DE3204066A1 - Filmschwaerzungsdetektor - Google Patents

Description

DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD., 1-1, Tenjinkitamachi, Teranouchi-Agaru 4-Chome, Horikawa Dori, Kamikyo-ku, Kyoto 602, Japan

Filmschwärzungsdetektor

- Die Erfindung betrifft einen Filmschwärungsdetektor, - mit einer an einer Seite an einer vorgegebenen Stelle einer Filmübertragungsbahn, auf der zu messender Film transportiert wird, angeordneten Lichtquelle und wenigstens einem Lichtempfängerelement, welches an der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite angebracht ist, wobei das Lichtempfängerelement .von der Lichtquelle ausgestrahltes und den zu messenden Film durchsetzendes Licht in elektrische Signale umwandelt und der zu messende Film geschwärzte und nicht geschwärzte, dem zu reproduzierenden Bild entsprechende Bereiche aufweist, von denen der nicht geschwärzte Bereich das von der Lichtquelle aus-

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BOEHMIiIiT & BOEHMEHT -"

gesandte Licht schneidet und auf diese Weise nur durch den nicht geschwärzten Bereich hindurchgehendes Licht durch das Empfängerelement aufgenommen wird, wodurch der geschwärzte Filmbereich durch Messung der reduzierten Lichtmenge erfaßt wird, die der durch den geschwärzten Filmbereich abgefangenen Lichtmenge entspricht.

Gegenstand der Erfindung bildet also ein FiImschwärzungsdetektor, mittels dessen sich die Schwärzungsbereiche eines Filmes, der entwickelt wird bzw- worden ist, nachweisen lassen. ·

Bei einer Verarbeitungskamera ist es notwendig, daß Entwicklerlösung immer widder erneuert wird, um so die verringerte Aktivität der Entwicklerlösung wieder herzustellen, die durch die Filmentwicklung verursacht wird. Da die Auffrischungsmenge bei Entwicklerlösung das Entwicklungsergebnis beeinflußt, ist es bereits bekannt, den Schwärzungsbereich des entwickelten Filmes mittels einer fotoelektrischen Einrichtung, nämlich eines Filmschwärzungsdetektors, zu messen, um so die Auffrischungsmenge in Abhängigkeit von dem Meßwert steuern und kontrollieren zu können.

Es ist weiterhin bekannt, derartige Filmschwärzungsdetektoren zum fotoelektrischen Messen des Filmschwärzungsbereiches einzusetzen. Derartige Detektoren weisen eine Lichtquelle auf, die auf einer Seite eines Filmübertragungsweges angeordnet ist. Mehrere Lichtempfängerelemente sind in einer

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Reihe an der gegenüberliegenden Seite der Filmbahn angeordnet, und zwar der Lichtquelle zugewandt. Der entwickelte Film wird zwischen der Lichtquelle und den Lichtempfängerelementen hindurchbewegt. Wenn der Film zwischen Lichtquelle und Lichtempfängerelementen hindurchgeführt wird, wird die abgefangene Lichtmenge der geschwärzten Bereiche des Filmes in Form einer Herabsetzung des Ausganges der Empfängerelemente gemessen.

Derartige bekannte Fiimschwärungsdetektoren haben jedoch die nachfolgenden Nachteile:

Da der fotoelektrische Strom der Empfängerelemente zu schwach ist, um als Ausgangssignal verarbeitet zu werden, ist .hiermit üblicherweise ein Verstärker verbunden, durch den das Ausgangssignal hindurchgeleitet wird. Wenn die Verstärkung des fotoelektrischen Stromes hoch genug gewählt wird, damit dieser als Ausgang verwendet werden kann, kann der verstärkte Strom leicht das Ausgangssignal beeinträchtigende Rauschelemente aufnehmen, wodurch die Meßfehler gesteigert werden.

Darüber hinaus ist es bekannt, daß der Ausgang von Empfängerelementen dadurch vergrößert werden kann, daß das einfallende Licht verstärkt wird, weil der fotoelektrische Strom, der fließt, wenn die Empfängerelemente auffallendes Licht empfangen, dessen Intensität proportional sind. Da jedoch für eine Hochgeschwindigkeitsmodulation der Lichtquelle allgmein Leuchtdioden verwendet werden, ist die Leuchtkraft der Dioden inhärent begrenzt, so daß es also unmöglich ist, den Ausgang der

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Lichtempfängerelemente hinreichend weit zu steigern.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Filmschwärzungsdetektor der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die vorstehenden Nachteile beseitigen und insbesondere die Meßfehler, welche durch eine Verstärkung des fotoelektrischen Stromes bislang bewirkt werden, vermeiden oder zumindest reduzieren kann. Dabei soll der Ausgang der Empfängerelemente gesteigert werden, um so eine exakte Messung bzw. einen exakten Nachweis des geschwärzten Filmbereiches zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Filmschwärzungsdetektor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Empfängerelement wenigstens einen Fotohalbleiter mit elektrischer Ladungsspeicherfunktion aufweist, dem eine Sperrspannung zum Abnehmen eines Ausgangssignals beim Empfangen einer Lichtmenge von dem Empfängerelement zugeführt wird, wobei die empfangene Lichtmenge einer durch den ungeschwärzten Filmbereich hindurchgehenden entspricht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 in schematischer Vorderansicht, teilweise geschnitten, einen Filmschwärzungsdetektor nach der

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Erfindung;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines Filmschwärzungsdetektors nach der Erfindung; und

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm, aus dem der Nachweismechanismus eines fotoelektrischen Elementes ersichtlich ist.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, wird dort ein Film 10, · der bereits einem Entwicklungs- und Fixiervorgang unterworfen worden ist, in Richtung senkrecht zur Zeichenebene transportiert. An einer hierfür geeigneten Stelle einer Übertragungsbahn, beispielsweise am Ausgang eines nicht gezeigten Fixierbehälters, ist eine Lichtquelle 20 angeordnet, die den Film 10 über dessen gesamte Breite, parallel zur Breitenerstreckung desselben verlaufend, geradlinig bestrahlt. Die Beleuchtungsstärkenverteilung der Lichtquelle 2O sollte gleichmäßig sein. Es ist nicht notwendig, daß die Lichtquelle 20 aus einer festen Einheit besteht, vielmehr kann sie auch aus einer Reihe von Leuchtdioden aufgebaut sein.

Lichtempfängerelemente D--D zum elektrischen Nachweis der Schwärzungsbereiche des Filmes 10 bestehen aus Fotodioden oder Fototransistoren, die entsprechend der Lichtquelle 20 in einer Reihe angeordnet sind. Die Lichtempfängerelemente D₁-D sind an der der Lichtquelle 20 gegenüberliegenden Seite der Filmbahn angeordnet, sind der Lichtquelle zugewandt und

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liegen in paralleler Reihenanordnung zu dieser. Die Lichtempfängerelemente sind, wie in Fig. 1 dargestellt, so angeordnet, daß sie den Film in kleinere Bereiche unterteilen und diese jeweils abtasten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt, vielmehr könnte auch ein Lichtempfänger Verwendung finden, der nur aus einem einzigen Empfängerelement besteht, auf welches das den Film durchsetzende Licht dann gebündelt würde.

In Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm gezeigt, . welches eine Nachweisschaltung wiedergibt, welche die Empfängerelemente D₁-D enthält. Die Nachweisschaltung zum Messen des geschwärzten Filmbereiches, kurz: der Filmschwärzung, besteht aus einer Parallelschaltung von mehr als einer Reihe der einzelnen in Reihe geschalteten Nachweiselemente 30, die jeweils ein Empfängerelement D und einen Schalter S umfassen.

Mit den Empfängerelementen D₁-D sind Schalter S₁-D jeweils entsprechend zusammengeschaltet. Über die Schalter S-S wird auf die EmpfMngerelemente D₁-D eine inverse Spannung aufgegeben. Wenn die inverse Spannung den Empfängerelementen D₁-D aufgegeben wird, wird an beiden Anschlüssen des jeweiligen Empfängerelementes D elektrische Ladung gespeichert, da der Widerstand zwischen den beiden Anschlüssen ansteigt. Die Anschlüsse der Empfängerelemente D₁-D mit negativem Potential werden jeweils an eine gemeinsame Leitung 40 angelegt, die über einen Widerstand R geerdet ist. Die Schalter S.-S dienen dazu, die Umkehrspannung, die an die Empfängerelemente ange-

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legt ist, in eine gepulste Spannung entsprechend ihren AN-AUS-Betätigungen umzuwandeln, und bestehen aus isolierten Feldeffekttransistoren. Steueranschlüsse Cq-C der Schalter S₁-S sind jeweils entsprechend mit Ausgängen L₁-L eines Schiebewiderstandes 50 verbunden. Je nach den Abtastimpulsen P₁-P , die von den Schaltern S₁-S einer nach dem anderen jedem einzelnen der Ausgänge L₁-L aufgegeben werden, werden die Schalter S₁-S intermittierend der Reihe

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nach betätigt. Der Schiebewiderstand 50 gibt der Reihe nach die Abtastimr>ulse P₁-P auf die Ausgänge

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L₁-L , wenn er einen Taktimpuls CP erhält. In der vorstehend beschriebenen Weise wird der Ladungszustand der Schalter S₁-S jedes Mal auf den nächsten verschoben, wenn der Abtastimpuls erzeugt wird, so daß umgekehrte Spannungsimpulse nacheinander auf die jeweiligen Empfängerelemente D₁-D aufgegeben werden.

In Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm einer Äquivalent schaltung für das Nachweiselement 30 wiedergegeben, aus dem die Wirkungsweise der Nachweisschaltung wie folgt hervorgeht:

Der Schalter S.. wird für eine vorgegebene Zeitdauer leitend, wenn er einen Abtastimpuls P₁ erhält, der von dem Schieberegister 5O aufgegeben wird. In diesem Leitzustand wird eine Umkehr- oder Sperrspannung E auf das Empfängerelement D₁ aufgegeben. Hierdurch wird eine Übergangskapazität C_ aufgeladen und elektrische Ladung darin gespeichert. Während des elektrischen Ladevorganges fließt ein fotoelektrischer Strom I₁ durch das Empfängerelement D₁, während Licht 70 auffällt, wodurch simultan mit dem Ladevorgang durch den fotoelektrischen Strom auch eine Entladung bewirkt wird. Die Entladung infolge

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des fotoelektrischen Stromes während dieser Zeitdauer ist jedoch vernachlässigbar, da die Ladekraft überwiegt, so daß genügend elektrische Ladung in dem Empfängerelement gespeichert wird. Wird der Abtastimpuls P₁, welche den Schalter S₁ treibt, alsdann auf den nächsten übertragen, wird der Schalter S₁ abgehängt, wodurch der Entladevorgang infolge des fotoelektrischen Stromes überwiegt und demzufolge die gespeicherte elektrische Ladung reduziert wird. Die abgegebene elektrische Ladung, die während dieses Vorganges stattfindet, ist gleich dem integral des fotoelektrischen Stromes i.. während der Periode, in welcher der Schalter S₁ abgehängt ist. Andererseits ist der fotoelektrische Strom I₁ der Intensität des auffallenden Lichtes proportional, so daß also der Integralwert der empfangenen Lichtmenge proportional ist. Dementsprechend ist die abgegebene elektrische Ladung insgesamt der durch das Empfängerelement D₁ während der Zeitdauer, in welcher der Schalter S₁ abgeschaltet ist, empfangenen Lichtmenge proportional.

Nachdem die Abtastimpulse P₁-P den Schaltern S.-S

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entsprechend aufgegeben worden sind, werden erneut Abtastimpulse auf den Schalter S₁ aufgegeben, der so für eine vorgegebene Zeitdauer leitend wird. Auf diese Weise wird auf das Empfängerelement D₁ erneut eine Sperrspannung aufgegeben, so daß dieses erneut geladen wird. Der Ladevorgang dient dieses Mal dazu, die vorher abgegebene elektrische Ladung zu ersetzen, wobei die jetzt aufgegebene elektrische Ladung gleich der vorher abgegebenen elektrischen Ladung ist. Indem der Ladestrom i„ über einen Widerstand

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R als Ausgang geleitet wird, ist es demzufolge möglich, den Ausgang als proportional zu der durch das Empfängerelement' D- während der Abschaltung des Schalters S₁ aufgenommenen Lichtmenge zu setzen. Darüber hinaus läßt sich die Ausgangsspannung stark steigern, weil die Ladezeit dadurch extrem kurz ist, daß der Widerstand R auf einen geeigneten Wert eingestellt ist. Hierdurch ist es nicht erforderlich, irgendeinen Verstärker zu verwenden, wie dies bisher bei bekannten Filmschwärzungsdetektoren zum Nachweis des direkten Ausganges des fotoelektrischen Stromes notwendig war. Demzufolge entstehen also auch keine Rauschprobleme. Vielmehr läßt sich der Filmschwärzungsnachweis genauer durchführen.

Wenn der zu messende Film 10 zwischen der Lichtquelle 20 und den Empfängerelementen D₁-D hindurchgeführt wird, so ist der proportionale Empfang der einfallenden Lichtmenge abhängig von dem Schwärzungsabschnitt des Filmes 10, welcher den Lichtstrahl 70 abfängt, und dem Licht durch den nicht geschwärzten Bereich, welches durch die Empfängerelemente aufgenommen wird. Dementsprechend nehmen die .Empfängerelemente D₁-D die reduzierte Lichtmenge auf, die dann vorliegt, wenn das Licht durch den Schwärzungsbereich des Filmes 10 hindurchtritt. Solange die Filmtransportgeschwindigkeit konstant gehalten wird, ist die Gesamtänderung der durch die Empfängerelemente aufgenommenen Lichtmenge proportional zum geschwärzten Bereich des Filmes 10, weil die reduzierte Lichtmenge dem geschwärzten Bereich des Filmes proportional ist. Dementsprechend läßt sich die Ersatzmenge der Entwicklerlösung " in Abhängigkeit von der Ausgangsänderung der Empfängerelemente D₁-D , abgenommen

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vom Ausgang 40, steuern.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der Filmschwärzungsdetektor nach der Erfindung zumindest die nachstehenden Vorteile bietet: Zunächst einmal ist es möglich, selbst mit einer Lichtquelle geringer Leuchtkraft einen aroßen Ausgang zu erhalten, wodurch eine exakte Schwärzungsmessung möglich ist. zum Zweiten ist es nicht notwendig, irgendeinen Verstärker zu verwenden, wie dieser bei herkömmlichen Detektoren notwendig ist. Als Drittes lassen sich die empfangene Lichtmenge und dementsprechend der Ausgang dadurch vergrößern, daß lediglich die Anzahl der Impulse während der Strahlungsdauer der Lichtquelle vergrößert wird, da die empfangene Lichtmenge im Abschaltungszustand des Schalters erfaßt wird.

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30 Nachweiselement	30

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40 Leitung	40
41	41
42	42
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47	47
45	48
49	'+9
50 Schieberegister	50
51	51
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55	55
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55	55
56	56
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53	58
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65	65

BOEHMERT &ΈΟΕΗΜΕΚΤ

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70 Licht	70
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98	98
99	99
100	100

— 3 —

3203066

Steueranschluß

Cc	Übergangskapazität
CP	Taktimpuls
DrDn	Liehtempfangerelement
E	Sperrspannung
1I	Strom
X2	Ladestrom
R	Widerstand
S	Schalter

Claims (4)

1. BOEHMERT & BOEHMBRT ."

   DX 1860

   Ansprüche

   (1.) Filmschwärzungsdetektor, mit einer an einer Seite an einer vorgegebenen Stelle einer Filmübertragungsbahn, auf der zu messender Film transportiert wird, angeordneten Lichtquelle und wenigstens einem Lichtempfängerelement, welches an der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite angebracht ist, wobei das Lichtempfängerelement von der Lichtquelle ausgestrahltes und den zu messenden Film durchsetzendes Licht in elektrische Signale umwandelt und der zu messende Film geschwärzte und nicht geschwärzte, dem zu reproduzierenden Bild entsprechende Bereiche aufweist, von denen der nicht geschwärzte Bereich das von der Lichtquelle ausgesandte Licht schneidet und auf diese Weise nur durch den nicht geschwärzten Bereich hindurchgehendes Licht durch das Empfängerelement aufgenommen wird, wodurch der geschwärzte Filmbereich durch Messung der reduzierten Lichtmenge

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   erfaßt wird, die der durch den geschwärzten Filmbereich abgefangenen Lichtmenge entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfängerelement wenigstens einen Fotohalbleiter (D₁-D ) mit elektrischer Ladungsspeicherfunktion aufweist, dem eine Sperrspannung zum Abnehmen eines Ausgangssignals beim Empfangen einer Lichtmenge von dem Empfängerelement zugeführt wird, wobei die empfangene Lichtmenge einer durch den ungeschwärzten Filmbereich hindurchgehenden entspricht.
2. 2. Filmschwärzungsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Widerstand (R) mit dem Fotohalbleiter (D.-D) in Reihe geschaltet ist, dessen beide,· Anschlüsse Ausgänge zur Lieferung elektrischer Signale bilden.
3. 3. Filmschwärzungsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Fotohalbleiter (D₁-D ) jeweils in Reihe an einem Anschluß an Schalter (S₁-S ) und am anderen Anschluß an wenigstens einen Widerstand angeschlossen sind; und daß ein Steueranschluß (C₁-C ) des jeweiligen Schalters (S₁-S ) weiterhin entsprechend parallel an ein Schieberegister (50) angeschlossen ist, welches Abtastimpulse (P₁-P_n) erzeugt, die kontinuierlich nacheinander den jeweiligen Steueranschlüssen (C₁-C ) aufgegeben werden.
4. 4. Filmschwärzungsdetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (S₁-S ) isolierte Feldeffekttransistoren aufweisen.