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Selbsttätige Einstellvorrichtung für photographische Kameras Die Erfindung
betrifft eine selbsttätige Einstellvorrichtung für photographische Kameras, bei
der die für die Belichtung maßgeblichen optischen Größen, wie Blende, Entfernung,
Belichtungszeit, Filmempfindlichkeit, durch einen von elektrischen Widerständen
bestimmten Spannungswert, der mittels eines aus Spannstellung ablaufenden Organs
durch Variation der Widerstände oder an den Widerständen verändert wird, und die
Objekthelligkeit durch den Spannungsbeitrag einer Photozelle oder eines Photowiderstandes
repräsentiert wird.
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Es ist schon eine Anzahl von Vorrichtungen bekanntgeworden, die die
Aufgabe haben, die richtige Belichtung eines Films in photographischen Kameras dadurch
zu erreichen, daß entweder halbautomatisch oder vollautomatisch die hierfür bestimmenden
Größen eingestellt werden.
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Alle diese Vorrichtungen arbeiten mit die Belichtung messenden Zeigerinstrumenten,
wobei im allgemeinen der Zeiger irgendwie abgetastet oder als mechanischer Anschlag
für die Bewegung der VersteUglieder benutzt wird. Häufig sind hierbei komplizierte
Ausgleichsglieder vorgesehen, um die: Koinzidenz und eine passende Proportionalität
zwischen dem Zeigerinstrument und den Regelgliedern sicherzustellen.
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Allen diesen Systemen haften mehrere Nachteile an, so wird z. B. das
meist sehr empfindliche Zeigerinstrument häufig viel zu stark belastet, so daß die
Anzeigegenauigkeit und die Lebensdauer hierunter leiden. Außerdem ist die Einstellzeit
des Gesamtsystems viel zu groß, da schon das Zeigerinstrument eine recht große Einstellzeit
und Erschütterungsempfindlichkeit besitzt. Außerdem ist es schwierig, einen im gesamtenBereich
vollautomatischenBetrieb ohne Bereichsumschaltung am Belichtungsmesser zu erzielen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile und Übelstände zu beseitigen
und gleichzeitig auf einem einfachen Wege eine erhebliche Erweiterung des Arbeitsbereiches
ohne Bereichsumschaltung und eine Vermehrung der Einsatzmöglichkeiten zu erzielen.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei der eingangs erwähnten
selbsttätigen Einstellvorrichtung die elektrische Zusammensetzung dieser einzelnen
Spannungswerte zu einer resultierenden Spannung zurSteuerung einerRelaisanordnungdient,
die das ablaufende Organ stillsetzt und gegebenenfalls den Verschluß auslöst und
auch einen Beleuchtungsblitz zündet.
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Praktisch kann dies beispielsweise dadurch verwirklicht werden, daß
die Veränderung der Einstellgrößen durch einen beispielsweise mechanischen Antrieb,
wie ein Federwerk od. dgl., eingeleitet und durch ein Hemmwerk beendet wird, sobald
die in geeigneter Weise kombinierten Spannungen (Meßwerte, Hilfsspannungen u. dgl.)
eines elektrischen Meßwertgebers einen vorbestimmten Wert erreicht haben. Als Meßwertgeber
im Sinne der vorliegenden Erfindung ist hierbei eine elektrische Schaltung zu betrachten,
in der Ausgangsspannungen eines Meßinstrumentes oder frei wählbare Spannungen oder
von einer mechanischen Einstellgröße abhängige Spannungen mit Hilfsspannungen, z.
B. in Röhrenschaltungen, Brückenschaltungen usw., kombiniert werden. Dabei kann
als wesentlicher Bestandteil des Meßwertgebers, als elektrisches Meßinstruinent
sowohl eine Photozelle wie auch ein Photoelement die>-nen, von denen eine dem gemessenen
Lichtwert entsprechende Spannung abgegriffen wird. Falls die Spannung eines solchen
Meßwertgebers einem Sättigungswert zustrebt und die Kennlinie somit den praktischen
Bedürfnissen nicht entspricht, so kann
beispielsweise eine Mehrzahl von Teileleinenten
hintereinandergeschaltet werden, derenEinzelkennlinien, z. B. durch Teilfilterung
und Teilbelastung, so verändert werden können, daß die resultierende Gesamtkennlinie
für den in Frage kommenden Arbeitsbereich den gewünschten Verlauf erhält.
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Als Meßwertgeber kann aber auch Wes andere Organ mit abhängig oder
unabhängig veränderlicher Ausgangsspannung dienen. So ist es beispielsweise möglich
- wenn man wiederum vom Belichtungsregler ausgeht -, für die Leitzahleinstellung
bei der Blitzlichtphotographie das der Belichtungszeit entsprechende Verstellorgan
auf einen gewünschten Wert zu verriegeln und derart umzuschalten, daß
lediglich
die Blende automatisch geändert wird, wobei an Stelle eines Photoelements oder einer
Photozelle eine Spannung eingestellt wird, die als Kenngröße für die Leitzahl gilt.
Sodann wird eine Einstellung mit der Meterbahn und der Blendenbahn vorgenommen,
sinngemäß entsprechend der vorherigen Belichtungsregelung bei Tageslicht.
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Eine weitere Verbesserung ergibt sich gemäß einem weiteren Gedanken
der Erfindung durch einen zusätzlichen Einstellwiderstand, der den Arbeitspunkt
der Relaisanordnung zu verstellen gestattet.
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Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die resultierende Spannung
als Steuerspannung am Gitter einer Gasentladungsröhre dient, z. B. als Zünd- oder
Löschspannung, wobei diese Gasentladungsröhre auch eine solche mit kalter Kathode,
die gegebenenfalls in Kippschaltung arbeitet, sein kann.
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Eine weitere, Vereinfachung ergibt sich durch einen gemeinsamen Antrieb
zweier oder mehrerer Regelorgane fär die Einstellgrößen und gleichzeitig für die
Schleifkontakte oder Widerstände von einer Antriebsvorrichtung aus, beispielsweise
über ein Differential. Dabei kann es auch zweckmäßig sein, wenn an den Schleifbahnen
und/oder den Regelorganen von Hand einstellbare Anschläge vorgesehen sind, die,
die Bewegung des einen oder anderen Regelorgans oder Schleifkontaktes begrenzen;
wobei auch die Möglichkeit besteht, daß der Anschlag oder die Anschläge von Hand
entfernbar sind.
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Für Kameras mit Wechselobjektiven ergibt sich die Ausführungsmöglichkeit,
daß an den auswechselbaren Teilen der Wechselobjektive Widerstandsbahnen für eine
oder mehrere der Einstellgrößen, wie Blende, Entferung, vorgesehen sind.
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Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dieWiderstandsbahnen mit dem
Regelorgan der Kamera zu verbinden und nur den Abnahmeschleifer feststehen zu lassen.
Umgekehrt kann der Schleifer bewegt und die Bahn feststehend angeordnet werden.
In beiden Fällen ist eine sichere Stromzuführung zu erreichen.
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Bei Auswechseln eines Objektivs und Ersatz durch ein anderes sind
in den meisten Fällen eine, Veränderung nicht nur der äußeren Abmaße, sondern ebensolche
Veränderungen bezüglich des Blendenregelbereichs und der Entfernungseinstellung
zu erwarten.
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Da zu jedem Belichtungswert, der sich in einer proportionalen Spannung
am Photoelement ausdrückt, eine ganz bestimmte Summe der beiden -
im übrigen
beliebig großen - Teilspannungen auf den den Verstellorganen zugeordneten
Widerstandsbahnen gehört, muß also bei festliegender Gesamtspannung, die mit der
verwendeten Photozelle im Einklang steht, auch der Gesamtwiderstand der beiden hintereinandergeschalteten
Bahnen auch bei Objektivwechsel konstant bleiben.
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Bei den heutigen Objektiven lassen die Befichtungsorgane zumeist eine
kontinuierliche Einstellung zu, wobei die Bezifferung, die auf ihnen angebracht
ist, eine geometrische Reihe für die Belichtung mit dem Faktor 2 bzw. 1/2 darstellt.
Es müssen also zwischen je zwei Ziffern auf den Widerstandsbahnen, deren
Widerstandskurve der mechanischen Kurve der Kameraregelorgane entspricht, die gleichen
Spannungsdifferenzen abzugreifen sein. Dadurch wird -eine beliebige, Kombinationsmöglichkeit
gesichert.
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Aus diesem Grunde kann es zweckmäßig sein, die Widerstandsbahn der
Zeit - eventuell mit einer Verlängerung für das Messen außerhalb des Regelbereichs
- konstant zu halten und an ihrer Stelle zu belassen, da ein Wechsel des
Verschlusses wohl kaum in Betracht kommt. Um auch bei Wechsel des Objektivs konstanten
Widerstand zu erreichen, scheint der einfachste Weg der zu sein, daß jedes Objektiv
seine eigenen Widerstandsbahnen enthält-, andere Ausführungsformen sisnd aber auch
möglich. Auf, diese Weise ist eine recht gute Anpassung der Regelkurve an
die Widerstandskurve gewährleistet.
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Es sind nun aber nicht nur Unterschiede bezüglich derAnzahl der Blendenstufen
undEntfernungsziffern zu erwarten, sondern auch bezüglich des Winkelbereichs, innerhalb
dessen diese Werte überstrichen werden. Legt man jedoch das Differential für den
größten in Frage stehenden Winkelbe-reich aus" so ist eine Anpassung an Objektive
mit kleinerem Winkelbereich durch entsprechende Mitnehmerverbindungen zum Differential
möglich.
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Gleichen Blendenziffern werden hierbei zweckmäßig gleiche Spannungswerte
zugeordnet, und es bleibt dabei der nicht benutzte Teil des Gesamtwiderstandes mechanisch
nicht erreichbar.
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Dabei besteht eine weitere Möglichkeit darin, daß die Stillsetzeinrichtung
magnetisch oder durch Wirbelströme wirkt und dabei selbsttätig verriegelbar und
fremd oder selbsttätig entriegelbar ist.
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Ob die Stillsetzeinrichtung nun beim Löschen der Gasentladungsröhre
(oder dem äquivalenten Effekt einer Vergleichsschaltung) oder beim Zünden die Bewegung
abstoppt, ist grundsätzlich gleichgültig. Beide Systeme sind möglich, da eine Umpolung
der Steuerspannung ohne weiteres möglich ist. Beide Systeme unterscheiden sich dann,
abgesehen von Kleinigkeiten, in der Hauptsache in der Stillsetzeinrichtung und in
der Stromflußzeit und Stromflußart.
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Die Stillsetzeinrichtung benutzt die magnetischen oder andere physikalische
Eigenschaften des elektrischen Stromes. Vorzugsweise wird an die magnetische Wirkung
gedacht.
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Zündet die Gasentladungsröhre im Arbeitspunkt, so ergibt sich der
Vorteil, daß während der Regelzeit die - wenn auch geringe - Belastung
des Eingangs durch den Gitterstrom nicht auftritt. Die Gasentladungsröhre würde
aber ab diesem Zeitpunkt Strom führen und ihre Spannungsquelle belasten. Obwohl
der Einsatz sehr kleiner Röhren anzustreben ist und die heutigen Batterien sehr
leistungsfähig sind, ist dies unter Umständen unzweckmäßig.
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Bei dem System »Löschen im Arbeitspunkt« fließt nur so lange Strom,
wie das System Zeit braucht, um vom Beginn der Einschaltung bis in seinen Arbeitspunkt
zu laufen. Da die Röhre aber durch Veränderung der Steuerspannung allein nicht mehr
löscht, wenn sie einmal gezündet ist" so ist es zweckmäßig, die Gasentladungsröhre
kippen zu lassen.
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In diesem Zusammenhang besteht auch die Mög-
lichkeit, daß die
Stillsetzeinrichtung als Generator ausgebildet ist und während ihrer Bewegungsphase
zur Lieferung der Betriebsspannung für die Relaisanordnung, beispielsweise die Gasentladungsröhre
und/oder für dieWiderstandsbahnen verwendet wird.
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Um zu verhindern, daß bei einer Arbeitsweise, wo die Gasentladungsröhre
im Arbeitspunkt zündet, über längere Zeit Strom fließt, kann es auch zweckmäßig
sein, daß die Stillsetzeinrichtung außer der Stillsetzung des ablaufenden Organs
auch den Arbeitsstrom für die Relaisvorrichtung, z. B. für die
Gasentladungsröhre,
abschaltet. Hierbei kann das StiHsetzwerk gleichzeitig zwei Effekte zur Abbremsung
benutzen. Zündet die Gasentladungsröhre, so erregt eine Spule einen magnetischen
Fluß im Eisenweg der Stillsetzeinrichtung. Im Luftspalt dieses Eisenweges läuft
eine schnell undaufende Metallscheibe, deren Umdrehungsgeschwindigkeit die übersetzte
Geschwindigkeit des Differentials darstellt. Der Induktionsfluß wird in der MetallscheibeWirbelströme
erzeugen und damit die Scheibe wirkungsvoll abbremsen. Gleichzeitig ist es aber
auch möglich, durch die magnetische Energie des Feldes eine mechanische Bremse zu
betätigen, die auf die umlaufende Metallscheibe einwirkt und sich in der Bremsstellung
selbsttätig verriegelt, wobei gleichzeitig ein Schalter zur Abschaltung des Arbeitsstroms
der Relaisvorrichtung betätigt wird.
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Der Gegenstand der Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert,
die lediglich beispielhafte Ausführungsmöglichkeiten zeigen und je nach denErfordernissen
erweitert oder vereinfacht werden können.
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In Abb. 1 ist mit 1 eine unabhängige Spannungsquelle,
beispielsweise eine Batterie, bezeichnet, die durch zwei in Serie geschaltete Widerstandsbahneu
2 und 3 bzw. 13 belastet wird. An der Widerstandsbahn 2, die beispielsweise
der Blende zugeordnet ist, wird durch einen Schleifer 8 eine Spannung abgegriffen
und an der Widerstandsbahn 3, die beispielsweise der Belichtungszeit zugeordnet
ist, durch einen Schleifer 8'. Statt dessen kann aber auch die Belichtungszeit
durch Festlegen, beispielsweise Einrasten, des zugehörigen Verstellorgans vorgewählt
und durch Umlegen des Umschalters S die an der der Entfemungseinstellung
zugeordneten Bahn 13
durch den Schleifer 8" abgegriffene Spannung in
den Meßwertgeber eingeführt werden. Mechanisch mit dem Umschalter S ist ein
weiterer Umschalter S' ge-
kuppelt, der die Verbindung entweder von
dem Schleifer 8' oder 8" zur Kathode einer Gasentladungsröhre,
7 herstellt. Weiterhin ist mit diesem Schalter ein Umschalter Y' mechanisch
gekuppelt, durch den wahlweise entweder ein Photoelement 6
oder eine willkürlich
veränderliche Spannungsquelle 14 in den Stromweg vom Schleifer 8 derWiderstandsbahn
2 zum Gitter der Gasentladungsröhre gelegt werden kann. Mit 9 ist ein Schalter
bezeichnet, durch den die Anodenspannung der Röhre 7 zu- und abgeschaltet
werden kann, die von der Batterie 12 beispielsweise über einen weiteren Schalter
10 geliefert wird. Dabei verläuft in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Leitungsführung über eine Stillsetzeinrichtuno, 5, die bei Erreichen
des Arbeltspunktes der Röhre 7 die - beispielsweise mechnische
- Antriebsvorrichtung 4, einen Fedennoter od. dgl., der zur Veränderung der
Einstellgrößen dient, stillsetzt. Von diesem Motor 4 werden außer den Einstellgrößen
auch die Schleifkontakte 8 und 8' bzw. 8"
der Widerstandsbahnen
bewegt und beim Einsetzen der Stillsetzeinrichtung in ihrer Stellung festgehalten.
Dieser mechanische Antrieb der Schleifer wird durch die strichpunktierten Linien
symbohsiert.
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Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist wie folgt: Zunächst wird durch
mechanischen Antrieb, beispielsweise zugleich mit dem Spannen des Verschlusses einer
Kamera, der Federmotor 4 gespannt und die relative Stellung der Schleifer zu den
Widerstandsbahnen und die zugehörigen mechanischen Einstellgrößen auf einen Endwert,
beispielsweise kleinste Blende und kleinste, Belichtungszeit, eingestellt. Außerdem
wird durch diesen Vorgang die Stillsetzeinrichtung entriegelt. Durch einen Auslösevorgang
wird zunächst der Federmotor freigegeben, der die Einstellung der Einstellgrößen
und damit die relative Verstellung der Schleifer zu den Widerstandsbahnen so lange
verändert, bis die abgegriffene Spannung zusammen mit der Spannung des Photoelementes
6 einen Wert erreicht hat, der das Zünden der Gasentladungsröhre ermöglicht.
In diesem Augenblick wird die Stillsetzeinrichtung wirksam und setzt die mechanischen
Verstellorgane momentan still. Gleichzeitig kann dabei durch öffnen des Schalters
9 oder 10 der Anodenstrom abgeschaltet und damit die Röhre zum Erlöschen
gebracht werden. Erst hiernach wird der Verschluß zum Ablauf freigegeben. Der durch
die automatische Einstellung bewirkte Zeitverlust ist so klein, daß die gesamte
Auslösung mit einem einzigen Bedienungsgriff erfolgen kann, wenn nur dafür gesorgt
ist, daß der Verschluß erst nach einer gewissen Verzögerung sich öffnet. Durch die
Einschaltung eines Kondensators 11 kann zudem die Röhrenschaltung zu einer
Kippschaltung ausgestaltet werden.
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Die Schaltmöglichkeit nach Abb. 2 unterscheidet sich hiervon dadurch,
daß die Stillsetzeinrichtung 15
gleichzeitig als Generator für die Lieferung
der Anoden- und Gitterhilfsspannung Ua bzw. Ug ausgebildet ist, so daß Batterien
entbehrlich sind. An sich sind die Batteriebelastungen so gering, daß eine lange
Lebensdauer gesichert erscheint, wenn nicht damit gerechnet werden müßte, daß diese
sich durch die Lagerung selbst aufbrauchen.
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Die wahlweise Einschaltung der der Entfernung zugeordneten Widerstandsbahn
13 an Stelle derjenigen der Belichtungszeit 3 ist in dieser Abbildung
nicht gezeigt, aber möglich.
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Mit RA ist ein Einstellwiderstand bezeichnet, der den Arbeitspunkt
zu verstellen gestattet. Rn ist der Belastungswiderstand für den Anodenstromkreis
der Röhre 7. Im übrigen haben die Bezugszeichen die gleiche Bedeutung wie
in Abb. 1.
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Die Schaltung gemäß Abb. 3 unterscheidet sich von der vorbesehriebenen
Schaltung, bei der die Widerstandsbahnen 2 und 3 voll in den Stromkreis eingeschaltet
sind und durch die Schleifer 8 und 8'
teilweise kurzgeschlossen werden,
vor allem dadurch, daß jeweils nur derjenigeTeil derWiderstandssumme eingeschaltet
ist, die durch die Stellung der Schleifer 8
und 8' bestimmt ist. Auch
kann, wie aus Abb. 3 hervorgeht, das Photoelement in den Vorspannungskreis
und nicht unmittelbar an das Gitter gelegt sein. Auch hier sind die übrigen Bezugszeichen
und die, Arbeitsweise die gleichen wie in den vorstehenden Abbildungen.
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Abb. 4 zeigt die räumliche Anordnung des erfindungsgemäßen Regelsystems
am Beispiel eines auswechselbaren Objektivs, und zwar in einem teilweisen Schnitt.
Mit 21 ist ein Adapter bezeichnet, der auf dem Tubus des Objektivs befestigt ist
und die Anpassung verschiedener Wechselobjektive an ein und derselben Kamera ermöglicht.
Mit 22 ist allgemein der Antrieb für den mit dem Objektiv gekuppelten Meßsucher
bezeichnet, während 3 die Widerstandsbahn für die Entfernung und
8' den zugehörigen Schleifer darstellt. Mit 5 ist wiederum die Stillsetzeinrichtung
schematisch bezeichnet. 13 ist die wahlweise
einschaltbare
Widerstandsbahn für die Zeit. Mit dem Schleifer8"' bei 23 ist allgemein der
auskuppelbare Antrieb für das Spannen der Feder angedeutet; die Feder selbst und
die zugehörigen Abdekkangen sind jedoch nicht gezeichnet. Die Widerstandsbahn für
die Blende kann bei 2 angeordnet sein. Der zugehörige Schleifer ist der übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt. Die in Kugeln gelagerte Differentialanordnung ist allgemein
mit 24 bezeichnet und kann über ein Ritze125 von der Stülsetzeinrichtung aus stillgesetzt
werden.
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Wie erwähnt, ist es zweckmäßig, die Stillsetzeinrichtung als mechanisches
Hemmwerk oder mit Wirbelstrombreinse auszubilden und sie eventuell darüber hinaus
noch als Generator für die Hilfsspannungen zu verwenden.
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Weiterhin gibt das System die Möglichkeit, eine der beiden Größen,
die für die Belichtung bestimmend sind, vorzuwählen, beispielsweise dadurch, daß
das Differential einseitig festgehalten wird. Die. hierfär erforderlichen Mittel
sind jedem Fachmann ohne weiteres zugänglich. Nun kann es aber vorkommen, daß sich
der Photographierende beim Vorwählen der einen Größe verschätzt, so daß sich bei
Verschiebung der anderen Widerstandsbahn eine Fehlbelichtung ergeben würde, selbst
wenn diese bis zu ihrem Endanschlag läuft. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig,
wenn elektrische oder mechanische Einrichtungen vorgesehen sind, die die Festlegung
der einen Einstellgröße wieder aufzuheben gestatten, um damit die Regelung
bis zum Arbeitspunkt zu ermöglichen. Diesee können in geeigneter Weise mit dem Differential
verbunden sein.
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Weiterhin besteht die Möglichkeit, den gesamten Meßwertgeber als Brückenschaltung
auszubilden. Schließlich besteht aber auch noch die Möglichkeit, die Bahnen über
den reinen Regelbereich hinaus so zu verlängern, daß außerhalb des Regelbereichs
eine Messung möglich ist. Selbstverständlich werden die den einzelnen Einstellgrößen
entsprechenden Widerstandswerte der Widerstandsbahnen für verschiedene, untereinander
austauschbare Objektive so gelegt, daß unabhängig von dem jeweils verwendeten Objektiv
die gleichen Widerstandswerte den gleichen Einstellgrößen zugeordnet sind. Hierzu
kann es erforderlich sein, zwischen die Regelteile der Widerstandsbahnen feste Widerstände
einzuschalten, wenn z. B. ein Teleobjektiv mit kleinerem Blendenbereich Verwendung
finden soll.