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Regeleinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für die Belichtung in Aufnahmekamera mit einem Photowiderstand als Messeinrichtung und einem Stellmotor, der in Abhängigkeit von der aus einer Gleichstromquelle über den Photowiderstand fliessenden Stromstärke die Objektivblende einstellt.
Es ist bekannt, mit Hilfe eines lichtempfindlichen Gebers, z. B. eines Photowiderstands oder einer Photozelle, einen Strom so zu steuern, dass sich dessen Stärke dem auf den Geber wirkenden Einfluss entsprechend verändert, und diesen Strom einem mit Richtkraft versehenen Stellmotor zuzuleiten, so dass dessen bewegliches, gewöhnlich drehbares Glied eine bestimmte, von der Stromstärke abhängige Auslenkung annimmt. Als Stellmotor wird dafür z. B. ein Drehspulmesswerk verwendet. Benutzt man dabei eine vom Geber unabhängige Stromquelle, so ist der Ausschlag des Empfängers zusätzlich von deren Spannung abhängig. Ausserdem wird er von den Eigenschaften der die Richtkraft hervorrufenden Feder beeinflusst, die sich mit der Zeit ändern können. Das macht eine Nachprüfung des Instruments in gewissen Zeitabständen nötig.
Es ist auch bekannt, die Ströme zweier Zweige eines Stromkreises der Kreuzspule eines richtkraftlosen Messinstruments zuzuleiten, deren Spulen sich in einem Magnetfeld bewegen, das bei verschiedenen Drehwinkeln infolge sich verändernden Luftspalts verschiedene Feldstärken hat. Je nach dem Verhältnis der Ströme in beiden Spulen stellt sich ein Gleichgewicht bei einer bestimmten Drehlage ein, bei der die Spulen in Gebieten unterschiedlicher Feldstärken verharren, deren Grössen umgekehrt proportional zur Stärke der Ströme sind. Das macht zwar das Instrument unabhängig von der Charakteristik einer Rückführfeder, doch tritt an deren Stelle die Bemessung des Luftspalts und der Verlauf des Magnetfelds, was ebenfalls Fehlerquellen in sich birgt.
Bei den beiden genannten Gerätearten kann also der Ausschlag des Stellmotors vom Sollwert abweichen. Wird er zur Steuerung eines Vorgangs, beispielsweise der Belichtung bei einer Film- oder Photoaufnahme benützt, so können sich auch dabei Fehler einstellen, deren Ursache nur schwer festgestellt werden kann. Man ist gezwungen, alle Teile mit grosser Präzision und in engen Toleranzen liegenden Eigenschaften herzustellen, was die Einrichtung verteuert.
Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch beseitigt, dass der Stellmotor einen an sichbekannen, zwei Spulen tragenden, drehbaren Rahmen hat, dass die beiden entgegengesetzt gewickelten Spulen in einem Magnetfeld liegen, das in allen Drehlagen an beiden Spulen dieselbe Feldstärke aufweist, dass die Spulen in zwei parallelen Zweigen des Stromkreises liegen, von denen einer auch den Photowiderstand enthält, unckdass der Stellmotor ein Stellglied mit einer Blende betätigt, welche die Menge des auf den Photowiderstand einwirkenden Lichtes verändert.
Damit ist der Ausschlag des Stellmotors von jeder Richtkraft und auch von der Ausbildung des Magnetfelds unabhängig, sofern es nur an beiden Spulen die gleiche Grösse hat. Besonders vorteilhaft ist es, beide Spulen an praktisch dieselbe Stelle des Feldes zu legen. Das bewegliche Glied des Stellmotors findet seine Ruhelage erst, wenn das auf den Photowiderstand einwirkende Regelglied seine Sollstellung erreicht hat ; damit wird angezeigt und sichergestellt, dass der Ausschlag des Stellmotors dem Sollwert enf spricht (Verwendung als Messeinrichtung), oder dass ein damit verbundenes Regelglied die dem auf den Photowiderstand wirkenden Einfluss entsprechende richtige Lage einnimmt (Verwendung als Regeleinrich-
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tung).
Der auf den Photowiderstand einwirkende Einflussanteil wird auf diese Weise durch das bewegliche
Glied des Stellmotors stets auf einen gleichen, durch die Bemessung der Einrichtung bestimmten Grund- wert zurückgeregelt. Die Einrichtung ist daher unabhängig von der Charakteristik des Photowiderstands, d. h. von dem Zusammenhang zwischen dem auf diesen wirkenden Einfluss (z. B. der auffallenden Licht- menge) und der Änderung von dessen Widerstand. Ferner ist die Einrichtung ganz unabhängig von der
Spannung der Stromquelle ; wenn auch die Schnelligkeit des Ansprechens geringer werden kann, sobald die wirkende Energie kleiner ist, so wird doch stets der richtige Ausschlag erreicht.
Das ist besonders vorteilhaft beim Verwenden einer solchen Einrichtung in einer Aufnahmekamera.
Dort steht als Energiequelle nur eine Batterie zur Verfügung, deren Spannung sich im Verlauf der Zeit ändern kann. Insbesondere kann die, Energie für die Einrichtung auch von einer Batterie abgeleitet wer- den, welche den Motor der Kamera antreibt und deren Spannung von dessen Betriebszustand beeinflusst wird.
Weiter kommt es bei der vom Stellmotor gesteuerten Objektivblende der Kamera nicht auf den ge- nauen Zusammenhang zwischen Drehwinkel und freiem Blendenquerschnitt an, da die Blende erst zur Ru- he kommt, wenn der festgelegte Grundwert der Lichtmenge auf den hinter der Blende angebrachten Pho- towiderstand fällt. Bei Kameras ist es ausserdem besonders wichtig, dass kein Nachjustieren der Einrich- tung nötig ist, da sie in die Hände eines weit verstreuten Kundenkreises gegeben werden. Kameras sind ausserdem Massenerzeugnisse, die möglichst billig sein sollen, so dass es auch besonders günstig ist, wenn die Teile der Einrichtung nur durchschnittliche Genauigkeit und Güte zu haben brauchen. Hinzu kommt, dass sich die Einflüsse anderer für die Belichtung massgeblicher Werte, z.
B. die Filmempfindlichkeit oder
Filterfaktoren, auf einfache Weise in einem Zweig des Stromkreises durch einstellbare Widerstände dar- stellen lassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung wiedergegeben. Es zeigen Fig. 1 einen
Längsschnitt durch eine Kamera mit einer Belichtungsregeleinrichtung nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Teilansicht nach li-li der Fig. l, Fig. 3 eine Ansicht, zum Teil im
Schnitt, des in Fig. 1 und 2 verwendeten Empfängers, Fig. 4 ein Schaltbild der Einrichtung, Fig. 5 einen vereinfachten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform, Fig. 6 eine Teilansicht dazu.
In einer Kamera l, die in Fig. 1 durch ihren Umriss wiedergegeben ist, befindet sich ein Aufnahmeobjektiv 2. Hinter diesem liegt ein Filmfenster 3. Auf dessen Rückseite wird in bekannter Weise ein Film 4 schrittweise vorbeibewegt. Zwischen das Filmfenster und das Objektiv ragt eine Umlaufblende 5, die auf einer Welle 6 sitzt und eine kegelige, verspiegelte Fläche 7 hat.
Vor dem Objektiv 2 liegt ein Prisma 8, das eine unter 450 zur optischen Achse geneigte teildurchlässige Spiegelfläche 9 hat. Vor diesem Prisma ist ein Vorsatz 10 mit veränderlicher Brennweite angebracht.
Ein Teil der durch den Vorsatz einfallenden Lichtstrahlen wird von der Spiegelfläche 9 nach oben reflektiert und gelangt durch Teile 11,12 eines Sucherobjektivs und über ein Umlenkprisma 13 zu einem Sucherokular 14.
. Der Hauptteil des Lichts geht durch die Spiegelfläche 9 hindurch zum Objektiv 2. In seinem Weg liegt eine feste Objektivblende 15 die, wie in Fig. 2 zu sehen, einen im wesentlichen kreisförmigen Ausschnitt hat, der durch zwei seitlich zum Mittelpunkt hin gerichtete Keile 16 eingeengt wird. Zwischen dieser festen Blende und dem Prisma 8 liegt ein beweglicher Blendenflügel 17 der Objektivblende, der mit einem etwa tropfenförmigen Ausschnitt 18 versehen ist. Der. Flügel ist mit einem Rahmen 19 eines als Stellmotor dienenden Messwerks 20 fest verbunden und mit diesem um eine Achse 21 (Fig. 3) leicht drehbar. Der Rahmen 19 trägt zwei Spulen 22, 23, die übereinander gewickelt sind.
An Stelle dieser der Deutlichkeit halber gezeichneten Lage können sie auch gemeinsam auf den Rahmen gewickelt sein. Innerhalb des Rahmens liegt ein kräftiger, in Form eines Kreiszylinders ausgebildeter Magnet 24. Ausserhalb der Bewegungsbahn des Rahmens 19 liegt parallel zur Mantelfläche dieses Magneten ein Hohlzylinder 25 aus Eisen. Zwischen diesem und dem Magneten besteht also ein Luftspalt 26, in dem magnetische Kraftlinien 27 des Magnetfelds verlaufen. In diesem Luftspalt bewegen sich die parallelen Schenkel des Rahmens 19 mit den entsprechenden Teilen der Spulen 22 und 23, wenn sich der Rahmen 19 dreht. Beide Spulen sind daher stets unter dem Einfluss der gleichen Feldstärke des Magnetfelds, auch wenn sie an Stellen kommen, wo diese Feldstärke kleiner ist als an der gezeichneten Stelle.
Durch das Objektiv 2 kommendes Licht, das auf Teile der Umlaufblende 5 trifft, welche das Filmfenster 3 verdecken und verspiegelt sind, wird nach unten reflektiert. Dort fällt es auf einen Photowi-
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30.che das Gesichtsfeld des Photowiderstands dem des Objektivs 2 anpasst. Es ist nicht daran gedacht, zu dem Objektiv 2 Vorsätze zu verwenden, die sein Gesichtsfeld wesentlich ändern.
Mit dem Rahmen 19 des Messwerks 20 ist ein zweiseitiger Blendenflügel 51 verbunden. An einem
Ende seines Armes 52 sitzt ein vor der festen Blende 15 des Objektivs 2 liegender Flügel 53, am andern
Ende des Armes ein mit der Hilfsblende 48 zusammenwirkender Hilfsblendenflügel54. Die Flügel haben etwa tropfenförmige öffnungen 55, 56, mit denen sie je nach der Stellung des Doppelflügels 51 die Ein- blicke des Objektivs 2 und des Photowiderstands gleichzeitig mehr oder weniger freigeben.
Die Schaltung des zum Messwerk und zum Photowiderstand gehörenden Stromkreises ist dieselbe wie in Fig. 5, die Wirkungsweise der Regeleinrichtung wie zu Fig. 1 beschrieben.
Die Objektivblende kann auch auf andere Weise ausgebildet sein und z. B. zwei oder mehr Blenden- flügel enthalten, die über entsprechende Zwischenglieder oder unmittelbar miteinander gekuppelt von dem Rahmen 19 bewegt werden. Die Einrichtung kann auch dazu dienen, nach dem willkürlichen Ein-- stellen einer Blende, das beispielsweise einen der Widerstände 39-41 beeinflusst, die Verschlussgeschwin- digkeit eines Photoapparates einzuregeln. Dabei wäre dem Photowiderstand eine eigene, vom Messwerk zugleich mit der Verschlusseinstellung betätigte Blende vorzuschalten.
Die Einrichtung ist nicht auf die Verwendung an Kameras beschränkt. Sie lässt sich z. B. auch als unabhängiges Messgerät verwenden, indem mit dem Rahmen 19 ausser einem Blendenflügel ein Zeiger verbunden wird, der an einer Skala die Beleuchtungsstärke, angibt. Der Widerstand 42 kann wegbleiben, unter Umständen auch die Widerstände 39-41. Auch in dieser Form hat die Einrichtung, wie beim Einbau in eine Kamera, die Vorteile, dass sie von der Spannung der Stromquelle, der Form des Magnetfelds und des Ausschnitts 18 sowie der Genauigkeit der Teile und der Charakteristik des Photowiderstands so gut wie unabhängig ist.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Regeleinrichtung für die Belichtung in Aufnahmekamera mit einem Photowiderstand als Messeinrichtung und einem Stellmotor, der in Abhängigkeit von der aus einer Gleichstromquelle über den Photowiderstand fliessenden Stromstärke die Objektivblende einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (20) einen an sich bekannten, zwei Spulen (22, 23) tragenden, drehbaren Rahmen (19) hat, dass die beiden entgegengesetzt gewickelten Spulen (22. 23) in einem Magnetfeld (27) liegen, das in allen Drehlagen an beiden Spulen dieselbe Feldstärke aufweist, dass die Spulen in zwei parallelen Zweigen (31, 32) des.
Stromkreises liegen, von denen einer auch den Photowiderstand (30) enthält, und dass der Stellmotor (20) ein Stellglied mit einer Blende (17) betätigt, welche-die Menge des auf den Photowiderstand (30) einwirkenden Lichtes verändert.