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Fotografisches Vervielfältigungsverfahren und -gerät Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Herstellen von fotografischen Vervielfältigungen solcher
Qualität, die man normalerweise nur bei Verwendung von Masken und mit Belichtungsausgleich
erzielen kann.
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Bei fotografischen Vervielfältigungen liegt eine der Hauptschwierigkeiten
darin, daß eine zufriedenstellende Tonabstufung wegen des verhältnismäßig kleinen
Belichtungsspielraums der Positivemulsionen nicht zu erreichen ist. Außerdem muß
sich der Laborant immer mit einer Emulsion abmühen, deren Wiedergabecharakteristik,
wenn man sie über der Belichtung aufträgt, nicht linear ist. Diese Nichtlinearität
zeigt sich in der für Emulsionen typischen Schwärzungskurve, wenn man in einem Schaubild
die auf der belichteten Emulsion erzielte Deckung über der Belichtung selbst aufträgt,
sofern man für beide einen logarithmischen Maßstab wählt. Wegen dieser beiden nicht
zu vermeidenden Mängel erfordern viele fotografische Vervielfältigungen, daß man
auf irgendeine Art und Weise einen Belichtungsausgleich oder Masken verwendet.
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Die Maske, mit der man in den meisten Fällen die besten Ergebnisse
erzielt, ist im allgemeinen ein Kontaktabzug, den man von dem zu vervielfältigenden
Negativ hergestellt hat. Abhängig von ihrem Verwendungszweck und ihrer Herstellung
teilt man diese Masken in drei Gruppen ein. Am häufigsten verwendet man die unscharfe
Maske, die ein positives lichtdurchlässiges unscharfes Abbild des ursprünglichen
Negativs ist. Bei der praktischen Arbeit legt man sie bei der Belichtung auf das
Negativ auf, wodurch der Kontrast des Originals gemildert wird. Die Maske wird im
allgemeinen aus einer Emulsion mit einem langen Belichtungsspielraum hergestellt
und auf einen Kontrast entwickelt, der etwas unter dem des Originals liegt. Werden
dann schließlich das Original und die Maske aufeinandergelegt, so ergibt sich insgesamt
eine Tonabstufung, die der im Original ähnelt, wobei aber die Schwärzungen gleichmäßig
auf einen mittleren Wert zusammengedrückt sind.
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Die zweite Maske nennt man Flächenmaske, und, von der Unschärfe abgesehen,
entspricht sie in jeder Beziehung der unscharfen Maske. Auf der unscharfen Maske
wird z. B. ein Bildpunkt auf dem Original als ein Kreis mit einem Durchmesser von
etwa 1,5 mm wiedergegeben, während bei der Flächenmaske der gleiche Punkt als eine
Scheibe mit einem Durchmesser zwischen 3 und 12 mm wiedergegeben werden kann.
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Die dritte Maske, die unter dem Namen Spitzlichtmaske bekannt ist,
wird im allgemeinen aus einer Emulsion hergestellt, deren Charakteristik anfangs
nur langsam ansteigt, im folgenden dann aber einen sehr steilen geraden Verlauf
hat, wie es z. B. die bei der fotomechanischen Wiedergabe von Rasterbildern verwendeten
Filme haben. Man verwendet diese Maske in erster Linie dazu, um den Kontrast nur
in den halben Stellen des Originals zusammenzudrücken, um dadurch die nichtlineare
Charakteristik der bei der weiteren Verarbeitung verwendeten Emulsionen auszugleichen.
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Wie man erkennt, dienen alle Masken dazu, bei der Belichtung dem Negativ
ein umgekehrtes Bild zu überlagern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Erzielen dieses Zweckes
statt einer fotografischen Maske, welche vor eine gleichbleibend starke Lichtquelle
gestellt wird, eine zusammengesetzte Lichtquelle mit örtlich schwankender Helligkeitverwendet.
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Bekannt ist ein Verfahren, bei dem ein fluoreszierender, in der Menge
des von ihm abgegebenen Lichtes regelbarer Leuchtschirm zur Abgabe von Strahlung
erregt wird und durch Infrarotlicht höherer Wellenlänge, das durch das zu vervielfältigende
Negativ durchgetreten ist, partiell gelöscht wird. Dabei wird dieser Vorgang in
zwei Schritten durchgeführt, so daß gemäß diesem bekannten Verfahren ein Negativ
nicht in einer Stufe vervielfältigt werden kann.
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Das bekannte Verfahren wird durch die Erfindung dadurch weiterentwickelt,
daß das von dem Leuchtschirm abgegebene Licht durch das Negativ auf die
lichtempfindliche
Schicht fällt und gleichzeitig das Infrarotlicht aus einer Quelle durch das Negativ
auf den Leuchtschrim gegeben wird. Hierbei kann das Infrarotlicht durch die lichtempfindliche
Schicht selbst auf den Leuchtschirm gegeben oder durch Spiegelung auf das Negativ
gerichtet werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung verläuft daher in einer Stufe und
kann somit praktischer und schneller als das bekannte durchgeführt werden.
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Durch die Beeinflussung der Lichtabgabe der zusammengesetzten Lichtquelle,
die sich aus der eigentlichen Lichtquelle und dem in seiner Helligkeit partiell
löschbaren Leuchtschirm zusammensetzt, kann der tatsächliche Kontrast in dem zu
vervielfältigenden Negativ herabgesetzt und damit dem möglichen Kopierumfang der
lichtempfindlichen Schicht angepaßt werden. Dies stellt eine wesentliche Vereinfachung
gegenüber dem bekannten Verfahren dar, dei mit Masken arbeiten oder ein Abwedeln
verwenden, um auf der hergestellten Vervielfältigung die Grautöne gut abzustufen.
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Das Gerät zum Durchführen des Verfahrens ist gekennzeichnet durch
einen Leuchtschirm, der im wesentlichen gleichmäßig starkes fluoreszierendes Licht
abgibt. Das Gerät enthält eine Kassette für die zu belichtende lichtempfindliche
Schicht, eine gleichmäßig starke Infrarotlichtquelle und eine Halterung für ein
in dem optischen Weg zwischen dem Leuchtschirm und der Kassette für die lichtempfindliche
Schicht einerseits und zwischen dem Leuchtschirm und der Infrarotlichtquelle andererseits
liegendes Negativ. In den optischen Wegen kann ein Strahlzerteiler angeordnet sein.
Dieser Strahlzerteiler kann dichroitisch sein und einen Belag aufweisen, der für
die Infrarotstrahlung praktisch vollständig undurchlässig und für das Licht des
Leuchtschirmes praktisch vollständig durchlässig ist. Die lichtempfindliche Schicht
kann in den beiden optischen Wegen oder zwischen der Infrarotlichtquelle und dem
Leuchtschirm liegen.
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Der fluoreszierende Leuchtschirm enthält einen Belag aus einem Stoff,
der ihm die Eigenschaft gibt, daß das von ihm abgegebene Licht punktweise oder örtlich
durch eine bestimmte Strahlung veränderbar ist.
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Viele solcher fluoreszierender Stoffe, die diesen Anforderungen entsprechen,
sind im Handel erhältlich und gut bekannt. Man bringt solche Stoffe z. B. durch
energiereiche Teilchen, beispielsweise Elektronen, zum Fluoreszieren, durch energiereiche
Strahlung, z. B. ultraviolettes Licht, durch irgendeine sichtbare Strahlung, die
energiereicher als die abgegebene Strahlung ist, oder durch die Drift von Elektronen
in festen Stoffen, wie z. B. bei der Elektrolumineszenz. Die Farbe der von einem
solchen fluoreszierenden Stoff abgegebenen Strahlung liegt zwischen einem tiefen
Rot und Ultraviolett, was von der jeweiligen Zusammensetzung und Struktur des fluoreszierenden
Stoffes abhängt. Homogene Leuchtstoffe geben im allgemeinen verhältnismäßig monochromatisches
Licht ab, das im Spektrum nur einen schmalen Streifen ausfüllt. Durch zweckmäßiges
Vermischen von Leuchtstoffen kann man aber auf einfache Weise der Strahlung fast
jede beliebige Farbe geben.
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Eine andere wichtige Eigenschaft des mit der eigentlichen Lichtquelle
verwendeten Stoffes ist seine Zeitkonstante oder Trägheit. Von dieser Größe hängt
die Zeitspanne zwischen der Erregung des fluoreszierenden Stoffes und dem Zeitpunkt
ab, an dem er seine endgültige Helligkeit erreicht (Bildaufbau), wie auch die Zeitspanne,
die zwischen dem Ende der Erregung und dem Zeitpunkt liegt, an dem die kleinste
Lichtmenge abgegeben wird (Bildzerfall). Bei allen Leuchtstoffsorten baut sich das
Bild sehr schnell auf, während die Verfallzeit zwischen wenigen Mikrosekunden bis
zu mehreren Stunden oder sogar Tagen liegen kann. Bei der vorliegenden Anwendung
ist die Verfallzeit äußerst wichtig, da sie die Veränderliche ist, mittels der die
zusammengesetzte Lichtquelle ein umgekehrtes Bild des zu vervielfältigenden Negativs
zeichnen kann. Diese natürliche Verfallcharakteristik kann durch einfallende Strahlung
verändert werden, wodurch sich die Helligkeit des angeregten fluoreszierenden Stoffes
regeln läßt. Bei den meisten Leuchtstoffsorten läßt sich die Verfallzeit durch Infrarotbestrahlung
und -absorption abkürzen. Bei Leuchtstoffsorten mit einer natürlichen langen Verfallzeit
tritt diese Erscheinung besonders stark auf und wird »Löschung« genannt.
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Die genaue Wellenlänge der zur Löschung eines besonderen fluoreszierenden
Stoffes wirksamsten infraroten Strahlung ist wahrscheinlich eine Funktion der Abmessungen
in der Gitterstruktur des kristallinen Leuchtstoffs und ist die Wellenlänge, die
innerhalb der Moleküle eine Resonanzschwingung hervorruft. Bei dem Verfahren der
Erfindung wird als Lichtquelle ein Leuchtstoff oder ein anderer geeigneter fluoreszierender
Stoff verwendet, wobei mit dieser Lichtquelle ein Bild des Negativs projiziert und
auf der Oberfläche der Lichtquelle ein bezüglich der Helligkeitswerte umgekehrtes
Abbild des Negativs erzeugt wird, so daß dieses umgekehrte selbstleuchtende Bild,
wenn es über das Negativ wieder auf die lichtempfindliche Schicht zurückgeworfen
wird, in einem Schritt die fotografischen Wirkungen hervorruft, die man bisher mit
Masken erzielt hat.
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Wenn im vorstehenden oder im folgenden von einem Negativ gesprochen
wird, so wird darunter jede transparente Kopiervorlage verstanden. Es kann sich
um ein Negativ, ein Positiv oder um ein Dia handeln.
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Dagegen wird im folgenden der Einfachheit halber lediglich der Ausdruck
Phosphorverbindung verwendet, wenn einer der genannten fluoreszierenden Stoffe gemeint
ist.
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Die Zeichnung zeigt als Beispiel drei Ausführungen des Gerätes zum
Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung. Dabei zeigt F i g. 1 schematisch
eine Ausführung, F i g. 2 schematisch eine abgeänderte Ausführung und F i g. 3 schematisch
eine weitere Ausführung.
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In der in F i g. 1 gezeigten Ausführung besteht die Lichtquelle
10 aus einem Röhrenkolben 12 mit einer Kathode 14. Auf dem Leuchtschirm
18 ist eine Phosphorverbindung 16 aufgebracht, die durch Absorption der aus der
Kathode 14 austretenden Elektronen zur Lumineszens angeregt wird. Die Elektronen
werden dabei durch eine an Kathode 14 und Leuchtschirm 18 angeschlossene
Hochspannung beschleunigt. Ein Negativ 20 liegt in dem Weg des von dem Leuchtschirm
18 abgegebenen Fluoreszenzlichtes. Hinter dem Negativ 20 liegt eine
Projektionslinse 22, die auf der auf der Kassette 26 liegenden lichtempfindlichen
Schicht 24 ein Abbild des Negativs
20 erzeugt. Bis hierhin entspricht
das beschriebene Gerät einem gewöhnlichen Vergrößerungsgerät mit diffuser Lichtquelle
und würde vergleichbare Ergebnisse bringen. Die neuartige Wirkung der Erfindung
ergibt sich aus der Einführung der gelöschten bzw. unterdrückten Strahlung.
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Gemäß F i g. 1 wird eine im wesentlichen gleichmäßig starke Strahlung
von einer Infrarotlichtquelle 28 über ein Filter 30 abgegeben, durch eine Sammellinse
32 gesammelt, durch einen Strahlzerteiler 34 auf die Projektionslinse 22 gespiegelt
und dann über das Negativ 20 auf die Phosphorverbindung 16 weitergegeben. Der Strahlzerteiler
ist vorzugsweise ein dichroitischer Spiegel, der nach dem Interferenzprinzip arbeitet
und auf dem ein Belag 36 liegt, dessen Stärke so gewählt ist, daß die gewünschte
Wellenlänge des infraroten Lichtes praktisch vollständig gespiegelt wird, während
dagegen der ungelöschte Anteil der aktinischen Wellenlänge des Lichtes aus der Lichtquelle
10 praktisch vollständig durchgelassen wird, mit dem schließlich die lichtempfindliche
Schicht 24 belichtet wird. Man kann diese Anordnung so auffassen, als ob die infrarote
Beleuchtung der Phosphorverbindung 16 von der Projektionslinse 22 ausgeht. Infolgedessen
wird durch die infrarote Strahlung eine Abbildung des Negativs 20 auf die Phosphorverbindung
16 geworfen. Da infrarotes Licht von passender Wellenlänge die Phosphorverbindung
16 löscht, wodurch die Lichtabgabe herabgesetzt wird, ergeben die hellen Stellen
des Negativs 20 entsprechende Stellen kleiner Helligkeit auf der Phosphorverbindung,
während dichtere Stellen in dem . Negativ 20 weniger infrarotes Licht hindurchlassen
und deshalb die Helligkeit der Phosphorverbindung 16 um einen kleineren Wert herabsetzen.
Auf diese Weise geht ein infraroter Strahl durch das Negativ 20 hindurch und bildet
ein umgekehrtes selbstleuchtendes Bild auf der Phosphorverbindung 16. Die örtliche
Helligkeit des auf die lichtempfindliche Schicht 24 geworfenen Bildes setzt sich
deshalb aus der örtlichen Helligkeit der Phosphorverbindung 16 und der örtlichen
Dichte des Negativs 20 zusammen. Würde z. B. deshalb das Negativ 20 und die Phosphorverbindung
16 dicht aufeinanderliegen und der Kontrast des Negativs 20 genau auf den Kontrast
des positiven leuchtenden Bildes auf der Phosphorverbindung 16 abgestimmt sein,
würde das auf die lichtempfindliche Schicht 24 geworfene Bild gleichmäßig hell sein
und überhaupt keine Zeichnung aufweisen. Dieser Fall würde genau dem entsprechen,
der bei Verwendung einer auf ein Gamma von 1,0 entwickelten scharfen Maske auftritt,
wobei die Maske in völliger Übereinstimmung mit dem lichtdurchlässigen Bild entwickelt
wird. In der Praxis wird man dies mit einer Maske niemals ; erreichen. Nach der
Erfindung dagegen erscheint dieser Fall durchaus möglich, wenn auch unerwünscht.
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Das in F i g. 2 gezeigte Gerät zeigt die Lichtquelle 40, wobei die
Infrarotlichtquelle 28 über ein Filter 30 und das Negativ 20 einen Lichtstrahl auf
die Phosphorverbindung 16 abgibt, so daß der in F i g. 1 gezeigte Strahlzerteiler
34 überflüssig ist. Die Lichtquelle 40 kann z. B. vorwiegend ultraviolettes Licht
abgeben oder auch eine übliche Lampe sein. Die f schematische dargestellte Infrarotlichtquelle
ist als Beispiel für mehrere Quellen gezeigt, deren Strahlung gemeinsam verwendet
wird. Gemäß F i g. 3 wird die Erfindung bei einer Kontaktkopiermaschine angewendet,
wobei das Negativ 20 und die lichtempfindliche Schicht 24 mit einer Kassette 26
eng aufeinander gehalten werden und die aktive und die infrarote Lichtquelle auf
gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Hierbei wird Infrarotstrahlung von der
Quelle 28 über das Filter 30, die lichtempfindliche Schicht 24 und das Negativ 20
abgegeben, um zur Bildung eines selbstleuchtenden Bildes die Phosphorverbindung
16 an bestimmten Stellen zu löschen. Dieses Bild wird als aktives Licht über das
Negativ 20 zurückgegeben und belichtet die lichtempfindliche Schicht 24.
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Die in den F i g. 1, 2 und 3 gezeigten Geräte besitzen Regelungen,
wie man sie allgemein bei Verwendung von Masken vorsieht, um den Grad der Abdeckung
bzw. Unschärfe zu regeln. Die Helligkeit der lnfrarotlichtquelle kann zum Regeln
der Löschung verändert werden, wodurch sich der Kontrast des positiven selbstleuchtenden
Bildes entsprechend der jeweiligen Abdeckung regeln läßt. Die Unschärfe kann durch
Verändern des Abstandes zwischen dem lichtdurchlässigen Bild und der Phosphorverbindung
oder durch geeignete Auswahl der Öffnung der Projektionslinse geregelt werden.
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Gegenüber dem üblichen Abdecken mit Masken hat das Verfahren und das
Gerät gemäß der Erfindung folgende Vorteile: 1. Vervielfältigungen lassen sich in
einem Arbeitsgang in kürzester Zeit und mit einem Mindestmaß an Fotopapieren (weniger
Gradationen) herstellen.
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2. Es treten keinerlei Schwierigkeiten mehr auf beim Einpassen der
Maske auf das Negativ.
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3. Die Tonwertabstufung des entstehenden Bildes läßt sich in dem gleichen
Gerät, mit dem die Belichtung vorgenommen wird, unmittelbar beobachten und messen.
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Das Verfahren ist für Schwarzweiß und Color geeignet.