DE1522816A1 - Mikrodensitometer - Google Patents

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. GERHARD LIEDL · 8 Mönchen 22, Steinsdorfstraße

<t Telefon 29S4H Fernsthfciber 0522208

B 2461

TECHNICAL OPERATIONS, INGORPORATED, lJ(JTOi¹T, MASSACHUSETTS / USA.

Mikrodensitome ter

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Mikrodensitometer und insbesondere auf eine Vorrichtung, welche eine photographisohe Aufzeichnung o. dgl. abtastet und daraus eine quantitative, zweidimensionale Schwärzungs-bzw, Helligkeitsaufzeichnung des abgetasteten Bildes liefert.

Die Erfindung betrifft demnach ein Mikrodensitometer, der

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zur Analyse von photographischan Negativen und dergl. eine kodierte Aufzeichnung aus der Schwärzungsverteilung entlang von abgetasteten Linien des ITegativs erstellt.

Die Erfindung ist in der Beschreibung im Zusammenhang mit Analyseradiographen beschrieben, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung ebenfalls für andere Anwendungsgebiete

anwendbar ist, bei denen ebenfalls in zwei Dimensionen abgetastet und aufgezeichnet werden soll und V/echsel der Schwärzungs-bzw β Helligkeitschax'akteristiken von Dia3 oder anderen photographischen Bildern untersucht v/erden sollen, wie z»B. bei photographischer Analyse von Röntgenstrahlen und radiographischen Filmen, biologischen Schichtproben und astronomischen Objekten wie Eklipsen und dgl.

Ein photographisches Bild bzw. entwickeltes negativ kann als Summe einer großen Anzahl von punktförmigen Bildbestandteilen aufgefaßt werden. Die optische Schwärzung bei einem gegebenen Bildbestandteil kann in Beziehung zur tatsächlichen Helligkeit der abgebildeten Objekte gesetzt werden· Hierzu müssen die Abhängigkeiten der Schwärzung von den (chemischen) Prozessen photographischer Materialien und von der (physikalischen) Lichtverteilung bei Linsensystemen berücksichtigt werden.

Ein Röntgenfilm zeigt das Bild der Abschwäehung (Dämpfung)

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eines Röntgenstrahles, der ein Objekt durchsetzt hat. Der Abschwächung für eine gegebene Stelle des Objekts entspricht einer Schwärzung an einem bestimmten Punkt des entwickelten Negativs. Dies stellt "Analog"-Information dar, die von einem Radiographen als Qualität und Quantität des Materials einer Schweißnaht, als Anwesenheit von Rissen und/oder Lunker oder als Qualität von miteinander verbundenem Material interpretiert werden kann. Oftmals entsteht ein Fleck im Film, der selbst einem wenig geübten Beobachter sichtbar ist und auf einen Materialfehler hindeutet, während bei einem anderen Film ein Materialfehler so wenig sichtbar ist, daß selbst ein geübter Radiograph sich nicht entscheiden kann, ob das untersuchte Teil einen Fehler aufweist oder nicht.

Während die gewöhnliche, qualitative Betrachtung eines Radiographfilmes schnell die meisten der zugehörigen photogrammetrischen (größebezogenen) Gesichtspunkte des durchstrahlten Objekts sichtbar macht, macht diese Betrachtung keinen vollen Gebrauch von der photometrischen, d.h. der übertragungsbezogenen Informationen des Negativs. Bekanntlich können schwache Helligkeitskontraste und gleitende Helligkeitsübergänge in einem Bild vom Menschen schwer erkannt werden. Auch der absolute Betrag an Helligkeit bzw. Filmschwärzung kann vom Menschen nicht genau angegeben werden. Dies vermag nur ein geeigneter mikrodensLtccetrischer Analyse-Apparat. Bisher war das Gewinnen solcher Informationen- langwierig, teuer und ungenau.

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Während das menschliche Auge einen Helligkeitsschritt von weniger als 0,02 Einheiten an einem scharfen Übergang erkennen kann, ist es bekannt, daß dieser Helligkeitswechsel, über eine Strecke von 1/10 mm verteilt, vom Auge nur noch als unbestimmtes Kontinuum wahrgenommen wird. Daher kann mit dem Auge keine vollständige Analyse von radiographischen Filmen vorgenommen werden.

Ein Mikrodensitometer wurde in der Literatur defeniert als eine Vorrichtung, die gewöhnlich bei photographischer Spektroskopie angewendet wird und durch Lichtübertragungsmessung auf dem Negativ aufgezeichnete Spektrallinien entdeckt, welche zu diffus oder zu schwach sind, als daß es das Auge entdecken könnte (Van Nostrands Scientific Encyclopedia 1958).

Übliche Mikrodensitometer arbeiten "eindimensional", d_eh. tasten entlang einer einzigen Linie der Probe ab. Es wird so gewöhnlich ein Schrieb der orttschen Schwärzung oder Übertragung in Abhängigkeit der Verschiebung des abtastenden Lichtstrahles aufgezeichnet. Wenn ein zweidimensionales Muster hergestellt werden soll, ist es bei diesem Instrument notwendig, eine Serie von parallelen Abtastungen zu machen und dann die Punkte gleicher Schwärzung nach ihren x- und y-Richtungen aufzutragen. Dieses Verfahren benötigt gewöhnlich sehr viel Zeit, insbesondere dann, wenn die Untereuchungsperson außerdem noch photographische Schwärzung in Objekthelligkeit übertragen und die Vignettierung

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durch die Kameralinse bei jedem übertragenen Punkt berücksichtigen muß. Es ist denkbar, daß diese Arbeit durch einen elektronischen Rechner übernommen werden kann, was jedoch einen hohen Aufwand bedeutet und darum nur von wenigen Laboratorien durchgeführt werden könnte.

Durch einen Artikel von O.C. Mohler und Α·Κ. Pierce "Isophotometer hoher Auflösung" Astrophysics Journal, Vol. 125, (1957), Seite 285, ist ein Mikrodensitometer beschrieben, durch den photometrische Information zweidimensional durch Abtasten nach zwei Richtungen ausgewertet wird. Dabei wird ein Photonegativ mit Licht in einer gegebenen Richtung abge- * tastet und eine Aufzeichnungsplatte wird in entsprechender Richtung bewegt. Der Abtastlichtstrahl wird verstärkt und zu einem "Speedomax"-Aufzeichner geleitet, welcher eingesetzt ist, den Ausgang der Photoröhre entsprechend den vorbeschriebenen Schwärzungsbeträgen zu erfassen. Wenn die Schwärzung von einem Betrag zu einem anderen sich verändert, wird der Schreibstift im Sinne einer Schreibstellung oder einer Nichtschreibstellung gesteuert, wodurch sichtbar gemacht wird, daß unterschiedliche Schwärzungsbeträge erreicht sind. Diese Unterschiede müssen relativ groß sein, bis sie ausgewertet werden. Ob eine positive oder negative Änderung vorliegt, d.h. ob die Schwärzung zunimmt oder abnimmt, kann der Betrachter der Aufzeichnung nicht sehen. Da weiterhin ein einzelner Lichtstrahl benutzt wird, kann keine Korrektur vorgenommen werden, welche die Beziehung zwischen früherer Belichtung und Schwärzung des aus-

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zuwertenden Bildes in Betracht zieht. Diese Beiichtungs-Schwärzungs-Abhängigkeit von lichtempfindlichen Schichten wurde zuerst von Hurter & Driffield angegeben und deshalb wird im folgenden von Hurter & Driffield- Kurven gesprochen. Bei Verwendung von feststehenden Kameras mit Weitwinkelobjektiv ist ein Abfall der Belichtungsstärke für Bildpunkte zu beobachten, deren lage größer als 10 Grad von der optischen Achse abweicht. Diese Erscheinung wird Vignettierung genannt. Wenn die wahre Helligkeit eines Objektes ausgewertet werden soll, muß also diese Vignettierung kompensiert werden.

Ohne Korrektur der H & D-Kurven des abzutastenden Filmes und ohne Korrektur der eventuell auftretenden Vignettierung der für die Erstellung des Filmnegativs verwendeten Linsen, werden die Ergebnisse mit Fehler behaftet sein und in gewissen Fällen wird eine auf dem Film aufgezeichnete Information überhaupt nicht ausgewertet werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Code mindestens drei Elemente (Strich, Zwischennorm, Punkt) aufweist, welche in einer Reihenfolge (Strich, Zwischenraum, Punkt) eine zunehmende Schwärzung des untersuchten Negativs und in der anderen Reihenfolge (Strich, Punkt, Zwischenraum) eine abnehmende Schwärzung anzeigen.

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Diese Einrichtung ist relativ einfach und bedeutet keinen großen Aufwand. Sie "baut auf den Prinzipien von Mikrodensitometern auf und erstellt automatisch eine flächige, d.h. zweidimensional Zeichnung von gleichen optischen Schwärzungs-

kurven. Ee werden so auf Röntgenfilm oder normalen Film aufgezeichnete Einzelheiten ausgewertet, die nicht mit heute üblichen qualitativen BeStimmungamethoden ausgewertet werden können. Die Einrichtung nach der Erfindung läßt Objekte mit sehr geringem Kontrast noch sichtbar werden, indem quantitativ die Punkt für Punkt-Übertragung von Röntgenstrahlen gezeigt wird und die Beziehung zwischen benachbarten Punkten aufrechterhalten wird, wobei die normale Körnigkeit von Röntgenstrahlfilmen unterdrückt wird.

In einer typischen Verkörperung der Erfindung tastet ein Mikrodensitometer das Negativbild mit einem Lichtstrahl ab und die Sciiwarzungsveranderungen v/erden auf eine Platte aufgezeichnet, welche auf einem durch einen Pantographen mit dem filmführenden Mittel verbundenen TiBch angebracht ist. \ieim eine vollständige Abtastlinie ausgewertet ist, bleibt die Hinrichtung stallen, Irehrt aur'iol·; unl tastet eine neue Linie ab. Ein durch ein Solenoid gesteuerter Schreibstift zeigt die Schwärzungsänderung in Form eines aus drei Symbolzeichen bestehenden Codes aus. Innerhalb den Grenzen eines ersten optischen Scliv.'ärzungsbereiches wird eins feste, je rad e Linie ausgezeichnet. Wenn die Schwärzung zunimmt und einen zweiten, nächsthöheren Bereich erreicht, wird der Schreibgriffel außer

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Schreibstellung gebracht. Wenn die Schwärzung zu einem nächsten, dritten Bereich gelangt, dann wird der Schreibgriffel in eine Auf- und Abwärtsbewegung versetzt und zeichnet eine Serie von Punkten auf, solange die Schwärzung innerhalb dieses dritten Bereiches bleibt. Wenn die Schwärzung danach zu einem vierten, fünften und sechsten Bereich ansteigt, dann schreibt der Schreibgriffel eine ausgezogene Linie für den vierten Bereich, eine Leerstelle für den fünften Bereich und eine Reihe von Punkten für den sechsten Bereich. Dabei entsprechen sich selbstverständlich die einzelnen Abtastzeiten für die Bereiche und die Steuerzeiten des Griffels. Bei ständig zunehmender Schwärzung wird demnach ein typisches Muster ' bestehend aus Strich - Zwischenraum - Punkt, Strich - Zwischenraum - Punkt usw. aufgezeichnet, während bei einer Schwärzungsabnahme das entsprechende Muster aus Strich - Punkt - Zwischenraum, Strich - Punkt - Zwischenraum usw. besteht. Es kann also leicht zu- und abnehmende Schwärzung anhand dieser Muster erkannt werden. Durch eine Serie von aneinanderliegenden Abtastlinien können demnach Dias und andere photographische Aufzeichnungen abgetastet und das Resultat als eine Sohreibzeichnung der Schwärzungsdichte nach zwei Richtungen gelesen werden.

Da die aufeinanderfolgenden Schwärzungsbereiche für jeden beliebigen Wert festgelegt werden können, kann durch die Wahl von kleinen Schwärzungsschritten die Schwärzung des auszuwertenden Negativs im Sinne starker Kontraste ausgewertet werden·

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Es ist deshalb die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Mikrodensitometer zu schaffen, der automatisch einen flächigen, d.h. zweidimensionalen Schrieb von Bereichen gleicher Schwärzung erzeugt, die im Zusammenhang mit einer photographischen Platte stehen·

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Mikrodensitometer zu schaffen, weloher eine Korrektur der Belichtungs-Schwärzungsabhängigkeit des verwendeten Films erlaubt und falls erwünscht einen Ausgleich der Linsenvignettierung schafft.

Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, Objekte mit sehr geringem Kontrast aufzulösen, welche auf photographischen Aufzeichnungen erscheinen«

Ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Mikrodensitometer zu schaffen, welcher automatisch und quantitativ die Punkt-für-Punkt-RöntgenstrahlübertragungsCharakteristiken einer photographischen Aufzeichnung wie ein Röntgenstrahlnegativ und die Beziehung zu benachbarten Punkten aufzeichnet.

Ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Mikrodensitometer zu schaffen, weloher

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automatisch einen zweidimensionalen Schrieb von fläohengleieher Schwärzung erkennen läßt und dabei die normale Körnigkeit des Filmmaterials unterdrückt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Die Erfindung selbst, der Aufbau und Wirkungsweise der hierzu notwendigen Apparatur werden am besten im Zusammenhang mit der nun folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verstanden.

. 1 ist eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus der Apparatur nach der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung von Mitteln zur Vignettierungskorre-ktur}

Fig. 3A zeigt ein Beispiel einer Schwärzungsverteilung entlang einer Linie auf einer photοgraphischen Platte;

Fig. 3B ist ein Diagramm zur Erläuterung der Aufteilung der Schwärzungskurve im Bereiche;

Fig. 3C macht die Art der Umsetzung (Umwandlung) der ursprünglichen Schwärzung in zeichnerische Muster nach der Erfindung deutlich, wobei die Schwärzungsverteilung entlang einer Linie nach Fig. 3A zugrundegelegt ist j 90984S/13U

Fig. 4 ist ein Beispiel einer Aufzeichnung, wie es die Einrichtung herstellt; es werden einzelne Aufzeichnungsbereiohe weggelassen bzw. die Linien der Aufzeichnung auseinandergezogen;

Fig. 5A ist eine zehnfache Vergrößerung einer von der Einrichtung gelieferten Aufzeichnung;

Fig. 5B zeigt die Größe des Negativs, aus dem die Aufzeichnung nach Fig· 5A entstanden ist.

In Fig. 1 iBt eine Optik in der Art eines Mikroskops angedeutet, die aus Linsen 28.1 und 28.2 zum Abtasten eines aufgezeichneten und nicht dargestellten Bildes dienen. Dieses Bild besteht beispielsweise aus einem Röntgenfilmnegativ und wird in die öffnung eines Halters 12.1.für Aufzeichnungsträger eingelegt. Die Abtastung in einer Richtung (iiü folgenden mit x-Richtung bezeichnet) wird mit Hilfe eines Motors 22.1, einer Leitspindel 22.2 und einer Hebelübersetzung aus Teilen 20.1; 20.21 16.3; 18.1; 16.1; 16·2; 12.2 und 12.1 bewerkstelligt. Die Leitspindel 22.2 steht in geeigneter Verbindung mit einer Schreib- oder Aufzeiohnungsplatte 20.1, so daß die Rotation der Leitspindel 22.2 die Aufzeichnungsplatte 20.1 in einer Richtung fortbewegt. In der x-Riohtung ist die Aufzeichnungsplatte 20.1 auf- und abbewegbar, d.h. zwischen Anschlag-

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schaltern 78.1 und 78.2 geführt, welche zum Abschalten des Motors 22.1 dienen, wenn die Aufzeichnungsplatte 20.1 eine νorbestimmte Auslenkung erfahren hat. Der Halter 12.1 ist mit der Aufzeichnungsplatte 20.1 mit Hilfe eines sogenannten Pantogra,pharmes 16„1 verbunden, v/elcher Stifte 16.1 und 16.3 an den Enden trägt. "Der Stift 16.3 greift in eine Öffnung einer Verlängerung 20.2 der Aufzeichnungsplatte 20.1 ein, während der Stift 16«2 in eine Öffnung einer Verlängerung 12.2 des Halters

12.1 angreift. In der Darstellung ist der Pantographarm 16.1 um den Punkt 18.1 schwenkbar gelagert; es ist jedoch möglich, eine größere oder geringere Vergrößerung auf der Aufzeichnungsplatte 20<. 1 zu erzielen, indem der Drehpunkt auf dem Hebelarm verändert wird und beispielsweise mit den Öffnungen

18.2 oder 18.3 zusammenfällt,

Wenn also die Aufzeichnungsplatte 20.1 sich in der x-Richtung bewegt, dann bewegt sich der Halter 12.1 in Gegenrichtung mit entsprechender Übersetzung.

Zur Abtastung des im Halter 12.1 eingelegten Bildes bzw. Photograph!e in der y-Richtung (rechtο und links) wird der Halter 12.1 mit Hilfe eines Schrittmotors 14.2 und einer weiteren in einem lappen 12.3 angreifenden Spindel 14,1 verschoben. Zugleich mit der durch den. luotor 14₀2 orteilten Bewegung treibt ein weiterer Schrittmotor 76„1 eine weitere

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. Spindel 76.2 an und bestimmt die Lage in der y-Richtung eines Schreibstiftes 82 relativ zur Aufzeichnungsplatte 20.1. Gleichzeitig damit wird auf noch zu beschreibende Weise ein Solenoid 80 &« gesteuert, welches die Schreibart des Stiftes bestimmt. Die beiden Motoren 14.2 und 76»1 sind durch geeignete Leitungen mit einer in einem Schaltkasten 72 liegenden Lagetasteinrichtung verbunden, deren Versorgungsspannung an Klemmen zugeführt wird. Mit Hilfe der Lägetasteinrichtung kann die Vergrößerung zwischen Bild und Aufzeichnung in der y-Richtung frei gewählt werden.

nachdem die Bolativbewegungen in der y- und x-Richtung für Halter und Aufζeichnungsplatte beschrieben sind, wird nunmehr das Abtastsystem beschrieben» Das von einer Lichtquelle 24 erzeugte Licht wird gebündelt und als Abtaststrahlen 30₀1 und 30.2 verwendet. Der Abtaststrahl 30„1 wird an einem Spiegel 26ο 1 reflektiert, durchdringt die Linsen 28.2, weiterhin das abzutastende Bild und dann die Linse 28.1. Danach gelangt der Abtaststrahl zu einem weiteren Spiegel 26.2, wo er erneut reflektiert unü durch eine Blende 84 geworfen wird, deren Größe und Lage mit Hilfe von Schrauben 86.1 und 86.2 veränderbar ist. lüe Blende 84 bestimmt den genauen Querschnitt des Abtaststrahles 30.1 in diesem Punkt des Strahlenpfades. Nachdem d::r Strahl durch die Blende 84 gelangt ist, wird er erneut durch einen Spiegel 26.5 reflektiert, danach wird er durch

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ein Linsensystem 32.1 in Richtung auf einen Photomultiplikator 36 hin gebündelt' und fokussiert. Der Strahl 30.2 wird gleichzeitig mit dem Strahl 3Oo 1 geformt und lurch Reflexion an einem Spiegel 26 ₀3 durch ein optisches Schwärzungsübersetzungssystem geleitet, das als H & D-Keil 68 ausgebildet ist. Bei dieser Ausbildung verändert sich der Querschnitt entlang der Länge und damit die Grauabschattung, womit diese Einrichtung mit einer photographischen Grauskala verglichen v/erien kann. Die Funktion des Keils 68 wird später erläutert.

V/enn der Strahl 3O₀2 den Keil 68 durchdrungen hat, v/ird er an einem Spiegel 26»4 und einem weiteren Spiegel 26.6 reflektiert, in einem Linsensystem 32.2 aufgesammelt und auf den Photomultiplikator 36 fokussiert.

Ein Synchronmotor 38 wird über eine Wechselctromquelle mit 60 Perioden pro Sekunde über Klemmen 40 gespeist und treibt eine Scheibe 34»1 an, welche Öffnungen 34.2 und 34.3 für die Abtaststrahlen 30.1 und 3O„2 besitzt. Die Lage dieser Öffnungen 34.2 und 34.3 ist derart, üaß jede Öffnung nur einen einzigen Abtaststrahl hindurchläßt» Entsprechend der synchronen Umdrehungszahl des Motors 38 beträgt die Pulsfrequenz jedes Strahles ungefähr 60 Wechsel pro Sekunde, wenn die Scheibe 34.1 rotiert, dann fallen die Lichtstrahlen 30.1 und 30.2 nacheinander auf den Photomultiplikator 36, der die gewöhn-

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lichen Vervielfältigungsoberflachen aufweist» Durch diesen Zerhackvorgang mit 60 Perioden kann die Intensität der Strahlen 30.1 und 30.2 mit einer Vergleichseinrichtung in einem

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Schaltkasten 42 verglichen werden. Die Stromzuführung zu diesem Schaltkasten 42 geschieht über Klemmen 44. Wenn die Intensität eines Strahles größer als die Intensität des anderen ist, dann wird ein geeignetes Signal aurch die Vergleichsschaltung ü^e^il⁽l^e^ ^un^ vom Schaltkasten 42 zu einem W Servomotor 70.1 geliefert, v/elcher eine Riemenscheibe 70.2, einen Riemen 66 und den Keil 68 in geeigneter Ri-htung antreibt. Wenn beispielsweise der Strahl 30.1, welcher als Abtaststrahl durch aas aufgezeichnete Bild hindurchdringt, eine größere Intensität hat als der aurch den Keil 68 dringende Strahl, dann verursacht Oas zum Servomotor 70.1 gelieferte bignal sine Drehung uer Riemenscheibe 70.2 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Strahl 30.2 durch einen weniger dichten Teil des Keils 68 hindurchtritt. Die Verschie- λ bung des Keils 68 erfolgt solange, bis die Strahlen 30.1 und 30.2 gleiche Intensitäten für uen Photomultiplikator 36 aufweisen, und dieses Spiel wird für jeden Teil der abzutastenden Fläche wiederholt.

Vom Riemen 66 wird noch ein Komuutatorschaltmechanismus in uer Art einer Kodierscheibe 62 angetrieben. Die Stelle, an der der LichtstrJiLl 33.2 durch den Keil 68 hindurchdringt, v/ird also

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durch die Lage der Kodierscheibe 62 festgehalten. Kontakte 64.1 und 64o2 sind jeweils an einem Schleifring 60.1 und 60.2 einer Kontaktwelle 30,3 befestigt und gegenüber der Kodierscheibe 62 verscliieblich angeordnet. Die Schleifringe 60.1 und 60.2 stehen in leitender Verbindung mit einer Codeauswertungseinrichtung 56, welche das Solenoid 80 steuert. Entsprechend der Kombination der Zwischenräume auf der Kodierscheibe 62, auf denen die Kontakte 64.2 und 64.1 ruhen, werden Codeimpulse von der Einriohtung 56 ausgesendet, welche das Solenoid im Sinne einer ochreibstellung des Stiftes 82 für "weiß" (d.h. kein Schrieb) "Punktreihe" oder "ausgezogene Linie" steuern. Wenn also der Abtaststrahl 30.1 durch Teile mit verschiedener Schwärzung des nicht dargestellten Bildes dringt, dann wiri der Keil 68 entsprechend von der Schwärzung des nicht dargestellten Bildes nach vorwärts und rückwärts bewegt und die rotierende Kodierscheibe 60_e2 liefert diese Information zur Kodierpulseinrichtung' 56, welche eine Kodierpulsfolge abgibt, ,/eiche leicht als im Zusammenhang mit zunehmender oder abnehmender Schwärzung des Bildes als im Zusammenhang stehend srkannt v/erden kann.

"v/ie bereits erwähnt ist .,.er Keil 68 ein II <x J-Keil. Schwärzungsverteilun_e; iieses Keils fol^t -^r Licht-Schwärzung s abhängigke it bei photo graphischem !,iaterial, aus welchem das nicht dargestellte, abgetastete Bild geferlägt ist. Solche

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BAD ν

Teile wurden erstellt, indem ph.otograpliisch.er PiIm durch einen linear ansteigenden Keil belichtet wurde, der PiIm mit entsprechendem Kontrast entwickelt wurde, um die H & D-Kurve der Emulsion des abgetasteten Negativs zu ermitteln.

Wenn keine Korrekturbewegung des Keils notv/endig iut, dann tritt die Schreibeinrichtung in Punktion. Be ist j οJoch häufig notwendig, eine Korrekturbewegung wegen der Vignettierung zu machen. Diese wird mit Hilfe einer Vignettier3teuereinriehtung 46 durchgeführt, welche aus einer Scheibe 52 mit konzentrischen, kreisförmigen, elektrisch leitenden Ringen besteht» Jeder Ring ist mit einem variablen Widerstand 50 verbunden und alle Widerstände sind miteinander und mit einer Spannung ε; quelle 54 verbunden. Ein mit der Aufzeichnungsplatte 20.1 über einen Arm 48»2 verbundener Kontaktgriffei 48.1 tastet die VignettiersteuerscIieiLe 5C ab. Der Kontaktgriffel 48„1 steht in leitender Verbindung mit dem Servomotor 58.

Der näheren Erläuterung der Punktion und der Wirkungsweise ;](-.r Vignettierstoueroinriclitung 46 ist die Darstellung der Pig.2 gewidmet. Der Kontaktgriffel 48.1 tastet die leitenden Ringe 52₆1 entlang der gestrichelter, linie 88 ab₀ Die variablen Vilex'auäride 50 werden mit einem Ende jeweils mit einem konzentrischen, leitenden Ring verbunden und sind mit dem anderen EnIe gemeinsam mit der Sparmungsquelle 54 verbunden. Wenn der Kontaktgrirfel 48.1 beiüj.)ijl£.weise von unten nach oben über

BAD OIVälft 909845/T3U

die Scheibe 52 streicht, erhält der Servomotor 53 unterschiedliche Speisungsspannungen (entsprechend der Lage des Kontaktgriff υIs 48.1 und der Aufzeichnungsplatte 20.1) v/elche den Servomotor 58 nach einem gegebenen Muster v/Ei it er zudrehen veranlaßt, wobei die Korrektur für jede vorkommende Vignettierung geschehen kann· Es kann auch festgestellt werden, dai3 die Kontaktscheibe 60,3 auf der rotierenden V/elle des Servomotors 58 befestigt ist. Die Codescheibe 62 ist konzentrisch zur Kontaktscheibe 60„3 montiert und ihre Ausgangslage bezüglich der Drehung ist in zusätzlicher Übereinstimmung mit der Intensität des Strahleo 30.1 fGst^elegt. Der servomotor 5B bewegt die Kontakte 64.1 und 64.2 auf oer Kontaktscheibe cO.3 in Gegenrichtung mit der Drehrichtung der Codescheibe 62 um, was der Kompensation der Vignettierung dient. Dur Kontaktgriff el 48o1, v/elcher über die Scheibe 52 streicht, kommt nacheinander mit 60 konzentrisch leitenden Ringen 42.1 zusammen. Die variablen widerstände 50 sind als Potentiometer ausgebildet und entsprechend ■-■ er notwendigen Korrek tür spannung für den Servomotor 58 eingestellt. V/ährend des Arbeitens der Anlage rotiert der Servomotor"58 in Gegenrichtung zum Kommutator 60»3 und zu den Kontakten 64.1 und 64.2, welche das aufzuzeichnende Codesignal zum Solenoid 80 liefern. Da das zum Solenoid 80 gelieferte Gouesignal die ochreibsteuarung des Schreibgriffels 82 liefert oder b stimmt, gleicht der Schrieb die durch Lichtabfall zum Rande verursachte Vignettierung abzutastenden Feldes aus.

309845/1314 bad c^

Es werden nuniaelir die Pig. 3A, 3B und 3C behandelt, welche eine bildliche Darstellung des in der Einrichtung benutzten Codes geben. Fig. 3A ist ein Diagramm der Schwärzung entlang einer Linie auf dem abzutastenden ITegativ. In Fig. 3B ist die Schwärzungskurve der Pig. 3A durch eine Reihe von horizontal gelegten Streifen ("Codestreifen") unterteilt. In Fig. 3B und 3C nimmt jeder Codestreifen einen Raum von ungefähr 0,1 willkürlich angenommenen Schwärzungseinheiten ein und jede Schwärzungseinheit ist entweder als "Zwischenraum" (leersteile, Veißstelle) oder als "Punkt" oder als "Linie"· codiert. Henri also die Schwärzung von 0 zu 0,1 zunimmt, ist ein "Zwischenraum" Codestreifen gegeben und ein Zwischenraum 92 erscheint im Schrieb 90. Wenn die Dichte zwischen 0,1 und 0,2 liegt, d.h. wenn die Kurve durch einen "Punkt" Codestreifen streicht, uann werden eine Reihe von Punkten 94 durch den Schrieb aufgezeichnet, nenn die Dichte zwischen 0,2 und 0,3 liegt, d.h. die Kurve durch einen "Strich"-Codistreifen hindurchgeht, dann wird sine Linie 96 aufgezeichnet. Danach wird eine Aufeinanderfolge von Zwischenraum 92.1, Punkten 94.1, Strich 96.1, Zwischenraum 92.2, Punkt 94.2 durch den Schrieb aufgezeichnet. Danach nimi^t uie cchwärzung wieder entlang der Kurve ab uixi kehrt zu einem Wert unterhalb von 0,1 zurück. Beim Zurückschreiten entlang der fallenden Schwärzungskurve wird ein Bereich 96 aufgszeicrmet, der Zwischenraum, Linie, Punkt, Zwischenraum, Linie, Punkt, Zwischenraum aufweist.

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Danach nimmt die Dichte wieder etwas zu uni der ursprüngliche Code "Zwischenraum, Punkt, Linie" wird erneut aufgezeichnet, wie im Bereich 98 gezeigt ist. Im folgenden Teil abnehmender Schwärzung der Kurve beim Bereich 100 weist der Code Punkte, Zwischenraum und Linie auf.

In Fig. 4 ist ein Beispiel eines üchriebes gezeigt, wie ihn der Apparat nach der Erfindung herstellt, jedoch aus Gründen der Darstellung mit weitauseinander gezogenen Abtastlinien der Fig. 30. In Fig. 4 sind die Linien 102 und 108 ununterbrochen entlang der gesamten Abtastlinie gezogen und stellen ♦ die äußeren Begrenzungslinien des abgetasteten Bildes dar. Die Richtung der Abtastung-.vird durch den Pfeil 110 dargestellt. Auf der Linie 104 sind zwei Bereiche zu sehen und zwar in Aufeinanderfolge eine Linie 96, ein Zwischenraum 92 und ein Punkt 94, was zmi-'unend-j Schwärzung bedeutet. Die Abtastlinie 106 \.'eist einen ,Bereich 96 auf, der ^ine Linien-, Punkt-, Zvvischenraumf ο Ige hat, w&g eine abnehmende Schwärzung anzeigt. Außerdem ist J ort noch ein Bereich 98 mit r.iner Zwischenraum-, Punkt-, Linienfolje vorhanden, v/as eine zunehmende Schwärzung anzeigt. Ls int also auf der einzelnen Linie 106 sowohl eine abnehmende wie auch eine zunehmende Schwärzung aufgezeichnet.

In Fig. 5A ist Ληβ Zeichnung desselben Beispiels wie in Fig. gezeigt, v/obei eia Abtastlinien eng uiiaiimnjor liegen. Aus

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Gründen der Klarheit dar Jarstellung und um die Zeichnung als Ausstellungsstück auszuweisen, v/urden die oben erwähnten Hummern fortgelassen. Bei genauer Betrachtung ist ersichtlich, daß jede Linie aus Zwischenraum-, Punkt-, Linien- oder Linien-, Punkt-, Zwischenraumstücken aufgebaut ist, welche zunehmende oder abnehmende ochwärzung anzeigen.

In i'ig. 5B ist die verwendete Größe das abgetasteten Bildes, aus uem die Fig. 5A entstanden ist, dargestellt. Es ist also sowohl eine Vergrößerung in Längsrichtung als auch in Breitenrichtun.j esa Bildes möglich. In der Beschreibung v/ar -lies * als x- und y-Kichtung bezeichnet worden. Die Vergrößerung nach :.ier x~ oaer y-IÜchtung ist, wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, unabhängig voneinander. Daraus folgt, daß, wenn in einer liicirtung vergrößert v/ird, die andere Sichburig ourchaus üicht vergrößert zu ,verden braucht.

Die Beschreibung handelt von einem Ausf uhrungsbiiispiel; es ist ;":o..iit klar, aaß verschiedene Abänderungen und Llodifikationeii iiiöglich sind, ohne aus dom Bereich dar Erfindung zu ^-.-läi.jiri. 80 ist z.Bo möglich, die Vignettiersteuerscheibe 52 oi.nsc-3ll& CUo Hingen für eine symmetrische Korrektur der Yignettiarung zu machen, diese aus anders geformten Korrektur-•;l&u3rit'Jü aufzubauen, um andere Typen von Lichtverlusten auszugleichen, welche anderen geometrischen i'oruen zugeordnet

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werden können. JSs wird angenommen, daß die nun folgenden Ansprüche alle diese Abänderungen und Liodifikationen abdecken, welche in asn Bereich uer .lirfinaung fallen.

DA 309845/13U

Claims (1)

1. Vi

   Patentajiaprüclie

   1# Mikrodensitometer, der zur Analyse von photograph!sehen Negativen und an-deren Proben eine codierte Aufzeichnung aus der Sohwärzungaverteilung entlang von abgetasteten Linien der Negative bzw. Proben erstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Code mindestens drei Elemente (Strich, Zwischenraum, Punkt) aufweist, Vielehe in einer Reihenfolge (Strich, Zwischenraum, Punkt) eine zunehmende Schwärzung des untersuchten Negativs bzw. Probe und in der anderen Reihenfolge (Strich, Punkt, Zwischenraum) eine abnehmende Schwärzung anzeigen.

   2. Mikrodensitometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des AbtastStrahles (30.1) an einem variablen Vergleich3wert gemessen wird, dessen Größe von der Lage des Abtaststrahles (30.1) in Beziehung zum abgetasteten Negativ bzw. Probe abhängig ist.

   3· Mikrodensitometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Abtaststrahl (30.1) noch ein Vergleichsstrahl (30.2) verwendet wird, dessen Intensität als variabler Vergleichswert so verändert wird, daß die durch die nichtlineare Abhängigkeit der Schwärzung von der Belichtung bei photographischen Negativen gegebene Verzerrung ausgeglichen wird.

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   4. Mikrodensitometer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Vergleichsstrahles (30.2) ein Keil (68) verwendet wird, dessen Lage in Abhängigkeit der Intensität des Abtaststrahlee (30.1) gesteuert wird.

   5. Mikrodensitometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umriß des Keils (68) der Belichtungs-Schwärzungskurve von photographischen Filmen der jeweils verwendeten Art entspricht.

   6. Mikrodensitorneter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung einer Probe (Filmnegativ), auf der ein Charakteristikum dargestellt ist, und welche die Charakteristik so verzerrt, als ob diese Charakteristik einen Wert aufweist, der vom richtigen Wert um einen bestimmten und bekannten Wert abweicht, welcher Betrag vom wirklichen Wert der Charakteristik bestimmt wird, und daß die Abtastmittel Koinpensationsmittel zur Kompensation der genannten Verzerrung einschließen, wobei eine Messung des Charakteristikums abgeleitet wird, die im wesentlichen frei von der Verzerrung int.

   7» Mikrodensitometer nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzerrung im Standard (Vergleichswert) verkörpert ist, wobei diese Verzerrung bei der Einstellung der Null-Lage berücksichtigt wird.

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   8β Mikrodensitometer naoh Anspruch 7 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung einer Messung der Intensität - das genannte Charakteristikum - eines einfallenden Strahlungsflusses, welcher ein Bild auf der Probe erzeugt hat und fähig Ist, die auf die Probe einfallende Strahlung zu verändern, wobei der Standard einen optischen Abschwächungskeil darstellt und die optische Abschwächung des Lichtes bzw» Schwärzung nicht linear entlang des Keiles, sondern proportional dem Logarithmus der wirklichen optischen Schwärzung ver- äk teilt sind, der diese Lage entlang des Keiles entspricht.

   9ο Mikrodensitometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,■» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel einen Kommutator, Kontaktmittel im elektrischen Kontakt mit dem Kommutator und eine die Markierungsart auswählende Einrichtung enthalten, welche mit dem Kontaktmittel verbunden ist und zum Auswählen einer Art des aufzuzeichnenden Musters dient, welche Einrichtung abhängig von der Lage der Kontaktmittel auf dem Kommutator ist, erste Kontaktmittel aufweist, welche mit den Kontaktmitteln zusammenarbeiten, um die erste Markierungsart auszuwählen, weiterhin zweite Kontaktmittel zum Zusamuenarbeiten mit den Kontaktaiittelii aufweist, welche so die zweite Markierungsart auswählen und dritte Kontaktmittel zur Zusammenarbeit mit den Kontaktmitteln aufweist, welche die dritte Art der Markierung auswählt, daß weiterhin Mittel vorhanden

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   sind, welche eine Relativbewegung zwischen dem Kommutator und den Kontaktmitteln in Abhängigkeit des Wertes des Charakteristikums erzeugen, die durch die Abtasteinrichtung abgetastet wird.

   1Oe Mikrodensitometer nach Anspruch 9 und 3ι dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator bewegbar ist und Segmente aufweist, welche die Kontaktmittel darstellen, daß Mittel zum Kuppeln des Standards und des Kommutators vorhanden sind, welche einen entsprechenden Betrag von Bewegung des Kommutators schaffen, wenn der Standard körperlich ausgelenkt ist.

   11, MLkrülensitometir nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel durch zwei Kontakte dargestellt sind.

   12. Mikrodensitonieter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auswerten einer Probe, auf der die zu messenden oad verkörpernden Charakteristiken 30 dargestellt sind, daß der Betrag der Charakteristik, wie er sich in jedem elementaren Bereich bzw. Region der Probe darstellt, vom wahren Wert der Charakteristik abweicht und zwar als Funktion des Abstandes von jeder elementaren Region der Probe von sinem vorbestimmten Bezugs-Elementar-Region der Probe, daß die Einrichtung Mittel aufweist, welche während des Ar-

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   beitens die genannten Differenzen kompensieren, welche eine Funktion des Abstandes sind, und daß dabei das Charakteristikum als im wesentlichen frei von selchen Differenzen ζar Verfügung steht.

   13. Mikrodensitoüieter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung und Aufzeichnung von Wechsel in der Schwärzung eines photographischen Bildes, welches durch eine Linse erzeugt wurde, die der Vignettierung unterworfen ist, wobei die genannte Schwärzung ungleichmäßig als ihon.-cticm der radialen Entfernung "von d-r optischen Achse dieser Linse verteilt ist, weil das auf das photographische Material fallende Licht nichtaxialen Strahlen zum Teil angehört und insofern abgesohwächt ist, was sich auf der Photographie bemerkbar macht, und daß Kompensationsmittel vorgesehen sind, welche die

   g b'sw, —messung kompensieren.

   14ο Mikrodensito."nater nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsmittel der genannten Unterschiede, welche eine Punktion des Abstandes jedes Elementareloments von einem vorgegebenen Bezugsslemeiit Όζ:·:_β Ragi in si^i, '1:1-3 Ta 3tvorrio".ituu£ ?£ithvG.t?;n, -.«lohe aiit der Markierungseinrichtung, und der Vorschubeinrichtung für das Aufzeichnungsmedium im Zusammenhang stehen und zur Abtastung des Abstandes einen Elementarregion von der genannten vorbastimmten Bezugsregion dient

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   und daß Werkmittel, welche von den Abtastmitteln gesteuert werden, vorgesehen sind und in Übereinstimmung mit der genannten Abstandsfunktion stehen und die Kontrollmittel kontrollieren, so daß die genannten Unterschiede, welche eine Punktion des Abstandes sind, in wesentlichen eliminiert werden.

   15. Mikrodensitometer nach Anspruch 14, 19 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkmittel eine Relativverschiebung zwischen dem Kommutator und den KontaktmitteIn unabhängig von der Relativbewegung bewirken, welche in Abhängigkeit vom Wert erzeugt wird, welcher durch die Prüfmittel abgetastet wird.

   16. Mikrodensitometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungseinrichtung derart beschaffen ist, daß in ?iner ersten Betriebsart die Einrichtung eine zusammenhängende linie, in einer zweiten Betriebsart Punkte, in einer dritten Betriebsart eine Leerstelle bzw. Zwischenraum aufzeichnet, wobei die Markierung auf einem Aufzeichnungsmedium aus einem Muster von Linien und Punkten oder Flecken und Zwischenräumen besteht.

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   17· Mikrodensitometer naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung von HelatiTbewegung in mindestens einer Richtung eine größere Relativgesohwindigkeit zwischen der Markierungseinrichtung und dem Tisch des Aufeeichnungsmediums schafft, als zwischen dem Prüfmittel und dem Probenhalter,

   18, Verfahren zum Untersuchen einer ^robe und anschließendem * Aufzeichnen des Resultates der Untersuchung, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte*

   a) Schrittweises, anhand von Elementarregionen entlang eines Pfades vorgenommenea Abtasten der Probe, wobei eine Markiervorrichtung relativ zu einem Aufzeichnungsträger entlang einem zugehörigen Pfad verschoben wird,

   b) Markieren des Aufzeichnungsträgers in Übereinstimmung mit den Werten eines Oharakteristikums der abgetasteten Probe und entsprechend einem vorgegebenen Code, welcher mindestens drei einzelne Muster aufweist, und wobei die Markierung derart ist, daß der genannte entsprechende Pfad unabhängig von dem abgetasteten Wert ist, während die Markierweise bzw. das Muster so beim Vorkommen eines vorbestimmten Wachseis des abgetasteten Oharakteristikums verändert wird, daß die Folge der Wechsel der Schreibarten duroh

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   die Richtung der genannten vorgegebenen Wechsel bestimmt ist, wobei die Markierung auf den Aufzeichnungsträger veranlaßt wird als eine Folge von Muster zu erscheinen, welche Auskunft darüber geben, welche Richtung oder Richtungen des Wechsele des Charakteristikume stattfinden, die entlang des Pfades der untersuchten Probe sich repräsentieren.

   19· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennseiohnet, daß ein Standard des Charakteriatikuma vorgesehen ist, gegen welchen Standard das Charakteristiken abgeschätzt wird, daß der Standard ungleichförmig iet und an verschiedenen Regionen verschiedene Werte des Charakteristikums darstellt, daß eine Relatiwerschiebung zwischen dem Standard und dem Prüfmittel stattfindet, die zum Prüfen und Erhalten einer Null-Lage dienen, wobei die Relativlage des Standard und der Prüfmittel den Wert des Charakteristikums darstellen.

   20» Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe das Charakteristikum so verzerrt, daß das Charakter!stikum sich als ein Wert darstellt, der vom wahren Wert des Charakter!stücums durch einen bekannten Betrag abweicht und der durch den wahren Wert dee Charakteristikums bestimmt wird, daß eine Kompensation dieser Verzerrung durchgeführt wird, wobei die Markierung auf dem Aufzeichnungsträger im wesentlichen frei von der Verzerrung erhalten wird.

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   21. Mikrodensltometer nach Anspruch 20 und 19, dadurch gekenn-· «eichnet, daß die Verzerrung im Standard verkörpert ist, wobei die Verzerrung während der Einstellung der Null-Iage in Betracht gezogen wird. «

   22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 Tals 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Charakteristikum so auf der ^robe dargestellt wurde, daß der Wert des Gharakteri3tikums, wie er sich in ;jeder Elementarregion der Probe darstellt, vom wahren Wert des Charakteristikums als eine bekannte Punktion des Abstandes jeder Elementarregion von einer vorgsgebenen Bezugselementarregion unterscheidet, daß solche Differenzen der Werte kompensiert werden, welche eine Punktion de3 Abstanäes sind, indem der Abstand einer Elementarregion von der vorbestimmten Bezugselementarregion abgetastet wird und indem der Wert des abgetasteten Charakteristikums durch eine entsprechende, festgestellte Entfernung korrigiert .«'ird, wobei das Charakteristikum als in wesentlichen frei von solchen Unterschieden aufgezeichnet wird,

   23. MikroderBitoineter oder Verfahren zur ^e.ssung _una_ anschließender Aufzeichnung des Wertes eines Charakteristikums, welches auf einer Probe dargestellt X3t, gekennzeichnet durch den Inhalt der Beschreibung und der Zeichnungen.

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   24. Zweidimensionale Aufzeichnung vom Wechsel eines Oharakteristikums einer im wesentlichen zweidimensionalen Größe, wobei das genannte Oharakteristikum von einer Elementarregion der genannten Größe zur nächsten variieren kann, enthaltend einen Aufzeichnungsträger und auf diesem Aufzeichnungsträger eine Mehrzahl von linearen Abtastmarkierungen entsprechend zu jeweiligen linear abgetasteten Regionen der genannten Größe, wobei diese Markierungen entsprechend einem vorgegebenen Oode angebracht werden, welcher mindestens drei einzelne Muster aufweist, wobei die genannten Markierungen in jeder Abtaetlinie von einem der genannten Muster zu einem anderen in einer vorgegebenen Folge wechseln, wenn sich das genannte Charakteri-· stikum um einen vorgegebenen Wert am entsprechenden Platz in der entsprechenden, abgetasteten Region der genannten Größe ändert, wobei die Richtung dieser Folge entlang jeder Abtaetlinie auf dem genannten Aufzeichnungsträger der Richtung dee Wechsels des genannten Charakteristikums entlang der entsprechenden linear abgetasteten Region der genannten Größe entspricht.

   25. Aufzeichnung entsprechend Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine zweidimensional Isophot-Aufzeiohnung auf einem photograph! sehen Dia, bei dem die genannten Markierungen in jeder Abtaetlinie auf einen Wechsel der Schwärzung des Dias abweoheeln.

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   26. Eine Aufzeichnung nach Anspruch. 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Oode abwechselnd aus einer ständigen Linie, einer intermittierenden Serie von Punkten und einer ständigen Abwesenheit von Markierung besteht«,

   27· Eine Aufzeichnung nach einem der Ansprüche 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie größer als die genannte Größe in mindestens einer Richtung ist.

   28o Ein Aufzeichnungsträger, welcher Markierungen trägt, welche durch einen Apparat erzeugt wurden, der nach einem der
   Ansprüche 1 bis 17 und 23 oder durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22 erzeugt wurde.

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