DE19746450C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Reproduzieren einer Vorlage auf lichtempfindliches Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes von einer transparenten Vorlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 13.

Motive, die mit einer Kamera fotografiert werden sollen, weisen oft große Hellig­ keitsunterschiede auf. Papierbilder, die von fotografischen Filmen hergestellt werden, die mit solchen Motiven belichtet wurden, sind dann entweder in den hellen Bereichen über- oder aber in den dunklen Bereichen unterbelichtet. Ein­ zelne Details und feine Strukturen sind dadurch auf dem Papierbild nur noch sehr schlecht oder gar nicht mehr erkennbar.

Um bei solchen Aufnahmen die Qualität der Papierbilder stark zu verbessern, wird beispielsweise in der DE-OS 28 20 965 vorgeschlagen, die Bilder während des Kopiervorganges zu maskieren. Hierzu wird bei der Vorrichtung nach der DE-OS 28 20 965 eine LCD-Matrix verwendet, um eine scharfe Marke zu erzeu­ gen. Bei der Verwendung einer scharfen Maske werden bei Außenkonturen die Kanten aufgestellt, der Detailkontrast aber eher reduziert. Deshalb wird in der unveröffentlichten deutschen Anmeldung 196 34 148 vorgeschlagen unscharf zu maskieren, wodurch lediglich der Großflächenkontrast reduziert wird, während die kleinen Details kontrastreicher erscheinen. Es wird in diesem Dokument da­ her eine Maske mit sehr geringer Auflösung beschrieben, d. h. daß die Maske ein sehr unscharfes Abbild des Originals wiedergibt.

Wird zur Erzeugung der Maske eine LCD-Matrix verwendet, ist eine enorme Lichtmenge erforderlich um eine akzeptable Kopierleistung zu erreichen. Dies wird insbesondere durch die notwendigen Polarisationsfilter verursacht, die einen Großteil des Lichts schlucken und in Wärme umwandeln.

Die DE 44 16 314 A1 beschreibt auch ein Kopiergerät, in dem die Vorlage mit Hilfe einer Lichtquelle, eines DMDs (Digital Micromirror Device) und einschwenk­ barer Farbfilter beleuchtet wird. Die spektrale Zusammensetzung des Kopier­ lichtes wird durch entsprechendes Ein- und Ausschwenken der Farbfilter beein­ flußt. Die Stellung der Farbfilter während des Kopiervorgangs wird durch eine Belichtungssteuerung aus den Meßwerten einer Farbdichten-Meßstelle ermittelt.

Es war deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. Anspruch 13 so auszugestalten, daß eine Maske erzeugt werden kann, ohne einen großen Lichtverlust in Kauf neh­ men zu müssen.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merk­ malen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 13. Da ein DMD eine effektive Reflektionsfläche von ca. 90% aufweist, muß nur ein sehr geringer Lichtverlust in Kauf genommen werden. Die Einzelspiegel eines DMD weisen so kurze Schaltzeiten auf, daß es ohne weite­ res möglich ist, in zeitlicher Abfolge verschiedenfarbige, maskierte Lichtbilder zu erzeugen.

Die Lichtquelle kann erfindungsgemäß eine übliche Halogenlampe und unter­ schiedliche Farbfilter aufweisen. Idealerweise sind diese Farbfilter auf einem sich drehenden Filterrad angeordnet, so daß sich jeder Filter für eine vorbestimmte Zeit im Strahlengang befindet und in dieser Zeit das DMD die entsprechenden Farbauszüge erzeugt. Um möglichst viel des zur Verfügung stehenden Lichtes zu verwenden, ist ein größerer Sektor des Filterrades ausgespart, durch den erst eine Grundbelichtung mit weißem Licht erfolgt. Weitere Farbbelichtungen können additiv je nach Bedarf entsprechend den errechneten Korrekturwerten durchge­ führt werden.

Besondere Vorteile lassen sich erreichen, wenn als Lichtquelle verschiedenfar­ bige LEDs eingesetzt werden. Da LEDs sehr schnell schaltbar sind, kann ein Verschluß eingespart werden.

Um die Lichtmenge zu erreichen, die für eine hohe Kopierleistung notwendig ist, wird erfindungsgemäß ein grünes, ein blaues und ein rotes LED-Array vorgese­ hen. Das von diesen LED-Arrays emittierte Licht wird über dichroitische Spiegel in einem Strahlengang vereinigt und auf das DMD gerichtet. Die Arrays sind ein­ zeln schaltbar, so daß keine Filter mehr benötigt werden.

Die auf die Vorlage projizierten Lichtbilder können unterschiedlich helle Bereiche aufweisen, so daß zu starke Großflächenkontraste der Vorlage so weit reduziert werden, daß sie durch das Fotopapier wiedergegeben werden können. Vorteil­ hafterweise werden durch das DMD unscharf maskierte Lichtbilder erzeugt und scharf auf die Vorlage abgebildet. Hierzu läßt sich ein Objektiv verwenden, das auf verschiedene Vorlagegrößen eingestellt werden kann. Auf diese Weise wird es auch möglich, mit dem DMD zusätzlich Einbelichtungen, wie z. B. alphanume­ rische Zeichen, zu erzeugen und gleichzeitig mit der Vorlage auf das Fotopapier zu belichten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnungen eingehend erläutert wird.

Es zeigt:

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung,

Fig. 2a den schematischen Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung mit einem Filterrad,

Fig. 2b ein Beispiel für ein Filterrad und

Fig. 3 eine Kopie mit einer Einbelichtung.

In Fig. 1 wird eine transparente Vorlage 1 durch eine Scanstation 2 geführt. Hier wird das Bild punktweise über die Lichtquelle 3, die Linse 4 und die Spaltblen­ de 5 abgetastet. Der durch den Film getretene Lichtstrahl wird durch die Linse 6 wieder gebündelt und durch Strahlteiler 7 in seine Farbanteile zerlegt. Am Rech­ ner 8 werden daraus Dichtewerte für eine unscharfe Maske ermittelt, die an die Steuereinrichtung 9 übertragen werden. Über die Steuereinrichtung 9 wird das DMD 10 zur Generierung des maskierten Lichtbildes angesteuert.

Bei der Ansteuerung des DMD 10 können auch Zusatzinformationen berücksich­ tigt werden, die gemeinsam mit der Vorlage auf der Kopie mit abgebildet werden sollen. Hierzu besteht die Möglichkeit diese Zusatzinformationen am Rechner 8 mit den Dichtewerten der Vorlage zu verrechnen, um in der Kopie ein Feld zu erzeugen, in das die Zusatzinformation einbelichtet ist. Auf diese Weise kann ein Kontrast zwischen Zusatzinformation und deren direkter Umgebung in der Kopie geschaffen werden.

Das DMD 10 wird mit LED-Arrays 11 beleuchtet. Es werden einzeln schaltbare LED-Arrays 11 in drei Farben benutzt, deren Licht, über dichroitische Spiegel 12, zusammengeführt wird. Das grüne und das blaue LED-Array sind, abhängig von der Kopierleistung des Geräts und der Leistung der LEDs aus ca. 50 bis 100 einzelnen LEDs aufgebaut; für das rote Array sind zwischen 300 und 500 LEDs vorgesehen, da die Empfindlichkeit des Papiers im roten Spektralbereich sehr gering ist.

Es ist auch möglich die LEDs in drei Farben in einem Array zusammenzufassen, so daß immer einige rote direkt neben blauen und grünen Dioden angeordnet sind und so eine Zusammenführung der verschiedenen Farbanteile über die Spiegel nicht notwendig ist. Die LEDs sind einzeln schaltbar, so daß die einzel­ nen Farbanteile entweder nacheinander oder gemischt mit einer nachfolgenden Farbkorrektur aufbelichtet werden können. Das Licht der LEDs wird auf das DMD 10 und von diesem über ein Objektiv 13 auf die Vorlage 1 gelenkt.

Das DMD 10 besteht aus einer Vielzahl von Spiegeln, die über die Steuereinrich­ tung 9 einzeln angesteuert werden und das Licht der LEDs nur für eine be­ stimmte Zeit auf die Vorlage reflektieren. Je nach Zeitdauer lassen sich auf diese Weise unterschiedliche Belichtungsstärken für verschiedene Bereiche der Vor­ lage erzielen. So können beispielsweise sehr helle Bereiche der Vorlage, die in der Kopie zu dunkel erscheinen würden aufgehellt werden, indem die Vorlage in diesen Bereichen von den entsprechenden Einzelspiegeln nicht vollständig, son­ dern nur über eine bestimmte Zeitdauer beleuchtet wird. Dadurch werden in der so aufgehellten Fläche der Kopie Details erkennbar, die in der vollbelichteten, dunklen Fläche nicht sichtbar wären. Die Länge der Zeitdauer, in der ein Spiegel auf die Vorlage gerichtet ist, wird von der Maske festgelegt, die aus den Dichte­ werten der Vorlage berechnet wurde.

Das DMD 10 kann, bedingt durch die extrem kurzen Schaltzeiten der Spiegel (sie liegen im Microsekundenbereich), auch bei kurzen Belichtungszeiten eine Viel­ zahl verschiedener Graustufen erzeugen. Diese Graustufen ergeben sich aus der Zeitdauer, für die die Spiegel das Licht auf die Vorlage reflektieren.

Mit dieser Beleuchtungseinrichtung 16, die aus den LED-Arrays 11, dem DMD 10, der Steuereinrichtung 9 und dem Objektiv 13 besteht lassen sich außerdem Farbmaskierungen der Kopie vornehmen. Hierfür wird eine Farb­ maske aus den Dichtewerten ausgewählter Farbanteile errechnet. Entsprechend dieser Farbmaske wird dann das DMD angesteuert. Zur Beleuchtung des DMD 10 müssen in diesem Fall die LEDs so geschaltet werden, daß sie die aus­ gewählten Farbanteile wiedergeben. Damit läßt sich z. B. ein überbelichteter, blasser Himmel farblich auffrischen.

Die so maskierte und evtl. durch Zusatzinformationen ergänzte Vorlage wird über ein weiteres Objektiv 14 auf das lichtempfindliche Material 15 abgebildet.

Die Beleuchtung des DMD 10 kann aber auch über eine weiße Lichtquelle wie beispielsweise eine Halogenlampe 17 erfolgen, deren Licht durch eine Farbfilter­ anordnung 18 tritt, bevor es auf das DMD 10 fällt. Ein entsprechender Aufbau ist in Fig. 2a dargestellt. Die Filteranordnung kann durch ein Filterrad realisiert wer­ den, wie es in Fig. 2b schematisch dargestellt ist. Das Filterrad ist in vier Sekto­ ren unterteilt, wobei die drei kleineren Sektoren rotes, grünes oder blaues und der große Sektor ungefiltertes Licht durchlassen. Das Filterrad wird gedreht, so daß das Licht der Halogenlampe 17 nacheinander durch die vier Sektoren fällt. Die Größe des ungefärbten Sektors und die Rotationsgeschwindigkeit des Filter­ rades sind so aufeinander abgestimmt, daß eine farblich nicht zu korrigierende Vorlage während der ungefilterten Phase voll ausbelichtet werden könnte. Bei zu korrigierenden Vorlagen wird die Belichtung mit weißem Licht über die Stellung der DMD-Spiegel vorher abgebrochen und der Korrekturanteil über die filternden Sektoren hinzugefügt. Auf gleiche Weise wird auch die Belichtung an die Empfindlichkeit des Papiers angepaßt.

Fig. 3 zeigt eine Skizze von einer Kopie, in der rechts unten als Zusatzinfor­ mation der Schriftzug USA als Information über den Aufnahmeort einbelichtet wurde. Der Hintergrund am Ort der einbelichteten Buchstaben ist im Kontrast zu diesen hell ausgebildet. In einigem Abstand von den Buchstaben wird der Hin­ tergrund wieder dunkler. Der helle Bereich geht also fließend in die, auf dem Bild abgebildeten dunklen Büsche über. Dadurch sind die Buchstaben gut sichtbar, die Einbelichtung stört trotzdem nicht den Gesamteindruck des Bildes. Es geht so wenig wie möglich Bildinformation verloren.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Reproduzieren einer transparenten Vorlage auf lichtemp­ findliches Material mit einem Halter für die Vorlage, einem Objektiv zum Projizieren der Vorlage auf das lichtempfindliche Material und einer Be­ leuchtungseinrichtung zum Beleuchten der Vorlage, mit einer Lichtquelle, einem DMD (Digital Micromirror Device) und einer Steuereinrichtung, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung so aufgebaut ist, daß das DMD in zeitlicher Abfolge mit unterschiedlich gefärbtem Licht von der Lichtquelle beaufschlagbar ist, wobei auf der Vorlage in entsprechender Abfolge mehrere unterschiedlich gefärbte Lichtbilder erzeugbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Weißlichtlampe und in den Strahlengang einbringbare Farbfilter auf­ weist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Farb­ filter auf einem Filterrad befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterrad einen ausgeschnittenen Sektor aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle LEDs aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein grünes, ein blaues und ein rotes LED-Array vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Licht der LED-Arrays über dichroitische Spiegel auf das DMD reflektiert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervor­ richtung so aufgebaut ist, daß auf der Vorlage ein Rot-, ein Grün- und ein Blaulichtbild und/oder ein Weißlichtbild erzeugbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Vorlage erzeugten Lichtbilder helle und dunkle Bereiche aufweisen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die auf der Vorlage erzeugten Lichtbilder unscharfe Masken der Vorlage eingerechnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen DMD und Vorlage ein Objektiv vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Vorlage erzeugten Lichtbilder alphanumerische Zeichen aufweisen.

13. Verfahren zum Reproduzieren einer transparenten Vorlage auf lichtemp­ findliches Material, wobei die Vorlage durch eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lichtquelle, einem DMD (Digital Micromirror Device) und einer Steuereinrichtung auf das lichtempfindliche Material projiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtewerte der Vorlage ermittelt werden und daraus eine Maske berechnet, das DMD in zeitlicher Abfolge mit Licht unterschied­ licher Farbe beaufschlagt, das Licht durch das DMD entsprechend der Be­ rechnung maskiert und die Vorlage mit dem maskierten Licht beaufschlagt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlage mit unterschiedlich maskiertem Licht in den einzelnen Farben beaufschlagt wird.