-
Anordnung zur elektrischen Belichtungsmessung Die Erfindung betrifft
eine mit zwei fotoelektrischen Empfängern ausgestattete Anordnung zur Belichtungsmessung.
-
Es ist bekannt, in einem Belichtungsmesser zwei oder mehrere Fotozellen
gleicher oder verschiedener Art zu verwenden, die zum Zweck der Änderung des Meßbereiches
des Gerätes wahlweise an- oder umschaltbar sind (deutsches Patent 914706, schweizerisches
Patent 213 945). Diesen Anordnungen haftet der Nachteil an, daß zur Meßbereichserweiterung
Schalter betätigt werden müssen, was zumindest eine Bedienungserschwerung darstellt
bzw. die selbsttätige Regelung der Anordnung unter Umständen in Frage stellt.
-
Des weiteren ist es nicht mehr neu, bei einem Belichtungsregler zur
Berücksichtigung verschiedener, gleichzeitig vorhandener Helligkeiten der Objektdetails
dem Fotoelement ein Zusatzelement beizuordnen, daß im Gegensatz zum Hauptelement
nur vom Licht des helleren Motivteils getroffen wird und das in seiner Stromrichtung
dem Meßwerk gegengeschaltet ist, so daß eine Korrektur des vom Hauptelement gelieferten
Stromes durchgeführt wird (deutsche Auslegeschrift 1 084 565). Für stärkere Intensitätsunterschiede
verwendet man zweckmäßigerweise einen fotoelektrischen Belichtungsregler mit mindestens
zwei lichtempfindlichen Zellen, die dem hellen bzw. dunklen Bildteil zugeordnet
und hintereinander im Meßkreis angeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die
dem hellen Bildteil zugeordnete Zelle eine höhere Empfindlichkeit aufweist als die
andere.
-
Es ist auch bekannt, in Belichtungsmesseranordnungen zum Zweck des
Ausgleichs von Streuungen der Kennwerte der als fotoelektrischen Wandler verwendeten
Fotozelle diese mittels Widerständen zu überbrücken (französisches Patent 1 245
019).
-
Bei einer anderen bekannten Anordnung sind zwei parallelgeschaltete
Fotozellen verwendet, von denen die eine mit einem variablen Widerstand in Reihe
liegt (USA.-Patent 2493 928). Diese Anordnung dient zur automatischen Berücksichtigung
der Filmempfindlichkeit beim Filmwechsel.
-
Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die zur Lichtstärkemessung
über einen weiten Bereich dient. Sie besteht im wesentlichen aus Serienschaltungen
von Widerständen und Fotowiderständen, die gegeneinander parallel geschaltet sind.
Die Intensität des die einzelnen Fotowiderstände beaufschlagenden Lichtes ist mittels
Filterscheiben so abgestimmt, daß der Reihe nach jede aus Widerstand und Fotowiderstand
bestehende Serienschaltung zur Leitfähigkeit
des einen passiven Zweipol darstellenden
Netzwerkes beiträgt (Zeitschrift »Journal of the Optical Socidy of America«, Vol.
50, Nr. 1 [Januar 19601, S. 40ff.).
-
Auf diese Weise ist ein Meßgerät geschaffen, mit dem sich ohne Umschaltung
ein weiter Lichtstärkebereich beherrschen läßt.
-
Auch ist es bekannt, eine Anordnung zur Belichtungsmessung mittels
fest in eine aus Spannungsquelle, Meßwerk und ohmschen Widerständen aufgebaute Schaltung
eingefügten Fotowiderständen zu schaffen, bei der die Dimensionierung sämtlicher
Widerstände so getroffen ist, daß bei zunehmender Beleuchtungsstärke dem Meßwerk
so Strom zugeführt wird, daß sich in ihm für einen mit einem Fotowiderstand allein
nicht mehr zu erfassenden Beleuchtungsstärkebereich ein nahezu linearer Stromanstieg
ergibt. Bei dieser Anordnung sind zwei Fotowiderstände verwendet, die gegenseitig
in Reihe oder zueinander parallel geschaltet sind, wobei bei Parallelschaltung der
Fotowiderstände die Schaltung als zwischen Spannungsquelle und Meßwerk liegendes,
unsymmetrisches Doppel-T-Glied aufgebaut ist, in dessen Längszweige je ein Fotowiderstand
geschaltet und einseitig mit der Spannungsquelle verbunden ist (französische Patentschrift
1 324659).
-
Ferner ist es nicht mehr neu, zwei fotoelektrische Empfänger zusammen
mit mindestens einem parallel und/oder in Reihe mit einem der Empfänger liegenden
ohmschen Widerstand zu einer einen passiven Zweipol darstellenden räumlichen Baueinheit
zusammenzufassen (österreichische Patentschrift 219 302).
-
Bei einer anderen vorbeschriebenen Schaltungsanordnung zur Belichtungsmessung
sind zwei Fotowiderstände gleicher Größe verwendet, die in verschiedenen, aneinander
angrenzenden Zweigen einer Wheatstonschen Brücke liegen (französische Patentschrift
928 642). Des weiteren ist es bekannt, bei einer Wheatstonschen Brücke zwei Fotowiderstände
zu verwenden, die in verschiedenen, nicht benachbarten
Zweigen einer
Wheatstonschen Brücke liegen (französische Patentschrift 1 355 542).
-
Es ist ferner bekannt, mehrere Fotowiderstände unterschiedlicher
Größe, d. h. unterschiedlicher Empfindlichkeit, auf einem gemeinsamen Träger anzuordnen
und mit einer gemeinsamen Elektrode zu versehen (Philips Technische Rundschau 1958/59,
Nr. 11, S. 337 off. [345], und Buch »Die lichtempfindliche Zelle als technisches
Steuerorgan« von Geffcken, Richter, Winkelmannn, S. 48, erschienen 1933 im deutsch-literarischen
Institut J. Schneider, Berlin-Tempelhof).
-
Bekanntlich sind die Skalenteilungen bei Belichtungsmessern mit nur
einem Fotowiderstand nicht linear. Sie sind im mittleren Meßbereich gedehnt und
an ihren beiden Enden zusammengedrängt, wodurch die Ablesung der Skalen und ein
Einstellen nach diesen Skalen beeinträchtigt wird. Man hat daher bereits versucht,
diesen Mangel durch mechanisch-getriebliche Maßnahmen (Steuerkurven für Nachführzeiger)
oder durch Verwendung von Meßwerken mit speziellen Kennlinien zu beheben, wobei
letztere eine Linearisierung nur in einem beschränkten Lichtwertebereich zu ermöglichen.
Bei der Verwendung von Steuerkurven für den Nachführzeiger wird die nichtlineare
Anzeige an die linearisierten Einstellmittel der Kamera (Zeitsteller, Blendensteller)
angepaßt, die Winkelwerte je Lichtwert bleiben jedoch im Vergleich zum Mittelbereich
am Anfang und Ende eines ausgedehnten Meßbereiches klein, so daß sich Balance- und
Reibungsfehler bei kleinen und großen Lichtwerten störend, d. h. den Meßwert verfälschend,
bemerkbar machen. Beide Maßnahmen bedingen darüber hinaus einen zusätzlichen fabrikatorischen
Aufwand. Ihnen gegenüber ist also eine Einrichtung vorteilhaft, die aus handelsüblichen
Bauteilen aufgebaut ist und die die gewünschte Beeinflussung der Ausschlagwinkel
des verwendeten Anzeigeinstrumentes automatisch durchführt.
-
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, einen aus zwei Fotowiderständen
sowie einem ohmschen Widerstand als räumliche Baueinheit aufgebauten passiven lichtempfindlichen
Zweipol zu schaffen, der im Hinblick auf die oben beschriebene angestrebte Linearisierung
der Meßskala insofern besonders günstige Eigenschaften aufweist, als er die Ausschlagwinkel
des verwendeten Anzeigeinstrumentes im gewünschten Sinn automasich beeinflußt und
sich nach Vorabgleich in allen bekannten Belichtungsmesserschaltungen an Stelle
eines Einzelfotowiderstandes verwenden läßt.
-
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem aus zwei Fotowiderständen
sowie einem ohmschen Widerstand als räumliche Baueinheit aufgebauten, passiven,
lichtempfindlichen Zweipol, der sich dadurch auszeichnet, daß die beiden Fotowiderstände
bei gleicher Beleuchtungsstärke um den Faktor 5 bis 50 voneinander unterschiedliche
Widerstandswerte aufweisen und daß der Widerstandswert des ohmschen Widerstandes
so gewählt ist, daß der Gesamtwiderstand des Zweipols in der Mitte des logarithmisch
gestuften Meßbereiches etwa dem geometrischen Mittelwert der Widerstandswerte der
beiden Fotowiderstände entspricht, wozu bei Parallelschaltung der Fotowiderstände
der ohmsche Widerstand mit dem niederohmigen Fotowiderstand in Reihe, bei Serienschaltung
der Fotowiderstände dagegen der ohmsche Widerstand zu dem höherohmigen Fotowiderstand
parallel liegt.
-
Ausführungsbeispiele für den Zweipol sind in der Zeichnung dargestellt.
Dabei zeigt F i g. 1 einen passiven Zweipol mit Reihenschaltung der beiden Fotowiderstände,
F i g. 2 einen solchen mit Parallelschaltung der verwendeten Fotowiderstände.
-
Die Anschlüsse des in Fig. 1 dargestellten passiven Zweipols 10 sind
mit den Bezugszeichen 11 und 12 versehen. Der Zweipol 10 umfaßt einen Dop pelfotowiderstand
13 sowie einen ohmschen Widerstand 14. Die Anschlüsse des Doppelfotowiderstandes
13 sind mit den Zahlen 15, 16 und 17 bezeichnet.
-
Zwischen den Anschlüssen 15, 17 liegt der Fotowiderstandsteil mit
den auf die Widerstandswerte des anderen, zwischen den Anschlüssen 16, 17 liegenden
Fotowiderstandsteiles und auf die gleichen Beleuchtungsstärken bezogen niedrigeren
Widerstandswerten.
-
Der Anschluß 15 des Doppelfotowiderstandes 13 ist mit dem Anschluß
11 des Zweipols elektrisch leitend verbunden. Der ohmsche Widerstand 14 liegt einerseits
am Anschluß 17 des Doppelfotowiderstandes 13, andererseits am Anschluß 12 des Zweipols
10 an.
-
Schließlich ist der Anschluß 16 des Doppelfotowiderstandes 13 mittels
einer Leitung 18 ebenfalls mit dem Anschluß 12 des Zweipols 10 elektrisch leitend
verbunden.
-
Der in F i g. 2 dargestellte passive Zweipol 20 weist zwei Anschlüsse
21 und 22 auf. Er umfaßt einen Doppelfotowiderstand 23 sowie einen ohmschen Widerstand
24. Der Doppelfotowiderstand 23 besitzt drei Anschlüsse 25, 26, 27, von denen die
Anschlüsse 25 und 27 dem Fotowiderstandsteil, der auf die Widerstandswerte des zwischen
den Anschlüssen 26, 27 liegenden Teiles des Fotowiderstandes 20 und auf die gleiche
Beleuchtungsstärke bezogen die niedrigeren Widerstandswerte aufweist, zugeordnet
sind. Am Anschluß 25 liegt der ohmsche Widerstand 24 einseitig an. Die andere Seite
dieses Widerstandes ist an den Anschluß 21 des Zweipols 20 gelegt. Der Anschluß
27 des Doppelfotowiderstandes 23 ist elektrisch leitend mit dem Anschluß 22 des
Zweipols 20 verbunden. Eine Leitung 28 verbindet elektrisch leitend den Anschluß
26 des Doppelfotowiderstandes 23 mit dem Anschluß 21 des Zweipols 20.
-
Die Funktionsweise der gezeigten Zweipole läßt sich an Hand einer
in F i g. 3 gezeigten Skizze leicht erkennen. Dort ist schematisch der angenäherte
Widerstandsverlauf der Zweipole dargestellt. Dabei sind für die beiden Fotowiderstände
idealisierte Kennlinien mit jeweils dem Steigungsexponenten n = 1 angenommen. In
der Mitte des Lichtwertemeßbereiches weisen die beiden Fotowiderstände Rl, R2 Widerstandswerte
von 10 kr und lkQ auf. Der ohmsche Widerstand soll dann also etwa 3 kQ groß sein.
-
Die Kurven Z und Z' zeigen angenähert den Widerstandsverlauf der Zweipole,
und zwar die KurveZ bei Serienschaltung, die KurveZ' bei Parallelschaltung der Fotowiderstände.
Sie nähern sich bei kleinen Beleuchtungsstärken dem Verlauf der Widerstandskennlinie
des Fotowiderstandes R2, bei hohen Beleuchtungsstärken dagegen der Widerstandskennlinie
des Fotowiderstandes Rl.
-
Betrachtet man zunächst den Zweipol, bei dem die beiden Fotowiderstände
in Serie geschaltet sind, die gleichzeitig von Licht gleicher Stärke beaufschlagt
werden und ein Widerstandsverhältnis von 10:1 aufweisen, so ist leicht einzusehen,
daß bei kleinen Beleuchtungsstärken der Widerstand des Zweipols im
wesentlichen
durch den Widerstandswert des Fotowiderstandes R2 mit dem geringeren Widerstand
bestimmt ist, da ja der andere Fotowiderstand Rl durch den ohmschen Widerstand R0
überbbrückt ist, letzterer aber gegen den erstgenannten Fotowiderstands, einen relativ
kleinen Widerstandswert aufweist. Mit zunehmender Beleuchtungsstärke nimmt der Fotowiderstand
Rl in seinem Widerstandswert so weit ab, daß er zunächst zusammen mit den beiden
anderen Widerständen, bei noch weiter zunehmender Beleuchtungsstärke dagegen nahezu
allein den Widerstandswert Z des Zweipols bestimmt.
-
Bei dem Zweipol, bei dem die beiden Fotowiderstände zueinander parallel
liegen, sind die Verhältnisse ähnlich. Bei kleinen Beleuchtungsstärken, mit denen
die beiden Fotowiderstände gleichzeitig beaufschlagt werden, ist der WiderstandZ'
des Zweipols im wesentlichen durch den Fotowiderstand R2 mit dem niedrigeren Widerstandswert
bestimmt, bei dessen Größe der Widerstandswert des ohmschen Widerstandes Ro noch
kaum in Erscheinung tritt. Mit zunehmender Beleuchtungsstärke kommt dann auch der
andere Fotowiderstand Rj zur Wirkung. Schließlich bestimmt bei weiter zunehmender
Beleuchtungsstärke er im wesentlichen den Widerstandswert Z' des Zweipols.
-
Diese Überlegungen bestätigen den in der Skizze schematisch wiedergegebenen
Verlauf der Widerstandskennlinie Z und Z' der Zweipole.