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Fotoelektrisches Lichtmeßorgan für fotografische Kameras Die Erfindung
bezieht sich auf ein fotoelektrisches Lichtmeßorgan, angeordnet im Strahlengang
von fotografischen Aufnahme-, Wiedergabe- sowie sonstigen lichttechnischen Meß-
und Kontrollgeräten, bei welchen die fotoelektrische Aktionsschicht von einer Sekundärstrahlung
getroffen wird, die an Seitenflächen eines durchsichtigen Körpers austritt, wenn
senkrecht oder in anderen Winkeln zu diesen Seitenflächen primäre Lichtstrahlen
hindurchtreten.
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So besteht seit langem der Wunsch, die Intensität der im Lichtstrahlengang
von fotografischen Aufnahme- und Wiedergabegeräten herrschenden Lichtstrahlung zu
messen, denn nur hier ist es möglich, zur Messung die genaue Lichtstärke heranzuziehen,
welche Filter-, Linsen- und Blendenanordnungen passiert hat und nach welcher dann
die Zeit zu bestimmen ist, die eben diese Strahlungsintensität zur richtigen Belichtung
des lichtempfindlichen Materials einwirken muß.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind eine ganze Reihe von Verfahren und
Einrichtungen bekanntgeworden. So gibt es zum Beispiel Vorschläge, fotoelektrische
Elemente in den Lichtstrahlengang für die Dauer der Lichtmessung einzuschwenken
oder halbverspiegelte Glasscheiben derart anzuordnen, daß ein Teil der Lichtstrahlung
auf fotoelektrische Elemente abgelenkt wird. Andere Vorschläge zeigen fotoelektrische
Zellen, die als schmale Stäbchen ausgebildet und auf den Stirnflächen der Linsen
angebracht sind, so daß von der wirksamen Fläche des Objektivs nur ein Teil abgedeckt
wird, oder aber auf den Stirnseiten der Linsen aufgebrachte fotoelektrische Elemente,
die so dünn gehalten sind, daß noch ein gewisser Lichtdurchgang in senkrechter Richtung
zur Objektivachse erfolgen kann.
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Diese bekannten Einrichtungen sind mit erheblichen Nachteilen behaftet.
Ein in den Strahlengang hineingeschwenktes fotoelektrisches Element erlaubt nur
eine Lichtmessung vor und nicht während der Aufnahme. Bei den anderen aufgezeigten
Einrichtungen tritt durch die auf den Linsen angebrachten fotoelektrischen Zellen
eine meist nicht unerhebliche Lichteinbuße im Strahlengang ein.
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Noch ein weiterer Vorschlag zeigt eine Lichtmeßeinrichtung in Verbindung
mit einer Spiegelreflexkamera. Hier wird das an den Seitenflächen des Umkehrprismas
auftretende Streulicht zur Beleuchtung von darauf angebrachten fotoelektrischen
Zellen benutzt. Abgesehen davon, daß hier nur eine Lichtmessung vor der eigentlichen
Aufnahme möglich ist, nämlich dann, wenn der Klappspiegel den Durchgang zum lichtempfindlichen
Material sperrt und die Lichtstrahlen in den Sucherstrahlengang ableitet, ist diese
Einrichtung mit dem weiteren Nachteil behaftet, daß die Seitenflächen des Umkehrprismas
außer von Streulicht auch von primärem Licht getroffen werden und somit das Meßergebnis
verfälscht wird.
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Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, eine Lichtmessung
der eigentlichen Arbeitsstrahlung von fotografischen Aufnahme- und Wiedergabegeräten,
sowie sonstigen lichttechnischen Meß-und Kontrollgeräten während der Arbeitsphase
dieser Geräte zu ermöglichen, z. B., bei einer fotografischen Aufnahmekamera die
Intensität der Aufnahmestrahlung zu messen, nachdem diese Strahlung bereits Filter-,
Blenden- und Linsenanordnungen passiert hat. Die dieser Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe erstreckt sich dabei weiter auch darauf, diese Lichtmessung derart vorzunehmen,
daß dabei eine ins Gewicht fallende Lichteinbuße der Arbeitsstrahlung vermieden
wird.
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Zur Lösung dieser Aufgaben wird nach der vorliegenden Erfindung die
folgende Einrichtung vorgeschlagen: Ein Körper aus optisch durchsichtigem Material,
beispielsweise eine Glas- oder Plexiglasplatte, wird an geeigneter Stelle in dem
Arbeitsstrahlengang derart untergebracht, daß die zur Aufnahme, Wiedergabe, Beleuchtung
oder Messung dienende Gesamtstrahlung diesen durchsichtigen Körper passiert. Nun
erfolgt nach bekannten physikalischen Gesetzen beim Durchgang eines Lichtstrahls
durch diesen Glaskörper eine Streuung des Lichtes, d. h., es entstehen Sekundärwellen
gleicher Frequenz, welche sich im Körper in verschiedenen Winkeln zur Durchfallachse
des primären Lichstrahls fortbewegen. An den Seitenflächen des Glaskörpers entsteht
also, hervorgerufen durch die Sekundärstrahlung, ein Lichteindruck, welcher
in
seinem Helligkeitswert zwar um Größenordnungen kleiner, jedoch direkt linear proportional
der durch den Glaskörper durchfallenden primären Lichtstrahlung ist.
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Auf das Beispiel einer Aufnahmekamera bezogen, erzeugen helle abzubildende
Gegenstände in der Ebene der lichtempfindlichen Schicht einen ebenfalls hellen Lichteindruck,
während umgekehrt dunkleren Zonen des Objekts weniger helle Lichteindrücke zugeordnet
sind. Dieses in den verschiedenen Zonen seiner Querschnittsfläche abwechselnd verschieden
intensive Strahlenbündel der Aufnahmekamera, welches zur Belichtung der lichtempfindlichen
Schicht benutzt wird, hat aber vorher den im Lichtstrahlengang der Kamera liegenden
durchsichtigen Körper passiert und hat in diesem Körper in den entsprechenden Zonen
ebenfalls verschiedene Intensität.
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Abhängig von der Helligkeit der verschiedenen Zonen des Glaskörpers
erfolgt einer mehr oder weniger intensive Sekundärstrahlung zu den Seitenflächen,
wobei sich die gesamte Sekundarstrahlung, als integrierter Mittelwert der den Glaskörper
passierenden gesamten Lichtmenge, zu einem Helligkeitseindruck auf den Seitenflächen
vereinigt.
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Nach der Erfindung befinden sich fotoelektrische Zellen entweder direkt
auf den Seitenflächen des durchsichtigen Körpers, oder sind gegenüber diesen Flächen,
aus denen die Sekundärstrahlung austritt, innerhalb der Gesamtordnung derart gelagert,
so daß sie ausschließlich von dem durch die Sekundärstrahlung hervorgerufenen Licht
getroffen werden.
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Die vom Erfinder durchgeführten Versuche mit Glaskörpern bei der Ausarbeitung
der Erfindung zeigten, daß die Helligkeitswerte, die durch die Sekundärstrahlung
erzeugt werden, im Gegensatz zu den Helligkeitswerten der zugeordneten Primärstrahlung
im Verhältnis etwa 1:1000 liegen. Aus diesem Grunde sind die fotoelektrischen Zellen
nach der Erfindung innerhalb der Gesamtanordnung derart angeordnet, daß sie außerhalb
des größtmöglichen Bildwinkels liegen und in keinem Falle von primärem Licht getroffen
werden können. Durch den Umstand, daß der an den Seitenflächen des durchsichtigen
Körpers entstehende Helligkeitswert bereits einen integrierten Mittelwert des durch
den Glaskörper durchfallenden gesamten Lichteindrucks darstellt, ist es möglich,
die fotoelektrischen Zellen auf den einzelnen Seitenflächen des Glaskörpers aufzuteilen
und zum Erhalt einer genügend großen Spannung zwecks Aussteuerung von Anzeigeinstrumenten
oder anderen Steuermitteln, z. B. bei halb- oder vollautomatischen Kameras; je nach
Spannungs- oder Strombedarf, hintereinander oder parallel zu schalten.
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Ebenfalls ist es nach der Erfindung möglich, die Oberfläche der Seitenflächen
des durchsichtigen Körpers durch geeignete Formgebung oder Profilierung zum Zwecke
des Erhalts einer möglichst großen Grundfläche zur Aufbringung einer großen fotoelektrischen
Zellenoberfläche zu vergrößern.
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Die Auswertung des von dem erfindungsgemäßen, fotoelektrischen Lichtmeßorgan
abgegebenen Fotostroms oder die erzielte Widerstandsänderung bei Anwendung von Fotowiderständen
kann auf verschiedene Weise erfolgen.
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So ist es z. B. möglich, bei einer vollautomatisch die Belichtungszeit
regelnden Kamera den Fotostrom während des Aufnahmevorgangs. als Steuerstrom einer
elektronisch arbeitenden Automatik zuzuführen und somit automatisch die öffnungsdauer
des Objektivverschlusses abhängig von der im Strahlengang während der Arbeitsphase
herrschenden Lichtintensität zu steuern.
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Die Anwendung des neuen Lichtmeßorgans stellt aber auch beim Einbau
in eine normale Kamera eine wesentliche Verbesserung dar; wenn es sich bei dieser
Kamera um eine Schlitzverschlußkamera handelt oder wenn eine Kamera mit Zentralverschluß
mit einer Einrichtung versehen wird, die es erlaubt, den Lichtdurchtritt zum Negativmaterial
durch eine Klappe abzusperren und gleichzeitig den Zentralverschluß für eine der
Aufnahme voraufgehenden Messung zu öffnen. Wird die Kamera z. B. mit einem ein-oder
angebauten Anzeigeinstrument ausgerüstet, so ist es nunmehr möglich, die für die
jeweilige Aufnahme erforderliche Belichtungszeit auf der direkt in Belichtungszeiten
geeichten Skala abzulesen, da der angezeigte Wert bereits eine direkt abhängige
Größe der vorgewählten Blende ist. Es sind dabei die Lichtverluste der vor das Aufnahmeobjektiv
vorgeschalteten Farbfilter direkt als belichtungszeitverlängernde Größe in dem vom
Anzeigeinstrument angezeigten Wert bereits enthalten. Es ist also nicht mehr erforderlich,
die Ermittlung der richtigen Belichtungszeit nach den den einzelnen Filtern zugeordneten
Umrechnungsfaktoren vorzunehmen. In der gleichen Weise werden verschieden lichtstarke
Auswechselobjektive berücksichtigt.
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Weitere Einzelheiten und Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung sind aus der Beschreibung zu der Zeichnung ersichtlich.
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Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch den Strahlengang einer Kamera a.
Unmittelbar vor dem zu belichtenden Negativmaterial b ist der durchsichtige Körper
c angebracht. Beim Durchtritt von primären Lichtstrahlen durch das Objektiv zum
Film entsteht in dem durchsichtigen Körper c eine Sekundärstrahlung, die an den
Seitenflächen d einen entsprechenden Helligkeitseindruck hervorruft.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Glaskörper c. Auf den Seitenflächen
d dieses durchsichtigen Körpers sind die fotoelektrischen Elemente e zur Messung
der hier auftretenden Sekundärstrahlung untergebracht. Diese fotoelektrischen Elemente
können sowohl aufgekittet als auch aufgedampft oder durch andere Mittel auf den
Seitenflächen befestigt werden.
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Fig.3 zeigt einen Querschnitt durch den Glaskörper und die Möglichkeit,
die Oberfläche der Seitenflächen des Glaskörpers durch geeignete Formgebung zum
Erhalt einer größeren Zellenoberfläche zu vergrößern.
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Fig. 4 zeigt nochmals einen Querschnitt durch den Strahlengang einer
Aufnahmekamera mit dem durchsichtigen Körper. Hier ist deutlich zu erkennen, daß
die fotoelektrischen Elemente an den Seitenflächen des Glaskörpers gemäß der Erfindung
außerhalb des größtmöglichen Bildwinkels liegen. Durch diese Anordnung wird vermieden,
daß primäres Licht auf die fotoelektrischen Zellen auftrifft, und somit ist sichergestellt,
daß eine Verfälschung des Meßwertes durch direkte Bestrahlung der Zellen nicht eintreten
kann.
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Da durch den im Strahlengang liegenden Glaskörper, entsprechend seiner
geometrischen Beschaffenheit, je nach den Einfallswinkeln eine mehr oder weniger
starke Brechung der durchfallenden Lichtstrahlen erfolgt, sieht die Einrichtung
gemäß der Erfindung ein Mittel zur Korrektur dieser durch den
Glaskörper
bedingten Verzeichnung vor. Der durchsichtige Körper erhält zur Korrektur des Strahlengangs
eine bestimmte Form etwa derart, daß mindestens eine Stirnfläche des Körpers eine
Linsenfläche bildet, wie dies die Fig.5 zeigt, die wieder einen Querschnitt durch
den Strahlengang einer Aufnahmekamera mit darin untergebrachtem Lichtmeßorgan veranschaulicht.
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Es besteht naturgemäß eine große Variationsmöglichkeit der verschiedenartigen
Formgebung der beiden Stirnflächen des durchsichtigen Körpers, der damit auch verschiedenartige
Brechkraft erhält. Durch eine Abstimmung dieser Brechkraft auf das angewandte Objektiv
der Kamera ist es möglich, durch den Glaskörper noch eine zusätzliche Korrektur
der jeder Optik mehr oder minder anhaftenden Verzeichnungsfehler zu erreichen. Es
lassen sich gegenüber der Beschreibung der Erfindung und den einzelnen Ausführungsbeispielen
die verschiedensten Abänderungen, beispielsweise in der Gestaltung und Unterbringung
der durchsichtigen Körpers, vornehmen, ohne daß dabei der Boden des Erfindungsgedankens
verlassen wird. So könnten als weitere Variationsmöglichkeit die Randflächen der
einzelnen Linsen des Ojektivs als Flächen zur Anbringung der fotoelektrischen Elemente
dienen.
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Fig. 6 zeigt dann noch den Einbau des erfindungsgemäßen Lichtmeßorgans
in eine Kamera mit Zentralverschluß. Hier wird während der Lichtmessung der Lichtdurchgang
zum Negativ b gesperrt, indem zwischen die Rückseite des Glaskörpers c und das Negativmaterial
b eine Verschlußklappe f eingeklappt wird, wobei der Objektivverschluß nach
völliger Abdeckung des Negativs gleichzeitig durch geeignete Anordnungen geöffnet
wird. Nach Beendigung der Lichtmessung wird dann zuerst das Objektiv geschlossen
und anschließend der Lichtdurchgang zum Negativ wieder freigegeben, womit die Kamera
aufnahmebereit wird.