DE3231629T1 - Erzeugung von halbtonbildern mit hilfe einer lichtventil-anordnung - Google Patents

Description

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Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Erzeugung von Halbtonbildern mit Hilfe einer Lichtventil-Anordnung

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Verfahren zur elektronischen Bilderzeugung unter Verwendung einer Anordnung von einzeln adressierbaren Lichtventilen, mit denen die übertragung von Licht von einer Strahlenquelle zu einer Abbildungsebene gesteuert wird, und insbesondere ein Verfahren zur Verbesserung der Qualität von Halbtonbildern, die mittels solcher Verfahren bergenteilt werden.

In der ÜS-Patentschrift 4,229,095 werden verschiedene Ausführungsformen einer elektronischen Farbbilderzeugungsvorrichtung beschrieben, bei der Anordnungen getrennt adressierbarer elektro-optischer Mittel in Pixelgröße (d.h. in der Größe kleinster Bildelemente) verwendet werden, um eine mehrfarbige Belichtung panchromatischer Abbildungsmedien zu erzielen. Bei einer in dieser Patentschrift beschriebenen bevorzugten Ausführungsform solcher elektro-optischer Mittel ist ein Lichtventil vorgesehen, das aus einer Platte aus ferroelektrisehern Kerainikmaterial, wie beispielsweise lanthandotiert em Hl«· i /, irkonat t ! t anal (Pi₁Z']') besteht, die zwischen zwei ,Mi hi I πι I unl οιpn lir<|l_r ι Ie im Ι'υ I η ι I .a I .erumjHr1 chi. unyen senkrecht zueinander verlaufen, wobei diese Platte so'aktiviert wird, daß sie sich wie eine Kerr-Zelle mit quadratischer Kennlinie verhält. Eine Anordnung aus solchen Lichtventilen besteht demnach aus einer

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Platte aus PLZT-Material mit einer Vielzahl ineinander greifender 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) erlauben. Beim Anlegen solcher Felder wird das PLZT-Material doppelt brechend und dreht die Polarisierungsrichtung des einfallenden Lichtes um einen von der Größe des Feldes abhängigen Botrag. Damit Ändert aich die Licht durchlass.t.cjkf :1t. den PLZT--riat Le und der Polarisatoren nach Maßgabe der elektrischen Felder. Ein Farbbild wird elektronisch dadurch erzeugt, daß diese Lichtventile synchron mit der Aktivierung roter, grüner und blauer Belichtungsquellen 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 Halbtonbilderzeugung 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-Belichtungszeit dauernd anliegt; (2) Änderung der Zeitspanne, während der ein Nenn-Spannungspegel anliegt; (3) Erzeugung eines stufenförmigen 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 Lich^yipf^ii,«''Anordnungen, die ^ⁿ der vorstehend beschriebenen Weise elektrisch adressiert werden, störende Fehlstellen auftreten. Insbesondere ist in Halbtonbereichen gelegentlich mit

dem bloßen Auge ein Dichteunterschied zwischen benachbarten Pixelbereichen erkennbar, die unter Verwenriunq von Licht vent Unn belichtet wurden, denen eine im wesentlichen identische elektrische Aktivierung zuteil wurde. Wenn die Belichtung mittels einer Relativbewegung zwischen AbbildungMtötliÜm und linearen Lichtventil-Anordnungen vorgenommen wird, treten diese Dichteunterschiede besonders störend in Form von Streifen oder Linien in Erscheinung.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine wesentliche Verringerung der Fehlstellen zu bewirken, die in Halbtonbildern, insbesondere in Farbbildern auftreten, die mittels einer Anordnung elektrisch adressierbarer Lichtventile erzeugt werden. Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß solche Fehlstellen auf ein unterschiedliches Durchlässigkeitsverhaiten der einzelnen 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 Fehlstellen 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 adressierbarer Lichtventile erzeugt werden, dadurch drastisch verringern, daß der zur elektrischen Adressierung der Lichtventile verwendete Spannungspegel in geeigneter Weise gesteuert wird, d.h. also die !=j.-aiijiiiH\j, d.!^fai'.1as 'liiic.iiR 11 eti del Ventile¹ aVls eiü£iu liühLUJidureh= lässigen in einen lichtdurchlässigen Zustand bewirkt. Insbesondere hat sich gezeigt, daß (a) durch Adressieren der Lichtventile mit einem der mittleren'Halbwellenspannung"aller Lichtventile der Anordnung angenäherten Spannungspegel (der durch Messen der Halbwellenspannung jedes Lichtventils der Anordnung ermittelt wird) bei einer gegebenen Wellenlänge des durch das jeweilige Lichtventil fallenden Lichts und (b) durch Steuern der

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Zeitdauer, während der diese Spannung anliegt, die in Form von Linien und Streifen in Halbtonbildern in Erscheinung tretenden Fehlstellen ganz wesentlich verri nqert worden können. Weiden mit dem Lichtventil aus drei Korben (z. B. Kot, GiHn und Miau) bestehende Bilder erzeugt, so können die streifcnförmigen Fehlstellen 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, welches das von der Lichtventil-Anordnung erzeugte Bild wahrnimmt bzw. empfängt.

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

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer

bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

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; 30

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;

Io

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die für unterschiedliche Wellenlängen des Lichts die Schwankungen des Lichtausgangs eines gegebenen Lichtventils, beispielsweise des Ventils nach Fig. 1» fefeila Anliegen einer Aktivierungsspannung zeigt; und

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

Die in Fig. 1 gezeigte elektronische Farbbilderzeugungsvorrichtung weist eine Lichtquelle 11 auf, mit der eine (auseinandergezogen 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 4,229,095 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 4,229,095 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 P-| - P5 voneinander abgegrenzt wird. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfuhrungsform sind die Bezugselektroden an eine gemeinsame Bezugsspannungsquelle angeschlossen, bei-

spielsweise Erde,und die Signalelektroden für jedes Lichtventil sind über eine Mressvorrichtunq beispielsweise, ein i5phi#l>örtä- giflter 25 aiit «tsriellem 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 Adressierschemas <V,* es liegt Spannung an, 0 = es liegt keine Spannung an), mit dem die Lichtventile in den EIN- oder AUS-Zustand überführbar sind, ist in Fig. 2 dargestellt.

Im allgemeinen bewirkt das Anlegen eines elektrischen Feldes an die Lücken oder Abstände "g" zwischen den Elektroden eines Lichtventils 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 Vorrichtung ab, an der ein Aufzeichnungsmedium M mit Hilfe von Transportmitteln 16 vorbeigeführt wird. Die durch die Transportmittel 16 bewirkte Bewegung des Aufzeichnungsmediums, die Aktivierung de,? Lichtquelle 11 durch die Farbsteuerung 17 und die Aktivierung der Adressvorrichtung 25 durch die Adresssteuerung 18 werden durch geeignete Mittel, wie etwa eine Synchronisationssteuerung 19, so synchronisiert, daß die Pixelele-

mente P¹ -\ - P'5 einer jeden Zeile des Aufzeichnungsmediums entsprechend der Farbbildinformation des zu reproduzierenden Bildes mit Licht unterschiedlicher Farbe belichtet werden oder nicht. Diese BiIdinformation wird üüt Äösress-Steuerung in Form eines elektrischen Bildsignals, beispielsweise eines TV-Videosignals, übermittelt. Es ist ohne weiteres ersiehtlieh, daß die gesamte Mehrfarben-Information während eines einzigen Durchlaufs des Aufzeichnungsmediums übertragen werden

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. kann *(dn diesem Fall muß die Lichtquelle mindestens drei getrennte 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 diej^Adressierung erfolgt, es ist wünschenswert, daß alle Lichtventile der Anordnung in ihrem Lichtmodulationsverhalten in der gleichen Weise auf die Adressierung mit einer Nennspannung 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 Belichtung als Folge von Unterschieden in der Lichtdurchlässigkeit der einzelnen Lichtventile zurückzuführen sind. Um dies zu verdeutlichen, sei angenommen, daß der Modulator 13 in Fig. 1 so adressiert wird, daß alle Abschnitte des sich an der Belichtungsstation vorbeibewegenden Aufzeichnungsmediums M gleichmäßig belichtet werden. Dazu müßten alle Pixels des Modulators für jede Zeile mit der gleichen Aktivierungsspannung adressiert werden. Dies wUrdo dann zu einer völlig gl'eichmiißigen Dichte füliitMi; /(i'|(jon η I Um d i mj:i dlo VtTHi¹Ii i edorien Pixoln ein ungleich-

JO müßigen Ansprochverhalten, 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 UngJeichraüßigkei t bei der Modul ierunβ niititOs elektro-optischer Modulator-Anordnungen zurückzuführen sind, wesentlich reduziert werden können, wenn eine Programmspannungssteuervorrichtung 30 vorgesehen wird, die mit dem Adress-System für die elektronische Bilderzeugungsvorrichtung zusammenwirkt. Nachstehend werden verschiedene Beispiele solcher Programmspannungssteuervorrichtungen 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 .Lichtventil der beispielsweise in Hg. I und 2 dargeslel 1 ten 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-op.tis.chen 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 lichtdurchlässiae Fläche und damit den gesamten Licht durchlass. l"'^s hat sich p,c:'.oip1, daß eine sorgfältige Fertigung der Elektrode, durch die eine gleichmäßige Konfiguration erzielt wird, diese Ursache für eine ungleichmäßige 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 JSiijkjlpleranzen in der Größenordnung von ± 0,2 % \>β-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 Belichtungsgleichmäßigkeit 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 Ungleichmäßigkeit 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 Lichtventilkonstruktion (d.h. des die Elektroden tragenden Modulators 13 und der Polarisatoren 12 und 14 deren Polarisierungsebenen senkrecht zueinander verlaufen) dadurch erreicht wird, daß der Modulator die Polarisierungsrichtung des durch ihn hindurchfallenden Lichts entweder ändert, oder nicht. Diese Modulationswirkung 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 optischen Bahn, auf der diese doppelte Brechung wirksam ist; Die doppelte Brechung B eines solchen Modulators ist wiederum abhängig vom Brechungsindex η des Materials, dem anliegenden Feld E und dem elektro-optischen Koeffizienten R des Materials, wobei im allgemeinen folgende Beziehung gilt:

B = 1/2 n³ · 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

S5^;;ii in der Zusammensetzung des elektro-optischen Materials zurück- ^^iv gehen.

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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 bestimmte optimale Spannungspegel zur Anwendung kommen. Der Wert solcher optimaler Spannungspqgel hüngt ab von drsr WH limUinj^ des zu modulierenden Lichts sowie von physikalischen l'aranicl cm des jeweils verwendeten Modulators, nUmlich dem Elektrodenabstand "g", der Modulatordicke "t" und dem elektro-optischen Koeffizienten des Materials, und ist für jeden speziellen Lichtventiltyp am besten mit Hilfe von einfachen 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 vom 500 nm durch ein PLZT-Plättchen mit einer Nenndicke von 0,2 mm und einem Nenn-lilektrodenabstuiul 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 "Halbwellenspannung" bezeichnet, da die relative Laufzeitverzögerung der Polarisationskomponenten parallel und senkrecht zum elektrischen Feld bei dieser Spannung λ/2 für die übertragene Wellenlänge des Lichtes beträgt, wodurch die Polarisationsebene des Lichtes durch den Modulator um 90° gedreht wird. Es hat sich herausgestellt, daß deim Anlegen eines dem Maximum dieser Kurve angenäherten Spannungspegels die Ungleichmäßigkeit der Übertragung als Folge von Schwankungen des elektro-optischen Koeffizienten des Materials wesentlich vermindert wird.

Aus dieser Erkenntnis ergeben sich äußerst nützliche Konsequenzen für die Gestaltung von Lichtventile enthaltenden Bilderzeugungsvorrichtungen. Zunächst einmal empfiehlt es sich, zur Herabsetzung der Ungleichmäßigkeit der Belichtung zwischen S den einzelnen Pixels bei der Erzeugung vüfi Milfetonbildern vorbestimmte Spannungspegel mit einer variablen Belichtungszeit zu kombinieren, um so Dichteunterschiede im Bild zu erreichen, wobei solche Spannungspegel,wie vorstehend erläutert,ausgewählt werden. Zweitens hat sich gezeigt, daß es bei bestimmten Anordnungen zur Herstellung mehrfarbiger Bilder äußerst nützlich 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 unterschiedlicher Farben des Lichts eingezeichnet wurden. Man erkennt, daß die Werte der Halbwellenspannung für unterschiedliche Farben stark voneinander abweichen, so daß bei Verwendung eines optimierten Spannungspegels (von beispielsweise 195 Volt) für blaues Licht (450 nm) für alle Belichtungen das gemäß der Erfindung 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 unterschiedliche Farbbelichtungen zu variieren. Bei einer wahlweise verwendbaren Ausfuhrungsform, die für spezielle Farbbilderzeugungszwecke geeignet ist, empfiehlt es sich, eine einzige optimale Mehrfarbenspannung zu wählen, die einen Kömpromiss 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 Dichteschwankungen am deutlichsten sichtbar sind und in bestimmten Fällen eine Kompromiss-Halbwellenspannung für eine vorbestimmte Wellenlänge im Bereich von etwa 500 - 600 nm besonders erfolgversprechend sein kann.

Die Art mid 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 S 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 Vorbei laufens ein^r jedt-sn Zeile des Abbildungsmediums an der Lichtventil-Anordnung aufeinanderfolgende 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 Farbimpulsen die Lichtventil-Anordnung 10 mit Bild-Informationen adressiert.,Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Programmspannungssteuervorrichtung 30 vorgesehen, die die an die Lichtventile angelegte Spannung gemäß der gerade zu übertragenden Belichtungsfarbe regelt. Dies bedeutet, daß während der Dauer der Belichtung mit rotem Licht die Programmspannüngssteuervorrichtung die Adress-Steuerung so einstellt, daß die mit einer ¹BIN-Spannung" adressierten Lichtventile mit der vorbestimmten HaIbwellenspannung 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 Gleichmäßigkeit der Übertragung des grünen Lichts zwischen den Pixels als optimal erwiesen haben (für die anhand von Fig. 5 beschriebene Lichtventil-Anordnung z. B. etwa 2 30 V). In der gleichen Wfi-Se würde auch die Aktivierungsspannung für die Belichtung mit blauem Licht eingestellt (z. B. etwa 19^r> V für die Licht vriit i !-Anordnung gcniHl,'» Hg. S.).

Wie ersichtlich soll auf diese Weise eine gleichmäßige Lichtdurchlässigkeit der verschiedenen Lichtventile erreicht werden, wenn diese sich im EIN-Zustand befinden. Um also eine Grauskala zu erzeugen (d.h. Änderungen in ä&t Btelifchtungsstärke oder der Dichte des belichteten Bildes), muß man die Länge deT Belichtung der verschiedenen Pixels des Aufzeichnungsmediums variieren. Dies ist möglich, indem man die Adress-Steuerung mit speziellen Zählern für jedes Lichtventil ausstattet; bevorzugt wird jedoch eine Lösung, bei der eine Vielzahl von in einen 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 bestimmten Farbe, das ein gegebenes Pixel des Aufzeichnungsmediums erreicht) gesteuert werden, während weiterhin die vorgewählte und zur Erzielung minimaler Übertragungsschwankuhgen zwischen den Pixels optimale Spannung anliegt.

Selbstverständlich sind im Rahmen des allgemeinen Erfingungsgedankens zahlreiche Abwandlungen der gerade beschriebenen Betriebsweise möglich. Beispielsweise könnte die Belichtung des Aufzeichnungsmediums auch in drei verschiedenen Durchlaufen 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 Fälle würde die Programmspannungssteuervorrichtung 30 die an der Lichtventil-Anordnung anliegende Spannung nicht während jeder Zeilenabtastperiode, sondern zwischen den einzelnen Durchläufen jeweils neu einstellen.

(!riii/lli dom Au* rulirungsbei s pt el der vorl legenden'·"'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. Wiederuin jedoch wird eine Grauekala erzeugt, indem die Länge der Belichtung bei einem vorbestimmten Intensitätsniveau, und nicht die Intensität selbst variiert wird. Natürlich sind verschiedene Kombinationen dieser Lösungen möglich, beispielsweise die Wahl einer Kompromiß-Spannung für die Belichtung mit grünem und blauem Licht und einer davon verschiedenen optimalen Spannung für die Belichtung mit rotem Licht.

Eine andere wesentliche Abwandlung des Aufbaus und der Betriebsweise der vorliegenden Erfindung besteht darin, vorbestimmte Aktivierungspotentiale zu wählen, die etwas von der Halbwellenspannung abweichen, um damit, zusätzlich zu den Schwankungen.im elektro-pptischen Koeffizienten Obertragungsschwankungen zu berücksichtigen, 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 Hauptursache für Belichtungsunterschiede von einem Pixel zum anderen sind, kann die übertragungsgleichmäßigkeit auch durch Änderungen in der Lichtstreuung und im Abstand der Elektroden herbeigeführt werden, und für diese beiden Parameter gibt es unterschiedliche optimierende Spannungspegel (z.B. etwa 0,85 der Halbwellenspannung für den Elektrodenabstand und Viertelwellenspannung für die Lichtstreuung) . In Fällen, in denen diese beiden Parameter die Gesamtübertragungsschwankungen wesentlich beeinflussen, kann ein vorbestimmter Spannungspegel gewählt werden, mit dem sich die Gesamt-Übertragungsschwankung vermindern läßt. Damit würde die vorbestimmte Betriebsspannung zu einem unterhalb der Halbwellenspannung liegenden Pegel hin verschoben. Verschiedene andere Modifikationen im Aufbau und in der Betriebsweise sind für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich, sobald ihm die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung bekannt sind.

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Eine weitere Verbesserung der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform kann die Progranunspannungssteuervorrichtüng 30 dazu. iÜ^itiSl» Öie Adresssteuerung 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 Pixelspannungssteuervorrichtung 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 Durchlasskurve 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 Ausführurigsformen näher erläutert; selbstverständlich sind jedoch im Rahmen des al 1 creme* inen Erfindungsgedankens weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims (5)

1. 230,095 λΊ

   Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

   Patentansprüche

   Verfahren zur Erzeugung von Halbtonbildern mit Hilfe einer Anordnung von getrennt adressierbaren Lichtventilen (P- - Pc)/ die zwischen einer Lichtquelle (11) für Licht einer vorbestimmten Wellenlänge und einer Abbildungsebene (M) angeordnet ist, wobei jedes der Lichtventile zwei Polarisatoren (12, 14) aufweist, deren Polarisationsebenen senkrecht zueinander verlaufen und zwischen denen sich ein transparentes elektro-optisches Material (13) befindet, das nach Maßgabe eines anliegenden elektrischen Feldes die Polarisationsebene des durch den ersten Polarisator polarisierten durchfallenden Lichtes so dreht, daß das Licht durch beide Polarisatoren hindurchgehen kann, und wobei die Dichte der Bildelemente eines von der Anordnung erzeugten Bildes dadurch gesteuert wird, daß (a) das isotrope Material jedes Lichtventils der Anordnung selektiv mit einer Nennspannung adressiert wird, wodurch ein elektrisches Feld angelegt 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 g e H § n ^zeichnet, daß bei der vorbestimmten Wellenlänge die Nennspannung der mittleren Halbwellenspannung C- Spannung für maximale Lichtdurchlässigkeit) aller Lichtventile der Anordnung angenähert ist.

   -ΛΑ
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle die Lichtventile nacheinander mit Licht unterschiedlicher Wellenlänge beaufSÖfetitfi ttd daß während jeder Beaufschlagung mit einer unterschiedlichen 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. 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 _t daß sie der mittleren Halbwellenspannung aller Lichtventile bei einer Wellenlänge angenähert ist, für die das menschliche Auge besonders empfindlich ist.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne in eine Vielzahl einzelner Teilperioden unterteilt wird, die zusammen die Zeitspanne bestimmen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilperioden der Zeitspanne in einem binären Verhältnis unterteilt sind.

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