专利名称：制做照片的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及制做照片或印像的设备，特别是以电子形式存在的原像图像数据的拷贝，最好是原图像信息向图像复制材料上带状投影的设备。图像数据由扫描器装置制出接着在图像处理装置中处理以转化成曝光所要求的电子形式。
在像片上制做数字图像的设备，所谓数字印像机，投影潜隐的以电子存储格式形式存在的原图像的图像信息来制做纸拷贝。例如每幅图像的原图信息可以用数字操纵的镜阵列的方法一张张地光学的复制出来。因而，可以制出原图的光表达，把这个光表达投影到复制，材料上可使其曝光。
用微镜阵列一行行地或带状地投影，理论上讲任意尺寸的图片都可以在行或带的横向制出。纵向覆盖全图的原图的各个带状部分可以用镜阵列的方法一条接一条地光学地制出并且序列地在复制材料的相应空间取向上曝光。曝光带的正确空间位置通过复制材料相对曝光光路的移动得到。这可以通过复制材料的前移或相应的可动投影镜片来获取。相对移动和重造的原图条的改变同步进行。如果带有几条线宽，相邻条有可能重叠。如果依重叠度复制材料的某些区域多次曝光，就必须相应地考虑到调整用于每一曝光步骤的复制机光量。这种曝光过程用首字母缩略词TIG(时间积分灰度)来称谓。
用上述方法和常规微镜阵列可以制出相对满意的印制照片。用这种设备生产照片的费用较高而速度经常不尽人意，特别是曝光时单位表面的光强小的情况下需要长的曝光时间。
本发明的目的是提供一个克服现有技术上述缺点的设备。本发明目的解决方案见于权利要求1。
依照本发明设备的各个实用的实施例见于从属权利要求。
依照本发明在复制材料上制做照片的设备具有一个扫描器来扫描原图像以获取生产照片的图像数据。此外还有一个图像处理装置，它能用来处理图像数据以控制生产照片的信号。一个带有制做照片的投影镜片的曝光装置连在图像数据处理装置上。曝光装置包括各自可控镜的镜阵列。曝光装置最好包括一个宽带光源，如一个卤素光源，一个滤光装置放在光源和镜阵列间的光路上以特别地调整特定光谱区的特定光量。
在现有的技术中相应的装置里经常用到很贵的光源，微镜阵列投射到光感复制材料的光被滤过，人们惊奇地发现高光密度或光强度可以通过常规的最好是宽带光源的方式得到比如卤素光源。某些像素正确曝光所要求的个别光谱色的曝光可以由相应的不同色的滤光器和相应的镜阵列微镜的动作来调节。
滤光装置，比如滤光器轮形式的，在其整个圆周上对每种基色可以配置几个滤光区以避免暗时间或增加装置的速度。
在曝光装置中为生产照片还配有感光材料的输送装置，感光复制材料的输送速度由一个传感器监控。传感器可以是光学扫描装置、机械采集装置或类似的形式来检测输送装置实际的复制材料的输送速度。最好测得的照片输送速度被用来控制输送装置的速度和/或曝光时间或依赖镜或光源的曝光强度。这意味着基于实际的复制材料以其移动的控制速度，或者输送速度被调整，例如通过控制环中的步进电机，或者通过镜阵列中的镜来调整曝光时间。当然，如前述，光源强度可以通过附加的明暗装置来改变，例如以透过光的LCD(液晶)或类似的形式。
当然，提到的测量也可以结合于控制环内而不是单独使用。
为从整体上或光谱上调控光源的光强，配置一个测量传感器，如光电池来整体地或单色地测量出投射到感光复制材料上的光。光源的输出可以用此方式调整或者说可以确定何时必须自动地或手动地改变光源。对自动的和手动的交互作用，可以配置转轮、滑块或类似的机构，当测得的变量超出允许误差时则被驱动。另外，如变化光输出的例中，起先较大的电流或较高的电压通过控制环加在光源上以延长光源的寿命，例如一个卤素灯。
滤光装置可以是滤光轮、加减滤色器或类似的机构。
下面将描述具有本发明特点的进一步的实施例，那里本发明进一步的特点、优点和目的将参照附图公布，其中
图1和2是两张本发明优选实施例的示意立体图。
图3和4是两张放大的显示本发明实施例原理的立体示意图。
图5是具有本发明特点的实施例的部分视图，其中为清晰起见略去了滤光装置。
图6到8是讨论本发明设备可能操作的示意图。
下面讨论的实施例是基于这样的前提下图片，例如负片形式的，已扫描过以获得电子存贮格式形式存在的为重置图像于感光复制材料即把图像曝光其上的图像数据。可以用常规扫描装置从原图中提取生产照片的图像数据。接下来图像数据在图像数据处理装置(未画)中处理成生产照片的控制信号。在现有技术中扫描和图像数据处理已十分清楚无需在此进一步解释。处理后的图像可以接下来放在存贮器中以便用具有本发明特点的设备作后继处理。应该明确依照目前的公布原理的发明原则上是针对曝光装置的，因而扫描和图像数据处理装置可以随意更换。因而本发明的曝光装置可以和任意选取的扫描或图像处理装置连接，其本身仍可成为独立权利要求项。包括总亮度和色信息的要复制的原图各个像点的图像信息可以用本发明的设备即时地或在存贮中处理。控制用的图像信息可以从像素或依色部分离的存贮器(未画)中调出。
应当明确原图的带状部分的图像信息代表属于原图相应带状部分原图点的总亮度和色信息。
具有本发明特点的曝光装置的原理示于图1。一个最好提供连续宽带光谱的光源3a将光照过滤光装置8，这里是一个有三个滤光器8a、8b、8c的滤光轮。这个滤光轮在构造和操作上与熟知的常规滤光轮一致因而无需在此进一步描述。根据要被曝光的复制材料的感光特性、不同色的滤光器8a、8b、8c可以大小相同或不同。可以配置多于3个滤色器，例如6个或更多，此时，每两个有相同的滤色特性以避免发生在图1滤色轮8中的暗时间。
由滤光轮8的滤光器8a、8b、8c选择的光谱区投射到各自可动或群体可动的镜阵列3上，它也称为“数字微镜场”或“DMD”(数字微镜装置)。
由镜阵列或数字微镜场中个别或几组镜运动而反射的光通过透镜7投射到偏转镜9a、9b、9c组成的装置上又通过它实现向感光复制材料P上的投射。根据所代表的图像信息，通过偏转镜9c跨越复制材料P的运动，在感光复制材料P上实现了一个带状曝光。当然镜装置也可保持固定代之以复制材料P的运动。两种情况下曝光带I都跨越复制材料P运动。
已经提到，投影镜片的可动性或曝光带I相对复制材料P的移动是通过插在透镜7和复制材料P间光路中的三个镜9A、9B、9C来实现的。它们通过适当的驱动装置，如步进电机，平行复制材料P平面沿垂直曝光带纵向的方向移动。偏转镜9a、9b相互间位置固定且互成直角使其将光路偏转180°。偏转镜9c和偏转镜9b平行放置并将光路偏转90°到复制材料上。偏转镜9c和偏转镜9a、9b沿相同方向移动，而其速度是偏转镜9a、9b的两倍从使透镜7和复制材料P间的光路长度与偏转镜位置无关保持恒定。通过偏转镜的这种运动，带状曝光区I跨越复制材料，正如图1结合图2清楚看到的那样。
所要求的相对移动也可以通过相应调整包括数字微镜场在内的整套投影镜片来完成。
图3和4还显示投射系统的放大率是怎样由图1和2中的可动投影镜片来调节的。很明显，透镜7和数字微镜场3的间距或透镜7和复制材料P间的光路长度是可变的。图3和4显示偏转镜和透镜的于两个不同放大的调节。放大率也可以用其它方式改变，例如改变偏转镜9C和复制材料P的间距并相应地调节透镜。
图4还显示，可以配置一个例如光电池3b形式的传感器来检测并分析由数字微镜场反射的不指向透镜的光。这束光或由传感器3b测得的值可以用来检测光源，特别是卤素灯3a。由这些可以总体地或分谱检测的测量数据可以确定灯3a光的质量。据此也可以决定何时光源或灯3a必须更换。比如，可以是在光源3的光强度不够，某此谱色区损失的时候。另外，由所得的测量数据通过改变电流或所加电压可以控制光源以维持光的质量和相关的所生产照片的质量。始于传感器3b的箭头代表可引向分析电路测量等线。相应地，测量数据的测量点可置于滤光轮8的上端，由此滤光轮8或它的滤光器或滤色器8a、8b、8c相对灯3a和数字微镜场3间光路的位置得以确定。
图5显示图1和2中的投射装置实际上是怎样实现的。两根导杆13和14装在仪器框架(未画出)上，两个镜滑架12和15可动地相互平行地置于其上。镜滑架12上安了一个偏转镜9c，镜滑架15上安了两个偏转镜9a和9b。在两个镜滑架的两边上各有两条传送带16和17在带轮对18或19间上紧。带轮对18和19套在公共的驱动杆上同步地由驱动马达21驱动。马达由未画出的控制器2控制。和传送带16相连的带轮18的直径恰好是和传送带17相连的带轮19直径的一半。第一镜滑架12固定在传送带17上，第二镜滑架15在传送带16上。各自装在镜滑架12和15上的偏转镜9c或9a和9b可以由驱动马达21平行于等杆13和14调节，因而偏转镜9c一定总是以偏转镜9a，9b两倍的速度运动。
在本发明的框架内可以把原图的带状部分分成两个或更多的部分，于是相应地要配置几个投射透镜其余的组件也必须作相应的调整。
在仅有的文字描述的例子里，部分曝光区是各自直接相邻的。为使整个装置对调节误差敏感度小，部分曝光区(和潜隐的原图部分)有些重叠是有利的，例如重叠1到50个像素。由此带来重叠区的两次曝光，要求有重叠区对转换装置产生的原图部分的表达作出相应地调整(重新指定亮度)。比如在重叠区像点的亮度可以从里到外线性地减到零。
原则上讲对于任何像素操作，主动或被动的转换装置类型都可以用作电-光转换装置3。已经提到的例子有阳极射线管、发光二极管场、电发光场或液晶场。然而所谓数字微镜场(DMD＝数字镜装置)特别有利，以它们被用于大图像投射的设备上为例。用于本发明目的的典型的微镜场包括一块1280乘1024的镜阵列，镜可以在电控制下在两个角位置间运动。为本发明的目的只需用到微镜场的一个带状区域，它只包括，例如，1280乘300个单独的镜。
这种微镜场自然是用来反射的因而是被动的。在实际应用中它们放在投射镜光孔的前面使微镜引导的光以一定的角方向射入投射透镜以另一角方向离开投射透镜的光孔。反射光的强度调制是由以相应控制频率微镜的间歇控制来实现的。这种数字微镜场的结构，控制技术和可能的应用在厂家的专利文献中有详尽的描述，比如，(公司)Texas Instwments，Houston，Texas，U.S.A.，它们不是本专利的题目。
图6到8显示线状或带状投射的原理。由存贮的每个像点的亮度和色信息的总合代表的原图记为V。这里没有画出读出原图V第一带状部分A图像信息的控制器2和像素操作的电光转换装置3的控制器，装置3通过输入的信号产生带状部分A的图像的光学表达D。电光转换装置3可以由，例如，发光二极管场，例如，1280乘300单独二极管的构成，或最好像下面讨论的那样由相应或多一些数量单独镜的数字微镜场构成。电光转换装置3产生的原图V的带状部分A的光学表达D-也是带状的，现在被未画出的投影镜片投射到照片复制材料P上带状的曝光区3(在此例中是固定的)并使之曝光(图7)。接着下一个带状部分A′被读出，产生出光学表达D′并在相对曝光区E(图6)前移相应距离的复制材料上感光。重复整个过程直至获得整个原图，即，读出最后一个原图的带状部分A″，产生光学表达D″并在复制材料P上曝光(图8)。
明显地，原图的带状部分A的位置是边边相靠并有很大程度的重叠(与它们的纵向相横)，这导致了复制材料P上曝光带的重叠所以复制材料P上依重叠程度进行了多次曝光。考虑到多次曝光部分A，光学表达的每个像点的亮度值被控制器2减少(可以是色选择地)以使得投射到复制材料各像点上的复制光的总量重又正确。这种曝光方法一般用首字母缩略词TIG(时间积分灰度)来称谓。
至此，这个过程和现有技术相应无需任何进一步的解释。
显然，覆盖原图整个宽度的带状部分A的长度对应于电光转换装置3的长度(可用面的)。于是带的纵向分辨率由转换器3纵向单独像素个数决定。然而在现今可买到的转换装置(纵向最大像素数目大约1280)可达到的大放大率下(大格式的图)分辨率在很多情况下数量不足。本发明在此开始。
原图的带状部分也可沿纵向分成首尾相接的两个或多个部分，由每一部分，通过充满整个长度的电光转换装置，可以产生单独的表达。通过特殊结构的镜片，把这些单独的表达在复制材料上正确的部分曝光带位置上的曝光，这些带在纵向首尾相连，合在一起便包括了由几部分组成的原图带状部分的图像信息。用这种把原图带状部分分成两段或数段的办法，原图每一带状部分可以拥有两倍或数倍转换装置纵向像素数目的像素使得即便对很大格式的拷贝(典型地大到12乘18英寸)也能获得足够高的分辨率和好的图质量。
另一个有用的过程可通过例子描述，其中每个原图B的带状部分被分成两段。由其中一段通过电光转换装置3可产生一个光学表达，把这个表达在复制材料P的部分曝光区上曝光。对另外一段有相应的光学表达和部分曝光区可用。两个表达的制做和在复制材料上的曝光是顺序完成的。
可以用一个较宽的电光转换装置使原图的两个带形段由一个转换装置同时产出并用不同的像素区平行处置。一个上表达可由原图V的一个带形段产出，一个下表达可由另一段产出。两个表达同时在复制材料P上两个首尾相接的正确位置上的带形部分曝光区内曝光，为此目的要用到特殊结构的投影镜片。
权利要求
1.一种在复制材料上制做照片的设备，它包括a)扫描原图以获取制做照片所需图像数据的扫描装置；b)处理图像数据以产生制做照片所需控制信号的图像数据处理装置；c)带有制做照片所需投影镜片的曝光装置，它包括c1)一个带有各自可动镜的镜阵列，c2)一个最好是宽带的光源，例如一个卤素光源，c3)置于光源和镜阵列间的光路里以便使特定谱区或特定光量被滤除或通过的滤光装置。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于为了借助曝光装置制做照片设有感光材料传送装置，而感光材料的传送速度由一个传感器检测或监控。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述传送速度可以用来通过镜阵列的镜或借助光源控制传送速度和/或控制曝光时间或曝光强度。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于它还包括一个监测来自光源而不用于制做照片的光的测量传感器以便控制光源。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于滤光装置是个滤光轮或加减滤光装置，例如，它带有各自可动的色滤光器。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于通过其运动组件，投影镜片为最好是带状的曝光区和复制材料间的运动作准备。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于a)可动组件包括三个偏转镜，它们被线性可动地平行于复制材料，沿垂直于带状曝光区纵向的方向被驱动。b)第一和第二偏转镜以固定的相互空间取向，并把投射光偏转180°，c)第三偏转镜设置得不平行于第二偏转镜，并把光束垂直地折向复制材料。d)设有驱动装置，使第三偏转镜以第一和第二偏转镜两倍的速度运动。
全文摘要
本发明涉及一种在复制材料上制做照片的设备,其中备有制做照片的带有投影镜片的曝光装置,它包括一个具有各自可动镜的镜阵列,一个宽带光源,例如卤素光源,一个置于光源和镜阵列间光束中以滤除或减弱特定谱区或特定光量的滤光装置。
文档编号H04N1/195GK1249441SQ9911863
公开日2000年4月5日 申请日期1999年9月8日 优先权日1998年9月8日
发明者贝亚特·弗里克, 于尔格·芬纳 申请人:戈莱泰格成像股份公司, 戈莱泰格成像贸易股份公司