DE1497371A1

DE1497371A1 - Verfahren zur Regelung der Belichtungszeit von Kopiergeraeten

Info

Publication number: DE1497371A1
Application number: DE19651497371
Authority: DE
Inventors: Paulus Dipl-Phys Rudolf
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1965-03-10
Filing date: 1965-03-10
Publication date: 1969-06-04
Also published as: DE1497371B2; GB1127795A; CH435977A; US3426357A; DE1497371C3

Description

Verfahren zur Regelung der Belichtungszeit von Kopiergeräten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Belichtungszeit von Kopiergeräten mit Über- oder Unterkorrektur gegenüber dem Reziprozitätsgesetz.

Eine Über- bzw. Unterkorrektur gegenüber dem Reziprozitätsgesetz um verhältnismäßig kleine Beträge bewirken die bekannten Vorrichtungen zur Korrektur des Schwarzschildeffektes etwa nach DBP 1 046 497. Bei diesen ist jedoch eine hinreichend genaue Über- bzw. Unterkörrektur gemäß der Gleichung I . t^ = const nur für wenig von 1 abweichende Exponenten ρ gegeben,venn I die auf das Kopiermaterial auftreffende mittlere Lichtintensität und t die Belichtungszeit für das Kopiermaterial ist. Auch ist diese Regelung nur für einen beschränkten Schaltzeitbereich anwendbar.

009.823/09-2.2'

PG 403/MG 619

Ea wurde nun erkannt, daß in manchen fällen eine BelichtungaregelYorrichtung. wünschenswert ist, die eine andere, vorzugsweise beliebige Unterkorrektur der Belichtung zuläßt. Der Begriff Unterkorrektur bedeutet hierbei, daß die Unterschiede der auf das Kopiermaterial fallenden Liehtintensitäten nicht vollständig ausgeregelt werden, d. h. daß bei Negativen, die dichter sind' als ein Eichnegativ, die Belichtungszeit kürzer ist, als es zur Erreichung des bei der Eichung eingestellten Wertes I · t erforderlich wäre, während umgekehrt bei Negativen, die transparenter sind als das Eichnegativ, die Belichtungszeit länger wird, als es dem Reziprozitätsgesetz entspricht.· Hingegen wird von Überkorrektur gesprochen, wenn bei Negativen, die dichter als das Eichnegativ sind, die Belichtungszeit langer und bei Negativen, die transparenter als das Eichnegativ sind, kürzer ist als es zum Erreichen des bei der Eichung eingestellten I · t Wertes erforderlich'wäre.

Eine Unterkorrektur um verhältnismäßig große Beträge ist besonders vorteilhaft bei einer Folge von Negativen, deren mittlere Dichte von der eines Eiehnegativs nicht

90982 3/092 2

PG 403/MG 619

•wesentlich abweicht, wie sie etwa bei Filmen vorliegt, die mit Kameras mit Belichtungsautomatik belichtet wurden und von denen beim Kopieren zur Belichtungsmessung nur ein Ausschnitt herangezogen wird. Dabei können durch unterschiedliche mittlere Dichten im Gesamtbild und im Meßausschnitt sich Belichtungsfehler ergeben. Eine derartige Unterkorrektur ist im-statistischen Mittelwert auch dann vorteilhaft, wenn für die Belichtungsmessung am Kopiergerät die gesamte zu kopierende Negativfläche herangezogen wird und wenn der bildwiehtige Teil annähernd richtig belichtet ist, die mittlere Dichte des Gesamtnegativs aber von der eines Eichnegativs abweicht. Das kann z.B. bei Negativen eines Atelierfotografen 'auftreten, der aufgrund der Einstellung der Atelierleuchten im bildwichtigen Teil weitgehend die richtige Belichtung erzielt.

Um nun eine beliebige Unter- bzw. Überkorrektur von Exponenten O^p^^ö vorsehen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein zeitabhängiges, mit Eröffnung der Belichtungszeit anlaufendes Signal und ein von der Beleuchtungsintensität an einem lichtelektrischen , Wandler abhängiges Signal logarithmisch· verstärkt, mit

909823/0922

PG 4-03/MG 619 ' ' "

einstellbaren Koeffizienten multipliziert und zueinander . addiert werden und daß die Belichtungszeit in Abhängigkeit von diesem Summensig-nal beendet wird. Vorzugsweise ist

dabei das erste Signal von Null ansteigend oder .abfallend linear zeitabhängig und das zweite Signal nach dem Einschaltvorgang zeitlich konstant. Der Quotient aus "dem Faktor des intensitätsabhängigen Signals und dem .Faktor des zeitabhängigen Signals kann dabei dem Exponenten ρ der schwarzschild'sehen Schwärzungsgleichung entsprechen.

Ausgehend von dieser Gleichung I * t^p = const wurde die Gleichung transformiert in: .

^ * log I + ö log t ~ const',

in der^=p zu setzen ist. Diese Gleichung ist mittels eines einfachen, in seinem Aufwand auch für ein Kopiergerät tragbaren Analogrechners lösbar. Der Exponent ρ kann dabei zwischen 0 und oo beliebige Werte annehmen, ohne daß die Geradlinigkeit der Kennlinien ...-■ in doppelt logarithmischem Maßstab beeinträchtigt . -. .· ., würde. · : ■·

809823/0Ä22

BAD ORIGINAL

PG- 403/JiG 619

Andererseits kann beispielsweise zur Anpassung an eine Schwärzungskurve eines strahlungsempfindlichen Materials, die stark von der Geraden abweicht, die Kennlinie in doppelt logarithmischem Maßstab von der Geraden abweichend gestaltet werden, etwa durch Ausbildung als Polygonzug.

Für den FaIIy= 0, d.h. ρ = 0, arbeitet das Kopiergerät mit einer festen, durch die Dichte der Kopiervorlage nicht beeinflußten Kopierzeit, für-d = 0, d, h. p= OO-", wird eine entsprechende Belichtungsregelvorrichtung zu einem Dichtediskrimlnator, der im Schnittpunkt der Kennlinien, dem sogenannten Slope-Center-Punkt von der Belichtungszeit t= 0 beim unterschreiten der Eichdichte unmittelbar auf die -Belichtungszeit t = °o übergeht.

Weiter wird vorgeschlagen, das Summensignal, das aus dem zeitabhängigen und dem beleuchtungsabhängigen Signal entstanden ist, mit dem Signal eines Komparators zu vergleichen. .Bei Erreichen eines bestimmten Ver»- hältnisses der beiden Signal©, z.B. bei Gleichheit, kann dann über eine bekannte Anordnung, z. B. ei&'ön

9^9823/0922

PG 403/Mff 619

Verschluß, der von einem Elektromagneten betätigt wird, die Belichtungszeit beendet werden«

Zur Ausübung des vorgeschlagenen "Verfahrens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß als logarithmische Verstärker,einstellbare Multiplikatoren und.Additionsverstärker gleiche, sogenannte operative Verstärker vorgesehen sind, die unterschiedliche Rückkopplungsglieder aufweisen. Der Aufbau eines derartigen Gerätes wird dadurch erheblich vereinfacht, da im wesentlichen -immer dieselben Bausteine Verwendung finden.

Auch der lineare Zeitgeber kann erfindungsgemäß aus einem operativen Verstärker bestehen, der einen Kondensator als Rückkopplungsglxed aufweist und der als Integrator wirkt. In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, als logarithmischen Verstärker einen operativenVerstärker mit einer oder mehreren Dioden- als Rückkopplungsglied vorzusehen. Weiter wird vorgeschlagen, als Rugkkopplungsglied anstelle einer Diode die Emitter-KQllektor-Strepke eines N-P-I-Transistors vorzugehen, dessen Basis mit

009023/092 2

Xd ORiQfNAL

PG 40yMG 619

dem Kollektor verbunden ist. Auf diese Weise kann auch als logarithmiseher Verstärker ein operativer Verstärker, der im Gerät schon mehrfach vorhanden ist, eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus einem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel hervor, das anhand von Figuren beschrieben wird. Es zeigen .

Pig. 1 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Belichtungsregelvorrichtung, _ ■

Fig. 2 das symbolische Schaltzeichen für einen operativen Verstärker,

Fig. 3 das Prinzipschaltbild eines

Additionsverstärkers mit einem

operativen Verstärker,

das
Fig.. 4/Prinzipschaltbild eines Integrators-

mit einem operativen Verstärker, das
Fig. 5/Prinzipschaltbild eines logarithmischen

■ Verstärkers mit einem operativen Verstärker und ■■·.= --.■-.

das
Fig. 6/Schaltbild.eines einfachen operativen

Verstärkers»

809823 / p 911 sad original

PG 403/MG 619

Aus Pig. 1 ist der prinzipielle Ablauf des Meßvorgangs zu ersehen. Im Stromkreis einer Lichtquelle 1 liegt ein Arbeitskontakt 2, der mit einem weiteren Arbeitskontakt 3 im Stromkreis eines linearen Zeitgebers 11 gekoppelt ist. Im Stromkreis der lichtquelle 1 ist ein Ruhekontakt 4 angeordnet» dessen Betätigung noch eingehend erläutert wird.

neben dem nicht gezeigten Kopiermaterial Die Lichtquelle 1 beaufschlagt/einen lichtelektrischen Wandler 5» vorzugsweise einen Sekundärelektronenvervielfacher, mit Licht. Dieser gibt durch einen Pfeil 6 angedeutet einen der Beleuchtungsintensität am Wandler entsprechenden Lichtstrom I an einen durch ein Kästchen versinnbildlichten logarithmischen Verstärker weiter. An den Ausgang des Verstärkers 7 ist ein Multiplikator 8-, angeschlossen/ dessen Multiplikationskoeffizient f einstellbar ist. Dies ist durch einen verschiebbaren Pfeil 9 an einem Potentiometer 10' des Multiplikators dargestellt.

Mit dem Ausgang des linearen Zeitgebers 11 ist ein logarithmischer Verstärker 12 verbunden, an dessen Ausgang ein Multiplikator 13 angeschlossen ist. Die Einstellbarkeit des Koeffizienten ist wiederum durch

909823/0922 P^AD ™

PG 4Ö3/MG 619

einen verschiebbaren Pfeil 14 auf einem Potentiometer 15 dargestellt. Die beiden Schleifer 9 und H sind mechanisch" in der Weise gekuppelt, daß bei einer.Verstellung

ür-^- = ρ von 0 ausgehend zunächst S auf 0 eingestellt ο

ifft und # von 0 bis 1 verändert wird, dann auf 1 festgehalten und ß" von 1 abnehmend bis O verändert wird.

TJm die Gleichung/'· log I + ($ log t = const¹ auch für Fälle zu erfüllen, in denen bereits ein Summand allein ^ const' "ist, muß der andere Summand einen negativen Wert annehmen können«. Durch die Richtcharakteristik der verwendeten, nachstehend näher beschriebenen, logarithmischen Verstärker fallen als lusgangssignale mv unipolare Signale an« Durch Einführung eines Referenzpotentials, das durch einen Pfeil 61 dargestellt ist,und an einer Leitung 62 liegt, die die freien Enden der beiden < Koeffizientenpotentiometer 10 und 15 verbindet, sind die Ausgangsspannungen der logarithmischen Verstärker, solange sie kleiner als das Referenzpotential sind, negativ in bezug auf die Referenzspannung. Im Bild der Kennlinien im doppelt logarithmischen Maßstab wirkt sich das wie eine Koordinatentransformation aus.

BAD

-- ίο- 149737t

PG- 403/MG 619 '

Die Pfeile 9 und 14 sind über Leitungen 16 und. 17 an einen Additionsverstärker 18 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Komparator 19 verbunden ist. Diesem Komparator wird beispielsweise durch einetBSpannungsteiler eine die Schichtempfindlichkeil; berücksichtigende Vergleichs spannung U-, , deren Eingang durch einen Pfeil 20 dargestellt ist, zugeführt» Bei Erreichen eines gewissen Verhältnisses der Ausgangsspannung des Additionsverstärkers 18 zur VergMchsspannung TL , beispielsweise bei Gleichheit der beiden Spannungen, öffnet der Komparator 19 den im Stromkreis der Lampe T liegenden Ruhekontakt 4, so daß die Belichtung unterbrochen wird.

Die Funktionsweise der als Blockschaltbild dargestellten Einrichtung ist nun folgende;

Durch Schließen der beiden Kontakte 2 und 3 wird die Belichtung eröffnet. Damit läuft der lineare Zeitgeber 11 an und gibt ein linear zeitabhängiges Signal an den logarithmischen Verstärker 12 weiter. Im Multiplikator 13 wird das Signal mit dem Koeffizienten 0 ' multipliziert, d.h. über den Schleifer H abgenommen

909023/0922

BAD

PG 403/MG 619

und an den Additionsverstärker 18 weitergeleitet. Auf den Sukundärelektronenvervielfaeher 5 fällt von der Lampe 1 eine nach dem EinsehaItvorgang im wesentlichen zeitlich konstante Lichtintensität. Ein ebenso konstanter Lichtstrom I wird an den logarithmischen Verstärker 7 weitergegeben. Im Multiplikator 8 wird das von ι abhängige Signal mit einem Koeffizienten multipliziert und ebenfalls an den Additionsverstärker

18 weitergegeben. Die Summe der beiden Signale wird mit einer Vergleichsspannung U, im Komparator

19 verglichen, der bei Erreichen eines bestimmten Verhältnisses der beiden Spannungen den Ruhekontakt 4 öffnet und damit die Belichtung beendet. Durch Rückstellen der Kontakte 2, 3 und 4 in ihre Ausgangsstellung ist dann der Ausgangszustand wieder erreicht und ein neuer-Belichtungszyklus kann beginnen.

Die Schaltung selbst ist im wesentlichen aus gleichen Bausteinen, sogenannten operativen Verstärkern, aufgebaut, die sich je nach ihrer Funktion nur durch unterschiedliche Rückkopplungsglieder unterscheiden. Diese operativen Verstärker sind aus der Technik der Analogrechner bekannt und werden durch einen Kreissektor, wie er in Pig. 2 dargestellt und mit 21

BADORiGfNAL

PG 403/MG 619

dargestellt. -

bezeichnet ist,,/ Ein derartiger operativer Verstärker hat in der Regel mindestens einen Eingang 22, mindestens einen Ausgang 23 und eine Gleichspannungsversorgung 24. TJm den operativen Verstärker für seine spezielle Aufgabe einzusetzen,· werden nun zwischen Ausgang 23 und Eingang 22 parallel zum Verstärker 21 verschiedene Rückkopplungsglieder geschaltet.

In Fig. 3 ist die Schaltung eines operativen Verstärkers als Additionsverstärker dargestellt. Dazu liegt parallel zum operativen Verstärker ein Ohmscher Widerstand 25. Am Eingang 22 sind drei Eingänge 26, und 28 angeschlossen,.die jeweils einen Vorschaltwiderstand 29, 30 und 31 aufweisen. Die Wirkung des Verstärkers ist nun die, daß bei gleichen Vorschal twiderständen 29, 30, 31 die Spannung am Ausgang 23 proportional ist der Summe der Spannungen an den drei Eingängen 26, 27 und 28. Sind die Widerstände 29, 30, 31 ungleich, so geht jede -•Teilspannung umgekehrt proportional zur Größe ihres Vorschaltwiderstandes in die Spannungssumme ein.

909823/0922

PG-403/MG 619

In Pig. 4 ist die Schaltung eines operativen Verstärkers als Integrator dargestellt, der z.B. als linearer Zeitgeber eingesetzt werden kann, wenn er ein konstantes Eingangssignal integriert. Als Rückkopplüngsglied zwischen dem Ausgang 23 und dem Eingang 22 des operativen Verstärkers 21 liegt ein Kondensator 32» der sich während der BeLichtungszeit auflädt. Die Spannung am Ausgang 23 ist dann proportional dem Zeitintegral der Eingangsspannung» Der Kontakt 63 entlädt den Kondensator 32 nach Beendigung des Meßvorgangs rasch auf den Ausgangswert.

In Pig. 5 ist die Schaltung des operativen Verstärkers 21 als logarithmischer Verstärker dargestellt. Als Rückkopplungsglied zwischen dem Ausgang und dem Eingang 22 ist eine oder mehrere Dioden 33 vorgesehen, die im Arbeitsbereich im logarithmischen Maßstab eine lineare Kennlinie aufweisen und vom Eingang zum Ausgang sperren.Das Ausgangssignal dieses Verstärkers ist dem Logarithmus des Eingangsstromes proportional.

900823/0922'

PG 403/MG 619

Operative Verstärker sind aus der Technik der Analogrechner weit verbreitet und als geschlossene Baugruppen im Handel erhältlich. In JPig. 6 ist jedoch schematisch der Aufbau eines einfachen Verstärkers dargestellt, der als operativer Verstärker eingesetzt werden kann. Am Eingang 22 liegt ein Arbeitswiderstand 34, der mit dem Steuergitter 35 einer Verstärkerröhre 36 .verbunden ist. Die Kathode 37 der Röhre 36 ist mit der Kathode 38 einer parallel geschalteten Röhre 39 verbunden. Deren Gitter liegt an Masse. Die beiden Kathoden 37 und 38 sind über den Kollektor und Emitter eines Transistors 41, dessen Basis 42 an Masse liegt, und über einen Widerstand 43 an ein negatives Potential angeschlossen.

Die Anoden 44 und 45 der Röhren 36 und.39 sind über in Reihe liegende Widerstände 46, 47 und 48 an ein positives Potential angeschlossen. Der Abgriff 49 zwischen Anode 44 und Widerstand 46 ist mit der Basis 50 eines Transistors 51 verbunden, der zusammen mit einem weiteren Transistor 52 als Differenzstufe geschaltet ist.

909823/0922

PG 403/MG 619

An der Basis 53 des Transistors 52 liegt ein Abgriff zwischen der Anode 45 und dem Widerstand 48. Die Emitter der Transistoren 51 und 52 sind verbunden und über einen Widerstand 54 an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 53 liegt an einem positiven Yersorgungspotential. Der Kollektor des Transistors liegt an der Basis eines Yerstärkungstransistors 55. Dessen Emitter ist mit der Basis eines weiteren Yerstärkungstransistors 56 verbunden, der über seinen Emitter an ein positives Yersorgungspotential angeschlossen ist. Die Kollektoren der Transistoren 55 und 56 sind miteinander verbunden und über einen Widerstand 57» zu dem ein Kondensator 58 parallel liegt, an ein negatives Versorgungspotential angeschlossen. An den Kollektoren der Transistoren'55 und 56 liegt der Abgriff 59 der Ausgangsspannung. An dem Abgriff 59 und einem Abgriff zwischen dem Widerstand 34 und dem Gitter 35 der Röhre 36 liegen außerdem die Anschlüsse für das mit 60 bezeichnete Rückkopplungsglied.

9 0 9823/09 22

Claims

P(J 403/MÖ 619 Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Belichtungszeit von Kopiergeräten mit Über*- oder Unterkörrektur gegenüber dem Reziprozitätsgesetz, dadurch gekennzeichnet, daß ein zeitabhängiges, mit Eröffnung der Beiichtungs-Belt anlaufendes Signal und ein von der Beleuchtungsintensität an einem lichtelektrischen Wandler abhängiges Signal logarithmisch verstärkt, mit einstellbaren Koeffizienten multipliziert und zueinander addiert werden und daß die Belichtungszeit in Abhängigkeit von diesem Summenelgnal beendet wirdo

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ... daß das erste Signal von 0 ansteigend öder abfallend linear zeltabhängig let,. .

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal nach dem EinschaltVorgang seitlich konstant let» - . ^

909 82 3/ 0922 or^nal inspected

PG 403/MG 619

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus dem Paktor des intensitätsabhängigen Signals und Jiem Faktor des zeitabhängigen Signals dem Exponenten ρ entspricht,·

5i Verfahrennach Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Suinmensignal mit dem Signal eines !Comparators verglichen wird.

•6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach, eineaj- . der vorangehenden Anspnlche, dadurch gekennzeichnet ₉ daß als einstellbare Multiplikatoren und,/Additions- . verstärker gleiche,· sogenannte operative Verstärker vorgesehen sind, die.unterschiedliche Eüekkopplungsglieder aufweisen,,

7· Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennz'^lebiiet, daß als logarithmischer Verstärker ein operativee Verstärker mit einer Diode als Rilckkbpplungsglied. vorgesehen ist. ..;-, ....,-,.

9Ο98/23/Ο92Γ

AD

Pö 405/Mß 619

8, Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet» da0 als Rückkopplungeglied die Emitter-Kollektor-Strecke eines F-P-N-Transistors vorgesehen ist, dessen Basis mit dem Kollektor verbunden ist.

909823/0922

-49-

Le erse ite