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Verfahren zur Erzeugung von kontinuierlichen Tönungswerten, insbesondere
für die Zwecke der Bildübertragung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Erzeugung von kontinuierlichen Tönungswerten. Die Erfindung wird insbesondere
mit Vorteil für die Zwecke der elektrischen Bildübertragung benutzt werden können,
z. B. bei der telautographischen Rastermethode o. dgl., kann aber auch bei verschiedenen
graphischen Verfahren, beispiels,weise für die Herstellung von getönten Bildern
aus Rasterbildern u. dgl., 'Verwendung finden.
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Der Erfindung gemäß werden die diskontintlierlichen Zeichen, durch
welche die Bildpunkte übertragen werden sollen und die beispielsweise auch von gleicher
oder annähernd gleicher Intensität sein können, in kontinuierliche *Helligkeits-
bzw. Tönungswerte utngewandelt und als solche festgehalten, wodurch ein getöntes
Bild gewonnen wird.
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Bei den bisherigen telautographischen und anderen Methoden der elektrischen
Bildübertragung, bei denen die Übertragung der Bildpunkte durch Telegraphierinipulse
von gleicher oder annähernd gleicher Stärke be-
werkstelligt wird, wurden
an der Ernpfangsseite bisher lediglich schwarzweiße Bilder empfangen, da entsprechend
den ankommenden verschieden langen Zeichen nur längere oder kürzere schwarze Striche-
auf dem Empfangszylinder aufgezeichnet wurden. Dies hatte den Nachteil, daß die
photographische 0 ualität der Bilder, insbesondere wenn es sich *um Reproduktionen
von Photographien handelte, wesentlich verschlechtert wurde und die empfangenen
Bilder vielfach den Charakter von Druckklischee-Rasterbildern trugen.
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Dieser Nachteil kann nuA beseitigt werden, wenn die Aufzeichnung der
Impulse an der Empfangsseite nicht einfach dadurch erfolgt, daß schwarze bzw. einfarbige
Striche von verschiedener Länge festgehalten werden, sondern wenn, den ankommenden
Zeichenlangen entsprechend, Tönungswerte zur Aufzeichnung gelangen, so daß beispielsweise
einem kurzen Zeichen eine geringe Schwärze, einem längeren Zeichen hingegen eine
stärkere Schwärzung entspricht.
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Dies kann beispielsweise auf folgendeWeisc erreicht werden: Die Lichtquelle
(oder das Lichtrila#4) der Empfangsvorrichtung eines Telautograplien o. dgl. wird
von den ankominenden Impulsen, ähnlich wie bei dem bisherigen Verfahren, derart
beeinflußt, daß sie für die Dauer der ankommenden Impulse aufleuchtet (oder verlischt).
Die Lichtstärke, die Blendenöffnung bzw. die 'Umfangsgeschwindigkeit des Empfangszylinders
können nun so bemessen werden, d#ß die von dem aufleuchtenden Licht hervorgerufene
Tönung auf der sich fortbewegenden photographisch
empfindlichen
Schicht um so stärker ist, je
größer die Belichtungszeit und somit
je länger die ankommenden Telegraphierzeichen sind, so daß die gewünschten
Tönungsabstufungen erreicht werden.
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Eine andere Möglichkeit wäre die, statt, wie vorher erwähnt, durch
die ankommenden Impulse die Belichtungszeiten zu verändern, die Lichtstärke selbst
zu modulieren, derart, daß einem ankommenden kurzen Zeichen ein geringerer Helligkeitswert,
einem ankommenden längeren Zeichen ein größerer Helligkeits,-wert der Lichtquelle
selbst entspricht. Auch können beide Fälle kombiniert werden, indem sowohl die Belichtungszeit
als auch die Belichtungsstärke verändert werden. Durch entsprechende Wahl von Form
und Größe des auf die photographische Schicht fallenden optischen Lichtpunktes ist
es möglich, einerseits die richtige Tönungsabstufung zu erreichen, anderereits aber
auch durch Ineinanderfließen der erzeugten getönten Bildpunkte eine zusammenhängende
photographisch wirkende Bildfläche zu erhalten.
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Der Erfindungsgedanke ist in der Zeichnung veranschaulicht. Hierin
stellt die Abb. i in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel der Steuerung des
Empfängerlichtrelais durch die ankommenden elektrischen Impulse dar.
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Abb. 2 zeigt ein Flächenelernent eines zu übertragenden Bildes (einen
sogenannten Bildpunkt) stark vergrößert.
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Abb. 3 zeigt die Bewegung eines Lichtpunktes Über die einem
Bildpunkte entsprechende Fläche samt den zugehörigen schematischen Belichtungskurven.
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Abb.4 zeigt einige verschiedene Formen des optisch abgebildeten rechteckigen
Lichtpunktes mit den zugehörigen Belichtungskurven.
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Die Abb. 5 bis 7 stellen die eine Reihe stufenweise
sich verkürzenden Übertragungsimpulsen zugeordneten und durchverschiedene optische
Belichtungspunkte erzeugten Belichtungskurven sowie die erzeugten Tönungsbilder
dar.
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In Abb. i bedeutet i eine Lichtquelle, 2 ein optisches System,
3 den_Faden eines Saitengalvanometers, 4 die Pole desselben, 5 eine
Licht-blende, 6 die Blendenöffnung, 7 ein zweites optisches System,
8 den rotierenden Empfangszylinder, 9 und io Zuleitungen zum Saitengalvanometer,
ii den von der Lichtquelle2 ausgehenden Lichtkegel. Gelangen nun bei dieser Anordnung
durch die Zuleitungen 9 und io elektrische Impulse, z. D. von der Sendestation
eines Telautographen ausgehend, an der Empfangsstation zum Faden 3 des Saitengalvanometers,
so wird derselbe im Rhythmus der ankommenden Zeichen aus seiner Ruhelage abgelenkt.
Dadurch Z>
wird der vomFaden (oder einem am Faden befindlichen Blättchen)
des Saitengalvanometers für den Lichtkegel ii versperrte Weg freigegeben, und das
Licht gelangt durch die Blendenöffnung 6 und durch das optische System
7 zum Empfangszylinder 8, um welcflen ein photographisches- Papier
oder ein photographischer Film gelegt ist, so daß auf dessen Oberfl.äche ein stark
verkleinertes Ab-
bild der Blendenöffnung6 entworfen wird. Bei entsprechender
Wahl der Lichtstarke, der Blendengröße, der Form des abgebildeten Lichtpunktes,
der Umfangsgeschwindigkeit des 7-vlinders 8 bzw. der Empfindlichkeit der
photographischen Schicht kann erreicht werden, daß der jeweilige Grad der Schwi-«trzui-ig
der photographischen Schicht der Länge der von der Sendestation ausgehenden Zeichen
entspricht.
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Dies ist in den Abb, 2 und 3 dargestellt. In Abb. 2- bedeutet
2o das als quadratisch angenommene Bildelement, den sogenannten Bildpunkt, stark
vergrößert. In Abb. 3 ist 2,o wieder das Bildelement, 24 ist der auf das
photographische Papier geworfene Lichtpunkt, der etwa die Größe und Form des BildpunkteS
2o hat. Der Lichtpunkt bewegt sich infolge der Drehung des Zylinders 8 in
Abb. i mit der Geschwindigkeit z; über die Bildpunktfläche. I, II, III und IV stellen
verschiedene Phasen dieser Fortbewegung des Lichtpunktes dar. x" x.,
xs, x, stellen die zu den einzelnen Phasen zugehörigen Belichtungskurven
dar, welche die zu den einzelnen Stellen des Bildpunktes 'gehörigen Belichtungszeiten
T als
Funktion des Weges s, den der Rand 22 des Lichtpunktes 24 zurücklegt,
darstellen, die geradlinig oder gekrümmt sein können, Je nach der Charakteristik
des Lichtrelais in Abb. i. Im Falle I, also zur Zeit Null, soll der Lichtpunkt gerade
aufleuchten und die Bildfläche 2o voll bedecken. Die Belichtungskurve, xi fällt
in diesem Augenblick noch in die Abszissenachse. Im Falle II ist der Rand :39- des
Lichtpunktes 24 bereits bis zum ersten Drittel der Bildpunktflache gelangt. Die
einzelnen Stellen des ersten Drittels der -Bildpunktfläche weisen dann eine von
o bis T13 linear ansteigende Belichtungszeit auf, wilirend der Weg zwischen s, und
S die gleichbleibende Belichtungszeit von T13 erfahren hat (Belichtungskurve
x..). Im Falle III ist der Rand:22 des Lichtpunktes 24 bereits bis :2/3 der
Bildpunktfläche gelangt. Die Belichtungskur-ve-,v., ist hierbei zwischen o und
s.,
linear ansteigend, besitzt im Punkt s., den Belichtungswert:2/3
T und im Bereiche-zwischen s. und S die gleichförmige Belichtungszeit
von gleichfalls 2-13 T. Im Falle IV hat der Rand 22 des Lichi#unktes
:24 bereits die ganze
Fläche des Lichtpunktes überquert, und die
Belichtungskurve x, ist nun eine zwischen o und S linear ansteigende Gerade,
die in S
den BelichtungswertT, das ist der maximale Belichtungswert,
erreicht. Wird nun die Lichtstärke des LichtpunkteS 24, die Geschwindigkeit
v seiner Fortbewegung bzw. die Empfindlichkeit der photographischen Schicht
so bzmessen. laß der Belichtun-szeit T der maximale erforderliche Schwarzungsgrad
entk# spricht und dem linearen Anstieg der Belichtun-skurve von Null bis zum Maximum
allählich zunehmende Schwärzungsgrade entsprechen, so wird erreicht, daß durch Ver-i
änderung der Belichtungszeit l' die Tönung z3 der Bildpunkte entsprechend verändert
wird.
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In Abb. 4 sind verschieden lange optische LichtpunktC 24 bis 29 dargestellt,
ebenso die zugehörigen Belichtungskurven 34 bis 39. 20 bedeutet wieder einen
Bildpunkt bzw. ein Flächenelement, 24 stellt wieder einen optischen, Lichtpunkt
dar, der etwa die ganze Fläche des Bildpunktes 2o ausfüllt. :25 bis 2,9 stellen
Lichtpunkte dar, die zwar annähernd die Höhe li der Bildelementt besit'zen, aber
in der Längsrichtung von der Ausdehnung der Bildeleinente stark abweichen und wesentlich
kürzer dinielisioniert sind (a. bis aj. 28 i.St 7. B. ein Lichtpunkt,
der nur noch einen geringen Bruchteil der Bildpunktbreite ausmacht. Bei noch kleineren
Lichtpunktausdehnungen werden dann die Tönungen immer unmerklicher, und man erhält
schließlich nur noch gewöhnliche Schwarzweißbilder, wie dies etwa durch den Lichtpunkt
29 und die Belichtungskurve 39 veranschaulicht ist. 34 bis 39 stellen
die zu den Lichtpunkten:24 bis 29 zugehörigen Belichtungskurven dar, wobei die Anordnung
so getroffen werden muß, daß die nötige Schwärzung der photographischen Schicht
erst nach der Zeit T erreicht wird, die mit jener Zeitdauer übereinstimmt, die von
dur Kante 22 des Lichtpunktes für das Zurücklegen der ganzen-Breite des Bildpunktes
benötigt wird, wie dies bereits an Hand der kn Abb. 3 beschrieben wurde.
'\;#-ir erkennen aus dein Verlauf der Beliclitungskurvcn 34 bis 38,
daß beim
Durchqueren der ganzen Bildpunktfläche durch den optisch abgebildeten Lichtpunkt
stets ein der Ausdehnung a des letztercn entsprechender Teil des Bildpunktes allinählich
von weiß bis schwarz ansteigend getönt erscheint, während der Rest der Bildpunktfläche
ganz geschwärzt wird. lin Grenzfall, wo die Ausdehnung a des Lichtpunktes außerordentlich
klein wird (z. B. bei einem Telautographen), was durch 29 und 39 veranschaulicht
ist, ist die Belichtungskurve fast senkrecht ansteigend und ergibt somit mir einfache
Schwarzweißbilder.
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Ub. 5 zeigt den Fall des gewöhnlichen bisberigen Telautographen,
bei dem ein außerordentlich schmaler Lichtschlitz und somit auch ein außerordentlich
schmaler optischer Lichtpunkt zur Anwendung gelangt. v, bis v,; sind die Belichtungskurven,
--, bis --, die zug(#hörigen ungetönten schwarzen Punkte, -,vie sie
vom Lichtpunkt 29 entsprechend den ankommenden Zeichen ri bis j-11. von abnehmender
Länge 1, bis 1" aufgezeichnet werden. Der Ausdehnung 1 eines ankommenden
Telegraphierzeichens r entspricht die Ausdehnung der auf weißern Grund aufgezeichneten
schwarzen Rechtecke 1-.
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Abb. 6 zeigt die Belichtungskurven und das Tönungsbild einer
gemäß vorliegender Erfindung verwendeten Lichtpunktabliiessung, die etwa der Größe
und Form der ganzen Bildpunkt-fläche 2o entspricht, wodurch die getönten Flächenelemente
lückenlos ineinander übergehen. r, bis r, sind wieder Telegraphierimpulse
von veränderlicher Länge. q, bis t1, sind die zugehörigen Belichtungskurven, u!'
bis w, die zugehörigen Tönungswerte. Infolge der Ausdehnung des LichtpUnkteS 24
entspricht dein längsten Zeichen ri die dreieckige Belichtungskurve ql, während
den kürzeren Zeichen fortschreitend immer mehr sich abflachende trapezförtnige Belichtungskurven
entsprechen. Da diese Belichtungskurven übereinandergelagert sind, so ergibt sich
die resultierende Belichtungskurve kl, deren stufenförmigen Absätze in eine stetige
Kurve übergehen, wenn die Längen der ankommenden Zeichen sich stetig ändern. Durch
die verlaufendeBelichtungskurveki entsteht dann die allmählich übergehende Tönungsreiliez".
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Abb. 7 zeigt schließlich einen Fall, bei düm die Lichtpunktgröße27
einen angemessenen Bruchteil der Bildpunktfläche ausmacht. Die hierbei entstehenden
Belichtungskurven sowie Tönungsbilder stellen einen mittleren Fall zwischen den
in Abb. 5 und Abb. 6 gezeichneten Grenzfällen dar. Die Belichtungskurven
stellen teils einander überlappende, teils in Abständen voneinander sich befindende
Figuren dar, so daß sich als resultierende Belichtungskurvek, teils zusammenhängende,
teils unzusammenhängende Kurventeile ergeben. Die aufgezeichneten Bildpunkte bestehen
hierbei teils aus schwarzen Rechtecken z"" -11, -12
usw.,
teils aus Tönungsübergängen u"", U',ii, und und teils aus unbelichteten Teilen Abb.
8 stellt schematisch einen Fall dar, bei dem nicht, wie in Abb. i angenommen,
durch die ankommenden Impulse lediglich eine entsprechende Veränderung der Belichtungsdauer
hervorgerufen wird, sondern bei dem auch die Intensität des Lichtes verändert wird.
Die Anordnung ist ähnlich derjenigen der Abb. i. Durch die Zuleitungen.
9 und io werden
die eintreffenden Telegraphierimpulse einemElektromagnete1145zugeführt.
46istder Magnetanker, 47 eine Zahnstan-ge, 48 ein Zahnrad, das mit konstanter Geschwindigkeit
vom Motor 49 angetrieben wird. 5o ist eitle Zugfeder und 52 eine Blende mit
der Öffnung 54 54 eine zweite Zugfeder. Wird nun der ZD Elektromagnet 45 von einem
ankommenden Telegraphierimpuls erregt, so zieht er den Anker 46 an, wodurch die
Zalinstange 47 mit dem Zahnrade 48 in Eingriff gelangt und im Sinne des eingezeichneten
Pfeiles it nach abwärts bewegt, und zwar um so weiter, je
länger die Einwirkungsdauer
des ankommendenImpulsesist. Hierdurchfälltjenachder Stelle der als verlaufender
Lichtfilter ausgebildeten Blendenöffnung, die sich im Bereiche des die Blendenbreite
ausfüllenden Lichtbüschels ii befindet, eine größere oder geringere Lichtmenge durch
das optische Syste1117 auf die lichtempfindliche Schicht des Empfangszylinders
8, auf dem Sie Stark verkleinert abgebildet erscheint. Hört nun der ankommende
Telegraphierimplils auf, so läßt der Magnet 45 den Anker 46 los, wodurch die Zugfeder
5o die Zahnstange 47 zurückzieht. Die Zahnstange 47 gerät somit außer Eingriff des
Zahnrades 48, und die Blende 52 wird durch die Zugkraft der Feder 54 wieder
hochgezogen, wodurch sie dem Lichtbüschel i i wiederum den Weg zum Empfangszylinder
8
versperrt. Die Helligkeit der vom Lichtkegel ii erreichten Stelle der Blende
52, ist somit stets ein Maß für dieLänge der ankommenden Telegraphierimpulse.
Die hierdurch dosierte Lichttrienge ruft dann auf der photographischen Schicht des
Empfangszylinders 8 eine der Länge der ankommenden Telegraphierimpulse entsprechende
größere oder kleinere Schwärzung hervor, wodurch die richtige Tönungswiedergabe
erfolgt.
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Für die in Abb. i und Abb. 8 dargestellten verschiedenen Methoden
der Lichtsteuerung sind naturgemäß die verschiedensten technischen Ausführungen
möglich. So kann man z. B. in Abb. i an Stelle des Fadens 3 eines Saitengalvanometers
4 auch die Schleife eines Spiegelgalvanometers verwenden, durch welche der Lichtstrahl,
statt abgeschirmt, abgelenkt wird. Auch kann das Einsetzen und Aussetzen der Lichtwirkung
oder eine ähnliche geeignete Steuerung der Lichtmenge auf beliebige andere elektrische,
magnetische, elektrostatische, :elektromagnetische, magneto-,optische, mechanische
oder sonstige Weise erfolgen. In Abb. 8 kann gleichfalls an Stelle der einfachen
mechanisch gesteuerten Blende eine beliebige andere Blendenform oder eine sonstige
geeignete Lichtdosierungseinrichtung verwendet werden, wobei die Steuerung dieser
Einrichtungen auch auf beliebigern anderen elektrischen, magnetischen, elektrostatischen,
elektromagnetiseben, magnetooptischen, mechanischen oder sonstigem Wege geschehen
kann.
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Vorliegende Erfindung kann bei den verschiedensten bildtelegraphischen
Verfahren Verwendung finden, bei denen die Übertragung der Bildpunkte mittels Telegraphierzeichen
bzw. die kontinuierlichen Stromim.pulse von z. B. konstanter oder annähernd konstanter
Intensität bewerkstelligt wird. Sie kann auch für die Reproduzierung beliebiger
Bildzwischenklischees o. dgl. Verwendungfinden oder in Verbindung mit den verschiedensten
konstruktivenAusführungsfornlen der Bildtelegraphen benutzt werden, z. B. auch bei
solchen, bei denen die empfangenden Bilder auf ebenen Flächen mittels sich bewegender
optischer Systeme oder geeigneter Schreibvorrichtungen entworfen werden. Die Erfindung
kann auch ebensogut für die ge-
tönte Wiedergabe von Leitungstelegraphierzeichen
wie auch für die getönte Wiedergabe von radiotelegraphisch übertragenen Irnpulsen
dienen und daher ebenso in der Leitungstelegraphie wie auch in der drahtlosen Telegraphie
verwendet werden. Auch kann das Verfahren für die Zwecke des elektrischen Fernsehens
Verwendung finden, falls die Übertragung der Bildpunkte hierbei durch telegraphierartige
Impulse bewerkstelligt wird. Die sichtbar gemachten Bilder werden hierdurch verbessert
und erhalten eine naturgetreuere Wirkung.
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Die Erfindung kann auch für die Zurückgewinnung von photographisch,
wirksamen getönten Bildern aus beliebigen Raster- oder Klischeebildern dienen oder
für sonstige ähnliche Zwecke der Graphik Verwendung finden. Die Steuerung der die
getönten Bildpunkte wiedergebenden Lichtquelle oder der dem gleichen 7.wecke dienenden
Schreibvorrichtung kann außer auf elektrischem Wege auch auf mechanischem Wege erfolgen,
indem z. B. der Bildraster entweder durch eine Metallspitze elektrisch abgetastet
wird oder durch einen sonstigen geeigneten Taststift inechanisch abgetaste-t wird,
wobei der Stift eine den Erhöhungen und Vertiefungen des Rasters entsprechende Bewegung
vollführt und die Steuerung der Lichtquelle bzw. der Schreibvorrichtung bewirkt.
Auch kann dasAbtasten des Rasterbildes oder eines sonstigen Zwischenbildes auch
auf photoelektrischem Wege bewerkstelligt werden, indem das Rasterbild z. B. photographisch,
etwa auf einer transparenten Schicht einer photographischen Platte oder auf einem
photographischen Film, hergestellt wird und ein diese Schicht abstreifender und
durch dieselbe hindurchdringender Lichtstrahl auf eine lichtelektrische Zelle einwirkt,
ähnlich
wie dies bei den Sendeapparaten der bildtelegraphischen Einrichtungen der Fall ist.
Auch kann an Stelle von durchfallendem Lichte reflektiertes Licht verwendet werden,
das mit lichtempfindlichen Zellen zusammenwirkt und das in diesem Fall nichttransparente
Bild optisch abtastet.
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Außer den in Abb. 4 mit :24 bis 28 bezeichneten rechteckigen
Lichtpunktformen kann auch eine beliebige andere Form des Lichtpunktes verwendet
werden. So könnten z.B. die Ecken der Rechtecke abgerundet sein, oder es könnten
ovale, dreieckige, vielseitige oder sonstige Lichtpunktformen zur Anwendung gelangen.
Auch kann durch Verwendung von entsprechenden photographischen Schichten, die entweder
lichthoffrei sind oder eine größere oder geringere Liebthofbildung aufweisen, die
Schattierungsabstufung einerseits und die Kontinuität der photographischen Bildfläche
andererseits gefördert werden. Aus diesen Gründen kann auch dieLichtpunkthöhe, die
in der Abb. 5 annähernd der Bildpunkthöhe h entspricht, auch etwas kleiner
oder etwas größer als die Bildpunkthöhe gewählt werden.