sub-Abtastrichtung angeordnet sind.

Wenn man die Rasterlineatur unter Auswahl einer gewünschten anderen Rasterlineatur ändert, wird das LED-Feld A,

—ο-Ι B oder C/ das der gewünschten Rasterlineatur entspricht, mit Hilfe einer Feldwähl-Schaltung 9 ausgewählt. Gleichzeitig werden, indem man jede Strahlenzahl mit einem Multiplexer in einer solchen Punkt-Erzeugungs-Schaltung auswählt, wie sie beispielsweise in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 80639/1983 beschrieben ist, elektrische Signale, die durch Abtasten des.Originals erhalten wurden, einem ausgewählten LED-Feld zugeführt, um eine EIN-AUS-Steuerung der gewünschten LED's zu bewirken. IQ Dementsprechend werden LED-Strahlen durch eine optische Linse· 6 auf eine Belichtungs-AufZeichnungs-Oberfläche 7 projiziert und auf diese Weise dort als ein scharfes Halbtonbild aufgezeichnet.

Auf die Belichtungs-Aufzeichnungs-Oberflache 7 der Trommel 2 ist beispielsweise ein lithographischer Film für einen Halbtonbild-Abtaster gewickelt. Da die Trommel 2 synchron mit der (nicht gezeigten) Original-Trommel unter Verwendung einer Antriebswelle 8 rotiert, können Strahlen, die von einem LED-Feld abgegeben werden, auf das ein Bild übertragen wurde, die Belichtungs-Aufzeichnungs-Oberf lache 7 abtasten, um ein gewünschtes Halbton-Bild zu erhalten.

Fig. 4 zeigt ein anderes Beispiel für eine erfindungsgemäße Lichtquellen-Einheit 3, die in Fig. 2 dargestellt ist. Die lichtemittierenden Flächenbereiche der individuellen LED-Felder sind mit einem vorgegebenen Intervall in der Haupt-Abtastrichtung in einem versetzten Muster

go angeordnet, wenn man in Richtung der Sub-Abtastrichtung schaut.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind die individuellen lichtemittierenden Flächenbereiche mit Q5 dem vorgegebenen Intervall in der Haupt-Abtastrichtung angeordnet, um die elektrische und optische Isolierung

oder Separierung benachbarter lichtemittierender Flächenbereiche zu gewährleisten. Demgemäß wird bei der dargestellten Ausführungsform jedes der LED-Felder A¹, B', C von lichtemittierenden Flächenbereichen gebildet, die in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die lichtend.ttierenden Flächenbereiche der in Richtung der Haupt-Abtastrichtung gesehenen oberen Reihe gegenüber denen der unteren Reihe versetzt sind. Die lichtemittierenden Flächenbereiche sind somit in anderen Worten in einer Zick-Zack-Anordnung angeordnet, wenn man aus deren Sub-Abtastrichtung schaut. Bildsignale, die in eine Lichtquelleneinheit 3' eingegeben werden, sind daher im Einklang mit den Relativgeschwindigkeiten der Aufzeichnungsoberfläche und den Belichtungsstrahlen verzögert. Um diese Verzögerungszeit konstant zu halten, wird das senkrechte Intervall zwischen jedem lichtemittierenden Flächenbereich in einem der Felder A¹, B¹, C und seinem entsprechenden lichtemittierenden Flächenbereich in dem benachbarten Feld so gewählt, daß es konstant ist.

Indem man die Lichtquellen-Einheit auf die obenbeschriebene Weise konstruiert, wird es möglich, Belichtungsstrahlen sehr eng zu projizieren und auf diese Weise ein Halbtonbild zu erhalten, das eine hervorragende Bildqualität aufweist.

Wie sich aus der obigen Beschreibung in klarer Weise ergibt, können die LED-Felder, die als Lichtquellen-Einheit in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, eine Hybrid-LED-Mikroschaltung sein, die dadurch erhalten wird, daß man separate LED's (LED = lichtemittierende Diode) nach der Hybrid-Technik verbindet, oder es kann eine monolithische LED-Mikroschaltung sein, die dadurch erhalten wurde, daß man getrennte LED's in Feldern auf einem monokristallinen Substrat ausbildet.

-ιοί Bei jeder der obenbeschriebenen Ausführungsformen sind drei Typen von LED-Feldern aufeinanderfolgend auf dem Substrat 5 angeordnet. Die Anzahl derartiger LED-Felder kann jedoch ganz nach den jeweiligen Bedürfnissen bestimmt werden. Darüber hinaus sind die Länge eines jeden LED-Feldes und die Breite eines jeden lichtemittierenden Flächenbereichs nicht notwendigerweise auf die beispielhaften Angaben der? obigen Ausführungsformen beschränkt. Es ist unnötig zu sagen, daß diese jeweils frei festgelegt werden können.

Infolge des obenbeschriebenen Aufbaus weist das erfindungsgemäße Beiichtungssystem die folgenden Effekte auf, die unter praktischen Gesichtspunkten außerordentlich vorteilhaft sind.

Vor allem ist es möglich,' die auf der Aufzeichnungsoberfläche abzutastende Rasterlineatur gegen eine andere gewünschte Rasterlineatur zu ändern, indem man ein LED-Feld auswählt, das der gewünschten Rasterlineatur entspricht, um die Breite und die Anzahl der Belichtungsstrahlen bei der Bildung eines Halbtonbildes zu ändern.

Zweitens können mit dem erfindungsgemäßen Belichtungssystem Strahlen mit einer gewünschten Strahlbreite aus einem ausgewählten LED-Feld unter Verwendung einer einzigen Linse erhalten werden, wenn man die Rasterlineatur ändert. Es ist deshalb möglich, den Aufbau eines Beiich-: tungssystems zu vereinfachen und gleichzeitig die Gesamt-3Q abmessungen des Belichtungssystems per se zu vermindern, ohne daß es zu solchen Nachteilen käme, daß die erhaltenen Bilder dunkler würden oder das Linsensystem komplizierter würde.

Drittens ist es möglich, die Vorschub-Teilung des Belichtungssystems in der Sub-Abtastrichtung beizubehalten,

unabhängig davon, welches LED-Feld ausgewählt wird, da die aufeinanderfolgend angeordneten LED-Felder in dem Belichtungssystem die gleichen Feld-Längen aufweist. Aus diesem Grund ermöglicht die vorliegende Erfindung die Vereinfachung des Antriebsmechanismus für das Belichtungssystem. Es ist ferner möglich, ein Halbtonbild mit einer gewünschten Rasterlineatur selbst dann zu erhaicen, wenn die LED-Felder die gleiche Anzahl lichtemittierender Flächenbereiche aufweisen, jedoch unterschiedliche FeIdlängen, vorausgesetzt, daß die Vorschubteilung in der Sub-Abtastrichtung im Einklang mit der Feld-Länge eines jeden ausgewählten LED-Feldes eingestellt wird. Es erscheint überflüssig, besonders darauf hinzuweisen, daß dieser Fall ebenfalls in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt.

Es ist aus der obigen Beschreibung offensichtlich, daß durch die vorliegende Erfindung ein extrem vorteilhaftes Belichtungssystem geschaffen wird, das für die Verwendung bei der Erzeugung eines Halbtonbildes geeignet ist, da dies.es Bei ich tungs system einen außerordentlich einfachen Aufbau aufweist und eine sehr geringe Größe, dabei jedoch gleichzeitig zahlreiche Nachteile herkömmlicher Belichtun'gssysteme überwindet und gleichzeitig die Genauigkeit de,r Belichtung sowie die Bedienbarkeit verbessert.

Obwohl oben die Erfindung vollständig beschrieben wurde, ist es für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, daß innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung viele Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne daß der Geist oder Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

Dipl.-Chem. Dr. Stefren ANDOAE

Dipl.-Phys. Dieter FLACH

Dipl.-lng. Dietmar HAUG · - . _Jftft.

Dipl.-Chem. Dr. Richard KNEISSL 2. flug. 1984

PATENTANWÄLTE
Steinstr. 44, D-8000 München 80

Anm: Dainippon Screen Seizo
Kabushiki Kaisha
Kamigyo-ku, Kyoto, Japan Az: 236/AS/sc

Belichtungssystem für die Verwendung bei der Herstellung

von Halbtonbildern

Patentansprüche

Belichtungssystem für die Verwendung bei der Herstellung von Halbtonbildern, das elektrische Signale, die durch photoelektrische Abtastung einer Vorlage erhalten wurden, einer vorgegebenen Verarbeitung unterwirft, um das elektrische Signal in Bildsignale umzuwandeln und die Vorlage auf der Basis dieser Bildsignale als das gewünschte Halbtonbild aufzuzeichnen, dadurch gekennzeichnet, daß das Belichtungssystem

mit einer Lichtquellen-Einheit verschon ist, die durch Anordnung von in der Haupt-Abtastridhtung aufeinanderfolgenden LED-(Leuchtdioden-)-Feldern gebildet wird, wobei jedes der LED-Felder von LED's gebildet wird, die lichtemittierende Flächenbereiche einer gleichen Breite aufweisen und nebeneinander in einer Sub-Abtastrichtung in einer vorgegebenen Teilung angeordnet sind, wobei die Breite des lichtemittierenden Flächenbereichs jeder LED in einem der LED-Felder sich von der Breite jeder LED in einem anderen LED-Feld unterscheidet,

sowie mit mindestens einer Kondensorlinse zum Sammeln der Belichtungsstrahlen aus der Lichtquellen-Einheit, wobei entsprechend einer gewünschten Rasterlineatur ein dieser zugeordnetes LED-Feld ausgewählt und für die Belichtung gesteuert wird.
2. Belichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Felder die gleiche Feld-Länge aufweisen.
3. Belichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Felder die gleiche Anzahl lichtemittierender Flächenbereiche aufweisen, und daß die lichtemittierenden Flächenbereiche so gesteuert werden, daß sich die lichtemittierenden Flächenbereiche entsprechend der Breite des lichtemittierenden Flächenbereichs eines jeden LED-Feldes in der Sub-Abtastrichtung des Belichtungssystems bewegen.
4. Belichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes LED-Feld als eine einzelne, sich in Sub-Abtastrichtung erstreckende Reihe ausgebildet ist.
5. Belichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, • dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Felder so ausgebildet sind, daß sie um ein vorgegebenes Intervall in der Haupt-Abtastrichtung phasenverschoben hintereinander angeordnet sind.
6. Belichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Felder eine Hybrid-LED-Mikroschaltung darstellen.
7. Belichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die LED-Felder eine monolithische LED-Mikroschaltung darstellen.