DE3650585T2

DE3650585T2 - Fotografisches Vollfarb-Laserdiodenbildgerät und Verfahren mit kontinuierlicher Tönung

Info

Publication number: DE3650585T2
Application number: DE3650585T
Authority: DE
Inventors: John M C O Minnesota M Mcquade; Richard L C O Minnesot Paidosh
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1985-05-22
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2006-05-22
Also published as: EP0202931A3; US4821113A; KR860009320A; JPS61273533A; JPH0761720B2; KR940011916B1; DE3650585D1; ATE146639T1; EP0202931A2; EP0202931B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung photographischer Farbbilder und speziell von Bildern, die unter Verwendung einer Laserstrahlungsquelle aus einer digitalen oder analogen Datenbank erzeugt werden.

Allgemeiner Stand der Technik

In den U.S. Patent US-A-4.346.401 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines Vollfarb-Halbtonbilds auf einem Farbfilm unter Verwendung von drei Gaslasern offenbart, wobei jeder Laser Licht in dem sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums emittiert, das einem der drei Primärfarben entspricht. Nach der Entwicklung kann auf dem Film jede Farbe des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen Spektrums erzeugt werden, und wobei die Halbtonerzeugung der Farben durch Modulation der Ausgabe bzw. des Ausgangs der Gaslaser erreicht wird, so daß die Intensität des von den Lasern emittierten Lichts verändert wird sowie dadurch die Exposition des Farbfilms und die Dichte der in dem Film nach der Entwicklung erzeugten Farben.
Dieses System erzeugt zwar Farbbilder, jedoch weist es drei wesentliche Nachteile auf. Erstens müssen ein Helium-Neon- Laser, ein Argonlaser und ein Helium-Kadmium-Laser vorgesehen werden, die jeweils sehr teuer sind, eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer aufweisen und besonders sorgfältig gehandhabt werden müssen. Zweitens muß für jeden Laser ein externer Modulator vorgesehen werden, da die Intensität des von jedem Laser emittierten Lichts nicht direkt moduliert werden kann. Derartige externe Modulatoren sind ebenfalls teuer und sorgen somit für eine Vervielfachung der Systemkosten. Drittens wird ein herkömmlicher Farbfilm verwendet, so daß der Abbildungsvorgang unter sichtbaren, lichtundurchlässigen Bedingungen durchgeführt werden muß, um eine Exposition des Films zu vermeiden. Außerdem müssen für den Abbildungsvorgang spezielle Dunkelkammern vorgesehen werden, und das Betreten sowie das Verlassen des Raums muß entsprechend weiterhin überwacht werden, so daß ein versehentliches Eintreten von externem Licht vermieden wird.
In EP-A-0 119 334 wird eine monochrome Druck-/Kopiervorrichtung offenbart, bei der für die Abtastung einer Photoleitertrommel eine einzelne Laserdiode eingesetzt wird.
In dem U.S. Patent US-A-4.416.522 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren offenbart, wodurch die den Einsatz von herkömmlichen Farbfilm begleitenden Nachteile beseitigt werden können. In diesem Patent wird ein Farbfilm eingesetzt, der nach der Strahlenexposition in dem nicht-sichtbaren Bereich des Spektrums sichtbare Farben erzeugt. Somit gehören die resultierenden Farbtöne in dem entwickelten Film einem anderen Spektrum (sichtbar) als dem Spektrum (nicht-sichtbar) an, das den Film belichtet. Bei diesem Film kann die Expositionsstrahlung in den verschiedenen Bereichen des nichtsichtbaren Spektrums ausgewählt werden, und der Film kann bei Tageslicht belichtet werden, so daß bei der Entwicklung des Films Farbbilder in dem sichtbaren Bereich des Spektrums erzeugt werden. Der Film wird durch eine Lampe belichtet, die einen Breitbandstrahl mit mehreren Wellenlängen nichtsichtbarer Strahlungsenergie emittiert, auf die die Emulsionsschichten des Films unterschiedlich empfindlich reagieren. Die Exposition des Films in bezug auf eine bestimmte Wellenlänge oder Strahlung erfolgt durch die Zwischenschaltung eines Filters zwischen der Lampe und dem Film, wobei dieser Filter alle Strahlungen herausfiltert, die nicht die gewünschte Wellenlänge aufweisen. Veränderungen der Intensität des durch die Lampe erzeugten Strahls für eine Veränderung der Exposition des Films und der Dichte der erzeugten Farbe erfolgt durch Erhöhung bzw. Verringerung der Geschwindigkeit des Films im Verhältnis zu dem Belichtungsstrahl, und wobei dadurch die Kontaktdauer zwischen dem Strahl und einem bestimmten Bereich des Films verändert wird.
Dieses System weist zwei wesentliche Nachteile auf. Erstens ist der Vorgang des Auswechselns eines Filters zur Erzeugung einzelner Farben an sich langsam, wodurch ferner der Prozeß verlangsamt wird, da die Oberfläche des Films dreimal beschichtet bzw. überzogen werden muß, um nach der Entwicklung in dem Film die drei Primärfarben zu erzeugen. Zweitens ist die Modulation der Intensität des Expositionsstrahls durch Erhöhung bzw. Verringerung der relativen Geschwindigkeit des Strahls und des Filmes teuer, da für die X- und Y-Koordinaten der Filmoberfläche jeweils Servomotoren und zugeordnete Regelungs- bzw. Steuereinrichtungen vorgesehen werden müssen.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Laserbildvorrichtung gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
Vorgesehen ist gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger Halbtonbilder auf einem photographischen Element gemäß dem gegenständlichen Anspruch 7.
Das Verfahren kann ferner die Schritte der Bündelung der von den Laserdioden emittierten Strahlung in einen einzigen Strahl sowie der Überquerung des photographischen Elements durch die von den Laserdioden emittierten Strahlungen umfassen, wobei das photographische Element gleichzeitig in eine Richtung bewegt wird, die eine Teilrichtung aufweist, die senkrecht zu der Richtung der genannten Überquerung verläuft.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird in bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, wobei gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Laserdioden- Abbildungsvorrichtung;
Figur 2 eine Prinzipskizze der Laserdioden- Abbildungsvorrichtung aus Figur 1 allgemein entlang der Linie 2-2 aus Figur 1;
Figur 3 eine Querschnittsansicht eines photographischen Elements, das in Verbindung mit der Laserdioden- Abbildungsvorrichtung aus Figur 1 eingesetzt wird;
Figur 4 eine schematische Perspektivansicht eines alternativen Abtastverfahrens, das in Verbindung mit der Laserdioden- Abbildungsvorrichtung aus Figur 1 eingesetzt werden kann; und
Figur 5 eine schematische Perspektivansicht eines zweiten alternativen Abtastverfahrens, das in Verbindung mit der Laserdioden-Abbildungsvorrichtung aus Figur 1 eingesetzt werden kann.

Genaue Beschreibung

Kurz ausgedrückt umfaßt die vorliegende Erfindung in bezug auf Figur 1 eine allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Laserdioden-Abbildungsvorrichtung, die drei Laserdioden 12, 12a und 12b aufweist, die Strahlung im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums und vorzugsweise mit Wellenlängen von 780 nm, 830 nm und 880 nm emittieren. Diese Infrarotstrahlung wird zu einem einzelnen Strahl 14 gebündelt, der über eine Rezeptoroberfläche 16 eines photographischen Elements durch einen drehbaren bzw. schwingbaren Spiegel 18 mit einer oder mit mehreren Seiten abgelenkt wird.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das photographische Element 16 nach der Belichtung durch die Strahlung in dem Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums ein sichtbares Vollfarb-Halbtonbild erzeugen, und zwar ohne Belichtung durch die Strahlung bzw. das Licht in dem sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Dies wird durch die Konstruktion des photographischen Elements 16 aus mindestens drei strahlungsempfindlichen Schichten erreicht, deren Anzahl der Anzahl der Laserdioden 12, 12a und 12b entspricht. Jede strahlungsempfindliche Schicht kann nach der Belichtung durch Infrarotstrahlung, die der von einer der Laserdioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlung entspricht, eine der additiven Primärfarben (rot, blau oder grün) oder eine der subtraktiven Primärfarben (cyan, magenta oder gelb) erzeugen.
Ein Vollfarbbild wird durch Überlagerung der mindestens drei strahlungsempfindlichen Schichten erzeugt und folglich durch Überlagerung der additiven bzw. subtraktiven Primärfarben, die nach der Exposition und Entwicklung erzeugt werden. Durch die relative Exposition jeder der strahlungsempfindlichen Schichten und durch das relative Vorhandensein bzw. Fehlen einer oder mehrerer der additiven bzw. subtraktiven Primärfarben, können verschiedene Farben erzeugt werden. Durch Regelung der Gesamtdichte der nach der Entwicklung erzeugten überlagernden Farben wird ein Halbtonbild erzeugt, wobei diese Farbdichte durch gleichzeitige, unabhängige Modulation der Dichte der Strahlung geregelt werden kann, die durch die Laserdioden 12, 12a und 12b erzeugt wird, und somit durch Modulation der Gesamtexposition aller strahlungsempfindlichen Schichten.

Das photographische Element

Figur 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teilstücks des bevorzugten photographischen Elements 16, das einen Träger 20 aufweist, bei dem es sich vorzugsweise um ein harzbeschichtetes Standard-Photopapier handelt, wobei es sich aber auch um eine durchsichtige Polyethylenterephthalat- Filmbasis handeln kann. Das Element umfaßt ferner eine erste stahlungsempfindliche Emulsionsschicht 22, die auf eine Strahlungswellenlänge von 880 nm sensibilisiert worden ist, eine erste Gelatine-Zwischenschicht 24, eine zweite strahlungsempfindliche Emulsionsschicht 26, die auf eine Strahlungswellenlänge von 830 nm sensibilisiert worden ist, eine zweite Gelatine-Zwischenschicht 28, eine dritte strahlungsempfindliche Emulsionsschicht 30, die auf eine Strahlungswellenlänge von 780 nm sensibiliert worden ist, eine dritte Gelatine-Zwischenschicht 32 und einen Gelatine- Schutzüberzug 34.
Bei den Emulsionsschichten 22, 26 und 30 kann es sich um verschiedene Arten üblicherweise verwendeter Halogensilberemulsionen handeln, wie etwa um Chlorsilber, Bromsilber, Iodobromsilber, Chlorobromsilber, Chlorobromiodidsilber sowie Mischungen dieser Stoffe.
Die ausgewählten Sensibilisierungsfarbstoffe sind von außerordentlicher Bedeutung, so daß jede Emulsionsschicht 22, 26 bzw. 30 so sensibilisiert werden kann, daß sie auf die für sie ausgewählte spezifische Wellenlänge des Infrarotspektrums anspricht. Für die Sensibilisierung von Halogensilberemulsionen auf verschiedene Bereiche des Infrarotbereichs des elektromagnetischen Spektrums ist eine Vielzahl von Farbstoffen bekannt. Cyanine und Merocyanine sind als Infrarotsensibilisatoren für verschiedene Arten von Abbildungssystemen allgemein bekannt, einschließlich Halogensilberemulsionen, wobei die üblichen Farbstoffstrukturen symmetrisch oder unsymmetrisch substituierte Dicarbocyanine und Tricarbocyanine darstellen, wobei es sich bei auxochromen Bereichen der Farbstoffe um Lepidin, Chinolin, Naphthothiazol oder Benzothiazol handelt. Zur Erhöhung der Festigkeit und der Stabilität der Farbstoffmoleküle können auch heterozyklische Mittel hinzugefügt werden.
Ferner muß jede Emulsionsschicht 22, 26 bzw. 30 einen anderen photographischen Farbkuppler aufweisen, der jeweils nach einer Entwicklung durch eine Reaktion mit einem oxidierten photographischen Farbentwickler einen unterschiedlichen Farbton erzeugen kann. Die farbstoffbildenden Kuppler werden für gewöhnlich so ausgewählt, daß sie eine der drei subtraktiven Primärfarben (gelb, magenta und cyan) in jeder der drei Emulsionsschichten 22, 26 und 30 bilden. Am geeignetsten sind diffusionsunfähige, farblose Kuppler, die aus verschiedenen Gruppen von B-Keto-Carboxamiden (Gelb-Kuppler), 1-Aryl-5- pyrazolonen (Magenta-Kuppler) und entweder Phenolen oder Naphtholen (Cyan-Kuppler) ausgewählt werden können.
Wie dies bereits vorstehend im Text beschrieben worden ist, handelt es sich bei den Zwischenschichten und der Schutzüberzugsschicht 24, 28, 32 und 34 vorzugsweise um Gelatine, wobei jedoch auch andere hydrophile oder hydrophobe Bindemittel eingesetzt werden können, vorausgesetzt sie erhalten die entsprechenden physikalischen Eigenschaften, wie etwa die Härte und die Diffusionsfähigkeit, aufrecht. Die Gelatineschichten 24, 28, 32 und 34 können ferner Härtemittel, Ultraviolettabsorber und Antioxidationsmittel aufweisen, wie dies im Fach allgemein bekannt ist.
Das bis zu diesem Punkt beschriebene photographische Element 16 ist für die Ausführung der vorliegenden Erfindung absolut ausreichend, wenn die in den Emulsionsschichten 22, 26 und 30 verwendeten Sensibilisierungsfarbstoffe im wesentlichen monochromatische Absorptionskurven aufweisen, die der monochromatischen Strahlung entsprechen, die von den Laserdioden 12, 12a und 12 emittiert wird. Die in den Emulsionsschichten 22, 26 und 30 vorhandenen einzelnen Sensibilisierungsfarbstoffe können zwar so ausgewählt werden, daß sie auf den Wellenlängen, die von den Laserdioden 12, 12a und 12b emittiert werden, die maximale Sensibilität aufweisen, jedoch weisen diese Sensibilisierungsfarbstoffe einen Absorptionsbereich auf, der sich von wenigen Nanometern bis zu mehreren hundert Nanometern von der Wellenlänge der maximalen Sensibilität entfernt erstrecken kann. Die kennzeichnende Form der den vorstehend aufgeführten Sensibilisierungsfarbstoffen entsprechenden Absorptionskurven weist ein breites Ende der Sensibilisierung auf, das sich um 150 bis 300 Nanometer von der Spitze der maximalen Sensibilisierung zu der kürzeren Wellenlängenseite des elektromagnetischen Spektrums erstreckt, und mit einem schmaleren Ende der Sensibilisierung, das sich in einer Breite von ungefähr 50 bis 70 Nanometern in Richtung der längeren Wellenlängenseite des elektromagnetischen Spektrums erstreckt. Es ist bekannt, daß andere als die vorstehend aufgeführten bestimmten Sensibilisierungsfarbstoffe, ähnliche Absorptionskurven aufweisen.
Dem Stand der Technik entsprechende Laserdioden emittieren Strahlung kennzeichnenderweise zwischen Wellenlängen von 750 bis 950 Nanometern, und wie dies vorstehend im Text bereits beschrieben worden ist, wurde für die in der Abbildungsvorrichtung 10 verwendeten Laserdioden 12, 12a und 12b ausgewählt, daß diese Strahlungen mit Wellenlängen von etwa 780, 830 und 880 Nanometern emittieren. Diese Differenz von nur 50 Nanometern zwischen den von den Laserdioden emittierten Strahlungen neigt dazu, einen zu schmalen Bereich darzustellen, um mehrschichtige photographische Emulsionen 22, 26 und 30 mit völlig verschiedenen Sensibilitätsbereichen zu ermöglichen. Zwar kann jeder der in den entsprechenden Emulsionsschichten 22, 26 bzw. 30 vorhandenen Sensibilisierungsfarbstoffe so ausgewählt werden, daß dieser ziemlich genau der von einer dieser Laserdioden 12, 12a bzw. 12b emittierten Strahlung entspricht, jedoch geben die Absorptionskurven für die Sensibilisierungsfarbstoffe die Sensibilisierungseffekte vor, die in die Wellenlängen übergehen können, die von den anderen Laserdioden emittiert werden. Diese Überlagerung der Sensibilität kann insbesondere in einem photographischen Element 16, das ein Vollfarbbild vorsehen soll, zu einer schlechten Farbwiedergabetreue führen, und zwar aufgrund einer fehlerhaften Abbildung der Mehrzahl von Schichten 22, 26 und 30 durch eine einzelne Strahlungswellenlänge.
Zur Vorbeugung gegen die Bildung fehlerhafter Bilder werden die Emulsionsschichten 22, 26 und 30 in einer bestimmten Anordnung im Verhältnis zu ihren entsprechenden Sensibilitätswerten angeordnet. Die Sensibilisierungsfarbstoffe, die in bezug auf die kürzeste Wellenlänge empfindlich sind, sind in der Emulsionsschicht 30 angeordnet, die sich am weitesten von dem Substrat 20 entfernt befindet, und die Farbstoffe, die in bezug auf die längsten Wellenlängen sensibilisiert sind, befinden sich in der Enulsionsschicht 22, die sich am nahesten an dem Substrat 20 befindet. Fehlerhafte Bilder, die durch die Exposition der Emulsionsschichten 22, 26 bzw. 30 durch eine Strahlung erzeugt werden, die nur eine andere Schicht belichten soll, werden ebenfalls verhindert bzw. verringert, und zwar dadurch, daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den in bezug auf verschiedene Infrarotwellenlängen empfindlichen Emulsionsschichten 22, 26 bzw. 30 erhöht wird, durch die Bereitstellung von Infrarotfiltern in den Gelatine- Zwischenschichten 24, 28 bzw. 32, die Bereiche der Infrarotstrahlung absorbieren, oder durch die Kombination der Differenzgeschwindigkeiten und der Filter in einem einzigen photographischen Element 16.
Wenn fehlerhafte Bilder durch unterschiedliche Geschwindigkeiten zwischen den Emulsionsschichten 22, 26 und 30 reduziert bzw. beseitigt werden müssen und keine Filterschichten verwendet werden sollen, so muß jede der drei Emulsionsschichten 22, 26 und 30 einen Kontrast zwischen zwei und acht aufweisen sowie jeweils unterschiedliche photographische Geschwindigkeiten, so daß die Geschwindigkeit der Emulsionsschicht 30 bei einer optischen Dichte von 1,3 mindestens um 0,2 LogE-Einheiten schneller ist als die der Emulsionsschicht 26, und wobei die Geschwindigkeit der Emulsionsschicht 26 mindestens um 0,2 LogE-Einheiten schneller ist als die der Emulsionsschicht 22.
Je höher der Kontrast in den Emulsionsschichten 22, 26 und 30 der vorliegenden Erfindung, desto niedriger ist die erforderliche Geschwindigkeitsdifferenz. Wenn die Emulsionsschichten 22, 26 und 30 zum Beispiel einen Kontrast von acht aufweisen, so ist bei deren Wellenlängen mit der maximalen Sensibilität eine Geschwindigkeitsdifferenz von 0,2 LogE-Einheiten ausreichend. Wenn der Kontrast jedoch unter 4,5 liegt, so muß die Geschwindigkeitsdifferenz mindestens 0,4 LogE-Einheiten betragen, und wobei die Geschwindigkeitsdifferenz bei einem Kontrast zwischen zwei und vier mindestens 0,5 LogE-Einheiten betragen muß.
Wenn fehlerhafte Bilder unter Verwendung von Filterschichten beseitigt werden sollen, ohne dabei die Geschwindigkeit der Emulsionsschichten zu berücksichtigen, so muß eine Filterschicht zwischen der Emulsionsschicht 22 und der Emulsionsschicht 26 angeordnet sein, wobei diese Schicht Infrarotstrahlung in einem Bereich absorbiert, der den Bereich der maximalen Empfindlichkeit bzw. Sensibilität der Emulsionsschicht 26 überlagert, ohne daß dabei mehr als 40% der Infrarotstrahlung absorbiert werden, auf die die Emulsionsschicht 22 sensibilisiert ist, und wobei eine Filterschicht zwischen der Emulsionsschicht 26 und der Emulsionsschicht 30 angeordnet sein muß, wobei die Schicht die Strahlung in einem Bereich absorbiert, der den Bereich der maximalen Sensibilität der Emulsionsschicht 30 überlagert, ohne daß dabei mehr als 40% der Infrarotstrahlung absorbiert werden, auf die die Emulsionsschicht 26 sensibilisiert ist.
Filterfarbstoffe und die Verfahren für deren Inkorporation in photographischen Elementen sind in der Bezugsliteratur gut dokumentiert. Wenn derartige Farbstoffe eingesetzt werden, so müssen sie auf der Basis ihrer Strahlungsfiltereigenschaften ausgewählt werden, um dadurch zu gewährleisten, daß sie die entsprechenden Wellenlängen herausfiltern, und wobei die Farbstoffe ferner nichtflüchtig sowie entfärbbar bzw. herauslösbar sein sollten.
Diese beiden Methoden zur Reduzierung bzw. zur Vermeidung von fehlerhaften Bildern können in einem photographischen Element 16 durch die Inkorporation eines Filterfarbstoffs zwischen einem der Paare aneinandergrenzender Emulsionsschichten 22 und 26 oder 26 und 30 kombiniert werden, und wobei der Kontrast und die Geschwindigkeit zwischen dem verbleibenden Paar aneinandergrenzender Emulsionsschichten geregelt wird.

Laserdioden und Fokussierungssystem

Nachstehend wird erneut bezug auf Figur 1 genommen. In Figur 1 ist eine Laserdioden-Abbildungsvorrichtung 10 schematisch dargestellt, wobei diese Vorrichtung drei Laserdioden 12, 12a und 12b aufweist. Jeder dieser Laserdioden 12, 12a und 12b sind verschiedene Elemente zugeordnet, die dazu dienen, die von jeder dieser Laserdioden 12, 12a und 12b emittierte Strahlung zu regulieren, zu fokussieren und zu bündeln. Aufgrund der Tatsache, daß die Laserdioden 12, 12a und 12b sowie deren zugeordnete Elemente eine identische Funktionsweise aufweisen, wird nachstehend nur auf jeweils eines der dreifach vorhandenen Elemente bezug genommen, um die Beschreibung dadurch kürzer zu halten und deutlicher zu machen. Hiermit wird jedoch festgestellt, daß der Verweis auf ein Element sowie die Beschreibung dieses einen Elements jeweils die dreifach vorhandenen Gegenstücke einschließen. Wenn etwa später im Text bezug auf die Laserdiode 12 genommen wird, so gilt dies auch für die Laserdiode 12a sowie für die Laserdiode 12b.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Laserdioden 12 weisen eine Leistungskapazität von mindestens 3 Milliwatt und von vorzugsweise 15 bis 30 Milliwatt auf, sowie einen Dynamikbereich von mindestens 20:1 und von vorzugsweise 30:1. Die von den Dioden 12 emittierte Strahlung liegt vorzugsweise im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums zwischen etwa 750 und 900 Nanometern. Laserdioden 12, die die obengenannten Kriterien erfüllen, sind von Hitachi (Tokio, Japan), Mitsubishi (Tokio, Japan), RCA (Lancaster, Pa, USA), Sharp (Osaka, Japan) und Philips (Eindhoven, Niederlande) erhältlich.
Damit die von den Laserdioden 12 emittierte Strahlung nützlich ist, muß sie zwischen niedrigen und hohen Werten modulierbar sein, um die Exposition des photographischen Elements 16 zu verändern, wie dies vorstehend beschrieben worden ist, und dadurch auch die Farbdichte der strahlungsempfindlichen Schichten 22, 26 und 30, die das photographische Element 16 umfassen. Die Modulation der von den Laserdioden 12 emittierten Strahlung wird durch eine Veränderung des Vormagnetisierungsstroms 36 verwirklicht, der der Laserdiode 12 durch einen Steuerkreis 38 zugeführt wird. Der Steuerkreis 38 spricht auf drei Eingaben bzw. Eingänge an, die durch den Steuerkreis 38 summiert werden, und die den Wert des Vormagnetisierungsstroms 36 bestimmen, der der Laserdiode 12 zugeführt wird.
Bei einem der dem Steuerkreis 38 zugeführten Signale handelt es sich um ein analoges Signal 40, das direkt durch eine analoge Bilddatenquelle oder durch einen Digital-Analog-Umsetzer zugeführt wird, wie etwa durch das Modell mit der Nummer AH8308T, das von der Analogic Corporation, Wickfield, MA, hergestellt wird. Der Digital-Analog-Umsetzer 42 dient dazu, digitale Daten, die Bildinformationen aufweisen, in das analoge Signal 40 umzuwandeln, das von dem Steuerkreis 38 verwendet werden kann.
Analoge Daten können zum Beispiel von einer Videokamera oder einem Videoanzeigesystem zugeführt werden, das eine entsprechende Synchronisierung mit der Laserdioden- Abbildungsvorrichtung aufweist, und digitale Daten können von medizinischen Abbildungssystemen, Wettersatelliten oder militärischen Satelliten, Videokameras, optischen Digitalisierern oder Computerspeichern zugeführt werden, in denen ein Bild als eine Mehrzahl von Bildelementen bzw. Bildpunkten gespeichert ist, wie dies im Fach allgemein bekannt ist. Diese digitalen Daten können auch in einen Speicher mit wahlfreiern Zugriff, auf Magnetplatten, auf optischen Platten und dergleichen gespeichert werden.
Der zweite Eingang 44 in den Steuerkreis 38 wird einem Motorregler 46 zugeführt, der dem drehbaren bzw. schwingenden Spiegel 18 mit einer oder mit mehreren Seiten zugeordnet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Spiegel 18 um einen Polygonalspiegel mit mehreren Facetten, der sich so dreht, daß der den gebündelten Strahl 14 der Laserdioden 123 über das photographische Element 16 ablenkt. Bei einem den Polygonalspiegeln 18 zugeordneten wesentlichen Problem handelt es sich um die Reflektivitätsunterschiede zwischen verschiedenen Facetten des Polygonalspiegels. Wenn diese Reflektivitätsunterschiede nicht korrigiert werden, führen sie zu einer Veränderung der Intensität des gebündelten Strahls 14 und folglich zu einer Veränderung der Exposition des photographischen Elements 16. Zur Bekämpfung dieses Problems ist der Motorregler 46 mit einer Facettenzählfähigkeit und mit Reflektivitätsinformationen in bezug auf die verschiedenen Seiten des Drehspiegels 18 versehen. Diese Informationen sind Teil des Eingangssignals 44, das bewirkt, daß der Steuerkreis 38 die Intensität der von der Laserdiode 12 emittierten Strahlung erhöht bzw. verringert, und zwar abhängig von der Reflektivität der bestimmten Spiegelfacette, die zu dem Strahl 14 gerichtet ist. Auf diesen zweiten Eingang 44 bzw. die zweite Eingabe kann natürlich dann verzichtet werden, wenn nur eine einzige Facette verwendet wird, oder wenn die Unterschiede bzw. Schwankungen zwischen den Facetten unwesentlich sind.
Der dritte Eingang 48 in den Steuerkreis 38 wird durch eine Infrarotphotozelle 50 erzeugt, die auf einen Teilstrahl 52 anspricht, der von dem Ausgangsstrahl 54 der Laserdiode 12 abgeleitet wird. Der Teilstrahl 52 wird durch einen Strahlenteiler 56 erzeugt, bei dem es sich um einen chromartigen Neutralfilter handelt, wie dieser etwa von Melles Griot, Irving, CA, USA, erzeugt wird, oder wobei es sich ferner um einen würfelartigen Strahlenteiler handeln kann. Die Infrarotphotozelle so ist erforderlich, da die Halbleiter- Laserdioden 12 in bezug auf deren Leistungsabgabe bei konstantem Vormagnetisierungsstrompegel Schwankungen aufweisen, und zwar aufgrund der Einwirkungen der Temperatur, des Alterns und des Phänomens des Flatterns, wobei es sich dabei um das Umschalten von einem Resonanzmodus zu dem anderen innerhalb des Laserhohlraums der Laserdiode 12 handelt, und wobei dies zu sich geringfügig verändernden Wellenlängen und Laserunzulänglichkeiten führt. Zur Korrektur dieser Effekte sowie zur Aufrechterhaltung der von der Laserdiode 12 emittierten Strahlung, wird ein Rückkoppelungssystem eingesetzt.
In diesem Rückkoppelungssystem überwacht die Infrarotphotozelle 50 kontinuierlich die Ausgabe der Laserdiode 12 und erzeugt das Eingangssignal 48, das die Laserdiode 12 so anpaßt, daß diese deren Betriebsweise stabilisiert. Dieses Rückkoppelungssystem ermöglicht praktisch sofortige Veränderungen der Leistungsintensität der Laserdiode 12 als Reaktion auf den Teilstrahl 52, und es hat ferner die Fähigkeit, die Intensität des Ausgangsstrahls 54 der Laserdiode 12 konstant zu halten, und zwar ungeachtet kurzfristiger oder langfristiger Veränderungen der Strahlungsintensität in bezug auf die Vormagnetisierungsstrommerkmale der Laserdiode 12.
Techniken und Stromkreisanordnungen zur Verwirklichung einer derartigen kontinuierlichen Prozeßsteuerung werden in "Modulated Light Source for Recording With GaAlAs-Lasers", von M. Lutz, B. Reiner und H.P. Vollmer, vorgelegt auf dem First International Congress on Advances in Non-Impact Printing Technology, Venedig, Italien (22.-26. Juli 1983) und in "Semiconductor Lasers Reach for Maturity: Applications in Fiber Optic Communications", von D.R. Patterson und R.B. Childs, Photonics Spectra, Seiten 83-87, (April 1982), offenbart.
Durch die drei Eingänge bzw. Eingaben 40, 44 und 48 in den Steuerkreis 38 wird der Ausgangsstrahl 54 der Laserdiode 12 konstant moduliert, in bezug auf Reflektivitätsveränderungen des Drehspiegels 18 berichtigt und in bezug auf Veränderungen der Betriebsmerkmale der Laserdiode 12 an sich korrigiert. Durch die beiden korrigierenden bzw. berichtigenden Eingänge 44 und 48 wird somit eine sehr präzise Steuerung der Leistung bzw. Ausgabe der Diode 12 realisiert.
Der von der Laserdiode 12 emittierte Ausgangsstrahl 54 weist Eigenschaften auf, die das optische System der Abbildungsvorrichtung 10 akkommodieren muß. Die Laserdioden 12 der hierin beschriebenen Art erzeugen einen divergierenden Ausgangsstrahl 54, wobei der Ausgangsstahl ferner höchst astigmatisch sein kann, wobei die Komponente des Strahls, die parallel zur der Halbleiterverbindung verläuft, den Anschein erweckt, als würde sie von einer Quelle an einer anderen Stelle des Hohlraums stammen als die Komponente des Strahls 54, die senkrecht zu der Verbindung verläuft. Zur Korrektur dieser Eigenschaften bzw. Merkmale des Ausgangsstrahls 54 ist die Abbildungsvorrichtung 10 mit einer Kollimatorlinse 58 versehen, die den Strahl 54 aus einem divergierenden Strahl in einen Strahl mit parallelen Strahlen korrigiert, wobei die Vorrichtung ferner mit einem zylindrischen Linsensystem 60 versehen ist, das den Astigmatismus des Strahls 54 korrigiert und einen runden Querschnitt des Strahls 54 bewirkt.
Nach dem zylindrischen Linsensystem 60 verläuft der Strahl 54 durch ein Neutraldämpfungsglied 62, das die Ausgabe bzw. den Ausgang der Laserdiode 12 an die Merkmale des photographischen Elements 16 anpaßt. Aufgrund der Tatsache, daß die Linsen 58 und 60 sowie das Dämpfungsglied 62 die Merkmale bzw. Eigenschaften des Ausgangsstrahls 54 verändern, kann es von Vorteil sein, den Strahlenteiler 56 zwischen einem oder allen diesen Elementen und der Laserdiode 12 anzuordnen, so daß die Photozelle 50 von einem Strahl 52 getroffen wird, der den von der Diode 12 emittierten Strahl genauer darstellt.
Die von den entsprechenden Laserdioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlen 54, 54a und 54b werden durch die Strahlenbündeleinrichtungen 64 und 66 (die identisch zu dem Strahlenteiler 56 sein können) zu einem einzelnen Strahl 14 gebündelt, bei dem es sich um einen resultierenden Dreiwellenlängenstrahl handelt, der drei vorzugsweise kolineare, jedoch unabhängige Strahlen aufweist. Falls dies verlangt wird, können auch drei beabstandete, aneinandergrenzende Strahlen verwendet werden.
Diese gebündelten Strahlen, die hierin als Einzelstrahl 14 bezeichnet werden, werden danach durch ein zylindrisches Linsensystem 67 in Richtung der Facetten des drehbaren Polygonalspiegels 18 geleitet. Die Abtastung, bei der es sich um einen kontinuierlichen Abtastvorgang des Strahls 14 über die Oberfläche des photographischen Elements 16 handelt, erfolgt vorzugsweise durch sehr schnelles Drehen des Polygonalspiegels 18, der eine oder mehrere reflektierende Facetten aufweist. Eine geringere Anzahl reflektierender Facetten reduziert entweder die Korrekturanforderungen an den Motorregler 46 oder die Kosten der Bereitstellung höchst gleichmäßiger, wirksamer Oberflächen, wohingegen eine größere Anzahl von Facetten das Zeitintervall zwischen nacheinander abgetasteten Strahlen verringert, und wobei dadurch der Zeitraum verringert wird, der erforderlich ist, um die Oberfläche des photographischen Elements 16 vollständig zu bedecken. Der veranschaulichte drehbare Polygonalspiegel wird zwar bevorzugt, jedoch können auch ein Abtastgalvanometer, eine akustisch-optische Ablenkeinrichtung oder eine holographische Ablenkeinrichtung eingesetzt werden, die alle im Fach allgemein bekannt sind.
Wenn sich der Polygonalspiegel 18 aus der Perspektive aus Figur 1 im Uhrzeigersinn dreht, bewegt sich der abgelenkte Strahl 14 in bezug auf Figur 1 nach unten und wird von einem Planarspiegel 68 zu dem photographischen Element 16 reflektiert. Der Spiegel 68 dient dazu, den Pfad bzw. den Weg des Strahls 14 zu falten bzw. zu verkleinern und somit Platz zu sparen, wobei der Spiegel weggelassen werden kann, wenn der Platz nicht von Bedeutung ist. Vor der Berührung des Spiegels 68 wird der Strahl 14 zuerst so reflektiert, daß er auf einen Abtastbeginn-Photodetektor 70 entlang dem Strahlungsweg 72 trifft, der durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Der Detektor 70 erzeugt ein Taktsignal, das bewirkt, daß der Steuerkreis 38 die Modulation einleitet sowie die Informationsübertragung zu dem Stahl zu dem richtigen Zeitpunkt. Am Anfang jeder Zeile bzw. Linie wird somit eine Korrektur für jeden Taktungsunterschied während dem Abtasten der vorherigen Zeile vorgesehen.
Zwischen dem Drehspiegel 18 und dem planaren Spiegel 68 befinden sich zwei Linsen 74 und 76, die die Probleme korrigieren, die dem Einsatz des Drehspiegels 18 und dem Abtasten des Strahls 14 zugeordnet sind. Bei der Linse 74 handelt es sich um eine zylindrische torische Linse, die in Kombination mit dem zylindrischen Linsensystem 67 dazu eingesetzt wird, einen als Pyramidenfehler bekannten Effekt zu korrigieren, der durch unterschiedliche Winkel der Ebenen der Facetten des Spiegels 18 im Verhältnis zu der Rotationsachse des Polygonalspiegels 18 erzeugt wird. Bei diesem Pyramidenfehler handelt es sich um ein herkömmliches Problem bei Drehspiegeln, und wobei der Einsatz einer zylindrischen torischen Linse 74 in dem U.S. Patent US-A-3.750.189 an Fleischer vorgeschlagen wird. Die Linse 74 sorgt dafür, daß der Fokus des Strahls 14 und der Punkt des minimalen Pyramidenfehlers an dem gleichen Punkt auf der Oberfläche des photographischen Elements 16 zusammenfallen.
Bei der Linse 76 handelt es sich um eine sogenannte "F-Q- Linse", die dazu dient, die Geschwindigkeit des Strahls 14 über dem Spiegel 68 und der Oberfläche des photographischen Elements 16 auf einem konstanten Wert zu halten. Bei herkömmlichen Abbildungslinsen ist die Position des Strahls 14 (r) auf einer Abbildungsebene bei einem gegebenen Projektionswinkel (Q) durch das folgende Verhältnis gegeben:
r = f tan Q
mit f = Brennweite der Abbildungslinse.
In einem derartigen System verändert sich der Projektionswinkel des Strahls auf der Abbildungslinse im Laufe der Zeit linear. Folglich ändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Abtaststrahls auf der Abbildungsebene nicht linear. Die Geschwindigkeit des Strahls 14 nimmt zu, wenn der Projektionswinkel größer wird. Wenn davon ausgegangen wird, daß es sich bei dem Abtaststrahl 14 um eine Reihe diskreter Punkte handelt, so sorgt diese nicht vorhandene Linearität dafür, daß die Punkte an den Enden der Abtastzeile größere Zwischenabstände aufweisen als in der Mitte der Abtastzeile. Um dies zu vermeiden, wird die Abbildungslinse 76 in der vorliegenden Erfindung so angepaßt, daß sie die folgende Eigenschaft aufweist:
r = f Q
Eine Linse mit dieser Eigenschaft wird als F-Q-Linse bezeichnet, und wobei diese Linse dafür sorgt, daß die Geschwindigkeit des Abtaststrahls 14 auf der ganzen Abtastzeile konstant ist.
Das bis zu diesem Punkt beschriebene System sieht ein Ablenken bzw. Abtasten des Strahls 14 in eine Richtung vor, die parallel zu einer Kante bzw. Seite des photographischen Elements 16 verläuft. Es muß dafür gesorgt werden, daß sich der Abtaststrahl 14 über das photographische Element 16 in eine Richtung bewegt, die senkrecht zu der Abtastrichtung verläuft. Dies kann durch progressive Neigung des Planarspiegels 68 als Reaktion auf Signale erfolgen, die von dem Abtastbeginn- Photodetektor 70 vorgesehen werden, oder durch Bewegen des photographischen Elements 16 auf die in der Figur 2 veranschaulichte Weise.
In Figur 2 wird das photographische Element 16 von einem Tisch 78 getragen und greift mit einer Antriebswalze 80 und den Mitläuferwalzen 82 und 84 ein. Die Antriebswalze 80 wird durch einen Motorregler 86 geregelt, der auf ein durch den Photodetektor 70 vorgesehenes Signal anspricht, das anzeigt, daß der Abtaststrahl 14 mit dessen Abtastung des photographischen Elements 16 beginnt. Unmittelbar vor der Abtastung des photographischen Elements 16 durch den Strahl 14, transportiert der Motorregler 86 das photographische Element 16 schrittweise nach vorne, so daß eine neue Zeile des photographischen Elements 16 belichtet werden kann. Zur Vereinfachung kann das photographische Element 16 kontinuierlich angetrieben werden, wobei der Detektor 70 in diesem Fall nur dazu dient, zu gewährleisten, daß der Rand der abgetasteten Zeilen gleichmäßig bzw. gerade ist.
Bei dem Walzensystem aus Figur 2 handelt es sich um eine mögliche Methode zum schrittweisen Vorschub bzw. Transport des photographischen Elements 16, wobei hiermit festgestellt wird, daß es auch viele andere mögliche Systeme gibt. Das photographische Element 16 kann zum Beispiel an einer Drehtrommel angebracht werden; der Tisch 78 könnte durch eine Verstellschraubenspindel vorgeschoben werden; oder das photographische Element 16 könnte einen Teil einer Endlosbahn bilden, die relativ zu dem Abtaststrahl 14 durch Zufuhr- und Aufnahmerollen transportiert wird, wobei sich die Rollen auf jeder Seite des Abtaststrahls 14 befinden.
Gemäß der Darstellung aus Figur 4 muß die Bewegung des photographischen Elements 16 relativ zu dem Abtaststrahl 14 nicht hundertprozentig senkrecht zu der Abtastrichtung des Strahls 14 sein. Wenn die Abbildungsvorrichtung 10 so angeordnet ist, daß der Abtaststrahl 14 das photographische Element 16 in eine Richtung abtastet, die nicht parallel zu einer der Kante des Elements 16 ist, so kann die ganze Oberfläche des photographischen Elements 16 trotzdem bedeckt werden, wobei das Element 16 in eine Richtung transportiert wird, die parallel zu einer Kante des Elements verläuft. Erforderlich ist aus diesem Grund nur, daß die Richtung des Transports des photographischen Elements eine Teilrichtung aufweist, die senkrecht zu der Abtastrichtung des Abtaststrahls 14 verläuft. Die einzige Richtung des Transports bzw. des Vorschubs des photographischen Elements 16, die nicht wirksam ist, ist eine Richtung, die absolut parallel zu der Abtastrichtung des Strahls 14 verläuft.
Figur 5 veranschaulicht ein weiteres Verfahren zum Abtasten des Strahls 14 über die gesamte Oberfläche des photographischen Elements 16. Zwar wird der drehbare Polygonalspiegel 18 auf Grund der ihm zugeordneten Geschwindigkeit bevorzugt, jedoch ist es auch möglich das photographische Element 16 in dem Weg des Strahls 14 zwischen der Strahlbündelungseinrichtung 66 und dem Polygonalspiegel 18 einzufügen, wobei diese Elemente in Figur 1 dargestellt sind. In diesem Fall kann das photographische Element auf die in dem U.S. Patent US-A- 4.416.522 an Webster beschriebene Art und Weise sowohl in eine parallel als auch in eine senkrecht zu einer Kante des Elements verlaufende Richtung bewegt werden. In diesem Fall können der Polygonalspiegel 18, die zylindrische, torische Linse 74, die F-Q-Linse 76 und der planare Spiegel 68 weggelassen werden, und wobei die entsprechenden Fokussierlinsen so modifiziert werden können, daß sie den korrekten Fokus vorsehen. Gemäß der Darstellung aus dem U.S. Patent US-A-4.416.522 kann das photographische Element 16 auf einem Tisch 88 getragen werden, der durch entsprechend geregelte Antriebsmotoren in senkrechte Richtungen bewegt wird.

Betrieb

Die Laserdioden 12, 12a und 12b werden so ausgewählt, daß sie Strahlungen im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums mit den entsprechenden Wellenlängen von 780 nm, 830 nm und 880 nm emittieren. Diese speziellen Werte für die von den Dioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlungswellenlängen sind nicht kritisch, sondern wie wurden so ausgewählt, daß eine maximale Differenz zwischen den Strahlungswellenlängen vorgesehen wird, die von jeder der drei Laserdioden 12, 12a und 12b emittiert werden.
Die maximale Differenz zwischen den von den Dioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlungen ist wünschenswert, da dadurch die Konstruktion des photographischen Elements 16 vereinfacht wird, da das Problem fehlerhafter Bilder zwischen den strahlungsempfindlichen Schichten 22, 26 und 30 durch größere Wellenlängendifferenzen verringert wird. Das Problem fehlerhafter Abbildungen zwischen den strahlungsempfindlichen Schichten 22, 26 und 30 des photographischen Elements 16 wurde bereits vorstehend im Text in bezug auf das photographische Element 16 beschrieben.
Dem Stand der Technik entsprechende Laserdioden emittieren Strahlungen zwischen Wellenlängen von ungefähr 750-900 Nanometern. Die Auswahl der Strahlungsemissionen durch die Laserdioden 12, 12a und 12b mit Wellenlängen von 780, 830 und 880 nm sieht somit die in der Praxis maximal mögliche Differenz zwischen den Wellenlängen vor, die in dem Wellenlängenbereich herkömmlicher Laserdioden gut realisierbar ist. Wenn Laserdioden verfügbar sein sollten, die Strahlungen in anderen Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums emittieren, so werden die Laserdioden ausgewählt, die eine größere Wellenlängendifferenz als die hierin möglichen 50 nm aufweisen.
Bei der Vorbereitung für den Druck eines Bilds auf das photographische Element 16 empfangen die Laserdioden 12, 12a und 12b kein analoges Eingangssignal von dem Digital-Analog- Umsetzer 42, das abzubildende Informationen darstellt, sondern sie empfangen einen niedrigen Strom von dem Rückkopplungskreis, der die Infrarotphotozelle 50 aufweist, wodurch die Laserdioden 12, 12a und 12b ihre Schwellenwerte beibehalten, so daß die Laserdioden nicht vollständig ausgeschaltet werden. Die von den Dioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlen mit geringer Intensität werden gemäß der vorstehenden Beschreibung in einen kolinearen, gebündelten Strahl 14 optisch korrigiert und gebündelt, der zu dem drehbaren Polygonalspiegel 18 geleitet wird. Durch Drehen des Spiegels 18 wird die Reflexion des Strahls 14 in bezug auf Figur 1 nach unten abgelenkt, bis der Strahl 14 auf den Abtastbeginn-Photodetektor 70 trifft.
Der Detektor 70 sieht ein Signal vor, das anzeigt, daß der emittierte Strahl 14 mit dem Abtasten des photographischen Elements 16 beginnt und er erteilt dem Digital-Analog-Umsetzer nach einer entsprechenden Zeitverzögerung, die den Zeitraum darstellt, die der Strahl 14 benötigt, um von dem Photodetektor 70 zu dem photographischen Element 16 zu gelangen, ferner den Befehl, mit der Inforrnationsübertragung an die Steuerkreise 38, 38a und 38b der Laserdioden zu beginnen, während der Strahl 14 nach unten abgelenkt wird bzw. abgetastet wird.
Wenn der gebündelte Strahl 14 auf dem photographischen Element 16 auftrifft, werden die Laserdioden 12, 12a und 12b durch deren entsprechende Digital-Analog-Umsetzer 42, 42a und 42b sowie die Steuerkreise 38, 38a und 38b kontinuierlich moduliert, so daß die Intensität der von den Laserdioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlungen gemäß den digitalen Informationen geregelt wird, die den Digital-Analog-Umsetzern 42, 42a und 42b zugeführt werden.
Die allen Laserdioden 12, 12a und 12b zugeführten digitalen Informationen entsprechen normalerweise jeweils einer anderen der drei additiven Primärfarben (blau, grün und rot), in die jedes Vollfarbbild unterteilt werden kann. Die dem blauen Bestandteil des Bilds entsprechenden digitalen Informationen können dabei die Laserdiode 12 regeln, die Strahlungen mit einer Wellenlänge von 780 nm emittiert. Die Laserdiode 12a, die Strahlungen mit einer Wellenlänge von 830 nm emittiert, kann den digitalen Daten entsprechen, die die Farbe grün darstellen, und der Laserdiode 12b, die Strahlungen mit einer Wellenlänge von 880 nm emittiert, können die digitalen Informationen zugeführt werden, die der Farbe rot entsprechen. Die Zuweisung der speziellen Wellenlänge zu den speziellen Farben ist absolut willkürlich, wobei jede der Laserdioden 12, 12a und 12b dafür eingesetzt werden kann, Informationen zu übertragen, die sich auf eine der Primärfarben bzw. jede beliebige Farbe beziehen.
Jeder der drei kolinearen Strahlen von den Laserdioden 12, 12a und 12b, die den einzelnen Strahl 14 umfassen, wird konstant und unabhängig bzw. einzeln moduliert, so daß jeder Strahl seine Intensität gemäß der Intensität der entsprechenden Farbe in dem zu druckenden Bild ändert. Die von den Laserdioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlungen können auf einer Frequenz moduliert werden, die bis an die Grenzen der Festkörperkomponenten des Systems reichen kann, wobei es sich dabei um viele Millionen Abtastvorgänge pro Sekunde handeln kann. Normalerweise wird jedoch keine derart hohe Abtastfrequenz verwendet, da das menschliche Auge diese feinen Details nicht mehr unterscheiden kann. Bei dem dem photographischen Element 16 verliehenen Bild handelt es sich kennzeichnenderweise eher um eine Anordnung von Punkten bzw. Bildelementen, die normalerweise eine Gaußsche bzw. eine stumpfe Gaußsche Form mit einem Durchmesser von 85 Mikrometern aufweisen. Der Punktdurchmesser kann abhängig von dem verwendeten optischen System zwischen ungefähr 5 und 1.000 Mikrometern variieren. Ferner werden kennzeichnenderweise 12 Bildelemente pro mm für die Erzeugung von Abtastzeilen verwendet, wobei abhängig von der gewünschten Auflösung auch 1 bis 200 Bildelemente pro mm verwendet werden können.
Durch die Betrachtung eines einzelnen Bildelements wird verständlich, wie eine beliebige Farbe auf dem photographischen Element 16 erzeugt werden kann, und wie die Dichte dieser Farbe veränderlich ist. Wenn der gebündelte Strahl 14 auf einem Punkt auf der Oberfläche des photographischen Elements 16 auftrifft, so dringen die Strahlungen von den Laserdioden 12, 12a und 12b ein, so daß die strahlungsempfindlichen Schichten 22, 26 und 30 exponiert werden. Unter den vorstehend aufgeführten hypothetischen Bedingungen, weist eine Strahlung mit 780 nm von der Diode 12 Informationen auf, die der Proportion der Farbe blau in dem ursprünglichen Bild entsprechen, und wobei die strahlungsempfindliche Schicht 30 Farbstoffe aufweist, die diese Primärfarbe erzeugen, wenn die Schicht exponiert und entwickelt wird. Die Zwischenschicht 26 spricht auf die Wellenlänge von 830 nm an und erzeugt bei einer Exposition und Entwicklung die Farbe grün. Schließlich weist die unterste Emulsionsschicht 22 eine besondere Sensibilität in bezug auf Strahlungen mit einer Wellenlänge von 880 nm auf, wobei die Schicht bei einer Exposition und Entwicklung die Farbe rot erzeugt. Jedes gegebene exponierte Bildelement weist somit die Farben blau, grün und rot auf, die jeweils übereinander liegen. Wenn diese drei additiven Primärfarben zusammen betrachtet werden, so können sie jede Farbe des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen Spektrums innerhalb des durch die bestimmten verwendeten Färbemittel definierten Farbraums erzeugen, und zwar durch Veränderung der relativen Dichte jeder dieser Primärfarben. Die Dichte der entsprechenden Farben wird duch Modulation der Intensität der drei kolinearen Strahlen geregelt, die auf dem photographischen Element 16 auftreffen. Die relative Exposition jeder der drei strahlungsempfindlichen Schichten 22, 26 und 30 bestimmt somit die empfundene Farbe, wobei jede Farbe innerhalb des verfügbaren Farbraums des Spektrums realisiert werden kann.
Für eine Veränderung der Dichte einer erzeugten Farbe wird die Intensität der drei durch die Dioden 12, 12a und 12b erzeugten Strahlen gemeinsam moduliert, wobei die relativen Intensitäten der drei Strahlen jedoch erhalten bleiben. Somit kann die Dichte einer beliebigen Farbe dadurch erhöht werden, daß die von allen Laserdioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlungen erhöht werden, und wobei die Dichte einer beliebigen auf dem photographischen Element 16 erzeugten Farbe dadurch verringert werden kann, daß die Intensitäten aller von den Dioden 12, 12a und 12b emittierten Strahlen gleichzeitig verringert werden.
Vorstehend wurde eine Laserdioden-Abbildungsvorrichtung beschrieben, die einen umfassenden und kontinuierlichen Farbbereich des sichtbaren Bereichs des elektromagnetischen Spektrums mit verschiedenen Dichten erzeugen kann. Somit kann ein Vollfarben-Halbtonbild auf einem photographischen Element erzeugt werden.
Die vorstehende Laserdiodenvorrichtung wurde in bezug auf ein System beschrieben, bei dem drei Dioden und ein photographisches Element mit drei entsprechenden strahlungsempfindlichen Schichten verwendet werden. Dabei handelt es sich um die geeignetste Anordnung, da diese Anzahl von Elementen der Anzahl der Primärfarben entspricht. Es kann jedoch jede beliebige Anzahl an Dioden und strahlungsempfindlichen Schichten vorgesehen werden, sofern die Anzahl der Dioden der Anzahl der strahlungsempfindlichen Schichten entspricht, die das photographische Element umfassen. Zum Beispiel kann es von Vorteil sein, eine vierte Diode und eine vierte Emulsionsschicht vorzusehen, die der Farbe schwarz zugewiesen sind. Es wird davon ausgegangen, daß dadurch eine bessere Wiedergabetreue der schwarzen Bereiche des Originals erzielt werden kann als durch eine Kombination der Primärfarben. In einem weiteren Beispiel wird vorgeschlagen, daß nur zwei Farben (und somit nur zwei Laserdioden) gemischt werden müssen, um einen umfassenden und kontinuierlichen Farbbereich zu erzeugen. Siehe dazu "The Retinex Theory of Color Vision", von Edwin H. Land, Scientific American, Seiten 108-128 (Dezember 1977) und "Color Vision and the Natural Image", Proceedings of the National Academy of Science, Seiten 115-129 und 636-644 (Band 45, 1959).
Der Fachmann wird feststellen, daß verschiedene Modifikationen und Abänderungen in bezug auf die vorliegende Erfindung möglich sind, wobei die vorliegende Erfindung all diese Modifikationen und Abänderungen umfaßt, die dem Umfang der anhängigen Ansprüche angehören.

Claims

1. Laserbildvorrichtung (10) zur Erzeugung mehrfarbiger Halbtonbilder auf einem photographischen Element (16) nach einer Strahlenexposition (14), wobei das photographische Element (16) ein Substrat (20) und mindestens zwei auf einer Seite des Substrats darüber angeordnete strahlungsempfindliche Schichten (22, 26, 30) umfaßt, wobei jede strahlungsempfindliche Schicht (22, 26, 30) einem anderen photographischen Kuppler zugeordnet ist, der nach der Exposition und der Entwicklung durch die Reaktion mit einem oxidierten photographischen Entwickler einen anderen Farbton erzeugen kann, wobei die strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) auf verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums sensibilisiert werden, wobei die Bildvorrichtung (10) folgendes umfaßt:

eine Mehrzahl von Laserquellen (12, 12a, 12b), deren Anzahl der Anzahl der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) entspricht, wobei jede der genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) Strahlung (14) mit einer bestimmten Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums emittiert, wobei sich die Wellenlängen jeweils von den anderen Wellenlängen der Laserquellen (12, 12a, 12b) unterscheiden, und wobei die Wellenlänge der Wellenlänge entspricht, mit der eine der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) sensibilisiert wird;

eine Einrichtung zur Modulation (38, 38a, 38b) der genannten Strahlung (14) der genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) zur entsprechenden Modulation der genannten Exposition der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) und somit der Dichte der genannten Farbe nach der Entwicklung;

eine Einrichtung zum Richten (18) der von den genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung (14) auf das genannte photographische Element (16), wobei die genannte Strahlung (14) auf einen Punkt fokussiert (67, 74, 76) wird, und wobei der genannte Punkt der Strahlung (14) quer über die Oberfläche des genannten photographischen Elements (16) abtastet; und

eine Einrichtung zum Transport (80) des genannten photographischen Elements (16) relativ zu der genannten abgetasteten Strahlung (14) in eine Richtung, die eine senkrecht zu der genannten Abtastrichtung verlaufende Teilrichtung aufweist, so daß alle Abschnitte der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) der genannten Strahlung (14) ausgesetzt werden;

so daß durch die genannte Exposition der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) durch die Laserstrahlung (14) ein Bild erzeugt wird, so daß das genannte Bild mehrfarbig ist, wobei jede Farbe innerhalb des durch die genannten Farbtöne definierten Farbraums durch die Auswahl, die Überlagerung und die Dichte von mindestens zwei Farbtönen erzeugt werden kann, und so daß die genannte Farbe einen Halbton aufweist, wobei die Dichte der genannten Farbe durch Modulation aller genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) und somit Exposition aller strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) ermittelt werden kann;

dadurch gekennzeichnet, daß jede der Laserquellen (12, 12a, 12b) eine Laserdiode umfaßt, die Strahlung mit einer entsprechenden Laserdiodenwellenlänge in dem Bereich von langwelligem Rot oder in dem Infrarotbereich emittiert, wobei die Einrichtung zur Modulation (38, 38a, 38b) die Intensität der von den genannten Laserdioden (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung (14) kontinuierlich moduliert, wodurch die Eingabe in die genannten Laserdioden direkt moduliert wird, und wobei jede der strahlungsempfindlichen Schichten des genannten photographischen Elements mit einer entsprechenden Laserdiodenwellenlänge im Bereich von langwelligem Rot oder in dem Infrarotbereich sensibilisiert wird.

2. Laserbildvorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner mit einer Einrichtung zur Bündelung (64, 66) der genannten von den Laserdioden (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung (14) in einen kolinearen Strahl (14).

3. Laserbildvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei es sich bei der genannten Einrichtung zur Bündelung der genannten Strahlung (14) um zwei würfelartige Strahlenteiler (64, 66) handelt, die sich zwischen den genannten Laserdioden (12, 12a, 12b) und dem genannten photographischen Element (16) befinden.

4. Laserbildvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei drei Laserdioden (12, 12a, 12b) vorgesehen sind, wobei die erste Laserdiode Strahlung (14) mit einer Wellenlänge von etwa 780 nm emittiert, wobei die zweite Laserdiode Strahlung (14) mit einer Wellenlänge von etwa 830 nm emittiert, und wobei die dritte Laserdiode Strahlung (14) mit einer Wellenlänge von etwa 880 nm emittiert.

5. Laserbildvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die genannte Einrichtung zum Richten, Fokussieren und Abtasten der genannten Strahlung (14) einen drehbaren Polygonalspiegel (18) umfaßt, der mindestens eine reflektierende Oberfläche, eine Kollimatorlinse (58) und mindestens eine Zylinderlinse (60) aufweist, die sich zwischen jeder der genannten Laserdioden (12, 12a, 12b) und dem genanntn Polygonalspiegel (18) befindet, und mit einer torischen Linse (74) sowie einer F-Q-Linse (76), die sich zwischen dem genannten Polygonalspiegel (18) und dem genannten photographischen Element (16) befindet.

6. Laserbildvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die genannte Einrichtung zum Transport des genannten photographischen Elements (16) relativ zu der genannten abgetasteten Strahlung (14) eine Antriebswalze (80) im Eingriff mit dem genannten photographischen Element (16) und eine Regeleinrichtung (86) aufweist, die auf die Position des Abtaststrahls (14) zum Transport der Antriebswalze (80) anspricht.

7. Verfahren zur Erzeugung mehrfarbiger Halbtonbilder auf einem photographischen Element (16), wobei das photographische Element (16) ein Substrat (20) und mindestens zwei auf einer Seite des Substrats darüber angeordnete strahlungsempfindliche Schichten (22, 26, 30) umfaßt, wobei jede strahlungsempfindliche Schicht (22, 26, 30) einem anderen photographischen Kuppler zugeordnet ist, der nach der Exposition und der Entwicklung durch die Reaktion mit einem oxidierten photographischen Farbentwickler einen anderen Farbton erzeugen kann, wobei die strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) auf verschiedene Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums sensibilisiert werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Bereitstellung von Laserquellen (12, 12a, 12b), deren Anzahl der Anzahl der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) entspricht, wobei jede der genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) Strahlung (14) mit einer anderen Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums emittiert, und wobei die Wellenlänge der Wellenlänge entspricht, mit der eine andere der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) sensibilisiert wird;

Richten der von den genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung (14) auf das genannte photographische Element (16), so daß die genannte Strahlung (14) von jeder der genannten Laserquellen (12, 12a, 12b) jede der genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) sensibilisiert, um nach der Reaktion mit einem photographischen Entwickler in jeder strahlungsempfindlichen Schicht (22, 26, 30) eine Farbe zu erzeugen;

Modulieren der Intensität der genannten Strahlung (14) der genannten Laserquellen (12, 12a, 12b), die auf das photographische Element (16) gerichtet ist, so daß die Dichte der nach der Reaktion mit einem photographischen Entwickler erzeugten Farbe entsprechend in einen Halbton moduliert wird;

dadurch gekennzeichnet, daß jede der Laserquellen (12, 12a, 12b) eine Laserdiode umfaßt, die Strahlung mit einer entsprechenden Laserdiodenwellenlänge in dem Bereich von langwelligem Rot oder in dem Infrarotbereich emittiert, wobei die Intensität der genannten Strahlung (14) kontinuierlich moduliert wird, wodurch die Eingabe in die Laserdioden (12, 12a, 12b) direkt moduliert wird, und wobei jede der strahlungsempfindlichen Schichten des genannten photographischen Elements mit einer entsprechenden Laserdiodenwellenlänge im Bereich von langwelligem Rot oder in dem Infrarotbereich sensibilisiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Abtastens des genannten photographischen Elements (16) mit der von den genannten Laserdioden (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung (14) umfaßt, um den ganzen Bereich bzw. die ganze Fläche aller genannten strahlungsempfindlichen Schichten (22, 26, 30) zu sensibilisieren, und um dadurch ein Bild zu erzeugen, wobei die überlagernden Farben mit modulierter Dichte ein mehrfarbiges Halbtonbild erzeugen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Abtastens des genannten photographischen Elements (16) mit der genannten Strahlung (14) ferner die Überquerung des genannten photographischen Elements (16) mit der durch die genannten Laserdioden (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung (14) umfaßt, und wobei das genannte photographische Element (16) gleichzeitig in eine Richtung bewegt wird, die eine Teilrichtung aufweist, die senkrecht zu der Richtung der genannten Überquerung verläuft.

10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren ferner den Schritt der Bündelung der genannten von den genannten Laserdioden (12, 12a, 12b) emittierten Strahlung in einen einzigen Strahl (14) umfaßt, und zwar vor dem Richten der genannten Strahlung (14) auf das genannten photographische Element (16).