CH674585A5

CH674585A5 -

Info

Publication number: CH674585A5
Application number: CH3612/87A
Authority: CH
Inventors: Klaus Dipl-Phys Birgmeir; Eduard Dipl-Ing Wagensonner
Original assignee: Agfa Gevaert Ag
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1990-06-15
Also published as: DE3629416C2; JP2542179B2; JPH0756238A; GB2195063B; JPS6373231A; DE3629416A1; JP2575146B2; GB8720317D0; GB2195063A; US4831436A

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Bei der Reproduktion farbiger Originalbilder und bei der

Herstellung farbfotografischer Positivbilder von Color-Nega-tiven wird in zunehmendem Masse von der elektronischen Bildverarbeitung Gebrauch gemacht. Grundlage ist dabei, dass die Bildvorlage nach Zeilen und Spalten elektronisch s abgetastet und die resultierenden Bildsignale nach bestimmten Kriterien korrigiert bzw. modifiziert werden. Die modifizierten Bildsignale werden dann einer Farbbelich-tungseinheit zugeführt, die die elektrischen Bildsignale wieder in ein optisches Bild umwandelt, das auf fotografi-io sches Aufzeichnungsmaterial, z.B. Colornegativ-Papier, aufbelichtet wird. Eine solche Vorrichtung geht z.B. aus der Veröffentlichung «An Expérimental Cathode Ray Tube Printer» in «Journal of Imaging Technology» Vol. 12, Nr. 3, Seiten 135 bis 139, hervor. In der dort beschriebenen Einrichtung 15 wird als Phosphor der Kathodenstrahlröhre ein Phosphor mit der Bezeichnung P 45 für etwa ein Viertel der Emission verwendet und für die restlichen 74% ein mit Europium dotiertes Yttriumoxysulfid verwendet. Dabei ergibt sich eine Emission, in der im gesamten Bereich von 380 nm bis 720 nm 20 mit wechselnden Amplituden deutlich Emissionen vorhanden sind. Die bei dieser bekannten Einrichtung verwendeten Filter sind Gelatinefilter mit verhältnismässig flachen Filterflanken und erheblichen Restabsorptionen, auch in den für bestimmte Farben maximal durchlässigen Lichtwellen-25 längenbereichen.

Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Empfindlichkeit des Kopiermaterials in den Grundfarben, aufgrund des Emissionsverlaufs des Phosphors und der Filterabsorptionen ergeben sich für durchschnittlich gefärbte Kopiervor-30 lagen erhebliche Unterschiede in den in den einzelnen Farben benötigten Kopierlichtmengen. Eine im Prinzip mögliche Erhöhung der Helligkeit des Punktes auf dem Bildschirm aufgrund eines höheren Kathodenstromes ist wegen der Überlastung der Röhre bei hoher Lichtleistung und 35 wegen der Vergrösserung des Lichtpunktes aus Gründen der Bildschärfe begrenzt. Eine gleich starke Lichtemission durch alle Wellenlängebereiche mit einem einzigen Phosphor ist praktisch nicht erreichbar, so dass Mischphosphore für diese Zwecke geschaffen werden müssten. Neben den stark 40 erhöhten Kosten für eine Röhre entsprechend solchen Spe-zialzwecken haben Mischphosphore den weiteren Nachteil, dass die einzelnen Bestandteile unterschiedlich altern und sich damit die Intensität der verschiedenfarbigen Emissionen im Laufe des Lebens der Röhre unterschiedlich entwickelt. 45 Die bei der bekannten Einrichtung stark unterschiedlichen Kopierlichtmengen nur durch Variation der Belichtungszeit zu erzeugen, führt zu verhältnismässig langen Belichtungszeiten und dementsprechend geringer Kopierleistung.

so Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Kopier verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass bei im Durchschnitt hoher Kopierleistung die Dauer der einzelnen Farbbelichtungen nicht allzu weit voneinander abweicht, ohne dass dabei das erzeugte Bild qualitative Einbussen 55 erleidet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1. Durch die hohe Emission des Phosphors im Rotbereich wird die Belichtungszeit für den Rotauszug gegenüber bekannten Geräten erheblich verkürzt. 60 Gleichzeitig wird durch den Einsatz von dichroitischen Farbfiltern in den anderen beiden Farbbereichen die Durchlässigkeit des Strahlengangs auf einen maximalen Wert gebracht, so dass in Verbindung mit der jeweils um den Faktor 20 bis 50 höheren Empfindlichkeit des Kopiermaterials in den 65 Farben Grün und Blau sich ohne Veränderung der Röhrenhelligkeit Belichtungszeiten ergeben, die etwa gleich lang sind wie die Rotbelichtung trotz der auf den üblichen Emissionskurven kaum noch feststellbaren Emissionen dieser Art

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von Phosphoren in den Farben Grün und Blau. Durch die fast gleichbleibende Röhrenaussteuerung treten auch keinerlei ungleiche Punktgrössen in den drei Farben und damit keine Farbsäume um die Punktmitten auf, die insbesondere in grauen Bereichen mittlerer Dichte störend sein können.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Anspruch 1 ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4.

Eine zweckmässige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ergibt sich aus dem Anspruch 5.

Weitere Einzelheiten zeigt das Ausführungsbeispiel, das anhand von Figuren eingehend dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipbild eines erfindungsgemässen CRT-Prin-ters,

Fig. 2 das Emissionsspektrum eines Phosphors auf der Bildfläche der CRT-Röhre gemäss Fig. 1,

Fig. 3 den Verlauf der Bildpunktgrösse in Abhängigkeit von der Röhrenhelligkeit der Röhre gemäss Fig. 1,

Fig. 4 Empfindlichkeitskurven für das Farbnegativ-Kopiermaterial zur Belichtung in dem Gerät gemäss Fig. 1 und

Fig. 5 den Verlauf der Durchlässigkeitskurven der Farbfilter in der Kopiervorrichtung gemäss Fig. 1.

In dem Blockschaltbild nach Fig. 1 ist mit 1 ein Bildsignaleingang, vorzugsweise ein Speicher bezeichnet, in dem die drei Farbauszüge der zum Kopieren anstehenden Bildvorlage als digitale Werte gespeichert sind, und aus dem sie als Signalfolge in einer der Printgeschwindigkeit angepassten Geschwindigkeit entnommen werden können. Stattdessen könnten die Bildsignale auch direkt von einer Vorlagenabtastung (Scanner) mit nachfolgender Bildverarbeitung kommen. Der Speicher 1 ist verbunden mit einem Block 2, der die aus dem Speicher 1 erhaltenen Signale umwandelt in die für das Aufbelichten erforderliche Form, derart, dass die Bildpunkte auf der Kopie nach dem Entwickeln gerade die richtige Farbe und Dichte aufweisen. Die Signalverarbeitungseinrichtung 2 ist ferner verbunden mit einem zentralen Taktgenerator 3, der den Zeitablauf des Kopierens steuert. Die Signalverarbeitungseinrichtung ist auch verbunden mit einer Steuerungseinrichtung 4 zum Ansteuern der Kopierfilter 6, welche Steuerungseinrichtung das Bezugszeichen 5 erhalten hat. Die Filtereinrichtung besteht aus einem Filterrad 6a mit drei sich jeweils über 120° erstreckenden Farbbereichen, wobei der Farbbereich 6a die Farbe Grün, der Farbbereich 6b die Farbe Rot und der Farbbereich 6c die Farbe Blau aufweist. Das Filterrad sitzt auf einer Welle 6d, die mit einem Motor 7 verbunden ist. Der Motor 7 wird auf bekannte, nicht näher beschriebene Weise von der Farbfilterauszugsteuerung 4 so gesteuert, dass jeweils während der Zeit der Aufbelichtung, z.B. des grünen Farbauszugs, sich auch das grüne Filter im Kopierlichtstrahlengang befindet usw.

Der Ausgang der Signalverarbeitung 2 ist verbunden mit den Eingängen einer Kathodenstrahlröhre 8 üblicher Bauart. Diese Kathodenstrahlröhre 8 ist an ihrer Bildfläche 8a mit einem Phosphor belegt, der für alle drei Farbauszugsbelich-tungen benutzt wird. Auf die Eigenschaften des Phosphors wird im folgenden noch ausführlich eingegangen.

Die Schirmbildfläche 8a der Röhre 8 wird durch ein Objektiv 9 auf ein Fotopapier 12 abgebildet. In unmittelbarer Nähe des Objektivs 9 befindet sich als Einrichtung zur gesteuerten Abschwächung des Lichtstrahls eine Blendeneinrichtung 10, der Einfachheit halber als Zweiflügelblende mit zwei Flügeln 10a und 10b dargestellt. Diese beiden Flügel werden durch einen Motor 11 über eine Achse 10c jeweils in eine von der Steuerungseinrichtung 4 vorgegebene Stellung bewegt.

In Fig. 2 ist eine Emissionskurve des Phosphors auf dem Bildschirm 8a gemäss Fig. 1 dargestellt. In dieser Kurve ist auf der Abszisse die Lichtwellenlänge in nm im Bereich zwischen 370 und 720 nm dargestellt, während auf der Ordinate s die Zahlen von 0 bis 100% reichen, jeweils von der maximalen Emission des Phosphors ausgehend. Der in der beschriebenen Röhre verwendete Phosphor stammt aus der Gruppe der seltenen Erden mit hoher Emission im Rotbereich, die oft unter der Bezeichnung P 22 R bzw. P 56 angelo boten werden. Der in Fig. 2 gezeigte Phosphor hat sein Emissionsmaximum an der Stelle 13 bei 620 nm und dicht daneben an der Stelle 14 ein weiteres Maximum von über 70% bei etwa 615 nm. Die nächstniedrige Emission liegt an der Stelle 15 bei 695 nm mit knapp daneben einer weiteren ls Emission von 20% des Maximalwerts. Schliesslich ist mit einer Intensität von etwa 18% eine Emission bei etwa 595 festzustellen und eine winzig kleine Erhebung bei etwa 538 nm. Für den Blaubereich unter 480 nm sind in dieser Kurve überhaupt keine Emissionen erkennbar.

20 In Fig. 3 ist ein Form einer Kurve dargestellt, inwieweit bei einer Kathodenstrahlröhre der Lichtpunktdurchmesser d sich in Abhängigkeit von der Helligkeit L vergrössert. Aus der verschobenen, angenäherten Parabelform geht hervor, dass in einem unteren Aussteuerbereich die Durchmesserän-25 derung verhältnismässig gering ist, dass sie jedoch an dem maximalen Wert mehr als linear mit der Helligkeit zunimmt. Nachdem die Grösse des Lichtpunktes massgeblich in den Schärfeeindruck eines Bildes eingeht, darf die Helligkeit des Lichtpunktes keinesfalls über einen gewissen Grenzwert 30 erhöht werden, ohne qualitative Einbussen an Bildschärfe zu verursachen. Andererseits führt eine Reduzierung der Lichtpunkthelligkeit auch zu einer Verlängerung der Kopierzeit und damit zu einer Minderung der Kopierleistung.

In Fig. 4 sind die Empfindlichkeitskurven des Farbkopier-materials 12 dargestellt, und zwar wiederum über der Lichtwellenlänge in nm. Die Kurven 17,18und 19 geben jeweils ein Mass für die Empfindlichkeit des Kopiermaterials bei der entsprechenden Lichtwellenlänge des auffallenden Lichts. In 4o der Ordinate ist zwischen 0 und 2,6 aufgetragen die relative spektrale Empfindlichkeit, bezogen auf ein energiegleiches Spektrum; die Messgrösse bezieht sich auf den Logarithmus des Kehrwertes der Lichtmenge, die erforderlich ist, um eine konstante Dichte zu erreichen. Daraus ist zu ersehen, dass die Rotempfindlichkeit etwa 1/30 mal so gross ist wie die Blauempfindlichkeit gemäss Kurve 19. Die Grünempfindlichkeit gemäss Kurve 18 liegt faktormässig bei etwa 1/6 von der Blauempfindlichkeit.

Schliesslich sind in Fig. 5 die Durchlässigkeiten der Kopierfilter 6a, b und c dargestellt, die als dichroitischer Filter mit möglichst steilen, an den Grenzen der Empfindlichkeitsbereiche sich nur wenig überdeckende Kantenfilter ausgebildet sind. Dichroitische Filter werden hergestellt durch Aufdampfen von ^-Viertelschichten auf einen Glasträger. Je nach Dicke der Schicht werden bestimmte Lichtwellenlängen aufgrund von Interferenzen bevorzugt reflektiert oder durchgelassen. Auf diese Weise können die nahezu senkrechten Filterflanken realisiert werden.

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Um nun einen bestimmten Bildpunkt einer Fabe auf dem 60 Schichtträger 12 zu erzeugen, muss die Helligkeit des Bildpunktes auf dem Schirm 8a innerhalb des Durchlässigkeitsbereiches des zugehörigen Farbfilters 6a, b, c um dessen Restdichte vermindert, multipliziert werden mit der Empfindlichkeit des Kopiermaterials im Bereich dieser Wellenlänge. 65 Bei der beschriebenen Kombination des «roten Phosphors» mit den geringen Emissionen im Grün- und Blaubereich, jedoch der maximalen Durchlässigkeit der Filter in eben diesen Bereichen ergibt sich aufgrund der sehr stark unter

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schiedlichen Empfindlichkeit des Kopiermaterials eine nahezu gleich lange Belichtungszeit und annähernd gleiche Bildschirmhelligkeiten bei farbneutralen Bildstellen für jeden der drei Farbauszüge.

Aus Gründen einer einfacheren Röhrensteuerung werden nun die Belichtungszeiten pro Bildpunkt in einer Farbe nicht durchgehend aufbelichtet, sondern in Form von sich wiederholenden Schreibzyklen etwa nach der Fernsehnorm mit 0,040 Sekunden pro Vollbild und Farbe. Dabei ergibt sich eine höchste Kopierleistung, wenn ein komplettes Farbbild mit je einem Vollbild für einen Farbauszug aufgezeichnet werden kann. Dieses Ziel ist bei den derzeitigen Empfindlichkeiten des Kopiermaterials und den Helligkeitswerten der Printröhren bei Fernsehfrequenz nicht erreichbar. Es lassen sich jedoch dabei Vollbildzahlen nRGB für die drei Farbauszüge jeweils zwischen 5 und 10 erreichen. Im Prinzip könnte für die Einstellung der Kopierlichtmengen in den drei Farben mit einer vorgegebenen maximalen Bildpunktgrösse gearbeitet werden, für die über die Kurve gemäss Fig. 3 auch die zugehörige Helligkeit und Kathodenspannung UA festliegt. Für die Farbbelichtung mit der längsten Einzelzeit ist dann die Zahl der Vollbilder nRGB so festzulegen, dass sich mit Variation der Schirmhelligkeit gerade die nächsthöhere ganzzahlige Vollbildzahl ergibt. Für die kürzeren Belichtungszeiten in den beiden anderen Farben ist ebenfalls durch Einstellung der Schirmhelligkeit eine ganzzahlige Vollbildzahl festzulegen, wobei die Schirmhelligkeit für den grösstzulässigen Lichtpunktdurchmesser nicht überschritten werden darf.

Bei dieser Einsteuerung können jedoch - je kleiner die Zahl der einzustellenden Vollbilder, desto mehr - unterschiedliche Bildpunktgrössen in den einzelnen Farben auftreten. Insbesondere im grauen Bildbereich führt dies zu Farbsäumen, die abhängig von der Bildpunktgrösse bereits störend sein können. Solche Farbsäume sind vermeidbar, wenn anstelle der Feinanpassung der Lichtmenge durch Reduzieren der Intensität des Bildpunktes auf dem Schirm der Kopierlichtstrahlengang durch Einschaltung lichtschwächender Mittel einstellbar in seiner Intensität verändert werden kann. Dies geschieht z.B. durch die Blendeneinrichtung 10 gemäss Fig. 1. Anstelle der Blende könnte jedoch auch ein Stufengraukeil vorgesehen sein, der durch eine entsprechende motorische EinStelleinrichtung von der Steuerung 4 betätigt sein könnte. Die Steuerung erfolgt dann auf s die Weise, dass von der Steuerung 4 für jeden Farbauszug einzeln vorgegeben wird, wie stark der Lichtstrahl z.B. für die Rotbelichtung geschwächt werden muss, um die Lichtmenge etwa ein halbes Vollbild zu verringern und die nächsthöhere Vollbildzahl zu ermöglichen.

io Die Aufbelichtung eines in dem Speicher 1 gespeicherten Bildes erfolgt dann in der Weise, dass zunächst auf ein unbe-lichtetes Papierblatt 12 bei Einschaltung z.B. des Blaufilters 6c an die Signalverarbeitung 2 die Signalfolge für das Blaubild geliefert wird. Gleichzeitig wird aufgrund der im 15 Speicher 1 festgelegten Kontrast- und Maximalwerte die für das Blaubild erforderliche Zahl von Vollbildern bei maximal zulässiger Bildpunktgrösse vorgegeben. Eine dafür eventuell erforderliche Bildschwächung wird umgesetzt in einen Steuerbefehl für den Motor 11, der die Blende 10 in die rich-20 tige Stellung bringt. Mit dieser Einstellung wird dann, gesteuert durch den Taktgenerator 3, die Signalfolge auf dem Schirm 8a der Röhre in eine Folge von Blaubildern umgesetzt, die jeweils auf das Papier 12 aufbelichtet werden. Nach Abschluss der Blaubelichtung wird das Filterrad 6 um 120° 25 gedreht und z.B. der Rotfilter 6b in den Strahlengang gebracht. Die Blende 10 wird dann entsprechend eingestellt und die entsprechende Anzahl von Rotbildern über den Schirm 8a der Röhre auf das Papier 12 aufbelichtet. Schliesslich erfolgt nach Fortschaltung des Filterrades 6 30 durch den Motor 7 durch das Grünfilter die Grünbelichtung mit einer entsprechenden Anzahl von Vollbildern, wobei jede Anzahl von Vollbildern nur geringfügig über der nicht ganzzahligen Anzahl für die minimale Vollbildzahl bei maximaler Schirmhelligkeit und Bildpunktgrösse liegt. 35 Auf diese Weise wird ein Optimum zwischen Kopierleistung und Bildqualität erreicht, d.h. bei hoher Kopiergeschwindigkeit ist keine Einbusse an Bildschärfe gegenüber der festgelegten maximalen Bildpunktgrösse oder durch Farbsäume im Graubereich wegen ungleich grosser Bild-40 punkte hinzunehmen.

B

5 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum punkt- und zeilenweisen Kopieren von als Signalfolge in drei Farbauszügen vorliegenden Farbbildern auf ein im Rotbereich im Vergleich zu den anderen Farben gering lichtempfindliches Negativ-Farbkopiermate-rial mittels einer Kathodenstrahlröhre, deren mit einem Phosphor belegte Bildfläche mittels eines Objektivs durch drei nacheinander für die Belichtung jeweils eines Farbauszuges in den Strahlengang einführbare Farbfilter hindurch auf das Farbkopiermaterial abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbfilter dichroitische Filter mit, im Vergleich zum Rotbereich, hoher Durchlässigkeit im Grün- und Blaubereich und als Phosphor ein Phosphor aus der Gruppe der seltenen Erden mit, im Vergleich zum Blau- und Grünbereich, hoher Emission im Rotbereich und im Vergleich zum Rotbereich sehr geringer Emission im Blau- und Grünbereich verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Phosphor ein Rotphosphor ohne Beimengen eines anderen, z.B. weissen Phosphors, verwendet wird.
3. Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbkopiermaterial ein Material für das Kopieren von Negativen mit einer Empfindlichkeit im Rotbereich, die etwa 1/30 der Empfindlichkeit im Blaubereich beträgt, verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung von Farb-säumen.eine unter Berücksichtigung der Bildschärfe, und -grosse, der Röhrenkennlinie und der Kopierleistung optimierte Röhrenhelligkeit E bzw. Bildpunktgrösse dmax festgelegt wird und dass die Röhrenhelligkeit E durch Einsatz lichtschwächender Mittel gegenüber dem optimierten Wert gerade so weit abgesenkt wird, dass die zum Erreichen der Soll-Lichtmenge erforderliche Anzahl von Vollbildern nRGB jeweils ein ganzzahliger Wert ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die mit einem Phosphor belegte Bildfläche einer Kathodenstrahlröhre durch ein Objektiv und wechselweise in den Strahlengang bringbare, dichroitische Kopierfilter als Farbfilter auf ein Negativ-Farbkopiermate-rial abbildbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathodenstrahlröhre (8) mit einem roten Phosphor aus der Gruppe der seltenen Erden belegt ist mit einem oder mehreren Emis-sionsmaxima im Rotbereich, der jedoch im Blau- und Grünbereich nur geringe, in Datenblättern nicht dargestellte, wenigstens um den Faktor 30 kleinere Emissionen aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dichroitischen, aus mehreren aufgedampften, dünnen Schichten bestehenden Kopierfilter (6a, 6b, 6c) annähernd überlappungsfrei aneinanderstossende Durchlässigkeitsbereiche entsprechend den Empfindlichkeitsbereichen des Farbkopiermaterials (12) aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Röhren-Helligkeitsänderung ohne Änderung der Bildpunktgrösse von Farbauszug zu Farbauszug unterschiedlich motorisch einstellbare lichtschwächende Mittel, insbesondere eine einstellbare Blende (10) oder Stufengraukeile vorgesehen sind.