DEP0041399DA - Belichtungsmesser - Google Patents

Description

Dipl.Ing»Ulrich Günther
Werrastr«, 7

BeIi chtungsmesser .

Zur Bestimmung der Belichtungszeit für fotografische Aufnahmen werden, abgesehen von Tabellen, 2 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_f deren dunkelster¹, aber gerade noch erkennbare ein Mass für die Belichtungszeit ist« Da die mit diesem Verfahren ermittelten ,Verte stark von der Empfindlichkeit des Auges, seinem Blendungszustand und von dem, vom Objekt ausgehenden Gesamtlichtstrom abhängen, können sie 'nicht als genaue, objektive Messungen angesehen werden, sondern dienen nur als ungefähre Anhaltspunkte.»

Das andere Verfahren benutzt zur Bestimmung der Belichtungszeit den lichtelektrischen Effekte Eine Fotozelle wird von dem, vom Objekt ausgehenden Lichtstrom getroffen und gibt einen der Helligkeit entsprechenden elektrischen Strom ab, der mit einem Mlliampermeter gemssen wird. Dieses Verfahren besitzt einen prinzipiellen Fehler» Die Fotozelle misst den gesamten, vom Ob» jekt ausgehenden Lichtstrom, ohne Rücksicht darauf, welche 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 legativmaterials eine Schwärzung erzeugen, die der Mitte der logarithmischen Schwärzungskurve entspricht» Die Lichter und Schatten des Objektes liegen dann entsprechend seinem Heilig keitsumfang ( dem scheinbaren Objektumfang, s. §Qldberg, der Aufbau des fotografischen Bildes, 1922) an den entsprechenden Stellen der Schwärzungskurveo Bestimmend für die Belichtungszeit sind also die im Objekt enthaltenen absoluten Helligkeitswerte und der von ihnen erzeugte Helligkeit sumf ang. Bs ist hiernach klar, dass

Günther, Witzenhausen

ein Objekt, welches 3/4 Weiss -and 1/4 Schwarz enthält, dieselbe Belichtungszeit benötigt wie ein gleichstark beleuchtetes,das 1/4 Weiss und 3/4 Schwarz enthält* Bin Belichtungemesser mit einer Fotozelle würde aber im ersten Falle die dreifache Helligkeit und damit 1/3 der Belichtungszeit des zweiten Falles angeben_e

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 gradlinie Teil verwendbar ist» Bei Positivpapieren ist der Umfang dieser Schwärzung höchstens 1 5. 60, alle Details in den Lichtern oder Schatten, die darüber hinausgehen, können nicht mehr wiedergegeben werden. Bei Objekten, deren Helligkeitsumfang den Wert 1 5· 60 bedeutend überschreitet» muss also schon bei^der Aufnahme darüber entschieden werden, ob die Belichtung eine richtige Durchzeichnung der Lichter bei Unterbelichtung der Schatten ergeben soll oder umgekehrt» Darüber sagt der fotoelektrische Belichtungsmesser jedoch nichts aus»

Sinkt die vom Objekt ausgehende Helligkeit unter ein bestimmtes Mass, so wird der von der Fotozelle erzeugte Strom so klein, dass er von praktisch verwendbaren Milliampermetern vom Drehspultyp nicht mehr angezeigt wird« Bei geringer Objekt» helligkeit, besonders bei Aufnahmen mit künstlichem Licht werden also die Ausschläge so klein, dass sie nur noch Sßhr ungenau oder garnicht mehr ablesbar sinde

G-egenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Belichtungamesser, der die genannten Fehler vermeidet und nicht den vom Objekt ausgehenden Sesamtlichtstrom sondern die absoluten Helligkeit swerte unter Berücksichtigung des Helligkeitsumfanges misst»

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 beleuchtete Vergleichsflache befindet, deren Helligkeit mit der durch eine Verdunklungseinrichtung regulierbaren Helligkeit des Bildes bei richtiger Einstellung übereinstimmt. Sie besteht darin, dass bei einem solchen Belichtungsmesser in der Bildebene eine weisse und

Günther, Witzenhausen

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 "beiden 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 soweit 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 Vergleichslientquelle^ ist durda einen Reguli erwiderst and einstellbar, und das sie anzeigende Voltmeter kann so angeordnet sein, dass äie Ableseskala und die Spitze des Zeigers im Bildfeld liBgen«

Eine grosse Rolle spielt besonders bei der Farbenfotografie die Blaust ichigkeit des Bildes« Ist bei Tageslicht aufnahmen der Himmel zum grössten Teil mit weissen Wolken bedeckt, so erfolgt die Beleuchtung des Objektes mit rein weissem Licht« Dagegen ist bei wolkenlosem, blauen Himmel das Licht sehr stark blauhaltig und eine Farbenaufnähme wird blaustichig«

Da bei dem Belichtungsmesser nach der vorliegenden Erfindung die Vergleichslicht—quelle 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 Tages lichtlampen. Benützt man nach weiterer Ausgestaltung tmd Verbesserung der Erfindung hierzu einen optischen Keil von entsprechend blauer Farbe, welcher mit einem neutralgrauen Keil gleiher Steigung aber entgegengesetzter Richtung zusammengesetzt ist, so kann man durdi 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 reinweisse Fläche, so kann man durch Verschieben der Blaukeii» kombination eine Farbgleichheit besonders mit der weissen Ver»

Günther, Witzenhausen

gleichsflache herstellen« Somit kann an einer Skala der Blaugehalt des Lichtes direkt abgelsen und das für Farbenauf nahme^er-forderIiehe Korrektionsfilter bestimmt werden« Mit dieser Anordnung kann also aisser den genannten drei Werten, der absoluten Helligkeit, des flelligkeitsumfanges und der richtigen Einstellung der Lampenspannung als Viertes auch der Blaugehalt des Lichtes mit einem Blick durch das Okular bestimmt werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet dieses Belichtungsmessers ist die Bestimmung des richtigen Korrektionsfilters bei belie biger 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 JKorrektionsfiltern das richtige auf folgende Weise bestimmt werden! Eine im Objekt befindliche oder dort aufgestellte reinvreisse 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 verschie denen Korrektionsfilter vor das (Üsalcs? des Belichtungsmessers, dann wird das richtige Filter die Farbstichigkeit der Fläche im Objekt zu reinem Weiss ausgleichen und sie wird mit dem Weiss der Tergleichsflache übereinstimmen· Dieses Filter wird dann auch bei der Färbenaufnahme so richtige Farbwerte ergeben, als ok das Licht rein weiss gewesen wäre.

Das Prinzip einer Messung, durch Fig. 1 und 2 erläutert, ist folgendes?

In dem Gehäuse (G) befindet sich das Fernrohr (E) dessen Objektiv J[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(!jPs) bestehen, die beispielsweise die Form eines von aussen nach innen spitz zulaufenden Dreiecks haben« Ebenfalls in die Bildebene ragt der Zeiger (Z) des Voltme^ters (V) hinein, der dort vor einer Skala (S) spielt. Über den Vergleidasflachen (F), vor einer öffnung des

Günther, Witzenhausen,

Fernrohres (E) befindet sich die Glühlampe (L), welche die Flächen (F) beleuchtet, und von einer Batterie (B) über einen Reguli erssagewi de rstand (E) und einen Druckknopf (D) gespeist wird„Das Voltmeter (V) zeigt dabei die Spannung der Glühlampe (L) an»

Wird bei einer Messung das vom Objektiv (0) entworfene Bild des Objektes durch das Okular (A) betrachtet, so erscheinen beim Einschalten der Glühlampe (L) durch den Druckknopf (D) die weisse und die schwarze Fläche (F) von der Lampe beleuchtet 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 Heiles erlaubt an einer Skala die direkte Ablesung der Belichtungszeit» Gibt man beispielsweise dem Helligkeit sumfang der weissen und schwarzen Fläche einen solchen Wert, wie er notwendig ist, um nach Durchlaufen des gesamten fotografischen Prozesses auf dem Positivpapier den maximalen Helligkeitsumfang zu erzeugen, so kann man schon bei der Messung feststellen, ob der Helligkeit sumfang des Objektes vom Positiv widergegeben werden kann oder nicht«. Ist er z. B. grosser, dann wird bei gleicher Helligkeit der Lichter und der weissen Fläche die schwarze Fläche heller erscheinen als die Schatten des Objektes oder bei gleicher Helligkeit der Schatten und der schwarzen Fläche wird die weisse Fläche dunkler erscheinen als die Lichter* Im ersten Fall wird also die Belichtungszeit für die richtige Durchzeichnung der Lichter, im zweiten Fall für die der Schatten abgelesen· Es kann auch ein Mittelwert eingestellt werden, der die richtige Belichtungszeit für die Mitteltöne angibt bei Benachteiligung der Lichter und Schatten*

Um zu erreichen, dass die Einstellung der gleichen Helligkeit an den Tergleichsflachen (F) und den vom Objektiv entworfenen Flächen des Bildes möglichst genau erfolgt, werden die Vergleichsflächen von der Bildebene soweit in Richtung auf das Objektiv verschoben, dass sie unscharf erscheinen, wenn das Okular auf die Bildebene scharf eingestellt ist ο Beim Durchlaufen des Punktes gleicher Helligkeit tritt dann eine charakteristische, leicht erkennbare Vignettierungserscheinung auf, die die Ein -

Günther, Witzenhausen_s

stellung auf üe Helligkeitsgleichheit auch dann sehr erleich ■» tert, wenn die Farben der zu vergleichenden Flächen verschieden sind«

Da die Spannung der Batterie (B) im Laufe längeren Gebrauches nicht konstant bleibt, würde dadurch auch die Helligkeit der Vergleichsflachen (F) geringer werden» Durch einen Reguli erwiderstand (E) und einsaß Voltmeter (V) kann die Helligkeit äer Lampe und damit der Vergleichsflächen bis zur Lsbensdauergr&nze der Batterie konstant gehalten werden« Diese gesonderte Einstellung des Voltmeters vor der optischen Messung ist aber umständlich und kann auch leicht vergessen werden· 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« 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 Verglei chsf lachen«.

Figo 3 zeigt im Prinzip die Anordnung einer Blaukeilkombi· nation 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«,

Claims (1)

1. Dipl.Inge Ulrich Günther
   Witzenhausen / Verra
   Werrastr«, 7

   Patentansprüche «

   1*) Belichtungsmesser, insbesondere für die Zwecke der Fotografie, bei -reichem durch ein Objektiv von dem zu messenden Objekt ein Bild entworfen und durch ein Okular betrachtet wird_s und in der Bildebene eine von einer künstlichen Lichtquelle beleuchtete tfergleichsflache sich befindet _t deren Helligkeit mit der, durch eine Verdunklungseinrichtung regulierbaren Helligkeit des BiI des 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«

   2_e) Belichtungsmesser nach Anspruch lfj^dadurch gekennzeichnet, dass die weisse und schwarze Vergleichsfläche die Form eines spitzwinkligen Dreiecks haben, das mit seiner Spitze in das Innere des Bildfeldes hineinragt»

   3e) Belichtungsmesser nach Anspruch !^,dadurch gekennzeichnet, dass die Yergleichsflachen sich soweit hinter der Bildebene in Sichtung auf das Objektiv befinden, dass sie bei Scharfeinstellung des Bildes durch das Okular unscharf erscheinen.

   4.) Belichtungsmesser nach Anspruch l\fj₍ dadurch gekennzeichnet, dass ein Voltmeter, welches die Spannung einer als Vergleichslichtquelle dienenden und durch einen Regulierwiderstand regelbaren G-lühlampe anzeigt, so angeordnet ist, dass seine Ableseskala und die Spitze des Zeigers im Felde des vom Objektiv entworfenen Bildes liegen.

   Günther, Witzenhausen

   5o) Belichtungsmesser, nach Anspruch 2j^₎ dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kombination zweier übereinander liegender

   optischer Keile von gleichem aber entgegengesetzt gerich— teten Gradienten, von denen der eine blau, der andere neu tralgrau ist, das licht der künstlichen Lichtquelle bei konstanter helligkeit so gefärbt werden kann, dass es alle Blaugehalte vom Tageslicht bei tiefblauem Himmel bis zum künstlichen Licht annehmen kann·

   6») Anwendung des Belichtungsmessers nach Anspruch 1 bis 5 zum
   Bestimmen des richtigen Korrektionsfilters derart ₉ dass bei Einstellung der Yergleichsf lache auf rein weisses Licht die Farbstichigkeit eines zu messenden Objektes beim Betrachten durch den Belichtungsmesser dann zu gleichem Weiss wie die
   Yergleichsflache korrigiert wird, wenn das richtige Korrektionsfilter vor die Öffnung des Belichtungsmessers gehalten wird»