DE2541232A1 - Farbbild-reproduktionssystem - Google Patents

Description

A. GRÜNECKER

DIPL.-ING.

H. KINKELDEY

3 2 ^DR'^1NQ'

W. STOCKMAlR

DR-INQ. · AeE(CALTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. ■ DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPL.-INQ.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL.-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INS.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

16. Sept. 1975 P 9323

XEROX CORPORATION

Xerox Square, Rochester, New York 14644, USA

Farbbild-Repr oduktions system

Die Erfindung betrifft ein i¹ arbbild-Reproduktionssystem und bezieht sich insbesondere auf ein solches System, bei welchem Bilder, die von einem Defonaations-Abbildungselement oder einem Verformungs-Abbildungselement aufgezeichnet wurden, mit Hilfe einer Beleuchtung von einer ausgedehnten Lichtquelle ausgelesen werden.

Es sind im Stand der Technik eine Klasse von Abbildungselementen bekannt, bei welchen eine photoleitende Schicht und eine elastisch verformbare Elastomerschicht sandwichartig einem Paar von Elektroden angeordnet sind, von de-

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TELEFON (OS9) 22aeea TELEX O5-29 38Ο TELESRAMME MONAPAT

nen 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 Feld 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 werden können. Eine Familie von Abbildungseinrichtungen dieser Art ist in der US-Patentschrift 3 716 359 beschrieben.

Nunmehr ist ein Farbabbildungssystem 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 erstgenannten Lampen erfordern eine verhältnismäßig aufwendige Energieversorgung und ein großes Lampengehäuse, und die letztgenannten Lampen haben typischerweise nur eine geringe Ausgangsintensität.

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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 Null 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 Verfugung zu haben, welches eine ausgedehnte Lichtquelle hat, wobei die obigen Nachteile nicht auftreten. Ein Farbbild-Reproduktionssystem, 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-Wiedergabesystem" beschrieben. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auch auf ein Farbbild-Reproduktionssystem, welches die obengenannten erwünschten Eigenschaften hat.

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

Weiterhin soll bei dem erfindungsgemäßen Farbbild-Reproduktionssystems ein abgebildetes Element mit einer Beleuchtung ausgelesen werden, welche durch eine ausgedehnte Lichtquelle oder eine Flächenlichtquelle geliefert wird, die in eine Mehrzahl von Punkt licht quellen umgewandelt wird.

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

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Gemäß der Erfindung wird hierzu ein Farbbild-Reproduktionssystem geschaffen, bei welchera unter verschiedenen Winkelrichtungen auf einem Abbildungselement wenigstens zwei Bilder erzeugt werden, welche jeweils dem Farbinhalt von wenigstens zwei verschiedenen Farben eines aus mehreren Farben bestehenden Originalbildes entsprechen. Die Auslesebeleuchtung, welche von einer ausgedehnten Lichtquelle oder einer Flächenlichtquelle geliefert wird, wird in eine Vielzahl von Punktlichtquellen umgewandelt und auf das abgebildete Element gerichtet. Die informationsmodulierte Beleuchtung wird dann durch geeignete Lichtfilter hindurchgeführt, um eine Reproduktion des Originalbildes in einer Ausgangsbildebene zu erzeugen.

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

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Farbäbbildungssystems gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine isometrische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Abbildungselementes, welches in dem 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, welches Licht von einer ausgedehnten Lichtquelle in eine Mehrzahl von Punktlichtquellen umwandelt,

Fig. 5 eine teilweise schematische Vorderansicht einer Ausführungsform einer Lichtfiltereinrichtung, welche in dem Farbabbildungssystem verwendet werden kann, und

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

In der Fig. 1 ist eine Ausführungsform eines Farbabbildungssystems veranschaulicht, in welchem ein optisches Mehrfarbenbild von einer Einlese-Lichtquelle 10, von einer Linse 12, von einem vorzugsweise vorgesehenen Farbkorrekturfilter 14 und einem Farblichtbild 16 erzeugt wird. Das optische Bild wird durch eine Linse 20 auf das Abbildungselement 18 gerichtet. Allgemein kann das Abbildungselement 18 ein beliebiges Element sein, welches dazu in der Lage ist, ein als Eingangs-

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information dienendes und auf einem Schirm abgebildetes Farbbild aufzuzeichnen. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Abbildungselementes, welches verwendbar ist, ist in der Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Darstellung sind die einzelnen Elemente zur Veranschaulichung stark vergrößert. In der Fig. 2 ist ein Abbildungselement dargestellt, bei welchem eine im wesentlichen lichtdurchlässige leitende Schicht 22 eine Elektrode des Elementes und eine dünne flexible leitende Metallschicht 24 eine weitere Elektrode aufweist. Es ist zu bemerken, daß das Abbildungselement weiterhin ein vorzugsweise lichtdurchlässiges Substrat für die leitende Schicht 22 aufweisen kann. Zwischen den Elektroden sind sandwichartig eine photoleitende Isolierschicht 26 und eine deformierbare bzw. verformbare Elastomerschicht angeordnet. Die Elektroden sind mit einer Potentialquelle 30 verbunden, die eine Gleichspannungsquelle, eine Wechselspannungsquelle oder eine Kombination davon sein kann. Es ist zu bemerken, daß das photoleitende Material in der Elastomerschicht 28 eingebaut sein kann, so daß dadurch die Notwendigkeit für die Schicht 26 entfällt. Das Abbildungselement weist weiterhin eine räumliche Farblicht-Hodulationseinrichtung 32 auf, welche im veranschaulichten Fall ein Drei-Farb-Gitter 33 hat, welches in einem lichtdurchlässigen Substrat 34 angeordnet ist, beispielsweise in Glas, wobei vorzugsweise eine Indexanpass-Flüssigkeitsschicht 36 und ein Faseroptikelement 38 vorhanden sind. Vorzugsweise kann auch eine lichtdurchlässige Schicht aus einer isolierenden Flüssigkeit wie beispielsweise Öl vorhanden sein (nicht dargestellt), die mit der freien Oberfläche der flexiblen leitenden Schicht 24 in Verbindung steht. Die isolierende Flüssigkeitsschicht erfüllt eine wesentliche Funktion, wenn sie einen Brechungsindex hat, welcher sich von demjenigen der Luft unterscheidet, weil ihr Vorhandensein über der flexiblen leitenden Schicht 24 dazu führt, daß Licht, welches sich von rechts von dem Element zur Auslesung des darin gebildeten Bildes ausbreitet, stärker moduliert wird, als dies der Fall wäre, wenn nur Luft vorhanden wäre. Die isolierende Flüssigkeitsschicht dient auch als Schutz für die flexible leitende Schicht

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24·, indem sie diese gegen eine Verunreinigung durch Staub oder ähnliches schützt, so daß eine besser konstante Umgebungsbedingung aufrechterhalten bleibt. Typischerweise ist eine (nicht dargestellte) Schutzschicht wie ein Abdeckglas über der isolierenden Flüssigkeit angeordnet, um sie an ihrer ordnungsgemäßen Stelle und frei von Verunreinigungen zu halten.

Viele Materialien derjenigen Art, welche für die Schichten 22, 24-, 26 und 28 nützlich sind, sind grundsätzlich bekannt (vgl. beispielsweise die US-Patentschrift 3 716 359), und deshalb erübrigt sich eine ausgiebige Diskussion solcher Materialien.

Das Faseroptikelement 38 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 typisch erweise Fasern im Bereich von etwa 3 Mikron bis etwa 20 Mikron im durchschnittlichen Durchmesser. Die Fasern können eine Eeihe 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 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 32 weist ein Drei-Farb-Gitter 33 auf, welches auf einem lichtdurchlässigen Substrat 34- aufgebracht ist. Das Farbgitter ist aus drei verschiedenfarbigen Sätzen von Streifen 33a, 33b und 33c mit verschiedenen WinkeIrichtungen gebildet, welche einander überlagert sind. Jeder verschiedenfarbige Satz von Streifen hat eine Periodizität, welche 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 33a magentarot sind, daß die horizontalen Streifen 33b cyanblau sind und daß die gelben Streifen 33c unter einem Winkel von 4-5° zu den magentaroten und den cyanblauen Streifen verlaufen. Für die Elastomerschichten, die typischerweise in Abbildungselementen 18 mit Gittern verwendet werden, wird eine Periodizität von 4-0 lp/mm oder 100 lp/mm verwendet.

Zwischen der räumlichen Farblicht-Modulationseinrichtung 32 und dem Faseroptikelement 38 ist vorzugsweise eine Indexanpass-Flüssigkeitsschicht 36 angeordnet. Die Schicht 36 beseitigt jeglichen Luftspalt, welcher AuflösungsVerluste 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 Substrateinrichtung 34- zu bringen. Demgemäß wird die Verwendung der Schicht 36 bevorzugt. Die Schicht 36 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 36 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) und

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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 36 zu dienen. Typische geeignete Flüssigkeiten sind "beispielsweise Alkohole, öle wie ein von der Firma Dow-Corning unter der Hr. 200 erhältliches

dielektrisches Fluid, Wasser, Seifen wie Glycerine und Indexanpass-Flüssigkeiten, welche von der Firma Cargille La"b._T Inc., Cedar Grove, Έ.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 33a, Gyanblau-Streifen 33b und gelbe Streifen 33c jeweils auf einem getrennten Faseroptikelement 38 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 Eontaktflächen 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 ausgebildet, 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 daS 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 AufIosung 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 26 und die Elastomerschicht 28 erzeugt, indem ein Potential von der Quelle 30 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 38 fokussiert. Das elektrische Feld induziert einen Fluß von Ladung in den Bereichen der photoleitenden Schicht 26,

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welche "belichtet sind, so daß auf diese Weise das 3PeId durch die Elastomerschicht 28 verändert wird. Die mechanische Kraft des elektrischen Feldes bringt die Elastomer schicht 28 dazu, daß sie sich in einem Muster deformiert, welches der räumlich modulierten Bildinformation entspricht. Die dünne leitende Schicht 24 ist ausreichend flexibel, um der Deformation der Elastomerschicht 28 zu folgen. Vie 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 in dem Abbildungselement 18 erzeugte Bild wird mit einer Beleuchtung ausgelesen, welche von der ausgedehnten Lichtquelle bzw. Flächenlichtquelle 40 geliefert wird. Die Beleuchtung geht durch die Kondensorlinsen 42 und 44 hindurch und geht anschliessend durch eine Öffnungsplatte 46, welche sie in eine Reihe von Punktquellen aufteilt. Die Beleuchtung wird dann durch eine Kollimatorlinse 48 auf das Abbildungselement 18 gerichtet. Eine Ausführungsform eines Elementes zur Umwandlung der Beleuchtung von einer ausgedehnten Lichtquelle 40 in eine Reihe von Punkt quellen ist in der Fig. 4 dargestellt. In der Fig. 4 ist ein Element dargestellt, welches ein lichtundurchlässiges Substrat 47 mit einer Tielzahl von öffnungen 50 aufweist, die eine beliebige Form haben können und gemäß der Darstellung beispielsweise kreisförmig, jedoch auch quadratisch usw. sein können. Zur Veranschaulichung ist eine Öffnungsplatte dargestellt, welche neun kreisförmige öffnungen aufweist. Es ist jedoch zu bemerken, daß eine beliebige Anzahl von Öffnungen in der Platte verwendet werden kann und daß die optimale Anzahl von öffnungen unter anderem von der Größe der ausgedehn-

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ten Lichtquelle abhängt. In dem Ausleseschema des gegenwärtig beschriebenen Bildreproduktionssystems wird ein Bild der Öffnungsplatte 46 in einer Ebene erzeugt, welche zwischen der Ausleselinse 52 und der projezierten Bildebene 64 liegt, in welche das reproduzierte optische Bild fokussiert wird. Typischerweise können für Abbildungselemente, welche eine räumliche Farbmodulationseinrichtung aufweisen, die Periodizitäten von 40 lp/mm und eine Ausleselinse mit einer Brennweite von etwa 7j5 cm (3") hat, die Öffnungen einen Durchmesser von etwa 3 mm (1/8") haben oder können Quadrate auf Zentren mit 8 mm (5/16") sein.

Das Licht, welches von dem Abbildungselement 18 reflektiert wird, wird durch die Ausleselinse 52 gesammelt und in der Brennebene der Linse 52 verarbeitet, wo ein Lichtfilterele— ment 54- angeordnet ist. Die Öffnungen in der Platte 46 werden in die Ebene des Filterelementes 54- abgebildet. Eine Ausführungsform des Lichtfilterelementes 54, welches in dem Farbabbildungssystem verwendet werden kann, ist in der Fig.5 dargestellt. Gemäß Fig. 5 weist das Lichtfilterelement 54· im veranschaulichten Ausführungsbeispiel rote FiIt er streif en 56» grüne FiIt er streif en 58, blaue Filterstreifen 60 und eine Hehrzahl von lichtundurchlä-^aigen Bereichen 62 auf. Die lichtundurchlässigen Bereiche 62 können auf das Lichtfilterelement 54 aufgebracht werden, .oder ausreichend lichtundurchlässige Bereiche können durch den kumulativen Effekt der roten, blauen und grünen Filterstreifen in überlappenden Bereichen geschützt werden. Wie oben bereits ausgeführt wurde, ist das Lichtfilterelement in der Brennebene der Ausleselinse 52 angeordnet. Die lichtundurchlässigen Bereiche 62 dienen dazu, das Licht der Ordnung ITuIl aufzuhalten, welches von der Oberfläche des Abbildungselementes 18 reflektiert wurde, d.h., dasjenige Licht, welches von den nichtdeformierten Bereichen (Hintergrund) des Abbildungselementes reflektiert wird. Demgemäß muß das Licht-

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filterelement 54 ebensoviele lichtundurchlässige Bereiche 62 haben wie öffnungen in der Öffnungsplatte 46 vorhanden sind. Die lichtundurchlässigen Bereiche sollten eine ausreichende Größe haben, um im wesentlichen das gesamte reflektierte Licht der Ordnung Null aufzufangen.

Das gebrochene Licht entlang einer gebrochenen Achse ist aus allen Farben des Lichtes zusammengesetzt, welche in der Auslesebeleuchtung vorhanden sind. Um somit eine Farbreproduktion des Originalbildes in der Bildebene 64 zu erzeugen, werden geeignete Lichtfilterstreifen in einer geeigneten Winkelausrichtung in bezug auf die Winkelausrichtung der verschiedenen Farbgitter (siehe Fig. 2) verwendet, welche dazu verwendet wurden, das Bild in dem Abbildungselement 18 zu erzeugen. Wo beispielsweise das Farbgitter in einer vertikalen Richtung angeordnet wurde, wird das in dem Element erzeugte Bild wegen der vertikalen Farbgitter ein horizontales Brechungsauslesemuster erzeugen. Ein Farbfilter, welches komplementär zu dem verwendeten vertikalen Farbgitter ist, ist quer über die horizontale Achse des Brechungsmusters angeordnet, welches durch das aufgezeichnete Bild geliefert wird, und zwar wegen des vertikalen Farbgitters, und es werden dadurch alle Wellenlängen aus der Auslesebeleuchtung entfernt, mit Ausnahme derjenigen, welche der Farbe des Filters entsprechen, so daß der entsprechende geeignete Farbinhalt des Originals in der Abbildungsebene 64 vorhanden ist. Beispielsweise enthält in der anhand der Fig.2 beschriebenen Aixsführungsform das vertikal ausgerichtete Farbgitter Magentarot-Streifen 33a. Ein Bild, welches dem Grün-Inhalt des Originalbildes entspricht, wird durch das Abbildungselement aufgezeichnet, weil die Magentarot-Streifen grün absorbieren und das übrige Licht hindurchlassen. Deshalb gestatten die grünen Filterstreifen 58, welche in der horizontalen Richtung angeordnet sind, daß der grüne Farbinhalt des Originalbildes in die Bildebene 64 gelangt. In ähnlicher Weise wird ein Bild, welches dem roten Farbinhalt des Originals entspricht, auf dem Abbildungselement aufgezeichnet, weil die horizontal ange-

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ordneten Cyanblau- Gitter streif en 33b und die roten Filterstreifen 56, welche vertikal angeordnet sind, den roten Farbinhalt des Originalbildes in die Bildebene 64 gelangen lassen. Schließlich wird ein Bild, welches dem Blaugehalt des Originalbildes entspricht, auf dem Abbildungselement aufgezeichnet, weil die gelben Gitterstreifen 33c und die blauen PiIterstreifen, welche in der entsprechenden geeigneten Richtung angeordnet sind, den blauen Farbinhalt des Originalbildes in die Abbildungsebene bzw. Bildebene 64 gelangen lassen. Somit entsteht in der Bildebene 64 eine volle Farbreproduktion des Farblichtbildes 16.

Es ist ersichtlich, daß in den Reihen der Filterstreifen, welche das Lichtfilterelement 54 aufweist, ein Zwischenraum zwischen jedem Filterstreifen jeder Reihe vorhanden ist. Der Zwischenraum zwischen den Filterstreifen ist eine Funktion der Brennweite der Ausleselinse, der Periodizität der Farbgitter, welche verwendet werden, um die verschiedenen Farbinhalte des Originalbildes auf dem Abbildungselement abzubilden, der Größe der Öffnungen in dem. Element, welches die Beleuchtung von einer ausgedehnten Lichtquelle in eine Mehrzahl von Punktquellen umformt, der Winkelbe Ziehung des letztgenannten Elementes zu seiner optischen Achse und der Beziehung zwischen den zwei optischen Achsen, welche in dem Farbbild-Reproduktionssystem eine Rolle spielen. Die Anzahl der Filterstreifen in jeder Reihe steht in Beziehung zu der Winkelrichtung dieser Reihe, wie es aus der Fig. 5 ersichtlich ist.

In der veranschaulichten Ausführungsform ist das projizierte volle Farbbild eine Farbreproduktion des Originalbildes, d.h., rote Bereiche des Originals erscheinen in dem projezierten Bild rot, usw.. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Farbreproduktionssystem gemäß der Erfindung auch in anderen Ausführungsforraen realisiert werden kann, und zwar beispielsweise dort, wo eine Quasi-Farbnegativ-Reproduktion aus einem positiven Farboriginalbild hergestellt wird oder wo eine Quasi-Farbpositiv-

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Reproduktion aus einem negativen Farboriginalbild hergestellt · wird. Mit dem Ausdruck "Quasi-Farbnegativ" oder "Quasi-Farbpositiv" ist gemeint, daß das reproduzierte Bild komplementäre Farben für alle entsprechenden Farbbereiche des Originals hat, mit der Ausnahme solcher Bereiche des Originals, die schwarz, weiß oder grau sind, wobei in diesem Fall das reproduzierte Bild dieselbe Farbe hat wie die entsprechenden Bereiche des Originals. Beispielsweise erscheint ein weißer Bereich auf dem Original in dem reproduzierten Bild ebenfalls weiß, usw.. Wenn daher Cyanblau-, Magentarot- und Gelb-Filter mit denselben Farbabstufungen bzw. Farbgittern verwendet werden, kann ein Farbpositiv-Quasi-Farbnegativ- oder ein Farbnegativ-Quasi-Farbpositiv-Abbildungssystem geschaffen werden. Es sei auch 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 wurde.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das abgebildete Element in "Übertragung ausgelesen wird. Das Abbildungselement 66 kann einen herkömmlichen photographischen Schwarz-Weiß-Film aufweisen. Das Abbildungselement 66 kann mit einem Original-Mehrfarben-Bild über ein Filteroptikelement belichtet werden, welches ein komplexes Farbgitter hat, wie es oben im einzelnen erläutert wurde. Das Faseroptikelement ist benachbart zu der Filmemulsion angeordnet, wobei die Schicht der Indexanpass-Flüssigkeit dazwischen liegt. In einer anderen Ausführungsform kann ein Farbgitter in Berührung mit der Emulsionsschicht eines Original-Lichtbildes angeordnet sein, und ein Bild der Kombination kann auf das Abbildungselement fokussiert werden, wobei in diesem Fall das Faseroptikelement nicht notwendig

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ist. Der Film wird dann in normaler Weise entwickelt, d.h. der entwickelte Film erscheint dunkel, wo er vom Licht getroffen wurde. In dem !Film sind die Bilder, welche den verschiedenen Farbinhalten des Originalbildes entsprechen, unter verschiedenen WinkeIrichtungen angeordnet, wie es oben erläutert wurde. Die Bilder werden in dem Film in der Form von Diffraktionsgittern bzw. Brechungsgittern gespeichert, deren Dichten proportional zu der Belichtung sind. Der entwickelte Film wird dann in dem in der Fig. 6 beschriebenen Auslesesystem angeordnet. Die lichtundurchlässigen Flecken des Lichtfilterelementes 54-dienen dazu, das Licht der Ordnung ITuIl aufzuhalten, welches von dem abgebildeten Element 66 übertragen wird, d.h., das nichtgebrochene Licht, und die verschieden gefärbten Filterstreifen sind an der entsprechenden Stelle angeordnet, um eine Reproduktion des Originalbildes in der Ausgangsbildebene 64 zu erzeugen. Wenn es erwünscht ist, eine Bildreproduktion herzustellen, welche eine Farbreproduktion des Originalbildes darstellt, müssen Filter der komplementären Farbe der Farbgitter verwendet werden. Wenn beispielsweise der Film durch ein Farbgitter belichtet wurde, welches cyanblaue, magentarote und gelbe Sätze von Streifen aufweist, dann muß die Auslesebeleuchtung durch rote, grüne und blaue Filterstreifen hindurchgeführt werden, um das Ergebnis zu erreichen.

Der belichtete Film kann auch im Umkehrverfahren entwickelt werden, d.h., der entwickelte Film erscheint in den nichtbelichteten Bereichen dunkel, und es werden ähnliche Ergebnisse wie in der oben beschriebenen Ausführungsform erreicht, wenn der Film in normaler Weise entwickelt wird. Es sei auch darauf hingewiesen, daß es in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 möglich ist, eine farbpositive-gaasi-farbnegative oder eine farbnegative-quasi-farbpositive Bildreproduktion zu erreichen, und zwar durch entsprechende Auswahl geeigneter Farbgitter und entsprechender Farbfilter.

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Es sei "bemerkt, daß ein "beliebiges lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial, welches auf Wellenlängen des Lichtes in wenigstens zwei verschiedenen Farbbereichen des sichtbaren Spektrums anspricht, oder ein panchromatisches lichtempfindliches Aufzeichnungsmaterial als Abbildungselement in dem in der Fig.3 veranschaulichten Farbbild-Reproduktionssystem verwendet werden kann. Beispielsweise kann ein Abbildungselement verwendet werden, welches eine im wesentlichen lichtdurchlässige photoleitende Schicht enthält, beispielsweise eine 5-6 Mikron dicke Schicht aus Poly-n-vinylcarbazol, welches mit 2,4-,7-Dinitro-9-fluorenon synthetisiert ist, aufgebracht auf ein lichtdurchlässiges leitendes Substrat, und zwar elektrisch geladen, beispielsweise mit einer Korona-Ladeeinrichtung, mit einem Faseroptikelement in Berührung gebracht, welches ein Farbgitter aufwefet, und durch ein Faseroptikelement einem mehrfarbigen Originalbild ausgesetzt. Das Bildmuster, welches auf der Oberfläche des Abbildungselementes erzeugt wird, kann dann mit einem elektroskopischen Markierungsmaterial nach einer beliebigen elektrophotographischen Entwicklungstechnik entwickelt werden, um Bilder in der Form von Gittern mit verschiedenen Winkelrichtungen herzustellen. Das abgebildete Element könnte dann in dem System der Fig. 6 verwendet werden.

Zu anderen Abbildungselementen, welche in dem System nach Fig.1 verwendet werden könnten, gehören solche, bei welchen das aktive Element eine Schicht aus einem ferroelektrischen keramischen Material enthält. Solche Abbildungselemente können im allgemeinen ähnlich aufgebaut sein wie das in der Fig. 2 veranschaulichte Element, mit der Ausnahme, daß die Elastomer schicht durch eine Schicht aus einem geeigneten f erroelektrischen Material wie einem piezoelektrischen Material ersetzt ist. Eine genauere Beschreibung des für ein solches Abbildungselement zweckmäßigen piezoelektrischen Materials wird in einem Artikel mit dem Titel "Reflective-Mode Ferroelectric-Photoconductor Image Storage and Display Devices" gegeben, welcher in der Zeitschrift Applied Physics Letters, Band 23, Ur. 2, 15· Juli 1973, ersehenen ist.

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Andere Typen von Abbildungselementen, welche verwendet werden können, sind erhabene und vertiefte Deformations-Abbildungselemente bzw. Verformungs-Abbildungselemente. Ein typisches erhabenes oder vertieftes Abbildungselement weist eine Schicht mit einer Oberfläche aus einem daformierbaren Material wie einem thermoplastischen Harz auf, welches über einer photoleiten den isolierenden Schicht angeordnet ist, die ihrerseits auf einem leitenden lichtdurchlässigen Substrat aufgebracht ist. Wiederum ist zu bemerken, daß ein beliebiges Abbildungs element, welches dazu in der Lage ist, als Eingangsinformation ein auf einem Schirm abgebildetes Farbbild zu verarbeiten, verwendet werden kann.

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

- Patentansprüche -.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ί 1 J Farbbild-Reproduktionssystem, dadurch gekenna eichn e t , daß entlang einem optischen Weg eine ausgedehnte Lichtquelle (10) vorgesehen ist, daß weiterhin eine Einrichtung (46) vorhanden ist, welche dazu dient, eine Vielzahl von Punktlichtquellen zu erzeugen, daß weiterhin eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu dient, Bilder der Punktlichtquellen in eine Abb ildungs ebene zu projizieren, daß weiterhin ein Abbildungselement (18) vorgesehen ist, welches dazu in der Lage ist, zur gleichen Zeit unter verschiedenen Winkelrichtungen wenigstens zwei Bilder zu erzeugen, welche jeweils dem Farbinhalt von wenigstens zwei verschiedenen Farben eines mehrfarbigen Originalbildes entsprechen, daß weiterhin eine Licht filter einrichtung (54) vorhanden ist, welche in selektiver Weise lichtdurchlässige und im wesentlichen lichtundurchlässige Abschnitte aufweist, welche in der Bildebene der Einrichtung (46) zur Erzeugung einer Mehrzahl von Punktlichtquellen angeordnet sind, um in selektiver Weise den Farbinhalt eines mehrfarbigen Originalbildes auf eine Ausgangsbildebene (64) zu übertragen, wobei der Färbinhalt den durch das Abbildungselement (18) aufgezeichneten Bildern entspricht und wobei die Bilder der Punktlichtquellen mit den im wesentlichen lichtundurchlässigen Abschnitten in Deckung sind.

   2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (18) einen photographischen Schwarz-Weiß-Film aufweist.

   3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Abbildungselement (18) eine im wesentlichen lichtdurchlässige erste Elektrode (22) aufweist, die eine Schicht (26) aus einem photoleitenden isolierenden Material hat, welche eine Schicht (28) aus einem elastomeren Material trägt, welches

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   eine flexible, leitende, metallische zweite Elektrode (24) aufweist, und daß eine Einrichtung (30) vorgesehen ist, welche dazu dient, ein elektrisches Feld an das Element anzulegen, welches mit den Elektroden gekoppelt ist.

   System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,! daß das Abbildungselement über der zweiten Elektrode eine Schicht aus einer durchsichtigen, isolierenden Flüssigkeit aufweist. >

   5· System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungselement (18) weiterhin ein Faseroptikelement (38) aufweist, welches eine Vielzahl von Lichtleitfasern hat, die seitlich nebeneinander angeordnet und derart miteinander verbunden sind, daß entsprechende gegenüberliegende Enden der Fasern in der Weise zusammenarbeiten, daß eine erste und eine zweite Fläche gebildet wird, wobei eine der Flächen benachbart zu der Oberfläche der ersten Elektrode (22) gegenüber von dem Element angeordnet ist, welches die photoleitende Schicht trägt.

   6. System nach Anspruch 5, dadurch -gekennzeichn e t , daß das Abbildungselement (18) weiterhin auf der Fläche des Faseroptikelementes (38) gegenüber von derjenigen Fläche, welche zu der ersten Elektrode (22) benachbart ist, eine räumliche Farblicht-Modulationseinrichtung (32) aufweist, die wenigstens zwei verschiedenfarbige Sätze von Streifen hat, welche unter verschiedenen Winkelrichtungen angeordnet sind, unddaß jeder verschiedene Satz von Streifen alternierende Streifen von gefärbten Bereichen und lichtübertragenden Bereichen aufweist.

   7· System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Farblicht-Modulationseinrichtung (32) drei verschieden gefärbte Sätze von Streifen (33a» 33b, 33c) aufweist.

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