DE2709354C2

DE2709354C2 - Reproduktionseinrichtung für gerasterte Bilder

Info

Publication number: DE2709354C2
Application number: DE2709354A
Authority: DE
Inventors: John Edward London Aughton
Original assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON GB
Current assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON GB
Priority date: 1976-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1985-08-22
Also published as: US4110796A; DE2709354A1; GB1523032A; JPS5823621B2; JPS52123701A

Description

Die Erfindung betrifft eine Reproduktionseinrichtung für gerasterte Bilder mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine derartige Reproduktionseinrichtung, bei der sich benachbarte Aufzeichnungsstrahlen überlappen, um ein gewünschtes Intensitätsmuster zu erzielen ist aus der DE-OS 24 59 613 bekannt. Dabei ist wesentlich, daß das vorgegebene Ausmaß der Überlappung eingehalten wird, um unerwünschte Intensitätsänderungen zu vermeiden.

Bei einer ähnlichen Reproduktionseinrächtung (DE-OS 25 03 851) ist es auch bekannt, im Strahlengang einen schräg zur Achse der Aufzeichnungstrommel gezeigten Modulationskristall anzuordnen, der mit Elektroden versehen ist, die das in den Kristall eintretende Licht ausblenden, um mehrere in der Abtastriehtung auf der Aufzeichnungsfläche gegeneinander versetzte Aufzeichnungsstrahlen zu erhalten. Im übrigen weist die bekannte Reproduktionseinrichtung einen Rastersignalgenerator mit Schieberegister auf, wie er auch bei der erfindungsgemäßen Reprodüktionseinrichtung ver

wendet werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Reproduktionseinrichtung so auszubilden, daß die Lage der Aufzeichnungsstrahlen und deren Überlappung genau eingestellt werden kann, um unerwünschte Intensitätsänderungen zu vermeiden.

Die genannte Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Mit dem Reversionsprisma kann die Linie der Aufzeichnungsstrahlen besonders genau eingestellt werden. Da bei einem Reversionsprisma die Eigenschaft der künstlichen Tiefe fehlt, womit der Brechungseffekt auf die scheinbare Tiefe gemeint ist, ergibt sich keine Auswirkung auf die Brennweite der Linsen. Wird das Reversionsprisma zum Einstellen der gewünschten Überlappung gedreht, so verändert sich gleichzeitig der Abstand der Strahlen in der Abtastrichtung, so daß die von der Modulationseinrichtung vorgegebenen Verzögerungswerte nicht mehr zutreffen, wenn nicht zusätzlieh durch Einstellen des Linsensystems die Bildgröße und damit die Überlappung korrigiert wird.

Als Reversionsprisma kann ein K-Prisma oder auch ein Dove-Prisma Verwendung finden, das auch als HaIbgeschwindigkeitsprisma bezeichnet wird, da bei Drehung des Prismas um die optische Achse eine Bilddrehung erreicht wird, d^:,e doppelt so groß ist wie der Drehwinkel des Prismas. Ein Vorteil liegt darin, daß die Achse des aus dem Prisma austretenden Lichtes die verlängerte Achse des in das Prisma eintretenden Lichtes ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Reproduktionseinrichtung für Rasterbilder,
F i g. 2 das in F i g. 1 vorgesehene optische System mit einem Reversionsprisma, und

F i g. 3 die mit der in F i g. 2 dargestellten Maske erzielten Aufzeichnungsstrahlenmuster.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Reproduktionseinrichtung dreht ein Motor 10 eine Eingabetron.mel 12, eine Ausgabetrommel 14 und einen Wellenwandler J6. der auf einer beiden Trommeln gemeinsamen Welle 18 angeordnet ist. Die Eingabetrommel 12 trägt die zu reproduzierende Vorlage 13 und diese Vorlage wird von einem Analysierkopf 20 abgetastet. Die Ausgabetrommel 14 trägt einen Film 15, der zum Aufbau eines monochromen Farbauszugs für eine ausgewählte Farbkomponente belichtet werden soll. Der Film 15 wird durch einen Mehrfachausgabekapf 22 abgetastet. Die beiden Köpfe sind mechanisch durch ein Verbindungsglied 24 miteinander gekoppelt und bewegen sich längs einer Spindel 26. deren Drehung von einem Querservo 28 hervorgerufen wird, der seinerseits von den Ausgangssignalen des Wellenwandlers 16 angesteuert wird.

Die Ausgangssignale des Analysierkopfes 20 weisen die Form von drei Farbkanalsignalen auf (für den Rotfilter, den Blaufilter, den Grünfilter) und diese Signale werden auf eine Farbrechnereinheit 30 gegeben, die die Signale in an sich bekannter Weise korrigiert. Der Wert des Korrektursignales für einen Farbkanal hängt wenig-

60-stens teilweise von den Werten der Signale in den anderen Kanälen ab. Am Ausgang der Farbrechnercinhcil 30 wird eines der drei korrigierten Farbsignalc mit Hilfe eines Farbkomponentcnauswahlschalters 32 ausgewählt und auf einen Mehrfachsignalgenerator 34 gegc-

b5 ben. Dieser erzeugt sechs Signale, die in diesem Beispiel aus dem gemeinsamen Signal von der Farbrechnereinheit und je einem unterschiedlichen, ein Raster darstellendes Signal kombiniert werden.

Die sich ergebenden gerasterten und farbkorrigierten Farbsignale werden über eine Verzögerungseinheit 36 auf ein optisches System 38 in dem Ausgabekopf 22 gegeben. Das optische System wird in der F i g. 2 genauer beschrieben werden und enthält individuelle Modulatoren für sechs Strahlen, die aus einem Laserstrahl 40 mit Hilfe eines Strahlteilers 42 abgeleitet werden. Die modulierten Strahlen fallen auf den Film 15 auf, der auf der Ausgabetrommel 14 zu belichten ist Zusammen tragen die sechs Lichtstrahlen zum Aufbau der gerasterten Belichtungspunkte in dem Farbauszug bei. Sie können zu jedem Zeitpunkt zum Aufbau zweier benachbarter Punkte beitragen.

Gemäß Fig.2 erzeugt der Laser 60, der ein 10 mW-Argon-Laser mit einer Betrifibswellenlänge von 488 nm sein kann, einen kohärenten Lichtstrahl, der auf den StrahlteiLcr 42 geführt wird. Bei dem in der F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel teilt der Strahlteiler 42 den ursprünglichen Strahl in sechs Parallelstrahlen, die über eine /?/2-PIatte 44 auf ein Modulatorsystem geführt werden. Das Modulatorsystem umfaßt eine Eingan^spokrisatorplatte 46 und eine Ausgangspolarisatorplatte 50, die voneinander durch elektrooptische Modulatoren 48 voneinander getrennt sind. Mit Hilfe der elektrooptischen Modulatoren 48 kann ein jeder der Lichtstrahlen getrennt moduliert werden. Die modulierten Lichtstrahlen werden durch Prismen 52 und 54 geführt, die der anamorphotischen Strahlkompression dienen. Die sich ergebenden dicht beieinanderliegenden Strahlen fallen auf eine Maske 56. Die Maske 56 weist sechs öffnungen auf, die die Form definieren, die für die Strahlquerschnitte auf der Bildaufzeichnungsfläche erforderlich ist. Die die Maske 56 durchsetzenden Strahlen (aus Gründen der Einfachheit ist in der Figur nur ein einziger Strahl dargestellt) werden durch eine Feldlinse 58 gesammelt und von einem Spiegel 60 auf ein Reversionsprisma 62 reflektiert Wenn die genutete Fläche des Prismas als seine Spitze betrachtet wird, wird ein auf das Prisma einfr'lender Strahl in der Spitze-Boden-Richtung (180°-Drehung) reversiert, aber nicht in seitlicher Richtung (0°-Drehung). Ein in einer Zwischenlage befindlicher Vektor wird um einen Zwischenöetrag gedreht.

Das das Reversionsprisma 62 verlassende Licht läuft durch eine negative Linse 64 und eine Fokussierlinse 66, ehe es auf den Film 15 auf der Oberfläche der Ausgabetrommel 14 fällt. In der deutschen Patentanmeldung P 24 59 613.2 wird ein Bildwiedergabesystem beschrieben, in dem das Aufzeichnungsmedium durch eine Reihe von Lichtmodulatoren hindurch belichtet wird und bei dem die B^lichtungsbereiche auf dem Aufzeichnungsmedium von benachbarten Tönen der einzelnen Lichtmodulatoren einander überlappen. Die optische Vorrichtung gemäß Fig.2 soll in einem solchen System eingesetzt werden. Aus diesem Grund weisen die Öffnungen der Maske 56 die in der F i g. 3 gezeigte Form auf.

Die F i g. 3 zeigt das Muster und die Form der öffnungen in der Maske und das Muster und die Form der

, Aufzeiehnungsstrahlen, wie sie auf den Film 15 auffallen.

Tf Der Pfeil 68 stellt die Drehrichtung der Trommel dar und der Pfeil 70 stellt die Richtung der langsamen Querbewegung des Ausgabekopfes 22 bezüglich der Ausgabetrommel dar. Es ist ersichtlich, daß jede öffnung der Maske und damit jeaer Fleck 72 die Form eines Parallelogramms aufweist unii.-hß eine Linie durch die Mitten dieser Parallelogramme bezüglich der Drehrichtung des Zylinders geneigt ist. Es ist weiterhin ersichtlich, daß eine Hälfte eines jeden Parallelogramms in Drehrichtung gesehen mit der anderen Hälfte des nächsten Parallelogramms ausgerichtet ist. Daher wird jede Spur in Drehrichtung von zwei benachbarten Flecken 72 abgetastet, und zwar einer nach dem anderen. Zusätzlich wird das durch eine jede der Parallelogrammöffnungen hindurchtretende Licht ein dreieckiges Intensitätsprofil aufweisen, wenn in Drehrichtung integriert wird, und ihre Sparen werden einander in der Weise einander

ίο überlappen, wie sie von der oben erwähnten Beschreibung gefordert wird, die einander überlappende Belichtungsbereiche offenbart

Die Pfeile 74 stellen die Verzögerungen dar, die den die Modulation der Strahlen steuernden elektrischen Signalen aufgeprägt werden müssen, um die Zeitverzögerung zwischen den Zeitpunkten zu kompensieren, an denen die verschiedenen Abtaststrahlen denselben Rasterpunktbereich überqueren.
Unter erneuter Bezugnahme auf die F i g. 2 soll darauf hingewiesen werden, daß jeder d · Moduiatoren 48 zwei Elektroden für jeden Lichtkanal aufveisL Fünf der Elektrodenpaare sind über Verzögerungskreise D1 bis D 5 mit dem Ausgang des Mehrfachsignalgenerators 34 verbunden, während das andere Elektrodenpaar direkt mit dem Generator 34 verbunden ist. Der Generator 34 empfängt das Bildsignal von einer Quelle 76, die den Einheiten 12,20,30,32 in F i g. 1 entspricht

Durch Drehung des Reversionsprismas 62 kann der Winkel der Reihe von Abtastflecken 72 (F ι g. 3) bezüg-

lieh der Richtung 68 der Trommeldrehung ohne Änderung der Achse des Strahlenganges eingestellt werden. Das Reversionsprisma 62 wird in geeigneter Weise dadurch aufgebaut, daß ein 30°-60°-90°-Prisma und ein gleichseitiges Prisma miteinander verklebt werden (F i g. 2 rechts). Die Eingangs- und Ausgangsflächen des Prismas sollten mit einem Antirefiexionsübsrzug belegt werden, der hinsichtlich der verwendeten Wellenlänge optimiert ist, z. B. mit einer einzigen Schicht von MgF2 Die Basisfläche, an der die Zwischenreflexion stattfindet, sollte versilbert und geschützt werden, und die genuteten Flächen sollten poliert werden.

Die gezeigte Linsenanordnung wirkt mit dem Reversionsprisma 62 zusammen, um den Abstand zwischen den Auizeichnungsstrahlen durch Einstellung der Vergrößerung einzustellen und damit das System an die den Moduliersignalen aufgeprägten Verzögerungen anzupassen. Bei dem gezeigten System beeinflußt die Vergrößerungseinstellung mit Hilfe der Linsenanordnung in erster Linie die »Verzögerung« und beeinflußt die

so »Linienanpassung« wenig; die Drehung des Prismas 62 beeinflußt in erster Linie die »Linienanpassung« und beeinflußt die »Verzögerung« nur wenig. Die Linse 66 bWei die Maske bei der gewünschten Vergrößerung (oder in praxi Verkleinerung) auf die Aufzeichnungsoberfläche ab und üie Linse 58 wirkt als Feidlinse und erzeugt eine »telezentrische« Bedingung. Die Entfernung der Linse 58 von der Maske beträgt ca. ¹Ao ihrer Brennweite; in diener Position erzeugt die Linse eine Vergrößerung von ca. 1,1. Durch Bewegung der Linse um eine kurze Strecke kann dieser Vergrößerungswert leicht geändert werden und ermöglicht damit eins Feineinstellung der Verzögerung.

Obwohl die Öffnungen in der Querrichtung länglich ausgebildet sind, wiridas sich ergebende Licht in praxi eine scheinbare Elongation ίη der Drehrichtung erzeugen, da die Modulatorverstärkeransteuersignale eine endliche Anstiegszeit aufweisen. Dies führt zu einer angenähert gleichen Auflösung in Drehrichtung und in

Querrichtung. Es sollte klar sein, daß das Lichtprofil auch von der Verteilung der Beleuchtungsstärke über _H die Maskenöffnungen abhängig ist; dieser Effekt kann

s dann aber erforderlichenfalls durch die Maskenform

ig korrigiert werden.

Die Beabstandung der Strahlen in der Drehrichtung verhindert, daß Licht von zwei benachbarten Flecken auf einen einzigen Oberflächenbereich fällt, der zur gleichen Zeit behandelt werden soll, und vermeidet damit Interferenzeffekte, die sich sonst aus der Überlappung von kohärenten Lichtstrahlen ergeben würden.

Die Strahlkompression reduziert auch den Abstand der belichteten Bereiche in Drehrichtung der Trommel und reduziert damit die erforderlichen Verzögerungen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Verkleinerung der Trennung des Strahls den Einsatz einer Linse 58 mit einem kleineren Durchmesser ermöglicht, wodurch ein kompakteres System ermöglicht Wird, ;r;sbe sondere dann, wenn die Linse 58 zusammen mit anderen Linsen in einem Revolverkopf zusammengefaßt ist. Ein solcher Revolverkopf ermöglicht einen leichten Wechsel des Rastermaßes.

Es ist nicht wesentlich, daß die Verzögerungskreise an der in den Figuren gezeigten Stelle eingesetzt werden; anstelle dieser Anordnung kann die relevante Information einfach aus einem Speicher zu der geeigneten Zeit ausgelesen werden.

Die Linse 64 zwischen den Linsen 58 und 66 bietet folgende Vorteile: zunächst wirken die Linsen 58 und 64 als eine Telephoto-Kombination zusammen und machen ein kürzeres Linsensystem möglich. Zweitens kann durch Einstellung der Linse 64 zusammen mit der Linse 58 die Vergrößerung etwas geändert werden, während die telezentrische Bedingung aufrecht erhalten bleibt. Drittens kann durch Einsetzen verschiedener Paarungen der Linsen 58,64 die Vergrößerung in beachtlichem Ausmaß geändert werden, z. B. zum Arbeiten mit ver-„. schiedenen Rasterabständen, während der telezentrische Zustand (zusammen mit der Feineinstellung der Vergrößerung) erhalten bleibt: weiterhin bleibt eine gemeinsame Brennpunktlage für die Linse 66 ebenfalls aufrecht erhalten.

Wenn es gewünscht wird, kann ein Rückkopplungssystem eingeführt werden, um die Steuerung des Modulators zu unterstützen; das Licht zur Steuerung des Rückkopplungssystems kann z. B. an der Maske 56 abgeleitet werden.

Der Strahlteiler 42 kann von bekannter Bauart sein, jedoch wird die Bauart bevorzugt, die in der Paralielanmeldung vom 3. März 1977 beschrieben ist, die der engtischen Anmeldung No. 8 517/76 vom 3. März 1976 entspricht.

Kurz zusammengefaßt, besteht der dort offenbarte Strahlteiler aus einem einzigen Block aus einem lichtdurchlässigen Material, der mindestens zwei zueinander parallele Seiten aufweist. Die eine dieser parallelen Seiten ist mit einem Überzug zur Erhöhung der inneren Reflexion versehen, mit Ausnahme des Endbereiches, an dem der Lichtstrahl eintritt; die andere der beiden zueinander parallelen Seiten ist in ihrer Ausdehnungsrichtung mit einer Folge von Überzügen derart versehen, daß die zueinander parallelen Strahlen, die aus den unterschiedlich beschichteten Zonen auf der anderen Seite nach innerer Reflexion an der ersten Seite austreten, im wesentlichen a!le die gleiche Intensität besitzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Reproduktionseinrichtung für gerasterte Bilder, bei der in einem Mehrfachsignalgenerator mehrere die Dichten eines Abtastpunktes an verschiedenen, in einer Linie senkrecht zur Abtastrichtung liegenden Stellen darstellende elektrische Signale erzeugt werden, die einer Modulationseinrichtung zugeführt werden, in der den elektrischen Signalen entsprechende, einzelne Aufzeichnungsstrahlen erzeugt werden, und bei der die Linie der die lichtempfindliche Aufzeichnungsfläche belichtenden Aufzeichnungsstrahlen um einen Winkel zur Abtastrichtung gedreht wird, und bei der in einer Verzögerungseinrichtung die elektrischen Signale entsprechend dem Abstand der einzelnen Aufzeichnungsstrahlen voneinander verzögert werden, dadurch gekennzeichne?, daß zum Einstellen des die gegenseitige Überlappung der einzelnen Aufzeichnungsstrahlen bestimmenden Winkels zwischen der Linie der Aufzeichnungsstrahlen und der Abtastrichtung im Strahlengang ein Reversionsprisma (62) und zum Einstellen der Bildgröße der Aufzeichnungsstrahlen ein Linsensystem (64, 66) vorgesehen ist, wobei durch Drehen des Reversionsyrismas und Verschieben des Linsensystems der Abstand der Aufzeichnungsstrahlen in Abtastrichtung voneinander auf eine durch die Verzögerungseinrichtung (36) vorbestimmte Überlappung der einzelnen Aufzeichnungsstrahlen einstellbar ist.

2. ReproduktionseiFi/ichtun^, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang eine Maske (56) mit die geometrisch Form der Aufzeichnungsstrahlen bestimmenden öffnungen vorgesehen, wobei die Aufzeichnungsfläche jeweils von zwei aufeinanderfolgenden, zwei öffnungen der Maske zugeordneten Aufzeichnungsstrahlen belichtet wird.

3. Reproduktionseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang hinter dem Reversionsprisma (62) eine negative Linse (64) und dann eine positive Fokussierlinse (66) angeordnet ist.