在高反差的感光介质上印相的基于lcd的印相设备的制作方法

专利名称：：在高反差的感光介质上印相的基于lcd的印相设备的制作方法
技术领域：
：本发明一般来说涉及用于感光介质的印相设备，更加具体地说，本发明涉及一种在高反差的感光介质上记录图像的印相设备和方法。
背景技术：
：许多年来，在感光介质上大批量地印制图像的设备和方法不断地得到精制和改进，以减小成本、提高效率、和加大速度。特别是，分配给剧院以及其它展示场所的电影胶片的印制从这个不断改进的过程中获得了益处，因此，今天的提供印制胶片的方法被许多胶片洗印厂认为是高效的，并且是成本有效的。简单地评述一下如图1所示的常规的电影印制胶片制造的操作流程是说明性的。在接触式印制机120中，输入到印制过程的图像是一个主负片122，这个主负片122作为印制过程的中间产品要由胶片洗印厂经过仔细地印制和准备。非图像印制胶片124是要输入到这个过程的材料。在印制头126中，使用接触式印制方法高速率地曝光从主负片122到非图像印制胶片124的图像，在曝光的印制胶片124’上产生正片。然后，将曝光的印制胶片124’显影、烘干、包装，以便分配给剧场和其它的展示场所。按这种方法本身，从单个主负片122可以产生几百个曝光的印制胶片124’。由于出现了数字成像技术，可以看到，还有机会改进用于电影印制胶片制造的方法和设备。具体来说，为了用在各种不同的印相应用场合，已经提出两维空间光调制器阵列，例如液晶器件(LCD)阵列和数字微镜器件(digitalmicromirrordevice)(DMD)阵列。在美国专利NO.6215547(Ramanujan等人)、美国专利NO.6480259(Wong等人)、和美国专利NO.6163363(Nelson等人)中公开了使用这些器件的印制设备和方法的几个例子；其中美国专利NO.6215547(Ramanujan等人)公开的是使用具有3色LED源的一个反射型LCD；美国专利NO.6480259(Wong等人)公开的是使用偏振调制的印制设备，利用一个附加的偏振元件来增加反差比；美国专利NO.6163363(Nelson等人)公开的是使用DMD阵列来提供具有最佳反差比的印制设备。尽管数字成像技术具有许多功能和优点，但仍旧存在一系列障碍。其中比较重要的障碍就是写入速度。两维的空间光调制器还不能提供足够大的光强度，或者说还不能展示出足够高的更新速率以便在高速的印制胶片的制作中使用，因而代替当前利用高速曝光的印制应用中的这些设备是不切实际的。这是特别重要的，因为正如容易理解地那样，在印制胶片上进行印制的高速设备表明巨大的资本投资。直到数字成像技术在速度和低成本方面能够提供明显的进步，常规的接触式印制技术才可能用于大量的印制胶片的制作。然而，尽管数字成像技术对于印制胶片曝光可能还不是最好的，但空间光调制器现在还正在制作主负片的印制设备中使用，因为这里的印制速度并不是关键的，并且数字成像技术还有其它的一些优点。例如，美国专利NO.6215547(Ramanujan等人)给出的教导就是使用LCD空间光调制器在感光介质上印制图像。使用例如在美国专利NO.6215547中公开的方法，可能使用LCD空间光调制器向中间主负片上写入图像。然后，可以使用常规的接触式印制曝光技术从这个中间主负片向印制胶片进行印制。在成像领域众所周知，对于每个中间阶段，图像的一定量的退化是不可避免的。因此，例如，即使当从质量最好的负片上进行印制，并且使用具有理想的曝光量级和计时的接触式印制机，在印制胶片上某些图像质量损失也是不可避免的。典型地，例如，在负片和接触式印制机的照片之间存在某些小量的移动，导致清晰度的某些损失。此外，在印制过程中的杂散光也可能产生某些反差的损失。这样，可以得出结论即使高质量的接触式印制机具有相当好的性能，也要考虑取消中间阶段对于图像质量带来的好处。如果不使用中间主负片，而是直接向印制胶片写入图像，这对于改进图像质量会表现出它自身的价值。与通过接触式印制技术成像相比，即使可能花费更多的时间向印制胶片直接写入，但还存在一些颇具竟争性的理由，即可提供意外高质量的印制胶片。例如，与从按传统方式制作的印制胶片上投影的大多数其它电影院相比，选择的电影院可能要付出一笔上演具有极高图像质量的第一轮胶片(firstrunfilm)的额外费用。因此可以看出，显然需要能够使用数字成像技术向印制胶片直接印制，即使这个方法与常规的大量的方法相比花费更多的时间亦应如此。一种可替换的方法是，提供一种专为此目的的印制设备，它能够接收印制胶片并能向印制胶片直接成像，不用任何中间负片阶段。然而，这个第一替换方案对于商业应用可能成本太高。另一个替换方案从现有的为主负片介质的数字印制设计的印制设备出发，并且对这个印制设备进行改进，使其可完成在印制胶片上直接成像的附加任务。然后可操作这种类型的印制设备，或者印制主负片或者向印制胶片上印制。改造印制设备使其可直接向印制胶片写入面临一系列重大挑战。第一个挑战是由于介质响应的差异。现在参照附图2，其中表示一个典型的中间负片介质的密度相对于对数曝光量的曲线，中间负片介质例如可以是按常规方式用于图1中的主负片122。现在参照附图3，图3与图2具有相同的比例刻度，图3中表示一个典型的印制胶片的密度相对于对数曝光量的曲线，印制胶片例如可以是按常规方式用于图1中的接触式印制胶片124。比较图2和3可以看出，在负片和印制胶片之间的响应方面有明显的差异。负片的特征是低反差胶片。同时，印制胶片的特征是高反差胶片。密度相以于对数曝光量曲线的斜率表示胶片介质反差特性，或相对γ。就反差而论，如图2所示的负片表现出的反差比如图3所示的印制胶片的反差低得多。例如，典型的中间负片的γ约为1.0。相比之下，典型的印制胶片在斜率最陡点的γ接近5.0。图2和图3的感光介质的动态范围明显不同。简而言之，感光介质的动态范围是基于曝光的最亮区和最暗区之间的差值。图2所代表的负片介质所需的曝光动态范围相对来说较高，约为708∶1。这就是说，最亮的曝光量必须比最暗的曝光量大700倍左右，才能产生密度范围从0到略大于2.0的负片。但是对于图3的印制介质，所需的曝光动态范围相对来说较低，约为89∶1。对于图3的印制介质，密度(D)相对于对数曝光量(logE)的曲线的较陡斜率(γ)意味着需要小得多的曝光量比例来覆盖从最小到最大的动态范围。因为图2和3的两种感光介质的动态范围存在差异，所以在印制设备中简单地将一种介质替换另一种介质是不恰当的。例如，在为图2的介质建立的写入器中只替换图3的介质，则只有一个很小范围的数字值覆盖从0密度到最大密度(Dmax)的密度差。由于代码值的差别小，并且曝光量数值又是对数的，这将导致大的密度差，因此，图像轮廓的效果非常可能是图3的高反差介质。图2和3中x轴的标记方式表明代码值是如何转换成密度的，其条件是产生一个典型的印制机校准查找表(LUT)。在图2中，代码值在对数曝光区的一个很大的范围上扩展，这里曲线基本上是直线的。图3表示如何使用按常规方式产生的校准LUT将在相同曝光范围的展开的输入代码值转换成在印制胶片上的输出密度。在图3中，低的代码值和某些高的代码值转换成曲线的平直部分，因此在这些范围的代码值的大的变化将产生小的密度变化。对于图3的响应，在这些平直区域中的代码值实际上丢失了，只留下剩余的代码值覆盖胶片介质的整个动态范围。必须将处理这种类型介质的印制设备配置成低的曝光量范围，将输入图像数据中的代码值重新转换成成像介质的低曝光量范围内的代码值。即，这些代码值必须在胶片的有用密度范围重新分配。如果代码值的重新分配不适当，则能够引起图像中的轮廓假像。当代码值的单个增加引起了大于视觉阈值的相应的密度变化时，出现轮廓。在图像中的可见的密度轮廓产生不期望的效果，这个效果类似于在天气图中的轮廓线。常规的负片/正片系统有意地使用了高和低反差的胶片。低反差胶片(γ约为0.6-0.7)用于捕获初始场景。利用具有这个功能的低反差胶片，记录宽的场景动态范围。还有，低反差胶片更能允许小的曝光量误差，允许在印制阶段进行校正而不会严重改变总的色调再现。中等反差胶片(γ接近1.0)用于产生摄像机负片的中间的正和负的拷贝。γ为1.0可阻止在电影制作的一系列复制阶段建立反差。印制胶片是一种高反差胶片。高反差对于在光线较暗的电影院里观看时产生令人愉快的全色调的再现是必要的。整个的系统反差是所有的制作阶段的γ的作用结果。这个系统反差略微大于1.0，可以补偿在较暗的房间内观看场景时眼睛的反差感觉的减小。经过几十年的发展，这个精致的系统使用情况极好。观察到这个常规方法使用了低和高反差介质的组合是特别有指导意义的，其中在工作流程的不同点使用了低反差介质和高反差介质这两者的不同期望特征，并且使它们相互协调，从而可以提供令人愉悦的视觉输出。毫不奇怪，在这个常规的工作流程中插入数字印制不是没有“漏洞”的，有可能引入色调再现和图像假像的问题。如图2和3所示的反差的差异意味着，与负片介质相比，印制胶片介质加重了图像假像。例如，印制胶片趋于加重了LCD图像假像，如非均匀性和有缺陷或边缘像素，它们只在负片介质上可能是不明显的。对于图2和3的胶片，印制胶片可能加重可感觉到的图像假像，加重高达4-5倍。因此，当使用印制设备引导对于印制胶片的印制的时候，需要补偿高反差响应。在成像领域众所周知，使用一个查找表(LUT)可以补偿由感光介质引入的或由光调制元件如声光调制器或液晶器件引入的非线性。LUT给出一个灵活的机制，可以对介质或调制器件的差别进行修改，经常用于校准目的。针对感光介质的响应特性校准印制设备的一种方法是调节数字数据的映射转换，产生一个LUT以校正输入数据对于输出的曝光量级，例如在2002年10月21日提交的共同转让的EP专利申请NO.02079360.0中所描述的。使用EP专利申请NO.02079360.0中的方法，通过在指定的偏置电压电平并在可能的输入数据值的整个范围内关联曝光能量值与密度，可以将输入代码值映射转换为器件的代码值。虽然这个方法是用于校准的，特别是在光调制器的分辨率大于输入数据的分辨率的情况下使用，但EP专利申请NO.02079360.0不是用来解决均匀性问题的，当在低反差介质和高反差介质之间改变时这个均匀性问题是可以感觉到的。出于这个原因，除了使用LUT进行数据值的映射变换以外，感光印制胶片的反差响应特性可能还需要附加调节印制硬件。于是，可以看出，需要一种印制设备和配套方法，用于使印制设备适合于具有不同反差响应特性的感光介质。
发明内容因此，本发明的一个目的是提供一种印制设备和方法，用于使印制设备适合于在多种类型感光介质上印制，这些感光介质通过反差响应特性进行区分。鉴于这个目的，本发明提供一种印制设备，用于选择性地从图像数据向一组感光介质中的任何成员印制图像，其中这组感光介质至少包括第一感光介质和第二感光介质，其中第一感光介质相对于第二感光介质具有相对较低的反差响应，所说的设备包括(a)空间光调制器，用于通过按照图像数据调制入射光的偏振状态形成图像，空间光调制器至少具有用于向第一感光介质印制的第一组设定电压条件，和用于向第二感光介质印制的第二组设定电压条件；(b)可调偏振元件，它设在空间光调制器的输出光路中，可调偏振元件至少具有用于第一感光介质的第一反差设定值和用于第二感光介质的第二反差设定值；和(c)控制逻辑处理器，用于选择性地设置至少用于第一感光介质的第一组设定电压条件和用于第二感光介质的第二组设定电压条件。从另一方面，本发明提供一种方法，用于从图像数据向具有预定反差响应的感光介质印制图像，所说方法包括如下步骤(a)基于感光介质的反差响应设定用于空间光调制器的电压条件；(b)按照感光介质的反差响应调节偏振元件以减小成像光学元件的反差；(c)向空间光调制器引导具有预定偏振状态的入射光；(d)按照图像数据调制入射光以形成含有调制图像的光束；和(e)向感光介质引导含调制的图像的光束。本发明的特征是在印制设备中使用可调偏振元件来调节反差。本发明的一个优点是它允许单个印制设备容易适应向具有一定范围的反差响应特性的不同感光介质上进行印制。使用本发明的方法可以调节印制设备，使之适应两个或多个不同的介质类型，每个介质类型都具有特定的设定参数。在特定的情况下，用于向负片介质成像的同一个印制设备可用来向正片介质直接成像，有效地消除了在胶片复制处理中的一个步骤。本发明的另一个优点是允许进行调节，可在高反差介质上提供改进的均匀性。本发明的这些和其它的目的、特征、和优点对于本领域的普遍技术人员来说在结合附图阅读了下面的详细描述后将变得显而易见，附图中表示并描述了本发明的说明性的实施例。虽然详细描述推论出权利要求书，权利要求书又具体指出并且明确提出保护本发明的主题，但我们相信，从以下结合附图对本发明的描述中将能更好地理解本发明，其中图1是一个方块图，表示现有技术的用于胶片类型的成像的接触式印制机的基本功能；图2是曲线图，表示一个典型的中间负片介质的密度相对于对数曝光量的关系；图3是曲线图，表示一个典型的印制胶片的密度相对于对数曝光量的关系；图4表示低反差设定值和高反差设定值的EO器件响应曲线的比较；图5a表示对于指定的驱动电压范围的一个典型的特征亮度响应，其中的电压设定值用于高反差；图5b表示对于指定的驱动电压范围的一个典型的特征亮度响应，其中的电压设定值用于低反差；图5c表示由空间光调制器中的不均匀性引起的反射系数差是如何转换成印制胶片上的密度差的。图中针对从负片到照片系统以及直接到照片系统表示出不均匀性的大小和密度差的大小；图6a是一个方块图，表示对于单色道的光调制部件的一种现有技术安排；图6b是一个方块图，表示本发明的一个实施例的光调制部件的一种安排；图7a-7d表示在一个多色实施例中的图像形成部件的平面图和透视图；图8给出用于设置特定感光介质的设定电压条件的主要步骤的流程图。具体实施例方式本说明书具体涉及的是形成按照本发明的设备的一部分的元件，或者是与按照本发明的设备更加直接地协同动作的元件。因此应该理解，没有具体表示或描述的元件可以采取对于本领域的普通技术人员公知的各种形式。EO器件响应现在参照附图4，图4描述的是相同的LCD空间光调制器器件的两个特征电光(EO)曲线，其中表示相对亮度与代码值的关系。用来控制器件EO响应的电压设定参数Vc、V1、V2对于两个曲线(低反差曲线200和高反差曲线210)是不同的。垂直轴是器件的相对亮度或“反射系数“。水平轴对应于像素的数字代码值，并且正比于加到LCD内的这个像素上的视频驱动电压。所加的视频电压越大(数字代码值越大)，从这个像素或区域反射的光量越大。光反射的这种响应应用到低反差曲线200和高反差曲线210。低和高反差曲线200和210的斜率表示电光器件响应随设定电压条件的可变性。低反差曲线200表示代码值的增加是如何以平缓渐进的速率增加亮度的。高反差曲线210表示在大部分代码值范围上的代码值之间的亮度是陡峭增加的。此外，与低反差曲线200相比，高反差曲线210对于低代码值实现了较低的相对亮度。与高反差曲线210相比，很明显，低反差曲线200对于整个代码值表现出更加均匀的亮度水平间隔。应该认识到，还有一个优点是，提供尽可能多的分立的曝光量水平，从而可以使曝光的图像中的轮廓线最小。在感光介质具有高反差响应的情况下，这尤其是对的。具有图2的响应特征曲线的中间负片，在曝光的图像中的高反差特别重要。鉴于这个目标，通常针对高反差曲线210的响应来配置LCD空间光调制器器件，以便对这个胶片提供高反差曝光。这个高反差配置对于提供胶片所需的宽范围曝光是必要的，尤其是在极低亮度水平的情况下更是如此。这样的安排可能不会提供代码值相对于光强级的最佳分布。然而，通过将每个输入代码值映射转换成在校准查找表(LUT)的唯一输出值，可以获得可接受的性能。通过这样作，外形轮廓本身不会引入数字数据。按类似的方式仔细调节光系统，以提供最好的可能的反差，下面对此还要作详细描述。对于如图3所示的高反差胶片，期望在高斜率区具有当使用低反差曲线200时可能会提供的尽可能多的数字代码值。否则，如果使用高反差曲线210来代替，代码值的每个单位增量将要引起大的光强级的变化。因此，大的密度变化可能会导致或引起图象中不利的外形轮廓。基于这种考虑，可以看出，低反差介质需要高反差曝光输入，高反差介质需要低反差曝光输入。这种关系应用到以上参照附图1描述的常规的印制胶片制作的工作流程中。参照附图3，代码值范围需要限制在较小的曝光量范围，由指向代码值范围的虚线箭头表示，从而可以使在整个代码值范围的代码值变化产生相应的小的密度变化。这种调节是通过利用图4的低反差曲线200配置LCD空间光调制器实现的。观察偏置电压变化(即，LCD电压设定参数的变化)是如何影响EO曲线的反差的是很有指导意义的。现在参照附图5a和5b的曲线，其中用对比的方式表示对于电-光曝光装置(如一个模拟的反射型LCD)的相对驱动电压与相对亮度之间的相互关系。电压Vc是控制电压，或LCD的后板电压。电压V1控制始于Vc的偏差消隐脉冲电平(pedestal)，并且使一个对应的互补负电压V2(未示出)在交替的半周期期间加到LCD上。电压V1和V2具有基本相同的幅度，但相对于Vc极性相反。(交替的极性可使器件避免积累空间电荷，空间电荷的积累会严重缩短部件的寿命)。按另外一种方式，电压V1和V2具有相同的功能，下面的描述使用V1并且为简洁起见只描述正半周期。如果使用如图5a所示的这个曲线消隐区内的驱动电压，亮度的增加极小。还要参照附图5a和5b，通过提升或降低电压电平V1，可改变总的反差。通过在整个所示的电压范围可以改变的大于消隐脉冲电压并大于V1的来控制可为图像得到的亮度水平。这个视频电压正比于数字代码值。峰值视频电压是设定电压参数之一，但通常限制在一个电压范围内。视频电压可以能够或者不能够访问整个器件反射范围，这取决于颜色。如图5a和5b所示，设定为V1的消隐脉冲电压能够有效地在曲线上向上和向下移动整个视频电压范围。如图5a所示，电压V1应该较小，以产生图4的高反差曲线。反差是一个比例，分母是低电压电平的强功能，分子是高电压电平的较弱功能。一个小的V1电压电平对于大于消隐脉冲电压V1的零视频电压给出低的相对亮度。此外，由于视频电压受到限制，所以最大的视频电压也不可能提供整个可能的亮度。V1必须较大，如图5b所示，以获得图4的低反差曲线200。对于较大的电压V1，视频电压的低端以及视频电压的高端这两者在曲线上滑动地很远，如图5b所示。结果，视频电压的低端以及视频电压的高端，与图5a所示的电压V1较小的情况相比，都具有较高的亮度值。反差是低的，因为反差是一个比例值，主要由低端值控制，如以上所述。然而，图4的低和高反差曲线200、210分别对应于具有不同V1值的的图5a和5b的两条曲线。对比之下，先归一化图5a和5b中的曲线，然后再用图4中使用的形式绘出。在LCD的配置中，一旦确定了Vc，就调节消隐脉冲电压V1，以确定总的电-光亮度响应特性曲线。有益的是要观察视频电压电平的设定以便尽可能接近最大亮度，而不用延续到EO曲线的尽头。如使用EO曲线的技术人员众所周知的，当驱动电压连续增加时(这是一种不期望出现的条件，在图5a和5b未示出)，EO曲线实际上先达到峰值而后又下降。图4、5a和5b的曲线是通过调节LCD调制器的设定电压同时保持光学系统的其余部分的状态不变的情况下产生的。光学系统本身是针对光学最大反差配置的，具有交叉的偏振、最佳的分束器定位、并允许最小的闪烁和光泄露。如以上强调的，控制印制密度的设计目的是在可利用的光强级上得到最佳的代码值分布，以避免外形轮廓的出现。使外形轮廓最小以及其它的量化效应被认为是改变印制设备使之可选择地使用低和高反差介质的关键要求之一。如以上所述，设定适当的V1和V2的电压值并且使用适当的LUT映射变换，可以克服这种类型的图像量化异常。然而，为了使印制设备能够适应低和高反差介质，还有另外一些必须解决的问题。在这些问题中的主要问题是空间光调制器的不均匀性响应。不均匀性是由于当用一个常数的像素值访问时在LCD上出现的某些反射系数的变化。当对于低反差中间负片介质成像时，空间光调制器的不均匀性在最终的图像中不容易看出来。然而，当使用负片介质印制高反差胶片介质时，由于印制胶片的相对高的γ，在印制胶片介质中加重了负片中的任何不均匀性，由此引起不期望出现的图像假像。然而，如果适当调节调制器和光学元件以减小印制设备的反差，从而可以匹配高γ印制胶片的曝光量范围，就可以减小由LCD引起的不均匀性幅度。这样，虽然由于高γ印制胶片将要放大即使不大的不均匀性，但却减小了图像假像的整体影响。为了更好地理解本发明的减小不均匀性效应的方案，以及这个方案是如何与器件设定电压的改进配合协作的，首先对于在数字图像印制设备中使用的部件的总体安排进行综述是有益的。光调制部件现在参照附图6a，其中表示一个现有技术的印制设备110，它具有一个单色道的图像产生设备100。光源114例如具有任选的滤色片118或一个或多个LED，光源114通过一个均匀化装置116向偏振分束器134提供源照明。偏振分束器134将具有期望的偏振状态的照明光引向空间光调制器136。控制逻辑处理器112接收数字图像数据，并且使用数字图像数据来调制空间光调制器136以形成图像。包含这个图像的调制光然后通过偏振分束器134，然后再通过分析器132，并由透镜118引向感光介质140。在现有技术实施例中使用的偏振分束器134通常是基于一个棱镜装置，如MacNeille棱镜。图6a的现有技术安排适用于向具有特定的反差响应特性曲线的特定类型的感光介质140上成像。然而，图6a的部件安排不容易改变成可以向具有不同的反差响应特性的感光介质140上成像。这就是说，一旦针对一种特定的感光介质140反差比优化了图6a的部件安排，对于另外的感光介质140的调节的选择性就极小或者根本没有。现在参照附图7a、7b、7c、7d，其中表示在一个现有技术实施例中对于每一种颜色使用分开的光源和空间光调制器的印制设备110的图像产生设备100的示意透视图。现在具体参照附图7a、7b、7c，光源20、22、26分别引导光(通常为红、绿、蓝色)穿过均匀化光学元件45、49、47，穿过远心聚光器透镜(telecentriccondenserlenses)70、72、71，穿过偏振器53、55、57，穿过折叠式反光镜73、75、77，穿过偏振分束器80、84、82，到达反射型空间光调制器90、97、95。调制的光穿过偏振分束器80、84、82传送到X立方组合器86，组合器86沿着用于写入的输出轴组合单独分开调制的彩色光束。图7d表示出空间定位这些照明和调制部件构成图像产生设备100的一个实例。在如图7a、7b、7c、7d所示的安排中，在一般情况下，光源20、22、26每一个都包一个LED阵列或带有任选滤色片(未示出)的灯。空间光调制器90、97、95是反射型LCD。图7a、7b、7c、7d的安排允许对感光介质140同时进行RGB曝光。因为这种设计使每种颜色的功率最大，并且同时写入各种颜色，所以当使用这种安排时写入速度最大。对于不均匀性补偿的调节在图6a和图7a-d的现有技术的图像产生设备100中，常规设计的目的是使反差最大。为了实现反差最大，在调制路径中要彼此相对地精细调节偏振元件，具体来说即图6a的偏振器130及图7a-7d的偏振器53、55、57、以及图6a的偏振分束器134及图7a-7d的偏振分束器80、84、82。一旦实现对于最大可利用的反差的适当调节，就把偏振元件就地固定不动。然而却观察到，图6a中的偏振分束器134略有转动，将减小反射型空间光调制器136的低频非均匀性。在偏振分束器134是常规的基于棱镜的分束器的情况下，这样的转动是不切实际的，因为需要对照明和调制路径中的许多个支撑部件进行相应的调节。然而，对于使用线栅的偏振分束器的印制设备110，这种装置围绕它的中心点在同一个平面内的转动可以改变反差，不会对其它支撑光学部分产生冲击。允许反差调节的设备现在参照附图6b，其中表示一个印制设备110，使用偏振状态调节来改进这个印制设备110，使其可以向两个或多个不同类型的感光介质140上成像，这里所说的这些不同的感光介质140的差别在于反差响应特性。对于这个实施例的改进的部件包括以下所述的一个或多个(a)一个可调的线栅偏振分束器135，例如从Moxtek，Inc.Orem，Utah买到的以及在美国专利NO.6122103和6288840(Perkins等人)和6243199(Hansen等人)描述的那些偏振分束器，它们能够转动和重新定位以改变对于入射光的偏振的影响；(b)一个可调的分析器133，类似地，它们能够转动和重新定位以改变对于入射光的偏振的影响；(c)一个可调的偏振器131，类似地，它们能够转动和重新定位以改变对于入射光的偏振的影响；(d)一个或多个光学可调机构142，用于调节可调的偏振器131、可调的分析器133、或可调的线栅偏振分束器135中的一个或多个的转动和位置以调节偏振特性，这里的可调机构142可允许手动调节，例如使用调整片或调节螺丝，或者允许在控制逻辑处理器的控制下自动调节，例如使用压电执行机构、或步进电机、或其它类型电机、螺线管、或其它驱动装置。可以将图7a-7d的设备转换成适用于使用如图6a所示的安排进行偏振调节的每个调制色道。这种转换可以通过用可调的线栅偏振分束器135代替3个偏振分束器棱镜80、82、84来实现，并且对于可调的偏振器131、可调的分析器133进行相应的调节，这可能是本领域的普通技术人员众所周知的。当可调的线栅偏振分束器135从它的最大反差取向开始转动时，使用光学检测器在胶片平面测量的印制设备110的反差比随之下降。然而，与此同时，不均匀性假像的幅度也要下降。这样，如果不需要大的曝光反差比，就可以减小一点过度曝光反差比以曝光更加均匀的图像。即使设定电压Vc和V1不发生改变化，进行这样的调节也将改变空间光调制器136的有效EO曲线，如图4所示。经验结果表明，电-光的和光的两种效应在提供EO曲线形状方面紧密地联系在一起；如果不包括反差效应，就不可能测量EO曲线。重要的是要记住，偏振的输入光束是相对于可调的线栅偏振分束器135对准的。转动线栅偏振分束器135以减小反差，也破坏了这种对准的关系，因而减小了总的照明效率。这样，通过使偏振器131成为可调的，本发明的设备允许偏振的输入光束重新对准，使照明效率恢复到较高的水平，对整个系统的反差没有冲击。参照附图6b的部件安排，相对地对准空间光调制器136、线栅偏振分束器135、和可调的分析器133将影响总的反差。分析器131相对于线栅偏振分束器的调节将影响照明亮度。以前参照附图1描述了低和高反差介质的相对特性以及它们在常规的印制胶片制作流程中的作用。本发明的设备和方法，通过对于原来主要是为向低反差介质印制设计的设备进行电和光的调节，可以提供一种能够对于高反差印制介质直接使用的工作流程。有指导意义的是要记住，本发明的设备和方法在改进常规的印制胶片的印制工作流程的均匀性方面提供不可预见的效果。如果使用本发明的设备和方法，在某些条件下，即使利用印制胶片的高γ特性，与图1的传统的两步法(负片/正片)相比，在印制胶片上由LCD引起的图像假像更少可观察到。参照附图5c，其中表示的是常规的负片/照片系统的不均匀性效果(沿图5c的上部)与如图6b所示的使用空间光调制器数字成像的直接印制系统的效果的比较。例如如图5c所示，对于用来向负片介质成像的LCD进行设置，使其总的均匀反射系数为20％。然而，由于器件存在不均匀性，所以在LCD内存在一个区域，其中的反射系数比其它的区域要低。对于线栅偏振分束器进行调节，使其可产生在中间负片介质上进行印制所需的高反差，那么这个区域展示出来的反射系数只是15％。在胶片写入器的校准期间，要对曝光量进行调节，以使当LCD在最大反射系数的时候胶片的曝光可产生最大密度Dmax。在反射系数为20％时，LCD曝光中间负片介质，产生的密度为1.28；然而，反射系数减小的区域产生的密度仅为1.14，密度的变化是0.14。当随后使用这个负片向印制胶片印制的时候，印制胶片的γ将这个密度变化放大到0.56，即产生了4∶1的增加。然而，如果将线栅偏振分束器135调节到较低的反差位置直接向印制胶片成像，较低的反差设定值还将导致均匀性偏差的减小。例如，再次利用驱动到总的均匀反射系数为20％的LCD调制器，不均匀区域表现出来的反射系数为18％，如图5c的下部所示。如先前对于中间负片所作的，调节胶片写入器的曝光量，以便当LCD调制器在最大反射系数时在印制胶片上产生最大密度Dmax。在反射系数为20％时，在胶片上可实现的密度为2.26。在反射系数为18％时，在胶片上可获得的密度为2.05。在这个直接印制情况下，由于LCD的不均匀性引起的密度变化仅为0.21，而对于常规的负片/正片印制系统，这个密度变化为0.56。由于不均匀性象差的可见性与密度变化紧密相关，所以与常规的负片/正片印制系统相比，本发明的直接印制数字成像系统的不均匀性的可见性下降了2.5倍。这样，直接印制系统能够使用印制胶片的总的密度范围产生图像(正如常规的负片/正片印制系统所能作的那样)，但出乎意料的是，相对于常规的系统而言还减小了图像假像。虽然转动线栅偏振分束器135可提供最简单的调节，但是按另一种方式，转动分析器132也可以减小反差比。作为一种替换，使用图6b的结构，可以使用线栅偏振分束器135的转动和可调的分析器133的转动这二者的组合。如图4所示的EO曲线的反差可以随着空间光调制器的电气设定参数的变化而增加，同时总的系统反差可以通过转动线栅偏振分束器135而减小。可能必须反复地进行调节而后再进行测量这个重复的过程，直到达到可以接受的或最佳的结果时为止。使用这个方法，对于特定类型的感光介质得到的最佳结果要求对这个来自于对反差与均匀性的折衷考虑的结果进行评估。特定感光介质140类型的配置过程现在参照附图8，匹配印制设备110与感光介质140的反差响应特性的过程包括对于印制设备110的初始厂家设定，接下来是对于每一种特定的感光介质140的设定过程。这个过程通常是为特定的模拟反射型LCD提供的，本领域的普通技术人员可以针对其它的数字的和模拟的LCD以及用于调制光的偏振的任何空间光调制器很容易地修改这个过程。如图8所示的过程假定印制设备110是针对最大反差配置的(偏振器130和分析器132配置成交叉偏振器，线栅偏振分束器135经过适当调节)，高反差EO曲线的标称LCD设定值已经装入以控制LCD空间光调制器136。这些标标电压可以从所用类型的LCD器件的离线测试点上得到。以此为出发点，这个系统的反差就应该满足或者超过向任何一个期望的感光介质140上写入所需的最大反差。在初始步骤以后，使用图8所示的步骤就能实现用于每一种特定类型感光介质140的印制设备110的配置。首先执行设定步骤300，其中包括下述的子步骤1.选择一种照明颜色。2.设定照明亮度/电流至中间值。3.装入低反差LCD设定参数。接下去，完成反差测量和调节步骤310，其中包括下述的子步骤4.测量反差。5.确定这个反差是否可以接受。如果可以接受，继续下面的子步骤。如果不可以接受，修改LCD参数并转回到子步骤4。6.调节偏振部件的转动，直到实现期望的反差比时为止。这种调节例如通过转动线栅偏振分束器135和可调的分析器133这两者或转动其中的任一个来完成。7.测量反差。8.确定这个反差是否可以接受。如果可以接受，继续下面的子步骤。如果不可以接受，修改LCD参数并返回到子步骤4。接下去是均匀性评估步骤，它具有下面的子步骤9.确定这个均匀性是否可以接受。如果可以接受，继续下面的子步骤。如果不可以接受，修改LCD参数以增加LCDEO反差并返回到子步骤4。然后可执行设定值存储步骤330，以存储所获得的可接受的均匀性结果的设定参数，其中使用了以下的子步骤10.从用于印制设备100的经验得到的数值表中选择获得Dmax所需的曝光时间和LED电流。11.存储控制逻辑处理器112中的数值LCD参数(Vc、V1、V2、视频电平)、曝光时间、LED电流或光源设定值、线栅偏振分束器135的转动或分析器132的转动。还可能需要例如步进电机驱动器或其它类型调节机构142从其原始位置移动到与每个期望的反差比相应的位置的计数脉冲，并且还要将这个结果装在控制逻辑处理器112中。确定步骤340检查是否需要对另外的颜色重复这个过程12.确定是否完成了所有的颜色。如果是，则完成了循环；前进到子步骤20。如果没有，并且，如果这是一个3LCD调制系统，则返回到设定步骤300中的子步骤2，如图7所示。对于单个LCD系统，如图6b所示，则转到子步骤13。然后，对于每个另外的颜色，完成反差测量和调节步骤350，其中包括如下的子步骤13.选择下一种照明颜色。14.设定亮度/电流至中间值。15.测量反差。16.确定这个反差是否在可以允许的规定内。如果是，继续下面的子步骤。如果不是，修改LCD参数并转回到子步骤15。(对于单个LCD系统，不转动线栅偏振分束器136或分析器132，因为已经针对第一种颜色进行了设定。)重复设定值存储步骤330，其中有如下子步骤17.从经验得到的数值表中选择获得Dmax所需的曝光时间和LED电流。18.存储控制逻辑处理器112中的数值LCD参数(Vc、V1、V2、视频电平)、曝光时间、LED电流或光源设定值、PBS或分析器的转动。19.检查是否完成了所有的颜色。如果是，则继续下一个子步骤。如果没有，对于3调制器系统，则返回到子步骤2，对于单个调制器系统，则转到子步骤13。然后完成校准步骤360，其中有如下子步骤20.使用一个线性的LUT，从而使控制逻辑处理器112能够无需任何校正地应用到非线性的空间光调制器136或感光介质140上。21.在已知的代码值上以及已知的不同的功率电平(例如22个功率电平(分级表(steptable)))进行(run)感光度测试。在这些功率电平曝光感光介质140的测试条。然后，显影测试条并且测量密度。22.使用来自于子步骤21的感光度测试数据，产生非线性校准的LUT，使相等的代码值增加导致在处理过的感光介质上的相等的密度增加。23.装入校准LUT。24.写入核实的图像。理想的情况是，印制设备110在工厂就设定好，对于每一种感光介质140都装入了预先设定值，其中包括电压设定值(V1、V2、视频电平、和Vc)、线栅偏振分束器135的转动、以及可调的分析器的转动。使用本发明的方法，可以对印制设备110进行设置，使其可用于具有一定范围反差特性的、任何数目的、不同类型的感光介质140。可使用操作人员输入的命令和手动调节的组合来完成对于不同类型的感光介质140中的每一个进行的设置，从而可以针对特定类型的感光介质140设定适当的电压电平并进行偏振部件的调节。按另一种方式，还可以使用例如用于在图6b中的调节机构142的电机、螺线管、压电部件、或者其它类型的受控执行机构，利用感光介质140类型的自动检测以及偏振部件转动的自动调节，使设定调节部分地或完全地自动化。在一个自动检测实施例中，包含感光介质140的胶片盒或其它的封装可以具有一个RFID装置(未示出)作为指示器，例如由Texas仪器公司(Dallas，Texas)制造的带有RF收发器(未示出)的TAG-IT转发器作为检测器。这个检测器可以检测装入印制设备110中的感光介质140的类型，并且可以通过适合于这个这种感光介质140类型的初始化例行程序来运行。初始化值可在工厂确定，并且将其装入控制逻辑处理器112的存储器中。借助于自动检测，可使进行的调节过程完全自动化，这种调节过程对于操作人员来说是透明的。使用印制设备110的周期校准功能，可以补偿从一个星期到另一个星期的微小变化。还可以使用其它类型的检测器和指示器的组合，例如用于检测在感光介质140上或者在介质包装上的条形码标记指示器的条形码读出器、或者用于检测在感光介质140上或者在介质包装上的磁编码的磁条读出器。于是，提供了一种在感光介质上记录图像的印制设备和方法，它能够适应于感光介质的反差敏感度特性。权利要求1.一种印制设备，用于选择性地从图像数据向一组感光介质中的任何成员印制图像，其中所说的这组感光介质至少包括第一感光介质和第二感光介质，其中所说的第一感光介质相对于所说的第二感光介质具有相对较低的反差响应，所说的设备包括(a)空间光调制器，用于通过按照所说的图像数据调制入射光的偏振状态形成图像，所说的空间光调制器至少具有用于向所说的第一感光介质印制的第一组设定电压条件，和用于向所说的第二感光介质印制的第二组设定电压条件；(b)可调偏振部件，它设在所说的空间光调制器的输出光路中，所说的可调偏振部件至少具有用于所说第一感光介质的第一反差设定值和用于所说第二感光介质的第二反差设定值；和(c)控制逻辑处理器，用于选择性地设置至少用于所说第一感光介质的第一组设定电压条件和用于所说第二感光介质的第二组设定电压条件。2.根据权利要求1所述的印制设备，其中所说的可调偏振部件是偏振分束器。3.根据权利要求2所述的印制设备，其中所说的可调的偏振分束器是线栅偏振分束器。4.根据权利要求1所述的印制设备，其中所说的可调偏振部件是分析器。5.根据权利要求1所述的印制设备，进一步包括一个执行机构，用于调节所说的可调偏振部件，其中所说的控制逻辑处理器控制所说的执行机构的操作。6.根据权利要求2所述的印制设备，其中所说的执行机构来自于如下的组螺线管、压电器件、和电机。7.根据权利要求1所述的印制设备，其中所说的入射光是从至少一个LED提供的。8.根据权利要求1所述的印制设备，其中所说的空间光调制器来自于如下的组反射型LCD、透射型LCD。9.根据权利要求1所述的印制设备，其中通过数字值控制从所说空间光调制器中的每个像素提供的光强级。10.根据权利要求1所述的印制设备，其中通过模拟电压控制从所说空间光调制器中的每个像素提供的光强级。全文摘要一种印制设备(110)，用于选择性地从图像数据向一组感光介质(140)中的任何成员印制图像，这组感光介质包括反差响应较低的第一感光介质(140)和反差响应较高的第二感光介质(140)。印制设备(110)使用空间光调制器(136)，用于形成图像，至少具有用于向第一感光介质(140)印制的第一组设定电压条件，和用于向第二感光介质(140)印制的第二组设定电压条件。一个可调偏振部件，设在所说的空间光调制器(136)的输出光路中，至少具有用于第一感光介质(140)的第一反差设定值和用于第二感光介质(140)的第二反差设定值。一个控制逻辑处理器(112)，用于选择性地设置至少用于感光介质(140)的所说第一组设定电压条件或所说第二组设定电压条件。文档编号G02B5/12GK1540439SQ20041003501公开日2004年10月27日申请日期2004年4月23日优先权日2003年4月24日发明者J·E·罗迪,R·J·佐拉,JE罗迪,佐拉申请人:伊斯曼柯达公司