DE915412C - Einrichtung an photographischen Aufnahmekameras zur vollautomatischen Belichtungseinstellung - Google Patents

Description

• Einrichtung an photographischen Aufnahmekameras zur vollautomatischen Belichtungseinstellung Es ist seit langem versucht worden, die Blende von Photo- oder Kinoaufnahmekameras unter Berücksichtigung von Filmempfindlichkeit und Belichtungszeit lediglich durch den von einer vom Objektlicht getroffenen Photozelle erzeugten Strom zu steuern, um dadurch eine vollautomatische Blendeneinstellung zu erhalten. Praktisch hat sich jedoch bisher noch keiner dieser Vorschläge verwirklichen lassen, da die von den Photozellen erzeugten Ströme so schwach sind, daß sie die bisher vorgeschlagenen Antriebsvorrichtungen für die üblichen photographischen Blenden nicht bewegen können. Vorgeschlagen wurden in erster Linie vom Photozellenstrom beschickte Galvanometersys.teme, deren, Bewegung auf leicht gebaute, flügelartige Blenden übertragen wird. Der Hauptnachteil solcher Einrichtungen ist ihre Empfindlichkeit gegen die im praktischen Betrieb unvermeidlichen Einflüsse, wie Stöße und Erschütterungen.
• Die Erfindung hat eine Einrichtung der genannten Art zum Gegenstand, bei der die vollautomatische Steuerung von Blenden üblicher Bauart, z. B. Irisblenden u. ä., insbesondere rotierenden Lichtbemessungsmitteln, auch mit schwachen Zellenströmen möglich ist. Dabei wird davon ausgegangen, daß im Hinblick auf die verhältnismäßig schwache Leistung einer Photozelle oder eines vom Zellenstrom gespeisten, Antriebssystems, z. B. eines Motors, die Zeitdauer für einen Verstellvorgang an der Blende möglichst reichlich bemessen wird, insbesondere so groß, wie es die gegebenen aufnahmetechnischen, Bedingungen gerade noch zulassen. Wenn es also beispielsweise zulässig ist, die Anpassung der Blendenöffnung an -eine Lichtintensitätsänderung etwa innerhalb einer Sekunde vorzunehmen, so ist es von Vorteil, diese Sekunde für die auszuführende Blendenbewegung auch auszunutzen, da man, wenn die Änderung statt dessen z. B. innerhalb einer Zehntelsekunde erfolgen würde, hierzu die zehnfache Motorleistung bzw. Zellenleistung nötig hätte. Nach diesen Gesichtspunkten wird erfindungsgemäß von dem Photozellenstrom ein Motor gespeist, der mittels starker Untersetzung mit einem in, bekannter Weise den Lichteinfall auf dem Film Ürosselnden Mittel, z. B. einer Irisblende, gekuppelt ist, dem leine ansteigende Kraft entgegenwirkt. Der Antriebsmechanismus für die Belichtungsregelung arbeitet dabei nach dem Prinzip, daß der -Motor durch .dien während einer photographischen Aufnahme ständig fließenden Photozellenstrom :dauernd eine mechanische Kraft aus-übt, der die Gegenkraft, z. B. die einer Feder, derartig entgegenwirkt"daß sich bei konstantem Zellenstrom, also bei konstanterBelichtung, einGleichgewichtszustand zwischen diesen beidem Kräften einstellt. Wird der Zellenstrom bei einer Vergrößerung der Lichtintensität stärker, so überwiegt die Kraft des Motors, und, dieser be-#vegt sich gegen die Federkraft so lange, bis nach entsprechender, dadurch bewirkter Erhöhung dieser Gegenkraft ein neuer Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Bei Stroma:bna:hme erfolgt dieser Vorgang in umgekehrter Richtung.
• Für den erfindungsgemäßen Zweck empfiehlt sich die Benutzung einer möglichst leistungsfähigen Photozelle. Hierfür wird eine Zelle mit Selen, gegebenenfalls mit Tellur oder Schwefel mit Kalium-, Natrium- oder Caesiumzusatz als. lichtempfindlichem, Elektronen abgebendem Stoff vorgeschlagen, die als Schicht auf einem leitenden Träger, z. B. Graphit, aufgetragen: ist und auf der im Gegensatz zu den bisher bekannten; Selenzellen mit stromabnehmender Deckelektrode keime reine Metallschicht (oder Metallschichten), sondern eine Schicht aus einem Halbleiter, z. B. aus Metalloxyd, -sulfid, -selenid oder -tellurid, aufgetragen ist. Besonders gut geeignet ist als solche stromabneh:-mende Elektrode eine dünne, s.trab.lendurchlässige Schicht aus Cadmiumoxyd, und zwar in seiner- rot, blau oder violett, vorzugsweise in seiner blaugrün erscheinenden Modifikation. Derartige Zellen haben nicht nur eine sehr hohe Empfindlichkeit und Leistung, ihre selektive Empfindlichkeitskurve verläuft außerdem, wie Versuche ergaben, fast identisch mit der des menschlichen Auges, so daß sie aus diesem Grunde für photographische Zwecke, z, B. bei Verwendung panchromatischen Filmmaterials, besonders gut geeignet sind..
• In der Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Nach Fig. i ist eine vorzugsweise an: der Frontwand einer Aufnahmekamera h angeordnete Photozelle ü der obengenannten Art, vorzugsweise ohne elektrische Vorspan:nung arbeitend, mit einem kleinen Motor in verbunden, dessen Welle w über ein zweckmäßig aus Zahnrädern bestehendes Untersetzungsgetriebe g mit dem Einstellring c der Kamerablende b in Verbindung steht. An dem gleichen Einstellring der Blende b befindet sich eint Ansatz a, an .dem !das eine Ende einer leichten Spiralfeder f befestigt ist, dessen anderes Ende nach einer oder mehreren. Windungen entweder unbeweglich am Kameragehäuse oder an, einem in diesem drehbaren Ring r sitzt. Dieser Ring r trägt einen Einstellzeiger e und hat die Aufgabe, beispielsweise bei einer Kinokamera, bei der die Belichtungszeit pro Aufnahme festgelegt ist, die Federspannung entsprechend den verschiedenen Empfindlichkeiten des verwendeten Filmmaterial& nach einer Skalas einzustellen. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist derart, daß beispielsweise bei einer mittleren Belichtungsintensität ein bestimmter, von,der Photozelle ., erzeugter Strom im Motor m fließt, der dem Blendenmechanismus b eine Drehung in Richtung,der ausgezogen gezeichneten. Pfeile zu erteilen bestrebt ist. Dieser Kraft wirkt die von der Feder f ausgeübte Kraft (gestrichelt gezeichneter Pfeil) entgegen, so daß sich ein Gleichgewichtszusitand einstellt, der entsprechend der mittleren Belichtungsintensität des Objektes eine mittlere Blendenöffnung ö zur Folge brat. Erhöht sieh raun die Lichtstärke, so überwiegt die Motorkraft, die Blende wird bewegt, wobei sich ihre Öffnung ö verringert, bis die dadurch ebenfalls. wachsende Gegenkraft der Feder f einen neuen Gleichgewichtszustand herstellt. Beim Vermindern der Lichtintensität des Objektes erfolgt. dieser Bewegungsvorgang in entgegengesetzter Richtung. Je nach der Stellung des Einstellgliedes e nach Maßgahe der Empfindlichkeit des verwendeten: Filmmaterials ist die einer bestimmten Helligkeit entsprechende Blerndenöffnung :größer oder kleiner.
• Die Zellenempfindlichkeit, die Motorleistung, ,die Änderung der Blendenöffnung beim Bewegen, die Kraft der Feder und der Maßstab der Filmempfindlichkeitsska,la müssen so aufeinander abgeglichen sein, daß die auf den Film treffende Lichtstärke, zum mindesten innerhalb gewisser Grenzen, praktisch unabhängig von der Änderung der Lich.tintensität der aufzunehmenden. Szene bleibt.
• Im Bedarfsfalle kann, wenn die Kamera, mit variabler Belichtungszeit arbeitet, auch, die Belichtungszeit bei der Federeinstellung berücksichtigt werden, etwa in der Weise, daß der Ansatz a gegen den B,lendenring c unter Benutzung einer nach Belichtungszeiten geeichten Skala verstellbar ist.
• Um die Bewegung der Irisblende möglichst reibungslos zu gestalten, empfiehlt es sich; die Lagerung des drehbaren Blendenringes als, Wälzlager auszubilden: Fig. z zeigt, ebenfalls schematisch, eine andere Ausführungsmöglichkeit: Anstatt der vom Motor bewegten Irisblende b ist hier ein vor der Blendenöffnung beweglicher, kreisförmiger Graukeil d vorgesehen; dessen Breite dem maximalen öffnungsdurchmesser der Blende entspricht und dessen Umfang im Vergleich zum Blendendurchmesser möglichst groß ist. Diese Graukeilsa ,eibe d steht durch ihren beispielsweise gezahnten Rand mit der gezahnten Welle w des Motors m im Eingriff, wobei durch das große Verhältnis zwischen deren beiden Durchmessern eine starke Untersetzung gewährleistet ist. Im Bedarfsfalle kann auch hier ein weiter untersetzendes Zwischengetriebe benutzt werden. Andererseits hat der große Durchmesser der Graukeilscheibe d den Vorteil, dali die jeweils durch die Blendenöffnung freigegebene Fläche praktisch gleichmäßig verdunkelt wird. Als Gegen, kraft für die Kraft des durch den Strom der Photozelle betriebenen Motors m dient wieder eine Feder f wie nach Fig. i. Die Graukeilscheibe ist in ihrem Mittelpunkt unter Verwendung eines Kugellagers L auf einer festen, Achse x gelagert. Auch hierbei ist es zweckmäßig, zur Abgleichung der ein, zelnen zusammenwirkenden Größen. bestimmte Mittel vorzusehen, beispielsweise wie in Fig. i mechanische oder aber auch elektrische Mittel. Ein Beispiel für solche elektrische Mitteil zeigt Fig. 3 in Gestalt eines im Stromkreis des Motors m liegenden Widerstandes i, an dem zwei Abgriffe p und q vorgesehen sind, die z. B. mittels Einstellknöpfen t bzw. u und Schneckentrieb bewegbar sind, wobei der Abgriff q den Widerstand i mit steigender Filmempfindlichkeit (Zeiger e auf der Skala s) vermindert, während der Abgriff p ihn mit abnehmender Ble :denöffnung ö vergrößert.
• Eine Einrichtung nach Fig. 2 'und 3 wird beispielsweise so gehandhabt, daß zunächst an, der Blende b mittels des Knopfes t eine Öffnung ö eingestellt wird, die der Lichtintensität der aufzunehmenden Szene derart entspricht, daß sie die für den jeweiligen Film notwendige Mindestbelichtung ergibt. Dann wird die Graukeilscheibe d, um diese Mindestbelichtung nicht zu beeinträchtigen, ebenfalls zunächst von. Hand, so gedreht, daß ihre lichtdurchlässigste Stelle vor der Blendenöffnung steht, ferner wird der Zeiger e und damit der Abgriff q am Vorschaltwiderstand i in die der betreffenden Filmempfindlichkeit entsprechende Stellung gebracht. Motor- und Federkraft werden dabei so aufeinander abgeglichen,, daß sie für die Mindestbelichtung im Gleichgewicht sind; man kann dies entweder durch einen zusätzlichen Regelwiderstand im Motorstromkreis oder auch durch Änderung der Federspannung erreichen, im letzteren Falle z. B. dadurch, daß der Ansatzpunkt a der Feder f auf der Graukeilscheibe d in, Drehrichtung einstellbar ist. Nunmehr ist die Anordnung betriebsbereit. Wird nun die aufzunehmende Szene heller, als es der Mindestbelichtung, von der ausgegangen, wurde, entspricht, so wird die Graukeilscheibe d vom Motor so, gedreht, daß dunklere Teile in den Bereich der Blendenöffnung gelangen, bis wieder gegen die Kraft der Feder fein, neuer Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Mindestbelichtung des Films durch, die kleinstmögliche Blendenöffnung erzielt wird, so daß die Tiefenschärfe möglichst groß ist.
• Wenn sich eine für die Mindestbelichtung erforderliche Blenden,äffnung für die betreffende Szene nicht genau angeben Läßt, so kann auch so vorgegangen, werden, daß zunächst die Bledenöffnung ö auf einen mittleren Wert eingestellt wird, der einerseits möglichst groß ist, andererseits aber die erstrebte Tiefenschärfe genügend berücksichtigt; und dann für eine geschätzte mittlere Belichtung die Graukeilscheibe zunächst von Hand auf einten mittleren Wert gebracht wird, bei einer ebenfalls mittleren Spannung der Feder f. In diesem Falle spricht die Anordnung sowohl auf Verstärkung wie auch auf Verminderung der mittleren Objekthelligkeit an.
• Eine andere Art der Kupplung zwischen dem Motor m und der angetriebenen Graukenlscheibe d oder des Blendenringes b ist in Fig. q. gezeigt: Dort ist um die möglichst dünne Welle w des Motors m das eine Ende eines leichten Seils h gewickelt, dessen anderes Ende um den Rand, der Scheibe d gelegt ist. Die Feder f, die einerseits an der Scheibe d bzw. an dem Ring c, andererseits an der festen Achse x befestigt ist, hält das Seil h dauernd in einer gewissen Spannung gegen die Kräftedes Motors m. Statt dessen könnte das Seil auch als endloses Seil um Welle w und Scheibe d bzw. Ring c gelegt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung an photographischen Aufnahmekameras zur vollautomatischen Belichtungseinstellung durch die Lichtintensität des Objekts, bestehend aus einem vors einem Photozellenstrom gespeistem Elektromotor, dessen, Rotor ein den Lichteinfall auf die lichtempfindliche Schicht drosselndes Mittel, z. B. eine Irisblende, so lange verstellt, als nicht zwischen seinem Drehmament und dem einer von ihm gespannten Feder Gleichgewicht besteht, dar durch gekennzeichnet, daß zwischen der Motorwelle und einem das Drosselorgan verstellenden drehbaren Teil ein die Drehzahl der Mottorwelle herabsetzendes Getriebe eingeschaltet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (m) mit dem dein Lichteinfall drosselnden Mittel durch Zahm antrieb, z. B. unter Einfügen eines Getriebes (g), oder mittels Seiltriebes durch ein zweiendiges oder endloses leichtes Seil (h) gekuppelt ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2; dadurch gekennzeichnet, daß die die Gegenkraft ausübende Feder (f) als Spiralfeder ausgebildet ist, deren eines Ende an einem Ansatz (a) des Blendenringes (c) und deren anderes Ende entweder an einem festen, Punkt der Kamera oder an einem die .Objektiväffnung umgebenden drehbaren Ring (y) befestigt ist, der mittels eines über einer Skala, (s) gleitenden. Einstellzeigers (e) nach Maßgabe der Filmempfindlichkeit einstellbar ist. .
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch eine veränderliche Belichtungszeit durch die Einstellung der Feder (f) berücksichtigt wird, z. B. derart, daß der Federansatz (a) am Blendenring (c) diesem gegenüber unter Zwischenschaltung der nach Belichtungszeiten geeichten Skala einstellbar ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Motor (m) eine über der Objektivöffnung bewegbare Gra,ukeilscheibe (d) gekuppelt ist, deren Umfang groß gegen den größten Blendendurchmesser ist, wobei die die Gegenkraft ausübende Spiralfeder (f) einerseits an dieser Scheibe, andererseits an einer festen Achse (x), um die sich .die Scheibe bewegt, befestigt ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen Einstellung des Gleichgewichtszustandes zwischen Motor-und Gegenkraft unter Berücksichtigung vom Filmempfindlichkeit und gegebenenfalls von Hand eingestellter Blendenöffnun:g im Motorstromkreis ein Regelwiderstand (i) vorgesehen ist, dessen jeweilige Größe von, der Filmempfindlichkeit und gegebenenfalls außerdem von der Blendenöffnung abhängig ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch r oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Motor gekuppelte, den Lichteinfall drosselnde Mittel auf Wälzlagern gelagert ist. B. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, gekennzeichnet durch, eine Photozelle mit möglichst hoher Leistung, welche als Elektronen abgebendenStöff eine ajuf einer leiten.denGrundelektrode befindliche, vorzugsweise aus Selen bestehende Schicht enthält, auf der als Stromabnahmeelektrode eine strahlendiurchlässige Schicht aus einem Halbleiter, wie Metalloxyd, -sulfid, -selenid oder -tellurid, z. B. Cadmiumoxyd in blau, violett oder rot, vorzugsweise in blaugrün erscheinender Modifikation, aufgebracht ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 665 62o, 66o 437, 65o 19,3, 649.259-, 649 258, 635 768, 615 177, 614747, 614221, 378853, 136898; österreichische Patentschrift Nr. 158 o21; britische Patentschrift Nr. 429 676; USA.-Pateneschrift Nr. 2 o91 881.