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Aufnahmekamera mit vollselbsttätiger Belichtungsregelung Für die Zwecke
der selbsttätigen Belichtungsregelung bei photographischen Aufnahmen wurden bereits
verschiedene Vorschläge gemacht. So wurde empfohlen, die zwischen den Linsen eines
Objektivs angeordnete Irisblende durch eine Blende zu ersetzen, die von einem aus
Photozelle und Drehspulinstrument gebildeten photoelektrischen System gesteuert
wird und aus einem dünnen und leichten, als Kreisringsegment geformten und an der
Drehspule befestigten Metallplättchen gebildet ist, in dem ein sich erweiternder
Schlitz so angebracht ist, daß er durch die Drehspule des photoelektrischen Systems
zwischen den Linsen des Objektivs bewegt und solcherart das Objektiv mehr oder weniger
abgeblendet wird.
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Weitere Vorschläge empfehlen, in den Strahlengang der Aufnahmeoptik
lichtschwächende Elemente einzubringen und diese photoelektrisch zu steuern. Als
solche Elemente wurden mehr oder minder gekreuzte Polarisationsfilter oder auch
Filter mit keilartig zunehmender Dichte vorgeschlagen, wobei auch hier die Ausbildung
des regelnden Elements in Form eines an der Drehspule befestigten Kreisringsegments
empfohlen wurde.
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Der Verwirklichung dieser Vorschläge stehen jedoch in der Praxis große
Hindernisse im Wege. Es ist die Bedingung jeder Belichtungsregelung, daß die Schwächung
des auf dem lichtempfindlichen Material, im weiteren kurz Film bezeichnet, zur Wirkung
kommenden Lichts genau proportional der Beleuchtungszunahme des Aufnahmeobjekts
erfolgt. Herstellungsmäßig bedingt, zeigen sowohl die in Betracht kommenden Sperrschichtphotozellen
als auch die elektromagnetischen Drehsysteme eine große Abweichung von ihren Sollwerten
und ihrer Charakteristik,
so daß, mehrere aus je einer Zelle und
einem elektromagnetischen System bestehenden Regelsysteme nicht nur verschiedene
Drehwinkel bei gleicher Beleuchtungsintensität der- "2'etle' ergeben und die Zunahme
des Drehwinkels durchaus nicht proportional der Zunahme der Beleuchtungsintensität
ist, sondern auch daß diese Zunahme bei den einzelnen Systemen untereinander große
Unterschiede zeigt.
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Wegen dieser Eigenschaften ergeben Regelsysteme, die eine schlitzförmige
Blende vorsehen, mitunter große Mißweisungen bzw. Fehlbelichtungen, da ja dieser
Blendenschlitz praktisch nur für einen Mittelwert ausgeführt werden kann. Das wenn
auch geringe Gewicht der kreisringsegmentförmigen Blende muß durch Gegengewichte
sorgfältig ausgeglichen werden, damit der Gleichgewichtszustand in jeder Lage des
Systems erhalten bleibt, was in der Praxis nicht leicht zu erreichen ist.
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Die Verwendung mehr oder minder gekreuzter Polarisationsfilter hat
nur theoretisches Interesse, da der Lichtverlust der bisher bekannten Polarisatoren
in der Parallelstellung bereits über 5o°/, beträgt.
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Die Anwendung eines segmentförmigen, lichtschwächenden Elements in
Form eines Filters mit von Null gleichmäßig ansteigender Dichte ergibt ebenfalls
auf die Abweichung der photoelektrischen Systeme zurückzuführende Fehlresultate
und die Schwierigkeit der Erhaltung des Gleichgewichtszustandes: Zur Berücksichtigung
der verschiedenen Filmempfindlichkeiten und Belichtungszeiten (Verschlußgeschwindigkeit)
wurde vorgeschlagen, die Photozellenfläche mehr oder weniger abzudecken oder aber
dem elektromagnetischen System einen Widerstand vor-oder parallel zu schalten und
auf diese Weise den Regelbereich zu ändern.
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Auch diese Vorschläge erwiesen sich in der Praxis für Belichtungsregler
nicht anwendbar. Es ergab sich einerseits, daß die Lichtempfindlichkeit der Photozellen
nicht auf der ganzen Zellenfläche gleichmäßig ist, so daß der von der Zelle unter
dem Einfluß einer gleichbleibenden Beleuchtung gelieferte Strom durchaus nicht der
jeweils beleuchteten Zellenfläche proportional ist. Andererseits wird durch das
Vor- oder Parallelschalten eines Widerstands der die Zelle belastende äußere Widerstand
verändert, wodurch sich ebenfalls die von der Beleuchtung abhängige Strom- bzw.
die Drehwinkelcharakteristik ändert. Als anwendbar erwies sich nur die Schwächung
des auf die Zelle wirkenden Lichts durch aus der Lichttechnik bekanntes Vorschalten
mehr oder weniger transparenter Elemente, wobei weder der die Zelle belastende äußere
Widerstand noch die wirksame Zellenfläche geändert werden darf.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Aufnahmekamera mit
vollselbsttätiger Belichtungsregelung, bei der die geschilderten Nachteile durch
ein in den Strahlengang der Aufnahmeoptik ragendes, photoelektrisch gesteuertes,
lichtschwächendes Element behoben werden, welches vorzugsweise auf photochemischem
Weg, also durch Belichtung und Entwicklung geeigneter lichtempfindlicher Substanzen,
in Abhängigkeit von der Charakteristik der, damit zusammenwirkenden Photozelle und
der Charakteristik des ebenfalls damit zusammenwirkenden elektromagnetischen Drehsystems
aus kleinen, flächenmäßig gleich großen Stufen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit
so gebildet ist, daß die Abnahme der Lichtdurchlässigkeit jeder einzelnen Stufe
proportional ist jener Beleuchtungszunahme, die eine Verdrehung des lichtschwächenden
Elements um eine Stufe bewirkt. Das lichtschwächende Element ist vorzugsweise als
geschlossener Kreisring gestaltet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. i bis 3 schematisch
dargestellt, wobei die dem Filmtransport dienenden üblichen und bekannten Elemente
und Teile weggelassen wurden.
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Fig. i zeigt die gesamte der Belichtungsregelung dienende Einrichtung
der Kamera. Der von der Photozelle i unter dem Einfluß des vom aufzunehmenden Objekt
kommenden, durch den bildwinkelbegrenzenden Teil 24 auf die Zelle fallenden Lichts
gelieferte Strom wird einem elektromagnetischen Drehsystem 2 mit großem Drehwinkel
zugeführt, an dessen Drehspule 3 ein kreisringförmiger leichter, weitestgehend transparenter
(glasklarer) Körper 4, z. B. aus Glimmer, Kunstharz, Celluloseabkömmlingen usw.,
befestigt ist, der in den Gang der Lichtstrahlen vom Objektiv 6 zum Bildfenster
23 ragt. Auf diesem Körper 4 ist vorzugsweise auf photochemischem Weg, also durch
Belichten und Entwickeln geeigneter lichtempfindlicher Substanzen, eine neutralgraue
Schicht 5 aufgebracht. Diese ist in Abhängigkeit von den Eigenschaften der mit ihm
zusammenwirkenden photoelektrischen Zelle i und des elektromagnetischen Drehsystems
2, 3 aus flächenmäßig gleich großen Sektoren zunehmender Dichte gebildet. Die Stufenzahl
hängt von der Größe des sich bei maximaler Zellenbeleuchtung ergebenden Drehwinkels
ab. Die Dichtezunahme der einzelnen Stufe ist proportional der zur Bewirkung einer
Drehung der Drehspule und damit des Körpers 4 um eine Stufe notwendigen Zunahme
des auf der Photozelle zur Wirkung kommenden Lichts. Durch die kreisringförmige
Ausbildung des Körpers 4 wird gleichzeitig erreicht, daß der Gleichgewichtszustand
des Drehsystems in jeder Lage gewahrt bleibt.
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Am äußeren Rand des Körpers 4 sind die Marken 7 und 8 vorzugsweise
mittels transparenter Farben aufgebracht und so angeordnet, daß diese durch den
Lichtschacht 9 beleuchtet und durch ein kleines Fenster io, welches zweckmäßig in
der unmittelbaren Umgebung der Sucherlinse ii angeordnet ist, und durch das Sucherokular
12 gleichzeitig mit dieser betrachtet werden kann, beobachtet. Diese Farbmarken
sind derart angeordnet, daß in dem Fenster bei einer zur einwandfreien Belichtung
des Films ungenügenden Beleuchtung, z. B. eine rote Marke 7, bei einer zur einwandfreien
Belichtung ausreichenden Beleuchtung keine, bei einer die maxial mögliche Schwächung
des Aufnahmelichts übersteigenden Beleuchtung, eine z. B. grüne Marke 8, sichtbar
wird.
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Die Empfindlichkeit der jeweils verwendeten Filmsorte ist durch eine
der Photozelle i vorgeschaltete lichtschwächende Fläche berücksichtigt, so daß jeweils
die gesamte Zellenfläche wirksam und gleichmäßig beleuchtet bleibt. Als besonders
geeignet hat sich ein
bandförmiger, rollbarer, weitestgehend transparenter
(glasklarer) Körper 16, z. B. aus Kunstharz, Celluloseabkömmlingen usw., erwiesen,
auf dem Flächen von der Größe der Zellenfläche derart angeordnet sind, daß jeder
einzustellenden Filmempfindlichkeit eine entsprechend lichtschwächende Fläche zugeordnet
ist. Während bei der größten vorgesehenen Filmempfindlichkeit von z. B 2i/io° DIN
nur der transparente Teil des Bandes vor der Zelle liegt, nimmt die Dichte der vor
der Zelle liegenden Fläche für i/io° DIN um o,i zu, so daß z. B. bei Verwendung
eines Films mit einer Empfindlichkeit von i8/io° DIN die vor die Zelle zu liegen
kommende Fläche eine Dichte von 0,3 aufweist. Diese lichtschwächenden Flächen können
durch Auf- oder Einbringen geeigneter Farbstoffe, durch mehr oder minder starkes
Schwärzen auf photochemischen Weg usw. hergestellt werden. Durch geeignete Bedienungsglieder,
z. B. einen Drehknopf 17 und eine Skala 18, wird die einer bestimmten Filmempfindlichkeit
entsprechend dichte Fläche vor die Photozelle gebracht.
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Zur Berücksichtigung der Belichtungszeit (Verschlußgeschwindigkeit)
wird ein zweites, analog gestaltetes Band i9 parallel vor oder hinter dem ersten
Band angeordnet, wobei bei der längsten vorgesehenen Belichtungszeit, z. B. 1/.
sec., nur der transparente Teil des Bandes, bei halber Belichtungszeit, also 1/5o
sec., eine Fläche mit Dichte 0,3 usw. vor die Zellenfläche zu liegen kommt.
Dieses zweite Band wird vorzugsweise durch geeignete Mittel, z. B. Zahnräder, Hebel
usw., mit den die Belichtungszeit stufenweise beeinflussenden Bauteilen gekuppelt
und unabhängig von dem ersten Band 16 betätigt.
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Die Anwendung eines Farb-, Kontrast- oder Korrekturfilters im Aufnahmestrahlengang
bedingt in der Regel eine Vergrößerung der auf den Film wirkenden Belichtungsintensität,
deren Größe von den Eigenschaften des Filters und des Films bestimmt wird. Diese
Vergrößerung der Belichtungsintensität erfolgt zweckmäßig automatisch dadurch, daß
beim Aufsetzen des Filters auf die Optik 6 eine durch die Fassung des Filters mit
diesem organisch verbundene, mehr oder weniger transparente Fläche vor die Photozelle
oder vor den bildwinkelbegrenzenden Teil 24 zu liegen kommt. Die Dichte der transparenten
Fläche richtet sich nach der notwendigen Vergrößerung der Belichtungsintensität
und wird in der Regel nicht mit der Dichte des Aufnahmefilters übereinstimmen.
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Fig. 2 zeigt den im Strahlengang des Objektivs 6 liegenden Teil des
transparenten Körpers 4 mit der darauf aufgebrachten lichtschwächenden Schicht deren
Stufen und Dichtezunahme übertrieben groß dargestellt sind. Das jeweils im Strahlengang
liegende Teilstück des Körpers 4 bzw. der Schicht 5 weist eine steigende Dichte
auf und bewirkt eine geringe unterschiedliche Belichtung der einzelnen Stellen des
im Bildfenster 23 liegenden Films, so daß bei einer Anordnung, wie in Fig. 2 dargestellt,
die unteren Filmteile eine etwas geringere Belichtung erhalten würden als die oberen.
Dieser an sich unbedeutende Mangel kann zweckmäßig dadurch behoben oder zumindest
gemildert werden, daß eine ungleiche Belichtungszeit I der einzelnen Bildteile ergebender
Verschluß angewendet und so angeordnet wird, daß die geringere Belichtungsintensität
erhaltenden Filmteile länger belichtet werden. Die bekannten Schlitzverschlüsse
besitzen z. B. derartige Eigenschaften, welche durch einfache konstruktive Maßnahmen
noch verstärkt werden können. Auch der in Fig. i und Fig. 2 dargestellte Schiebeverschluß
13 hat diese Eigenschaft. Der Öffnungsvorgang beginnt an der unteren Seite des Bildfensters,
an welcher auch der Schließvorgang endet, welche also länger belichtet wird als
die gegenüberliegende Seite. Durch Wahl geeigneter Öffnungs-und Schließgeschwindigkeit
ist es möglich, den durch die zunehmende Dichte der lichtschwächenden Schichte 5
verursachten Belichtungsunterschied weitgehend zu kompensieren.
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Fig. 3 zeigt, wie der beschriebene Mangel bei einem an sich gleiche
Belichtungszeit der einzelnen Bildteile ergebenden Rotationsverschluß (Sektorenverschluß)
behoben werden kann. Der Drehpunkt der rotierenden Verschlußscheibe mit dem Abdecksektor
14 liegt vertikal oberhalb (oder auch unterhalb) der optischen Achse. Der Belichtungssektor
(Hellsektor) 15 ist derart neutralgrau verlaufend abgetönt, daß das Aufnahmelicht
an der unteren Seite des Bildfensters weniger geschwächt wird als an der oberen
und solcherart der durch die lichtschwächende Schicht 5 verursachte Belichtungsunterschied
kompensiert wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das lichtschwächende
Element 5 auch als Blendenscheibe ausgebildet sein. Eine solche wird dann vorteilhaft
zwischen den Linsen des Aufnahmeobjektivs beweglich angeordnet.
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Diese vorzugsweise einen geschlossenen Kreisring bildende Blende besteht
aus einem dünnen, leichten und weitestgehend transparenten (glasklaren) Stoff, z.
B. Glimmer, Kunstharz, Celluloseabkömmlinge usw., und einer darauf angebrachten,
aus einem inneren und einem äußeren Teil bestehenden lichtundurchlässigen Schicht,
die einen lichtdurchlässigen Schlitz als Blendenöffnung frei läßt. Der Schlitz wird
durch einen photochemischen Prozeß, also durch Belichtung und Entwicklung geeigneter
lichtempfindlicher Substanzen, gebildet und ist aus kleinen Sektoren gleichen Zentriwinkels,
aber verschiedener radialer Breite zusammengesetzt. Die Breite der Sektoren wird
in Abhängigkeit von der Charakteristik der Photozelle und des davon gespeisten elektromagnetischen
Systems so hergestellt, daß die Abnahme der Breite der einzelnen Sektoren des Schlitzes
proportional ist jener Beleuchtungszunahme, die eine Verdrehung der Blendenscheibe
um den Zentriwinkel des Sektors bewirkt.
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Für die Herstellung dieser Blendenscheibe eignet sich am besten eine
mit lichtundurchlässigem Pigment versehene Gelatineschicht, die in an sich bekannter
Weise lichtempfindlich gemacht ist und an den durch den Schichtträger hindurch belichteten
Stellen gegerbt wird, worauf die unbelichtet und ungegerbt gebliebene Pigmentgelatine
mittels warmen Wassers ausgewaschen wird, so daß an diesen Stellen nur der transparente
Schichtträger verbleibt. Ebenso kann auch nicht pigmentierte Gelatine verwendet
werden
und das nach dem Auswaschen verbleibende Gelatinerelief entsprechend
eingefärbt werden oder auch jeder andere photochemische Prozeß Anwendung finden.
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Beim Nichtgebrauch der Kamera, insbesondere beim Transport, ist diese
Stößen und Erschütterungen ausgesetzt, welche dem empfindlichen Drehsystem schädlich
werden können. Gerade in diesem Fall ist jedoch die Dämpfung des Drehsystems sehr
gering, weil dabei meist die Photozelle unbelichtet, somit ihr Widerstand sehr groß
ist. Es hat sich aus diesem Grunde als zweckmäßig erwiesen, beim Nichtgebrauch der
Kamera eine besondere Dämpfung des Drehsystems herbeizuführen. Dies erfolgt in geeigneter
Weise dadurch, daß die Zelle beim Nichtgebrauch durch einen Schutzdeckel vor unnötiger
Belichtung geschützt und dabei gleichzeitig die Drehspule des Drehsystems kurzgeschlossen
wird.