DE727894C - Verfahren zum Bestimmen der Belichtungszeit bei Farbaufnahmen - Google Patents

Description

Es sind verschiedentlich Belichtungsmesser, in neuerer Zeit insbesondere elektrische Belichtungsmesser, bekanntgeworden, welche ein möglichst objektives Maß für die von einem aufzunehmenden Objekt ausgehende Intensität der Lichtstrahlung darstellen sollen. Bei der Aufnahme von Schwarz-Weiß-Material ist eine sehr exakte Messung wegen des großen Belichtungsspielraumes der heutigen Schwarz-Weiß-Materialien nicht erforderlich; der außerordentlich geringe Belichtungsspielraum von farbenempfindlichem Material, wie z. B. Farbfilmen, zwingt aber zur exakten Messung.

Werden mit einem beispielsweise photoelektrisch wirkenden Belichtungsmesser die Helligkeitswerte, welche bei einer vorzunehmenden Aufnahme wirksam sind, bestimmt; so sieht man, daß trotz genauer Messung die erzielten Resultate ungleichmäßig sind. Beispielsweise ist bei Aufnahme eines Objektes bei hellem Sonnenschein eine bestimmte Linsenöffnung und Belichtungsdauer zu wählen. Wird bei trübem Wetter oder in den Abendstunden am Belichtungsmesser eine Lichtstärke abgelesen, welche einer hundertmal größeren Belichtungszeit unter sonst gleichen Umständen entspricht, so ergibt eine unter Berücksichtigung der neuen Ablesung gemachte Aufnahme, je nach dem Aufnahmematerial, einen bläulichen oder rötlichen Stich und macht jedenfalls nicht den Eindruck korrekter Belichtung. Diese Tatsache ist darauf zurückzuführen, daß Belichtungsmesser üblicher Art, selbst wenn man von subjektiven Fehlern bei der Benutzung optischer" Belichtungsmesser absieht, eine über ein relativ breites Frequenzspektrum hin annähernd gleichmäßige Empfindlichkeit zeigen, während die in zwei verschiedenen Fällen eine gleiche Lichtintensität ergebenden Strahlungen eine sehr verschiedene spektrale Zusammensetzung besitzen können.

Andererseits schwankt auch das Aufnahmematerial in seiner spektralen Empfindlichkeit, weil diese für verschiedene Farbtönungen nicht als linear angesehen werden kann.

Es sollen daher Belichtungsmesser mit einer Einrichtung ausgerüstet werden, welche eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Lichtwellenlangen zuläßt. Außerdem können auch Mittel vorgesehen sein, welche die nicht lineare Empfindlichkeit des photographischen Aufnahmematerials für verschiedenfarbiges Licht zu berücksichtigen gestatten.

An sich sind zwar Aufnahmeverfahren bekannt, welche zur Erreichung farbrichtiger Wiedergabe bei den erzielten Bildern die wechselnde spektrale Zusammensetzung des Lichtes am Aufnahmeort berücksichtigen. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird j ει 5 doch mit auswechselbaren Vorsatzfarbfiltern gearbeitet, deren Bedienung umständlich ist, geschulte Kräfte erfordert und deren Anpassung an einen bestimmten Zweck wegen der beschränkten Anzahl solcher Filter, die ao im allgemeinen nur zur Verfügung steht, unvollkommen ist.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, besitzen

die im folgenden beschriebenen Geräte eine Hilfseinrichtung, welche eine große Anzahl von Farbwerten ohne Auswechselung von Vorsatzfiltern zu bestimmen gestatten.

Auch die Benutzung von Hilfsmeßeinrichtungen zur Gewinnung eines Korrekturwertes ist an sich schon bekannt, doch wird bei diesen bekannten Einrichtungen, die für die Prüfung von Textilstoffen bestimmt sind, die Hilfseinrichtung im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand nicht dazu benutzt, die wechselnde spektrale Verteilung der Lichtstrahlung zu bestimmen, sondern bei bereits bekannten Farbwerten die durch wechselnde Reflexionseigenschaften bedingte Schwankung der Intensität des reflektierten Lichtes zu berücksichtigen.

Laut vorliegender Erfindung soll daher zur Bestimmung der Belichtungszeit bzw. der Blendenöffnung bei Farbaufnahmen, bei denen die Aufnahme der verschiedenen Farbkomponenten gleichzeitig erfolgt, ein lichtempfindliches Mefgerät zunächst zur Bestimmung der Allgemeinhelligkeit benutzt werden und der so gewonnene Meßwert mit einem zweiten Wert korrigiert werden, der mit Hilfe eines weiteren, die Helligkeit des Aufnahmegegen-Standes in den den Farbkomponenten entsprechenden Spektralbezirken messenden Gerätes gefunden wird.

In sehr einfacher Form besteht ein Belichtungsmesser zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens aus zwei getrennten Belichtungsmessern, von denen der eine zum Messen der Allgemeinhelligkeit und der andere zum Messen des Farbwertes dient. Zweckmäßig kann man entsprechend den Vorgangen beim Zweifarben-, Dreifarben- oder Vierfarbendruck einzelne Belichtungsmesser wählen, welche mit einzelnen den Komplementärfarben oder einzelnen Grundfarben entsprechenden Farbfiltern ausgestattet sind. ^: Arbeitet man also mit drei Grundfarben entsprechend dem Dreifarbendruck, so können drei Belichtungsmesser vorhanden sein, welche mit drei entsprechend gefärbten Filtern ausgestattet sind.

Insbesondere bei der Zugrundelegung elekirischer Belichtungsmesser lassen sich derartige Geräte günstig ausbilden. Wird beispielsweise auf die Benutzung von nur zwei Hauptfarben zurückgegangen, so kann man in einem Aus fübrungsbei spiel zwei Photozellen annehmen, die entweder so gebaut sind, daß sie selbst in zwei verschiedenen Farbgebieten eine ausgesprochene spektrale Empfindlichkeit zeigen, oder aber man kann durch Vorsatzfilter erreichen, daß die zwei Photozellen im wesentlichen ihre Empfindlichkeit auf zwei verschiedene Gebiete des sichtbaren bzw. photographisch wirksamen Spektrums beschränken.

Erhält eine der beiden Photozellen ein rotes und die andere ein grünes oder blaues Vorsatzfilter, so werden, abgesehen von der absoluten Helligkeit am Aufnahmeort, nun die Photoströme der einzelnen Zellen auch in hohem Maße von der spektralen Empfindlichkeit des jeweils herrschenden Lichtes abhängen. Man kann die Anordnung nun so einrichten, daß die beiden Photozellenströme zunächst ein Dift'erentialmeßwerk durchlaufen, das etwa nach Art der bekannten Differentialgalvanometer, wie sie für Temperatur- oder Widerstandsmessung üblich sind, ausgeführt wird. Sind beidePhotozelkn annähernd gleich stark, was durch entsprechend dimensionierte Vorschaltwiderstände zwischen den Photozellen, durch entsprechende Photozellenoberfläche, durch die entsprechende Wahl der Windungszahl in der Differentialspule, durch Graukeile oder eine ähnliche Maßnahme so eingerichtet werden kann, daß dies bei praktisch weißem "05 Licht eintritt, so benutzt man die unkorrigierten Werte eines beliebigen Belichtungsmessers. Überwiegt die Rotstrahlung, so daß bei der unkorrigierten Verwendung der Werte, die ein normaler Belichtungsmesser ergibt, die >>° Aufnahme rotstichig werden würde, so zeigt der Zeiger des Differentialmeßsystems einen Ausschlag nach einer bestimmten Richtung, und das Differentialgerät ist nun so zu eichen, daß durch seine Stellung ein gewisser Korrekturfaktor angegeben wird, mit dem man die Werte des normalen Belichtungsmessers zu multiplizieren hat. um auf den richtigen Wert zu kommen.

Ist die Strahlung am Aufnahmeort besonders reich an blauen Strahlen, so daß das Bild >laustichig würde, so wird durch Überwiegen

des Photozel-lenstrames derjenigen Photozelle, deren spektrale Empfindlichkeit im Blauen entweder den höchsten Wert' an sich besitzt oder die durch ein entsprechendes Filter nur auf derartige Strahlen anspricht, eine Korrektur im anderen Sinn notwendig werden.

Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man nun, um ein besonderes unabhängiges Lichtmeßgerät zu sparen, die

ίο Anordnung auch so treffen, wie sie in der in der Anlage beigefügten beispielsweisen Ausführungsform der Fig. ι gezeigt ist. Hier durchlaufen die Ströme der beiden Photozellen zunächst ein DifFerentialmeßwerk, welches den oben erläuterten Korrekturfaktor angibt, und dann in Parallelschaltung ein weiteres Meßwerk, welches, da es die Summen der Ströme der im vorliegenden Ausführungsbeispiel gewählten zwei evtl. aber auch drei oder vier verschiedenen, auf Einzelfarben oder Farbgebiete ansprechenden Photozellen angibt, eine Ablesung der Allgemeinhelligkeit gestattet. Man hat in diesem Fall dann dieselben Photozellen sowohl für die Gewinnung des Korrekturfaktors wie auch für die Gewinnung eines Wertes über die Allgemeinhelligkeit ausgenutzt.

Um eine Umrechnung mit Hilfe eines Korrekturfaktors zu ersparen, kann man folgendermaßen vorgehen.: Es kann das DifFerentialmeßwerk an Stelle eines Zeigers eine Scheibe tragen, welcher verschiedene Skalen aufgedruckt sind. Über diesen verschiedenen Skalenteilungen spielt der Zeiger desjenigen Instrumentes, welches entweder durch die Summenströme der obengenannten Photozellen oder durch Speisung mittels einer besonderen Photozelle die Absoluthelligkeit angibt.

Durch die auf die spektrale Empfindlichkeit ansprechenden Zellen wird dann je nachdem eine für den betreffenden Fall passende Skalenteilung unter den Zeiger desjenigen Instrumentes gebracht, welches die Absolutwerte abzulesen gestattet, und durch entsprechende Eichung der einzelnen Skalen kann nun erreicht werden,' daß ohne Umrechnung der richtige Wert abgelesen werden kann.

Eine weitere Möglichkeit, die durch Fig. 2 veranschaulicht ist, besteht darin, daß beide Meßsysteme mit Zeigern ausgerüstet sind und so angeordnet sind, daß die beiden Zeiger, wenn sie sich in der Mittelstellung der zugehörigen Skala befinden, sich kreuzen, derart, daß sie miteinander ungefähr einen Winkel von 90⁰ bilden.

Die verschiedenen Kreuzungspunkte der Zeiger bei verschiedenen Ausschlägen liegen dann auf Kurvenscharen, die in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet sind, und jede Kurve z. B. für eine bestimmte Öffnung dieser Kurvenscharen ist nun so geeicht, daß der jeweils auf einer der Kurven liegende Kreuzungspunkt der beiden Zeiger bei einer bestimmten Beleuchtung eindeutige Angaben für die zu wählende Belichtung gibt. Durch verschiedene wahlweise unter die Zeiger zu schiebende Skalenblätter, durch Umschalteinrichtungen, durch verschiedene Vor- oder Parallelwiderstände zwischen den Instrumenten, durch verschiedene Graukeile, verstellbare Blenden o. dgl. kann man die Konstanten einer solchen Einrichtung so ändern, daß sie verschiedenem Filmmaterial angepaßt werden oder verschiedenen Linsenöffnungen bei verschiedenem ⁷^ Filmmaterial angepaßt sind o. dgl., so daß möglichst überhaupt ohne Umrechnung sofort der geeignete Belichtungswert abgelesen werden kann.

Bisher wurde stillschweigend vorausgesetzt, daß das gewählte Film- oder Plattenmaterial eine annähernd lineare Empfindlichkeit für die verschiedenen Spektralgebiete aufweist.

Bei Platten- oder Filmmaterial, welches dieser Bedingung nicht in ausreichendem Maße genügt, sind noch Mittel vorzusehen, welche eine Berücksichtigung dieses Faktors ermöglichen. Dies kann auf folgende Weise geschehen, wobei mit den angegebenen Mitteln nicht nur Nichtlinearitäten in der spektralen Empfindlichkeit des Photomaterials berücksichtigt werden können, sondern auch alle anderen im Aufnahme- oder Meßsystem auftretenden Nichtlinearitäten.

Eine der einfachsten Arten zur Berücksichtigung solcher Nichtlinearitäten besteht nach einer weiteren Verbesserung der vorliegenden Erfindung »darin, die Empfindlichkeit der beispielsweise als Drehspulsystem ausgeführten Meßsysteme selbst im umgekehrten Sinn nicht linear zu machen wie die korrigierende bzw. zu berücksichtigende Nichtlinearität. Zeigt das benutzte Photomaterial beispielsweise in seiner Rotempfindlichkeit insofern eine Nichtlinearität, als es auf kleine i°5 Rotlichtintensitäten proportional schwächer anspricht als auf größere Rotlichtintensitäten, so kann man eine Berücksichtigung dieser Tatsache dadurch schaffen, daß man die Richtkraft des Drehspulmeßsystems, welches mit no der rotempfindlichen Photozelle zusammenarbeitet, bei den Anfangsausschlägen schwächer wirken läßt als bei den größeren Ausschlägen des entsprechenden Meßsystems. Dies kann etwa dadurch erreicht werden, daß die Richtkraft durch einen unter Federzug stehenden Kokonfaden gebildet wird, der sich auf eine der Achse des betreffenden Meßsystems sitzenden Kurvenscheibe bei Bewegung des Meßsystems auf- und abspult.

Soll die Anfangsempfindlichkeit des Meßsystems für Rotlicht gesteigert werden, so hat

die Kurvenscheibe im wesentlichen die Gestalt einer Spirale mit kleinen Durchmessern an den Stellen höchster Empfindlichkeit und größeren Durchmessern an den Stellen niedriger Empfindlichkeit des betreffenden Meßinstrumentes.

An Stelle von verschiedenfarbigen Vorsatzfiltern kann man auch Photozellen verwenden, beispielsweise Sperrschichtphotozellen, welche ίο eine relativ langgestreckte Form haben und welche durch ein Prisma beleuchtet werden. Durch das Prisma kann erreicht werden, daß ganz bestimmten Farbenwerten auch ganz bestimmte Stellen der betreffenden Photozelle entsprechen, die beleuchtet sind. Z. B. durch Unterteilung der Photozelle in Einzelelemente kann dann wieder erreicht werden, daß die Intensität der einzelnen Farbstrahlungen im Verhältnis zueinander bestimmt wird. Erhält wenigstens eine Belegung der obenerwähnten, als langgestreckt gedachten Photozelle einen relativ hohen Widerstand und werden zu beiden Seiten der relativ langgestreckten Photozelle je ein Meß system (Drehspulsystem) angeschlossen, derart, daß der Längswiderstand derPhotozelle nicht mehr . vernachlässigbar gegenüber dem Instrumentenwiderstand ist, so wird das am rechten Ende der Photozelle angeschlossene System in erster Linie ansprechen, dann, wenn Strahlungen, die nahe beim violetten Ende des Spektrums liegen, auf das Gerät treffen, da diese durch das vorgesetzte Prisma nach diesem Ende hin abgebeugt werden, während das am anderen Ende der Photozelle liegende System in erster Linie ansprechen wird, wenn Strahlen auftreffen, welche nahe am roten Ende des Spektrums liegen.

Auch hier gestatten dann Zeigerablesungen an beiden Instrumenten Rückschlüsse auf die spektrale Verteilung und damit die Schaffung von Korrektionsfaktoren.

Im übrigen ist es, wie bereits eingangs ausgeführt, keineswegs notwendig, elektrische Belichtungsmesser für derartige Geräte zu verwenden. Auch optische, oder andere Belichtungsmesser sind dafür ausnutzbar.

Eine Möglichkeit der optischen Messung mit Hilfe von Vergleichslichtquellen sei hier weiterhin als Ausführungsbeispiel beschrieben. Es ist bekannt, als Belichtungsmesser Vergleichslichtquellen zu benutzen, etwa eine Glühbirne, die mit einer Taschenlampenbatterie bei einer bestimmten festgelegten Spannung betrieben wird, um dann, durch irgendein Vergleichsmittel im einfachsten Fall auf dem Prinzip des Fettfleckphotometers fußend, die am Empfangsort herrschende Belichtung mit der von dieser Normallichtquelle stammenden Belichtung zu vergleichen. Derartige Photometer besitzen bei der Bestimmung der absoluten Helligkeitswerte den großen Nachteil, daß infolge des bei kleinen Batteriespannungen und kleinen Veränderungen der Vergleichslampe bereits stark schwankenden Lichtstromes der Bezugswert relativ ungenau ist.

Wird jedoch von einer Hilfslichtquelle, beispielsweise einer kleinen Glühlampe, durch z. B. zwei Vorsatzfilter, durch ein Prisma o. dgl., oder zwei solche Hilfslichtquellen jeweils z. B. ein rotes und ein blaues oder ein rotes und ein grünes Strahlenbündel ausgeblendet oder drei verschiedene Hilfsbezugswerte geschaffen und auch durch Ausblenden von verschiedenfarbigen Lichtstrahlen der am Aufnahmeort gerade vorhandenen Beleuchtung eine Messung bzw. Vergleichung der spektralen Intensitäten erreicht, so können solche Korrekturwerte geschaffen werden, deren Genauigkeit an sich schon nicht so hoch sein muß wie die für die Messung der absoluten Helligkeit erforderliche Genauigkeit, so daß an sich schon die Schwankung der als Stromquelle für solche Messungen häuptsächlich in Frage körnenden Taschenlampenbatterien hier nicht so schädlich sind. Außerdem aber werden, wenn die beiden Bestimmungsfarben geschickt gewählt werden, etwa gelb und blau, wenn die Lampenspannung nachläßt, sowohl der Anteil an gelben Strahlen wie auch der Anteil an blauen Strahlen der Vergleichslichtquelle zurückgehen, und es wird daher, da es sich nur um eine Relativmessung handelt, doch der ermittelte Korrekturwert einen ziemlichen Grad von Zuverlässigkeit aufweisen, wenn selbst die einzelnen ihn ergebenden Absoluthelligkeitswerte an sich große Fehler aufweisen wurden.

Es kann also gerade die Anwendung eines optischen oder chemischen Belichtungsmessers für die Zwecke der Bestimmung der relativen Farbintensitäten zueinander in Verbindung mit einem elektrischen Belichtungsmesser zur Bestimmung der absoluten Lichtintensität am »05 Aufnahmeort besonders vorteilhaft sein.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Bestimmen der Belichtungszeit bzw. der Blendenöffnung bei u» Farbaufnahmen, bei denen die Aufnahme für die verschiedenen Farbkomponenten gleichzeitig vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein lichtempfindliches Meßgerät zunächst die Allgemeinhelligkeit bestimmt und dann der so gefundene Meßwert mit einem zweiten Wert korrigiert wird, der mittels eines weiteren, die Helligkeit des Aufnahmegegenstandes in den den Farbkomponenten entsprechenden Spekträlbezirken messenden Gerätes gefunden wird.

   2; Einrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus zwei Meßvorrichtungen besteht, von denen die eine zum Messen der Allgemeinhelligkeit und die andere zum Messen des Farbwertes dient.

   3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anord-. nung zweier Photozellen, deren Diffierenzstrom den Korrekturwert und deren Summenstrom den Hauptmeßwert angibt.

   4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Meßgeräte oder ein Teil von ihnen mit nicht linear anzeigenden Meßwerken ausgerüstet ist, derart, daß durch diese Nichtlinearitäten im Aufnahmegerät oder Aufnahmematerial ausgeglichen werden. ao

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen