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Die Erfindung betrifft einen Lichtstrahlenleitkörper mit sammelnder
bzw. aperturerhöhender Wirkung für fotoelektrische Belichtungsmeßvorrichtungen,
insbesondere für Belichtungsinnenmessung in fotografischen Spiegelreflexkameras,
wobei der Lichtstrahlenleitkörper hinter einer verspiegelten bzw. teilweise verspiegelten
Fläche eines bildumlenkenden Spiegel- oder Prismensystems angeordnet ist.
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Bekannt sind fotoelektrische Belichtungsmeßvorrichtungen, die mittels
Lichtleitkörpern hoher Apertur beispielsweise den vom Aufnahmeobjektiv kommenden
Lichtstrom auf eine fotoelektrische Meßzelle bzw. einen Fotowiderstand lenken. Derartige
Lichtleitkörper können prismatisch, pyramidenförmig, kegelig mit ebenen, konvexen
oder konkaven Flächen ausgebildet sein und aus einem strahlendurchlässigen organischen
oder anorganischen Werkstoff mit hohen lichtbrechenden Eigenschaften bestehen. Auch
trichterförmig, innenverspiegelte Lichtleitkörper mit unterschiedlichen Lichtein-
und -austrittsflächen sind in der Lage, den in den Körper eintretenden Lichtstrom
zu sammeln bzw. zu verdichten und auf einen hinter der Lichtaustrittsfläche angeordneten
fotoleketrischen Wandler zu leiten.
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Diese Lichtleitkörper in Verbindung mit fotoelektrischen Belichtungsmeßvorrichtungen
finden außer anderen physikalischen Geräten sowohl in der Projektions- als auch
in der Aufnahmetechnik fotografischer und kinematografischer Kameras, insbesondere
mit Spiegelreflexsuchersystemen ausgestattet, häufig Anwendung. Besonders in einäugigen
Spiegelreflexkameras sind für Belichtungsinnenmeßvorrichtungen verschiedene Anordnungen
von Lichtleitkörpern bekannt, welche die Aufgabe haben, den vom Aufnahmeobjektiv
kommenden Lichtstrom oft teilweise auf eine fotoelektrische Zelle zu lenken. So
ist es z. B. bekannt, die fotoelektrische Zelle an einer Fläche des Sucherprismas
anzuordnen, welche der Bildumlenkung dient. Die bisher bekanntgewordenen und vorgeschlagenen
Belichtungsmeßvorrichtungen mit oder ohne Lichtführungsmittel zeigen immer wieder
die Abhängigkeit zwischen der Helligkeit des Sucherbildes und des auf die fotoelektrische
Zelle gelangenden Meßlichtstromes. In einer anderen bekannten Belichtungsmeßvorrichtung
wird das vom Aufnahmeobjektiv einer Spiegelreflexkamera kommende Licht an der dem
Sucherokular zugewandten Fläche des Pentaprismas von einem an dieser Stelle angeordneten
Fotoelement unter Zwischenschaltung lichtleitender Mittel aufgefangen. Diese Anordnung
von lichtleitenden Mitteln, auch außerhalb der optischen Achse .des Suchersystems,
schließt weitgehendst aus, daß das vom Sucherokular eindringendes Licht auf das
Fotoelement gelangt.
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Um ein optimales Meßergebnis und eine gute Sucherbildbetrachtung zu
gewährleisten, ist es wichtig, daß neben einem ausreichenden Meßlichtstrom, der
in vielen Fällen aus dem Sucherlichtstrom ausgespiegelt wird, das Sucherbild bei
offener Blende ausreichend hell bleibt. Hinzu kommt noch die bekannte Forderung
für Belichtungsmeßinnenvorrichtungen, den Meßlichtstromanteil so günstig aus dem
gesamten Sucherlichtstrom zu trennen, daß die Beleuchtungsstärke in der Meßebene
und in der Filmebene bei gleicher Blende und allen verwendeten Objektiven zueinander
in einem konstanten Verhältnis stehen müssen einerseits, andererseits infolge des
diffusen Charakters des vom Mattscheibenbild ausgehenden Lichtes und einer auf die
eintretende Lichtintensität bezogene konstante Lichtmenge bei jeder Blendeneinstellung
es erforderlich ist, Meßwerte zu erhalten, die immer mit dem Lichteinfallswerten
des Objektivs in einem proportionalen Verhältnis stehen und darüber hinaus fremdlichtfrei
sind.
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Bei den bekannten Belichtungsmeßinnenvorrichtungen in Spiegelreflexkameras
transportieren die dort angewandten Lichtführungsmittel Lichtstromanteile, die entweder
direkt aus dem Sucher- bzw. Aufnahmeobjektiv Lichtstrom und/oder aus dem vom Mattscheibenbild
herrührenden Streu- und Nebenlicht kommen. Die bisher bekanntgewordenen Ergebnisse
zeigten, daß die Sucherbildhelligkeit auf Grund der ausgespiegelten Meßlichtstromanteile
infolge teilverspiegelter Reflexionsflächen, die am Sucherbildaufbau beteiligt sind,
einerseits und durch den mehr oder weniger starken Zerstreuungskreis der Mattscheibe
andererseits nicht voll befriedigt.
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Zweck der Erfindung ist es, mit geringstem Materialaufwand und durch
geeignete Gestaltung und Anordnungsweise des Lichtführungsmittels außerhalb des
Sucherstrahlenganges sowohl den diffusen Charakter des vom Mattscheibenbild ausgehenden
Lichtes als auch durch direktes Sucherlicht so auszunutzen, daß ein optimales Meßergebnis
gewährleistet ist, auch wenn beliebige geometrische Objektverteilungen vorliegen,
die hinsichtlich ihres Hell-und Dunkelanteiles sowie ihres Kontrastumfanges alle
möglichen Werte annehmen können. Ein weiterer Zweck ist, mittels des Lichtführungsmittels
entsprechend der Anordnung mehrerer fotoelektrischer Zellen sowohl partiell als
auch integral zu messen.
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Die Erfindung hat somit zwei Aufgaben zu erfüllen: 1. Den Meßlichtstrom
innerhalb des Lichtleitkörpers so zu führen, daß die Hell- und Dunkelanteile des
Mattscheibenbildes sowie ihr Kontrastumfang sowohl einzeln als auch zusammen fotoelektrisch
meßbar sind; 2. trotz Mattierung des Bildeinstellsystems - beispielsweise in einer
Spiegelreflexkamera - ein sehr helles Sucherbild zu gewährleisten. Die Erfindung
löst die Aufgaben in der Weise, daß ein aus einem Stück bestehender, prismenartig
ausgebildeter Lichtstrahlenleitkörper hinter der bildaufrichtenden Fläche eines
Pentaprismas angeordnet ist, daß der aus dem Pentaprisma durch unverspiegelte Teile
der bildaufrichtenden Fläche kommende Lichtstrom nach Eintritt in den Lichtleitkörper
mittels mehrerer gegenüber der Lichteintrittsfläche vom Lichtleitkörper zueinander
unterschiedlich geneigter Reflexionsflächen sowohl durch eine einzige einfache als
auch durch mehrfache Reflexion in mehrere mindestens zwei Einzellichtströme I-II
geteilt wird, die entweder auf einen oder auf mehrere an den Lichtaustrittsflächen
befindliche fotoelektrische Wandler gelangen. Die reflektierenden Flächen an dem
Lichtleitkörper bewirken gemäß der Erfindung, daß beispielsweise ein oberer, in
das Prisma eintretender LichtstromteilI durch einfache Reflexion über nur eine Reflexionsfläche,
während der andere untere LichtstromteilII durch mehrfache Reflexion über mehrere,
jedoch mindestens zwei Reflexionsflächen getrennt vom ersten Lichtstromteil I aus
dem Lichtstrahlenleitkörper austritt.
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Der Lichtstrahlenleitkörper ist nach der Erfindung
als
mehreckiger Prismenstab in säulen-, pyramiden-oder kegelförmiger Gestalt mit vorzugsweise
trapezförmigem Querschnitt ausgebildet, weiterhin ist von der Grundfläche des Lichtleitkörpers
ausgehend zwischen Lichteintrittsfläche und rückwärtiger Fläche ein U-förmiger Hohlraum
für die Unterbringung des fotoelektrischen Wandlers vorgesehen. Zur Unterbringung
zweier fotoelektrischer Wandler innerhalb des Lichtleiters sind an diesem sowohl
an der Grundfläche als auch an der Oberfläche je ein sich gegenüberliegender Hohlraum
vorgesehen. Nach der Erfindung ist der U-förmige Hohlraum entweder mit spiegelnden
oder totalreflektierenden Dachflächen versehen. An Stelle den Hohlraum mit einer
Dachfläche auszustatten, können an der beispielsweise sich verjüngenden Oberfläche
vom Strahlenleitkörper mehrere, mindestens drei, satteldachartige Einschnitte mit
verspiegelten bzw. totalreflektierten Flächen angeordnet sein. Schließlich können
die Lichtaustrittsflächen der U-förmigen Hohlräume sphärisch bzw. asphärisch oder
zylindrisch gewölbt sein.
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Sofern der Lichtstrahlenleitkörper nach der Erfindung insbesondere
für Belichtungsinnenmessung in fotografischen Spiegelreflexkameras mit bildumlenkendem
Spiegel- bzw. Prismensystem Anwendung findet, ist die Lichteintrittsfläche des Lichtstrahlenleitkörpers
hinter der bildaufrichtenden Fläche vom Pentaprisma mit oder ohne Luftspalt hinter
unverspiegelten und unlackierten Flächenteilen der bildaufrichtenden Fläche vom
Pentaprisma, die sich rechts und links über die für den Sucherstrahlengang geometrisch
notwendig vollverspiegelten Flächen hinausgehend befinden, angeordnet.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge sind die auf mehrere
fotoelektrische Wandler gelangenden Lichtströme I und 1I einzeln oder gemeinsam
meßbar. Hierdurch wird erreicht, daß sowohl eine integrale als auch partielle Belichtungsmessung
durchgeführt werden kann. Damit kein insbesondere vom Okular herrührendes Falsch-
bzw. Fremdlicht auf den oder die fotoelektrischen Wandler gelangt, ist die der Lichteintrittsfläche
gegenüberliegende Prismenfläche vom Lichtstrahlenleitkörper schwarz abgedeckt.
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Die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile sind individuelles
Messen der hellen und dunklen Sucherbildteile sowohl partiell als auch gemeinsam.
Trotz des mehr oder weniger starken Sucherstreulichtanteiles, der mit zur Messung
benutzt wird, ist infolge der erfindungsgemäßen Gestaltung und Anordnungsweise des
Lichtleiters eine hohe Beleuchtungsstärke auf dem fotoelektrischen Wandler gewährleistet,
so daß eine exakte Messung auch bei geringen Anfangsleuchtdichten durchführbar ist.
Weiterhin ist gewährleistet, daß sich - abgesehen von der Stärke der Mattierung
der bildeinstellenden Mittel - bei offener Blende ein stets helles Sucherbild dem
Betrachter bietet, da sich für den Sucherbildaufbau keine teilverspiegelten Flächen
am Prismen-bzw. Spiegelreflexsystem befinden. Schließlich sei darauf hingewiesen,
daß Falschlichteinfall durch das Sucherokular das Meßergebnis in keiner Weise nachteilig
beeinflußt.
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Die Erfindung ist an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt
und beschrieben. Es zeigen F i g. 1, 2 und 3 einen Prismenstab als Lichtleitkörper
mit trapezförmigen Flächen und mit verschieden ausgebildetem U-förmigen Hohlraum
für die Unterbringung des fotoelektrischen Wandlers, F i g. 4 denselben trapezförmigen
Prismenstab mit zwei fotoelektrischen Wandlern, F i g. 5 eine Spiegelreflexsuchereinrichtung
mit Pentadachkantprisma und daran angeordnetem Lichtleitkörper, F i g. 6 ein Pentadachkantprisma
mit Lichtleitkörper in Vorderansicht und F i g. 7 ein Pentadachkantprisma.
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Entsprechend einem Teil der Aufgabenstellung, nämlich die Hell- und
Dunkelanteile des Mattscheibenbildes sowie deren Kontrastumfang sowohl einzeln als
auch gemeinsam mittels fotoelektrischer Zellen messen zu können, ist gemäß der Erfindung
der aus durchsichtigem Werkstoff bestehende Lichtleitkörper als mehreckiger Prismenkörper,
vorzugsweise mit trapezförmigem Querschnitt, säulenförmig ausgebildet. Als Lichteintrittsfläche
des Lichtleitkörpers dient, wie aus den F i g. 1 bis 4 ersichtlich ist, die große
Trapezfläche 1. Die gegenüber der großen Fläche 1 liegenden, vorzugsweise unter
etwa je 45° geneigten rechten und linken Seitenflächen 2 und 3 können je nach Gestalt
des Lichtleitkörpers als Säule, Pyramide oder Kegel eben oder sphärisch bzw. zylindrisch
gekrümmt sein. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Strahlenleitkörper auch
einen anderen mehreckigen Grundriß, z. B. drei- oder viereckig, besitzt. Außer den
Flächen 2 und 3, die sowohl verspiegelt als auch unter Ausnutzung der Totalreflexion
unverspiegelt sind und somit das einfallende Licht nach bestimmten Richtungen hin
reflektieren, ist zum Zwecke der Lichtstromteilung in zwei Lichtströme I und II
auch die Grundfläche 4 des Lichtleitkörpers verspiegelt. Die der Grundfläche 4 gegenüberliegende
Fläche 5 kann, sofern dies eine besondere Lichtstrahlenführung innerhalb des Lichtleitkörpers
erforderlich macht, gesondert geformt und zwecks Lichtreflexion verspiegelt sein.
Gegenüber der Lichteintrittsfläche 1 befindet sich die Fläche 6, welche - um den
Lichtdurchtritt unmöglich zu machen, damit kein Falschlicht bzw. Nebenlicht auf
die fotoelektrische Zelle gelangt - schwarz abgedeckt ist.
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Gemäß den F i g. 1 und 2 treten nach ein- bzw. mehrfacher Reflexion
des im Lichtleitkörper befindlichen Lichtes der bzw. die Lichtströme l und II durch
im Lichtleitkörper von der Grundfläche 4 ausgehenden U-förmigen Seitenwänden heraus,
um von da - der Lichtstromteil I direkt, hingegen der Lichtstromteil II über voll
spiegelnde Dachflächen 13 -auf einen innerhalb des durch die Seitenwände gebildeten
Hohlraums 7 angeordneten fotoelektrischen Wandler 8 bzw. Fotowiderstand zu gelangen.
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Die voll spiegelnden Dachflächen 13 können gemäß F i g. 3 ersetzt
werden durch mehrere satteldachartige Einschnitte 15 auf der Oberfläche 5 des Lichtstrahlenleitkörpers
auf der Basis der Totalreflexion. Die Lichtstromteile I gelangen nach einfacher
Reflexion über die Flächen 2 und 3 direkt auf den Wandler 8, während die Lichtstromteile
1I erst nach mehrfacher Reflexion über die Flächen 2, 3, 4 und 15 auf den gleichen
Wandler 8 gelangen. Trotz der unterschiedlichen Anordnungen der Reflexionsflächen
hinsichtlich der Flächen 13 und 15 in den F i g. 1 und 3 erhält man ein integrales
Meßergebnis.
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Um partiell messen zu können, indem man beispielsweise die hellen
vom Himmel kommenden
Lichtanteile gegenüber den von einem dunklen
Gegenstand kommenden Lichtanteile getrennt mißt, sind gemäß F i g. 4 im Lichtstrahlenleitkörper
zwei U-förmige Hohlräume 9 und 10 vorgesehen, in denen je ein fotoelektrischer Wandler
11 und 12 angeordnet ist. Die Trennung in zwei Lichtströme I und II des in den Lichtstrahlenleitkörper
gelangenden Lichtes erfolgt in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß
F i g. 1, nur mit dem Unterschied, daß die Lichtstromteile I infolge einfacher Reflexion
an den Flächen 2 und 3 nach Austritt aus dem Strahlenleitkörper in den Hohlraum
10 direkt auf den fotoelektrischen Wandler 12 gelangen, während die Lichtstromteile
II auf Grund mehrfacher Reflexion an den Flächen 2, 3 und 4 nach Austritt aus dem
Strahlenleitkörper in den Hohlraum 9 auf den fotoelektrischen Wandler 11 gelangen.
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Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, sind die den Hohlraum bildenden Seitenwände
14 sphärisch bzw. asphärisch oder zylindrisch gewölbt. Die sich hieraus ergebende
optische Wirkung ist, daß die austretenden Lichtstrahlen gesammelt und gerichtet
auf den fotoelektrischen Wandler 8 gelangen. Durch diese sammelnde Wirkung wird
erreicht, daß eine Variation in der räumlichen Größe des verwendeten Lichtwandlers
auf engstem Raum möglich ist. Um die optisch sammelnde Wirkung der in den Lichtleitkörper
gelangenden Strahlen zu erhöhen, können ebenso .die Reflexionsflächen 2 und 3 bzw.
4 sphärisch bzw. zylindrisch gekrümmt sein.
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Gemäß der Erfindung findet der Lichtstrahlenleitkörper besondere Anwendung
für die Belichtungsinnenmessung in fotografischen Spiegelreflexkameras mit bildumlenkendem
Spiegel- bzw. Prismensystem. In schematischer Darstellung wird in F i g. 5 eine
Spiegelreflexsuchereinrichtung gezeigt. Der vom Aufnahmeobjektiv 20 kommende Lichtstrom
gelangt über den Reflexspiegel 21 zwecks Bildbetrachtung auf die Bildfeldlinse 23,
um von da über Pentadachkantprisma 17 und Okular 24 vom Auge 25 des Betrachters
wahrgenommen zu werden. Die Bildaufnahmeebene mit dem Film 26 befindet sich hinter
dem Reflexspiegel 21. Damit Sucherlicht auf eine außerhalb des Sucherstrahlenganges
angeordnete fotoelektrische Zelle oder einen Wandler gelangt, ohne hierbei das ,
Sucherbild in seiner Helligkeit während der Messung infolge Meßlichtausspiegelung
nachteilig zu beeinträchtigen, gelangt das Meßlicht für den Wandler über jene Teile
der bildaufrichtenden Fläche 16 vom Pentaprisma 17, die am Sucherbildaufbau nicht
beteiligt sind.
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Gemäß F i g. 7 wird das Pentaprisma 17 mit .der bildaufrichtenden
Fläche 16 in Vorderansicht gezeigt. Die schraffierte Fläche 18, das ist jene Fläche,
die das von den Dachflächen kommende seitenrichtige Bild aufrechtstehend dem Auge
des Betrachters darbietet, ist vollverspiegelt, während die nicht im Bildaufbau
beteiligten Flächen 19 unlackiert und unverspiegelt sind. Durch diese klardurchsichtigen
Flächen 19 gelangen Teile des Sucherlichtstromes in den hinter dieser bildaufrichtenden
Fläche 16 mit oder ohne Luftspalt angeordneten Lichtstrahlenleitkörper und auf den
oder die fotoelektrischen Wandler 8 bzw. 11 und/oder 12.
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F i g. 6 zeigt das Pentadachkantprisma 17 mit dem vor der bildaufrichtenden
Fläche 16 angeordneten Lichtstrahlenleitkörper mit seinen trapezförmigen Flächen
2, 3, 5 und 6 sowie mit dem im Hohlraum 7 angeordneten Wandler B. Die schraffiert
gezeichnete Prismenfläche 6 ist schwarz abgedeckt, dadurch ist die Gewähr gegeben,
daß kein insbesondere vom Okular herkommendes Licht durch diese Fläche hindurchtreten
kann, welches anderenfalls infolge Reflexion durch die Gehäusewandungen auf den
fotoelektrischen Wandler 8 gelangen und damit das Belichtungsmeßergebnis nachteilig
beeinflussen würde.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, den Lichtstrahlenleitkörper - sofern
er Verwendung findet für Belichtungsinnenmessung gemäß der Erfindung nicht nur mit
einem Pentaprisma, sondern z. B. mit einem Porroprismen- oder Spiegelsystem bzw.
einem anderen strahlenablenkenden Prismen- bzw. Spiegelsystem gemeinsam zu verwenden.