Photoelektrischer Belichtungsmesser oder -regler für photographische bzw. kinematographische Aufnahmekameras Die Erfindung bezieht sich auf einen Belichtungs messer oder -regler für photographische oder kine matographische Aufnahmekameras.
Es ist bekannt, einen oder mehrere die Belichtung beeinflussende Faktoren auf die Richtfedem des im Stromkreise des Photoelementes liegenden Messwer- kes einwirken zu lassen.
Diese Methode lässt sich konstruktiv einfacher ge stalten als die bekannten Methoden des im ganzen verdrehbaren Messwerkes oder die der Regelung des Photostromes durch elektrische Widerstände.
Das Prinzip der Richtfederbeeinflussung beinhal tet aber darüber hinaus weitere bisher nicht erkannte Vorteile, deren Erkenntnis erfindungsgemäss zur An wendung dieses Prinzipes in Verbindung mit Kern- magnetmesswerken führt.
Die bekannten Belichtungsregler mit Mitteln zur Beeinflussung des Photostromes arbeiten nach der sog. Festwertmethode, wobei man Regelwiderstände oder Blenden vor dem Photoelement anwendet.
Es wird hierbei mit einem konstanten Arbeits punkt des Messwerkes gearbeitet. Deshalb ist die Ska lencharakteristik bei dieser Methode uninteressant. Der nichtlineare Zusammenhang zwischen der zu messenden Leuchtdichte und dem Photostrom wird durch eine besondere Charakteristik des Regelwider standes bzw. durch entsprechende Steuerung der Photoelementenblende ausgeglichen.
Die Festwertmethode hat den Nachteil, dass für eine grosse Anfangslichtempfindlichkeit des Belich tungsmessers bzw. -reglers mit einem sehr kleinen Photostromfestwert gearbeitet werden muss. Dadurch erhält man einmal einen sehr kleinen Zeigerausschlag für alle Werte, -und zum anderen muss immer in der Nähe des Nullpunktes gearbeitet werden, wo Rei bungsfehler und sonstige Unstetigkeiten stark in das Messergebnis eingehen.
Benutzt man jedoch, um diese Mängel zu vermeiden, einen grossen Stromfestwert, so geht das auf Kosten der Anfangslichtempfindlichkeit.
Die Mängel der Festwertmethode werden durch solche Anordnungen vermieden, die nach dem Zeiger- vollausschlagprinzip arbeiten, also keine den Photo- st#Örn beeinflussende Mittel aufweisen.
Bekannte Me thoden sind hierfür das Nachführzeigerprinzip oder die Methode der Verstellung des in seiner Gesamtheit drehbar gelagerten Messwerkes. Bei Anwendung die ser Methoden muss jedoch die Skalencharakteristik des Messwerkes, da nicht mehr an einem Arbeitspunkt g ge arbeitet wird, so beeinflusst werden,
dass sich für jedes Intervall der zu messenden Leuchtdichte eine genügend grosse Änderung des Zeigerausschlages er gibt. Bei Aussenmagnetmesswerken ist das durch An ordnung von Zusatzpolen möglich.
Will man der kleinen Abmessungen wegen, ins besondere bei eingebauten Belichtungsmessern oder Belichtungsreglern ein Kernmagnetraesswerk benutzen, so ist die Beeinflussung durch Zusatzpole nicht mög lich.
Beim Kernmagnetmesswerk verläuft die Induktion im Luftspalt nach der Sinusfunktion (homogenes Feld und gleichmässiger Luftspalt vorausgesetzt). Durch Veränderung des Winkels zwischen der Nullstellung der Drehspule und der Magnetisierungsrichtung des Kernes kann auch hier die Skalencharakteristik be- kannterweise in weiten Grenzen verändert werden. Je nach Wahl des Winkels zwischen Nullstellung der Spule und der Magnetisierungsrichtung des Kernes kann die Maximalinduktion im Luftspalt und damit die Maximalempfindlichkeit des Messwerkes an jede Stelle im Winkelbereich des Zeigerausschlages gelegt werden.
Es ist jedoch nicht möglich, wie beim Aussen- magnetwerk den Skalenverlauf so zu gestalten" wie er sich als notwendig aus der Photostromeharakteristik des Photoelementes bei den üblichen Messwerkinnen- widerständen von etwa<B>1000</B> bis<B>3000</B> Q ergibt, näm lich hohe Anfangsempfindlichkeit, dann starke<B>Ab-</B> nahme der Empfindlichkeit und nach dem Ende des Zeigerausschlages zu wieder einen Anstieg der Emp findlichkeit.
Um hohe Anfangslichtempfindlichkeit des Belich tungsmessers bzw. -reglers zu erzielen, muss die Maxi malempfindlichkeit des Messwerkes an den Skalen anfang gelegt werden. Wegen des sinusförmigen Ver- laufes der Induktion im Luftspalt ergibt sich damit am Skalenende eine starke Zusammendrängung der Intervalle.
Es gibt verschiedene Massnahmen, um die starke Zusammendrängung der Intervalle am Skalenende zu vermeiden, wie Einschliffe am Kernmagneten oder ungleiche Magnetisierung, um eine von der Sinusform abweichende Feldverteilung zu erreichen. Diese Mass- C nahmen bringen jedoch in jedem Falle einen spür baren Verlust der Anfangsempfindlichkeit des Mess- werkes.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Be lichtungsmesser oder -regler für photographische oder kinematographische Aufnahmekameras mit einem Drehspulenmesswerk, dessen Zeigerausschlag durch Verschwenken der Gegenlager der Richtfedern um die Achse der Drehspule beeinflussbar ist und kenn zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch, dass das Messwerk ein Kernmagnetsystern ist und eine gehäuse feste Einstellmarke vorhanden ist, das Ganze derart,
dass beim Einstellen des Zeigers des Messwerkes auf die Einstellmarke die Messwerkspule sich im Bereich der Maximalinduktion des Luftspaltes befindet. Da durch werden alle Vorzüge der Festwertmethode und der Vollausschlagmethode ausgenutzt und deren Nachteile vermieden.
Bei einer Anordnung gemäss der Erfindung wird bei der Messung immer auf die gleiche Stellung der Spule im Luftspalt eingeregelt, also immer der gleiche Arbeitspunkt im Luftspalt benutzt. Damit ist man von der Eigencharakteristik des Messwerkes unabhängig.
Das Drehmoment der Richtfedern ist proportional dem Verdrehungswinkel und somit auch der Verdre hungswinkel proportional dem durch die Drehspule fliessenden Strom. Die Empfindlichkeit ist in allen Punkten gleich der Maximalempfindlichkeit in der Magnetisierungsrichtung.
Die beiden Richtfedern des Kernmagnetmesswer- kes werden zweckmässig durch einen Bügel verbunden und somit aemeinsarn verstellt. Die Schwenkbewegung dieses Bügels wird durch Verstellung der die Belich- tun- beeinflussenden Einstellglieder (Blende, Ver- schlussgeschwindigkeit, Filmempfindlichkeit) erzeugt, wobei zweckmässigerweise diese Einstellglieder über ein an sich bekanntes Differentialgetriebe auf den Bügel wirken.
Um eine Anpassung an die unterschied lichen Charakteristiken der Photoelemente zu erhal ten, wird die Bewegung der Einstellglieder vorteilhaft nicht direkt, sondern unter Zwischenschaltung einer Korrekturkurve übertragen.
Für die Einstellung des Zeigers auf die gehäuse feste Marke braucht nur ein kleiner Ausschlagbereich des Zeigers sichtbar zu sein. Der nicht sichtbare Teil des Ausschlaabereiches kann durch Zeigeranschläge unterdrückt werden. Dadurch ist es möglich, zur Un terbringung einer grösseren Anzahl von Intervallen bzw. zur Vergrösserung der Intervalle, den Schwenk winkel des die Richtfedern verbindenden Bügels grö sser als<B>901></B> zu machen, ohne dass die Gefahr eines überschwingens der Spule über die neutrale Zone hinaus und damit eines Ausschlages in entgegengesetz ter Richtung besteht.
Da bei den für Belichtungsmesser bzw. -regler ver wendeten Messwerken der Widerstand der Drehspule im allgemeinen die Grösse von<B>1000-3000 Q</B> besitzt, steigt bei grösser werdender Helligkeit der Photostrom stärker an, als es der dem Strom proportionalen Ska lencharakteristik entspricht. Um diesen Fehler auszu gleichen, kann man den Widerstand des Aussenkreises des Photoelementes so weit vergrössern, dass sich für die geometrische Reihe der Helligkeitswerte ein an nähernd linearer Anstieg des Photostromes ergibt, bei spielsweise durch einen Reihenwiderstand von etwa <B>15-25</B> k#Q.
Man kann aber auch die dem zu messenden Licht ausgesetzte Fläche des Photoelementes durch eine Blende so weit verkleinern, dass sich für die geome trische Reihe der zu messenden Helligkeitswerte ein linearer Anstieg des Photostromes ergibt. Die Blende wird dabei zweckmässig durch eine Kurve gesteuert, die mit dem die Richtfedern verbindenden Bügel ge kuppelt ist.
Dadurch wird gegenüber der nach dem Festwertprinzip arbeitenden Blendenregelung noch folgender Vorteil zusätzlich zu dem bereits eingangs geschilderten Vorteilen erzielt: Bei der nach dem Festwertprinzip arbeitenden Blendenregelung wird der Photostrom für alle Mess- werte auf einen Wert herabgesetzt, der dem Anfangs- messwert gleich ist.
Das bedeutet, dass dann, wenn mit kleinem Photostromfestwert, also grosser Anfangs empfindlichkeit, gearbeitet wird, die öffnung der Photoelementenblende bei grosser Helligkeit ausser ordentlich klein wird. Ist der Photostromfestwert etwa 2 pA und die Beleuchtungsstärke auf dem Photoele ment etwa<B>5000</B> Ix, so wird der Durchmesser der öff- nung etwa<B>1</B> mm. Die Änderung des Durchmessers für die nächste Stufe der zu messenden Helligkeit be trägt dann nur etwa 0,2 mm. Es handelt sich also um Grössenordnungen, die in den Toleranzen der Geräte untergehen.
Dazu kommen bei den kleinen Durchmes sern noch die Streuungen durch die inhomogene Licht empfindlichkeit der Oberfläche des Photoelementes.
Wird mit einem grossen Photostromfestwert ge arbeitet, so werden die Verhältnisse bezüglich Blen- denöffnung bei grossen Helligkeiten günstiger, jedoch fehlt hier dann die Anfangslichtempfindlichkeit.
Die bekannte Festwertmethode mit Photoelemen- tenblende hat also ausser den eingangs genannten noch den Mangel des beschränkten Messumfanges.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung kann auch dieser Mangel beseitigt werden, indem die öffnung der Photoelementenblende bei steigender Helligkeit nur so weit verkleinert zu werden braucht, dass sich, wie bereits erwähnt, für den Anstieg der zu messenden Helligkeit in geometrischer Reihe ein Anstieg des Photostromes in arithmetischer Reihe ergibt, folglich ist der Messumfang in keiner Weise eingeschränkt. In der beigefügten Zeichnung sind zwei Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.
Es zeigen: Fig. <B>1</B> einen halbautomatischen Belichtungsmesser für eine kinematographische Aufnahmekamera ohne Photoelementenblende und Fig. 2 einen halbautomatischen Belichtungsregler für eine kinematographische Aufnahmekamera mit zusätzlicher Photoelementenblende.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. <B>1</B> sind die Objektivblendeneinstellung <B>1,</B> die Bildfrequenzeinstel- hing 2 sowie die Einstellung<B>3</B> zur Berücksichtigung der Filmempfindlichkeit über ein in seiner Wirkung bekanntes Differentialgetriebe, bestehend aus den Zahnrädern 4,<B>5, 6</B> und<B>7,</B> mit einer Kurvenscheibe<B>8</B> gekuppelt. Diese wirkt auf einen Stift<B>9</B> ein, der an einem Bügel<B>10</B> befestigt ist. Der Bügel<B>10,</B> der die Richtfedern<B>13</B> der Messwerkspule 14 verbindet, weist Ansätze 12 auf, an denen die Richtfedern gelagert sind.
In der Zeichnung ist nur die vordere Richtfeder <B>13</B> und der vordere Ansatz 12 sichtbar, da die hintere Feder und der hintere Ansatz durch das Messwerk verdeckt sind.
Auf einem am Messwerk <B>11</B> befestigten Bolzen<B>15</B> ist eine Feder<B>16</B> gelagert, die sich an den am Mess- werk bzw. am Bügel<B>10</B> angeordneten Zapfen<B>17</B> und <B>18</B> abstützt. Durch diese Feder wird der Bügel<B>10</B> bzw. der an ihm befestigte Stift<B>9</B> an die Kurven- cl scheibe <B>8</B> gedrückt.
Mit<B>19</B> ist das Photoclement und mit 20 ein Rei henwiderstand bezeichnet. Der Messwerkzeiger 21, der mit einer gehäusefesten Marke 22 zur Deckung ge bracht werden muss, ist in seinem im Sucher der Ka mera sichtbaren Ausschlag durch die Anschläge<B>23</B> und 24 begrenzt.
Die Wirkuhgsweise der Anordnung ist folgende. Bildfrequenz und Filmempfindlichkeit werden vor der Messung mittels der Glieder 2 und<B>3</B> eingestellt und wirken über das Differentialgetriebe auf die Kur venscheibe<B>8,</B> die damit die entsprechende Grundein stellung erhält. Bei der Messung wird durch Drehen des Objektivblendenringes <B>1</B> der Messwerkzeiger 21 mit der Marke 22 zur Deckung gebracht. Der Blen- denring <B>1</B> wirkt dabei ebenfalls über das Differential getriebe auf die Kurvenscheibe<B>8.</B>
Durch die Drehung der Kurvenscheibe<B>8</B> wird der Bügel<B>10</B> bewegt, und dieser beeinflusst über die Richt- federn <B>13</B> die Stellung der Messwerkspule 14. Die Steigung der Kurve<B>8</B> ist der Charakteristik des Photo elementes<B>19</B> angepasst. Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen halbautomatischen Belichtungsregler mit vor dem Photoelement angeordneter Blende.
Am Kemmagnetsystem <B>11</B> ist wie im A:usfüh- rungsbeispiel nach Fig. <B>1</B> der<B>Bügel 10</B> drehbär <B>ge-</B> lagert, an dem die Richtfedern<B>13</B> befestigt sind. Der am Bügel<B>10</B> befestigte Stift<B>9</B> ist formschlüssig mit einer Kurvenscheibe<B>25</B> verbunden. Vor dem Photo element<B>19</B> ist um einen Bolzen<B>26</B> drehbar eine Blende<B>27</B> gelagert, die einen Stift<B>28</B> trägt, der durch eine Feder<B>29</B> gegen die Kurvenscheibe<B>25</B> gedrückt wird.
Der Einstellring<B>30</B> für die Objektivblende ist über eine Koppelstange<B>31</B> mit einer Scheibe<B>32</B> ver bunden, die die Filmempfindlichkeitswerte trägt. Die Scheibe<B>32</B> steht über eine nicht näher dargestellte Friktionskupplung mit der Einstellscheibe<B>33</B> in Ver bindung, die ihrerseits mit der Kurvenscheibe <B>25</B> starr verbunden ist. Die ungleichen Abstände der Objektiv- blendenwerte auf dem Einstellring<B>30</B> werden durch entsprechende Lage der Koppelpunkte<B>35</B> und 34, der Koppelstange<B>31</B> in gleichmässige Verdrehungswinkel der Scheibe<B>32</B> übersetzt.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende. Die Filmempfindlichkeit ist durch Verdrehung der Einstellscheibe<B>33</B> -eaenüber der Scheibe<B>32</B> dem Be lichtungsregler als Führungsgrösse vorgegeben. Bei der Messung wird durch Drehen des Blend'eneinstellringes <B>30</B> der Messwerkzeiger 21 mit der gehäusefesten Marke 22 zur Deckun <B>g</B> gebracht. Bei diesem Einstell vorgang wird durch die Verdrehung des Blendenein- stellringes <B>30</B> über die Koppelstange<B>31</B> die Scheibe <B>32,</B> die Einstellscheibe<B>33</B> und schliesslich die Kurve <B>25</B> gedreht.
Diese nimmt über den Stift<B>9</B> den Bügel <B>10</B> mit, der über die Richtfedern<B>13</B> die Stellung des Messwerkzeigers 21 beeinflusst. Gleichzeitig gleitet an der Kurve<B>25</B> der Stift<B>28</B> entlang, so dass die vor dem Photoelement<B>19</B> gelagerte Blende<B>27</B> das Photoele- inent mehr oder weniger abdeckt. Die Steigung der Kurve 25 ist so abgestimmt, dass jeweils nur so viel von der Fläche des Photoelementes abgedeckt wird, als zur Erreichung eines dem Verdrehungswinkel des Bügels<B>10</B> proportionalen Photostromes notwendig ist.