DE1224528B - Beleuchtungsoptik fuer photoelektrische Zellen oder Photowiderstaende - Google Patents

Description

• Beleuchtungsoptik für photoelektrische Zellen oder Photowiderstände Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsoptik für photoelektrische Zellen oder Photowiderstände, wobei das auf dem lichtempfindlichen Element entstehende Bild mittels eines vor dem lichtempfindlichen Element angeordneten totalreflektierenden Lichtleiters unscharf gemacht wird.
• Zur Festlegung eines bestimmten Bildwinkels in 'Übereinstimmung mit dem Bildwinkel der Kamera wurden vor die photoelektrischen Zellen oder vor die Photowiderstände abbildende optische Systeme geschaltet, z. B. Linsen oder Linsenraster, durch welche der Aufnahmegegenstand auf der Oberfläche der photoelektrischen Zelle scharf abgebildet wird. Diese scharfe Abbildung steht indessen im Widerspruch zu der Eigenschaft der lichtempfindlichen Oberflächen, welche nämlich nicht in allen Flächenteilen gleich empfindlich sind. Wenn man diese Eigenschaft dadurch berücksichtigt, daß man die Abbildung auf der Zelle unscharf abbildet, geht wiederum die bildwinkelbegrenzende Wirkung der optischen Vorsatzsysteme verloren, so daß wiederum zusätzliche Blenden erforderlich werden.
• Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, das auf dem lichtempfindlichen Element entstehende Bild mittels eines vor dem lichtempfindlichen Element angeordneten totalreflektierenden Lichtleiters unscharf zu machen. Auch hier waren zur Einhaltung bzw. Begrenzung des Bildwinkels zusätzliche Blenden erforderlich.
• Aufgabe der Erfindung ist es, die Oberfläche des lichtempfindlichen Elements mit weitgehend diffusem Licht zu beaufschlagen und gleichzeitig eine Bildwinkelbegrenzung herbeizuführen, ohne daß auf zusätzliche Blenden zurückgegriffen werden muß. Dies geschieht durch die Vereinigung folgender Merkmale, daß nämlich die Brennebene der abbildenden Optik mit der Eintrittsebene des Lichtleiters zusammenfällt, dessen Baulänge mindestens gleich der Brennweite der Optik ist und an dessen Austrittsfläche die photoelektrische Zelle bzw. der Photowiderstand angeordnet ist, wobei der zellenseitige Querschnitt des Lichtleiters gleich der Zellenfläche ist.
• In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den grundsätzlichen optischen Strahlengang, F i g. 2 eine Ausführungsform mit einem zylindrischen optischen Element, F i g. 3 mit einem prismatischen Element, F i g. 4 mit einem Rohr, F i g. 5 mit einem Prisma, 2 F i g. 6 mit einem Halbkreisring.
• In F i g. 1 ist die grundsätzliche Wirkung dargestellt. Die abbildende Optik, nämlich die Linse 1, bildet den Aufnahmegegenstand, der sich beispielsweise im Unendlichen befindet, in der Ebene 2 ab. Diese Ebene 2 stellt die Eintrittsfläche für einen zylindrischen Glaskörper 3 dar, dessen Länge mindestens gleich der Brennweite der Linse 1 ist. Auf der der Eintrittsfläche 2 entgegengesetzten Austrittsfläche 4 befindet sich die lichtempfindliche Schicht der photoelektrischen Zelle bzw. des Photowiderstandes. Wie aus dem dargestellten Strahlengang ersichtlich ist, wird ein im Unendlichen befindlicher Punkt im Punkt 5 abgebildet, und die Strahlen durchdringen die Eintrittsfläche 2, werden an den Innenseiten des Glaskörpers 3 total reflektiert und mehr oder weniger über die gesamte Austrittsfläche 4 verteilt. Auf diese Weise wird erreicht, daß eine wirkliche integrale Messung für das gesamte Bild stattfindet und Homogenitätsfehler der Zellenoberfläche weitgehend ausgeglichen werden, trotzdem aber der Bildwinkel des Systems exakt festgelegt bleibt. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 ist die vollständige Anordnung dargestellt, bei welcher hinter der Austrittsfläche 4 des Glasklotzes die photoelektrische Zelle 6 angebracht ist. In F i g. 3 ist der zylindrische Glasstab 3 durch einen kegelstumpfförmigen Glasstab 13 ersetzt, was sich empfiehlt, wenn der Durchmesser bzw. die Öffnung der Optik 11 wesentlich kleiner ist als die Oberfläche der photoelektrischen Zelle 16. In F i g. 4 ist der Glasklotz 3 durch ein innen verspiegeltes Rohr 23 ersetzt; bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 5 und 6 wird die Austrittsfläche des Glaskörpers in die Ebene der Eintrittsfläche gelegt, indem bei F i g. 5 ein prismatischer Körper 33 verwendet wird, dessen Eintrittsfläche 32 und Austrittsfläche 34 in einer Ebene liegen; bei F i g. 6 wird der gleiche Effekt erreicht, indem ein Haibkreisring 43 vorgesehen wird. Diese beiden letzteren Anordnungen haben den Vorzug, daß sie eine geringe Baulänge erfordern, so daß sie auch bei kurzbrennweitigen Kameras verwendbar sind, während die Ausführungsformen gemäß F i g. 2, 3 und 4 sich besser für Kameras größerer Baulänge eignen, beispielsweise Kinokameras.
• Es ist einleuchtend, daß als Körper 3 bzw. 13, 33, 43 nicht nur ein Glaskörper verwendet werden kann, sondern daß auch andere hochtransparente Materialien, so z. B. Kunststoffe, wie Polyakrylate, mit Vorteil verwendet.werden können. Auch ist es möglich, um störende Einflüsse von außen zu verhindern, die totalreflektierenden Flächen der Körper gegen Verluste nach außen durch lichtundurchlässige Überzüge oder durch Verspiegelung abzudecken.

Claims (1)

1. Patentanspruch: @. Beleuchtungsoptik für photoelektrische Zellen oder Photowiderstände, wobei--das auf dem lichtempfindlichen Element entstehende Bild mittels eines vor dem lichtempfindlichen Element angeordneten totalreflektierenden Lichtleiters unscharf gemacht wird, gekennzeichnet d u r c h die Vereinigung folgender Merkmale, daß die Brennebene der abbildenden Optik mit der Eintrittsebene des Lichtleiters zusammenfällt, dessen Baulänge mindestens gleich der Brennweite der Optik ist, an dessen Austrittsebene die photoelektrische Zelle bzw. der Photowiderstand angeordnet ist, wobei der zellenseitige Querschnitt des Lichtleiters gleich der Zellenfläche ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 687 272, 746 857; österreichische Patentschrift Nr. 215 179; USA.-Patentschrift Nr. 2 324 304; J. Opt. Soc. Am. 51 (1961), S. 32 bis 34.