DE2650738A1

DE2650738A1 - Beleuchtungsvorrichtung zur aufsichtsbeleuchtung von kopiervorlagen

Info

Publication number: DE2650738A1
Application number: DE19762650738
Authority: DE
Inventors: Ernst Huber
Original assignee: Gretag AG
Current assignee: Gretag AG
Priority date: 1975-11-07
Filing date: 1976-11-05
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2331058A1

Description

D R. B E R G D I P L. - I N G. S T A P-F

DIFL.-HJG. SCKWABE DR. Dr-. SANDWAIR ο η rn r, ~ _Λ

8 MCiJChcN 80¹· IViAUERKIRCHERSTR.45

GRETAG AKTIENGESELLSCHAFT, 8105 REGENSDORF / ZH

ANWALiSAKTE 27 548 5. NOV. 1976

Case 87-10175/GTP 410/R
Deutschland

Beleuchtungsvorrichtung zur Aufsichtsbeleuchtung von Kopiervorlagen

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung zur Aufsichtsbeleuchtung von Kopiervorlagen in fotografischen Kopiergeräten mit einer Bildauflage für die Kopiervorlagen und einem im Abstand darüber angeordneten Abbildungsobjektiv, welche Beleuchtungsvorrichtung wenigstens vier in gleichem Abstand vom Durchstosspunkt der optischen Achse des Abbildungsobjektivs mit der Bildauflage sowie im gleichen Abstand über der Bildauflage angeordnete Leuchten umfasst, welche einen um den Durchstosspunkt symmetrischen Bereich der Bildauflage direkt bestrahlen. .

Bekannterweise ist es grundsätzlich nichtmöglich, eine bezüglich ihrer Helligkeit homogene Fläche mittels eines

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Objektivs so abzubilden, dass die Beleuchtungsstärke des Bilds ebenfalls homogen ist. Vielmehr nimmt die Beleuchtungsstärke von der optischen Achse radial nach aussen mit der vierten Potenz des Cosinus des Bildwinkels des Abbildungsobj ektivs ab. D:
Gesetz bekannt.

4 Objektivs ab. Diese Erscheinung ist unter dem Namen COS -

Der genannte Abbildungsfehler spielt bei der Herstellung von fotografischen Kopien über Zwischennegative keine Rolle, da er durch die Bildumkehrung im Negativ kompensiert wird. Er wirkt sich hingegen bei der Herstellung von Direktkopien, also ohne über den Umweg über Zwischennegative, sehr störend aus. Dieses Problem hat insofern vermehrte Bedeutung erlangt, als in letzter Zeit immer mehr Kopierapparate auf den Markt kommen, die die Herstellung von Positivkopien direkt ab - -— irgendeiner beliebigen Vorlage erlauben.

Aufgabe der Erfindung ist es dieses Problem zu beseitigen. Dabei soll diese Aufgabe so gelöst werden, dass die neuartige Beleuchtungsvorrichtung an bestehende Kopierapparate nachträglich angebaut werden kann, ohne nennenswerte Eingriffe in letztere vornehmen zu müssen.

Die erfindungsgemässe Beleuchtungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchten bezüglich der Richtung ihrer optischen Achsen und ihrer Entfernung vom und Höhe über dem Durchs tos sputikt so angeordnet sind, dass die von ihnen erzeugte Beleuchtungsstärke auf der Bildauflage vom Durchstosspunkt weg im wesentlichen rotationssymmetrisch nach aussen über einen vorgegebenen Bareich im wesentlichen mit der negativen vierten Potenz des Cosinus des Bildwinkels des Abbildungsobjektivs zunimmt.

Aus der GB-PS 116 225 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für

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Kopiergeräte bekannt, bei welcher die Ecken der Vorlage zwecks Kompensation etwaiger Linsenfehler etwas stärker ausgeleuchtet werden können als die Vorlagenmitte. Abge-

4 sehen davon, dass in der genannten GB-PS das COS -Gesetz mit keinem Wort erwähnt ist, ist die darin beschriebene Beleuchtungsvorrichtung grundsätzlich anders aufgebaut als die erfindungsgemässe Vorrichtung. Insbesondere besitzt die bekannte Vorrichtung einen Spiegelschacht und zahlreiche Lichtleitlamellen und dgl. Eine solche Konstruktion ist wesentlich komplizierter und aufwendiger und erfordert ausserdem wegen des Spiegelschachts eine wesentlich grössere Bauhöhe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus fiihrungsb ei spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. i eine perspektivische Gesamtansicht der Be-

' leuchtungsvorrichtung und

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Leuchte in grösserer Darstellung.

Die Beleuchtungsvorrichtung besteht darstellungsgemäss aus sechs Leuchten 1, die auf einer C-förmigen Tragschiene 2 in regelmässigen gegenseitigen Abständen axialsymmetrisch angeordnet sind. Die Tragschiene2 ist in nicht gezeigter Weise mit einem Gestell oder dgl. verbunden und hält die Leuchten 1 in gleichen Abständen oberhalb einer Vorlagenbühne 3 mit einem rechteckigen Formatfenster 3a für die zu beleuchtende Kopiervorlage. Die Symmetrieachse A der Leuchtenanordnung verläuft durch den Mittelpunkt Z des Formatfensters 3a und fällt mit der optischen Achse des Abbildungsobjektivs 3o einer nur schematisch durch eine Papierauflageblihne 32

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und einen Streifen 31 fotoempfindlichen Positiv-Papiers angedeuteten Kopiervorrichtung zusammen.

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine der sechs Leuchten 1. Jede Leuchte umfasst ein ventiliertes Gehäuse 11, das an der Tragschiene 2 befestigt ist. Das Gehäuse 11 ist nach vorne durch eine konkav- konvexe Linse 12 abgeschlossen und hinten mit einem Hohlspiegel 13 versehen. Im Inneren ist in einer Halterung 14 eine Halogenlampe 15 mit Flachkernwendel 15a und zwischen der Lampe und der Linse 12 ein wärmereflektierender Filter 16 angeordnet. Die. optischen Achsen der Linse und des Hohlspiegels fallen zusammen und bilden die optische Achse A₁. der Leuchte. Die Halogenlampe 15 ist gegenüber der sonst bei derartigen Leuchten üblichen Anordnung, bei welcher die Ebene der Flachkernwendel senkrecht auf die optische Achse Aj der Linse bzw. der Leuchte steht, etwas nach hinten geneigt, sodass die Flachkernwendelebene mit der Normalebene zur optischen Achse A_T der Leuchte bzw. die Hauptstrahlrichtung der Lampenwendel mit der optischen Achse der Leuchte einen kleinen Winkel α einschliesst. Der Winkel α ist mittels der Stellschraube 14a an der Lampenhalterung in gewissen Grenzen justierbar.

Die horizontale Entfernung D der Leuchten 1 von der Symmetrieachse 3a, die Höhe H der Leuchten über der Vorlagenbühne 3, der Winkel β der optischen Achse A, zur Vorlagenbühne 3, der Neigungswinkel α der Halogenlampe 15 und die Linse 12 sind derart aufeinander abgestimmt, dass sich im Bereich des Formatfensters 3a eine Beleuchtungsstärke ergibt, die vom Mittelpunkt Z weg im wesentlichen roten.! *—^-muietrisch mit der negativen viertem Potenz des Cosinus des Bildwxnl^lr f ύ.<=& Abbil ^igsObjektivs 30 zu-

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nimmt. Durch diesen speziellen Beleuchtungsstärkeverlauf wird der beim Abbilden normalerweise auftretende, von

innen nach aussen nach dem COS -Gesetz ansteigende Lichtverlust kompensiert. Dabei kann die abzubildende Bildvorlage innerhalb des Formatfensters jede beliebige Lage einnehmen und braucht nicht zentriert zu werden.

Zur bestmöglichen Ausnutzung des von den Leuchten abgegebenen Lichtes sind diese so eingestellt, dass der Mittelpunkt des von jeder Leuchte auf der Vorlagenbühne erzeugten elliptischen Lichtflecks 20 mit dem Mittelpunkt Z des Formatfensters zusammenfällt und das Formatfenster gerade noch vollständig ausgeleuchtet ist.

Die richtige Anordung der Leuchten wird zweckmässig rechnerisch ermittelt. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass das Formatfenster in eine Vielzahl von Elementarflächen eingeteilt und für jede dieser Elementarflächen zunächst ohne Berücksichtigung der Linse 12 und für den Neigungswinkel α = ο die sich für die zunächst willkürlich angenommenen Parameter D, H und β ergebende Beleuchtungsstärke ermittelt wird. Die so ermittelten Beleuchtungsstärken werden dann mit den aus dem gewünschten Beleuchtungsstärkeverlauf (COS -Gesetz)vorgegebenen Sollwerten verglichen und dann die Summe der Quadrate der Abweichungen gebildet. Durch Variation der Parameter D, H und β wird dann die Abweichungsquadratsumme in an sich bekannter Weise minimalisiert, woraus sich die optimalen Parameter ergeben. Selbstverständlich. ist es aus Symmetriegründen nicht notwendig, diese Berechnung auf das ganze Formatfenster zu erstrecken, sondern es genügt dazu bei sechs Leuchten bereits ein Sektor von 30° beidseits einer Leuchte bsw„ Lampe«

Die sich aus vorstehender Berechnung ergebenden Werte für D und H sind für die Praxis aus Platzgründen oft zu gross.

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Durch Einsatz der Verkürzungslinse 12 können diese Werte reduziert werden. Die Verkürzungslinse 12 muss dazu so dimensioniert sein, dass der aus ihr austretende Lichtkegel bei den um das gewünschte Mass verkleinerten Werten für D und H dieselbe Gestalt hat wie der Lichtkegel an dieser Stelle ohne Linse, aber mit den ursprünglich errechneten Parametern D und H. Wie sich gezeigt hat, ist es dazu erforderlich, dass die optische Achse der Linse mit der Normalen auf die Ebene der Flachkernwendel einen spitzen Winkel α einschliesst. Die Dimensionierung der Linse 12 kann nach den bekannten Gesetzen der Optik erfolgen.

Im folgenden sind Masse und Daten eines praktisch einsatzfähigen Beispiels angeführt, wobei von einer Höhe des AbbildungsObjektivs über der Bildauflage von 350 mm ausgegangen ist:

2 Formatfenster der Vorlagenbühne: 13.x 18 cm

Leuchtenanzahl: 6

Lampen: Flachkernwendel-Halogenlampe Osram "Bellaphot" 12V, lOOW

Abstand D der Wendeloberkante (6) vom Zentrum Z des Formatfensters: 190 mm

Höhe H der Wendeloberkante über der Vorlagebuhne: 92 mm Winkel β der Leuchtenachse (A_L) gegen die Vorlagenbühne: 45^c Winkel α der Flachkernwendel zur Normalen auf die Leuchtenachse: 20°

Radius r« des Hohlspiegels: 20 mm
Radius r, der Linse 12 (Glas BAK50 der Fa Schott u.Gen):

41,25 mm

Radius r„ der Linse 12: 35,79 mm
Dicke e der Linse 12: 18,3 mm

Abstand a der Linse von der Wendeloberkante: 39,5 mm Durchmesser d der Linse 12: 69,0 mm

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Die erfindungsgemässe Beleuchtungsvorrichtung ist besonders gut als Zusatzbeleuchtung für Negativ-Kopiervorrichtungen geeignet, da sie wenig Platz einnimmt, eine geringe Bauhöhe aufweist und eine hohe Lichtausbeute ermöglicht. Eine mit der erfindungsgemässen Beleuchtungsvorrichtung ausgestattete Kopiervorrichtung kann dann auch dazu verwendet werden, von Aufsichtsbildern direkt ohne Zwischennegative originalgetreue Kopien zu erzeugen.

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Claims

Ansprüche

Beleuchtungsvorrichtung zur Aufsichtsbeleuehtung von Kopiervorlagen in fotografischen Kopiergeräten mit einer Bildauflage für die Kopiervorlagen und einem im Abstand darüber angeordneten Abbildungsobjektiv, welche Beleuchtungsvorrichtung wenigstens vier in gleichem Abstand vom Durchstosspunkt der optischen Achse des Abbildungsobjektivs mit der Bildauflage sowie im gleichen Abstand über der Bildauflage angeordnete Leuchten umfasst, welche einen um den Durchstosspunkt symmetrischen Bereich der Bildauflage direkt bestrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchten bezüglich der Richtungen (ß) ihrer optischen Achsen und ihrer Entfernung (D) vom und Höhe (H) über dem Durchstosspunkt so angeordnet sind, dass die von ihnen erzeugte Beleuchtungsstärke auf der Bildauflage vom Durchstosspunkt weg im wesentlichen rotationssymmetrisch nach aussen über einen vorgegebenen Bereich im wesentlichen mit der negativen vierten Potenz des Cosinus des Bildwinkels des AbbildungsObjektivs zunimmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Leuchten gerade ist und mindestens beträgt, und dass die Leuchten sich paarweise diagonal gegenüberstehend angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen der Leuchten mit der Bildauflage einen Winkel von maximal 65°, vorzugsweise etwa 45° einschliessen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3,

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dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der von den Leuchten auf der Bildauflage erzeugten Beleuchtungsellipsen im Durchstosspunkt liegen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsellipsen den vorgegebenen Bereich möglichst eng umschreiben.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leuchte ein Gehäuse mit einem Hohlspiegel, einer Linse, einem wärmereflektierenden Filter und einer Flachkernwendel-Halogenlampe umfasst, wobei die optischen Achsen von Linse und Spiegel zusammenfallen, und dass die Halogenlampe im Gehäuse so angeordnet ist, dass die HauptStrahlrichtung ihrer Wendel mit der optischen Achse der Linse einen spitzen Winkel (α) einschliesst.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenlampe bezüglich des Winkels (cc) verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchten auf einer C-förmigen Schiene angeordnet sind.
9. Kopiervorrichtung mit einer Bildauflage für die Kopiervorlage, einem Abbildungsobjektiv, Mitteln zum Halten von lichtempfindlichem Fotomaterial in der Abbildungsebene des Abbildungsobjektivs und einer Beleuchtungsvorrichtung für die Kopiervorlage, wobei die Beleuchtungsvorrichtung wenigstens viar im gleichen Abstand vom Durchstosspunkt der optischen Achse des AbbildungsObjektivs mit der Bildauflage sowie im gleichen Abstand über der Bildauflage

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angeordnete Leuchten umfasst, welche einen um den DtLfchstosspunkt symmetrischen Bereich der Bildauflage direkt bestrahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchten bezüglich der Richtungen ihrer optischen Achsen und ihrer Entfernung vom und Höhe über dem Durchstosspunkt so angeordnet sind, dass die von ihnen erzeugte Beleuchtungsstärke auf der Bildauflage vom Durchstosspunkt weg im wesentlichen rotationssymmetrisch nach aussen Über einen vorgegebenen Bereich im wesentlichen mit der negativen vierten Potenz des Cosinus des Bildwinkels des Abbildungsobjektivs zunimmt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Leuchten gerade ist und mindestens 6 beträgt, und dass die Leuchten sich paarweise diagonal gegenüberstehend angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch.9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Achsen der Leuchten, mit der Bildauflage einen Winkel von maximal 65°, vorzugsweise etwa 45° einschliessen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der von den Leuchten auf der Bildauflage erzeugten Beleuchtungsellipsen im Durchstosspunkt liegen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsellipsen den vorgegebenen Bereich möglichst eng umschreiben.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-13, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leuchte ein Gehäuse mit einem Hohlspiegel, einer Linse, einem wärmereflektierenden Filter und einer Flachkernwendel-Halogenlampe

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umfasst, wobei die optischen Achsen von Linse und Spiegel zusammenfallen, und dass die Halogenlampe im Gehäuse so angeordnet ist, dass die Hauptstrahlrichtung ihrer Wendel mit der optischen Achse der Linse einen spitzen Winkel (cc) einschliesst.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenlampe bezüglich des Winkels (α) verstellbar ist.

16, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchten auf einer C-förmigen Schiene angeordnet sind.

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