DE69112608T2

DE69112608T2 - Vorrichtung und verfahren zur genauen belichtung strahlungsempfindlicher materialien.

Info

Publication number: DE69112608T2
Application number: DE69112608T
Authority: DE
Inventors: Eugene Clemons; Howard Jehan; Keehan Thomas Mc; Brian Reed
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: EP0513343A1; EP0664482A1; JPH05504424A; EP0657779A2; EP0657779A3; US5075716A; EP0513343B1; DE69112608D1; WO1992009933A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Belichten strahlungsempfindlicher Materialien. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf sensitometrische Verfahren und Vorrichtungen, in denen lichtempfindliche Papiere oder Filme in getrennten Bereichen mit steigender Beleuchtungsstärke belichtet werden. Dann werden die belichteten Papiere oder Filme verarbeitet und analysiert, um die Dichte des durch die Belichtung in jedem Bereich erzeugten Bildes zu ermitteln, wobei die Dichte ein Maß der Annehmbarkeit des Papiers oder des Films ist.
Als Sensitometer bekannte Vorrichtungen wurden viele Jahre zur sehr genauen Belichtung von Mustern fotografischer Papiere oder Filme für nachfolgende densitometrische Analysen verwendet, bei denen die Dichte des durch diese Belichtung erzeugten Bildes gemessen wird. Diese Vorrichtungen und zugehörigen Verfahren müssen in der Lage sein, das lichtempfindliche Muster mit einem hohen Maß an Präzision, Genauigkeit und Wiederholbarkeit zu belichten. Die Beleuchtungsstärke an der Belichtungsebene oder die Menge der Strahlungsenergie pro Flächeneinheit des Musters zu einem gegebenen Zeitpunkt, der Belichtungszeit oder der Dauer, während der das Muster der Strahlungsenergie dieser Beleuchtungsstärke ausgesetzt wird, der Farbtemperatur oder spektralen Verteilung der Strahlungsenergie, die das Muster erreicht, und die Gleichförmigkeit der Belichtung über der Musteroberfläche muß insbesondere einer exzellenten Steuerung unterliegen. Beim Testen lichtempfindlicher Filme und Papiere kann eine Prüfung des Musters bei Beleuchtungsstärken, Belichtungszeiten und Farbtemperaturen erfolgen, die denen nahe kommen, denen Endbenutzer die tatsächlichen Produkte aussetzen. Zu Testzwecken der Hersteller dieser Filme und Papiere müssen diese drei Belichtungsaspekte genauer gesteuert werden, als durch den Endbenutzer jemals erforderlich wäre. Zur Bewahrung einer hohen Produktivität möchten einige Endbenutzer das Produkt immer schnelleren Verschlußzeiten aussetzen. Um ein Muster bei diesen Verschlußzeiten zu testen, muß die Beleuchtungsstärke der Belichtungsebene im umgekehrten Verhältnis zur Belichtungszeit erhöht werden, wenn das Muster die gleiche Gesamtmenge von Strahlungsenergie empfangen soll wie bei einer langsameren Verschlußzeit. Bekannte sensitometrische Systeme, bei denen die Anforderungen an die Strahlungsenergie hoch sind, weisen im Großen und Ganzen nicht die Flexibilität zur Erfüllung dieser wechselnden Testanforderungen auf.
In bekannten Sensitometern ist die Strahlungsenergiequelle normalerweise weit genug vom Muster entfernt angeordnet, so daß das Muster im wesentlichen gleichförmig beleuchtet wird und dennoch genügend Strahlungsenergie für die richtige Belichtung empfängt. Die Belichtungszeiten werden durch verschiedene Verschlußmechanismen, die entweder sehr nahe an der Lichtquelle oder sehr nahe am Muster angeordnet sind, erzeugt. Die das Muster erreichende Strahlungsenergie wird durch ein zwischen der Quelle und dem Muster angeordnetes Testobjekt oder einen Keil oder eine Schrittabelle gedämpft, wobei das Muster normalerweise flach gegen das Testobjekt gedrückt wird. Derartige Testobjekte werden aus gegenüber der Strahlungsenergie transparentem Material hergestellt, dem bemessene Mengen spektral neutraler Dämpfungsmaterialen zugesetzt wurden, im Falle des sichtbaren Lichtes beispielsweise Kohlenstoff oder Inconel, und zwar oft in einundzwanzig einzelnen Schritten, die ca. 10 mm mal 10 mm messen (0,39 mal 0,39 Zoll). Somit wird die durch das Testobjekt hindurchtretende Strahlungsenergie durch das zugesetzte Material gedämpft, bevor sie auf das Muster auftrifft. Häufig weist das belichtete und verarbeitete Muster einer belichteten Fläche der Abmessungen 210 mm mal 10 mm (8,27 mal 0,39 Zoll) auf, das aus bis zu zweiundzwanzig fortlaufenden Schritten aufgebaut ist, wobei jeder Schritt im Testobjekt so ausgelegt ist, daß er die Strahlungsenergie anders dämpft als die benachbarten Schritte. Derartige Testobjekte dämpfen sichtbares Licht mit Inkrementen zu 0,10 109, 0,15 log oder 0,20 109, um sogenannte 0-2, 0-3 bzw. 0-4 Gradlenten-Testobjekte zu bilden.
Zwar wurden derartige sensitometrische Vorrichtungen und Verfahren lange mit annehmbar guten Ergebnissen benutzt, allerdings wurden auch eine Reihe von Problemen ermittelt. Aufgrund der Art und Weise, wie derartige Testobjekte hergestellt werden, ist es schwierig, das Dämpfungsmaß in jedem Schritt mit Präzision einzustellen, und es ist nicht möglich, die Dämpfung in einem Schritt zu ändern, nachdem das Objekt angefertlgt worden ist. Aus dem gleichen Grund ist es schwierig, zwei Objekte genau gleich herzustellen. Zudem ist die Belichtung innerhalb eines gegebenen Schrittes eines derartigen Objekts gelegentlich unannehmbar ungleichmäßig. Das Maß der auf das Testobjekt und Muster auftreffenden Strahlungsenergie ist dadurch begrenzt, wie dicht die Lichtquelle an dem Muster bei noch gleichmäßiger Beleuchtung des Testobjekts angeordnet werden kann. Die in bekannten Vorrichtungen und Verfahren verwendeten Verschlußsysteme sind in ihrer Fähigkeit begrenzt, sehr kurze Verschlußzeiten ohne Effizienzverlust zu erzeugen. Beispielsweise sind kürzere Belichtungszeiten erzielbar, wenn jeder Schritt einzeln belichtet wird, wodurch die Präzision nachläßt und der Prozeß verlangsamt wird. Während verschiedene Testobjekte benutzt werden können, um verschiedene Belichtungsstufen bereitzustellen, muß jede Testobjektvariante eigens spezifiziert und hergestellt werden, wodurch es praktisch unmöglich ist, ein Produkt auf nicht herkömmliche Weise ohne längere Vorbereitungszeit herzustellen. Derartige Testobjekte werden leicht beschädigt oder zerkratzt und neigen dazu, Staub anzusetzen, wodurch die Belichtung verschlechtert wird. Um eine gewünschte Farbtemperatur zu bewahren, wird die Spannung der Lampe eingestellt, wodurch sich die Beleuchtung an der Belichtungsebene ändert, so daß es erforderlich ist, das Muster näher zur oder weiter von der Lichtquelle anzuordnen.
Ein den Erfindern bekanntes Sensitometer nach dem Stand der Technik umfaßt ein logarithmisch proportioniertes Bündel an Lichtwellenleitern zur Lenkung von Licht aus einer Quelle auf verschiedene Flächen eines Streifens lichtempfindlichen Materials. Die Lichtquelle besteht aus einer Lampe, einem kugelförmigen Reflektor und einer Bündellinse. Auch wurde ein elliptischer Reflektor ohne Bündellinse benutzt. Ein nicht fokussiertes Bild des Lampenfadens wird am Lichteintrittsende des Lichtwellenleiterbündels projiziert. Das Licht wird mit Farbausgleichsfiltern und einem Infrarotfilter spektral modifiziert. Ein Verschluß steuert die Belichtungszeit des Lichts. Unterhalb des Lichteintrittsendes ist das Bündel in eine Vielzahl kleinerer fester Bündel mit unterschiedlicher Leiteranzahl geteilt, so daß jedes der kleineren Bündel eine unterschiedliche Menge der Strahlungsenergie überträgt. Die Anzahl der Leiter in jedem der kleineren Bündel ist so bemessen, daß eine gegebene Menge von Beleuchtungspegeln an der Belichtungsebene bereitgestellt wird. Der genaue gewünschte Beleuchtungspegel wird durch korrekte Positionierung eines variablen Neutraldichtedämpfers am Eingang einer Lichtintegrationskammer oder Säule für jedes kleinere Leiterbündel erzielt. Einige der kleineren Bündel weisen auch ein Parbfilter neben ihrem Dämpfer auf. Die Lichtausgabe aus jedem kleinen Bündel wird durch diesen Dämpfer oder Filter oder beides in die Integrationskammer gerichtet. Die Leiter sind an einer festen Position neben dem Eingang der Kammer befestigt, und das aus jedem kleineren Bündel austretende Licht wird durch mehrere Reflektionen entlang der Innenlänge der Kammer integriert, deren Wände weiß lackiert sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Belichten fotografischen Materials bereitzustellen, bei der die Beleuchtung jeder Fläche der Probe einzeln genau eingestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren bereitzustellen, bei der die Belichtung in jeder Fläche eine hohe Gleichmäßigkeit aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren bereitzustellen, bei der eine im wesentlichen nicht gleichmäßige Lichtquelle benutzt werden kann, um eine im wesentlichen gleichmäßige Belichtung jeder Fläche des Musters bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren bereitzustellen, bei der Lichtverluste zwischen der Quelle und dem Muster minimiert werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren bereitzustellen, bei der sehr kurze Verschlußzeiten mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit erzielbar sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren bereitzustellen, bei der unübliche oder vom Standard abweichende Belichtungsgradienten leicht erzielbar sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum genauen Belichten fotografischen Materials nach Ansprüchen 1 und 11 bereitgestellt.
Im wesentlichen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung gut dafür geeignet, strahlungsempfindliche Bahnen, wie fotografische Filme oder Papiere, genau zu belichten. Eine Ausführungsform umfaßt Mittel zur Anordnung einer Probe derartiger Bahnen in einer Belichtungsebene, eine Strahlungsenergiequelle, eine Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Lichtwellenleiter, deren lichtempfangende Enden im wesentlichen in einer Beleuchtungsebene der Strahlungsenergie zugewandt angeordnet sind, und deren andere Enden in Gruppen mit unterschiedlich vielen Lichtwellenleitern angeordnet sind, wobei die anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe der Belichtungsebene zugewandt sind; Mittel, um die Position der anderen Enden einer jeden Gruppe bezüglich der Belichtungsebene einzeln einzustellen, um eine gewünschte Beleuchtung in der Belichtungsebene gegenüber den anderen Enden einer jeden Gruppe von Lichtwellenleitern zu erzielen. Die Lichtwellenleiter erlauben eine effiziente, kontrollierte Verteilung des Lichtes auf die Probe. Die Strahlungsenergiequelle umfaßt vorzugsweise eine Glühlampe und einen auf der der Beleuchtungsebene gegenüberliegenden Seite der Lampe angeordneten elliptischen Reflektor, wobei die Beleuchtungsebene in der Nähe eines Brennpunkts des elliptischen Reflektors angeordnet ist. Farbkorrekturfilter können zwischen der Quelle und der Belichtungsebene angeordnet werden.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die lichtempfangenden Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe in der Beleuchtungsebene in Streifen angeordnet, wobei die Anzahl der Lichtwellenleiter in jeder Gruppe so gewählt ist, daß in der Belichtungsebene eine vorzugsweise logarithmische Zunahme der Beleuchtung entsteht. Die Streifen können benachbart sein und können nicht parallel oder fächerförmig angeordnet sein. Ein Verschlußmittel mit einer drehbaren Sektorscheibe oder beweglichen Lamelle, je nach Geschwindigkeit der gewünschten Belichtung, ist zwischen der Quelle und der Beleuchtungsebene vorgesehen. Besonders konfigurierte Maskierungsmittel können an der Beleuchtungsebene angeordnet werden, um Strahlung von Tellen der Streifen abzuhalten, um den Bereich der logarithmischen Zunahme von beispielsweise einen Gradienten 0-3 auf 0-4 zu erweitern. Alternativ hierzu können die Maskierungsmittel so konfigurlert sein, daß der Bereich der logarithmischen Zunahme von beispielsweise einem Gradienten 0-3 auf 0-2 verkleinert wird. Um die Vorrichtung einwandfrei einzustellen, sind Mittel zur Messung der Beleuchtungsstärke in der Belichtungsebene der Lichtwellenleiter jeder Gruppe vorgesehen, wobei die Einstellmittel in Ansprechen auf diese Meßmittel betätigt werden. Vorzugsweise umfassen die Einstellmittel eine Vielzahl langgestreckter Kammern, und zwar eine für jede Lichtwellenleitergruppe, wobei jede Kammer mit einem sich zur Belichtungsebene offenen Ende versehen ist, weiterhin eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen, von denen eine verschiebbar auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und Mittel, um die Befestigungsvorrichtungen zur Bellchtungsebene hin oder von dieser weg zu bewegen, um die Beleuchtung in der Belichtungsebene einzustellen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung umfaßt Mittel zum Positonieren einer Probe derartiger Bahnen auf einer Belichtungsebene, eine Strahlungsenergiequelle, einer Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Lichtwellenleiter, deren lichtempfangende Enden im wesentlichen in einer Beleuchtungsebene der Strahlungsenergiequelle zugewandt angeordnet sind und deren andere lichtabgebende Enden in Gruppen mit unterschiedlich vielen Lichbwellenleitern angeordnet sind, wobei die anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe der Belichtungsebene zugewandt sind, und Mitteln zum Beseitigen nicht in der Achse liegender Strahlung von den anderen Enden jeder der Gruppen, um eine im wesentlichen gleichmäßige Strahlung an der den anderen Enden jeder der Lichtleitergruppen gegenüberliegenden Probe vorzusehen. Die rittel zum Beseitigen der nicht in der Achse liegenden Strahlung umfassen vorzugsweise eine Vielzahl langgestreckter Kammern, und zwar eine für jede Lichtwellenleitergruppe, wobei jede Kammer mit einem zur Belichtungsebene offenen Ende versehen ist, weiterhin eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen, von denen eine auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und Beschichtungsmitteln an den Kammerwänden zwischen den anderen Enden und der Belichtungsebene zum Aufnehmen der von den anderen Enden abgegebenen, nicht in der Achse liegenden Strahlung. In Verbindung mit derartigen Beschichtungsmitteln können die Mittel zum Beseitigen der nicht in der Achse liegenden Strahlung eine Vielzahl langgestreckter Kammern umfassen, und zwar eine für jede Lichtwellenleitergruppe, wobei jede Kammer mit einem sich zur Belichtungsebene offenen Ende versehen ist, weiterhin eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen, von denen eine auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und mindestens einen in jeder der Kammern nahe der Endungsöffnung angeordneten transparenten Integrationsstab, der sich zu den anderen Enden der Lichtwellenleiter erstreckt, wobei der Stab den Querschnitt der Kammer nahe der Endungsöffnung im wesentlichen vollständig ausfüllt. Vorzugsweise umfaßt der Integrationsstab eine den anderen Enden zugewandte Fläche, wobei die Fläche zur Diffusion der auffallenden Strahlung aufgerauht ist. Zusätzlich zur aufgerauhten Fläche auf dem Integrationsstab können Mittel zwischen den anderen Enden und dem Integrationsstab angeordnet werden, um die auf den Integrationsstab auffallende Strahlung zu zerstreuen. Farbkorrekturfilter können in jeder der Kammern zwischen den anderen Enden und dem Integrationsstab angeordnet sein. Diese Ausführungsform der Erfindung kann auch die zuvor genannten weiteren Merkmale der ersten Ausführungsform umfassen.
Ein Alleinstellungsmerkmal der Erfindung, das darin besteht, daß die lichtempfangenden Enden der Lichtwellenlelter in Streifen angeordnet sind, die durch einen Verschluß präzise bellchtet werden können, kann auch auf die Belichtung anderer Arten lichtaufnehmender Objekte angewandt werden, etwa Integrationssäulen, massive Integrationsstäbe und Anordnungen lichtempfindlicher Elemente, etwa ladungsgekoppelte Bausteine. Eine Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden Belichten einer Anordnung lichtaufnehmender Objekte kann eine Strahlungsenergiequelle umfassen, eine Vielzahl derartiger Objekte, die im wesentlichen auf einer zu dieser Quelle zugewandten Beleuchtungsebene angeordnet sind, wobei diese Objekte in Streifen angeordnet sind, und einen Verschluß, der zwischen der Quelle und dieser Beleuchtungsebene angeordnet ist. Der Verschluß kann ein drehbares Sektorrad oder eine verschiebbare Lamelle sein. Die belichtete Fläche dieser Objekte in jedem Streifen kann ausgewählt werden, um eine Beleuchtungszunahme an jedem Streifen in der Beleuchtungsebene vorzusehen. Die Zunahme kann logarithmisch sein, wie im Falle einer sensitometrischen Anwendung, oder jede andere Art von Zunahme. Masken können an der Beleuchtungsebene zum Abhalten von Strahlung von Teilen der Streifen angeordnet sein, um den Bereich der Zunahme zu vergrößern oder zu verkleinern.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden strahlungsempfindliche Bahnen präzise durch Positionierung einer Bahnenprobe an der Belichtungsebene belichtet, und zwar unter Bereitstellung einer Strahlungsenergiequelle, einer Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Lichtwellenleiter, deren lichtempfangende Enden im wesentlichen in einer der Strahlungsquelle zugewandten Beleuchtungsebene angeordnet sind, und deren andere lichtabgebende Enden in Gruppen mit unterschiedlich vielen Lichtwellenleitern angeordnet sind, wobei die anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe der Belichtungsebene zugewandt sind, weiterhin durch Einstellen der Position der anderen Enden einer jeden Gruppe bezüglich der Belichtungsebene, um eine gewünschte Beleuchtung in der Belichtungsebene gegenüber den anderen Enden einer jeden Gruppe von Lichtwellenleitern zu erzielen, weiterhin durch Belichten der Probe mit Strahlungsenergie aus den anderen Enden. Wenn die Quelle eine Glühlampe und einen auf der der Beleuchtungsebene gegenüberliegenden Seite der Lampe angeordneten elliptischen Reflektor umfaßt, umfaßt das Verfahren weiterhin die Positionierung der Beleuchtungsebene nahe einem Brennpunkt des elliptischen Reflektors, so daß die Beleuchtung an der Belichtungsebene maximiert wird. Die Farbkorrektur der Strahlungsenergie zwischen der Quelle und der Beleuchtungsebene kann ebenfalls Teil des Verfahrens sein.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren die Schritte zur Anordnung der lichtempfangenden Enden der Lichtwellenlelter von jeder der Gruppen an der Beleuchtungsebene in Form von Streifen und die Bereitstellung von Verschlußmitteln zwischen der Quelle und der Beleuchtungsebene. Vorzugsweise wird die Anzahl der Lichtwellenleiter in jeder Gruppe so gewählt, daß in der Bellchtungsebene eine logarithmische Zunahme der Beleuchtung entsteht. Indem Strahlung von Teilen der Streifen maskiert wird, kann der Bereich der logarithmischen Zunahme vergrößert oder verkleinert werden. Das Verfahren kann auch die Schritte zum Messen der Beleuchtung von den anderen lichtabgebenden Enden der Lichtwellenleiter jeder Gruppe und das Einstellen der Positionen der anderen Enden als Funktion der gemessenen Beleuchtung umfassen. Die Einstellschritte können die Schritte zur Bereitstellung einer Vielzahl langgestreckter Kammern umfassen, und zwar eine Kammer für jede Gruppe, wobei jede Kammer ein zur Belichtungsebene hin offenes Ende aufweist, weiterhin die Bereitstellung einer Vielzahl von Befestigungsvorrlchtungen, von denen jeweils eine verschiebbar auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und das Bewegen der Befestigungsvorrichtungen zur Belichtungsebene hin oder von dieser weg, um die Beleuchtung in der Belichtungsebene einzustellen.
Eine alternative Verfahrensform der Erfindung umfaßt allein oder in Verbindung mit den zuvor beschriebenen Schritten die Schritte zum Positionieren einer Probe dieser Bahnen in einer Belichtungsebene, und zwar unter Bereitstellung einer Strahlungsenergiequelle, einer Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Lichtwellenlelter, deren lichtempfangende Enden im wesentlichen in einer der Strahlungsquelle zugewandten Beleuchtungsebene angeordnet sind, und deren andere lichtabgebende Enden in Gruppen mit unterschiedlich vielen Lichtwellenleitern angeordnet sind, wobei die anderen Enden der Lichtwellenleiter der Belichtungsebene zugewandt sind, und Mitteln zum Beseitigen nicht in der Achse liegender Strahlung von den anderen Enden jeder der Lichtwellenleitergruppen, und Belichten der Probe mit gleichmäßiger Strahlung. Die Schritte zum Beseitigen der nicht in der Achse liegenden Strahlung können eine Vielzahl langgestreckter Kammern umfassen, und zwar eine für jede Gruppe, wobei jede Kammer mit einem zur Belichtungsebene offenen Ende versehen ist, weiterhin eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen, von denen eine auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und mindestens einen in jeder der Kammern nahe der Endungsöffnung angeordneten transparenten Integrationsstab, der sich zu den anderen Enden der Lichtwellenleiter erstreckt, wobei der Stab den Querschnitt der Kammer nahe der Endungsöffnung im wesentlichen vollständig ausfüllt. Das Verfahren kann auch die Schritte zum Zerstreuen von Strahlung beinhalten, die auf den Integrationsstab von den anderen Enden der Lichtwellenleiter auffällt, sowie das Korrigieren der Strahlung in jeder der Kammern zwischen den anderen Enden und dem Integrationsstab.
Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische, teilweise abgeschnittene Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Fig. 2 eine teilweise abgeschnittene, perspektivische Ansieht der erfindungsgemäßen Belichtungssäule.
Fig. 3 eine Ansicht entlang Linie 3-3 von Fig. 2, wobei das Ende der Lichtwellenleitergruppe um einen wesentlichen Betrag über den Integrationsstab angehoben ist.
Fig. 4 eine Ansicht entlang Linie 3-3 von Fig. 2, wobei das Ende der Lichtwellenleitergruppe näher zum Integrationsstab abgesenkt ist.
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Befestigung, die jede Lichtwellenleitergruppe innerhalb der Belichtungssäule stützt.
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungsebene des Lichtwellenleiterbündels.
Fig. 7 eine Draufsicht der Beleuchtungsebene mit einer Maskierung, die den Bereich der logarithmischen Zunahme der Beleuchtung in der Belichtungsebene vergrößert.
Fig. 8 eine Draufsicht der Beleuchtungsebene mit einer Maskierung, die den Bereich der logarithmischen Zunahme der Beleuchtung in der Bellchtungsebene verkleinert.
Fig. 9 eine Draufsicht der Beleuchtungsebene mit einer unterschiedlichen Anordnung der Lichtwellenlelterstreifen.
Fig. 10 eine Draufsicht der Beleuchtungsebene von Fig. 9 mit einer Maskierung, die den Bereich der logarithmischen Zunahme der Beleuchtung in der Belichtungsebene verkleinert.
Fig. 11 eine Draufsicht der Beleuchtungsebene von Fig. 9 mit einer Maskierung, die den Bereich der logarithmischen Zunahme der Beleuchtung in der Belichtungsebene vergrößert.
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Beleuchtungsebene von Fig. 6 mit einem vor der Beleuchtungsebene angeordneten drehbaren Sektorverschluß.
Fig. 13 eine Ansicht entlang Linie 13-13 von Fig. 1, die Mittel zum Einstellen der Position der anderen Enden der Llchtwellenlelter und Mittel zum Messen der Beleuchtungsstärke in der Belichtungsebene veranschaulichen.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf Zeichnungen, in denen die gleichen Bezugsziffern gleiche Teile in jeder der Figuren bezeichnen.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Rahmen 10 trägt ein Lampengehäuse 12, in dem sich eine Strahlungsquelle befindet, etwa eine elektrische Lampe 14, die in oder nahe einem Brennpunkt eines elliptisehen Reflektors 16 angeordnet ist. Eine geeignete Lampe wird von der General Electric Company, Typ DYS, Wolfram-Halogen, 600 Watt, hergestellt und wird so verwendet, wie dies in Fig. 1 mit Blick auf deren horizontale Leuchtfadenachse zu sehen ist. Eine derartige Strahlungsquelle ist in der Lage, die lichtempfangenden Enden der Lichtwellenleiter mit mehr als 1.500.000 Lux zu beleuchten. In Verbindung mit dem nachfolgend zu beschreibenden Lichtwellenleitersystem für die Verteilung der Strahlungsenergie kann das erfindungsgemäße Sensitometer einundzwanzig Belichtungen erzeugen, wobei der höchste Beleuchtungsschritt bis zu 250.000 Lux empfängt. Dies überschreitet bei weitem die 50.000 Lux, die typischerweise maximal mit Systemen nach dem Stand der Technik erzielbar sind. Links oder vor Lampe 14 und Reflektor 16 liegt ein herkömmlicher Wärmeabsorber 18, der aus einem drehbaren Rondell von Ansorbern verschiedeiier Art bestehen kann, wie dies den Fachleuten aus dem sensitometrischen Bereich bekannt sein wird. Ein herkömmlicher Kappenverschluß 20 ist vorzugsweise vor dem Wärmeabsorber 18 angeordnet, um die Bauteile vor dem Kappenverschluß vor Wärme und Licht zu schützen, wenn keine Belichtungen erforderlich sind. Ein oder mehrere Neutraldichtefilterräder 22 können vor dem Kappenverschluß 20 und lotrecht zur Lampenachse vorgesehen werden, um die Einstellung der spektralen Empfindlichkeit des auf die Probe durchgelassenen Lichtes zu ermöglichen. Vor den Filterrädern 22 ist ein drehbarer Sektorverschluß 24 angeordnet, wie in Fig. 12 gezeigt wird, und vor Sektorverschluß 24 ist ein herkömmlicher elektronischer Verschluß 26 angeordnet. Vor Verschluß 26 und unmittelbar hinter Beleuchtungsebene 28 kann sich eine Maskierung 30 der in Fig. 7 bis 11 gezeigten Typen befinden.
Beleuchtungsebene 28 ist lotrecht zur Lampenachse 14 und in oder nahe dem anderen Brennpunkt von Reflektor 16 angeordnet, so daß Strahlungsenergie von Lampe 14 im wesentlichen in dieser Ebene fokussiert wird. Die genaue Anordnung in Beleuchtungsebene 28 ist nicht erforderlich, es sei denn, die Beleuchtung in dieser Ebene muß für eine bestimmte Belichtung maximiert werden. In einem solchen Fall können die Positionen von Lampe 14 und Reflektor 16 eingestellt werden. Eine Vielzahl von Lichtwellenleitern wird in einem Bündel 32 zusammengefaßt und weist ein Eingangs- oder strahlungsempfangendes Ende 34 auf, das in der Wandung von Gehäuse 12 befestigt ist, so daß die Eingangs- oder strahlungsempfangenden Enden der Lichtwellenleiter in einer Ebene und im wesentlichen in Beleuchtungsebene 28 angeordnet sind. Die auf Beleuchtungsebene 28 auffallende Strahlungsenergie fällt vorzugsweise in den numerischen Aperturwert der Lichtwellenleiter, um unerwünschte Streuung des Lichtes an den lichtabgebenden Enden der Lichtwellenlelter zu minimieren. In einem Abstand zum Empfangsende 34 werden die Lichtwellenleiter in Bündel 32 in separaten Gruppen 36 bis 36 zusammengefaßt, von denen jede eine unterschiedliche Anzahl Lichtwellenleiter aufweist, um eine Zunahme oder einen Gradienten der Stärke des entlang jeder Lichtwellenleitergruppe übertragenen Lichtes vorzu-sehen. Das lichtabgebende Ende jeder Gruppe 36i, 36n erstreckt sich innerhalb einer Belichtungssäule 40, die Licht aus jeder Gruppe auf eine Belichtungsebene 42 lenkt, in eine entsprechende verschiebbare Befestigungsvorrichtung 38i bis 38n und wird von dieser gestützt. Vorrichtung 40 ist an Rahmen 10 befestigt, und zwar vorzugsweise so, daß die lichtabgebenden Enden der Lichtleiter, wie in Fig. 1 gezeigt, nach unten gewandt sind, obwohl es in den Umfang der Erfindung fällt, Vorrichtung 40 in jeder gewünschten Richtung auszurichten. Die Lichtwellenleiter von Bündel 32 können aus jedem geeigneten Material bestehen, etwa LF-5, einem UV-optimierten Glas mit einer numerischen Apertur von 0,50, das von der Welch Allyn Company aus Skaneateles, New York geliefert wird. Ein Bündel dieser Lichtwellenleiter mit einer Länge von ca. 91,44 cm (36 Zoll) überträgt ca. 75% des Lichtes bei 400 nm, 84% bei 450 nm, 88% bei 500 nm, 91% bei 600 nm und 91% bei 700 nm, und ist damit besonders für sensitometrische Anwendungen geeignet. Die Eigenschaften hinsichtlich der Strahlungsenergiezerstreuung von Vorrichtung 40 und der Lichtwellenleiter von Bündel 32 ermöglichen die Beleuchtung von Ebene 28 mit einer sehr gleichmäßigen Quelle, wie zuvor beschrieben, wobei weiterhin sehr gleichmäßige Belichtungen in Belichtungsebene 42 erzeugt werden.
Unter Belichtungsebene 42 trägt Rahmen 10 eine Führungsschiene 44, auf der ein schematisch dargestellter Probentransportmechanismus 46 befestigt ist, sowie ein Mechanismus 48 zur Erkennung der Beleuchtungsstärke in der Belichtungsebene aus jeder der Gruppen 36i, 36n und zur Einstellung der Positionen der lichtübertragenden Enden jeder der Gruppen 36i, 36n bezüglich der Belichtungsebene 42, um einen gewünschten Beleuchtungspegel zu erhalten. Wie noch nachfolgend besprochen wird, sind Proben der strahlungsempfindlichen Bahnen auf Mechanismus 46 angeordnet, der unterhalb von Vorrichtung 40 verschoben wird und die dort gleichzeitig in getrennten Bereichen mit Strahlungsenergie aus jeder der Gruppen 36i, 36n belichtet werden.
Wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, umfaßt Belichtungssäule 40 ein Rückwandelement 50, ein Paar Seitenwandelemente 52, 54, die fest mit dem Rückwandelement befestigt sind und außen um sie herumgreifen, sowie ein halbhohes Vorderwandelement 56, das fest mit den oberen Kanten der Seltenwandelement 52, 54 verbunden ist. Die unteren vorderen Kanten der Seitenwandelemente 52, 54 sind zurückgesetzt, um eine Belichtungssäulenanordnung 58 aufzunehmen, die eine Rückwand 60 sowie ein Paar starr daran befestigter Seitenwände 62, 64 umfaßt und sich nach außen von der Rückwand 60 erstrecken sowie ein Vorderwandelement 66, das fest mit den vorderen Kanten der Seitenwandelemente 62, 64 verbunden ist. Innerhalb des durch Wandelemente 60-66 gebildeten Innenraums wird eine Vielzahl von Kammern 68 durch Innenwandelemente 70 gebildet, die sich zwischen Wandelementen 60, 66 erstrecken. Vorzugsweise weisen alle Kammern 68 dieselbe Schnittfläche auf, die für die herkömmliche Sensitometrie ca. 10 mal 12 mm (0,39 mal 0,47 Zoll) betragen sollte. Ein inneres Führungswandelement 72 erstreckt sich zwischen Seitenwandelementen 62, 64 in einem Abstand zu Rückwandelement 60. Verschiebbar in dem zwischen Wandelementen 60, 72 gebildeten Raum befindet sich eine Vielzahl von Vorrichtungen 38, von denen jede einen sich nach unten abstützenden Fuß 76 aufweist, der sich in eine Innenbohrung erstreckt. Eine Schraube 78 greift in eine nicht gezeigte Mutter innerhalb der Innenbohrung ein, so daß sich durch Drehung der Schraube 78 der Fuß 76 nach oben oder nach unten bewegt. Das untere Ende der Schraube 78 stützt sich drehbar auf ein Lager 80 ab, das durch ein unteres Wandelement 82 getragen wird, das wiederum mit Rückwandelement 50 verbunden ist und von diesem von außen abgeht. Am unteren Ende 84 von Fuß 76, wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, umfaßt jede Vorrichtung 38 einen sich längs erstreckenden Teil 86, an dem ein rechteckiges Tragelement 88 befestigt ist, in das eine der Lichtwellenleitergruppen 36 hineinführt. Jedes Tragelement 88 erstreckt sich nach unten in eine der Kammern 68, wo es eng aber verschiebbar in die Wände der Kammer hineinpaßt. Die Enden der Lichtwellenleiter jeder Gruppe 36 sind im wesentlichen in einer Ebene mit dem unteren Ende 90 des Tragelements 88 angeordnet. Optional kann ernn nicht gezeigtes, diskretes Farbfilter unmittelbar unterhalb des unteren Endes 90 vorgesehen werden. Wenn Schraube 78 gedreht wird, bewegen sich die unteren Enden 90 und die Enden der Lichtwellenleiter in jeder Gruppe 36 bezüglich der Belichtungsebene 42 nach oben oder unten und verkleinern bzw. vergrößern dabei die Beleuchtung der Ebene. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das untere Ende 90 in ca. 5,08 cm (2,0 Zoll) bis ca. 17,78 cm (7,0 Zoll) Abstand zur Belichtungsebene 42 angeordnet werden. Da so wenig Strahlungsenergie in den Lichtwellenleitern und in V6rrichtung 40 verloren geht, liegt Lampe 14 viel näher an Belichtungsebene 42, um somit an der Belichtungsebene eine stärkere Beleuchtung zu bewirken. Da Licht aus jedem unteren Ende 90 in einer Kegelform abgegeben wird, wie von der numerischen Apertur des Bündels vorgegeben, variiert die Beleuchtung an einem gegebenen Abstand zum unteren Ende 90 ungefähr entsprechend reziprok zum Quadrat der Entfernung. Abhängig davon, wie weit oder nah zur Belichtungsebene 42 das untere Ende 90 angeordnet ist, erreicht weniger bzw. mehr Strahlungsenergie die Belichtungsebene. Ein Änderungsfaktor von ungefähr sieben (0,85 log) ist mit-dieser Anordnung möglich.
Strahlungsenergie aus dem unteren Ende 90 jedes Tragelements 88 tritt durch Kammer 68 und trifft auf die in Belichtungsebene 42 angeordnete Probe, und zwar ohne wesentliche Änderung der spektralen Energieverteilung der Strahlungsenergie. Um die Gleichmäßigkeit der Belichtung der Probe zu verbessern, werden die Wände jeder Kammer 68 vorzugsweise mit einem spektral neutralen Absorptionsmittel, wie Rodel 40 Film/PSA1, einer von Rodel, Inc. aus Newark, Delaware, USA, hergestellten Beschichtung beschichtet. Durch das Beschichten werden alle nicht in der Strahlungsachse liegenden Strahlen, die das untere Ende jedes Tragelements 88 verlassen, durch Absorption beseitlgt, wodurch sich die Glelchmäßigkeit der Belichtung verbessert. Auf diese Weise können Schwankungen in der Gleichmäßigkeit der Strahlungsenergie aus Lampe 14 usw. kompensiert werden, um eine gewünschte Beleuchtung und einen Gradienten in Belichtungsebene 42 zu erhalten. Wenn in Belichtungsebene 42 eine höhere Beleuchtung erwünscht ist, kann ein kurzer Glasintegrationsstab 92 im unteren Ende von Kammer 68 eingebaut werden. Der Stab 92 kann beispielsweise 2,54 cm (1,0 Zoll) lang sein. Um eine größere Dämpfung und eine bessere Gleichmäßigkeit zu erzielen, sollte die obere Stirnfläche 94 des Stabes 92 aufgerauht oder geätzt sein, um eine Streufläche zur Aufnahme der Strahlung aus Gruppe 36 der Lichtwellenleiter vorzusehen. Alternativ hierzu kann ein diskretes, nicht gezeigtes Streuelement unmittelbar über Fläche 94 vorgesehen werden. Indem Stab 92 mit einem derartigen Streuelement oder einer derartigen Fläche versehen wird, erhöht sich die Dämpfungsfähigkeit des Systems ungefähr um Faktor 30 (1,5 log). Damit sich kein Staub auf der Probe abbildet, wird die Fläche des unteren Endes 96 poliert und ca. 0,159 cm (0,0625 Zoll) über Belichtungsebene 42 angeordnet. Der Abstand von Fläche 96 über Belichtungsebene 42 darf nicht so groß sein, daß Ungleichmäßigkeiten entstehen. Stab 92 wird vorzugsweise innerhalb des unteren Endes von Kammer 68 mit minimalem Kontakt mit den Kammerwänden abgestützt, um Lichtverluste zu vermeiden.
Die Beleuchtung in Belichtungsebene 42 kann vergrößert werden, indem das untere Ende 90 näher zur Belichtungsebene 42 verschoben wird. In dem Fall, wo der Integrationsstab 90 nicht benutzt wird, verschlechtert sich die Gleichmäßigkeit der Belichtung aufgrund der Emissionseigenschaften der Lichtwellenleiter, wenn das untere Ende 90 zu nah zur Belichtungsebene 42 verschoben wird. Diese Eigenschaften begrenzen die Entfernung, in der das untere Ende 90 zur Belichtungsebene 42 verschoben werden kann, ohne unannehmbare Abweichungen in der Gleichmäßigkeit der Belichtung zu erzeugen. Wenn aber Integrationsstab 92 benutzt wird, arbeitet dessen Streufläche 94 als eäne zweite, diffuse Lichtquelle, die dazu beiträgt, Ungleichmäßigkeiten in der Belichtungsebene zu beseitigen. Da das untere Ende 90 nahe an der Streufläche 94 angeordnet werden kann, ohne daß die Gleichmäßigkeit in der Belichtungsebene darunter leidet, wird die Dämpfungsfähigkeit des Systems erheblich verbessert.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Strahlungsempfangsendes 34 von Lichtwellenleiterbündel 32. Vorzugsweise sind die Enden der Lichtwellenleiter in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die in einer Ebene mit der Beleuchtungsebene 28 verläuft. Bei der herkömmlichen Sensitometrie wird die Probe vorzugsweise in einundzwanzig einzelnen Flächen oder Schritten belichtet, wobei sich die Beleuchtung mit jedem Schritt logarithmisch vom kleinsten Wert bis zum größten Wert erhöht. Zusätzliche Belichtungsschritte können für Farbfelder, Passerbalken, Probennummern usw. vorgesehen werden. In der vorliegenden Erfindung ist Bündel 32 vorzugsweise in einundzwanzig Lichtwellenleitergruppen unterteilt, um einen 0-3 logarithmischen Bereich mit einem 0,15 Gradienten von der Gruppe mit der kleinsten Anzahl Lichtwellenleiter bis zur Gruppe mit der größten Anzahl Lichtwellenleiter vorzusehen. Falls für diese Farbfelder, Passerbalken und Probennummern sowie zur Farbtemperaturüberwachung gewünscht, können weitere Bündel vorgesehen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Obwohl es möglich ist, die Lichtwellenleiter verschiedener Gruppen willkürlich in Beleuchtungsebene 28 anzuordnen, werden die Lichtwellenleiter der Gruppe erfindungsgemäß vorzugsweise in einer rechtwinkligen Anordnung einzelner, benachbarter Streifen 100&sub1; bis 100&sub2;&sub1; angeordnet, wie in Fig. 6 schematisch dargestellt. Die Streifen sollten quer zur Bewegungsrichtung des Sektorverschlusses hinter Beleuchtungsebene 28 angeordnet werden, so daß jeder Streifen nacheinander und nicht alle Streifen gleichzeitig belichtet werden. Somit gehören fächerförmig angeordnete Streifen oder nicht benachbarte Streifen ebenfalls zum Umfang der Erfindung. Es gibt mindestens zwei Vorteile dieser streifenförmigen Anordnung der Lichtwellenleitergruppen. Erstens ist ein Sektorverschluß wesentlich effizienter, da die Größe jedes Schrittes oder jeder Gruppe aus Sicht des Verschlusses so klein wie möglich sein kann. Dies ermöglicht kürzere Einund Ausschaltzeiten. Zudem kann die Belichtungsöffnung des Sektorverschlusses kleiner gehalten werden, was zu kürzeren Belichtungszeiten für eine gegebene Verschlußzeit führt und somit den Bereich der wählbaren Belichtungen vergrößert. Zweitens ist es möglich, die Beleuchtungsebene zu maskieren, um den effektiven Gradientenbereich des Sensitometers zu ändern.
Fig. 7 zeigt eine Geometrie für Maske 30, die den logarithmischen Bereich der Anordnung von Fig. 6 von 0-3 auf 0-4 erweitert. In diesem Fall umfaßt Maske 30 einen Rahmen 102 mit einem Paar nach innen weisender Dreiecksbereiche 104, die einen Teil der Enden der Streifen 100 mit der kleinsten Anzahl von Lichtwellenleitern abdecken oder abschirmen, um somit die Stärke des aus den teilweise abgedeckten Streifen abgegebenen Lichtes zu verringern und den logarithmischen Bereich zu vergrößern. Fig. 8 zeigt eine Geometrie für Maske 30, die den logarithmischen Bereich der Anordnung aus Fig. 6 von 0-3 auf 0-2 verringert. Hier umfaßt Maske 30 eine zentrale, kreuzförmige Öffnung 106 mit kegelförmigen Armen 108, die den größten Teil der Enden der Streifen 100 mit der kleinsten Anzahl Lichtwellenleiter freilegen, jedoch teilweise einige Enden der Streifen mit einer größeren Anzahl Lichtwellenleiter abdecken, sowie mit kegelförmigen Armen 110, die den größten Teil der Enden der Streifen 100 mit der größten Anzahl Lichtwellenleiter abdecken. Somit verringert die Maske aus Fig. 8 das aus den teilweise abgedeckten Streifen abgegebene Licht und verkleinert den logarithmischen Bereich. Die besondere Geometrie der Dreiecksbereiche 104 und der kegelförmigen Arme 108, 110 muß nur näherungsweise die zur gewünschten Vergrößerung oder Verkleinerung des logarithmischen Bereichs erforderliche Form aufweisen, da die Einstellung der Lage der unteren Enden 90 eine Feinjustierung zuläßt.
Fig. 9 zeigt eine alternative Anordnung der Streifen 100, wobei sich die größten, wie gezeigt, oben an der Anordnung befinden, und die kleinsten unten. Andere Anordnungen können den einschlägigen Fachleuten erscheinen, die aber noch zum Umfang der Erfindung gehören, wenn die Streifen quer zur Verschiebungsrichtung des Verschlusses, wie zuvor erörtert, angeordnet sind. Fig. 10 zeigt eine Geometrie für Maske 30, die den logarithmischen Bereich der Anordnung aus Fig. 9 von 0-3 auf 0-2 verkleinert. In diesem Fall umfaßt Maske 30 ein Paar Dreiecksbereiche 112, die einen Teil der Enden der Streifen 100 mit der größten Anzahl Lichtwellenleiter abdecken, und somit die Stärke des aus den teilweise abgedeckten Streifen abgegebenen Lichtes verringern und den logarithmischen Bereich verkleinern. Fig. 11 zeigt eine Geometrie für Maske 30, die den logarithmischen Bereich der Anordnung von Fig. 9 wirksam von 0-3 auf 0-4 vergrößert. Hier umfaßt Maske 30 ein Paar Dreiecksbereiche 114, die einen Teil der Enden von Streifen 100 mit der kleinsten Anzahl Lichtwellenleiter abdecken und somit die Helligkeit des von den teilweise abgedeckten Streifen abgegebenen Lichtes verringern und den logarithmischen Bereich vergrößern. Unabhängig davon, welche Streifenanordnung gewählt wird, kann Maske 30 beispielsweise mit Hilfe einer herkömmlichen Karussellvorrichtung in eine Position vor Beleuchtungsebene 28 verschoben werden.
Fig. 12 zeigt schematisch einen Sektorradverschluß 24 der für die Erfindung bevorzugten Art zur Erzeugung fester Belichtungszeiten von ca. 0,5 ms aufwärts. Der Verschluß umfaßt eine drehbare Scheibe 116 mit einer großen Belichtungsöffnung oder einem Sektor 118 sowie einer kleinen Belichtungsöffnung oder einem Sektor 120. Der große Sektor 118 ist etwas größer als die Fläche der Streifen 100 und wird für lange Belichtungszeiten benutzt, während der der Verschluß 24 feststeht. Der kleine Sektor 120 ist etwas größer als die kleinsten Streifen 100 und wird für kurze Belichtungszeiten benutzt, während der sich der Verschluß 24 dreht. Der kleine Sektor 120 nutzt die nebeneinanderliegende Anordnung der Streifen 100, indem er nur jeweils einen Teil der Streifen freigibt. Verschluß 24 kann mit jedem geeigneten Motor gedreht werden, und soweit erforderlich, kann ein weniger genauer, aber sehr schneller, schematisch in Fig. 1 gezeigter elektronischer Verschluß 26 benutzt werden, um Doppelbelichtungen zu vermeiden. Selbstverständlich kann Verschluß 26 auch für langsamere Belichtungen von 200 ms oder länger eingesetzt werden.
Streifen 100 sind insbesondere dann nützlich, wenn Gruppen von Lichtwellenleitern zur Übertragung von Strahlungsenergie von Beleuchtungsebene 28 zu einem anderen Ort benutzt werden. Der Einsatz der Anordnung von Streifen und drehbarem Sektorradverschluß nach Fig. 12 zur genauen Steuerung der Übertragung der Strahlungsenergie zu anderen Arten von Objekten zwecks Empfangs oder Übertragung von Strahlungsenergie liegt allerdings ebenfalls innerhalb des Umfangs der Erfindung. Statt einer Anordnung von Streifen von Lichtwellenleitern könnte beispielsweise eine Vielzahl von offenen Integrationssäulen benutzt werden, dje schlitzähnlich Eingangsenden verschiedener Breite und im wesentlichen konstanter Länge aufweisen, wobei die Ausgabeenden dort positloniert sind, wo Strahlungsenergie benötigt wird. In ähnlicher Weise könnte eine Vielzahl massiver, transparenter Integrationsstäbe vorgesehen werden, wobei die Stäbe schmale rechteckige Eingangsenden verschiedener Breite und im wesentlichen konstanter Länge aufweisen, und die Eingangsenden in Streifen angeordnet und die Ausgangsenden dort positioniert sind, wo die Strahlungsenergle benötigt wird. Die Anordnung von Fig. 12 kann auch benutzt werden, um lichtempfindliche Elemente genau zu belichten, etwa ladungsgekoppelte Bausteine, die in Streifen in der Beleuchtungsebene 28 angeordnet sind. Unabhängig davon, ob Lichtwellenleiter, offene Integrationssäule, Integrationsstäbe oder ladungsgekoppelte Bausteine in derartigen Streifen angeordnet sind, die Anordnung würde durch den sich drehenden Sektorradverschluß in der Weise und mit den in den vorausgehenden Ansätzen beschriebenen Vorteilen belichtet. In jeder Anwendung könnten zudem Masken, wie in Fig. 7,8, 10 und 11 gezeigt, mit derartigen Anordnungen benutzt werden, um den Belichtungsbereich der Anordnung zu verändern.
Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht der Mittel 48 zur Einstellung der Position des unteren Endes 90 des Tragelements 88 und somit der Positionen der lichtabgebenden Enden der Lichtwellenleiter, sowie der Mittel zum Fühlen der Beleuchtung in Belichtungsebene 42 und somit der Positionen der lichtabgebenden Enden der Lichtwellenleiter, sowie der Mittel zum Fühlen der Beleuchtung in Belichtungsebene 42. Führungsschiene 44 trägt eine verschiebbare Befestigungsvorrichtung 122, die wiederum einen Strahlungsdetektor 124 trägt, der unmittelbar unterhalb von Belichtungsebene 42 angeordnet ist, um die Beleuchtung von jeder der Lichtwellenleitergruppen 36 zu messen, während Befestigungsvorrichtung 122 auf Schiene 44 bewegt wird. Die Ausgabe von Detektor 124 kann zu einem Computer geleitet oder visuell für den Bediener dargestellt werden, oder auch beides, während die Beleuchtung von jeder Gruppe gemessen wird. Schrauben 78 können dann manuell oder mit geeigneten Mitteln gedreht werden, um untere Enden 90 so weit neu zu positionleren, bis der gewünschte Beleuchtungspegel erreicht ist. Bevorzugt wird allerdings, daß Befestigungsvorrichtung 122 mit einem mit einer Antriebswelle versehenen Motor 126 ausgestattet ist, wobei die Antriebswelle mit einem axial verschiebbaren Werkzeug 128 versehen ist, das zum Eingriff in das untere Ende jeder Schraube 78 angehoben werden kann. Zu diesem Zweck ist Werkzeug 128 mit einem Hohlzylinder 130 verbunden und erstreckt sich in Längsrichtung von diesem Zylinder nach oben, wobei der Zylinder axial mit einem Längsschlitz 132 versehen ist, der einen verschiebbaren Stift 134 aufnimmt, der sich radial von der Abtriebswelle 136 des Motors 126 erstreckt. Welle 136 wird im Inneren des Tragzylinders 130 teleskopartig aufgenommen und ermöglicht es somit, den Tragzylinder 130 anzuheben, bis Werkzeug 128 in Schraube 78 eingreift, wonach die Drehung von Welle 136 den Tragzylinder 130 und das Werkzeug 128 aufgrund der Wirkung von Schlitz 132 und Stift 134 dreht. Um Tragzylinder 130 zu verschieben, ist ein Tragblock 138 vorgesehen, der eine zentrale Bohrung, die mindestens teilweise den Tragzylinder umgibt sowie ein nach innen weisender und den Tragzylinder mindestens teilweise umfassender Flansch 140, der in das untere Ende des Tragzylinders eingreift, aufweist. Vorzugsweise ist der Tragblock 138 aus einem selbstschmierenden Material hergestellt, wie z.B. Nylon, damit sich Zylinder 130 während des Kontakts mit Flansch 140 leicht drehen kann. Tragzylinder 138 kann auf parallel zur Achse von Welle 136 angeordneten, nicht gezeigten Führungen oder Schienen befestigt sein, und ist operativ mit dem Stabende eines Pneumatikzylinders 142 verbunden, der teilweise in Fig. 1 und in Phantomdarstellung in Fig. 13 gezeigt wird. Wenn der Stab von Zylinder 142 ausgefahren wird, verschiebt sich Tragblock 138 aus der in Fig. 13 gezeigten Position nach oben, bis Werkzeug 128 in Schraube 78 eingreift. Vorzugsweise ist Werkzeug 128 mit einer Spitze aus elastischem Material versehen, das unter Reibung in das Ende der Schraube 78 eingreift. Motor 126 wird dann betrieben, um die Lage des unteren Endes 90 einzustellen, bis die gewünschte Beleuchtung in der Belichtungsebene erreicht ist. Dieser Mechanismus sieht eine Feineinstellung der Beleuchtung in Belichtungsebene 42 vor, und zwar typischerwelse innerhalb von 0,0001 log des gewünschten logarithmischen Belichtungsgradienten, wobei diese Genauigkeit mit herkömmlichen Sensitometern nicht erzielbar ist. Diese Art der Kalibrierung kann jedesmal erfolgen, wenn sich der Gradient des Systems für eine andere Art von Belichtung ändert, sowie periodisch während des Einsatzes für eine einzige Belichtungsart, um sicherzustellen, daß sich die Kalibrierung des Systems nicht verändert hat.
Im Betrieb der Vorrichtung lädt der Bediener eine Probe in den Transportmechanismus 46, der dann unter Belichtungssäulenvorrichtung 40 verschoben wird. Die Probe wird vorzugsweise mit einem nicht gezeigten herkömmlichen Mechanismus gegen die Unterseite der Vorrichtung 40 angehoben. Dann werden entsprechende Filter 22 und eine Maske 30 in der Bahn der Strahlungsenergie aus Lampe 14 in Position gebracht. Lampe 14 und einer der Verschlüsse 24, 26 werden dann betätigt, um die gewünschte Belichtung durchzuführen. Falls keine weiteren Belichtungen der Probe erfolgen sollen, wird diese unter der Vorrichtung 40 entfernt, und das System ist für die nächste Probe bereit.
Während die Erfindung mit besonderem Bezug auf bestimmte Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben wurde, ist Fachleuten klar, daß andere Varianten in Form und Detail möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.

Claims

1. Vorrichtung zum genauen Belichten strahlungsempfindlicher Bahnen, mit Mitteln (44, 46) zum Positionieren einer Probe der Bahnen in einer Belichtungsebene (42), einer Strahlungsenergiequelle (12-16) und einer Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Lichtwellenleiter (32-36), deren eine Enden im wesentlichen in einer Beleuchtungsebene (28) der strahlungsenergiequelle zugewandt angeordnet sind und deren andere Enden in Gruppen mit unterschiedlich vielen Lichtwellenleitern angeordnet sind, wobei die anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe der Belichtungsebene zugewandt sind, gekennzeichnet durch

Einstellmittel (38, 76-90; 48, 122-142), um die Positionen der anderen Enden einer jeden Gruppe bezüglich der Belichtungsebene einzeln einzustellen, um eine gewünschte Beleuchtung in der Belichtungsebene gegenüber den anderen Enden einer jeden Gruppe von Lichtwellenleitern zu erzielen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsenergiequelle eine Glühlampe (14) und einen auf der der Beleuchungsebene gegenüberliegenden anderen Seite der Lampe angeordneten elliptischen Reflektor (16) umfaßt und daß die Beleuchtungsebene in der Nähe eines Brennpunkts des elliptischen Reflektors angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strahlungsenergiequelle und der Beleuchtungsebene Farbkorrekturfilter (22) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe in der Beleuchtungsebene in Streifen (1001-10021) angeordnet und zwischen der Strahlungsenergiequelle und der Beleuchtungsebene Verschlubmittel (116-120) vorgesehen sind, um die Streifen nacheinander zu belichten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußmittel eine drehbare Sektorenscheibe (116) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe in der Beleuchtungsebene in Streifen (1001-10021) angeordnet sind, wobei die Anzahl der Lichtwellenleiter in jeder Gruppe so gewählt ist, daß in der Belichtungsebene eine logarithmische Zunahme der Beleuchtung entsteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beleuchtungsebene Maskierungsmittel (30, 102, 104, 114) zum Abhalten von Strahlung von Teilen der Streifen angeordnet sind, um den Bereich der logarithmischen Zunahme zu vergrößern.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beleuchtungsebene Maskierungsmittel (30, 102, 104, 114) zum Abhalten von Strahlung von Teilen der Streifen angeordnet sind, um den Bereich der logarithmischen Zunahme zu verkleinern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (124) zum Messen der Beleuchtung in der Belichtungsebene von den anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe aus, wobei die Einstellmittel auf die Meßeinrichtung reagieren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmittel

eine Vielzahl von langgestreckten Kammern (68) umfassen - eine Kammer für jede der Gruppen -, wobei jede Kammer ein zur Belichtungsebene hin offenes Ende aufweist;

eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (38) aufweist, von denen jeweils eine verschiebbar auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und

mit Mitteln (76-89; 126-142) versehen sind, um die Befestigungsvorrichtungen zur Belichtungsebene hin oder von dieser weg zu bewegen, um die Beleuchtung in der Belichtungsebene einzustellen.

11. Verfahren zum genauen Belichten strahlungsempfindlicher Bahnen, bei dem eine Probe der Bahnen in einer Belichtungsebene (42) positioniert wird;

eine Strahlungsenergiequelle (12-16) vorgesehen wird;

eine Vielzahl sich in Längsrichtung erstreckender Lichtwellenleiter (32-36) vorgesehen wird, deren eine Enden im wesentlichen in einer Beleuchtungsebene (28) der Strahlungsenergiequelle zugewandt angeordnet sind und deren andere Enden in Gruppen mit unterschiedlich vielen Lichtwellenleitern angeordnet sind, wobei die anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe der Belichtungsebene zugewandt sind, und

die Probe mit von den anderen Enden abgegebener Strahlungsenergie belichtet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Position der anderen Enden einer jeden Gruppe bezüglich der Belichtungsebene eingestellt wird, um eine gewünschte Beleuchtung in der Belichtungsebene gegenüber den anderen Enden einer jeden Gruppe von Lichtwellenleitern zu erzielen.

12.Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergiequelle eine Glühlampe (14) und einen auf der der Beleuchungsebene gegenüberliegenden anderen Seite der Lampe angeordneten elliptischen Reflektor (16) umfaßt und daß die Beleuchtungsebene in der Nähe eines Brennpunkts des elliptischen Reflektors angeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie zwischen der Strahlungsenergiequelle und der Beleuchtungsebene farbkorrigiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe in der Beleuchtungsebene in Streifen (1001-10021) angeordnet und zwischen der Strahlungsenergiequelle und der Beleuchtungsebene Verschlußmittel (116-120) vorgesehen werden.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe in der Beleuchtungsebene in Streifen (1001-10021) angeordnet werden, wobei die Anzahl der Lichtwellenleiter in jeder Gruppe so gewählt wird, daß in der Belichtungsebene eine logarithmische Zunahme der Beleuchtung entsteht.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung von Teilen der Streifen maskiert wird, um den Bereich der logarithmischen Zunahme zu vergrößern.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung von Teilen der Streifen maskiert wird, um den Bereich der logarithmischen Zunahme zu verkleinern.

18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung in der Belichtungsebene von den anderen Enden der Lichtwellenleiter einer jeden Gruppe gemessen wird und die Positionen der anderen Enden als Funktion der Beleuchtung eingestellt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einstellen in mehreren Schritten

eine Vielzahl von langgestreckten Kammern (68) vorgesehen wird - eine Kammer für jede der Gruppen -, wobei jede Kammer ein zur Belichtungsebene hin offenes Ende aufweist; eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (38) vorgesehen wird, von denen jeweils eine verschiebbar auf jeder Kammer angeordnet ist, um die anderen Enden innerhalb jeder der Gruppen in einer Ebene zu halten, und

die Befestigungsvorrichtungen zur Belichtungsebene hin oder von dieser weg bewegt werden, um die Beleuchtung in der Belichtungsebene einzustellen.