Зонд-цветоанализатор для цветной фотопечати Советский патент 1991 года по МПК G01J3/50 

Изобретение относится к фотокинотехнике, в частности к классу малогабаритных экспонометрических устройств с совмещенными в одном корпусе узлами измерения и индикации, и может быть использована для определения экспозиционных условий при цветной фотопечати по субтрактивному и аддитивному способам.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей цветоанализато- ра за счет обеспечения индикации отнсительно отклонения цветового балан- са в виде относительной оптической плотности корректирующих светофильтров и времени экспонирования за каждым из светофильтров.

На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема зонда-цветоанализатора; на фиг.2 - зонд-цветоана- лизатор с сетевым блоком питания, общий вид.

I

Зонд-цветоанализатор (фиг.1) содержит фотодиодный логарифмический преобразователь 1 светового потока, включающий фотодиод 2, логарифмирующий 3 и опорный термокомпенсирующий 4 диоды, токозадающий резистор 5} соединенный с отрицательным полюсом источника постоянного опорного напряжения U0(H , и операционный усилитель 6, блок 7 выработки опорных сигналов на базе управляемого источника тока с незаземленной нагрузкой, включающего операционный усилитель 8 и токозадающий резистор 9, поочередно нагружаемого через контакты переключателя цветовых измерительных каналов 10, механически совмещенного с зональными красным 11, зеленым 12 и синим 13 светофильтрами, на соответствующие им резисторы 14 - 16 раздельного регулирования уровня опорных сигналов в каждом из каналов и последовательно соединенные г ними один из резисторов 17 и 18 регулировки общего уровня сигнала во всех каналах одновременно, переключаемые электронным переключателем 19 тока; дифференциальный усилитель 20 с единичным коэффициентом передачи на операционном усилителе 21 с одинаковыми резисторами 22 во входных цепях и цепях обратной связи, неинвертирующий вход которого соединен с выходом фотопре

0

5

0

5

0

35

40

45

50

55

образователя, инвертирующий - с выходом блока выработки опорных сигна- лов, а выход соединен с входами инвертирующего 23 и неинвертирующего 24 усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления; экспоненциальный генератор 25 напряжения, управляемый по входу 2, соединенному с выходом инвертирующего усилителя 23 на базе экспоненциального генератора тока, включающего токозадающий 26 и нагрузочный 27 масштабные резисторы, операционные усилители 28 и 29, конденсатор 30 и резистор 31 цепи частотной коррекции, согласованную пару транзисторов 32 и 33, делитель входного напряжения на резисторах 34 и 35. аналого-цифровой преобразователь (АЦП) двухтактного интегрирования 36, сигнальный вход которого поочередно подсоединяется через переключатель 37 выборки опорных сигналов и переключатель 38 тока к выходам блока выработки опорных сигналов и экспоненциального или неинвертирующего уси-- лителей соответственно, источник тем- пературозависимого опорного напряжения, изменяющегося пропорционально температурному потенциалу логарифмирующего диода 3 фотопреобразователя 1 соединенный с входами блока 7 выработки опорных сигналов, источника опорного напряжения АЦП 36 и входом 1 термокомпенсации экспоненциально - го генератора 25 напряжения, устройство 39 индикации условий фотопечати, подсоединенное к выходу АЦП, и устройство 40 режимов измерений, би- стабильную логическую схему 41 управления электронными переключателями тока и устройством индикации режимов измерений, переключаемую при подаче потенциала высокого уровня на второй вход через переключатель режимов измерений 42, шунтирующие резисторы 43 и 44 входов переключения и фиксации соответственно выходных логических состояний схемы управления и нагрузочный резистор 45 электронного переключателя 38 тока.

Зонд-цветоанализатор работает следующим образом.

На начальном этапе без помощи цве- тоанализатора получают оптимальный по цветопередаче и плотности позитив ный отпечаток с цветного негатива, условно принятого за эталон, с необходимым сюжетным содержанием, вводя

необходимую коррекцию спектрального состава печатающего света на цветого- ловке фотоувеличителя.

Затем в плоскость проекции негатива на доске фотоувеличителя или кадри рующей рамки помещается зонд-цвето- анализатор так, чтобы фотоприемник находился в центре выбранного сюжетного участка проекции негатива. При включении прибора в сеть на выходе схемы 41 управления (фиг.1) устанавливается низкий потенциал, который соответствует положению электронных переключателей тока, указанных на фиг.1, и выключенному индикатору , 40 режимов измерений. В данном режиме работы зонд определяет цветовую коррекцию при субтрактивнойс цветной фотопечати. Поочередно переключая светофильтры 11-13 над фотодиодом 2 фотопреобразователя 1 переключателем 10, переключающим одновременно соответствующие им измерительные каналы, устанавливают в каждом из кана- лов соответствующими резисторами 14- 16 уровни опорных сигналов, равные выходным сигналам фотодиодного логарифмического преобразователя за каждым из светофильтров: красным 11, зеленым 12 и синим 13 при среднем положении движка резистора 18 установки баланса.

Напряжение на выходе фотопреобразователя 1 описывается выражением

U

-m(fTln-ba ,. ТJ-q,

где - температурный потенциал

p-n-перехода логарифмичес- кого диода;

IQn - ток опорного диода;

I m - фототок;

та - постоянный коэффициент,

учитывающий неидеальность вольт-амперной характеристики диодов преобразователя

(1Ји Ј2). i

Поскольку ток, протекающий в цепи нагрузки управляемого источника тока блока 7 выработки опорных сигналов, пропорциональный температурному потенциалу CfT, так как на его вход подается напряжение от термозависимо го источника опорного напряжения Uon «изменяющегося пропорционально температурному потенциалу срт, то и на выходе блока выработки опорных

Q 5 0 5 0

5

5

0

сигналов, а следовательно, и на выходе дифференциального усилителя 20 напряжение также пропорционально темпер атур ному потенциалу.

При равенстве выходных сигналов фотопреобразователя и блока выработки опорных сигналов на выходе дифференциального усилителя, а следовательно, и на выходах инвертирующего 23 и неинвертирующего 24 усилителей соответственно и АЦП 36 отсутствует напряжение и на индикаторе 39 индицируются нули во всех разрядах, что соответствует условию цветового баланса. Далее кратковременно нажимают на кнопку переключателя 42t при этом на выходе схемы 41 управления возникает высокий потенциал, включающий индикатор 42, на котором индицируется символ режима измерения времени экспонирования: электронный переключатель 19 тока включает в цепь нагрузки источника тока резистор 1/ и шунтирует резистор 18. а электронный переключатель 38 тока подключает вход АЦП 36 к выходу экспоненциального генератора 25 напряжения. Данный режим соответствует измерению времени экспонирования как при субтрактив- ной, так и при аддитивной цветной фотопечати.

Поскольку напряжения на выходах дифференциального 20 и неинвертирующего 24 усилителей, экспоненциального генератора 25, а также опорное напряжение АЦП 36 имеют аналогичную температурную зависимость л-Срт, то вся измерительная схема в целом является термокомпенсированной, т.е. показания прибора не зависят от температуры.

Сопротивление резистора 17 выбирается близким по номиналь к резистору 18, чтобы, как и в случае настройки цветового баланса, нулевое напряжение на выходе дифференциального усилителя устанавливалось примерно в среднем положении движка резистора. При нулевом напряжении на выходе дифференциального 20 и инвертирующего 23 усилителей напряжение на втором сигнальном входе экспоненциального генератора 25 также равно нулю.

Выбором соотношения резисторов R27/R26 устанавливается требуемое напряжение на выходе экспоненциального генератора, при котором на индикаторе 39 АЦП будет индициро

ваться значение времени экспонирования, лежащее внутри рабочего диапазона с таким расчетом, чтобы обеспечивалось необходимое перекрытие диапазона времени экспонирования управляющим напряжением, поступающим на второй вход экспоненциального генератора при разных уровнях сигналов на выходах фотопреобразователя 1 и блока 7 выработки опорных сигналов с выхода усилителя 23. Коэффициент усиления усилителя 23 выбирают таким, чтобы получить требуемую крутизну преобразования S освещенность - время экспонирования с учетом падения напряжения на резисторе R34 входного делителя R34-R35 напряжения на втором сигнальном входе, так как база транзистора 33, работающего в режи ме экспоненциального преобразователя, должна быть зашунтирована низкоомным резистором R5.

Крутизна преобразования освещенность - время экспонирования выбирается обычно равной единице, при которой кратность изменения освещеннос- (ти измеряемого сюжетного участка проекции негатива соответствует кратности изменения показаний времени экспонирования на индикаторе 39 АЦП,

Необходимое время экспонирования эталонного негатива, отпечаток -с которого получен без помощи цветоана- лизатора, устанавливают резистором 17 путем изменения уровня выходного напряжения на выходе блока 7 выработки опорных сигналов, которое должно

10

1520

1112в

ответствующего средней точке рабочего диапазона (при нулевом напряжении на втором сигнальном входе экспоненциального генератора 25) на постоянное число при постоянной освещенности фотоприемника. Напряжение на выходе экспоненциального генератора соответствует показаниям времени экспонирования эталонного негатива на индикаторе АЦП - .

После настройки прибора по эталонному негативу ручки с резисторов 14- 17 не должны сбиваться в процессе дальнейшей работы с прибором. Сигналы с блока 7 выработки опорных сигналов в каждом ИЗ измерительных каналов можно считать с помощью переключателя 37 выборки опорных сигналов, подключающего вход АЦП к выходу блока выработки опорных сигналов. Имея значения опорных сигналов для каждого из используемых цветных негативов с разным сюжетным содержанием, условно принятых за

эталоны, можно оперативно производить .перенастройку цветоанализатора на тот или иной требуемый сюжет без фотоувеличителя или резисторами 14-17 блока 7 выработки опорных сигналов.

После описанного процесса настройки цветоанализатора, корректирующие светофильтры выводят из светового потока фотоувеличителя, а эталонный негатив заменяют на рабочий. Фотоприемник анализатора 2 устанавливается в точку с необходимым сюжетным содержанием, аналогичным току, по которому производилась настройка, в плоскости

25

30

35

Изобретение относится к фотокинотехнике и может быть использовано Для определения экспозиционных условий при цветной фотопечати по субтрак- тивному и аддитивному способам. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей цветоанализатора за счет индикации относительного отклоне-i ния цветового баланса в значениях относительной оптической плотности корректирующих светофильтров и времени экспонирования за каждым из зональных светофильтров. Зонд-цвето- анализатор содержит фотодиодный логарифмический преобразователь светового потока с логарифмирующим элементом на основе полупроводникового р-п-перехода, блок цветоделительных светофильтров, устанавливаемых последовательно по ходу светового потока, блок выработки опорных сигналов в каждом измерительном канале по числу светофильтров, переключатель измерительных каналов, механически совмещенный с каждым светофильтром, дифференциальный усилитель, подключенный входами к выходам фотопреобразователя и блока выработки опорных сигналов соответственно, и элементы индикации цветового баланса и температурной компенсации, выполненные в одном корпусе в форме измерительного зонда. Новым в цветоанализаторе является наличие опорного термокомпенсирующе- го элемента, идентичного по типу и параметрам логарифмирующему, инвертирующего и неинвертирующего усилителей с регулируемыми коэффициентами усиления, подключенных к выходу дифференциального усилителя, аналого-цифрового преобразователя напряжения, поочередно подключаемого к выходу неинвертирующего усилителя в режиме определения цветовой коррекции и к выходу экспоненциального генератора напряжения, управляемого выходным напряжением инвертирующего усилителя в режиме измерения времени экспонирования соответственно с помощью первого электронного переключателя тока по команде схемы управления электронными переключателями тока и индикатором режимов измерения с запуском от кнопочного переключателя режимов измерений; устройства индикации условий фотопечати, совмещенного с катором цветового баланса, подключенного к выходу АЦП, и режимов измерений, подключенного к выходу схемы уп- равления соответственно, второго электронного переключателя тока, -включенного в цепь регулировки уровня выходных сигналов блока выработки опорных сигналов, и переключателя выборки опорных сигналов, обеспечивающего их индикацию на цифровом табло для каждого эталонного негатива, используемого для настройки прибора. 2 ил. (Л с& СП to

быть меньше выходного напряжения фото-. проекции цветного негатива.

преобразователя 1, если необходимо установить время экспонирования больше выбранной средней точки диапазона и больше - в случае установки времени экспонирования эталонного негатива меньшего его значения в средней точке рабочего диапазона. Б первом случае напряжение на выходе дифференциального усилителя будет иметь знак минус, а во втором - плюс, так как выходное напряжение блока 7 выработки опорных сигналов подается на его инвертирующий, вход. Проинвертирован- ное напряжение на выходе инвертирующего усилителя 23 определяет знак экспоненты, соответствующий операции умножения при положительном напряжении или деления - при отрицательном исходном времени экспонирования, со45

50

55

Прибор переводят в режим ния цветовой коррекции, кра но нажимая на кнопку перекл 42 режимов измерений. При э тор 18 включается в цепь и тока блока 7 выработки опор налов, а вход АЦП подключае ходу неинвертирующего усили помощью электронных переклю 19 и 38 тока соответственно ром 18 устанавливаются нуле зания индикатора условий фо 39 за светофильтром, соотве минимальному сигналу с учет Цветовая коррекция в данном не вводится. Затем в двух о каналах производится цвето ция копировального света до ки нулевых показаний прибор

5

0

5

Прибор переводят в режим определения цветовой коррекции, кратковременно нажимая на кнопку переключателя 42 режимов измерений. При этом резистор 18 включается в цепь источника тока блока 7 выработки опорных сигналов, а вход АЦП подключается к выходу неинвертирующего усилителя 24 с помощью электронных переключателей 19 и 38 тока соответственно. Резистором 18 устанавливаются нулевые показания индикатора условий фотопечати . 39 за светофильтром, соответствующим минимальному сигналу с учетом знака. Цветовая коррекция в данном канале не вводится. Затем в двух оставшихся, каналах производится цветовая коррекция копировального света до установки нулевых показаний прибора в каждом из них. Для обеспечения оценки цветового баланса в случае применения в фотоувеличениях цветоголовок, тарированных в относительных единицах или при работе с набором корректирующих светофильтров, величину коэффициента усиления усилителя 23 устанавливают так, чтобы получить непосредственно индикацию значений относительной оптической плотности корректирую- щих светофильтров. Обычно для этих целей используют фото графически эквивалентную серую плотность, равную единице, составленную из комбинации цветных желтого, пурпурного и голубого светофильтров, при вводе каждого из которых отдельно в фотоувеличитель в синем, зеленом и красном каналах соответственно показания индикатора должны изменяться на 100 единиц относительной оптич ес- кой плотности светофильтров,принятых за 1

Затем, переключив прибор в режим определения времени экспонирования и нажав кратковременно на кнопку переключателя 42, определяют время экспонирования за любым из зональных светофильтров, которое при субтрактив- ной цветной фотопечати будет одним и тем же. Поэтому при субтрактивном способе печати время экспонирования определяют за одним светофильтром, например красным, имеющим максимальный коэффициент пропускания в зоне максимальной спектральной плотности излучения лампы накаливания фотоувеличителя для расширения динамического диапазона измерений при низких уровнях освещенности или за светофильтром видности, как в известном цветоанализаторе. Время экспонирования определяется обратно пропорционально освещенности фотоприемника 2 фотопреобразователя 1 и высвечивается на цифровом табло индикатора 39. При этом исходное время экспонирования по эталонному негативу умножается или делится в экспоненциальном генераторе на величину кратности изменения фототока преобразователя с учетом крутизны преобразования. При этом напряжение на выходе экспоненциального генератора равно

,

иехр иехр КЭФ в слУчае большего освещения

5

0

5

0

5

0

45

0

5

U

И 1,т

и.

5 иехр ехр

где

х К

49

к

IV

и

i(t) Ш ехр иехр

сюжетного участка в рабочем не- гетиве; при меньшем уровне освещения сюжетного участка в рабочем негативе ;

кратность изменения фототока при- емника фотопре- обраэователя с учетом крутизны преобразования; выходные напряжения экспоненциального генератора при больших и меньших соответственно уровнях освещения сюжетного участка негатива по отношению к эталонному.

При аддитивной цветной фотопечати время экспонирования определяется за каждым из зональных светофильтров: красным 11, зеленым 12 и синим 13.

В предпочтительном варианте конструктивного исполнения цветоанализатор (фиг.2) состоит из зонда цветоанализато- ра 46 и сетевого блока 47 питания совмещенного со штепсельной вилкой.Зонд-цве- тоанализатор содержит диск 48 с вмонтированными в него светофильтрами с выборкой для просмотра негативного изображения в плоскости фотоприемника 2, закрепленный на оси переключателя 10 цветовых измерительных каналов. На передней панели зонда расположены ручки регулирования крутизны преобразования освещение - время экспонирования 49 и баланса 18 кнс;.ки отключения питания индикатора условий фотопечати 50 переключения режимов измерений 42 и выборки опорных сигналов 37, а также остальные элементы, отраженные на функциональной схеме. Блок питания и измерительный зонд соединены с помощью гибкого шнура (кабеля) 51.

Формула изобретения

Зонд-цветоанализатор для цветной фотопечати, включающий цветоделитель- ные светофильтры, фотодиодный логарифмический преобразователь светового потока с логарифмирующим элементом на основе полупроводникового p-n-перехода и блок выработки опор- ных сигналов в каждом измерительном канале по числу светофильтров, содержащий переключатель измерительных каналов, механически совмещенный С каждым из соответствующих им свето- фильтров, дифференциальный усилитель, подключенный входами к выходам фотопреобразователя и блока выработ- V-н опорных сигналов соответственно, Элементы температурной компенсации и Индикатор цветового баланса, отличающийся тем, что, с Целью повышения точности и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения индикации относительного отклонения цветового баланса в значениях относительной оптической плотности корректирующих светофильтров и времени экспонирования за каждым из светофильтров, в него дополнительно вве- дены опорный термокомпенсирующий эле- Нент, идентичный по типу и параметрам логарифмирующему со схемой задания опорного тока, источник термозависимого опорного напряжения, изменяю- щегося пропорционально температурном потенциалу срт p-n-перехода логарифмирующего элемента, инвертирующий и неинвертирующий усилители с регулируемыми коэффициентами усиления,управляе мый экспоненциальный генератор напряжения с входами управления и термокомпенсации, аналого-цифровой преобразователь напряжения, переключатели выборки опорных сигналов и режимов измерений соответственно, первый и второй электронные переключатели тока, индикатор условий фотопечати, совмещенный с индикатором цветового баланса, и режимов измерений соот- ветственно, бистабильная логическая

схема управления электронными переключателями тока и индикатором режимов измерений с входами переключения и фиксации логического состояния на выходе, причем выходы инвертирующего и неинвертирующего усилителей соединены с управляющим входом экспоненциального генератора и с нормально замкнутой цепью первого переключателя тока соответственно, а входы - с выходом дифференциального усилителя, переключающий контакт переключателя выборки соединен с входом аналого- цифрового преобразователя, а нормально разомкнутый и замкнутый контакты - с выходом блока выработки опорных сигналов и переключающей цепью пер--, вого переключателя тока соответственно, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом индикатора условий фотопечати, входы блока выработки опорных сигналов, термо- компенсацни экспоненциального генератора напряжения и источника опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя подсоединены к источнику температурезависимого опорного напряжения, выход экспоненциального генера тора напряжения подсоединен к нормально разомкнутой цепи первого электронного переключателя тока, выход биста- бильной логической схемы управления подсоединен к устройству индикации режимов измерений, первому и второму электронным переключателями тока, а ее входы переключения и фиксации выходных логических состояний соединены с нормально разомкнутым и замкнутыми контактами соответственно переключателя режимов измерений, переключающий контакт которого подсоединен к шине питания, второй электронный переключатель тока включен в цепь регулировки уровня выходных сигналов блока выработки опорных сигналов.

tf

1(6

47

Щ

57