DE3231629C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Verfahren zur elektronischen Bilderzeugung unter Verwendung einer Anordnung von einzeln adressierbaren Lichtventilen, mit denen die Über­ tragung von Licht von einer Strahlenquelle zu einer Abbildungs­ ebene gesteuert wird, und insbesondere ein Verfahren zur Ver­ besserung der Qualität von Halbtonbildern, die mittels solcher Verfahren hergestellt werden.

In der US-Patentschrift 42 29 095 werden verschiedene Aus­ führungsformen einer elektronischen Farbbilderzeugungsvor­ richtung beschrieben, bei der Anordnungen getrennt adressier­ barer elektro-optischer Mittel in Pixelgröße (d. h. in der Größe kleinster Bildelemente) verwendet werden, um eine mehr­ farbige Belichtung panchromatischer Abbildungsmedien zu er­ zielen. Bei einer in dieser Patentschrift beschriebenen be­ vorzugten Ausführungsform solcher elektro-optischer Mittel ist ein Lichtventil vorgesehen, das aus einer Platte aus ferro- elektrischem Keramikmaterial, wie beispielsweise lanthandotier­ tem Bleizirkonattitanat (PLZT) besteht, die zwischen zwei Polarisatoren liegt, deren Polarisierungsrichtungen senkrecht zueinander verlaufen, wobei diese Platte so aktiviert wird, daß sie sich wie eine Kerr-Zelle mit quadratischer Kennlinie verhält. Eine An­ ordnung aus solchen Lichtventilen besteht demnach aus einer Platte aus PLZT-Material mit einer Vielzahl ineinander greifen­ der Elektroden, die auf einer der Hauptflächen so ausgebildet sind, daß sie das selektive Anlegen diskreter elektrischer Felder an diskrete Oberflächenbereiche der Platte (in einer senkrecht zur Betrachtungsrichtung verlaufenden Richtung) er­ lauben. Beim Anlegen solcher Felder wird das PLZT-Material dop­ pelt brechend und dreht die Polarisierungsrichtung des einfal­ lenden Lichtes um einen von der Größe des Feldes abhängigen Be­ trag. Damit ändert sich die Lichtdurchlässigkeit der PLZT-Platte und der Polarisatoren nach Maßgabe der elektrischen Felder. Ein Farbbild wird elektronisch dadurch erzeugt, daß diese Lichtven­ tile synchron mit der Aktivierung roter, grüner und blauer Be­ lichtungsquellen und nach Maßgabe der roten, grünen und blauen Farbinformationen für die Pixels dieses Bildes selektiv geöffnet und geschlossen werden.

Gemäß der obengenannten Patentschrift kann auch für die Halbton­ bilderzeugung die elektrische Aktivierung der Lichtventile so variiert werden, daß sich Dichtevariationen, beispielsweise in Form einer Grauskala, ergeben. Als Beispiele werden drei Wege zum Variieren der elektrischen Aktivierung aufgezeigt: (1) Änderung des Spannungspegels, der während einer Nenn-Belichtungs­ zeit dauernd anliegt; (2) Änderung der Zeitspanne, während der ein Nenn-Spannungspegel anliegt; (3) Erzeugung eines stufen­ förmigen Spannungssignals während jeder Belichtungsperiode und Aktivierung der Lichtventile innerhalb dieser Periode zu dem Zeitpunkt, zu dem der gewünschte Spannungspegel vorliegt.

In bestimmten Anwendungsbereichen, z. B. bei der Herstellung von Halbtonbildern hoher Qualität, wie etwa fotografischen Prints, hat sich gezeigt, daß bei der Bilderzeugung mit Hilfe von Lichtventil-Anordnungen, die in der vorstehend beschriebenen Weise elektrisch adressiert werden, störende Fehlstellen auf­ treten. Insbesondere ist in Halbtonbereichen gelegentlich mit dem bloßen Auge ein Dichteunterschied zwischen benachbarten Pixelbereichen erkennbar, die unter Verwendung von Lichtventilen belichtet wurden, denen eine im wesentlichen identische elek­ trische Aktivierung zuteil wurde. Wenn die Belichtung mittels einer Relativbewegung zwischen Abbildungsmedium und linearen Lichtventil-Anordnungen vorgenommen wird, treten diese Dichte­ unterschiede besonders störend in Form von Streifen oder Linien in Erscheinung.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine wesentliche Ver­ ringerung der Fehlstellen zu bewirken, die in Halbtonbildern, insbesondere in Farbbildern auftreten, die mittels einer An­ ordnung elektrisch adressierbarer Lichtventile erzeugt werden. Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß solche Fehlstellen auf ein unterschiedliches Durchlässigkeitsverhalten der ein­ zelnen Lichtventile der Anordnung zurückzuführen sind, die primär durch Schwankungen des elektro-optischen Koeffizienten von einem Lichtventil zum anderen verursacht werden. Darüber hinaus wurde beobachtet, daß das Ausmaß, in dem diese Fehlstel­ len auftreten, von der Farbe, d. h. der Wellenlänge des durch die Lichtventile fallenden Lichts, abhängt.

Gemäß der Erfindung läßt sich das Auftreten von Fehlstellen in Halbtonbildern, die mittels einer Anordnung elektrisch adressier­ barer Lichtventile erzeugt werden, dadurch drastisch verringern, daß der zur elektrischen Adressierung der Lichtventile verwendete Spannungspegel in geeigneter Weise gesteuert wird, d. h. also die Spannung, die das Umschalten der Ventile aus einem lichtundurch­ lässigen in einen lichtdurchlässigen Zustand bewirkt. Insbeson­ dere hat sich gezeigt, daß (a) durch Adressieren der Lichtven­ tile mit einem der mittleren "Halbwellenspannung" aller Lichtven­ tile der Anordnung angenäherten Spannungspegel (der durch Messen der Halbwellenspannung jedes Lichtventils der Anordnung ermit­ telt wird) bei einer gegebenen Wellenlänge des durch das je­ weilige Lichtventil fallenden Lichts und (b) durch Steuern der Zeitdauer, während der diese Spannung anliegt, die in Form von Linien und Streifen in Halbtonbildern in Erscheinung tretenden Fehlstellen ganz wesentlich verringert werden können. Werden mit dem Lichtventil aus drei Farben (z. B. Rot, Grün und Blau) bestehende Bilder erzeugt, so können die streifenförmigen Fehl­ stellen in Halbtonbildern weitgehend zum Verschwinden gebracht werden, indem entweder (1) die Lichtventile mit der mittleren Halbwellenspannung bei der gegebenen Wellenlänge des Lichts (z. B. Rot, Grün oder Blau) adressiert werden und dann die An­ ordnung mit Licht beaufschlagt wird oder aber (2) eine einzige mittlere Halbwellenspannung gewählt wird, die einen Kompromiß auf der Grundlage der Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges und/oder des lichtempfindlichen Mediums darstellt, wel­ ches das von der Lichtventil-Anordnung erzeugte Bild wahrnimmt bzw. empfängt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil eines beispielsweise für die Verwendung in der Vorrichtung nach Fig. 1 geeigneten elektro-optischen Modulators;

Fig. 3 eine vergrößert dargestellte Querschnittsansicht eines Teils des Modulators nach Fig. 2;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Schwankungen des Licht­ ausgangs in Abhängigkeit von der aktivierenden Span­ nung für eine bestimmte Lichtventil-Anordnung und einer als Parameter festgelegten Wellenlänge des Lichts;

Fig 5 eine graphische Darstellung, die für unterschiedliche Wellenlängen des Lichts die Schwankungen des Licht­ ausgangs eines gegebenen Lichtventils, beispiels­ weise des Ventils nach Fig 1, beim Anliegen einer Aktivierungsspannung zeigt; und

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform von Steuermitteln, die gemäß der Erfindung in einer Vorrichtung nach Fig. 1 verwendbar sind.

Die in Fig. 1 gezeigte elektronische Farbbilderzeugungsvorrich­ tung weist eine Lichtquelle 11 auf, mit der eine (auseinander­ gezogen dargestellte) Lichtventil-Anordnung 10 nacheinander mit Licht unterschiedlicher Farbe beaufschlagt wird. Die Lichtquelle kann getrennt aktivierbare rote (R), grüne (G) und blaue (B) Lichtquellen umfassen, oder sie besteht aus einer panchromatischen Lichtquelle sowie einem sich bewegenden mehrfarbigen Filter, wie es in der vorgenannten US-Patentschrift 42 29 095 beschrieben ist. Die Lichtventil-Anordnung 10 besitzt zwei Polarisatoren 12, 14, deren Polarisierungsrichtungen senkrecht zueinander verlaufen und zwischen denen ein elektro-optischer Modulator 13 angeordnet ist. Dieser besteht aus einem elektro-optischen Material, wie es beispielsweise in der US-Patentschrift 42 29 095 offenbart ist und das beim Anlegen eines elektrischen Feldes aus einem isotropen, nicht-polarisierten in einen doppelt brechenden, polarisierten Zustand überführbar ist. Ein bevorzugtes Material ist 9/65/35 PLZT.

Wie im einzelnen aus Fig. 2 ersichtlich, besitzt der Modulator 13 Bezugselektroden 21 und Signalelektroden 22, die auf der Modulatoroberfläche in einer Konfiguration ausgebildet sind, durch die eine Vielzahl diskreter, getrennt adressierbarer Lichtventile P₁-P₅ voneinander abgegrenzt wird. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die Bezugselektroden 21 an eine gemeinsame Bezugsspannungsquelle angeschlossen, bei­ spielsweise Erde, und die Signalelektroden für jedes Lichtventil sind über eine Adreßvorrichtung beispielsweise ein Schiebere­ gister 25 mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang, getrennt mit einer Spannung adressierbar. Durch die elektrische Adres­ sierung werden die Lichtventile aus einem AUS-Zustand (in dem sie lichtundurchlässig sind) in einen EIN-Zustand (in dem sie lichtdurchlässig sind) überführt. Ein Beispiel eines Adressier­ schemas (V = es liegt Spannung an, O = es liegt keine Spannung an), mit dem die Lichtventile in den EIN- oder AUS-Zustand über­ führbar sind, ist in Fig. 2 dargestellt.

Im allgemeinen bewirkt das Anlegen eines elektrischen Feldes an die Lücken oder Abstände "g" zwischen den Elektroden eines Licht­ ventils mittels einer Adressierspannung V die Überführung des elektro-optischen Materials in einen doppelt brechenden Zustand, wobei die Richtung der Polarisierung des durchfallenden Lichts gedreht wird. So wird also das aus dem Eingangspolarisator 12 austretende polarisierte Licht, das auf das elektro-optische Material auftrifft, durch adressierte Lichtventile gedreht, durch nicht-adressierte Lichtventile hingegen nicht. Da die Polarisierungsebene des Ausgangspolarisators 14 senkrecht zu der des Eingangspolarisators 12 verläuft (d. h. in einem Winkel von im wesentlichen 90° zur Polarisierungsrichtung), wird Licht nur von den Lichtventilen durchgelassen, in denen durch Anlegen einer Adressierspannung V ein elektrisches Feld erzeugt wird.

Schematisch dargestellte optische Mittel 15 bilden die lineare Lichtventil-Anordnung 13 in der Belichtungsstation der Vor­ richtung ab, an der ein Aufzeichnungsmedium M mit Hilfe von Transportmitteln 16 vorbeigeführt wird. Die durch die Trans­ portmittel 16 bewirkte Bewegung des Aufzeichnungsmediums, die Aktivierung der Lichtquelle 11 durch die Farbsteuerung 17 und die Aktivierung der Adreßvorrichtung 25 durch die Adreß- Steuerung 18 werden durch geeignete Mittel, wie etwa eine Syn­ chronisationssteuerung 19, so synchronisiert, daß die Pixelele­ mente P′₁-P′₅ einer jeden Zeile des Aufzeichnungsmediums entsprechend der Farbbildinformation des zu reproduzierenden Bildes mit Licht unterschiedlicher Farbe belichtet werden oder nicht. Diese Bildinformation wird der Adreß-Steuerung in Form eines elektrischen Bildsignals, beispielsweise eines TV-Videosignals, übermittelt. Es ist ohne weiteres ersicht­ lich, daß die gesamte Mehrfarben-Information während eines einzigen Durchlaufs des Aufzeichnungsmediums übertragen werden kann (in diesem Fall muß die Lichtquelle mindestens drei ge­ trennte Farbimpulse pro Zeile liefern) oder daß das Medium mehrere Durchläufe ausführen kann (z. B. je einen Durchlauf für eine rote, eine grüne und eine blaue Belichtung). Wie auch immer die Adressierung erfolgt, es ist wünschenswert, daß alle Lichtventile der Anordnung in ihrem Lichtmodulationsverhalten in der gleichen Weise auf die Adressierung mit einer Nenn­ spannung V ansprechen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß ein völlig gleichmäßiges Ansprechen schwer zu erreichen ist und daß infolgedessen auf dem Aufzeichnungsmedium gelegentlich Linien oder Streifen sichtbar werden, bei denen es sich um Dichteunterschiede handelt, die auf eine ungleichmäßige Belich­ tung als Folge von Unterschieden in der Lichtdurchlässigkeit der einzelnen Lichtventile zurückzuführen sind. Um dies zu ver­ deutlichen, sei angenommen, daß der Modulator 13 in Fig. 1 so adressiert wird, daß alle Abschnitte des sich an der Belich­ tungsstation vorbeibewegenden Aufzeichnungsmediums M gleichmäßig belichtet werden. Dazu müßten alle Pixels des Modulators für jede Zeile mit der gleichen Aktivierungsspannung adressiert werden. Dies würde dann zu einer völlig gleichmäßigen Dichte führen; zeigen allerdings die verschiedenen Pixels ein ungleich­ mäßiges Ansprechverhalten, so ergeben sich bei den jeweils von ihnen belichteten Streifen (in Fig. 1 in Strichlinien angedeutet) Dichteunterschiede, die insbesondere in den Halbtonbereichen eines Bildes sehr störend in Erscheinung treten.

Es hat sich herausgestellt, daß solche störenden Fehlstellen, die auf Ungleichmäßigkeit bei der Modulierung mittels solcher elektro-optischer Modulator-Anordnungen zurückzuführen sind, wesentlich reduziert werden können, wenn eine Programmspannungs­ steuervorrichtung 30 vorgesehen wird, die mit dem Adreß-System für die elektronische Bilderzeugungsvorrichtung zusammenwirkt. Nachstehend werden verschiedene Beispiele solcher Programm­ spannungssteuervorrichtungen beschrieben; zunächst empfiehlt es sich jedoch, die physikalischen Erscheinungen zu erörtern, die diesen Dichteschwankungen und ihrer Verminderung gemäß der vorliegenden Erfindung zugrundeliegen.

Zu diesem Zweck werden die Parameter, die einen wesentlichen Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Modulation durch ein Licht­ ventil der beispielsweise in Fig. 1 und 2 dargestellten Art haben können, anhand von Fig. 3 näher erläutert. Zu diesen Parametern zählen die Elektrodenabstände "g", die Dicke "t" des Modulators, das elektrische Feld E, das durch die an der Signalelektrode anliegende Spannung V erzeugt wird, sowie Änderungen im Kristallgitter und in der Zusammensetzung des elektro-optischen Materials, aus dem der Modulator besteht.

Der Abstand zwischen den Elektroden bestimmt die Stärke und Durchdringungstiefe des Feldes E und damit, wie im folgenden noch erläutert wird, die Menge des durchgelassenen Lichts. Außerdem bestimmt er die lichtdurchlässige Fläche und damit den gesamten Lichtdurchlaß. Es hat sich gezeigt, daß eine sorgfältige Fertigung der Elektrode, durch die eine gleichmäßige Konfiguration erzielt wird, diese Ursache für eine ungleich­ mäßige Belichtung soweit beseitigt, daß annehmbare Resultate erzielt werden. Ebenso wird die Gleichmäßigkeit der Belichtung durch eine Änderung von t nicht wesentlich beeinträchtigt, wenn sich die Dicketoleranzen in der Größenordnung von ± 0,2% be­ wegen, was sich ohne allzu große Schwierigkeiten erreichen läßt. Schwankungen in dem anliegenden elektrischen Feld lassen sich ebenfalls in einem annehmbaren Bereich steuern, d. h. sie lassen sich soweit unterdrücken, daß sie sich auf die Belich­ tungsgleichmäßigkeit nur unwesentlich auswirken. Natürlich gibt es auch Veränderungen in der Leistung der Lichtquelle, aber diese gehen so langsam vor sich, daß sie kein ernstliches Problem darstellen.

So bleiben als mögliche Ursachen für die beträchtliche Ungleich­ mäßigkeit der Belichtung nur die oben erwähnten Schwankungen in der Struktur und Zusammensetzung des Materials übrig. In diesem Zusammenhang mag es vielleicht nützlich sein, noch einmal daran zu erinnern, daß die lichtmodulierende Wirkung der Lichtventil­ konstruktion (d. h. des die Elektroden tragenden Modulators 13 und der Polarisatoren 12 und 14 deren Polarisierungsebenen senk­ recht zueinander verlaufen) dadurch erreicht wird, daß der Modulator die Polarisierungsrichtung des durch ihn hindurch­ fallenden Lichts entweder ändert oder nicht. Diese Modulations­ wirkung läßt sich als relative Laufzeitverzögerung im Material des Modulators bezeichnen, und die diese Modulation beeinflussenden physikalischen Parameter sind die doppelte Brechung sowie die Länge der optischcn Bahn, auf der diese doppelte Brechung wirksam ist. Die doppelte Brechung B eines solchen Modulators ist wiederum abhängig vom Brechungsindex n des Materials, dem anliegenden Feld E und dem elektro-optischcn Koeffizienten R des Materials, wobei im all­ gemeinen folgende Beziehung gilt:

B = ½n³ × R × E².

Analysen und experimentelle Untersuchungen haben ergeben, daß bereits kleine Änderungen des elektro-optischen Koeffizienten R unter bestimmten Umständen zu beträchtlicher Ungleichmäßigkeit bei der Übertragung des Lichts durch die Lichtventil-Anordnung auf das Aufzeichnungsmedium führen können. Man nimmt an, daß solche Änderungen des elektro-optischen Koeffizienten sowohl auf Abweichungen in der Kristallstruktur als auch auf Abweichungen in der Zusammensetzung des elektro-optischen Materials zurück­ gehen.

Es wurde festgestellt, daß bei Lichtventil-Anordnungen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind, die Ungleichmäßigkeit in der Lichtübertragung als Folge von Änderungen des elektro-optischen Koeffizienten ganz wesentlich vermindert werden kann, wenn be­ stimmte optimale Spannungspegel zur Anwendung kommen. Der Wert solcher optimaler Spannungspegel hängt ab von der Wellenlänge des zu modulierenden Lichts sowie von physikalischen Parametern des jeweils verwendeten Modulators, nämlich dem Elektrodenab­ stand "g", der Modulatordicke "t" und dem elektro-optischen Koeffizienten des Materials, und ist für jeden speziellen Licht­ ventiltyp am besten mit Hilfe von einfachcn empirischen Daten und noch zu beschreibenden Auswahltechniken bestimmbar. Dies läßt sich besonders gut anhand von Fig. 4 verdeutlichen, die eine Kurve der durchschnittlichen Lichtübertragung einer Anzahl von Lichtventil-Anordnungen gemäß Fig. 2 und 3 als Funktion der an einer Signalelektrode anliegenden Spannung zeigt. Es handelt sich dabei um eine Kurve, die bei der Übertragung von Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm durch ein PLZT-Plättchen mit einer Nenndicke von 0,2 mm und einem Nenn-Elektrodenabstand von 0,1 mm zustande kommt; ähnliche Kurven erhält man auch bei der Messung der Lichtübertragung mit anderen Lichtventilkonstruktionen und bei anderen Wellenlängen des Lichts.

Die Spannung bei maximaler Übertragung wird als "Halbwellen­ spannung" bezeichnet, da die relative Laufzeitverzögerung der Polarisa­ tionskomponenten parallel und senkrecht zum elektrischen Feld bei dieser Spannung λ/2 für die übertragcne Wellenlänge des Lichtes beträgt, wodurch die Polarisationsebene des Lich­ tes durch den Modulator um 90° gedreht wird. Es hat sich herausgestellt, daß beim Anlegen eines dem Maximum dieser Kurve angenäherten Spannungspegels die Un­ gleichmäßigkeit der Übertragung als Folge von Schwankungen des elektro-optischen Koeffizienten des Materials wesentlich ver­ mindert wird.

Aus dieser Erkenntnis ergeben sich äußerst nützliche Konse­ quenzen für die Gestaltung von Lichtventile enthaltenden Bild­ erzeugungsvorrichtungen. Zunächst einmal empfiehlt es sich, zur Herabsetzung der Ungleichmäßigkeit der Belichtung zwischen den einzelnen Pixels bei der Erzeugung von Halbtonbildern vor­ bestimmte Spannungspegel mit einer variablen Belichtungszeit zu kombinieren, um so Dichteunterschiede im Bild zu erreichen, wobei solche Spannungspegel, wie vorstehend erläutert, ausge­ wählt werden. Zweitens hat sich gezeigt, daß es bei bestimmten Anordnungen zur Herstellung mehrfarbiger Bilder äußerst nütz­ lich ist, den vorbestimmten aktivierenden Spannungspegel synchron mit den unterschiedlichen Farbbelichtungszeiten zu ändern. Dies ist aus Fig. 5 ersichtlich, die eine graphische Darstellung ähnlich wie Fig. 4 für die gleiche Lichtventilan­ ordnung zeigt, wobei jedoch Kurven für eine Anzahl unterschied­ licher Farben des Lichts eingezeichnet wurden. Man erkennt, daß die Werte der Halbwellenspannung für unterschiedliche Farben stark voneinander abweichen, so daß bei Verwendung eines opti­ mierten Spannungspegels (von beispielsweise 195 Volt) für blaues Licht (450 nm) für alle Belichtungen das gemäß der Er­ findung gewünschte Ergebnis bei der Belichtung mit grünem (525 nm) oder rotem (650 nm) Licht nicht erzielt würde. Es ist also vorteilhaft, die aktivierende Spannung für unterschied­ liche Farbbelichtungen zu variieren. Bei einer wahlweise ver­ wendbaren Ausführungsform, die für spezielle Farbbilderzeugungs­ zwecke geeignet ist, empfiehlt es sich, eine einzige optimale Mehrfarbenspannung zu wählen, die einen Kompromiß zwischen verschiedenen Spannungspegeln darstellt, die für bestimmte Farben geeignet sind. Es hat sich herausgestellt, daß in dieser Hinsicht bei der Belichtung mit grünem Licht die Dichte­ schwankungen am deutlichsten sichtbar sind und in bestimmten Fällen eine Kompromiß-Halbwellenspannung für eine vorbestimm­ te Wellenlänge im Bereich von etwa 500-600 nm besonders er­ folgversprechend sein kann.

Die Art und Weise, in der die vorliegende Erfindung in einer elektronischen Bilderzeugungsvorrichtung verwendbar ist, wird im folgenden wiederum anhand von Fig. 1 näher erläutert. Bei einer Betriebsweise der Vorrichtung wird die mittels eines Antriebs 16 bewirkte Bewegung des Aufzeichnungsmediums M durch die Belichtungsstation durch eine Steuerung 19 mit der Aktivierung der Farbsteuerung 17 so synchronisiert, daß die Lichtquelle 11 während des Vorbeilaufens einer jeden Zeile des Abbildungsmediums an der Lichtventil-Anordnung auf­ einanderfolgende rote, grüne und blaue Farbimpulse erzeugt. Gleichzeitig stellt die Synchronisationssteuerung 19 die Adreß-Steuerung 18 jeweils so ein, daß sie in einem geeigneten zeitlichen Verhältnis zu der Bewegung des Mediums und den Farb­ impulsen die Lichtventil-Anordnung 10 mit Bild-Informationen adressiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Programm­ spannungssteuervorrichtung 30 vorgesehen, die die an die Licht­ ventile angelegte Spannung gemäß der gerade zu übertragenden Be­ lichtungsfarbe regelt. Dies bedeutet, daß während der Dauer der Belichtung mit rotem Licht die Programmspannungssteuervorrich­ tung die Adreß-Steuerung so einstellt, daß die mit einer "EIN- Spannung" adressierten Lichtventile mit der vorbestimmten Halb­ wellenspannung aktiviert werden, die als optimale Spannung zur Erzielung minimaler Ungleichmäßigkeiten zwischen den Pixels bei Rotlichtübertragung gewählt wurde (für den anhand von Fig. 5 beschriebenen Modulator z. B. etwa 280 V). Dementsprechend wird während der Belichtung mit grünem Licht die Adreß-Steuerung durch die Programmspannungssteuervorrichtung so eingestellt, daß sie Aktivierungsspannungen liefert, die sich für die Gleich­ mäßigkeit der Übertragung des grünen Lichts zwischcn den Pixels als optimal erwiesen haben (für die anhand von Fig. 5 be­ schriebene Lichtventil-Anordnung z. B. etwa 230 V). In der gleichen Weise würde auch die Aktivierungsspannung für die Be­ lichtung mit blauem Licht eingestellt (z. B. etwa 195 V für die Lichtventil-Anordnung gemäß Fig. 5).

Wie ersichtlich soll auf diese Weise eine gleichmäßige Licht­ durchlässigkeit der verschiedenen Lichtventile erreicht werden, wenn diese sich im EIN-Zustand befinden. Um also eine Grau­ skala zu erzeugen (d. h. Änderungen in der Belichtungsstärke oder der Dichte des belichteten Bildes), muß man die Länge der Belichtung der verschiedenen Pixels des Aufzeichnungsmediums variieren. Dies ist möglich, indem man die Adreß-Steuerung mit speziellen Zählern für jedes Lichtventil ausstattet; be­ vorzugt wird jedoch eine Lösung, bei der eine Vielzahl von in einem binären Verhältnis zueinander stehender Teilbelichtungszeiten für jede Farbbelichtungsperiode einer jeden Zeile verwendet wird. Durch alle diese Methoden zur Änderung der Belichtungslänge kann die Belichtungsstärke (d. h. das gesamte Licht einer be­ stimmten Farbe, das ein gegebenes Pixel des Aufzeichnungs­ mediums erreicht) gesteuert werden, während weiterhin die vor­ gewählte und zur Erzielung minimaler Übertragungsschwankungen zwischen den Pixels optimale Spannung anliegt.

Selbstverständlich sind im Rahmen des allgemeinen Erfindungs­ gedankens zahlreiche Abwandlungen der gerade beschriebenen Betriebsweise möglich. Beispielsweise könnte die Belichtung des Aufzeichnungsmediums auch in drei verschiedenen Durchläufen erfolgen, d. h. einem für die Belichtung mit der roten, einem für die Belichtung mit der grünen und einem für die Belichtung mit der blauen Farbinformation. In diesem Falle würde die Programmspannungssteuervorrichtung 30 die an der Lichtventil- Anordnung anliegende Spannung nicht während jeder Zeilenabtast­ periode, sondern zwischen den einzelnen Durchläufen jeweils neu einstellen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem anstelle einer einzelnen optimalen Spannung für jede Farbe eine optimale "Kompromiß-Spannung" gewählt wird, reguliert die Programmspannungssteuervorrichtung die Adreß-Steuerung so, daß diese Spannung während jeder Lichtventilaktivierung ange­ legt wird. Wiederum jedoch wird eine Grauskala erzeugt, indem die Länge der Belichtung bei einem vorbestimmten Intensitäts­ niveau, und nicht die Intensität selbst variiert wird. Natür­ lich sind verschiedene Kombinationen dieser Lösungen möglich, beispielsweise die Wahl einer Kompromiß-Spannung für die Be­ lichtung mit grünem und blauem Licht und einer davon verschie­ denen optimalen Spannung für die Belichtung mit rotem Licht.

Eine andere wesentliche Abwandlung des Aufbaus und der Betriebs­ weise der vorliegenden Erfindung besteht darin, vorbestimmte Aktivierungspotentiale zu wählen, die etwas von der Halbwellen­ spannung abweichen, um damit, zusätzlich zu den Schwankungen im elektro-optischen Koeffizienten Übertragungsschwankungen zu be­ rücksichtigen, die aus Schwankungen in der Lichtstreuung und/ oder Schwankungen im Elektrodenabstand resultieren. Obwohl sich herausgestellt hat, daß Übertragungsschwankungen als Folge von Schwankungen des elektro-optischen Koeffizienten die Hauptur­ sache für Belichtungsunterschiede von einem Pixel zum anderen sind, kann die Übertragungsgleichmäßigkeit auch durch Änderun­ gen in der Lichtstreuung und im Abstand der Elektroden herbei­ geführt werden, und für diese beiden Parameter gibt es unter­ schiedliche optimierende Spannungspegel (z. B. etwa 0,85 der Halbwellenspannung für den Elektrodenabstand und Viertelwellen­ spannung für die Lichtstreuung). In Fällen, in denen diese bei­ den Parameter die Gesamtübertragungsschwankungen wesentlich be­ einflussen, kann ein vorbestimmter Spannungspegel gewählt wer­ den, mit dem sich die Gesamt-Übertragungsschwankung vermindern läßt. Damit würde die vorbestimmte Betriebsspannung zu einem unterhalb der Halbwellenspannung liegenden Pegel hin verscho­ ben. Verschiedene andere Modifikationen im Aufbau und in der Betriebsweise sind für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, sobald ihm die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lö­ sung bekannt sind.

Eine weitere Verbesserung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform kann die Pro­ grammspannungssteuervorrichtung 30 dazu dienen, die Adreß- Steuerung 18 gemäß der vorliegenden Erfindung einzustellen, d. h. entweder auf die jeweils für jede Farbe optimale Spannung oder auf die optimale Kompromiß-Spannung. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind jedoch die Ausgänge der Adreß-Steuerung für jedes Lichtventil des Modulators 13 so abgewandelt, daß sie die Gleichmäßigkeit der Übertragung zwischen den Pixels noch weiter verbessern. Dies kann mittels einer Pixelspannungssteuer­ vorrichtung 60 geschehen, bei der es sich beispielsweise um einen programmierbaren Festspeicher (PROM) handeln kann, der so programmiert wird, daß die allgemeine Programmspannung zur genaueren Anpassung für jedes Lichtventil verändert wird. Da jedes Lichtventil einer Anordnung eine etwas andere Durchlaß­ kurve besitzt (ähnlich wie in Fig. 5), kann die Steuerung 60 die Spannung, ausgehend von einer Nennspannung, noch genauer einstellen und damit die Lichtübertragung optimieren. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die PROM-Steuerung 60 unter Umständen durch eine programmierbare Spannungssteuerung 30 ersetzbar wäre; dies kann jedoch zu einer aufwendigeren elektronischen Anordnung führen.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungs­ formen näher erläutert; selbstverständlich sind jedoch im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens weitere Abwandlungen und Modi­ fikationen möglich.

Claims (5)

1. Verfahren zur Erzeugung von Halbtonbildern mit Hilfe einer Anordnung von getrennt adressierbaren Lichtven­ tilen (P₁-P₅), die zwischen einer Lichtquelle (11) für Licht einer vorbestimmten Wellenlänge und einer Ab­ bildungsebene (M) angeordnet ist, wobei jedes der Licht­ ventile zwei Polarisatoren (12, 14) aufweist, deren Po­ larisationsebenen senkrecht zueinander verlaufen und zwischen denen sich ein transparentes elektro-optisches Material (13) befindet, das nach Maßgabe eines anliegen­ den elektrischen Feldes die Polarisationsebene des durch den ersten Polarisator polarisierten durchfallenden Lich­ tes so dreht, daß das Licht durch beide Polarisatoren hindurchgehen kann, und wobei die Dichte der Bildele­ mente eines von der Anordnung erzeugten Bildes dadurch gesteuert wird, daß (a) das isotrope Material jedes Lichtventils der Anordnung selektiv mit einer Nennspan­ nung adressiert wird, wodurch ein elektrisches Feld an­ gelegt und dadurch ein bildmäßiger Lichtdurchlaß durch die Ventile bewirkt wird, und daß (b) die Zeitspanne variiert wird, während der diese Nennspannung an jedem der adressierten Lichtventile anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der vorbestimmten Wellenlänge die Nennspannung der mittleren Halbwellen­ spannung (= Spannung für maximale Lichtdurchlässigkeit) aller Lichtventile der Anordnung angenähert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle die Lichtventile nacheinander mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge beaufschlagt und daß während jeder Beaufschlagung mit einer unterschiedli­ chen Wellenlänge die Nennspannung so gewählt wird, daß sie der mittleren Halbwellenspannung aller Lichtventile der Anordnung bei der jeweiligen Wellenlänge des von der Lichtquelle gelieferten Lichts angenähert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle die Lichtventile nacheinander mit Licht mehrerer unterschiedlicher Wellenlängen beaufschlagt und daß die Nennspannung so gewählt wird, daß sie der mittleren Halbwellenspannung aller Lichtventile bei einer Wellenlänge angenähert ist, für die das mensch­ liche Auge besonders empfindlich ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne in eine Vielzahl einzelner Teilperioden unterteilt wird, die zusammen die Zeitspanne bestimmen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilperioden der Zeitspanne in einem binären Ver­ hältnis unterteilt sind.