СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТНОГО ПОЗИТИВНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ С ЦВЕТНОГО НЕГАТИВА, ФОТОУВЕЛИЧИТЕЛЬ И ОСВЕТИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК G03B27/00 G03B27/54 G03B33/06 

Изобретение относится к фототехнике и может быть использовано для цветной аддитивной фотопечати.

Известен способ формирования цветного позитивного изображения с цветного негатива, при котором формируют по крайней мере три световых потока синего, зеленого и красного цвета, затем для получения более равномерного освещения негатива смешивают их на диффузном элементе, полученным комбинированным световым потоком освещают негатив и проецируют его на светочувствительный материал [1] Равномерность освещения в известном способе достигается за счет процесса диффузного рассеяния на диффузном элементе. Однако наличие диффузного элемента вызывает значительные потери светового потока и уменьшение коэффициента использования мощности источников света, что, в свою очередь, приводит к значительному увеличению времени экспозиции. При освещении таким комбинированным световым потоком наблюдается снижение резкости изображения и искажение цветопередачи на светочувствительном материале по сравнению с освещением прямыми, т.е. нерассеянными, пучками света.

Известен фотоувеличитель для цветной аддитивной печати, содержащий осветитель, в котором размещены по крайней мере три оптических канала, каждый из которых содержит источник белого света и фильтр, спектральный диапазон пропускания которого соответствует синему, или зеленому, или красному цвету, и диффузный отражатель, на котором происходит смешение потоков всех трех цветов и отражение комбинированного светового потока на конденсор, за которым установлен негативодержатель с негативом, который проецируется объективом на экспонируемый цветной фотоматериал [1] В этом известном фотоувеличителе осуществляют получение равномерного освещения негатива за счет диффузного рассеяния цветных световых потоков на диффузном элементе. Однако при использовании комбинированного потока рассеянного света происходит снижение резкости изображения и искажение цветопередачи на светочувствительном материале по сравнению с освещением прямыми, т.е. нерассеянными, пучками света. Кроме того, наличие диффузного элемента приводит к значительным потерям светового потока и уменьшению коэффициента использования мощности источников света.

Известен осветитель, который может быть установлен в фотоувеличителе для цветной аддитивной печати, включающий корпус, в котором размещены по крайней мере три оптических канала, каждый из которых содержит источник белого света и фильтр, спектральный диапазон пропускания которого соответствует синему, или зеленому, или красному цвету, и диффузный отражатель, на котором происходит смещение потоков всех трех цветов и отражение их в выходное отверстие осветителя, которое может быть совмещено с плоскостью установки конденсора в фотоувеличителе [1]
В этом известном источнике света осуществляют получение равномерного комбинированного потока света за счет диффузного рассеяния на диффузном элементе. Однако при использовании такого осветителя для освещения негатива при фотопечати происходит снижение резкости изображения и искажение цветопередачи на светочувствительном материале по сравнению с освещением прямыми, т. е. нерассеянными, пучками света. Кроме того, наличие диффузного элемента вызывает значительные потери светового потока и уменьшение коэффициента использования мощности источника света.

Цель изобретения уменьшение времени экспозиции при одновременном получении высококачественного изображения с повышенной резкостью, контрастностью, цветонасыщенностью, прежде всего при больших увеличениях, что позволяет получать фотоотпечатки большого и сверхбольшого формата, сравнимые по качеству с репродукциями, полученными полиграфическим методом.

Цель достигается тем, что в способе получения цветного изображения с негатива, при котором формируют по крайней мере три пучка соответственно синего, зеленого и красного цветов, освещают ими негатив и проецируют его проекционной системой на экран или светочувствительный материал, формируют параллельные пучки света, проходящие через негатив под углом друг к другу и к плоскости негатива. При этом все параллельные пучки света могут проходить под одинаковым углом к плоскости негатива, а оси симметрии параллельных пучков света могут быть расположены симметрично относительно оптической оси проекционной системы.

Кроме того, цель достигается за счет того, что в фотоувеличителе, содержащем осветитель, содержащий по крайней мере три оптических канала, каждый из которых содержит источник белого света и аддитивный фильтр, спектральный диапазон пpопускания которого соответствует или синему, или зеленому, или красному цвету, и отражатель, и последовательно установленные за осветителем конденсор, держатель негатива и объектив, в каждом оптическом канале осветителя перед аддитивным фильтром введена оптическая система, содержащая по крайней мере одну линзу, а отражатель выполнен по крайней мере из трех отражательных элементов, каждый из которых установлен в соответствующем оптическом канале, а источники света оптически сопряжены с передней фокальной плоскостью конденсора, причем оптические оси всех оптических каналов после отражательных элементов расположены параллельно оптической оси конденсора и смещены относительно нее. Такое взаимное расположение осветителя и конденсора позволяет получить равномерное освещение негатива без использования диффузных элементов, что при прочих равных условиях позволяет в 20-40 раз сократить время экспозиции.

Для удобства установки и юстировки оптической системы и для печатания черно-белых фотоснимков возможно введение дополнительного оптического канала, содержащего источник белого света и оптическую систему, включающую по крайней мере одну линзу, а также дополнительный отражательный элемент. Отражательная поверхность отражающих элементов может быть выполнена плоской. Кроме того, продолжения оптических осей до отражательных элементов могут пересекаться с оптической осью конденсора в одной точке и под одинаковыми углами. Возможно расположение оптических осей отражательных элементов в одной плоскости, при этом, если источники белого света выполнены точечными или линейными, то они могут быть оптически сопряжены с поверхностью отражательных элементов и передней фокальной плоскостью конденсора одновременно, т.е. изображения источников света, формируемые соответствующими оптическими системами, будут расположены на поверхности отражательных элементов.

Кроме того, возможно, чтобы оптические оси каналов были расположены симметрично относительно оптической оси конденсора. Помимо этого отражатель может быть выполнен в виде по крайней мере трехгранной правильной пирамиды, грани которой являются отражательными элементами.

Поставленная задача может быть реализована в результате создания осветителя, содержащего по крайней мере три оптических канала, каждый из которых содержит источник белого света и аддитивный фильтр, спектральный диапазон пропускания которого соответствует или синему, или зеленому, или красному цвету, и отражателем, в каждом оптическом канале которого перед аддитивным фильтром введена оптическая система, содержащая по крайней мере одну линзу, а отражатель выполнен по крайней мере из трех отражательных элементов, каждый из которых установлен в соответствующем оптическом канале, причем оптические оси всех оптических каналов после отражательных элементов параллельны между собой, а источники света оптически сопряжены с одной плоскостью.

Кроме того, рационально введение дополнительного оптического канала, содержащего источник белого света и оптическую систему, включающую по крайней мере одну линзу, а в отражатель введен дополнительный отражательный элемент, установленный на оптической оси дополнительного оптического канала, причем его оптическая ось после отражательного элемента параллельна остальным оптическим осям, а источник света оптически сопряжен с той же плоскостью, что и другие источники света.

При этом отражательные элементы могут быть выполнены плоскими. При этом возможно, чтобы продолжения оптических осей до отражательных элементов пересекались в одной точке, а углы между направлением оптических осей каналов до и после отражательных элементов были равны во всех оптических каналах. Наиболее удобно, если оптические оси до отражательных элементов расположены в одной плоскости. При этом, если источники белого света выполнены точечными или линейными, то они могут быть оптически сопряжены одновременно как с передней фокальной плоскостью конденсора, так и с поверхностью отражательных элементов, т. е. изображения источников света, формируемые соответствующими оптическими системами, будут расположены на поверхности соответствующих отражательных элементов. Кроме того, оптические оси каналов могут быть расположены симметрично, и в этом случае отражатель может быть выполнен в виде по крайней мере трехгранной правильной пирамиды, грани которой являются отражательными элементами.

На фиг. 1 показана оптическая схема осветителя совместно с конденсором фотоувеличителя; на фиг.2 оптическая схема фотоувеличителя; на фиг.3 конструкция осветителя; на фиг. 4 конструкция фотоувеличителя; на фиг.5 вид на осветитель с дополнительным оптическим каналом со стороны его выходного окна.

На фиг. 1 условно изображена часть оптической схемы фотоувеличителя, содержащая два из по крайней мере из трех оптических каналов осветителя 1 и конденсор 2. Каждый оптический канал содержит источник света 3_i (здесь и далее i порядковый номер оптического канала), оптическую систему 4_i, аддитивный фильтр 5_i, за которым на оптической оси установлен отражательный элемент 6_i.

Как следует из чертежа и законов отражения, угол α_i между оптической осью канала и плоскостью соответствующего отражательного элемента 6_i связан с углом β_i между оптической осью доотражательного элемента и после него следующим соотношением: α_i 90^о β_i/2. Для того, чтобы оптические оси каналов после отражательных элементов были параллельны оптической оси конденсора, необходимо, чтобы β_i= γ_i, где γ_i угол между оптической осью канала до отражательного элемента и оптической осью конденсора. Таким образом, отражательные элементы 6_i должны быть установлены под углом α_i 90^о -γ_i/2. При этом плоскости изображения источников света 3_i, формируемые оптическими системами 4_i, должны располагаться в одной плоскости, которая совпадает с передней фокальной плоскостью конденсора 2.

При этом световые потоки от каждого источника света, т.е. всех трех цветов, должны накладываться друг на друга на входе конденсора, поэтому необходимо, чтобы изображения источников света располагались максимально близко к оптической оси конденсора, но не накладывались друг на друга. Изображение тела яркости должно быть целиком вписано в площадь грани отражателя, не кашируясь.

На фиг. 1 представлен общий случай расположения оптических осей каналов до отражательных элементов, т.е. они могут располагаться под разными углами к оптической оси конденсора. Однако с точки зрения конструктивного выполнения наиболее удобным является расположение оптических осей до отражательных элементов в одной плоскости симметрично оптической оси конденсора. При этом продолжения оптических осей до отражательных элементов пересекаются с оптической осью конденсора в одной точке.

Кроме того, отражательные элементы могут быть выполнены в виде граней многогранной пирамиды, вершина которой расположена на оптической оси конденсора.

На фиг. 2 представлена оптическая схема всего фотоувеличителя, осветитель 1 которого содержит три оптических канала, каждый из которых содержит источник света 3_i, оптическую систему 4_i, содержащую линзы 7_i, 8_i и аддитивные фильтры 5_i соответственно красного, синего и зеленого цвета, а отражательные элементы выполнены в виде граней правильной трехгранной пирамиды 9. Оптические каналы расположены симметрично относительно оптической оси конденсатора 2, а их оптические оси до отражательных элементов расположены в одной плоскости.

За конденсором 2, содержащим две линзы 10 и 11, установлен негатив 12, объектив 13 и светочувствительный материал 14.

При этом изображения источнив 3_i света, формируемые оптическими системами 4_i, расположены в передней фокальной плоскости конденсора 2, на которой обозначены осевые точки Н_i этих изображений и передний фокус F_к конденсора 2.

На фиг. 3 представлена конструкция осветителя.

Предлагаемый осветитель содержит корпус 15, в котором размещено три источника света 3_i, в качестве которых могут быть выбраны галогенные лампы с телом 16_i накала в виде нити, предназначенные для создания потоков белого света. Лампы 3_i установлены на собственных патронах-подставках 17_i, закрепленных в основании 18 корпуса 15. За каждой из ламп 3_i установлена собственная оптическая система 4_i, содержащая линзы 7_i, 8_i и аддитивный фильтр 5_i. Таким образом, каждая оптическая система 4_i предназначена для фокусирования пучка белого света, получаемого от соответствующих ламп 3_i и выделения из этого пучка белого света пучка определенной длины волны, то есть цветного пучка, а именно синего, зеленого и красного цветов. Каждая из линз 7_i, 8_i и фильтры 5_i закреплены в перегородках 19, 20, опирающихся в основание 18 корпуса 15 и в его крышку 21, образующие автономные отсеки (оптические каналы).

Осветитель содержит также отражатель 9, установленный в корпусе 15 на оптических осях оптических систем 4_i.

Отражатель выполнен в виде трехгранной пирамиды, грани 22 которой являются отражательными элементами, основание 23 обращено к крышке 21 корпуса 15. Трехгранная пирамида прикреплена к крышке 21 винтом 24, который также выполняет функцию юстировочного элемента при установке отражателя на нужную высоту. Здесь оптические оси всех оптических систем 4_i лежат в одной плоскости, а грани пирамиды служат отражающими элементами.

На фиг. 4 изображена конструкция фотоувеличителя, осветитель которого имеет шахту 25, которая в данном случае выполнена регулируемой по высоте, например раздвижной или телескопической. Шахта 25 закреплена на станине 26, внутри которой установлен конденсор 2, выполненный в виде двухплосковыпуклых линз 27, 28 (станина 26 и конденсор 2 изображены условно). Станина 26 посредством кронштейна 29 закреплена на ползуне 30, установленном посредством винта 31 с возможностью перемещения по штанге 32. За конденсором 2 в пазу станины 26 установлен негативодержатель 33 с негативом 12. К основанию 34 станины 26 прикреплены с возможностью вертикального перемещения по держателю 35 плита 36 с объектом 37. Между основанием 34 станины 26 и плитой 36 установлен мех 38.

При установке на резкость за счет фиксатора 39 (регулировочный винт) достигается установка негатива 12 в фокальной плоскости объектива 37.

Фотоувеличитель содержит также рабочий стол 40, на поверхности которого закреплен фоточувствительный материал, на последний осуществляется проекция изображения. Объектив 13 располагают на заданной высоте над столом 40 за счет ползуна 30 с винтом 31, а также за счет регулировочного винта 39 (в зависимости от формата проекции и требуемой резкости).

На фиг.5 представлен вид на осветитель со стороны его выходного окна. В данном случае отражатель 9 выполнен в виде четырехгранной пирамиды, число ламп здесь равно четырем. Дополнительная лампа 3₄, идентичная остальным лампам 3₁-3₃, предназначена для создания потока белого света и имеет собственную оптическую систему 4₄, отличающуюся от вышеописанных тем, что в ней отсутствует фильтр и на отражатель поступает пучок белого света. Получаемый в данном случае отдельный пучок белого света служит для удобства установки и юстировки всей оптической системы источника, а также для печатания черно-белых фотоснимков.

При описании работы осветителя 1 и фотоувеличителя воспользуемся оптической схемой, представленной на фиг.2. Для лучшего понимания рассмотрим работу на примере одного оптического канала.

При включении лампы 3₁ поток белого света поступает в оптическую систему 4₁ для получения сходящегося пучка лучей, который проходит через аддитивный фильтр 5₁, например синий, отражается от отражательного элемента отражателя 9, выполненного в виде правильной трехгранной пирамиды, и формирует изображение источника света. Причем изображения всех источников света расположены в одной плоскости, а оси оптических каналов после отражательных элементов параллельны между собой. При установке такого осветителя в фотоувеличителе плоскость, в которой расположены изображения источников света, совмещают с передней фокальной плоскостью конденсора, оптическая ось которого при этом параллельна оптическим осям каналов после отражательных элементов.

При этом пучки света всех цветов должны взаимно перекрываться во входном зрачке конденсора, что необходимо для наиболее равномерного освещения негатива.

Благодаря тому, что изображения источников света расположены в передней фокальной плоскости конденсора, из него выходит множество параллельных цветных пучков света, каждый из которых проходит под углом к плоскости негатива и друг другу. При этом создается равномерное и очень интенсивное освещение негатива, причем структура источника света не воспроизводится в плоскости негатива. Изображение этого негатива 12 строится объективом 13 на светочувствительном материале 14.

При этом структура изображения, получаемого в плоскости изображения на светочувствительном материале, при рассмотрении в микроскоп или при очень больших увеличениях имеет вид отдельных точек трех дополнительных цветов, расположенных на белом фоне, что напоминает систему растровой печати в полиграфии. По желанию фотохудожника лампы 3_i могут включаться либо одновременно, либо поочередно. Для достижения необходимого цветобаланса каждая лампа должна работать строго дозированное время. Таким образом, на выходе осветителя получают комбинированный световой поток, состоящий из прямых нерассеянных пучков синего, зеленого и красного цвета с равномерным распределением светового потока. Предлагаемый осветитель характеризуется повышенной компактностью и простой при отсутствии движущихся частей.

Комбинированный поток света состоит из прямых нерассеянных пучков чистых цветов, что дает возможность выгодно использовать его в художественной фотографии, достигая при использовании предлагаемого фотоувеличителя, например, 10-50 кратного увеличения при улучшении резкости и контрастности фотоотпечатков и сокращении времени экспозиции в 20-40 раз.

При этом оптимальные результаты могут быть получены с источниками света, имеющими тела яркости точечной, а также линейной и плоской формы. Реальные источники света имеют конечные размеры вдоль оптической оси, и часть поверхности тела яркости не будет расположена в передней фокальной плоскости конденсора. Однако предлагаемая конструкция обеспечивает высокое качество изображения и в этом случае, а также в случае, когда за счет неточного изготовления установки или юстировки только часть поверхности тела яркости расположена в передней фокальной плоскости конденсора.

В случае четырех источников света (фиг.5) имеется возможность проводить предварительную установку резкости и кадрирования при включенном источнике белого света без фильтров, а также использовать его для черно-белой печати, что повышает срок в службы светофильтров, экономит электроэнергию и повышает удобство при работе.

Таким образом, в результате использования предложенного способа и реализующего его фотоувеличителя возможно получение высококачественных фотоотпечатков с любыми увеличениями, в том числе и сверхбольшими, при этом сохраняется высокая резкость изображения, его цветонасыщенность и контрастность и, кроме того, фотоотпечаток дает ощущение объемности изображаемого объекта.

Кроме того, предлагаемый осветитель может найти применение как при получении цветных фотоотпечатков с универсальными увеличителями практически всех известных систем, в фотопечатающих аппаратах, в кинокопировальных автоматах, так и в качестве оригинального источника комбинированного цветного света для зрелищных мероприятий, в кино- и телесъемках.

Использование: для цветной аддитивной фотопечати. Сущность изобретения: в способе получения цветного позитивного изображения с негатива формируют по крайней мере три параллельных пучка света синего, зеленого и красного цветов, направляют их на негатив под углом друг к другу и к негативу и проецируют его на светочувствительный материал или на экран. Способ может быть реализован с помощью фотоувеличителя, в котором осветитель содержит по крайней мере три оптических канала, в каждом из которых установлены источник света, оптическая система, аддитивный фильтр, а также отражатель, содержащий по крайней мере три отражательных элемента, каждый из которых установлен на оптической оси соответствующих оптических каналов, так что их оптические оси после отражателя направлены между собой, при этом изображения источников света расположены в передней фокальной плоскости конденсора фотоувеличителя. Это позволяет уменьшить время экспозиции в 20 - 40 раз и получить высококачественные фотопозитивы с любым увеличением, в том числе и сверхбольшим, при сохранении резкости изображения, цветонасыщенности и контрастности. Кроме того, полученный предлагаемым способом фотоотпечаток дает ощущение объемности изображаемых предметов. 3 с. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ получения цветного позитивного изображения с цветного негатива, при котором формируют по крайней мере три пучка света соответственно синего, зеленого и красного цветов, освещают ими негатив и проецируют его проекционной системой на светочувствительный материал или на экран, отличающийся тем, что формируют параллельные пучки света и направляют их на негатив под углом друг к другу и к плоскости негатива. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что параллельные цветные пучки света направляют под одинаковыми углами к плоскости негатива. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что оси симметрии параллельных пучков располагают симметрично относительно оптической оси проекционной системы. 4. Фотоувеличитель, содержащий осветитель, включающий по крайней мере три оптических канала, каждый из которых содержит источник белого света и аддитивный фильтр, спектральный диапазон пропускания которого соответствует или синему, или зеленому, или красному цвету, и отражатель, и последовательно установленные за осветителем конденсор, держатель негатива и объектив, отличающийся тем, что в каждом оптическом канале осветителя перед аддитивным фильтром введена оптическая система, содержащая по крайней мере одну линзу, а отражатель выполнен по крайней мере из трех отражательных элементов, каждый из которых установлен в соответствующем оптическом канале под углом к его оптической оси, причем оптические оси всех оптических каналов после отражательных элементов направлены параллельно оптической оси конденсора, а источники белого света оптически сопряжены с его передней фокальной плоскостью. 5. Фотоувеличитель по п.4, отличающийся тем, что введен дополнительный оптический канал, содержащий источник белого света и оптическую систему, включающую по крайней мере одну линзу, а в отражатель введен дополнительный отражательный элемент, установленный на оси дополнительного оптического канала, причем оптическая ось дополнительного канала после отражательного элемента параллельна оптической оси конденсора, а источник белого света оптически сопряжен с его передней фокальной плоскостью. 6. Фотоувеличитель по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что отражательные поверхности отражательных элементов выполнены плоскими. 7. Фотоувеличитель по п.6, отличающийся тем, что продолжения оптических осей до отражательных элементов пересекаются с оптической осью конденсора в одной точке и под одинаковыми углами. 8. Фотоувеличитель по п. 7, отличающийся тем, что оптические оси всех оптических каналов до отражательных элементов расположены в одной плоскости. 9. Фотоувеличитель по пп. 7 и 8, отличающийся тем, что оптические оси каналов расположены симметрично относительно оптической оси конденсора. 10. Фотоувеличитель по п.9, отличающийся тем, что отражатель выполнен в виде по крайней мере трехгранной правильной пирамиды, грани которой являются отражательными элементами, а вершина расположена на оптической оси конденсора. 11. Фотоувеличитель по пп. 6 10, отличающийся тем, что источники белого света выполнены точечными или линейными и оптически сопряжены с плоскостями соответствующих отражательных элементов. 12. Осветитель, содержащий корпус, в котором размещены по крайней мере три оптических канала, каждый из которых содержит источник белого света и аддитивный фильтр, спектральный диапазон пропускания которого соответствует или синему, или зеленому, или красному цвету, и отражатель, отличающийся тем, что в каждом оптическом канале перед аддитивным фильтром введена оптическая система, содержащая по крайней мере одну линзу, а отражатель выполнен по крайней мере из трех отражательных элементов, каждый их которых установлен в соответствующем оптическом канале под углом к его оптической оси, причем оптические оси всех оптических каналов после отражательных элементов параллельны между собой, а источники белого света оптически сопряжены с одной плоскостью. 13. Осветитель по п.12, отличающийся тем, что введен дополнительный оптический канал, содержащий источник белого света и оптическую систему, включающую по крайней мере одну линзу, а в отражатель введен дополнительный отражательный элемент, установленный на оптической оси дополнительного оптического канала, причем его оптическая ось после отражательного элемента параллельна остальным оптическим осям, а источник белого света оптически сопряжен с той же плоскостью, что и другие источники белого света. 14. Осветитель по пп. 12 и 13, отличающийся тем, что отражательные элементы выполнены плоскими. 15. Осветитель по п.14, отличающийся тем, что во всех оптических каналах углы между направлением оптической оси соответственно до и после отражательного элемента равны, а продолжения оптических осей до отражательных элементов пересекаются в одной точке. 16. Осветитель по п.15, отличающийся тем, что оптические оси всех оптических каналов до отражательных элементов расположены в одной плоскости. 17. Осветитель по пп. 15 и 16, отличающийся тем, что оптические оси каналов расположены симметрично относительно линии, проходящей через точку пересечения продолжений оптических осей до отражательных элементов параллельно оптическим осям каналов после отражательных элементов. 18. Осветитель по п.17, отличающийся тем, что отражатель выполнен в виде по крайней мере трехгранной правильной пирамиды, грани которой являются отражательными элементами. 19. Осветитель по пп. 14 18, отличающийся тем, что источники белого света выполнены точечными или линейными и оптически сопряжены с плоскостями соответствующих отражательных элементов.