DE10065153A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Drucken großformatiger Linsenrasterbilder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Drucken großformatiger Linsenrasterbilder auf ein Linsenrasterblatt (902), das auf seiner Vorderseite eine Vielzahl im Allgemeinen paralleler Linsenraster (903) aufweist. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor (209), der den Anfang eines jeden Linsenrasters (903) abtastet. Ein Druckkopf (102) druckt miteinander verknüpfte Bildinformation in einer Folge von Streifen (220) auf das Linsenrasterblatt (902), wobei die Breite eines jeden Streifens (220) kleiner ist als die Breite des Linsenrasterblattes (902). Bei einem Ausführungsbeispiel wird jeder Streifen (220) in einer zu den Linsenrastern (903) parallel verlaufenden Richtung gedruckt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird jeder Streifen (220) in einer zu den Linsenrastern (903) senkrecht verlaufenden Richtung gedruckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Drucken stereoskopischer Bil­ der, mehrerer Bilder oder Laufbilder und insbesondere ein Verfahren zum Drucken ineinander greifender Bilder oder ein Linsenrastermedium.

Linsenrasteranordnungen werden verwendet, um Bildern einen Tiefeneindruck zu verleihen. Ein Linsenrasterbild wird durch eine durchsichtige obere Schicht mit schmalen, parallelen Linsenrastern (semi-zylindrischen Linsen) auf einer Außen­ fläche und einem bildtragenden Medium erzeugt. Die beiden Schichten bilden ein Linsenrastersystem, in dem verschiedene Teile eines Bildes wahlweise als Funktion des Winkels sichtbar sind, aus dem das Linsenrastersystem betrachtet wird.

Wenn das Bild ein zusammengesetztes Bild ist, das dadurch erzeugt wird, dass eine Anzahl unterschiedlicher Teile einer aus unterschiedlichen Winkeln fotografierten Szene in ein einziges zusammengesetztes Bild gebracht wird, und wenn die Linsen­ raster vertikal ausgerichtet sind, sieht jedes Auge eines Betrachters unterschiedliche Elemente, und der Betrachter interpretiert das Ergebnis als dreidimensionales Bild. Der Betrachter kann seinen Kopf zudem relativ zum Bild bewegen, wobei er mit jedem Auge andere Ansichten betrachtet, was den Tiefeneindruck verstärkt. Wenn die Linsenraster horizontal ausgerichtet sind, empfängt jedes Auge dasselbe Bild. In diesem Fall können mehrere Bilder eine Bewegung vortäuschen, wenn das zusam­ mengesetzte Bild um eine Linie parallel zu den Augen des Betrachters gedreht wird.

Wenn die Linsenraster vertikal oder parallel ausgerichtet sind, wird jedes der betrachteten Bilder durch Bildlinien erzeugt, die bei der Raumfrequenz des Linsen­ rasterschirms verschachtelt wurden. Das Verschachteln von Linien jedes Bildes wird als Ineinandergreifen bezeichnet. Das Ineinandergreifen lässt sich anhand eines Beispiels verdeutlichen, bei dem vier Bilder ein zusammengesetztes Bild aus einem Material mit mindestens drei Linsenrastern bilden. In diesem Beispiel ist Linie 1 jedes der vier Bilder passgenau mit dem ersten Linsenraster ausgerichtet; Linie 2 jedes der vier Bilder ist passgenau mit dem zweiten Linsenraster ausgerichtet usw. Jedem Lin­ senraster ist eine Vielzahl von Bildlinien oder ein Bildliniensatz zugeordnet, und der Betrachter sollte jeweils nur eine Bildlinie jedes Satzes mit jedem Auge für jedes Lin­ senraster sehen. Es ist wichtig, dass die Bildliniensätze genau auf die Linsenraster ausgerichtet sind, so dass beim Betrachten der Anordnung das richtige Bild erzeugt wird.

Herkömmlicherweise wurden Linienbilder auf einem Linsenrasteraufzeichnungsma­ terial mit einer stereoskopischen Bildaufzeichnungsvorrichtung anhand optischer Belichtung aufgezeichnet. Eine Lichtquelle, beispielsweise eine Halogenlampe, wird durch ein Originalbild über eine Projektionslinse projiziert und auf dem Linsenraster­ material fokussiert. Die Bilder werden auf einem auf dem Linsenrastermaterial ange­ ordneten Empfangsmaterial in Form linearer Bilder belichtet. In den japanischen Patentanmeldungen Nr. 5473/1967, 6488/1973, 607/1974 und 33847/1978 wird eine Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben, in der zwei Originalbilder zum Bedrucken eines Linsenraster-Aufzeichnungsmaterials projiziert werden. Das derartige Auf­ zeichnen zusammengesetzter Bilder erfordert komplexe und kostspielige Linsen­ strukturen.

Im Unterschied dazu benötigt die Bildaufzeichnung durch Abtastbelichtung eine ver­ gleichsweise einfache Optik und ist in Bezug auf die Anpassung an verschiedene Bildverarbeitungsoperationen und auf Änderungen der Linsenrasterabmessungen sehr flexibel. Um diese Merkmale vorteilhaft zu nutzen, wurden verschiedene Vor­ richtungen und Verfahren zum Aufzeichnen von Bildern durch Abtastbelichtung vor­ geschlagen. Beispielsweise wird in der japanischen Patentanmeldung Nr. 3781/1984 ein stereoskopisches Bildaufzeichnungssystem beschrieben, in dem eine Vielzahl von Originalbildern mit einer Fernsehkamera aufgenommen, verarbeitet und in Bild­ feldspeichern gespeichert wird, aus denen die gespeicherten Bildsignale nacheinan­ der als lineare Bilder gemäß der Gitterkonstante der verwendeten Linsenrasterlinsen ausgelesen werden. Nachdem die linearen Bilder durch Abtastbelichtung auf einem Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet worden sind, wird das Linsenrasterblatt mit dem Aufzeichnungsmaterial verklebt. In einem anderen Abtastverfahren werden Polygonscanner verwendet, wie in US-A-5,349,419 beschrieben, um lichtempfind­ liche stereoskopische Bilder direkt auf Linsenrastermaterialien zu belichten.

Um Linsenrasterbilder herzustellen, werden eine kleine Punktgröße und lange, gerade und gleichmäßige Abtastlinien benötigt. US-A-3,485,945 beschreibt ein Sys­ tem zum Herstellen hochwertiger Linsenrasterbilder, die direkt auf die Rückseite eines Linsenrastermaterials geschrieben werden.

Direkte Schreibtechniken unterliegen der inhärenten Einschränkung, dass die Abtastlinien mit einer kleinen Punktgröße und als lange, gerade Linien geschrieben werden müssen, um große Bilder mit hoher Auflösung zu erzielen. Das dafür nötige große Verhältnis zwischen Abtastlinienlänge und Punktgröße macht diese Technik unbrauchbar. Dadurch wird auch die optische Konstruktion der Vorrichtung zum Abtasten der Linien unbrauchbar, welche das Bild erzeugt, und welche eine gleich­ mäßige Abtastung vorsehen muss, die die lineare Ausrichtung und die vorgegebene Punktgröße über die gesamte Abtastlänge wahrt. Ganz gleich, ob es sich bei der Abtastvorrichtung um eine Kathodenstrahlröhre handelt, um einen geführten Licht­ strahl, um einen geführten Elektronenstrahl, um einen Wärmewiderstandskopf oder um eine sonstige Bildabtastvorrichtung, die Anforderungen in Bezug auf eine kleine Punktgröße und lange, gerade und gleichmäßige Abtastlinien sind zu vertretbaren Kosten nicht erfüllbar. Dieses Problem wird noch dadurch verstärkt, dass die Abtast­ linien über die gesamte Abtastlänge parallel zu den Linsen oder quer zu den Linsen angeordnet sein müssen.

Um große Linsenrasterbilder in hoher Qualität herzustellen, müssen Abtastlinien geschrieben werden, die über das gesamte Bild genau auf das Linsenrastermaterial ausgerichtet sind. Weil sich die erforderliche Genauigkeit proportional zur Anzahl der Ansichten und zur Größe der Linsenraster verhält, konnte das Problem in der Ver­ gangenheit durch Erhöhen der Linsenrastergröße und durch Reduzieren der Anzahl der Ansichten gelöst werden. Das Reduzieren der Anzahl der Linsenraster hat den Nachteil, dass das Bild eine geringere scheinbare Auflösung hat, und dass das Lin­ senrastermaterial dicker sein muss, wodurch das Bild schwerer und teurer wird, weil mehr Material benötigt wird. Das Reduzieren der Anzahl der Ansichten zieht zudem eine Minderung der Bildqualität nach sich.

In Anwendungen nach dem Stand der Technik wurden Linsenrasteransichten digital in einem einzelnen Abtastvorgang geschrieben, wodurch die Maße des erzeugten Bildes auf die Größe der Abtastvorrichtung beschränkt waren, oder es musste ein Vergrößerer eingesetzt werden, was die Bildqualität mindert und die Fertigungs­ kosten erhöht, siehe auch US-A-5,673,100.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Drucken großformatiger Linsenrasterbilder bereitzustellen.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Drucken großformatiger Linsenrasterbilder auf einem Linsenrasterblatt mit einer Viel­ zahl von im Allgemeinen parallelen Linsenrastern auf einer Vorderseite eines Linsen­ rasterblatts einen Sensor, der den Anfang eines jeden Linsenrasters abtastet. Ein Druckkopf druckt miteinander verknüpfte Bildinformation in einer Folge von Streifen auf das Linsenrasterblatt, wobei die Breite eines jeden Streifens kleiner ist als die Breite des Linsenrasterblatts. Bei einem Ausführungsbeispiel wird jeder Streifen in einer zu den Linsenrastern parallel verlaufenden Richtung gedruckt. Bei einem wei­ teren Ausführungsbeispiel wird jeder Streifen in einer zu den Linsenrastern senk­ recht verlaufenden Richtung gedruckt.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein kleiner Abtastpunkt auf einer Sil­ berhalogenidemulsion auf der Rückseite des Linsenrasterblatts gedruckt. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Punkt langgestreckt.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass beim Drucken in senk­ recht zur Richtung der Linsenraster verlaufenden Streifen, Linsenrasterreihen, die nicht gerade sind, die Qualität des Bildes nicht beeinträchtigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Druckkopfes, der ein Medium erfindungs­ gemäß mit Streifen bedruckt.

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Steuereinheit für einen erfindungsgemäßen Druckkopf.

Fig. 3 eine Draufsicht von Abtastlinien für benachbarte Streifen.

Fig. 4 eine Draufsicht von Abtastlinien in benachbarten Streifen für ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 eine Kurve zur Darstellung der Mischung von Daten für das Ausführungsbei­ spiel in Fig. 4.

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Mischung von Videoamplitudendaten.

Fig. 7 eine Fehlausrichtung von Referenzmarkierungen im Medium.

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Servosystems zur Korrektur der Win­ kelposition.

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Medienschichten.

Fig. 10 eine detaillierte perspektivische Ansicht der Medienschichten.

Fig. 11 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Schreibvorgangs durch die Medienschichten.

Fig. 12 eine schematische Darstellung, wobei die Richtung der Abtastlinien senk­ recht zur Richtung der Linsenraster verläuft.

Fig. 13 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Druckvorgangs durch das Linsenraster hindurch.

Abb. 1 zeigt ein Medium 101, auf dem ein Bild anzuordnen ist. Das zum Drucken von Linsenrasterbildern verwendete Medium 101 umfasst typischerweise parallele Rei­ hen von Linsenrastern auf einer ersten Seite des Mediums 101 und eine Empfangs­ schicht auf einer anderen Seite des Mediums. Ein Druckkopf 102 verfährt über dem Medium in Richtung 103 zum Ausbringen von Streifen 110, 111, 112 und 113 über dem Medium. Der Druckkopfstreifen 112 kann in Richtung 104 oder in Richtung 105 verlaufen. Der Druckkopf 102 kann nach Drucken des Streifens 111 in Richtung 103 zum Anfang des Streifens 112 zurückkehren und in einer Richtung 105 drucken, oder er ist nach Abschluss des Streifens 111 seitlich bewegbar, um dann in Richtung 104 den Streifen 112 zu drucken.

Der Druckkopf 102 kann ein Laserscanner, eine Kathodenstrahlröhre, ein Wärme­ widerstandskopf, ein Tintenstrahlkopf oder eine andere Vorrichtung zur Beaufschla­ gung des Mediums 101 mit Energie oder Farbstoff sein. Für das Beaufschlagen des Mediums mit Energie kann das Druckverfahren Silberhalogenidmittel, thermische Farbsublimationsmittel, thermische Farbstoffdiffusionsmittel, thermische Wachstransfermittel, elektrografische Mittel, Ektaflex-Mittel oder sonstige bilderzeugende Mittel umfassen.

Die Steuereinheit des Druckkopfs 102 ist ein System, das präexistente Positions­ daten erfasst, welche in das Medium 101 eingebracht sind. Die Signale von diesen präexistenten Positionsdaten dienen zur Steuerung der Position des Druckkopfs 102 und des Bildinformationsstroms vom Druckkopf 102 zum Medium 101.

Fig. 2 zeigt eine Steuereinheit 119 zum Steuern der Position des Druckkopfs 102. Der Tisch 201 dient zur Aufnahme des Mediums 101 und ist durch Stellmotoren 205 und 204 in Richtung 202 und 203 bewegbar. Diese Motoren sind mit den Schnecken 206 und 207 verbunden und werden durch das Servosystem 208 angetrieben, wel­ ches seinerseits Steuersignale von den Magnetsensoren 209 und 210 empfängt. Der Druckkopf 102 fährt über das Medium 101, während der Motor 205 die Schnecke 207 dreht, um eine (nicht gezeigte) Eingreifmutter und den Tisch 201, der das Medium 101 aufnimmt, anzutreiben. Die Bildinformation tritt aus einer Bilddarstel­ lungsvorrichtung 211 über die Verbindung 212 zum Druckkopf 102. Die Bilddarstel­ lungsvorrichtung 211 erzeugt auf der Leitung 214 zum Servosystem 208 erwünschte X- und Y-Positionsdaten.

Die Daten von den Sensoren 209 und 210, die den X-, Y-Koordinaten entsprechen, werden im Servosystem 208 mit der gewünschten X-, Y-Position, die durch die Bild­ darstellungsvorrichtung 211 auf der Leitung 213 erzeugt wird, verglichen, und das Servosystem 208 legt am Motor 205 und 204 über die Leitung 214 Steuersignale an, damit die Position des Tischs 201 der durch die Bilddarstellungsvorrichtung 211 auf der Leitung 213 gemeldeten gewünschten Position entspricht. Auf diese Weise wird entlang des mittleren Streifens 221 der drei Streifen 220, 221 und 222 ein Bild an den durch die Sensoren 209 und 210 vorbestimmten Punkten geschrieben, und zwar unter Erfassung von Referenzmarkierungen oder präexistenten Positionsdaten, die auf der Unterseite des Mediums 101 in magnetischer Form geschrieben wurden. Selbstverständlich sind auch andere Markierungen verwendbar, beispielsweise Infra­ rotmarkierungen, Markierungen aus fluoreszierenden Farben, Prägemarkierungen, elektrostatische Signale, durch Röntgenstrahlen erfassbare Signale, Widerstands­ wertänderungen, Erhebungen oder sonstige Lagemarkierungen.

Um den Streifen 220 zu schreiben, wird der Tisch 201 von den Servomotoren 204 und 205 auf die in Fig. 2 gezeigte Position verfahren. Der Tisch ist in Richtung 202 verfahrbar, während die Sensoren zu den Enden der Tischträger beabstandet posi­ tioniert sind, damit diese unter dem Medium 102 auf beiden Seiten des Streifens 220 verfahren können. Hierzu ragt das Medium 101 über den Tisch 201 hinaus. Es ist jetzt möglich, den Druckkopf 102 entlang Streifen 220 zu verfahren. Die Bilddarstel­ lungsvorrichtung 211 erzeugt Signale auf der Leitung 212, um den Streifen 220 zu drucken, der bündig an den Bilddaten entlang Streifen 221 anschließt. Die Bilddar­ stellungsvorrichtung 211 erzeugt auch die X- und Y-Steuersignale für das Servo­ system 208, damit durch Verfahren des Druckkopfs 102 entlang des Streifens 220 die Bilddaten genau mit den Bilddaten auf dem Streifen 221 ausgerichtet sind, wie in Fig. 3 gezeigt.

Die Pfeile der Verbindungen 212, 213 und 214 zeigen die Hauptrichtung des Infor­ mationsflusses auf den Leitungen, wobei dies nicht die ausschließliche Richtung ist. Bildinformationen, beispielsweise Quittungssignale, Gerätezustand, Informationen über Servoschleifen innerhalb der Hauptservoschleife, Positionssignale, Synchroni­ siersignale, Taktsignale und ähnliche Informationen, können in der entgegenge­ setzten Richtung zu der durch die Pfeile angegebenen Richtung fließen. Die Pfeile dienen daher nur zur Verdeutlichung und dem besseren Verständnis, um über die allgemeine Funktion der Vorrichtung zu informieren, nicht aber über deren detaillierte Funktion.

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Form an, wie die Abtastlinien auf dem Streifen 221 an die Abtastlinien des Streifens 220 angrenzen. Die Abtastlinien, die die Streifenlinien umfassen, setzen sich aus einzelnen Bildpunkten zusammen. Beispielsweise sind dies die Bildpunkte 301, 302 und 303 auf der Abtastlinie 310 des Streifens 221 und die Bildpunkte 304, 305 und 306 auf der Abtastlinie 311 des Streifens 220. Ähnliche Anordnungen treten auch auf den Abtastlinien 312, 313 auf sowie auf nachfolgenden und vorausgehenden Abtastlinien.

Die Bildpunkte grenzen nicht notwendigerweise an die Abtastlinien an, etwa in der Form wie Bildpunkt 303 an Abtastlinie 310 angrenzt, und wie Bildpunkt 304 an Ab­ tastlinie 311 angrenzt. Dieser Ansatz ist zwar realisierbar, hängt aber von dem der in Fig. 2 gezeigten Kopfbaugruppe des Servosystems und dem Tisch ab, die zusam­ menwirken, um eine Positionsgenauigkeit im Bereich von 0,01 bis 0,50 eines Bild­ punktabstands und eines Abtastlinienabstands zu erreichen. Dieser Bereich hängt wiederum von den Betrachtungsbedingungen des fertigen Bildes ab, von der gesamten effektiven Punktgröße des Systems, einschließlich der Größe des zum Schreiben der Bildpunkte verwendeten Punktes, und dem Zusammenwirken zwi­ schen dem Farbstoff oder dem Färbemittel und dem Medium, welches den Farbstoff oder das Färbemittel enthält. Er hängt zudem von einer Anzahl weiterer Faktoren des Abbildungssystems ab, unter anderem von dem Betrachtungsabstand und der Sehschärfe des Betrachters.

Um sicherzustellen, dass die Nähte zwischen den Streifen 220 und 221 nicht sicht­ bar sind, ist es alternativ möglich, die Bildpunkte an den Grenzen zu mischen, an denen sich die Nähte befinden. Dies ist in Fig. 4 zu sehen, wo sich die Abtastlinie 410 über die Grenze 423 zwischen dem Streifen 221 und 220 bis zum Punkt 420 erstreckt, und wo sich die Abtastlinie 411 über die Grenze 423 zum Punkt 421 erstreckt, so dass die Bildpunkte 402, 403, 404, 405, 406 und 407 sowohl durch die Abtastlinie 410 als auch durch die Abtastlinie 411 geschrieben werden. Darüber hin­ aus werden die Bildpunkte 401 und die benachbarten Bildpunkte entlang der Abtast­ linie 410 in der weg von Bildpunkt 402 weisenden Richtung nur von der Abtastlinie 410 geschrieben. In Bezug auf die Abtastlinie 411 gilt ein ähnlicher Zustand für die Bildpunkte 408, 409 usw. In dieser alternativen Implementierung mischt das Servo­ system 208 die Bildpunktdaten, wie in Fig. 5 gezeigt. Hierzu wird eine Profiltechnik eingesetzt, bei der man sich die Positionen entlang der Linie 501 als den Positionen in Y-Richtung entlang der Abtastlinien 410 und 411 zugehörig vorstellen kann. Die gewünschten Bilddaten für die Bildpunkte entlang der Abtastlinie 410 werden durch ein Profil 502 vervielfacht, welches an der dem Bildpunkt 402 in Y-Richtung entspre­ chenden Position die Amplitude 1 aufweist und für den Bildpunkt 408 auf den Wert null abfällt.

Fig. 6 zeigt, wie die Videoamplitudendaten auf Leitung 601 verarbeitet werden, um die gewünschte Mischwirkung zu erzielen. Die Daten auf Leitung 601 treten in die Funktion 602 ein, an der auch die Amplitudendaten als Funktion von Y entsprechend der in Fig. 5 als Profil 502 gezeigten Amplitude anliegen. Diese Daten liegen auf Leitung 603 an. Die Funktion 602 kann ein Multiplizierer oder eine zweidimensionale Transformationsfunktion sein, die eine Amplitude auf der Leitung 604 erzeugt, wel­ che das Produkt von 601 und 603 oder einer anderen monotonen Funktion ist, die derart auswählbar oder durch Versuch bestimmbar ist, dass die Mischtechnik ein Ergebnis erzeugt, das in dem fertigen Bild nicht sichtbar ist. Während beispielsweise die Amplitude auf Leitung 601 der Amplitude der durch den Druckkopf 102 geschrie­ benen Energie entsprechen kann, kann die abschließend erwünschte Mischwirkung auf der Dichtemischung und nicht auf der Intensitätsmischung basieren; um dies zu erreichen, kann es erforderlich sein, dass das Profil 502 der Amplitude sowie die relationale Funktion zwischen der Amplitude auf Leitung 603 und der Amplitude auf Leitung 604 nicht linear sind. Diese Funktion kann zudem als Funktion der verschie­ denen Farbkanäle wechseln, die durch die Daten auf der Leitung 601 gesteuert wer­ den. Auf ähnliche Weise steuert das Profil 503 die Amplitude entlang der Abtastlinie 411, so dass die den Bildpunkten 402 bis 410 und nachfolgenden Bildpunkten ent­ sprechenden Daten in einer Weise modifiziert werden, die den Bildpunkten entlang der Abtastlinie 410 entspricht.

Unabhängig davon, ob Abtastlinie 410 oder 411 gedruckt wird, sind die Daten auf der Leitung 601, beispielsweise an Bildpunkt 403, gleich. Die Daten auf Leitung 603 entsprechen jedoch dem Profil 502 für die Abtastlinie 410 und dem Profil 503 für die Abtastlinie 411. Die Bildpunkte 402 bis 407 werden also zwei Mal geschrieben, ein­ mal auf Abtastlinie 410 und einmal auf Abtastlinie 411. Der resultierende, sichtbare Bildpunkt ist daher gegenüber der Ausrichtung zwischen der Abtastlinie 410 und 411 und der Ausrichtung zwischen benachbarten Bildpunkten weniger empfindlich.

Ein anderer Grund für Fehlausrichtung ist darin zu suchen, dass die zur Bestimmung von X-/Y-Koordinaten auf dem Medium 101 verwendeten Referenzmarkierungen oder präexistenten Positionsdaten nicht in ein regelmäßiges Gittermuster fallen. Dies kann auf Fehler in dem Mechanismus zurückzuführen sein, der diese Markierungen auf dem Medium positioniert, oder auf die Verformung der Medien nach dem Schreibvorgang. Dies wird schematisch in übertriebener Form in Fig. 7 gezeigt, in der die präexistenten Positionsmarkierungen für die Abtastlinie 120, welche sich von Kante 130 zur Kante 131 des Mediums erstreckt, nicht einwandfrei ausgerichtet sind. Im Unterschied zu der Darstellung gemäß der Volllinie setzen die präexistenten Positionsmarkierungen 141, 142, 143 und 144 voraus, dass entsprechende Aus­ richtungs-Abtastlinien entlang der Strichlinien 150, 151 und 152 geschrieben werden. Vorausgesetzt, diese Linien sind gerade, kann ein Winkelversatz des Druckkopfs 102 während dieser über die Streifen 220, 221 und 222 verfährt, diesen Verzug aus­ gleichen und eine genaue Ausrichtung des Bildes zwischen den Streifen erreichen. Obwohl die präexistenten Positionsmarkierungen 141, 142, 143 und 144 möglicher­ weise in einer geraden Linie verlaufen, ist der Druckkopf 102 aus winkliger Sicht nicht genau auf die präexistenten Positionsmarkierungen ausgerichtet.

Um das Problem zu überwinden, dass die präexistenten Positionsmarkierungen nicht einwandfrei ausgerichtet sind und dass der Druckkopf aus winkliger Sicht nicht genau ausgerichtet ist, und um weitere Probleme zu überwinden, die auf ähnliche Effekte zurückzuführen sind, ist es möglich, kleine Änderungen am Winkel des Druckkopfes in Bezug zur Bewegungsrichtung vorzunehmen, während das Bild geschrieben wird.

Das Servosystem 208 wird in Fig. 2 gezeigt und kann zusätzlich die Phasendifferenz zwischen dem Positionssensor 209 und dem Positionssensor 210 sowie die mittlere Position erfassen, was sich zur Winkelkorrektur nutzen lässt. Dies wird in Fig. 8 gezeigt, wobei die Verbindungsleitung 231 vom Positionssensor 210 und die Verbin­ dungsleitung vom Positionssensor 209 die momentanen X- und ggf. die Y-Koordi­ naten der aktuellen Position des Mediums 101 enthalten. Die X-Koordinaten werden einer Addierfunktion 801 zugeführt. Die Summe der beiden X-Koordinaten wird durch 2 geteilt und dann zeitlich gemittelt, um geringere Rauschanteile zu beseitigen, die auf ein Restrauschen in den aktuellen X-Koordinatenwerten des Mediums zurück­ zuführen sind. Die gleichen Signale, die der momentanen X-Koordinate des Trägers auf den Leitungen 231 und 232 von den Sensoren 210 und 209 entsprechen, wer­ den an die Subtrahierfunktion 802 gesendet, deren Ausgabe auf Leitung 804 der Winkeldifferenz zwischen den präexistenten Positionsmarkierungen auf dem Medium entspricht. Auch hier ist eine zeitliche Mittelung verwendbar. Das Signal auf Leitung 803, das der aktuellen Position entspricht, wird zu dem Servosubsystem 805 gesen­ det, das den Motor 205 über die Leitung 233 zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Position des Mediums 101 ansteuert. Das der Winkeldifferenz auf der Leitung 804 entsprechende Subtraktionssignal wird dagegen an das Servosystem 806 angelegt, das wiederum über die Leitung 230 mit dem Motor 234 verbunden ist. Die­ ser Motor steuert den Winkel des Druckkopfs 102, der mechanisch um die Achse 235 schwenkbar ist, wobei die Achse an der Mittelachse des Abtastkopfes angeord­ net ist, derart, dass dessen mittlere Position in der X-Richtung nicht durch Winkel­ änderungen geändert wird. Daher sind geringfügige Winkeländerungen in der Posi­ tion der den Streifen 221 durchquerenden Abtastlinie zulässig. Fig. 8 zeigt etwas detaillierter einen Teil des Betriebs des Servosystems 208. Zu den weiteren Kompo­ nenten des Servosystems 208 zählen beispielsweise Stromversorgung, Synchroni­ sierfunktionen usw.

Weitere Verfahren zur Erzielung einer Winkelausrichtung umfassen das Drehen des Mediums bei stationärem Kopf oder das Drehen eines Elements innerhalb des Kop­ fes, so dass die Abtastrichtung winklig einstellbar ist. Weitere Verfahren werden in US-A-5,830,194 gezeigt.

Wie bereits zuvor erörtert, gibt es verschiedene Techniken, um die präexistenten Positionsmarkierungen zu erzeugen. Dies umfasst das Schreiben von Magnetdaten auf einer Magnetschicht, die sich entweder auf der Empfängerseite oder auf der Lin­ senrasterseite des Mediums befinden kann. Einige Konstruktionen können die Ver­ wendung zusätzlicher Schichten umfassen, um die bilderzeugende Schicht innerhalb des Mediums einzubetten. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Bild geschrieben wird, wird der Empfänger, oder die bilderzeugende Schicht, im Allgemeinen in Bezug zu dem Trägermedium belichtet. Zudem können präexistente Positionsdaten oder Markie­ rungen auf einer Schicht angeordnet sein, die sich zu dem Zeitpunkt, zu dem das Bild geschrieben wird, im Inneren des Mediums befindet.

Weitere Verfahren zum Erzeugen präexistenter Positionsmarkierungen zur Bezug­ nahme auf die Bildposition entlang von Streifen umfassen fluoreszierende Farb­ stoffe, die mit Hilfe von sichtbarer oder nicht sichtbarer Strahlung derart anregbar sind, dass sie im unsichtbaren oder nicht sichtbaren Spektralraum fluoreszieren. Ein weiteres Verfahren besteht darin, Lunker einzubetten, die durch Ultraschall, durch optische Mittel oder durch sonstige Mittel erfassbar sind. Ein weiteres Verfahren ist die Verwendung von eingebetteter Ladung oder von Oberflächenladung, die zur Bereitstellung von Positionsinformation erfassbar ist. Weiterhin können Referenz­ markierungen dadurch erzeugt werden, indem entweder eine widerstandsbehaftete Oberfläche oder Masse veränderbar ist, um eine Referenzmarkierung zu bilden. Ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von Referenzmarkierungen ist das Polarisieren der Oberfläche des Mediums, oder die Änderung des Reflexionsvermögens oder der Bemusterung der Oberfläche.

Ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von Referenzmarkierungen besteht darin, gelbe Referenzmarkierungen zu platzieren, die mikroskopisch klein sein können und daher das Aussehen des Bildes nicht stören. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden Markierungen verwendet, die nur in Licht außerhalb des Empfindlichkeits­ spektrums des Mediums sichtbar sind, beispielsweise unter IR- oder UV-Licht. Die Referenzmarkierungen können während der nachfolgenden Verarbeitung der Abbil­ dungsmedien entfernt werden.

Ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von Referenzmarkierungen besteht darin, Löcher in die Oberfläche zu brennen, wobei sich diese Löcher optisch erfassen las­ sen, jedoch für den Betrachter nicht sichtbar sind.

Ein weiteres Verfahren zum Erzeugen von Referenzmarkierungen besteht in der Verwendung einer holografischen optischen Schicht in oder auf der Oberfläche des Bildmediums oder der Bildempfangsschicht.

Es ist möglich, durch Sensoren erfassbare Schichten unter Verwendung fotografi­ scher und sonstiger Verfahren kollektiv aufzubringen. Diese Verfahren umfassen dünne Metallisierschichten, Oxidschichten auf metallisierten Medien, Oxidschichten auf Materialmedien und Schichten, die physische oder chemische Eigenschaften aufweisen, deren Vorhandensein erfassbar ist, um die jeweilige Lage zu bestimmen und auf diese Weise präexistente Positionsdaten oder eine präexistente Positions­ markierung vorzusehen.

Ein weiteres Verfahren zur Erzielung einer Ausrichtung zwischen aufeinanderfolgen­ den Streifen ist das Einbringen von Codes in einen vorherigen Streifen, die auf einem nachfolgenden Streifen erfassbar sind. Diese Codes können gleichzeitig mit dem Bildinhalt geschrieben werden, beispielsweise indem Magnetdaten in dem Bild gleichzeitig mit dem Schreiben des eigentlichen Bildes codiert werden.

Bilddaten sind auch zum Erzeugen eines Referenzcodes verwendbar, entweder, indem eine IR-Schicht geschrieben wird, oder indem eine Mikrostruktur innerhalb des sichtbaren Bildes verwendet wird, die bei Betrachtung des Bildes nicht zu einer Qua­ litätsminderung führt.

Jedes der hier beschriebenen Verfahren sowie weitere Verfahren könnten in dem Bildmedium, in der Bildempfangsschicht oder an einer anderen Position innerhalb des zu beschreibenden Materials implementiert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Linsenrasterbilder geschrieben, die größer als eine einzelne Abtastbreite sind. In diesem Fall werden die in dem Medium ausgebildeten Linsenraster als präexistente Positionsdaten oder als Referenzmarkierungen verwendet, um die Position der zu schreibenden Abtast­ linien zu bestimmen, siehe auch US-A-5,835,194 und 09/033,212 "Detection of Pitch Variations in Lenticular Material", veröffentlicht am 2. März 1998, 09/342,391 "Detec­ tion and Correction of Skew Between a Writing Laser Beam and Lenticules in Lenti­ cular Material", veröffentlicht am 29. Januar 1999.

In der bevorzugten Ausführungsform wird ein IR-Strahl benutzt, um die Position der Linsenraster abzutasten. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist ein Empfänger 901 mit einer Rückseite des Mediums 101 verklebt. Ein Linsenrasterblatt 902 umfasst Linsenraster 903, 904, 905 und 906 auf einer Vorderseite des Mediums 101. Ein IR-Strahl 910 beleuchtet das Linsenrastermaterial an Punkten, die den Rändern der Streifen ent­ sprechen oder alternativ über die gesamte Breite eines Streifens, der durch aufein­ anderfolgende Abtastlinien abgetastet wird, beispielsweise durch Abtastlinie 911 über dem Streifen 220. Der Strahl wird in einem Winkel 912 abhängig von dessen Lage in Bezug zu der Mittellinie des Linsenrasters abgelenkt. Ein Array-Sensor 913 erfasst den reflektierten Strahl, und ein Signal vom Sensor 913 bezeichnet die Posi­ tion des Strahls in Bezug zu dem Linsenraster auf Zeile 911. Ein ähnlicher, nicht gezeigter Sensor kann auf der anderen Seite des Streifens neben der Position 915 angeordnet werden. Die Leitung 914 und das Signal von einem unterhalb der Posi­ tion 915 auf der anderen Seite des Streifens angeordneten Sensor, dessen Signal auf der Leitung 916 anliegt, wird an ein Modul übertragen, das das Signal verarbei­ tet, um die X-Koordinaten des Mediums 101 zu bestimmen. Diese werden dann an das Servosystem 208 gesendet, um an den Punkten anzuschließen, die durch die Daten auf den Leitungen 231 und 232 bestimmt wurden.

Anstelle der Array-Sensoren 913 sind auch einzelne Positionssensoren verwendbar, um einen Impuls zu erzeugen, sobald der Strahl die Sensoren überquert. Fig. 10 zeigt das Beispiel eines einzelnen Positionssensors 1001, der den Strahl 910 abtastet, welcher in diesem Fall durch seine relative Position zu dem Linsenraster in einem anderen Winkel 1002 abgelenkt wird.

Ein in Fig. 11 gezeigtes alternatives Ausführungsbeispiel kommt ohne Zugang zur unteren Seite des Linsenrastermaterials aus und vereinfacht damit die Konstruktion der Stufe, die das Linsenrastermaterial haltert. Das Linsenrastermaterial ist auf einer Stufe 1101 angeordnet, das auf seiner oberen Fläche einen IR-absorbierenden Druckkopf 102 umfasst, wobei der IR-Strahl mit dem kollimierten Strahlenbündel 1104 von der Linse 1106 derart abgelenkt wird, dass der Strahl auf die Medium-/Luft- Grenzfläche auftrifft, die durch die Linsenraster in rechten Winkeln gebildet wird, und das Licht wird entlang derselben Bahn auf den halbdurchlässigen Spiegel 1108 zurückgeworfen, um einen Rückstrahl 1110 zu erzeugen, der an einem Sensor gesammelt und derart abgetastet wird, dass ein Impulssignal im Detektor 1112 ent­ lang Leitung 1114 entsteht, sobald der Strahl sich unmittelbar über dem Linsenraster befindet. Das resultierende Signal wird im Element 1116 benutzt, um eine X-Koordi­ nate auf der Leitung 1118 zu erzeugen. Diese Leitung kann dann an den durch die Daten auf Leitung 231 bestimmten Punkten an ein Servosystem 208 angeschlossen werden sowie für eine ähnliche Baugruppe, beispielsweise die Bilddarstellungsvor­ richtung 211, auf der anderen Seite des Streifens. Die Ausgabe dieser Baugruppe würde dann an dem Punkt auf dem Servosystem 208 verbunden, der dem Punkt entspricht, der die Leitung 232 verbindet. Um den Signal-/Rauschabstand des Ant­ wortsignals zu maximieren, ist es wünschenswert, dass die Oberfläche der Stufe 1101 in hohem Maße IR-absorbierend ist, wodurch Spurenreflexionen minimierbar sind.

Die hier beschriebenen Grundsätze lassen sich selbstverständlich auch auf andere Konfigurationen zum Beschreiben von Abbildungsmedien anwenden. Dies umfasst einen Capstan-Antrieb für das Medium, wie beispielsweise in Druckmaschinen, eini­ gen elektrofotografischen Kopierern und anderen Konfigurationen verwendet, bei denen der Abtastkopf über das stationäre Medium geführt wird. Eine alternative Konfiguration besteht darin, das Schreiben der Bilddaten mit der Position des Mediums zu synchronisieren, anstatt das Medium mit den Bilddaten zu synchronisie­ ren.

In einer alternativen Konfiguration werden die Abtastlinien nicht parallel, sondern quer oder senkrecht zu den Linsenrastern geschrieben, wobei die Position der Abtastlinie in Beziehung zu den präexistenten Positionsdaten auf dem Bildmedium abgetastet wird. Die Abtastung in Längsrichtung statt in Querrichtung wird dann durch die Position in Bezug zu den Bilddaten gesteuert sowie durch die erfasste Position der präexistenten Positionsdaten auf dem Bildmedium. Alternativ hierzu ist die Abtastung über den Linsenrastern dadurch steuerbar, dass das Schreiben der Bilddaten mit der Position des Mediums synchronisiert wird, anstatt das Medium mit den Bilddaten zu synchronisieren.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 12 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel druckt der Druckkopf 102 jeweils einen Streifen, wobei die Richtung X der Abtastlinie senkrecht zu der Linsenrasterrichtung Y ver­ läuft. Zuerst wird der Streifen 110 gedruckt, dann der Streifen 111 usw., bis der Aus­ druck 101 vollständig ist. Die durch den Druckkopf 102 erzeugte Abtastlinie erstreckt sich über eine ganzzahlige Anzahl von Linsenrastern. Die in Fig. 12 gezeigten Lin­ senraster sind nicht gerade. Das kann auf Fertigungsschwankungen der Linsen­ raster zurückzuführen sein. Ein wichtiger Aspekt dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass das Drucken durch ein Signal ausgelöst wird, das jedes Mal abgeleitet wird, sobald der Strahl in ein neues Linsenraster eintritt, um so Abwei­ chungen der Linsenraster von der Geraden zu korrigieren.

Dieser Prozess wird nachfolgend detailliert mit Bezug auf Fig. 13 erläutert. Der Strahl 2004 wird in Fig. 13 gezeigt, während er in das Linsenraster 2003a eintritt. An dieser Position tritt ein Teil der Strahlenenergie durch das Linsenraster und die Fokussier­ linse 2010 hindurch und triff auf den Positionsdetektor 2007 auf, der sich auf der rückseitigen Brennebene der Linse 2010 befindet. Der Detektor 2007 erzeugt ein Signal, das benutzt wird, um das Drucken über dem Linsenraster 2003a auszulösen. Anstelle des Schreibstrahls selbst ist selbstverständlich auch ein getrennter Strahl zum Erzeugen des "Linsenraster-Startsignals" verwendbar. Der andere Strahl kann eine andere Wellenlänge aufweisen, muss jedoch durch denselben Deflektor abge­ lenkt werden, der auch den Schreibstrahl ablenkt.

Durch Verwendung des "Linsenraster-Startsignals" von Detektor 2007 wird verhin­ dert, dass Geradenabweichungen der Linsenraster die Qualität des Drucks beein­ trächtigen, da die Ausrichtung zwischen der Bildposition und den Linsenrastern gewahrt wird. Dieses Abtasten des Strahls über den Linsenrastern wurde in US-A- 5,681,676 beschrieben, nicht jedoch die erfindungsgemäße streifenweise Abtastung.

Das Abtasten kürzerer Streifen 2000, 2000a anstelle der gesamten Breite des Mediums ermöglicht das Drucken sehr großer Bilder, was mit einem System nicht möglich wäre, das mit einer langen Abtastlinie arbeitet. Als Beispiel soll das Drucken eines ca. 100 × 76 cm (40 × 30 Zoll) großen Bildes dienen, bei dem sich die Linsen­ raster in Richtung der kurzen Seitenlänge erstrecken. Die Druckzeit wird mit 5 Minu­ ten angegeben. Bei 50 Linsenrastern pro Zoll beträgt die Gesamtzahl der Linsen­ raster 2000. Der Lichtpunkt-Polygondruckkopf deckt 80 Linsenraster ab. Die Anzahl der Streifen zur Abdeckung des gesamten Drucks beträgt 2000/80 = 25 Streifen. Es soll von 30 Multiplexbildern ausgegangen werden. Die Gesamtzahl der Pixel entlang der Abtastlinie beträgt demnach 80 × 30 = 2400. Diese Gesamtzahl der auflösbaren Punkte lässt sich mit Lichtpunkt-Laserprints leicht erreichen. Es soll angenommen werden, dass die erforderliche Auflösung in Y-Richtung 100 Punkte/Zoll beträgt. Das bedeutet, dass die Gitterkonstante zwischen den Abtastlinien 25,4 µm oder 0,001 Zoll beträgt. Daraus lässt sich berechnen, dass ein Streifen 3000 Linien umfasst. Bei einem Polygon mit 10 Facetten muss sich das Polygon mit 1667 U/min drehen. Diese Druckerspezifikationen sind ohne weiteres erreichbar. Da die Bildinformation bereits durch die Linsenraster segmentiert ist, erfordert dieser besondere Abtast­ modus über den Linsenrastern keine weitere Segmentierung des Bildes, zumal die ganzzahlige Anzahl von Linsenrastern durch die Abtastlinie abgedeckt ist.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Drucken großformatiger Linsenrasterbilder auf einem Linsen­ rasterblatt (902), das auf seiner Vorderseite eine Vielzahl im Allgemeinen paral­ leler Linsenraster (903) aufweist, gekennzeichnet durch:

• - einen Sensor (209), der den Anfang eines jeden Linsenrasters (903) abtastet; und
• - einen Druckkopf (102), der miteinander verknüpfte Bildinformation auf das Linsenrasterblatt (902) druckt, wobei die miteinander verknüpfte Bildinforma­ tion in einer Folge von Streifen (220) gedruckt wird, und wobei die Breite eines jedes Streifens (220) kleiner ist als die Breite des Linsenrasterblatts (902).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Streifen (220) in einer zu den Linsenrastern (903) parallel verlaufenden Richtung gedruckt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Streifen (220) in einer zu den Linsenrastern (903) senkrecht verlaufenden Richtung gedruckt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Streifen (220) eine ganzzahlige Anzahl der Linsenraster (903) abdeckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder auf einem Empfänger auf einer Rückseite des Linsenrasterblatts (902) gedruckt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Empfänger auf einer Rückseite des Linsenrasterblatts (902) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streifen (220) mehr als eine Abtastlinie umfassen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (209) eine Referenzmarkierung abtastet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmar­ kierung eine mikroskopische Markierung ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmar­ kierung ein gelber mikroskopischer Punkt ist.