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Zeitschaltvorrichtung für photographische Geräte
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zeitschaltvorrichtung für photographische Geräte miteiner Mehr- elektrodenröhre, einem während des Schaltzeitablaufes seinen Ladungszustand ändernden, mitdem Steuergit- ter der Röhre verbundenen Zeitkreiskondensator und einer den Schaltzeitablauf beeinflussenden Enrichtung zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten des lichtempfindlichen Materials.
Bekanntlich soll die Belichtung von lichtempfindlichem Material nach der Beziehung
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se berücksichtigt, dass die Empfindlichkeit der im Strahlengang des Kopierlichtes angeordneten Photozelle während des Schaltzeitablaufes entweder optisch oder elektrisch verändert wurde. Ferner wurde bereits vorgeschlagen, zurBeriicksichtigung des Schwarzschild-Exponenten denLadestromkreis des Zeitkreiskondensa- tors zu beeinflussen.
Mit den obengenannten Vorrichtungen konnte jedoch die vorliegende Aufgabe nicht in befriedigender Weise gelöst werden, zumindest nicht ohne einen grösseren Aufwand an Mitteln.
Gemäss der Erfindung ist deshalb bei Zeitschaltvorrichtungen der eingangs genannten Art die Enrichtung zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten mit der Kathode der Röhre verbunden und bewirkt eine Veränderung des Potentials der Kathode während des Schaltzeitablaufes.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Einrichtung zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten einen Spannungsteiler und eine an sich bekannte Antriebsvorrichtung, welche den mit der Kathode der Röhre verbundenen Abgriff des Spannungsteilers während des Schaltzeitablaufes verstellt. Erfindungsgemäss ist zwischen der Antriebsvorrichtung und dem Abgriff des Spannungsteilers eine an sich bekannte magnetische Kupplung angeordnet, welche durch ein Relais der Zeitschaltvorrichtung selbsttätig gesteuert wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten einen mit der Kathode der Röhre verbundenen, während des Schaltzeitablaufes in an sich bekannter Weise seinen Ladungszustand ändernden Kondensator auf. Erfindungsgemäss ist diesem Kondensator ein von einem Relais der Zeitschaltvorrichtung betätigter Schalter zugeordnet, durch den der Kondensator in an sich bekannter Weise in einen Ladestromkreis einschaltbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein RC-Glied vorgesehen, durch welches die Spannung der im Ladestromkreis des letztgenannten Kondensators liegendenspannungsquelle während des Schaltzeitablaufs ver- ändert wird.
Gemäss der Erfindung sind im Stromkreis der Einrichtung zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten verstellbare Widerstände angeordnet, durch welche das Mass der Beeinflussung des Kathodeapotentials in Abhängigkeit von der Grösse des Schwarzschild-Exponenten des lichtempfindlichen Materials einstellbar ist.
Der Gegenstand der Erfindung ermöglicht die Lösung der vorliegenden Aufgabe in sehr zufriedenstel- lender Weise bei einem verhältnismässig geringen Aufwand an Mitteln.
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Weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich. Diese Ausführungsformen sind in. den. Zeichnungen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 das Schaltbild einer erstenausfübmmgsform der Erfindung mit einer durch einen Motor angetriebenen Vorrichtung zur Veränderung des Kathodenpotentials einer Röhre, Fig. 2 das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem das Kathodenpotential beeinflussenden Kondensator und Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, die eine weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der Fig. 2 darstellt..
In den Figuren ist mit 1 die Kopierlampe eines nicht dargestellten photographischen Kopiergerätes
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Leitungen 2, 3Zur selbsttätigen Abschaltung der Kopierlampe 1 nach Ablauf der optimalen Belichtungszeit ist eine photoelektrische Belichtungsregelvorrichtung vorgesehen. Sie umfasst einen Schaltkreis 6 und einen Zeit- kreis 7, welche an die Sekundärspulen 8, 9 eines primärseitig am Netz 4, 5 liegenden Transformators 10 angeschlossen sind, und zwar unter Zwischenschaltung je einer Gleichrichteranordnung 11, 15, denen in bekannter Weise Kondensatoren 12, 13 bzw. 16, 17 und Widerstände 14 bzw. 18 zur Glättung des gleichgerichteten Stromes zugeordnet sind.
Zwischen dem negative Spannung führenden Leiter 19 und dem positive Spannung führenden Leiter 20 des Schaltkreises 6 sind in Serienschaltung das Thyratron 21, das Relais 22 und der Auslöseschalter 23 an- geordnet. Das Relais 22 betätigt u. a. den Schalter 22a im Stromkreis der Kopierlampe 1.
Im Zeitkreis 7 sind zwischen den negative Spannung führenden Leiter 24 und den positive Spannung führenden Leiter 25 die Photozelle 26 und der Kondensator 27 in Reihe geschaltet. Die Photozelle 26, die auch als Elektronenvervielfacher ausgebildet sein kann, ist am nicht dargestellten Kopiergerät derart an- geordnet, dass sie während der Belichtung des Kopiermaterials von Lichtstrahlen der Kopierlampe l getrof- fen wird. Der Ladekondensator 27 ist über den Leiter 28 an das Gitter 29 des Thyratrons 21 angeschlossen.
Parallel zum Kondensator 27 ist der vom Relais 22 betätigte Schalter 22b geschaltet.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liegt zwischen den Leitern 24, 25 parallel zur Photozelle 26 und zum Kondensator 27 ein Spannungsteiler, der aus den regelbaren Widerständen.
30,32 und dem zwischen ihnen angeordneten Potentiometer 34 besteht. Die Schleifer 31, 33 der Widerstände 30,32 sind mechanisch miteinander gekuppelt. Der Abgriff 35 des Potentiometers 34 ist über den teilweise flexiblen Leiter 86. mit der Kathode 37 des Thyratrons 21 leitend verbunden und auf einer Welle 38 angeordnet, welche durch die magnetische Kupplung 39, 40 mit der Welle 41 eines Elektromotors 42 gekuppelt werden kann. Die Motorwelle 41 rotiert gleichförmig entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers. Die Welle 38 steht unter der Wirkung einer Spiralfeder 43, welche bestrebt ist, die Welle 38 und somit den Potentiometerabgriff 35 im Uhrzeigerdrehsinn zu verdrehen.
Zum Anschluss des Motors 42 und der magnetischenKupplung39, 40 an die Stromquelle dientder Transformator 44, der primärseitig am Netz 4, 5 liegt. Der Motor 42 ist über die Leitungen 45,46 an eine Sekundärwicklung 47 des Transformators 44 angeschlossen, während der nicht dargestellte Elektromagnet der magnetischen Kupplung 39,40, der auf der Kupplungsscheibe 40 angeordnet ist, über die Leiter 48,49 und den vom Relais 22 betätigten Schalter 22c mit einer weiteren Sekundärwicklung 50 des Transformators 44 verbunden ist. Zur Stromübertragung dienen zwei auf einer Hülse 51 der Kupplungsscheibe 40 angeordnete Schleifringe 52, 53, an denen Schleifkontakte 54, 55 der Leiter 48, 49 federnd anliegen.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 im Bereitschaftszustand dargestellten Vorrichtung ist folgende : Bei geöffnetem Hauptschalter 56 ist die gesamte Vorrichtung stromlos, die Schalter 22a, 22c sind geschlossen, der Schalter 22b ist geöffnet. Der Abgriff 35 des Potentiometers 34 liegt unter der Wirkung der Feder 43
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schalters 56 zündet sofort die Röhre 21, da ihr Gitter 29 zunächst positiv gegen die Kathode 37 ist. Hiedurch wird das Relais 22 erregt, so dass die Schalter 22a, 22b, 22c in die aus Fig. l ersichtliche Stellung umgelegt werden. Dabei wird das Gitter 29 der Röhre 21 negativ gegen die Kathode 37, was aber den Stromdurchgang die Röhre 21 nicht unterbricht. Die Kathode 37 der Röhre 21 liegt auf dem Potential des Kontaktpunktes 57 zwischen dem Widerstand 30 und dem Potentiometer 34.
Ferner wird durch das Schlie- ssen des Hauptschalters 56 der Motor 42 eingeschaltet, die Kupplung 39, 40 bleibt jedoch unwirksam.
Soll nun ein Belichtungsvorgang stattfinden, so wird der Auslöseschalter 23 vom Kontaktelement 58 auf das Kontaktelement 59 umgelegt. Durch das kurzzeitige Öffnen des Schalters 23 erlischt die Röhre 21, las Relais 22 wird stromlos und die Schalter 22a, 22c werden, geschlossen, der Schalter 22b wird geöffnet.
Hiedurch wird einerseits die Kopierlampe 1 eingeschaltet, während anderseits die magnetische Kupplung 39, 40 wirksam wird, so dass die Welle 38 und mit ihr der Potentiometerabgriff 35 durch den Motor42 entgegen der Wirkung der Feder 43 entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers verdreht werden. Der Potentiome-
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terabgriff 35 wandert während seiner Verstellung auf dem Potentiometerwiderstand 34 in Richtung zum Widerstand 32, so dass das Potential der Kathode 37 der Röhre 21 mit zunehmender Belichtungsdauer nach positiven Werten hin verändert wird.
Gleichzeitig wird durch den Photostrom der Photozelle 26 der Zeitkreiskondensator 27 aufgeladen.
Sobald das mit ihm verbundene Gitter 29 der Röhre 21 die Zündspannung im bezug auf die Kathode 37 erreicht hat, zündet die Röhre 21, das Relais 22 wird wieder erregt und die Schalter 22a, 22b, 22c werden
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wird die magnetische Kupplung 39, 40 unwirksam, so dass die Welle 38 und mit ihr der Potentiometerabgriff 35 durch die Feder 43 im Uhrzeigersinn verdreht und in die Ausgangslage zurückgestellt werden, wobei das Kathodenpotential der Röhre 21 wieder auf das Potential des Kontaktpunktes 57 absinkt.
Es kann nachgewiesen werden, dass bei einem Belichtungsvorgang der Schwarzschild-Exponent p in exakter Weise Berücksichtigung findet, wenn sich das Potential U der Kathode 37 in Abhängigkeit von der Belichtungszeit t nach folgender Gleichung ändert :
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dabei sind die Bauelemente der Schaltung so dimensioniert, dass das Kathodenpotential zur Zeit t = to
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Durch einen entsprechenden Widerstandsverlauf des Potentiometerwiderstandes 34 oder auch durch ein zwischen der Kupplungsscheibe 39 und dem Potentiometerabgriff 35 angeordnetes Getriebe, z. B. durch ein Kurvensteuergetriebe, wird erreicht, dass sich das am Potentiometerwiderstand 34 abgegriffene Kathodenpotential in Abhängigkeit von derBelichtungsdauer exakt nach der obengenannten Gleichung ändert. Dabei wird die Rotationsgeschwindigkeit der Welle 38 so gewählt, dass der Abgriff 35 den Widerstand 34 während der längsten üblicherweise vorkommenden Belichtungszeit ganz durchläuft.
Durch Verstellen der beiden miteinander gekuppelten Schleifer 31, 33 der Widerstände 30, 32 lässt sich die Vorrichtung verschiedenen Schwarzschild-Exponenten anpassen. Mit der obengenannten Anordnung lassen sich Schwarzschild-Exponenien p < l berücksichtigen. Für den Fall p > 1, der allerdings in der Praxis kaum vorkommt, kann durch ein zweites, wahlweise einzuschaltendes und in den Zeichnungen nicht dargestelltes Potentiometer eine Verschiebung des Kathodenpotentials nach dem Negativen hin ermöglicht werden.
Eine näherungsweise Lösung der vorliegenden Aufgabe mit wesentlich einfacheren Mitteln gestattet die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform entspricht hinsichtlich des Schaltkreises 6 und des Zeitkreises 7 der in Fig. 1 gezeigten Belichtungsregelvorrichtung. Die zeitliche Veränderung des Kathodenpotentials der Röhre 21 wird jedoch nicht mehr durch einen motorisch angetriebenen Potentiometerabgriff, sondern durch einen zusätzlichen, seinen Ladezustand ändernden Kondensator 60 erreicht.
Der Kondensator 60 liegt in Reihe mit einem regelbaren Widerstand 61 und ist an die Abgriffe 64,66 zweier Potentiometer angeschlossen, deren Widerstände 63,65 hintereinandergeschaltet und zwischen den Leitern 24,25 des Zeitkreises 7 angeordnet sind. Der Schleifer des Widerstandes 61 und die Potentiometerabgriffe 64,66 sind mechanisch miteinander gekuppelt. Die Kontaktstelle 67 zwischen dem Kondensator 60 und dem Widerstand 61 ist über den Leiter 68 mit der Kathode 37 des Thyratrons 21 verbunden. Parallel zum Kondensator 60 liegt der vom Relais 22 betätigte Schalter 22d.
In dem in Fig. 2 gezeigten Ausgangszustand der Vorrichtung sind die Kondensatoren 27 und 60 kurzgeschlossen, durch die Röhre 21 fliesst Strom. Das Potential ihres Gitters 29 ist jedoch negativ in bezug auf das Kathodenpotential, das dem Potential des Potentiometerabgriffs 63 entspricht.
Bei Schaltzeitbeginn, d. h. beim Umlegen des Auslöseschalters 23, öffnen die Schalter 22b, 22d.
Danach steigen die Spannung am Zeitkreiskondensator 27 und somit das Potential des Gitters 29 der Röhre 21 linear an, während die Spannung am Kondensator 60 und somit das Potential der Kathode 37 nach einer logarithmischen Funktion ansteigen. Sobald das Gitter 29 der Röhre 23 in bezug auf die Kathode 37 die Zündspannung erreicht hat, zündet die Röhre 21 durch, das Relais wird erregt. Hiedurch wird in analoger Weise wie bei der in Fig. l gezeigtenAusführungsform der Belichtungsvorgang beendet ; die Kondensatoren 27,60 werden kuzgeschlossen.
Die Spannung des Kondensators 60 kann während seinerAufladung bis zu einem Maximalwert ansteigen, der durch den Unterschied der Potentiale der Potentiometerabgriffe 64,66 bestimmt ist. Der Widerstand 61 ist unter Berücksichtigung der Einstellung der Potentiometerabgriffe 64,66 so eingestellt, dass die Dauer der Aufladung des Kondensators 60 auf den Maximalwert der längsten, üblicherweise vorkommen-
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den Belichtungszeit entspricht.
Durch Verstellen der Potentiometerabgriffe 64,66 und des Schleifers des Widerstandes 61 kann die
Vorrichtung wiederum verschiedenen Schwarzschild-Exponenten angepasst werden.
Eine weitergehende Annäherung an die exakte Lösung der vorliegendenAufgabe kann erreicht werden, wenn anstatt eines einzigen RC-Gliedes, wie es beim Gegenstand der Fig. 2 Verwendung findet (Schalt- elemente 60,61), zwei RC-Glieder verwendet werden. Diese Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt.
Dort entsprechen der Schaltkreis 6 und der Zeitkreis 7 wiederum den entsprechenden Baugruppen der
Fig. l und 2. Zwischen den Leitern 24, 25 des Zeitkreises 7 sind parallel zur Photozelle 26 und zum Zeit- kreiskondensator 27 die Widerstände 69,71, 73 dreier Potentiometer in Serienschaltung angeordnet. Zwi- schen den Potentiometerabgriffen 70, 72 liegen ein Kondensator 75 und ein Widerstand 76 eines ersten RC-
Gliedes sowie ein regelbarer Widerstand 77, während zwischen den Potentiometerabgriffen 72, 74 ausser dem Widerstand 77 ein Kondensator 78 angeordnet ist. Der Kondensator 78 bildet mit dem Widerstand 77 das zweite RC-Glied.
Damit sich die beiden RC-Glieder gegenseitig nicht wesentlich beeinflussen, ist der
Widerstandswert des Widerstandes 76 erheblich grösser als der Widerstandswert : des Widerstandes 77. Der Kondensator 75 ist über den Leiter 79 mit der Kathode 37 der Röhre 21 verbunden. Parallel zu den Kondensatoren 75, 78 liegen die Schalter 22e, 22f, welche durch das Relais 22 betätigt werden.
Vor Schaltzeitbeginn sind die Kondensatoren 75, 78 kurzgeschlossen, die Kathode 37 der Röhre 21 liegt auf dem Potential des Abgriffe 70. Beim Umlegen des Auslöseschalters öffnen die Schalter 22e, 22f, die Aufladung der Kondensatoren 75,78 setzt ein. Das Potential der Kathode. 37 der Röhre 21 steigt entsprechend der Spannung am Kondensator 75 an. Die Zündung der Röhre 21 und die Beendigung des Belichtungsvorganges erfolgen in analoger Weise wie bei den Vorrichtungen gemäss Fig. 1 und 2.
Das RC-Glied 75,76 liegt bei Schaltzeitbeginn an einer Spannung, welche der Potentialdifferenz zwischen den Potentiometerabgriffen 70,74 entspricht. Durch das zusätzliche RC-Glied 77,78 wird erreicht, dass die am RC-Glied 75, 76 liegende Spannung mit zunehmender Dauer des Schaltzeitablaufs auf einen Wert abklingt, welcher der Potentialdifferenz zwischen den Potentiometerabgriffen 70, 72 entspricht. Hiedurch kann erreicht werden, dass bei der obengenannten Vorrichtung der Potentialanstieg an der Kathode 37 der Röhre 21 im ersten Teil des Schaltzeitablaufs schneller erfolgt als bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung, bei welcher das Kathodenpotential nach einer logarithmischen Funktion ansteigt.
Selbstverständlich kann auch der Gegenstand der Fig. 3 durch Verstellen der Potentiometerabgriffe 70, 72, 74 und der variablen Widerstände 76,77 verschiedenen Schwarzschild-Exponenten angepasst werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zeitschaltvorrichtung für photographische Geräte mit einer Mehrelektrodenröhre, einem während des Schaltzeitablaufes seinenLadungszustand ändernden, mit dem Steuergitter der Röhre verbundenen Zeitkreiskondensator und einer den Schaltzeitablauf beeinflussenden Einrichtung zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten des lichtempfindlichen Materials, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (34, 42 ; 60 ; 75) zur Berücksichtigung des Schwarzschild-Exponenten mit der Kathode (37) der Röhre (21) verbunden ist und eine Veränderung des Potentials der Kathode (37) während des Schaltzeitablaufer bebewirkt.