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Belichtungsmesser
Zur Bestimmung der Beliclhtungszeit für fotografische
Aufnahmen werden, abgesehen von Tabellen, zwei verschiedene Verfahren benutzt. Das
eine Verfahren arbeitet mit der Empfindlichkeit des menschlichen Auges, wobei entweder
das zu messende Objekt vom Auge betrachtet und mittels einer Verdunklungsvorrichtung
bis zur Grenze der Sichtbarkeit verdunkelt wird oder das vom Objekt ausgehende Licht
durch verschieden stark lichtdurchlässige, meist mit Ziffern versehene Scheiben
fällt, deren dunkelste, aber gerade noch erkennbare ein Anlaß für die Belichtungszeit
ist. Da die mit diesem Verfahren ermittelten Werte stark von der Empfindlichkeit
des Auges, seinem Blendungszustand und von dem vom Objekt ausgehenden Gesamtlichtstrom
abhängen, können sie nicht als genaue, ot,jcktive Messungen angesehen werden, sondern
dienen nur als ungefähre Anhaltspunkte.
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Das andere Verfahren benutzt zur Bestimmung der Belichtungszeit den
lichtelektrischen Effekt.
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Eine Fotozelle wird von dem vom Objekt ausgehenden Lichtstrom getroffen
und gibt einen der Helligkeit entsprechenden elektrischen Strom ab, der mit einem
Milliamperemeter gemessen wird.
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Dieses Verfahren besitzt einen prinzipiellen Fehler.
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Die Fotozelle mißt den gesamten vom Objekt ausgehenden Lichtstrom,
ohne Rücksicht darauf, weldhe Helligkeitsgrade die einzelnen Teile des Bildes haben,
sie arbeitet also integrierend. Maßgebend für die richtige Belichtungszeit ist aber,
daß z. B. die Mitteltöne des Objektes auf der Emulsion des Negativmaterials eine
Schwärzung erzeugen, die der Mitte der logarithmischen Schwärzungskurve entspricht.
Die Lichter und Schatten des Objektes liegen dann entsprechend seinem Hell igkeitsumfang,
dem scheinbaren Objektumfang (s. Go 1 d b e r g, der Aufbau des fotografischen Bildes,
I922), an den entsprechenden Stellen der Schwärzungskurve. Bestimmend für die Belichtungszeit
sind also die im Objekt enthaltenen abso-
luten Helligkeitswerte
und der von ihnen erzeugte llelligkeitsumfang. Es ist hiernach klar, daß ein Objekt,
welches 3/4 Weiß und 1/4 Schwarz enthält, dieselbe Belichtungszeit benötigt wie
ein gleich stark beleuchtetes, das 1/4 Weiß und 3/4 Schwarz enthält. Ein Belichtungsmesser
mit einer Fotozelle würde aber im ersten Falle die dreifache Helligkeit und damit
1/3 der Belichtungszeit des zweiten Falles angeben.
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Diese integrierende Messung der Fotozelle hat noch einen weiteren
Nachteil. Bekanntlich hat jede fotografische Emulsion eine begrenzte Schwärzungskurve,
von welcher zur richtigen Wiedergabe aller Helligkeitsstufen nur der gradlinige
Teil verwendbar ist. Bei Positivpapieren ist der Umfang dieser Schwärzung höchstens
I :60, alle Details in den Lichtern oder Schatten, die darüber hinausgehen, können
nicht mehr wiedergegeben werden.
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Bei Objekten, deren Helligkeitsumfang den Wert l :60 bedeutend überschreitet,
muß also schon bei der Aufnahme darüber entschieden werden, ob die 13elichtung eine
richtige Durchzeichnung der Lichter bei Unterbelichtung der Schatten ergeben soll
oder umgekehrt. Darüber sagt der fotoelektrische Uelichtungsmesser jedoch nichts
aus.
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Sinkt die vom Objekt ausgehende Helligkeit unter ein bestimmtes Maß,
so wird der von der Fotozelle erzeugte Strom so klein, daß er von l)raktisch verwendbaren
Milliamperemetern vom Drehspultyp nicht mehr angezeigt wird. Bei geri uger Obj ekthelligkeit,
besonders bei Aufnahmen mit künstlichem Licht werden also die Ausschläge so klein,
daß sie nur noch sehr ungenau oder gar nicht mehr ablesbar sind.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Belichtungsmesser,
der die genannten Fehler vermeidet und nicht den vom Objekt ausgehenden Gesamtlichtstrom,
sondern die absoluten Helligkeitswerte unter Berücksichtigung des Helligkeitsumfanges
mißt.
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Die Erfindung geht aus von einem Belichtungsmesser, bei dem durch
ein Objektiv von dem zu messenden Objekt ein Bild entworfen und durch ein Okular
betrachtet wird und bei dem sich in der Bildebene eine von einer künstlichen Lichtquelle
I)eleuchtete Vergleichsfläche befindet, deren Helligkeit mit der durch eine Verdunklungseinrichtung
regulierbaren Helligkeit des Bildes bei richtiger Einstellung übereinstimmt. Sie
besteht darin, daß hei einem solchen Belichtungsmesser in der Bildebene eine weiße
und eine schwarze Vergleichsfläche angeordnet sind, von denen die weiße dem Vergleich
mit den Lichtern, die schwarze dem Vergleich mit den Schatten des Objektes dient.
Diese heiden Vergleichsflächen können gemäß weiterer Verbesserung der Erfindung
die Gestalt eines spitzwinkligen Dreiecks haben, das mit seiner Spitze in das Innere
des Bildfeldes hineinragt. Ferner können nach weiterer Ausgestaltung die Vergleichsflächen
so weit hinter der Bildebene in Richtung auf das Objekt zu angeordnet sein, daß
sie bei Scharfeinstellung des Bildes durch das Okular unscharf erscheinen. Die Spannung
an der Glühbirne der Vergleichslichtquelle ist durch einen Regulierwiderstand einstellbar,
und das sie anzeigende Voltmeter kann so angeordnet sein, daß die Ableseskala und
die Spitze des Zeigers im Bildfeld liegen.
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Eine große Rolle spielt besonders bei der Farbenfotografie die Blaustichigkeit
des Bildes. Ist bei Tageslichtaufnahmen der Himmel zum größten Teil mit weißen Wolken
bedeckt, so erfolgt die Beleuchtung des Objektes mit rein weißem Licht.
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Dagegen ist bei wolkenlosem, blauem Himmel das Licht sehr stark blauhaltig,
und eine Farbenaufnahme wird blaustichig.
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Da bei dem Belichtungsmesser nach der vorliegenden Erfindung die
Vergleichslichtquelle eine Glühbirne ist, deren Licht stark gelb ist, muß bei Messungen
von Objekten im Tageslicht das Lampenlicht, um eine leichte Vergleichbarkeit der
Flächen mit dem Bilde des Objektes zu erreichen, so stark blau gefärbt werden, daß
es dem Weiß des Sonnenlichtes entspricht, nach Art der Tageslichtlampen. Benutzt
man nach weiterer Ausgestaltung und Verbesserung der Erfindung hierzu einen optischen
Keil von entsprechend blauer Farbe, welcher mit einem neutralgrauen Keil gleicher
Steigung, aber entgegengesetzter Richtung zusammengesetzt ist, so kann man durch
Verschieben dieser Keilkombination das Licht der Glühlampe vom Blaugehalt Null bis
zum Höchstwert färben, wobei durch die Gegeneinanderschaltung zweier Keile die Helligkeit
der . beleuchteten Fläche konstant bleibt. Betrachtet man durch den Belichtungsmesser
eine im Objekt befindliche oder hineingestellte reinweise Fläche, so kann man durch
Verschieben der Blaukeilkombination eine Farbgleichheit besonders mit der w eißen
,Vergleichsfläche herstellen. Somit kann an einer Skala der Blaugehalt des Lichts
direkt abgelesen und das für Farbenaufnahmen erforderliche Korrektionsfilter bestimmt
werden. Mit dieser Anordnung kann also außer den genannten drei Werten, der absoluten
Helligkeit, des Helligkeitsumfanges und der richtigen Einstellung der Lampenspannung,
als Viertes auch der Blaugehalt des Lichtes mit einem Blick durch das Okular bestimmt
werden.
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Ein weiteres Anwendungsgebiet dieses Belichtungsmessers ist die Bestimmung
des richtigen Korrektionsfilters bei beliebiger Farbstichigkeit des Objektes. Ist
beispielsweise die Farbstichigkeit grün, weil sich das Objekt unter grünen, von
der Sonne durchschienenen Laubbäumen befindet, so kann von verschiedenen, als geeignet
erscheinenden Korrektionsfiltern das richtige auf folgende Weise bestimmt werden:
Eine im Objekt befindliche oder dort aufgestellte reinweiße Fläche wird mit dem
Belichtungsmesser bei Einstellung des Blaukeils auf Sonnenlichtweiß betrachtet.
Dann hat sie infolge der Farbstichigkeit eine Farbabweichung gegenüber der weißen
Vergleichsfläche. Hält man die verschiedenen Korrektionsfilter vor das Objektiv
des Belichtungsmessers, dann wird das richtige Filter die Farbstichbgkeit der Fläche
im Objekt zu reinem Weiß ausgleichen, und sie wird
mit dem Weiß
der Vergleichsfläche übereinstimmen. I)ieses Filter wird dann auch bei der Farbenauttiahme
so richtige Farbwerte ergeben, als ob clas Licht rein weiß gewesen wäre.
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I)as Prinzip einer Messung, durch Fig. I und 2 erläutert, ist folgendes:
In dem Gehäuse G befindet sich das Fernrohr E, dessen Objektiv O in der Nähe von
F ein Bild des zu messenden Objektes erzeugt, welches durch das Okular A mit der
augenmuschel M betrachtet werden kann. In der Bildebene befinden sich gleichzeitig
die Vergleichsflächen F, die, wie Fig. 2 zeigt, aus einer weißen und schwarzen Fläche
Fw und Fs bestehen, die beispielsweise die Form eines von außen nach innen spitz
zulaufenden Dreiecks haben. Ebenfalls in die Bildebene ragt der Zeiger Z des Voltmeters
V hinein, der dort vor einer Skala S spielt. Über den XTergleichsfläcllell F, vor
einer Öffnung des Fernrohres E befindet sich die Glühlampe L, welche die ins Flächen
F l)eleuchtet und von einer Batterie B über einen Regulierwiderstand R und einen
Druckknopf D gespeist wird. Das Voltmeter V zeigt dabei die Spannung der Glühlampe
L an. wird bei einer Messung das vom Objektiv O entworfene lAilel des Objektes durch
das Okular A betrachtet, so erscheinen beim Einschalten der (,lühlaml)e L durch
den Druckknopf D die weiße und die schwarze Fläche F von der Lampe beleuclltet mitten
im Bild des Objektes. Durch Verstellen des optischen Keiles K läßt sich die Helligkeit
des vom Objektiv entworfenen Bildes so weit schwächen, daß die Lichter des Bildes
die gleiche Helligkeit wie die weiße Fläche Fw und die Schatten die gleiche Helligkeit
wie die schwarze Fläche Fs haben. Die hierbei erfolgte Einstellung des Keils erlaubt
an einer Skala die direkte Ablesung der Belichtungszeit. Gibt man beispielsweise
dem J Helligkeitsumfang der weißen und schwarzen Fläche einen solchen Wert, wie
er notwendig ist, um nach lurchlaufen des gesamten fotografischen Prozesses auf
dem Positivpapier den maximalen 1 lelligkeitsumfang zu erzeugen, so kann man schon
bei der Messung feststellen, ob der Helligkeitsumfang des Objektes vom Positiv widergegeben
werden kann oder nicht. Ist er z. B. größer, dann wird l>ei gleicher Helligkeit
der Lichter und der weißen Irliichc die schwarze Fläche heller erscheinen als die
Schatten des Objektes oder bei gleicher Helligkeit der Schatten und der schwarzen
Fläche wird die weiße F Fläche dunkler erscheinen als die Lichter.
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Im ersten Falle wird also die Belichtungszeit für die richtige Durchzeichnung
der Lichter, im zweiten l:all für die der Schatten abgelesen. Es kann auch ein Mittelwert
hergestellt werden, der die richtige Belichtungszeit für die Mitteltöne angibt bei
Benachteiligung der Lichter und Schatten.
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LTm zu erreichen, daß die Einstellung der gleichen Helligkeit an
den Vergleichsflächen F und den vom Objektiv entworfenen Flächen des Bildes möglichst
genau erfolgt, werden die Vergleichsflächen von der Bildebene so weit in Richtung
auf <las Objektiv verscholen, daß sie unscharf erscheihell. wenn das Okular auf
die Bildebene scharf eingestellt ist. Beim Durchlaufen des Punktes gleicher Helligkeit
tritt dann eine charakteristische, leicht erkennbare Vignettierungserscheinung auf,
die die Einstellung auf Helligkeitsgleichheit auch dann sehr erleichtert, wenn die
Farben der zu vergleichenden Flächen verschieden sind.
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Da die Spannung der Batterie B im Laufe längeren Gebrauches nicht
konstant bleibt, würde dadurch auch die Helligkeit der Vergleichsflächen F geringer
werden. Durch einen Regulierwiderstand R und ein Voltmeter V kann die Helligkeit
der Lampe und damit der Vergleichsflächen bis zur Lebensdauergrenze der Batterie
konstant gehalten werden. Diese gesonderte Einstellung des Voltmeters vor der optischen
Messung ist aber umständlich und kann auch leicht vergessen werden.
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Daher wird die Skala des Voltmeters in das Bildfeld des Okulars A
verlegt, wo der Messende die Zeigerstellung des Voltmeters vor Augen hat und bei
falscher Zeigerstellung stets an die richtige Einstellung der Lampenspannung erinnert
wird.
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Es können also mit einem Blick durch das Okular alle drei für die
Belichtungszeit maßgebenden Werte eingestellt werden: die absolute Helligkeit, der
Helligkeitsumfang und die richtige Helligkeit der Vergleichsflächen.
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Fig. 3 zeigt im Prinzip die Anordnung einer Blaukeilkombination in
Verbindung mit dem Fernrohr, H ist der Blaukeil, N ein neutralgrauer Keil gleicher
Steigung, P eine Skala, an der die Keilstellung und damit der Blaugehalt des Lichtes
abgelesen werden kann.
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PATENTANsPRÜCliE: 1. Belichtungsmesser, insbesondere für die Zwecke
der Fotografie, bei welchem durch ein Objektiv von dem zu messenden Objekt ein Bild
entworfen und durch ein Okular betrachtet wird und in der Bildebene eine von einer
künstlichen Lichtquelle beleuchtete Vergleichsfläche sich befindet, deren Helligkeit
mit der durch eine Verdunklungseinrichtung regulierbaren Helligkeit des Bildes bei
richtiger Einstellung übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bildebene
eine weiße und eine schwarze Vergleichsfläche sich befinden, von denen die weiße
dem Vergleich mit den Lichtern, die schwarze dem Vergleich mit den Schatten des
Objektes dient.