DE1123914B

DE1123914B - Device for measuring the density, the reproduction quality of line screens and the graininess of photographic layers

Info

Publication number: DE1123914B
Application number: DEB46003A
Authority: DE
Inventors: Werner Brodowski; Dr Joachim Goldmann
Original assignee: BAYERISCHER RUNDFUNK
Current assignee: BAYERISCHER RUNDFUNK
Priority date: 1957-09-09
Filing date: 1957-09-09
Publication date: 1962-02-15

Description

Bei der Speicherung von Fernsehsignalen auf Film soll das Ausgangssignal nach dem Abtasten des Films proportional dem zu speichernden Eingangssignal sein. Nun besteht aber für die zwei wichtigsten Teilprozesse des gesamten Speichervorganges, nämlich für die Um-Wandlung der elektrischen Signale in eine Leuchtdichteverteilung auf dem Bildschirm und für die Umwandlung dieser Leuchtdichten in Filmdichten, keine lineare Abhängigkeit zwischen dem steuernden Signal und dem bewirkten Effekt. Damit die gestellte Förderung der Proportionalität erfüllt wird, müssen die Charakteristiken der Teilprozesse genau invers sein, damit sich die nichtlinearen Wirkungen kompensieren. Die betriebsmäßige Einhaltung dieser Bedingung ist nur möglich, wenn die Charakteristiken der Teilprozesse, also auch diejenige des Films, bekannt sind und durch Messungen überwacht werden können.When storing television signals on film, the output signal should be obtained after the film has been scanned proportional to the input signal to be stored. But now there is for the two most important sub-processes of the entire storage process, namely for converting the electrical signals into a luminance distribution on the screen and for converting these luminances to film densities, none linear dependence between the controlling signal and the effect caused. So that the funding provided the proportionality is fulfilled, the characteristics of the sub-processes must be exactly inverse, so that the non-linear effects compensate each other. The operational compliance with this condition is only possible if the characteristics of the sub-processes, including those of the film, are known and can be monitored by measurements.

Die Wiedergabegüte wird außerdem durch die Kornstruktur jedes Films beeinträchtigt, die deshalb messend überwachbar sein sollte.The reproduction quality is also affected by the grain structure of each film, which is why should be measurable and monitorable.

Es ist bekannt, die Messung des Korndurchmessers mit dem Mikroskop durchzuführen. Die statistische Verteilung der verschiedenen Korndurchmesser wird ebenfalls mit einem Meßmikroskop festgestellt. Hieraus läßt sich der Cailler-Faktor berechnen. Es ist auch bekannt, die Körnigkeit der Filmemulsion durch Messung der Dichteschwankungen zu ermitteln, die sich ergeben, wenn das zu untersuchende Filmobjekt auf dem Meßtisch eines Mikroskops drehbar und exzentrisch zur optischen Achse gelagert wird und an der Stelle des Okulars eine Fotozelle mit Sekundärelektronenvervielfacher verwendet wird, dessen Ausgang über einen Resonanzverstärker mit einem Röhrenvoltmeter verbunden ist. Im optischen Weg des Mikroskops befindet sich dabei eine Lochblende, die ein Loch von einigen Mikron Durchmesser aus dem Meßobjekt herausblendet. Wird das Meßobjekt in Rotation versetzt, so beschreibt der Meßpunkt einen Kreis auf dem zu untersuchenden Material. Die durch die Körnigkeit des Objektes vorhandenen Dichteschwankungen auf dem Meßkreis werden durch die Rotation des Objektes vom Mikroskop in periodische Helligkeitsschwankungen umgesetzt, die über die Fotozelle Spannungsschwankungen erzeugen. Durch Variation der Umfangsgeschwindigkeit des Meßpunktes können alle gewünschten Frequenzen aus den Dichteschwankungen herausgefiltert und in ihrer Amplitude bestimmt werden (Rauschspektrum).It is known to measure the grain diameter with a microscope. The statistical Distribution of the different grain diameters is also determined with a measuring microscope. From this the Cailler factor can be calculated. It is also known to measure the graininess of the film emulsion to determine the density fluctuations, which result when the film object to be examined on the measuring table of a microscope is rotatably mounted and eccentric to the optical axis and on the Place a photocell with a secondary electron multiplier in place of the eyepiece is used, the output of which is via a resonance amplifier with a tube voltmeter connected is. In the optical path of the microscope there is a pinhole with a hole of fades out a few microns in diameter from the measurement object. If the measuring object is set in rotation, so the measuring point describes a circle on the material to be examined. The one by the graininess of the object's existing density fluctuations on the measuring circle are caused by the rotation of the object converted by the microscope into periodic fluctuations in brightness, which generate voltage fluctuations via the photocell. By varying the peripheral speed of the measuring point, all the desired frequencies can be filtered out of the density fluctuations and their amplitude can be determined become (noise spectrum).

Zur Eichung des Gerätes wird in den Lichtstrom des Mikroskops eine rotierende Lochscheibe eingeschaltet, die den Lichtstrom des Verstärkers moduliert. To calibrate the device, a rotating perforated disc is switched into the light flux of the microscope, which modulates the luminous flux of the amplifier.

Einrichtung zur Messung der Dichte,Device for measuring density,

der Wiedergabegüte von Linienrasternthe rendering quality of line grids

und der Körnigkeit von fotografischenand the graininess of photographic

Schichtenlayers

Anmelder:Applicant:

Bayerischer Rundfunk,
München 2, Rundfunkplatz 1Bavarian radio,
Munich 2, Rundfunkplatz 1

Werner Brodowski, München-Pasing,Werner Brodowski, Munich-Pasing,

und Dr. Joachim Goldmann, München,and Dr. Joachim Goldmann, Munich,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Bei einer anderen bekannten, auf dem gleichen Meßprinzip beruhenden Meßanordnung ruht das Meßobjekt, während die gesamte optisch-elektrische Abtasteinrichtung (optische Einrichtung, Lochblende und Fotozelle) in Rotation versetzt wird und damit ebenfalls eine kreisförmige Bahn der zu untersuchenden fotografischen Schicht abtastet.In another known measuring arrangement based on the same measuring principle, this is at rest Measurement object, while the entire optical-electrical scanning device (optical device, pinhole and photocell) is set in rotation and thus also a circular path of the to be examined photographic layer scans.

Beide Meßanordnungen haben den Nachteil, daß die zu messende fotografische Schicht während der Messungen nicht visuell beobachtet werden kann. Die rotierenden Teile der Meßanordnungen müssen angehalten werden, wenn das Filmmaterial ausgetauscht werden soll. Außerdem ist es nicht möglich, den Film exakt an einer gewünschten Stelle einzuspannen, so daß das Ausmessen von kleinen Graustufen sehr erschwert und umständlich ist. Im praktischen Betrieb haben sich deshalb die bekannten Anordnungen nicht bewährt.Both measuring arrangements have the disadvantage that the photographic layer to be measured during the measurements cannot be visually observed. The rotating parts of the measuring arrangements must be stopped when the footage needs to be replaced. Also, it is not possible to watch the movie to be clamped exactly at a desired point, so that the measurement of small gray levels is very difficult and is awkward. In practical operation, the known arrangements therefore do not work proven.

Es besteht deshalb die Forderung nach einer Meßeinrichtung, die eine punktweise Abtastung der zu untersuchenden Fotoschicht ohne die erwähnten Nachteile ermöglicht und die gleichzeitig die Dichte und Wiedergabegüte von Linienrastern und die Körnigkeit von fotografischen Schichten mißt und direkt anzeigt.There is therefore a need for a measuring device that allows point-by-point scanning of the to investigating photo layer without the disadvantages mentioned and which at the same time allows the density and fidelity of line screens and the graininess of photographic layers and measures directly indicates.

Zur Messung der Dichte, der Wiedergabegüte von Linienrastern und der Körnigkeit von fotografischen Schichten projiziert bei einer Einrichtung mit ruhend angeordneter Schicht und mit rotierenden optischen Teilen erfindungsgemäß ein feststehender Mikroprojektor normaler Lichtleistung ein stark vergrößertes Bild des zu untersuchenden Films auf eine koaxialFor measuring the density, the reproduction quality of line screens and the graininess of photographic Slices projected in a device with a stationary slice and with rotating optics According to the invention, a fixed microprojector with normal light output shares a greatly enlarged one Image of the film to be examined on a coaxial

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zur optischen Achse des Mikroprojektors angeordnete, mit einer exzentrisch angeordneten Lochblende versehene und mit definierter Drehzahl, z. B. 24 Hz, rotierende Scheibe. Ein auf der Rückseite- der rotierenden Scheibe fest montiertes und optisch mit der Lochblende gekoppeltes Spiegelsystem lenkt den von der Lochblende abgetasteten und schräg zur Drehachse der rotierenden Scheibe gerichteten und mit dieser umlaufenden Lichtstrom in die feststehende Achsrichtung der Scheibe um und leitet ihn zur optisch-elektrischen Umwandlung auf eine fest angeordnete Fotozelle mit Sekundärelektronenvervielfacher. arranged to the optical axis of the microprojector, provided with an eccentrically arranged pinhole and with a defined speed, z. B. 24 Hz, rotating disc. One on the back of the rotating disc is firmly mounted and optically with the The pinhole-coupled mirror system directs the scanned by the pinhole and obliquely to the axis of rotation directed towards the rotating disk and with this circulating luminous flux into the stationary one Axial direction of the disk and redirects it to a permanently arranged one for optical-electrical conversion Photocell with secondary electron multiplier.

Die neue Einrichtung hat folgende Vorteile: Die rotierende Scheibe hat eine geringe Masse, so daß sie mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden kann. Die Fotozelle selbst wird nicht bewegt. Die auf die rotierende Scheibe projizierte Fotoschicht kann während der Messung beobachtet werden. Das zu untersuchende Material kann mühelos und jederzeit während der Messung verschoben oder ausgetauscht werden, ohne daß die rotierende Scheibe angehalten werden muß. Die Vergrößerung der zu untersuchenden Filmschicht durch den Mikroprojektor gewährleistet ein hohes Auflösungsvermögen des Meßgeräts.The new device has the following advantages: The rotating disk has a low mass, so that it can be moved at high speed. The photocell itself is not moved. The one on the rotating Slice projected photo layer can be observed during the measurement. The one to be examined Material can easily be moved or exchanged at any time during the measurement without stopping the rotating disk. The magnification of the subject to be examined Film layer through the microprojector ensures a high resolution of the measuring device.

Aus diesen Vorzügen ergibt sich eine leichte Bedienbarkeit des Geräts und die Möglichkeit, laufende Betriebsmessungen zu machen.These advantages result in an easy operation of the device and the possibility of ongoing To make operational measurements.

Die Abbildung zeigt das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der neuen Einrichtung. Der Mikroprojektor 1 normaler Lichtleistung entwirft ein genügend helles, stark vergrößertes Bild des zu untersuchenden Films 2. Durch Verwendung von gerichtetem Licht im Projektor sind optisch ähnliche Verhältnisse wie im Fernsehfilmabtaster gewährleistet, und der Cailler-Faktor für das Meßgerät und den Abtaster ist gleich groß. Durch eine mit 24 Hz umlaufende Lochblende 3 wird der zu untersuchende Filmteil abgetastet. Mit Hilfe der Spiegelanordnung 4 wird das abgetastete Lichtbündel 5 durch die Hohlwelle 6 der Fotozelle 7 mit Sekundärelektronenvervielfacher zugeleitet.The figure shows the basic circuit diagram of an exemplary embodiment of the new device. Of the Microprojector 1 with normal light output creates a sufficiently bright, greatly enlarged image of the object to be examined Films 2. The use of directional light in the projector results in optically similar relationships as guaranteed in the telecine, and the Cailler factor for the meter and the Scanner is the same size. The aperture to be examined becomes through a perforated diaphragm 3 rotating at 24 Hz Part of the film scanned. With the help of the mirror arrangement 4, the scanned light beam 5 is passed through the hollow shaft 6 fed to the photocell 7 with a secondary electron multiplier.

Der von der Fotozelle 7 gelieferte Gleichstrom wird mit Hilfe des Mikroamperemeters 8 gemessen und ist ein Maß für die Dichte des Films. Die Kalibrierung ergibt sich einerseits durch Bezug auf das offene Fenster, d. h. ohne den zu untersuchenden Film, entsprechend Vollweiß, Transparenz = 1,00 und durch Bezug auf Blende vor dem Fenster entsprechend Vollschwarz, Transparenz = 0,00.The direct current supplied by the photocell 7 is measured with the aid of the micro-ammeter 8 and is a measure of the density of the film. On the one hand, the calibration results from reference to the open windows, d. H. without the film to be examined, corresponding to full white, transparency = 1.00 and due to the reference to the panel in front of the window, it is correspondingly full black, transparency = 0.00.

Nachdem der Wechselstromanteil in dem Verstärker 9 genügend verstärkt ist, kann an dem Oszillographen 10 die Amplitudendifferenz zwischen Schwarz und Weiß des abgetasteten Frequenzstreifens gemessen werden.After the alternating current component is sufficiently amplified in the amplifier 9, the oscilloscope can 10 measured the amplitude difference between black and white of the scanned frequency strip will.

Als Bezug auf Vollschwarz dient eine nicht dargestellte Blende, die das halbe Bild abdeckt. Es werden die Amplitudendifferenzen: Vollschwarz gegen Schwarz des Frequenzrasters und Vollschwarz gegen Weiß des Frequenzrasters, gemessen.A diaphragm (not shown) that covers half of the image is used as a reference to full black. It will the amplitude differences: full black against black of the frequency grid and full black against White of the frequency grid, measured.

Das verstärkte Wechselstromsignal, das beim Abtasten einer Stufe der Grautreppe des Testbildes entsteht, wird über einen Bandpaß 11 mit geeigneten Grenzfrequenzen, beispielsweise 78 und 1150 Hz, entsprechend 0,36 bis 5,4 MHz bei der Fernsehabtastung, einem quadratisch zeigenden Instrument zugeführt. Die angezeigte Wechselspannung ist ein Maß für die durch das Filmkorn verursachte Störschwankung und damit ein Maß für die Körnigkeit des untersuchten Films.The amplified alternating current signal that arises when scanning a step of the gray staircase of the test image, is via a bandpass filter 11 with suitable cut-off frequencies, for example 78 and 1150 Hz, corresponding to 0.36 to 5.4 MHz for television scanning, a square-pointing instrument fed. The displayed alternating voltage is a measure of the disturbance fluctuation caused by the film grain and thus a measure of the graininess of the film examined.

Als Bezugswert für die Anzeige des Instruments 12 dient die Wechselstromamplitude, die entsteht, wenn durch eine nicht dargestellte Blende mit mehreren kreisförmig angeordneten Löchern im Strahlengang der Abtaststrahl periodisch abgedeckt ist.As a reference value for the display of the instrument 12 serves the alternating current amplitude, which arises when through a diaphragm (not shown) with several circularly arranged holes in the beam path of the scanning beam is periodically covered.

Durch Verwendung geeigneter Bandpässe mit passend gewählten Durchlaßbereichen kann eine Messung der spektralen Verteilung der Störschwankungen, d. h. eine Aussage über großes oder feines Filmkorn, gemacht werden.By using suitable bandpass filters with suitably selected passbands, a Measurement of the spectral distribution of the disturbance fluctuations, d. H. a statement about great or fine Film grain, to be made.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for measuring the density, the reproduction quality of line grids and the graininess of photographic layers with a stationary layer and rotating optical parts, characterized in that a fixed microprojector with normal light output a greatly enlarged image of the film to be examined on a coaxial to optical axis of the microprojector arranged, provided with an eccentrically arranged pinhole and with a defined speed, z. B. 24 Hz, projected rotating disc and that a fixed mounted on the back of the rotating disc and optically coupled with the aperture mirror system scanned by the aperture and directed obliquely to the axis of rotation of the rotating disc and with this circulating Liehtstrom in the fixed axial direction of the disc deflects and directs it to a fixed photocell with a secondary electron multiplier for optical-electrical conversion.

2. Device according to claim 1, characterized in that the rotating disc on a Hollow shaft is firmly mounted and this hollow shaft at the same time as a drive shaft for the disc and as a light channel for the scanned luminous flux deflected in the axial direction of the pane serves.

Documents considered: German Patent No. 761 804; U.S. Patent No. 2,780,135.

1 sheet of drawings