DE1522866C3

DE1522866C3 - Verfahren zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung photographischer Kopien

Info

Publication number: DE1522866C3
Application number: DE1522866A
Authority: DE
Inventors: Denis Manktelow Qneale; Leslie John George Smith
Original assignee: Ilford Ltd
Current assignee: Ilford Imaging UK Ltd
Priority date: 1965-01-13
Filing date: 1966-01-11
Publication date: 1975-01-09
Also published as: US3455632A; DE1522866B2; CH446893A; DE1522866A1

Description

A = aD_r + UbB + k

30

abgeleitet und mit dieser die Belichtungszeit korrigiert wird, in welcher Formel a, b und k numerische Konstanten darstellen, wobei der Wert von α zwischen —0,01 und —0,8 und der Wert von b zwischen +0,001 und +0,07 liegt und k durch die Einstellung des verwendeten Kopiergerätes bestimmt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der mittleren Dichte D_z der Kopiervorlage aus der Messung der optischen Dichte der wenigstens zehn Flächenelemente annähernd ein mittlerer Dichtewert bestimmt wird, daß dieser Dichtewert mit vorzugsweise drei vorbestimmten, jeweils für eine normal-, bzw. unter- bzw. überbelichtete Kopiervorlage repräsentativen mittleren Dichtewerten verglichen wird und daß der dem gemessenen mittleren Dichtewert am nächsten liegende repräsentative mittlere Dichtewert als mittlere Dichte D₂ der Kopiervorlage bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Konstante α ein Wert von etwa —0,3 und für die Konstante b ein Wert von etwa +0,03 gewählt wird.

55 Mittelgrau wiedergegeben ist, was in vielen Fällen, insbesondere bei Schnee- und Nachtaufnahmen, zu falschen Ergebnissen führt, oder in welchen die dunkelsten bzw. hellsten Bildteile nicht tonwertrichtig wiedergegeben werden.

Infolgedessen muß bei diesen Verfahren auf Grund einer Beurteilung der jeweiligen Kopiervorlage bezüglich ihres Bildinhalts eine Korrektur, der ermittelten Belichtungszeit in verkürzendem oder verlängerndem Sinn vorgenommen werden, deren richtige Bemessung ein erhebliches Maß von Sachkenntnis und Erfahrung voraussetzt.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde vorgeschlagen, die Belichtungszeit unter Berücksichtigung des Umfangs der optischen Dichte zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Bildteil der Kopiervorlage bzw. der durch arithmetische Mittelung daraus gewonnenen mittleren Dichte zu dosieren.

Dieses Verfahren brachte gegenüber den vorbekannten Verfahren zwar einen gewissen Fortschritt, führte aber bei bestimmten Bildinhalten, insbesondere bei solchen, bei denen die Kopiervorlage im wesentlichen aus zwei dichte- und flächenmäßig stark «·>■ differierenden Anteilen bestand, ebenfalls zu falschen Ergebnissen. Denn in solchen Fällen entspricht die durch arithmetische Mittelung gewonnene mittlere Dichte keinesfalls der tatsächlichen mittleren Dichte der Kopiervorlage.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung photographischer Kopien, bei welchem durch photoelektrische Dichtemessung der Umfang D_r der optischen Dichte zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Bildteil der Kopiervorlage bestimmt und die Belichtungszeit unter Berücksichtigung dieses Dichteumfangs dosiert wird und setzt sich zum Ziel, den Nachteil des bekannten, ebenfalls den Dichteumfang berücksichtigenden Verfahrens zu vermeiden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dichte D_z der Kopiervorlage bestimmt wird, daß von wenigstens zehn Flächenelementen der Kopiervorlage die optische Dichte gemessen und an Hand dieser Messung die Dichtehäufigkeitsverteilung der Kopiervorlage festgestellt wird, wobei die Anzahl derjenigen Flächenelemente, deren Dichte größer ist als die mittlere Dichte der Kopiervorlage und die Anzahl derjenigen Flächenelemente, deren Dichte kleiner ist als die mittlere Dichte der Kopiervorlage, bestimmt wird, daß der Anteil B bestimmt wird, um welchen die bezüglich ihrer Dichte über der mittleren Dichte liegenden Flächenelemente die unter der mittleren Dichte liegenden Flächenelemente übersteigen, und daß aus den beiden Werten D_r und B eine Größe A nach der Formel

A = aD_r + UbB + k

Zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung photographischer Kopien sind Verfahren bekannt, welche entweder von der Messung der mittleren Helligkeit der gesamten Kopiervorlage oder von der Messung der hellsten oder dunkelsten Bildstelle ausgehen. Mit diesen bekannten Verfahren werden somit bei Nichtanwendung besonderer Korrekturen Kopien erhalten, in welchen der mittlere Helligkeitseindruck jeder Aufnahmeszene durch die Tönung abgeleitet und mit dieser die Belichtungszeit korrigiert wird, in welcher Formel a, b und k numerische

go Konstanten darstellen, wobei der Wert von α zwischen —0,01 und —0,8 und der Wert von b zwischen +0,001 und +0,07 liegt und k durch die Einstellung des verwendeten Kopiergerätes bestimmt ist. Der Faktor des Wertes B liegt somit zwischen 0,012 und 0,84.

Da somit beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Belichtungssteuerung nicht nur der Dichteumfang, sondern auch die Dichtehäufigkeitsverteilung der

Kopiervorlage herangezogen wird, ist die Gewähr gegeben, daß der tatsächliche Schwerpunkt der Dichte der Kopiervorlage erfaßt und zur Dosierung der Belichtungszeit herangezogen wird.

Die dem Verfahren gemäß der Erfindung zugründe liegende Theorie soll nachstehend näher erläutert werden.

Bei bekannten automatischen Kopiergeräten mesrsen Photozellen die integrierte Lichtdurchlässigkeit T jedes Negativs. Die integrierte Durchlässigkeit T ist einfach das Mittel aus den einzelnen Durchlässigkeiten T₁, T₂, ■.., T_n, von JV Elementarflächen.

dann ist

Wenn jedoch

_x _N ~n

Durch Einsetzen in die Gleichung 3 ergibt sich

20

_{Τ =} 1_{(Γι +} Τ_{2 +} T_{3 +} ... + T_n). (1)

Entsprechend der integrierten Durchlässigkeit T ist eine Dichte Dj vorhanden, die durch den Ausdruck gegeben ist:

rj_ _ _ τ ψ q\

Es sei jetzt ein hypothetisches Negativ betrachtet, für das gilt:

D = minimale Dichte

£>""'" = maximale Dichte

T_r = Dichtebereich (= D_max - D_min), ²S

n = Anzahl der Dichtepegel in dem Bereich D„

N = Anzahl der Elementarflächen in dem Bild.

Es soll ferner eine lineare Wahrscheinlichkeits-Dichteverteilung angenommen werden, wie sie in Fig. la und 1 b wiedergegeben ist.

Somit ist, wenn irgendein besonderer Dichtepegel D betrachtet wird, die Frequenz /, mit welcher diese Dichte auftritt, gegeben durch

f = m-D-+C. (3)

— — m(D + VD)

η """ ^{2 r}

In einem Kopiergerät, bei dem eine photoelektrische Integration verwendet wird, hat die Addition oder Subtraktion einer gleichförmigen Gesamtdichte keinen Einfluß auf die erhaltene Kopie. Demzufolge kann die minimale Dichte D_min in der Negativfläche von dem Wert jedes Dichtepegels abgezogen werden, ohne daß die Gültigkeit der Berechnungen beeinflußt wird, welche die Differenz zwischen der optimalen Kopierbelichtung und derjenigen betreffen, die nach dem »Integration-zu-grau«-(»integration-to-grey«)-^PrmziP ^erhfjⁿ ™^rd P^f ^wird' ^wenn A«'« = ° S^{esetzt wird}> ^die

(6A)

N
/ = h m (D — V₂ D_r).

D_mi„ + V₂ D_r, Es wird jetzt ein »Bildgraduierungsfaktor« (»subject key factor«) S definiert, derart, daß S die proportionale Änderung in der Wahrscheinlichkeitsfrequenz über dem Dichtebereich D_r ist. Damit ist

Die integrierte Durchlässigkeit des Negativs ist gegeben durch:

Für den l?-ten Ausdruck ergibt sich dann

-dR

(9) (10)

2,303 D_r

mP_t

If₁, 2,303/

wobei e ungefähr den Wert 2,718 hat.
Aus dieser Gleichung (7) substituiert ergibt sich

2/, ⁺ 2,303/,,

'V₃

_Ψ 1 =

2,3030,

"T⁺ 23L·

⁽¹²>

= y^- [Log,(2,303O_r)-Log,{(l - -| - 10-"·)-ϊ· ΙΟ"

(13)

Um dem in F i g. 1 wiedergegebenen mathematischen Modell zu entsprechen, muß S zwischen — 2 und + 2 liegen.

Für typische Negativmaterialien kann angenommen werden, daß der Wert von D_r zwischen 1,0 und 2,0 liegt. Es kann daher gezeigt werden, daß

²⁵

k [^{Loge 2}'^303+Log*^D- -^Loge(1 - ¹⁰"^Dr) -

(14)

von wo

k [°'^{334 +} °'^5D'

(15)

Wenn das JCopiergerät so eingestellt ist, daß es ein typisches Negativ richtig kopiert, für welches gilt: S = S', D_r = D'_r und D = Z)', dann wird die gleiche Belichtung der hellsten Stellen mit anderen Negativen erhalten, wenn für jedes Negativ eine Dichte-Korrektur D_c angewendet wird, die gegeben ist durch

D_c = (D'_r-D_r)-(D'-D). (16)

Wenn die durch die Gleichung (15) gegebenen Werte von ~D und D' eingesetzt werden, dann ergibt sich

Da der Bereich von D_r ziemlich klein ist und D'_r ungefähr in der Mitte dieses Bereiches liegt, ergibt sich

D_c « O,783(D; - D_r) - 0,435 (S' - S) (V₂ (18)

Da D'_r und S' Konstanten sind, nimmt die Formel (18) die Form an

-D_c χ a ■ D_r + b-S + k,

(19)

worin a, b und k numerische Konstanten sind.

Die Gleichung (19) schlägt vor, daß die Dichtekorrektur, die von irgendeinem einzelnen Negativ gefordert wird, aus einer bewerteten Addition von gemessenen Werten des Dichtebereiches D_r und dem Bildgraduierungsfaktor S vorher bestimmbar sein soll. Das mathematische Modell, das zu dieser Schlußfolgerung führt, ist jedoch etwas künstlich, und es sind verschiedene Annäherungen gemacht worden.

Es sei jedoch bemerkt, daß, obwohl der Ausdruck (19) unter der Annahme entwickelt ist, die hellsten Stellen der Kopie richtig zu belichten sind,

Farbe

b- s

ein geringerer Korrekturgrad dadurch berechnet werden kann, daß proportional verminderte Werte der numerischen Konstanten a, b und k verwendet werden.

Praktische Versuche mit einer großen Anzahl sortierter Negative bestätigten, daß die vorstehend angegebene Gleichung (19) im wesentlichen gültig ist. Die praktischen Prüfungen haben es auch ermöglicht, geeignete Werte der Konstanten a, b und c zu bestimmen.

überdies haben praktische Versuche bestätigt, daß, wenn Messungen von D_r und S für jede der Farben Rot, Grün und Blau getrennt gemacht werden, durch eine Erweiterung der Gleichung (19) die Farbkorrektur berechnet werden kann, die in einem Kopiergerät notwendig ist, welches nach dem »Integration-zu-grau«-Prinzip arbeitet. Daher ergibt sich

)_rot + (a ■ D_r

(a ■ D_r + b ■ s) _blau] ,

(20)

worin r eine Konstante ist und die Pfeile vektorielle Größen andeuten, die längs Achsen bei 120° Winkeldrehung gemessen sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. la und 1 b geben Dichtewahrscheinlichkeitsverteilungen für zwei hypothetische Negative wieder, wobei in F i g. 1 a das Negativ ein helles Bild (highkey-subject), d. h. ein Bild darstellt, welches vorherrschend helle Töne enthält, während in F i g. 1 c) das Negativ ein dunkles Bild darstellt, d. h. ein Bild, das vorherrschend dunkle Töne enthält;

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung einer besonderen Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 3 bis 7 geben Einzelheiten der Einrichtung gemäß F i g. 2 wieder, und zwar

F i g. 3 eine Rückkopplungssteuervorrichtung zum Regeln der Intensität des von einer Kathodenstrahlröhre ausgesandten Lichtes,

F i g. 4 einen logarithmischen Strom-in-Spannung-Umformer und einen wechselstromgekoppelten Video-Verstärker, der mit einer Vervielfacher-Photozelle verbunden ist, die von dem photographischen Transparent durchgelassenes Licht empfängt,

F i g. 5 einen mit negativer Rückkopplung arbeitenden Video-Verstärker bekannter Art,

F i g. 6 ein Voltmeter, welches den Spitze-zu-Spitze-Wert einer Eingangs-Wechselspannung anzeigt, und

F i g. 7 einen- Stromkreis, der den Gesamtanteil anzeigt, um welchen die Zeit, in der ein elektrisches Eingangssignal positive Polarität hat, die Zeit übersteigt, in welcher dieses Signal negative Polarität hat;

F i g. 8 ist eine graphische Darstellung, welche die Dichtekorrektur D_c in Abhängigkeit von einer bewerteten Stimme von Anzeigen O₁ und Q₂ wiedergibt, die mit der Einrichtung gemäß F i g. 2 in bezug auf unterbelichtete Negative erhalten wird.

Fig. 9 ist eine ähnliche graphische Darstellung in bezug auf richtig belichtete Negative;

Fig. 10 ist eine ähnliche graphische Darstellung in bezug auf überbelichtete Negative.

Die in Fig. 2 schematisch wiedergegebene Einrichtung dient zur Vornahme von Messungen an Negativen. Eine Kathodenstrahlröhre CRT, zwei Linsen Ll und L 3 und eine Vervielfacher-Photozelle PM 1 sind die Hauptbestandteile eines Lichtpunktabtasters. Zeitbasis-Generatoren TB erregen Ablenkspulen C, um den Elektrodenstrahl zu veranlassen, eine im wesentliche rechteckige Fläche des Phosphorschirms der Kathodenstrahlröhre zu überstreichen. Die Linse L1 erzeugt ein Bild dieser viereckigen Fläche auf dem zu untersuchenden Negativ N_x. Das von dem Negativ durchgelassene Licht wird von der Linse L 3 auf die Photokathode der Photozelle PM 1 gerichtet. Wenn der Elektronenstrahl eine Fläche auf dem Phosphorschirm der Kathodenstrahlröhre CRT überstreicht, überstreicht das durch die Linse Ll hindurchtretende Licht die Fläche des Negativs N_x und ruft Änderungen in dem Kollektorstrom der Photozelle PM 1 hervor.

Ein halbreflektierender Spiegel SM richtet einen Teil des Lichts gegen eine Photozelle PM 2. Der Kollektorstrom der Photozelle PM 2 erzeugt an einem Belastungswiderstand R 2 eine Spannung, die mit einer Bezugsspannung V_ref verglichen wird. Eine Differenz zwischen den beiden Spannungen wird durch einen gleichstromgekoppelten Verstärker DCA verstärkt, dessen Schaltung in Fig. 3 wiedergegeben ist. Der Ausgang des Verstärkers DCA steuert die Intensität des Elektronenstrahles der Kathodenstrahlröhre CRT. Auf diese Weise wird erreicht, daß tro.tz Linsenvignettierung und Ungleichförmigkeiten in dem Phosphorschirm der Kathodenstrahlröhre die Intensität des von der Photozelle PM 2 empfangenen Lichtes im wesentlichen konstant gehalten wird.

Die Linse L 3 und die Photozelle PM 1 sind relativ zu dem Spiegel SM symmetrisch mit Bezug auf die Linse L 2 und die Photozelle PM 2 angeordnet. Es folgt daraus, daß beim NichtVorhandensein eines Negativs N_x die Photozelle PM 1 Licht von im wesentlichen konstanter Intensität empfängt, da die beiden Photozellen Licht in im wesentlichen konstanten Anteilen empfangen. Wenn das Negativ N_x, wie in F i g. 2 dargestellt, in einem optischen Weg angeordnet ist, dann ist die Intensität des von der Photozelle PM 1 empfangenen Lichtes proportional der Lichtdurchlässigkeit T_x desjenigen Teiles des Negativs N_x, der im Augenblick das Bild des Lichtfleckes auf dem Phosphorschirm der Kathodenstrahlröhre CRT empfängt.

Der von der Photozelle PM 1 augenblicklich gelieferte Kollektorstrom I_c ist daher durch die Gleichung

Ic = P-T_x (21)

gegeben, in welcher ρ eine Konstante ist.

Der Kollektorstrom I_c geht durch mehrere in Reihe geschaltete Halbleiter-Dioden LD hindurch. Diese Dioden zeigen eine im wesentlichen logarithmische Beziehung zwischen dem Spannungsabfall und dem Durchlasstrom. Daraus folgt, daß die an den Dioden entwickelte augenblickliche Spannung V_d durch die Gleichung

V_d = q ■ Log₁₀ Ic = Q- Log₁₀ (p · T_x)

= u · LOg₁₀ T_x = -M-D_x (22)

gegeben ist, wobei D_x die der Lichtdurchlässigkeit T_x entsprechende optische Dichte ist und q und u Konstanten sind.

Die in der Spannung V_d auftretenden Änderungen werden dann in Wechselstromverstärker PA, VAl und VA 2 verstärkt. Die Schaltung des Video-Vorverstärkers PA ist in F i g. 4 wiedergegeben, und die Video-Verstärker VAl-jmd VA2 haben jeweils eine Schaltung, wie sie in F i g. 5 wiedergegeben ist. Der Ausgang des Video-Verstärkers VAl wird an ein Voltmeter PV angelegt, welches die in F i g. 6 wiedergegebene Schaltung hat. Dieses Voltmeter zeigt den Spitze-zu-Spitze-Wert der Ausgangswechselspannung an; die von dem Meßinstrument M1 gelieferte Anzeige O_x ist daher proportional den Extremwerten von V_d für das Negativ N_x. Daher gilt

i =y(D_ma-D„_ln) =

(23)

Ein hoher Wert von G₁ zeigt daher ein Negativ von hohem Kontrast an, während ein niedriger Wert von O₁ ein Negativ von geringem Kontrast anzeigt.

Die aus dem Verstärker VA2 erhaltene Ausgangswechselspannung wird an einen Quotienten-Messer RM angelegt, dessen Schaltung in Fig. Ί... wiedergegeben ist. Sein Potentiometer P1 (F i g. 7) wird so eingestellt, daß beim Fehlen eines Eingangs ein Meßinstrument M 2 mit mittlerem Nullpunkt auf Null steht. Daher zeigt das in Nullstellung befindliche Instrument M 2 an, daß das mittlere Potential des Gitters einer Röhre Vl gleich demjenigen des Gitters einer Röhre V 2 ist. Wenn der Ausgang des Video-Verstärkers VA2 positiv ist, dann leitet eine Diode D 2 einen Strom, der von einem Reihen widerstand R2> begrenzt ist. In dem Bereich des so durchgelassenen Stromes beträgt die an der Diode D 2 entwickelte Spannung 0,5 V. Daher wird, wenn der Ausgang des Verstärkers VA2 positiv ist, das Gitter der Röhre Vl auf +0,5V gehalten. In ähnlicher Weise leitet eine Diode D1 einen Strom, wenn der Ausgang des Verstärkers VA2 negativ ist, und das Gitter der Röhre Vl wird auf -0,5 V gehalten. Es ist ersichtlich, daß, wenn der Verstärker VA2 eine Wechselspannung symmetrischer Wellenform abgibt, das Gitter der Röhre Vl für gleiche Teile der Zeit positiv und negativ gehalten wird. Das mittlere Potential des Gitters der Röhre V1 bleibt dann gleich dem Gitterpotential der Röhre V 2, und der Zeiger des Meßinstrumentes M 2 bleibt unabgelenkt.

409 521/130

Wenn jedoch der Ausgang des Verstärkers VA2 öfter positiv als negativ ist, dann wird der Zeiger des Meßinstrumentes M 2 in die eine Richtung abgelenkt, und wenn der Ausgang des Verstärkers öfter negativ als positiv ist, dann wird der Zeiger des Meßinstrumentes M 2 in die andere Richtung abgelenkt.

Es soll nunmehr gezeigt werden, daß der Ausschlag Q₂ des Meßinstrumentes Ml dem Bildgraduierungsfaktor S im wesentlichen proportional ist.

Da die Verstärker PA, VAl und VAl kapazitiv gekoppelte Stufen enthalten, stellen ihre Ausgänge Abweichungen der augenblicklich gemessenen Negativdichte D von dem mittleren Wert D. dar.

Da die Verstärker keine Gleichstromkomponente des Signals übertragen können, ergibt sich, daß

(24) Der Ausschlag Q₂ des Meßinstrumentes Ml (F i g. 7) ist durch die Gleichung

Q₂ _ (N _a — N_b)

_vv

Jj

gegeben, in welcher w eine Konstante ist.

.o in ~n\- η

^vv

15 ~ D_r\_

(/_z + /_r) · D_r _ (f_c + f_r)^Dz

Jedoch gilt

Wenn sämtliche Dichten oberhalb D_mi„ gemessen

werden, dann ergibt sich durch Substitution aus den ^Aus (⁴) ^und (⁶) ^er§^{ibt sich} Gleichungen (6) und (4)

(/ + mD - V₂ m ■ D_r) (D - D₂) dD = 0, (25) ²

(33)

und ebenso

woraus folgt

₍₂₆₎.

^₁₀,.. , ^, . . ., . , ³° Eine Substitution von (32), (33) und (34) in (31)

. Durch Substitution aus der Gleichung (7) ergibt sich ereibt (35)

Daher kann der Wert von S durch einen Vergleich der gemessenen Werte von D_r und D, abgeleitet werden. Mathematisch ausgedrückt ergibt sich

35

S = 12(D₂- ^ll₂D_r)ID_r.

(27A) Substitution aus (27)

\r /1 c2 \

vv ²~ " V₂ Vj2 ~ Ϊ44/'

Der Wert von D_r wird durch den Ausschlag Q₁ des Meßinstrumentes M1 angezeigt. Der Wert von D₂ kann beobachtet werden, indem die mittlere Gleichspannung gemessen wird, die an dem Testpunkt TP (F i g. 4) auftritt. Es ist jedoch für den Fachmann erkennbar, daß die Messung einer solchen relativ kleinen Gleichspannung Fehlern unterliegt, und infolgedessen ist es nicht leicht, den Wert von S mit ausreichender Genauigkeit zu messen. Demgemäß ist es vorzuziehen, den Wert von S aus dem Ausschlag Q₂ des Meßinstrumentes M 2 abzuleiten.

Mit Bezug auf Fig. la und Ib gilt: Anzahl der Elemente mit einer Dichte D über

^aber ^S ^{= 4}

²~iVA12 12

45

iVA12

3l. ₌ β χ —

vv ~ 12'

12

(36)

D_s -Na-

(28) Es ist daher ersichtlich, daß der Bildgraduierungsfaktor S, wie er oben definiert wurde, im wesentliehen gleich dem 12fachen des Anteiles sämtlicher transparenten Elemente ist, um welchen die Anzahl der Elemente, deren optische Dichte über einem Mittelwert der optischen Dichte liegt, die Anzahl der Elemente übersteigt, deren Dichte kleiner als der mittlere Wert der optischen Dichte ist.

_Der Ausdruck (19) kann daher auch in der Form

Anzahl der Elemente mit einer Dichte D unter

D_c « a' ■ Q₁ + b' Q₂ + k

(37)

(/ο + fs)

60

D,

wobei bedeutet ■
woDei oeaeutet.

/0 = Anzahl der

Elemente in dem niedrigsten Dichtepegel;

f_r = Anzahl der Elemente in dem höchsten Dichtepegel.

65 geschrieben werden.

Der Wert von S ist hier so definiert, daß er in F i g. 1 a positiv und in F i g. 1 b negativ ist. F i g. 1 a bezieht sich auf ein Negativ, das mehr Zonen hoher Dichte als Zonen geringer Dichte aufweist, und sie entspricht daher einem hellen Gegenstand, wie z.B. einer Schneeszene, einer Sandstrandszene oder einem weißen Gebäude.

Fig. Ib bezieht sich auf einen dunklen Gegenstand, wie z. B. einem dunklen Innenraum, der durch einen Sonnenstrahl erleuchtet ist. In einem solchen Bild sind dunkle Töne vorherrschend.

Die Dichtekorrektur D_c ist die Dichte, die derjenigen äquivalent ist, welche in dem Kopierweg an einem solchen Punkt erforderlich sein würde, daß die photoelektrische Belichtungssteuerung durch ihre Einfügung unbeeinflußt sein würde. (In der Praxis ist es üblich, eine Dichtekorrektur durch elektrische Modifizierung des photoelektrischen Belichtungssteuerstromkreises vorzunehmen.)

Unter diesen Voraussetzungen würden Negative mit großen Werten von D_r, negative Werte von D_c fordern. Negative mit positiven Werten von S (helle Negative) erfordern positive Werte von D_c. Daher hat in der Gleichung (37) die Konstante a' einen negativen Wert und die Konstante V einen positiven Wert.

Aus der Gleichung (18) ergibt sich, daß, wenn die hellsten Stellen in der Kopie immer die gleiche Belichtung empfangen sollen, die bewertenden Konstanten in der Gleichung (19) folgende Werte haben sollen:

α « -0,78 und b « +0,07.

Es ist jedoch von CM. T u 111 e (Journal Franklin Institute, 224, Nr. 3 pp 315 bis 337, September 1937) berichtet worden, daß eine Belichtung gemäß Spitzenlichtdichten weniger erfolgreich ist, als eine Belichtung entsprechend dem Wert von D. Demgemäß sollen für die meisten bildlichen Gegenstände die Werte der Konstanten α und b kleiner als die Hälfte der vorgenannten Werte sein. In der Praxis werden gute Ergebnisse mit α χ — 0,3 und b χ + 0,03 erzielt.

Es bleibt jetzt noch das bei der Einrichtung verwendete Verfahren zu beschreiben.

Anfänglich muß eine Mischung vorgenommen werden, indem die Werte von O₁ und Θ₂ für jedes einer großen und repräsentativen Anzahl von Negativen gemessen werden. Für jedes Negativ wird ein annähernder Wert von D₂ außerdem dadurch abgeleitet, daß die mittlere Spannung gemessen wird, die an dem Testpunkt TP (F i g. 4) auftritt.

Es wurde in der Praxis gefunden, daß die Interpretierung von O₁ und 6>₂ als erforderliche Dichtekorrektur D_c in gewissem Maße von dem Wert von D₂ abhängt. Demgemäß wird die Gesamtheit der Negativen in drei Gruppen unterteilt, die drei Bereichen von D₂ entsprechen. Wahlweise kann eine Unterteilung in drei Bereiche von D vorgenommen werden, da zwischen D und D₂ eine enge Beziehung besteht.

Für jeden solcher Bereiche werden die zusammengefaßten Daten getrennt und analysiert, um die besten Werte von a', b' und k zu bestimmen, die in der Gleichung (37) zu verwenden sind. Aus einer solchen Analyse sind die graphischen Darstellungen gemäß F i g. 8, 9 und 10 gewonnen worden, die sich jeweils auf die drei Bereiche von D₂ beziehen.

F i g. 9, die sich auf Werte von D₂ bezieht, welche richtig belichteten Negativen entsprechen, zeigt, daß die experimentell bestimmte Charakteristik sehr gut mit den durch die Gleichung (37) gegebenen linearen Beziehungen übereinstimmt.

F i g. 8 bezieht sich auf Negative, die einen Wert von D₂ zeigen, der genügend niedrig ist, um eine gewisse Unterbelichtung anzuzeigen. Die Charakteristik verlangt eine relativ große Lichtekorrektur in bezug auf dunkle Negative von großem Kontrast. Fig. 10 bezieht sich auf Negative, die einen Wert von D₂ zeigen, der genügend hoch ist, um eine gewisse Uberbelichtung anzuzeigen. Die experimentell bestimmte Kurve zeigt eine beträchtliche Abweichung von einer linearen Form gemäß Gleichung (37). Dies hat seinen Grund darin, daß diese

ίο Negative Gegenstände darstellen, die einen sehr weiten Bereich von Tonwerten enthalten, wobei die hellsten Töne ohne Interesse sind, weil sie in dem Negativ stark überbelichtet sind. Ein solcher Gegenstand würde beispielsweise ein Portrait eines Kindes sein, das in einem Innenraum bei Tageslicht aufgenommen ist. Wenn die Belichtung für das Kind richtig ist, erzeugt der durch ein hinter dem Kind befindliches Fenster sichtbare Himmel eine starke Uberbelichtung. Beim Kopieren des Negativs muß die Kopierbelichtung so gewählt werden, daß eine annehmbare Wiedergabe des Gesichtes des Kindes erhalten wird. Die vorstehende mathematische Behandlung basiert auf der Annahme, daß die Kopierbelichtung durch die Beziehung zwischen D_max und D bestimmt wird.

In diesem Fall hat jedoch der Wert von D_max keine Bedeutung, und demgemäß ist es nicht überraschend, daß die experimentelle Kurve von der durch die Theorie gegebenen linearen Beziehung abweicht. Der Teil der Kurve in Fig. 10, der als gestrichelte Linie dargestellt ist, ist daher ein rein empirisches Ergebnis.

Bei einer praktischen Untersuchung wurde gefunden, daß die in der Praxis brauchbarsten Korrekturen ungefähr V₃ so groß sind wie diejenigen gemäß der Gleichung (19). Dies zeigt, daß die Beziehung zwischen D_max und D einen besseren Anhalt für die Kopierbelichtung als D_max oder D allein liefert.

Sobald einmal ein Satz der Kurven entsprechend den Fig. 8, 9 und 10 erhalten worden ist, können weitere Negative in der folgenden Weise klassifiziert werden.

Für jedes Negativ werden die Werte von D₂, O₁ und 6>2 beobachtet. Entsprechend dem Wert von D₂ wird die geeignete Kurve herangezogen. Diese zeigt dann die Dichtekorrektur D_c, die für den besonderen Wert von

zu verwenden ist. Wenn das Negativ kopiert ist, wird die angezeigte Korrektur (oder eine Annäherung an sie) an dem Kopiergerät vorgesehen, indem beispielsweise ein Dichtekorrekturdruckknopf eingedrückt wird, welcher den Wert des photoelektrischen Integrals (oder der Integrale) modifiziert, daß zur Beendigung der Belichtung erforderlich ist.

Indem rot-, grün- und blaugefärbte Trennfilter aufeinanderfolgend in den Weg des Abtastlichtes eingeführt werden, kann das Negativ für jede der drei Farben getrennt analysiert werden. Entsprechend der Beziehung (20) ist die statistische erfolgreichste Farbkorrektur gegeben durch

Farbe =

+ K
a

i + ζ
a

grun

K θ?) 1.

a /blauj

(38)

13 14

In der Praxis wird die Nettokorrektur gewöhnlich Es kann daher im voraus angenommen werden, dadurch berechnet, daß von dem Wert jedes der drei daß die Korrektion positive Korrekturen der Rot-Vektorausdrücke die Größe des kleinsten abgezogen und Blaukomponente umfaßt, wird. Aus den oben gegebenen Daten werden die drei

Als praktisches Beispiel soll angenommen werden, 5 Vektorausdrücke erhalten.

daß r — —0,01 und — = —2,0 ist und daß die Rt- i49 201 — 29

Werte von 6J₁ und Θ₂ für ein gegebenes Negativ die Grün = (48—2) =48

folgenden sind: Blau = (38—6) = 32.

©! Q₁

Rot 49 +10 Die Subtraktion des kleinsten Wertes (Rot) ergibt

Grün 48 +1 Rot = 0, Grün = 17, Blau = 3.

Blau 38 +3 Die zu verwendende Farbkorrektur ist daher

Der niedrige Wert von Θι für Blau deutet einen relativ geringen Blaukontrast an. Dies erfordert eine Herabsetzung der Blaukopierbelichtung, d. h. eine positive Korrektur D_c für die Blaukomponente.

Der relativ große Wert von Q₂ deutet eine helle Rotkomponente an, d. h., der Gegenstand ist ein hinsichtlich der roten Farbe fehlerhafter Gegenstand, der einen hohen Anteil roter Bereiche enthält. Die Korrektur dieses abnormalen Zustandes erfordert eine Herabsetzung der Rotkopierbelichtung, d. h. eine positive Korrektur D_c der Rotkomponente.

D Farbe = -0,01 [17 grün + 3 blau]

= —0,17 Dichteeinheiten für grünes Licht — 0,03 Dichteeinheiten für blaues Licht

Es ist ersichtlich, daß die berechnete Farbkorrektur im Prinzip eine Herabsetzung der Dichtekorrektur D_c für die Grünkomponente ist. Als Farbe ausgedrückt ist eine solche Korrektur gleichen positiven Dichtekorrekturen für die Rot- und Blaükömponenten äquivalent. Daher entspricht die berechnete Korrektur der vorher angenommenen Korrektur.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Belichtung bei der Herstellung photographischer Kopien, bei welchem durch photoelektrische Dichtemessung der Umfang D_r der optischen Dichte zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Bildteil der Kopiervorlage bestimmt und die Belichtungszeit unter Berücksichtigung dieses Dichteumfangs dosiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dichte D_x der Kopiervorlage bestimmt wird, daß von wenigstens zehn Flächenelementen der Kopiervorlage die optische Dichte gemessen und an Hand dieser Messung die Dichtehäufigkeitsverteilung der Kopiervorlage festgestellt wird, wobei die Anzahl derjenigen Flächenelemente, deren Dichte größer ist als die mittlere Dichte der Kopiervorlage und die Anzahl derjenigen Flächenelemente, deren Dichte kleiner ist als die mittlere Dichte der Kopiervorlage, bestimmt wird, daß der Anteil B bestimmt wird, um welchen die bezüglich ihrer Dichte über der mittleren Dichte liegenden Flächenelemente die unter der mittleren Dichte liegenden Flächenelemente übersteigen, und daß aus den beiden Werten D_r und B eine Größe A nach der Formel