Photoelektrische Vorrichtung, bei welcher die Ausgangsspannung einer Brückenschaltung vom Abstand eines Objektes von einer bestimmten Fläche abhängt Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei welcher die Ausgangsspannung einer Brückenschaltung vom Ab stand eines Objektes von einer bestimmten Fläche ab hängt.
In einer aus der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 618 209 bekannten Vorrichtung, bei welcher ein Objekt durch ein optisches Linsensystem auf einer empfindlichen Platte abgebildet wird, wird dieses<B>Ob-</B> <B>jekt</B> mittels eines über eine Rolle aufwickelbaren Drah tes in einem einstellbaren Abstand von der in einer Kamera untergebrachten empfindlichen Platte gehalten. Die Rolle an sich ist über ein Schneckenradgetriebe mit dem Läufer eines regelbaren Widerstandes in einem Brückenzweig gekoppelt. Wird der Abstand des Objek tes von der Platte geändert, so dreht sich die Rolle und bewegt sich folglich der Läufer des einstellbaren Widerstandes.
Die ursprünglich im Gleichgewicht be findliche Brücke ist dann ausser Gleichgewicht. Durch Verdrehung des Läufers eines einstellbaren Widerstandes in einem anderen Brückenzweig wird die Brücke wieder ins Gleichgewicht gebracht.
Der Läufer des letzteren Widerstandes ist an einer Achse befestigt, die eine Scheibe besitzt, deren Umfang in ein mit dem Linsen system gekuppeltes Schneckenrad eingreift. Ist die Brücke wieder im Gleichgewicht, so ist auch bereits durch passende Wahl des Verhältnisses zwischen den Brückenwiderständen die Änderung des Abstandes des Objektes und die damit zusammenhängende Änderung der Stelle des Linsensystems derart, dass das Objekt wieder scharf auf der Platte abgebildet wird.
Die bekannte Vorrichtung hat einige Nachteile. An erster Stelle ist eine mechanische Verbindung zwi schen Objekt und Platte notwendig. An zweiter Stelle müssen die Brückenwiderstände Werte haben, deren Verhältnis mit der Brennweite des Linsensystems, dem Objektabstand und dem Bildabstand zusammenhängt.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu be seitigen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Brücke mit der ersten Brücke in Kaskade geschaltet ist und dass in jeder der Brücken in zwei nebeneinander- liegenden Zweigen ein photoempfindlicher Widerstand vorgesehen ist.
Vorzugsweise liegt die Speisespannung an der Rei henschaltung der photoempfindlichen Widerstände der ersten Brücke, während die Ausgangsspannung dieser ersten Brücke an der Reihenschaltung der photoemp findlichen Widerstände der zweiten Brücke liegt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung bei spielsweise erläutert, in der: Fig. 1 eine in einer Ausführungsform der Vorrich tung nach der Erfindung untergebrachte Schaltungsan ordnung, Fig.2 schematisch die räumliche Ausbildung dieser Vorrichtung, Fig.3 die von einem Objekt ausgehenden Licht strahlen in, drei Fällen, Fig.4 schematisch eine Kamera mit einer Schal tungsanordnung nach Fig. 1 und Fig. 5 eine Abart der Anordnung nach Fig. 2 zei gen.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnen 3 und 4, 7 und 8 zwei Paare von Photowiderständen. Jedes Paar ist in eine Wheatstonesche Brücke gemeinsam mit zwei festen Widerständen 5, 6 bzw. 9, 10 aufgenommen. Eine Gleichspannung wird zwischen den Klemmen 1 und, 2 gelegt.
Werden die Photowiderstände 3 und 4 durch das in Fig. 2 von links eintreffende, durch Pfeile an gedeutete Licht ungleichmässig belichtet, so entsteht am Ausgang der Brücke I eine Spannung, deren Polarität bei bestimmter Po'l'arität der zwischen den Klemmen 1 und 2 vorherrschenden Spannung bei Gleichheit der Widerstände 5 und 6 durch den Unterschied der Leit fähigkeit der Photowiderstände 3 und 4 bedingt wird. Die Brücken I und II sind in Kaskade geschaltet, d. h.
die Ausgangsspannung der Brücke I dient als Speise spannung für die Brücke II, welche die Photowider- stände 7 und 8 enthält. Es wird einleuchten, dass an den Klemmen 11 und 12 nur dann. eine Spannung herrscht, wenn bei Gleichheit der Widerstände 9 und 10 die Photowiderstände 7 und 8 ungleichmässig belichtet wer den. Die Photowiderstände 3 und 4 sind ganz nahe einem engen Spalt 19 auf je einer Seite desselben ange ordnet, der auf die Photowiderstände 7 und 8 fallendes Licht durchlässt.
Fig.3 zeigt den Verlauf der Strahlen von einem Objekt 20, wobei das durch eine positive Linse 21 erzeugte Bild 22 dieser Strahlen gegenüber dem Spalt 19 in drei verschiedenen Lagen veranschaulicht ist; in Fig. 3a deckt sich das Bild 22 mit dem Spalt 19; in Fig.3b liegt das Bild vor und in Fig.3c hinter dem Spalt.
Nach Fig. 3a kann der Teil des von der Linse 21 von dem Objekt 20 erzeugten Bildes 22, der in dem engen Spalt 19 liegt, als eine punktförmige Quelle be- trachtet werden. Die von dieser punktförmigen Quelle ausgesandten Lichtstrahlen treffen die Photowiderstände 7 und 8 auf gleiche Weise. Diese Widerstände haben somit den gleichen Wert, wodurch unabhängig von den die Photowiderstände 3 und 4 treffenden Licht mengen die Spannung zwischen den Klemmen 11 und 12 Null ist.
Nach Fig. 3b trifft ein Teil der durch den Punkt P (des Bildes 22) gehenden Lichtstrahlen entweder den Photowiderstand 3 oder den Photowiderstand B. Dies gilt für alle Punkte im Bild: 22, das über der Achse 00' liegt. Auf ähnliche Weise trifft ein Teil der aus dem P' stammenden Lichtstrahlen entweder den Photowi derstand 4 oder den Photowiderstand 7. Es wird vor ausgesetzt, dass die Lichtmenge von P bzw. von dem Teil des Bildes 22 über der Achse 00' grösser ist als die von P' bzw. von dem Teil des Bildes 22 unter der Achse 00'.
Der Photowiderstand 3 bzw. 8 empfängt dann mehr Licht als der Photowiderstand 4 bzw. 7, so dass der Wert des Photowiderstandes 3 kleiner ist als der des Phonowiderstandes. 4 und der des Photo widerstandes 8 kleiner ist als der des Photowiderstan des 7. Aus Fig. 1 ergibt sich, dass die Polarität der zwischen den Klemmen 11 und 12 auftretenden Span nung gleich der der Spannung zwischen den Klemmen 1 und 2 ist, was bedeutet, dass, wenn das Potential der Klemme 1 positiv gegen das Potential der Klemme 2 ist, auch das Potential der Klemme 1 positiv gegen das Potential der Klemme 12 ist.
Ändert sich die Helligkeit des Objektes 20 derart, dass aus dem Punkt P' mehr Licht als aus dem Punkt P stammt, so wird der Wert des Photowiderstandes 3 grösser als der des Photowiderstandes 4 und der des Photowiderstandes 8 grösser als der des Photowiderstan des 7. Aus Fig. 1 ergibt es sich wieder, dass diese Hellig keitsänderung keinen Einfluss auf die Polarität der zwischen den Klemmen 11 und 12 erzeugten Spannung hat. Dank der gewählten Kombination von zwei Brük- ken ist die Polarität der Ausgangsspannung unabhängig von Lichtschwankungen des Objektes.
Nach Fig.3c liegt das bis zur Grösse QQ' redu zierte Bild 22 hinter dem Spalt 19. Die zur Bildung des Punktes P beitragenden Lichtstrahlen sind teilweise durch den Photowiderstand 3 abgefangen. Die nicht abgefangenen Lichtstrahlen treffen den Photowi derstand 7. Auf ähnliche Weise wird ein Teil der Lichtstrahlen, der zum Punkt P'des Bildes 22 beitragen kann, durch den Photowiderstand 4 abgefangen und die nicht abgefangenen Lichtstrahlen werden den Photo- widerstand 8 treffen. Ist die zur Bildung von P bei tragende Lichtmenge wieder grösser als die zur Bildung von P' beitragende Lichtmenge, so ist der Wert des Photowiderstandes 3 bzw. 7 kleiner als der des Photo widerstandes 4 bzw. B.
Aus Fig. 1 lässt sich leicht ab leiten, dass die Polarität der zwischen den Klemmen 11 und 12 auftretenden Spannung der der Spannung zwi schen den Klemmen 1 und 2 entgegengesetzt ist, was bedeutet, dass, wenn das Potential der Klemme 1 wieder positiv gegen das der Klemme 2 ist, das Potential der Klemme 11 negativ gegen das der Klemme 12 ist. Auch in diesem Falle wird dieses negative Potential beibehalten, wenn die Helligkeit des Objektes 20 sich ändert: die Polarität der Ausgangsspannung ist wieder unabhängig von den Lichtschwankungen des Objektes.
Aus vorstehendem folgt, dass die Ausgangsspan nung der Reihenschaltung der zwei Brücken lediglich von der Stellung des Spaltes 19 gegenüber dem Objekt abhängt. Bei Verschiebung des Spaltes oder (was auf das gleiche hinausgeht) bei Verschiebung des Objek tes ändert sich die Ausgangsspannung kontinuierlich von einem positiven Wert nach einem negativen Wert oder umgekehrt.
Diese Eigenschaft der beschriebenen Vorrichtung kann dadurch benutzt werden, d'ass die Schaltungsan- ordnung derart in einer Kamera untergebracht wird; dass eine Ausgangsspannung Null der Kaskadenschal- tung einem scharfen Bild auf dem Photofilm oder der Photoplatte entspricht.
Fig.4 zeigt ein vereinfachtes Schaubild einer sol chen Kamera. Durch die Linse 41 einfallendes Licht erreicht zum grössten Teil den lichtempfindlichen Film 42. Mittels des Prismas 44 erreicht ein Teil des Lichtes den Sucher 43 und ein anderer Teil trifft die photo empfindlichen Widerstände 3 und 4 bzw. 7 und B. Diese Widerstände sind in einem Brückensystem nach Fig. 1 untergebracht. Die Ausgangsspannung des Brückensy stems wird gegebenenfalls nach Verstärkung einem Mo tor 45 zugeführt. Ein auf der Motorachse angebrachtes Ritzel 46 greift in eine Zahnbahn 47 ein, welche die Linse 41 haltert, die selbsttätig in die richtige Lage gegenüber der empfindlichen Schicht 42 gelangt.
Es ist selbstverständlich, dass die Ausgangsspannung des Brückensystems auch auf andere Weise übertragen werden kann, und zwar in. der Weise, dass die Linse 41 diskontinuierlich verschiebbar äst.
Es könnte auch eine halbautomatische Einstellung bewerkstelligt werden, indem die Linse von Hand der art bewegt wird, dass die Ausgangsspannung Null ist, in welchem Augenblick ein Verschluss freigegeben wird. Der dazu erforderliche Mechanismus kann gleichzeitig zum Spannen der Verschlussfeder dienen.
Bei kontrastarmen Objekten ist es oft erwünscht, das Brückensystem quer zur optischen Achse geringe Hin- und Herbewegungen vollführen zu lassen, so dass scharf auf ein kontrastreicheres Objekt ganz nahe dem verlangten Objekt eingestellt werden kann. Es liegt auch die Möglichkeit vor, entweder auf Links-Rechts-Kon- trast oder auch auf Oben-Unten-Kontrast einzustellen, indem die das Brückensystem enthaltende Vorrichtung um ihre optische Achse drehbar ausgebildet wird.
Fig. 5 zeigt eine räumliche Anordnung der photo empfindlichen Widerstände 3 und 4, abweichend von der nach Fig. 4. Auf beiden Seiten des Spaltes 19 be finden sich Mattglasstücke 30 und 31. Das durch diese Mattglasscheiben fallende Licht wird diffundiert und trifft die Photowiderstände 3 und 4. Das durch den Spalt 19 fallende Licht kann lediglich die Photowider stände 7 und 8 treffen. Lichtabsorbierende Schirme 35 und 36 führen die Trennung zwischen dem durch das Mattglas fallenden Licht und dem durch den Spalt 19 fallenden Licht herbei. Die Kombination des Matt glases 30, des photoempfindlichen Widerstandes 4 bzw.
Mattglases 31 und des Photowiderstandes 3 spricht auf gleiche Weise auf die Lichtstrahlen an wie der photoemp findliche Widerstand 4 bzw. 3 in der Anordnung nach Fig.2. Die zu Fig. 3 gemachten Bemerkungen gelten auch für die Anordnung nach Fig. '5.
Es ist selbstverständlich, dass die beschriebene Vor richtung nicht nur in einer Kamera, sondern auch für alle Zwecke benutzt werden kann, bei denen eine ge naue Abstandsmessung erwünscht ist.