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Belichtungsmesseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Belichtungsmesseinrichtung mit Nullinstrument, welches in die Diagonale einer durch einen Photowiderstand verstimmbaren und elektrische Stellglieder abstimmbaren Brückenschaltung einbezogen ist.
Bekannte photographische Belichtungsmesser, die nach der sogenannten Ausschlagmethode arbeiten, sind mit einem hochempfindlichen Messwerk ausgerüstet, welches in Verbindung mit einem über eine Batterie gespeisten Photowiderstand arbeitet oder über einen zwischen dem Photowiderstand und das Messwerk geschalteten Verstärker gespeist wird. Andere bekannte Belichtungsmesseinrichtungen weisen eine mit Gleichspannung betriebene Brückenschaltung auf, in deren Diagonalzweig sich ein Nullinstrument befindet, wobei die dem Nullinstrument zugeführte Energie mittels eines Gleichstromverstärkers verstärkt wird.
Die erstgenannten Einrichtungen bedingen eine Spannungsquelle hoher, schwierig zu erreichender Konstanz, da Spannungsschwankungen direkt proportional in das Messergebnis eingehen und dasselbe verfälschen. Bei den Belichtungsmesseinrichtungen mit Brückenschaltung, bei denen die Blende, Zeit und Filmempfindlichkeit getrennt und elektrisch eingegeben werden, steht im Diagonalzweig so wenig Energie zur Verfügung, dass selbst bei hochempfindlichen Messwerken ein zu geringer Messumfang erreicht wird. Der zur Beseitigung dieses Nachteils dienende Einsatz eines Gleichstromverstärkers bedingt hinsichtlich der für die Stabilisierung des Verstärkers notwendigen Massnahmen einen relativ hohen Aufwand.
Wird an Stelle einer Gleichstromquelle zur Speisung der Brückenschaltung eine Wechselspannung benutzt, so ist war die Verstärkung einfacher zu erreichen, es geht jedoch dabei die einer Brückenschaltung an sich eigene Anzeige der Stromflussrichtungen verloren, da normale Gleichrichter nur auf Beträge, nicht aber auf Phasenlagen reagieren.
Zweck der Erfindung ist es, den Messbereichsumfang von Belichtungsmesseinrichtungen zu erhöhen, ohne dabei den für photographische Kleingeräte zulässigen Raum- und Kostenbedarf zu überschreiten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, unter Verwendung eines in den Diagonalzweig einer Brückenschaltung einbezogenen robusten Nullinstrumentes und eines in seinem Verstärkungsgrad unkritischen Verstärkers eine im gesamten für photographische Aufnahmen in Frage kommenden Helligkeitsbereich hochempfindliche Belichtungsmesseinrichtung zu schaffen, die eindeutig anzeigt, ob die eingestellte Belichtungsfaktorkombination eine Über-, Unter-oder die richtige Belichtung bedingen würde.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Nullinstrument mittels eines Phasendiskriminators, welcher einen Phasenvergleich zwischen einer an die andere Brückendiagonale angelegten Wechselspannung mit einer von einem an sich bekannten Wechselspannungsverstärker abgegebenen Spannung vornimmt, die Grösse und Richtung der Brückenverstimmung anzeigend gespeist wird.
Vorzugsweise ist ein in Reihe geschaltetes Diodenpaar vorgesehen, das einerseits an die mit der Wechselspannungsquelle verbundenen Diagonalpunkte der Brücke geschaltet und anderseits zwischen dem
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Nullinstrument und dem galvanisch in die andere Brückendiagonale einbezogenen Wechselstromverstärker symmetrisch mit diesem Diagonalzweig verbunden ist.
Als Wechselspannungsquelle kann ein transistorisierter Multivibrator dienen, dessen einer Kollektorwiderstand von einem der in Kaskade geschalteten elektrischen Einstellglieder zwecks Brückenabgleich gebildet wird. Diese separaten Einstellglieder können als Widerstandsdämpfungsglieder mit logarithmischem Dämpfungsverlauf ausgebildet und mit den Einstellhandhaben für Belichtungszeit, Blende und Filmempfindlichkeit einer photographischen Kamera bzw. eines Handbelichtungsmessers gekuppelt sein.
Um zu vermeiden, dass bei nicht angeschlossener Betriebsspannungsquelle die Mittenlage des Instrumentes eine Abstimmung vortäuscht, kann mit dem Nullinstrument ein Betriebsspannungsschalter gekuppelt sein, in dessen Offenstellung der Instrumentenzeiger ausserhalb des Ablesebereiches gehalten wird.
Die mit einer erfindungsgemässen Einrichtung erreichbare Anzeigeempfindlichkeit ist so gross und weitestgehend unabhängig von Temperaturschwankungen, dass selbst bei sehr geringen Lichtverhältnissen noch eine eindeutige Anzeige darüber erfolgt, in welcher Weise die Einstellglieder einer Kamera bzw. eines Handbelichtungsmessers bewegt werden müssen, um zum Brückenabgleich und damit zur Einstellung der richtigen Belichtungsfaktor-Kombination zu gelangen.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der Messeinrichtung und Fig. 2 ein Gesamtschaltbild.
Gemäss Fig. 1speist eine Wechselspannungsquelle --1-- eine aus einem Widerstand--2-- und einem Photowiderstand --3-- sowie einem auf den maximalen Photowiderstandswert einstellbaren Widerstand --4-- bestehende Brückenschaltung. In deren Diagonalzweig ist ein Wechselstromverstärker-5-- galvanisch einbezogen. Diesem vorgeschaltet ist ein die Grösse und Richtung der Brückenverstimmung anzeigendes Nullinstrument --6--. Dioden --7 und 8-- sind in der dargestellten Form einerseits mit der Wechselspannungsquelle --1-- und anderseits symmetrisch mit dem Diagonalzweig der Brücke und dem Ausgang des Wechselstromverstärkers verbunden.
Die Wechselspannungsquelle-l-speist das Diodenpaar derart, dass dieselben als Schalter wirken, der eine halbe Periode geöffnet eine halbe Periode geschlossen ist. Dadurch wird erreicht, dass
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das Instrument wird und welche Richtung er besitzt. Ist cp = 0 bzw. 1800, so wird ein maximaler Strom in positiver bzw. negativer Richtung durch das Instrument fliessen. Isthingegen < o = 900 bzw. 2700, so
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--6-- erfährtd. h. bei richtig eingestellter Belichtungsfaktorkombination, ist die gesamte Anordnung weitgehend unabhängig von der Grösse der von der Spannungsquelle --1-- gelieferten Betriebsspannung und dem Verstärkungsgrad des Verstärkers --5--; die Anzeigegenauigkeit ist somit unabhängig von Spannungs- und Verstärkungsschwankungen.
In Fig. 2 ist das vorstehend erläuterte Prinzip in eine erweiterte Schaltung einbezogen. Die in Fig. 1 dargestellte Wechselspannungsquelle-l-wird von einem aus Transistoren --9, 10-- bestehenden Multivibrator gebildet, dessen einer Kollektorwiderstand aus einem Widerstandsdämpfungsglied --11-- mit logarithmischem Dämpfungsverlauf besteht. Derartige Dämpfungsglieder sind als Hochfrequenz- - Spannungsteiler bekannt. In Kaskade mit diesem liegt ein weiteres Dämpfungsglied--12--, über welches der Photowiderstand --3-- an die Wechselspannung gelegt ist.
Der Abgriff des Dämpfungs- gliedes --11-- ist mit den Einstellhandhaben einer photographischen Kamera oder eines Handbelichtungsmessers für Belichtungszeit und Filmempfindlichkeit gekuppelt, der des Dämpfungsgliedes-12-- mit der Einstellhandhabe für die Blende. Mit --13-- ist ein die Schaltung in und ausser Betrieb setzender Schalter und mit --14-- eine Batterie bezeichnet.
Gemäss diesem Schaltbild wird der Photowiderstand --3-- nicht direkt sondern über die Dämpfungsglieder --11,12-- gespeist. In diesem Fall wird cp = 900, wenn die Spannung über dem Widerstand-4gleich der Hälfte der vom Multivibrator gelieferten Wechselspannung ist. Die Spannung über dem Widerstand --4-- ist abhängig von der Grösse des Photowiderstandes --3-- und den Einstellungen der
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Dämpfungsglieder --11 und 12--. Ist der Widerstand --4-- gleich dem maximal möglichen Wert des Photowiderstandes-3-gewählt, so müssen für den Abgleichfall der Brücke die Dämpfungen der Dämp- fungsglieder --11, 12-- null sein, wenn der Photowiderstand --3-- mit der geringsten Beleuchtungs- stärke beaufschlagt wird.
Wächst die Beleuchtungsstärke, so tritt zwischen dem Photowiderstand --3-- und dem Widerstand --4-- eine Phasenverschiebung auf, die sich über den Wechselstromverstärker dem
Diodenpaar --7, 8-- mitteilt. Die verstärkte Wechselspannung wird nun phasenempfindlich gleichge- richtet und bewegt den Zeiger des Nullinstrumentes aus der Mittenlage nach der einen oder der andern
Seite. Infolge der richtungsabhängigen Auslenkung des Instrumentenzeigers wird eindeutig angezeigt, in welcher Richtung die Dämpfungsglieder zwecks Brückenabgleich verstellt werden müssen. Dieselben werden nun so lange verstellt, bis der Zeiger wieder seine Mittenlage einnimmt. Dann ist die richtige
Belichtungsfaktorenkombination eingestellt.
Um zu verhindern, dass die bei geöffnetem Schalter --13-- eintretende Mittenlage des Instrumen- tenzeigers einen Brückenabgleich und damit eine Einstellung der richtigen Belichtungsfaktorkombination vortäuscht, hält der Schalter --13-- den lnstmmentenzeiger in nicht dargestellter Weise während seiner
Offenstellung ausserhalb des Ablesebereiches.
Zur Batteriespannungskontrolle ist neben der Nullmarke des Instrumentes --6-- eine weitere Marke angebracht, die der Zeiger überschreiten muss, wenn die Brücke um eine Belichtungsstufe verstimmt und die Batteriekapazität noch ausreichend ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Belichtungsmesseinrichtung mit Nullinstrument, welches in die Diagonale einer durch einen
Photowiderstand verstimmbaren und elektrische Stellglieder abstimmbaren Brückenschaltung einbezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Nullinstrument mittels eines Phasendiskriminators, welcher einen Phasenvergleich zwischen einer an die andere Brückendiagonale angelegten Wechsel- spannung mit einer von einem an sich bekannten Wechselspannungsverstärker abgegebenen Spannung vornimmt, die Grösse und Richtung der Brückenverstimmung anzeigend gespeist wird.
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Exposure meter
The invention relates to an exposure measuring device with a zero instrument, which is included in the diagonal of a bridge circuit that can be tuned by a photoresistor and tuned by electrical actuators.
Known photographic exposure meters that work according to the so-called deflection method are equipped with a highly sensitive measuring mechanism, which works in conjunction with a photoresistor fed by a battery or is fed via an amplifier connected between the photoresistor and the measuring mechanism. Other known exposure measuring devices have a bridge circuit operated with direct voltage, in the diagonal branch of which there is a zero instrument, the energy supplied to the zero instrument being amplified by means of a direct current amplifier.
The first-mentioned devices require a voltage source of high, difficult to achieve constancy, since voltage fluctuations are directly proportional to the measurement result and falsify the same. In the light metering devices with bridge circuit, in which the aperture, time and film sensitivity are entered separately and electrically, there is so little energy available in the diagonal branch that the measurement range is too small even with highly sensitive metering units. The use of a direct current amplifier, which is used to eliminate this disadvantage, requires a relatively high outlay in terms of the measures necessary for stabilizing the amplifier.
If an alternating voltage is used instead of a direct current source to supply the bridge circuit, the amplification is easier to achieve, but the display of the current flow directions that is inherent in a bridge circuit is lost, since normal rectifiers only react to amounts, not to phase positions.
The purpose of the invention is to increase the scope of the measuring range of exposure measuring devices without exceeding the space and cost requirements permissible for small photographic devices.
The object of the invention is thus to use a robust zero instrument included in the diagonal branch of a bridge circuit and an amplifier which is not critical in terms of its degree of amplification, to create an exposure measuring device that is highly sensitive in the entire brightness range for photographic recordings and that clearly shows whether the set exposure factor combination is a Over, under or the right exposure would require.
According to the invention, this object is achieved in that the zero instrument is fed by means of a phase discriminator, which carries out a phase comparison between an alternating voltage applied to the other bridge diagonal and a voltage output by an alternating voltage amplifier known per se, indicating the size and direction of the bridge detuning.
A series-connected pair of diodes is preferably provided, which is connected on the one hand to the diagonal points of the bridge connected to the AC voltage source and on the other hand between the
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Nullinstrument and the AC amplifier galvanically integrated in the other bridge diagonal is symmetrically connected to this diagonal branch.
A transistorized multivibrator can serve as an alternating voltage source, one of the collector resistance of which is formed by one of the electrical adjustment elements connected in cascade for the purpose of bridge balancing. These separate setting members can be designed as resistance damping members with a logarithmic damping curve and can be coupled to the setting handles for exposure time, aperture and film sensitivity of a photographic camera or a hand-held exposure meter.
In order to avoid that when the operating voltage source is not connected, the center position of the instrument simulates tuning, an operating voltage switch can be coupled to the zero instrument, in the open position of which the instrument pointer is held outside the reading range.
The display sensitivity that can be achieved with a device according to the invention is so great and largely independent of temperature fluctuations that, even in very low light conditions, there is still a clear indication of the manner in which the setting elements of a camera or of a hand-held exposure meter have to be moved in order for bridge adjustment and thus for Setting the correct exposure factor combination.
The invention is explained below using an exemplary embodiment. 1 shows a basic circuit diagram of the measuring device and FIG. 2 shows an overall circuit diagram.
According to FIG. 1, an alternating voltage source --1-- feeds a bridge circuit consisting of a resistor - 2-- and a photoresistor --3-- and a resistor --4-- which can be set to the maximum photoresistor value. An alternating current amplifier-5-- is galvanically included in their diagonal branch. Upstream of this is a zero instrument --6-- that shows the size and direction of the bridge misalignment. In the form shown, diodes --7 and 8-- are connected on the one hand to the AC voltage source --1-- and on the other hand symmetrically to the diagonal branch of the bridge and the output of the AC amplifier.
The AC voltage source-I-feeds the pair of diodes in such a way that they act as a switch that is open half a period and closed half a period. This ensures that
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the instrument will and which direction it has. If cp = 0 or 1800, a maximum current will flow through the instrument in a positive or negative direction. On the other hand, if <o = 900 or 2700, so
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--6-- found out. H. if the exposure factor combination is set correctly, the entire arrangement is largely independent of the size of the operating voltage supplied by the voltage source --1-- and the gain of the amplifier --5--; the display accuracy is therefore independent of voltage and gain fluctuations.
In Fig. 2, the principle explained above is included in an expanded circuit. The alternating voltage source -l- shown in Fig. 1 is formed by a multivibrator consisting of transistors --9, 10--, one collector resistor of which consists of a resistance attenuator --11-- with a logarithmic attenuation curve. Such attenuators are known as high frequency - voltage dividers. In cascade with this there is another attenuator - 12 - through which the photoresistor --3-- is connected to the alternating voltage.
The tap of the attenuator -11- is coupled to the setting handle of a photographic camera or a handheld exposure meter for exposure time and film sensitivity, that of the attenuator -12- to the setting handle for the aperture. --13-- denotes a switch that sets the circuit in and out of operation, and --14-- denotes a battery.
According to this circuit diagram, the photoresistor --3-- is not fed directly but via the attenuators --11,12--. In this case, cp = 900 when the voltage across the resistor-4 is equal to half the AC voltage supplied by the multivibrator. The voltage across the resistor --4-- depends on the size of the photoresistor --3-- and the settings of the
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Attenuators --11 and 12--. If the resistance --4-- is selected to be equal to the maximum possible value of the photoresistor -3-, the attenuation of the attenuators --11, 12-- must be zero if the photoresistor --3- - is exposed to the lowest illuminance.
If the illuminance increases, a phase shift occurs between the photoresistor --3-- and the resistor --4--, which is reflected in the AC amplifier
Diode pair --7, 8-- notifies. The amplified AC voltage is now rectified in a phase-sensitive manner and moves the pointer of the zero instrument from the center position to one or the other
Page. As a result of the direction-dependent deflection of the instrument pointer, it is clearly indicated in which direction the attenuators must be adjusted for the purpose of bridge adjustment. The same are now adjusted until the pointer returns to its center position. Then the right one
Exposure factor combination set.
In order to prevent the middle position of the instrument pointer, which occurs when the switch --13-- is open, simulating a bridge adjustment and thus a setting of the correct combination of exposure factors, the switch --13-- holds the presence pointer in a manner not shown during its
Open position outside the reading area.
To check the battery voltage, next to the zero mark on the instrument --6-- there is another mark that the pointer must cross if the bridge is out of tune by one exposure level and the battery capacity is still sufficient.
PATENT CLAIMS:
1. Exposure meter with zero instrument, which is in the diagonal of a
Photoresistor detunable and electrical actuators tunable bridge circuit is included, characterized in that the zero instrument by means of a phase discriminator, which carries out a phase comparison between an alternating voltage applied to the other bridge diagonal with a voltage output by an alternating voltage amplifier known per se, the magnitude and direction of the Bridge imbalance is fed indicating.