DE1816189A1 - Einrichtung zur Abtastung und Farbzerlegung von getoenten Bildern - Google Patents

Description

'Convention Date:
December 22, 1967

Printing Developments International, S.A., Panama, R. de P.

Einrichtung zur Abtastung und Farbzerlegung von getönten Bildern

Die Erfindung betrifft allgemein eine einrichtung zum Abtasten von getönten Bildern und zum optischen Behandeln des dabei gewonnenen Lichtes. Sie betrifft insbesondere eine Einrichtung zur Abtastung und Farbzerlegung von getönten Bildern, wobei das Original mittels einer KathodenstrahlröhPenanordnung abgetastet wird und/oder das dabei gewonnene Licht in Farbkomponenten zerlegt wird.

Erfindungsgemäß ist, kurz gesagt, vorgesehen, daß ein Farbdia mittels eines Strahls abgetastet wird, der von einem über den Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre abgelenkten StrahlÄeck ausgeht. Der bei der Abtastung des Dias modulierte Strahl wird durch neutrale Strahlspalter i*n Sekundäre trahlen zerlegt, aus denen durch Farbfilterung mittels lediglich dichroitisch^ Filter Farbkomponentenstrahlen abgeleitet werden, die dann auf Photoelektronen-. Vervielfacher gerichtet werden. Die Auftreffwinkel der einzelnen Strahlen auf die verschiedenen Filter sind dabei zwischen 0 und 20 veränderbar. Ein Bild der Kopie wird auf den Böhrenschirm durch einen Lichtstrahl projiziert, der mit einer solchen Rate oder Frequenz zerhackt wird, daß dieses Bild flimmerfrei ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen?

909833/0930

1815189

Figur 1 das Schema einer Anordnung zum Zerlegen eines lichtstrahls in Farbkomponenten gemäfl dem Stand der Technik;

Figur 2 ein Diagramm normalisierter Wellenlängen-Bandresonanzkurven, die im Idealfall für die Anordnung nach Figur 1 sowie anderweitige Färbanalysier einrichtungen charakteristisch sind;

Figur 3 das Schema eines Farbanalysators mit dichroitischen Filtern gemäß dem Stand der Technik;

Figur 4 ein Diagramm der inflexions- und Durchlttsigkeitskurven eines typischen dichroitischen Filters ;

Figur 5 das Schema eines Teils des Parbanalysators nach Figur 3 bei Verk Wendung einer Kathodenstrahlröhre als Abtastlichtquelle;

Figur 6 das Schema einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemHßen Abtast- und Farbanalysiereinrichtung;

Figur 7 in Vorderansicht eine Darstellung konstruktiver Einzelheiten der Einrichtung nach Figur 6;

Figur 8 ein Diagramm, das die Wellenlängen-Energieübertragungskurven für die dichroitisehen Filter der Einrichtung nach Figur 6 wiedergibt; und

Figur 9 ein Diagramm, das die Auswirkung der Änderung des Lichtauftreffwinkels auf ein dichroitisches Filter wiedergibt.

Figur 1 zeigt eine Farbanalysiereinrichtung, vie sie seit langem zum Stand der Technik gehört. Der Eingangsstrahl 20 dieser Einrichtung wird durch Abtastung eines Farbdias oder anderweitigen Originals (nicht gezeigt) unter Färb- und Intensitätsmodulation des Strahls gewonnen. Der Strahl 20jtrifft im Einfallswinkel von 45° auf einen neutral«! Strahlspalter 21, z.B.in Form eines halbversilberten Spiegels. BLn solcher neutraler Strahlspalter hat die Eigenschaft, daß er sämtliche Wellenlängen des einfallenden sichtbaren Lichtes ohne vellenlHngenselektive Filterung durchläßt. Yenn daher der einfallende Strahl 20 aus den Farbkomponenten von Bot-, GrUn- und Blaulicht mit je einer Nennstarke von 100 % besteht und wenn der Strahlspalter 21 50 % des Lichtes durchllßt, so besteht (bei Lichtabsorption null) der austretende Strahl nach dem Durchtritt aus den gleichen Farbkomponenten mit jeweils einer Nennstärke von 50 %. Das durch den Strahlspalter 21 nicht hindurchtretende Licht wird unter Bildung eines Strahls 23 reflektiert, der (bei Lichtabsorption null) ebenfalls aus Rot-, Ck¹Un- und Blau-Farbkomponenten mit jeweils einer Nenn-

909033/0930

stärke von 50 Ji !bestellt.

Der Strahl 23 trifft im Einfallswinkel von 45° auf einen'Strahlspalter 25 von gleicher Art vie der Strahls? al te* 21. Der Strafrispalter 25 zerlegt das Licht des Strahls23 in einen reflektierten Strahl 26 aus (bei Lichtabsorption null) Bot-, SrUn- und Slaukomponenten mit jeweils einer Nennsttrice von 25 % Und in einen durchtretenden Strahl 27 aus {bei Lichtabsorption null) Sot-» SrUn- und Blaukomponenten mit je einer Nennstärke von 25 %> Der durchtretende Strahl 27 kann durch einen Spiegel 28 nochmals reflektiert werden.

Aus den genannten Gründen haben die aus dem Fpimär- oder Eingangsstrahl 20 abgeleiteten Sekundärstrahlen 22, 23» 26 und 27 sämtlich die gleiche VeI-lenlängenzusammensetzung, jedoch von geringerer Stärke oder Intensität, wie d<?r Primär strahl. Das heißt, wenn der Strahl 20 aus Weißlicht mit einer bestimmten Spektralenergieverteilungs/te.lenlängenkurve besteht, so bestehen die Strahlen 22, 23, 26 und 27 sämtlich ebenfalls aus Weißlicht mit der gleichen Spektralenergieverteilungscharäkteristik*

Ein Farbanalysator von der in Figur 1 gezeigten Art wird in Verbindung mit bekannten Abtastgeräten verwendet, mit denen man Farbauszüge eines abgetasteten Farbdiaoriginals herstellt. Ein soüies Abtastgerät enthält Photoelektronen-Vervielfacher 30, 31 und 32, welche aus den Strahlen 22, 26 und 27 entsprechende elektrische Signale erzeugen, welche die Rot-, GrUn- und Blau-Farbkomponenten der abgetasteten Umwerte des Originals repräsentieren. Diese Signale werden elektronisch behandelt und dann dazu verwendet, Glühlampen zu steuern, die Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarz-Farbauszugsbilder auf entsprechenden sensibilisierten photographischen Filmen belichten. Derartige Abtastgeräte sind im einzelnen in den USA-Patentechriften 2 873 312 und 3 194 883 sowie in den dort angezogenen Patentschriften beschrieben.

Damit die Photoelektronen-Vervielfacher 30, 31 und 32 die Sot-, GrUnunH Blau-Farbkomponentensignale aus den Strahlen 22, 26 bzw. 27 erzeugen können, muß jeder dieser Strahlen vor dem Auftreffen auf den entsprechenden

werden

Photoelektronen-Vervielfacher einer Farbfilterung unterzogen/ Bei der Einrichtung nach Figur 1 erfolgt diese Farbfilterung mittels sogenannter Wratten-Filter. Und zwar befindet sich im Staahlengang 22 ein Paar von solchen Wratten-Filtern 35» 36, die das Rotlicht des Strahls zum Photoelektronen-Vervielfacher 30 durchlassen, dagegen die Grün- und die Blaukomponente des einfallenden Lichtes absorbieren* Entsprechend liegen im Strahlengang 26

909833/0930

die Wratten-Filter 37, 38, die das Grttnlicht zum Photoelektroneh-Vervielfacher 31 durchlassen, dagegen das Übrige Licht des Strahls 26 absorbieren, während im Strahlengang 27 die Wratten-Filter 39, 40 angeordnet sind, die das Blaulicht zum Photoelektronen-Vervielfacher 32 durchlassen, dagegen das Übrige Licht des Strahls 27 absorbieren. Theoretisch sollte ein Wratten-Filter für jeden Strahl ausreichen. In der Praxis benötigt man jedoch für die einwandfreie Filterung jedes Strahls zwei öder mehr Wratten-Filter,

Die Wellenlängen/Energiebandpaßkurven für die auf die Photoelektronenvervielfacher 30, 31 und 32 einfallenden Strahlen werden dadurch erhalten, daß man die kombinierte WellenlMngen/BnergieUbertragungscharakteristik der Filter in jedem Strahlengang mit der Wellenlängen/Energie« oder Spektralenergieverteilungskurve des Lichtes im Strahl 20, ohne Farbmodulation dieses Lichtes durch die Abtastung des Originals, multipliziert. Das Diagramm nach Figur 2 zeigt annähernd ideale normalisierte Wellenlängen/Bnergiebandpaßkurven 45» 46 und 47 für die Strahlen 22, 26 bzw. 27. Jeder dieser Kurven ist im Diagramm nach Figur 2 ein nomineller Spitsenenergiewert von 1,0 zugeordnet. Vie man sieht, erstrecken sich die drei Kurven Über entsprechende effektive Wellenlängenbänder, die sich sequentiell Überlappen, so daß die Kurven selbst sich sequentiell in der Wellenlänge überlappen. Aus dieser sequentiellen Überlappung der Kurven ergibt sich ein Schnittpunkt 48 der Kurven 45 und 46 sowie ein Schnittpunkt 49 der Kurven 46 und 47. Die beiden Schnittpunkte entsprechen einem Energiewert von ungefähr 16% des Spitzenenergiewertes der normalisierten Kurve, d.h. einem Wert, der wesentlich kleiner ist als 50 % des Spitzenenergiewertes.

Die Farbanalysiereinrichtung nach Figur 1 arbeitet mit verhältnismäßig schlechtem Wirkungsgrad, da das Licht einer gegebenen Farbkomponente im Eingangsstrahl 20 durch sowohl die neutrale Strahlspaltung als auch die Lichtabsorption der Wratten-Filter abgeschwächt wird. Beiepiel«weise wird das Rotlicht des Strahls 22 für den Photoelektronen-Vervielfacher 30 von einer nominellen Stärke oder intensität von 100 % auf eine nominelle 8tärke von 50 % bei allein dem Durchgang durch den Strahlspalter und sodann beim Durchgang durch die Wratten-Filter 35, 36 (die eine Absorptionswirkung sogar auf diejenigen Wellenlängen, die sie durchlassen sollen, ausüben) noch weiter abgeschwächt. Die Abschwächung des Qrünlichtes im Strahl 26 und des Blaulichtes im Strahl 27 ist sogar noch stärker* Während somit die Abschwächung beim neutralen Strahlspaltungsvorgang allein noch tragbar sein mag, ist die Gesamtabschvächung durch die Strahlspalter und die Wratten-

808133/0930

191618a

Filter übermäßig¹ groß. Demzufolge wurde, seit dichroitisch« Filter. Eingang itt die Technik gefunden haben, die Einrichtung nach Figur 1 weitgehend durch die in Figur 3 gezeigte Einrichtung verdrangt, bei der solche dichroitische Filter sowohl als Strahlspalter als auch als Hauptfarbfilterelemente verwendet werden.

Bei der Einrichtung nach Figur 3 ist ein Qriginalfarbdia 50 auf einer transparenten Trommel 51 angebracht} in deren Innerem sich eine Lichtquelle ' 52 befindet, die durch Projizieren von Licht durch die Trommel auf deren Oberfläche einen räumlich ortsfesten Weißlichtpunkt 53 erzeugt* Durch Drehen und gleichzeitige schrittweise Axialverschiebung der Trommel 51 wird erreicht, daß der stationäre Lichtpunkt 53 die bewegte Kopie 50 rasterförmig abtastet. Aus dem dabei gewonnenen Licht wird mittels einer Optik 54 (dargestellt durch eine Linse) ein Primärstrahl 55 gebildet, der durch die Blenden öffnung 56 einer Blendenplatte 57 tritt. Da das von der Quelle 58 ausgesandte Licht sehr intensiv oder hell ist, kann selbst bei im Durchmesser sehr kleiner Blendenöffnung 56 eine ausreichende Austrittslichtstärke erhalten werden.

Nach dem Austritt aus der Blendenöffnung 56 trifft der Strahl 55 im Einfallswinkel von 45° auf ein erstes dichroitisches Filter 60, welches das gesamte Eotiicht des Strahls 55 unter Bildung eines Sekundärstrahls 61 durch läßt, dagegen das gesamte QrUn- und Blaulicht des Strahls 55 unter Bildung eines Sekundärstrahls 62 reflektiert. Der Strahl 62 trifft im Einfallswinkel von 45° auf ein zweites dichroitisches Filter 63, das das gesamte Blaulicht des Strahls 62 unter Bildung eines SekundärStrahls 64 durchläßt, dagegen das gesamte Grünlicht des Strahls 62 unter Bildung eines Sekundärstrahls 65 reflektiert. Der Blaustrahl 64 kann mittels eines vollversi.J.berten Spiegels 66 nochmals reflektiert werden. Die Sot-, Grün- und BlaustrahiLen 61, 65 und 64 werden auf die entsprechenden Photoelektronen-Vervielfacher 30, 31 bzw. 32 gerichtet.

Ein dichroitisches Filter hat die Eigenschaft, daß Über den Bereich der durchgelassenen Wellenlängen beim Lichtdurchgang durch das Filter die Energie des austretenden Lichtes relativ zur Energie des Lichtes der gleichen Wellenlänge im einfallenden Strahl nicht abgeschwächt wird. Das heißt, das dichroitische Filter 60 Überträgt hypothetisch 100 Ji des Hotlichtes im einfallenden Strahl 55, und das dichroitische Filter 63 überträgt entsprechend 100 Ji des Blaulichtes im einfallenden Strahl 62. Ferner wird etwaiges Licht, das durch ein dichroitisches Filter nicht durchgelassen wird, von diesem re-

9Ö9Ö33/0930

T816189

flektiert. Daraus folgt, daß bei der Einrichtung nach Figur $ die Biergieß de* Hot-, GrUn- und Blaulichtes in den Strahlen 61, €5 und 64 beim Austritt aus den diahroitischen Filtern gleiah den Energien dieser Lichtkomponentea im PrimSrstrahl 53 sind. Mit der Einrichtung nach figur 3» soweit bisher be« schrieben, erhält man also einen Wirkungsgrad der Umwandlung des Primär strahl, lichtes in die Rot-, Grün- und Blau-Farbkomponenten von 100 Ji.

Im Diagramm nach Figur 4» das die DurchlJlasigkeits- und die Reflexionscharakteristik eines typischen dichroitischen Filters bei gegebenem Einfalls* winkel des auftreffenden Strahls wiedergibt, stellen die Kurven 70 und 71 die Energie in Abhängigkeit von der Wellenlänge für das durchtretende bzw« das reflektierte Licht bei flacher Spektralenergieverteilungskurve des auftreffenden Strahls im sichtbaren Lichtbereich, derart, daß das Licht des Strahles für sämtliche Wellenlängen dieses Bereichs einen Nennwert von TOO % hat, dar. Die Kurven 70 und 7t könnten stattdessen auch eine typische Reflexionskurve bzw. eine typische Durchlässigkeitskurve für ein dichroitisch es Filter darstellen. In jedem Fallet und weil ein dichroitisches Filter alles nicht hindurchtretende Licht reflektiert, schneiden sich die beiden Kurven in einem Punkt 72, der zwangsläufig einen Energiewert von 50 % relativ zum Nennwert von 100 % hat· Ferner muß int einfallenden Strahl eine bestimmte Wellenlänge mit einem nominellen Energiewert von 100 % vorhanden sein, die durch das dichroitische Filter zu 50 % hindurchtritt und zu 50 % reflektiert wird; und zwar muß diese Vellenlänge im Schnittpunkt 72 der beiden Kurven liegen, (da ein Abfall der Kurve 70 von 100 % auf 50 % und ein Anstieg der Kurve 71 von 0 % auf 50 % jeweils 50 % ausmachen), so daß der Schnittpunkt einem Energiewert von 50 % entsprechen muß. Durch Verändern des Einfallswinkels des Strahls ändert sich zwar die dem Schnittpunkt entsprechende Wellenlänge, nicht jedoch deren Energiewert von 50 %,

Aus Figur 4 folgt, daß, wenn in der Einrichtung nach Figur 3 als Farbfilter lediglich die dichroi tischen Filter 60 und 63 vorhanden wären, die normalisierte Grün-Bandpaßkurve für den Strahl 65 von der normalisierten ' Bot-Bandpaßkurve für den Strahl 61 in einen Funkt mit eine* Energiewert von 50 % des Spitzenenergiewertes geschnitten würde. Entsprechend würde die Blau-Bandpaßkurve £\ir den Strahl 64 von dieser Qrün-Bandpaflkurve in einem Punkt mit einem Energiewert von 50 % des Spitzenenergiewertes geschnitten

. werden. Dagegen zeigt Figur 2, daS die drei Bandpa8kurven für die Einrichtung sich in Funkten schneiden sollten, deren Energiewerte wesentlich klei-

' ner als 50 % der Spitzenenergie sind. Zu diesem Zweck ist es daher, damit

909033/0930

1616189

die Bandpaßkurven für die Strahlen 61, 65 mad 64 (am Eingang der Photoelektronen-Vervielfacher) brauchbare Approximationen der Sollkurven nach Figur 2 darstellen, bei der Einrichtung nach Figur 3 erforderlich, daß die Farbfilterwirkung der dichroitischen Filter durch die Farbfilterwirkung von Wrattea-Abgleichfiltern 75 im Strahlengang zwischen den dichroitischen Filtern und den Photoelektronen-Vervielfachern ergänzt wird·

Das Erfordernis solcher Abgleichfilter bei der Einrichtung nach Figur ist deshalb nachteilig, weil solche Filter, wie erwähnt, Licht absorbieren, so daß- der Wirkungsgrad »ich entsprechend verschlechtert. Ferner ergeben sich wegen unvermeidlicher Übleranzabweichungen in der Optik des Systems Abweichungen der anfänglich erhaltenen Farbbandpaßkurven von der idealen Form und/oder VeHenlMngenlÄffe, die durch Prüfung und Fehlerkorrektur unter Zufügen von weiteren Vratten-Filtern zu den ursprünglichen Abgleichfiltern oder Ersetzen eines oder mehrerer dieser Filter durch andere Wratten-Filter verringert oder beseitigt werden müssen. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht gut für die Feinabstimmung oder den Feihabgleich der Bandpaßkurven, da erstens diese Kurven durch Auswechseln der Wratten-Filter nur in diskreten Sprüngen verändert werden können und da zweitens durch ein solchen Auswechseln von Vratten-Filtern einer oder mehrere der sonstigen Betriebsparameter des Systems verändert werden» die dann ihrerseits wieder korrigiert werden müssen.

Ein weiterer Nachteil der Einrichtung nach Figur 3 ergibt sich dann, wenn, wie in Figur 5 veranschaulicht, eine ortsfeste Kopie durch eine kathodenstrahlröhre 80 abgetastet wird. Bei der Anordnung nach Figur 5 wird der Elektronenstrahl der Röhre rasterförmig unter Bildung eines entsprechend wandernden Lichtpunktes 82 auf dem Röhrenschirm abgelenkt. Das von diesem Lichtpunkt oder Strahlfleck ausgehende Licht durchsetzt eine Fensterlinse 83, die Kopie 81 und eine Kollimatorlinse 84, um als Lichtstrahl auf das dichroitische Filter 60 zu fallen» Die tfennachse dieses Strahls i§t in Figur 5 durch die Gerade 88 angedeutet, die mit der mittleren Strahllage bei in der Schiwnmitte der Kathodenstrahlröhre 80 befindlichem Lichtpunkt 82 zusammenfällt. '

Hätte die Linse 83 einen sehr kleinen Durchmesser, so würde das Licht vom Strahlfleck 82 durch die Linse 84 zu einem nahezu zylindrischen Liehtbttndel geformt, dessen radial äußere, gegenüberliegende Strahlen eine nur

;·^, 909833/0330

vernachlässigbare Winkeldivergenz zum mittleren Strahl des BUndels aufweisen. Da jedoch die Intensität des Lichtes vom Strahlfleck 82 der Kathodenstrahlröhre wesentlich geringer ist als die Intensität des Lichtes vom Lichtpinkt 53» der sich bei Trommelabtastung (Figur 3) ergibt, muß die Linse 83 im-Durchmesser erheblich größersein als die Blendenöffnung 56 (Figur 3), damit genügend Licht für den Betrieb des Systems zur Verfügung steht. Ein verhältnismäßig großer Durchmesser der Linse 83 hat zur Folge, daß das vom Strahlfleck 82 ausgehende Strahlenbündel beim Austritt aus der Linse 84 nicht mehr nahezu zylindrisch, sondern konisch ist, wobei die radial Bußeren Strahlen 86 und 87 in einem erheblichen Winkel vom Mittelstrahl 85 divergieren. Daraus ergibt sich, daß bei Auftreffen des konischen Strahls auf das dichroitische Filter 60 die Einfallswinkel der Strahlen 86 und 87 erheblich größer bzw. kleiner sind als der Einfallswinkel des Mittelstrahls 85.

Ein dichroitisches Filter hat die Eigenschaft, daß der Wert der mit Spitzenenergie durch das Filter hindurchtretenden Wellenlänge eine Funktion des Einfallswinkels ist und sich bei Einfallswinkeln in der Nähe von 45 sehr rasch ändert. Daraus folgt, daß die das Filter 60 längs der Außenstrahlen 86 und 87 durchsetzende Spitzenenergie-Wellenlänge von der Spitzenenergie-Wellenlänge des das Filter längs des Mittelstrahls 85 durchsetzenden Lichtes in beiden Richtungen erheblich abweicht. Diese weite Streuung der Spitzenenergie-Wellenlängen in verschiedenen Teilen des Filters 60 bei einem nominellen Einfallswinkel von 45 hat eine untragbare Streuung der Wellenlänge der Bandpaßkurve für den Hotstrahl 61 (Figur 3) zur Folge. Aus den gleichen Gründen ergibt sich eine übermäßig starke Streuung der Bandpaßkurven für den Grünstrahl 65 und den Blaustrahl 64.

Ferner hat bei rasterförmiger Ablenkung des Strahlflecks 8^*über den Schirm der Röhre 80 die ständige Lageänderung des Strahlflecks zur Folge, daß der Einfallwinkel zwischen dem Filter 60 und dem Mittelstrahl 85 des Strahlbündels 55 sich gegenüber dem Nennwert von 45° laufend ändert. Da, wie gesagt, der Wert der mit Spitzenenergie durch ein dichroitisches Filter hindurchtretenden Wellenlänge sich bei Einfallswinkeln nahe 45 außerordentlich rasch in Abhängigkeit vom Einfallswinkel ändert, haben diese Änderungen des Einfallswinkels des Strahls 85 in bezug auf das Filter 60 zur Folge, daß in der mit der Einrichtung nach Figur 3 hergestellten Reproduktion fremde oder falsche Farbtönungen erscheinen, die sich, in der Farbe von Punkt zu Punkt ändern,

909833/0930

1815189

Wegen der Streuung der Bandpaßkurven für die auf die Photoelektronen-" Vervielfacher auftreffenden Strahlen sowie wegen des erwähnten Fremdfarbtönungseffektes ist die Einrichtung nach Figur 3 als Parbanalysator für abgetastete Donwerteeines Originals bei Abtastung des Originals mit Hilfe eines wandernden Strahlflecks auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre unbefriedigend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Farbanalysier~ oder Farbzerlegungseinrichtung zu schaffen, die einen Feinabgleich der Farbbandpaßkurven in kontinuierlich veränderlicher Weise ermöglicht.

Dabei soll die durch die Verwendung von lichtabsorbierenden Wratten-Filtern oder anderweitigen lichtabsorbierenden Farbfiltern bedingte Verminderung des Wirkungsgrades vermieden werden.

Die Einrichtung soll sich für die Verwendung in Verbindung mit einea Lichtpunkt-Kathodenstrahlröhrenabtastgerät eignen.

Schließlich'soll ein Kathodenstrahlröhren-Bildabtastgerät geschaffen werden, bei dem ein Bild des Originals auf dem Schirm der Abtaströhre abgebildet wird.

Figur 6 zeigt das Schema einer Ausführungsform der diese Aufgaben lösenden Einrichtung gemäß der Erfindung. Dabei wird der Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre 90 durch geeignete Ablenksignale so gesteuert, daß der auf dem Leuchtstoffbelag des Rirhrenschirmes 91 erzeugte Strahlfleck rasterförmig abgelenkt wird. Der Leuchtstoffbelag kann zweckmäßigerweise aus dem Leuchtstoff P24 bestehen, der bei Erregung durch den Elektronenstrahl Licht mit einer Wellenlängen/Energiekurvenverteilung aussendet, die über den größten Teil des sichtbaren Bereichs des Spektrums eine beträchtliche Energie liefert, jedoch ihren Spitzenwert im Grüngebiet hat, so daß das Licht weißlich-grün für das menschliche Auge erscheint. Auch anderweitige Leuchtstoffe mit allgemein ähnlichen Spektralenergieverteilungskurven können %rwendet werden.

Das vom Strahlfleck >3 ausgehende Licht hat die Form eines unfokussierten LichtbÜndels 94, dargestellt in Figur 6 durch den Mit'telstrahl des Bündels. Bei in der untersten Lage auf dem Schirm 91 der !öhre 90 befindlichem Strahlfleck 93 nimmt der Mittelstrahl die in Figur 6 durch die Linie 94 angedeutete Lage ein. Bei rasterförmiger Ablenkung des Strahlflecks 93 über den Röhrenschirm wandert der Strahl 94 entsprechend. Dabei entspricht in

909833/0930

Figur 6 die Achse 98 des Strahls 94 (und der davon abgeleiteten Strahlen) dem Mittelstrahl des Strahlenbündels bei in der Mitte des Schirmes 91 der Kathodenstrahlröhre befindlichem Strahlfleck 93.

Der vom Strahlfleck 93 ausgehende Lichtstrahl 94 durchsetzt eine Objektivlinse 95 und anschließend eine Haut oder Pellikel 96, die einen kleinen Bruchteil des Strahls auf einen Photoelektronen-Vervielfacher 97 für überwachungszwecke ablenkt. Der restliche Hauptteil des Lichtstrahls gelangt zu einem Farbanalysator 99 und innerhalb desselben auf ein ortsfestes Farbdia 100, das dadurch mit einem Lichtpunkt 101 mit einem Kaster von der gleichen Form wie das Ablenkraster des Strahlflecks 93 auf dem Röhrenschirm 91 abgetastet wird. Beim Durchtritt durch das Dia 100 wird das Licht des Lichtpunktes 101 in der Farbe und Intensität durch die Ibnverte des Dias moduliert. Anschließend wird das modulierte Licht durch eine Kollimatorlinse 102 zu einem Strahlenbündel 103 mit einer Divergenz von höchstens 5 zur Normalen geformt.

Die Achse des Primär- oder Eingangsstrahls 103 trifft im Einfallswinkel von 45 auf einen absorptionsarmen neutralen Strahlspalter 110 (z.B. einen halbversilberten Spiegel), der den Strahl in einen durchtretenden SekundärstraBL 111 und einen reflektierten Sekundärstrahl 112 zerlegt. Der Strahl 111 durchsetzt als nächstes ein dichroitisches Filter 115» das lediglich den Rotbereich der Wellenlängen des sichtbaren Lichtes durchläßt. Der austretende Botstrahl trifft nach Durchsetzen einer Sammellinsenanordnung 116 auf eine photoempfindliche Anordnung 117, die vorzugsweise ein Photoelektronen-Vervielfacher ist, jedoch auch irgendeine andere geeignete Anordnung, z.B. ein Phototransis tor sein kann. Die Anordnung 117 erzeugt an ihrem Ausgang 118 ein entsprechendes elektrisches Signal, das die Rotkomponente der abgetasteten Ibnwerte des Dias 100 repräsentiert.

Der Strahl 112 vom Strahlspalter 110 tritt zunächst durch ein dichroitisches Filter 120, das nur den die Farben Blau und Grün umfassenden Bereich der sichtbaren Wellenlängen durchläßt. Als nächstes trifft die Achse des Strahls 112 im Winkel von 43° auf einen weiteren absorptionsarmen neutralen Strahlspalter 121 auf, der wie der Strahlspalter 110 ein halbversilberter Spiegel sein kann. Der Strahlspalter 121 zerlegt den Sekundärstrahl .112 in zwei weitere Sekundärstrahlen, nämlich einen reflektierten Strahl 122 und einen hindurchtretenden Strahl 123· Der reflektierte Strahl 122 . durchsetzt ein dichroitisches Filter 129, das einen die Farben Grün und Bot·

909833/0930

umfassenden Wellenlängenbereich, der sich mit dem Blau-Grllnbereich des Filters 120 überlappt, durchläßt. Als Gesamteffekt der DurchlÄssigkeitseigenschaften der Filter 120 und 125 ergibt sich, daß aus dem Filter 125 der Grünanteil des Strahls 122 austritt. Dieser Grünstrahl trifft nach Durchsetzen einer Sammellinsenanordnung 126 auf eine der Anordnung 117 ähnliche photoempfindliche Anordnung 127, die an ihrem Ausgang 128 ein entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, das die GrUnkomponente der abgetasteten Tonwerte des Dias 100 repräsentiert.

Der Sekundärstrahl 123 vom Strahlspalter 121 durchsetzt ein dichroitisches Filter 130, das einen auf die Farbe Blau beschränkten Bereich der sichtbaren Wellenlängen durchläßt. Nach dem Austritt aus dem Filter 130 trifft der Strahl 123 nach Durchsetzen einer Sammellinsenanordnung 136 auf eine (der Anordnung 117 ähnliche) photoempfindliche Anordnung 137, die am Ausgang 138 ein elektrisches Signal erzeugt, das die Blaukomponente der abgetasteten Ibnwerte des Dias 100 repräsentiert.

Der konstruktive Aufbau der Einrichtung 99 nach Figur 6 ist im einzelnen in Figur 7 (die gegenüber der Figur 6 um 90° verdreht ist) gezeigt. Die Einrichtung besteht aus einem lichtdichten Gehäuse 140 mit einer Rückwand 141, einer Dachwand 142, einer Bodenwand 143, Seitenwänden 144, 145 und einer Vorderwand (nicht gezeigt). Die Breite des Gehäuses 140 zwischen Vorder- und Hinterwand ist klein gegenüber der Höhe und der Länge des Gehäuses. Dadurch wird es möglich, die optischen Elemente der Einrichtung 99 in der gezeigten Lage durch Befestigen an sowohl der Vorderwand als auch der Hinterwand des Gehäuses 140 anzuordnen.

In Figur 7 durchsetzt der Strahl 94 die Kopie 100 in der Vertikalrichtung, die der Vorzugsrichtung dieses Strahls entspricht. Die Kopie 100 wird in den Strahlengang 94 durch Einpressen zwischen Glasplatten 150, 151 unter Bildung einer Kassette eingebracht! die horizontal in eine durch Schlitze 153 in den Seitenteilen 154 gebildete Führung eingeschoben wird. Der Strahl 94 tastet das in der eingeschobenen Kassette befindliche Dia durch ein Loch 155 in einer Aluminiumfrontplatte 156 ab.

Die übrigen Einzelheiten der konstruktiven Anordnung nach Figur 7 dürften aus der Darstellung in der Zeichnung in Verbindung mit der Beschreibung an Hand der Figur 6 ohne weiteres ersichtlich werden. Ein besonderes Merkmal besteht jedoch in der Halterung und Lagerung der dichroittschen Filter. Beispielsweise das dichroitische Rotfilter 115 ist auf

90983-3/0930

seiner linken Seite scharnierartig an einem Horizontalstift 160 angelenkt, der mit seinen Baden an der Hinterwand und der Vorderwand des Gehäuses 140 befestigt ist. An der rechten Seite des Filters 115 befindet sich ein Zapfen 1611 der sich horizontal und mit Spielraum von der Hinterwand zur Vorderhand des Gehäuses 140 erstreckt. In den Zapfen 161 sind an dessen beiden Enden zwei Stellschrauben 162 (von denen nur eine gezeigt ist) eingeschraubt^ die sich mit ihren Köpfen auf dtr Außenseite der Vorderwand bzw. der Hinterwand des Gehäuses befinden. Jede der Schrauben 162 hat einen Gewindeschaft, der durch einen gebogenen Schlitz 163 in der entsprechenden Gehäusewandung in den Zapfen 161 eingreift. Die Schlitze 163 in der Vorderwand und der Hinterwand des Gehäuses 140 haben jeweils eine radiale Breite, die kleiner ist als der Durchmesser des entsprechenden Schraubenkopfes. Die Schlitze 163 haben ferner eine kreisbogenförmig gekrümmte Mittellinie 164, die konzentrisch zur Achse des Scharnierstiftes 160 ist und einen Winkel von etwas mehr als 20° einfaßt. Die beiden Schlitze 163 für das Filter 115 sind relativ zur Achse des auftreffenden Strahls 111 so angeordnet, daß der Einfallswinkel zwischen dem Filter und der Strahlachse zwischen 0 und 20° dadurch verändert werden kann, daß zunächst die Stellschrauben 162 gelöst werden, dann das Filter 115 auf den gewünschten Einfallswinkel verschwenkt wird und anschließend die Stellschrauben wieder angezogen werden, so daß das Filter in der gewünschten Einfallswinkellage festgehalten wird. Der Scharnierstift 160 ermöglicht somit eine Verstellung des Einfallswinkelbereichs zwischen dem Filter 115 und der Strahlachse, und mittels der Elemente 161 - 163 kann dieser ELnfallswinkel in der gewünschten Einstellung innerhalb des genannten Winkelbereichs festgehalten werden.

Wie man in Figur 7 sieht, ist jedes der dichroitischen Filter 120, 125 und 130 wie das Filter 115 so gelagert, daß der Einfallswinkel zwischen dem betreffenden Filter und der Achse des einfallenden Strahls selektiv verstellt und in jeder gewünschten Einstellung zwischen 0° und 20° festgehalten werden kann. Die ?erstellbarkeit des Einfallswinkels jedes der vier dichroitischen Filter ist aus noch darzulegenden Gründen vorteilhaft.

Ein weiteres, in Figur 7 (jedoch nicht in Figur 6) veranschaulichtes Merkmal der Anordnung 99 besteht in einer speziellen Optik zum Projizieren eines Bildes des Dias 100 auf den Schirm 91 (Figur 6) der Kathodenstrahlröhre 90. In dieser Spezialoptik wird Weißlicht von einer Lichtquelle 170 durch eine Linse 171 zu einem Strahl 169 intensiven Lichts gebündelt.

909833/0930

Änter (in Figur 7) dtr Lichtquelle 170 igt ein Elektromotor na angeord- *net{ der eine Übliche Zerhacker- oder Unterbrecherscheibe 173 antreibt, deren land im Strahlengang des Lichtes von ittr Quelle 170 zur Linse 171 angeordnet ist. Bei Drehung der Scheibe 173 durch den Motor 172 erfolgt in bekannter Vfise eine Unterbrechung oder "Zerhackung* des Lichts von der Quelle I70, so daß das Licht im Strahl 169 in Form von intermittierenden Lichtimpulsen» die mit Dunkelintervallen alternieren, auftritt. Die Liehtunterbrechungsfrequent ist vorzugsweise größer (z.B. 30 Hz) als diejenige Lichtpulsa tionsfrequenz, die sich dem menschlichen Auge als Flimmern bemerkbar macht.

Der zerhackte Strahl 16f ist auf einen Vollspiegel 180 gerichtet, von dem er auf einen Halbspiegel 181 im Strahlengang 111 (zum Photoelektronenvervielfacher 117 für Rot) reflektiert wird, so daß er im Einfallswinkel von 45 zur Achse des Strahls 111 sowie zur Achse des Strahls 169 auftrifft. Der Spiegel 181 ist zu 90 % durchlässig und zu 10 % reflektierend. Der Strahl 111 tritt daher durch den Spiegel 181 mit nur geringer Abschwächung hindurch. Das Licht des Strahls 169 wird zwar vom Spiegel 181 mit erheblicher Abschwächung reflektiert{ da jedoch die Lichtstärke des Strahls 169 groß ist, ist auch die Stärke des reflektierten Lichtes beträchtlich. Das reflektierte Licht bildet einen zerhackten oder pulsierenden Strahl 182, der gleichachsig mit dem auf den Spiegel 181 einfallenden Teil des Strahls 111, jedoch in entgegengesetzter Richtung hierzu verläuft.

Der umgekehrt gerichtete pulsierende Strahl 182 wird beim Durchgang durch die Kopie 100 in der Farbe und Intensität moduliert und dann durch die Optik 95 (Figur 6) zurückgeleitet, so daß auf der Kathodenstrahlröhre 90 ein fokussiertes farbiges Bild der Kopie 100 abgebildet wird. Da der Leuchtstoffbelag der Röhre, optisch gesehen, als Veißprojektionsschirm wirkt, ist dieses farbige Bild deutlich auf dem Röhrenschirm sichtbar; und zwar erscheint es als stetiges Bild ohne nennenswertes Flimmern, da die 30 Hz-Unterbrechungsfrequenz des Strahls 182 oberhalb derjenigen Frequenz liegt, bei der ein Flimmern deutlich sichtbar in Erscheinung tritt. Da das Bild der Kopie 100 durch die gleiche Optik 95 gebildet wird, die das Abtastraster des Lichtpunkts 101 auf dem Dia 100 aufgrund der Rasterabtastung des etrahlflecks 93 auf dem Röhrenschirm 9% erzeugt, ergibt sich eine symmetrische Beziehung zwischen einerseits dem Bild und dem Abtastraster auf dem Röhrenschirm und andererseits dem Farbdia und dem dieses abtastenden Raster. Durch eine solche Einstellung der Strahlablenkung der Röhre 90, daueren Abtastraster einen bestimmten Flächenbereich des auf der Röhre abgebildeten

909833/0930

1816183

Kopiebildes erfaßt, wird also das Abtastraster des Lichtpunkts 101 auf der Kopie 100 selbst automatisch so eingestellt, daß es ausschließlich den entsprechenden bestimmten Flächenbereich der Originalkopie 10O₁ erfaßt. Auf diese Weise wird mithin erreicht, daß der Abtastvorgang der Röhre auf bequeme Weise auf denjenigen Flächenbereich der Kopie abgestimmt werden kann, den man abtasten möchte.

Das auf den Schirm 91 der Bohre 90 projizierte Licht des Strahls 182 wird vom Schirm zurückreflektiert, so daß es die Anordnung 99 in der gleichen Weise durchläuft wie das Licht vom Röhrenstrahlfleck 93. Die Helligkeit des auf den Schirm 91 projezierten Bildes der Kopie 100 ist so, daß das reflektierte Licht das Licht vom Strahlfleck 93 in denjenigen Intervallen abdeckt oder maskiert, in denen der pulsierende Strahl 182 aufleuchtet. Wenn also der Strahl 182 ein kontinuierlicher Lichtstrahl wäre, müßte man die Lichtquelle 170 abschalten, um an den Ausgängen der Photoelektronen-Vervielfächer (oder anderswo) Messungen der bei der Kathodenstrahlröhrenabtastung der Kopie 100 erzeugten Farbkomponentensignale vorzunehmen.

Aufgrund der Unterbrechung des Strahls 182 mit einer Frequenz von z.B. 30 Hz ist es dagegen möglich, Messungen der Farbkomponentensignale wahrend der Dunkelperioden des Strahls 182 vorzunehmen, während gleichzeitig das Bild der Kopie 100 wegen der Trägheit des menschlichen Auges stetig auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre abgebildet werden kann. Und zwar können diese Signale z.B. durch integrierende Voltmeter (oder anderweitige integrierende elektrische Instrumente) gemessen werden, die an die Kanäle für diese Signale über last- oder Gatterstufen (nicht gezeigt) angeschlossen sind, die mit dem Unterbrechungsvorgang der Unterbrecherscheibe 173 synchronisiert sind, derart« daß diese Signale nur dann zu den Meßinstrumenten gelangen, wenn der Strahl 182 unterbrochen ist.

Im Diagramm nach Figur 8.geben die Kurven 190, 191» 192 und 193 die normalisierten Wellenlängen/Bnergieübertragungscharakteristiken für die dichroitischen Filter 115» 120, 125 bzw. 130 wieder. Die unterhalb jeder Kurve befindliche Fläche repräsentiert das durch das entsprechende Filter übertragene Licht.

Die Kurven 190 und 192 weisen auf ihrer linken, den nidrigen Wellen-. längen entsprechenden Seite Flanken 194 bzw, 195 (öie vom Spitzenenergiewert steil nach unten gehen, um dann sich asymptotisch dem Nullwert zu nähern) auf, welche die unteren ty?9^nz _i ^e£,/!i^r _/ ^ciie Wellenlängen des übertragenen

ORIGINAL »N8P6CTED

Lichtes festlegen. Dagegen haben im sichtbaren Bereich die Kurven 190 und 192 auf ihrer rechten, den oberen Wellenlängen entsprechenden Seite keine solchen Begrenzungsflanken für die Wellenlängen^lbertragung. Es stellen daher das Rotfilter 115 (entsprechend der Kurve 190} und das Grün-Rotfilter 125 (entsprechend der Kurve 192) Hochpaß-tfoertragungsfilter dar.

Im Gegensatz dazu haben die Kurven 191 und 193 auf ihrer rechten, den oberen Wellenlängen entsprechenden Seite Planken 196 bzw. 197» welche die oberen Grenzen für die übertragenen Wellenlängen festlegen, während diese Kurven im sichtbaren Bereich keine solchen Flanken (in nennenswertem Ausmaß) auf ihrer linken, den unteren Wellenlängen entiprechenden Seite aufweisen. Folglich stellen das Blau-Grünfilter 125 (entsprechend der Kurve 191) und das Blaufilter 130 (entsprechend der Kurve 193) Tiefpaß-ttbertragungsfilter dar.

Es sind also die dichroitischen Filter in der Anordnung nach Figur 6 entweder Hochpaß- oder Tiefpaßfilter, während keines von ihnen, fürfsich genommen, ein Bandpaßfilter ist. Andererseits ergibt sich aus Figur 2, daß die Wellenlängen/Biergiekurven. für die die Photo el ektronen-Vervi elf acher erreichenden Strahlen Bandpaßkurven sein sollten. Die kombinierte Filter-.wirkung des Blau-GrUnfilters 120 und des Grün-Rotfilters 125 ergibt eine solche Bandpaßkurve, da das die beiden Filter in Serie durchsetzende Licht beschränkt ist (Figur 8) auf die Fläche unter der durch die Flanken 195 und 196 gebildeten Kurve, die eine Bandpaßkurve darstellt. Dagegen werden durch die Filterübertragungscharakteristiken für sich allein keine weiteren Bandpaßkurven gebildet. '

Trotzdem ergeben sich Bandpaßkurven für sämtliche drei auf die drei Phötoelektronen-Vervielfacher auftreffenden Strahlen infolge der multiplikativen Wirkung, die auf die Übertragungskurven der dichroitischen Filter durch die Wellenlängen/Energie- oder Spektralenergieverteilungskurve 200 (Figur 8) des P24-Leuchtstoffs ausgeübt wird, der in der Kathodenstrahlröhre 90 den Strahlfleck 93 für die Abtastung des Originals 100 erzeugt. Und zwar multipliziert sich die Kurve 200 mit der Kurve 190 (Figur 8), so daß (nach Normalisierung) sich die gewünschte Rot-Bandpaßkurve 45 (Figur 2) für den auf den Photoelektronen-Vervielfacher 117 auftreffenden Rotstrahl 111 ergibt. Ferner multipliziert sich die Kurve 200 mit der durch die Flanken 195 und 196 (aufgrund der gemeinsamen Wirkung der Filter 120 und 125) definierten Kurve, so daß sich (nach Normalisierung) die gewünschte Grün-

909833/0930

Bandpaßkurve 46 (Figur 2) für den auf den Photoelektronen-Vervielfacher 127 auftreffenden Grtinstrahl 122 ergibt» Schließlich multipliziert sich die Kurve 200 mit der Kurve 193» so daß sich (nach Normalisierung) die gewünschte Blau-Bandpaßkurve 45 für den auf den Photoelektronen-Vervielfacher 137 auftreffenden Blaustrahl 123 ergibt.

Die Normalisierung aller drei Bandpaßkurven 45t 46 und 47 auf den gleichen Spitzenenergiewert erfolgt in der Einrichtung nach Figur 6 mit Hilfe von Neutralfiltern (nicht gezeigt) in einem oder mehreren entspreche^ den Strahlengängen zu den Photoelektronen-Vervielfachern. Statt einer solchen optischen Normalisierung der drei Bandpaßkurven kann man auch auf elektrischem Wege in äquivalenter Weise eines oder mehrere der entsprechenden Ausgangssignale der drei Photoelektronen-Vervielfächer so verstärken oder dämpfen, daß die relativen Stärken aller drei Signale die gleichen sind, als wenn die Bandpaßkurven fUr die einfallenden Strahlen auf optischem Wege normalisiert worden wären.

Die Einrichtung nach Figur 6 weist folgende Vorteile und weitere Eigen schäften auf.

Das von den dichroitischen Filtern reflektierte Licht wird in der Einrichtung nach Figur 6^o gerichtet, daß es von den Wandungen des Gehäuses absorbiert "oder anderweitig abgeleitet wird und folglich die Photoelektronen-Vervielfacher nicht erreicht. Dadurch wird die bei der Einrichtung nach Figur 3 auftretende (im Zusammenhang mit Figur 4 erläuterte) Schwierigkeit vermieden, daß bei Verwendung eines dichroitischen Filters als sowohl Strahlspaltungsreflektor als auch Übertragungsfilter zwangsläufig sich eine Überlappung bei 50 % des Spitzenenergiewertes der normalisierten Bandpaßkurven der auf die Photoelektronen-Vervielfacher auftreffenden Strahlen ergibt, wenn nicht ein zusätzlicher Abgleich dieser Kurven mit Hilfe von Wratten-FiItern erfolgt. Das heißt, mit Hilfe von lediglich der Wellenlängen/Energiekurve des Lichtes vom Strahlfleck 93 und geeigneten Neutralfiltern (oder anderweitigen Normalisierungsmitteln) liefern die dichroitischen Filter nach Figur 6 die gewünschten normalisierten Bandpaßkurven (^Figur 2), deren Überlappungspunkte bei wesentlich weniger als 50 % des Spitzenenergiewertes für die Kurven liegen. Es brauchen daher die dichroitischen Filter nicht durch irgendwelche lichtabsorbierende Wratten-Filter oder anderweitige Farbfilterungselemente ergänzt zu werden, durch welche der Wirkungsgrad der Einrichtung beeinträchtigt würde.

909833/0930

Da bei der Einrichtung nach Figur 6 die dichroitischen Filter im Einfallsvirikel zwischen Filter und einfallendem Strahl stetig verstellbar sind, können die Bandpaßeigenschaften des Systems ohne weiteres genau "feinabgestimrat" werden, ohne daß man sich dabei mit den Schwierigkeiten auseinanderzusetzen hat, die sich bei der Abstimmung der Bandpaßkurven mittels Wratten-Piltern in diskreten Wellenlängensprüngen unter gleichzeitiger Verstimmung anderer wesentlicher Betriebseigenschaften des Systems ergeben*

Und zwar kann, wie durch die Pfeile 203 in Figur 8 angedeutet, die die Wellenlängenübertragung begrenzende Flanke der Übertragungskurven der einzelnen dichroitischen Filter durch entsprechende Verstellung des Einfallswinkels zwischen Filter und Achse des einfallenden Strahls wellenlängenmäßig entweder nach oben oder nach unten verschoben werden. Da ferner diese Filterflanken 194, 195, 196 und 197 (Figur 8) bei Multiplikation mit der "konstanten" P24-Leuchtstoffkurve die Flanken 204, 209, 106 bzw. 207 der Bandpaßkurven nach Figur 2 ergeben, kann, wie durch die Pfeile 209 in Figur 2 angedeutet, jede dieser Bandpaßkurvenflanken unabhängig durch entsprechende Winkelversteilung des betreffenden dichroitischen Filters in der Wellenlänge entweder nach oben oder nach unten verschoben werden. Bs ergibt sich also bei der Einrichtung nach Figur 6 eine kontinuierlich veränderliche Einstellbarkeit der effektiven Wellenlängenbereiche für die Hot-, Grün- und Blau-Durchlaßbereiche sowie ferner eine kontinuierlich veränderliche Binstellbarkeit des Energiewertes und der Wellenlänge "der Schnittpunkte der Blau- und Grün-Bandpaßkurven sowie der Grün- und Rot-Bandpaßkurven.

Diese Vorteile werden bei der Einrichtung nach Figur 6 unabhängig davon erzielt, ob das Original 100 durch eine Kathodenstrahlröhre oder aber mittels eines ortsfesten Lichtstrahls in beispielsweise der in Figur 3 veranschaulichten Weise abgetastet wird.Wenn jedoch die Abtastung des Originals durch den Strahlfleck einer Kathodenstrahlröhre erfolgt, der rasterförmig (oder anderweitig) über den Schirm der Röhre abgelenkt wird, ergibt die Einrichtung nach Figur 6 zusätzliche Vorteile, die an Hand der Figur 9 erläutert werden sollen.

Im Diagramm nach Figur 9 bezeichnet .λ-, den Wert der Spitzenenergiewellenlänge, die durch ein dichroitisches Filter bei einem Einfallswinkel von 0° mit einem Strahl von Weißlicht mit einer der Kurve 200 (Figur 8) entsprechenden Wellenlängen/Energiekurve durchtritt. Die Größe J^ bezeichnet den Wert der Spitzenenergiewellenlänge_s die durch das Filter bei Abweichen

809033/0930

des Einfallswinkels von 0° hindurchtritt. Die Kurve 215 gibt den Wert des Verhältnisses A/λ als Funktion des Einfallswinkels a wieder, wenn:

a η - —

rr—i—

■ V/n -sin a
η

wobei η die Brechungszahl des Filters bedeutet und voraussetzungsgemäß in Figur 9 einen typischen Wert von 1,45 hat.

Aus Figur 9 ergibt sich, daß bei oder in der Nähe von a « 0° das Änderungsmaß der Kurve 215 minimal oder sehr klein ist, während bei oder in der Nähe von a « 45 das ÄnderungsMAß der Kurve 215 maximal oder sehr groß ist. Und zwar ergibt bei Normaleinfall oder Nullwinkel eine Winkeländerung von + 10° einen Wert λ /Am ^von °>993, gleichgültig, in welcher Richtung die Winkeländerung erfolgt. Dagegen ergibt bei einem Einfallswinkel von 45° eine Winkelabweichung von + 10° einen Wert «λ» /^w ^von entweder 0,918 oder 0,823, jenachdem in welcher Richtung die Änderung erfolgt. In Anwendung dieser Werte auf z.B. die Grün-Bandpaßkurve 46 der Einrichtung nach Figur 6jergibt sich, daß, wenn die diese Kurve bestimmenden Filter 120 und 123 jeweils auf einen Einfallswinkel von 0° mit der Achse des einfallenden Strahls eingestellt sind, eine Abweichung dieses Strahls von seiner Nennachse um 10 eine Verschiebung der Spitzenenergiewellenlänge der Grünkurve von nur 40 Ä erzeugt. Dagegen bei Einstellung dieser Filter auf einen Einfallswinkel von je 45° ergibt eine Abweichung des betreffenden Strahls von seiner Nennachsefum 10 eine Verschiebung der Spitzenenergiewellenlänge der Grün-Bandpaßkurve um 530 A. Eine derartig große Wellenlängenverschiebung könnte jedoch katastrophale Folgen haben, da in diesem Fall es leicht geschehen könnte, daß die Spitzenenergiewellenlänge des Grün-Bandpaßkanals in ein für einen der anderen Bandpaßkanäle gedachtes Wellenlängenband verschoben wird.

Wie im Zusammenhang mit Figur 5 erläutert, treffen die verschiedenen · Einzelstrahlen des aus der Kathodenstrahlröhrenibtastung des Originals abgeleiteten Strahlenbündels in unterschiedlichen Einfallswinkeln auf ein. dichroitisches Filter in der Einrichtung nach Figur 6 auf, so daß eine unerwünschte Streuung der Bandpaßkurven des Systems entsteht. Ferner ändert sich im Zuge der Ablenkung des Strahlflecks der Kathodenstrahlröhre über sein Abtastraster der Einfallswinkel des Mittelstrahls des aus diesem Strahl fleck erzeugten Strahlenbündels auf das Filter gegenüber dem Bezugseinfalls--

909033/0930

winkel der Nennachse des Strahlenbündels, was zur Folge hat, daß in unerwünschter Weise unterschiedliche Färbtönungen, die sich von Punkt zu Punkt ändern, in der fertigen Reproduktion entstehen. Aus. Figur 9 wird jedoch ersichtlich, daß bei der Einrichtung nach Figur 6 sowohl die unerwünschte Bandpaßstreuung als auch die unerwünschte Farbtönung minimalisiert werden, da jedes dichroitische Filter einen relativ kleinen Nenneinfallswinkel (von 0° bis 20°) mit der Achse des einfallenden Strahls bildet, so daß die Verschiebung der Spitzenenergiewellenlänge in irgendeinem vom Nenneinfallswinkel des betreffenden Strahlenbündels divergierenden Strahl gegenüber der Wellenlänge beim Nenneinfallswinkel sehr viel kleiner ist, als wenn der Nenn einfallswinkel in üblicher Weise 45° betragen würde. Die erfindungsgemäße Einrichtung nach Figur 6 liefert daher brauchbare Farbkomponentensignale aus der Abtastung eines Original durch einen über den Schirm einer Xathodenstrahlröhre abgelenkten StrahlfLeck, wohingegen mit den Färb analysier einrichtungen gemäß dem Stand der Technik sich bei dieser Abtastmethode keine solchen brauchbaren Farbkomponentensignale gewinnen lassen.

Eine mögliche Abwandlung der hier beschriebenen Einrichtung besteht darin, daß die pulsierende Ein- und Austastung des Strahls der Lichtquelle 170 statt oberhalb der sichtbaren Flimmerfrequenz auch zwischen jeder Zeilen abtastung (die mit einer Folgefrequenz von 4 Hz erfolgt) geschehen kann, so daß die Pulsfrequenz unterhalb der sichtbaren Flimmerfrequenz liegt. Dadurch entfällt das Erfordernis einer komplizierten Tast- oder Gattersteuerung der Farbsignale.

909833/0930

Claims (1)

1. Patentansprüche

   j 1. Farbanalysator, bei dem ein Eingangslichtstrahl durch neutrale Strahlspalter in mehrere Sekundärlichtstrahlen zerlegt wird, deren jeder auf je eine photo empfindliche Anordnung gerichtet v/ird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sekundärstrahlengangen hinter mindestens einem der Strahlspalter (11O, 121) und vor den photoempfindlichen Anordnungen (1T7, 127, 137) eine Anzahl von diehroitischen Filtern (115,125» 130), die unterschiedliche Wellenlängenbereiche des Lichtes der Strahlen durchlassen, angeordnet sind, derart, daß die auf die photo empfindlichen Anordnungen auftreffenden Strahlen unterschiedliche Farbinhalte erhalten.

   2. Farbanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzcich net, daß die dichroitischen Filter die einzigen Farbfiltervorrichtungen in den Sek\mdärs tr ahl en gangen bilden.

   3. Farbanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Einfallswinkel zwischen jedem der dichroitisehen Filter und der Achse des betreffenden Strahls weniger als 45 beträgt.

   4. Farbanalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel höchstens 20 beträgt.

   5. Farbanalysator nach einem der vorhergenden Ansprüche, d a d u r ch gekennzeichnet, daß durch die dichroitischen Filter eine Wellenlängen/Spektralenergieübertragungscharakteristik mit sich sequentiell überlappenden Bandpaßkurven erzeugt wird.

   6. Farbanalysator nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei sich sequentiell überlappende Bandpaßkurven vorhanden sind, deren mittlere in ihren beiden Flanken bezüglich der Wellenlängenlage unabhängig voneinander verstellbar ist und deren beide äußere die mittlere Kurve jeweils mit einer in der Wellenlängenlage verstellbaren Flanke schneiden.

   7. Farbanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen ersten neutralen

   909833/0930

   BAD

   Strahlspalter (liO) der Einganges tr ahl in einen ersten (111) und einen zweiten (112) Strahl zerlegt wird; daß durch einen zweiten neutralen Strahlspalter (121) der zweite Strahl(i12) in einen dritten (122) und einen vierten (123) Strahl zerlegt wird; und daß im Gang des ersten, des dritten und des vierten Strahls' je ein dichroitisches Filter (115, 125i 130) angeordnet ist.

   8. Farbanal ysator nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß im Gang des zweiten Strahls (112) ein zusätzliches dichroitisches Filter (l20) angeordnet ist, das sowohl die vom dichroitischen Filter (l25) im Gang des dritten Strahls durchgelassenen Wellenlängen als auch die vom dichroitischen Filter (Τ30) im Gang des vierten Strahls durchgelassenen Wellenlängen durchläßt.

   9. Farbanalysator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen dichroi tischen Filter zwecks selektiver Veränderung des durchgelassenen Wellenlängenbereichs über einen bestimmten Einfallswinkelbereich zwischen dem betreffenden Filter und dem hindurchtretenden Strahl verstellbar und in der jeweils gewählten Winkeleinstellung feststellbar sind.

   IQ. Einrichtung zur Abtastung und Farbzerlegung von farbigen Bildern, dadurch gekennzeichnet, daß das farbige Originalbild (IOO) mittels des von einer Kathodenstrahlröhre (90) durch rasterförmige Strahlablenkung auf dem Röhrenschirm (91) erzeugten Strahlflecks (93) und des daraus gebildeten Lichtpunktes (tOl) abgetastet wird; daß das bei dieser Abtastung gewonnene Licht durch eine Optik (102) zu einem Primärstrahl (103:) gebündelt wird; und daß dieser Primärstrahl mittels des Farbanalysators (99} nach einem der Ansprüche 2 bis 9 in Sekundärstrahlen mit unterschiedlichen Farbanteilen des Originalbildes zerlegt wird.

   tt. Einrichtung nach Anspruch IQ* dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtstoff des Schirmes der Kathodenstrahlröhre dem Strahlfleck eine Wellenlängen/Energiekurve erteilt, die sich mit den Vellenlängen/Energiettbertragungskurven der dichroitischen Filter des Farbanalysators so multipliziert, daß die auf die photoempfindlichen Anordnungen auftreffeiaden Strahlen Wellenlängenbandpaßkurven aufweisen, die sich sequentiell in der Wellenlänge überlappen und an Punkten schneiden, die

   0 58 31/09 30. ^v-'bad original-

   bei Normalisierung der Kurven jeweils einen Energiewert von weniger als 50" % des Spitzenenergiewertes der normalisierten Bandpaßkurven haben.

   12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel zwischen jedem der dichroitischen Filter und dem betreffenden Strahl über einen Bereich von 0 bis weniger als 45 verstellbar ist, derart, daß die Wellenlängenlage mindestens einer Planke jeder der "tfellenlängenbandpaßkurven verschiebbar ist.

   13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Strahlfleck der Kathodenstrahlröhre ausgehende Licht durch eine Optik zu einem auf das Originalbild gerichteten Strahl gebündelt wird; und daß durch eine zusätzliche Lichtquelle Licht auf das Originalbild und von dort auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre projiziert wird, derart, daß das Original gleichzeitig mit der Erzeugung des Strahlflecks auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre abgebildet wird.

   14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der zusätzlichen Lichtquelle nachProjizierung auf das Original die Optik von rückwärts in Richtung auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre durchsetzt.

   15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14_r dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der zusätzlichen Lichtquelle intermittierend unterbrochen wird, derart, daß Intervalle, in denen lediglich das Licht vom Strahlfleck die Optik nach vorwärts durchsetzt, mit Intervallen, in denen das Licht vom Strahlfleck und das Licht von der zusätzlichen Licht quelle gegenläufig die Optik durchsetzen, alternieren.

   16. Einrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzei ch net, daß das Licht der zusätzlichen Lichtquelle mit einer Folgefrequenz unterbrochen wird, die größer ist als diejenige Frequenz, bei der sich ein Flimmern des Bildes auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre visuell bemerkbar macht.

   909833/0930