CN1536432A - 利用反射空间光调制器技术的数字/光学混合打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明包括具有用于支持光敏介质的传输机(200)的打印机、相邻于所述传输机被放置的透镜以及相对于所述透镜被放置的用以将光通过透镜导引到光敏介质的光学组合器(120)。本发明包括被放置用来将光学曝光导引到光学组合器的光学打印机(100)以及被放置用来将数字曝光(630)导引到光学组合器的数字打印机(110)。控制器被连接到光学打印机和数字打印机，并且光学打印机和数字打印机受所述控制器控制以便于将光学曝光和数字曝光两者同时导引到光学组合器，所述光学组合器依次将经组合的数字曝光通过透镜传递到光敏介质上。
Description
技术领域
本发明涉及在光敏纸上进行打印的领域且更具体地涉及一种在光敏纸上打印光学曝光和数字曝光的系统。
发明背景
经显影的胶片和数字图像可以以众多方法被传送到照相纸上。例如，如U.S.专利5,652,661(在此引用作为参考)所说明，光学打印机可以将经显影的胶片图像传送到照相纸上面。光学打印机典型地包括光源、聚焦透镜和显影站。胶片由光源照明且图像通过聚焦透镜被传送到照相纸上。作为选择地，经显影的胶片图像可以被扫描进处理单元且被转换成数字图像。经扫描的数字胶片图像以及利用数字设备所获得的图像通常利用数字打印机被打印。
数字打印机通常包括利用空间光调制器如在U.S.专利5,061,049(在此引用作为参考)所讨论的数字微镜器件(DMD)或液晶器件(LCD)被选择性地在照相纸上曝光的光源(经滤色的白炽光、带色激光器、光发射二极管(LED)等)。对于光学系统，所产生的图像通过透镜被聚焦到照相纸上面。
一些照相系统将数字打印机与光学打印机组合(见，例如，U.S.专利6,025,904；5,734,461；及5,652,661，其全部在此引用作为参考)。然而，这样的系统将光学打印机与数字打印机的操作分开。这使打印过程变慢(因为在每个照相图像上必须执行多个操作)且使打印装置变得更大且更复杂(因为多个站必须被包括在打印装置内)。此外，特定的打印方法，如利用灯箱(lamp house)的光学打印及利用激光器基照明的数字打印要求曝光时间的精心平衡以为了避免在介质上的互易性失效。
基于扫描的数字引擎如激光打号引擎，或线性CRT要求扫描设备被结合在纸的路径中。将区域光学打印机与线性数字打印机组合并不总是微不足道的。最终，将基于LCD的数字写入器包括在内可以显著地变得更有成本效益，尤其地如果数字写入器并不被要求打印整个图像或者以相同分辨率打印。
发明内容
鉴于上述内容，本发明已经被发明用于提供一种同时执行光学和数字打印的系统。更具体地，本发明包括具有用于支持光敏介质的传输机的打印机、相邻传输机被放置的透镜、及相对于透镜被放置以为了将光通过透镜导引到光敏介质的光学组合器。本发明包括放置成用来将光学曝光导引到光学组合器的光学打印机、以及被放置成用来将数字曝光导引到光学组合器的数字打印机。控制器被连接到光学打印机和数字打印机并且光学打印机和数字打印机由控制器控制以便于将光学曝光和数字曝光两者同时导引到光学组合器，所述光学组合器依次将经组合的数字曝光通过透镜传递到光敏介质上。
光学打印机可以包括光学打印机光源并且数字打印机可以包括分开的数字打印机光源。作为选择地，公用光源可以相对于光学打印机和数字打印机被放置，以为了给光学打印机和数字打印机两者提供光。在这样的情形下，分束器相邻于公用光源被放置。分束器可以被适合于变化性地将来自光学打印机和数字打印机之间的公用光源的光分割，以为了向光学打印机和数字打印机供给不同的光量并且满足光学打印机和数字打印机不同的照明要求。同样，数字打印机可以包括用于将数字曝光限制到光敏介质有限区域的空间光调制器。
本发明还提供一种对光敏介质进行曝光的方法。这个方法相邻于透镜放置光敏介质，放置光学打印机以通过透镜传输光学曝光，放置数字打印机以通过透镜传输数字曝光，以及控制光学打印机和数字打印机来同时通过透镜将光学曝光和数字曝光传输到光敏介质上。
当与传统的数字/光学打印系统相比较时，本发明产生若干优点。一个优点是通过使用数字和光学打印机本发明同时对光敏材料曝光。同样，通过使用单光源合成系统的大小可被降低。基于数字引擎的空间光调制器(SLM)的使用消除了激光器系统采用的旋转多面体的需要。由于因在投影工业中的迅速扩大使SLM正在变得唾手可得，这个设计的净成本显著减少。随着如在某些实施例中所说明的多光源的使用，色域得到扩展。
这个系统的使用有许多。首先，文本可以被添加到光学打印上。结果可以是贺年卡、名片、手册或任何其它打印产品。此外，与打印机分开的数字部可尤其在运动画面胶片应用中有用。例如，胶片的许多拷贝可被制作用于发行。虽然拷贝可以被传统地制作，但是有益地是能够以所需要的任何语言独立地添加副标题。同样，添加版权标志或“隐藏”信息可以防止盗版和版权侵犯。最终，数字通道可以被用来校正原始胶片图像中的不完全性。
附图说明
图1是示例将来自数字打印机和光学打印机的输出进行组合的光学加法器的示意图。
图2是利用光学曝光和数字曝光顺序地对光敏材料曝光的传输机系统的示意图。
图3是被瞄准在单个位置处的光学打印机和数字打印机的示意图。
图4是光学打印机的示意图。
图5A和5B是数字打印机的示意图。
图6是根据本发明的打印装置的示意图。
图7是根据本发明的打印装置的示意图。
图8是根据本发明的打印装置的示意图。
图9是示例在图像的一部分使用数字打印的示意图。
图10是示例在图像的一部分使用数字打印的示意图。
具体实施方式
本发明将数字和光学打印机组合进单个打印机且同时从光学上和数字上进行打印。在一个实例中，本发明将数字打印机与利用白光灯源照明胶片的传统打印机组合。然后所产生的图像通过投影透镜被传递到介质平面。在数字分支中，利用灯和滤光器轮、LED或激光器透射式空间光调制器(SLM)显示器被照明。然后图像通过组合器被接续到打印透镜。在LCD显示器的情况下，照明需要被起偏且输入被加以检偏(analyz)。
重要地是意识到数字打印机的目的。如果意图是建立具有一些复杂性的附加图像数据，则对于光学设计必须精心。具体地，透射式LCD的照明组件应该从性质上是远心的且极为均匀的。然后这迫使打印透镜是远心的。此外，均匀的光学器件如集成棒(integrating bars)或小透镜(lenslet)阵列可被采用。如果由LCD所投影的图像数据并不复杂(即，简单的商标标志)，则光学中继机构并不需要是远心的。此外，如果所添加的数字数据是单色的，则照明源不需要是宽带的。如果它是多色的，则或者带有滤色器的白光源需要被采用，或者在单LCD系统中被顺序照明的LED被使用。
在这点上有必要讨论在数字打印机上LCD的利用。LCD被设计成呈现可由眼睛观察的图像。眼睛对图像数据的响应较照相介质响应极为不同。因此，对于本发明，LCD或空间光调制器被调节成操作在介质的动态范围及光谱范围。这可要求调节地址电压以确定由介质所定义的对比度。附加的地址电压，以及驱动条件可以被调节以交付适合于介质的响应曲线，或伽马曲线。最终，地址条件，如电压可以确定相对于照明波长的最佳响应。在彩色顺序打印的情况下，所施加的电压可以作为颜色的函数被循环。
照明时间及功率是介质所要求的曝光的函数。既然图像是单合成图像，则对于本发明在光学和数字引擎之间所需要的曝光得到平衡。例如，如果打印区域被期望具有1.4的密度，则光学引擎可提供1.0，且数字引擎提供0.4。作为选择地，打印机的每个分支可以照明不同的面积且负责所有所要求的密度。在以最大密度数字性添加副标题或信息的情况下，平衡并不是像人们可以简单地给一区域最大或过量曝光那样那么关键。
本发明的另一特点涉及可选择的照明如红外线(IR)照明的使用。通过利用IR照明SLM且然后将结果的图像投影到介质上面，人们可以结合“隐藏的”数据或商标符号以助于防止侵犯。
图1示例包括光学打印机100和数字打印机110的本发明的一个实施例。借助光学加法器或分束器/复合器120来自光学打印机100的光学曝光输出与来自数字打印机110的数字曝光输出被加以组合。然后这些经组合的曝光通过打印透镜130被同时成像到光敏材料140上面。
图2示例一顺序处理装置，借此光敏材料140沿着传输机皮带200被移动且顺序地由光学打印机100和数字打印机110加以曝光。
图3示例本发明的另一实施例，其中光学打印机100和数字打印机110被瞄准在光敏材料140上的单个位置处。与图1所示的结构相同，图3中所示的结构允许光学打印机和数字打印机同时对光敏材料140曝光，而图2中的结构却不能。
光学打印机100的一个实例的详图被示于图4。更具体地，光学打印机100包括光源400，其可以是用来消除光敏材料的任何传统源如经遮光的且经滤色的白炽光源、具有不同颜色的激光器光源、LED、红外线源等。经显影的胶片图像由项410表示。被示于图4中的光学打印机包括支持经显影的胶片图像410且允许多个胶片图像被传递通过光学打印机的若干结构。然而，为了更清楚地示例本发明的突出特点，这样的结构已经被有意地从附图中被省略。此外，光学打印机100包括一些形式的遮光器(shutter)或掩模板415。遮光器/掩模板415控制光学引擎曝光的大小和时间。作为选择地，光源可被直接调制以影响遮光。聚焦透镜420将经曝光的图像聚焦到光敏材料140上。
图5A更详细地示例数字打印机110的一个实例。图5A示例出光源500。如上所讨论，这样的光源可以包括经遮光的(经调制的)且经滤色的白炽光源、具有不同色的激光器光源、LED等。空间光监视器被示为项510。
彩色数字打印机可以按顺序方式操作，其中不同的颜色在不同的曝光步骤中被照明。作为选择地，基于空间光监视器510的系统可以包括基于颜色的单元用从而允许单个曝光在光敏材料140上产生彩色图像。这或者通过在SLM上结合滤色器或者通过使用多通道SLM系统而实现。
多通道系统可以结合，例如红色、绿色及蓝色通道。图5B示例一数字打印机，其包括这样的多个照明源500、多个空间光监视器510和多个遮光器415。通过使用光加法器520来自不同器件的光输出被加以组合。以与上述讨论的那个方式相类似的方式，聚焦透镜420将来自加法器的光输出聚焦到光敏材料140上。
图1中所示的光学/数字打印机作为项610被示于图6中的完整系统(所封闭的打印机设备)60中。经显影的胶片和/或数字图像数据由项605输入进入打印机设备60。经显影的光学胶片由扫描器600加以扫描，所述扫描器600将被扫描图像的数字表示提供到中央处理单元615。数字数据由中央处理单元615加以处理。经显影的光学胶片被从扫描器600传递到光学/数字打印机610且然后通过使用传输机系统635传递到输出670。光敏纸625被从供片620提供且被由光学/数字打印机610所产生的光学和数字曝光630同时加以曝光(如上所说明)。
此外，图6中所示的系统可以被用来制作胶片拷贝。例如，供片620可以包含由光学/数字打印机610所曝光的未曝光电影胶片625。显影器/处理器640对光敏纸/胶片625加以处理。切削工具650任选地将光敏纸切成相片(photographic prints)且通过输出675将经显影的图像输出。
图7更详细地示例被包括在发明性光学/数字打印机内的部件。在打印机的光学部分，灯700被用来提供照明。在传递通过胶片703上的光学图像之前，所述照明通过滤光轮701及照明透镜702被加以处理。然后这个图像传递通过中继透镜704，在此点处通过复合器(光学组合器)720它被与数字图像组合。然后经组合的光学/数字图像被导引通过打印透镜721并且到达光敏介质730上面。
图7中所示打印机的数字部分包括产生光的光源710，所述光被导引通过数字照明组件711、起偏器712、空间光调制器713和检偏器714。同光学图像一样，然后数字图像传递通过中继透镜704，在此点处通过复合器720它被与光学图像组合。然后经组合的光学/数字图像被导引通过打印透镜721且到达光敏介质730。
可选择的实施例采用光学和数字引擎的相同照明源。这样的系统被示于图8中。单光源(其可包括灯和滤光器轮，LED或激光器)800被分束器801分裂成两个照明路径。镜802、803被用来将光导引通过每个光学和数字处理路径。在其中SLM是LCD面板的情况下，分束器可是向调制器发送优选偏振状态的偏振分束器，在此情况下起偏器712可以被去除。
图9和10示例本发明的另一方面，其利用图9中所示的空间光调制器900的区域面积。在图9中，空间光调制器的区域902被以“on”象素寻址。器件的其余部分以对应于“off”象素的数字被装载(或反之亦然)。在图10所示的图像1000中，仅合成图像1002的相同区域1004显示数字数据。这样系统的一个优点是数字数据的位置、内容和范围可以在帧至帧基础上被调节。例如，当打印贺年卡时，文本可以出现在不同区域内。
当与传统的数字/光学打印系统相比较时，本发明产生若干优点。一个优点是通过使用数字和光学打印机本发明同时对光敏材料曝光。在一个实施例中，数字打印方面是单色的且较光学系统为较低分辨率的。这允许数字的曝光时间低于从前的实施例。
此外，本发明校正数字打印与光学打印系统之间的光学差异。例如，在其中SLM的画面长宽比与打印或光学图像的画面长宽比并不匹配的情况下，象变透镜可以被用来将SLM的图像尺寸重新确定为任何所要求的比例。假定，正方形SLM被用来在图像平面内建立矩形图像，在路径上的柱面或象变透镜或作为打印透镜可以被采用。作为选择地，对应于所要求图像尺寸的所采用的SLM部分可以被寻址。
应该注意到光学体系结构的具体实例已经示出透射式LCD。这个系统可以同样方便容易地采用反射式LCD、或DMD。
所建议的结构具有许多使用和优点。首先，通过使用单光源合成系统的大小可以得到减少。同样，基于SLM的数字引擎的使用消除了激光系统采用的旋转多面体的需要。同样，因投影工业的快速扩大SLM正在变成唾手可得，这个设计的净成本显著地减少。随着如在某些实施例中所说明的多个光源的使用，色域得到扩展。
这个系统的使用有许多。首先，文本可以被添加到光学打印上。结果可以是贺年卡、名片、手册或任何其它打印产品。此外，与打印机分开的数字部可尤其在运动画面胶片应用中有用。例如，胶片的许多拷贝可被制作用于发行。虽然拷贝可以被传统地制作，但是有益地是能够以所需要的任何语言独立地添加副标题。同样，添加版权标志或“隐藏”信息可以防止盗版和版权侵犯。最终，数字通道可以被用来校正原始胶片图像中的不完美性。
Claims (8)
1.一种系统包括：
光学打印机；
相邻于所述光学打印机被放置的数字打印机；以及
其中所述光学打印机被适合于将光学曝光导引到光敏介质的面积上且所述数字打印机被适合于同时将数字曝光导引到所述光敏介质的所述面积上。
2.根据权利要求1的系统，进一步包括相邻于所述介质所述面积的透镜，其中所述光学打印机和所述数字打印机相对于所述透镜被放置以便于通过所述透镜使所述光学曝光和数字曝光两者同时进行。
3.根据权利要求1的系统，进一步包括相对于所述光学打印机和所述数字打印机被放置的光学组合器，以便于接收所述光学曝光和所述数字曝光，其中所述光学组合器被适合于将所述光学曝光和所述数字曝光组合进经组合的曝光。
4.根据权利要求3的系统，进一步包括相邻于所述光敏介质的所述面积的透镜，其中所述光学组合器相对于所述透镜被放置以便于进行通过所述透镜导引到所述光敏介质的所述面积上的所述经组合的曝光。
5.根据权利要求1的系统，其中所述光学打印机包括光学打印机光源以及所述数字打印机包括数字打印机光源。
6.根据权利要求1的系统，进一步包括相对于所述光学打印机和所述数字打印机被放置的公用光源，以便于向所述光学打印机和所述数字打印机两者提供光。
7.根据权利要求6的系统，进一步包括相邻于所述公用光源的分束器，其中在所述光学打印机和所述数字打印机之间所述分束器被适合于变化性地分割来自所述公用光源的光，以便于向所述光学打印机和所述数字打印机供给不同的光量并且满足所述光学打印机和数字打印机的不同照明要求。
8.根据权利要求1的系统，其中所述数字打印机包括一空间光调制器，其被适合于将所述数字曝光限制到所述光敏介质的所述面积的所限部分上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |