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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verändern der
spektralen Zusammensetzung eines Lichtbündels mit einem quer zu dessen Achse verschieden
tief in das Lichtbündel einführbaren Filter, das in einem Spektralbereich größere
Durchlässigkeit und in mindestens zwei anderen Spektralbereichen geringere Durchlässigkeit
aufweist und neben dem in einer sich in der Bewegungsrichtung des Filters erstreckenden
Reihe ein Korrekturfilter angeordnet ist, dessen Durchlässigkeiten in den Spektralbereichen
der geringeren Durchlässigkeit des Farbfilters in gleichem Verhältnis zueinander
stehen wie beim Farbfilter, nach Anspruch 8 von Patentanmeldung P 12
73 979.6 (deutsche Auslegesehrift 1273979).
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Durch die Erfindung wird die obengenannte Lehre der HauptpatentanmeIdung
dahingehend weiter ausgebildet, daß zusätzlich zu der aus dem Farbfilter und dem
Korrekturfilter gebildeten ersten Filterreihe eine zweite, ebenfalls aus einem Farbfilter
und einem Korrekturfilter bestehende Filterreihe vorgesehen ist, daß das Farbfilter
und das Korrekturfilter in einem ersten bzw. in einem zweiten Spektralbereich eine
geringe Durchlässigkeit und in den jeweils beiden übrigen Spektralbereichen größere
Durchlässigkeit aufweisen und daß die Durchlässigkeit beider Filter im dritten Spektralbereich
so bemessen ist, daß in dem durch die Filter hindurchgetretenen Licht das Verhältnis
der Intensität im dritten Spektralbereich zu der Summe der Intensitäten in dem ersten
und zweiten Spektralbereich für alle Stellungen der Filterreihe konstant bleibt.
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Durch diese Weiterbildung wird erreicht, daß beim Verschieben der
Filterreihen die eine das Farbgleichgewicht zwischen zwei Farben und die andere
das Farbgleichgewicht zwischen der dritten Farbe und den beiden anderen Farben steuert
und daß in besonders vorteilhafter Weise zwischen diesen beiden Steuerungen keine
Wechselwirkung eintritt. Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung keine
unerwünschte Rückwirkung bei einer Verstellung der ersten Filterreihe eintritt,
daß also nunmehr vermieden ist, daß die Einstellung der zweiten Filterreihe von
der ersten abhängig ist, ist es möglich geworden, die beiden Steuerungen der Filterreihen
zu eichen oder sie unabhängig voneinander mit einem Farbgleichgewichtsanzeigesystem
zu benutzen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zusammen mit einem
Farbvergrößerungsgerät benutzt werden soll.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in Verbindung mit einer ersten
Filterreihe mit drei Filtem benutzt werden, die entsprechend der Hauptpatentanmeldung
ausgewählt worden sind und bei der das erste Filter eine geringe Durchlässigkeit
in einem Bereich des Spektrums aufweist, das nicht der Bereich der geringsten Durchlässigkeit
des ersten und dritten Filters der ersten Filterreihe ist. Das dritte Filter hat
eine geringe Durchlässigkeit in den beiden anderen Spektralbereichen, und das zweite
Filter, ein Korrekturfilter, hat Durchlässigkeiten in diesen beiden anderen Spektralbereichen,
die im gleichen Verhältnis zueinander stehen wie diejenigen des dritten Filters
und die die gleichen Beträge haben wie diejenigen des ersten Filters dieser Reihe.
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Eine solche Verkörperung der Erfindung ermöglicht die Änderung des
Farbgleichgewichts einer Lichtquelle durch eine Steuerung zwischen zwei Farben und
durch die andere Steuerung zwischen der dritten Farbe und der Summe der beiden anderen
Farben, wobei jede Steuerung die andere nicht beeinflußt.
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Die Berechnung der Beträge, um die die Durchlässigkeiten des ersten
und dritten Filters der ersten Filterreihe in diesem dritten Spektralbereich verringert
werden müssen, um die gemäß der Erfindung angestrebte Wirkung zu erzielen, ist im
folgenden beschrieben.
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Es wird angenommen, daß die in geeigneten Einheiten gemessene Intensität
des Lichtes, das auf eine Filterreihe fällt, die in der obengenannten Hauptpatentanmeldung
beschrieben ist, aus R Einheiten roten Lichts, G Einheiten grünen Lichts
und B Einheiten blauen Lichts besteht. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird
angenommen, daß alle diese drei Größen gleich sind, obwohl die Erfindung in keiner
Weise hierauf beschränkt ist.
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Die Intensität des Lichts, das durch das erste Filter allein hindurchgelassen
wird, ist 7,1 . R + gl - G + bl
B,
wobei rl, gl und bl die Rot- bzw. Grün- und Blaudurchlässigkeiten
dieses ersten Filters sind. In ähnlicher Weise sind die Intensitäten des Lichts,
die durch das zweite und dritte Filter hindurchgelassen werden, r2 -R
+ g2 - G + b2 -B
beziehungsweise r,3 -R + g3 - G +
b3 -B, wobei r2, g., b. und r.. 9., b3 die Rot- bzw. Grün-und
Blaudurchlässsigkeiten des zweiten bzw. dritten Filters sind. Für das erste Filter
wird angenommen, daß r, viel kleiner ist als g, oder bl, und für das dritte
Filter wird angenommen, daß g. viel kleiner ist als r, oder
b,.
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Id jedem Fall bestehen folgende Verhältnisse der Intensitäten des
blauen Lichts zu den Summen der Intensitäten des roten und grünen Lichts.
Wählt man jedoch Filter wie oben beschrieben, dann ist r. = r. und
92 = 911 so daß man die folgenden Verhältnisse erhält:
Entsprechend der Filterwahlt: ri < gl, g3 < r.
ergibt sich, daß
/ Gemäß der Erfindung sind bl und b. verringert auf bi und b., so
daß:
hieraus ergibt sich
Im Falle, daß r. = 93 = 0 und gl = r.
= b2
sind bi und b3' 0,5. In der Praxis werden diese
Werte im allgemeinen größer als 0,5 sein. b2 ist normalerweise kleiner
als 1, und sowohl ri als auch g" sind gewöhnlich größer als 0.
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In einigen Ausführungsbeispielen können r, und g.
etwa 0,2 gewählt
werden, was zu den verringerten Durchlässigkeiten von ungefähr 0,6 führt,
wenn gl = r. = b2 = 1 ist. Diese verringerten
Durchlässigkeiten können durch Hinzufügung von zusätzlichen Filtern zu den bestehenden
Filtern oder durch die Auswahl von Farbstoffen mit geringeren Durchlässigkeiten
in den erforderlichen Spektralbereichen oder durch die Kombination beider Mittel
erreicht werden. Es ist auch eine alternative Möglichkeit vorgesehen, um das Farbgleichgewicht
eines Lichtbündels, das Farben in drei Spektralbereichen aufweist, zu ändern. Hierbei
wird eine aus zwei Filtern bestehende Reihe einstellbar in diesen Lichtstrahl eingeführt,
wobei das erste Filter eine geringe Durchlässigkeit in einem Spektralbereich und
das zweite eine geringe Durchlässigkeit in einem anderen Spektralbereich aufweisen
und die Werte der Durchlässigkeiten beider Filter ebenfalls so gewählt sind, daß
das Verhältnis der Durchlässigkeit im dritten Spektralbereich zu der Summe der Durchlässigkeit
in den beiden anderen Spektralbereichen für beide Filter gleich groß ist, so daß,
wenn ein Teil des ersten oder zweiten Filters einen Teil des Lichtbündels unterbricht,
der vorher durch den gleichen Teil des zweiten oder ersten Filters unterbrochen
wurde, das Verhältnis der Lichtintensitäten im dritten Spektralbereich zu der Summe
der Lichtintensitäten in den beiden anderen Spektralbereichen konstant bleibt.
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In einer besonderen Verkörperung dieser Art der Erfindung kann das
erste und zweite Filter eine sehr große Durchlässigkeit im dritten Spektralbereich,
den gleichen Wert einer minimalen Durchlässigkeit in den entsprechenden zwei Bereichen
der Minimaldurchlässigkeit und den gleichen Wert der Durchlässigkeit in ihren entsprechenden
zwei Bereichen der größeren Durchlässigkeit aufweisen. Ein Austausch eines Filters
durch ein anderes im Lichtbündel verursacht dann eine Änderung im Verhältnis der
Lichtintensität in zwei Spektralbereichen, in denen die Summe der Lichtintensitäten
konstant bleibt. Die Intensität im dritten Spektralbereich ist konstant. Ein drittes
Filter oder ein Luftspalt kann zwischen dem ersten und zweiten Filter angeordnet
sein. Dieses muß aber immer ein Lichtbündel sein, so daß es keinen Einfluß auf die
Änderung des Farbgleichgewichts gemäß der Erfindnug hat.
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Benutzt man eine Vorrichtung zum Ändern der spektralen Zusammensetzung,
insbesondere mittels zwei Reihen von Filtern, wie oben beschrieben, können die Steuerungen,
die die spektrale Zusammensetzung ändern, geeicht sein. Eine solche Eichung kann
sich mit der Zeit und mit Änderungen in der spektralen Zusammensetzung irgendwelcher
benutzten Lampen in Abhängigkeit von Schwankungen in der Speisung oder durch Alterung
ändern. Das Farbgleichgewicht des ausgesendeten Lichts kann aber auch gemessen und
die Steuerungen können im Einklang mit den Meßvorrichtungen betätigt werden. Bei
einem Farbvergrößerungs- oder Farbkopiergerät geht das Licht oft durch ein zu kopierendes
Dia-Negativ oder -Positiv, bevor sein Farbgleichgewicht gemessen ist. Dies ist von
besonderem Vorteil, wenn das Kopieren nach dem in der britischen Patentschrift
660 099 beschriebenen Verfahren erfolgt.
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Ein Verfahren, das Farbgleichgewicht zu messen, das hier benutzt werden
kann, ist von R. W. G. H u n t und F. B. W a t t in der britischen Patentanmeldung
38 346/59 beschrieben. Diese nicht vorveröffentlichte Erfindung schließt
die Benutzung von Paaren von photoelektrischen Mitteln ein, die durch entsprechende
Filterung auf verschiedene Spektralbereiche ansprechen und die Näherungsweise den
spektralen Empfindlichkeitskurven des benutzten Farbkopiermaterials entsprechen.
Ein Teil des farbeingestellten Lichts der Lichtquelle wird auf diese Photosensistoren
geworfen, entweder bevor das Licht durch ein Dia-Negativ oder -Positiv hindurchgetreten
ist oder nicht, je nachdem, ob es erforderlich ist, ob das Farbgleichgewicht
des Dias in Rechnung gestellt werden muß oder nicht. Wird ein dreischichtiges Farbkopiermaterial
benutzt, dann werden drei verschiedene Filtrationsarten über den Photosensitoren
benutzt, von denen jede dem Sensitivitätsbereich einer der drei Schichten des Materials
zugeordnet ist. Diese haben normalerweise maximale Empfindlichkeiten im roten, grünen
und blauen Spektralbereich.
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Die Ausgänge dieser Photosensitoren sind nach geeigneter Dämpfung
zum Kompensieren ihrer Empfindlichkeit und, wenn dieses das Farbgleichgewicht erfordert,
in einer solchen Weise verbunden, daß sie gegeneinander wirken. Eine Nullanzeigeeinrichtung
ist ebenfalls mit diesen Ausgängen verbunden, die zeigt, wenn eine Aufhebung erreicht
ist, die dem geforderten Verhältnis der Lichtintensitäten oder dem Farbgleichgewicht
in dem auf die zwei Photosensitoren oder den Satz von Photosensitoren auffallenden
Licht entspricht. Zwei solche Anzeigevorrichtungen genügen, um das Farbgleichgewicht
zwischen drei Spektralbereichen einer Lichtquelle herzustellen.
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Wird das Farbgleichgewicht einer Lichtquelle durch zwei Filterreihen,
wie oben beschrieben, gesteuert, dann wird die Stellung der ersten Reihe in Verbindung
mit einem Photosensitorpaar eingestellt, das durch Filterung auf die beiden Spektralbereiche
anspricht, in denen das erste und zweite Filter geringe Durchlässigkeiten aufweisen.
In Anbetracht der Wahl der Filter der zweiten Reihe hat eine Bewegung dieser Reihe
keinen Einfluß auf irgendeinen durch Einstellung der ersten Reihe erhaltenen Farbgleichgewichtsstand.
Die zweite Reihe kann in Verbindung mit einem Photosensitorpaar eingestellt werden,
das durch Filterung auf den Bereich, in dem das erste Filter eine geringe Durchlässigkeit
hat, bzw. auf einen der anderen Bereiche anspricht. Aber ein solches System mißt
nicht das gleiche Farbgleichgewicht wie dasjenige, das durch die Reihe eingestellt
wird, und ist unbefriedigend.
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Die Erfindung umfaßt Mittel zum Messen des Farbgleichgewichts einer
Lichtquelle, das gemäß der oben beschriebenen Vorrichtung eingestellt ist. Diese
Mittel umfassen ein Paar von photoelektrischen Mitteln, die auf zwei Spektralbereiche
ansprechen und so mit einem Anzeigegerät verbunden sind, das ihre Ausgänge einander
entgegengerichtet sind, und
drei photoelektrische Mittel, die auf
die drei verschiedenen Spektralbereiche ansprechen und so an ein elektrisches Anzeigegerät
angeschlossen sind, daß die halbe Summe der elektrischen Ausgänge von zwei dieser
Sensitoren dem elektrischen Ausgang des dritten Sensitors entgegenwirkt.
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Die Summe der elektrischen Ausgänge dieser zwei photoelektrischen
Mittel kann durch Verringerung ihrer Empfindlichkeit oder durch Dämpfung der von
ihnen erzeugten Signale halbiert werden.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein bekanntes
Vergrößerungsgerät, in dem ein farbiges Negativ von einer Lichtquelle belichtet
und ein Bild auf ein photographisches Papier, z. B. ein Ektacolourpapier, geworfen
wird, das zur Erzeugung eines farbigen Bildes entwickelt werden kann, mit zwei Filterreihen
gemäß der Erfindung ausgerüstet. Diese werden zwischen der Lichtquelle und einer
Spiegelkammer angeordnet, die das Negativ belichtet. Eine Reihe besteht aus folgenden
Filtern: Blaugrün+Blaßgelb; Rosa; Purpur+Blaßgelb.
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Die blaßgelben Filter sind so gewählt, daß zusammen mit der zugehörigen
Blauabsorption des blaugrünen und Purpurfilters eine Dichte von 0,3 in beiden
Fällen erzielt wird. Das rosa Filter hat die gleiche Grünabsorption wie das blaugrün+blaßgelbe
Filter und die gleiche Rotabsorption wie das purpur+blaßgelbe Filter.
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Die zweite Filterreihe besteht aus den Filtern Gelb, Rosa, Blau.
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Das rosa Kompensationsfilter ist gemäß der Hauptpatentanmeldung so
ausgewählt, daß es die gleiche Rot- und Gründurchlässigkeit hat wie das gelbe Filter
und das gleiche Durchlässigkeitsverhältnis wie das blaue Filter.
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Das vom beleuchteten Negativ ausgehende Licht wird im Vergrößerungsgerät
auf eine Reihe von Selenhalbleiter-Photosensitoren geworfen. Ein Photosensitor ist
im blauen Spektralbereich empfindlich, zwei voneinander getrennte Sensitoren sind
im roten Spektralbereich empfindlich, zwei sind im grünen Spektralbereich empfindlich.
Ihre entsprechenden Ausgänge sind durch Widerstände so eingestellt, daß jeder rotempfindliche
Sensitor den gleichen Ausgang hat, wenn er mit der gleichen Intensität roten Lichts
belichtet wird, und jeder grünempfindliche Sensitor den gleichen Ausgang hat, wenn
er mit der gleichen Intensität grünen Lichts belichtet wird. Ein rotempfindlicher
Sensitor und ein grünempfindlicher Sensitor sind entgegengesetzt wirkend mit geeigneten
Widerstandsdämpfungsschaltungen miteinander verbunden. Ein zusätzlicher Widerstandsdämpfer
kann zwischen den Ausgängen der gegeneinanderwirkenden Sensitoren und der Anzeigeeinrichtung
angeordnet sein. Die Ausgänge der anderen rot- und grünempfindlichen Sensitoren
sind nach ähnlichen dämpfenden Widerstandsschaltungen so verbunden, daß sie nicht
gegeneinander wirken, nachdem sie weiterhin durch einen Faktor von etwa Zwei gedämpft
sind, so daß die Ausgangsleistung der Hälfte der Summe der Ausgangsleistungen des
roten und grünen Sensitors proportional ist. Diese halbe Summenausgangsleistung
wird über einen zusätzlichen Widerstandsdämpfer in Gegenwirkung dem blauempfindliehen
Photosensitorausgang und einem elektrischen Anzeigegerät zugeleitet. Der zweite
zusätzliche Dämpfer kann vorteilhafterweise mit dem zusätzliehen, vorher beschriebenen
Dämpfer gekoppelt sein, so daß eine wirksame »Gelb«-Steuerung erzielt wird.
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Die Widerstandsdämpfer sind so verbunden, daß die Nullausgänge an
den beiden elektrischen Anzeigeeinheiten dem geforderten Farbgleichgewicht entsprechen.
Die beiden Filterreihen werden gleichzeitig eingestellt, bis an den beiden Anzeigegeräten
die Ausgangsleistungen Null erzielt werden. Die zuerst beschriebene Filterreihe
bewirkt nur die Null auf dem mit den rot- und grünempfindlichen Photosensitoren
verbundenen Anzeigegerät, während die andere Filterreihe nur die Null auf dem Anzeigegerät
bewirkt, dem die Ausgangsleistung des blauempfindliehen und die halbe Summenausgangsleistung
der rot- und grünempfindlichen Photosensitoren zugeleitet wird.