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Mikrophotographische Einrichtung mit Belichtungsregelung Es sind mikrophotographische
Einrichtungen bekannt, bei denen die Belichtungszeit automatisch geregelt wird.
Diese mikrophotographischen Einrichtungen arbeiten nach dem in der Phototechnik
häufig verwendeten Prinzip der Lichtmengenmessung, d. h. der Messung des Produktes
aus dem integralen Mittelwert der Beleuchtungsstärke einer Fläche mal der Belichtungszeit.
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Ein vom Strahlengang beleuchtetes lichtempfindliches Element erzeugt
einen dem integralen Mittelwert der Beleuchtungsstärke im Bildausschnitt oder in
einem Teil des Bildausschnittes proportionalen Strom, der, beginnend mit der Belichtung,
einen Kondensator auflädt. Erreicht die Spannung des Kondensators einen bestimmten
Wert, dann wird mit Hilfe einer elektronischen Automatik die Belichtung beendet.
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Das beschriebene Prinzip der automatischen Belichtungsregelung hat
sich in vielen Fällen, die nicht mit der Mikrophotographie zusammenhängen, z. B.
in automatischen Kopieranstalten, sehr gut bewährt. In dem speziellen Fall der Mikrophotographie
stellen jedoch die folgenden Voraussetzungen, unter denen das gesamte Prinzip ohne
die Gefahr von Fehlbelichtungen angewendet werden darf, eine starke Einschränkung
seiner Anwendbarkeit dar: 1. Da der die Belichtung beendende Zeitgeber bei Erreichen
einer bestimmten, für die jeweils verwendete Photoemulsion konstanten Lichtmenge
unabhängig von der dafür benötigten Belichtungszeit die Belichtung abschaltet, muß
die von dieser Photoemulsion für eine optimale Belichtung benötigte Lichtmenge für
alle Belichtungszeiten konstant sein. Diese Bedingung ist bei kurzen Belichtungszeiten
von allen Photoemulsionen erfüllt; bei längeren Belichtungszeiten ergeben sich aber
insbesondere bei Farbfilmen mitunter beträchtliche Abweichungen. Diese Abweichungen,
die je nach Photoemulsion schon bei Belichtungszeiten von 1 bis 2 Sekunden merklich
werden können, sind unter der Bezeichnung »Schwarzschildeffekt« zusammengefußt.
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2. Der integrale Mittelwert der Beleuchtungsstärke in dem durch die
Lichtmessung erfaßten Teil des Bildausschnittes darf nicht allzu sehr von der Beleuchtungsstärke
in einem Objektdetail abweichen, das durch die Aufnahme gut wiedergegeben werden
soll. Die Erfüllung dieser Bedingung ist bei den geschilderten mikrophotographischen
Einrichtungen bei »Hellfeldcharakter« des Objektbildes im allgemeinen gegeben, jedoch
bei »Dunkelfeldcharakter« im allgemeinen nicht; in dazwischenliegenden Fällen ist
die Erfüllung der genannten Bedingung unsicher, da eine gezielte, d. h. genau auf
ein bestimmtes Objektdetail visuell einstellbare Lichtmessung bei den geschilderten
mikrophotographischen Einrichtungen nicht möglich ist, wodurch der über irgendeinen
Bereich - der um ein wichtiges Objektdetail oder neben diesen liegen kann - gemessene
integrale Mittelwert der Beleuchtungsstärke mitunter beträchtlich von der Beleuchtungsstärke
im Objektteil abweicht.
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Eine Korrektur der automatisch bestimmten Belichtungszeit in diesen
die Voraussetzungen des richtigen Funktionierens der Automatik nicht erfüllenden
Fällen ist bei den beschriebenen mikrophotographischen Einrichtungen nur »nach Gefühl«
möglich. Denn einerseits müßte für eine korrekte Berücksichtigung der Zeitabhängigkeit
der für eine optimale Belichtung notwendigen Lichtmenge die Belichtungszeit selbst
vorher bekannt sein; ihr Zahlenwert wird aber gar nicht angezeigt. Anderseits kann
ein eine besondere Objektstruktur berücksichtigender Faktor wegen der Unmöglichkeit
der genauen, gezielten Lichtmessung an Objektdetails nicht exakt bestimmt werden.
Das
bedeutet also, daß der Mikrophotograph gerade in jenen Fällen, in denen ihm eine
Erleichterung durch die Automatik besonders erwünscht wäre, durch sie Fehlbelichtungen
zu erwarten hat. Man denke z. B. an die immer stärker werdende Tendenz zur Farbmikrophotographie
auch bei längeren Belichtungszeiten, für die von den Farbfilmerzeugern Verlängerungsfaktoren
für die Belichtungszeit von mehreren Belichtungsstufen angegeben werden, ferner
an die Auflichtmikrophotographie mit ihren häufig auch schon bei Schwarzweißphotographie
im Gebiet des Schwarzschildeffektes liegenden langen Belichtungszeiten, an die Polarisationsmikroskopie
mit ihren mit der konventionellen Photographie oder dem Hellfeldcharakter nicht
zu vergleichenden Farb-und Hell-Dunkel-Kontrasten, usw. Nur eine den speziellen
Verhältnissen der Mikrophotographie Rechnung tragende Belichtungsautomatik kann
diese Mängel beheben.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Mängel, benutzt die an sich
bekannte Messung nach dem Prinzip des Fettfleckphotometers oder des Lummerwürfels,
wie sie auch bei der Belichtungsmessung an Vergrößerungs- und Kopiergeräten angewendet
wird (deutsche Patentschrift 863170), und verbindet diese mit einer Belichtungszeitregelung.
Diese betrifft eine betrifft eine mikrophotographische Einrichtung mit einem elektromagnetischen
Verschluß, der von einem die Belichtungszeit definierenden elektrischen Zeitgeber
geöffnet und geschlossen wird, und mit einem vom Photostrahlengang abgezweigten,
in einen Einblicktubus führenden Strahlengang und ist dadurch gekennzeichnet, daß
in das Bildfeld des Einblicktubus ein Vergleichsfeld eingespiegelt wird und daß
eine Lichtschwächungseinrichtung, vorzugsweise ein Graukeil, im Strahlengang des
Vergleichsfeldes angeordnet und derart mit dem mit einer Belichtungsskala versehenen
Zeitschalter des Zeitgebers gekuppelt ist, daß jede Verstellung der Lichtschwächungseinrichtung
eine gleichzeitige Einstellung des Zeitschalters im Sinne einer Konstanz des Produktes
aus Beleuchtungsstärke des Vergleichsfeldes und der vom Zeitschalter definierten
Belichtungszeit bewirkt.
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Das ins Bildfeld des Einblicktubus eingespiegelte Vergleichsfeld läßt
sich ohne Schwierigkeiten so dimensionieren, daß es nur einen kleinen im Einblicktubus
überblickbaren Bruchteil des Bildfeldes einnimmt, wodurch man die Möglichkeit gewinnt,
mit der Lichtmessung nur jenes Objektdetail zu erfassen, das durch die Aufnahme
gut wiedergegeben werden soll, während andere, weniger wichtige Teile zur Lichtmessung
nichts beitragen. Durch die Kupplung von Zeitschalter und Lichtschwächungseinrichtung
in dem Sinne, daß das Produkt aus eingestellter Belichtungszeit und Beleuchtungsstärke
des Vergleichsfeldes konstant ist, wird bewirkt, daß bei Helligkeitsgleichheit im
Vergleichsfeld und Bildfeld, also bei abgeglichenem Photometer, auch das Produkt
aus eingestellter Belichtungszeit und Beleuchtungsstärke im Bildfeld bzw. - weil
letztere auch der Beleuchtungsstärke in der Bildebene der Kamera proportional ist
- aus eingestellter Belichtungszeit und Beleuchtungsstärke in der Filmebene der
Kamera konstant ist. Damit ist erreicht, daß mit dem Abgleichen des Photometers
die unter Vernachlässigung des Schwarzschildeffektes richtige Belichtungszeit nicht
nur eingestellt, sondern auch an einer Skala angezeigt wird. Liest man die eingestellte
Belichtungszeit ab, so kann man, wenn nötig, aus Tabellen oder aus der Erfahrung
zu entnehmende belichtungszeitabhängige Verlängerungsfaktoren durch Korrigieren
der Schalterstellung berücksichtigen.
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Die Handlichkeit des Photometers kann dadurch erhöht werden, daß der
Strahlengang des Einblicktubus erfindungsgemäß mit einer unscharfen Austrittspupille
ausgestattet ist, vorzugsweise dadurch, daß sowohl Vergleichsfeld als auch Bildfeld
auf einen lichtstreuenden Projektionsschirm projiziert werden, der vom Beobachter
mit oder ohne dazwischenliegende Optik betrachtet wird. Dadurch ist stets und ohne
die Notwendigkeit einer Nachjustierung gewährleistet, daß das Photometrierergebnis
unabhängig von der Stellung des Auges ist, da die Pupillen sowohl des Bild- als
auch des Vergleichsstrahlenganges infolge der Lichtstreuung größer als die Augenpupille
werden, welche aus ihnen zwei einander genau dekkende, gleich ausgeleuchtete Austrittspupillen
herausblendet.
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Für die Berücksichtigung konstanter belichtungszeitverändernder Faktoren,
wie beispielsweise Filmempfindlichkeit, Kameraformat, Kamerabalgenlänge, in den
Strahlengang eingeführte Strahlenteilerschichten u. dgl., gibt es in verschiedenen
Ausgestaltungen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten. Eine besteht darin, daß
im Abbildungsstrahlengang eine zusätzliche Lichtschwächungseinrichtung zur Berücksichtigung
von belichtungszeitverändernden, konstanten Faktoren, vorzugsweise der Filmempfindlichkeit,
vorgesehen ist. Eine andere besteht darin, daß die Kupplung zwischen Zeitschalter
und Lichtschwächungseinrichtung im Strahlengang des Vergleichsfeldes zur Berücksichtigung
von belichtungszeitverändernden konstanten Faktoren, vorzugsweise der Filmempfindlichkeit,
eingestellt werden kann. Schließlich kann dies auch noch dadurch erreicht werden,
daß zusätzlich der Vergleichslichtstrom zur Berücksichtigung von belichtungszeitverändemden
konstanten Faktoren, vorzugsweise der Filmempfindlichkeit, in seiner Stärke durch
an sich bekannte Mittel geregelt werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist an Hand der
Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt Fig. 1 schematisch
eine mikrophotographische Einrichtung gemäß der Erfindung in ihrem Gesamtaufbau;
Fig. 2 und 3 zeigen Einzelheiten der Versteileinrichtung für den Graukeil und der
Kupplung mit dem Zeitschalter in Draufsicht bzw. im Axialschnitt.
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In der übersichtsdarstellung der Fig. 1 wird hinter dem Okular 1 des
der übersichtlichkeit halber nicht im einzelnen dargestellten Mikroskops der Strahlengang
durch das Prisma mit teildurchlässiger Schicht 2 geteilt. Ein Teil geht durch den
elektromagnetischen Verschluß 3 zur Kamera 4, der andere durch die Linse 5 in den
Einblicktubus 6. Die Linse 5 entwirft ein Bild des Objektes auf der im Einblicktubus
eingebauten Mattscheibe 7, die durch die Lupe 8 betrachtet wird. Das Glühlämpchen
9 beleuchtet über den Graukeil 10 und die Linse 11 den kleinen Spiegel 12, der knapp
vor der Mattscheibe 7 liegt. Der Spiegel 12 schattet einerseits das vom Mikroskop
kommende Licht ab und wirft dafür anderseits das vom Lämpchen 9 kommende Licht auf
die Mattscheibe 7 und erzeugt so ein kleines photometrisches Vergleichsfeld. Die
Austrittspupillen sowohl des vom
Mikroskop kommenden Abbildungsstrahlenganges
als auch des vom Lämpchen 9 kommenden Vergleichsstrahlenganges werden durch die
Mattscheibe 7 größer als die Pupille des Beobachterauges gemacht, so daß dieses
aus den beiden großen Austrittspupillen zwei kleine, einander genau deckende, gleichmäßig
ausgeleuchtete Austrittspupillen ausblendet. Dadurch wird ein genauer photometrischer
Vergleich ohne die Notwendigkeit, die beiden Austrittspupillen durch Justieren zur
Deckung zu bringen, ermöglicht.
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Durch Drehen des mit einer (nicht gezeichneten) Belichtungszeitskala
versehenen Knopfes 13 kann über das Ritze] 14 und die Zahnstange 15 der mit letzterer
verbundene Graukeil 10 verschoben und damit die Helligkeit des Vergleichsfeldes
zum Photometerabgleich verändert werden. Der Knopf 13 sitzt auf der gleichen Achse
16 wie der den zeitbestimmenden Widerstand des RC-Gliedes im Zeitgeber 17 verändernde
Zeitschalter 18, so daß gleichzeitig mit dem Photometerabgleich die Einstellung
der Belichtungszeit erfolgt, die auf der Belichtungszeitskala des Knopfes 13 angezeigt
wird. Der Graukeil 10, das Ritze] 14 und die Widerstände 19 des Zeitschalters 18
sind so bemessen, daß das Produkt aus der jeweils wirksamen Durchlässigkeit des
Graukeiles und der jeweils eingestellten Belichtungszeit konstant ist. Damit ist
auch das Produkt aus der Helligkeit des Vergleichsfeldes und der eingestellten Belichtungszeit
und, bei Gleichheit von Bildfeld und Vergleichsfeld, auch das Produkt aus eingestellter
Belichtungszeit und Beleuchtungsstärke in der Filmebene der Kamera konstant.
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Die Filmempfindlichkeit kann in dieser Ausführungsform durch Veränderung
der Kupplung zwischen Graukeil und Zeitschalter berücksichtigt werden, wie das im
einzelnen an den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Die Bewegungsübertragung vom Knopf
13 auf Ritze] 14, Zahnstange 15 und Graukeil 10 erfolgt durch die Blattfeder 20,
die fest mit dem drehbaren, auf der Welle 16 sitzenden Ritze] 14 verbunden ist und
mit dem Stift 22 in Löcher der mit dem Knopf 13 fest verbundenen Skalenscheibe 23
einrastet. Der Knopf 13 ist über die Welle 16 mit dem elektrischen Zeitschalter
18 verbunden. Die Kupplung zwischen elektrischem Zeitschalter und Graukeil kann
also durch Veränderung der Raststellung des Stiftes 22 von einem Loch in ein anderes
verändert werden. Die Stellung des Stiftes 22 wird durch den Druckstift 24 angezeigt,
durch dessen Niederdrücken der Stift 22 freigegeben wird. Der Druckstift 24 wird
auf die gewünschte, auf der Skala 23 abzulesende Filmempfindlichkeit eingestellt.
Die auf dem Knopf 13 gravierte Belichtungszeitskala 25 wird gegenüber der Marke
26 abgelesen. Die Handhabung der beschriebenen Einrichtung erfolgt so, daß nach
Einstellen der Filmempfindlichkeit das Photometer abgeglichen und dann die Auslösetaste
27 (Fig. 1) des elektronischen Zeitgebers 17 gedrückt wird.