DE19654377C2 - Vorrichtung zum Abbilden einer Vorlage - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Projizieren eines Bildes nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei fotografischen Aufnahmen, die in einzelnen Bereichen große Helligkeits­ unterschiede beinhalten, sind oftmals die erstellten Kopien in den hellen Berei­ chen überbelichtet oder aber in den dunkleren Bereichen unterbelichtet. Dadurch werden Einzelheiten oder feinere Strukturen auf dem Papierbild sehr schlecht oder gar nicht mehr erkennbar wiedergegeben.

In der DE PS 28 20 965 bzw. der DE 40 40 498 A1 ist jeweils eine Kopiervorrichtung beschrieben, in der zwischen der Lichtquelle und dem fotografischen Film ein Liquid Crystal Display (LCD) angebracht ist. Über eine elektrische Ansteuerung wird auf diesem Display eine Schwarzweiß-Negativmaske des Originals erzeugt. Wird nun die Papierbelich­ tung durch die Maske und das Original durchgeführt, so ergibt sich dadurch eine erwünschte Dichtekompression.

Von sogenannten Video-Projektoren, die mit bis zu drei LCDs arbeiten, ist es bekannt, die Displays mit Raumluft anzublasen, um den Flüssigkristall vor einer Überhitzung und damit einer Zerstörung zu schützen. Um auch Displays verwen­ den zu können, deren Arbeitsbereich über der normalen Raumtemperatur liegt, wird in manche Projektoren eine Heizeinrichtung eingebaut, die die Luft konstant temperiert.

Für den Einsatz in einem automatisch arbeitenden fotografischen Kopiergerät, wie es in der DE PS 28 20 965 beschrieben ist, hat sich eine derartige Tempe­ riereinrichtung nicht bewährt. So wurden beispielsweise Funktionsstörungen bei der Ansteuerung von LCDs festgestellt, wenn unterschiedliche Film- oder Papier­ formate kopiert wurden. So wurde festgestellt, daß sich bei sehr kleinen Forma­ ten das in dem LCD generierte Bild kaum noch löschen ließ, während bei sehr großen Formaten die Generierung des Bildes nur noch sehr langsam oder über­ haupt nicht mehr möglich war.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung so zu verbessern, daß diese Fehlfunktionen vermieden werden.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen von Anspruch 1. Durch die Schaffung eines geschlossenen Regelkreises für die Temperierung der Luft kann schnell auf eine Überhitzung oder Unterküh­ lung des LCDs reagiert werden. Da beispielsweise bei kleinem Papierformat die Frequenz der Einzelbelichtungen höher liegt als bei der Verarbeitung eines gro­ ßen Papierformats, wird insbesondere der der Lichtquelle zugewandte Polarisa­ tionsfilter des LCDs durch die größere absorbierte Lichtmenge stärker aufge­ heizt. Durch den geschlossenen Regelkreis kann diesem Umstand nun durch eine geringere Aufheizung der Luft begegnet werden, so daß sich eine größere eingestrahlte Lichtmenge nicht mehr auf die Temperatur des LCDs auswirkt.

Da sich unterschiedliche Einwirkungen der Lichtquelle insbesondere auf die Temperatur des der Lichtquelle zugewandten Polarisationsfilters auswirken, ist es vorteilhaft, die Luftströmung so zu richten, daß die temperierte Luft an diesem Polarisationsfilter vorbeistreicht.

Es hat sich herausgestellt, daß Fehlfunktionen bei der Ansteuerung des LCDs meist direkt von einer zu hohen oder zu niedrigen Temperatur des LCDs abzulei­ ten sind, so daß als Regelgröße direkt die LCD-Temperatur verwendet werden kann. Diese Temperatur muß in einem sehr engen Bereich von +/-4°C konstant gehalten werden.

Um diesen Temperaturbereich einhalten zu können, muß die vorbeiströmende Luft wenigstens in einem Bereich von +/-5°C temperierbar sein.

Vorteilhaft wird ein LCD verwendet, dessen Arbeitsbereich bei einer Temperatur liegt, die unter normalen Umständen immer überhalb der Raumtemperatur liegt. Auf diese Weise kann auf eine Kühleinrichtung für die Luft verzichtet werden. Es muß lediglich eine Heizeinrichtung vorgesehen werden, die die Luftströmung mehr oder weniger aufheizt.

Da der der Lichtquelle zugewandte Polarisationsfilter durch den hohen Absorp­ tionsgrad am stärksten von der Lichtquelle beeinflußt wird, wird er idealerweise nicht - wie üblich - mit der Glasplatte des LCDs verklebt, sondern so angebracht, daß sich zwischen der Glasplatte und dem Polarisationsfilter ein Spalt ergibt und somit ein direkter Temperaturübergang von dem Polarisationsfilter auf das LCD verhindert wird. Der Spalt weist eine Breite zwischen 1 und 3 mm auf, so daß die Luft durch den Spalt hindurchströmen kann.

Auch der der Lichtquelle abgewandte Polarisationsfilter heizt sich sehr unter­ schiedlich stark auf. Dies ist nicht nur von der Frequenz der Einzelbelichtungen, sondern auch von dem Bild abhängig, welches von dem LCD generiert wird. Das durch den Flüssigkristall hindurchtretende Licht wird in den dunklen Bildbereichen von diesem Polarisationsfilter absorbiert und in Wärme umgesetzt, so daß sich der Filter also bei dunklen Bildern wesentlich stärker aufheizt als bei hellen Bildern. Es ist folglich vorteilhaft, diesen lichtaustrittsseitigen Polarisa­ tionsfilter ebenso mit einem Spalt anzubringen, wie den lichteintrittsseitigen Polarisationsfilter.

Um als Regelgröße die tatsächliche LCD-Temperatur verwenden zu können, ist der Temperatursensor direkt auf der der Lichtquelle zugewandten Glasplatte angebracht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbei­ spiels, das anhand der Zeichnung eingehend erläutert wird.

Es zeigen:

Fig. 1 ein elektrofotografisches Kopiergerät mit einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 ein fotografisches Kopiergerät mit der Vorrichtung,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elektrofotografischen Kopierge­ rätes und

Fig. 4 die erfindungsgemäße LCD-Anordnung.

Die in Fig. 4 gezeigte LCD-Anordnung 1 weist einen oberen 2 und einen unteren Polarisationsfilter 3 auf, wobei die Polarisationsebene des unteren Polarisations­ filters 3 90° zur Polarisationsebene des oberen Polarisationsfilters 2 gedreht ist. Zwei mit den transparenten Elektroden versehene Glasplatten 4, 5, zwischen denen sich eine Flüssigkristallschicht 6 befindet, sind über die Verbindungs­ naht 7 miteinander verklebt. Auf der oberen, der Lichtquelle zugewandten Glasplatte 4 ist ein Temperatursensor 8 befestigt. Der Temperatursensor ist mit einer Steuerung 9 verbunden.

Die beiden Polarisationsfilter 2 und 3 bilden mit den Glasplatten 4 und 5 jeweils einen Spalt 10 und 11, der so dimensioniert ist, daß eine Luftströmung hindurch­ treten kann. Diese Luftströmung wird durch das ebenfalls zu der LCD-Anord­ nung 1 gehörende Gebläse 12 erzeugt. Das Gebläse weist eine Düse 13, einen Ventilator 14 und eine mit der Steuerung 9 verbundene Heizung 15 auf. Ge­ bläse 12 und Temperatursensor 8 sind an gegenüberliegenden Seiten des LCDs angebracht, damit sichergestellt ist, daß der Temperatursensor tatsächlich die Temperatur der Glasplatte 4 und nicht die Temperatur der einströmenden Luft mißt. Die Düse 13 ist so ausgelegt, daß die Luftströmung an beiden Oberflächen der beiden Polarisationsfilter entlang streicht und diese somit beidseitig tempe­ riert. Insbesondere die durch den Spalt 10 strömende Luft wirkt gleichzeitig als thermischer Isolator zwischen der Glasplatte 4 und dem sich durch die hohe Lichtabsorption stark aufheizenden Polarisationsfilter 2.

Durch den Temperatursensor 8, die Steuerung 9 und die Heizung 15 wird ein geschlossener Regelkreis gebildet. Der Sollwert, der bei 40°C liegt, ist in der Steuerung 9 abgelegt. Entspricht die von dem Temperatursensor 8 gelieferte Regelgröße diesem Sollwert, so wird die Heizung 15 über die Steuerung 9 kon­ stant angesteuert. Fällt die Regelgröße gegenüber dem Sollwert ab, so wird die Heizleistung erhöht. Im entgegengesetzten Fall, wenn die Regelgröße gegen­ über dem Sollwert ansteigt, wird die Heizleistung verringert, u. U. wird die Hei­ zung auch vollkommen abgeschaltet. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur der Glasplatte 4 und damit der Flüssigkristallschicht 6 in einem sehr engen Be­ reich konstant halten. Damit können Fehlfunktionen des LCDs praktisch ausge­ schlossen werden.

In den Fig. 1 bis 3 sind jeweils fotografische Kopiergeräte gezeigt, bei denen eine entsprechende LCD-Anordnung entweder zur elektronischen Erzeugung eines Bildes oder als Lichtquelle zur Projektion einer transparenten Vorlage ver­ wendet wird. Gleiche Teile sind in allen drei Figuren mit gleichen Nummern ver­ sehen.

Fig. 1 zeigt einen LCD-Belichter, bei dem das Bild im gleichen Format, das das Papierbild haben soll, in der Flüssigkristallschicht einer großflächigen LCD-An­ ordnung 1a generiert wird. Das Projektionslicht wird durch die Lichtquelle 20 erzeugt und über den Reflektor 21 in den Kondensor 22 gerichtet. Weiterhin ist im Strahlengang ein Zoom-Objektiv 23 vorgesehen. Durch die Feldlinse 24 wird das Licht parallelisiert, so daß das in der Flüssigkristallschicht erzeugte Bild trotz geringen Abstands zum Papier 25 scharf auf dieses abgebildet werden kann. Eine Filtereinheit zur Anfärbung des Kopierlichts ist mit 26 und ein Verschluß zur Steuerung der Belichtungszeit mit 27 bezeichnet.

Die LCD-Anordnung 1a ist so dimensioniert, daß das größte vorkommende Pa­ pierformat entsprechend belichtet werden kann. Bei kleineren Papierformaten kann das Zoom-Objektiv 23 so verstellt werden, daß eine stärkere Bündelung des Lichtes bewirkt wird. Dadurch läßt sich bei kleineren Formaten eine Verkür­ zung der Belichtungszeit erreichen. Soll mit einer formatunabhängigen Belich­ tungszeit gearbeitet werden, kann das Zoom-Objektiv durch ein Objektiv mit fester Brennweite ersetzt werden.

Mit dem in Fig. 2 gezeigten Kopiergerät wird eine transparente Vorlage, z. B. ein fotografischer Film 16, direkt auf das Papier 25 aufbelichtet. Hier wird das durch die Lichtquelle 20 erzeugte und durch die Filtereinheit 26 angefärbte Licht durch einen innen verspiegelten Mischschacht 28 geführt, an dessen Unterseite ge­ streutes und homogen durchmischtes Licht austritt. Die Streuung wird durch die Streuscheibe 29a weiter verstärkt. Mit der LCD-Anordnung 1b wird nun - wie es beispielsweise in der DE-OS 40 40 498 beschrieben ist - eine unscharfe Maske erzeugt. Diese Maske wird durch die Streuscheibe 29b weiter verunschärft. Das Zoom-Objektiv 23 ist so eingestellt, daß sich der Film 16 in der Schärfeebene befindet. Dadurch wird die transparente Vorlage scharf und die Maske unscharf auf das Papier 25 abgebildet.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Kopiergerät wird eine LCD-Anordnung 1c verwendet, die im Format der Anordnung 1b entspricht, aber eine weitaus höhere Auflösung aufweisen muß. Hier befindet sich das in der Flüssigkristallschicht 6 generierte Bild in der Schärfeebene des Zoom-Objektives 23 und wird damit scharf auf das Papier 25 abgebildet.

Bei allen drei gezeigten Kopiergeräten können Schwarzweiß-LCDs verwendet werden. Bei den Kopiergeräten nach den Fig. 1 und 3 müssen dann für jedes Einzelbild drei Belichtungen mit jeweils einem anderen eingeschwenkten Filter der Filtereinheit 26 durchgeführt werden. Für den Fall, daß Farb-LCDs eingesetzt werden, genügt pro Einzelbild ein einziger Belichtungsschritt.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Abbilden einer Vorlage auf eine Fläche mit einer Licht­ quelle und einem Liquid Crystal Display (LCD) im Strahlengang der Licht­ quelle, welches zwei mit transparenten Elektroden versehene Glasplatten, eine dazwischen eingeschlossene Flüssigkristallschicht und wenigstens einen Polarisationsfilter auf der der Lichtquelle zugewandten Seite der Glasplatten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung einer Luftströmung vorgesehen ist, wobei die Luft über einen Regelkreis mit einer Temperiereinrichtung erwärmt bzw. gekühlt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströ­ mung an der der Lichtquelle zugewandten Seite des LCDs erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regel­ größe für den Regelkreis von einem Temperatursensor geliefert wird, der an dem LCD befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis so aufgebaut ist, daß die Temperatur des LCDs in einem Bereich von ±4°C konstant gehalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizein­ richtung vorgesehen ist, die die Luft, abhängig von der Regelgröße, auf eine Temperatur zwischen 35 und 45°C aufheizt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisa­ tionsfilter mit einer der Glasplatten einen Spalt bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt eine Breite zwischen 1 und 3 mm aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf der der Lichtquelle abgewandten Seite angebrachter Polarisationsfilter ebenfalls mit einer der Glasplatten einen Spalt bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor auf der der Lichtquelle zugewandten Grasplatte angebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche, auf die das Bild projiziert wird, durch die Oberfläche eines lichtempfindli­ chen Materials dargestellt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem LCD und dem lichtempfindlichen Material ein Halter für ein transpa­ rentes Original vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem LCD ein Abbild einer Originalvorlage erzeugt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem LCD erzeugte Abbild über ein Objektiv auf das lichtempfindliche Material abgebildet wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das LCD direkt über der Oberfläche des lichtempfindlichen Materials angeordnet ist.