DE1597066A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur fotoelektrischen Belichtungssteuerung - Google Patents

Description

AGFA-GEVAERT AKTIENGESELLSCHAFT ' «597066

, 23. August 1967

Leverkusen ... f,

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Verfahren und Vorrichtungen zur fotoelektrischen Belichtungsateuerung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur fotoelektrischen Belichtungssteuerung beim fotografischen Kopieren, bei dem zur Messung nur ein Teil der Vorlage herangezogen wird.

Bei den bekannten Verfahren dieser Art wird zur Belichtungssteuerung immer der Mittelbereich der Vorlage herangezogen, in der Annahme, daß in der Regel der bildwichtige Teil mit dem mittleren Teil der Vorlage übereinstimmt. Die Belichtungssteuerung arbeitet dann in der Weise, daß der Mittelbereich mit einem mittleren Grauwert wiedergegeben wird, so daß für diesen Mittelbereich ein gutes Bildergebnis erwartet werden kann. Die Annahme, daß der bildwichtige Teil mit der Bildmitte zusammenfällt, trifft sicher nioht immer zu. Ee sind deehelb häufig von

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Hand einzutastende Korrekturen am Kopiergerät erforderlich, um unbefriedigende Kopierergebnisse zu vermeiden. Diese von Hand vorzunehmenden Korrekturen erfordern eine geschulte Arbeitskraft und einen die Kopiergeeohwindigkeit hemmenden Zeitaufwand.

Um dem Ziel einer vollautomatischen Belichtungssteuerung näherzukommen» wurde untersucht« welche Vorlagen bei dem Verfahren der Aussohnittmessung unbefriedigend kopiert wurden. Dies sind vor allem Vorlagen, bei denen ein bildwichtiger Teil» dessen mittlere Dichte von der der übrigen Vorlage stark abweicht, außerhalb des Meflfeldee liegt. Beispiele hierfür sind eine dunkel erscheinende Person vor sehr hellem Hintergrund oder ein stark erleuchtetes Gesicht vor dunklem Hintergrund bei Blitzlichtaufnahmen.

Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die bildwichtigen Teile der Vorlagen zugleich Bereiche eines großen mittleren Kontrastes sind. Das bedeutet, daß der Fotofreund vor allem Wert legt auf eine befriedigende Wiedergabe von Bereichen seiner Vorlage, in denen nicht große gleichförmig gedeckte Flächen auftreten, sondern in denen sehr starke Diohteänderungen

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vorkommen« Diese über einen Teilbereich der Vorlage verteilten Diohteänderungen werden als mittlerer Kontrast •bezeichnet und sind mathematisch definiert als Summe der Helligkeitsdifferenzen aller Funkte eines Vorlagenbereiches untereinander dividiert duroh die Anzahl der Meßpunkte. Diese Summe von Differenzen ist umso kleiner, je gleichförmiger die betraohtete Fläche belichtet wurde.

Gemäß der Erfindung werden nun zur dTotoelektriaohen Belichtungssteuerung der mittlere Kontrast der Vorlage bereichsweise gemessen und der Bereich mit dem größten mittleren Kontrast zur Belichtungssteuerung ausgewertet.

Den genauen Wert für den mittleren Kontrast eines gewiesen Bereiohes der Vorlage zu ermitteln, ist ziemlich aufwendig. Hierzu mUßte z.B. die Vorlage punktweise abgetastet und durch einen Rechner alle Einzeldifferenzen ermittelt werden, wonach die Summe der Differenzen zu bilden ist.

Eine bekannte Methode zur vereinfachten Auswertung ist es, den von dem fotoelektrischen Element bei punktweiser Abtastung abgegebenen Wechselstrom einer Frequenzanalyse zu unterwerfen und aus der Flankensteilheit bzw. den Frequenzen und Amplituden bei Fourieranalyse Rückschlüsse

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auf den mittleren Kontrast zu ziehen. In neuerer Zeit ist ein weiteres Verfahren bekanntgeworden, das beispielsweise in der DAS 1 173 327 beschrieben ist. Dort wird unter Verwendung zweier gleichartiger, großflächiger fotoelektrischer Wandler, deren Kennlinie für die Abhängigkeit des Fotostromes von der Leuchtdichte nicht linear ist, ein Maß für den mittleren Kontrast in Form einer Spannungsdifferenz gewonnen, in dem auf die eine Zelle die Vorlage abgebildet wird, während auf die andere derselbe Bereich der Vorlage unter Zwischenschaltung eines Diffusora, z.B. einer Streuscheibe, aufbelichtet wird. Die Differenz der beiden Ströme bzw. Spannungen ist dann ein Maß für die Ungleichmäßigkeit der Ausleuchtung der mit dem Bild beaufschlagten Zelle.

Ein weiteres Verfahren zur Kontrastmessung ist in der deutschen Patentanmeldung A 55 989 IXa/57c beschrieben. Nach diesem Verfahren sind auf einer großflächigen, dem Vorlagenbild entsprechenden Meßplatte viele Teilfotowiderstände angeordnet, die zum Teil in Reihenschaltung, zum Teil in Parallelschaltung gemessen werden. Die Größe des Fotostromes der parallelgeschalteten Fotowiderstände · gibt ein Maß für die Lichter, der Strom der in Reihe

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liegenden ein Maß für die Schatten in der Vorlage, so daß insgesamt die beiden Ströme auch Rückschlüsse über den mittleren Kontrast der Vorlage zulassen.

Das Verfahren zur Kontrastmessung ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Im Prinzip kann jedes der angeführten oder auch andere Anhaltspunkte über den mittleren Kontrast einer Vorlage gebende Verfahren angewendet werden« Besonders günstig ist es jedoch, eine Anordnung zu verwenden, bei der der auftretende Kontrast sich als Gleichspannung ausdrüokt.

Die bereichsweise Auswertung der Vorlage entsprechend dem gemessenen mittleren Kontrast erlaubt es, vollautomatisch den Bereich der Kopiervorlage zur Dichtemessung und damit zur Belichtungssteuerung heranzuziehen, in dem der größte mittlere Kontrast auftritt und der deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit auch der bildwichtige Teil ist. Insbesondere beim Farbkop'ieren ist es von Vorteil, wenn zur Dichtemessung ein Vorlagenbereioh ausgewählt wird, in dem nicht großflächige Bereiche einer Farbe, sogenannte Farbdominanten, enthalten sind.

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Fig. 1 den Prinzipaufbau eines Farbkopiergerätes gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Aufteilung des Vorlagenformates

in verschiedene Meßbereiche,

Fig. 3 eine Prinzipanordnung zur Ermittlung des Vorlagenbereiches mit dem größten mittleren Kontrast und

Fig. 4 eine Abwandlung der Einrichtung nach Fig. 3.

In Fig. 1 ist ein übliches Farbkopiergerät mit einer Lichtquelle 1, einem Reflektor 2 und einem Doppel kondensor 3 dargestellt, in dem eine Vorlage 4 durch ein Objektiv 5 auf einen Kopieträger 6 abgebildet wird. Unterhalb des Objektivs 5 ist ein teildurchlässiger Spiegel 8 unter 45 geneigt angeordnet, der einen Teil des vom Objektiv 5 kommenden Lichtes über dichroitische Strahlenteilerspiegel 9, 10 auf Kontrastmeßanordnungen 11, 12 und 13 wirft. Die Strahlenteilerspiegel 9, 10 sind so ausgebildet, daß beispielsweise auf die Anordnung 11

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nur rotes, auf die Anordnung 12 nur blaues und auf die Anordnung 13 nur grünes Licht auftrifft. Die Meßanordnungen 11, 12, 13 sind bekannte Anordnungen zum Messen des mittleren Kontrastes, die nicht näher zu beschreiben sind. Sie sind so angeordnet, daß auf ihnen ein scharfes Bild der Vorlage 4 entsteht. Unmittelbar an den Meßanordnungen anliegend 1st je eine Blende 7 gezeigt, die synchron über die Vorlagefläche verschiebbar sind f und mit einer öffnung versehen sind, deren Größe etwa 1/4 bis 1/6 des Vorlagenbildformates entspricht. · Die Meßanordnungen 11, 12, 13 sind über entsprechende Leitungen an eine Auswerteeinrichtung 14 angeschlossen, deren Punktion im folgenden noch eingehend beschrieben wird. Die Auswerteeinrichtung 14 ist in an sich bekannter Weise nach den Regeln der Rechnertechnik aufgebaut. Die genaue Schaltung ist zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich.

Zwischen der Vorlage 4 und dem Objektiv 5 sind ferner

Farbfilter in den subtraktiven Grundfarben 15, 16 und

vorgesehen, die von Elektromagneten 18, 19 und 20 in den Strahlengang bewegbar sind.

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Die Funktion der beschriebenen Einrichtung ist nun folgende:

Duron die Öffnungen der Blenden 7 ist jeweils nur ein Teilbereich der Vorlage 4 auf die Meßanordnungen 11, 12, 13 abgebildet« Die jeweiligen Kontrastmeßwerte werden an die Auewerteeinriohtung 14 weitergegeben unter Weitermeldung der jeweiligen Ortekoordinate der Blenden 7. Die Blende 7 kann dabei nacheinander in mehrere diskrete Stellungen, etwa entsprechend den in Fig. 2 angedeuteten Stellungen gebracht werden. Die Blendenöffnungen gemäß Fig. 2 überlappen sich teilweise, so daß mit großer Sicherheit der kontrastreichste Teil der Vorlage erfaßt werden kann« Die Auswerteeinrichtung H ermittelt auf diese Weise für jede der Anordnungen 11, 12, 13 die Stellung der Blende 7, in der der maximale Kontrast in jedem der Farbauszüge auftritt. Vor Beginn der Belichtung wird dann jede der Blenden vor den Kontrastmeßanordnungen 11, 12, 13 in die Lage gebracht, in der der kontrastreichste Teil eines jeden Farbauszuges auf die Meßanordnung abgebildet wird.

Über die Auswerteeinrichtung 14 werden dann die Farbfilter 15, 16, 17 so gesteuert, daß entsprechend dem

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Neutralgrauprinzip die auf die drei Meßbereiche auftreffendenKopierlichtmengen, auf einen einzigen Schichtträger gebracht, nach der Entwicklung ein neutrales Grau ergäben.

Bei Verwendung einer Meßeinrichtung gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 173 327, die gemäß Fig. 3 der vorliegenden Anmeldung eine diffus beleuchtete Zelle und eine bildmäßig beleuchtete Zelle umfaßt, kann das Signal der diffus beleuchteten Zelle unmittelbar zur Steuerung der Beliohtungsregelvorrichtung benutzt werden. Eine weitere Ermittlung von Helligkeitsdaten der Vorlage ist dann nicht erforderlich.

Da mit großer Wahrscheinlichkeit die Bereiche größten mittleren Kontrastes in den verschiedenen Farbauszügen einer Vorlage' zusammenfallen, kann es auch zweckmäßig sein, nur mit einer Kontrastmeßanordnung 11 zu arbeiten; es müssen jedoch dann zum Feststellen der mittleren Farbdichten des Meßbildes andere Einrichtungen anstelle der Kontrastmeßanordnungen 12, 13 vorgesehen sein.

In Fig. 3 ist eine prinzipielle Anordnung zur Kontraatmessung gemäß der DAS 1 173 327 gezeigt. Hinter einer

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verschiebbaren Blende 21 mit zwei öffnungen 21a und 21b, die etwa 1/4 der Vorlagengröße umfassen, sind eine Zelle 22 und eine Zelle 23 hinter einem Diffusor 24 angeordnet. Die Zellen 22, 23 haben die Größe der etwa durch Strahlenteiler auf sie zweimal abgebildeten Vorlage. Jedoch ist das Bild auf der Zelle 23 durch den Diffusor 24 unscharf gemacht bis zu einer völlig gleichmäßigen Ausleuohtung der Zelle. Die Zellen 22, 23 haben eine nicht lineare Charakteristik, d.h. gleiche Lichtmengen auf den Zellen 22, 23» jedoch mit unterschiedlicher Verteilung, rufen unterschiedliche Ströme hervor.

Die verschiebbare Blende 21 wird von einer Antriebseinrichtung 25 über die Vorlage verschoben, z.B. nacheinander in die aus Pig. 2 ersichtlichen Stellungen, wobei die jeweilige Stellung der Blende 25 an eine Auswerteeinrichtung 26 weitergemeldet wird, an die auch jeweils die Ausgangssignale der Zellen 22, 23 geleitet werden. Während die Blende 21 die beiden Zellen 22, 23 gleichzeitig mit demselben Teil der Vorlage, jedoch nacheinander mit verschiedenen Bereichen beaufschlagt, bildet die Auswerteeinrifhtung 26 eine sogenannte Haltefunktion. Diese Punktionsbildung erfolgt vergleichbar einem Schleppzeiger in der Weise,

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daß für den ersten Bereich Ortakoordinaten und Kontrastwert gespeichert werden. Ist der Kontrastwert des zweiten Bereichs größer als der des ersten, werden der Kontrastwert und die Ortskoordinate des ersten Bereiches gelöscht und die Daten desa/eiten Bereiches in den Speicher aufgenommen« Ist jedoch der Kontrastwert des zweiten Bereiches kleiner als der des ersten, so bleiben die Daten des ersten Bereiches im Speioher erhalten. Auf diese Weise sind nach einem Abtastzyklue über alle zu messenden Vorlagenbereiche im Speicher die Ortekoordinaten des Bereiches mit dem maximalen mittleren Kontrast enthalten, über die Einrichtung 27 wird die Blende 21 nach Abschluß der Messung wieder in die Stellung entsprechend den gespeicherten Werten gebracht. Die Messung der mittleren Dichte dieses Bereiches kann dann erfolgen und die Belichtung nach einer entsprechenden Zeit abgebrochen werden.

In Fig. 4 ist eine andere Anordnung zur Ermittlung des Bereiches mit dem größten mittleren Kontrast dargestellt. Mit 28 und 29 sind zwei in ihrer Größe dem Bild der Vorlage entsprechende Zellen bezeichnet, die in ihrer Wirkungsweise den Zellen 22, 23 entsprechen. Jedoch sind die Seilen 28, 29 unterteilt in eine größere Anzahl von

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aneinanderstoßenden, getrennt kontaktierten Teilzellen 28a, b und 29a, b. Durch eine entsprechende Strahlenteilereinriohtung im Abbildungsetrahlengang wird auf beide Zellen wieder dieselbe Vorlage abgebildet. Der vereinfachten Darstellung halber ist jede Zelle nur in zwei Teilzellen unterteilt*, deren Anschlüsse mit einer Auswerteeinrichtung 30 verbunden sind. Am günstigsten dürfte etwa eine Zellenfläche sein, die 1/4 bis 1/6 der Vorlagenfläche bei 1:1 Abbildung entspricht. Während des Meßvorganges liegen nun alle Kontrastwerte der einzelnen Vorlagenteile an der Auswerteeinrichtung 30 gleichzeitig vor. Durch eine entsprechende Schalteinrichtung werden nun jeweils zwei Kontraatwerte miteinander verglichen, der kleinere fallengelassen und der größere mit dem nächsten Kontrastwert verglichen. Auf diese Weise kann der Bereich mit dem größten mittleren Kontrast ermittelt werden und dann durch die Auswerteeinrichtung 30 die entsprechende Teilzelle 29 an die Belichtungssteuereinrichtung angeschlossen werden. Diese Vorgänge können ohne weiteres auch noch am Anfang der Belichtungszeit vorgenommen werden, wenn sie im Verhältnis zur erforderlichen Belichtungszeit nur schnell genug abgewickelt werden können. Die während des Messens auf

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den Schichtträger aufgetroffene Lichtmenge muß nur dann von der durch die Messung ermittelten erforderlichen Lichtmenge noch abgezogen werden. Natürlich können auch zwei oder mehr Teilbereiche mit hohem Kontrast zur Belichtungssteuerung herangezogen werden.

Eine weitere Möglichkeit, den Bereich der Kopiervorlage mit dem größten mittleren Kontrast zu ermitteln, besteht z.B. darin, parallel zu den Seitenkanten der Vorlage von außen nach innen kontinuierlich unter ständiger Messung des jeweiligen Kontrastes Masken vorzuschieben, bis der Kontrast des verbleibenden Yorlagenbereiches ein Maximum erreicht. Auf diese Weise können vom Rand ausgehend die in der Regel am Rand auftretenden Bereiche geringeren Kontrastes ausgeschieden werden.

Wenn die Ermittlung des kontrastreichsten Vorlagenteils länger dauert als die kürzeste zu erwartende Belichtungszeit, muß die Kontrastmessung vor Belichtung des Schichtträgers 6 erfolgen. Der Spiegel 8 kann dann z.B. als schwenkbarer Vollspiegel ausgebildet sein, der zum Belichtungsmeßbeginn weggeschwenkt wird. Natürlich könnte stattdessen auch ein den Liohteinfall auf den Schichtträger 6 verhindernder Verschluß vorgesehen sein.

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zur fotoelektrischen Belichtungssteuerung beim fotografischen Kopieren, bei dem zur Messung nur ein Teil der Vorlage herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dafl der mittlere Kontrast der Vorlage bereichsweise gemessen und der Bereich mit dem größten mittleren Kontrast zur Belichtungssteuerung ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Belichtungssteuerung beim Farbkopieren der Bereich mit dem größten mittleren Kontrast für jeden Farbauszug einer Vorlage ermittelt und zur Belichtungssteuerung in der betreffenden Farbe herangezogen wird.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Bereiches mit dem größten mittleren Kontrast ein Meßfeld konstanter Größe unter ständiger Kontrastmessung und Bildung einer Haltefunktion und unter Speicherung der Ortskoordinate des jeweiligen Maximalbereiche über die Vorlage bewegt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Kontrast mehrerer Teilfelder gleichzeitig gemessen und über eine gemeinsame Auewerteeinrichtung das Feld mit dem größten mittleren Kontrast ermittelt.wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet* J daß zwei oder mehr Felder mit großem mittleren Kontrast zur Belichtungssteuerung herangezogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise geradlinigen Grenzen eines Kontrastmeßbereiehs über die Vorlage bewegt werden, bis der eingeschlossene Bereich eine Fläche von wenigstens T/6 der Vorlagenfläche mit dem größten mittleren Kontrast umfaßt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abbildungsstrnhlengarig eines Kopiergerätes ein teildurchlässiger Strahlenteilerspiegel (8) und in der Schärfeebene des ausgespiegelten Strahlenganges eine an sich bekannte Kontrastmeßanordnung ("M, 12, 13) vorgesehen ist, auf der jeweils nur ein Teilbereich der Vorlage abgebildet ist.

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8. Vorrichtung zur Durchführung dee Verfahrens nach Anspruoh 3» dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schärfeebene an der Meßanordnung eine über die Vorlagenfläche bewegbare Blende (7; 21a, b) mit einer dem Meßfeld entsprechenden öffnung vorgesehen .ist, und Mittel (25) z\lr Weitergabe von deren Ortekoordinaten an eine die Haltefunktion bildende Auswerteeinrichtung (26) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch Α* dadurch gekennzeichnet, daß in der Schärfeebene mehrere aneinanderstoßende, Teilbereichen entsprechende Kontrastmeßanordnungen (28a, b; 29a, b) angeordnet sind, die an eine die Meßwerte vergleichende Auswerteeinrichtung (30) angeschlossen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder Meßanordnung eine während der Messung synchron mit den anderen Blenden laufende Blende (7) vorgesehen ist, die von der Auswerteeinrichtung in

die Stellung (H) bewegbar ist, in der für den jeweiligen Farbauszug der größte mittlere Kontrast gemessen wurde.

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11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Zelle (23» 29)-der Kontrastmeßanordnung, die einen einer mittleren leuchtdichte des ausgewählten'Feldes der Vorlage entsprechendes Signal abgibt, an eine die Kopierlichtmenge bestimmende Einrichtung angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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