Einrichtung für Lichtstärkebestimmung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung für Lichtstärkebestimmung, insbesondere für die Bestimmung der Stärke eines projizierten Lichtstrahles.
Bei photographischen Verfahren ist es oft notwendig, die Intensität des Lichtes, etwa vom Vergrösserungsapparat, zu bestimmen, um die erforderlich Belichtungszeit des durch den Lichtstrahl zu belichtenden Photopapiers festsetzen zu können. Hierbei sind verschiedene Massnahmen zur Lichtstärkebestimmung bekannt.
In den meisten Fällen werden Signale von einer Photozelle, auf welche das Licht auffällt, ausgewertet.
Neuerdings wurde gefunden, dass zur Bestimmung der Lichtstärke mit Vorteil das auf die Photozelle auffallende Licht gesteuert wird. Hierdurch wird die Empfindlichkeit für eine Lichtstärkebestimmung erhöht. Allerdings sind die hierfür bisher bekannten Einrichtungen sehr kompliziert und erfordern komplizierte Röhrenoder Messchaltungen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung einer wesentlich vereinfachten Einrichtung für Lichtstärkebestimmung, mit einem lichtempfindlichen Element. Diese Einrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss aus durch kalibrierte Mittel zur Steuerung der Menge des auffallenden Lichtes; durch einen Indikator, welcher auf einen bestimmten Wert der auf das lichtempfindliche Element auffallende Lichtstärke anspricht und durch Streumittel zur Streuung des Lichtes vor Erreichung des lichtempfindlichen Elementes.
Die Streumittel gestatten hierbei eine Reduktion des Einflusses der Inhomogenität des lichtempfindlichen Elementes und eine Erhöhung von dessen Ausgangssignal.
Das lichtempfindliche Element kann hierbei eine übliche Photozelle mit üblicher spektraler Empfindlichkeit sein.
Ferner kann der Indikator eine Neonlampe sein, wobei die Empfindlichkeit der Einrichtung durch Rückkopplungsmittel zum Rückkoppeln eines Teils des von der Lampe produzierten Lichtes zur Photozelle erhöht werden kann. Auf diese Weise kann rasch ein stabiler Zustand erreicht werden, sobald die Ausleuchtung der Photozelle gross genug ist, um die Lampe zu zünden.
Um hierbei einen Rückzündungseffekt zu vermeiden, welcher bei Betrieb der Lampe mit Gleichspannung auftreten würde, kann die Lampe vorzugsweise mit Wechselspannung betrieben werden.
Im weiteren können die kalibrierten Mittel eine drehbare Scheibe mit einer Anzahl auf einem Kreis angeordneter Durchbrechungen mit zunehmender Grösse oder einen in der Weite zunehmenden Schlitz oder einen Streifen mit ändernder optischer Dichte umfassen.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sollen anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung für Lichtstärkebestimmung in Draufsicht,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Einrichtung gemäss der Schnittlinie A-A in Fig. 1, zusammen mit einem Schaltschema der Einrichtung und
Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 Ausführungsvarianten der Schaltung der Einrichtung.
Gemäss der Darstellung in Fig. 1 und 2 umfasst die Einrichtung für Lichtstärkebestimmung ein Gehäuse 1, auf welchem eine Scheibe 2 durch den Kopf 3 verdrehbar auf einer Welle 4 gelagert ist. Die Welle 4 ist hierbei an ihrem freien Ende durch einen Querbolzen 5 gesichert.
Wie Fig. 1 deutlich zeigt, ist die Scheibe 2 mit einem
Schlitz 6 versehen, der sich zentrisch zur Welle 4 erstreckt. Ferner ist die Scheibe 2 an ihrem Rand mit Kalibrierungen 7 versehen, die zum Zusammenwirken mit einem gegen die Scheibenmitte gerichteten Pfeil 8 auf der Gehäuseoberseite bestimmt sind.
Hinter dem Schlitz 6 der Scheibe 2 befindet sich eine Kammer 9, welche Lichtundurchlässig ist und deren Wände innen reflektierbar ausgebildet sind. Diese Kammer 9 befindet sich im Gehäuse 1 und ist auf deren Boden befestigt. Das obere, der Scheibe 2 zugewandte Ende dieser Kammer 9 ist durch eine Streuscheibe 10 verschlossen, welche etwa aus opalartigem Plastik bestehen kann. Bodenseitig der Kammer 9 hingegen ist eine Photozelle 11 vorgesehen, deren lichtempfindliche Fläche parallel der Streuscheibe 10 und dieser zugewandt verläuft. Die Photozelle 11 liegt gemäss Fig. 2 in einem Schaltkreis 12, welcher ferner Widerstände R1, R3 und R4 sowie eine Neonlampe N umfasst. Der genannte Kreis liegt an einer Wechselstromquelle 13.
Zur Erläuterung der Funktionsweise der Schaltung sei angenommen, dass die Photozelle 11 einen variablen Widerstand R2 im Kreis darstellt. Ist die Neonlampe ausgeschaltet, stellt diese einen unendlich grossen Widerstand dar. Der Spannungsabfall über R3 ist dann gegeben durch
R3
Rl + R2 + R3 VQuelle.
Der Wert von R1 und R3 sowie jener der angelegten Spannung kann eingestellt werden, so dass a) wenn R2 ein Maximum ist (kein Lichteinfall auf die Photozelle), V kleiner ist als die Zündspannung der Neonlampe und b) wenn R2 durch Lichteinfall auf die Photozelle abnimmt, V über die Zündspannung der Neonlampe steigt.
Der Wert von R1 ist zur Kompensation einer geänderten Quellenspannung und geänderten Charakteristik der Photozelle einstellbar.
Steigt nun die Spannung V über die Zündspannung der Neonlampe, wird diese gezündet, worauf die Lampe Licht ab strahlt. Die Widerstände R4 in den Ausführungsvarianten der Schaltung gemäss Fig. 2 bis 7 und die Widerstände R5 in den Ausführungsformen gemäss Fig.
4 bis 7 dienen dem Schutz der Neonlampe und verhindern einen zu grossen Energieverbrauch der Lampe. Der Widerstand R1 übernimmt die gleiche Funktion für die Photozelle bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 2 bis 6. Der notwendige Wert der Widerstände R1, R3 und R4 lässt sich leicht berechnen, wenn die Charakteristiken der Quelle, der Photozelle und der Neonlampe bekannt sind. Ebenso lässt sich der Wert von Widerstand R5 oder weiterer Widerstände R6, R7 und R8 feststellen. In Fällen, wo die Gefahr einer Überlastung von Photozelle oder Lampe nicht besteht, kann auf die Widerstände R1, R4 und R5 verzichtet werden.
Das Licht, dessen Stärke zu messen bzw. zu bestimmen ist, fällt in Richtung der in Fig. 2 angedeuteten Pfeile auf die Streuplatte 10 ein und gelangt von dort zur Photozelle 11. Die Scheibe 2 wird im Gegenuhrzeigersinn verdreht von einer Lage weg,-bei- welcher die Streuplatte vollständig von der Scheibe 2 abgedeckt ist.
Das Drehen der Scheibe 2 erfolgt hierbei solange, bis die Neonlampe zündet. Hier kann nun über dem Pfeil 8 die Massgabe an der Scheibe 2 abgelesen werden, welche ein Mass für die Lichtstärke darstellt.
Wie bereits erwähnt, sind verschiedene Ausführungsvarianten der Schaltung möglich, wie Fig. 3 bis 7 veranschaulichen. Beispielsweise können gemäss Fig. 4 bis 7 zwei Neonlampen vorgesehen sein, von denen die eine ein Minimum und die andere ein Maximum der Belichtungszeit bestimmt.
Im weiteren ist es denkbar, die genannten Widerstände durch Kapazitäten zu ersetzen.
Für die Verwendung der Einrichtung beim Vergrössern kann die Einrichtung etwa auf den Tisch des Vergrösserungsapparates gestellt werden, worauf die Verstellung der Scheibe solange erfolgt, bis das von der Projektionslampe des Vergrös serungsapparates einfallende Licht die Neonlampe zündet, worauf von einer geeigneten Skala die Belichtungszeit direkt abgelesen werden kann.
Device for determining luminous intensity
The present invention relates to a device for determining the intensity of light, in particular for determining the intensity of a projected light beam.
In photographic processes it is often necessary to determine the intensity of the light, for example from the enlarger, in order to be able to set the required exposure time for the photographic paper to be exposed by the light beam. Various measures for determining the light intensity are known here.
In most cases, signals from a photocell on which the light falls are evaluated.
It has recently been found that the light incident on the photocell is advantageously controlled to determine the light intensity. This increases the sensitivity for determining the light intensity. However, the previously known devices for this are very complicated and require complicated tubes or measuring circuits.
The purpose of the present invention is now to create a significantly simplified device for determining the intensity of light, with a light-sensitive element. According to the invention, this device is characterized by calibrated means for controlling the amount of incident light; by an indicator which responds to a certain value of the light intensity falling on the photosensitive element and by scattering means for scattering the light before it reaches the photosensitive element.
The scattering means allow a reduction in the influence of the inhomogeneity of the light-sensitive element and an increase in its output signal.
The light-sensitive element can be a conventional photocell with the usual spectral sensitivity.
Furthermore, the indicator can be a neon lamp, it being possible for the sensitivity of the device to be increased by feedback means for feeding back part of the light produced by the lamp to the photocell. In this way, a stable state can be achieved quickly as soon as the illumination of the photocell is large enough to ignite the lamp.
In order to avoid a flashback effect, which would occur when the lamp was operated with direct voltage, the lamp can preferably be operated with alternating voltage.
In addition, the calibrated means can comprise a rotatable disk with a number of perforations arranged on a circle with increasing size or a slot increasing in width or a strip with changing optical density.
For example, embodiments of the subject matter of the invention are to be explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a device for determining the light intensity in plan view,
FIG. 2 shows a section through the device according to the section line A-A in FIG. 1, together with a circuit diagram of the device and FIG
3, 4, 5, 6 and 7 variant embodiments of the circuit of the device.
According to the representation in FIGS. 1 and 2, the device for determining the light intensity comprises a housing 1 on which a disk 2 is mounted on a shaft 4 such that it can be rotated by the head 3. The shaft 4 is secured at its free end by a transverse bolt 5.
As Fig. 1 clearly shows, the disc 2 is with a
Slit 6 is provided which extends centrally to the shaft 4. Furthermore, the disk 2 is provided on its edge with calibrations 7, which are intended to interact with an arrow 8 directed towards the disk center on the upper side of the housing.
Behind the slot 6 of the disc 2 there is a chamber 9 which is opaque and whose walls are internally reflective. This chamber 9 is located in the housing 1 and is attached to the bottom thereof. The upper end of this chamber 9 facing the disk 2 is closed by a diffusion disk 10, which may for example consist of opal plastic. On the bottom side of the chamber 9, however, a photocell 11 is provided, the light-sensitive surface of which runs parallel to the diffuser 10 and facing it. According to FIG. 2, the photocell 11 is located in a circuit 12 which also includes resistors R1, R3 and R4 and a neon lamp N. Said circuit is connected to an alternating current source 13.
To explain how the circuit works, it is assumed that the photocell 11 represents a variable resistor R2 in a circle. If the neon lamp is switched off, it represents an infinitely large resistance. The voltage drop across R3 is then given by
R3
Rl + R2 + R3 Vsource.
The value of R1 and R3 as well as that of the applied voltage can be set so that a) when R2 is a maximum (no light incident on the photocell), V is less than the ignition voltage of the neon lamp and b) when R2 is due to incident light on the photocell decreases, V rises above the ignition voltage of the neon lamp.
The value of R1 can be set to compensate for a changed source voltage and changed characteristics of the photocell.
If the voltage V rises above the ignition voltage of the neon lamp, it is ignited, whereupon the lamp emits light. The resistors R4 in the embodiment variants of the circuit according to FIGS. 2 to 7 and the resistors R5 in the embodiments according to FIG.
4 to 7 protect the neon lamp and prevent the lamp from consuming too much energy. The resistor R1 performs the same function for the photocell in the embodiments according to FIGS. 2 to 6. The necessary value of the resistors R1, R3 and R4 can easily be calculated if the characteristics of the source, the photocell and the neon lamp are known. The value of resistor R5 or other resistors R6, R7 and R8 can also be determined. In cases where there is no risk of overloading the photocell or lamp, resistors R1, R4 and R5 can be dispensed with.
The light, the strength of which is to be measured or determined, falls in the direction of the arrows indicated in FIG. 2 on the diffusion plate 10 and from there reaches the photocell 11. The disc 2 is rotated counterclockwise away from one position - Which the spreading plate is completely covered by the disc 2.
The disk 2 is rotated until the neon lamp ignites. Here, the measure on the disk 2 can now be read from the arrow 8, which is a measure of the light intensity.
As already mentioned, different design variants of the circuit are possible, as shown in FIGS. 3 to 7. For example, according to FIGS. 4 to 7, two neon lamps can be provided, one of which determines a minimum and the other a maximum of the exposure time.
It is also conceivable to replace the resistors mentioned by capacitors.
To use the device for enlargement, the device can be placed on the table of the enlarger, whereupon the disc is adjusted until the incident light from the projection lamp of the enlarger ignites the neon lamp, whereupon the exposure time can be read directly from a suitable scale can be.