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Belichtungsautomat für Vergrößerungsgeräte Die Erfindung betrifft
einen nach dem Reflexionsverfahren arbeitenden Belichtungsautomaten.
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Bei nach diesem Verfahren arbeitenden bekanntgewordenen Geräten fällt
während der Belichtungszeit das von der Positivbildfläche reflektierte Licht auf
ein geeignetes Photoelement, z. B. einen Sekundärelektronenvervielfacher, dessen
Meßstrom zur zeitabhängigen Aufladung eines Kondensators benutzt wird. Nach Erreichen
einer bestimmten Ladespannung wird durch entsprechende elektrische und elektronische
Mittel die Abschaltung der Lichtquelle des Vergrößerungsgerätes ausgelöst.
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Die Erfindung bezweckt, den technischen Aufwand und die Abmessungen
eines nach diesem Verfahren arbeitenden Belichtungsautomaten entscheidend zu reduzieren
sowie das Gerät universell anwendbar zu machen.
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Gegenstand eines älteren Patentes ist ein nach dem Reflexionsverfahren
arbeitender photoelektrischer Belichtungsmesser mit einem nur in den Belichtungspausen
zusätzlich konstant bestrahlten Photowiderstand als photoelektrischem Indikator
und mit einem zweiten Photowiderstand als Schaltungselement, der ebenfalls von einer
Lichtquelle mit zeitlich konstanter Stärke beleuchtet wird. Dabei wird davon ausgegangen,
die höhere Lichtempfindlichkeit eines Photowiderstandes auszunutzen, ohne dessen
Nachteile in Erscheinung treten zu lassen. Dies wird dort jedoch durch eine konstante
Bestrahlung des Photowiderstandes sowohl vor als auch während der Belichtung erreicht.
Das heißt, die Beleuchtungsstärke der für die Belichtung erforderlichen Lichtquelle
wird von Fall zu Fall manuell vor der eigentlichen Belichtung so eingeregelt, daß
am Photowiderstand immer die gleiche Beleuchtungsstärke auftritt, gleich, ob er
von der Vorbelichtungslichtquelle oder vom Meßobjekt bestrahlt wird. Für die Arbeitsweise
eines Belichtungsautomaten für Vergrößerungsgeräte ist dieses Meßverfahren ungeeignet.
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Als photoelektrischer Indikator hat sich bei den bekanntgewordenen
Verfahren der Sekundärelektronenvervielfacher durchgesetzt. Er stellt das lichtempfindlichste
und teuerste der bekannten Photoelemente dar und bedingt einen erheblichen technischen
Aufwand für die Stromversorgung. Das Netzteil muß stabilisiert sein, wenn die erforderliche
Meßgenauigkeit erreicht werden soll. Außerdem sind Sekundärelektronenvervielfacher
stark temperaturabhängig und dem Verschleiß unterworfen. A11 das hat zur Folge,
daß mit Sekundärelektronenvervielfacher ausgerüstete Belichtungsautomaten unhandlich,
empfindlich und teuer sind. Es ist aber auch bekannt, als Indikator einen Photowiderstand
zu verwenden. Grundsätzlich besitzen Photowiderstände anderen Photoelementen gegenüber
eine Reihe Vorteile: Bei sehr großer Lichtempfindlichkeit, die nur noch vom Sekundärelektronenvervielfacher
übertroffen wird, haben sie einen von anderen Photoelementen nicht erreichten Belichtungsspielraum,
sind klein, leicht und billig, unterliegen keinem Verschleiß und stellen robuste
Bauelemente dar.
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Bekanntlich ist den Photowiderständen aber als Nachteil eine relativ
große Trägheit eigen, und sie besitzen eine Art Erinnerungsvermögen. War ein Photowiderstand
z. B. lange Zeit der Dunkelheit ausgesetzt, dann reagiert er äußerst langsam auf
eine sehr schwache Bestrahlung. Es kann. Stunden dauern, bis ein Photowiderstand
unter diesen Betriebsbedingungen seinen endgültigen Widerstandswert annimmt, wogegen
ein Photowiderstand, der unmittelbar vorher einer relativ großen Beleuchtungsstärke
ausgesetzt war, wesentlich schneller auf einen plötzlichen Bestrahlungswechsel reagiert.
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Aus diesem Verhalten der Photowiderstände folgt, daß es durch eine
nur in den Belichtungspausen erfolgende Vorbelichtung möglich ist, die Trägheit
der Photowiderstände stark herabzusetzen. Geht man von einer Vorbelichtung aus,
die so stark ist, daß sich der Photowiderstand in kürzester Zeit auf einen dieser
Vorbelichtung zugeordneten Widerstandswert einstellt, dann hat der Photowiderstand
die Eigenschaft, nach Abschalten der Vorbelichtung immer gleichartig zu reagieren
und im Falle z. B. völliger Dunkelheit bereits nach wenigen Sekunden sehr angenähert
seinen endgültigen Widerstandswert anzunehmen, der seinem Dunkelwert entspricht.
Beim Vorliegen einer beliebigen Beleuchtungsstärke nach Abschaltung der Vorbelichtung
stellt sich der vorbelichtete Photowiderstand wesentlich schneller auf
den
zugeordneten Widerstandswelt ein, als es ohne eine Vorbelichtung der Fall wäre.
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Zweck der Vorbelichtung ist also die Verringerung der Trägheit auf
ein tragbares und reproduzierbares Maß. Trotz der soeben beschriebenen Vorbelichtung
des Indikators, die bereits Gegenstand eines älteren Patents ist, ließe sich keine
hinreichende Proportionalität zwischen Beleuchtungsstärke und vom Belichtungsautomaten
geschalteter Belichtungszeit herstellen. Da der Photowiderstand trotz Vorbelichtung
seinen Widerstandswert bei Beleuchtungswechsel nicht sprunghaft ändern kann, würde
zu Beginn der Belichtung der Kondensator einen Fehlstrom erhalten, der das Meßergebnis
bei verschieden langen Belichtungszeiten unterschiedlich beeinflussen würde.
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Erfindungsgemäß wird nun dieser Fehlstrom dadurch vermieden, daß mit
einem zweiten, ebenfalls nur in den Belichtungspausen vorbelichteten Photowiderstand
ein Nebenschluß zu einem Kondensator hergestellt wird. Durch den zweiten Photowiderstand
fließt zu Beginn der Belichtung ein Kompensationsstrom, der: in seiner Größe und
seinem Verlauf dem oben angegebenen Fehlstrom entspricht und mit Hilfe der Vorbelichtung
beeinflußbar ist.
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In der Zeichnung wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Vergrößerungsgerät mit einem Indikator, F i g.
2 ein zu einer Einheit zusammengefaßtes Bedien- und Steuergerät, F i g. 3 ein Bedien-
und ein Steuergerät, die räumlich getrennt und durch Kabel verbunden sind, F i g.
4 ein Schaltbild von Bedien- und Steuergerät. Der Belichtungszeitbestimmung werden
die effektiven Negativbildgrößen 1 (s. F i g. 1) zugrunde gelegt. Ferner besitzen
die der Meßsonde 2 zugewandten Oberflächen des Kopierrahmens 3 mit seinen Formatblenden
4 und der Grundplatte des Vergrößerungsgerätes 5 ähnliche reflektierende Eigenschaften
wie das zu belichtende Papier. Außerdem ist die den Indikator 6 enthaltende Meßsonde
2 mechanisch mit dem beweglichen Projektorteil 7 verbunden.
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Durch diese Anordnungen wird erreicht, daß die Meßsonde allein die
richtigen Werte zur Belichtungszeitbestimmung liefert, so daß bei Veränderung des
Vergrößerungsmaßstabes und ,/oder der Positivbildgröße 8 im Gegensatz zu bekannten
Verfahren keine zusätzlichen Korrektur- oder Abstimmittel am Kopierrahmen oder am
Vergrößer ungsgcrät nötig sind.
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Mit Hilfe des photometrischen Grundgesetzes und der Linsengleichungen
läßt sich nachweisen, daß die geforderten Bedingungen dann erfüllt sind, wenn die
Meßsonde mit der Vergrößerungsoptik mechanisch verbunden und dabei die lichtempfindliche
Fläche des Indikators um den Betrag der Brennweite 9 der jeweils verwendeten Vergrößerungsoptik
von deren Hauptebene l0 entfernt gemäß F i g. 1 montiert wird. In dieser Ebene 11
sind alle theoretischen Voraussetzungen gegeben, nach denen sich Veränderungen des
Vergrößerungsmaßstabes oder Objektivwechsel in richtige Meßwerte umsetzen, wenn
die projizierte Negativbildgröße 1 der Messung zugrunde liegt.
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Gemäß F i g. 1 gelangt das Licht auf dem Wege diffuser Reflexion von
der Positivbildfläche zu Indikator 6.
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Photowiderstand 13 ist mit Lichtquelle 14 zusammen in einem lichtdichten
Gehäuse untergebracht. Der Nebenschluß zu Kondensator 18 wird daher aufgehoben,
weil der Photowiderstand 13 nach Abschaltung der Lichtquelle 14 sehr schnell seinem
Dunkelwert (weit über 100 Megohm) zustrebt.
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Der Indikator 6 und der Photowiderstand 13 bilden mit Widerstand 17
und Kondensatdr 18 ein RC-Netzwerk, welches in Verbindung mit der beschriebenen
Vorbelichtung die Auswirkung der den Photowiderständen eigenen Trägheit auf das
Meßergebnis nahezu beseitigt. Zusätzlich ist es noch möglich, mit Hilfe der Vorbelichtungsdosierung
die Proportionalität zwischen der effektiven Beleuchtungsstärke und der Belichtungszeit
so zu beeinflussen, daß der Schwarzschildeffekt kompensiert wird.
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Indikator 6 beeinflußt beim Belichtungsvorgang das bereits erläuterte
RC-Netzwerk derart, daß am Punkt 19 des Netzwerkes eine belichtungsabhängige Spannungsänderung
eintritt. Der geforderte Spannungsverlauf läßt sich mit Hilfe der Einstellmittel
15
und 16 einregem. Diese Einstellmittel beeinflussen die Vorbelichtung der
beiden Photowiderstände und damit ebenfalls indirekt den Spannungsverlauf am Punkt
19. Bei richtiger Einstellung der Einstellmittel 15 und 16 verläuft die Spannung
am Punkt 19 während eines Belichtungsvorganges so, als ob allein ein bestimmter
ohmscher Widerstand den Kondensator 18 aufladen würde.
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Beim Ausführungsbeispiel wird über den Widerstand 21 der am Punkt
19 steigenden Gleichspannung eine Wechselspannung überlagert, welche bewirkt, daß
im Gegensatz zu bekannten, mit Thyratronen arbeitenden Verfahren ein an sich bekannter
katodengekoppelter monostabiler Multivibrator bei sehr langsamen Gleichspannungsanstieg
am Punkt 19
(F i g. 4) exakt den Abschaltvorgang auslöst. Wenn also die Gleichspannung
am Punkt 19 so weit gestiegen ist, daß die positiven Spitzen der überlagerten
Wechselspannung eine Anodenstromänderung an Röhre 22 hervorrufen, kippt der Multivibrator
in an sich bekannter Weise in seine unstabile Stellung, d. h., Röhre 25 wird stromlos.
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Der Multivibrator ist so geschaltet, daß sich im Anodenkreis der Röhre
25 ein Relais A befindet, und im gleichen Stromkreis ist der Arbeitskontakt
a4 des Relais A angeordnet. Durch diese Schaltung wird bewirkt, daß
mit Hilfe des Relais A die erforderlichen Schaltvorgänge, wie Einschalten der Vergrößerungslampe,
Abschalten der Dunkelkammerbeleuchtung, Entladung des Kondensators 18, vorgenommen
werden. Der als Selbsthaltekontakt für das Relais A wirkende Arbeitskontakt a 4
sorgt dafür, daß der Stromkreis der Röhre 25 auch dann geöffnet bleibt, wenn der
Multivibrator in seine stabile Stellung zurückgekehrt ist. Versuche mit dieser Schaltung
haben ergeben, daß sich hiermit wesentlich längere Schaltzeiten verwirklichen lassen
als mit Thyratronen oder Kaltkatodenröhren. Der Grund liegt darin, daß sich letztere
nicht leistungslos schalten lassen und daß die Photoströme bei extrem schwachen
Beleuchtungsstärken verschwindend klein werden.
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Die noch vorgesehenen Abstimm- und Schaltmittel 23, 24, 26 dienen
der Eichung des Gerätes bzw. der Veränderung der Belichtungszeit. Beim Ausführungsbeispiel
erfolgt außerdem die Umschaltung des Kondensators 18 mittels Schalter 27 zwecks
Angleichung des Belichtungsautomaten an die verschiedenen Papiersorten bzw. zur
individuellen Änderung der Belichtungszeit.
Der Belichtungsautomat
besteht aus der Meßsonde 2 sowie dem Bedien- und Steuergerät 28, die miteinander
durch Kabel zu einer funktionellen Einheit verbunden sind. Diese Bauweise hat im
Gegensatz zu bekannten Verfahren den Vorteil, däß jeder Baustein den praktischen
Erfordernissen entsprechend optimal angepaßt werden kann.
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Erfindungsgemäß werden daher zwei Ausführungsformen vorgeschlagen,
nach F i g. 2 und 3, daß einmal das Bedien- und Steuergerät 28 eine Einheit bildet
und daß im zweiten Fall das Bediengerät 28 a vom Steuergerät 28 b räumlich getrennt
ist und beide miteinander durch Kabel verbunden sind.
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Bei letzterer Ausführungsform können an ein Steuergerät mehrere Bediengeräte,
z. B. gemäß F i g. 3 mit den dazugehörigen Meßsonden angeschlossen werden. Auf diese
Weise ist es möglich, mehrere Vergrößerungsgeräte auf besonders rationelle und platzsparende
Art gleichzeitig und in der Betriebsweise unabhängig voneinander zu automatisieren.
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Für das Bedienfeld sind vorgesehen Automatik-Auslösedruckknopf 29,
Schalter 31 und der Belichtungszeit-Wahlschalter 27.
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Bei der folgenden Funktionsbeschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß
F i g. 4 wird vom stromlosen Zustand der Relais A und B ausgegangen.
Dieser Zustand tritt ein nach Anschaltung des Gerätes an die Stromversorgung oder
nach einem beendeten Belichtungsvorgang. Es herrschen folgende Zustände: Indikator
6 wird durch Lichtquelle 12 ebenso wie Photowiderstand 13 durch Lichtquelle 14 belichtet.
Die Lichtquellen 12 und 14 erhalten über die regelbaren Widerstände 15 und 16 gemeinsam
über Relaiskontakt a 1 Spannung. Das Meßnetzwerk, enthaltend Indikator 6, Photowiderstand
13, Widerstand 17 und Kondensator 18, ist infolge des geöffneten Relaiskontaktes
a2 stromlos. Kondensator 18 ist über Widerstand 33 durch Kontakt a 3 kurzgeschlossen
und somit ohne Ladung. Über den Relaiskontakt b 1 ist die Dunkelkammerbeleuchtung
34 eingeschaltet. Um das Einstellen des Bildes zu ermöglichen, ist ein Schalter
31 vorgesehen. Mit seiner Betätigung kann die Belichtungslampe 32 ein- und ausgeschaltet
werden, ohne daß der- Zustand der Automatik hiervon eine Veränderung erfährt.
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Der Belichtungsbeginn wird durch kurzes Schließen des Automatik-Auslösekontaktes
29 eingeleitet. Kontakt 29 schließt den Stromkreis, bestehend aus Relais A, Röhre
25, Widerstand 23 bzw. 24 und Schalter 26. Der Automatik-Auslösekontakt 29 wird
nach erfolgtem Anzug des Relais A durch dessen Kontakt a4 überbrückt. Über
Relaiskontakt a5 wird B-Relais zum Anzug gebracht. Über Kontakt b 1 wird
die Dunkelkammerbeleuchtung 34 aus- und über Kontakt b 2 die Belichtungslampe 32
eingeschaltet.
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Die Belichtung des Indikators 6 und des Photowiderstandes 13 durch
die Lichtquellen 12 und 14 wird durch Öffnen des Relaiskontaktes a 1 unterbrochen.
Das Meßnetzwerk erhält Spannung über Relaiskontakt a2, und der Nebenschluß von Kondensator
18 über Widerstand 33 und Photowiderstand 13 wird durch Öffnen von Relaiskontakt
a3 bzw. infolge Erlöschens der Lichtquelle 14 aufgehoben.
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Am Punkt 19 des Meßnetzwerkes steigt die Spannung so lange an, bis
eine Spitze der dieser ansteigenden Gleichspannung überlagerten Wechselspannung,
welche dem Netzwerk über Widerstand 21 zugeführt wird, an der Anode der Röhre 22
einen negativen Impuls erzeugt und damit in bekannter Weise den stabilen Zustand
des Multivibrators beendet. Röhre 25 wird stromlos und ikelais A fällt ab. Damit
ist der Ausgangszustand der Beschreibung erreicht. Im Ausführungsbeispiel gemäß
F i g. 2 werden in Abänderung zu F i g. 4 die Dunkelkammerbeleuchtung 32 und die
Belichtungslampe 34 vom Relais A direkt geschaltet, wobei Kontakt a5 in den Stromkreis
der Belichtungslampe 34 und Kontakt a 6 in den Stromkreis der Dunkelkammerbeleüchtung
32 geschaltet ist. Der Netzteil ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Bedien- und
Steuergerät gemäß F i g. 2 enthalten.