DE1863451U - Belichtungsmess- bzw. regelvorrichtung. - Google Patents

Description

»r/cPA591220*R9.G2 ³^

Dipl.-lng. August Bosh a rf

Dipl.-Ιησ. Walter Jockisch , ......

Patentanwälte Δ 2d ö4U

Stuttgart-N, Birkenwaidstr. 213D Ing. Karl Tockenhuber

Dr. Baimund Hauser

in
Wien

Belichtungsmeß- "bzw. -regeleinrichtung

Die !Teuerung betrifft eine Belichtungsmeß-- bzw. -regeleinrichtung an photographischen oder kinematographischen Kameras mit einer photoelektrischen Zelle, der ein Teil des durch das Objektiv einfallenden Lichtes zugeführt ist.

Der !feuerung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem möglichst geringen konstruktiven Aufwand eine Einrichtung au schaffen, die vor allem "bei pankratischen Objektiven eine Anpassung des Meßwinkels der Photozelle an den Objektwinkel des Kameraobjektivs gestattet.

Ieuerungsgemaß wird dieses Problem dadurch gelöst, daß in an sich bekannter f/eise im Strahlengang des Objektivs vor der Aperturblende ein zur optischen Achse geneigt angeordneter Hingspiegel vorgesehen ist, dessen Spiegelfläche konkav ist und ein konvergentes Bündel von für die Abbildung nicht verwendeten und aus dem gesamten Objektraum stammenden Lichtstrahlen gegen die lichtempfindliche Zelle richtet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der !Teuerung ist die Brennweite der Spiegelfläche so gewählt, daß der Meßwinkel der Photozelle ungefähr mit dem Objektwinkel des Kameraobjektivs übereinstimmt.

Bei Kameras mit Spiegelreflexeinriehtung mit einer teilreflektierenden !Fläche ergibt sich dann eine minimale Baulänge der gesamten Objektivanordnung, wenn in an sich bekannter Weise vor dem Singspiegel im Strahlengang des Objektivs eine teilreflektierende Planplatte vorgesehen ist, die einen Seil des einfallenden Lichtes einem Suchersystem zuführt, wobei die flächennormale der Planplatte, die optische Achse des Objektivs und der an der gedachten Mitte des Spiegelringes reflektierte Axialstrahl in einer Bbene liegen, und der der Planplatte benachbarte Eandstrahl des reflektierten Bündels ungefähr parallel zu dieser verläuft.

Bach einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung ist die Spiegelfläche des Ringspiegels aus konkaven, in Richtung der optischen Achse stufenförmig gegeneinander versetzten Zonen aufgebaut, die einen gemeinsamen Brennpunkt bzw. bei Kegelflächen eine gemeinsame Brennlinie aufweisen. Durch diese Maßnahme kann der Platzbedarf des Hingspiegels in Sichtung der optischen Achse wesentlich vermindert werden.

Die Neuerung wird im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in welcher in I¹Ig. 1 schematisch der optische Aufbau einer Schmalfilmkamera mit Spiegelreflexeinrichtung und automatischem Blendenregler dargestellt ist. In 3?ig. 2 ist ein Detail einer anderen Ausführungsform der !Teuerung im Axialschnitt dargestellt. Fig. zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Mg» 2. In der Zeichnung tragen gleichartige Seile gleiche Bezugsziffern.

Das in der Zeichnung dargestellte Kameraobjektiv besteht aus einem Grundobjektiv 1 und einem pankratischen afokalen Vorsatz, der eine kontinuierliche Verstellung der äquivalenten Brennweite des Kameraobjektivs ermöglicht. Der pankratische Vorsatz

besteht aus zwei positiven Gliedern 2 und 4, zwischen welchen ein negatives Glied 3 verschiebbar angeordnet ist. Das positive Prontglied 2 wird bei einer Brennweitenänderung des Objektivs so verschoben, daß die Lage des durch das Objektiv entworfenen Bildes •umgeändert bleibt. Während die Verschiebung des negativen Gliedes 3 bei einer Brennweitenänderung nach einem linearen Bewegungsgesetz erfolgt, wird das Irontglied 2 nach einem hyperbolischen Bewegungsgesetz mit einem Uiokehrpunkt verstellt.

Zwischen dem afokalen Vorsatz 2 bis 4 und dem Grundobjektiv ist eine teilreflektierende, planparallele G-lasplatte 5 zur optischen Achse geneigt angeordnet, die einen Seil des durch das Objektiv einfallenden lichtes einem Suchersystem zuführt. Die an der Glasplatte 5 reflektierten Strahlen werden durch das Sucherobjektiv 6 zu einem ^iId vereinigt. Durch einen Dachkantspiegel 7 und einen Planspiegel 8 wird eine Seitenvertauschung und Bildaufrichtung erzielt. Das Sucherbild wird durch ein Okular 9 betrachtet. Zwischen dem Grundobjektiv 1 und dem Bildfenster ist ein Eotationsverschluß angeordnet, dessen Verschlußflügel 13 durch eine Welle 15 angetrieben ist und das Bildfenster während der (Dransportphase des Piliaes abdunkelt.

Unmittelbar vor dem Grundobjektiv 1 ist eine automatisch verstellbare Objektivblende vorgesehen, die zwei drehbar gelagerte Lamellen 10, 11 aufweist. Die Lamelle 10 ist direkt an der Achse eines Galvanometers 12 angeordnet und wird durch dieses verdreht. Die Lamelle 11 ist über eine Stift-Schlitzverbindung mit der Lamelle 10 gekuppelt und wird durch diese verstellt. Vor den Lamellen 10 und 11 der Objektivblende ist ein ringförmiger Ausschnitt eines sphärischen Hohlspiegels montiert, dessen Erümmungsmittelpunkt mit 17 bezeichnet ist. Die zentrale Öffnung

des Ringspiegels 18 ist so bemessen, daß dieser nur von Strahlen getroffen wird, die für die Abbildung nicht verwendbar sind. In der Zeichnung sind in vollen Linien zwei verschiedene Strahlenbüschel dargestellt, die zur Abbildung im Bildfenster führen und den Ringspiegel ungestört passieren. Das erste Büschel 19 begleitet den Axialstrahl, das zweite Büschel 22 einen Handhauptstrahl der Abbildung. Strichliert sind zwei verschiedene Büschel eingezeichnet, die am Ringspiegel 18 reflektiert werden und zu Bildpunkten auf der Oberfläche eines Photowiderstandes 14 vereinigt werden. Das erste, achsparallele und im Querschnitt ringförmige Büschel 21 ist so weit geöffnet, daß es infolge der begrenzten Liehstärke des Grundobjektivs 1 nicht zu einer Abbildung im Bildfenster führt. Durch Reflexion am Ringspiegel 18 werden die Strahlen dieses Büschels gesammelt und bilden das Zentrum des Objektes in der Mitte der lichtempfindlichen !«'lache des Photowiderstandes 14 ab. Das zvi/eite Büschel 20 begleitet den. Randhauptstrahl für die Abibildung am PMowiderstand 14· Der Photowiderstand 14 liegt im Stromkreis der Batterie 16 und steuert das Galvanometer 12 in dem Sinn, daß bei Erhöhung der auf den Photowiderstand 14 auffallenden lichtmenge die durch die lamellen 10 und 11 bestimmte Blendenöffnung verkleinert wird, während sie vergrößert wird, wenn weniger Licht auf den Photowiderstand trifft. Wesentlich bei der neuen Anordnung ist, daß der Ringspiegel im Bereich der Aperturblende des Objektivs oder im Bereich eines Bildes der Aperturblende angeordnet ist und Strahlen aus dem gesamten Objektraum auf den Photowiderstand reflektiert.

Die Brennweite des Ringspiegels ist so gewählt, daß das Verhältnis von Brennweite des GrundObjektivs 1 zu halber

Diagonale des Bildfensters ungefähr gleich dem Verhältnis von Brennweite des Eingspiegels zu halber Diagonale der lichtempfindlichen Schicht des 3?hotowiderstandes H ist. Dadurch wird erreicht, daß der Meßwinkel des Photowiderstandes gleich dem Objektwinkel des ICameraobjektives ist , unabhängig von der jeweiligen Brennweiteneinstellung desselben.

Bin weiterer "Vorteil der neuen Einrichtung ist, daß infolge der sammelnden Wirkung des Hingspiegels und des dadurch bedingten konvergenten Strahlenverlaufes zwischen Eingspiegel und 3?hotowiderstand 14 der erforderliche axiale Abstand zwischen Ringspiegel und der !Planplatte 5 gegenüber Ausführungen mit parallelem oder divergentem StrahlenvecLauf wesentlich geringer ist. überdies kann durch diese Maßnahme eine weitere Optik vor dem Photowiderstand H vermieden werden.

In Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispieles kann der Hingspiegel beispielsweise auch als kegelige, parabolische, elliptische oder torische lläehe ausgebildet sein.

In den I*ig. 2 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das sich durch einen besonders gedrängten Aufbau auszeichnet. In den -S¹Ig. 2 und 3 bezeichnet 1 das Kameraobjektiv. 13 ist der Flügel eines Eotationsverschlusses, 15 die Antriebswelle dieses Verschlußflügels. Dem Objektiv 1 ist ein afokales Vorsatzobjektiv vorgeschaltet, von welchem nur die Hinterlinse dargestellt ist. Zwischen dem Grund- und dem Vorsatzobjektiv ist koaxial zur optischen Achse ein Hing 24 angeordnet, der an seiner dem Objekt zugekehrten Seite stufenförmig gegeneinander verschobene, konkave Spiegelflächen 24a und 24 c trägt. Die beiden Spiegelzonen stellen Ausschnitte von Kugelflächen dar und haben einen gemeinsamen Brennpunkt. Die zwischen den Spiegelzonen 24a und 24c liegende Släche 24b ist mit schwarzem matten lack überzogen

und damit praktisch reflexionsfrei. Wie J?ig. 2 zeigt, schneiden sich die !lachen 24a und 24b "bzw. 24b und 24o längs Kreisen,deren Mittelpunkt in der achsparallelen Projektion gemäß fig. 3 mit dem Brennpunkt der Spiegelflächen 24a, 24e zusammenfällt. Im Brennpunkt der Spiegelflächen 24a, 24c ist ein Photowiderstand H angeordnet, der in Serie mit der Batterie 16 im Stromkreis eines Galvanometers 12 liegt. Die mittlere Brennweite der Spiegelflächen 24a und 24c ist so gewählt, daß der Meßwinkel des Photowiderstandes 14 ungefähr mit dem Objektwinkel des gesamten Kaiaeraobjektivs übereinstimmt. Durch die Spiegelflächen 24a und 24c werden nur die achsfernen Strahlen ausgespiegelt, die infolge der begrenzten Apertur des Objektivs 1 ohnehin nicht zur Abbildung im Bildfenster 27 beitragen könnten. Unmittelbar auf der Welle des G-alvanometers 12 ist eine Blendenlamelle 26 angeordnet, die einen sich verjüngenden Ausschnitt aufweist. Die Steuerung dieser Blendenlamelle erfolgt in der Weise, daß bei einer Erhöhung des auf den Photowiderstand 14 fallenden Mehtstromes die Blendenlamelle im "Uhrzeigersinn (l?ig. 3) verschwenkt wird und damit die Blendenöffnung verkleinert.

An dem Ringkörper 25 ist weiters eine plane Spiegelfläche vorgesehen, die in die Objektivöffnung ragt und in bezug auf die optische Achse sektorenförmig ausgebildet ist, wobei jedoch die Spitze des Sektors weggelassen ist, Diese Spiegelfläche 25 erfüllt eine zweifache funktion: erstens reflektiert sie einen !Teil des durch das Objektiv einfallenden Lichtes in ein Suchersystem, dessen Objektiv mit 6 bezeichnet ist, und zweitens verbessert sie vor allem im Bereich kleiner Blendenöffnung das Blendenbild. Der Spiegel 25 und der Spiegelring 24 bestehen aus einem Kunststoffpreßteil, der an der Oberfläche verspiegelt ist. Um die optische Qualität der Spiegelfläche 25 zu verbessern, kann

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auf den Kunststoffkörper ein poliertes und verspiegeltes G-lasplättehen aufgekittet sein.

Durch die in dem Ausführungsbeispiel gewählte stufenförmige Ausbildung des Spiegelringes 24 wird die axiale Höhe des Spiegels gegenüber einem ungeteilten Spiegel auf ca 35$ reduziert. Die Verminderung der wirksamen Spiegelfläche ist hingegen relativ gering. Der Anteil der flächen 24b an der Gesamtfläche beträgt ca. 20fo, so daß die wirksame Spiegelfläche gegenüber einem ungeteilten Spiegel auf 8Qfo verringert ist.

Durch Wahl der Stufenzahl des Spiegels kann die Anordnung den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden.

In Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels können die Spiegelflächen des Singes 24 auch als kegelige, parabolische, elliptische oder torische Flächen ausgebildet sein.

Die neue Einrichtung ist sowohl für kinematographische als auch für photographische Apparate geeignet und kann auch bei solchen Geräten angewendet werden, bei welchen der Lichtwert durch das Galvanometer angezeigt wird, die Binstellung der Blende jedoch manuell erfolgt.

Anstelle eines Photowiderstandes kann beispielsweise auch eine Selen- oder Sjliziumphotozelle, ein Phototransistor oder eine Photodiode verwendet werden. Der im Ausführungsbeispiel angegebene afokale "Vorsatz kann ein pankratischer Vorsatz oder ein Vorsatz konstanter Vergrößerung sein. Anstelle von afokalen Vorsätzen können auch Objektivsysteme mit endlicher Brennweite vorgesehen sein. Schließlich kann das Vorsatzobjektiv durch eine brechkraftlose Absehlußplatte ersetzt werden.

Die Neuerung ist auch nicht an das angegebene Suchersystem gebunden.

Claims (12)

fiA.591220*14 IS! - 8— Schutzansprüche

1. Beliehtungsmeß~ "bzw. -regeleinrichtung an photοgraphischen oder kinematographischen Xaiaeras mit einer photoelektrischen Zelle, der ein Seil des durch das Objektiv einfallenden Lichtes zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter

Weise im Strahlengang des Objektivs vor der Aperturblende ein zur optischen Achse geneigt angeordneter Ringspiegel vorgesehen ist, dessen Spiegelfläche konkav ist und ein konvergentes Bündel von für die Abbildung nicht verwendeten und aus dem gesamten Objektraum stammenden Lichtstrahlen gegen die lichtempfindliche Zelle richtet.

2. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche als sphärischer Hohlspiegelring ausgebildet ist.

3. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche als feil eines Kegelmantels ausgebildet ist.

4. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite der Spiegelfläche so gewählt ist, daß der Meßwinkel der Photozelle ungefähr mit dem Objektwinkel des Kameraobjektivs übereinstimmt.

5. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter \?eise vor dem Ringspiegel im Strahlengang des Objektivs eine teilrefiektierende Planplatte vorgesehen ist, die einen Seil des einfallenden Lichtes einem Suchersystem zuführt, wobei die flächennormale der Planplatte, die optische Achse des Objektivs und der an der gedachten Mitte des Spiegelringes reflektierte Axialstrahl in einer Birne liegen und der der Planplatte benach-

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barte Handstrahl des reflektierten Bündels ungefähr parallel zu dieser verläuft.

6. Belichtungsmeß- "bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Spiegelfläche des Ringspiegels aus konkaven, in Richtung der optischen Achse stufenförmig gegeneinander versetzten Zonen aufgebaut ist, die einen gemeinsamen Brennpunkt bzw. bei Kegelflächen eine gemeinsame Brennlinie aufweisen.

7· Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zonen des Stufenspiegelringes durch bezüglich der optischen Achse exzentrische Kreise begrenzt sind.

8. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dai3 die zwischen den einzelnen Spiegelzonen des Stufenspiegels liegenden Flächen nicht reflektierend ausgebildet sind.

9. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelzonen des Stufenspiegels sphärisch gekrümmt sind.

10. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Brennweite des Stufenspiegels so gewählt ist, daß der Meßwinkel der Photozelle ungefähr mit dem Objektwinkel des Kameraobjektivs übereinstimmt.

11. Belichtungsmeß- bz?^. -regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenspiegel mit einem vorzugsweise planen Spiegel verbunden ist, der das durch das Objektiv einfallende Licht einem Suchersystem zuführt.

12. Belichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sucherspiegel in bezug auf die optische Achse im wesentlichen sektorenförmig ausgebildet ist und

in die Objektivöffnung ragt und daß hinter diesem Suche rsp ie gel eine "bewegliche Blendenlamelle angeordnet ist, die einen sich verjüngenden Ausschnitt aufweist, wobei bei Einstellung kleiner Blendenöffnungen diese einerseits durch die Blendenlamelle und andererseits durch die vorzugsweise abgestumpfte Spitze des Sucherspiegels begrenzt sind.

15· Beiichtungsmeß- bzw. -regeleinrichtung nach Anspruch oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenspiegel und der Sucherspiegel aus einem gemeinsamen Kunststoffkörper bestehen.