Einrichtung zum gleichmässigen Ausleuchten einer Fläche, insbesondere für Reproduktionszwecke, sowie Verfahren zur Eierstellung der Einrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrich tung zum gleichmässigen Ausleuchten einer Fläche, insbesondere für Reproduktionszwecke; ferner be trifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erwähnten Einrichtung.
In der Reproduktionstechnik und auch bei Film- und Diapositiv-Projektoren bedeutet die regelmässige Ausleuchtung der photographisch aufzunehmenden Vorlagefläche bzw. zu projizierenden Filmvorlage ein grosses Problem.
Besonders bei Projektionsgerä ten, an welche sehr hohe Anforderungen in bezug auf die regelmässige Ausleuchtung der Projektions ebene gestellt werden, sei es in Aufsichts- oder in Durchsichtsprojektion, und bei der Projektion von Filmen für die Herstellung von Rükvergrösserungen oder von Druckvorlagen, konnte dieses Problem bis jetzt nur unter Zuhilfenahme von verhältnis mässig komplizierten Vorrichtungen gelöst werden.
Für das Ausleuchten einer verhältnismässig gro ssen Fläche wird als Lichtquelle häufig eine Flä chenleuchte benutzt, die in der Regel aus Leucht röhren solcher Anordnung gebildet ist, dass die ganze Fläche möglichst gleichmässig oder sogar nach dem Rande hin etwas stärker beleuchtet wird. Solche Flächenleuchten haben den Nachteil, dass sie nicht aus einer einzigen, kontinuierlichen Lichtquelle be stehen und deshalb eine gewisse Streifenbildung in der Beleuchtung verursachen, was durch den notwen digen Abstand zwischen zwei einander benachbarten Röhren bedingt ist.
Bei Beleuchtungsaggregaten mit einer einzigen Lichtquelle, einem parabolischen oder elliptischen Reflektor und/oder einem Kondensor sind optische Gesetzmässigkeiten und Fehler in der Genauigkeit der Fabrikation und der Einstellung dafür verant- wortlich, dass die Ausleuchtung der Fläche nicht voll kommen gleichmässig wird.
Schliesslich tritt immer dann, wenn eine optische Abbildung über ein Objektiv erfolgt, noch eine weitere Erscheinung auf. Die Helligkeit jedes durch ein Objektiv erzeugten Bildes ist in der Mitte am grössten und nimmt gegen den Rand in Funktion cos 4a des Öffnungswinkels a schnell ab.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der ge schilderten Mängel. Dieses Ziel wird bei der erfin dungsgemässen Einrichtung zum gleichmässigen Aus leuchten einer Fläche dadurch. erreicht, dass im Strahlengang zwischen mindestens einer Lichtquelle und der gleichmässig auszuleuchtenden Fläche ein Korrekturfilter eingeschaltet ist, das eine unterschied lich dichte Lichtabsorptionsschicht aufweist zum Aus gleich der ursprünglich unterschiedlichen Helligkei- ten verschiedener Partien der beleuchteten Fläche.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der Einrichtung besteht darin, dass ein transparenter Träger mit einer photographischen Schicht in den Strahlengang zwischen der Lichtquelle und der aus zuleuchtenden Fläche gebracht und die Lichtquelle zur Belichtung der Schicht vorübergehend einge schaltet wird, dass nachher, die photographische Schicht entwickelt und fixiert wird und dass schliess lich die photographische Schicht unmittelbar als die Lichtabsorptionsschicht des Korrekturfilters verwen det wird.
In der nachfolgenden Beschreibung sind anhand der zugehörigen Zeichnung rein beispielsweise zwei verschiedene Ausführungsformen der erfindungsge mässen Einrichtung erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein optisches Vergrös- serungsgerät mit einem Objektiv, einer einzigen Be- leuchtungsquelle mit zugehörigem Hohlspiegel und mit einem Korrekturfilter zum Herbeiführen einer gleichmässigen Ausleuchtung auf einer Projektions fläche.
Fig. 2 ist ein schematischer Schnitt durch eine mehrere Lichtquellen aufweisende Flächenleuchte mit einem Korrekturfilter für gleichmässige Ausleuchtung einer Mattscheibe.
Fig. 3 stellt die Schwärzungskurve einer als Kor rekturfilter benutzten photographischen Schicht dar. Das Vergrösserungsgerät gemäss Fig. 1 weist ein optisches Objektiv 10 auf, das zwischen einer Matt scheibe 11 und einer Projektionsfläche 12 angeord net ist. Die dem Objektiv 10 zugekehrte Seite der Mattscheibe 11 dient als Träger für eine auswechsel bare Filmvorlage 13, deren Bild mittels des Objek tives 10 auf der Projektionsfläche 12 scharf abgebil det wird. Auf der vom Objektiv 10 abgekehrten Seite der Mattscheibe 11 befindet sich eine Lichtquelle 14 mit einem zugehörigen Hohlspiegel-Reflektor 15.
Auf der gegen die Lichtquelle gekehrten Seite der Mattscheibe 15 ist ein Korrekturfilter 16 an gebracht, das z. B. ein Film mit einer Lichtabsorp- tionsschicht ist, deren Dichte derart unterschiedlich ist, dass die bei fehlender Filmvorlage ursprünglich vorhandenen Helligkeitsunterschiede der angeleuchte ten Projektionsfläche ausgeglichen werden.
Wenn die Filmvorlage 13 und das Korrektur filter 16 entfernt werden, ist die Ausleuchtung der Projektionsfläche 12 nicht gleichmässig, weil einmal das Objektiv 10 aus optisch-physikalischen Grün den nach aussen hin einen Lichtabfall verursacht und zum anderen die Lichtquelle 14 und der Reflek tor 15 nicht eine völlig gleichmässige Beleuchtung der Mattscheibe 11 bewirken. Das Filter 16 hat die Aufgabe, alle auf die erwähnten Ursachen zu rückzuführenden Unterschiede in der Helligkeit der Projektionsfläche 12 auszugleichen.
Zweckmässig wird dazu wie folgt verfahren: Man stellt zunächst den Abbildungsmassstab des Gerätes durch entsprechendes Verschieben des Objektives 10 und der Projektionsfläche 12 auf 1 : 1 ein und legt auf die Projektionsfläche 12 einen unbelichteten pho tographischen Film. Bei fehlender Filmvorlage 13 wird dann die Lichtquelle vorübergehend einge schaltet und dadurch die lichtempfindliche Schicht des photographischen Filmes auf der Projektions fläche 12 belichtet. Die Belichtung erfolgt so, dass die lichtschwächsten Stellen praktisch noch keine Beeinflussung des Filmes bewirken. Nachher wird der belichtete Film entwickelt und fixiert.
Er ist an jenen Stellen, wo das Licht am schwächsten auftraf, fast völlig durchsichtig, während die anderen Stellen entsprechend dem stärker einfallenden Licht eine leichte Schwärzung zeigen. Schliesslich setzt man den entwickelten und fixierten Film in der Eigen schaft als Korrekturfilter 16 hinter die Mattscheibe 11. Die verschieden geschwärzte Silberschicht des Filmes dient dann direkt als Absorptionsschicht des Filters für den Ausgleich der ursprünglich unter- schiedlichen Helligkeit.
Bei richtiger Lage des Fil ters 16 wird dann erreicht, dass an den ursprünglich lichtschwächeren Stellen der Projektionsfläche das Licht praktisch ungedämpft auftritt, wogegen an den ursprünglich helleren Partien der Projektionsfläche nunmehr ein durch das Filter 16 etwas gedämpfte Licht herrscht, wodurch der gewünschte Ausgleich der Helligkeit erzielt wird. Dieser Ausgleich funk tioniert auch, wenn unter Verwendung des gleichen Objektives 10 der Abbildungsmassstab geändert wird.
Eine gewisse Schwierigkeit in dem beschriebenen Verfahren besteht in der Wahl der richtigen Be lichtung des später als Korrekturfilter 16 dienenden photographischen Materials, da man im Interesse einer guten Lichtausbeute eine möglichst geringe Dichte der Silberschicht anstrebt. Dies bedeutet, dass am Anfang der photographischen Schwärzungskurve gerade über dem Schleierwert des photographischen Materials gearbeitet werden muss.
In Fig. 3 ist die Schwärzungs- oder Gradations- kurve eines photographischen Materials beispiels weise veranschaulicht. Sie zeigt den funktionellen Zusammenhang zwischen der Belichtung und der damit erzielten Schwärzung der photographischen Schicht. Unterhalb des Punktes A liegen die als Schleier bezeichneten Schwärzungen der unbelichte ten Schicht. Dieser Schleier hängt von den Eigen schaften der photographischen Emulsion und den Entwicklungsbedingungen ab.
Beim Punkt A ist die erste Schwärzung des Filmes messbar, die über dem Schleier liegt; hier beginnt die eigentliche Schwär zungskurve, zunächst nichtlinear anzusteigen. Zwi schen den Punkten B und C verläuft die Kurve geradlinig unter einem Winkel x, d. h. die Schwär zung ist proportional zur erfolgten Belichtung. Der Neigungswinkel x ist von grosser Bedeutung für die Tonwertwiedergabe. Bei einer Neigung von 45 ent sprechen gleiche Belichtungsunterschiede gleichen Helligkeitsunterschieden in der entwickelten photo graphischen Schicht.
Die gewünschte Transparenz des Korrekturfil ters 16 und die an sich geringen Helligkeitsunter schiede der Projektionsfläche 12 (bei Abwesenheit des Korrekturfilters) bedingen im vorliegenden Fall einen zwischen den Punkten<I>A</I> und<I>B</I> der Schwär zungskurve liegenden Arbeitsbereich. Der Schwär zung wird theoretisch nicht genau proportional der Belichtung. Da jedoch die Belichtungsunterschiede zwischen den dunkelsten und den hellsten Partien verhältnismässig gering sind, wird ein so kleiner Ab schnitt der Schwärzungskurve benutzt, der praktisch als linear betrachtet werden kann.
Gemäss Fig.2 weist eine Flächenleuchte mehrere in einem Gehäuse 20 verteilte Leuchtröhren 21 auf. Davor ist eine Mattscheibe 22 angeordnet, die über ihre ganze Fläche möglichst gleichmässig ausge leuchtet werden soll. Um dieses Ziel zu erreichen, hat man zwischen den Leuchtröhren 21 und der Mattscheibe 22 ein Korrekturfilter 23 und eine zweite Mattscheibe 24 angebracht, wobei das Korrektur- filter zwischen den beiden Mattscheiben 22 und 24 eingeklemmt ist. Eine Lichtabsorptionsschicht des Filters 23 weist unterschiedliche Dichte auf zum Ausgleich der ursprünglich vorhandenen Helligkeits unterschiede der vorderen Mattscheibe 22.
Wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ist auch hier die Lichtabsorptionsschicht des Filters 23 durch eine photographische Silberschicht auf einem Film gebildet. Man legt den unbelichteten photographi schen Film zwischen die Mattscheiben 22 und 24, wonach die Leuchtröhren 21 zur Belichtung der lichtempfindlichen Schicht vorübergehend einge schaltet werden. Dann nimmt man den Film heraus, entwickelt und fixiert ihn und setzt ihn schliesslich in genau gleicher Lage in der Eigenschaft als Korrek turfilter 23 wieder ein.
An jenen Stellen, wo die Helligkeit grösser ist, wurde der Film stärker ge schwärzt, so dass nun dort das durch den Filter 23 hindurchtretende Licht mehr gedämpft wird und wunschgemäss eine gleichmässige Ausleuchtung der vorderen Mattscheibe 22 resultiert.
Es wäre möglich, den für das Korrekturfilter vorgesehenen photographischen Film nicht an der Stelle zwischen den Mattscheiben 22 und 24 zu belichten, sondern in einer Projektionsebene, auf welche die Fläche der Mattscheibe 22 mittels eines Objektives im Massstab 1 : 1 optisch abgebildet wird.
Gegebenenfalls kann die Mattscheibe 22 durch eine durchsichtige Glasplatte ersetzt sein.
Device for uniformly illuminating an area, in particular for reproduction purposes, and a method for positioning the eggs of the device. The present invention relates to a device for uniformly illuminating an area, in particular for reproduction purposes; The invention also relates to a method for manufacturing the aforementioned device.
In reproduction technology and also in film and slide projectors, the regular illumination of the original surface to be photographed or the original film to be projected represents a major problem.
Especially with projection devices, which are subject to very high requirements with regard to the regular illumination of the projection plane, be it in overhead or through projection, and when projecting films for the production of back enlargements or print templates, this problem could up to can now only be solved with the help of relatively moderately complicated devices.
To illuminate a relatively large area, a light source is often used as a light source, which is usually formed from fluorescent tubes in such an arrangement that the entire area is illuminated as evenly as possible or even a little stronger towards the edge. Such surface lights have the disadvantage that they do not consist of a single, continuous light source and therefore cause a certain streaking in the lighting, which is due to the necessary distance between two adjacent tubes.
In the case of lighting units with a single light source, a parabolic or elliptical reflector and / or a condenser, optical principles and errors in the accuracy of manufacture and adjustment are responsible for the fact that the area is not completely evenly illuminated.
Finally, whenever there is an optical image through an objective, another phenomenon occurs. The brightness of every image generated by an objective is greatest in the middle and decreases rapidly towards the edge as a function of cos 4a of the opening angle α.
The invention aims to eliminate the deficiencies described. In the device according to the invention, this goal is thereby achieved for evenly illuminating an area. achieves that a correction filter is switched on in the beam path between at least one light source and the surface to be evenly illuminated, which has a light absorption layer of different densities to compensate for the originally different brightnesses of different parts of the illuminated surface.
The inventive method for producing the device consists in that a transparent carrier with a photographic layer is placed in the beam path between the light source and the surface to be illuminated and the light source is temporarily switched on to expose the layer, after which the photographic layer is developed and is fixed and that finally the photographic layer is directly used as the light absorption layer of the correction filter.
In the following description, two different embodiments of the device according to the invention are explained purely by way of example with reference to the accompanying drawings.
1 shows schematically an optical enlargement device with an objective, a single source of illumination with an associated concave mirror and with a correction filter for bringing about a uniform illumination on a projection surface.
Fig. 2 is a schematic section through a surface light having several light sources with a correction filter for uniform illumination of a ground glass.
3 shows the blackening curve of a photographic layer used as a correction filter. The enlarging device according to FIG. 1 has an optical lens 10 which is arranged between a matt disk 11 and a projection surface 12. The side of the focusing screen 11 facing the lens 10 serves as a carrier for an interchangeable film original 13, the image of which is sharply mapped onto the projection surface 12 by means of the lens 10. A light source 14 with an associated concave mirror reflector 15 is located on the side of the ground glass 11 facing away from the objective 10.
On the side facing the light source of the focusing screen 15, a correction filter 16 is attached, the z. B. is a film with a light absorption layer, the density of which is so different that the originally existing differences in brightness of the illuminated projection surface in the absence of a film original are compensated.
If the original film 13 and the correction filter 16 are removed, the illumination of the projection surface 12 is not uniform, because on the one hand the lens 10 for opto-physical green causes a drop in light to the outside and on the other hand the light source 14 and the reflector 15 do not cause a completely uniform illumination of the ground glass screen 11. The filter 16 has the task of compensating for all differences in the brightness of the projection surface 12 that can be attributed to the causes mentioned.
The procedure for this is expediently as follows: First, the imaging scale of the device is set to 1: 1 by moving the lens 10 and the projection surface 12 accordingly, and an unexposed photographic film is placed on the projection surface 12. If the original film 13 is missing, the light source is temporarily turned on and the light-sensitive layer of the photographic film on the projection surface 12 is exposed. The exposure takes place in such a way that the weakest areas have practically no effect on the film. The exposed film is then developed and fixed.
It is almost completely transparent in those places where the light hit the weakest, while the other places show a slight blackening corresponding to the more strongly incident light. Finally, the developed and fixed film is placed behind the ground glass screen 11 as a correction filter 16. The differently blackened silver layer of the film then serves directly as the filter's absorption layer to compensate for the originally different brightness.
With the correct position of the filter 16 it is achieved that the light appears practically undamped at the originally weaker areas of the projection surface, whereas the light that is slightly attenuated by the filter 16 now prevails at the originally lighter parts of the projection surface, whereby the desired compensation of the brightness is achieved. This compensation also works if the image scale is changed using the same lens 10.
A certain difficulty in the method described is the choice of the correct exposure of the photographic material later serving as a correction filter 16, since the lowest possible density of the silver layer is sought in the interests of a good light yield. This means that at the beginning of the photographic density curve it is necessary to work just above the fog value of the photographic material.
In Fig. 3, the blackening or gradation curve of a photographic material is illustrated as an example. It shows the functional relationship between exposure and the resulting blackening of the photographic layer. Below point A, the blackening of the unexposed layer, referred to as veil, lies. This fog depends on the properties of the photographic emulsion and the developing conditions.
At point A the first blackening of the film can be measured, which is above the veil; this is where the actual blackening curve begins to increase non-linearly at first. Between points B and C, the curve runs in a straight line at an angle x, d. H. the blackening is proportional to the exposure that has taken place. The angle of inclination x is of great importance for tonal value reproduction. With a slope of 45, the same exposure differences correspond to the same brightness differences in the developed photographic layer.
The desired transparency of the correction filter 16 and the inherently small differences in brightness of the projection surface 12 (in the absence of the correction filter) cause in the present case a blackness between the points A and B working area. Theoretically, the blackening is not exactly proportional to the exposure. However, since the exposure differences between the darkest and the lightest areas are relatively small, such a small section of the blackening curve is used that can practically be regarded as linear.
According to FIG. 2, a surface light has a plurality of fluorescent tubes 21 distributed in a housing 20. In front of it a ground glass 22 is arranged, which is to be illuminated as evenly as possible over its entire area. In order to achieve this goal, a correction filter 23 and a second ground glass 24 have been fitted between the fluorescent tubes 21 and the ground glass 22, the correction filter being clamped between the two ground glass 22 and 24. A light absorption layer of the filter 23 has different densities to compensate for the originally existing differences in brightness of the front focusing screen 22.
As in the first embodiment, the light absorption layer of the filter 23 is formed by a photographic silver layer on a film. The unexposed photographic film is placed between the focusing screens 22 and 24, after which the fluorescent tubes 21 are temporarily switched on to expose the photosensitive layer. The film is then taken out, developed and fixed, and finally it is reinserted in exactly the same position as a correction filter 23.
At those points where the brightness is greater, the film has been blackened more so that the light passing through the filter 23 is more attenuated there and, as desired, the front focusing screen 22 is evenly illuminated.
It would be possible not to expose the photographic film provided for the correction filter at the point between the focusing screens 22 and 24, but in a projection plane onto which the surface of the focusing screen 22 is optically imaged on a 1: 1 scale by means of an objective.
If necessary, the ground glass 22 can be replaced by a transparent glass plate.