DE3337672A1

DE3337672A1 - Reproduktionskamera

Info

Publication number: DE3337672A1
Application number: DE3337672A
Authority: DE
Inventors: Kojiro Henmi; Iwao Hirose; Eiji Miyasaka; Hiroyuki Shiga Yonehara
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1982-10-26
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1984-04-26
Also published as: GB2129147B; DE3337672C2; FR2535073B1; GB2129147A; GB8327301D0; US4582420A; FR2535073A1; JPS5977433A

Description

DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD., 1-1, Tenjinkitamachi, Teranouchi-Agaru 4-Chome, Horikawa Dori, Kamikyo-ku, Kyoto JAPAN

Reproduktionskamera

Die Erfindung betrifft eine Reproduktionskamera, bei der ein Originalbild fotometrisch mittels eines optischen Sensors vermessen wird und bei der die Belichtung entsprechend dem damit erhaltenen Signal gesteuert wird.

Bei herkömmlichen Reproduktionskameras wird die Dichte des
Originalbildes mittels eines optischen Sensors ermittelt und die Belichtung eines fotoempfindlichen Materials (im folgenden "fotografischer Film" genannt) entsprechend dem auf diese
Weise ermittelten Wert gesteuert. Beim Einsatz solcher herkömmlichen Reproduktionskameras ändert sich nicht nur häufig die Dichte des Originalbildes sondern auch das fotografische Vergrößerungsverhältnis und der Blendenwert der Linse.

719

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Dementsprechend ist ein wesentliches Problem bei derartigen Reproduktionskameras darin zu sehen, daß der fotografische Film entsprechend diesen Änderungen exakt belichtet wird. Zur Lösung dieses Problems wäre es ein äußerst günstiges Verfahren, einen optischen Sensor in der Brennebene oder unmittelbar in ihrer Nähe anzuordnen. Eine solche Anordnung ist in der JP-OS 49-66331 beschrieben.

Bei automatischen Reproduktionskameras ist es aber häufig schwierig, den optischen Sensor in der Bild-Brennebene oder unmittelbar in ihrer Nähe zu positionieren, weshalb der optische Sensor beispielsweise in dem JP-GM 56-135418 in einer bestimmten Position angeordnet ist, die weder in noch in der Nähe der Brennebene liegt. Diese herkömmliche Reproduktionskamera ist aber nur für bestimmte, vorher festzulegende Vergrößerungsverhältnisse verwendbar und nicht für eine beliebige Vergrößerung.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Reproduktionskamera bereitzustellen, welche nicht nur für feste, vorbestimmte Vergrößerungsverhältnisse einsetzbar ist, sondern auch für beliebige Vergrößerungen. Die erfindungsgemäße Reproduktionskamera soll also die eingangs angesprochenen Nachteile des Standes der Technik überwinden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Reproduktionskamera mit folgenden Einrichtungen versehen wird:

(1) Einem optischen Sensor, der an einem Ort positioniert wird, welchen Licht aus einer auf der Bildseite der Linse angeordneten Lichtquelle erreicht und welcher weder in noch in der Nähe der Brennebene des Bildes liegt;

(2) einer Korrektureinrichtung, welche die vom Sensor empfangene Lichtmenge in Beziehung setzt zur in der Bild-Brennebene auf-

BOEHMERT-& BOEHMERT . ": _o ο ο π c η ο

-·- · g οόό I ο I L

tretenden Lichtmenge; und

(3) einer Steuereinrichtung zum Steuern der Belichtung entsprechend dem durch die Korrektureinrichtung korrigierten Signal. ·

Andere vorteilhafte Eigenschaften und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie den Unteransprüchen. Dabei zeigt, bzw. zeigen:

Fig. 1 die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Lichtverhältnisse;

Fig. 2 und 3 (A), (B) Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4 ein Block-Diagramm des wesentlichen Teiles der Belichtungssteuerung einschließlich der erfindungsgemäßen Korrektureinrichtung.

In Fig. 1 ist der Zusammenhang zwischen der vom optischen Sensor empfangenen Lichtmenge mit der auf der Bild-Brennebene auftreffenden Lichtmenge dargestellt. Unter der Annahme, daß die wirksame Blende des Linsensystems die Form eines Kreises mit dem Radius R hat, wird jeder Lichtfluß von einem Bildpunkt B zum Linsensystem in einem Konus enthalten sein, dessen Spitze der besagte Bildpunkt ist und dessen Grundfläche die Eingangsöffnung der Blende bildet. Entsprechend ist der am Abbildpunkt P¹ konvergierende Licht-Fluß in einem Konus enthalten, dessen Spitze der Punkt P¹ und dessen Boden die Eingangsöffnung bildet. Auf diese Weise entsprechen sich der Bildpunkt P und der Abbildpunkt P¹ und sind grundsätzlich vertauschbar.

Der in die genannte Eintrittsöffnung eintretende Fluß F kann wie folgt ermittelt werden:

Unter der Annahme, daß ein infinitesimales Flächenelement dS,

BOEl"fMfcRT-& ROlBI5MEKT _ ": _Ooo7C7i

-jr-

welches auf und senkrecht zur optischen Achse der Linse '

(O) angeordnet ist, eine Lichtquelle mit vollständiger

Diffusion ist, deren Lichtstärke L ist (cd/m ), so wird die Lichtstärke in Richtung Q L χ dS χ cos Q, und der Raumwinkel ergibt sich wie folgt: ·

= (2TTR) χ (r χ d Θ) = (27Tx r sinQ ) -x (r χ d θ )

2 r

= 2fl~sin9 xdQ

2 2

r r

Dementsprechend ergibt sich der Fluß dF im Raumwinkelelement wie folgt:

dF = (L χ dS cosQ) χ (27Tsin0x aß) = 27f*L x sinO χ cos^ χ ä.Q .

so daß sich der Gesamtfluß wie folgt ergibt:

F = 2Tl χ dsj^sin£x cos 9 χ dB _θ

=JL x dS( sin"Ö χ d& = 7TL χ dS ~ χ cos 2 Gl

_ ^Öii ^ 7 ^{L 2} Ir-, O

= Ii L χ dS -{j (1 - cos 2θ )\ =TL χ singx dS

(1)

Der erwähnte Fluß wird nach passieren des Linsensystems mit dS¹ bezeichnet, welches ein Abbild des Flächenelementes dS ist Ist k der Transmissionsfaktor des Linsensystems, so läßt sich die Beleuchtungsstärke E des Abbildes wie folgt ausdrücken:

E =-kTL

Da der Brechungsindex des Raumes auf der Seite der Lichtquelle gleich dem auf der Seite des Abbildes ist, ist die Sinus-Bedingung erfüllt, d. h. es gilt:

BOEH-MERT-& BGEHMERT. ": - _{o o} ο η c *7 ο

— - ■- 33376/2

7-

sin²9 ' = dS_
sin² Θ dS

dementsprechend kann die obige Gleichung (2) geschrieben werden als: ,

E = kTTL sin²0 · (3)

Bei einem idealen Linsensystem hängt also die Beleuchtungsstärke des Abbildes einer Lichtquelle mit vollständiger Diffusion vom Winkel $' ab, der definiert ist durch die Verbindungslinie der Ausgangsöffnung mit dem Abbild-Punkt/ wobei die Beleuchtungsstärke derjenigen entspricht, die erzeugt wird, wenn eine scheibenförmige Lichtquelle mit vollständiger Diffusion und gleicher Größe mit der Leuchtkraft kL am Blendenausgang angeordnet wäre. Die vorliegende Erfindung basiert auf den obengenannten Beziehungen, insbesondere auf dem Zusammenhang zwischen dem durch eine Fläche S auf der optischen Achse empfangenen Fluß, wobei sich die Fläche S auf der Abbild-Seite befindet und einen Abstand zur Abbild-Fläche aufweist, zu dem Fluß, welcher durch die Fläche S empfangen wird, welche auf der optischen Achse in der Bild-Brennebene angeordnet ist.

Dementsprechend läßt sich der durch die Fläche S auf der Abbild-Brennebene e]
folgt ausdrücken:

bild-Brennebene empfangene Fluß F nach der Gleichung (3) wie

F = klT L- sin² 9'xS (4)

In entsprechender Weise läßt sich der durch eine Fläche S empfangene Fluß F, wobei die Fläche einen Abstand H von der Abbild-Brennebene aufweist, gemäß Fig. 1 wie folgt ausdrücken:

ο ο ο η β η

F = kITL sin²©" x S . ...· '..(5)

Die Funktion F (0) kann zur Bestimmung des Flusses am optischen Sensor wie folgt ausgedrückt werden:

sin 0

sin² 6?" (6)

• 2^ R²

Unter Brücksicht igung, daß sin Q ' = —^ =— und daß

2 R R + b

sin Q' ' = —7y 5— gilt, kann die vorstehende Gleichung (6)

R + D
wie folgt geschrieben werden:

44

R + b^A , (7)

wobei unter Verwendung der Brennweite f, des Vergrößerungsverhältnisses m, des Radius R der Blendenöffnung und der Blendenzahl F die Gleichungen D = b - .£, b = f (1 +m) und R =■ gelten. Dementsprechend kann mit-Hilfe der Gleichung (7)auf der optischen Achse die durch einen optischen Sensor empfangene Lichtmenge in diejenige Lichtmenge transformiert werden, welche an der Abbild-Brennebene empfangen wird, wobei sich der optsiche Sensor an einem Ort befindet, der wesentlich von der Abbild-Brennebene entfernt ist, so daß auf diese Weise die Belichtung steuerbar ist.

Gilt weiterhin D = 3R, oder wird der optsiche Sensor um mehr als das Dreifache des Radius R der Blendenöffnung vom Hauptpunkt der Linse angeordnet, so läßt sich die vorstehende Gleichung (7) wie folgt vereinfachen, wobei der Fehler geringer bleibt als 1%:

b (8)

Auch dann, wenn der optische Sensor nicht auf der optischen

BOEPfMERT-& BOfcHMRkt - : ο η O H C Π J

-Jf-

Achse angeordnet wird, läßt sich der Zusammenhang mit dem Fluß zum entsprechenden Ort auf der Abbild-Brennebene mittels der vorstehenden Gleichungen (7) oder (8) ausdrücken. Wird nämlich von einem nicht auf der Abbild-Brennebene angeordneten optischen Sensor die Lichtmenge ρ empfangen, so läßt sich die Lichtmenge an der Abbild-Brennebene wie folgt ausdrücken:

' OC = F (G) xß (9)

,(Gilt die Beziehung D< 3R, so ist die Gleichung (7) anzuwenden, während für den Fall, daß D >_ 3R die Gleichung (8) anzuwenden ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Korrektureinrichtung vorgesehen, welche von den vorbeschriebenen Zusammenhängen Gebrauch macht, so daß die Belichtung entsprechend einem korregierten Signal durchgeführt wird.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung zur Verbesserung der Reproduktionskamera gemäß dem JP-GM 56-13 5418 verwendet. In Fig. 2 ist ein Blenden-Flügel 10 unmittelbar hinter der Linse 2 angeordnet und weist einen vorbestimmten Abstand D vom Hauptpunkt der Linse auf (in Fig. 2 ist der Hauptpunkt der Linse der Einfachheit halber an dieselbe Stelle gelegt, wie die Blende 6 der Linse). Der Blendenflügel 10 ist an der■Dreh-Welle des Solenoids 11 befestigt. Ein optischer Sensor 1 ist auf der lichtempfangenden Seite des Blendenflügels 10 angeordnet, so daß das vom Sensor erzeugte Signal in die Korrektureinrichtung 4 und sodann in die Belichtungs-Steuereinricritung 14 eingebbar ist. Die Messung der Dichte eines Original-Bildes 3 erfolgt durch Beleuchtung des Bildes 3 von hinten mit geeigneter Leuchtstärke und durch Nachweis des durch- gelassenen oder des reflektierten Lichtes (in Fig. 2 wird der

BOEKMEKT-& BGERMEKT -Jf-

erste Fall dargestellt) mittels des Sensors 1. Sodann können die entsprechenden Belichtungs-Daten vor dem Fotografieren, d. h. bei geschlossener Blende, bestimmt werden.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der/ Abstand D zwischen dem Hauptpunkt der Linse und der lichtempfangenden Fläche des Sensors 1 relativ kurz, -so daß vor- zugsweise die Gleichung (7) für den Korrekturfaktor F (Q) _{ in der Korrektureinrichtung 4 Verwendung findet.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des wesentlichen Teiles der Belichtungssteuerung einschließlich der Korrektureinrichtung Ein fotoelektrisches Element, wie beispielsweise eine Fotodiode oder ein Fototransistor" wird im Sensor 1 zum Vermessen des Lichtes eingesetzt. Die Korrektureinrichtung 4 weist folgende Bauteile auf: Einen Verstärkerkreis 41 zum Verstärken des fotoelektrisch erzeugten Signales, einen Speicher 42 zum Speichern des konstanten Abstandes (D) zwischen dem Hauptpunkt der Linse und dem optischen Sensor 1 oder eine Konstante (JL) zum Berechnen des Abstandes D, einen Rechnerkreis 44 zum Berechnen des Korrekturfaktors F (θ), welcher aus den Gleichungen (7) oder (8) folgt entsprechend den Konstanten (D) oder (£) sowie dem Blendenwert F._T (oder R)- der Linse und dem Abstand

No

(b) zwischen der Linse und der Abbild-Brennebene, und einen Multiplikator-Kreis 45 zum Berechnen derjenigen Lichtmenge, welche der Abbild-Brennebene entspricht, indem das Signal des Korrekturfaktors F (Q) mit dem Verstärkungssignal multipliziert wird, welches der Verstärker-Kreis 41 abgibt.

Das Ausgangssignal der Korrektureinrichtung 4 wird in die Belichtungssteuerungseinrichtung 14 eingegeben, mittels welcher die Belichtung der Reproduktionskamera genau steuerbar ist.

Die Fig. 3 (A) und (B) zeigen andere Ausführungsbeispiele.

BOEHMEKT-& ßGErtMERT - οηηπηη^

/IA

Bei der in Fig. 3 (A) gezeigten Reproduktionskamera ist ' der optische Sensor 1 in einem halbdurchlässigem Spiegel-Gehäuse 7 angeordnet, welches an einem Linsenhalter (nicht gezeigt) befestigt ist, so daß vom halbdurchlässigen Spiegel 8 reflektiertes Licht mittels des Sensors 1 zu messen ist. In diesem Falle ist der optische Weg zwischen dem Hauptpunkt (Hauptebene) der Linse und dem optischen Sensor. 1 die Distanz (D), welche in die Gleichungen (7) oder (8) eingeht.

Diese Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere dann für die Belichtungssteuerung geeignet, wenn die Belichtung dann beendet wird, wenn die während der Belichtung aufsummierte Lichtmenge einen bestimmten Wert erreicht hat (was im folgenden als "Integrations-Belichtung" bezeichnet wird). Die erforderliche Korrektur erfolgt hinsichtlich der Differenz zwischen dem Reflektionsfaktor und dem Transmissionsfaktor des halbdurchlässigen Spiegels.

In Abwandlung dieses Ausführungsbeispieles ist es auch möglich, einen vollständig reflektierenden Spiegel anstelle des halbdurchlässigen Spiegels zu verwenden, wobei der vollständig reflektierende Spiegel um 90 verschwenkt wird, so daß die Umstellung von der Lichtmessung auf die Belichtung erfolgen kann.

Bei dem in Fig. 3 (B) gezeigten Ausführungsbeispiel ist der optische Sensor 1 außerhalb des fotografisch wirksamen Bereiches angeordnet. Ein Originalbild 3' mit einer Bezugs-Dichte ist entsprechend dem optischen Sensor 1 positioniert und befindet sich außerhalb der wirksamen Bildfläche. Die Belichtung wird dabei unter Zugrundelegung der vom Originalbild 3¹ erhaltenen Lichtmenge korregiert. Dadurch, daß der optische Sensor 1 unter einem vorbestimmten Winkel c< außerhalb der wirksamen Abbildfläche angeordnet ist, kann der Abstand D zwischen

BOEBMBRT .& BOEHMERT '- ο ο ο-7 c τ ο

-yf- . /1%

der Hauptebene der Linse und dem optischen Sensor 1' einen festen Wert einnehmen. Entsprechend kann auch, wie durch die unterbrochene Linie angedeutet ist, der Abstand JC zwischen der Abbild-Brennebene und dem optischen Sensor 1 einen festen Wert annehmen (in diesem Falle den Wert b - %, entsprechend der Veränderung des Abstandes zwischen der Linse und der Abbild-Brennebene. D ist eine Variable).

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es möglich, die Größen D oder λ, variabel zu gestalten und zwar in Abhängigkeit von dem Abstand (b), obwohl in diesem Falle die Vorrichtung recht kompliziert wird. Es ist in diesem Falle die Gleichung (8) anzuwenden. Das in Fig. 3 (B) gezeigte Ausführungsbeispiel kann auch bei der obengenannten "Integrationsbelichtung" Verwendung finden.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung zum Ausdruck kommenden Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kobination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

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DX 1921

Ansprüche

( 1. /Reproduktionskamera, dadurch gekennzeichnet, daß ein optischer Sensor (1) in einer Position vorgesehen ist, in welcher er auf der Abbild-Seite der Linse (2) Licht aus einer Lichtquelle aufnimmt, wobei die Position wesentlich außerhalb der Abbild-Brennebene liegt; daß eine Korrektureinrichtung (4) vorgesehen ist, mittels welcher die durch den optischen Sensor (1) empfangene Lichtmenge in Beziehung zu setzen ist zu der auf die Abbild-Brennebene gelangenden

1Lichtmenge; und daß eine Steuereinrichtung (14) zum Steuern der Belichtung entsprechend dem mittels der Korrektureinrichtung (4) korregierten Signal vorgesehen ist.
2. Reproduktionskamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (1) auf der der Lichtquelle zugewandten Seite eines Blendenflügels (10) angeordnet ist.
3. Reproduktionskamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (1) gegenüber einem halbdurchlässigen Spiegel (8) angeordnet ist, welcher am Linsenhalter befestigt ist.
4. Reproduktionskamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Sensor (1) gegenüber einem total reflektierende) Spiegel angeordnet ist, welcher an einem Linsenhalter befestigt ist.

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5. Reproduktionskamera nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß der optische Sensor (1) außerhalb der wirksamen Bild-Fläche angeordnet ist.
6. Reproduktionskamera nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrekturfaktor für

2 2

die Korrektureinrichtung (4) die Größe R + D .vorgesehen

. R² ₊ b²

ist, um einen Zusammenhang mit der auf der Abbild-Brennebene empfangenden Lichtmenge zu bilden, wobei R der Radius der Blendenöffnung der Linse ist, D der Abstand zwischen der Linse (2) und der lichtempfangenden Fläche und b der Abstand zwischen der Linse und der Abbild-Brennebene.
7. Reproduktionskamera nach einem Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Korrekturfaktor für die Korrektureinrichtung (4) die Größe D_ vorgesehen ist, um eine Be-

b²

Ziehung mit der auf der Abbild-Brennebene empfangenen Lichtmenge bilden.