DE2741467A1 - Spatial colour separation system for colour printing - uses raster superimposed on subject and has multi-array lens at first image plane - Google Patents

Abstract

The colour printing process has the colour subject projected with a superimposed raster(G) and with a fish-eye array lens at the image plane. A pattern of interdigitated colour strips is then projected for subsequent signal processing. The system provides clearly defined colour strips with a high resolution final image. The raster system enables half-tone printing without any further screening process.

Description

Verfahren und Anordnung zur Erzeugung ineinander verschach-Method and arrangement for generating interlocking

telter Farbauszüge von Farbobjekten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung ineinander verschachtelter Farbauszüge von Farbobjekten mit streifenförmigen optischen Elementen.telter color separations of color objects The invention relates to a method and an arrangement for generating nested color separations of color objects with strip-shaped optical elements.

Herkömmliche Verfahren arbeiten mit sogenannten Streifenfiltern, d.h. rasterförmig aneinandergesetzten Streifen mit periodisch sich ändernder Farbselektion. Derartige Komponenten haben eine schlechte Lichteffizienz, weil in jedem Streifen der dort jeweils nicht hindurchgelassene spektrale Bereich des Lichts nicht ausgenutzt wird. Außerdem sind derartige Komponenten recht aufwendig in ihrer Herstellung und dann unflexibel in der Anwendung.Conventional methods work with so-called strip filters, i. Stripes arranged in a grid pattern with periodically changing color selection. Such components have poor light efficiency because in each strip the spectral range of light not let through there is not used will. In addition, such components are quite expensive to produce and then inflexible in use.

Aus der DT-OS 2 703 160 ist es bekannt, Musteraufnahmen für Rechteckreliefprofil-Beugungsgitter mittels eines Photolackverfahrens herzustellen. Dieses aufwendige Verfahren ist jedoch für eine Massenfertigung von Mitteln für ineinander verschachtelte Farbauszüge nicht geeignet.From DT-OS 2 703 160 it is known to have pattern recordings for rectangular relief profile diffraction gratings by means of a photoresist process. This is an elaborate procedure but for mass production of means for nested color separations not suitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ineinander verschachtelte Farbauszüge mit hoher Lichteffizienz von Farbobjekten zu erzeugen, wobei die Herstellung der optischen Komponenten besonders einfach ist.The object of the invention is to provide nested color separations to produce color objects with high light efficiency, the production of the optical components is particularly simple.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß dem Bild des Farbob-3ektes eine Rasterung aufgeprägt und daraus mit Hilfe einer lichtzerlegenden Anordnung ein Bild mit ineinander verschachtelten Farbauszügen des Farbobjektes erzeugt wird.This problem is solved by the fact that the image of the color object imprinted a grid and from it with the help of a light decomposing Arrangement of an image with nested color separations of the color object is produced.

Gegenüber den herkömmlichen Anordnungen bzw. Verfahren liegen die Vorteile in der hohen Lichteffizienz. Die vom Farbobjekt ausgesandte und von der Anordnung aufgefangene Strahlung fällt in ein Linsensystem, im einfachsten Fall eine Bikonvexlinse, so daß vom Farbobjekt ein virtuelles Zwischenbild erzeugt werden kann, dessen Ebene in der Mittelebene einer Fliegenaugenzylinderlinse oder unmittelbar davor liegt.Compared to the conventional arrangements and processes are the Advantages in the high light efficiency. The one sent by the color object and the one sent by the Arranged radiation captured falls into a lens system, in the simplest case a biconvex lens, so that a virtual intermediate image is generated from the color object can, whose plane in the median plane of a fly's eye cylinder lens or directly in front of it.

Die Fliegenaugenzylinderlinse selbst besteht aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Zylinderlinsen, deren Brennweite in der Größenordnung der Breite der einzelnen Zylinderlinsen liegt. Durch die Breite der Zylinderlinsen, die kleiner ist als die zu übertragenden Bildpunkte, wird ferner das Farbobjekt bzw. sein virtuelles Zwischenbild in streifenförmige Bereiche unterteilt, deren Strahlung jeweils durch die dem Bereich zugeordnete Zylinderlinse zu einem schmalen Streifen fokussiert wird. Eine Abstrahlung eines Bereiches durch benachbarte Zylinderlinsen hindurch ist aufgrund der Lage des Zwischenbildes relativ zur Mittelebene der Fliegenaugenzylinderlinse nicht möglich, die Verminderung des Auflösungsvermögens des optischen Systems hierdurch ausgeschlossen.The fly's eye cylinder lens itself consists of a large number side by side arranged cylindrical lenses whose focal length is of the order of magnitude of the width of the individual cylinder lenses. Due to the width of the cylinder lenses, the smaller is than the pixels to be transmitted, the color object or its virtual one will also be Intermediate image divided into strip-shaped areas, each of whose radiation passes through focuses the cylinder lens assigned to the area into a narrow strip will. Radiation of an area through neighboring cylindrical lenses is due to the position of the intermediate image relative to the central plane of the fly's eye cylinder lens not possible, the reduction of the resolving power of the optical system as a result locked out.

Mit Hilfe der Fliegenaugenzylinderlinse wird somit vom Bild des Farbobjektes bzw. von seinem Zwischenbild ein gerastertes Bild mit abwechselnd hellen, durch Fokussierung der Strahlung erhaltenen Streifen und dunklen, nicht von Strahlung durchsetzten Streifen erzeugt, wobei die Breite der Streifen durch Verschieben der Fliegenaugenzylinderlinse längs der optischen Achse verändert werden kann.With the help of the fly's eye cylinder lens, the image of the color object is thus obtained or from its intermediate image a rastered image with alternately bright, through Focusing the radiation received stripes and dark ones, not from radiation interspersed stripes generated, the width of the stripes by moving the Fly-eye cylinder lens can be changed along the optical axis.

Intensitätsverluste, wie etwa bei selektiven Streifenfiltern durch Absorption bestimmter Wellenlängen verursacht, treten in der Fliegenaugenzylinderlinse nicht auf. Die gesamte Strahlungsintensität bleibt - bis auf natürliche Verluste -erhalten, so daß hinter der Fliegenaugenzylinderlinse ein intensitätsstarkes gerastertes Bild entsteht.Loss of intensity, such as with selective strip filters Absorption of certain wavelengths causes occur in the fly's eye cylinder lens not on. The entire radiation intensity remains - except for natural losses -received, so that behind the fly's eye cylinder lens there is a high-intensity rasterized Image is created.

Ein reelles ebenes Bild des Farbobjektes (z.B. ein Diapositiv) kann ebenfalls mit Hilfe dieses Verfahrens in ein rasterförmiges Bild überführt werden. Es muß hierzu lediglich transparent sein, unmittelbar vor der Fliegenaugenzylinderlinse liegen und mit Hilfe einer wenigstens punktförmigen Lichtquelle von der Rückseite her beleuchtet werden.A real, flat image of the color object (e.g. a slide) can can also be converted into a raster-shaped image with the help of this method. It only has to be transparent for this purpose, directly in front of the fly's eye cylinder lens lie and with the help of an at least point-shaped light source from the back be illuminated.

Das gerasterte Bild des Farbobjektes wird mit einem weiteren Linsensystem auf eine Bildebene abgebildet, wobei die Strahlung mit Hilfe eines im Strahlengang befindlichen Gitters in verschiedene Farbauszüge zerlegt wird. Die Reihenfolge der Farbauszüge in der Bildebene wiederholt sich periodisch, so daß hierdurch ihre Verschachtelung ineinander zustande kommt.The rasterized image of the color object is made with another lens system imaged on an image plane, the radiation with the help of an in the beam path located grid is broken down into different color separations. The order of Color separations in the image plane are repeated periodically, so that their interleaving comes about in each other.

Fliegenaugenzylinderlinse und farbteilendes Gitter können durch ein Preßverfahren hergestellt, wodurch eine einfache und billige Massenherstellung dieser optischen Komponenten ermöglicht wird.Fly-eye cylinder lens and color-dividing grid can be through one Manufactured by pressing process, which makes it easy and inexpensive to mass-produce them optical components is made possible.

Vorteilhaft ist, daß farbteilende Gitter mit einer verhältnismäßig großen Gitterkonstanten verwendet werden können, wodurch sich eine erhöhte Anzahl von Stufen innerhalb einer Gitterperiode des Beugungsgitters technologisch sehr einfach realisieren läßt, so daß zusätzliche Freiheitsgrade bezüglich der Farbteilungscharakteristik des Filters leicht gewonnen werden können.It is advantageous that the color-dividing grid with a relatively large lattice constants can be used, thereby increasing the number of steps within a grating period of the diffraction grating is technologically very high can be easily implemented, so that additional degrees of freedom with regard to the color division characteristics of the filter can be easily obtained.

Bevorzugte Anwendungsgebiete sind das Farbfernsehen, insbesondere mit Einröhren-Farb-Kameras, die Farbfilmabtastung und ähnliche Gebiete.Preferred areas of application are color television, in particular with single tube color cameras, color film scanning and similar fields.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Es zeigen: Fig. 1 eine optische Anordnung für die Erzeugung der verschachtelten Farbauszüge, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Zerlegung eines einfachen Objektes in verschachtelte Farbauszüge.The drawing shows an exemplary embodiment. They show: Fig. 1 shows an optical arrangement for generating the nested color separations, Fig. 2 shows a schematic representation of the decomposition of a simple object into nested ones Color separations.

Fig. 1 stellt eine mögliche Anordnung dar: das Farbobjekt Ob wird durch eine Linse L1 mit seinem virtuellen Zwischenbild Bz auf eine Fliegenaugenzylinderlinse Fl abgebildet. Das Zwischenbild Bz liegt in der Mittelebene der Fliegenaugenzylinderlinse Fl oder unmittelbar vor dieser Ebene (in der Fig. 1 sind beide Ebenen der Ubersicht wegen getrennt voneinander gezeichnet).Fig. 1 shows one possible arrangement: the color object Ob becomes through a lens L1 with its virtual intermediate image Bz onto a fly's eye cylinder lens Pictured Fl. The intermediate image Bz lies in the central plane of the fly's eye cylinder lens F1 or immediately before this level (in Fig. 1, both levels of the overview because drawn separately from each other).

Die Fliegenaugenzylinderlinse Fl, eine eindimensionale Matrixzeile aus schmalen, kurzbrennweitigen Zylinderlinsen, sorgt dafür, daß durch die Kondensorwirkung der Zylinderlinsen aus dem kontinuierlichen Bild Bz ein streifenförmig gerastertes Bild Br entsteht.The fly's eye cylinder lens Fl, a one-dimensional matrix line made of narrow, short focal length cylindrical lenses, ensures that through the condenser effect of the cylindrical lenses from the continuous image Bz a rasterized strip-shaped Image Br is created.

Die Ausdehnung der Fliegenaugenzylinderlinse Fl senkrecht zur optischen Achse beträgt etwa 30 x 30 mm. Sie besteht aus ca. 800 aneinanderliegenden, etwa 30 mm langen Zylinderlinsen, die entsprechend viele Bereiche auf dem Zwischenbild B z bzw. auf dem Farbobjekt Ob definieren.The extension of the fly's eye cylinder lens Fl perpendicular to the optical Axis is about 30 x 30 mm. It consists of approx. 800 contiguous, approximately 30 mm long cylindrical lenses, the corresponding number of areas on the intermediate image Define B z or on the color object Ob.

Aus dem gerasterten Bild B r werden durch Farbaufspaltung im Gitter G, das sich im Aperturbereich der Abbildungslinse L2 befindet, drei ineinander verschachtelte Farbauszüge im Bild B des Farbobjektes erzeugt. Das stufenförmige Reliefprofil-Beugungsgitter hat Stufenhöhen St, die dem jeweiligen Gangunterschiedsvielfachen der Farbauszugswellenlänge wenigstens annähernd proportional sind, z.B. können die Stufenhöhen etwa im Verhältnis 2 : 4 oder 1 : 2 : 4 des Gangunterschieds der betreffenden Farbauszugswellenlänge stehen.The rasterized image becomes B r through color splitting in the grid G, which is located in the aperture area of the imaging lens L2, three interleaved Color separations generated in image B of the color object. The step-shaped relief profile diffraction grating has step heights St, which is the respective path difference multiple of the color separation wavelength are at least approximately proportional, e.g. the step heights can be roughly in proportion 2: 4 or 1: 2: 4 of the path difference of the relevant color separation wavelength stand.

Fig. 2 erläutert das Entstehen dieser Farbauszüge (grün, rot, blau) durch eine schematische Darstellung an einem einfachen, weißen Objekt (Fig. 2a). Aus diesem Objekt entsteht zunächst durch die Wirkung der Fliegenaugenzylinderlinse das gerasterte Bild Br (Fig. 2b). Durch die Wirkung des farbteilenden Beugungsgitters G werden aus dem weißen Raster drei Farbraster in z.B.Fig. 2 explains the creation of these color separations (green, red, blue) by a schematic representation on a simple, white object (Fig. 2a). This object is initially created by the action of the fly's eye cylinder lens the rasterized image Br (Fig. 2b). Through the effect of the color-dividing diffraction grating G are three color grids in e.g.

grün, rot und blau erzeugt, wobei die Lage z.B. des grünen Rasters mit der Lage des weißen Rasters übereinstimmt, während die zugehörigen blauen und roten Rasterstiche jeweils in der unmittelbar anschließenden Umgebung der grünen Rasterstiche entstehen (Fig. 2c). Bei nicht-weißen Objektdetails teilt sich das Licht entsprechend den dann vorliegenden spektralen Verhältnissen auf.green, red and blue, whereby the position of e.g. the green grid corresponds to the position of the white grid, while the associated blue and red raster stitches in the immediate vicinity of the green Raster stitches arise (Fig. 2c). This is divided in the case of non-white object details Light according to the then existing spectral conditions.

Die Rasterung, Farbauf spaltung und Verschachtelung kann z.B.The screening, color splitting and nesting can e.g.

so eingestellt werden, daß - wie in Fig. 2c angenommen und gezeichnet - die verschachtelten Farbauszüge praktisch fast ohne Zwischenräume bzw. Uberlappungen zueinander angeordnet sind. Andererseits können auch - falls gewünscht - Zwischenräume oder Uberlappungen sehr einfach z.B. dadurch eingestellt werden, daß ohne Auswechseln von Komponenten z.B. die Fliegenaugenzylinderlinse Fl und/oder das farbteilende Gitter G auf der optischen Achse verschoben werden. Uberlappungen der verschachtelten Farbauszüge können dabei zur Erzeugung verschiedener Mischungen von Farbsignalen ausgenutzt werden.be set so that - as assumed and drawn in Fig. 2c - the nested color separations with practically no gaps or overlaps are arranged to each other. On the other hand, there can also - if desired - gaps or overlaps can be adjusted very easily, for example, without changing of components e.g. the fly's eye cylinder lens Fl and / or the color-dividing end Grating G can be moved on the optical axis. Overlaps of the nested Color separations can be used to generate different mixtures of color signals be exploited.

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Claims (13)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzeugung ineinander verschachtelter Farbauszüge von Farbobjekten mit Hilfe streifenförmiger optischer Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bild des Farbobjektes eine Rasterung aufgeprägt und daraus mittels einer lichtzerlegenden Anordnung ein Bild mit ineinander verschachtelten Farbauszügen des Farbobjektes erzeugt wird.Claims: 1. Method for generating interleaved Color extracts from color objects with the help of strip-shaped optical elements, thereby characterized in that the image of the color object is imprinted with a raster and from it by means of a light-decomposing arrangement an image with interleaved Color separations of the color object is generated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterung mittels einer Fliegenaugenzylinderlinse erzeugt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the grid is generated by means of a fly's eye cylinder lens. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein über ein Linsensystem erzeugtes virtuelles Zwischenbild des Farbobjektes in oder unmittelbar bei der Mittelebene der Fliegenaugenzylinderlinse liegt.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a Virtual intermediate image of the color object in or generated via a lens system lies directly at the center plane of the fly's eye cylinder lens. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein reelles ebenes Bild des Farbobjektes in unmittelbarer Nähe der Oberfläche der Fliegenaugenzylinderlinse liegt.4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that a Real, flat image of the color object in the immediate vicinity of the surface of the fly's eye cylinder lens lies. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gerasterte Bild des Farbobjektes abwechselnd aus hellen, durch Fokussierung des Lichtes erhaltenen Streifen und dunklen, nicht von Licht durchsetzten Streifen besteht.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the screened image of the color object alternately consists of bright, stripes obtained by focusing the light and dark ones, not of light interspersed stripes. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Rasterbildes in Farbauszüge mit Hilfe eines stufenförmigen Gitters erfolgt, derart, daß die einzelnen Farbauszüge streifenförmig nebeneinander liegen.6. The method according to claim 1 or one of the following, characterized in, that the division of the raster image into color separations with the help of a step-shaped Grid takes place in such a way that the individual color separations are next to one another in the form of strips lie. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die verschachtelten Farbauszüge sich teilweise überlappen.7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized characterized in that the interleaved color separations partially overlap. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus den sich teilweise überlappenden Farbauszügen Farbmischsignale gewonnen werden.8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized characterized in that mixed color signals are obtained from the partially overlapping color separations be won. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den verschachtelten Farbauszügen lichtfreie Zwischenräume hergestellt werden.9. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that light-free spaces between the nested color separations getting produced. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verschachtelten Farbauszüge wenigstens teilweise voneinander unterschiedliche Breiten besitzen.10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized characterized in that the interleaved color separations are at least partially from one another have different widths. 11. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderlinsenbreite der Fliegenaugenzylinderlinse der Breite der in Farbauszüge zu zerlegenden Bildbereiche des Farbobjektes entspricht.11. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 10, characterized in that the cylinder lens width of the fly's eye cylinder lens corresponds to the width of the image areas of the color object to be broken down into color separations. 12. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß hinter einer das Objekt abbildenden Linse (L1) eine Fliegenaugenzylinderlinse (Fl) angeordnet ist, hinter der sich eine weitere Linse (L2) und dicht hinter ihr ein stufenförmiges Gitter (G) befinden.12. Arrangement for performing the method according to claim 1 to 11, characterized in that behind a lens (L1) imaging the object is a Fly-eye cylinder lens (Fl) is arranged, behind which another lens is located (L2) and a step-shaped grille (G) right behind it. 13. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen (St) des Gitters (G) eine dem jeweiligen Gangunterschiedsvielfachen der Farbauszugswellenlänge wenigstens annähernd proportionalen Höhe besitzen.13. Arrangement for performing the method according to claim 7 and 12, characterized in that the steps (St) of the grid (G) one to the respective Path difference multiples of the color separation wavelength at least approximately proportional Own height.