DE1497371B2 - Verfahren zur regelung der belichtungszeit von kopiergeraeten - Google Patents

Description

im Schnittpunkt der Kennlinien, dem sogenannten Slope-Center-Punkt von der Belichtungszeit t — 0 beim Unterschreiten der Eichdichte unmittelbar auf die Belichtungszeit t = oo übergeht. Auch diese Extremfälle können auf Grund der Darstellung des Exponenten ρ als Quotient mit Verstärkern realisiert werden, die nur einen vergleichsweise kleinen Einstellbereich haben.

Zur Ausübung des vorgeschlagenen Verfahrens wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Erzeugung des zeitabhängigen Signals, zur logarithmischen Verstärkung, für die Multiplikation mit den einstellbaren Koeffizienten und zur Bildung der Summe aus den beiden Signalen sogenannte operative Verstärker vorgesehen sind, die entsprechende unterschiedliche rs Rückkopplungsglieder aufweisen.

Weitere Einzelheiten gehen aus einem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel hervor, das an Hand von Figuren beschrieben wird. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Belichtungsregelvorrichtung,

F i g. 2 das symbolische Schaltzeichen für einen operativen Verstärker,

F i g. 3 das Prinzipschaltbild eines Additonsverstärkers mit einem operativen Verstärker,

F i g. 4 das Prinzipschaltbild eines Integrators mit einem operativen Verstärker,

F i g. 5 das Prinzipschaltbild eines logarithmischen Verstärkers mit einem operativen Verstärker und

F i g. 6 das Schaltbild eines einfachen operativen Verstärkers.

Aus Fig. 1 ist der prinzipielle Ablauf des Meßvorgangs zu ersehen. Im Stromkreis einer Lichtquelle 1 liegt ein Arbeitskontakt 2, der mit einem weiteren Arbeitskontakt 3 im Stromkreis eines linearen Zeitgebers 11 gekoppelt ist. Im Stromkreis der Lichtquelle 1 ist ein Ruhekontakt 4 angeordnet, dessen Betätigung noch eingehend erläutert wird.

Die Lichtquelle 1 beaufschlagt neben dem nicht gezeigten Kopiermaterial einen lichtelektrischen Wandler 5, vorzugsweise einen Sekundärelektronenvervielfacher, mit Licht. Dieser gibt durch einen Pfeil 6 angedeutet einen der Beleuchtungsintensität am Wandler entsprechenden Lichtstrom / an einen durch ein Kästchen 7 versinnbildlichten logarithmischen Verstärker weiter. An den Ausgang des Verstärkers 7 ist ein Multiplikator 8 angeschlossen, dessen Multiplikationskoeffizient γ einstellbar ist. Dies ist durch einen verschiebbaren Pfeil 9 an einem Potentiometer 10 des Multiplikators 8 dargestellt.

Mit dem Ausgang des linearen Zeitgebers 11 ist ein logarithmischer Verstärker 12 verbunden, an dessen Ausgang ein Multiplikator 13 angeschlossen ist. Die Einstellbarkeit des Koeffizienten ist wiederum durch einen verschiebbaren Pfeil 14 auf einem Potentiometer 15 dargestellt. Die beiden Schleifer 9 und 14 sind mechanisch in der Weise gekuppelt, daß bei

einer Verstellung für ~ = ρ von 0 ausgehend zu-

näqhst a, auf 0 eingestellt ist und γ von 0 bis 1 verändert wird, dann γ auf 1 festgehalten und σ von 1 abnehmend bis 0 verändert wird.

Um die Gleichung γ ■ log/ + ologt = const' auch für Fälle zu erfüllen, in denen bereits ein Summand allein > const' ist, muß der andere Summand einen negativen Wert annehmen können. Durch die Richtcharakteristik der verwendeten, nachstehend näher beschriebenen, logarithmischen Verstärker fallen als Ausgangssignale nur unipolare Signale an. Durch Einführung eines Referenzpotentials, das durch einen Pfeil 61 dargestellt ist und an einer Leitung 62 liegt, die die freien Enden der beiden Koeffizientenpotentiometer 10 und 15 verbindet, sind die Ausgangsspannungen der logarithmischen Verstärker, solange sie kleiner als das Referenzpotential sind, negativ in bezug auf die Referenzspannung. Im Bild der Kennlinien im doppelt logarithmischen Maßstab wirkt sich das wie eine Koordinatentransformation aus.

Die Pfeile 9 und 14 sind über Leitungen 16 und 17 an einen Additionsverstärker 18 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Komparator 19 verbunden ist. Diesem Komparator wird beispielsweise durch einen Spannungsteiler eine die Schichtempfindlichkeit berücksichtigende Vergleichsspannung U_k, deren Eingang durch einen Pfeil 20 dargestellt ist, zugeführt. Bei Erreichen eines gewissen Verhältnisses der Ausgangsspannung, des Additionsverstärkers 18 zur Vergleichsspannung U_k, beispielsweise bei Gleichheit der beiden Spannungen, öffnet der Komparator 19 den im Stromkreis der Lampe 1 liegenden Ruhekontakt 4, so daß die Belichtung unterbrochen wird.

Die Funktionsweise der als Blockschaltbild dargestellten Einrichtung ist nun folgende:

Durch Schließen der beiden Kontakte 2 und 3 wird die Belichtung eröffnet. Damit läuft der lineare Zeitgeber 11 an und gibt ein linear zeitabhängiges Signal an den logarithmischen Verstärker 12 weiter. Im Multiplikator 13 wird das Signal mit dem Koeffizienten α multipliziert, d. h. über den Schleifer 14 abgenommen und an den Additionsverstärker 18 weitergeleitet. Auf den Sekundärelektronenvervielfacher 5 fällt von der Lampe 1 eine nach dem Einschaltvorgang im wesentlichen zeitlich konstante Lichtintensität. Ein ebenso konstanter Lichtstrom/ wird an den logarithmischen Verstärker 7 weitergegeben. Im Multiplikator 8 wird das von I abhängige Signal mit einem Koeffizienten 7 multipliziert und ebenfalls an den Additionsverstärker 18 weitergegeben. Die Summe der beiden Signale wird mit einer Vergleichsspannung U_k im Komparator 19 verglichen, der bei Erreichen eines bestimmten Verhältnisses der beiden Spannungen den Ruhekontakt 4 öffnet und damit die Belichtung beendet. Durch Rückstellen der Kontakte 2, 3 und 4 in ihre Ausgangsstellung ist dann der Ausgangszustand wieder erreicht und ein neuer Belichtungszyklus kann beginnen.

Die Schaltung selbst ist im wesentlichen aus gleichen Bausteinen, sogenannten operativen Verstärkern, aufgebaut, die sich je nach ihrer Funktion nur durch unterschiedliche Rückkoppungsglieder unterscheiden. Diese operativen Verstärker sind aus der Technik der Analogrechner bekannt und werden durch einen Kreissektor, wie er in F i g. 2 dargestellt und mit 21 bezeichnet ist, dargestellt. Ein derartiger operativer Verstärker hat in der Regel mindestens einen Eingang 22, mindestens einen Ausgang 23 und eine Gleichspannungsversorgung 24. Um den operativen Verstärker für seine spezielle Aufgabe einzusetzen, werden nun zwischen Ausgang 23 und Eingang 22 parallel zum Verstärker 21 verschiedene Rückkopplungsglieder geschaltet.

In F i g. 3 ist die Schaltung eines operativen Verstärkers als Additionsverstärker dargestellt. Dazu liegt parallel zum operativen Verstärker ein Ohmscher Widerstand 25. Am Eingang 22 sind drei Eingänge 26, 27 und 28 angeschlossen, die jeweils einen

Vorschaltwiderstand 29, 30 und 31 aufweisen. Die Wirkung des Verstärkers ist nun die, daß bei gleichen Vorschaltwiderständen 29, 30, 31 die Spannung am Ausgang 23 proportional ist der Summe der Spannungen an den drei Eingängen 26, 27 und 28. Sind die Widerstände 29, 30, 31 ungleich, so geht jede Teilspannung umgekehrt proportional zur Größe ihres Vorschaltwiderstandes in die Spannungssumme ein.

In F i g. 4 ist die Schaltung eines operativen Verstärkers als Integrator dargestellt, der z. B. als linearer Zeitgeber eingesetzt werden kann, wenn er ein konstantes Eingangssignal integriert. Als Rückkopplungsglied zwischen dem Ausgang 23 und dem Eingang 22 des operativen Verstärkers 21 liegt ein Kondensator32, der sich während der Belichtungszeit auflädt. Die Spannung am Ausgang 23 ist dann proportional dem Zeitintegral der Eingangsspannung. Der Kontakt 63 entlädt den Kondensator 32 nach Beendigung des Meßvorgangs rasch auf den Ausgangswert.

In F i g. 5 ist die Schaltung des operativen Verstärkers 21 als logarithmischer Verstärker dargestellt. Als Rückkopplungsglied zwischen dem Ausgang 23 und dem Eingang 22 ist eine oder mehrere Dioden 33 vorgesehen, die im Arbeitsbereich im logarithmischen Maßstab eine lineare Kennlinie aufweisen und vom Eingang zum Ausgang sperren. Das Ausgangssignal dieses Verstärkers ist dem Logarithmus des Eingangsstromes proportional.

Operative Verstärker sind aus der Technik der Analogrechner weit verbreitet und als geschlossene Baugruppen im Handel erhältlich. In Fig. 6 ist jedoch schematisch der Aufbau eines einfachen Verstärkers dargestellt, der als operativer Verstärker eingesetzt werden kann. Am Eingang 22 liegt ein Arbeitswiderstand 34, der mit dem Steuergitter 35 einer Verstärkerröhre 36 verbunden ist. Die Kathode 37 der Röhre 36 ist mit der Kathode 38 einer parallelgeschalteten Röhre 39 verbunden. Deren Gitter liegt an Masse. Die beiden Kathoden 37 und 38 sind über den Kollektor und Emitter eines Transistors 41, dessen Basis 42 an Masse liegt, und über einen Widerstand 43 an ein negatives Potential angeschlossen.

Die Anoden 44 und 45 der Röhren 36 und 39 sind über in Reihe liegende Widerstände 46, 47 und 48 an ein positives Potential angeschlossen. Der Abgriff 49 zwischen Anode 44 und Widerstand 46 ist mit der Basis 50 eines Transistors 51 verbunden, der zusammen mit einem weiteren Transistor 52 als Differenzstufe geschaltet ist.

An der Basis 53 des Transistors 52 liegt ein Abgriff zwischen der Anode 45 und dem Widerstand 48. Die Emitter der Transistoren 51 und 52 sind verbunden und über einen Widerstand 54 an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 53 liegt an einem positiven Versorgungspotential. Der Kollektor des Transistors 51 liegt an der Basis eines Verstärkungstransistors 55. Dessen Emitter ist mit der Basis eines weiteren Verstärkungstransistors 56 verbunden, der über seinen Emitter an ein positives Versorgungspotential angeschlossen ist. Die Kollektoren der Transistoren 55 und 56 sind miteinander verbunden und über einen Widerstand 57, zu dem ein Kondensator 58 parallel liegt, an ein negatives Versorgungspotential angeschlossen. An den Kollektoren der Transistoren 55 und 56 liegt der Abgriff 59 der Ausgangsspannung. An dem Abgriff 59 und einem Abgriff zwischen dem Widerstand 34 und dem Gitter 35 der Röhre 36 liegen außerdem die Anschlüsse für das mit 60 bezeichnete Rückkopplungsglied.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 ständig ausgeregelt werden, d. h., daß bei Negativen, Patentansprüche: ' die dichter sind als ein Eichnegativ, die Belichtungs zeit kürzer ist, als es zur Erreichung des bei der

1. Verfahren zur Regelung der Belichtungszeit Eichung eingestellten Wertes / · t erforderlich wäre, von Kopiergeräten mit Über- oder Unterkorrek- 5 während umgekehrt bei Negativen, die transparenter tür gegenüber dem Reziprozitätsgesetz, wobei ein sind als das Eichnegativ, die Belichtungszeit länger zeitabhängiges, mit Eröffnung der Belichtungszeit wird, als es dem Reziprozitätsgesetz entspricht. Hinanlaufendes Signal und ein von der zeitlich gegen wird von Überkorrektur gesprochen, wenn bei konstanten Belichtungsintensität abhängiges Signal Negativen, die dichter als das Eichnegativ sind, die erzeugt werden, dadurch gekennzeich-10 Belichtungszeit langer und bei Negativen, die trans- i net, daß das linear zeitabhängige Signal und parenter als das Eichnegativ sind, kürzer ist als es

das intensitätsabhängige Signal unabhängig von- zum Erreichen des bei der Eichung eingestellten

einander logarithmisch verstärkt, mit einstellbaren / · i-Wertes erforderlich wäre. j

Koeffizienten multipliziert und zueinander addiert Eine Unterkorrektur um verhältnismäßig große

werden und daß das Ergebnis mit einem vorge- 15 Beträge ist besonders vorteilhaft bei einer Folge von j

gebenen Wert verglichen und in Abhängigkeit Negativen, deren mittlere Dichte von der eines Eich- j

vom Ergebnis dieses Vergleichs die Belichtungs- negativs nicht wesentlich abweicht, wie sie etwa bei i

zeit beendet wird. Filmen vorliegt, die mit Kameras mit Belichtungs- \

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- automatik belichtet wurden und von denen beim ; kennzeichnet, daß der lineare Verlauf des zeit- 20 Kopieren zur Belichtungsmessung nur ein Ausschnitt i abhängigen Signals mittels eines Verstärkers herangezogen wird. Dabei können durch unterschied- i erzeugt wird. liehe mittlere Dichten im Gesamtbild und im Meß- /~A

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ausschnitt sich Belichtungsfehler ergeben. Eine der- v" nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- artige Unterkorrektur ist im statistischen Mittelwert durch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des 25 auch dann vorteilhaft, wenn für die Belichtungszeitabhängigen Signals, zur logarithmischen Ver- messung am Kopiergerät die gesamte zu kopierende Stärkung, für die Multiplikation mit den einstell- Negativfläche herangezogen wird und wenn der bildbaren Koeffizienten und zur Bildung der Summe wichtige Teil annähernd richtig belichtet ist, die mitt-

aus den beiden Signalen sogenannte operative lere Dichte des Gesamtnegativs aber von der eines Verstärker vorgesehen sind, die entsprechende 30 Eichnegativs abweicht. Das kann z. B. bei Negativen unterschiedliche Rückkopplungsglieder aufweisen. eines Atelierfotografen auftreten, der auf Grund der

Einstellung der Atelierleuchten im bildwichtigen Teil weitgehend die richtige Belichtung erzielt.

Ziel der Erfindung ist es, eine beliebige Unter-

35 bzw. Überkorrektur von Exponenten 0^<! ρ <C 00

vorsehen zu können.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist

Vorrichtung zur Regelung der Belichtungszeit von gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß Kopiergeräten mit Über- oder Unterkorrektur gegen- das linear zeitabhängige Signal und das intensitätsüber dem Reziprozitätsgesetz, wobei ein zeitabhän- 40 abhängige Signal unabhängig voneinander logarithgiges, mit Eröffnung der Belichtungszeit anlaufendes misch verstärkt, mit einstellbaren Koeffizienten multiSignal und ein von der zeitlich konstanten Beiich- . pliziert und zueinander addiert werden und daß das tungsintensität abhängiges Signal erzeugt werden. Ergebnis mit einem vorgegebenen Wert verglichen

Eine Über- bzw. Unterkorrektur gegenüber dem und in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs {/J Reziprozitätsgesetz um verhältnismäßig kleine Be- 45 die Belichtungszeit beendet wird, träge bewirken die bekannten Vorrichtungen zur Ausgehend von der Schwärzungsgleichung / · t»

Korrektur des Schwarzschildeffektes etwa nach = const wurde die Gleichung transformiert in: deutsche Patentschrift 1 046 497, bei denen ein Integrationssignal der Lichtintensität mit dem sich zeitlich ylogl + ologt = const,

ändernden Signal eines i?C-Gliedes verglichen wird. 50 . , γ . . . ^. ^₁ . , ·*■<.<- τ

„,....j⁶,. ,. . , . vvu . m der — = ρ zu setzen ist. Diese Gleichung ist mittels

Dabei ist jedoch eine hinreichend genaue Über- bzw. σ ^{y s}

Unterkorrektur gemäß der Gleichung I · t" = const eines einfachen, in seinem Aufwand auch für ein

nur für wenig von 1 abweichende Exponenten ρ ge- Kopiergerät tragbaren Analogrechners lösbar. Der

geben, wenn / die auf das Kopiermaterial auftreffende Exponent ρ kann dabei zwischen 0 und 00 beliebige

mittlere Lichtintensität und t die Belichtungszeit für 55 Werte annehmen, ohne daß die Geradlinigkeit der

das Kopiermaterial ist. Auch ist diese Regelung nur Kennlinien in doppelt logarithmischem Maßstab be-

für einen beschränkten Schaltzeitbereich anwendbar. einträchtigt würde.

Auch eine Weiterentwicklung der oben beschriebenen Andererseits kann beispielsweise zur Anpassung

Vorrichtung gemäß dem Zusatzpatent 1 146 366 an eine Schwärzungskurve eines strahlungsempfind-

bringt hier keine grundsätzliche Verbesserung. Es 60 liehen Materials, die stark von der Geraden abweicht,

wird "nur die Schwärzungskurve in einem erweiterten die Kennlinie in doppelt logarithmischem Maßstab

Bereich durch einen Polygonzug angenähert. von der Geraden abweichend gestaltet werden, etwa

Es wurde nun erkannt, daß in manchen Fällen durch Ausbildung als Polygonzug,

eine Belichtungsregelvorrichtung wünschenswert ist, Für den Fall γ = 0, d. h. ρ = oo, arbeitet das

die eine andere, vorzugsweise beliebige Unterkorrek- 65 Kopiergerät mit einer festen, durch die Dichte der

tür der Belichtung zuläßt. Der Begriff Unterkorrektur Kopiervorlage nicht beeinflußten Kopierzeit, für σ=0,

bedeutet hierbei, daß die Unterschiede der auf das d. h. ρ = 0, wird eine entsprechende Belichtungs-

Kopiermaterial fallenden Lichtintensitäten nicht voll- regelvorrichtung zu einem Dichtediskriminator, der