DE1916123A1

DE1916123A1 - Automatische Belichtungssteuerungseinrichtung fuer Blitzlichtkameras

Info

Publication number: DE1916123A1
Application number: DE19691916123
Authority: DE
Inventors: Harvey Donald Malcol
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1968-04-01
Filing date: 1969-03-28
Publication date: 1969-10-23
Also published as: FR2005301A1; US3554103A; GB1198966A

Description

PATENTANWÄLTE ^8h/22/^ "' ^{MärZ 1969}

DR.-ING. WOLFF, H. BARTELS

DR. BRANDES, DR.-ING. HELD

7STUTTGART-H LANGE STRASSE 51 Reg.-Nr. 121 8*t2

Eastman Kodak Company, Rochester, Staat New York, Vereinigte Staaten von Amerika

Automatische Belichtungssteuerungseinrichtung für Blitzlichtkameras.

Die Erfindung betrifft eine automatische Belichtungssteuerungseinrichtung für Blitzlichtkämeras mit einer verstellbaren Blende und' einem Verschluß.

In Kameras verwendete automatische Beliehtungssteuerungseinrichtungen weisen im allgemeinen eine photoelektrische Vorrichtung auf, die die Belichtungssteuerungsmittel nach der Beleuchtungsstärke des vorhandenen Lichts einstellt, um eine korrekte Belichtung des Films zu erreichen. Es bestehen jedoch gewisse Probleme, die besonders akut sind, wenn derartige Einrichtungen beim Blitzlichtbetrieb der Kamera^verwendet werden sollen. Im Gegensatz zum Photographieren bei Tageslicht ist die Belichtung hier kritisch, weil die Belichtungssteuerungseinstellungen und der BelichtungsVorgang innerhalb der kurzen Dauer der Blitz beleuchtung beendet- sein müssen. Außerdem erreichW die Stärke der Blitzbeleuchtung während der Belichtungszeit schnell ihren Höhepunkt und fällt schnell wieder ab, wohingegen die Beleuchtungsstärke bei Aufnahmen mit Tageslicht über eine lange Zeitdauer ziemlich konstant bleibt. Daher wird bei Blitzlichtaufnahmen normalerweise keine automatische Belichtungssteuerung vorgenommen, sondern es werden Erfahrungswerte über Blenden- und Belichtungs-

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zeiteinstellungen je nach Objektentfernung, die in den meisten Blitzlichtbetriebsanleit.ungen tabellarisch erfaßt sind, an der Kamera eingestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine automatische Belichtungssteuerungseinrichtung zur Durchführung der Belichtung des Films "innerhalb der Zeitdauer der Blitzbeleuchtung zu schaffen, wobei auf eine genaue Entfernungseinstellung verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blendenöffnung zumindest während der durch das Blitzlicht

verursachten Zunahme der Belichtungsstärke am Objekt stetig vergrößerbar ist.

Durch eine variable Blendenöffnung, die sich während der Belichtung vergrößert, kommt die effektive Blendenöffnung ihrem kleinstmöglichen Wert nahe, bei dem die Belichtung noch richtig vorgenommen werden kann und bewirkt dadurch eine größere Schärfentiefe. Zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung umfassen außer einer variablen Blende und einem Verschluß eine photoelektrische Schaltung zur Steuerung der Blende bzw. des Verschlusses gemäß der Stärke der Blitzbeleuchtung. Bei der Vorbereitung der Kamera für eine Blitzlichtaufnahme wird der Verschluß so gespannt, daß er das Objek-_r tiv freigibt, während die Blende geschlossen ist. Wenn die Belichtung durch die Betätigung des Kameraauslösers eingeleitet wird, wirkt die Blende als sich öffnender Verschluß und vergrößert die Blendenöffnung stetig bis zu einem Höchstwert, der je nach den Beleuchtungsverhältnisser- auch dem absoluten Maximum entsprechen kann. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel öffnet sich die Blende stetig, bis eine bestiraavte Beleuchtungsstärke festgestellt ist. Zu diesem Seitpunkt wird die Blende fixiert, falls die maximale Blendenöffnung noch nicht erreicht ist, und die Belichtung durch Schließen des für eine bestimmte Zeitdauer geöffneten Verschlusses beendet. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel öffnet sich die Blende stetig, aber unaufhaltsam, unter

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Umständen bis zum Maximum, bis eine bestimmte Beleuchtungsstärke festgestellt ist, worauf der Verschluß schließt und die Belichtung beendet.

Die erfindungsgemäße automatische Belichtungssteuerungseinrichtung bietet mehrere Vorteile, die für den Amateurphotographen von besonderem Wert sind. Der größte Vorteil ist natürlich die Einfachheit des BeIichtungsVorgangs in Verbindung mit der Qualität des entstehenden Bildes. Sobald die Entfernung zum Objekt grob eingestellt ist, muß nur noch das Objekt anvisiert und der Auslöser betätigt werden. Die Entfernungseinstellung für Blitzaufnahmen ist nicht mehr kritisch und man kann sogar darauf verzichten, da die Aufnahmen automatisch mit der größtmöglichen Schärfentiefe gemacht werden. Bezüglich des Phänomens der Reziprozitätsabweichungen beim photographischen Film ergibt sich noch der Vorteil, daß die leichte Rotfärbung der bei sehr kurzen Belichtungszeiten vorgenommenen Blitzlicht-Nahaufnahmen verhindert wird. Dieser Fehler wird vermieden, da derartige Nahaufnahmen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kamera bei längeren Belichtungszeiten und näher am Maximum der Blitzbeleuchtung vorgenommen werden.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand zweier durch die Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen automatischen Beiichtungssteuerungseinrichtung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Stärke der Blitzbeleuchtung des Objektes in Abhängigkeit von der Zeit für verschiedene Objektentfernungen und die entsprechenden ' Blendenwerte bei gegebener Belichtungszeit;

Fig. 2 das erste» teilweise dargestellte AusführuriRSbeispiel vor dem BelichtüngsVorgang;

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-H- ■ ■ ...

Pig. 3 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 während des Belichtungsvorgangs, teilweise dargestellt; ■

Fig. Jj eine photoelektrische Steuerungschaltung

des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2. und zur Sperrung der Blendenöffnung bei einer festgelegten öffnurfgsweite entsprechend der Belichtungsstärke, und

Fig. 5 verschiedene Lichtströme und -mengen in

Abhängigkeit von der Zeit nach dem Zünden des Blitzes sowie die entsprechenden Bewegungsabläufe beim zweiten, schematisch dar-• gestellten Ausführungsbeispiel.

C ,

Da die konstruktiven Einzelheiten einer Blitzlichtkamera allgemein bekannt sind, wird die Erfindung nur anhand der Kamerateile beschrieben, auf die sich die Erfindung bezieht.

Bei der erfindungsgemäßen Belichtungssteuerung wird die Einstellung der Blendenöffnung während der Blitzbelichtung automatisch vorgenommen. Die Blendenöffnung wird allgemein durch die Blendenzahl bezeichnet, welche den Quotienten Brenn-.weite des Objektivs geteilt durch den Durchmesser der Blendenöffnung angibt. Der obere Teil von Fig.l zeigt eine Anzahl von theoretischen Kurven, die die Veränderung der Beleuchr tung in Abhängigkeit von der Zeit für durch dieselbe Blitzlampe erleuchtete Objekte in verschiedenen Entfernungen darstellt. Der untere Teil von Fig. 1 zeigt die"' für eine korrekte Belichtung des Films bei konstanter Belichtungszeit erforderlichen Blendeneinstellungen für die den Kurven zugeordneten verschiedenen Objektentfernungen. Diese graphische Darstellung zeigt, daß sich die Blendenöffnung bei zunehmender Objektentfernung unter ähnlicher

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Beleuchtung vergrößert, da die Beleuchtungsstärke des vom Objekt zurück zur Kamera reflektierten Blitzlichts mit zunehmender Objektentfernung abnimmt.

Fig. 2 zeigt eine detaillierte Darstellung der Blendenvorrichtung des Ausführungsbeispiels j wenn die Kamera betriebsbereit ist. Wie nachstehend beschrieben, sind sich überlappende Blendenschieber 1 und 2 so angeordnet, daß sie sich in begrenzten Bahnen in gegenläufiger Weise hin und her bewegen und übereinandergleiten können. Jeder der beiden Schieber 1 und 2 ist an dem dem Kameraobjektiv Ik benachbarten Ende des Schiebers mit einer V-förmigen Aussparung Jj bzw, 5 und mit einem schrägliegenden Blendensteuerungsschlitz 8 bzw. 9 versehen. Wenn die Aussparungen 4 und 5, wie in Rig. 2 dargestellt, übereinandergeschoben werden, bilden sie eine variable Blendenöffnung 3· Der Mittelpunkt der Blendenöffnung liegt auf der optischen Achse des Kameraobjektivs Ik. Die die Blendenöffnung 3 bildenden Enden der Schieber 1 und 2 werden nachstehend als die vorderen Enden der Schieber bezeichnet. Die Bewegung der Blendenschieber 1 und 2 zur Einleitung der Belichtung und anschließenden Vergrößerung der Blendenöffnung erfolgt durch die Bewegung eines Steuerstiftes 6, der in die beiden Schlitze 8 und 9 eingreift. Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist der Stift an einem" Schenkel 7 befestigt, der um einen Drehzapfen 11 schwenkbar ist und von einer Feder 15 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt ist. Wenn die Belichtung durch Bewegen eines Kameraauslöserarms 13 im Uhrzeigersinn beginnt, wird der Schenkel 7 freigegeben und' schwenkt im Uhrzeigersinn·, sodaß der Stift 6, der in den Schlitzen 8 und 9 gleitet, sich nach oben bewegt und dadurch die Blendenschieber 1 und 2 auseinanderdrückt. Somit wird durch die Überlappung der Aussparungen H und 5 eine Blendenöffnung 3 gebildet, die sich vergrößert, wenn sich die Blendenschieber nach außen bewegen, Eine Verschlußlamelle 16, die ausschließlich dazu dient, die Belichtung zu beenden, wird beispiels-

weise beim Weitertransportieren des Films vor der Belichtung in einer das Objektiv freigebenden Stellung vorgespannt.

Pig. H zeigt die in Verbindung mit diesem Ausführungsbeispiel verwendete photoelektrische Steuerschaltung. Die Schaltung umfaßt unter anderem eine Photozelle P, die in den Stromkreis eines Elektromagneten 10 geschaltet ist und Strom fließen läßt, wenn sie eine bestimmte Beleuchtungsstärke feststellt. Der Schenkel 7 ₃ der aus einem, magnetisierbaren Weicheisenmaterial besteht, ist so angeordnet, daß sein Drehzapfen 11 einen Pol des Elektromagneten 10 bildet. Während des vorstehend erläuterten Belichtungsvorgangs· gleitet der eine Schwenkbewegung ausführende Schenkel 7.unter dem anderen Pol 12 hinweg.Die Steuerung des Stroms durch den Elektromagneten 10 erfolgt durch einen Thyristor SCS. Sobald die richtige Beleuchtungsstärke erreicht ist, schaltet die von der Photozelle P erzeugte Spannung den Thyristor SCS, der den Stromkreis für den Elektromagnet schließt. Dann kann durch den Elektromagneten 10 Strom fließen und der Schenkel 7, der um den Zapfen 11 schwenkt, wird an den Pol 12 gezogen, wodurch die Schwenkung beendet und die Blendenöffnung fixiert ist.

Der Funktionsablauf bei diesem Ausführungsbeispiel beginnt mit der Betätigung des' Auslöserarmes 13, der gleichzeitig den nicht dargestellten Stromkreis für die Blitzlichtein-· richtung schließt, um in bekannter Weise einen Blitz auszulösen. Der Schenkel 7» der durch die Feder 15 geschwenkt wird, wird dann vom Auslöserarm 13 freigegeben und schwenkt im Gegenuhrzeigersinn, wodurch er den Stift 6 in den ge·»· kreuzten Schlitzen 8 und 9 nach oben bewegt.-Diese Bewegung des Stiftes 6 drückt die Blendenschieber 1 und 2 auseinander. Bei der Bewegung der Blendenschieber 1 und 2 wird vor dem Objektiv Ik die Blendenöffnung 3 gebildet, die sich bei der weiteren Auswärtsbewegung der Schieber 1 und 2, wie in Fig. gezeigt, vergrößert.

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Gleichzeitig mit der Vergrößerung der Blendenöffnung 3 während der Belichtungszeit nimmt auch die Stärke der vom Objekt zur Kamera reflektierten Blitzbeleuchtung zu. Wenn die Photozelle P der Steuerschaltung feststellt, daß die Beleuchtungsstärke des reflektierten Blitzlichtes einen bestimmten ausreichenden Wert erreicht hat, bewirkt sie ein Schalten des Thyristors, sodaß durch den Elektromagneten 10 Strom fließen kann. Da der Schenkel 7 mit beiden Polen 11 und des Elektromagneten 10 in Kontakt steht, wird er zur Zeit des Stromdurchgangs durch den Elektromagneten 10 in seiner Stellung festgehalten. Daher kann sich die Blendenöffnung nicht mehr weiter vergrößern. Da die Belichtungszeit des sich schließenden Kameraverschlusses hier konstant angenommen ist, schließt die Verschlußlamelle 16 die Blendenöffnung 3 in herkömmlicher Weise am Ende der vorgewählten Belichtungsdauer und beendet die Belichtung.

Der untere Teil von Fig. 1 soll zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Er zeigt die Verlängerung der Zeit, die für die Erreichung der nötigen Blendenöffnung je nach der Beleuchtung erforderlich ist, und zwar bei zunehmender Entfernung vom Objekt, beim bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel, in dem sich die Blendenöffnung ständig vergrößert, bis die gewünschte Öffnungsgröße erreicht ist.

Somit stellt das beschriebene Ausführungsbeispiel eine automatische Belichtungssteuerung dar, die mit eingestellter Belichtungszeit und variabler Blendenöffnung arbeitet, welche sich laufend vergrößert, bis eine bestimmte Öffnungsgröße erreicht ist, bei der der Öffnungsvorgang beendet wird. Die'se Steuerung ermöglicht es, jede Aufnahme mit kleinstmöglicher effektiver Blendenöffnung bei nahezu maximaler Schärfentiefe zu machen. Sie erlaubt daher eine einzige Entfernungseinstellung für alle Blitzlichtaufnahmen, wobei die Leistung des Blitzes voll ausgenutzt wird.

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Anhand der Fig. 5 wird ein zweites Ausführungsbeispiei beschrieben, dessen Teile, soweit dargestellt, mit um

100 höheren Bezugszahlen bezeichnet sind. Dieses Ausführungsbeispiel weist ebenfalls eine variable Blendenöffnung 103 auf, die sich während der Belichtung ständig vergrößert, aber außerdem einen Verschluß mit variabler Belichtungszeit., der so gesteuert wird, daß er schließt, sobald von einem lichtempfindlichen Element in einer-Steuerschaltung eine bestimmte Beleuchtungsstärke festgestellt wird. Die Kurve A im oberen Teil der. Fig. 5* stellt den Lichtst.rom einer Blitzbirne in Abhängigkeit von der Zeit dar (z.B. einer AGl-Blitzbirne). Die Kurve B zeigt die Zeitabhängigkeit des Lichtstromes, der auf den Film auftrifft, wobei die gesamte für die Aufnahme zur Verfügung stehende Lichtmenge durch die Fläche D dargestellt wird. Die von der Fläche C dargestellte Lichtmenge geht durch die sich vergrößernde Blendenöffnung verloren. Die Kurve B¹ zeigt den Abschluß des Belichtungsvorgangs beim Schließen des Verschlusses. Der Lichtstrom F ist derjenige, bei dem die Steuerschaltung in Tätigkeit tritt. Die Zeitspanne E ist ein konstanter Schaltungswert, der der Reaktionszeit des Verschlußstromkreises entspricht.

Dieses Ausführungsbeispiel besitzt zwei Blendenschieber

101 und 102, die den vorstehend beschriebenen ähnlich sind, wobei der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel darin besteht, daß hier keine Mittel vorgesehen sind, die eine weitere Veränderung der Blendenöffnung verhindern, sobald eine bestimmte Beleuchtungsstärke festgestellt wird. Anstatt dessen erfolgt die Belichtungssteuerung durch Mittel, die-den Verschluß schließen, sobald eine bestimmte Beleuchtungsstärke für eine ausreichende Belichtung festgestellt wird. Der untere Teil von Fig. 5 zeigt die zeitliche Funktionsfolge bei diesem Ausführungsbeispiel. Die Verschlußlamelle 16 wird vor der Belichtung durch Herausschwenken aus dem Blendenbereich entfernt und vorgespannt. Die Blenden-

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schieber 101 und 102 überlappen sich mit ihren Aussparungen 105 bzw. 104 derartig, daß eine Blendenöffnung 103 gebildet wird. Nach dem Beginn des BelichtungsVorgangs wie beim ersten Ausführungsbeispiel wird die Blitzlampe gezündet und die Schieber 101 und 102 bewegen sich nach außen, wobei die Aussparungen 104 und 105 die Blendenöffnung 103 ständig vergrößern. Wenn die Steuerschaltung eine nach ausreichender Belichtung erreichte, bestimmte Beleuchtungsstärke feststellt, entsprechend dem Lichtstrom F, und nachdem die Zeitspanne für die Reaktion der Schaltung verstrichen ist, schließt die Verschlußlamelle 116 die Blendenöffnung. Im Ausführungsbeispiel "ist die Verschlußlamelle H6 auf eine Welle 20 montiert, die bei gespanntem Verschluß unter einem Torsionsmoment um ihre Längsachse steht, das beispielsweise durch eine Federvorspannung erzeugt ist. Wenn der Verschluß ausgelöst wird, dreht sich 'die Welle 20 um ihre Achse, um die Verschlußlamelle 116 quer über die Blendenöffnung 103 zu schwenken und damit die Belichtung zu beenden. Die Steuerschaltung für den Verschluß ist vorzugsweise von der in Fig. 4 dargestellten Art, welche in bekannter Weise einen Verschlußauslösemagnet betätigt; es kann jedoch auch jede herkömmliche Steuerschaltung verwendet werden. Anschließend kehren die Blendenschieber 101 und 102 und die Verschlußlamelle 116 in bekannter Weise wieder in ihre Ausgangsstellung zurück, z.B. während des Filmtransportes.

Aus der graphischen Darstellung im oberen Teil der Fig. 5 ist ersichtlich, daß sich die Fläche D auf Grund der Verzögerung durch die Zeitspanne E vergrößert. Daher ist bei„_: kurzen Entfernungen zum Objekt und somit bei kurzen Belichtungszeiten der Anteil der der Zeitspanne E entsprechenden Belichtungszeit an der Gesamtbelichtungszeit "(Basis der Fläche D) größer. Umgekehrt läßt die beschriebene Blendenanordnung die Fläche D kleiner sein als die größtmögliche Gesamtfläche, welche die Fläche C einschließt, und die prozentuale Abnahme der Gesamtfläche auf die Fläche D wird bei

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kurzer Belichtungszeit größer. Somit schafft die Abnahme auf die Fläche D um die Fläche C einen Ausgleich für die Zunahme der Fläche D auf Grund der Zeitverzögerung E und es ist jederzeit eine richtige Belichtung gewährleistet.

Ein wichtiger Gesichtspunkt dieses Ausführungsbeispiels ist die größere Schärfentiefe ₃ die am auffälligsten bei den kurzen Belichtungszeiten für Nahaufnahmen zu Tage tritt. Es ist daher möglich, für beinahe alle Blitzlichtaufnahmen innerhalb des wirksamen Blitzbereichs eine einzige Entfernungseinstellung zu wählen. ;

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Claims

Patentansprüche:

IJ. Automatische Beliehtungssteuerungseinrichtung für Blitzlichtkameras mit einer verstellbaren Blende und einem Verschluß, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung (3;1O3) zumindest während der durch das Blitzlicht verursachten Zunahme der Beleuchtungsstärke am Objekt stetig vergrößerbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (1,2) beim Zünden des Blitzlichtes geschlossen ist und durch eine photoelektrische Blenden-Bteuerungsschaltüng (P₉ SCS₉ 10) bei einer bestimmten Beleuchtungsstärke in ihrer öffnungsweite fixierbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Blende zwei sich überlappende Flügel (1,2; 101,102) aufweist, von denen mindestens einer an seinem mit dem entsprechenden vorderen Rand des anderen Flügels die Blendenöffnung (3;1O3) bildenden vorderen Rand einen im wesentlichen konkaven Abschnitt aufweist und von denen mindestens einer zur Einstellung der öffnungsweite relativ zum anderen bewegbar 1st.
i. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Blendensteuerschaltung ein photoelektronisches Bauelement (P) und einen Elektromagneten (10) aufweist, durch dessen bei hinreichender Stärke der Beleuchtung des Bauelementes (P) verursachten Erregung die Blendenöffnung (3) fixierbar ist.
5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zumindest mit dem einen Pol (11) des Elektromagneten (10) in Berührung stehendes, magnetisierbares Teil (7) vorgesehen ist, das mit dem bewegbaren Blendenflügel (1,2) gekuppelt ist.

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6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (.16) zu Beginn des Belichtungsvorganges offen und nach einer vorbestimmten Zeitspanne schließbar ist. ·
7. Einrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenöffnung (103) während der gesamten Belichtungszeit vergrößerbar ist und der Verschluß (116) durch eine photoelektrische Verschlußsteuerschaltung, beim Auftreten einer vorbestimmten Beleuchtungsstärke schließbar ist.

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