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Photoelektrische Lichtmessvorrichtung und Verfahren zur Herstellung ihres Lichtempfängers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine photoelektrische Lichtmessvorrichtung, insbesondere einen Belichtungsmesser, mit einem Photoelement und ein Verfahren zur Herstellung ihres Lichtempfängers. Bekanntlich hängt die Beleuchtungsstärke-Photostrom-Charakteristik von Sperrschichtphotoelementen, z. B. von
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insbesondere photoelektrische Belichtungsmesser, deren Messinstrument zwangsläufig einen endlichen Widerstand aufweist, ist es aber wünschenswert,dass die Messwertanzeige logarithmisch-linear verläuft, d. h. dass den Beleuchtungsstärkewerten, welche in einer geometrischen Reihe aufeinanderfolgen, auf der Skala des Messinstrumentes Skalenpunkte mit zueinander gleichem Abstand entsprechen.
Aus diesem Grunde wurde bereits vorgeschlagen, bei Lichtmessern ein Messinstrument mit hohem In- nenwiderstand, gegebenenfalls unter Zuschaltung eines Vorwiderstandes, zu benutzen. Hiebei tritt jedoch, insbesondere bei höheren Beleuchtungsstärken, die Temperaturabhängigkeit des photoelektrischen Sperrschichteffektes stark in Erscheinung, was zu beträchtlichen Messfehlern führt und die Einschaltung eines den Temperaturfehler kompensierenden zusätzlichen Schaltelementes erfordert.
Ferner wurde bereits vorgeschlagen, ein sehr niederohmiges Anzeigeinstrument mit logarithmische Abhängigkeit des Zeigerausschlages vom Photostrom zu benutzen. Die Fertigung von Anzeigeinstrumenten mit logarithmischer Anzeigecharakteristik ist jedoch verhältnismässig kompliziert und teuer, insbesondere dann, wenn an die Anzeigegenauigkeit grössere Ansprüche gestellt werden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde auch schon versucht, bei photoelektrischen Belichtungsmessern mit Photoelement und linear anzeigendem Messinstrument parallel zum Photoelement eine Halbleiterdiode, beispielsweise eine Germaniumdiode, zu schalten, deren Widerstand bekanntlich spannungsabhängig ist. Auch diese Versuche führten jedoch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis, da die Spannungsabhängigkeit der benutzten Halbleiterdioden in den bei Belichtungsmessem vorkommenden Bereichen nicht im erforderlichen Umfang in Erscheinung tritt.
Ferner ist es bekannt, bei photoelektrischen Belichtungsmessern dem Photoelement einen vom Aufnahmeobjekt ebenfalls beleuchteten Selenwiderstand parallel zu schalten. Hiebei wurden jedoch für Photozelle und Photowiderstand individuelle Bauelemente benutzt, welche den Zusammenbau des Belichtungsmessers sehr erschweren.
Gemäss der Erfindung wird nun vorgeschlagen, den aus dem Photoelement und dem Photowiderstand gebildeten Lichtempfänger als eine Baueinheit auszubilden, insbesondere durch Anordnung auf einer gemeinsamen Grundplatte, wobei das Photoelement und der Photowiderstand auf dieser Grundplatte nebeneinander angeordnet oder in Form von mehreren Streifen ausgebildet sein können, die auf der Grundplatte in abwechselnder Folge nebeneinanderliegen.
Das Photoelement und der Photowiderstand können auf der gemeinsamen Grundplatte auch übereinander angeordnet sein, wobei der Grundplatte eine Selenschicht, eine lichtdurchlässige leitfähige Deckschicht, eine lichtdurchlässige Isolierschicht und eine Photowiderstandsschicht überlagert sein können und die Photowiderstandsschicht einerseits mit der Deckschicht und anderseits mit der Grundplatte leitend verbunden sein kann.
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Gemäss einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann in Reihe und/oder parallel zum
Photowiderstand mindestens ein ohm'scher Widerstand angeordnet sein. Mindestens einer dieser ohm'schen
Widerstände kann in die Baueinheit des aus Photoelement und Photowiderstand bestehenden Lichtemp- fängers einbezogen und als Schichtwiderstand ausgebildet sein. Der in Reihe mit dem Photowiderstand ge- schaltete Schichtwiderstand kann zwischen der Grundplatte und der Photowiderstandsschicht liegen oder neben der Photowiderstandsschicht angeordnet und mit der Grundplatte leitend verbunden sein. Der par- allel zumPhotowiderstand geschaltete Schichtwiderstand wird zweckmässigerweise neben der Photowider- standsschicht angeordnet und mit dem Serienwiderstand leitend verbunden.
Zur Herstellung des erfindungsgemässen, aus einem Photoelement und einem Photowiderstand bestehenden Lichtempfängers wird vorgeschlagen, zunächst die Photowiderstandsschicht auf den einen Teil der Grundplatte aufzudampfen, zu erwärmen und durch kathodische Bestäubung mit Indium oder Gallium zu kontaktieren und danach unter Abdeckung der bereits aufgebrachten Photowiderstandsschicht dieSelen- schicht auf den andern Teil der Grundplatte aufzudampfen, zu erwärmen und durch kathodische Bestäubung mit einem Edelmetall oder mit Cadmium zu kontaktieren.
Statt dessen kann der erfindungsgemässe Lichtempfänger auch in der Weise hergestellt werden, dass zunächst die Photowiderstandsschicht auf den einen Teil der Grundplatte aufgedampft, erwärmt und in einer elektrischen Glimmentladung gereinigt wird, danach unter Abdeckung der Photowiderstandsschicht die Selenschicht auf den andern Teil der Grundplatte aufgedampft wird und schliesslich die beiden Schichten durch kathodische Bestäubungmit einem Edelmetall oder mit Cadmium gemeinsam kontaktiert werden.
Die erfindungsgemässe Lichtmessvorrichtung ist mit dem Vorteil einer überraschend guten logarithmisch-linearen Abhängigkeit der Messwertanzeige von der Beleuchtungsstärke verbunden. Trotzdem kann ein niederohmiges Anzeigeinstrumentmit linearer Charakteristik benutzt werden, so dass die Lichtmessung durch Temperaturfehler praktisch nicht beeinträchtigt wird und die Gestehungskosten für das Messinstrument gering sind. Der Aufbau der erfindungsgemässen Einrichtung ist überraschend einfach.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung hervor. Diese sind in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine photographische Kamera, in welche ein photoelektrischer Belichtungsmesser der erfindungsgemässen Art eingebaut ist, Fig. 2 das Schaltbild einer einfachen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 das Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4-8 verschiedene Ausführung- E formen des Lichtempfängers des erfindungsgemässen Belichtungsmessers im Schnitt, Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Lichtempfängers in perspektivischer Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine photographische Kamera, deren Gehäuse mit 1, das Gehäuseoberteil mit 2 und das Aufnahmeobjektiv mit3 bezeichnet ist. Im Gehäuseoberteil 2 sind der Durchsichtsucher 4 und hinter einer Wabenblende 5 das Photoelement 6 und der Photowiderstand 7 des erfindungsgemässen, in die Kamera eingebauten Belichtungsmessers nebeneinander angeordnet.
Das Photoelement 6 und der Photowiderstand 7 liegen somit gemeinsam im Strahlengang des zu messenden Lichtes, wobei die Beleuchtungsstärke auf dem Photoelement und auf dem Photowiderstand gleich ist. Auch der Winkelbereich, innerhalb dessen die Lichtstrahlen auf das Photoelement 6 und auf den Photowiderstand 7 treffen, sind für beide Bauelemente praktisch gleich. Selbstverständlich wäre es jedoch auch möglich, das Photoelement 6 und den Photowiderstand 7 derart anzuordnen, dass die Beleuchtungstärke am Photoelement 6 der Beleuchtungsstärke am Photowiderstand zwar nicht gleich, aber proportional ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind das Photoelement 6 und der Photowiderstand 7 im Stromkreis des Belichtungsmessers parallel zueinander geschaltet. Das in Fig. 1 nicht dargestellte, ebenfalls in die Kamera eingebaute Messinstrument ist in Fig. 2 mit 8 bezeichnet. In Serie. mit dem Photoelement 6 und dem Photowiderstand 7 liegt der Justierwiderstand 9.
Das als Drehspulinstrument ausgebildete linear anzeigende Messinstrument 8 weist einen geringen In- [lenwiderstand auf. Demgegenüber ist der Widerstandswert des Photowiderstandes 7 bei Nichtbeleuchtung verhältnismässig hoch und sinkt bei zunehmender Beleuchtungsstärke, so dass er bei höheren Beleuchtung stärken mit Zunahme derselben als immer stärkerer Kurzschluss wirksam wird und den durch das Instrument 8 fliessenden Strom begrenzt, derart, dass dem geometrischen Fortschritt der Beleuchtungsstärken am Photoelement 6 und Photowiderstand 7 ein linearer Anstieg des durch das Messinstrument 8 hindurchfliessenden Photostromes entspricht. Es ergibt sich somit eine logarithmisch-lineare Charakteristik der Messwertanzeige.
Zur genauen Anpassung des Photowiderstandes an die übrigen Schaltelemente des Belichtungsmessers können-wie aus Fig. 3 ersichtlich ist-in Serie und parallel zum Photowiderstand 7 je ein weiterer, vorzugsweise justierbarer Widerstand 10,11 geschaltet werden.
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