DE2539171A1 - Farbbild-wiedergabesystem - Google Patents

Description

PATETJTANVVAlTE A. GRUNECKER

DIPL.-INQ.

H. KINKELDEY

DR.-IN3.

W. STOCKMAIR

DR.-INQ. -AeE(CAUTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · DIPL.-ΡΗΥΞ.

P. H. JAKOB

DIPL.-ΙΝβ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INS.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSe 43

3. Sept. 1975 P 9317

XEROX CORPORATION

Xerox Square, Rochester, Hew York 14544, USA

Farbbild-Wiedergabesystem

Die Erfindung betrifft allgemein ein Farbbild-Wiedergabesystem und bezieht sich insbesondere auf ein solches System, bei welchem Bilder, die von einem Deformations-Abbildungselement oder einem Verformungs-Abbildungselement aufgezeichnet wurden, mit Hilfe einer Beleuchtung von einer ausgedehnten Lichtquelle ausgelesen werden.

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Es sind im Stand der Technik eine Klasse von Abbildungselementen bekannt, bei welchen eine photoleitende Schicht "und eine elastisch verformbare Elastomerschicht sandwichartig zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet sind, von denen eine eine dünne flexible Metallschicht sein kann, welche über der Elastomerschicht angebracht ist. Im Betrieb wird bildweise eine aktivierende elektromagnetische Strahlung auf das Element gerichtet, und es wird ein elektrisches EeId über die photoleitende und die elastomere Schicht erzeugt, so daß dadurch diese Schichten dazu gebracht werden, daß sie sich in einer bildweisen Konfiguration deformieren oder verformen. Diese Elemente können als Bildintensivierelemente verwendet werden, weil die Deformationsbilder bzw. Verformungsbilder dann mit einer Lichtquelle hoher Intensität ausgelesen werden können und ein optisches Schlieren-System oder ein Pufferspeicher für Bilder verwendet werden kann, da die Bilder für eine bestimmte Zeitperiode gespeichert v/erden können. Eine Familie von Abbildungseinrichtungen dieser Art ist in der US-Patentschrift 3 716 359 beschrieben.

Nunmehr ist ein Farbabbildungs system entwickelt worden, bei welchem ein Abbildungselement der in der obengenannten Patentschrift beschriebenen Art verwendet wird, welches weiterhin eine räumliche Farblicht-Modulationseinrichtung und ein Faseroptikelement aufweist. Dieses Farbabbildungssystem ist in der am gleichen Tage wie die vorliegende Anmeldung hinterlegten

Parallelanmeldung P der Anmelderin unter dem Titel

"Abbildungssystem" beschrieben. Der gesamte Inhalt dieser Parallelanmeldung wird hiermit zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt. Es wird ein Ausleseschema für eine volle Farbauslesung beschrieben, wobei eine punktförmige oder eine kleine Quelle als Ausleselichtquelle verwendet wird. Diese kleinen Quellen haben im allgemeinen eine Bogenlampe oder Birnen mit einer kleinen Wicklung. Die erst-

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genannten Lampen erfordern eine verhältnismäßig aufwendige Energieversorgung und ein großes Lampengehäuse, und die letztgenannten Lampen nahen typischerweise nur eine geringe Ausgangsintensität.

Da eine ausgedehnte Lichtquelle wie eine Projektionslampe für Diapositive eine beträchtliche Intensität entwickelt, wobei eine Standardspannung verwendet wird, käme sie als Ausleselichtquelle vorteilhaft in Betracht. Der großflächige Heizfaden einer solchen Lichtquelle würde jedoch eine viel höhere Trägerfrequenz für das Abbildungselement erfordern, um die Trennung der Ordnung Hull von den gebrochenen Ordnungen in der Fourier-Ebene der Ausleselinse durchzuführen. Dadurch wurden wiederum typischerweise größere und aufwendigere Farbgitter notwendig. Es wäre daher erwünscht, ein optisches Auslesesystem zur Verfügung zu haben, welches eine ausgedehnte Lichtquelle hat, wobei die obigen Nachteile nicht auftreten. Ein Farbbild-Wiedergabesystem, welches eine solche optische Ausleseanordnung aufweist, ist in der am gleichen Tage wie die vorliegende Anmeldung hinterlegten Parallelanmeldung der Anmelderin P unter dem Titel "Farbbild-Reproduktionssystem" beschrieben. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auch auf ein Farbbild-Viedergabesystem, welches die obengenannten erwünschten Eigenschaften hat.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Farbbild-Wiedergabesystems, welches von den obengenannten Nachteilen frei ist und die obigen Vorteile aufweist. Gemäß der Erfindung soll auch ein Farbbild-Wiedergabesystem geschaffen werden, welches dazu in der Lage ist, eine volle Farbwiedergabe eines vollen Farboriginals zu liefern.

Weiterhin soll bei dem erfindungsgemäßen Farbbild-Wiedergabe,-system ein abgebildetes Element mit einer Beleuchtung ausgelesen werden, welche durch eine ausgedehnte Lichtquelle oder

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eine Flächenlichtquelle geliefert wird, die in eine Mehrzahl von Punktlichtquellen umgewandelt wird.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Farbbild-Wiedergabesystem geschaffen werden, welches ein Deformations-Abbildungselement bzw. Verformungs-Abbildungselement verwendet.

Gemäß der Erfindung wird hierzu ein Farbbild-Wiedergabesystem geschaffen, bei welchem unter verschiedenen Winkelrichtungen auf einem Abbildungselement wenigstens zwei Bilder erzeugt werden, Vielehe jeweils dem Parbinhalt von wenigstens zwei verschiedenen !Farben eines aus mehreren Farben bestehenden Originalbildes entsprechen. Eine Auslesebeleuchtung, welche von einer ausgedehnten Lichtquelle bzw. einer Flächenlichtquelle geliefert wird, wird in eine Mehrzahl von Punktlichtquellen umgewandelt und durch ein Element auf das abgebildete Element abgelenkt, welches ein lichtdurchlässiges Substrat aufweist, das eine Vielzahl von verspiegelten Bereichen hat. Die i'nformationsmodulierte Beleuchtung wird dann durch geeignete Lichtfilter reflektiert, um eine Wiedergabe bzw. Reproduktion des Originalbildes in einer geeigneten Ausgangsabbildungsebene zu erzeugen.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsförm des Farbabbildungssystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine isometrische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Abbildungselementes, welches in Farbabbildungssystem verwendet werden kann,

Fig. 3 eine isometrische Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Abbildungselementes, welches in dem Farbabbildungssystem verwendet werden kann,

Fig. 4 eine teilweise schematische Vorderansicht einer Ausführungsform eines Elementes zur Umwandlung von Licht aus einer ausgedehnten Lichtquelle in eine Mehrzahl von Punktquellen,

Fig. 5 eine teilweise schematische Vorderansicht eines Lichtablenk- und Lichtübertragungselementes, welches in dem Farbabbildungssystem verwendet werden kann, und

Fig. 6 eine teilweise schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Farbabbildungssystems gemäß der Erfindung.

In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Farbabbildungs-Wiedergabesystems dargestellt, welches ein Deformations- bzw. Verformungs-Abbildungselement 10 aufweist, welches ein beliebiges deformierbares bzw. verformbares Element sein kann, das dazu in der Lage ist, ein auf einem Schirm abgebildetes Farbbild-Eingangssignal zu übertragen. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Abbildungselementes 10 ist in der Fig. 2 dargestellt, in

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welcher die einzelnen Elemente zur Veranschaulichung stark vergrößert dargestellt sind. In der Fig. 2 ist ein Abbildungselement dargestellt, welches eine im wesentlichen lichtdurchlässige leitende Schicht 12 aufweist, welche eine Elektrode des Elementes hat, während eine dünne flexible leitende Metallschicht 14 eine weitere Elektrode trägt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Abbildungssystem weiterhin vorzugsweise ein lichtdurchlässiges Substrat für die leitende Schicht 12 aufweisen kann. Sandwichartig zwischen den Elektroden sind eine photoleitende Isolierschicht 16 und eine deformierbare Elastomerschicht 1S angeordnet. Die Elektroden sind an eine Potentialquelle 20 angeschlossen, die eine Gleichspannungsquelle, eine Wechselspannungsquelle oder eine Kombination daraus sein kann. Es sei darauf hingewiesen, daß das photoleitende Material in die Elastomerschicht 18 eingebaut sein kann, so daß damit die'Notwendigkeit für die Schicht 16 entfällt. Das Abbildungssystem weist weiterhin eine räumliche Farblichtmodulationseinrichtung 22 auf, welche in diesem Fall zur Veranschaulichung ein Drei-Farben-Gitter 23 hat, welches in einem lichtdurchlässigen Substrat 24 wie beispielsweise Glas eingebettet ist, wobei weiterhin eine Brechungsindex-Anpass-Flüssigkeitsschicht 26 und ein Faseroptikelement 28 vorhanden sind. Vorzugsweise kann auch eine lichtdurchlässige Schicht aus einer isolierenden Flüssigkeit wie beispielsweise öl vorgesehen sein (nicht dargestellt), und zwar in Berührung mit der freien Oberfläche der flexiblen leitenden Schicht 14. Die isolierende Flüssigkeitsschicht erfüllt einen wesentlichen Zweck, wenn sie einen Brechungsindex hat, der sich von Luft unterscheidet, weil ihr Vorhandensein über eine flexible leitende Schicht 14 dazu führt, daß Licht, welches sich von rechts vom Element ausbreitet, um das Bild auszulesen, stärker moduliert wird, als es der Fall wäre, wenn nur Luft vorhanden wäre. Die isolierende Flüssigkeitsschicht dient auch als Schutz für die flexible leitende Schicht 14, indem sie diese gegen eine Verunreinigung durch Staub oder ähnliches schützt, wodurch

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eine besser konstante Umgebungsbedingung erhalten bleibt. Typischerweise ist eine Schutzschicht wie ein Abdeckglas über der isolierenden Flüssigkeitsschicht angeordnet, um sie an ihrer Stelle zu halten und gegen Verunreinigungen zu schützen. Es gibt viele Materialien, welche sich zur Herstellung der Schichten 12, 14-, 16 und 18 eignen (siehe beispielsweise die US-Patentschrift 3 716 359), und deshalb erübrigt sich eine eingehendere Diskussion solcher Materialien.

Das Faseroptikelement 28 weist eine Vielzahl von optischen Lichtleitfasern auf, welche derart nebeneinander angebracht sind, daß ihre gegenüberliegenden Enden in der Weise arbeiten, daß eine erste und eine zweite Fläche gebildet werden, wobei diese Anordnung elektrisch isolierend oder leitend sein kann. Das Element ist typischerweise etwa 6 mm (1/4 inch) dick und enthält typischerweise Fasern im Bereich von etwa 3 Mikron bis etwa 20 Mikron im durchschnitt liehen Durchmesser. Die Fasern können eine Reihe von Formen haben, sie können beispielsweise stabähnlich, fadenähnlich, konisch usw. ausgebildet sein. Die Fasern können mit einer Vielzahl von Materialien umkleidet sein, beispielsweise mit einem dunklen farbigen Material, welches Licht absorbiert, das von den Fasern austritt und in die Umkleidung eindringt, während auch Materialien verwendet werden können, die nicht lichtabsorbierend wirken. In einer Ausführungsform können einige Fasern eine einzige Umkleidung aus lichtabsorbierendem Material haben und die übrigen Fasern haben eine einzige Umkleidung aus nichtabsorbierendem Material, wie es in der US-Patentschrift 3 797 910 beschrieben ist. Es sind auch Faseroptikelemente verfügbar, welche ultraviolette Strahlung übertragen. Typischerweise übertragen diese Elemente jedoch Licht im sichtbaren und im nahen infraroten Bereich. Es sei bemerkt, daß durch die Umkleidung ein leicht verminderter Bildkontrast hervorgerufen werden kann.

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Die räumliche Farblichtmodulationseinrichtung 22 weist ein Drei-Farb-Gitter 23 auf, welches auf einem lichtdurchlässigen Substrat 24- aufgebracht ist. Das Farbgitter ist aus drei verschiedenfarbigen Sätzen von Streifen 23a, 23b und 23c mit verschiedenen Winkelrichtungen gebildet, welche einander überlagert sind. Jeder verschiedenfarbige Satz von Streifen hat eine Periodizität, vjelche entweder dieselbe sein kann wie bei anderen Streifen oder unterschiedlich sein kann. Es sei darauf hingewiesen, daß die Farbgitter auch nur zwei Sätze von Streifen haben können. Für Zwecke der Veranschaulichung wird angenommen, daß die vertikalen Streifen 23a magentarot sind, daß die horizontalen Streifen 23b cyanblau sind und daß die gelben Streifen 23c unter einem Winkel von 45° zu den magentaroten und den cyanblauen Streifen verlaufen. Für die Elastomerschichten, die typischerweise in Abbildungselementen 10 mit Gittern verwendet werden, wird eine Periodizität von 40 lp/mm oder 100 lp/mra verwendet.

Zwischen der räumlichen Farblichtmodulationseinrichtung 22 und dem Faseroptikelement 28 ist vorzugsweise eine Indexanpassflüssigkeit sschicht 26 angeordnet. Die Schicht 26 beseitigt jeglichen Luftspalt, welcher AufIosungsVerluste erzeugen würde und welcher typischerweise vorhanden wäre, wenn keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen werden wie beispielsweise die Verwendung eines entsprechenden Druckes, um die Faseroptikelemente in enge Berührung mit der Lichtmodulationseinrichtung 22 zu bringen. Demgemäß wird die Verwendung der Schicht 26 bevorzugt. Die Schicht 26 wird derart gewählt, daß sie einen Brechungsindex hat, der verhältnismäßig nahe an demjenigen des Substrats 34-liegt oder diesem gleich ist (typischerweise Glas), bzw. dem Glas der Faseroptikbündel möglichst gut entspricht (typischerweise etwa 1,5 - 1>75)· Die Schicht 26 hat im allgemeinen eine Dicke, die geringer ist als die Periodizität der Gitter (beispielsweise hat ein 40-lp/mm-Gitter eine Periode von 25 Mikron)

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und ist vorzugsweise so dünn wie möglich, beispielsweise etwa 1 bis 2 Mikron. Im allgemeinen kann eine beliebige geeignete Flüssigkeit verwendet werden, die einen entsprechenden Brechungsindex hat, um als Schicht 26 zu dienen. Typische geeignete Flüssigkeiten sind beispielsweise Alkohole, Öle wie ein von der Firma Dow-Corning unter der Nr. 200 erhältliches dielektrisches Fluid, Wasser, Seifen wie Glycerine und Indexanpassflüssigkeiten, welche von der Firma Cargille Lab., Inc., Cedar Grove, N.J. erhältlich sind.

In einer alternativen Ausführungsform können die Farbgitter direkt auf eine Oberfläche des Faseroptikelementes aufgebracht sein. In der Fig. 3 ist eine isometrische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Abbildungselementes gegeben, bei welcher eine andere Art eines Streifensatzes verwendet ist, wobei beispielsweise Magentarot-Streifen 23a, Cyanblau-Streifen 23b und gelbe Streifen 23c jeweils auf einem getrennten Faseroptikelement 28 angeordnet sind. Durch "Verwendung von drei getrennten Faseroptikelementen in der beschriebenen Art ist es möglich, die Winkelbeziehung jeder Farbe unabhängig zu steuern, wenn die Faseroptikelemente miteinander in Berührung gebracht werden. Vorzugsweise ist eine Indexanpass-Schicht an den Kontaktflächen zwischen jedem Faseroptikelement angebracht.

Farbgitter, wie sie in der Fig. 3 dargestellt sind, können auf verschiedene Arten hergestellt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Technik, welche ein Photowiderstandsmaterial verwendet. Eine Schicht aus einem Photowiderstandsmaterial wird auf einer Oberfläche eines Faseroptikelementes aasgebildet, und ein Hauptliniengitter, beispielsweise ein Gitter mit einer Periodizität von 40 lp/mm oder 100 lp/mm wird mit dem Photowiderstandsmaterial in Berührung gebracht und das Element wird belichtet. Die nichtbelichteten Abschnitte der Photowiderstandsschicht werden entfernt, so daß ein Liniengitter auf der Oberfläche des Faseroptikelementes entsteht. Die Streifen des Photowiderstandsmaterials werden dann mit einer beliebigen gewünschten Farbe

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eingefärbt. In einer anderen Ausführungsform wird ein Gitter einer Farbe auf eine Oberfläche des Faseroptikelementes aufgebracht und ein zweites Gitter mit einer anderen Farbe kann auf der anderen Oberfläche des Elementes aufgebracht werden, indem dieselbe Technik angewandt wird. Farbgitter können hergestellt werden, indem "Polytran" verwendet wird, welches von der Firma Eastman Kodak in cyanblau, magentarot, gelb und schwarz erhältlich ist. Dieses Material kann ein belichtetes Bild auf ein geheiztes Substrat übertragen, wenn ein leichter Druck auf die Sandwich-Anordnung übertragen wird. Die "Polytran"-Basis wird dann von der Basis abgestreift, so daß ein Gitterbild hoher Auflösung auf dem Substrat verbleibt.

Wo die Farbgitter auf der Oberfläche des Faseroptikelementes gegenüber derjenigen aufgebracht sind, welche die Elektrode trägt, kann das Abbildungselement in einem Kontaktabbildungsmodus verwendet werden, wobei ein lichtdurchlässiges Bild mit der Oberfläche in Berührung gebracht wird, welche das Farbgitter hat, und wobei anschließend eine Belichtung erfolgt, um die photoleitende Schicht zu erregen. In einer weiteren Kontaktabbildungseinrichtung kann das komplexe Farbgitter an der Grenzfläche zwischen der photoleitenden Schicht und der leitenden Schicht angeordnet werden und ein lichtdurchlässiges Bild kann mit der Oberfläche des Faseroptikelementes in Berührung gebracht werden, welche der Seite gegenüberliegt, welche die leitende Schicht trägt.

Im Betrieb des Abbildungselementes wird ein elektrisches Feld über die photoleitende Schicht 16 und die Elastomerschicht erzeugt, indem ein Potential von der Quelle 20 den Elektroden zugeführt wird. Wenn das elektrische Feld eingeschaltet ist, wird ein bildweises Muster einer aktivierenden elektromagnetischen Strahlung (durch die Pfeile veranschaulicht) in der Ebene zwischen dem Farbgitter und der Bodenoberfläche des Faseroptikelementes 28 fokussiert. Das elektrische Feld induziert eineri Fluß von Ladung in den Bereichen der photoleitenden Schicht 16, welche belichtet sind, so daß auf diese Weise das Feld durch

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die Elastomerschicht 18 verändert wird. Die mechanische Kraft des elektrischen Feldes bringt die Elastomerschicht 18 dazu, daß sie sich in einem Muster deformiert, welches der räumlich modulierten Bildinformation entspricht. Die dünne leitende Schicht 14 ist ausreichend flexibel, um der Deformation der Elastomerschicht 18 zu folgen. Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann ein beliebiges Deformations- oder Verformungsabbildungselement verwendet werden, welches dazu in der Lage ist, eine auf einen Schirm übertragene Farbbildinformation aufzunehmen, um das erfindungsgemäße Abbildungssystem zu bilden. Somit kann das Abbildungselement 10 beispielsweise eines der Abbildungselemente umfassen, welche in der US-Patentschrift 3 716 359 beschrieben sind.

Das Bild, welches in dem Abbildungselement 10 gebildet wird, wird mit einer Beleuchtung ausgelesen, welche von der ausgedehnten Lichtquelle 30 geliefert wird. Die Beleuchtung geht durch die Kondensorlinsen 32 und 3^ hindurch und geht anschließend durch eine Öffnungsplatte 36 hindurch, welche sie in eine Reihe von Punktquellen umformt. Eine Ausführungsform eines Elementes zur Umwandlung der Beleuchtung von einer ausgedehnten Lichtquelle 30 in eine Vielzahl von Punktquellen ist in der Fig. 4 veranschaulicht. Aus der Fig. 4 ist ersichtlich, daß ein lichtundurchlässiges Substrat 37 vorhanden ist, in welchem eine Vielzahl von öffnungen 38 angebracht sind, die gemäß der Darstellung etwa elliptisch sein können, die jedoch auch rechteckig usw. ausgebildet sein können. Zur Veranschaulichung ist die Öffnungsplatte 36 in der Weise dargestellt, daß sie neun elliptische öffnungen hat, es sei jedoch darauf hingewiesen, daß eine beliebige Anzahl von öffnungen in dem Substrat verwendet werden kann und daß die optimale Anzahl unter anderem von der Größe der ausgedehnten Lichtquelle abhängt. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die öffnungen 38 elliptisch oder rechteckig sind, und zwar wegen der winkligen Ausrichtung des Elementes 36 gegenüber seiner optischen Achse.

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Das Licht von der Vielzahl der Punktquellen wird durch die Linse 40 gesammelt und auf das Lichtablenk- und Lichtübertragungselement 42 übertragen, welches eine Vielzahl von verspiegelten Bereichen 46 und entsprechenden Lichtfilterstreifen aufweist. Eine Ausführungsform eines Lichtablenk- und Lichtübertragungselementes, welches zur Verwendung des Bildwiedergabesystems gemäß der Erfindung geeignet ist, ist in der IFig. 5 veranschaulicht. Gemäß Fig. 5 ist ein Element vorhanden, welches ein lichtdurchlässiges Substrat 44 hat, auf dem eine Vielzahl von verspiegelten Bereichen 46 und von Lichtfilterstreifen 48 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform sind die vertikal angeordneten Filterstreifen 48a rot, die horizontal angeordneten Filterstreifen 48b sind grün, und blaue Filterstreifen 48c sind unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber den roten und bläuen Filterstreifen angeordnet. Das Element 42 kann hergestellt werden, indem die Filterstreifen an dem Substrat angebracht werden und nachträglich ein lichtreflektierendes Material in den geeigneten Bereichen aufgebracht wird, beispielsweise durch eine Ablagerung im Vakuum mit Hilfe einer Maske. In alternativer Weise kann das lichtreflektierende Material zuerst auf das Substrat aufgebracht werden und die Filterstreifen können anschließend angebracht werden. Natürlich sollte das Lichtfiltermaterial die lichtreflektierenden verspiegelten Bereiche nicht abdecken. In einer anderen Ausführungsform kann das lichtreflektierende und lichtübertragende Element die verspiegelten Bereiche auf einer Oberfläche des Substrats haben und die Lichtfilterstreifen auf der anderen Oberfläche des Substrats haben. In dieser Ausführungsform sollte das Substrat etwa 3 mm (1/8") dick sein oder dünner sein, um eine Bildverschlechterung zu vermeiden.

Das Element 42 ist so angeordnet, daß die Vielzahl der Punktlichtquellen, welche durch das Element 36 erzeugt werden, auf den verspiegelten, lichtreflektierenden Bereichen 46 des Elementes 42 abgebildet werden. Demgemäß ist die Anzahl der verspiegelten, lichtreflektierenden Bereiche 46 gleich der Anzahl der öffnungen im Element 36. Die Auslesebeleuchtung, wel-

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ehe auf die verspiegelten Bereiche des Elementes 42 auf trifft, wird auf eine Ausleselinse 50 reflektiert und auf die abgebildete Oberfläche des Abbildungselementes 10 gerichtet. Licht, welches auf die nicht-deforraierten Bereiche der abgebildeten Oberfläche auftrifft (typischerweise auf den Hintergrund), wird auf die verspiegelten Bereiche 46 zurückreflektiert. Diese Ordnung Kuli geht verloren. Licht, welches jedoch auf die deformierten Bereiche der Abbildungselementen-Oberfläche auf triff t (typischerweise das Bild), wird in die verschiedenen gebrochenen Ordnungen gebrochen, wird über das Element 42 übertragen und auf die Abbildungsebene 52 der Linse 50 projiziert. Pur Abbildungselemente, welche eine räumliche Parblichtmodulationseinrichtung haben, die Periodizitäten von 40 lp/mm und eine Ausleselinse mit einer Brennweite von etwa 7*5 cm (3") haben, wurden die öffnungen auf dem Element 36 und die verspiegelten Bereiche im Element 42 typischerweise eine Breite von etwa 3 mm (1/8") auf Zentren von 8 mm (5/16") in einer Richtung haben, während die Größe der öffnungen in der anderen Richtung von der Winkelbeziehung des Elementes 36 in seiner optischen Achse abhängen würde.

Das gebrochene Licht entlang einer beliebigen gebrochenen Achse setzt sich aus allen Farben des Lichtes zusammen, welche in der Auslesebeleuchtung vorhanden sind, um demgemäß eine Farbwiedergabe des Originalbildes in der Abbildungsebene zu erreichen, sind Lichtfilterstreifen in einer geeigneten Winkelausrichtung in bezug auf die Winkel ausrichtung der verschiedenen Farbgitter vorgesehen (siehe Fig. 2), welche dazu verwendet wurden, um die Abbildung im Abbildungselement 10 durchzuführen. Wo beispielsweise das Farbgitter in einer vertikalen Richtung angeordnet war, liefert das in dem Bild gelieferte Element wegen des vertikalen Farbgitters ein horizontales Brechungsauslesemuster. Ein Farbfilter, welches zu dem verwendeten vertikalen Farbgitter komplementär ist, wird quer über die horizontale Achse des Brechungsmusters verwendet, welches durch das Bild geliefert wird, das

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aufgezeichnet wird, und zwar wegen des vertikalen Farbgitters, und es werden alle Wellenlängen aus der Auslesebeleuchtung eliminiert, welche nicht der Farbe des Filters entsprechen, so daß der entsprechende Farbinhalt des Originals in der Abbildungsebene 52 entsteht. Beispielsweise hat in der anhand der Fig. 2 ■beschriebenen Ausführongsform das vertikal gerichtete Farbgitter Magentarot-Streifen 23a. Ein Bild, welches dem Grüninhalt des Originalbildes entspricht, wird von dem Abbildungselement entworfen, weil die Magentarot-Streif en grün absorbieren und das übrige Licht hindurchlassen. Daher gestatten die grünen Filterstreifen 48b, welche in der horizontalen Hichtung angeordnet sind, dem grünen Farbinhalt des Originalbildes, in der Ebene 52 abgebildet zu werden. In ähnlicher ¥eise wird ein Bild, welches dem roten Farbinhalt des Originalbildes entspricht, auf dem Abbildungselement entstehen, und zwar aufgrund des horizontal angeordneten Cyanblau Gitters 33b und aufgrund der roten Filter streif en 48a, welche vertikal angeordnet sind und den roten Farbinhalt des Originalbildes auf die Ebene 52 gelangen lassen. Schließlich wird ein Bild, welches dem Blau-Inhalt des Originalbildes entspricht, auf dem Abbildungselement entstehen, und zwar aufgrund des gelben Gitters 23c und der blauen Filterstreifen 48c, welche in der entsprechenden Richtung angeordnet sind, um den blauen Farbinhalt des Originalbildes auf die Abbildungsebene 52 gelangen zu lassen. Somit wird in der Abbildungs ebene 52 eine volle Farbwiedergabe des Farblichtbildes 16 entstehen.

Es ist zu bemerken, daß in der Reihe der Filterstreifen, welche das Lichtablenk- und Lichtübertragungselement 42 aufweist, ein Abstand zwischen Jede® FiIt er streif en jeder Reihe vorhanden ist. Der Abstand der Filterstreifen ist eine Funktion der Brennweite der Ausleselinse, der Feriodizität der verwendeten Farbgitter, um die verschiedenen Farbinhalte des Originalbildes im Abbildungselement aufzuzeichnen, der Größe der öffnungen in dem Element, welches die Beleuchtung von einer ausgedehnten Lichtquelle bzw. Flächenlichtquelle auf eine Vielzahl von Punktquellen umwandelt, der Vinkelbeziehung des letztgenannten Elementes zu

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seiner optischen Achse und der Beziehung zwischen den zwei optischen Achsen, welche in dem Farbabbildungs-Wiedergabe— system verwendet werden. Die Anzahl der Filterstreifen in jeder Reihe steht in Beziehung zu der Winkelausrichtung dieser Reihe, was aus der Fig. 5 ersichtlich ist.

Bei der veranschaulichten Ausführungsform wird das projizierte volle Farbbild eine Farbwiedergabe des Originalbildes sein, d.h., rote Bereiche des Originals erscheinen rot im produzierten Bild usw.. Es ist jedoch zu bemerken, daß das Farbwiedergabesystem auch in anderen Ausführungsformen ausgeführt sein kann, beispielsweise, wo eine Quasi-Farbnegativ-Reproduktion aus einem positiven Farboriginalbild erreicht wird oder wo eine Quasi-Farbpositiv-Reproduktion aus einem Farbnegativ-Originalbild erhalten wird. Mit dem Ausdruck "Quasi-Farbnegativ" oder "Quasi-Farbpositiv" ist gemeint, daß das reproduzierte Bild Elementarfarben für alle entsprechenden Farbbereiche des Originals mit der Ausnahme solcher Bereiche des Originals zeigt, die schwarz, weiß oder grau sind, wobei in diesem Falle das reproduzierte Bild dieselbe Farbe wie die entsprechenden Bereiche des Originals hat. Beispielsweise erscheint eine weiße Fläche auf dem Originalbild im reproduzierten Bild weiß, usw.. Wenn somit cyanblau, magentarot und gelbe Filter mit denselben Farbgittern verwendet werden, entsteht ein Farbpositiv-Quasi-Farbnegativ oder ein Farbnegativ-Quasi-Farbpositiv-Abbildungssystem.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Farbgitter keinen integralen Bestandteil des Abbildungselementes bilden müssen. Beispielsweise kann ein Farbgitter mit der Emulsionsschicht eines Original-Lichtbildes in Berührung gebracht werden und es kann anschließend ein Bild dieser Kombination auf das Abbildungselement fokussiert werden. Die Bilder werden durch das Abbildungselement aufgezeichnet, wie es oben beschrieben ist.

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Die Fig. 6 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines Farbabbildungssystems gemäß der Erfindung. Das in der Fig. 6 veranschaulichte System ist ähnlich wie das System gemäß Fig.1, mit der Ausnahme, daß das Element 54 im System der Fig. 6 anstelle der Öffnungsplatte 36 verwendet wird und anstelle des Lichtablenk- und Lichtübertragungselementes 42 der Fig. 1. Das Element 54 hat ein lichtdurchlässiges Substrat 56, eine Vielzahl von öffnungen 58 (wie sie in der Fig. 4- dargestellt sind), um Licht von einer ausgedehnten Lichtquelle bzw. Flächenlichtquelle 30 in eine Vielzahl von Punktlichtquellen umzuwandeln, weiterhin eine hochreflektierende verspiegelte Oberfläche 60 und Lichtfilterstreifen 62, welche in geeigneter Weise angeordnet sind. Eine Beleuchtung von der ausgedehnten Lichtquelle 30 geht durch die Kondensorlinsen 32 und 34 hindurch und geht anschließend durch die öffnungen 58 des Elementes 54 hindurch, welches es in eine Eeihe von Punktquellen verwandelt. Das Licht gelangt dann zur Ausleselinse 50 und wird auf die abgebildete Oberfläche des Abbildungselementes 10 gerichtet. Das gebrochene Licht der Ordnung Null geht wiederum durch die Öffnungen 58 hindurch und ist verloren. Dasjenige Licht, welches auf die deformierten bzw. verformten Bereiche des abgebildeten Elementes auftrifft, wird in die verschiedenen Ordnungen gebrochen, geht durch die Lichtfiltersegmente 62 hindurch, trifft auf die verspiegelte Oberfläche 60, geht erneut durch die Lichtfiltersegmente hindurch und gelangt weiterhin auf die Abbildungsebene 52, um dort ein Bild entstehen zu lassen. Da die gebrochene und lichtmodulierte Beleuchtung zweimal durch die Filtersegmente hindurchgeht, sei darauf hingewiesen, daß typischerweise die Lichtfiltersegmente nur etwa halb so gesättigt sein müssen wie diejenigen, welche im Abbildungssystem der Fig. 1 verwendet werden. Natürlich ist es möglich, mit dem in der Fig. 6 veranschaulichten Abbildungssystem die Bildeingabe-Bildausgabe-Kombinationen zu erreichen, welche oben anhand des Abbildungssystems der Fig. 1 beschrieben wur-

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den, indem geeignete Kombinationen an Färbgittern -und Farbfiltern ausgewählt werden.

Es können in dem vorteilhaften System gemäß der Erfindung andere Abbildungssysteme verwendet werden, und zwar einschließlich solcher Systeme, bei welchen das aktive Element eine Schicht aus ferroelektrischem keramischem Material enthält. Solche Abbildungssysteme können im allgemeinen ähnlich aufgebaut sein wie das in der Fig. 2 veranschaulichte System, mit der Ausnahme, daß die Elastomerschicht durch eine Schicht aus einem geeigneten ferroelektrischen Material ersetzt wird, beispielsweise aus einem piezoelektrischen Material. Eine genauere Beschreibung der piezoelektrischen Materialien, welche für solche Abbildungssysteme vorteilhaft verwendbar sind, wird auf den Artikel mit dem Titel "Reflective-Mode Ferroelectric-Photoconductor Image Storage and Display Devices" in der Zeitschrift Applied Physics Letters, Band 23, Nr. 2 vom 15. Juli 1973 hingewiesen. Andere Typen von Abbildungselementen, welche verwendet werden können, sind erhabene oder vertiefte Abbildungselemente. Ein typisches erhabenes oder vertieftes Abbildungselement weist eine Schicht mit einer Oberfläche aus einem deformierbaren Material auf, beispielsweise mit einem thermoplastischen Harz, welches über einer photoleitenden Schicht angeordnet ist, die auf einem lichtdurchlässigen leitenden Substrat angeordnet ist. Allgemein sei bemerkt, daß irgendein beliebiges Abbildungselement verwendet werden kann, welches dazu in der Lage ist, einen auf einem Schirm angeordneten Farbbildeingang aufzuzeichnen, und welches in Reflexion ausgelesen wird.

Beispielsweise kann in einer Abwandlung des Erfindungsgegenstandes die Wiedergabe eines Mehrfarben-Originalbildes auf eine Vorrichtung projiziert werden, welche dazu in der Lage ist, eine Eopie auf einem entsprechenden Träger herzustellen, wie es beispielsweise bei einer xerographischen Farbkopiereinrichtung oder einer ähnlichen Einrichtung der Fall ist.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Farbbild-Wiedergabesystem, dadurch gekennzeichnet daß entlang einem optischen Weg eine ausgedehnte Lichtquelle (30) vorgesehen ist, daß weiterhin eine Einrichtung (36) vorhanden ist, welche dazu dient, eine Mehrzahl von Punktlichtquellen (wie. 38) zu bilden, daß weiterhin eine Einrichtung (40) vorgesehen ist, die dazu dient, Bilder der Punktlichtquellen (wie 38) auf eine Abbildungsebene (52) zu projizieren, daß weiterhin eine Einrichtung (42) vorhanden ist, welche in der Bildebene der Punktlichtquellen (wie 38) angeordnet ist und dazu dient, den optischen Weg zu falten, um Licht von den Punktlichtquellen (wie 38) auf ein Deformations-Abbildungselement (10) zu richten, daß weiterhin ein Deformations-Abbildungselement (1O) vorgesehen ist, welches dazu in der Lage ist, gleichzeitig unter verschiedenen Winkelrichtungen wenigstens zwei Bilder zu erzeugen, welche jeweils dem Färbinhalt von wenigstens zwei verschiedenen Farben eines Mehrfarben-Originalbildes entsprechen, und daß eine Lichtfilter einrichtung (48) vorgesehen ist, um in selektiver Weise den Farbinhalt des Mehrfarben-Originalbildes einer Ausgangsabbildungsebene zuzuführen, welches den Bildern entspricht, die durch das Abbildungselement (10) aufgezeichnet wurden, wobei die Lichtfiltereinrichtung (48) und die Einrichtung zum Falten des optischen Weges Bestandteile desselben integralen Elementes sind.

   System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (1O) eine im wesentlichen lichtdurchlässige erste Elektrode (wie 12) aufweist, die eine Schicht aus photoleitendem isolierendem Material trägt, auf welche eine Schicht (18) aus elastomerem Material aufgebracht ist, auf die eine flexible leitende metallische zweite Elektrode (14) aufgebracht ist, und daß eine Einrichtung (20) vorgesehen ist, welche dazu dient, ein elektrisches Feld an das Element anzu- ' schließen, welches mit den Elektroden gekoppelt ist.

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   3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (10) weiterhin eine Schicht (26) einer lichtdurchlässigen isolierenden Flüssigkeit über der zweiten Elektrode aufweist.

   4. System nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (10) weiterhin ein Faseroptikelement (28) aufweist, welches eine Mehrzahl von Lichtleitfasern hat, die seitlich nebeneinander miteinander befestigt sind, so daß einander gegenüberliegende Enden eine erste und eine zweite Fläche festlegen, wobei eine der Flächen benachbart zu der Oberfläche der ersten Elektrode (12) gegenüber von derjenigen Fläche angeordnet ist, welche die photoleitende Schicht aufweist.

   5- System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (10) weiterhin auf der Fläche des Faseroptikelementes (28) gegenüber von derjenigen Fläche, welche benachbart zu der ersten räumlichen Elektroden-Farblicht-Modulationseinrichtung (22) angeordnet ist, wenigstens zwei verschiedenfarbige Sätze von Streifen aufweist, die unter verschiedenen Winkeln gerichtet sind, und daß jeder verschiedene Streifensatz abwechselnd Streifen von farbigen Bereichen und lichtübertragenden Bereichen hat.

   6. System nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die räumliche Farblichtmodulat ions einrichtung (22) drei verschiedenfarbige Sätze von Streifen hat.

   7- Farbbild-Wiedergabesystem, dadurch gekennzeichnet , daß entlang einem optischen Weg eine ausgedehnte lichtquelle (30) vorgesehen ist, daß weiterhin eine Einrichtung (36) vorhanden ist, welche dazu dient, eine Vielzahl von Punktlichtquellen (wie 38) zu erzeugen, daß weiterhin eine Einrichtung (40) vorgesehen ist, um Bilder der Punktlichtquellen (wie 38)

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   auf ein Deformations-Abbildungseleraent (10) zu projizieren, daß weiterhin ein Deformations-Abbildungselement (10) vorgesehen ist, welches dazu in der Lage ist, gleichzeitig in verschiedenen Winkelrichtungen wenigstens zwei Bilder zu erzeugen, welche jeweils dem Farbinhalt von wenigstens zwei Farben eines mehrfarbigen Originalbildes entsprechen, daß weiterhin eine Lichtfiltereinrichtung (48) vorgesehen ist, welche dazu dient, um in selektiver Weise den Farbinhalt des mehrfarbigen Originalbildes zu übertragen, welcher den Bildern entspricht, die von dem Abbildungsei em ent (10) aufgezeichnet wurden, und daß eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, (Leu optischen Weg zu falten, um Licht, welches von der Lichtfiltereinrichtung (48) übertragen wurde, auf eine Ausgangsabbildungsebene (52) zu richten, wobei die Einrichtung (36) zur Erzeugung einer Vielzahl von Punktlichtquellen (wie: 38) und die Lichtfiltereinrichtung (48) sowie die Einrichtung zum Falten des optischen Weges Bestandteile desselben integralen Elementes sind.

   8. System nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (10) eine im wesentlichen lichtdurchlässige erste Elektrode (wie 12) aufweist, die eine Schicht aus photoleitendem isolierendem Material trägt, auf welche eine Schicht (18) aus elastomerem Material aufgebracht ist, auf die eine flexible leitende metallische zweite Elektrode (14) aufgebracht ist, und daß eine Einrichtung (20) vorgesehen ist, welche dazu dient, ein elektrisches Feld an das Element anzuschließen, welches mit den Elektroden gekoppelt ist.

   9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungs element (10) weiterhin eine Schicht (26) einer lichtdurchlässigen isolierenden Flüssigkeit über der zweiten Elektrode aufweist.

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   10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungselement (10) weiterhin ein Faseroptikelement (28) aufweist, welches eine Mehrzahl von Lichtleitfasern hat, die seitlich nebeneinander miteinander befestigt sind, so daß einander gegenüberliegende Enden eine erste und eine zweite Fläche festlegen, wobei eine der Flächen benachbart zu der Oberfläche der ersten Elektrode (12) gegenüber von derjenigen Fläche angeordnet ist, welche die photoleitende Schicht aufweist.

   11. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (10) weiterhin auf der Fläche des Faseroptikelementes (28) gegenüber von derjenigen Fläche, welche benachbart zu der ersten räumlichen Elektroden-Farblicht-Modulationseinrichtung (22) angeordnet ist, wenigstens zwei verschiedenfarbige Sätze von Streifen aufweist, die unter verschiedenen Winkeln gerichtet sind, und daß jeder verschiedene Streifensatz abwechselnd Streifen von farbigen Bereichen und lichtübertragenden Bereichen hat.

   12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die räumliche Farblichtmodulationseinrichtung (22) drei verschiedenfarbige Sätze von Streifen hat.

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