DE2744355A1

DE2744355A1 - Verfahren zum ablenken und modulieren eines lichtstrahles und scanner fuer licht, das sich aus mehreren diskreten wellenlaengen zusammensetzt

Info

Publication number: DE2744355A1
Application number: DE19772744355
Authority: DE
Inventors: James Carl Owens
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1977-10-01
Publication date: 1978-04-06
Also published as: FR2367299A1; JPS5345539A; GB1540535A; CA1096670A; US4112461A; FR2367299B1

Description

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Eastman Kodak Company Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Verfahren zum Ablenken und Modulieren eines Lichtstrahles und Scanner für Licht, das sich aus mehreren diskreten Wellenlängen zusammensetzt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablenken und Modulieren eines Lichtstrahles, der sich aus mehreren diskreten Wellenlängen zusammensetzt. Die Erfindung betrifft auch einen Scanner für Licht dieser Art zur Verwendung in einem Gerät zum Erzeugen eines mehrfarbigen Bildes.

Auf dem Gebiet der Bilderzeugung sind Beugungs-Deflektoren und Beugungs-Modulatoren besonders wichtig geworden. Insbesondere akustooptischen Einrichtungen wurde zunehmend mehr Aufmerksamkeit geschenkt, da sie in der Lage sind, mit hoher Geschwindigkeit und ohne Verwendung bewegbarer mechanischer Teile Licht zu steuern. Korpel und seine Mitautoren beschreiben in "Proceedings of the IEEE", Band 54, Nr. 10, Oktober 1966 ein System mit einfarbiger Fernsehwiedergabe, welches einen akustooptischen Modulator für die Intensitätsinformation und einen akustooptischen Deflektor für die Horizontalablenkung benutzt.

Watson und seine Mitautoren haben in "Applied Optics", Band 9, Nr. 5, Mai 1970 gezeigt, daß sich die Anordnung von Korpel u. a. auch zur Farbwiedergabe anpassen läßt. Dabei erkennen Watson u. a. an, daß zur Bereitstellung der drei Primärfarben eine Verwendung von drei der bei Korpel beschriebenen Anordnungen allein

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nicht genügt, da Licht unterschiedlicher Farbe durch Gitter derselben, durch die Frequen^bedingten Gitterkonstante unterschiedlich abgelenkt werden. Um dieses Problem zu beseitigen, sehen Watson u. a. einen Modulator und einen Scanner für jede Farbe vor. Dabei verwenden sie zum Ausgleich für die unterschiedliche Ablenkung der verschiedenen Farben achromatisierende optische Einrichtungen, wie beispielsweise Prismen, welche die Ablenkung der Farben mit kürzerer Wellenlänge, also der blauen und grünen Farbe, vergrößern. Nach dieser Vergrößerung vereinigen Watson und seine Mitautoren die drei Farben wiederum in einem Lichtstrahl.

Die von Watson und Mitautoren beschriebene Anordnung ist in der Theorie durchführbar. Sie hat jedoch in der Praxis Anwendungsprobleme. Beispielsweise ist die Verwendung getrennter Scanner sehr teuer. Des weiteren sind achromatisierende optische Einrichtungen teuer und ihre mechanische Justierung ist kritisch. Es ist deshalb schwierig, eine Konvergenz der drei Farbbilder aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus beträgt die Einfügungsdämpfung bis zu 12dB, da in der Anordnung von Watson u. a. eine große Zahl an optischen Oberflächen vorhanden ist.

Die Anordnung von Watson und Mitautoren hat noch ein weiteres Problem: es ist allgemein bekannt, daß Licht aus einem akustooptischen Deflektor mit maximaler Stärke nur dann austritt, wenn der Einfallswinkel des Lichts dem Bragg¹sehen Winkel entspricht, welcher eine Funktion der Wellenlänge des Lichts, der Frequenz der akustischen Welle und der Geschwindigkeit der akustischen Welle ist. Jegliche Abweichung von einem dieser Parameter ohne entsprechende ausgleichende Abweichung eines anderen Parameters bewirkt einen Intensitätsschwund für das aus dem akustooptischen Deflektor austretende Licht. Wird beispielsweise die Frequenz der akustischen Weile verändert, dann entspricht der Eintrittswinkel nicht mehr länger dem Bragg'sehen Winkel und

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die Intensität des austretenden Lichts ist vermindert. Im allgemeinen kann ein Intensitätsschwund des Lichts in der Größenordnung von 3dB hingenommen werden. Die oberen bzw. unteren akustischen Frequenzgrenzen, bei denen die Intensität des Lichts um 3dB vermindert ist, werden die oberen bzw. unteren 3dB Beugungswirkungsgrad-Punkte genannt. Ganz allgemein werden die Punkte, an denen ein bestimmter, vorgegebener Intensitätsschwund des Lichts auftritt, die oberen bzw. unteren Beugungswirkungsgrad-Punkte für diesen vorgegebenen Betrag an Lichtintensitätsschwund genannt.

In den meisten Anwendungsfällen muß der durch die Ablenkung verursachte Lichtintensitätsschwund innerhalb der vorgegebenen Grenzen gehalten werden. Dies bedeutet, daß die Veränderung der akustischen Frequenz zwischen den oberen und unteren Beugungswirkungsgrad-Punkten liegen muß. Die Beugungswirkungsgrad-Punkte sind jedoch für Licht unterschiedlicher optischer Wellenlänge verschieden. In einer bestimmten akustooptischen Deflektorzelle hat rotes Licht beispielsweise einen oberen Beugungswirkungsgrad-Punkt von 256 MHz, während blaues Licht einen oberen Beugungswirkungsgrad-Punkt von 307 MHz hat. Wenn nun an der Deflektorzelle eine Frequenz von 307 MHz liegt, während rotes Licht gesteuert wird, wird der obere Beugungswirkungsgrad-Punkt offensichtlich überschritten, was zu einem unannehmbaren Intensitätsschwund des Lichtes führt.

Da Watson und seine Mitautoren dasselbe Signal an jede der akustooptischen Deflektorzellen anlegen, ist die Ausnutzung der vollen Bandbreite zwischen den oberen und unteren Beugungswirkungsgrad-Punkten, d. h. der Beugungswirkungsgrad-Bandbreite, für keine der drei akustooptischen Deflektorzellen möglich. Wird die volle Beugungswirkungsgrad-Bandbreite für irgendeine Zelle an eine akustooptische Deflektorzelle angelegt, welche Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge steuert, dann wird zumindest einer der Beugungswirkungsgrad-Punkte dieser Zelle über-

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schritten, wodurch ein Intensitätsschwund des aus der Deflektorzelle austretenden Lichts in einer den vorgegebenen Wert überschreitenden Größe auftritt. Soll demzufolge der Lichtintensitätsschwund für alle Farben innerhalb der vorgegebenen Grenzen bleiben, dann kann keine der akustooptischen Ueflektorzellen in ihrer Kapazität vollständig ausgenutzt werden. Lediglich der für alle drei Farben gemeinsame Teil der ßeugungswirkungsgradßandbreite läßt sich ausnutzen. Hieraus folgt, daß das von Watson und Mitautoren beschriebene System einen geringeren Abtastbereich zur Verfügung stellt als erwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtasten und Modulieren eines Lichtstrahles zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Verfahren nicht aufweist.

Diese Aufgabe ist für ein Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man den Lichtstrahl durch Beugung des Lichts ablenkt, den Grad der Beugung zeitlich derart verändert, daß diskrete Wellenlängen des Lichtstrahls mit Ablenkgeschwindigkeiten abgetastet werden, die für die diskreten Wellenlängen verschieden sind, die Intensität eines jeden Lichtstrahls einer diskreten Wellenlänge moduliert und für jeden Lichtstrahl einer diskreten Wellenlänge getrennt die Modulation des Lichts abgestimmt auf die jeweilige Ablenkposition innerhalb des Ablenkbereichs dieser Wellenlänge durchführt. Hierdurch wird erreicht, daß eine optisch aufwendige, in ihrer Justierung kritische Korrektur für die unterschiedlichen Abtastgeschwindigkeiten mittels optischer Einrichtungen entfallen kann.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, einen Scanner der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher ohne achromatisierende optische Einrichtungen auskommt.

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Diese Aufgabe ist ausgehend von einem Scanner der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch eine Ablenkvorrichtung zum Ablenken des Lichts, wobei die Ablenkgeschwindigkeit für die diskreten Wellenlängen des Lichts verschieden ist, eine Modulationseinrichtung zur Modulation der Lichtintensität eines jeden Lichtstrahls der diskreten Wellenlängen in Abhängigkeit von Modulationsinformationen, die der im mehrfarbigen Bild erwünschten Verteilung entsprechen, und eine Synchronisiereinrichtung, die für jede diskrete Wellenlänge des Lichts getrennt der Modulationseinrichtung die der jeweiligen Position des abgelenkten Lichts zugehörige Modulationsinformation zuordnet. Durch die Verwendung der Synchronisiereinrichtung können baulich besonders aufwendige, teure und schwer zu justierende achromatisierende optische Einrichtungen entfallen, die bei den bekannten Scannern zur Korrektur der unterschiedlichen Ablenkgeschwindigkeiten erforderlich sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scanners ist vorgesehen, daß der Ablenkwinkel der Ablenkeinrichtung für alle Farben des Lichts gleich groß und durch die volle Beugungswirkungsgrad-Bandbreite für die Farbe mit der kürzesten Wellenlänge unter Inkaufnahme eines vertretbaren Lichtintensitätsschwundes für diese Farbe bestimmt ist. Damit läßt sich mehr als nur die gemeinsame Bandbreite für alle drei Farben ausnutzen. Die Tatsache, daß hierbei zur Erzeugung eines Farbbildes Licht der einen Wellenlänge einen bestimmten Punkt eines Bildes zu einem anderen Zeitpunkt erreicht als Licht einer anderen Wellenlänge, ist hierbei unbeachtlich, da das Licht dieser Wellenlänge für diesen bestimmten Bildpunkt in korrekter Weise moduliert ist. Bei einer Bildschirmwiedergabe nimmt das menschliche Auge die Integration vor, während im Falle von lichtempfindlichem Material das Material selbst die Integration vornimmt.

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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungs form eines Scanners gemäß der Erfindung ist als Modulationseinrichtung ein einziger akustooptischer Modulator vorgesehen, mittels dessen die Intensität einer jeden diskreten Wellenlänge des hindurchfallenden Lichts unabhängig voneinander steuerbar ist.

Weitere bevorzugte Ausführungs formen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer akustooptischen Deflektorzelle;

Fig. 2 je ein Diagramm, in welchem die Ausgangswinkel von und 3 Lichtstrahlen über der akustischen Ablenkfrequenz eines Deflektors aufgetragen sind;

Fig. 4a je ein Diagramm, in welchem der Verlauf der akusti- und 4b sehen Ablenkfrequenz eines Deflektors über der Zeit aufgetragen ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Scanners gemäß der Erfindung zur Verwendung in einem Gerät zum Erzeugen eines mehrfarbigen Bildes;

Fig. 6 ein Diagramm, in welchem für Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbe die Zeitdauer vom Beginn bis zum Ende des Abtastvorganges dargestellt ist;

Fig. 7 ein vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung eines ersten Ausführungsbei-

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spiels einer Synchronisiereinrichtung des Scanners gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ein vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung für ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Synchronisiereinrichtung des Scanners gemäß der Erfindung;

Fig. 9 ein vereinfacht dargestelltes Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung für eine weitere Ausführungsform einer Synchronisiereinrichtung des Scanners gemäß der Erfindung und

Fig. 10 ein Diagramm, in welchem die Position des Lichtstrahles über der Zeit aufgetragen ist.

Nachfolgend sind mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Scanners beschrieben, welcher vorzugsweise in einem Gerät zum Erzeugen eines mehrfarbigen Bildes Verwendung finden soll. Bei den verschiedensten Anwendungen ist es dabei tatsächlich nicht notwendig, daß die gebeugten Lichtstrahlen unterschiedlicher Farbe zu jedem Zeitpunkt zur Deckung gebracht werden müssen. Es genügt vielmehr, daß diese Lichtstrahlen denselben Bereich abtasten. Auf dem photographischen Uebiet und ähnlichen Anwendungsgebieten, beispielsweise, soll ein Bild auf einem lichtempfindlichen Material aufgezeichnet oder mittels eines Übertragungsprozesses von einem lichtempfindlichen Träger auf ein nicht lichtempfindliches Empfangsmaterial übertragen werden. In diesem Fall integriert das lichtempfindliche Material die durch die verschiedenen Lichtstrahlen bewirkte Belichtung. Eine andere Anwendung liegt auf dem Gebiet der Wiedergabe mit hoher Bildfrequenz, wie beispielsweise beim Fernsehen, bei welchem die Bildfrequenz höher ist als die größte Flackerfrequenz, auf die das Auge anspricht. In diesem Falle führt das Auge die Integration aus.

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Es ist aus der US-Patentschrift 3 869 197 bekannt, daß der Bereich der Winkeltoleranz der Bragg'sehen Beugung durch die Bedingung ί 0,443 (ν / f χ 1) begrenzt wird. Dabei ist mit ν die akustische Geschwindigkeit, mit £ die akustische Frequenz und mit 1 die optische Weglänge durch die akustische Welle bezeichnet. Diese Bedingung ist unabhängig von der optischen Wellenlänge, obgleich der Frequenzbereich, welcher diesen Bereich von Ausgangswinkeln ergibt, von der Wellenlänge abhängt, da der gesamte Beugungswinkel der Bedingung λ χ £ / ν genügt, wobei mit λ die Wellenlänge des benutzten Lichts bezeichnet ist. Demzufolge ist der Ausgangswinkelbereich für jede Wellenlänge nahezu identisch, wenn die gesamte 3-dB Beugungswirkungsgrad-Bandbreite für jede Wellenlänge ausgenutzt werden kann. Wenn, was normalerweise der Fall ist, das Licht gut kollimiert ist, dann beträgt der Bereich der Beugungswinkel einfach das Doppelte der 3-dB Winkelbandbreite des akustischen Strahlm^diagramms der in der US-Patentschrift dargestellten Wandleranordnung. Würde man die verschiedenen Wellenlängen des optischen Strahls unter demselben Winkel einfallen lassen und wäre das akustische Strahlungsdiagramm unabhängig von der Frequenz, dann wäre der Ausgangswinkel-Ablenkbereich unabhängig von der Wellenlänge. In der Praxis stimmen diese Bereiche natürlich nicht genau überein, da selbst bei Verwendung desselben Einfallswinkels für alle Wellenlängen das Wandler-Strahlungsdiagramm nicht unabhängig von der Frequenz ist, was sich in den Gleichungen der US-Patentschrift 3 869 197 zeigt und was auch in dem Artikel "High-Resolution Acousto-Optical Deflector" von V.l. Balakshiy und Mitautoren in "Radio Engineering and Electronic Physics", Band 15, Nr. 11, 1970, Seiten 2065-2071 diskutiert wird. Des weiteren müssen die Steuerung des Strahls, wie beispielsweise in US-Patentschrift 3 759 603 gezeigt, und einfache Beugungsüberlegungen mit einbezogen werden. Dennoch sind die ausnutzbaren Bereiche nahezu dieselben, wenn für jede Wellenlänge die vollständige 3-dB Beugungswirkungsgrad-Bandbreite benutzt wird.

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In Fig. 2 ist ein Diagramm der Ausgangswinkel einer in Fig. 1 dargestellten akustooptischen Zelle, bezogen auf eine akustische Frequenz für den roten, grünen und blauen Strahl von 0,647/*. m bzw. 0,52I₇Am bzw. O,476y*m, gezeigt. Die nicht unterbrochenen Linien geben die Ausgangswinkelbereiche entsprechend der maximalen gemeinsamen Bandbreite, d. h. 141 MHz bis 256 MHz, für die drei Farben an, während die unterbrochen gezeichneten Verlängerungen dieser Linien den für jede Farbe zur Verfügung stehenden zusätzlichen Ablenkwinkelbereich angeben, wenn die gesamte 3-dB Beugungswirkungsgrad-Bandbreite für diese Farbe zur Anwendung käme.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß der kleinste Winkelbereich, nämlich 5,5 mrad. bis 27,2 mrad. für den blauen Strahl zur Verfügung steht. Auf diesen Bereich können die roten und grünen Strahlen abgestimmt werden, wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, die akustische Frequenz einen Bereich von 130 MHz bis 307 MHz durchläuft und jeder Farbstrahl lediglich während folgender Frequenzbereiche aktiviert wird:

Farbe Frequenzbereich ^f

Rot 130 MHz bis 252 MHz 122 MHz

Grün 139 MHz bis 290 MHz 151 MHz

Blau 141 MHz bis 307 MHz 166 MHz

Wenn demzufolge die akustischen Wandler über einen Frequenzbereich von 130 MHz bis 307 MHz betrieben werden, dann sind keine äußeren achromatisierenden optischen Elemente erforderlich, selbst wenn der Frequenzbereich über die größte gemeinsame Bandbreite von 141 MHz bis 256 MHz für die drei Farben ausgedehnt worden ist. Da die drei Strahlen jedoch denselben Winkelbereich mit jeweils unterschiedlicher Geschwindigkeit durchlaufen, müssen jeder Farbe zum jeweils richtigen Zeitpunkt während des Ablenkvorganges die dazu gehörende Intensitätsmodulationsinformation

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aufgeprägt werden. Dieser Lösungsansatz wird nachfolgend ausführlich beschrieben.

Die Zahl der auflösbaren Bildpunkte längs einer Bildzeile hängt von der Beleuchtungsverteilung an der Lichtbegrenzungsöffnung des optischen Systems, von den für die Bildpunkttrennung gültigen Kriterien und von dem oben erwähnten Zeit - Bandbreite Produkt der Deflektorzelle ab. Die Zahl N der auflösbaren Bildpunkte, d. h. die Auflösung, kann dargestellt werden als

_N „ Γ*

1 ,16

wobei mit C diejenige Zeit bezeichnet ist, die eine akustische Wellenfront benötigt, um durch den optischen Strahl zu laufen, und wobei mit Af- die Bandbreite bezeichnet ist. Werden für jede Wellenlänge die in Fig. 3 dargestellten vollen Frequenzbereiche benutzt und beträgt die Durchgangs zeit C 1 3,8 y**sec ., dabei handelt es sich um die Durchgangs zeit einer 50 mm Apertur für Bleimolybdat, dann betragen die Bandbreite, das Zeit - Bandbreite - Produkt und die Zahl der Bildpunkte für jede Farbe:

Rot	122 MHz	1684	1451
Grün	151 MHz	2084	1796
Blau	166 MHz	2291	1975

Man beachte, daß die Zahl N für die verschiedenen Farben verschieden ist. Die Auflösung kann durch Reduzieren der Größe des grünen und blauen Strahls ausgeglichen werden, wodurch sich ihre entsprechenden Werte von 2" zum Ausgleich der drei Zeit - Bandbreite - Produkte ebenfalls reduzieren. Für eine im sichtbaren Bereich des Lichts arbeitende Wiedergabe ist die Auflösung für das grüne Licht häufig am wichtigsten und es kann dabei ohne

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Belang sein, daß die roten und blauen Bildpunkte in ihrer Größe geringfügig voneinander abweichen.

Ein zusätzlicher Vorteil des hier beschriebenen Systems läßt sich folgendermaßen erklären. Ein gewisser Betrag an der oben errechneten Auflösung geht verloren, selbst wenn lediglich Licht einer Wellenlänge abgelenkt wird. Wird die akustische Ablenkfrequenz über die Zeit sägezahnartig linear durchlaufen, dann steht nicht die gesamte Durchlaufzeit für eine ausnutzbare Ausgangsinformation zur Verfügung. Dies ist in den Fig. 4a und 4b dargestellt. In Fig. 4a ist ein typischer sägezahnartiger Verlauf der Frequenz über der Zeit gezeigt; dieser Verlauf bestimmt die Frequenzveränderungen des Signals, welches die Deflektorzelle ansteuert. Die effektive Frequenz zu jedem Zeitpunkt, welche die mittlere oder durchschnittliche Position des Bildpunktes bestimmt, ist durch die akustische Wellenfrequenz gemittelt über der Deflektoröffnung gegeben. In Fig. 4b verändert sich die Frequenz der akustischen Welle in der Durchtrittsöffnung der Deflektorzelle während des Zeitabschnitts F₁ wenn der Abtastvorgang von neuem beginnt nicht linear mit der Position über die Durchtrittsöffnung; ein Teil der Durchtrittsöffnung liegt vielmehr im Bereich einer akustischen Welle mit hoher Frequenz, während ein anderer Teil im Bereich einer akustischen Welle mit geringer Frequenz liegt. Demzufolge treten am Ausgang zwei Bildpunkte auf, wobei jeder schwächer und größer als der einzige Bildpunkt während des zentralen Teils des Ablenkvorganges ist. Der ausnützbare Teil des Ablenkbereiches ist demnach von der Dauer T - Γ , wobei mit T die Ablenkzeit bezeichnet ist. Aufgrund dieses Verlustes wird das ausnutzbare Zeit - Bandbreite - Produkt um den Faktor (1- Γ/Τ) verringert. Bei der Verwendung mehrerer Farben und der Beschränkung auf die gemeinsame Bandbreite, trifft dieser Verlustfaktor für sämtliche Farben zu.

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Bei dem hier beschriebenen Verfahren unter Verwendung mehrerer Farben und eines größeren Gesamtfrequenzbereichs, von dem für jede Farbe ein anderer Frequenzabschnitt zur Anwendung kommt, ändert sich prinzipiell nichts, die Verluste sind jedoch für jede Farbe verschieden. Wie zuvor ist zum Beginn des Frequenzdurchlaufs ein Zeitintervall der Länge T nicht ausnutzbar. Setzt man das Zeitintervall, nach welchem die i-te Farbwiedergabe beginnt mit cT t ■ an und die Zeit, während der die Farbe wiedergegeben wird mit T., dann beträgt der Verminderungs faktor für das Zeit - Bandbreite - Produkt für diese Farbe

1 - (T-^t₁)ZT₁ wenn ^^^ 0 wenn <3t. >

Für rotes Licht geht beispielsweise das gesamte Zeitintervall T" verloren. Für Licht blauer Farbe, dessen Wiedergabe zum Zeitpunkt <Tt, später beginnt, geht lediglich das Zeitintervall ( ~- ^t₃) verloren.

Da die roten, grünen und blauen Bildpunkte mit unterschiedlicher Geschwindigkeit wiedergegeben werden, muß die Information für jede Farbe innerhalb einer Bildzeile dieser Farbe mittels eines Modulators mit der dazugehörigen Geschwindigkeit und zum vorgegebenen Zeitpunkt während des Ablenkvorganges aufgeprägt werden. Beispielsweise ist der zum Ablenken des blauen Lichts erforderliche Frequenzbereich größer als der für rotes oder grünes Licht, was in Fig. 3 dargestellt ist. Demzufolge benötigt der blaue Punkt zur Beendigung eines vollständigen Ablenkvorganges eine längere Zeit, wobei die Information dem blauen Strahl mit geringerer Geschwindigkeit als für die roten oder grünen Strahlen aufgeprägt werden muß.

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In Fig. 5 ist eine schematische Anordnung eines Scanners für ein Gerät zum Erzeugen eines mehrfarbigen Bildes dargestellt. Mit der Bezugs zahl 1 ist eine Lichtquelle bezeichnet, bei der es sich beispielsweise um einen Laser handeln kann, der rotes, grünes und blaues Licht in geeigneter Wellenlänge aussendet. Ein optisches System bestehend aus sphärischen Linsen 2 und 3, einem Raumfilter 4 und einer zylindrischen Linse 5 spreizt den Strahl und bildet ihn als schmalen Lichtstreifen im Zentrum eines Beugungs-Deflektors 6 ab, in welchem von einem Wandler 7 eine akustische Welle ausgeht, die mittels eines Signalgebers steuerbar ist. Der Lichtstreifen und die Fortpflanzungsrichtung der akustischen Welle verlaufen parallel zur X-Achse in Fig. 5. Eine zylindrische Linse 9 läßt erneut einen kreisförmigen, kollimierten Strahl entstehen, welcher mittels einer positiven sphärischen Linse 10 auf einem für drei Farben vorgesehenen Modulator 2 3 fokussiert wird, wobei die Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle eines Wandlers 24 parallel zur Y-Achse und damit senkrecht zu der durch die X- und Z-Achse definierten Ablenkebene des Deflektors 6 verläuft. Bei dem Modulator 23 handelt es sich beispielsweise um den in der US-Patentschrift 3 783 185 beschriebenen Modulator. Diese US-PS 3 783 185 zeigt beispielsweise ein Lesegerät, bei dem eine abtastende Lichtquelle durch ein Farbdia hindurch auf einen Satz aus drei Photosensoren fällt, die je auf eine unterschiedliche, eigens zugeordnete Wellenlänge selektiv ansprechen, beispielsweise auf die Wellenlängen für Rot, Grün und Blau. Die Photosensoren erzeugen elektrische Signale, die die Rot-, Grün- bzw. Blauinformation des Dias darstellen. Infolge der Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle des Wandlers 24 senkrecht zur Ablenkebene hat die Bewegung des fokussierten Abtastpunktes im Modulator keine Auswirkung auf seine Modulation. Das modulierte Licht wird durch Spiegel 26 und 2 8 umgelenkt und mittels einer Linse 27 auf einem Galvanometerspiegel 29 fokussiert, welcher zur langsamen Ablenkung des Lichts dient. Das reflektierte

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Licht wird mittels einer Linse 30 auf einer Wiedergabeebene 32 fokussiert, bei der es sich um einen Bildschirm zur direkten Betrachtung oder um eine lichtempfindliche Oberfläche zur Aufzeichnung des Bildes handeln kann. Eine synchronisierte Drehung des Galvanometerspiegels 29 bewirkt ein Abtasten des Lichtstrahls längs der Wiedergabeebene in Richtung der Y-Achse.

Es sind eine Reihe von Varianten dieser grundlegenden Anordnung möglich:

1. Anstelle des einen Lasers lassen sich zwei oder drei Laser verwenden, deren Strahlen vor Eintritt in den Beugungs-Deflektor 6 zusammengefaßt werden;

2. Es können drei getrennte Modulatoren Anwendung finden, wobei die verschiedenen Farben des Lichts vor der Modulation getrennt und danach wieder zusammengefaßt werden;

3. Anstelle des Galvanometerspiegels 29 können auch andere, langsam ablenkende Methoden Anwendung finden, beispielsweise kann eine akustooptische Zelle vorgesehen sein oder kann die Ausgangsebene in Bewegung versetzt werden und

4. Anstelle der akustooptischen Zelle kann ein nicht akustischer Beugungs-Deflektor, wie beispielsweise eine magnetooptische Einrichtung, ein Flüssigkristall, eine ferroelektrische Einrichtung, usw. vorgesehen sein. Abänderungen im Bereich des optischen Teils der Anordnung können je nach Bedarf vom Durchschnittsfachmann vorgenommen werden.

Die Eingangsinformation wird von einer Informationsquelle 34 erzeugt. Bei dieser Information kann es sich beispielsweise um ein Fernsehsignal oder um ein Signal von einem äußeren Scanner handeln. Dabei kann die Information für alle drei

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Farben vollständig synchron sein. Sie kann jedoch in dieser Form dem Modulator 23 nicht zugeführt werden.

Der Modulator 23 kann mit seinen sphärischen Linsen dem Deflektor und seinen zylindrischen Linsen im optischen Strahlengang vorgeordnet sein. Diese Veränderung würde eine Reduzierung der erforderlichen Höhe der Durchtrittsöffnung des Modulators nach sich ziehen. Falls erforderlich, läßt sich die Verarbeitung einer mehrfarbigen Information durchführen, wenn die Information für jeden Abtast- oder Bildpunkt für alle drei Farben gleichzeitig zur Verfügung steht.

Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist die Ausgabegeschwindigkeit der Informationsquelle 34 für jede Farbe verschieden, d. h. die Ausgabegeschwindigkeiten sind untereinander nicht synchron. Demzufolge muß die Information für jede Farbe innerhalb jeder Bildzeile dem Modulator 2 3 zum geeigneten Zeitpunkt und mit der richtigen Geschwindigkeit für diese Farbe während des Ablenkvorganges zugeführt werden. Betrachten wir beispielsweise einmal einen Deflektor, der gemäß den in Fig. 3 angegebenen Bedingungen betrieben wird, und nehmen wir eine aktive Zeilenzeit, d. h. die Zeit, während der ein voller Frequenzdurchlauf von .130 MHz bis 307 MHz erfolgt, von 12(^USeC. an. Für einen derartigen Fall ist ein Zeitsteuerdiagramm in Fig. dargestellt, wobei jede Linie für eine bestimmte Farbe den Frequenzdurchlaufbereich und das dazugehörige Zeitintervall angibt. Für grünes Licht, beispielsweise, muß die Information dem Modulator 23 im Zeitintervall zwischen 6,IyMSeC. und 1O8,5/*-sec. nach Beginn des Ablenkvorganges zugeführt werden. Man kann auf mindestens zwei Arten vorgehen, um die erforderliche Geschwindigkeitsumwandlung durchzuführen. In beiden Fällen geschieht die Einspeicherung der Information unter Verwendung eines Informationsspeichers. Bei einem Ausführungsbeispiel werden als Informationsspeicher Schieberegister benutzt, welche

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groß genug sind, um eine vollständige Bildzeile zu speichern. Beim zweiten Ausführungsbeispiel werden als Informationsspeicher variable Verzögerungsleitungen benutzt.

Ein vereinfachtes Blockschaltbild der elektronischen Schaltung des eine Geschwindigkeitsumwandlung mittels Schieberegistern bewirkenden Ausführungsbeispiels ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei handelt es sich beim Laser 1', Deflektor 6', dem Modulator 23' und der Wiedergabeebene 32' zusammen mit den in Fig. 7 nicht dargestellten dazugehörigen optischen Elementen um die in Fig. 5 gezeigten Bauteile.

Sechs miteinander verkettete Schalter, welche mittels einer Synchronisiereinrichtung 36 betätigt werden, steuern den jeweiligen Eingang zu einem Schieberegister "Rot" 37, einem Schieberegister "Grün" 38 bzw. einem Schieberegister "Blau" 39. Das jeweilige Ausgangssignal der Schieberegister steuert dann die Amplitude eines damit verbundenen Signalgenerators 40 bzw. 41 bzw. 42 in Abhängigkeit von der jeweiligen Intensität der Farbkomponente des Punktes, welcher auf der Wiedergabeebene 32' abgebildet werden soll. Das jeweilige Ausgangssignal der Signalgeneratoren 40 bis 42 wird einem Summierverstärker 43 zugeführt, welcher die hierdurch verstärkten Signale einem auf dem akustooptischen Modulator 2 3' angeordneten Wandler 24' zuleitet. Während des Betriebs dieses Ausführungsbeispiels sind zwei Zeitabschnitte zu unterscheiden. Während der Eingabeperiode wird die Farbintensitätsinformation einem Informationsspeicher in Form der Schieberegister 37, 38 und 39 zugeführt. Während der Ausgabeperiode wird diese Information mit der gewünschten Geschwindigkeit und zum richtigen Zeitpunkt vom Informationsspeicher abgerufen und dem Modulator 2 3' zugeführt.

Während der Eingabeperiode nehmen die verketteten Schalter ihre in Fig. 7 dargestellte Stellung ein. Dabei ist jedes Schiebe-

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register mit seinem jeweiligen Farbeingang und mit einem Eingabetaktgeber 44 verbunden. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Eingabetaktgebers für alle drei Schieberegister ist sichergestellt, daß die Einspeicherung in die Schieberegister synchron erfolgt. Nach der Einspeicherung bewirkt die Synchronisiereinrichtung 36 ein Umschalten der sechs miteinander verketteten Schalter, wodurch die Schieberegister 37 bis 39 nunmehr mit einem Ausgabetaktgeber 45 für den roten Ausgang, bzw. einem Ausgabetaktgeber 46 für den grünen Ausgang, bzw. einem Ausgabetaktgeber 47 für den blauen Ausgang verbunden werden. Jeder dieser Ausgabetaktgeber wird mittels eines Impulses von der Synchronisiereinrichtung zum geeigneten Zeitpunkt gestartet. Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungs form startet die Synchronisiereinrichtung 36 beispielsweise gleichzeitig den linearen Frequenzdurchlauf eines Deflektorantriebs 48 und den Ausgabetaktgeber 45, welcher die im Schieberegister 37 für die rote Farbe gespeicherte Information dem Summierverstärker 43 zuführt. Dieser Ausgabetaktgeber arbeitet mit der Frequenz f, welche das Schieberegister in 82,7yu.sec. entleert. In dieser Zeit hat der Deflektorantrieb 48 eine Frequenz von 252 MHz erreicht und der rote Lichtstrahl seinen Ablenkvorgang abgeschlossen. 6,1/4.SeC. nach Beginn des Ablenkvorganges setzt die Synchronisiereinrichtung 36 den Ausgabetaktgeber 46 mit einer Frequenz f- in Gang und aktiviert hierdurch den grünen Strahl, indem dem Summierverstärker 43 die Information für die Farbe grün zugeführt wird. Zum Zeitpunkt 7,5/*-sec. setzt der Ausgabetaktgeber 47 für die blaue Farbe das Schieberegister 39 in Gang. Nach Ablauf von 120x*-sec, wenn alle drei Ablenkvorgänge abgeschlossen sind, wird der Deflektorantrieb 48 in seinen Ausgangs zustand versetzt und die Information für den nächsten Ablenkvorgang in die jeweiligen Schieberegister eingespeichert. Nunmehr kann der Funktionsablauf von neuem beginnen.

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Die zuvor beschriebene Anordnung hat den Nachteil, daß hiermit eine kontinuierliche Eingabe nicht möglich ist, weil das Einlesen in die Schieberegister und die Ausgabe aufeinander erfolgen muß. Eine Eingabe kann nicht erfolgen, während die gespeicherte Information ausgegeben wird.

Dieses Problem läßt sich jedoch durch zwei Anordnungen von je drei Schieberegistern überwinden; dabei kann die Information in den einen Satz von Schieberegistern eingelesen werden, während aus dem zweiten Satz von Schieberegistern die darin gespeicherte Information ausgelesen wird. Eine einfache Schalteranordnung läßt sich zum Austausch der Schieberegisteranordnungen für die nachfolgende Bildzeileninformation vorsehen. Demzufolge werden die Schieberegisteranordnungen abwechselnd benutzt, wobei das Einlesen und das Auslesen kontinuierlich erfolgen kann.

Bei den Informationsspeichern kann es sich um digital oder analog arbeitende Bauelemente handeln, wie beispielsweise die in Fig. 7 gezeigten Schieberegister oder um ladungsgekoppelte Speichereinrichtungen, z. B. CCD. Die zuletzt genannten ermöglichen eine einfache Anwendung, sind jedoch den zuerst genannten darin unterlegen, daß diese höhere Arbeitsgeschwindigkeiten ermöglichen und eher für Systeme geeignet sind, welche verschiedene Stufen auf einer Intensitätsskala zu unterscheiden vermögen. Als Beispiel für die erforderlichen Datengeschwindigkeiten sei erwähnt, daß der oben beschriebene Deflektor in einer Weise benutzt wird, daß er gemäß Fig. 6 einen 120/*see. langen Ablenkvorgang durchführt und erfordert, daß jede Bildzeile 1500 Bildpunkte enthält. Am Rande sei vermerkt, daß die Zahl der Bildausschnitte je Bildzeile, welche der Zahl der Zellen in jedem Informationsspeicherkanal entspricht, nicht mit der Zahl der vom Deflektor auflösbaren Bildpunkte übereinstimmen muß, obgleich sich diese Zahlen im allgemeinen ähneln. Aus Obengesagtem folgt, daß die Zeit je Bildpunkt für eine vorgegebene

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Farbe T/1500 beträgt, wobei mit T die in Fig. 6 dargestellte aktive Ablenkzeit für diese Farbe bezeichnet ist. Die Abtastgeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit mit der die Information aus den Elementen des Informationsspeichers abgerufen wird, der Fehler in der Ablenkgeschwindigkeit welcher der 0,1-fachen Breite eines Bildpunktes am Ende des Ablenkvorganges entspricht, die anfängliche Verzögerung und der Fehler in der Verzögerung, welcher der 0,1-fachen Breite eines Bildpunktes entspricht, sind wie folgt:

Fehler der Ablenkgeschw.

Verzögerungsfehler bezo-

Farbe

Bildpunkte/
see.

,1 χ

10⁶

bezogen auf
0,1 Bildpunkte

,2 χ

10³

An f.
Verzögerung

M.
/

see.

gen
0,1

auf
Bildpunkte

nsec.

Rot

18

,6 χ

10^b

1

,0 χ

10³

0

see.

5

,5

nsec.

Grün

14

,3 χ

10^b

1

,9 χ

10³

6,

see.

6

,8

nsec.

Blau

13

0

7,

7

,5

Wie oben erwähnt macht eine zweite Ausführungs form zur Geschwindigkeitsumwandlung von variablen Verzögerungsleitungen Gebrauch. Anstelle des Einspeicherns der Information für eine gesamte Abtastzeile und des Abrufens dieser Information mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in einer späteren Operation, ist hierbei tatsächlich nur eine Anpassung der Geschwindigkeiten der drei Kanäle durch Vorsehen einer linear ansteigenden Verzögerung in den grünen bzw. blauen Kanälen erforderlich. Zur weiteren Betrachtung sei auf die Fig. 6 Bezug genommen. Wenn der Eingang seine Information in 82,7.*^ see. abgibt und danach für den Rest der 120.4*. see. vor Beginn des nächsten Ablenkvorganges zuwartet, dann kann die rote Information dem Modulator zur Wiedergabe direkt zugeführt werden. Der Beginn der Ausgabe für die Farbe grün würde um 6, I ^ see, der der Farbe blau um 7,5 Ksec. ver-

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zögert; danach würden die grüne und blaue Information mit zunehmend längeren Verzögerungen abgerufen, so daß die grüne Information in der Zeile zum Zeitpunkt 108,5/** see. und die blaue Information zum Zeitpunkt 120/*. sec. vollständig ist. Da die Strahlen zu Beginn des Ablenkvorganges nahezu überlagert sind und sich linear mit der Zeit voneinander trennen, vergrößern sich die in den grünen und blauen Kanälen erforderlichen Verzögerungen ebenfalls linear mit der Zeit.

Eine derartige lineare Veränderung der Verzögerung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Im ersten Falle wird ein analog oder digital arbeitendes Schieberegister mittels eines Taktgebers betrieben, dessen Frequenz linear mit der Zeit abnimmt. Es muß lediglich derjenige Informationsbeitrag innerhalb des Abschnitts des Ablenkvorganges zwischen dem Ende und der Stellung des blauen Strahls, wenn der rote Strahl das Ende erreicht, typischerweise etwa 25% der blauen Linie, gespeichert werden. Die Taktperiode des Schieberegisters sollte kleiner sein als die Zeit pro Bildpunkt, damit die effektive Abfragegeschwindigkeit nicht reduziert wird. Alternativ lassen sich auch andere variable Verzögerungsleitungen, wie beispielsweise die kontinuierlich variablen, doppelten akustooptischen Zellen verwenden, welche auf dem Gebiet der Verarbeitung von Radarsignalen mit Impulskompression allgemein bekannt sind.

Bei einer abgewandelten Ausführungs form liegt die Vorlageninformation in einem festen Objekt vor, wobei die Entwicklung eines mehrfarbigen Bildes zum Ziel gesetzt ist. Eine derartige Entwicklung und Verarbeitung eines mehrfarbigen Bildes kann die Anwendung unscharfer Maskierungsverfahren, eine Gammakorrektur, Zwischenspeicherung, usw. erforderlich machen, wie das in der Veröffentlichung "Research Disclosure", Band 141, Nr. 14137, vom Januar 1976 beschrieben ist. Bei einem derartigen System werden anstelle eines getrennten Vorlagenscanners dieselben Strahlen

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sowohl zum Abtasten als auch zur Wiedergabe verwendet, wie das beispielsweise in Fig. 6 der obengenannten US-Patentschrift 3 783 185 dargestellt ist. Wird dasselbe System sowohl zum Abtasten als auch zur Wiedergabe benutzt, dann können die Eingänge zur Informationsquelle 34 zwangsläufig nicht synchron sein. Ein Beispiel aus der Praxis für ein derartiges System wäre ein Abtastprinter für photographische Bilder. Unter Verwendung unterschiedlicher Kombinationen von Vollzeilenspeicherung und Teilzeilenspeicherung mit variabler Verzögerung gibt es drei mögliche Lösungen.

Bei der in Fig. 8 schematisch dargestellten ersten Lösung wird der Kopiervorgang des Printers in bezug auf den Abtastvorgang mittels einer oder zweier Leitungen verzögert, um Zeit zur Verarbeitung zur Verfügung zu stellen. Die von einem Scanner 50 erzeugten roten, grünen und blauen Signale, wie beispielsweise die Ausgänge der mit 2 76 bis 2 78 bezeichneten Detektoren gemäß Fig. 6 der oben erwähnten US-Patentschrift 3 783 185, werden in Schieberegister 52 bzw. 53 bzw. 54 mit der jeweils dazugehörigen Geschwindigkeit eingegeben, so daß jedes Schieberegister am Ende der Abtastperiode für die dazugehörige Farbe gefüllt ist. Im nächsten Verfahrensschritt wird die Information synchron einem elektronischen Processor 55 zugeführt. Die Taktgeberquellen sind in Fig. 8 nicht dargestellt, können jedoch im wesentlichen den in Fig. 7 dargestellten Bauelementen entsprechen. Die aufbereiteten Daten werden einem zweiten Satz Schieberegistern, nämlich Schieberegistern 56, 57 und 58 zur Übermittlung zum Modulator unter Einhaltung der vorgeschriebenen Geschwindigkeiten eingegeben. Diese Schieberegister erfüllen dieselbe Funktion wie die Schieberegister 37 bis 39 der Fig. 7; auch ist die weitere elektronische Schaltung wie in Fig. 7 dargestellt ausgeführt.

Die zuvor beschriebene Anordnung arbeitet mit einer Einzeilenverzögerung; ein Frequenzdurchgang des Deflektors wird zum Ab-

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tasten der Vorlage benutzt, während der nächste Frequenzdurchlauf zur Wiedergabe benutzt wird. Um einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, ist ein weiterer Satz eingabeseitig angeordneter Schieberegister 59 bis 61 und ein weiterer Satz ausgabeseitig angeordneter Schieberegister 62 bis 64 in Verbindung mit einem Mehrfachschalter 65 vorgesehen. Während ein Satz eingabeseitig vorgesehener Schieberegister, beispielsweise die Schieberegister 52 bis 54, vom Scanner aufgefüllt wird, wird die vom vorherigen Abtastvorgang in dem zweiten eingabeseitig vorgesehenen Satz von Schieberegistern 59 bis 61 gespeicherte Information unter Berücksichtigung der Taktimpulse dem Processor 55 zugeführt und in die ausgabeseitig vorgesehenen Schieberegister 62 bis 64 eingegeben. Hiermit gleichzeitig wird die aufbereitete Information, welche in den Schieberegistern 56, 5 7 und 58 vom vorherigen Abtastvorgang enthalten ist, zur Wiedergabe an einen Modulator 66 übertragen. Am Ende des Abtastvorganges wird der Mehrfachschalter 65 umgeschaltet und die Schieberegister vertauschen ihre Funktion. Bei diesem Verfahren mit Wechsel der Schieberegister und mit Zweizeilenverzögerung ist jeder Frequenzdurchgang des Deflektors sowohl zur Eingabe als auch zur Ausgabe herangezogen, wodurch die Durchsatzgeschwindigkeit des Systems verdoppelt wird.

Bei einer zweiten, abgewandelten Lösung wird die Hälfte der Schieberegister, nämlich entweder die beiden eingabeseitigen oder ausgabeseitigen Anordnungen von Schieberegistern, durch variable Verzögerungsleitungen ersetzt. Werden zwischen dem Scanner für die Vorlage und dem Processor Schieberegister verwendet, dann müssen diese bei der für die Rotablenkung richtigen Geschwindigkeit ausgelesen werden. In einem derartigen Fall können dann die Verzögerungsleitungen für die grüne und die blaue Farbe genau wie für das zweite System beschrieben zwischen dem Processor und dem Modulator vorgesehen sein. In einer abgewandelten Ausführungs form können die Verzögerungsleitungen zwischen dem Scanner und dem Processor vorgesehen

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sein, während die Schieberegister zwischen dem Processor und dem Modulator Verwendung finden. In letzterem Falle wird die Information vom Processor mit der geringeren Ablenkgeschwindigkeit für die blaue Farbe empfangen.

Schließlich ist es bei einer abgewandelten dritten Lösung möglich, die Verzögerungsleitungen zu beiden Seiten des Processors vorzusehen, wobei jedoch ein größeres Zeit-Bandbreite-Produkt des Deflektors für eine vorgegebene Wiedergabeauflösung erforderlich ist. Dieser Lösungsvorschlag läßt sich in Verbindung mit der in Fig. 9 dargestellten Anordnung besser verstehen. Ein Teil des von einem Laser 1" stammenden und von einem Deflektor 6" abgelenkten Lichts wird mittels eines Strahlverteilers 69 und eines Spiegels 70 umgelenkt und tastet eine Vorlage 71 ab, welche eine erste Teilfläche, aber nicht die Gesamtfläche einer Abtastebene 72 einnimmt. Der verbleibende Anteil des Lichts durchsetzt einen Modulator 23" und wird zur Wiedergabe eines Bildes 73 benutzt, welches die andere Teilfläche einer entsprechenden Wiedergabeebene 74 einnimmt. Die von einem bestimmten Punkt der Vorlage stammende rote und grüne Information wird mittels Verzögerungsleitungen 75 bzw. 76, welche von Verzögerungssteuerungen 77 bzw. 78 betrieben werden, zweckdienlich verzögert, bis der langsamer sich bewegende blaue Strahl denselben Punkt erreicht; zu diesem Zeitpunkt steht die gesamte Information für diesen Bildpunkt zur Verfügung und kann mittels eines Processors 79 aufbereitet werden. Im Höchstfall muß in den Verzögerungselementen lediglich 1/4 einer Abtastzeile gespeichert werden. Da die von Detektoren stammende Information, welche durch die Farbintensität des durch die Vorlage 71 fallenden Lichts bestimmt ist, am Processor mit der langsamen Abtastgeschwindigkeit für blaues Licht eintrifft, muß die Ausgangsinformation am Processor für rotes und grünes Licht beschleunigt werden. Zu diesem Zweck finden drei Verzögerungsleitungen Anwendung: den Farben rot bzw. grün zugeordnete Verzögerungsleitungen 80 und 81 werden mittels Ver-

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zögerungssteuerungen 82 bzw. 83 gesteuert, deren jeweilige Frequenz mit der Zeit zunimmt, um eine höhere Ausgabegeschwindigkeit als Eingabegeschwindigkeit zu erzielen, während eine der blauen Farbe zugeordnete Verzögerungsleitung 84 mit einer festen Verzögeruig arbeitet.

Dem in Fig. 10 dargestellten Diagramm, in welchem die Positionen des Strahls, d.h. dessen Ausgangswinkel, für die drei Farben über der Zeit aufgetragen ist, lassen sich der zweckdienliche Zeitverlauf und die Auflösung entnehmen. Für dieses numerische Beispiel benutzen wir wiederum einen gemäß Fig. 6 betriebenen Deflektor. Die Rotabtastung der Vorlage beginnt zur Winkelposition Θ.. und z. Zt. Null und endet in der Winkelposition Θ- und z.Zt. t₃ am Ende des Bildes. Zum Zeitpunkt t, erreicht die Blauabtastung das Ende der Vorlage; dies bestimmt den Winkel G₂ und demzufolge den Winkelbereich ©₂ - θ^,innerhalb dessen sich die Vorlage erstrecken kann. Man kann auch ersehen, daß der rote Strahl seine Vorlagenabtastung in der Winkelposition &2 ^zum Zeitpunkt t₂ abschließt; die maximal erforderliche Verzögerung ist demzufolge t^ - t₂·

Das Bild erstreckt sich über denselben Winkelbereich wie die Vorlage. Demzufolge gilt θ ^ - θ, = Q₂ - θ^ und der Winkel 0j, bei welchem das Bild beginnt, ist genau angegeben. Der rote Strahl beginnt das Bild zum Zeitpunkt t* zu überstreichen; hierdurch wird die anfängliche Verzögerung in der Verzögerungsleitung 80 festgelegt. Von dem zur Verfügung stehenden vollständigen Ablenkungsbereich, nämlich 27,2 mrad - 5,5 mrad = 21,7 mrad, beträgt der für die Vorlage oder das Bild nutzbare Teil 14,5 mrad. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfordert die ausschließliche Verwendung von Verzögerungsleitungen unter Verzicht auf Vollzeilenspeicherung 501 mehr Zeit-Bandbreite-Produkt für den Deflektor.

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Bei normalem, mehrfarbiges Licht verwendenden Betrieb von frequenzgesteuerten Deflektoren ist das ausgenutzte Zeit-Bandbreite-Produkt bedeutend geringer als das für jede einzelne Farbe aufgrund der Bragg¹sehen Toleranz mögliche Produkt, insbesondere für kürzere Wellenlängen. Darüber hinaus ist die Verwendung mehrerer Deflektoren und/oder äußerer achromatisierender Bauteile unpraktisch. Die Verwendung von Speicherregistern oder Verzögerungsleitungen gemäß der Erfindung vergrößert den ausnutzbaren Anteil der aufgrund der Bragg¹sehen Toleranz möglichen Bandbreite und vermeidet die Notwendigkeit mehrerer Deflektoren und äußerer optisch achromatisierender Bauteile. Mit einem vereinfachten optischen System wird eine höhere Auflösung erzielt.

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Claims

Eastman Kodak Company Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Patentansprüche

Vl.) Verfahren zum Ablenken und Modulieren eines Lichtstrahls, der sich aus mehreren diskreten Wellenlängen zusammensetzt, gekennzeichnet durch die Verfahrens schritte, daß man

a. den Lichtstrahl durch Beugung des Lichts ablenkt,

b. den Grad der Beugung des Lichts zeitlich derart verändert, daß diskrete Wellenlängen des Lichtstrahls mit Ablenkgeschwindigkeiten abgelenkt werden, die für die diskreten Wellenlängen verschieden sind,

c. die Intensität eines jeden Lichtstrahls einer diskreten Wellenlänge moduliert und

d. für jeden Lichtstrahl einer diskreten Wellenlänge getrennt die Modulation des Lichts abgestimmt auf die jeweilige Ablenkposition innerhalb des Ablenk-, bereiches dieser Wellenlänge durchführt.
2. Scanner für Licht, das sich aus mehreren diskreten Wellenlängen zusammensetzt, zur Verwendung in einem Gerät zum Erzeugen eines mehrfarbigen Bildes, gekennzeichnet durch

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eine Ablenkvorrichtung (6; 6'; 6") zum Ablenken des Lichts, wobei die Ablenkgeschwindigkeit für die diskreten Wellenlängen des Lichts verschieden ist,

eine Modulationseinrichtung (23; 23'; 23"; 66) zur Modulation der Lichtintensität einer jeder der diskreten Wellenlängen in Abhängigkeit von Modulationsinformationen, die der im mehrfarbigen Bild erwünschten Verteilung entsprechen und

eine Synchronisiereinrichtung (36 bis 48; 50 bis 65; 75 bis 85), die für jede diskrete Wellenlänge des Lichts getrennt der Modulationseinrichtung die der jeweiligen Position des abgelenkten Lichtstrahls zugehörige Modulationsinformation zuordnet.
3. Scanner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulationseinrichtung ein einziger akustooptischer Modulator (23; 23'; 23"; 66) vorgesehen ist, mittels dessen die Intensität einer jeden diskreten Wellenlänge des hindurchfallenden Lichts unabhängig voneinander steuerbar ist.
4. Scanner nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastwinkel der Ablenkeinrichtung (6; 6'; 6") für alle Farben des Lichts gleich groß und durch die volle Beugungswirkungsgrad-Bandbreite für die Farbe mit der kürzesten Wellenlänge, unter Inkaufnahme eines vertretbaren Lichtintensitätsschwunds, für diese Farbe bestimmt ist.
5. Scanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablenkeinrichtung ein akustooptischer Deflektor (6; 6'; 6") vorgesehen ist.
6. Scanner nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisiereinrichtung eine Einrichtung (36, 45 bis 48) zum Steuern der Einspeicherung von Licht-

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intensitätsinformationssignalen in einen Speicher (37 bis 39; 52 bis 64; 75 bis 85) und eine Taktimpulsgeberquelle (44) zum Steuern der Abrufgeschwindigkeit und der Abrufzeit der Intensitätsinformation vom Speicher zur Übertragung an die Modulationseinrichtung aufweist.
7. Scanner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher den diskreten Wellenlängen zugeordnete Schieberegister (37 bis 39; 52 bis 64) besitzt.
8. Scanner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher mehrere variable Verzögerungsleitungen (75, 76, 80, 81 und 84) aufweist.

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