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Hochempfindlicher Belichtungsmesser
Mit Belichtungsmessern üblicher Bauart, bei denen als lichtempfindliches Organ Photoelemente ver- wendet werden, kann man bestenfalls Leuchtdichten von etwa 3 asb bzw. im Falle der Lichtmessung etwa 20 Lux messen. Für die neuerdings auf dem Markt erschienenen höchstempfindlichen Schwarz-Weissund Farbfilme sind solche Belichtungsmesser nicht mehr voll brauchbar, da die neuen Filme auch noch bei so schwachen Beleuchtungen verwendet werden können, bei denen die Belichtungsmesser bereits versagen.
Es ist zwar bekannt, die Empfindlichkeitsgrenze dadurch nach unten zu verlegen, dass man gesonderte Zusatzelemente dem Grundelement parallelschaltet. Die Ergebnisse sind unzureichend und rechtfertigen den Aufwand ebensowenig wie die bekannte Verwendung von Photostromverstärkern, die für komplizierte Temperaturkompensationen für ein Amateurgerät wirtschaftlich nicht tragbar sind.
Hochempfindliche Belichtungsmesser sind allein durch die Verwendung eines Photowiderstandes gegeben, weil dann die elektrische Leistung nicht der Messzelle, sondern einer Fremdstromquelle entnommen wird. Es ist jedoch hervorzuheben, dass eine erhebliche Steigerung des Messumfanges nicht allein dadurch erzielbar ist, dass das ursprünglich verwendete Photoelement gegen einen Photowiderstand mit
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widerstandes Schwierigkeiten, die allein durch erfinderische Überlegungen zu überwinden sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen hochempfindlichen Belichtungsmesser, dessen Gesamtmessbereich in mehrere Teilbereiche aufgeteilt ist und er kennzeichnet sich erfindungsgemäss dadurch, dass zu dem Anzeigeinstrument so viel unter sich inSerie liegende Widerstände parallel liegen, als Teil- messbereiche vorhanden sind und dass diesen Widerständen über Schalter, die den einzelnen Bereichen zugeordnet sind, der durch einen Photowiderstand entsprechend dem Lichteinfall gesteuerte Messstrom jeweils über einen justierbaren Abgriff zugeführt wird. Vorzugsweise wird der Belichtungsmesser für zwei Messbereiche gebaut.
Bei einer Anfangsempfindlichkeit von 0,025 asb bzw. 0,15 Lux kann in etwa 20 Lichtwertstufen ein Messumfang von 1 : 1000000 erzielt werden, wobei beide Messbereiche auf ein und derselben Skala abgelesen werden können. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen verdeutlichten Ausführungsbeispiels.
Es zeigen : Fig. 1 das Prinzipschaltbild des Belichtungsmessers für zwei Messbereiche, die Fig. 2 und 3 die bei Messung in dem einen oder in dem andern Bereich jeweils wirksamen Schaltelemente der Schal- tung nach Fig. 1, Fig. 4 ein Schema der Schalterbetätigung und der Arretierung der Instrumentennadel, Fig. 5 die Halterung des Photowiderstandes und seiner Linse, Fig. 6 das Messwerk, Fig. 7 die Zusammenhänge ziwschen Strom und Beleuchtung bei Vornahme der Abgleichung des Instrumentes, Fig. 8 eine mögliche Skala, Fig. 9 den Belichtungsmesser als Ganzes und Fig. 10 und 11 zugehörige Einzelheiten.
Die elektrische Gesamtschalung eines Gerätes mit zwei Teilmessbereichen ist in Fig. 1 dargestellt.
Danach liegt der Photowiderstand 1, dessen Lichteintrittsöffnung mit einer Linse l'versehen ist, einerseits an der Batterie 2 und kann anderseits wahlweise entweder über den Schalter 3 und die Widerstän- de 4 und 5 (Messbereich I bei schwachem Licht) oder über den Schalter 6 und die Widerstände 7 und 8 (Messbereich II bei starkem Licht) mit dem Anzeigeinstrument 9 verbunden werden. Über den Schalter 10 können die Widerstände 11 und 12 zur Batterieprüfung eingeschaltet werden.
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Die Widerstände 4, 5. 7,8 und 11 sind vorzugsweise kleine Schichtpotentiometer (Trimmer) und dienen zum weiter unten ausführlich beschriebenen Abgleich des Gerätes. bzw. zur Änderung der Messwerksempfindlichkeit.
Fig. 2 zeigt nicht nur die bei geschlossenem Schalter 3 (Messbereich I) wirksamen Bauelemente, wo- ; bei der Widerstand 5 durch seine beiden Teilwiderstände 5und 5''dargestellt ist, sondern ausserdem in schematischer Darstellung auch noch die Diffusorkalotte 13, die bei einer Lichtmessung vor die Lichteintrittsöffnung des Photowiderstandes 1 geschoben wird. Dieser Diffusor und seine unverlierbare Befestigung werden weiter unten noch näher beschrieben.
In Fig. 3 ist der Stromverlauf bei geschlossenem Schalter 6 (Messbereich H) dargestellt, wobei der ) Widerstand 8 aus den Teilwiderständen 8'und 8"besteht. Vor der Lichteintrittsöffnung liegt jetzt, des starken Lichtes wegen, zusätzlich noch ein Graufilter 14, das die Intensität des durch die Pfeile angedeuteten einfallenden Lichtes auf etwa den 50. Teil schwächt.
Der vorliegende Belichtungsmesser besitzt eine Vorrichtung, die den Zeiger in Ruhestellung festklemmt und ihn nur zur Messung freigibt. Die Freigabe des Zeigers erfolgt, wenn einer der drei Schali ter 3,6 oder 10 betätigt wird. Das Zusammenwirken der drei Schalter mit der Zeigerarretierung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Man erkennt, dass alle drei Schalter i ni Ruhestand geöffnet sind, was die unter den Druckknöpfen 15,16 und 17 liegenden Federn 18,19 und 20 bewirken. Die unteren Enden der Schaltstangen 21, 22 und 23 sind mit den Anschlägen 24,25 und 26 versehen, die im Ruhezustand in kurzem Abstand von der Zeigerarretiervorrichtung stehen. Durch letztere wird der an der Drehspule 27 befestigte Zeiger 28 an seinem kUrzeren Ende festgehalten, indem nämlich letzteres von der federnden Backe 29 an den Anschlag 30 gedrückt wird.
An den Schaltstangen 21 und 22 sind ausserdem noch je eine farbige Marke 31 und 32 angebracht, die beim Drücken des betreffenden Knopfes im entsprechenden Fenster 33 oder 34 sichtbar werden. Diese Sichtfenster befinden sich an der jeweils gültigen Skala und zeigen damit dem Benutzer an, auf welcher i der beiden Skalen er ablesen muss.
Ausserdem ist Fig. 4 zu entnehmen, dass im Ruhezustand das Graufilter 14 ständig vor der Lichteintrittsöffnung des Photowiderstandes liegt. Dies deshalb, weil die Widerstandscharakteristik eines Photowiderstandes davon beeinflusst ist, ob der Widerstand im Ruhezustand abgedunkelt oder beleuchtet war.
Der Photowiderstand soll demnach möglichst nur während der Messung dem Licht ausgesetzt werden.
Soll nun beispielsweise eine Messung bei schwachem Licht durchgeführt werden, wird der Messbe- reich I durch Drücken des Knopfes 15, der mit dem Schalter 3 verbunden ist, eingeschaltet. Der Anschlag 24 drückt auf die Backe 29 ; der Zeiger 28 wird freigegeben und stellt sich auf den Messwert ein und die farbige Marke 31 erscheint im Schaufenster 33. Wird der Knopf 15 losgelassen, hebt sich der Anschlag 24 von der Backe 29 ab, der Zeiger wird in der Messstellung festgehalten. Beim Niederdrücken des Knopfes 15'wird ausserdem das Filter 14 aus seiner Ruhestellung von der Lichteintrittsöffnung weggeschwenkt, so dass das volle Licht auf den Photowiderstand fallen kann.
Soll dagegen bei hellem Licht, im Messbereich II, gemessen werden, wird der Knopf 16 gedrückt. Dadurch wird der Schalter 6 geschlossen, der Anschlag 25 drückt wieder auf die Backe 29 und gibt den Zeiger 28 frei. Das farbige Schauzeichen 32 erscheint im Sichtfenster 34. In diesem Falle bleibt das Filter 14 vor der Lichteintrittsöffnung, so dass das einfallende Licht auf etwa 1/50 seiner wirklichen Stärke geschwächt wird.
Soll die Spannung der eingebauten Batterie kontrolliert werden, wird der Knopf 17 gedrückt. Dabei wird der Schalter 10 geschlossen ; der Anschlag 26 drückt auf die Backe 29 und gibt den Zeiger 28 frei ; spielt dieser auf einen besonders gekennzeichneten Skalenstrich ein, so besitzt die Batterie noch genügende Spannung.
Fig. 5 zeigt, wie der Photowiderstand 1 und die Linse l'in dem lichtdichten Gehäuse 35 zusammengebaut sind. Ein derartiges Gehäuse ist erforderlich, da die Anordnung so extrem empfindlich ist, dass auch das geringste auf den Photowiderstand fallende Nebellicht das Messergebnis merkbar verfälschen würde. Die Zuführungsdrähte 36 sind ebenfalls lichtdicht herausgeführt.
Das Messwerk selbst ist schematisch in Fig. 6 dargestellt. Es ist ein Kernmagnetmesswerk, dessen äusserer Rtickschlussring 37 mit einem Rundloch 38 versehen ist, um dadurch eine bestimmte Anzeigecharakteristik zu erzielen. Ein verschiebbarer Weicheisenring 39 umgibt den Rückschlussring 37 ; er dient als ver- änderlicher magnetischer Nebenschluss bei der Eichung und Justierung des Gerätes, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
Zum elektrischen Abgleichen des Gerätes bei vorgegebener gedruckter Skala dienen, wie schon erwähnt, die Widerstände 4, 5, 7 und 8. Wie die Anzeigekurve mit den vorbestimmten Sollwerten in Über-
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einstimmung gebracht wird, ist in Fig. 7 an Hand eines Diagramme dargestellt.
Jeder bestimmten Beleuchtung muss auch ein bestimmter Strom entsprechen. Im Diagramm sind als Beispiel die drei Abgleichpunkte E,E und Es eingezeichnet, denen bei derBeleuchtungL.,L,L jeweils die Ströme J.,J,J entsprechen sollen. Ein ab : ; der Fabrikation kommender Belichtungsmesser habe beispielsweise die Anzeigecharakteristik A, d. h. die Kurve geht vorerst durch keinen der drei Eichpunkte.
Bei eingeschaltetem Messbereich 1, der sich ja mit dem Messbereich Il zu einem Teil überdecken muss wird zuerst das Potentiometer 5 verstellt, u. zw. in der Richtung, dass die Kurve A eine Parallelerschiebung in Richtung auf den Eichpunkt El erfährt, bis sie diesen Punkt schneidet. Es ergibt sich dann die Kurvenlage B. Um die Kurve nun auch durch denEichpunktE gehen zu lassen, wird durch Verstellen des Widerstandes 4 der Aussenwiderstand so verändert, dass sich die Eichkurve neigt und in der Lage C nun auch den Eichpunkt E2 schneidet. Die Einstellung auf den Eichpunkt E3 erfolgt durch Verändern des magnetischen Nebenschlusses 39 am Messwerk, wie bereits geschildert. Die endgültige Kurvenlage ist mit D bezeichnet.
Bei eingeschaltetem Messbereich II genügt es, nur die Widerstände 7 und 8 entsprechend zu verstellen, ohne dass der magnetische Nebenschluss 39 geändert wird.
Die Skala des Gerätes ist in Fig. 8 gezeigt. Auf ihr sind die Lichtwerte 1... 12 und 11... 21 eingetragen. Ausserhalb der Ableseskala befindet sich die Strichmarke 40, die den mechanischen Nullpunkt
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la 11... 21 zugeordnet ist.
Eine Gesamtansicht des Gerätes ist in Fig. 9 dargestellt ; die Rückseite zeigt Fig. 10.
Die bereits erwähnte Diffusorkalotte 13, auf die weiter unten bezüglich ihres Abgleichsnoch näher eingegangen wird und die bei der Lichtmessung vor den Photowiderstand geschoben wird, ist an einem Schieber 42 angebracht, der mit der Handhabe 42'versehen ist. Dieser Schieber ist unverlierbar eingesetzt und besitzt noch die Marke 43, die je nach der Stellung des Schiebers auf einen der beiden darunterliegenden Pfeile 44 oder 45 weist. Dadurch wird erkennbar, ob zum Aufnahmeobjekt (Baum) hin oder vom Aufnahmeobjekt weg zum Licht hin gemessen werden soll. Ein im Schieber befindliches Loch gibt die Lichteintrittsöffnung für den Photowiderstand mit dem in Ruhestellung davorliegenden Graufilter frei, wenn der Schieber in der gezeichneten Stellung (Objektmessung) steht.
Unterhalb der Ableseskala befindet sich die an sich bekannte und übliche Umrechenvorrichtung 46, die zur Feststellung von Blendenöffnung und Belichtungszeit dient, nachdem der Messwert abgelesen worden ist.
Auf der Rückseite des Gehäuses ist noch der Schraubverschluss 47 zu erkennen, unter dem sich die Knopfbatterie 2 befindet. Mit Hilfe der Schraube48 kann der mechanische Nullpunkt des Messwerks nachjustiert werden.
Weiterhin ist der Fig. 10 zu entnehmen, dass der zur Batterieprüfung dienende Schalterknopf 17 als flacher, geriffelter Schieber ausgeführt ist, der versenkt auf der Rückseite des Gehäuses untergebracht ist.
Wie bereits oben erwähnt, soll nunmehr auf die Diffusorkalotte 13 noch einmal näher eingegangen werden. Dieser Diffusor dient zur Durchführung der sogenannten Lichtmessung.
Bei dieser Messmethode muss das vorhandene Aufnahmelicht unter einem möglichst grossen Winkel gemessen werden, weil normalerweise auch das von einer Lampe herrührende Licht nicht nur direkt auf den Aufnahmegegenstand fallen kann, sondern auch auf dem Umweg über nicht zum Aufnahmemotiv gehörende Gegenstände. Mit ebenen Diffusoren ist eine gute Winkelempfindlichkeit über zirka 1800nicht zu erreichen. Aus diesem Grunde werden Diffusoren in Halbkugelform benutzt, oder solche mit einer Form, welche die Lichtempfindlichkeit unter grossen Einstrahlungswinkeln verbessern. Sollen derartige Diffusoren bei Belichtungsmessern verwendet werden, so muss für die Diffusoren eine bestimmte Lichtdurchlässigkeit gefordert werden. Dies bedingt einen Abgleich der Diffusoren, bei dem sich die Winkelempfindlichkeit nicht ungünstig verändern soll.
Ein mögliches Abschleifen der Diffusoren zum Zweck ihres Abgleichs ist sehr aufwendig und deshalb praktisch nicht durchführbar. Das Problem des Abgleichs auf eine bestimmte Lichtdurchlässigkeit ist im vorliegenden Fall wie folgt gelöst :
Gemäss Fig. 11 befindet sich unter der Diffusorkalotte 13 eine ebene Scheibe 49 aus einem gut lichtstreuenden Material mit guten Winkeleigenschaften bezüglich der Lichtdurchlässigkeit. Die Gesamtdurchlässigkeit von Diffusorkalotte 13 und Diffusorscheibe 49 wird nun höher gewählt als benötigt, u. zw. so, dass sämtliche Stückstreuungen der Durchlässigkeit noch über der Solldurchlässigkeit liegen.
Der Abgleich auf die Solldurchlässigkeit wird dann durch eine unter der ebenen Diffusorscheibe befindliche
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Lochblende 50 vorgenommen, deren Lochdurchmesser so gewählt wird, dass die Solldurchlässigkeit der gesamten Diffusoranordnung erreicht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hochempfindlicher Belichtungsmesser, dessen Gesamtmessbereich in mehrere Teilbereiche aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Anzeigeinstrument so viel unter sich in Serie liegende Widerstände parallel liegen, als Teilmessbereiche vorhanden sind und dass diesen Widerständen über Schalter, die den einzelnen Bereichen zugeordnet sind, der durch einen Photowiderstand entsprechend dem Lichteinfall gesteuerte Messstrom jeweils über einen justierbaren Abgriff zugeführt wird.