DE951128C

DE951128C - Process and equipment for producing radially scaled reproductions

Info

Publication number: DE951128C
Application number: DEZ4717A
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Bauersfeld; Dr Gerhard Hansen
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1955-02-13
Filing date: 1955-02-13
Publication date: 1956-10-25

Description

Verfahren und Geräte zum Herstellen radial maßstabsveränderter Reproduktionen Die Erfindung betrifft ein Verfähren und Geräte zum Herstellen von Reproduktionen einer Vorlage mittels optischer Projektion unter Maßstabsänderung in radialer Richtung. Ein solches Verfahren findet insbesondere Anwendung bei der Reproduktion kartographischer Aufnahmen, um die Maßstabsverzerrungen zu kompensieren, welche durch das Objektiv verursacht werden, mit dem die Vorlagen hergestellt wurden. Derartige Maßstabsverzerrungen spielen in, der bildmäßigen Photographie keine Rolle, da sie im allgemeinen vom Auge nicht wahrgenommen werden. - Es bedarf jedoch ihrer Beseitigung; wenn es auf eine absolut maßstabsgetreue Darstellung wie in der Kartographie ankommt.Methods and apparatus for making radially scaled reproductions The invention relates to a method and apparatus for making reproductions a template by means of optical projection with a change in scale in the radial direction. Such a method is used in particular in the reproduction of cartographic images Recordings to compensate for the scale distortions caused by the lens with which the originals were created. Such scale distortions play no role in pictorial photography, since they are generally dated Eye cannot be perceived. - However, they must be eliminated; when it is on an absolutely true-to-scale representation as it is in cartography.

Ein bekanntes Mittel zur Kompensation der durch das Aufnahmeobjektiv verursachten Maßstabsverzerrungen besteht in einem optischen Korrektionsglied, das in den Strahlengang der Reproduktionsoptik eingeschaltet wird. Die Herstellung solcher Korrektionsglieder ist jedoch schwierig und kostspielig, zumal mindestens jeder Typ eines Aufnahmeobjektivs ein besonderes Korrektionsglied erfordert. Das Verfahren und die Geräte nach der Erfindung haben demgegenüber den Vorzug, daß damit eine einfache und ohne großen Aufwand herstellbare Anpassung an die verschiedensten Aufgaben, insbesondere an beliebige Objektive, ermöglicht wird.A known means of compensating for the effects of the taking lens scale distortions caused consists in an optical correction element, the is switched into the beam path of the reproduction optics. The manufacture of such Corrective limbs, however, are difficult and costly, especially at least everyone Type of taking lens requires a special correction member. The procedure and the devices according to the invention have the advantage that so that a easy adaptation to a wide variety of tasks, which can be produced without great effort, in particular on any lenses.

Erfindungsgemäß wird die lichtempfindliche Schicht unter fortlaufender Änderung des Abbildungsmaßstabes durch eine mit der Maßstabsänderung allseitig in radialer Richtung wandernde, vorzugsweise spiralige, Ringzone belichtet. Man bat es dabei in der Hand, die Maßstabsänderung beispielsweise mittels eines pankratischen Systems linear oder nach einer beliebigen Funktion vorzunehmen. Der Vorzug eines pankratischen Systems besteht bekanntlich darin, daß innerhalb gewisser Grenzen lediglich durch Bewegung von Objektivteilen bei feststehender Ding- und Bildebene der Maßstab der Reproduktion geändert.werden kann.According to the invention, the photosensitive layer is made under continuous Change of the reproduction scale by a with the change of scale on all sides in Radial direction migrating, preferably spiral, ring zone exposed. One asked it in the hand, the change of scale, for example by means of a pancratic Systems linear or according to any function. The advantage of a pancratic system is known to be that within certain limits only by moving parts of the lens with fixed objects and picture plane the scale of the reproduction can be changed.

Dabei kann zur Bewegung der Objektivteile ein Getriebemit auswechselbarer Steuerkurve verwendet werden. Handels es sich beispielsweise darum, die durch ein bestimmtes Objektiv verursachte Maßstabsverzerrung auszugleichen, so ist als Steuerkurve die in Polarkoordinaten aufgetragene Kurve zu verwenden, welche die Funktion darstellt, nach der der Maßstab eines mit dem Objektiv aufgenommenen Bildes sich in radialer Richtung ändert. Damit ist die mit der Erfindung verbundene Aufgabe grundsätzlich gelöst.To move the lens parts, a gear with exchangeable Control curve can be used. Is it, for example, who through a To compensate for the scale distortion caused by a certain lens, it is called a control curve to use the curve plotted in polar coordinates that represents the function, according to which the scale of an image recorded with the lens is radial Changes direction. The object associated with the invention is thus fundamental solved.

Zur Erzeugung der während der Maßstabsänderung in radialer Richtung allseitig wandernden Ringzone für die Belichtung der lichtempfindlichen Schicht bedient man sich nach der Erfindung zweier um die optische Achse des Objektivs umlaufender Schlitzblenden, deren mindestens eine die Form einer Spirale hat und deren randere so ausgebildet ist, daß sie nur einen lichtdurchlässigen Kreuzungspunkt mit der Spiralblende aufweist, der beim Umlauf der Blenden, auf einer virtuellen Spirale fortschreitend, nach und nach sämtliche Punkte der Vorlage abtastet und nacheinander über das Objektiv auf die lichtempfindliche Schicht zur Abbildung gelangen läßt.To generate the in the radial direction during the scale change all-round wandering ring zone for the exposure of the light-sensitive layer one uses according to the invention two revolving around the optical axis of the objective Slit diaphragms, at least one of which has the shape of a spiral and whose border is is designed so that it only has a translucent crossing point with the Has spiral diaphragm, the rotation of the diaphragm, on a virtual spiral progressively, gradually scans all points of the original and one after the other can reach the image on the light-sensitive layer via the lens.

Diese zweite Schlitzblende kann ebenfalls die Form einer Spirale aufweisen, deren Windungszahl sich von der der Spirale der ersten Blende um i unterscheidet und deren Winkelgeschwindigkeit sich um 2 n pro Umlauf der Steuerkurve für die Maßstabsändierung von der der ersten Blende unterscheidet. Die beiden Spiralen können- bei gleichem Windungssinn - mehrgängig sein, also Winkelbereiche von n - 2,7 und (n ± i) - 2 11 umfassen.This second slotted diaphragm can also have the shape of a spiral whose number of turns differs from that of the spiral of the first diaphragm by i and whose angular velocity differs from that of the first diaphragm by 2 n per revolution of the control curve for changing the scale. The two spirals can - with the same direction of winding - be multi-threaded, that is to say encompass angular ranges of n - 2.7 and (n ± i) - 2 11 .

Eine weitere Ausführungsform des Blendenpaares besteht in zwei gleichen Spiralen mit gegenläufigem Windungs;sinn, die zusammengenommen einen Winkelbereich 2 a = 36o° umfassen. Die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten beider Spiralblenden ist dieselbe, wie bei der Wahl zweier Spiralblenden- mit gleichsinnigem Windungssinn, aber verschiedener Windungszahl, entsprechend dem ersten Beispiel.Another embodiment of the diaphragm pair consists of two identical ones Spirals with opposite turns, which together form an angular range 2 include a = 36o °. The difference in the angular velocities of the two spiral diaphragms is the same as when choosing two spiral diaphragms with the same direction of winding, but different number of turns, according to the first example.

Schließlich kann man auch zwei Blenden wählen, deren erste die Form einer Spirale mit einem Winkelbereich von 2 n = 36o° besitzt und .deren zweite in einem radialen Schlitz besteht, der mit der oben angegebenen Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der Spirale vor- oder nacheilt.Finally, you can also choose two panels, the first of which is the shape a spiral with an angular range of 2 n = 36o ° and its second in a radial slot with the difference in angular velocities given above leads or lags the spiral.

In allen Fällen sind die Umlaufgeschwindigkeiten der Blenden mit der Umlaufgeschwindigkeit der für die Maßstabsänderung vorgesehenen Steuerkurve so abzustimmen, daß der lichtdurchlässige Kreuzungspunkt der Blenden während eines Umlaufes der Steuerkurve von innen nach außen oder von außen nach innen alle Punkte der Vorlage abgetastet hat. Die beiden Blenden werden entweder als dünnwandige und in nächster Nähe des Kondensors angeordnete Scheiben ausgeführt oder aber, bei Anwendung eines -aus zwei drehbaren Fresnellinsen gebildeten Kondensors, auf dessen Planflächen unmittelbar aufgetragen. Dies kann beispielsweise durch Schwärzung der Planflächen und Gravierung der Blendenschlitze in die Schwärzungsschicht ge- schehen. Da sich eine zentrale Lagerung im allgemeinen verbietet, sind die Blendenscheiben oder die mit den Blenden versehenen Kondensorlinsen, zweckmäßig in Kugellagern, außengelagert.In all cases, the rotational speed of the diaphragms must be coordinated with the rotational speed of the control curve provided for the scale change so that the translucent crossing point of the diaphragms has scanned all points of the original from inside to outside or from outside to inside during one revolution of the control curve. The two diaphragms are designed either as thin-walled disks arranged in close proximity to the condenser or, when using a condenser formed from two rotatable Fresnel lenses, applied directly to its flat surfaces. This can be done the slit apertures overall in the blackening example, by blackening the faces and engraving. Since a central mounting is generally prohibited, the diaphragm disks or the condenser lenses provided with the diaphragms are mounted on the outside, expediently in ball bearings.

Die meisten Aufnahmeobjektive haben die Eigenschaft, daß die Randteile der Aufnahme weniger Licht erhalten als die zentralen Teile. Bei der Reproduktion kann man diese Erscheinung ausgleichen. Man kann erfindungsgemäß die Blenden so ausbilden, daß ihre Schlitzbreite von der Mitte nach der Peripherie hin weniger als linear zunimmt. Man kann auch den Blenden ein Filter zuordnen, dessen Lichtdurchlässigkeit von der Mitte nach der Peripherie zu abnimmt, und man. kann ferner dem Antrieb für die Blenden einen Regler zuordnen, mittels dessen die Umlaufgeschwindigkeit der Blenden mit gegen den Bildrand fortschreitender Belichtung vergrößert wird. _ Gegebenenfalls kann man diese Methoden auch miteinander kombinieren. Geht man von einem Diapositiv mit umgekehrter Lichtverteilung als Vorlage aus, wählt man sinngemäß Blenden mit mehr uls linear zunehmender Schlitzbreite, ein Filter mit nach der Peripherie zunehmender Lichtdurchlässigkeit oder einen Regler, mittels dessen die Umlaufgeschwindigkeit der Blenden, mit gegen den Bildrand fortschreitender Belichtung verringert wird.Most of the taking lenses have the property that the edge parts receiving less light than the central parts. When reproducing one can compensate for this phenomenon. According to the invention, the diaphragms can be used in this way train that their slot width from the center to the periphery is less than increases linearly. You can also assign a filter to the aperture, its light transmission decreasing from the center to the periphery, and man. can also drive for assign the diaphragms to a controller, by means of which the rotational speed of the Aperture is enlarged as the exposure progresses towards the edge of the image. _ Possibly you can also combine these methods with each other. Assuming a slide with reversed light distribution as a template, you select apertures accordingly more uls linearly increasing slot width, a filter with increasing towards the periphery Light transmission or a regulator, by means of which the speed of rotation the aperture decreases as the exposure progresses towards the edge of the image.

Die Abbildungen veranschaulichen in schematischer Darstellung beispielsweise die wesentlichen Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The figures illustrate in a schematic representation, for example the essential facilities for carrying out the method according to the invention.

Abb. i stellt ein Reproduktionsgerät mit erfindungsgemäßen Einrichtungen im Längsschnitt dar; Abb.2 stellt zentriert übereinander angeordnet zwei Blenden mit gleichläufigen Spiralen dar; Abb.3 veranschaulicht zwei zentrisch übereinanderliegende Blenden mit gegenläufigen Spiralen, und .Fig. I shows a reproduction device with devices according to the invention in longitudinal section; Fig.2 shows two diaphragms arranged centered on top of each other with co-rotating spirals; Fig.3 shows two centrically superimposed Diaphragms with counter-rotating spirals, and.

Abb. q. zeigt die Kombination einer Spiralblende mit einer radialen Schlitzblende.Fig.q. shows the combination of a spiral diaphragm with a radial one Slit diaphragm.

In einem Gehäuse i befindet sich die Lichtquelle 2, in der Dingebene eine durchsichtige Auflage 3 für die zu reproduzierende Vorlage q., der Doppelkondensor 5, die beiden in schematisch angedeuteten Kugellagern gelagerten umlaufenden Blenden 6 und 7 sowie das pankratische Objektiv B. Dieses besteht aus einer dingseitigen Sammellinse 81 und einer Zerstreuungslinse 82, die- beide in einem äußeren Rohr 9 gehaltert sind, ferner aus einer der Sammellinse 81 benachbarten weiteren Sammellinse 83 und einer bildseitigen Sammellinse 84, die beide in einem im Rohr 9 verschieblichen Tubus io gehaltert sind. Das innere Rohr ist im Bereich der Halterung der Zerstreuungslinse 82 geschlitzt. Es ist ferner ein weiterer Schlitz im äußeren Rohr g für den hindurchragenden, am inneren Rohr io befestigten Stift ii versehen, welcher gegen den Zug einer Feder r2 gegen die Steuerkurvenscheibe 13 angedrückt wird. Im Sockel des Gehäuses i ist ein Antriebsmotor 14 vorgesehen, der übei# ein schematisch angedeutetes Getriebe 15 die Steuerkurvenscheibe 13 antreibt und über zwei Schnurscheiben 16 und 17 die Blenden 6 und 7 'in Umlauf versetzt. Die Schnurscheiben 16 und 17 sind so bemessen, duß die eine der Blenden der anderen während eines Umlaufes der Steuerkurve 13 um eine Umdrehung vor- oder nacheilt. Das Objektiv 8 ist hier so eingerichtet, daß die Vorlage annähernd im Verhältnis i : i auf der lichtempfindlichen Schicht 18 reproduziert wird.The light source 2 is located in a housing i, in the plane of the thing a transparent support 3 for the original to be reproduced q., the double condenser 5, the two circumferential diaphragms mounted in schematically indicated ball bearings 6 and 7 and the pancratic lens B. This consists of a thing-sided Converging lens 81 and a diverging lens 82, both in an outer tube 9 are held, furthermore from a further converging lens adjacent to the converging lens 81 83 and a converging lens 84 on the image side, both of which are displaceable in a tube 9 Tubus io are held. The inner tube is in the area of the holder for the diverging lens 82 slotted. There is also another slot in the outer tube g for the protruding pin ii attached to the inner tube io, which is pressed against the train of a spring r2 against the control cam 13. in the A drive motor 14 is provided at the base of the housing i, which is schematically illustrated in FIG indicated gear 15 drives the cam disk 13 and via two cord pulleys 16 and 17, the diaphragms 6 and 7 'are rotated. The cord pulleys 16 and 17 are dimensioned so that one of the diaphragms of the other during one revolution of the Control cam 13 leads or lags by one revolution. Lens 8 is like that here set up that the original approximately in the ratio i: i on the light-sensitive Layer 18 is reproduced.

Abb.2 zeigt zwei Spiralblenden übereinandergelagert, wobei die Spirale ig der einen einen Winkelbereich von 2 uc = 36o° und die Spirale 2o der anderen einen Winkelbereich von 4 n = 72o° besitzt. Sie unterscheiden sich also um eine volle Windung. Der lichtdurchlassende Kreuzungspunkt 21 bewegt sich je nach dem Umlaufsinn der beiden Blenden auf einer virtuellen Spirale von außen nach innen oder von innen nach außen.Fig.2 shows two spiral diaphragms superimposed, with the spiral ig one has an angular range of 2 uc = 36o ° and the spiral 2o of the other has an angular range of 4 n = 72o °. So they differ by one full turn. The light-transmitting crossing point 21 moves depending on the Direction of rotation of the two diaphragms on a virtual spiral from outside to inside or inside out.

Abb.3 veranschaulicht zwei übereinandergelagerte Blenden mit Schlitzen in Form zweier gleicher, aber gegenläufiger Spiralen 22 -und 23, deren jede einen Winkelbereich von i8o° umfaßt. Der das Licht durchlassende Kreuzungspunkt 24 wandert auch hier, während die eine Spirale der anderen nacheilt, je nach dem Umlaufsinn der Blenden auf einer virtuellen Spirale von innen nach außen oder von außen nach innen.Fig.3 shows two superimposed diaphragms with slots in the form of two identical, but opposing spirals 22 and 23, each of which has one Angle range of 180 ° includes. The intersection point 24 allowing the light to pass through moves here too, while one spiral hurries after the other, depending on the direction of rotation of the diaphragms on a virtual spiral from the inside to the outside or from the outside to the outside Inside.

Abb. 4 schließlich zeigt zwei aufeinanderliegende Blenden, deren eine einen Schlitz 25 in Form einer Spirale mit einem Winkelbereich 2 n = 36o° aufweist, während der Blendenschlitz 26 der anderen radial und linear verläuft. Der das Licht durchlassende Kreuzungspunkt 27 wundert wiederum, während die eine Blende der anderen nacheilt, auf einer virtuellen Spirale um den Mittelpunkt von innen nach außen oder von außen nach innen, je nachdem, wie der Umdrehungssinn der Blenden gewählt wird.Finally, Fig. 4 shows two diaphragms lying on top of one another, one of which has a slot 25 in the form of a spiral with an angular range 2 n = 36o °, while the aperture slot 26 of the other is radial and linear. The light The passing intersection point 27 is surprising, while one aperture is the other lagging, on a virtual spiral around the center point from the inside out or from the outside to the inside, depending on how the direction of rotation of the diaphragms is chosen.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for making reproductions of a Submission by means of optical projection with a change in scale in the radial direction, characterized in that the photosensitive layer is continuously changing of the image scale by one with the change of scale on all sides in a radial Wandering direction. preferably spiral, ring zone is exposed.

2. Reproduction device for carrying out the method according to claim i, characterized in that as an objective a pnnkratisches optical system is used, the movable part (8) by a drive (14) .bewusst which also two in the illuminating beam path drives lying diaphragm disks (6, 7) exposing the original in the ring zones.

3. Reproduction device according to claim 2, characterized in that in the transmission to change the scale, interchangeable cam disks (13) are incorporated, which - ncT a function of the scale distortion of the respective, shown in polar coordinates lens used to produce the template are curved.

4. Reproduction device according to claim i or 2, - characterized by two around - the optical axis of the objective circumferential slit diaphragms (6, 7) in the form of similar, but in their number of turns different spirals (ig, 2o), one of which during a revolution of the lens assigned cam disc executes n revolutions and their other n ± i revolutions (Fig. 2).

5. Reproduction device nor claim 2 or 3, characterized by two Slit diaphragms in the form of similar ones rotating around the optical axis of the lens counter-rotating spirals (23, 24) with an angular range of a total of 36o °, whose one revolutions during one revolution of the cam disk assigned to the objective and executes the other n ± z revolutions (Fig. 3).

6. Reproduction device after Claim 2 or 3, characterized by two around the optical axis of the objective circumferential slit diaphragms, one of which is in the form of a spiral (25) with an angular range of 36o ° during one revolution of the cam disk assigned to the objective n revolutions and the other in the form of a radial slot (26) carries out n ± i revolutions (Fig. 4).

7. Reproduction device according to claim 4, 5 or 6, characterized in that that at least one of the diaphragms is applied to the flat surface of a rotatable condenser is. B. reproduction device according to claim 7, characterized by the use one of two rotating at different speeds, through two Fresnel lenses formed condensers, on whose flat surfaces the diaphragms are applied. -G. Reproduction device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the slot width the diaphragm increases towards the periphery of the diaphragm disks. ok Reproduction device according to one of claims 4 to 8, characterized by a light filter with a radial Direction of varying permeability. ii. Reproduction device according to one of the claims 4 to 8, characterized by a controller that connects the diaphragm drive with the Exposure progressing towards the edge of the picture, variable speed of rotation granted.