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Lichtmengenmesser Die Erfindung betrifft einen Lichtmengenmesser zur
Bestimmung der Blendenöffnung der Kamera und/oder der Lichtleistung des Blitzlichtgerätes
bei gegebenem Objektabstand.
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Durch die Erfindung soll ein einfacher und leicht zu handhabender
Lichtmengenmesser geschaffen werden, mit dem der mit einem Blitzlichtgerät arbeitende
Photograph in nahezu ebenso bequemer Weise umgehen kann wie mit einem der üblichen,
nur für Tageslichtmessungen geeigneten photoelektrischen Belichtungsmesser.
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Für jede photographische Aufnahme ist die Kenntnis des Lichtwertes
von ausschlaggebender Bedeutung.
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Bei Tageslicht aufnahmen bedient man sich zu diesem Zwecke eines Belichtungsmessers,
der im wesentlichen aus einem mit dem äußeren Photoeffekt arbeitenden Photohalbleiter,
z. B. einer Selenzelle, und einem Milliamperemeter besteht; das Gerät ist häufig
mit der Kamera zusammengebaut.
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Ein solcher Belichtungsmesser versagt aber bei Blitzlichtaufnahmen
vollständig. Bei Blitzlichtaufnahmen tritt nämlich die zur Belichtung des photo
graphischen Materials dienende Lichtmenge impulsartig auf. Die Blitzdauer beträgt
bei Kolbenblitzgeräten ungefähr 1/50 Sekunde, bei Elektronenblitzgeräten sogar nur
etwa den hundertsten Teil. Außerdem ist die Helligkeit über diese kurze Zeit ungleichmäßig
verteilt.
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Da die üblichen Belichtungsmesser bei der Blitzlichtphotographie
versagen, muß der Photograph mit einer Faustformel arbeiten, der sogenannten »Leitzahl«,
die dem Produkt aus Entfernung und Blendenöffnung gleichgesetzt wird. Die Leitzahl
wird für ein bestimmtes Elektronenblitzgerät oder für einen Kolbenblitz vom Hersteller
angegeben. Sie ist aber für ein bestimmtes Gerät keineswegs konstant, sondern hängt
von vielen Faktoren, unter anderem vom Lade zustand der Stromquelle oder des Energiespeichers,
dem Zustand des Reflektors und dem Alter der Blitzröhre ab. Hinzu kommt, daß die
bei der Aufnahme auf die lichtempfindliche Schicht fallende Lichtmenge neben der
in der Faustformel berücksichtigten Entfernung der Kamera vom Aufnahmegegenstand
auch entscheidend von dessen Streureflexionskoeffizienten, der Albedo, abhängt.
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Für wissenschaftliche Zwecke sind an sich Lichtmengenmesser bereits
bekannt, die für impulsförmige Beleuchtungen, beispielsweise zum Vermessen von Blitzlichtquellen,
Kameraverschlüssen oder ähnliche Zwecke, geeignet sind. Hierbei wird das von der
Lichtquelle unmittelbar, also ohne Reflexion, auf den photoelektrischen Wandler
des Lichtmengenmessers
fallende Licht gemessen. Diese Geräte arbeiten nach der ballistischen
Methode oder mit einem elektrischen Integrationsglied, benötigen empfindliche und
teure Meßinstrumente und eigene Stromquellen. Sie sind für den Gebrauch in der Hand
eines Photographen nicht geeignet, weil sie störanfällig und zu unhandlich sind.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen derartigen, für
impulsförmige Beleuchtungen geeigneten Lichtmengenmesser so handlich und robust
sowie in der Bedienung so einfach zu gestalten, daß er von jedem technischen Laien
bei photographischen Blitzlichtaufnahmen als zuverlässiger Belichtungsmesser verwendet
werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Betriebsspannung
für den Lichtmengenmesser der Stromversorgung des Blitzlichtgerätes entnommen wird
und ein Verstärker für den Strom des photoelektrischen Wandlers vorgesehen ist,
der die Anzeige dieses Stromes mit einem Strommesser mittlerer Empfindlichkeit ermöglicht.
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Der erfindungsgemäße Lichtmengenmesser zeichnet sich vor allem dadurch
aus, daß er einen Strommesser nur mittlerer Empfindlichkeit als Anzeigeinstrument
besitzt, wofür beispielsweise ein handelsübliches Milliamperemeter kleiner und robuster
Ausführung verwendet werden kann. Zu diesem Zweck wird der von dem photoelektrischen
Wandler gelieferte Photostrom in einem Verstärker verstärkt und dann dem Strommesser
zugeführt. Ein solcher Verstärker läßt sich in an sich bekannter Weise durch Verwendung
von Transistnren als verstärkenden Elementen sehr klein
und leicht
gestalten. Die Betriebsspannung sowohl für den photoelektrischen Wandler als auch
für den Verstärker wird dem Erfindungsvorschlag entsprechend der Stromversorgung
des Blitzlichtgerätes entnommen, so daß eine besondere Stromquelle für den erfindungsgemäßen
Lichtmengenmesser nicht erforderlich ist.
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Eine Betriebsspannung der geeigneten Größe kann der Stromversorgung
des Blitzlichtgerätes beispielsweise über einen Spannungsteiler entnommen werden.
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Eine zweckmäßige und einfache Schaltung für den erfindungsgemäßen
Lichtmengenmesser kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß sein photoelektrischer
Wandler, z. B. eine Photodiode, in Reihe mit einem Ladekondensator liegt, dessen
Spannung einen in einem Zweig einer Gleichstrombrücke befindlichen spannungsabhängigen
Widerstand steuert, während in einer Diagonalen der Gleichstrombrücke der Strommesser
liegt.
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Der erfindungsgemäße Lichtmengenmesser kann so klein und leicht gebaut
werden, daß er sich in vielen Fällen unmittelbar in dem Blitzlichtgerät oder aber
auch in einer photographischen Kamera unterbringen läßt. Die Unterbringung in der
Kamera ist zulässig, da diese während der Aufnahme meistens in der Nähe des Blitzlichtgerätes
aufgestellt ist. Die Unterbringung des Lichtmengenmessers unmittelbar in dem Blitzlichtgerät
hat den Vorteil, daß die Verbindungsleitungen zur Stromversorgung des Blitzlichtgerätes
entfallen. Die Schalt- und Bedienungselemente des Lichtmengenmessers können aber
auch in einem unabhängigen Adapter untergebracht sein, der entweder mit dem Blitzlichtgerät
oder einer photographischen Kamera gekuppelt werden kann.
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Im folgenden wird an dem in der Zeichnung dargestellten Schaltbild
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
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Rechts von der strichpunktierten Linie 5 ist die Schaltung eines
elektrisch integrierenden Lichtmengenmessers gezeichnet, bestehend aus der Photodiode
6, dem Ladekondensator7 und dem Milliamperemeter8, das in der Diagonalen der Brücke
aus den Widerständen 9 und 10, dem Potentiometer 11 und dem Transistor 12 liegt.
Die an der anderen Brückendiagonalen liegende Spannung und die Saugspannung für
die Photodiode liefert ein links von der Linie 5 angedeuteter Spannungsteiler des
Blitzlichtgerätes.
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Die Photodiode liegt in Reihe mit dem Speicherkondensator und einem
Schalter 13, der (angedeutet durch die gestrichelte Linie) mit einem (nicht dargestellten)
im Zündstromkreis des Blitzgerätes liegenden Schalter gekuppelt ist. Solange der
Stromkreis 6-13-7 nicht geschlossen ist, herrscht in der Brücke Gleichgewicht, das
eingestellt wird durch den Arbeitspunkt des Transistors und das Potentiometer 11.
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Der Schalter 13 wird durch Fingerdruck betätigt und hat vier Kontakte
1 bis 4, von denen der Kontakt 3 etwas breiter dargestellt ist, um anzudeuten, daß
der Schalter auf dem Wege vom Kontakt 2 -in dieser Schalterstellung wird der Kondensator
entladen - nach Kontakt 4 - in dieser Schalterstellung wird das Instrument abgelesen
- etwas länger verweilt, und zwar entspricht die Verweilzeit etwa der Verschlußöffnungszeit.
In der Schalterstellung 3 wird auch das Blitzlichtgerät ausgelöst. Der Strom durch
die Photodiode 6, die im Lampenstab unterhalb des Reflektors für die Blitzlichtquelle
und in dessen
Schatten angeordnet ist, lädt den Kondensator 7 auf.
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Entsprechend der Spannung am Kondensator ändert sich der Strom durch
den Transistor 12; das Brückengleichgewicht wird gestört, und der Strom durch das
Meßinstrument 8 liefert eine der Störung, d. h. der auf die Zelle gefallenen Lichtmenge
proportionale Anzeige. Die Diode wird in einem lichtsammelnden Reflektor angeordnet,
der vorzugsweise den Öffnungswinkel des Reflektors der Blitzlichtquelle hat, aber
auch enger sein kann.
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Der Transistor kann auch in einer anderen als in Emitterschaltung
betrieben werden. Ebenso kann der Kondensator 7 vor der Messung auf eine bestimmte
Spannung aufgeladen und dann über die Photodiode entsprechend dem einfallenden Licht
entladen werden. Die Schalterstellung 4 ist überflüssig, wenn der Stromkreis 6-13-7
mit elektronischen Mitteln, die eine der Verschlußöffnungszeit entsprechende Zeitkonstante
haben, unterbrochen wird, damit nicht im Aufnahmeraum vorhandenes Streulicht, das
ständig auf die Zelle 6 fällt, das Meßergebnis aus der Blitzlichtmessung verfälscht.
Der Nullpunkt des Meßinstruments kann unterdrückt werden, falls ein geringer Teil
des Lichtblitzes unmittelbar auf die Zelle 6 gelangen sollte. Versuche im reflexionsfreien
Raum zeigten jedoch, daß dieser Anteil verschwindend klein ist. Wird das Instrument
mit einer die Filmempfindlichkeiten berücksichtigenden Skala versehen, z. B. einer
Walzenskala, wie sie bei Belichtungsmessern bekannt ist, so kann unmittelbar der
Blendenwert abgelesen werden. Bei einem elektronischen Blitzlichtgerät kann für
die Messung auch mit kleinerer Leistung geblitzt werden, sofern der photoelektrische
Wandler noch genügende Ströme liefert.
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In diesem Falle stellt der KondensatorK nur eine Teilkapazität des
Speicherkondensators des Blitzlichtgerätes dar, wie dies an sich bekannt ist.