DE2100718A1

DE2100718A1 - Verfahren und Anordnung zur Abbildung eines Objekts auf einem monochromatischen Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE2100718A1
Application number: DE19712100718
Authority: DE
Inventors: Robert William Victor Bean Lloyd F Rochester NY Gundlach (V St A )
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1970-01-09
Filing date: 1971-01-08
Publication date: 1971-07-15
Also published as: GB1330452A; BE761268A; FR2075630A5; NL7100147A; JPS5021246B1; CA919469A

Description

Verfahren und Anordnung zur Abbildung eines Objekts auf einem monochromatischen Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Abbildung eines Objekts auf einem monochromatischen Aufzeichnungsträger. Sie arbeitet mit einem Lichtfilter, dessen Lichtdurchlässigkeit in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ist, sowie mit einem linsenförmig gerasterten Element zur Steuerung der Lichtkontraste auf aneinander angrenzenden Segmenten eines hinter dem Element angeordneten fotografischen Aufzeichnungsträgers.

Es sind bereitr. fotografische Mehrfarbenverfahren bekannt, bei denen eine Vielzahl diskreter Farbfilter zur Ausfilterung dreier Farbauszüge (blau, rot und grün) vorgesehen sind, die mit einer linsenförmig gerasterten Fläche auf einen Aufzeichnungsträger gemischt fokussiert werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 322 034 beschrieben. Dabei ist jedoch nicht eine naturgetreue Aufzeichnung verschiedener Kontraststufen des Objekts in monochromatischer Weise, d.h. für alle Lichtwellenlängen gleichwertig, möglich.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die KontrastwMergabe bei fotografischer Aufzeichnung einfarbiger Bilder zu verbessern, indem der dynamische Aufzeichnungsbereich eines monodromatisehen Aufzeichnungsträgers vergrößert wird. Dies betri-fft insbesondere die am hellsten und am schwächsten getönten Bildstellen sowie die mit mittlerer Tönung versehenen Bildbereiche.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das Lichtbild des Objekts in für alle Wellenlängen gleicher Yfeise in einer Anzahl aneinander angrenzender Einzelbereiche unterschiedlich gedämpft wird und daß die unterschiedlich gedämpften Lichtbündel jeweils mit einem Linsenelement auf eine Vielzahl aneinander angrenzender Segmente des Aufzeichnungsträgers so fokussiert werden, daß Informationen starker, mittlerer und geringer Intensität entsprechend den Kontrastunterschieden des Objekts abgebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird also¹ bei der einfarbigen Fotografie angewendet, wobei ein Lichtfilter mit einer variablen Durchlässigkeit verwendet wird, die für alle Wellenlängen gleichartig ist. Mit diesem Filter wird das Licht in aneinander angrenzenden Teilen eines Lichtbildes unterschiedlich gedämpft. Eine transparente und linsenförmig gerasterte Anordnung ist so vorgesehen, daß jedes Linsenelement die unterschiedlich gedämpften Teile des Lichtbildes auf aneinander angrenzende Segmente der Aufzeichnungsfläche fokussiert, wodurch ein verbesserter Kontrast in diesen Segmenten verwirklicht wird.

Ein Lichtfilter kann beispielsweise aus mehreren Einzelfiltern (2 oder 3) gebildet sein, die jeweils eine vorbestimmte Lichtdurchlässigkeit aufweisen, die gegenüber den anderen Einzelfiltern unterschiedlich ist. Es kann jedoch auch ein einheitlicher Lichtfilter vorgesehen sein, dessen Lichtdurchlässigkeit kontinuierlich zwischen zwei vorgegebenen numerischen

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Werten geändert ist. Der für eine jeweilige Anordnung ausgewählte Lichtfilter kann zwisehen dem Objekt und der Optik oder zwischen der Optik und dem linsenförmig gerasterten Element angeordnet sein. Dieses ist mit seinen Linsenelementen entweder der Optik oder dem Aufzeichnungsträger zugewandt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Objekt und der Aufzeichnungsträger auf zueinander entgegengesetzt rotierenden Trommeln angeordnet sind, während gleichzeitig der Filter und das Linsenelement zwischen den Trommeln in fester Lage angeordnet sind.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann also vorteilhaft derart ausgebildet sein, daß eine optische Vorrichtung das Lichtbild eines Objekts auf einen Lichtfilter projiziert, dessen Lichtdurchlässigkeit in für alle Län^enwellen gleicher Weise innerhalb eines vorbestimmten Bereichs numerischer Werte geändert ist, der nahe der optischen Vorrichtung angeordnet ist und der das Lichtbild im Bereich verschiedener aneinander angrenzender Abschnitte der optischen Vorrichtung unterschiedlich dämpft, und daß vor dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger ein auf seiner einen Seite mit einer Vielzahl Linsenelemente versehenes transparentes Element angeordnet ist, dessen jeweiliges Linsenelement die unterschiedlich gedämpften Bereiche des Lichtbilds auf eine Vielzahl hinter ihm angeordneter aneinander angrenzender Segmente des Aufzeichnungsträgers fokussiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fif. 1a eino schematische Seitenansicht einer Ausführungsform

der Erfindung,
Fir. 1b eine ^chematische Seitennnsicht eines Teils einer vrriJ-vprn Ausführungsform zwischen vertikalen Linien /'-M -Md B¹-B¹, dieser Teil kann in die Bereiche />-A; χ ■ in Fig. 1a einposotzt v/erden,

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BAD

Fig. 1c eine schematische Seitenansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zwisehen vertikalen Linien X'-X¹ und Y^f-Y', dieser Teil kann in die Bereiche X-X; Y-Y in Fig. 1a eingesetzt werden,

Fig. 1d eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1a gezeigten Teils,

Fig. 2 eine perspektivische Teildarstellung eines weiteren in Fig. 1a gezeigten Einzelteils und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1a zeigt eine Lichtquelle 10, deren Licht auf ein transparentes und einfarbiges Objekt 11 gerichtet ist, das aus einem geeigneten Material 12 zur Erzeugung eines monochromatischen Lichtbilds des Objekts besteht. Eine Optik 13 fokussiert das Lichtbild auf einen monochromatischen Aufzeichnungsträger 15. Das Objekt ist zwar als stehendes Bild dargestäLlt, es kann jedoch auch beweglich sein, beispielsweise ein Lebewesen oder eine Person, die sich in einer momentan stationären Lage befindet.

Gemäß der in Fig. 1a gezeigten Ausführungsform ist ein aus diskreten L^chtfilterelementen 20, 21 und 22 gebildeter Lichtfilter vorgesehen, jedes Element hat eine vorbestimmte Lichtdurchlässigkeit, die gegenüber der Lichtdurchlässigkeit der anderen Elemente unterschiedlich ist. Der Lichtfilter ist nahe der Optik angeordnet und befindet sich beispielsweise zwischen der Optik und dem Aufzeichnungsträger senkrecht zur Zeichenebene und hat mindestens die Breite des Aufzeichnungsträgers. Die Lichtfilter können jedoch auch anders angeordnet sein, beispielsweise zwischen dem Objekt und der Optik, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Die drei Einzelfilter haben eine zueinander unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit, die für alle Lichtwellenlängen gleich ist. Sie verursachen also eine unterschiedliche Dämpfung in drei aneinander angrenzenden Bereichen des mit der Optik erzeugten Lichtbildes, welches auf den Aufzeichnungsträger fokussiert wird. Der Lichtfilter kann

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auch in der in Fig. 1b gezeigten Weise als eine Einheit ausgebildet sein, deren Lichtdurchlässigkeit beispielsweise' zwischen den Werten O und 2 kontinuierlich geändert ist. Auf diese Weise v/erden den Einzelfiltern 20,21 und 22 entsprechende Durchlässigkeitszonen gebildet. Ferner kann der Lichtfilter auch aus nur zwei Einzelfiltern bestehen, diese Ausführungsform ist in den Figuren nicht dargestellt.

Ein linsenförmig gerastertes Element 14 ist unmittelbar vor dem Aufzeichnungsträger in einer Lage angeordnet, daß die aneinander angrenzenden Linsenelemente dem in Fig. 1a gezeigten Lichtfilter zugewandt sind. Das linsenförmig gerasterte Element kann am Aufzeichnungsträger so befestigt sein, daß es zu einem späteren Zeitpunkt zu einem noch zu beschreibenden Zweck manuell entfernt werden kann. Das linsenförmig gerasterte Element kann ferner so angeordnet sein, daß die Linsenelemente dem Aufzeichnungsträger zugewandt sind, jedoch einen festen Abstand zu ihm haben, wie es in Fig. 1c dargestellt ist. Die Linsonelemente sind senkrecht zur Zeichenebene angeordnet und verlaufen zumindest gleichartig wie die Filterelemente und der Aufzeichnungsträger. Sie sind in der in Fig. 1a und 2 gezeigten Weise Seite an Seite aneinander angrenzend vorgesehen.

Beim Betrieb der Anordnung wird das durch dio Filterelemente 20, 21 und 22 fallende und unterschiedlich gedämpfte Licht beispielsweise mit dem Linsenelement 25 fokussiert. Dieses Linsenelement wirft die gedämpften Lichtbereiche a, b und c auf entsprechende aneinander angrenzende Segmente a¹, b¹ und c^f des auf dem Aufzeichnungsträger erzeugten Bildes, wio es in den Fig. 1a und 1d dargestellt ist. Das auf dem Aufzeichnungsträger erzeugte Bild des kleinen Lichtdichtebereichs a v/ird als dunkles Segment a', das Bild des mittleren Lichtdichtebereichs b als mittelhelles Segment b¹ und das Bild des hellen Lichtdicht ebereichs c als helles Segment c' dargestellt.

Das Filterelement 20 dämpft also praktisch die gesamte Lichtmenge des Lichtbildes in gleicher Weise für alle Wellenlängen

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und erzeugt den schmalen Lichtdichtebereich a, das Filterelement 21 dämpft nahezu die halbe Lichtmenge des Lichtbildes und erzeugt den mittelhellen Lichtdichtebereich d und das Filterelement 21 dämpft einen geringen Anteil des Lichts des Lichtbildes und erzeugt den hellen Lichtdichtebereich c. Die FOkussierungswirkung des Linsenelementes 25 wird durch die übrigen Linsenelemente vervielfacht. Entsprechend besteht dpc gesamte auf dem Aufzeichnungsträger erzeugte Bild aus einer Integration der dunklen, mittleren und hellen Lichtdichtesegmente, wodurch sich eine Vergrößerung des d^mamischen Aufzeichnungsvermögens des monochromatischen Aufzeichnungsträgers ergibt.

Da der gerasterte Linsenelementträger als einheitliche Struktur gemäß Fig. 1a am Aufzeichnungsträger befestigt ist, kann er von ihm manuell gelöst und entfernt werden, sodaß als Endprodukt der in Fig. 1a gezeigten Anordnung lediglich der Aufzeichnungsträger mit dom darauf erzeugten Bild verbleibt. Andererseits kann der gerasterte Linsenolementträger in seiner l.e^e umgekehrt werden, sodaß die Linsenelemente dem Aufzeichnungsträger zwar zugewandt sind, jedoch einen Abstand von ihm hpben, wodurch der Linsenelementträger eine feste Komponente der in den Fig. 1a und 1c gezeigten Anordnung bildet. Der Aufzeichnungsträger ist in der in Fig. 1c gezeigten Weise an einer tragenden Unterlage 27 befestigt.

Aus Fig. 1a geht hervor, daß jedes Filterlement 20, 21 und ??. das Licht des durch einen der aneinander angrenzenden Bereiche der Optik durchgelassenen Lichtbildes dämpft und daß jedes Linsenelemcnt die von allen Filterelementen abgegebenen Lichtbündel auf drei aneinander angrenzende Segmente des Aufzeichnungsträgers fokussiert, wobei zwischen den Segmenten Lichtkontraste erzeugt werden. Die in Fig. 1a gezeigten drei Filterelemente können durch zwei Filterelemente (nicht dargestellt) ersetzt werden. Hierbei hat jedes Filterlement eine vorbestimmte

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LichtdurchläFsigkeit unterschiedlich gegenüber dem anderen Filterelement, sodaß das Licht des Lichtbildes, das durch die eine Hälfte der Optik durchgelassen wird, gedämpft wird. Jedes Linsonelement fokussiert dann das gedämpfte Lichtbild dor beiden Filter?lemenfe auf zwei aneinander angrenzende Segmente des Aiifzeichnungsträgers mit unterschiedlichem Kontrast in beschriebener V/eise.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine monochromatische fotografische Anordnung eine Trommel 40 enthält, die im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Ihre UmfangsfInehe wird in der dargestellten Pfeilrichtung bewegt und ist mit einem nicht dargestellten transparenten Objekt versehen, das durch eine Lichtquelle 41 beleuchtet wird, welche in einer festen Lage im Inneren der Trommel angeordnet ist. Die Trommeloberfläche kann mit Ausnahme des Objektbereichs undurchsichtig sein. Ein monochromatisches Lichtbild des Objekts wird über die Optik 13 auf einen monochromatischen Aufzeichnungsträger fokussiert, der auf der Umfangsflache einer Trommel 43 befestigt ist, welche im Uhrzeigersinn in dargestellter Pfeilrichtung gedreht wird. Die Betriebsweise einer derartigen Anordnung ist bekannt, weshalb sie nicht ausführlicher beschrieben wird.

Filterelemente 20,21 und 22 sind nahe der Optik 13 in einer festen Lage zwischen der Optik und der Trommel 43 angeordnet. Die Filterelemente können auch an einer anderen Stelle zwischen der Trommel 40 und der Optik 13 vorgesehen sein, ohne die Betriebsweise der Anordnung zu beeinträchtigen. Ein transparentes, linsenförmig gerastertes Element 14 ist über einer länglichen öffnung 44 einer Platte 45 angeordnet, welche in fester Lage vor der Trommel 43 vorgesehen ist. Die Betriebsweise der in Fig· 3 gezeigten Anordnung entspricht derjenigen der in Fig. 1a bis 1d gezeigten Ausführungsformen.

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Claims

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Patentansprüche

J Verfahren zur Abbildung eines Objekts auf einem monochromatischen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß, das Lichtbild des Objekts (11) in für alle Wellenlängen gleicher Weise in einer Anzahl aneinander angrenzender Einzelbereiche unterschiedlich gedämpft wird, und daß die unterschiedlich gedämpften Lichtbündel jeweils mit einem Linsenelement (25) auf eine Vielzahl aneinander angrenzender Segmente (a¹, b', c des Aufzeichnungsträgers (15) so fokussiert werden, daß Informationen starker, mittlerer und geringer Intensität entsprechend den Kontrastunterschieden des Objekts (11) abgebildet werden. _%
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Vorrichtung (13) das Lichtbild eines Objekts (11) auf einen Lichtfilter (20, 21, 22) projiziert, dessen Lichtdurchlässigkeit in für alle Wellenlängen gleicher Weise innerhalb eines vorbestimmten Bereichs numerischer Werte geändert ist, der nahe der optischen Vorrichtung (13) angeordnet ist und das Lichtbild im Bereich verschiedener aneinander angrenzender Abschnitte der optischen Vorrichtung unterschiedlich dämpft, und daß vor dem lichtempfindlichen Aufzeichnungsträger (15) ein auf seiner einen Seite mit einer Vielzahl Linsenelemente (25) versehenes transparentes Element (14) angeordnet ist, dessen jeweiliges Linsenelement (25) die unterschiedlich gedämpften Bereiche (a, b, c) des Lichtbilds auf eine Vielzahl hinter ihm angeordneter, aneinander angrenzender Segmente (a'jb'jC¹) des Aufzeichnungsträgers (15) fokussiert.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfilter (20,21,22) aus zumindest zwei Einzelfiltern (z.B. 20,21) besteht, von denen jeder eine vorbestimmte, gegenüber dem anderen unterschiedliche Lichtdurchlässigkeit aufweist und dns durch die optische Vorrichtung (13) hindurch-

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tretende Licht eines der aneinander angrenzenden Bereiche dämpft, wodurch jedes Linsenelement (25) die unterschiedlich gedämpften Lichtbereiche (a,b,) der Einzelfilter (20,21)' auf zwei aneinander angrenzende Segmente (a',b') des Aufzeichnungsträgers (15) fokussiert.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einzelfilter (20,21,22) das durch einen der gleichartig ausgebildeten Bereiche der optischen Vorrichtung (13) hindurchtretende Licht dämpft.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfilter drei Einzelfilter (20,21,22) aufweist, die jeweils eine bestimmte Lichtdurchlässigkeit haben, die gegenüber der Lichtdurchlässigkeit der anderen Dinzelfilter unterschiedlich ist und das durch einen Bereich der optischen Vorrichtung (13) durchtretende Licht dämpfen, sodaß jedes Lins°.nolement (25) die unterschiedlich gedämpften Lichtonteile der drei Einzelfilter (20,21,22) auf drei aneinander angrenzende Segmente (a^f,b',c^!) des Aufzeichnungsträgers (15) fokussiert.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß joder Einzolfilter (20,21,22) das Licht des durch einen der aneinander angrenzenden Bereiche der optischen Vorrichtung (13) orze\igten Lichthildes dämpft, wobei jeder Bereich den pndoren Boreichen ("loichartig ausgebildet ist.
7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dor Lichtfilter (26) aus oiner einheitlichen Filterplatte besteht, deren Lichtdurchlössigkeit zwischen swM vorgogebenen unterschiedlichen numerischen Werten kontinuierlich ist.

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8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Werte der Lichtdurchlässigkeit 0 tmd 2 sind.
9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d?ß der Lichtfilter als eine einheitliche Filternlatte ausgebildet ist, deren Liohtdurchlässigkoit in vorbestimmten Schritten zwischen zwei vorbestimmten numerischen Werten kontinuierlich geändert ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfilter zwischen dem Objekt und der optischen Vorrichtung angeordnet ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß d^r Lichtfilter (20,21,22) zwischen der optischen Vorrichtung (13) und dem transparenten Element

(14) angeordnet ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche Γ. bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Element (14) mit seiner mit Linsenelementen (25) versehenen Seite der optischen Vorrichtung (1?) zugewandt ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch. -]-~ kennzeichnet, daß das transparente Element (14) mit seiner mit Linsenelementen versehenen Seite dom AufzM.crjmmrst^ä^

(15) zugewandt ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Element. (1^) nn dom Aufzeichnungsträger (15) ablönbar befest:⁵ <-;t ist.
15. Anordnung nach einem der Aiqprüche 2 bis 1?, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Element (14) mit -Vnstand zum Aufzoi.chnungntraff^' (15) nngoorrinrt i^t,

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16. Anordnung nrch einem der .Ansprüche 2 tip -|5_> dadurch ge- ^nnzeichnet, daß das transparente Element (14) und der Aufzeichnungsträger (15) in zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt und der Aufzeichnungsträger ruf den Umfangsflächen zueinander entgegengesetzt drehbarer Trommeln(Ao,43) angeordnet sind und daß der Filter (20,21,22) und das transparente Element (14) zwischen den Trommeln (40,43) in fester Position vorgesehen sind.

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