DE960249C

DE960249C - Reproduktionstechnisches Verfahren und Vorrichtung zur Umrechnung eines Dreifarbenauszuges in einen Vierfarbenauszug

Info

Publication number: DE960249C
Application number: DEH25465A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Pawlowski; Dipl-Ing Fritz-Otto Zeyen
Original assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Current assignee: Dr Ing Rudolf Hell GmbH
Priority date: 1955-11-14
Filing date: 1955-11-14
Publication date: 1957-03-21
Also published as: GB846713A; US2949499A

Description

AUSGEGEBEN AM 21. MÄEZ 1957

H 25465 IVa/ 57 d

In der Reproduktionstechnik sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, drei vorliegende Farbauszüge, z.B. einen Gelb-, Rot- und Blauauszug, die auf photographischem Wege von einer zu reproduzierenden farbigen Bildvorlage hergestellt worden sind, in vier im Druckergebnis gleichwertige Farbauszüge, .nämlich einen Gelb-, Rot-, Blau- und einen zusätzlichen Schwarzauszug, umzurechnen.

ίο Der Zweck des zusätzlichen Schwarzauszuges besteht darin, daß diejenigen Farben, deren Deckung Schwarz ergibt, eingespart und daß dunkle farbige Konturen schärfer wiedergegeben werden.

Für den Hochdruck sind die Farbmischungsgesetze durch H. E. J. Netigebauer untersucht worden, und er ist zu Formeln gelangt, die die bei der Farbmischung auftretenden Fragen rechnerisch in exakter Weise zu behandeln gestatten.

Nach dieser Theorie kann ein Dreifarbenauszug in einen Vierfarbenauszug umgerechnet werden, indem für jeden Bildpunkt zunächst die kleinste der drei Farbkomponenten ermittelt wird, die als Schwarzkomponente für die Herstellung des Schwarzauszuges verwendet wird, daß sodann diese kleinste Komponente von den beiden übrigen Komponenten subtrahiert wird und daß schließlich die beiden Restfafbenkornponenten zur Herstellung je zweier Farbauszüge des Vierfarbenauszuges verwendet werden. Da sich die Farbzusammensetzung im allgemeinen von Bildpunkt zu Bildpuiikt ändert, wird jedesmal eine andere der

drei, Farbkomponenten die kleinste-sein, und daher werden die Farben der beiden Restfarbenkomponenten dauernd wechseln.

Für den Hochdruck ist dieses Verfahren exakt. Es liegt nahe, dieses Verfahren auch auf den Tiefdruck anzuwenden. Umfangreiche Farbmessungen an Tiefdrucken haben indessen ergeben, daß die Farbmischungsgesetze beim Tiefdruck verschieden von denen beim Hochdruck sind und sich einer ίο analytischen Erfassung· schwer zugänglich gezeigt haben. Dies hängt damit zusammen, daß die Wirkung der Farbmischung beim Tiefdruck, die teils additiver, überwiegend aber subtraktiver Natur ist, von sehr vielen, schwer zu übersehenden Faktoren abhängt.

Die Anwendung des oben für den Hochdruck erwähnten Verfahrens auf den Tiefdruck führt zu einer ersten groben Näherung, die bezüglich der Farbwiedergabe des. Vierfarbenauszuges, unbefriedigend ist.

Erfindungsgemäß besteht ein zweites befriedigendes Näherungsverfahren darin, daß die drei Farbkomponenten zunächst Bildpunkt für Bildpunkt miteinander verglichen werden und die kleinste ausgewählt wird, die- unverändert die Schwarzkomponente des Vierfarbenauszuges liefert, daß sodann diese kleinste (Schwarz-) Komponente von den beiden übrigen Farbkomponenten subtrahiert wird und anschließend die beiden Restfarbenkomponenten als eine mit zunehmender Steilheit monoton wachsende Funktion der kleinsten Farbkomponente vergrößert werden, wobei diese vergrößerten Restfarbenkomponenten die ihrer Farbe entsprechenden beiden Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges ergeben. Dieses Verfahren läßt sich nicht nur beim Tiefdruck, sondern auch bei allen anderen Mehrfarbendruckverfahren, die sich ganz oder überwiegend der subtraktiven Farbmischung bedienen, erfolgreich durchführen. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken wird das vorstehend gekennzeichnete Verfahren vermittels einer elektrischen Schaltungsanordnung durchgeführt, bestehend aus drei gleichartigen elektrischen Verstärkerkanälen, deren Eingängen die in elektrische Spannungen umgewandelten' Farbkomponenten der einzelnen Bildpunkte des Dreifarfoenauszuges zugeführt und deren Ausgängen die entsprechenden umgerechneten Farbspannungen des Vierfarbenauszuges entnommen werden und deren jeder aus der Reihenschaltung einer Unterdrückerschaltung und eines· Regelverstärkers, besteht, ferner aus drei gleichartigen Steuerkanälen, deren jeder je einen Verstärkerkanal beeinflußt und aus der Reihenschaltung einer Schaltung zur Auswahl der kleineren, aus. zwei verschiedenen Spannungen und einer Verzerrerschaltung· besteht, wobei, der Ausgang der Auswahlschaltung mit dem Steuereingang der Unterdrückerschal tong und der Ausgang der Verzerrerschaltung mit dem Regeleingang des Regelverstarkers des zugehörigen Verstärkerkanals, verbunden ist und die doppelten Eingänge jedes Steuerkanals mit den Eingängen derjenigen beiden Verstärkerkanäle, die nicht zu ihm. gehören, verbunden sind, schließlich ausf einer weiteren Auswählschaltung, deren beide Eingänge mit den Ausgängen zweier beliebiger dör drei Auswähilschaltungen der Steuerkaiiäle verbunden sind und deren Ausgang die Schwarz'Spannung des Vierfarbenauszuges entnommen wird.

Unter Farbkomponenten werde hierbei das Folgende verstanden: Es werde angenommen, daß von einer farbigen Bildvorlage auf photographischem Wege unter Zwischenschaltung geeigneter Farbfilter drei Schwarz-Weiß-Auszüge, nämlich ein Gelb-, Rot- und Blauauszug, als Diapositive hergestellt worden seien,-wie dies in der Reproduktionstechnik üblich ist. Ein physikalisches Maß für die Größe "der jeweiligen Farbkomponente eines Bildpunktes ist die komplementäre Transparenz des Bildpunktes des zugehörigen Diapositivs, das ist das Verhältnis des absorbierten Lichtes zum einfallenden Licht. Die komplementären Transparenzen werden in Prozent angegeben.

Indessen brauchen für die nachfolgenden Betrachtungen die komplementären Transparenzen der Bildpunkte der drei Farbauszugsdiapositive nicht die Ausgangswerte zu sein, vielmehr können diese durch einen vorangegangenen Farbkorrekturprozeß in andere Werte umgewandelt worden sein. Insbesondere können*· die Farbkomponenten z. B. durch photoelektrische Abtastung der drei Diapositive in j en« proportionalen Spannungen umgewandelt worden sein, die zwecks Farbkorrektur durch elektronische Mittel in andere Spannungswerte übergeführt worden sind.

In den Fig. 1 bis 8 ist das erfindungsgemaße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

Fig. ι zeigt in einem Diagramm die drei Färbkomponenten eines Dreifarbenauszuges;

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die Konstruktion der Vergrößerungsfunktion der Restfarbenkomponenten;

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die graphische Darstellung der Vergrößerungsfunktion;

Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die drei Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges;

in Fig. 5 ist eine Schaltungsanordnung für die Umrechnung dargestellt;

Fig. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Subtraktion zweier Gleichspannungen;

Fig. 7 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Unterdrückung einer Wechselspannung durch eine Gleichspannung;

Fig. 8 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Auswahl der kleineren aus zwei angebotenen Spannungen ;

Fig. 9 zeigt eine Verzerrerschaltung zur Erzeugung eintr nicht linearen Abhängigkeit iao zwischen zwei Spannungen;

Fig. 10 zeigt die Schaltungsanordnung eines Regelverstärkers.

An Hand der Fig. 1 bis 4 werde zunächst die Theorie des Umrechnungsverfahrens näher erläutert.

In dem Diagramm der Fig. ι sind die umzurechnenden komplementären Transparenzen der einzelnen Farben des Dreifarbenauszuges eines farbigen Bildpunktes nebeneinander der Größe nach aufgetragen, und mit G_d, R_d, B_d bezeichnet, wobei der Index d andeutet, daß es sich um die Farbwerte des Dreifarbenauszuges handelt. Im Beispielsfall werde angenommen, daß

G_d>R_d>B_d

sei. B_d hat den kleinsten Wert, welcher unverändert zur Herstellung des Schwarzauszuges des Vierfarbenauszuges verwendet wird. Seine komplementäre Transparenz möge mit S bezeichnet werden. Dann ist also 5¹ = B_d. Die kleinste Farbkomponente 'B_d wird von den beiden größeren G_d und R_d subtrahiert und liefert die beiden Restfarbenkomponenten G_d·—B_d'>0 und R_d —B_d7>0.

Für den Hochdruck wären

G_v=G_d —

= R_d — B_d, B_v = 0 und S = B_d,

worin der Indexe auf die entsprechenden Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges hinweist, die exakten umgerechneten Werte des Vierfarbenauszuges. Nicht hingegen beim Tiefdruck, wo diese Werte nur eine erste grobe Näherung darstellen, die beim Übereinanderdruckeh der Farben keine befriedigende Farbwirkung ergeben würde. Beim Tiefdruck müssen die Differenzen G_d — B_d und R_d — B_ä als eine monoton wachsende Funktion der kleinsten FarbkomponenteB_d vergrößert werden, um die richtigen Farbwerte des Vierfarbenauszuges zu erhalten. Wird die kleinste der drei Farbkomponenteni G, R₁ B mit M (G, R₁ B) bezeichnet, so ist hiernach

V-

i-M)₁ R_v = V- (R_d~M, B_v = V- (B_d—M), S = M

oder allgemein

S = M

F ν

worin V= f (M) eine Vergrößerungsfunktion mit den oben angegebenen Eigenschaften ist und wobei mindestens eine der drei Farbkomponenten G_v, R_v, B_v für jeden Bildpunkt verschwindet, und zwar diejenige, für die F_d = M ist. Aus Farbmessungsuntersuchungen an Tiefdrucken hat sich ergeben, daß die folgende Vergrößerungsfunktion, die nach der in dem Diagramm der Fig. 2 dargestellen Konstruktion gewonnen wird, eine in allen Fällen ausreichende zweite gute Näherung für die Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges ergibt.

In dem Diagramm der Fig. 2 sind waagerecht die umzurechnenden prozentualen komplementären Transparenzen F_d der Farbkomponenten des Dreifarbenauszuges und senkrecht die umgerechneten prozentualen komplementären Transparenzen F_v der Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges aufgetragen. Von dem Punkt mit den Koordinaten (1, 1) ist strahlenförmig eine Schar von gerad-

linigen Vergrößerungskennlinien nach der waagerechten Achse gezogen. Der Vereinigungspunkt der Vergrößerungskennlinien kann auch etwas rechts bzw. rechts oberhalb oder rechts unterhalb des gewählten Punktes (1, 1) liegen. Die Wahl des

Vereinigungspunktes hängt empirisch von der gewählten Druckpapiersorte sowie von den gewählten Druckfarben ab. Die Kennlinien haben unterschiedliche Steigungen, die zwischen 1 :1 und ι : 10 liegen. Die kleinste Farbkömponente, im

Beispielsfallei B_d = 0,5, bestimmt die Vergrößerungskennlinie, im Beispielsfalle diejenige mit der Steigung 1 :2. Die umzurechnende Gelbkomponente, im Beispielsfall G_d = 0,8, übertrifft die (kleinste) Blaukomponente B_d um den Beirag

G_d —#0 = 0,3. Errichtet man im Punkt G_d = 0,8 eine Senkrechte auf der waagerechten Achse, so schneidet diese die zugehörige Kennlinie mit der Steigung 1 :2 in einem Punkt, zu dem der Wert G_v = 0,6 für die umgerechnete Gelbkomponente gehört. In derselben Weise wird die umgerechnete Rotkomponente R_v ermittelt. Die Farbkomponente R_d übertrifft im Beispielsfall die (kleinste) Blaukomponente B_d um den Betrag R_d >— B_d = 0,2. Errichtet man im- Punkt R_d = 0,7 die Senkrechte auf der waagerechten. Achse, so schneidet diese dieselbe zugehörige Kennlinie mit der Steigung 1 :2 in einem zweiten Punkt, zu dem der Wert R_v = 0,4 für die umgerechnete Rotkomponente gehört. Die umgerechnete Blaukomponente B_v ist gleich Null, da B_d die kleinste der drei Farbkomponenten des Dreifarbenauszuges ist und daher keinen Beitrag zu den Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges liefert. Sie ergibt unverändert die Schwarzkomponente 5¹ =B_d.

Analytisch wird die so konstruierte funktionale Abhängigkeit der Vergrößerung V in Abhängigkeit von der kleinsten Farbkomponente M durch die Funktion

V —

τ —Μ

τ —Μ
oder allgemein

^a r? ^g ς tut

x^M' ^Ώ~ χ — M'*~^M

i — M

-,S = M,

wiedergegeben, deren graphische Darstellung in Fig. 3 gezeigt wird und den einen Ast einer gleichseitigen Hyperbel mit den Asymptoten M= 1 und V= ι darstellt. Setzt man diesen Ausdruck für V in die oben erhaltenen Formeln für die Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges ein, so erhält man die umgerechneten Farbkomponenten F_v= G_v, R_v, B_v in Abhängigkeit von den umzurechnenden F_d = G_d, R_d, B_d durch die Funktionen

von denen für jeden Bildpunkt mit Ausnahme der Schwarzkomponente JT mindestens eine verschwin-

det, und. zwar diejenige, für die F_d = M ist. Für jedes umzurechnende Tripel von Farbkomponenten G_d, R_d, B_d des Dreifarbenauszuges eines Bildpunktes gibt es jeweils zwei Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges und eine Schwarzkomponente, wobei die Farbzusammensetzung von Punkt zu Punkt wechseln kann.

Das Ergebnis der Umrechnung ist im Diagramm der Fig. 4 dargestellt, in dem die im Beispielsfalle zweimal vergrößerten Differenzen G_d —B_d und R_ä — B_d als Farbkomponenten <?_v und R_v nebeneinander aufgetragen sind.

Es bleiben noch die beiden Fälle zu erörtern, daß zwei bzw. drei der umzurechr.enden Farbkomponenten G_d, R_d, B_d einander gleica sind.

i. Im ersten Fall werde angenommen, daß etwa Gd ⁼ Rd ^sei· Hier sind die beiden Unterfälle zu unterscheiden, daß G_d = R_d ^ B_d ist.

a) G_d — R_d^> B_d: Die kleinste der drei Farbkomponenten ist B_d, und diese wird unverändert als Schwarzkomponente des Vierfarbenauszuges verwendet. Nach den Umrechnungsformeln erhält man für die Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges G_v = R_v φ 0, B_v = 0, S = B_d, d. h., die Gelb- und Rotkomponente des Vierfarbenauszuges sind ebenfalls einander gleich, und die Blaukomponente verschwindet.

b) G_d — R_d<CB_d: Die kleinste der Farbkomponenten ist G_d = R_d, und diese liefert unvergrößert die Schwarzkomponente S= G_d = R_d des Vierfarbenauszuges. Nach den Umrechnungsformeln erhält man für die Farbkomponenten des Vierfarbenauszugp 3 G_v — R_v = 0, B_v φ 0, S=G_d = R_d. Die Gelb- und Rotkomponente sind wieder einander gleich, und zwar gleich Null, während die Blaukomponente von Null verschieden ist. Der Vierfarbenauszug enthält also außer der Schwarzkomponente nur eine Blaukomponente.

2. G_d = R_d = B_d: In diesem Fall gibt es keine kleinste Farbkomponente. Die Deckung der drei gleichen Komponenten im Dreifarbenauszug ergibt Schwarz, d. h., es handelt sich um keinen farbigen Bildpunkt. Der Vierfarbenauszug enthält daher überhaupt keine Farbkomponenten, und seine Schwarzkomponente ist S= G_d = R_d = B_d.

In den Fig. 5 bis 10 sind einige Schaltungsanordnungen zur Durchführung des Umrechnungsyerfahrens dargestellt.

Fig. 5 zeigt in einem Blockschaltbild die grundsätzliche elektrische Schaltungsanordnung zur Durchführung der Rechenoperationen des vorstehend erläuterten Umrechnungsverfahrens. Die technische Realisierung dieser Schaltung stellt eine elektronische Analogierechenmaschine dar. Es wird dabei angenommen, daß die komplementären Transparenzen der drei Farben des Dreifarbenauszuges auf irgendeine Weise, z. B. mittels photoelektrischer Abtastung, in elektrische Spannungen •umgewandelt worden sind, die den komplementären Transparenzen proportional sind. Der Einfachheit halber werden diese (prozentualen) Spannungen ebenfalls mit G_d, R_d, B_d; G_v, R_v, B_v; S bezeichnet. Die Farbspaniniuiigett können, Gleich.- oder Wechselspannungen sein. In der praktischen Ausführung sind die letzteren, bei denen der Bildinhalt einer Trägerfrequenzspannung aufmoduliert wird, zu bevorzugen, da man Wechselspannungen verstärkertechnisch besser beherrscht. Die Spannungen der Steuerkanäle sind Gleichspannungen, die erforderlichenfalls durch Gleichrichtung der Faribspannungen gewonnen werden.

Die Schaltung besteht aus drei gleichartig aufgebauten Verstärkerkanälen 8, 11; 9, 12 und 10, 13, dfcren Eingängen! 1, 2, 3 die umzurechnenden; Farbspannungen G_d, R_d, B_d des Dreifarbenauszuges zugeführt und deren Ausgängen 4, 5, 6, 7 die umgerechneten Farbspannungen G_v, R_v, B_v, S des Vierfarbenauszuges zur weiteren Verwendung entnommen werden. Die Verstärkerkanäle bestehen jeweils aus der Reihenschaltung der bezüglich ihres Schwellenwertes steuerbaren Unterdrückerschaltungen 8, 9, 10 und der Regelverstärker 11, 12, 13. Ferner sind drei Steuerkanäle 14, 17; 15,18 und 16, 19 vorgesehen, deren jeder je einen Verstärkerkanal beeinflußt, und zwar der Steuerkanal 14, 17 den Verstärkerkanal 8, 11; 15, 18 den Kanal 9, 12; 16, 19 den Kanal 10, 13. Die Steuerkanäle bestehen jeweils aus der Reihenschaltung der Auswählschaltungen 14, 15, 16 und der Verzerrer 17, 18, 19. Die Ausgänge der Auswählschaltungen 14, 15, 16 der Steuerkanäle sind jeweils mit den Steuereingängen der Unterdrückerschaltungen 8, 9, 10 und die Verzerren 17, 18, 19 jeweils mit den Regeleingängen der Regelverstärker 11, 12, 13 der zugehörigen Verstärkerkanäle verbunden. Die doppelten Eingänge der Steuerkanäle sind jeweils mit den Eingängen derjenigen beiden Verstärkerkänäle, welche nicht zu dem betreffenden Steuerkanal gehören, verbunden. 20 ist eine weitere Auswählschaltung, deren beide Eingänge mit den Ausgangen der beiden Auswählschaltüngen 15 und 16 verbunden sind und deren Ausgang 7 die Schwarzspannung JT des Vierfarbenauszuges liefert.

Die Schaltung arbeitet in folgender Weise: Es werde im Beispielsfall wieder angenommen, daß von den drei Farbeingangsspannungen; G_d^>R_d^> B_d sei. Dem Eingang 1 des ersten Verstärkerkanals 8, 11, des »Gelbkanals«, wird die Gelbspannung G_d der Unterdrückerschaltung 8 zugeführt, die von G_d denjenigen Spannungsbetrag, der 8 'durch 14 zu- n₀ geführt wird, unterdrückt, d.h. diesen von G_d subtrahiert. Der jeweilige Schwellenwert von 8 wird durch 14 gesteuert. In der Auswählschaltung 14 des zugehörigen Steuerkanals 14, 17 wird von den übrigen beiden zugeführten Spannungen R_d und B_d die kleinere Spannung,· die durch das Symbol K (R_d, B_d) bezeichnet werden möge, ausgewählt, im Beispielsfall also B_d. Die Unterdrückerschaltung 8 läßt nur den B_d übersteigenden Betrag von G_d durch, also die Differenz G_d —B_d, sofern diese iao positiv ist. Ist sie Null- oder negativ, so ist die Ausgangsspannung von 8 gleich Null. Die Differenzspannung G_d —B_d wird dem Regelverstärker zugeführt, der ein Gleichstrom- oder ein Wechselstromverstärker sein kann. Der Regelver- «5 stärker ist ein linearer Verstärker mit regelbarer

Gegenkopplung, dessen Verstärkungsgrad in Abhängigkeit von der i\.usgangsspannung des Verzerrers 17 gesteuert wird. Die kleinere der beiden Spannungen R_d und B_d, im Beispielsfall B_d, wird dem Eingang» des Verzerrers 17 zugeführt, der B_d nach Maßgabe der Fig. 3 verzerrt. Hiernach wird die Steilheit der Kennlinie von 11 in Abhängigkeit von der kleineren Farbkomponente B_d nach der angegebenen funktionalen Abhängigkeit gesteuert. Die Ausgangsspannung G_v des Verstärkers ist die Gelbspannung des Vierfarbenauszuges.

Dem Eingang 2 des zweiten, Verstärkerkanals 9, 12, des »Rotkanals«, wird die Rotspannung R_d des Dreifarbenauszuges zugeführt. In 15 wird die kleinere der beiden übrigen Farbspannungen B_d und G_d ausgewählt, welche im Beispielsfall wieder B_d ist, und in 9 wird B_d von R_d subtrahiert. Die Differenzspannung' R_d —B_d wird in 12 verstärkt, wobei die Verstärkung F durch 18 in Abhängigkeit von B_d gesteuert wird. Die Ausgangsspanoung R_v ist die Rotspannung R_d des Vierfarbenauszuges.

Dem Eingang 3 des dritten Verstärkerkanals 10, "13, des »Blaukanals« schließlich wird die umzurechnende Blauspannung B_d des Dreifarbenauszuges zugeführt. In 16 wird die kleinere der beiden übrigen Farbspannungen ausgewählt, die im Beispielsfall R_d ist und den Schwellenwert für 10 liefert. Da aber die Differenz B_d>—R_d in diesem Falle negativ ist, läßt 10 keine Spannung durch, und die Eingangsspannung für 13 ist Null. Die Ausgangsspannung B_v von 13 ist daher ebenfalls Null, d. h., es ist im Beispielsfall keine Blaukomponente im Vierfarbenauszug vorhanden. Für jeden Bildpunkt des Vierfarbenauszuges fehlt aber immer mindestens eine der drei Farbkomponenten, wobei die Farbarten der beiden Farbkomponenten von Punkt zu Punkt wechseln können.

Da die drei Schaltungen 14, 15, 16 jeweils die kleinere aus den drei möglichen Farbkombinationen (R, B), (B, G)'und (G, R) auswählen, so wählt die Schaltung 20, deren beide Eingänge an zwei beliebigen der drei Ausgänge von 14, 15, 16 angeschlossen werden können, notwendigerweise die kleinste M (G, R, B) aus den drei Farbspannungen G, R, B aus, im Beiispielsfaü also· B_d, die unverändert die Schwarzkomponente S = B_d des Vierfarbcnauszuges ergibt und dein Ausgang 7 von 20 entnommen wird.

In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel für die Unterdrückerschaltungen 8, 9, 10 nach Fig. 5 dargestellt. Die beiden Spannungen CZ₁ und CZ₂, die voneinander subtrahiert werden sollen, werden an den Eingangsklemmen 21, 22, 23 gegeneinandergeschaltet. Ist CZ₁ > CZ₂, so erscheint an den Ausgangsklemmen 24,25 die Differenzspannung CZ₁ — CZ₂ mit der in der Figur angegebenen Polarität. Ist U₁ = CZ₂, so ist die Ausgangsspannung gleich Null. Ist CZ₁—CZ₂ <C0, so bewirken die beiden Gleichrichter 26, 27 durch, die Wahl ihrer Sperrrichtungen, daß die Auegangsspannung ebenfalls· Null ist.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Unterdrückerschaltungen 8, 9, 10 nach Fig. 5 für den Fall, daß die zu unterdrückende Spannung eine Wechselspannung und die Steuerspannung für den Schwellenwert eine Gleichspannung ist. 52 und 53 sind zwei Übertrager, die über die Gleichrichter 54 und 55 nach Art eines Gegentaktmodulator zusammengeschaltet sind. Den Eingangsklemmen 56, 57 wird die zu verkleinernde Ein- gangswechselspannung CZ_£ zugeführt, und den Ausgangsklemmen 58, 59 wird die verkleinerte (verzerrte) Ausgangswechselspannung U_A entnommen. Den Mittelabgriffen 60, -6i der beiden zusammengeschalteten Übertragerwicklungen wird die Steuergleichspannung CZ_Si zugeführt, die, je nach ihrer Größe, die beiden Gleichrichter 54 und 55 verschieden stark vorspannt und damit die Eingangswechselspannung CZ_£ in verschiedenem Grade schwächt. Erreicht oder übertrifft die Steuerspannung CZ_Si die Amplitude der Eingangswechselspannung Uε, so wird CZ_£ völlig unterdrückt, und es erscheint am Ausgang keine Wechselspannung.

Fig. 8 zeigt ein vorgeschlagenes Beispiel für die Auswählschaltungen 14, 15, 16 nach Fig. 5. Die beiden zu vergleichenden Spannungen CZ₁ > CZ₂ werden in zwei benachbarten Zweigen einer Brückenschaltung an den Klemmen 28, 29, 30 in der angegebenen Polarität gegeneinandergeschaltet. Die beiden anderen Zweige der Brücke bestehen aus den beiden gegeneinandergeschalteten elektrischen Ventilen 31, 32, die durch je einen gegenüber dem Durchlaßwiderstand der Ventile großen Widerstand 33, 34 überbrückt sind. Diese Widerstände dienen zur Herstellung eines definierten Potentials im Punkt 35, wo die Ventile zusammengeschaltet sind. Zwischen den Punkten 28 und 30 besteht die Potentialdifferenz CZ₁ — CZ₂, die von 28 nach 30 hin gerichtet ist. Das Ventil 31 bleibt ge- i_Oo sperrt, während das Ventil 32 stromdurchlässig wird und einen sehr kleinen Widerstand annimmt. Die Spannungsdifferenz CZ₁ — CZ₂ fällt jetzt praktisch nur noch über den Widerstand 33 ab, so daß zwischen den Brückendiagonalpunkten 35 und 36 die kleinere Spannung CZ₂ auftritt. Ist CZ₁ — U₂, so herrscht zwischen den Klemmen 35 und 36 die Spannung CZ₁ = CZ₂.

In Fig. 9 ist ein vorgeschlagenes Beispiel für die Verzerrerschaltungen 17, 18, 19 nach Fig. 5 dar- n₀ gestellt. Die Widerstände 37 und 38 bilden einen Spannungsteiler, dem an den Klemmen 39 und 40 die Eingangsspannung CZ_£ zugeführt wird. Parallel zum Widerstand 37 liegt eine beliebige Anzahl, im Beispielsfall 3, von mit Vorschaltwiderständen 41, n₅ 42, 43 versehenen elektrischen Ventilen 44, 45, 46, z. B. Dioden. Durch die Spannungsquellen 47, 48, erhält jedes der Ventile 44, 45, 46 eine andere Vorspannung CZ₁, CZ₂, CZ₃, deren jede folgende größer als die vorhergehende ist, die aber keine _lao konstanten Differenzen zu haben brauchen. An' den Klemmen 50 und 51 wird die Ausgangsspannung CZ^ nach dem gewünschten funktionalen Zusammenhang abgenommen. Steigt die Eingangsspannung CZ_£ vom Wert Null auf den Wert CZ₁, so steigt die ms Teilspannung am Widerstand 38 von Null aus

linear an. Wird die Vorspannung U₁ überschritten, so wird das ' Ventil 44 stromdurchlässig, sein Durchlaßwiderstand sinkt auf einen gegenüber dem Vorschaltwider stand 41 sehr kleinen Wert, und der Widerstand 41 liegt parallel zum Widerstand 37. Hierdurch wird dar Widerstand, der Parallelschaltung kleiner, und' die Ausgangsspannung U^ an den Klemmen 50, 51 wächst bei weiterer Steigerung der Eingangsspannung U_E wieder linear an, aber dieses Mal schneller als vorher. Wird bei weiterer Steigerung der Eingangsspannung die nächstgrößere Vorspannung U₂ des Ventils 45 überschritten, so wird dieses stromdurchlässig, und sein Vorschaltwiderstand 42 liegt jetzt parallel zu 37 und 41. Der Widerstand der Parallelschaltung ist hierdurch noch kleiner geworden, und bei weiterer Steigerung der Eingangsspannung steigt die Ausgangsspannung wieder linear an, aber dieses Mal mit noch größerer Steilheit als vorher. Die graphische Darstellung der Ausgangsspannung als Funktion der Eingangsspannung besteht aus einem Streckenzug, dessen einzelne aufeinanderfolgende Strecken eine immer größer werdende Steilheit haben und an den Anschlußpunkten Knicke aufweisen. Der Streckenzug steigt monoton, und zwar zunächst langsam und dann rascher an, er hat also eine steigende Tangente. Sinkt die Eingangsspannung von größeren zu kleineren Werten, so durchläuft die Ausgangsspannung den Streckenzug in umgekehrter Richtung von größeren zu kleineren Werten. Praktisch werden die Knicke des Streckenzuges durch die Anlaufkrümmungen der Kennlinien der Ventile abgerundet, zudem läßt sich durch Steigerung der Anzahl der Ventile ein glatter Kurvenverlauf beliebig gut annähern. Durch geeignete Wahl der Vorspannungen und der Vorschaltwiderstände der Ventile sowie der Anzahl der verwendeten Ventile hat man es in der Hand, einen beliebig vorgeschriebenen steigenden Spannungsverlauf von der obenerwähnten Art zu erzielen, insbesondere den hyperbolischen Verlauf nach Fig. 3.

In Fig. 10 ist eine vorgeschlagene Schaltung der Regelverstärker 11, 12, 13 nach Fig. 5 dargestellt. Der Verstärkungsgrad wird mittels einer veränderbaren Gegenkopplung geregelt. Die Schaltungsanordnung mit den Röhren 62 und 63 stellt einen normalen zweistufigen widerstandsgekoppelten Verstärker dar, dessen Eingang 64 die zu verstärkende Eingangswechselspannung U_E zugeführt und dessen Ausgang 65 die verstärkte Ausgangswechselspannung U_A entnommen wird. In 66 wird die Ausgangsspannung abgezweigt und der Schaltungsanordnung mit den beiden Röhren 67 und 68 zugeführt, der bei 69 die Regelgleichspannung U% zugeführt wird. Die geregelte Gegenkopplungsspannung wird bed 70 mit der Eingangsspannung gegenphasig in Reihe geschaltet.

Die Schaltungsanordnung mit den beiden Röhren 67 und 68 besteht im wesentlichen aus einer Brückenschaltung der drei Widerstände 71, 72, 73 und einem vierten veränderbaren Widerstand, der sich folgendermaßen zusammensetzt:

68 ist eine Pentode mit dem Anodenwiderstand 74 und dem zu ihr parallel geschalteten Spannungsteiler 75, 76, der bei yy mit dem Steuergitter von 68 verbunden ist. Der Spannungsteilerwiderstand von 75 und, y6 ist sehr groß gegenüber dem Wechselstromwiderstand von 68 und dem Außenwiderstand 74 von 68. Bei 69 wird die Regelspannung als Steuerspannung zugeführt, die eine Steilheitsänderung von 68 bewirkt, wodurch der wirksame Widerstand zwischen der Anode von 68 und Masse in gewissen Grenzen geändert werden kann.

Die Röhre 67 dient dazu, um an 71 und 74 zwei um i8o° gegeneinander phasenverschobene Spannungen zu erzeugen. Zwischen 78 und Masse wird die Gegenkopplungsspannung als Brückendiagonalspannung abgegriffen, die über den Spannungsteiler 79, 80 an die Kathode 70 von 62 geführt ist.

Der Vorteil der Brückenschaltung besteht darin, daß mit einer relativ kleinen Regelspannungsänderung zur Vermeidung von Verzerrungen der Regelspannung in der Röhre 68 eine relativ große Änderung der Brückendiagonalspannung, d. h. der Gegenkopplungsspannung, erzielt werden kann, wenn durch passende Dimensionierung der Brückenwiderstände die Brücke in der Nähe des Gleichgewichtszustandes betrieben wird. Die Brücke ist so abgeglichen, daß sie bei verschwindender Regelspannung die größte Gegenkopplungsspannung liefert, wobei die Verstärkung am kleinsten ist. Mit wachsender Regelspannung wird die Brückendiagonalspannung kleiner, die Brücke nähert sich dem abgeglichenen Zustand, und die Verstärkung steigt.

Die beschriebenen vorgeschlagenen Schaltungsanordnungen nach den Fig. 6 bis 10 stellen lediglich Ausführungsbeispiele dar und können in mannigfacher Weise durch andere Anordnungen, die dasselbe leisten, ersetzt werden, ohne daß Inhalt und Umfang der Erfindungsmerkmale hierdurch eingeschränkt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Reproduktionstechnisches Verfahren zur Umrechnung von drei Farbauszügen (Gelb, Rot, Blau) in vier im Druckergebnis gleichwertige Farbauszüge (Gelb, Rot, Blau, Schwarz) für Reproduktionsverfahren, die sich ganz oder überwiegend der subtraktiven Farbmischung bedienen, vorzugsweise für Tiefdruckreproduktion, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Färbkomponenten (komplementäre Transparenzen) des Dreifarbenauszuges zunächst Bildpunkt für Bildpunkt miteinander verglichen werden und die kleinste ausgewählt wird, die in unveränderter Größe die Schwarzkomponente des iao Vierfarbenauszuges liefert, daß sodann diese kleinste (Schwarz-) Komponente von den übrigen beiden Farbkomponenten subtrahiert wird und anschließend die beiden Restfarbenkomponenten als eine mit zunehmender Steilheit monoton wachsende Funktion der kleinsten

Farbkomponente vergrößert werden, wobei diese vergrößerten Restfarbenkomponenten die ihrer Farbe entsprechenden beiden Farbkomponenten des Vierfarbenauszuges ergeben.
2. Schaltungsanordnung zur Umrechnung von drei Farbauszügen (Gelb, Rot, Blau) in vier im Druckergebnis gleichwertige Farbauszüge (Gelb, Rot, Blau, Schwarz) für Reproduktiönsverfahren, die sich ganz oder überwiegend

ίο der subtraktiven Farbmischung bedienen, vorzugsweise für Tiefdruckreproduktion., gekennzeichnet durch drei gleichartige elektrische Verstärkerkanäle, deren Eingängen die in proportionale elektrische Spannungen (»Farbspannungen«) umgewandelten umzurechnenden Farbkomponenten (komplementäre Transparenzen) der einzelnen Bildpunkte des Dreifarbenauszuges zugeführt und deren Ausgängen die entsprechenden umgerechneten Farbspannungen des Vierfarbenauszuges entnommen werden und deren jeder aus der Reihenschaltung einer Unterdrückerschaltung und eines Regelverstärkers besteht, ferner durch drei gleichartige Steuerkanäle, deren jeder je einen Verstärkerkanal beeinflußt und aus der Reihenschaltung einer Schaltung zur Auswahl der kleineren aus zwei angebotenen Spannungen und einer Verzerrerschaltung besteht, wobei der Ausgang der Auswahlschaltung mit dem Steuereingang der Unterdrückerschaltung und der Ausgang · der Verzerrerschaltung mit dem Regeleingang des Regelverstärkers des zugehörigen Verstärkerkanals verbunden ist und die doppelten Eingänge jedes Steuerkanals mit den Eingängen derjenigen beiden Verstärkerkanäle, die nicht zu ihm gehören, verbunden sind, schließlich durch eine weitere Auswahlschaltung, deren beide Eingänge mit den Ausgängen zweier beliebiger der drei Auswählschaltungen der Steuerkanäle verbunden sind und deren Ausgang die Schwarzspannung des Vierfarbenauszuges entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergrößerungsfunktion die Funktion V— τ/τ—M gewählt wirdi worin M die kleinste der drei umzurechnenden Farbkomponenten bedeutet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbkomponenten (komplementäre Transparenzen) des Dreifarbenauszuges in ihnen proportionale elektrische Spannungen umgewandelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verstärkerkanälen und den Steuerkanälen zugeführten Farbspannungen Gleichspannungen sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verstärkerkanälen zugeführten Farbspannungen Wechselspannungen sind, die durch Modulation einer oder mehrerer Trägerfrequenzspannungen mit den Bildinhalten der drei umzurechnenden Farbauszüge gewonnen werden, und daß die den Steuerkanälen zugeführten Farbspannungen Gleichspannungen sind. 6g

7. Schaltungsanordnung zur Subtraktion zweier Gleichspannungen nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander zu subtrahierenden Spannungen gegeneinandergeschaltet und mit einem oder mehreren elektrischen Ventilen in Reihe geschaltet sind, deren Durchlaßrichtungen so gewählt sind, daß der Reihenschaltung nur positive Differenzspannungen entnommen werden können.

8. Schaltungsanordnung zur teiilweisen oder vollständigen, Unterdrückung einer Wechselspannung, wobei, der Schweilleniwert der Unterdrückung durch eine Gleichspannung gesteuert wird, nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 6, gekennzeichnet durch, zwei elektrische Differential-Übertrager, bei denen die Sekundärwicklung das ersten mit der Primärwicklung des zweiten über zwei Gleichrichter nach- Art eines Gegentaktmodu'lators zusammengeschaltet· ist und wobei der Primärwicklung· des ersten Übertragers die zu verkleinernde Wechselspannung zugeführt und der Sekundärwicklung des zweiten Übertragers die verkleinerte (verzerrte) Wechselspiannung entnommen wird und den go Mittelabgriffen der beiden zusammengeschalteten Übertragerwicklungen die Steuergleichspannung zugeführt wird.

9. Regelbare Verstärkeranordnung unter Verwendung einer veränderbaren Gegenkopplung nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gegenkopplungsweg eine Brückenschaltung aus Ohmschen Widerständen liegt, wobei einer der Brückenzweige aus einem durch eine Regelspannung veränderbaren Widerstand besteht, der die Gegenkopplungsspannung in Abhängigkeit von der Regelspannung steuert.

10. Schaltungsanordnung zur Auswahl der kleineren aus zwei angebotenen Spannungen ■nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegeneinandergeschalteten Spannungen und zwei gegeneinandergeschaltete, durch je einen Widerstand überbrückte elektrische Ventile je zwei benachbarte Zweige einer elektrischen Brückenschaltung bilden, wobei die Durchlaßrichtungen der beiden Ventile entgegengesetzt zu den beiden Spannungen gerichtet sind und die kleinere Spannung als Brückendiagonalspannung zwisehen dem Verbindungspunkt der beiden Spannungsquellen und dem Verbindungspunkt der beiden Ventile abgenommen wird.

11. Schaltungsanordnung zur Herstellung einer vorgeschriebenen nicht linearen Abhängigkeit zwischen zwei veränderlichen Gleichspannungen nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen aus zwei Widerständen bestehenden Spannungsteiler, dem die unabhängige Spannung zugeführt wird und dessen einer Widerstand durch Parallelschaltung einer Anzahl

von mit Vorschaltwiderständen versehenen, verschieden vorgespannten elektrischen Ventilen spannungsabhängig ist, wobei die einzelnen Ventile nacheinander stromdurchlässig werden, wenn derjenige Teil der unabhängigen Spannung, der an den Ventilen liegt, die Vorspannung der einzelnen Ventile überschreitet, und daß die abhängige Spannung am spannungsunabhängigen Spannungsteilerwiderstand abgenommen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

ι 609 618/283 9.56 (609 843 3.57)