DE1497464C - Verfahren zur kontrastabhängigen Steuerung der Belichtung bei Kopiergeräten - Google Patents

Description

Hauptbelichtungszeit durch nachfolgende Formel bestimmt wird:

Die zu kopierenden Negativkontraste liegen etwa im Bereich

min 1 <

(B_N)min

< 128 .

10 KUp (H₂)

(Gleichung 1)

wobei C eine sich aus Objektivblendenöffnung α und Abbildungsmaßstab β ergebende Konstante

(C = 4m² · ß²), (Np)max die maximal mögliche Belichtung des Papiers,

(B_N)max Die durch Zusatzbelichtung erreichbaren Kopierumfangänderungen des Positivpapiers liegen dagegen im Bereich

(KUp)min «* Ig 6 < log

(B_N)

< Ig 50 « (KUp)_max.

min

(B_N)min

den Negativkontrast K_n und KUp(H₂) den Kopierumfang des Papiers als Funktion der Zusatzbelichtung H₂ bedeutet, während C eine Konstante darstellt, die den Kontrast K_n optimal auf der Gradationskurve des Papiers unterzubringen gestattet und vorzugsweise den Wert 0,75 aufweist.

Zur Lösung obenstehender Gleichung ist allein die Kenntnis der Werte von (B_N)_max und (B_N)_min erforderlich, die durch eine später zu beschreibende optische Abtasteinrichtung ermittelt und einem fotoelektrischen Empfänger zugeführt wird. Gleichzeitig wird mit Hilfe des aus (B_N)_max und (B_N)_min gewonnenen Wertes für K_n die Zusatzbelichtung H₂ gesteuert, die ihrerseits den Kopierumfang des Positivpapiers dem Kontrast des Negativs K_n weitgehendst anpaßt.

Für die Zusatzbelichtung gilt beispielsweise der Zusammenhang (Die numerischen Werte entsprechen etwa den in der Praxis auftretenden Grenzwerten.)

Der mögliche Kontrastumfang des Negativs ist damit größer als der durch Zusatzbelichtung veränderbare Kopierumfang des Positivpapiers. Damit ergeben sich in bezug auf die Anpassung des Negativkontrastes K_n an den Kopierumfang KUp des Positivpapiers drei Bereiche.

Bereich I:

Kriterium: Ig

(B_N)

(B_N)min

< (KUp)_min '«* Ig 6

(B_N)min

Zusatzbelichtung H_z = t_z = 0

(gemäß Gleichung 2)

Kopierumfang KUp — (KUp)_min

(gemäß Gleichung 3)

H₂

, (B_N)max ₍„j, _Λ
Ig — (KUp)min

Hauptbelichtung tn — C

(Hp)max	(BN)max
(BN)max	(BN)min
10 (KUp)min

(B_n)

min

(H₂),

wobei
und

(KUp)max - (KUp)mtn ^Bereich

(Gleichung 2) 4<> 6 <

= E₂

(H₂)max — E₂ ' (tz)max· (B_N)min

Kriterium: (KUp)_min < log

(gemäß Gleichung 1) <50

'"* -(KUp)max

45

Die Gleichung 2 charakterisiert die Verhältnisse, die bei Gradationsbeugung eines »harten« Papiers durch unterschwellige Zusatzbelichtung vorliegen, wobei (H₂)max die maximale Zusatzbelichtung ist, bei der die stärkste Beugung (flacheste Gradation), also der größte Kopierumfang des Positivpapiers (KUp)_max eintritt und (KUp)_mi_n der geringste Kopierumfang (steilste Gradation) ohne Zusatzbelichtung ist (s. Fig. 1).

Allgemein muß die Bedingung gelten, daß (B_N)min

Zusatzbelichtung 0 < H_z < Hmax

0<t₂<(t₂)_max '.

(gemäß Gleichung 2)

(B_N)max

Kopierumfang KUp = log

Hauptbelichtung tn = C

(B_N)min

(gemäß Gleichung 3)

(Hp)max

log

(B_N)min

= KUp Bereich III:

ist, die nur innerhalb bestimmter Grenzen erfüllbar ist. Der Kopierumfang KUp läßt sich mit Gleichung 2 als Funktion der Zusatzbelichtung H_x wie folgt darstellen:

50 <

(B_N)max

, (gemäß Gleichung 1)

< 128

(B_N)min

<(KUp)_max fv Ig 50

KUp(H₂) = (KUp)_min H₂

(H₂)*

[(KUp)_max-(KUp)_min]

(Gleichung 3) Kriterium: Ig

(B_N)min

Zusatzbelichtung H₂ = (H₂) = (H₂)_max

t₂ = (t₂)max

(gemäß Gleichung 2)

i 4y / 464
5 6

Kopierumfang KUp = (KUp)_max und

(gemäß Gleichung 3) K= *^{z max}' ^^^p^^mtn ₌ konstant

i» (KUp)max — (KUp)min

Hauptbelichtung tu = C

(B_N)min

bedeutet.
Aus den zur Ermittlung von f # und t_z zu lösenden

Gleichungen ergibt sich eine gemeinsame Verarbeitung (gemäß Gleichung 1) der abgetasteten Spannungsimpulse bis zur Ermittlung

Durch die so geregelten Zusatz- und Hauptbeiich- ^vo.^{n U} ~}os (B_N)_max "^nd ,^U ~ !°.^g Φ*)*«»· ^Dam}¹ tungen wird bewirkt, daß in allen Bereichen des ¹⁰ können die erforderlichenι Loganthmierungen.sowie Negativkontrastes eine optimale Ausnutzung der die Extremwertfindung und ihre Speicherung m einem Schwärzungskurve des Positivs erfolgt, und zwar in den ^h/^lde _u ⁿ Gleichungen gemeinsamen Funktionsblock R₁

durchgeführt werden. Dieser Funktionsblock kann

Bereichen I und III durch die vom Kontrast des dadurch vereinfacht werden, daß ein fotoelektrischer Negativs abhängige Hauptbelichtung bei kon- ₁₅ Empfänger mit logarithmischer Kennlinie, z.B. ein stanter Zusatzbelichtung und im Si-Element, in Leerlauf schaltung (U _L ~ log B_n) VerBereich II durch die konstante Hauptbelichtung Wendung findet.

bei kontrastabhängiger Zusatzbelichtung [bezogen Da log (B_N)_max und log (B_N)_min gemäß den

auf (B_N)_max — const, und (Hp)_max = const.]. Gleichungen Γ und 2' unter Hinzufügung von Koeffi-

In Fig. 2 ist ein Schaubild dargestellt, das die ^{ao zien}*^en unterschiedlich verarbeitet werden müssen,

Zusammenhänge zwischen log K_n und t_H bzw. ergibt sich nach dem Funktionsblock ^₁ eine Ver-

log K_n und u in den Bereichen I, II, III zeigt, wäh- neigung in zwei Funktionsblocks R₂ und R₃ von

rend das Schaubild gemäß F i g. 3 die optimale ^denen *·. ^die Hauptbe lichtungszeit t„ und R₃ die

Ausnutzung der Positivschwärzungskurve in den an- ZusatzbehchtungszeiU₂ liefert.

geführten Bereichen erkennen läßt. ^a·⁵ }^m Funktionsblock R₂ erfolgt nach der loganthnu-

Die Konstante C ist mit dem Wert 0,75 so gewählt, «dien ^Addl?^ ^T^{- S} ₁ ^ubt.^rakt'^on, ^der. einzelnen daß für KUp = (KUp)_min und (B_N)_min = (B_N)_max, ^GI'^ede[Ä*? ^Glei(J^unS ¹ eine Antilogarithmierung d. h. K_n = 1, die Belichtung (B_N)_max. t_H im Punkt!) "^nd schließlich eine Spannungszeittransformation, um der Schwärzungskurve liegt (s. F i g. 3) gemäß, der aus ^{den Wert fur tB zu} gewinnen.

Gleichung 1 ableitbaren Beziehung ³° ^Der Funktionsblock R₃ beinhaltet im wesentlichen

elektrische Mittel zur Bildung eines Spannungs-

Ü^impulses „ , ,„ ; , ,„,

U ~ log (B_N)max — log (B_N)_min,

Der schematische Aufbau einer Vorrichtung zur ³⁵ elektrische Mittel zur Lösung der Gleichung 2' zwecks Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfah- Ermittlung eines Spannungsimpulses U ~ H_z bzw. rens zur Steuerung der Haupt- und Zusatzbelichtung '* ^und nachgeordnete elektrische Mittel zur Spannungsist in der F i g. 4 dargestellt. Zeittransformation. Weiterhin enthält der Funktions-

Das auszumessende Negativ 1 wird von einer Glüh- ^block *, elektrische Mittel zur Bildung von Spanlampe 2 beleuchtet und mit Hilfe einer optischen ⁴° nungsimpulsen U ~ KUp (H_z), die dem Funktions-Abtasteinrichtung3, deren Aufbau später beschrieben ^bIock -^ ^zwecks additiver Verarbeitung zugeführt wird, derart abgetastet, daß in einer bestimmten Zeit- werden.

einheit alle bildwichtigen Punkte mit den partiellen ^Die elektrischen Mittel zur Bildung der verschiede-

Leuchtdichten im Bereich ^nen Spannungsimpulse sind solche an sich bekannter

45 Art und werden deshalb im einzelnen nicht erläutert.

(B_N)min <B_N< (B_N)max _Dj_e f_{ür tji un}d _tg ermittelten Werte werden von der

erfaßt und einem fotoelektrischen Empfänger 4 züge- Steuereinrichtung abgerufen, wenn das Negativ 1 sich führt werden. Diesem sind elektrische Mittel zur Lö- ⁱⁿ Kopierstellung befindet, wobei in an sich bekannter sung der Gleichungen für tu und /, nachgeordnet. ^We'se durch entsprechende Relais entweder die

Die Gleichung für t„ wird dabei als logarithmische ⁵° J:^amP^{e 5}*^ür die Hauptbelichtung bzw. die Lampe 6 Gleichung verarbeitet ■ , ^{fur die} Zusatzbehchtung ein- und ausgeschaltet oder

in deren Strahlengängen befindliche Verschlüsse belog tH — log C + (C-1) log (B_N)max tätigt werden. Das Projektionsobjektiv ist im Schema — C log (B_N)min — C" KUp (Hz) , gemäß F ig. 4 mit 7 und die Papierebene mit .8 be-... 55 zeichnet, während 9 einen teildurchlässigen Spiegel (Gleichung 1 ) _zur Ej_nspj_egei_ung des Zusatzlichtes in den Kopier-

so daß nur mit additiven und subtraktiven Größen strahlengang kennzeichnet.

gearbeitet werden muß, die mit konstanten Koeffizien- . ^Dl _u ^{e F x} f · ⁵ ™Ψ ^eme^^{r dl} _u ^e Abtastung des Nega-

ten behaftet sind. Die für die Ermittlung von t, zu tivs besonders geeignete Einrichtung,

verarbeitende Gleichung lautet: ^{6o Sie besteht} im ^wesentlichen aus zwei optischen

Keilen 10 und 10', die gleiche Keilwinkel aufweisen

(B_N)max ^und die mit konstanter, aber unterschiedlicher Winkel-

ij = Jf₁ log -^- — K₂, geschwindigkeit gleichsinnig um die optische Achse

\D_N)min q_q _roti_{eren un}d zwischen dem fotoelektrischen

, . I eic ung ; g₅ Empfänger 4 und dem abzutastenden Negativ 1 an-

^wo geordnet sind. Vom fotoelektrischen Empfänger 4 aus

K₁ ■■-■ ^{z max} --= konstant gesehen ist den optischen Keilen 10 und 10' eine

KUp max — KUp min Lochblende 12 vor- und eine Zylinderlinse 11 nach-

7 8

geordnet. Die Beleuchtung des abzutastenden Nega- (s. Fig. 6a) zum Meßbeginn (Plattenbildung) inner-

tivs 1 erfolgt mittels der Lampe 2 und einer Bildfeld- halb einer bestimmten Zeiteinheit periodisch wieder-

kondensorlinse 13. kehrt. .

Der Antrieb der beiden optischen Keile 10, 10' er- Um diese Stellung, die den Beginn eines jeden folgt mittels eines nicht dargestellten Motors über 5 Abtastzyklus darstellt, für den Meßvorgang bei ständig z. B. miteinander gekuppelte Zahnräder 14 und 15, umlaufenden Keilen zu erfassen, sind beispielsweise die an den in der Zeichnung nur angedeuteten Keil- auf den Keilfassungen 16, 17 Kontakte P, P' angefassungen 16,17 angreifen. ordnet, die mit entsprechenden nicht dargestellten

In der in Fij». 5 dargestellten Lage der beiden ortsfesten Gegenkontakten in Berührung kommen und

optischen Keile bilden diese eine Platte, und es ist vom io im Moment der 180°-Stellung der beiden Keile den

fotoelektrischen Empfänger 4 aus gesehen für ein Meßstromkreis schließen. Es wird nunmehr vom ab-

durch die Lochblende 12 begrenztes schmales Strahlen- tastenden Strahl auf der Negatiyfläche, beginnend auf

bündel keine Ablenkung vorhanden. der optischen Achse O-O, eine Abtastfigur ent-

Bei der Rotation der beiden optischen Keile in der sprechend einer Ellipsenspirale beschrieben und sämt-

vorher beschriebenen Weise entsteht als Ablenkfigur 15 liehe partielle Leuchtdichten im Bereich
in einer zur optischen Achse 0-0 senkrechten Ebene,

beispielsweise in der durch die Planfläche der Zylinder- (BjS)_min < Bn < (Bx)_max
linse 1 gebildeten Ebene E, eine Kreisspirale, wobei

die Liniensteigung, dieser Spirale bei vorgegebenem werden vom fotoelektrischen Empfänger 4 zeitlich

Keilwinkel von der Differenz der Winkelgeschwindig- 20 nacheinander registriert.

keiten der beiden Keile Beim Erreichen einer Maximalablenkung, bei der

A ω — ω — ω ^^{er re}'^at'^ve Dreh winkelunterschied einen Grenzwert

^{10 10} aufweist (s. F i g. 6 b), und die Abtastfigur noch

sowie dem Abstand α der beiden Keile zueinander und innerhalb der Negativfläche liegt, z. B. bei Über-

dem Abstand e zur Planfläche der Zylinderlinse 11 25 streichen eines Punktes F, wird durch einen weiteren

abhängt. auf der Keilfassung 16 befindlichen Kontakt P" eine

Mit diesen Parametern ist es möglich, die Linien- Verbindung zwischen P und P" bewirkt und der

Steigung gleich dem Durchmesser des Abtastbündels Meßvorgang beendet. Mit der vorstehend beschriebe-

zu wählen, so daß jeder Bildpunkt in der Ebene is nen Anordnung lassen sich etwa 80°/₀ der Negativ-

üterstrichen wird. 30 flächen abtasten. Eine Vergrößerung der Abtastfläche

Die Zylinderlinse 11 bewirkt eine Angleichung der ohne Verfälschung des Meßergebnisses läßt sich da-

Ablenkfigur an das im allgemeinen übliche Rechteck- durch erreichen, daß senkrecht zur Negativebene

format der zu kopierenden Negative, indem diese bei Spiegel 18 angeordnet werden, die gleichzeitig die

Anpassung an die senkrechte Ausdehnung des Nega- Negativmaskenbegrenzung darstellen (F i g. 7). Die

tivs die Abtastfigur in der Waagerechten streckt bzw. 35 dadurch mögliche Vergrößerung der Abtastfläche

bei Anpassung an die waagerechte Ausdehnung des zeigt Fig. 8. Die zweimalige Abtastung der in der

Negativs die Senkrechte zusammendrängt, so daß aus F i g. 8 durch senkrecht schraffierte Kreisabschnitte

einer Kreisspirale eine Ellipsenspirale gebildet wird. gekennzeichneten Negativflächen ist dabei ohne Ein-

Die Abtastfigur muß dabei stets innerhalb der Bild- fluß auf das Meßergebnis, da ja — wie vorher be-

fläche des Negativs liegen, da andernfalls Signale von 40 schrieben — dem fotoelektrischen Empfänger Ein-

der das Bildfeld begrenzenden Maske registriert wer- richtungen zur elektrischen Selektion von (B_N)_mtn

den, die das Meßergebnis verfälschen, indem z. B. und Bn _max nachgeordnet sind,

der Wert für {Bti)min nicht vom Negativ, sondern von Der besondere Vorteil der beschriebenen optischen

der Begrenzungsmaske geliefert wird. Abtasteinrichtung ist darin zu sehen, daß einmal der

Durch die konstante Differenz der Winkelgeschwin- 45 Aufwand relativ niedrig ist und zum anderen während

digkeiten beider Keile ist bei dauernd umlaufenden des Meßzyklus keine Massenbeschleunigungen erfor-

Keilen gesichert, daß die Startstellung φ = 180° derlich sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2

tischen Keilen gebildet wird, die zwischen dem fotoelektrischen Empfänger und dem abzutasten-

Patentansprüche: den Negativ angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge-

5 kennzeichnet, daß zwischen dem abzutastenden

■1. Verfahren zur kontrastabhängigen Steuerung Negativ und den optischen Keilen eine Zylinder-

der Belichtung bei Kopiergeräten, bei denen neben linse angeordnet ist.

der bildmäßigen Belichtung eine zusätzliche zur 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, gekenn-

Gradationsbeugung dienende Belichtung erfolgt, . zeichnet durch senkrecht zur Fläche des abzutasten-

dadurch gekennzeichnet, daß in den io den Negativs angeordnete, die Negativbildfeld-

Fällen, in denen der Logarithmus des Negativ- begrenzung bildende Spiegel,
kontrastes Kn kleiner (Bereich I) oder größer
(Bereich III) als der Kopierumfang KUp des lichtempfindlichen Papiers ist, die Hauptbelichtung in

Abhängigkeit von Kn und der maximalen Leucht- 15

dichte eines Bildpunktes (BN)max bei konstanter
Zusatzbelichtung gesteuert wird, während in den
Fällen, in denen der Logarithmus von Kn innerhalb

des Kopierumfanges des Papiers liegt (Bereich II), Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrastdie Hauptbelichtung in Abhängigkeit von (BN)max 20 abhängigen selbsttätigen Steuerung der Belichtung bei und die Zusatzbelichtung in Abhängigkeit von Kopiergeräten, bei denen neben der bildmäßigen Belog Kn gesteuert wird, wobei die Hauptbeiich- lichtung durch das Negativ eine zusätzliche zur Gratungszeit durch nachfolgende Formel bestimmt dationsbeugung dienende Belichtung erfolgt, die vor wird: oder nach der bildmäßigen Belichtung stattfindet.

(Hp),

(B_n)*

10 KUp (H_z) _

as Es ist bekannt, beim Kopierprozeß die Belichtung in Abhängigkeit vom Kontrast des zu kopierenden Negativs zu steuern. Die kontrastabhängige Steuerung hat gegenüber der Steuerung mittels einer integral ge

messenen durchschnittlichen Negativdichte den weworin C eine sich aus Objektivblendenöffnung und 30 sentlichen Vorteil, daß auch bei extremen Kontrast-Abbildungsmaßstab ergebende Konstante, {Hp)_max Verhältnissen eine tonwertrichtige Wiedergabe erfolgt, die maximal mögliche Belichtung des Papiers, d. h., daß bei vollautomatischer Steuerung der Belichtung keine Korrekturfaktoren vom Bedienungspersonal (B) berücksichtigt werden müssen.

(BN)min ■ ³⁵ ^s ist weiterhin bei Kopiergeräten mit Zusatzbelichtungseinrichtungen zur Gradationsbeugung be-

den Negativkontrast Kn und KUp (H₂) den Ko- kannt, durch Abtastung des Negativs den Kontrast

pierumfang des Papiers als Funktion der Zusatz- zu ermitteln und den so ermittelten Wert zur selbst-

beleuchtung H₁ bedeutet, während C" eine Kon- tätigen Steuerung der Zusatzbelichtung zu verwenden,

stante darstellt, die den Kontrast Kn optimal auf 40 Bei den bekannten Einrichtungen zur kontrast-

der Gradationskurve des Papiers unterzubringen abhängigen Steuerung der Zusatzbelichtung bleiben

gestattet und vorzugsweise den.Wert 0,75 aufweist. jedoch diejenigen Fälle unberücksichtigt, in denen der

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Logarithmus des Negativkontrates Kn kleiner ist als nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine opti- der kleinste Kopierumfang (KUp)_mt_n des Papiers bzw. sehe Abtastvorrichtung zur punktweisen Messung 45 größer ist als der größte Kopierumfang {KU_P)_max.
der partiellen Negativleuchtdichten, einem nach- Da der Kontrastumfang im Negativ aber geordneten fotoelektrischen Empfänger, diesem 1 < Kn < 200 sein kann und auf der anderen Seite nachgeordnete elektrische Mittel zur Logarithmie- der Kopierumfang des Papiers KUp durch Zusatzrung, Selektion und Speicherung der Werte für belichtung nur im Bereich etwa 6 < KUp < 50 (BN)max und (BN)min, elektrischen Mitteln zur 5° verändert werden kann, liegt der Erfindung die Auf-Lösung der Gleichung für tH, sowie elektrischen gäbe zugrunde, ein Verfahren zur Belichtungssteuerung Mitteln zur Bildung eines Spannungsimpulses zu finden, das in allen erwähnten Fällen den Kontrast-

. , . . ,„ _Λ umfang jeweils optimal auf der Gradationskurve des

U ~ log {B_NUax - log {B_N)min, p_apiers unterzubringen gestattet.

elektrischen Mitteln zur Bildung eines Spannungs- 55 Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe impulses U ~ tz sowie elektrischen Mitteln zur ein Verfahren zur kontrastabhängigen Steuerung der Bildung eines Spannungsimpulses U ~ KUp (H_z), Belichtung bei Kopiergeräten vorgeschlagen, nach dem der den elektrischen Mitteln zur Lösung der in den Fällen, in denen der Logarithmus des Negativ-Gleichung für tH zugeführt wird. kontrastes Kn kleiner (Bereich I) oder größer (Be-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 60 reich III) als der Kopierumfang KUp des lichtempfindkennzeichnet, daß der fotoelektrische Empfänger liehen Papiers ist, die Hauptbelichtung in Abhängigeine logarithmische Kennlinie aufweist und bei- keit von Kn und der maximalen Leuchtdichte eines spielsweise durch ein Si-Element in Leerlauf- Bildpunktes (BN)max bei konstanter Zusatzbelichtung schaltung Ul ~ log Bn gebildet wird. gesteuert wird, während in den Fällen, in denen der

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch 65 Logarithmus von Kn innerhalb des Kopierumfanges gekennzeichnet, daß die optische Abtasteinrichtung des Papiers liegt (Bereich II), die Hauptbelichtung in aus zwei mit konstanter, jedoch unterschiedlicher Abhängigkeit von (BN)max und die Zusatzbelichtung Winkelgeschwindigkeit gleichsinnig rotierenden op- in Abhängigkeit von log Kn gesteuert wird, wobei die