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Fotoelektrische Vorrichtung für Belichtungsmesser an einäugigen Reflexkameras
Die Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Vorrichtung für Belichtungsmesser
an einäugigen Reflexkameras mit fünfeckigem Prisma und Mattscheibe.
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Bisherige fotoelektrische Vorrichtungen für derartige Belichtungsmesser
arbeiten unzureichend. Dieses liegt teilweise daran, daß zwei lichtempfindliche
Elemente elektrisch parallel geschaltet sind. Die Empfindlichkeitscharakteristik
einer solchen Anordnung ist nicht eindeutig, so daß sich korrekte Belichtungswerte
nur selten erreichen lassen.
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Zum anderen liegt es daran, daß Rücklicht oder sogenanntes Gegenlicht
von der Augenlinse auf die fotoleitenden Elemente einwirken und so eine korrekte
Lichtmessung stören kann.
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So ist es beispielsweise bekanntgeworden, die lichtempfindlichen Meßzeilen
auf den Dachflächen eines Pentaprismas anzuordnen (deutsche Patentschrift 969 693,
Patentschrift 6416 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin). Die
dort verwendeten Meßzeilen sind nicht nur relativ groß, sondern es sind keine Maßnahmen
vorgesehen, durch welche sich Rück- bzw. _ Falschlicht wirkungsvoll eliminieren
ließe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fotoelektrische Vorrichtung
zu schaffen, durch die sich eindeutige Belichtungswerte erzielen lassen und vermittels
der das durch die Augenlinse eintretende unerwünschte Rücklicht daran gehindert
wird, die lichtempfindlichen Elemente zu beeinflussen.
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Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe in einfacher Weise durch
zwei elektrisch in Reihe geschaltete lichtempfindliche Elemente lösen läßt, die
justierbar an je einem kleinen Prisma sitzen, von denen das eine an der dem Okular
abgewandten oberen geneigten Fläche des fünfeckigen Prismas angeordnet ist Lind
der rechtwinkligen Kante des Prismas gegerriiberliegt, wohingegen das andere Prisma
zwischen der Dachkante und der vertikalen Lichtaustrittsfläche des fünfeckigen Prismas
sitzt.
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Durch die Hintereinanderschaltung der lichtempfindlichen Elemente
wird eine eindeutige Empfindlichkeitscharakteristik ermöglicht.
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Dadurch, daß die lichtempfindlichen Elemente justierbar an kleinen
Prismen angeordnet sind und daß zwischen jedem lichtempfindlichen Element und der
diesem gegenüberliegenden oberen Flächen des zugehörigen kleinen Prismas ein Luftspalt
liegt, ist eine optimale Einstellungsmöglichkeit der lichtempfindlichen Elemente
gegenüber der Mattscheibe gegeben.
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Hinzu. kommt, daß die den lichtempfindlichen Elementen gegenüberliegenden
oberen Flächen der kleinen Prismen genau geglättet und so geneigt sind, daß durch
eine Augenlinse eintreffendes unerwünschtes Rücklicht daran gehindert wird, auf
die lichtempfindlichen Elemente aufzutreffen.
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Durch die elektrische Schaltung der lichtempfindlichen Elemente in
Verbindung mit der optischen Anordnung lassen sich Lichtmeßwerte erzielen, die eine
optimale Einstellung der Belichtungswerte ermöglichen.
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Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung
dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Ubersicht
über eine fotoelektrische Vorrichtung und Teile einer einäugigen Reflexkamera, F
i g. 2 ein Schaltbild des Belichtungsmesserstromkreises, F i g. 3 eine Empfindlichkeitscharakteristik
des Stromkreises nach F i g. 2, F i g. 4 das Schaltbild eines Belichtungsmesserstromkreises
in bisherigen Vorrichtungen, F i g. 5 eine Empfindlichkeitscharakteristik der Anordnung
nach F i g. 4 und F i g. 6 eine Seitenansicht einer fotoelektrischen Vorrichtung
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Gemäß F i g. 1 sind auf
den oberen Flächen eines üblichen fünfeckigen Prismas 1 einer einäugigen Reflexkamera
zwei kleine Prismen 2 und 3 befestigt, auf denen jeweils fotoleitende Elemente 6
und 7 sitzen, so daß sie einer Mattscheibe 5 gegenüberliegen, auf der das Bild des
Gegenstandes durch ein Aufnahmeobjektiv 4 abgebildet wird. Die fotoleitenden Elemente
6 und 7 sind, wie die F i g. 2 erkennen läßt, innerhalb eines Stromkreises, der
auch einen Strom- oder Belichtungsmesser 8 enthält, in Serie geschaltet. Mit 9 ist
ein Okular bzw. eine Augenlinse bezeichnet.
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Wenn die Kamera auf das zu fotografierende Objekt gerichtet wird,
reagieren die in Serie geschalteten fotoleitenden Elemente 6 und 7 als ein Element.
Die zugehörige Empfindlichkeitscharakteristik weist daher nur eine Spitze auf, wie
dieses in F i g. 3 gezeigt ist. Der Zeiger des Strom- bzw. Belichtungsmessers 8
kann infolgedessen leicht und genau abgelesen werden, so daß passende und genaue
Belichtungswerte erhalten werden.
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Andererseits weisen einige der bisher gebräuchlichen Vorrichtungen
ebenfalls zwei fotoleitende Elemente auf. Diese sind jedoch parallel miteinander
verbunden, wie dieses F i g. 4 erkennen läßt. Die Empfindlichkeitscharakteristik
hat demnach zwei Spitzen, zwischen denen sich gemäß F i g. 5 eine Senke im Mittelteil
der Kurve ausbildet. Es ist einleuchtend, daß die Bestimmung des besten Belichtungswertes
schwierig ist.
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Bei fünfeckigen Prismen, wie sie in Verbindung mit der vorliegenden
Vorrichtung verwendet werden, können ungünstige Effekte durch Rücklicht auftreten,
das in das Okular 9 gelangt.
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Wenn die Fotowiderstände der fotoleitenden Elemente 6 und 7 mit R1
und R2 bezeichnet werden, ist der Gesamtwiderstand R im Stromkreis der vorliegenden
Vorrichtung die Summe der Widerstände der beiden Einzelelemente 6 und 7 R = R1 +
R2 (1) Wird beispielsweise angenommen, daß zwischen den beiden Widerständen R1 und
R2 eine Beziehung R2 = 2 R1 besteht, ergibt sich R = 3 R1 (2) Das Differential des
Fotowiderstandes in Abhängigkeit von der Veränderung der Helligkeit des Objektes
ergibt sich dann aus dR = 3 dRl (3) Wenn andererseits nur eines der beiden fotoleitenden
Elemente 6 und 7 durch das Rücklicht vom Okular 9 beeinflußt wird, läßt sich das
Differential dR' durch Differentation der Gleichung (I) nach R1 ermitteln dR' =
dRl (4) Aus den Gleichungen (3) und (4) ergibt sich
Dementsprechend würde, wenn eines der beiden fotoleitenden Elemente frei vom Einfluß
des Rücklichts ist, nur ein Drittel des Effekts auftreten, obwohl in beiden Fällen
dasselbe Lichtquantum auftritt. Während nun bei einer üblichen Parallelschaltung
der fotoleitenden Elemente gilt
und wenn, wie zuvor, angenommen wird, daß R2 = 2R1, ergibt sich
Das Differential des fotoelektrischen Widerstandes dR ist dann, wenn das Licht gemessen
wird,
Wenn nur der Widerstand R1 von dem durch das Okular 9 eindringenden Rücklicht beeinflußt
wird, ergibt sich aus Gleichung (6)
wonach aus einer Zusammenfassung der Gleichungen (8) ünd (9) folgt
Ein Vergleich der Gleichungen (5) und (10) zeigt nun, daß bei der bisher üblichen
Parallelschaltung der- fotoleitenden Elemente nach F i g. 4 der unerwünschte Effekt,
den das durch die Augenlinse 9 eintretende Rücklicht verursacht, doppelt so stark
auftritt wie bei einer Reihenschaltung der fotoleitenden Elemente in der vorliegenden
Vorrichtung.
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Deshalb sind in dieser mehrere fotoleitende Elemente in Reihe geschaltet,
um die beträchtlichen Unterschiede zwischen den charakteristischen Merkmalen individueller
fotoleitender Elemente durch die Kombination solcher Elemente zu kompensieren.
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Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt oder Vorteil einer solchen Serienschaltung
von fotoleitenden Elementen stellt sich beim Fotografieren unter Gegenlicht ein,
wo das Ergebnis durch bisherige Belichtungsmesser bekanntlich im allgemeinen Unterbelichtung
ist. Wenn hingegen die fotoleitenden Elemente in Reihe geschaltet sind, wird eine
angemessene Korrektur automatisch durch einen starken Effekt eines dunklen Teils
des Objekts herbeigeführt.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der neuen Vorrichtung ist in F i g.
6 dargestellt, worin für entsprechende Teile aus den anderen Figuren gleiche Ziffern
verwendet werden.
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In einer gebräuchlichen optischen Sucheinrichtung für einäugige Reflexkameras
mit einer Augenlinse 9, einem fünfeckigen Prisma 1, einer Kondensorlinse
10
und einer Mattscheibe 11 ist das kleine Prisma 2 an einer geneigten
oberer. Fläche 13 des fünfeckigen Prismas 1 angeordnet, die keine Verbindung
mit dem effektiven reflektierten Lichtstrom hat und die einer rechtwinkligen Kante
12 des fünfeckigen Prismas 1
gegenüberliegt. Das fotoleitende Element
6 ist auf dem kleinen Prisma 2 angeordnet, wobei ein kleiner Luftspalt 14 dazwischen
vorgesehen ist. um es der Mattscheibe 11 gegenüber einrichten zu können.
Darüber
hinaus ist ein anderes kleines Prisma 3, das eine dachförmige Fläche 15 des fünfeckigen
Prismas umfaßt, auf dem oberen Teil einer senkrechten Fläche des fünfeckigen Prismas
befestigt, welche der Augenlinse bzw. dem Okular 9 gegenüberliegt. Ein weiteres
fotoleitendes Element 7 ist mit einem Luftspalt 16 dazwischen auf dem Prisma
3 befestigt, so daß es zur Mattscheibe 11 eingerichtet werden kann. In diesem Fall
weisen die Luftkontaktflächen der kleinen Prismen 2 und 3, die an die Luftspalte
14 und 16 angrenzen, jeweils sehr gut geglättete Flächen und die Flächen 17 und
18 eine außerordentlich genaue Endbearbeitung sowie eine geeignete Neigung in bezug
auf die optische Hauptachse auf, um dieser gegenüber eine Totalreflexion zu erreichen.
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Daher dringen in der oben angegebenen Konstruktion die gemäß A aufwärts
durch das Okular 9 gerichteten Strahlen des Rücklichtes in das fünfeckige Prisma
1 ein und gelangen an die geglättete Fläche 17, die dem fotoleitenden Element 6
des kleinen Prismas 2 gegenüberliegt. Da das Rücklicht auf der glatten Fläche unter
einem Winkel auftritt, der jenseits des kritischen Winkels liegt, findet hier eine
Totalreflexion statt. Der Strahl des Rücklichtes wird abwärts reflektiert und gelangt
an die Seitenfläche 19 des kleinen Prismas 2, die mattiert und dunkel ausgebildet
ist, um das auf sie gelangende unerwünschte Licht zu absorbieren.
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Das stark geneigte und mit B bezeichnete, abwärts durch die Augenlinse
9 gerichtete Rücklicht erreicht die untere, der Kondensorlinse 10 gegenüberliegende
Fläche 20 des fünfeckigen Prismas 1, von wo es auf eine geneigte Fläche
21 des fünfeckigen Prismas 1
reflektiert wird, die als mit Silber hinterlegte
Spiegelfläche ausgebildet ist. Der Lichtstrom B reflektiert an dieser Fläche 21
in Richtung auf das fotoleitende Element 6. Um zu verhindern, daß ein derartiges
unerwünschtes Rücklicht B auf das Element 6 trifft und so unzutreffende Belichtungswerte
erzeugt, sind im Prisma 2, senkrecht zur Fläche 17, dunkle Flächen 22 vorgesehen.
Der Abstand zwischen diesen Flächen 22 ist so gewählt, daß der effektive Lichtstrom
von der Kondensorlinse 10 nicht unterbrochen, das unerwünschte Licht, wie B, jedoch
unschädlich gemacht wird.
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Um diesen Effekt noch wirkungsvoller zu machen, sind an der Unterseite
des Prismas 2 speziell geformte Absorptionsflächen 23 und 24 angeordnet.
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Berücksichtigt werden müssen noch ebenfalls abwärts gerichtete, mit
C bezeichnete Lichtstrahlen, die unter einem kleineren Winkel durch die Augenlinie
9 in das fünfeckige Prisma 1 eindringen, direkt auf die geneigte Fläche 21 treffen
und von dort aus in das kleine Prisma 3 gelangen. Ähnlich wie das Rücklicht A, das
auf das kleine Prisma 2 trifft, trifft auch das Licht C mit einem Winkel auf das
Prisma 3 auf, der jenseits des kritischen Winkels liegt, so daß es vollständig an
einer entsprechend geneigten. an den Luftschlitz angrenzenden Fläche 18 reflektiert
wird und auf eine dunkle und mattierte Seitenfläche 25 des Prismas 3 gelangt, wo
es absorbiert wird.