DE809754C - Aufnahmekamera mit voll-selbsttaetiger Belichtungsregelung - Google Patents

Description

• Aufnahmekamera mit vollselbsttätiger Belichtungsregelung Für die Zwecke der selbsttätigen Belichtungsregelung bei photographischen Aufnahmen wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht. So wurde empfohlen, die zwischen den Linsen eines Objektivs angeordnete Irisblende durch eine Blende zu ersetzen, die von einem aus Photozelle und Drehspulinstrument gebildeten photoelektrischen System gesteuert wird und aus einem dünnen und leichten, als Kreisringsegment geformten und an der Drehspule befestigten Metallplättchen gebildet ist, in dem ein sich erweiternder Schlitz so angebracht ist, daß er durch die Drehspule des photoelektrischen Systems zwischen den Linsen des Objektivs bewegt und solcherart das Objektiv mehr oder weniger abgeblendet wird.
• Weitere Vorschläge empfehlen, in den Strahlengang der Aufnahmeoptik lichtschwächende Elemente einzubringen und diese photoelektrisch zu steuern. Als solche Elemente wurden mehr oder minder gekreuzte Polarisationsfilter oder auch Filter mit keilartig zunehmender Dichte vorgeschlagen, wobei auch hier die Ausbildung des regelnden Elements in Form eines an der Drehspule befestigten Kreisringsegments empfohlen wurde.
• Der Verwirklichung dieser Vorschläge stehen jedoch in der Praxis große Hindernisse im Wege. Es ist die Bedingung jeder Belichtungsregelung, daß die Schwächung des auf dem lichtempfindlichen Material, im weiteren kurz Film bezeichnet, zur Wirkung kommenden Lichts genau proportional der Beleuchtungszunahme des Aufnahmeobjekts erfolgt. Herstellungsmäßig bedingt, zeigen sowohl die in Betracht kommenden Sperrschichtphotozellen als auch die elektromagnetischen Drehsysteme eine große Abweichung von ihren Sollwerten und ihrer Charakteristik, so daß, mehrere aus je einer Zelle und einem elektromagnetischen System bestehenden Regelsysteme nicht nur verschiedene Drehwinkel bei gleicher Beleuchtungsintensität der- "2'etle' ergeben und die Zunahme des Drehwinkels durchaus nicht proportional der Zunahme der Beleuchtungsintensität ist, sondern auch daß diese Zunahme bei den einzelnen Systemen untereinander große Unterschiede zeigt.
• Wegen dieser Eigenschaften ergeben Regelsysteme, die eine schlitzförmige Blende vorsehen, mitunter große Mißweisungen bzw. Fehlbelichtungen, da ja dieser Blendenschlitz praktisch nur für einen Mittelwert ausgeführt werden kann. Das wenn auch geringe Gewicht der kreisringsegmentförmigen Blende muß durch Gegengewichte sorgfältig ausgeglichen werden, damit der Gleichgewichtszustand in jeder Lage des Systems erhalten bleibt, was in der Praxis nicht leicht zu erreichen ist.
• Die Verwendung mehr oder minder gekreuzter Polarisationsfilter hat nur theoretisches Interesse, da der Lichtverlust der bisher bekannten Polarisatoren in der Parallelstellung bereits über 5o°/, beträgt.
• Die Anwendung eines segmentförmigen, lichtschwächenden Elements in Form eines Filters mit von Null gleichmäßig ansteigender Dichte ergibt ebenfalls auf die Abweichung der photoelektrischen Systeme zurückzuführende Fehlresultate und die Schwierigkeit der Erhaltung des Gleichgewichtszustandes: Zur Berücksichtigung der verschiedenen Filmempfindlichkeiten und Belichtungszeiten (Verschlußgeschwindigkeit) wurde vorgeschlagen, die Photozellenfläche mehr oder weniger abzudecken oder aber dem elektromagnetischen System einen Widerstand vor-oder parallel zu schalten und auf diese Weise den Regelbereich zu ändern.
• Auch diese Vorschläge erwiesen sich in der Praxis für Belichtungsregler nicht anwendbar. Es ergab sich einerseits, daß die Lichtempfindlichkeit der Photozellen nicht auf der ganzen Zellenfläche gleichmäßig ist, so daß der von der Zelle unter dem Einfluß einer gleichbleibenden Beleuchtung gelieferte Strom durchaus nicht der jeweils beleuchteten Zellenfläche proportional ist. Andererseits wird durch das Vor- oder Parallelschalten eines Widerstands der die Zelle belastende äußere Widerstand verändert, wodurch sich ebenfalls die von der Beleuchtung abhängige Strom- bzw. die Drehwinkelcharakteristik ändert. Als anwendbar erwies sich nur die Schwächung des auf die Zelle wirkenden Lichts durch aus der Lichttechnik bekanntes Vorschalten mehr oder weniger transparenter Elemente, wobei weder der die Zelle belastende äußere Widerstand noch die wirksame Zellenfläche geändert werden darf.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Aufnahmekamera mit vollselbsttätiger Belichtungsregelung, bei der die geschilderten Nachteile durch ein in den Strahlengang der Aufnahmeoptik ragendes, photoelektrisch gesteuertes, lichtschwächendes Element behoben werden, welches vorzugsweise auf photochemischem Weg, also durch Belichtung und Entwicklung geeigneter lichtempfindlicher Substanzen, in Abhängigkeit von der Charakteristik der, damit zusammenwirkenden Photozelle und der Charakteristik des ebenfalls damit zusammenwirkenden elektromagnetischen Drehsystems aus kleinen, flächenmäßig gleich großen Stufen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit so gebildet ist, daß die Abnahme der Lichtdurchlässigkeit jeder einzelnen Stufe proportional ist jener Beleuchtungszunahme, die eine Verdrehung des lichtschwächenden Elements um eine Stufe bewirkt. Das lichtschwächende Element ist vorzugsweise als geschlossener Kreisring gestaltet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. i bis 3 schematisch dargestellt, wobei die dem Filmtransport dienenden üblichen und bekannten Elemente und Teile weggelassen wurden.
• Fig. i zeigt die gesamte der Belichtungsregelung dienende Einrichtung der Kamera. Der von der Photozelle i unter dem Einfluß des vom aufzunehmenden Objekt kommenden, durch den bildwinkelbegrenzenden Teil 24 auf die Zelle fallenden Lichts gelieferte Strom wird einem elektromagnetischen Drehsystem 2 mit großem Drehwinkel zugeführt, an dessen Drehspule 3 ein kreisringförmiger leichter, weitestgehend transparenter (glasklarer) Körper 4, z. B. aus Glimmer, Kunstharz, Celluloseabkömmlingen usw., befestigt ist, der in den Gang der Lichtstrahlen vom Objektiv 6 zum Bildfenster 23 ragt. Auf diesem Körper 4 ist vorzugsweise auf photochemischem Weg, also durch Belichten und Entwickeln geeigneter lichtempfindlicher Substanzen, eine neutralgraue Schicht 5 aufgebracht. Diese ist in Abhängigkeit von den Eigenschaften der mit ihm zusammenwirkenden photoelektrischen Zelle i und des elektromagnetischen Drehsystems 2, 3 aus flächenmäßig gleich großen Sektoren zunehmender Dichte gebildet. Die Stufenzahl hängt von der Größe des sich bei maximaler Zellenbeleuchtung ergebenden Drehwinkels ab. Die Dichtezunahme der einzelnen Stufe ist proportional der zur Bewirkung einer Drehung der Drehspule und damit des Körpers 4 um eine Stufe notwendigen Zunahme des auf der Photozelle zur Wirkung kommenden Lichts. Durch die kreisringförmige Ausbildung des Körpers 4 wird gleichzeitig erreicht, daß der Gleichgewichtszustand des Drehsystems in jeder Lage gewahrt bleibt.
• Am äußeren Rand des Körpers 4 sind die Marken 7 und 8 vorzugsweise mittels transparenter Farben aufgebracht und so angeordnet, daß diese durch den Lichtschacht 9 beleuchtet und durch ein kleines Fenster io, welches zweckmäßig in der unmittelbaren Umgebung der Sucherlinse ii angeordnet ist, und durch das Sucherokular 12 gleichzeitig mit dieser betrachtet werden kann, beobachtet. Diese Farbmarken sind derart angeordnet, daß in dem Fenster bei einer zur einwandfreien Belichtung des Films ungenügenden Beleuchtung, z. B. eine rote Marke 7, bei einer zur einwandfreien Belichtung ausreichenden Beleuchtung keine, bei einer die maxial mögliche Schwächung des Aufnahmelichts übersteigenden Beleuchtung, eine z. B. grüne Marke 8, sichtbar wird.
• Die Empfindlichkeit der jeweils verwendeten Filmsorte ist durch eine der Photozelle i vorgeschaltete lichtschwächende Fläche berücksichtigt, so daß jeweils die gesamte Zellenfläche wirksam und gleichmäßig beleuchtet bleibt. Als besonders geeignet hat sich ein bandförmiger, rollbarer, weitestgehend transparenter (glasklarer) Körper 16, z. B. aus Kunstharz, Celluloseabkömmlingen usw., erwiesen, auf dem Flächen von der Größe der Zellenfläche derart angeordnet sind, daß jeder einzustellenden Filmempfindlichkeit eine entsprechend lichtschwächende Fläche zugeordnet ist. Während bei der größten vorgesehenen Filmempfindlichkeit von z. B 2i/io° DIN nur der transparente Teil des Bandes vor der Zelle liegt, nimmt die Dichte der vor der Zelle liegenden Fläche für i/io° DIN um o,i zu, so daß z. B. bei Verwendung eines Films mit einer Empfindlichkeit von i8/io° DIN die vor die Zelle zu liegen kommende Fläche eine Dichte von 0,3 aufweist. Diese lichtschwächenden Flächen können durch Auf- oder Einbringen geeigneter Farbstoffe, durch mehr oder minder starkes Schwärzen auf photochemischen Weg usw. hergestellt werden. Durch geeignete Bedienungsglieder, z. B. einen Drehknopf 17 und eine Skala 18, wird die einer bestimmten Filmempfindlichkeit entsprechend dichte Fläche vor die Photozelle gebracht.
• Zur Berücksichtigung der Belichtungszeit (Verschlußgeschwindigkeit) wird ein zweites, analog gestaltetes Band i9 parallel vor oder hinter dem ersten Band angeordnet, wobei bei der längsten vorgesehenen Belichtungszeit, z. B. 1/. sec., nur der transparente Teil des Bandes, bei halber Belichtungszeit, also 1/5o sec., eine Fläche mit Dichte 0,3 usw. vor die Zellenfläche zu liegen kommt. Dieses zweite Band wird vorzugsweise durch geeignete Mittel, z. B. Zahnräder, Hebel usw., mit den die Belichtungszeit stufenweise beeinflussenden Bauteilen gekuppelt und unabhängig von dem ersten Band 16 betätigt.
• Die Anwendung eines Farb-, Kontrast- oder Korrekturfilters im Aufnahmestrahlengang bedingt in der Regel eine Vergrößerung der auf den Film wirkenden Belichtungsintensität, deren Größe von den Eigenschaften des Filters und des Films bestimmt wird. Diese Vergrößerung der Belichtungsintensität erfolgt zweckmäßig automatisch dadurch, daß beim Aufsetzen des Filters auf die Optik 6 eine durch die Fassung des Filters mit diesem organisch verbundene, mehr oder weniger transparente Fläche vor die Photozelle oder vor den bildwinkelbegrenzenden Teil 24 zu liegen kommt. Die Dichte der transparenten Fläche richtet sich nach der notwendigen Vergrößerung der Belichtungsintensität und wird in der Regel nicht mit der Dichte des Aufnahmefilters übereinstimmen.
• Fig. 2 zeigt den im Strahlengang des Objektivs 6 liegenden Teil des transparenten Körpers 4 mit der darauf aufgebrachten lichtschwächenden Schicht deren Stufen und Dichtezunahme übertrieben groß dargestellt sind. Das jeweils im Strahlengang liegende Teilstück des Körpers 4 bzw. der Schicht 5 weist eine steigende Dichte auf und bewirkt eine geringe unterschiedliche Belichtung der einzelnen Stellen des im Bildfenster 23 liegenden Films, so daß bei einer Anordnung, wie in Fig. 2 dargestellt, die unteren Filmteile eine etwas geringere Belichtung erhalten würden als die oberen. Dieser an sich unbedeutende Mangel kann zweckmäßig dadurch behoben oder zumindest gemildert werden, daß eine ungleiche Belichtungszeit I der einzelnen Bildteile ergebender Verschluß angewendet und so angeordnet wird, daß die geringere Belichtungsintensität erhaltenden Filmteile länger belichtet werden. Die bekannten Schlitzverschlüsse besitzen z. B. derartige Eigenschaften, welche durch einfache konstruktive Maßnahmen noch verstärkt werden können. Auch der in Fig. i und Fig. 2 dargestellte Schiebeverschluß 13 hat diese Eigenschaft. Der Öffnungsvorgang beginnt an der unteren Seite des Bildfensters, an welcher auch der Schließvorgang endet, welche also länger belichtet wird als die gegenüberliegende Seite. Durch Wahl geeigneter Öffnungs-und Schließgeschwindigkeit ist es möglich, den durch die zunehmende Dichte der lichtschwächenden Schichte 5 verursachten Belichtungsunterschied weitgehend zu kompensieren.
• Fig. 3 zeigt, wie der beschriebene Mangel bei einem an sich gleiche Belichtungszeit der einzelnen Bildteile ergebenden Rotationsverschluß (Sektorenverschluß) behoben werden kann. Der Drehpunkt der rotierenden Verschlußscheibe mit dem Abdecksektor 14 liegt vertikal oberhalb (oder auch unterhalb) der optischen Achse. Der Belichtungssektor (Hellsektor) 15 ist derart neutralgrau verlaufend abgetönt, daß das Aufnahmelicht an der unteren Seite des Bildfensters weniger geschwächt wird als an der oberen und solcherart der durch die lichtschwächende Schicht 5 verursachte Belichtungsunterschied kompensiert wird.
• Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das lichtschwächende Element 5 auch als Blendenscheibe ausgebildet sein. Eine solche wird dann vorteilhaft zwischen den Linsen des Aufnahmeobjektivs beweglich angeordnet.
• Diese vorzugsweise einen geschlossenen Kreisring bildende Blende besteht aus einem dünnen, leichten und weitestgehend transparenten (glasklaren) Stoff, z. B. Glimmer, Kunstharz, Celluloseabkömmlinge usw., und einer darauf angebrachten, aus einem inneren und einem äußeren Teil bestehenden lichtundurchlässigen Schicht, die einen lichtdurchlässigen Schlitz als Blendenöffnung frei läßt. Der Schlitz wird durch einen photochemischen Prozeß, also durch Belichtung und Entwicklung geeigneter lichtempfindlicher Substanzen, gebildet und ist aus kleinen Sektoren gleichen Zentriwinkels, aber verschiedener radialer Breite zusammengesetzt. Die Breite der Sektoren wird in Abhängigkeit von der Charakteristik der Photozelle und des davon gespeisten elektromagnetischen Systems so hergestellt, daß die Abnahme der Breite der einzelnen Sektoren des Schlitzes proportional ist jener Beleuchtungszunahme, die eine Verdrehung der Blendenscheibe um den Zentriwinkel des Sektors bewirkt.
• Für die Herstellung dieser Blendenscheibe eignet sich am besten eine mit lichtundurchlässigem Pigment versehene Gelatineschicht, die in an sich bekannter Weise lichtempfindlich gemacht ist und an den durch den Schichtträger hindurch belichteten Stellen gegerbt wird, worauf die unbelichtet und ungegerbt gebliebene Pigmentgelatine mittels warmen Wassers ausgewaschen wird, so daß an diesen Stellen nur der transparente Schichtträger verbleibt. Ebenso kann auch nicht pigmentierte Gelatine verwendet werden und das nach dem Auswaschen verbleibende Gelatinerelief entsprechend eingefärbt werden oder auch jeder andere photochemische Prozeß Anwendung finden.
• Beim Nichtgebrauch der Kamera, insbesondere beim Transport, ist diese Stößen und Erschütterungen ausgesetzt, welche dem empfindlichen Drehsystem schädlich werden können. Gerade in diesem Fall ist jedoch die Dämpfung des Drehsystems sehr gering, weil dabei meist die Photozelle unbelichtet, somit ihr Widerstand sehr groß ist. Es hat sich aus diesem Grunde als zweckmäßig erwiesen, beim Nichtgebrauch der Kamera eine besondere Dämpfung des Drehsystems herbeizuführen. Dies erfolgt in geeigneter Weise dadurch, daß die Zelle beim Nichtgebrauch durch einen Schutzdeckel vor unnötiger Belichtung geschützt und dabei gleichzeitig die Drehspule des Drehsystems kurzgeschlossen wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aufnahmekamera mit vollselbsttätiger Belichtungsregelung mit einem in den Strahlengang der Aufnahmeoptik ragenden, photoelektrisch gesteuerten lichtschwächenden Element, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Element aus einem Körper (4) aus einem dünnen, leichten und transparenten Stoff und einer darauf aufgebrachten lichtschwächenden Schicht (5) besteht, welche vorzugsweise auf photochemischem Weg, also durch Belichtung und Entwicklung geeigneter lichtempfindlicher Substanzen, in Abhängigkeit von der Charakteristik der mit dem lichtschwächenden Element zusammenwirkenden Photozelle (i) und der Charakteristik des ebenfalls damit zusammenwirkenden elektromagnetischen Drehsystems (2, 3) aus kleinen, flächenmäßig gleich großen Stufen unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit gebildet ist, derart, daß die Abnahme der Lichtdurchlässigkeit jeder einzelnen Stufe proportional ist jener Beleuchtungszunahme, die eine Verdrehung des lichtschwächenden Elements um diese Stufe bewirkt.
2. 2. Aufnahmekamera nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der die lichtschwächende Schicht (5) tragende Körper (4) zum Gewichtsausgleich kreisringförmig gestaltet ist.
3. 3. Aufnahmekamera nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtschwächende Element aus einem transparenten Grundkörper (4) und einer photochemisch aufgebrachten neutralgrauen Schicht (5) mit vielen gleich großen Sektoren besteht, deren Lichtdurchlässigkeit sich von Sektor zu Sektor ändert.
4. 4. Aufnahmekamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwecks Ausgleich oder Milderung des sich durch die zunehmende Dichte der lichtschwächenden Schicht ergebenden Unterschieds der Belichtungsintensität der einzelnen Bildteile einen Verschluß aufweist, der eine ungleiche Belichtungsdauer der einzelnen Bildteile ergibt, z. B. ein Schiebeverschluß oder ein Schlitzverschluß usw., und welcher so angeordnet ist, daß die schwächer belichteten Bildteile länger belichtet werden.
5. 5. Aufnahmekamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwecks Ausgleich oder Milderung des sich durch die zunehmende Dichte der lichtschwächenden Schicht ergebenden Unterschieds der Belichtungsintensität der einzelnen Bildteile einen rotierenden Sektorenverschluß aufweist, dessen Drehpunkt oberhalb oder unterhalb der optischen Achse liegt und dessen Belichtungssektor (Hellsektor) derart verlaufend neutralgrau abgetönt ist, daß der daraus resultierende Belichtungsunterschied den von der lichtschwächenden Schicht verursachten Belichtungsunterschied kompensiert.
6. 6. Aufnahmekamera nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß am vorzugsweise äußeren Rand des die lichtschwächende Schicht (5) tragenden transparenten Körpers (4) Marken (7"8) mit vorzugsweise transparenten Farben derart angebracht und in geeigneter Weise, vorzugsweise im Sucherstrahlengang, sichtbar gemacht werden, daß durch diese Marken eine zum Erhalt einwandfreier Belichtung ungenügende oder eine zu starke, den Regelbereich übersteigende Beleuchtung des Aufnahmeobjekts angezeigt wird. Aufnahmekamera nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein vor der Photozelle angeordnetes, weitestgehend transparentes (glasklares) rollbares Band (16), auf dem Flächen verschiedener Lichtdurchlässigkeit von der Größe der Zellenfläche angeordnet sind, die mittels geeigneter Bedienungsglieder, z. B. einen Drehknopf (17), vor die Photozelle (i) gebracht werden können, derart, daß bei der größten vorgesehenen Filmempfindlichkeit nur der glasklare Teil des Bandes, für jede kleinere Filmempfindlichkeit dagegen eine Fläche entsprechend geringerer Lichtdurchlässigkeit vor die Photozelle gelangt und die jeweils eingestellte Filmempfindlichkeit, z. B. an einer Skala, ablesbar ist. B. Aufnahmekamera nach Anspruch i und 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem die Filmempfindlichkeit berücksichtigenden Band ein zweites analog gestaltetes Band (i9) angeordnet und mit den die Belichtungszeit (Verschlußgeschwindigkeit) stufenweise regelnden Organen so wirksam verbunden ist, daß bei der längsten vorgesehenen Belichtungszeit nur der transparente Teil des Bandes, bei einer kürzeren Belichtungszeit eine Fläche entsprechend geringerer Lichtdurchlässigkeit unabhängig von der Stellung und Bewegung des ersten Bandes vor die Photozelle gelangt. g. Aufnahmekamera nach den Ansprüchen 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verwendung an der Kamera vorgesehenen Farb-, Kontrast- oder Korrekturfilter mit einer mittels der Filterfassung organisch verbundenen lichtschwächenden Fläche von der Größe der Zellenfläche versehen sind, die beim Aufsetzen des Filters auf das Objektiv in den Gang der auf die Photozelle fallenden Lichtstrahlen gelangt und deren Dichte sich aus dem aus Aufnahmefilter und Aufnahmematerial resultierenden Verlängerungsfaktor ergibt und mit der Dichte des Aufnahmefilters in der Regel nicht identisch ist. io. Aufnahmekamera nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtschwächende Element (5) aus einem transparenten Grundkörper (4) und einer vorzugsweise photochemisch aufgebrachten lichtundurchlässigen Schicht besteht, die einen Schlitz frei läßt, der aus vielen Sektore* gleichen Zentriwinkels, aber von Sektor zu Sektor zunehmender radialer Breite besteht und als Blendenscheibe wirkt. ii. Aufnahmekamera nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Lichtschutzdeckel vor der Photozelle, bei dessen Schließen gleichzeitig die Drehspule des elektromagnetischen Systems kurzgeschlossen wird.