<Desc/Clms Page number 1>
Photoelektrischer Belichtungsmesser oder-regler für photographische bzw. kinematographische Aufnahmekameras
Die Erfindung bezieht sich auf einen Belichtungsmesser oder -regler für photographische odei kinematographische Aufnahmekameras.
Es ist bekannt. einen oder mehrere die Belichtung beeinflussende Faktoren auf die Richtfedern des im Stromkreise des Photoelementes liegenden Messwerkes einwirken zu lassen.
Diese Methode lässt sich konstruktiv einfacher gestalten als die bekannten Methoden des im Ganzen verdrehbaren Messwerkes oder die der Reglung des Photostromes durch elektrische Widerstände.
Das Prinzip der Richtfederbeeinflussung beinhaltet aber darüber hinaus weitere bisher nicht erkannte Vorteile, deren Erkenntnis erfindungsgemäss zur Anwendung dieses Prinzips in Verbindung mit Kernmagnetmesswerken führt.
Die bekannten Belichtungsregler mit Mitteln zur Beeinflussung des Photostromes arbeiten nach der sogenannten Festwertmethode, wobei man Regelwiderstände eder Blenden vor dem Photoelement anwendet.
Es wird hiebei mit einem konstanten Arbeitspunkt des Messwerkes gearbeitet. Deshalb ist die Skalencharakteristik bei dieser Methode uninteressant. Der nichtlineare Zusammenhang zwischen der zu messenden Leuchtdichte und dem Photostrom wird durch eine besondere Charakteristik des Regelwiderstandes bzw. durch entsprechende Steuerung der Photoelementenblende ausgeglichen.
Die Festwertmethode hat den Nachteil, dass für eine grosse Anfangslichtempfindlichkeit des Belichtungsmessers bzw.-reglers, mit einem sehr kleinen Photostromfestwert gearbeitet werden muss. Dadurch erhält man einmal einen sehr kleinen Zeigerausschlag für alle Werte und zum andern muss immer in der Nähe des Nullpunktes gearbeitet werden, wo Reibungsfehler und sonstige Unstetigkeiten stark in das Messergebnis eingehen. Benutzt man jedoch, um diese Mängel zu vermeiden, einen grossen Stromfestwert, so geht das auf Kosten der Anfangslichtempfindlichkeit.
Die Mängel der Festwertmethode werden durch solche Anordnungen vermieden, die nach dem Zeigervollausschlagprinzip arbeiten, also keine den Photostrom beeinflussende Mittel aufweisen. Bekannte Methoden sind hiefür das Nachführzeigerprinzip oder die Methode der Verstellung des in seiner Gesamtheit drehbar gelagerten Messwerkes. Bei Anwendung dieser Methoden muss jedoch die-Skalencharakteristik des Messwerkes, da nicht mehr an einem Arbeitspunkt gearbeitet wird, so beeinflusst werden, dass sich für jedes Intervall der zu messenden Leuchtdichte eine genügend grosse Änderung des Zeigerausschlages ergibt. Bei Aussenmagnetmesswerken ist das durch Anordnung von Zusatzpolen möglich.
Will man, der kleinen Abmessungen wegen, insbesondere bei eingebauten Belichtungsmessern oder Belichtungsreglern ein Kernmagnetmesswerk benutzen, so ist die Beeinflussung durch Zusatzpole nicht möglich.
Beim Kernmagnetmesswerk verläuft die Induktion im Luftspalt nach der Sinusfunktion (homogenes Feld und gleichmässiger Luftspalt vorausgesetzt). Durch Veränderung des Winkels. zwischen der Nullstellung der Drehspule und der Magnetisierungsrichtung des Kernes kann auch hier die Skalencharakteristik bekannterweise in weiten Grenzen verändert werden. Je nach Wahl des Winkels zwischen Nullstellung der Spule und der Magnetisierungsrichtung des Kernes kann die Maximalinduktion im Luftspalt und damit die.
Maximalempfindlichkeit des Messwerkes an jeder Stelle im Winkelbereich des Zeigerausschlages gelegt werden. Es ist jedoch nicht möglich, wie beim Aul3enmagnetwerk. den'Skalenverlauf so zu gestalten. wie
<Desc/Clms Page number 2>
er sich als notwendig aus der Photostromcharakteristik des Photoelementes bei den üblichen Messwerkinnenwiderständen von etwa 1000 bis 3000 Q ergibt, nämlich hohe Anfangsemfpindlichkeit, dann starke, Abnah- me der Empfindlichkeit und nach dem Ende des Zeigerausschlages zu wieder einen Anstieg der Empfindlichkeit. Um hohe Anfangslichtempfindlichkeit des Belichtungsmessers bzw.-reglers zu erzielen, muss die Maximalempfindlichkeit des Wesswerkès an den Skalenanfang gelegt werden.
Wegen des sinusförmi- gen Verlaufs der Induktion im Luftspalt ergibt sich damit am Skalenende eine starke Zusammendrängung der Intervalle.
Es gibt verschiedene Massnahmen, um die starke Zusammendrängung der Intervalle am Skalenende zu vermeiden, wie Einschliffe am Kernmagneten oder ungleiche Magnetisierung, um eine von der Sinusform abweichende Feldverteilung zu erreichen. Diese Massnahmen bringen jedoch in jedem Falle einen spürbaren Verlust der Anfangsempfindlichkeit des Messwerkes.
Es wurde nun gefunden, dass sich die Vorzüge der Festwertmethode und die der Vollausschlagmethode unter Vermeidung ihrer Nachteile bei einem Belichtungsmesser oder -regler verwirklichen lassen, der mit einem Kernmagnetmesswerk ausgerüstet ist, dessen Zeigerausschlag durch Verdrehen des Angriffspunktes der Rückstellkraft beeinflusst wird, und bei dem zur Einstellung der Zeiger mit einer vorzugsweise feststehenden Marke in Deckung gebracht wird, wenn man mindestens ein Einstellglied der Belichtungsfaktoren
EMI2.1
kurve wirken lässt. die kraft- oder formschlüssig mit einem Schwenkbügel verbunden ist, welcher die AussenIager der Richtfedern des Zeigers trägt.
Bei einer solchen erfindungsgemässen Anordnung wird bei der Messung immer auf die gleiche Stellung der Spule im Luftspalt eingeregelt, also immer der gleiche Arbeitspunkt im Luftspalt benutzt. Damit ist man von der Eigencharakterisitk des Messwerkes unabhängig.
Das Drehmoment der Richtfedern ist proportional dem Verdrehungswinkel und somit auch der Verdrehungswinkel proportional dem durch die Drehspule fliessenden Strom.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, das Kernmagnetmesswerk so zu magnetisieren, dass bei Drehung von Zeiger und feststehender Marke sich die Drehspule im Bereich der maximalen Spa1tiduktion befindet. Da- durch wird die Empfindlichkeit in allen Punkten gleich der. Maximalempfindlichkeit in der Magnetisierungsrichtung.
Für die Einstellung des Zeigers auf die gehäusefeste Marke braucht nur ein kleiner Ausschlagbeieich des Zeigers sichtbar zu sein. Der nicht sichtbare Teil des Ausschlagbereiches kann durch Zeigeranschläge unterdrückt werden. Dadurch ist es möglich, zur Unterbringung einer grösseren Anzahl von Intervallen bzw. zur Vergrösserung der Intervalle den Schwenkwinkel des die Richtfedem verbindenden Bügels grösser als 90 zu machen. ohne dass die Gefahr eines überschwingen der Spule überdie neutrale Zone hinaus und damit eines Ausschlages in entgegengesetzter Richtung besteht.
Da bei den für Belichtungsmesser bzw. -regler verwendeten. Messwerken der Widerstand der Drehspule im allgemeinen die Grösse von 1000 bis 3000 H besitzt, steigt bei grösser werdender Helligkeit der Photostrom stärker an, als es der dem Strom proportionalen Skalencharakteristik entspricht. Um diesen Fehler auszugleichen, kann man den Widerstand des Aussenkreises des Photoelementes so weit vergrössern, dass sich für die geometrische Reihe der Helligkeitswerte ein annähernd linearer Anstieg des Photostromes ergibt, beispielsweise durch einen Reihenwiderstand von etwa 15 bis 25 k .
Man kann aber auch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die dem zu messenden Licht ausgesetzte Fläche des Photoelementes durch eine Blende so weit verkleinern, dass sich für die geometrische Reihe der zu messenden Helligkeitswerte ein linearer Anstieg des Photostromes ergibt. Die Blende wird
EMI2.2
wird gegenüber der nach dem Festwertprinzip arbeitenden Blendenregelung noch folgender Vorteil zusätzlich zu den bereits eingangs geschilderten Vorteilen erzielt : Bei der nach dem Festwertprinzip arbeitenden Blendenreglung wird der Photostrom für alle Messwerte auf einen Wert herabgesetzt, der dem Anfangsmesswert gleich ist. Das bedeutet, dass dann, wenn mit kleinen Photostromfestwert, also grosser Anfangsempfindlichkeit gearbeitet wird. die Öffnung'der Photoelementenblende bei grosser Helligkeit ausserordentlich klein wird.
Ist der Photostromfestwert etwa 2 uA und die Beleuchtungsstärke auf dem Photoelement etwa 5000 lx, so wird der Durchmesser der Öffnung etwa 1 mm. Die Änderung des Durchmessers für die nächste Stufe der zu messenden Helligkeit beträgt dann nur etwa 0, 2 mm. Es handelt sich also um Grössenordnungen, die in den Toleranzen der Geräte untergehen. Dazu kommen bei den kleinen Durchmessern noch die Streuungen durch-die inhomogene Lichtempfindlichkeit der Oberfläche des Photoelementes.
Wird mit einem grossen Photostromfestwert gearbeitet, so werden die Verhältnisse bezüglich Blenden- öffnung bei grossen Helligkeiten günstiger, jedoch fehlt hier dann die Anfangslichtempfindlichkeit. Die
<Desc/Clms Page number 3>
bekannte Festwertmethode mit Photoelementenblende hat also ausser den eingangs genannten noch den Mangel des beschränkten Messumfanges.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung wird auch dieser Mangel beseitigt, indem die Öffnung der Photoelementenblende bei steigender Helligkeit nur so weit verkleinert zu werden braucht, dass sich, wie bereits erwähnt, für den Anstieg der zu messenden Helligkeit in geometrischer Reihe ein Anstieg des Photostromes in arithmetischer Reihe ergibt, folglich ist der Messumfang in keiner Weise eingeschränkt.
In der'Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen halbautomatischen Belichtungsmesser für eine kinbmatographischeAufnahmekame- ra ohne Photoelementenblende, Fig. 2 zeigt einen halbautomatischen Belichtungsregler für eine kinematographische Aufnahmekamera mit zusätzlicher Photoelementenblende. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Objektivblendeneinstellung l, die Bildfrequenzeinstellung 2 sowie die Einstellung 3 zur Berücksichtigung der Filmempfindlichkeit über ein in seiner Wirkung bekanntes Differentialgetriebe, bestehend aus den Zahnrädern 4, 5. 6 und 7, mit einer Kurvenscheibe 8 gekuppelt. Diese wirkt auf einen Stift-9 ein, der an einem Schwenkbügel 10 befestigt ist.
Der Schwenkbügel 10, der die Richtfedern 13 der Messwerkspule 14 verbindet, weist Ansätze 12 auf, an denen die Richtfedern gelagert sind. In der Zeichnung ist nur die vordere'Richtfeder 13 und der vordere Ansatz 12 sichtbar, da die hintere Feder und der hintere Ansatz durch das Messwerk verdeckt sind.
Auf einem am Messwerk'll befestigten Bolzen 15 ist eine Feder 16 gelagert, die sich an den am Messwerk bzw. am Schwenkbügel 10 angeordneten Zapfen 17 und 18 abstützt. Durch diese Feder wird der Schwenkbügel 10 bzw. der an ihm befestigte Stift 9 an die Kurvenscheibe 8 gedrückt. Mit 19 ist das Photoelement und mit 20 ein Reihenwiderstand bezeichnet. Der Messwerkzeiger 21, der mit einer gehäusefe-. sten Marke 22 zur Deckung gebracht werden muss, ist in seinem, im Sucher der Kamera sichtbaren Ausschlag durch die Anschläge 23 und 24 begrenzt.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende :
Bildfrequenz und Filmempfindlichkeit werden vor der Messung mittels der Glieder 2 und 3 eingestellt und wirken über das Differentialgetriebe auf die Kurvenscheibe 8, die damit die entsprechende Grundeinstellung erhält. Bei der Messung wird durch Drehen des Objektivblendenringes 1 der Messwerkzeiger 21 mit der Marke 22 zur Deckung gebracht. Der Blendenring 1 wirkt dabei ebenfalls über das Differentialgetriebe auf die Kurvenscheibe 8.
Durch die Drehung der Kurvenscheibe8 wird der Schwenkbügel 10 bewegt, und dieser beeinflusst über die Richtfedern 13 die Stellung der Messwerkspule 14. Die Steigung der Kurve 8 ist der Charakteristik des Photoelementes 19 angepasst.
Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen halbautomatischen Belichtungsregler mit vor dem Photoelement angeordneter Blende.
Am Kernmagnetsystem 11 ist wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Schwenkbügel 10 drehbar gelagert, an dem die Richtfedem 13 befestigt sind. Der am Schwenkbügel 10 befestigte Stift 9 ist formschlüssig mit einer Kurvenscheibe 25 verbunden. Vor dem Photoelement 19 ist um einen Bolzen 26 drehbar eine Blende 27 gelagert, die einen Stift 28 trägt, der durch eine Feder 29 gegen die Kurvenscheibe 25 gedrückt wird. Der Einstellring 30 für die Objektivblende ist über eine Koppelstange 31 mit einer Scheibe 32 verbunden, die die Filmempfindlichkeitswerte trägt. Die Scheibe 32 steht über eine nicht näher dargestellte Friktionskupplung mit der Einstellscheibe 33 in Verbindung, die ihrerseits mit der Kurvenscheibe25 starr verbunden ist.
Die ungleichen Abstände der Objektivblendenwerte auf dem Einstellring 30 werden durch entsprechende Lage der Koppelpunkte'35 und 34. der Koppelstange 31 in gleichmässige Verdrehungswinkel der Scheibe 32 übersetzt.
Die Wirkungsweise der'Anordnung ist folgende :
Die Filmempfindlichkeit ist durch Verdrehung der Einstellscheibe 33 gegenüber der Scheibe 32 dem Belichtungsregler als Führungsgrösse vorgegeben. Bei der Messung wird durch Drehen des Blendeneinstellringes 30 der Messwerkzeiger 21 mit der gehäusefesten Marke 22 zur Deckung gebracht. Bei diesem Einstellvorgang wird durch die Verdrehung des Blendeneinstellringes 30 über die Koppelstange 31 die Scheibe 32, die Einstellscheibe 33 und schliesslich die Kurve 25 gedreht. Diese nimmt über den Stift 9 den Schwenkbügel 10 mit, der über die Richtfedern 13 die Stellung des Messwerkzeigers 21 beeinflusst.
Gleichzeitig gleitet an der Kurve 25 der Stift 28 entlang, so dass die vor dem Photoelement 19 gelagerte Blende 27 das Photoelement mehr oder weniger abdeckt. Die Steigung der Kurve 25 ist so abgestimmt, dass jeweils nur so viel von der Fläche des Photoelementes abgedeckt wird, als zur Erreichung eines dem Verdrehungswinkel des Schwenkbügels 10 proportionalen Photostromes notwendig ist.