Verfahren und Vorrichtung zur Helligkeitsmessung, insbesondere für photographische Zwecke.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur llelligkeitsmessung mit Hilfe von Photozellen oder Photowiderständen bekannt, bei denen die zu messende Helligkeit auf eine Photozelle oder einen Photowiderstand wirkt und der hierbei auftretende maximale Photostrom als Ausschlag eines Strommessers ermittelt wird. Dieses Verfahren führt mit den bekannten Photozellen oder Photowiderständen nur dann zum Erfolg, wenn eine verhältnismässig hohe Lichtintensität (z. B. Tageslicht im Freien) zur Verfügung steht. Hierzu ist es insbesondere bei Belichtungsmessern für photographische Zwecke erforderlich, dass Licht aus einem verhältnismässig grossen Raumwinkel auf die Photozelle oder den Photowiderstand trifft.
Gerade bei der Ermittlung der Helligkeit photographischer Objekte besteht aber nun häufig das Bedürfnis, die Leuchtdichte eines eng begrenzten, bildwicbtigen Teils des Objektes auszumessen, dessen Grenzen vom Standort des Messenden aus nur einen sehr geringen Bildwinkel einschliessen, oder auch der Messung nur den Objektteil zugrunde zu legen, der durch ein Objektiv mit besonders kleinem Bildwinkel (langbrennweitiges oder Teleobjektiv) auf die lichtempfindliche Schicht des Aufnahmematerials abgebildet wird.
Ausserdem benötigt man zuverlässige Angaben für die Belichtungsdaten immer dann, wenn wenig Licht zur Verfügung steht, zum Beispiel bei Nachtaufnahmen, Innenaufnahmen bei normaler künstlicher Beleuchtung usw. In allen diesen Fällen bekommt man aber mit den bisher für Belichtungsmesser benutzten Photozellen bezw. -widerständen keinen genügend grossen Ausschlag am Messinstrument, so dass die bekannten Geräte für derartige Messungen nicht angewendet wer den können. Photozellen und Photowiderstände höherer Empfindlichkeit weisen eine ziemlich grosse Trägheit auf und sind daher für das erwähnte Verfahren ungeeignet.
Zur lichtelektrischen Bestimmung der Belichtungszeit bei photographischen Aufnahmen sind zwar auch Verfahren bekannt geworden, bei denen der Strom einer Photozelle, die während einer konstanten oderwäh- rend einer mit der Blendenöffnung veränderlichen Zeit dem Licht ausgesetzt wird, zum Aufladen eines Kondensators benutzt wird.
Dieser Kondensator wird bei einem dieser Verfahren nach Ablauf der Zeit, die für die Belichtung der Photozelle vorgesehen war über ein Messinstrument entladen, wobei die Grösse von dessen Ausschlag ein Mass für eine Einstellgrösse (Belichtungszeit) abgibt, nach dem die übrigen Einstellgrössen (Blenden öffnung, Empfindlichkeit der photographischen Schicht) in anderer Weise, zum Beispiel durch Ändern von Widerständen oder, wie erwähnt, durch Ändern der Belichtungszeit der Photozelle, berücksichtigt wurden.
Nach einem ähnlichen bekannten Verfahren wird der im Kondensalor gespeicherte Strom durch Vergrössern der Kapazität des Wonden- sators so weit herabgesetzt, bis der Zeiger eines elektrostatischen Messinstrumentes in eine bestimmte Stellung, zum Beispiel in die Nullstellung, zurückgeht. Durch eine Kupp- lung zwischen dem : Kondensator und einem andern Kamera organ, zum Beispiel dem Verschluss, wird während der Verstellung des Kondensators gleichzeitig die zweite Einstellgrösse, zum Beispiel die Belichtungszeit, eingestellt.
Beiden Verfahren ist gemeinsam, dass ein Strom gespeichert wird, der dem Produkt aus Aufladezeit und Stromstärke bei der Aufladung (die von der Beleuchtungsstärke abhängt) entspricht.
Das erste der eben genannten Verfahren hat den Nachteil, dass der Ausschlag eines Strommessinstrumentes selbst bei Verwendung eines ballistischen Galvanometers nur für sehr kurze Zeit seinen Höchstwert erreicht, so dass es sehr schwierig ist und besonderer Massnahmen bedarf (z. B. Verwendung eines Schleppzeigers), um den Galvanometerausschlag zur Einstellung eines Kameraorganes überhaupt ; ausnutzen zu können. Bei dem zweiten Verfahren dagegen muss nach Durchführung jeder Messung eine Entladung des Kondensators durchgeführt werden, die die Benutzung des Gerätes kompliziert und besondere Aufmerksamkeit des Benutzers dieses Gerätes erfordert.
Diese durch Kurzschliessen der beiden Belegungen des Kondensators durchzuführende Entladung kann vergessen werden, und dann erhält man falsche Mess- ergebnisse ! weil der I Kondensator noch von der vorhergehenden Messung eine Ladung aufwies. Es kommt hinzu, dass ss ein hochwer- tiger Kondensator geniigend grosser und ver änderliehel Kapazität im Vergleich zur Grösse einer photographischen Kamera, insbesondere einer Kleinbildkamera, erheblichen Raum erfordert, somit die Abmessungen der Kamera stark vergrössern muss und auch deren Gewicht erhöht.
Alle diese Naehteile sind durch die vorliegende Erfindung beseitigt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zu Helligkeitsmessungen, insbesondere für photographische Zwecke.
Durch die Erfindung wird ein Weg gezeigt. auf dem es gelingt, die oben erwähnten hochempfindlichen Photozellen oder Photowiderstände trotz ihrer Trägheit für die Zwecke der Lichtmessung, insbesondere der Belich tungsmessungz nutzbar zu machen und damit unter anderem den Anwendungsbereich elektrischer Belichtungsmesser bedeutend zu erweitern. Dies geschieht nach dem erfindungs gemässen Verfahren dadurch, dass ss diejenige Stärke des Photostromes unter Zuhilfenahme von lichtempfindlichen Schaltungselementen ermittelt wird, die nach einer stets gleichen Dauer des Messvorganges erreicht wird, welche Dauer geringer ist als die den Stromhöchstwert für die betreffende Helligkeit ergebende Dauer.
Durch diese Massnahme werden bei allen Lichtmessungen untereinander vergleichbare Werte erhalten, ohne dass für den Messvorgang ein zu hoher Zeitaufwand erforderlich wäre.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Dieselbe zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel vorgesehen sind, die die trägheitsbehafteten, lichtempfindlichen Schaltungselemente im Stromkreis eines den Photostrom messenden Messiiistrumentes nur für eine bestimmte Dauer zur Wirkung kommen lassen, die geringer ist als die den Stromhöchstwert für die betreffende Reilig- keit ergebende Dauer.
Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung ist also ein ilSonden- sator nicht erforderlich, da kein Strom zu speichern ist.
Das s Verfahren gemäss der Erfindung kann dadurch weiter ausgestaltet werden, dass der nach Ablauf der Messzeit erreichte, der Stärke des Photostromes entsprechende Messwert festgehalten wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung können Mittel vorgesehen sein, die die lichtempfindliche Zelle nur für die Dauer einer Schlie Bung des Messinstrumentenstromkreises der zu messenden Helligkeit aussetzen. Die selbsttätige Begrenzung des Messzeitraumes kann durch ein Federwerk erfolgen. Bei Verwendung des Messverfahrens in Verbindung mit Kinoaufnahmen kann das Federwerk einer Kinokamera für die Begrenzung des Messzeitraumes Anwendung finden. Hierdurch wird die Verwendung eines zusätzlichen Federwerkes erspart. Dieses Federwerk steuert zweckmässig einen vor der lichtempfindlichen Zelle angeordneten Verschluss, der somit nur für die Dauer des Messzeitraumes selbsttätig geöffnet und nach Ablauf dieser Dauer wieder geschlossen wird.
Das Federwerk kann aber auch an Stelle des Verschlusses oder zusätzlich zu diesem einen Kontakt im Stromkreis des Messinstrumentes steuern.
Wenn der nach Ablauf der Messzeit erreichte, der Stärke des Photostromes entsprechende Messwert festgehalten werden soll, wird das Messinstrument zweckmässig mit einer Arretiervorrichtung ausgestattet, die insbesondere als Fallbügel ausgebildet sein kann und die durch das Federwerk gesteuert wird. In diesem : Fall wird der Zeiger des vom Strom der lichtelektrischen Zelle beeinflussten Messinstrumentes nur für die ge wünschte Dauer des Messvorganges von der Arretiervorrichtung freigegeben.
Für die praktische Durchbildung von Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung kann auf bekannte Bauelemente zurückgegriffen werden. So eignen sich für die Steuerung des Verschlusses vor der Photozelle bezw. dem Photowiderstand, des Kon- taktes und der Arretiervorrichtung insbesondere Kurvenscheiben, die durch das Antriebswerk eine einmalige Umdrehung erhalten.
Wenn das Federwerk bezw. der Motor einer Kinokamera zur Begrenzung des Messzeitraumes herangezogen wird, sind zweckmässig. noch Mittel vorzusehen, durch die bei Durchführung der Belichtungsmessung die Filmtransportmittel der Kamera vom Antriebswerk entkuppelt werden, um nicht unnötig Film zu fördern.
Die tJbertragung des als Ausschlag des Zeigers eines Messinstrumentes gewonnenen Messwertes auf die Einstellmittel einer Kamera kann in einer der bekannten Arten erfolgen. So lässt sich beispielsweise dieser Zeiger nach seiner Arretierung als Anschlag für ein Bedienungsorgan verwenden, mit dem die Blendenöffnung verändert wird. Nach einer andern Ausführung lässt sich ein Gegenzeiger vorsehen, dessen Stellung die Grösse der Blendenöffnung oder die Belichtungszeit bezeichnet und dessen Verbindung mit der Blende bezw. den die Belichtungszeit be stimmenden Mitteln der l < : Kamera so gewählt ist, dass man eine ausreichende Belichtung erhält, wenn der Gegenzeiger vor der Aufnahme dem Zeiger des Messinstrumentes gegenübergestellt wurde.
PATENTANSPRCHE:
I. Verfahren zur Helligkeitsmessung, insbesondere für photographische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Stärke des Photostromes unter Zuhilfenahme von lichtempfindlichen Schaltungselementen ermittelt
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Method and device for measuring brightness, in particular for photographic purposes.
Methods and devices for measuring brightness with the aid of photocells or photoresistors are known, in which the brightness to be measured acts on a photocell or a photoresistor and the maximum photocurrent that occurs is determined as the deflection of an ammeter. With the known photocells or photoresistors, this method is only successful if a relatively high light intensity (e.g. daylight outdoors) is available. For this purpose, particularly in the case of exposure meters for photographic purposes, it is necessary for light to strike the photocell or the photoresistor from a relatively large solid angle.
When determining the brightness of photographic objects, however, there is often a need to measure the luminance of a narrowly defined, pictorial part of the object, the limits of which only include a very small angle of view from the location of the person measuring, or to base the measurement only on the part of the object that is imaged onto the light-sensitive layer of the recording material through a lens with a particularly small angle of view (long focal length or telephoto lens).
You also need reliable information for the exposure data whenever there is little light available, for example for night shots, indoor shots with normal artificial lighting, etc. In all these cases, however, with the photocells previously used for light meters or Resistances do not have a sufficiently large deflection on the measuring instrument so that the known devices cannot be used for such measurements. Photocells and photoresistors of higher sensitivity have a rather great inertia and are therefore unsuitable for the aforementioned method.
For the photoelectric determination of the exposure time in photographic recordings, methods are also known in which the current of a photocell, which is exposed to light for a constant time or a time that varies with the aperture, is used to charge a capacitor.
In one of these processes, this capacitor is discharged via a measuring instrument after the time that was intended for the exposure of the photocell has elapsed, the size of its deflection providing a measure for a setting variable (exposure time) after which the other setting variables (aperture opening, Sensitivity of the photographic layer) have been taken into account in some other way, for example by changing resistors or, as mentioned, by changing the exposure time of the photocell.
According to a similar known method, the current stored in the capacitor is reduced by increasing the capacitance of the condenser until the pointer of an electrostatic measuring instrument goes back to a certain position, for example to the zero position. Through a coupling between the: condenser and another camera element, for example the shutter, the second setting variable, for example the exposure time, is set simultaneously while the condenser is being adjusted.
Both methods have in common that a current is stored which corresponds to the product of the charging time and the current intensity during charging (which depends on the illuminance).
The first of the methods just mentioned has the disadvantage that the deflection of a current measuring instrument only reaches its maximum value for a very short time, even when using a ballistic galvanometer, so that it is very difficult and requires special measures (e.g. use of a drag pointer), about the galvanometer deflection for setting a camera organ in general; to be able to exploit. With the second method, on the other hand, a discharge of the capacitor must be carried out after each measurement, which complicates the use of the device and requires special attention from the user of this device.
This discharge, which has to be carried out by short-circuiting the two capacitors, can be forgotten, and incorrect measurement results will then be obtained! because the I capacitor still had a charge from the previous measurement. In addition, a high-quality capacitor requires a sufficiently large and variable capacity compared to the size of a photographic camera, in particular a 35mm camera, so that the dimensions of the camera must be greatly increased and also its weight increased.
All of these sewing parts are eliminated by the present invention. The invention relates to a method for measuring brightness, in particular for photographic purposes.
One way is shown by the invention. on which it is possible to make the above-mentioned highly sensitive photocells or photoresistors, despite their inertia, usable for the purposes of light measurement, especially exposure measurement, and thus significantly expand the application range of electrical exposure meters. This is done according to the method according to the invention in that ss that strength of the photocurrent is determined with the aid of light-sensitive circuit elements that is achieved after an always the same duration of the measurement process, which duration is less than the duration resulting in the maximum current value for the brightness in question.
As a result of this measure, values that are comparable to one another are obtained for all light measurements without the measurement process requiring too much time.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention. It is characterized by the fact that means are provided which allow the inertia-affected, light-sensitive circuit elements in the circuit of a measuring instrument measuring the photocurrent to take effect only for a certain period of time, which is less than the period resulting in the maximum current value for the relevant incidence.
In the device forming the subject of the invention, a probe is not required, since no current has to be stored.
The method according to the invention can be further developed in that the measured value reached after the measurement time has elapsed and corresponding to the strength of the photocurrent is recorded.
In a preferred embodiment of the device according to the invention, means can be provided which expose the light-sensitive cell to the brightness to be measured only for the duration of a closure of the measuring instrument circuit. The automatic limitation of the measurement period can be done by a spring mechanism. When using the measurement method in connection with cinema recordings, the spring mechanism of a cinema camera can be used to limit the measurement period. This saves the use of an additional spring mechanism. This spring mechanism expediently controls a shutter arranged in front of the light-sensitive cell, which thus only opens automatically for the duration of the measurement period and is closed again after this period has elapsed.
The spring mechanism can, however, also control a contact in the circuit of the measuring instrument instead of or in addition to the lock.
If the measured value, which corresponds to the strength of the photocurrent, is to be recorded after the measurement time has elapsed, the measuring instrument is expediently equipped with a locking device, which can in particular be designed as a drop bracket and which is controlled by the spring mechanism. In this case: the pointer of the measuring instrument influenced by the current of the photoelectric cell is only released by the locking device for the desired duration of the measuring process.
For the practical implementation of embodiments of the device according to the invention, known components can be used. So are BEZW for controlling the shutter in front of the photocell. the photoresistor, the contact and the locking device, in particular cams that are rotated once by the drive mechanism.
If the spring mechanism respectively. the motor of a cinema camera is used to limit the measurement period. to provide means by which the film transport means of the camera are decoupled from the drive mechanism when the exposure measurement is carried out, in order not to convey film unnecessarily.
The transfer of the measured value obtained as the deflection of the pointer of a measuring instrument to the setting means of a camera can take place in one of the known ways. For example, after it has been locked, this pointer can be used as a stop for an operating element with which the aperture is changed. According to another embodiment, a counter-pointer can be provided, the position of which denotes the size of the aperture or the exposure time and its connection with the aperture, respectively. the means of the l <: camera that determine the exposure time is chosen so that sufficient exposure is obtained if the counter-pointer was placed opposite the pointer of the measuring instrument before the picture was taken.
PATENT CLAIMS:
I. A method for measuring brightness, in particular for photographic purposes, characterized in that the strength of the photocurrent is determined with the aid of light-sensitive circuit elements
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