DE2808163A1

DE2808163A1 - Vergroesserungsapparat

Info

Publication number: DE2808163A1
Application number: DE19782808163
Authority: DE
Inventors: Emile Armand Henri Guillaume
Original assignee: ZELACOLOR SYSTEMS ESTABLISHMENT
Current assignee: ZELACOLOR SYSTEMS ESTABLISHMENT
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1978-02-25
Publication date: 1978-09-14
Also published as: IL54152A0; ES468037A1; CH612519A5; DD134574A5; AU3385778A; DK104378A; SE7802515L; FR2388301A1; BE864624A; IT7867476A0; US4189229A; IT1107829B; NL7802564A; JPS53131032A; BR7801400A

Description

Zelacolor Systems Establishment, Vaduz (Liechtenstein)

Vergrösserungsapparat

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Vergas serungsapparat, der insbesondere zur Herstellung von Präzisions-Vergrösserungen und -Bildrastembestimmt ist.

Wenn man mittels eines Objektivs eine gleichmSssig beleuchtete Fläche projiziert, so nimmt die Helligkeit des Bildes vom Hittelpunkt nach den Rändern hin ab und zwar in einem Ausmass, welches ungefähr proportional der 4. Potenz des Cosinus des Projektionshalbwinkels ist. Diese Erscheinung der veränderlichen Lichtstärke des Bildes vom Mittelpunkt (Maximum) gegen die Ränder (Minimum) findet sich in sämtlichen Vergrösserungsapparat en. Der Fachmann spricht dabei vom Helligkeitsverlust < an den Rändern des Bildes auf Grund der Vignettierung des Objektivs oder abgekürzt vom Mitte-Rand-Verlust.

16.2.78 809837/0656

Um beispielsweise ein Fräzieions-Bildraster zu erhalten, ist es erforderlich, dass die Beleuchtung des Filmes sehr gleichmfissig ist, denn die für diese Arbeit verwendeten lithographischen Filme haben einen Gamma-Wert mit sehr steilem Abfall.

Handelt-es sich um Originale mit Kleinformat, ist es immer erforderlich, stark zu vergrussern. Aus mechanischen (Aufrollung, Vibrationen usw.) und optischen Gründen ist es sehr zweckmässig, Objektive mit der kürzest möglichen Brennweite zu wählen, d.h. den Projektionewinkel zu vergrössern. Leider tritt bei einer Vergrb'sserung des Projektionswinkels ein grSsserer Helligkeitsverlust ein, der sich an den Rändern des Bildes stark bemerkbar macht.

Um diesen Nachteil auszugleichen, ist es erforderlich, das Original an den Rändern stärker als im Mittelbereioh zu beleuchten, und zwar auf eine Art, die der Vignettierung des Objektivs umgekehrt proportional ist.

Es wurden daher bereits Vergrösserungsapparate vorgeschlagen, mit denen Ausgleichsfilme geliefert werden, die vor das Objektiv oder vor die Streuscheibe gesetzt werden. Diese Filme sind mit einer Grauabstufung versehen, die am Mittelbereich beginnt und gegen die Ränder heller wird. Auf diese Weise erreicht man einen Ausgleich der Verluste auf Grund der Vignettierung der Objektive durch Subtraktion des Lichtes im Mittelbereich.

Erf indungsgemäss erzielt man diese Wirkung viel einfacher, indem man mittels einer ring- oder kreisförmigen Lichtquelle eine Streuscheibe beleuchtet, die sich zwischen.dem Ori·^ ♦ ginal und der Lichtquelle befindet, wodurch es ermöglicht wird, die entgegengesetzt zur Vignettierung des Objektivs gerichtete Helligkeitsabstufung zu erreichen.

809837/0656^;

Andererseits wurde festgestellt, dass sich die Helligkeit mit dem Projektionswinkel ändert. Es kann daher erforderlich sein, die erzielte Korrektur in Abhängigkeit von diesem Winkel zu modifizieren.

Das erfindungsgemässe Vergrösserungsgerät, welches einen Kopf mit einer Lichtquelle aufweist, die sich hinter einer Streuscheibe befindet, weiterhin einen Filmdurchlaufkanal mit seinem Belichtungsfenster sowie ein Objektiv, ist nun dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtquelle eine ringförmige Lampe vorgesehen ist, die in der Nähe der Streuscheibe angeordnet und so ausgebildet ist, dass die Oberfläche der Streuscheibe, vom Objektiv her gesehen, in der Orthogonalprojektion der ringförmigen Lichtquelle liegt.

Nach weiterer Ausbildung der Erfindung weist das Vergrösserungsgerät Mittel zur Einstellung der Lichtquelle auf, die so ausgebildet sind, dass eich die Lichtquelle gegenüber der Streuscheibe verstellen lässt.

In einer Endstellung dieser Regelung können die Verstellmittel so ausgestaltet sein, dass die ringförmige Lampe an der Streuscheibe anliegt; die Befestigungsmittel können beispielsweise ein Halteorgan der Lampe sein, welches abnehmbar und gleitend an einer Seitenwandung des Vergrösserungskopfes befestigt ist.

Das Halteorgan der Lampe kann mit dem Kopf durch eine Schraube verbunden sein und eine Längsnut aufweisen, die über den Schraubenkörper gleiten kann.

Die Lichtquelle kann eine Xenon- oder Neonröhre sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben. Es zeigen:

809837/0656

(ο

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Kopf des Vergrösserungsapparates, der schematisch dargestellte ist,

Fig. 2 eine Sicht von unten auf einen Teil des Kopfes, vom Objektiv her,

Fig. 3 ein Diagramm, welches den Mitte-Rand-Verlust eines üblichen Objektivs in Abhängigkeit vom Projektionshalbwinkel darstellt, und

Fig. 4 ein Schema, welches die Stellung der Lichtquelle im Eopf des Apparates gemäss Fig. 1 bei der Optimaleinsteilung des Vergrösserungsapparates wiedergibt.

Der in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt Kopf 1 des Vergrösserungsapparates weist einen senkrechten Stab 2 auf, der an einem Diffusionsgehäuse 3 befestigt ist, in dessen Innerem sich eine Lichtquelle 4 befindet. Die Lichtquelle 4 wird im Gehäuse 3 durch einen Träger 5 gehalten, der so ausgebildet ist, dass man die Lichtquelle 4 im Inneren des Gehäuses 3 heben und senken kann, wobei sie sich einer Streuscheibe 6 nähert oder sich von ihr entfernt. Die Streuscheibe 6 ist unten am Gehäuse 3 gegenüber einer Oeffnung 7 befestigt. Die Lichtquelle 4 besitzt die Form eines Ringes, der gegenüber der Oeffnung 7 angeordnet ist, und der Träger 5 weist eine Grundplatte auf, an welcher die Krallen 8 angebracht sind, die die Lichtquelle 4 an Ort und Stelle halten. Die ringförmige Lichtquelle 4 ist insbesondere . ein Fluoreszenzrohr, beispielsweise eine Neon- oder Xenon-Röhre. Der Träger 5 besitzt einen rechtwinklig abgebogenen Bereich 9, welcher mittels einer Schraube 10, die in einem Schlitz 10a läuft, gegen eine Seitenwandung 11 des Gehäuses 3 befestigt ist, derart, dass man den Träger 5 vertikal verstellen kann. Unten * am Gehäuse 3 befindet sich um die Oeffnung 7 ein Rahmen 12, der ' eine Filmführung 13 trägt, welche ein Fenster 14 aufweist, über dem sich ein Film 15 bewegt, welcher die zu vergrö'ssernden und/

809837/0656

oder zu rasternden Originale enthält. Gegen die Filmführung 13 ist ein Ende eines Balges 16 gedrückt, wobei das andere Ende des Balges 16 am Objektivträger 17 anliegt, der Teil eines Einstellorgans 18 ist. Dieses Einstellorgan 18 besitzt einen Drehknopf 19, mit dem man ein nicht dargestelltes Zahnrad drehen kann, das mit einer ebenfalls nicht dargestellten Zahnstange im Eingriff steht, die wiederum fest am vertikalen Stab 2 angebracht ist. Schliesslich. ist ein Objektiv 20 in der Mitte des Objektivträger 17 befestigt.

Der beschriebene Kopf des VergrSsserungsapparates ist an einem .nicht dargestellten Chassis oder Stativ befestigt, derart, dass man ihn einer Arbeitsfläche, die den zu rasternden Träger, die Abzüge oder die herzustellenden Auszüge trägt, nähern oder ihn von dieser entfernen kann.

Der eben beschriebene Vergrö'sserungsapparat arbeitet folgendermassen:

Man schiebt das Original des Filmes 15 richtig ein und verstellt den Kopf des Vergrösserungsapparates gegenüber dem nicht dargestellten Arbeitstisch derart, dass man den Abstand zwischen dem Kopf 1 und dem Arbeitstisch in Abhängigkeit von der beabsichtigten Vergrösserung des zu pro j !zierenden Bildes und zur Herstellung des Abzuges, des Auszuges oder des Rasterbildes entsprechend einstellt. Die Bildschärfe wird danach eingestellt, indem man das Objektiv 20 mittels des Knopfes 19 verschiebt. Wenn diese Einstellungen beendet sind, bringt man den Träger des Abzuges, des Auszuges bzw. des Rasterbildes auf dem Arbeitstisch in die passende. Lage und schaltet die Lichtquelle 4 während der erforderlichen Belichtungszeit ein.

Dem Fachmann ist sofort klar, dass das Objektiv 20 in ' der in Fig. 1 dargestellten Einstellung durch das Fenster 14 mit einem Halbwinkel o£ , der zwischen ^eC _mfiX "and UC_1nJ_n liegt, eine

809837/0656

bestimmte Fläche der Streuscheibe 6 "sieht", die in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 21 versehen ist, wobei diese Fläche 21 die Projektion des Umfanges des Fensters 14 vom Hittelpunkt des Objektivs 20 her darstellt. Sem Fachmann wird weiterhin klar sein, dass die Grosse dieser Fläche 21 in Abhängigkeit von der Einstellung des Kopfes oder der gewünschten Vergrösserung veränderlich ist.

In Fig. 1 und 4 sind zwei Projektions-Halbwinkel °°max ^¹¹^ ⁰^mJLn ^dar8^es*^e11*» welche die Einstellungen des Objektivs für eine grösste und kleinste Vergrösserung darstellen, die. sich mit dem VergrÖ*sserungsapparat gemäss Fig. 1 erzielen lassen. Die Lichtquelle 4 ist so ausgelegt, dass sie, wie in Fig. 2 dargestellt ist, durch das Objektiv und die Projektion 21 des Fensters 14 unter dem Halbwinkel <**-„ erscheint.

Sem Fachmann wird leicht klar werden, dass die Lichtstärke der Streuscheibe, durch das Objektiv gesehen, in der Ringzone der Streuscheibe am grössten ist, die sich unter der Röhre

4 befindet, und nach dem Hittelbereich der Scheibe abnimmt, wenn sich die ringförmige Leuchtröhre 4 in ihrer niedrigsten Stellung im Gehäuse 3 befindet, d.h. wenn sie die Streuscheibe 6 berührt.

Wenn man die Leuchtröhre 4 von der Streuscheibe 6 entfernt, indem man die Kutter der Schraube 10 löst und den Lampenträger 5 nach oben verschiebt, so erzielt man eine bestimmte Abschwächung der Lichtstärkenunterschiede zwischen der Ringzone unter der Röhre 4 und dem Hittelbereich der Scheibe. Wenn sich die Röhre 4 in ihrer höchsten Stellung befindet, wobei der Träger

5 an der oberen Wandung des Gehäuses 3 anliegt, besteht praktisch kein Lichtstärkenunterschied zwischen dem Hittelbereich der Streuscheibe 6 und der Ringzone, die sich unterhalb der Röhre 4~be- * findet. Es ist demgemäss offensichtlich, dass die Höheneinstellung der Röhre 4 bezüglich der Streuscheibe 6 den Lichtstärkenverlust auszugleichen gestattet, der auf der Vignettierung beruht, und

.809837/0656

zwar für jedes beliebige Objektiv. Weiterhin wird klar, dass diese Korrektur, theoretisch von der Einstellung des Objektivs 20 abhängt, d.h. vom Abstand zwischen dem Objektiv 20 und.der Streuscheibe 6. Bern Fachmann ist jedoch klar, wenn er Fig. 1 prüft, dass bei den beiden Extremstellungen des Kopfes 1, die den Halbwinkeln ⁰^_08x imcl oC^^ entsprechen, nur eine kleine Aenderung der Fläche 21, gesehen vom Objektiv her, eintritt. Wenn demgemSss die Höheneinstellung der Röhre 4 gegenüber der Mattscheibe 6 vorgenommen wird, wenn sich das Objektiv in einer Stellung befindet, welche der grösstmöglichen YergrSsserung entspricht, beispielsweise in einer Stellung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, so ist diese Höheneinstellung der Röhre für alle Yergrösserungen geeignet, die einem Halbwinkel zwischen ⁰ und ⁰^j_nJ_n entsprechen.

Zu einer passenden Einstellung des Vergrösserungsapparates mit einem bestimmten Objektiv genügt es, dass man den Kopf 1 des Yergrösserungsapparates auf höchste Yergrösserung bringt, was einem Projektlonshalbwinkel ot ^^ entspricht, und den Abstand zwischen der Ringröhre 4 und der Mattscheibe 6 mittels der Schraube 10 und unter Messung der Lichtstärke des Bildes des Fensters 14 auf dem Arbeitstisch mittels einer photoelektrischen Zelle passend einzustellen. Nach einigen Messungen im Mittelbereich und an den Rändern der auf den nicht dargestellten Arbeitstisch projizierten Fläche des Fensters 14 ist es für den Fachmann ein leichtes, die Röhre 4 auf einen passenden Abstand von der Mattscheibe 6 zu bringen, derart, dass die Beleuchtungsstärke im Mittelbereich und an den Rändern der projizierten Fläche auf dem Arbeitstisch konstant ist. Die Tatsache, dass diese bei grösster Vergrösserung vorgenommene Einstellung auch für andere Vergrösserungen mit dem gleichen Objektiv.die gleiche bleiben kann, wird nun unter Zuhilfenahme von Fig. 3 und 4 erklärt.

In Fig. 5 ist der Helligkeitsverlust P, der im Objektiv eintritt, in Prozent in Abhängigkeit vom Projektionshalbwinkel <*- aufgetragen, und zwar für die Blendenöffnungen 1/16, 1/11

809837/065S

und 1/8. Das Diagramm Fig. 3 ist dem Fachmann bekannt, und es wird vom Hersteller sämtlicher Qualitätsobjektive mitgeliefert. Bei der Prüfung dieses Diagrammes fällt auf, dass bei Vergrösserung des Projektionshalbwinkels oc die Lichtstärke abnimmt. Diese Lichtstärkeabnahme, die sich verstärkt, wenn man sich den Rändern eines Projektionsbildes nähert, wird gemäss Erfindung durch einen Ueberechuss von Lichtstärke ausgeglichen, der durch die ringförmige Lichtquelle 4 an den Händern der Mattscheibe 6 auftritt. Dieser Liehtstärkenüberschuss A der Ränder gegenüber dem Hittelbereich ist in Prozent in Diagrammform in Fig. 4 durch eine Kurve 30 eingezeichnet, und zwar in Abhängigkeit vom Abstand D von der Längsachse des Yergrösserungsapparates. Venn man nun die Kurve des Lichtstärketiberschusses 30 der Ränder gegenüber dem Mittelbereich und die Kurven des Lichtstärkeverlustes gemäss Fig. 5 miteinander vergleicht, so wird sofort ersichtlich, dass die Mitten-Rand-Verluste des Objektivs völlig ausgeglichen werden.

In Fig. 4 beträgt der Projektionshalbwinkel ^_103x 22°

und entspricht einer zehnfachen Vergrösserung, entsprechend der Einstellung 31 des Objektivs 20, und der Projektionshalbwinkel ⁰^mIn ^te'k^rfiß'^fc ^ 5° und entspricht einer zweifachen Vergrösserung (Einstellung 32 des Objektivs 20). Vie schon im Vorstehenden erläutert wurde, sieht das Objektiv den Mittelpunkt der Ringzone der Röhre 4 durch das Fenster 14 unter dem Halbwinkel.OC_113x, und in dieser Einstellung wird die Justierung vorgenommen. Es wurde gesagt, dass diese Justierung für sämtliche Verte des Halbwinkels Λ gültig ist, die zwischen ^_3x rad «Ä^^ liegen. Dies erklärt sich dadurch, dass diese Einstellung eine konstante Lichtstärke des projizierten Bildes auf dem Arbeitstisch bei einem HaIbwinkel oc „ = 22° ergibt und diese Lichtstärke bei einem Winkel

max ^a

von QL₇₁₁^ = 15 konstant bleibt, denn bei diesem Vinkel ist der geringere Helligkeitsverlust an den Rändern dadurch kompensiert, · dass das Objektiv eine kleinere Fläche der Mattscheibe 6 sieht und.demgemäss der Helligkeitsüberschuss (siehe Kurve 30) kleiner ist. Die Verteilung der Lichtstärke auf dem Arbeitstisch bleibt

809837/0656

-9-

demgemäss in der Bildprojektion absolut konstant fur alle Halbwinkel oc zwischen OCj_161x und <*·-..-» demgemäss für alle Vergröseerungen zwischen ungefähr 1Or- und 2-fach, wenn man die Justierung für den Winkel d vornimmt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die ausgezeichnete Ergebnisse liefert, hatte der Vergrösserungsapparat ein Objektiv mit 100 mm Brennweite und ein Fenster von 90 mm Bilddurchmesser. Der Abstand zwischen der Röhre 4 und der Mattscheibe 6 sowie der Abstand zwischen der Mattscheibe 6 und dem Fenster betrug jeweils etwa 1/3 der Brennweite. Sie Arbeitshöhe des Kopfes des Vergrösserungsapparates schwankte zwischen 4 und 12 Brennweiten (1,2 Meter) für Vergrösserungen zwischen 2- und 10-fach, entsprechend Projektionshalbwinkeln zwischen 15 und 22°.

Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Einstellung der Bauteile 5, 9» 10 und 10a nur dann erforderlich ist, wenn mehrere Objektive zusammen mit dem Vergrösserungsapparat geliefert werden. Bei einer vereinfachten Ausführungsform des Zopfes, bei der nur ein einziges Objektiv vorgesehen ist, sieht man keinerlei Einstellmöglichkeit des Abstandes zwischen der Leuchtröhre und der Mattscheibe vor.

Selbstverständlich kann der beschriebene Vergrösserungsapparat im Rahmen des Beanspruchten geändert und verbessert werden.

Beispielsweise kann die ringförmige Lichtquelle anstelle einer Leuchtröhre eine Serie punktförmiger Lampen oder Röhrenteilen sein, die regelm&ssig auf einem Umfang angeordnet sind. Versuche haben jedoch ergeben, dass man die besten Ergebnisse mit einer Lampe erhält, die die Form einer Ringröhre hat. Sie * ringförmige Lichtquelle kann selbstverständlich auch eine Glühlampe sein.

809837/0656

Die Erfindung beruht darauf, dass die Lichtquelle so ausgebildet ist, um eine stärkere Lichtverteilung an den Rändern des projiziert en Lichtkegels zu ergeben, verglichen mit dem Mittelbereich, dieses Kegels, um die Mitten-Rand-Verluste aufgrund der Tignettierung des Objektivs zu kompensieren, wobei diese Kompensierung durch, die Form und die Lage der Lichtquelle im Kopf des Vergrösserungsapparates und nicht mit Hilfe von Filtern oder Hasken mit Abstufungen erreicht wird.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der Lichtquelle, die die Form eines Ringes hat, etwas grosser als die Breite des Fensters in der Filmfuhrung, derart, dass die Lichtquelle über der Diagonale des Fensters vom Objektiv her erscheint. Nach einer anderen Regel, die sich aus der bevorzugten Ausführungsform ergibt, ist der Durchmesser der ringförmigen Lichtquelle ungefähr gleich der Brennweite des Objektivs, weil nämlich das Fenster etwas kleiner als die Brennweite des Objektivs ist.

PATENTANSPRÜCHE:

809837/0656

/β

Leerse ite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

\1.) Vergrösserungsapparat, mit einem Kopf, der eine Mattscheibe und eine dahinter angeordnete Lichtquelle, einen Filmdurchgangskanal mit Belichtungsfenster sowie ein Objektiv aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle die Form einer ringförmigen Lichtquelle hat, in der Nähe der Mattscheibe angeordnet und so ausgestaltet ist, dass die Fläche der Mattscheibe, wie sie vom Objektiv her erscheint, in der Zone der orthogonalen Projektion des Ringes der Lichtquelle liegt.
2. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung der Lichtquelle in der Höhe gegenüber der Mattscheibe.
3· Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Endstellung der Einstellung die Einstellmittel das Aufliegen der ringförmigen Lichtquelle auf der Mattscheibe gestatten.
4. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel aus einem Halteorgan der Lichtquelle bestehen, welches abnehmbar und verschiebbar an einer Seitenwandung des Kopfes des Gerätes befestigt ist.
5. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Lichtquelle in einem solchen Abstand von der Mattscheibe angebracht ist, dass sie vom Objektiv her durch das Fenster sichtbar erscheint, wenn das Gerät auf grosstmögliche Vergrösserung eingestellt ist, wobei die Projektionslinie vom Mittelpunkt des Objektivs, die die Ränder des Fensters überstreicht, durch den Mittelpunkt des senkrechten Schnittes der ringförmigen Lichtquelle hindurchgeht.
6. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

8098*7/0656

zeichnet, dass der Durchmesser der ringförmigen Lichtquelle grosser ist als die Diagonale des Fensters im Filmdurchgangskanal.
7. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Lichtquelle und der Mattscheibe sowie der Abstand zwischen der Mattscheibe und dem-Filmdurchgangskanal bzw. seinem Fenster jeweils ungefähr 1/3 der Brennweite des Objektivs beträgt.
8. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv eine Brennweite von etwa 100 mm und das Fenster eine Diagonale von etwa 90 mm aufweist und dass die Projektionshalbwinkel entsprechend einer Höchstvergrösserung und einer Mindestvergrösserung etwa 22 bzw. etwa 15 betragen.
9. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Lampe ist, welche die Form einer Ringröhre aufweist.
10. Vergrösserungsgerät nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Neon- oder Xenonröhre ist.

809837/0856