DE1522816C - Mikrodensitometer - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an ser Helligkeitswechsel, über eine Strecke von V₁₀ mm Mikrodensitometer und insbesondere auf eine Vor- verteilt, vom Auge nur noch als unbestimmtes Konrichtung, welche eine photographische Aufzeichnung tinuum wahrgenommen wird. Daher kann mit dem od. dgl. abtastet und daraus eine quantitative, zwei- Auge keine vollständige Analyse von radiogradimensionale Schwärzungs- bzw. Helligkeitsaufzeich- 5 phischen Filmen vorgenommen werden.' nung des abgetasteten Bildes liefert. Ein Mikrodensitometer wurde in der Literatur de-

Die Erfindung betrifft demnach ein Mikrodensito- finiert als eine Vorrichtung, die gewöhnlich bei

meter, der zur Analyse von photographischen Nega- photographischer Spektroskopie angewendet wird und

tiven u. dgl. eine codierte Aufzeichnung aus der durch Lichtübertragungsmessung auf dem Negativ

Schwärzungsverteilung entlang von abgetasteten io aufgezeichnete Spektrallinien entdeckt, welche zu dif-

Linien des Negativs erstellt. fus oder zu schwach sind, als daß es das Auge ent-

Die Erfindung ist in der Beschreibung im decken könnte (van Nostrands Scientific Encyclo-

Zusammenhang mit Analyseradiographen beschrie- pedia 1958).

ben, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung eben- Übliche Mikrodensitometer arbeiten »eindimensio-

falls für andere Anwendungsgebiete anwendbar ist, 15 nal«, d. h. tasten entlang einer einzigen Linie der

bei denen ebenfalls in zwei Dimensionen abgetastet Probe ab. Es wird so gewöhnlich ein Schrieb der

und aufgezeichnet werden soll und Wechsel der optischen Schwärzung oder Übertragung in Abhän-

Schwärzungs- bzw. Helligkeitscharakteristiken von gigkeit der Verschiebung des abtastenden Lichtstrah-

Dias oder anderen photographischen Bildern unter- les aufgezeichnet. Wenn ein zweidimensionales

sucht werden sollen, wie z. B. bei photographischer 20 Muster hergestellt werden soll, ist es bei diesem

Analyse von Röntgenstrahlen und radiographischen Instrument notwendig, eine Serie von parallelen Ab-

Filmen, biologischen Schichtproben und astrono- tastungen zu machen und dann die Punkte gleicher

mischen Objekten wie Eklipsen u. dgl. Schwärzung nach ihren x- und y-Richtungen aufzu-^

Ein photographisches Bild bzw. entwickeltes Nega- tragen. Dieses Verfahren benötigt gewöhnlich sehr tiv kann als Summe einer großen Anzahl von punkt- 25 viel Zeit, insbesondere dann, wenn die Untersuchungsförmigen Bildbestandteilen aufgefaßt werden. Die person außerdem noch photographische Schwärzung optische Schwärzung bei einem gegebenen Bildbe- in Objekthelligkeit übertragen und die Vignettierung standteil kann in Beziehung zur tatsächlichen Hellig- durch die Kameralinse bei jedem übertragenen Punkt keit der abgebildeten Objekte gesetzt werden. Hierzu berücksichtigen muß. Es ist denkbar, daß diese Arbeit müssen die Abhängigkeiten der Schwärzung von den 30 durch einen elektronischen Rechner übernommen (chemischen) Prozessen photographischer Materialien werden kann, was jedoch einen hohen Aufwand be- und von der (physikalischen) Lichtverteilung bei deutet und darum nur -von wenigen Laboratorien Linsensystemen berücksichtigt werden. durchgeführt werden könnte.

Ein Röntgenfilm zeigt das Bild der Abschwächung Durch einen Artikel von O. C. Mohler und (Dämpfung) eines Röntgenstrahles, der ein Objekt 35 A. K. Pierce »Isophotometer hoher Auflösung«, durchsetzt hat. Der Abschwächung für eine gegebene Astrophysics Journal, Vol. i25, (1957), S. 285, ist Stelle des Objekts entspricht einer Schwärzung an ein Mikrodensitometer beschrieben, durch den photoeinem bestimmten Punkt des entwickelten Negativs. metrische Information zweidimensional durch Ab-Dies stellt »Analog«-Information dar, die von einem tasten nach zwei Richtungen ausgewertet wird. Dabei Radiographen als Qualität und Quantität des Mate- 40 wird ein Photonegativ mit Licht in einer gegebenen rials einer Schweißnaht, als Anwesenheit von Rissen Richtung abgetastet, und eine Aufzeichnungsplatte und/oder Lunker oder als Qualität von miteinander wird in entsprechender Richtung bewegt. Der Abverbundenem Material interpretiert werden kann. tastlichtstrahl wird verstärkt und zu einem »Spee-Oftmals entsteht ein Fleck im Film, der selbst einem domax«-Aufzeichner geleitet, welcher eingesetzt ist, wenig geübten Beobachter sichtbar ist und auf einen 45 den Ausgang der Photoröhre entsprechend den vor-Materialfehler hindeutet, während bei einem anderen beschriebenen Schwärzungsbeträgen zu erfassen. Film ein Materialfehler so wenig sichtbar ist, daß Wenn die Schwärzung von einem Betrag zu einem selbst ein geübter Radiograph sich nicht entscheiden anderen sich verändert, wird der Schreibstift im Sinne kann, ob das untersuchte Teil einen Fehler aufweist einer Schreibstellung oder einer Nichtschreibstellung oder nicht. 50 gesteuert, wodurch sichtbar gemächt wird, daß unter-

Während die gewöhnliche, qualitative Betrachtung schiedliche Schwärzungsbeträge erreicht sind. Diese eines Radiographfilmes schnell die meisten der züge- Unterschiede müssen relativ groß sein, bis sie ausgehörigen photogrammetrischen (größebezogenen) Ge- wertet werden. Ob eine positive oder negative Ändesichtspunkte des durchstrahlten Objekts sichtbar rung vorliegt, d. h. ob die Schwärzung zunimmt oder macht, macht diese Betrachtung keinen vollen Ge- 55 abnimmt, kann der Betrachter der Aufzeichnung nicht brauch von der photometrischen, d. h. der übertra- sehen. Da weiterhin ein einzelner Lichtstrahl benutzt gungsbezogenen Informationen des Negativs. Be- wird, kann keine Korrektur vorgenommen werden, kanntlich können schwache Helligkeitskontraste und welche die Beziehung zwischen früherer Belichtung gleitende Helligkeitsübergänge in einem Bild vom und Schwärzung des auszuwertenden Bildes in BeMenschen schwer erkannt werden. Auch der absolute 60 tracht zieht. Diese Belichtungs-Schwärzungs-Abhän-Betrag an Helligkeit bzw. Filmschwärzung kann vom gigkeit von lichtempfindlichen Schichten wurde zuerst Menschen nicht genau angegeben werden. Dies ver- von Hurter & Driffield angegeben, und desmag nur ein geeigneter mikrodensitometrischer Ana- halb wird im folgenden von Hurter & Driffield-Kurlyseapparat. Bisher war das Gewinnen solcher Infor- ven gesprochen. Bei Verwendung von feststehenden rnation langwierig, teuer und ungenau. 65 Kameras mit Weitwinkelobjektiv ist ein Abfall der

Während das menschliche Auge einen Helligkeits- Belichtungsstärke für Bildpunkte zu beobachten,

schritt von weniger als 0,02 Einheiten an einem schar- deren Lage größer als 10° von der optischen Achse

fen Übergang erkennen kann, ist es bekannt, daß die- abweicht. Diese Erscheinung wird Vignettierung ge-

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nannt. Wenn die wahre Helligkeit eines Objektes aus- Besonders vorteilhaft läßt sich vorliegende Erfingewertet werden soll, muß also diese Vignettierung dung für die automatische und quantitative Punktkompensiert werden. für-Punkt-Auswertung von Röntgenaufnahmen ver-

Ohne Korrektur der H & D-Kurven des abzu- wenden, bei denen die Beziehungen von benachbarten

tastenden Filmes und ohne Korrektur der eventuell 5 Punkten durch die Angabe der durch die Abtastlinie

auftretenden Vignettierung der für die Erstellung des entstehenden Isophoten aufgezeichnet werden. Auch

Filmnegativs verwendeten Linsen werden die Ergeb- eine Unterdrückung der normalen Körnigkeit des

nisse mit Fehlern behaftet sein, und in gewissen Fäl- Filmmaterials ist hiermit möglich,

len wird eine auf dem Film aufgezeichnete Informa- Die Zeichnung dient der weiteren Erläuterung der

tion überhaupt nicht ausgewertet werden. io Erfindung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Auf- Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Ge-

gabe zugrunde, ein verbessertes Mikrodensitometer samtaufbaus der Apparatur nach der Erfindung;

zu schaffen, das automatisch einen flächigen, d. h. F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung von

zweidimensionalen Schrieb von Bereichen gleicher Mitteln zur Vignettierungskorrektur;

Schwärzung erzeugt, die im Zusammenhang mit einer 15 Fig. 3 A zeigt ein Beispiel einer Schwärzungsver-

photographischen Platte stehen und mit dem auch teilung entlang einer Linie auf einer photographischen

Objekte von sehr geringem Kontrast aufgelöst werden Platte;

können, welche auf den photographischen Aufzeich- F i g. 3 B ist ein Diagramm zur Erläuterung der

nungen erscheinen. Weiterhin sollen durch Nicht- Aufteilung der Schwärzungskurve im Bereiche;

linearitäten — wie mangelnde Linearität der Schwär- 20 F i g. 3 C macht die Art der Umsetzung (Umwand-

zungskurve und Vignettierungen der Aufnahme- lung) der ursprünglichen Schwärzung in zeichnerische

linse — entstehende Fehler behoben werden. Muster nach der Erfindung deutlich, wobei die

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß der ver- Schwärzungsverteilung entlang einer Linie nach

wendete Code mindestens drei Elemente—Strich, Fig. 3 A zugrundegelegt ist;

Zwischenraum, Punkt—aufweist, welche in einer 25 F i g. 4 ist ein Beispiel einer Aufzeichnung, wie es Reihenfolge—Strich, Zwischenraum, Punkt—eine zu- die Einrichtung herstellt; es werden einzelne Aufnehmende Schwärzung des untersuchten Negativs Zeichnungsbereiche weggelassen bzw. die Linien der bzw. Probe und in der anderen Reihenfolge—Strich, Aufzeichnung auseinandergezogen;
Punkt, Zwischenraum—eine abnehmende Schwär- Fig. 5 A ist eine zehnfache Vergrößerung einer zung kennzeichnen. 30 von der Einrichtung gelieferten Aufzeichnung;

Als besonders vorteilhaft erweist es sich hierbei, Fig. 5 B zeigt die Größe des Negativs, aus dem

wenn der bei Überschreitung einer bestimmten Ände- die Aufzeichnung nach F i g. 5 A entstanden ist.

rung der Schwärzung auftretende Wechsel der EIe- Das erfmdungsgemäße Mikrodensitometer ist rela-

mente des Codes einstellbar ist. Vorteilhafterweise tiv einfach und bedeutet keinen großen Aufwand. Es

wird die Aufzeichnung als quantisiertes zweidimen- 35 baut auf den Prinzipien von Mikrodensitometern auf

sionales Abbild der in der Probe vorliegenden und erstellt automatisch eine flächige, d. h. zwei-

Schwärzungsverteilung von einer Schreibvorrichtung dimensionale Zeichnung von gleichen optischen

hergestellt, wobei die Relativverschiebung zwischen Schwärzungskurven. Es werden so auf Röntgenfilm

Probe und Abtasteinrichtung und zwischen Schreib- oder normalen Film aufgezeichnete Einzelheiten aus-

vorrichtung und Aufzeichnungsmaterial durch einen 40 gewertet, die nicht mit heute üblichen qualitativen

Pantographen gekoppelt werden kann. Bestimmungsmethoden ausgewertet werden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform be- Die Einrichtung nach der Erfindung läßt Objekte mit

steht die Schreibvorrichtung aus einem Schreibstift, sehr geringem Kontrast noch sichtbar werden, indem

der durch ein Solenoid derart gesteuert ist, daß bei quantitativ die Punkt-für-Punkt-Übertragung von

einem ersten optischen Schwärzungsbereich eine feste 45 Röntgenstrahlen gezeigt wird und die Beziehung zwi-

gerade Linie ausgeschrieben wird, bei einem mit zu- sehen benachbarten Punkten aufrechterhalten wird,

nehmender Schwärzung darauffolgenden Schwär- wobei die normale Körnigkeit von Röntgenstrahl-

zungsbereich der Schreibstift außer Betrieb gesetzt filmen unterdrückt wird.

wird und bei einem mit weiter zunehmender Schwär- In einer typischen Verkörperung der Erfindung

zung folgenden dritten Schwärzungsbereich der 50 tastet ein Mikrodensitometer das Negativbild mit

Schreibstift in eine Auf- und Abwärtsbewegung ver- einem Lichtstrahl ab, und die Schwärzungsverände-

setzt wird, so daß in diesem Bereich eine Reihe von rungen werden auf eine Platte aufgezeichnet, welche

Punkten aufgezeichnet wird. auf einem durch einen Pantographen mit dem film-

Es ist günstig, die Intensität des Abtaststrahles an führenden Mittel verbundenen Tisch angebracht ist. einem variablen Vergleichswert zu messen, dessen 55 Wenn eine vollständige Abtastlinie ausgewertet ist, Größe von der Lage des Abtaststrahles auf dem abzu- bleibt die Einrichtung stehen, kehrt zurück und tastet tastenden Negativ oder der Probe abhängig ist. Vor- eine neue Linie ab. Ein durch ein Solenoid gesteuerter teilhafterweise wird hierbei neben dem Abtaststrahl Schreibstift zeigt die Schwärzungsänderung in Form ein Vergleichsstrahl verwendet, dessen Intensität als eines aus drei Symbolzeichen bestehenden Codes aus. variabler Vergleichswert verwendet und durch einen 60 Innerhalb der Grenzen eines ersten optischen Graukeil in Abhängigkeit von der Intensität des Ab- Schwärzungsbereiches wird eine feste, gerade Linie taststrahles gesteuert werden kann. Der Vergleichs- ausgezeichnet. Wenn die Schwärzung zunimmt und strahl wird hierbei bevorzugt derart verändert, daß einen zweiten, nächsthöheren Bereich erreicht, wird die Differenz der vom Abtaststrahl und vom Ver- der Schreibgriffel außer Schreibstellung gebracht, gleichsstrahl erhaltenden Signale gegen Null abge- 65 Wenn die Schwärzung zu einem nächsten, dritten Beglichen wird. reich gelangt, dann wird der Schreibgriffel in eine

Die Erfindung wird an Hand einer im folgenden Auf- und Abwärtsbewegung versetzt und zeichnet

behandelten speziellen Ausführungsform erläutert. 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 an Hand dieser Muster erkannt werden. Durch eine Serie von aneinanderliegenden Abtastlinien können demnach Dias und andere photographische Aufzeichnungen abgetastet und das Resultat als eine Schreibzeichnung 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.

In Fig. 1 ist 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 (im folgenden mit x-Richtung bezeichnet) wird mit Hilfe eines Motors 22.1, einer Leitspindel 22.2 und einer Hebelübersetzung aus Teilen 20.1; 20.2; 16.3; 18.1; 16.1; 16.2; 12.2 und 12.1 bewerkstelligt. Die Leitspindel 22.2 steht in geeigneter Verbindung mit einer Schreiboder Aufzeichnungsplatte 20.1, so daß die Rotation der Leitspindel 22.2 die Aufzeichnungsplatte 20.1 in einer Richtung fortbewegt. In der x-Richtung ist die Aufzeichnungsplatte 20.1 auf und ab bewegbar, d. h. zwischen Anschlagschaltern 78.1 und 78.2 geführt, welche zum Abschalten des Motors 22.1 dienen, wenn die Aufzeichnungsplatte 20.1 eine vorbestimmte Auslenkung erfahren hat. Der Halter 12.1 ist mit der Aufzeichnungsplatte 20.1 mit Hilfe eines sogenannten Pantographarmes 16.1 verbunden, welcher 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 Pantographenarm 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 ^-Richtung bewegt, dann bewegt sich der Halter 12.1 in Gegenrichtung mit entsprechender Übersetzung.

Zur Abtastung des im Halter 12.1 eingelegten Bildes bzw. Photographie in der y-Richtung (rechts 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 Motor 14.2 erteilten Bewegung treibt ein weiterer Schrittmotor 76.1 eine weitere 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 Moo toren 14.2 und 76.1 sind durch geeignete Leitungen mit einer in einem Schaltkasten 72 liegenden Lagetasteinrichtung verbunden, deren Versorgungspannung an Klemmen 74 zugeführt wird. Mit Hilfe der Lagetasteinrichtung kann die Vergrößerung zwischen Bild und Aufzeichnung in der y-Richtung frei gewählt werden.

Nachdem die Relativbewegungen in der y- und ^-Richtung für Halter und Aufzeichnungsplatte beschrieben sind, wird nunmehr das Abtastsystem beschrieben. Das von einer Lichtquelle 24 erzeugte Licht wird gebündelt und als Abtaststrahlen 30.1 und 30.2 verwendet. Der Abtaststrahl 30.1 wird an einem Spiegel 26.1 reflektiert, durchdringt die Linsen 28.2, weiterhin das abzutastende Bild und dann die Luise 28.1. Danach gelangt der Abtaststrahl zu einem weiteren Spiegel 26.2, wo er erneut reflektiert und durch eine Blende 84 geworfen wird, deren Größe und Lage mit Hilfe von Schrauben 86.1 und 86.2 veränderbar ist. Die Blende 84 bestimmt den genauen Querschnitt des Abtaststrahles 30.1 in diesem Punkt des Strahlenpfades. Nachdem der Strahl durch die Blende 84 gelangt ist, wird er erneut durch einen Spiegel 26.5 reflektiert, danach wird er durch ein Linsensystem 32.1 in Richtung auf einen Photomultiplikator 36 hin gebündelt und fokussiert. Der Strahl 30.2 wird gleichzeitig mit dem Strahl 30.1 geformt und durch Reflexion an einem Spiegel 26.3 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 werden kann. Die Funktion des Keils 68 wird später erläutert.

Wenn der Strahl 30.2 den Keil 68 durchdrungen hat, wird 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 Wechselstromquelle 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 30.2 besitzt. Die Lage dieser öffnungen 34.2 und 34.3 ist derart, daß 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 gewöhnlichen Vervielfältigungsoberflächen aufweist. Durch diesen Zerhackvorgang mit 60 Perioden kann die Intensität der Strahlen 30.1 und 30.2 mit einer Vergleichseinrichtung in einem 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 durch die Vergleichsschaltung gebildet und vom Schaltkasten 42 zu einem Servomotor 70.1 geliefert, welcher eine Riemenscheibe 70.2, einen Riemen 66 und den Keil 68 in geeigneter Richtung antreibt. Wenn beispielsweise der Strahl 30.1, welcher als Abtaststrahl durch das aufgezeichnete Bild hindurchdringt, eine größere Intensität hat als der durch den Keil 68 dringende Strahl, dann verursacht das zum Servomotor 70.1 gelieferte Signal eine Drehung der Riemenscheibe 70.2 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß der Strahl 30.2 durch einen weniger dichten Teil des Keils 68 hindurchtritt. Die Verschiebung des Keils 68 erfolgt so lange, bis die Strahlen 30.1 und 30.2 gleiche Intensitäten für den Photomultiplikator 36 aufweisen, und dieses Spiel wird für jeden Teil der abzutastenden Fläche wiederholt.

Vom Riemen 66 wird noch ein Kommutatorschaltmechanismus in der Art einer Codierscheibe 62 angetrieben. Die Stelle, an der der Lichtstrahl 30.2 durch den Keil 68 hindurchdringt, wird also durch die Lage der Codierscheibe 62 festgehalten. Kontakte 64.1 und 64.2 sind jeweils an einem Schleifring 60.1 und 60.2 einer Kontaktwelle 30.3 befestigt und gegenüber der Codierscheibe 62 verschieblich 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 Codierscheibe 62, auf denen die Kontakte 64.2 und 64.1 ruhen, werden Codeimpulse von der Einrichtung 56 ausgesendet, welche das Solenoid im Sinne einer Schreibstellung 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 wird der Keil 68 entsprechend von der Schwärzung des nicht dargestellten Bildes nach vorwärts und rückwärts bewegt, und die rotierende Codierscheibe 60.2 liefert diese Information zur Codierpulseinrichtung 56, welche eine Codierpulsfolge abgibt, welche leicht als im Zusammenhang mit zunehmender oder abnehmender Schwärzung des Bildes als im Zusammenhang stehend erkannt werden kann.

Wie bereits erwähnt, ist der Keil 68 ein H & D-Keil. Die Schwärzungsverteilung dieses Keils folgt der Licht-Schwärzungsabhängigkeit bei photographischem Material, aus welchem das nicht dargestellte, abgetastete Bild gefertigt ist. Solche Keile wurden erstellt, indem photographischer Film durch einen linear ansteigenden Keil belichtet wurde, der Film mit entsprechendem Kontrast entwickelt wurde, um die H & D-Kurve der Emulsion des abgetasteten Negativs zu ermitteln.

Wenn keine Korrekturbewegung des Keils notwendig ist, dann tritt die Schreibeinrichtung in Funktion. Es ist jedoch häufig notwendig, eine Korrekturbewegung wegen der Vignettierung zu machen. Diese wird mit Hilfe einer Vignettiersteuereinrichtung 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 Spannungsquelle 54 verbunden. Ein mit der Aufzeichnungsplatte 20.1 über einen Arm 48.2 verbundener Kontaktgriffel 48.1 tastet die Vignettiersteuerscheibe 52 ab. Der Kontaktgriffel 48.1 steht in leitender Verbindung mit dem Servomotor 58.

Der näheren Erläuterung der Funktion und der Wirkungsweise der Vignettiersteuereinrichtung 46 ist die Darstellung der Fig. 2 gewidmet. Der Kontaktgriffel 48.1 tastet die leitenden Ringe 52.1 entlang der gestrichelten Linie 88 ab. Die variablen Widerstände 50 werden mit einem Ende jeweils mit einem konzentrischen, leitenden Ring verbunden und sind mit

ίο dem anderen Ende gemeinsam mit der Spannungsquelle 54 verbunden. Wenn der Kontaktgriffel 48.1 beispielsweise von unten nach oben über die Scheibe 52 streicht, erhält der Servomotor 58 unterschiedliche Speisungsspannungen (entsprechend der Lage des Kontaktgriffels 48.1 und der Aufzeichnungsplatte 20.1) welche den Servomotor 58 nach einem gegebenen Muster weiterzudrehen veranlaßt, wobei die Korrektur für jede vorkommende Vignettierung geschehen kann. Es kann auch festgestellt werden, daß die Kontaktscheibe 60.3 auf der rotierenden Welle des Servomotors 58 befestigt ist. Die Codierscheibe 62 ist konzentrisch zur Kontaktscheibe 60.3 montiert, und ihre Ausgangslage bezüglich der Drehung ist in ■ zusätzlicher Übereinstimmung mit der Intensität des Strahles 30.1 festgelegt. Der Servomotor 58 bewegt die Kontakte 64.1 und 64?2 auf der Kontaktscheibe 60.3 in Gegenrichtung mit der Drehrichtung der Codierscheibe 62 um, was der Kompensation der Vignettierung dient. Der Kontaktgrifiel 48.1, welcher über die Scheibe 52 streicht, kommt nacheinander mit sechzig konzentrisch leitenden Ringen 42.1 zusammen. Die variablen .Widerstände 50 sind als Potentiometer ausgebildet und entsprechend der notwendigen Korrekturspannung für den Servomotor 58 eingestellt. Während 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 Codesignal die Schreibsteuerung des Schreibgriffels 82 liefert oder bestimmt, gleicht der Schrieb die durch Lichtabfall zum Rande verursachte Vignettierung abzutastenden Feldes aus.

Es werden nunmehr die F i g. 3 A. 3 B und 3 C behandelt, welche eine bildliche Darstellung des in der Einrichtung benutzten Codes geben. F i g. 3 A ist ein Diagramm der Schwärzung entlang einer Linie auf dem abzutastenden Negativ. In Fig. 3 B ist die Schwärzungskurve der F i g. 3 A durch eine Reihe von horizontal gelegten Streifen (»Codestreifen«) unterteilt. In F i g. 3 B und 3 C nimmt jeder Codestreifen einen Raum von ungefähr 0,1 willkürlich angenommenen Schwärzungseinheiten ein, und jede Schwärzungseinheit ist entweder als »Zwischenraum« (Leerstelle, Weißstelle) oder als »Punkt« oder als »Linie« codiert. Wenn 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, dann werden eine Reihe von Punkten 94 durch den Schrieb aufgezeichnet. Wenn die Dichte zwischen 0,2 und 0,3 liegt, d. h. die Kurve durch einen «Strich«-Codestreifen hindurchgeht, dann wird eine 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 nimmt

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die Schwärzung wieder entlang der Kurve ab und kehrt zu einem Wert unterhalb von 0,1 zurück. Beim Zurückschreiten entlang der fallenden Schwärzungskurve wird ein Bereich 96 aufgezeichnet, der Zwischenraum, Linie, Punkt, Zwischenraum, Linie Punkt, Zwischenraum aufweist.

Danach nimmt die Dichte wieder etwas zu, und 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 F i g. 4 ist ein Beispiel eines Schriebes gezeigt, wie ihm der Apparat nach der Erfindung herstellt, jedoch aus Gründen der Darstellung mit weit auseinandergezogenen Abtastlinien der F i g. 3 C. In F i g. 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 wird 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 zunehmende Schwärzung bedeutet. Die Abtastlinie 106 weist einen Bereich 96 auf, der eine Linien-, Punkt-, Zwischenraumfolge hat, was eine abnehmende Schwärzung anzeigt. Außerdem ist dort noch ein Bereich 98 mit einer Zwischenraum-, Punkt-, Linienfolge vorhanden, was eine zunehmende Schwärzung anzeigt. Es ist also auf der einzelnen Linie 106 sowohl eine abnehmende wie auch eine zunehmende Schwärzung aufgezeichnet.

In F i g. 5 A ist eine Zeichnung desselben Beispiels wie in F i g. 4 gezeigt, wobei die Abtastlinien eng aneinander liegen. Aus Gründen der Klarheit der Darstellung und um die Zeichnung als Ausstellungsstück auszuweisen, wurden die oben erwähnten Nummern fortgelassen. Bei genauer Betrachtung ist ersichtlich, daß jede Linie aus Zwischenraum-,. Punkt-, Linienoder Linien-, Punkt-, Zwischenraumstücken aufgebaut ist, welche zunehmende oder abnehmende Schwärzung anzeigen.

In F i g. 5 B ist die verwendete Größe des abgetasteten Bildes, aus dem die F i g. 5 A entstanden ist, dargestellt. Es ist also sowohl eine Vergrößerung in Längsrichtung als auch in Breitenrichtung des Bildes möglich. In der Beschreibung war dies als x- und y-Richtung bezeichnet worden. Die Vergrößerung nach der x- oder y-Richtung ist, wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, unabhängig voneinander. Daraus folgt, daß, wenn in einer Richtung vergrößert wird, die andere Richtung durchaus nicht vergrößert zu werden braucht.

Die Beschreibung handelt von einem Ausführungsbeispiel; es ist somit klar, daß verschiedene Abände- rungen und Modifikationen möglich sind, ohne aus dem Bereich der Erfindung zu gelangen. So ist z. B. möglich, die Vignettiersteuerscheibe 52 an Stelle aus Ringen für eine symmetrische Korrektur der Vignettierung zu machen, diese aus anders geformten Korrekturelementen aufzubauen, um andere Typen von Lichtverlusten auszugleichen, welche anderen geometrischen Formen zugeordnet werden können.

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Mikrodensitometer, der zur Analyse von photographischen Negativen und anderen Proben eine codierte Aufzeichnung aus der Schwärzungsverteilung entlang von abgetasteten Linien der Negative bzw. Proben erstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Code mindestens drei Elemente — Strich, Zwischenraum, Punkt — aufweist, deren Reihenfolge so vorgesehen ist, daß einer zunehmenden Schwärzung des untersuchten Negativs bzw. der Probe eine Reihenfolge—Strich, Zwischenraum, Punkt— und einer abnehmenden Schwärzung die andere Reihenfolge — Strich, Punkt, Zwischenraum — entspricht.

2. Mikrodensitometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einer bestimmten Schwärzungsänderung entsprechende Überhang von einem Codeelement zum nächsten einstellbar ist.

3. Mikrodensitometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung als quantisiertes, zweidimensionales Abbild der in der Probe vorliegenden Schwärzungsverteilung von einer Schreibvorrichtung hergestellt wird. "*■"

4. Mikrodensitometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Relatiwerschiebung zwischen Probe'und Abtasteinrichtung und zwischen Schreibvorrichtung und Aufzeichnungsmaterial durch einen Pantographen" gekoppelt sind.

5. Mikrodensitometer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibvorrichtung aus einem Schreibstift besteht, der durch ein Solenoid derart gesteuert ist, daß bei einem ersten optischen Schwärzungsbereich eine feste gerade Linie ausgeschrieben wird, bei einem mit zunehmender Schwärzung darauffolgenden Schwärzungsbereich der Schreibstift außer Betrieb gesetzt wird und bei einem mit weiter zunehmender Schwärzung folgenden drittenSchwärzungsbereich der Schreibstift in eine Auf- und Abwärtsbewegung versetzt wird, so daß in diesem Bereich eine Reihe von Punkten aufgezeichnet wird.

6. Mikrodensitometer nach Anspruch 1 mit 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des Abtaststrahles (30.1) an einem variablen Vergleichswert gemessen wird, dessen Größe von der Lage des Abtaststrahles (30.1) auf dem abgetasteten Negativ bzw. Probe abhängig ist.

7. Mokrodensitometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Abtaststrahl (30.1) noch ein Vergleichsstrahl (30.2) verwendet wird, dessen Intensität als variabler Vergleichswert verwendet und durch einen Graukeil (68) in Abhängigkeit von der Intensität des Abtaststrahles (30.1) gesteuert wird.

8. Mikrodensitometer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsstrahl (30.2) derart verändert wird, daß die Differenz der vom Abtaststrahl (30.1) und vom Vergleichsstrahl (30.2) erhalten Signale gegen Null abgeglichen wird.

9. Mikrodensitometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Nichtlinearität von Schwärzung zur Belichtung in den photographischen Negativen entstandene Verzerrung ausgeglichen wird.

10. Mikrodensitometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Keiles

(68) der Belichtungs-Schwärzungskurve von photographischen Filmen der jeweils verwendeten Art entspricht.

11. Mikrodensitometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Einstellung der verschiedenen Code-Elemente ein Kommutatormechanismus mit einer Codierscheibe (62) verwendet wird, die mit Kontaktmitteln (64.1 und 64.2) in elektrischem Kontakt steht, welche mit einer Codeauswertungseinrichtung (56) verbunden sind, welche ihrerseits die Schreibvorrichtung steuert.

12. Mikrodensitometer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierscheibe (62) beweglich ist und Segmente aufweist, und daß eine Verstellung des Vergleichswertes direkt eine Verstellung des Kommutators bewirkt.

13. Mikrodensitometer nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktmittel durch zwei Kontakte (64.1 und 64.2) dargestellt sind.

14. Mikrodensitometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auswerten einer Probe, bei der der Betrag der zu messenden Charakteristiken in jedem elementaren Bereich der Probe von dem wahren Wert der Charakteristik als Funktion des Abstandes des jeweiligen elementaren Bereiches von einem vorbestimmten Bezugselement der Probe abweicht, Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen die genannten Abweichungen kompensiert werden.

15. Mikrodensitometer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß mit den genannten Vorrichtungen zur optischen Achse annähernd rotationssymmetrische Einflüsse beseitigt werden, die durch Vignettierungen entstehen.

16. Mikrodensitometer nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Vorrichtungen Abtastmittel (46) enthalten, welche zur Abtastung des Abstandes einer Elementarregion von der genannten vorbestimmten Bezugsregion dienen und daß von den Abtastmitteln gesteuerte Vorrichtungen (58.60.3) vorgesehen sind, die in Übereinstimmung mit der genannten Abstandsfunktion stehen und die Codeauswertevorrichtung (56) derart regeln, daß die genannten Abweichungen im wesentlichen eliminiert werden.

17. Mikrodensitometer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen eine Relativverschiebung zwischen der Kommutatorvorrichtung und den Kontaktmitteln bewirken, die unabhängig von der Relativbewegung ist, welche bei der Abtastung gemäß der Schwärzung der jeweiligen Probenstelle durchgeführt wird.

18. Mikrodensitometer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung von Relativbewegung in mindestens einer Richtung eine größere Relativgeschwindigkeit zwischen der Schreibvorrichtung und dem Aufzeichnungsmaterial bewirkt als zwischen der Abtastvorrichtung und der Probe.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen