DE1240682B

DE1240682B - Arrangement for electrical exposure measurement

Info

Publication number: DE1240682B
Application number: DE1965L0050682
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Holle
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1965-05-12
Filing date: 1965-05-12
Publication date: 1967-05-18

Description

Anordnung zur elektrischen Belichtungsmessung Die Erfindung betrifft eine mit zwei fotoelektrischen Empfängern ausgestattete Anordnung zur Belichtungsmessung.Arrangement for electrical exposure measurement The invention relates to an arrangement for exposure measurement equipped with two photoelectric receivers.

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. It is known to have two or more photocells in a light meter of the same or different types to be used for the purpose of changing the measuring range of the device can be switched on or over (German patent 914706, Swiss Patent 213,945). The disadvantage of these arrangements is that they allow the measuring range to be expanded Switch must be operated, which is at least a difficult operation or the automatic regulation of the arrangement may be called into question.

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. Furthermore, it is no longer new to use an exposure controller Consideration of different, simultaneously existing brightnesses of the object details to associate the photo element with an additional element that in contrast to the main element is only hit by the light of the brighter part of the subject and that in its current direction the measuring mechanism is connected against, so that a correction of the supplied by the main element Stromes is carried out (German Auslegeschrift 1 084 565). For greater differences in intensity it is expedient to use a photoelectric exposure controller with at least two light-sensitive cells, which are assigned to the light or dark part of the picture and are arranged one behind the other in the measuring circuit. It is advantageous if the the cell assigned to the bright part of the image has a higher sensitivity than the other.

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). It is also known to be used in light meter assemblies for the purpose of Compensation of scatter in the characteristic values of the photoelectric converters used Photocell to bridge this by means of resistors (French 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. In another known arrangement, two are connected in parallel Used photocells, one of which with a variable resistor in series (U.S. Patent 2,493,928). This arrangement is used for automatic consideration the film speed when changing the film.

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.). Furthermore, a circuit arrangement is known which is used for measuring luminous intensity serves over a wide range. It essentially consists of series connections of resistors and photoresistors that are connected in parallel against each other. The intensity of the light acting on the individual photo resistors is by means of Filter disks matched in such a way that each in sequence consists of resistor and photoresistor existing series connection for conductivity the one representing a passive two-pole Network contributes (Journal of the Optical Society of America, Vol. 50, No. 1 [January 19601, pp. 40ff.).

Auf diese Weise ist ein Meßgerät geschaffen, mit dem sich ohne Umschaltung ein weiter Lichtstärkebereich beherrschen läßt.In this way, a measuring device is created that can be used without switching can control a wide range of luminous intensity.

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). It is also known to use an arrangement for measuring exposure firmly in a circuit made up of a voltage source, measuring mechanism and ohmic resistors to create inserted photo resistors, in which the dimensioning of all Resistances is made so that with increasing illuminance the measuring mechanism so electricity is supplied that in it for one with a photoresistor alone Illuminance range that can no longer be recorded an almost linear increase in current results. In this arrangement two photoresistors are used, mutually opposite are connected in series or parallel to each other, with the Photo resistors the circuit as lying between the voltage source and the measuring mechanism, asymmetrical double-T-link is constructed, in each of its longitudinal branches a photo resistor switched and connected to the voltage source on one side (French patent 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). Furthermore, it is no longer new to have two photoelectric receivers together with at least one parallel and / or in series with one of the receivers ohmic resistance to a spatial structural unit representing a passive two-pole connection summarize (Austrian patent specification 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).In another circuit arrangement described above for measuring exposure two photoresistors of the same size are used, which are in different, one against the other adjacent branches of a Wheatstone bridge (French patent specification 928 642). It is also known to have two photo resistors in a Wheatstone bridge to use that in different, not adjacent Branches one Wheatstone Bridge (French Patent 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). It is also known several photoresistors of different Size, d. H. different sensitivity to be arranged on a common carrier and to be provided with a common electrode (Philips Technische Rundschau 1958/59, No. 11, p. 337 off. [345], and book »The light-sensitive cell as technical Steuerorgan "by Geffcken, Richter, Winkelmannn, p. 48, published in 1933 in the German literary Institute 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. It is well known that the scale divisions in light meters are only a photo resistor is not linear. They are stretched in the middle measuring range and huddled together at both ends, making the reading of the scales and a Adjusting according to these scales is affected. Therefore one has already tried this deficiency through mechanical-drive measures (control cams for tracking pointer) or by using measuring mechanisms with special characteristics, whereby the latter to enable linearization only in a limited light value range. When using control curves for the tracking pointer, the non-linear Display on the linearized setting means of the camera (time adjuster, aperture adjuster) adjusted, but the angle values per light value remain in comparison to the middle range small at the beginning and end of an extended measuring range, so that balance and Friction errors with small and large light values disturbing, d. H. falsifying the measured value, to make noticable. Both measures also require an additional manufacturing process Expenditure. In relation to you, a facility that consists of commercially available Components is built and the desired influencing of the deflection angle of the display instrument used.

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. The inventor set himself the task of making one out of two photo resistors as well as an ohmic resistor constructed as a spatial structural unit, passive light-sensitive To create two-pole, the linearization aimed at with regard to the above-described the measuring scale has particularly favorable properties insofar as it determines the deflection angle of the display instrument used is automatically influenced in the desired sense and after pre-adjustment in all known light meter circuits in place a single photo resistor can be used.

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. The solution to this problem is achieved with one of two photo resistors as well as an ohmic resistor built up as a spatial unit, passive, light-sensitive two-pole, which is characterized by the fact that the two photoresistors with the same illuminance different from each other by a factor of 5 to 50 Have resistance values and that the resistance value of the ohmic resistance is chosen so that the total resistance of the dipole is in the middle of the logarithmic stepped measuring range approximately the geometric mean value of the resistance values of the corresponds to both photo resistors, including when the photo resistors are connected in parallel the ohmic resistance with the low-ohm photoresistor in series, with series connection of the photoresistors, on the other hand, the ohmic resistance to the higher-ohmic photoresistor is parallel.

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. Exemplary embodiments for the two-terminal network are shown in the drawing. F i g. 1 a passive two-pole with series connection of the two photo resistors, F i g. 2 one with parallel connection of the photoresistors used.

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. The connections of the passive two-terminal network 10 shown in FIG. 1 are provided with the reference numerals 11 and 12. The dipole 10 includes a double photoresist 13 and an ohmic resistor 14. The connections of the double photoresistor 13 are designated by the numbers 15, 16 and 17.

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.The photoresistor part is located between the connections 15, 17 those lying on the resistance values of the other, between the connections 16, 17 Photo resistor part and based on the same illuminance levels lower Resistance values.

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.The connection 15 of the double photoresistor 13 is connected to the connection 11 of the two-pole electrically connected. The ohmic resistor 14 is on the one hand at connection 17 of the double photoresistor 13, on the other hand at connection 12 of the two-pole 10 at.

Schließlich ist der Anschluß 16 des Doppelfotowiderstandes 13 mittels einer Leitung 18 ebenfalls mit dem Anschluß 12 des Zweipols 10 elektrisch leitend verbunden.Finally, the terminal 16 of the double photoresistor 13 is by means a line 18 also electrically conductive to the connection 12 of the dipole 10 tied together.

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. The in F i g. The passive two-terminal network 20 shown in FIG. 2 has two connections 21 and 22 on. It comprises a double photo resistor 23 and an ohmic resistor 24. The double photoresistor 23 has three connections 25, 26, 27, of which the Connections 25 and 27 to the photo resistor part, which is based on the resistance values of the between the connections 26, 27 lying part of the photoresistor 20 and on the same Illuminance related has the lower resistance values assigned are. The ohmic resistor 24 is applied on one side at the connection 25. The other side this resistance is applied to the terminal 21 of the two-terminal network 20. The connection 27 of the double photoresistor 23 is electrically conductive to the terminal 22 of the Two-pole 20 connected. A line 28 connects the terminal in an electrically conductive manner 26 of the double photoresistor 23 with the connection 21 of the two-pole 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. The mode of operation of the two-terminal blocks shown can be seen on the basis of a in Fig. 3 easily recognize the sketch shown. There is schematically the approximate one Resistance curve of the two-pole shown. There are two photo resistors idealized characteristic curves each with the slope exponent n = 1 assumed. In the two photoresistors R1, R2 have resistance values in the middle of the light value measurement range from 10 kr and lkQ. The ohmic resistance should then be about 3 kΩ.

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.The curves Z and Z 'show approximately the resistance curve of the two-pole, namely the curve Z with series connection, curve Z 'with parallel connection of the photoresistors. At low illuminance levels, they approach the course of the resistance characteristic of the photoresistor R2, at high illuminance levels, on the other hand, of the resistance characteristic of the photo resistor 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. If we first consider the two-pole, in which the two photo resistors are connected in series, which simultaneously acted upon by light of the same strength and have a resistance ratio of 10: 1, it is easy to see that at low illuminance levels the resistance of the dipole im essential by the resistance value of the photoresistor R2 with the lower resistance is determined, since the other photoresistor Rl through the ohmic resistor R0 is bridged, but the latter against the former photo resistor, one relative has a small resistance value. The photoresistor decreases with increasing illuminance Rl so far in its resistance value that it initially together with the two other resistances, but almost with increasing illuminance only determines the resistance value Z of the dipole.

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. With the two-pole, where the two photoresistors are parallel to each other the conditions are similar. At low illuminance levels, with which the two photoresistors are applied at the same time, the resistance is Z ' of the two-terminal network essentially through the photoresistor R2 with the lower resistance value determined, at the size of which the resistance value of the ohmic resistance Ro is still hardly appears. With increasing illuminance comes the other photoresistor Rj to effect. Eventually determined when it continues to increase Illuminance is essentially the resistance value Z 'of the dipole.

Diese Überlegungen bestätigen den in der Skizze schematisch wiedergegebenen Verlauf der Widerstandskennlinie Z und Z' der Zweipole. These considerations confirm what is shown schematically in the sketch Course of the resistance characteristic Z and Z 'of the two-pole.

Claims

Claim: From two photo resistors and one ohmic resistor Passive two-terminal network built up as a spatial unit, marked by d u r c h the union of the following features: that the two photoresistors (15-17, 16-17 or 25-27, 26-27) with the same illuminance by a factor of (5 to 50) from each other have different resistance values and that the resistance value of the ohmic Resistance (14 or 24) is chosen so that the total resistance of the two-pole in the middle of the (logarithmically graded) measuring range approximately the geometric mean corresponds to the resistance values of the two photoresistors, including when connected in parallel the photo resistors (25-27, 26-27) the ohmic resistor (24) with the low-ohmic one Photo resistor (25-27) in series, with series connection the photo resistor (15-17, 16-17), on the other hand, the ohmic resistor (14) to the higher-ohmic photo resistor (16-17) is parallel.