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Basteleien und Reparturen

Defekte Kameras hat niemand gern in der Vitrine stehen. Hier wollen wir einmal ein paar Anregungen und Hinweise für Reparaturen geben.

Über reine Reparaturen hinaus hat es mir immer schon Spaß gemacht an phototechnischen Geräten zu basteln. Über die Jahre sind diese Basteleien dann allerdings immer aufwendiger geworden, sodaß das ganze ein wenig ausgeartet ist. Aber urteilt selbst. Zuvor möchte ich noch ein paar Gerätschaften vorstellen, die bei der Reparatur und mehr noch beim Umbau von Kameras sehr wichtig sind.

Geräte für den optischen Abgleich

 

Zu den wichtigsten Gerätschaften bei der Überprüfung und Instandsetzung von Phototechnik gehört das Autokollimationsfernrohr. Ein Kollimator ist eine optische Vorrichtung, bei der eine durchleuchtete Testmarke (z.B. Fadenkreuz), die sich im Brennpunkt eines hochwertigen Objektives befindet, ins unendliche abgebildet wird. Das aus diesem Objektiv austretende Lichtbündel ist dann parallel ausgerichtet (colinear). Beim sogenannten Autokollimator wird es über einen Oberflächenspiegel direkt in das Kollimatorobjektiv zurückgeworfen und mithilfe eines Strahlenteilers ausgespiegelt. Dieses ausgespiegelte Licht wird einem Okular zugeführt, durch das visuell begutachtet werden kann, ob das Bild der Strichmarke wieder in derselben Ebene liegt, wie die Strichmarke selbst. Dieses Prinzip bildet die Grundlage für sehr genaue Prüf- und Meßmöglichkeiten.

 

Diese beiden Exemplare vom Typ 400LL9 (links) und 200LL9 (unten) waren lange Zeit in der Versuchswerkstatt im Stammwerk Niedersedlitz im Einsatz. Der senkrecht gebaute 400er wurde ursprünglich dazu genutzt, die tatsächliche Brennweite von Einbauobjektiven auszumessen bzw. die fertige Kamera auf Unendlich zu justieren. Natürlich eignet er sich auch zum Überprüfen des Auflagemaßes von Kameras mit Wechselobjektiven (sog. Nullabgleich). Darüber hinaus sind aber auch noch andere interessante Messungen möglich. Durch Umbau auf eine moderne, sehr intensive LED-Beleuchtung reicht nun auch eine diffuse Oberfläche einer photographischen Schicht als Reflexionsfläche. Weil sich jeder flexible Schichtträger immer mehr oder weniger stark ins Bildfenster hineinwölbt, kann auf diese Weise der Unendlichabgleich des Objektivs bzw. das Einstellen des Auflagemaßes der Kamera auf die tatsächliche Position der Filmoberfläche abgeglichen werden, bzw. zwischen dieser und einer theoretisierenden Planfläche vermittelt werden. Das ist sehr wichtig bei lichtstarken Objektiven oder bei Mittelformatkameras mit dem stark zur Durchwölbung neigenden Rollfilm 120 (die übrigens so erschütternd hoch ist, daß sich hochlichtstarke Objektive für diesen Filmtyp grundsätzlich nicht eignen). Auch die sog. Plattendifferenz läßt sich ausmessen, also etwaige Lageunterschiede zwischen Mattscheibe und Film bei Kassettenkameras.

Das Wort "ausmessen" ist übrigens wörtlich zu nehmen. Der Zweck eines solchen Ungetüms beschränkt sich nämlich nicht allein darauf, eine künstlich im Unendlichen liegende Einstellmarke zu projizieren. Der eigentliche Clou des Autokollimators liegt vielmehr darin, daß das hochwertige Kollimatorobjektiv mit seiner genau bekannten Brennweite mit einer Meßskala gekuppelt ist, an der sich die Abweichung von der Unendlicheinstellung dieses Kollimatorobjektivs auf den 1/10mm genau ablesen läßt. Diese Abweichung des Kollimatorobjektivs vom Unendlichpunkt verhält sich zur Fehleinstellung des Kameraobjektivs wie die Quadrate der Brennweiten des Kollimator- und des Photoobjektivs sich zueinander verhalten. Beträgt die Brennweite des Kollimators also 400mm und die Brennweite eines Photoobjektivs beispielsweise 50mm dann verhalten sich die Einstellfehler wie 1:64. Hat man also am Nonius des Kollimators eine Auszugsverlagerung von 6,4mm abgelesen, dann beträgt der Auszugsfehler des Photoobjektivs (oder die Durchwölbung der Schicht) lediglich 0,1mm. Es sind also sehr genaue Messungen möglich. Zu erwähnen ist noch, daß die Einstellfehler sich umgekehrt zueinander verhalten. Ergibt die Meßskala am Kollimator beispielsweise einen verlängerten Auszug (gleichbedeutend mit einem Skalenwert kleiner als 50mm), dann ist das Auflagemaß des Objektivs zu kurz eingestellt; muß das Kollimatorobjektiv über den Unendlichpunkt hinaus näher zur Strichplatte verstellt werden (Skalenwert größer 50mm), dann weist das Objektiv eine Auszugsverlängerung auf. Im ersten Fall würde am Photoobjektiv bereits unendlich erreicht werden, wenn der Meterring noch eine endliche Entfernung anzeigt, im zweiten Fall wäre es unmöglich, überhaupt auf unendlich zu kommen. Solche Messungen sind also im Bereich der Photooptik geradezu essentiell.

Das schwarze Modell vom Typ 200LL9 stammt aus den späten 1950er Jahren. Durch die horizontale Bauweise eignet es sich besonders für die Justage des Bildeinstellsystems einer Spiegelreflexkamera. Bei diesen Kameras muß auch der Sucherstrahlengang über den Reflexspiegel zur Feldlinse so eingestellt werden, daß er mit dem Auflagemaß zusammenfällt. Nachdem der richtige Neigungswinkel des Spiegels eingestellt ist, wird anstelle der Feldlinse ein Oberflächenspiegel eingelegt und das Testfadenkreuz über das stark vergrößernde Okular des Autokollimators kontrolliert. Bei einer Pentacon Six reicht es aber für eine schnelle Überprüfung auch, das Fadenkreuz auf die Mattscheibe zu werfen und mit einer starken Lupe zu untersuchen, ohne alles ausbauen zu müssen. Auf diese Weise läßt sich zudem eine solche Mattscheibe auch einigermaßen wieder "austaumeln", falls der Vorbesitzer leichtfertig die Schrauben der Mattscheibenauflage ungleichmäßig verstellt hat. Wenn man hier freilich exakt arbeiten will, dann braucht man den in der Montageanleitung vorgeschriebenen Kollimator mit 800mm Brennweite und den zwei Fadenkreuzen für "Parallelität" und "Randschärfe". Für uns heißt das: Von den Stellschrauben für die Mattscheibenauflage lassen wir lieber die Finger.

Ein Problem, das in der Praxis oft auftaucht, ist eine dejustierte Entferungseinstellung bei einem Objektiv. Bei älteren Objektiven erfolgte der Unendlichabgleich oftmals dadurch, daß ein Abstimmring auf das erforderliche Maß abgedreht wurde. Damit war das sogenannte Anlagemaß unverrückbar und ein für alle mal festgelegt. Aus Gründen der rationelleren Fertigung wurde aber später dazu übergegangen, den Unendlichanschlag durch Kontern mit Vorschraubringen (Zeiss) oder Schrauben (Pentacon) festzulegen. Einem geübten Monteur war es auf diese Weise möglich, das Anlagemaß binnen Sekunden sehr präzise einzustellen. Die Verschraubungen wurden dann zumeist verlackt. Trotzdem kann es aber vorkommen, daß sich diese Verschraubungen zum Beispiel durch wiederholte Rüttelbelastung lösen. Bei Objektiven des alten Typs mit dem besagten Abstimmring muß lediglich der Vorschraubring wieder festgezogen werden. Bei den späteren Objektiven ist dann dieses ursprünglich im Werk eingestellte Maß erst einmal verloren. Mit einem Kollimator kann es aber prinzipiell bis auf wenige hundertstel Millimeter Toleranz wiedergefunden werden.

Bei genauer Untersuchung ergab sich aber das Problem, daß ein und dasselbe Objektiv an unterschiedlichen Kameras jeweils Einstellwerte brachte, die ziemlich stark voneinander abwichen. Das liegt daran, daß das Anlagemaß des Objektivs (Originalausdruck bei Zeiss Jena) durchaus nicht mit dem Focusmaß der Kamera (Fachwort bei Pentacon) zusammenfallen muß. Beide Werte sind nämlich toleranzbehaftet. Anders ausgedrückt: Wenn man den Unendlichabgleich des Objektivs zusammen mit einer bestimmten Kamera vornimmt, dann paßt man das Anlagemaß des Objektivs lediglich an das Focusmaß dieser einen Kamera an. Das ist sehr problematisch bei Kameras mit Wechselobjektiven, weil dann keine universelle Austauschbarkeit der Objektive mehr möglich ist. Toleranzen können sich nämlich gegenseitig auslöschen, aber auch aufaddieren. Wenn also das Objektiv nicht fest mit der Kamera verbaut ist, dann müssen beide Einstellwerte einzeln abgeglichen werden. Bei der Kamera wird das Focusmaß daher mechanisch mit einer Meßuhr abgetastet, womit die Filmbahn auch gleichzeitig auf eine etwaige Durchwölbung hin untersucht werden kann. Um das Objektiv unabhängig von einer bestimmten Kamera einstellen zu können, habe ich mir das oben gezeigte Prüfgerät für M42-Objektive gebaut, bei dem das Auflagemaß von 45,5 +/-0,03mm genau eingehalten ist (nach Zeiss-Norm, für optische Messungen bei monochromatischem Licht der Wellenlänge 546nm ergibt sich übrigens für jeden Objektivtyp ein eigenes Grundmaß, das ein wenig um den Wert 45,5mm schwanken kann, siehe Beispiele unten). Alle Objektive mit einem größeren Anlagemaß können getestet werden, wenn ein präziser Adapter auf M42 vorhanden ist (z.B. Praktisix-Bajonett).

Aus dem Schrott gerettet wurden auch diese Verschlußzeitmeßgeräte vom Typ EG142, die Ende der 70er Jahre eingeführt wurden, als die ersten Praktica EE2/EE3 bzw. B200 in den Vertragswerkstätten auftauchten. Für diese Modelle mit ihrer Zeitautomatik war eine neue Geräteserie notwendig geworden, weil ja nun die Verschlußzeit in Abhängigkeit von der jeweiligen Motivleuchtdichte auf elektronischem Wege gebildet wurde. Dazu war der gesamte Meßgerätepark in Einzelmodule aufgelöst worden (Beleuchtungseinrichtung, Meßverstärker, Zeitmeßgerät). Das System war darauf ausgelegt, daß prinzipiell ein einziges Zeitmeßgerät genügte. Hatte man aber drei von diesen zur Verfügung, so konnten die Vorhanglaufzeiten und die eigentliche Verschlußzeit gleichzeitig gemessen werden, was den Arbeitsaufwand beim Einjustieren des Verschlusses sehr erleichterte. Auch war es möglich, die Zeiten an drei Stellen des Vorhanglaufweges gleichzeitig zu messen und zu vergleichen.

Gleich drei solcher Impulsdauermeßgeräte zu ergattern war aber schwierig und dürfte auch ausgesprochen teuer gewesen sein, denn in jedem Gerät stecken nicht weniger als 26 Digitalschaltkreise der TTL-Serie, die damals in der DDR gerade erst herausgekommen und daher sehr teuer waren. Das untere Gerät ist das älteste der drei und dessen jüngste IS stammen aus dem Jahr 1979. Nach dem Tausch eines Zähler IS Typ D192 und einiger Displays arbeiten diese Meßgeräte wieder sehr zuverlässig.

Nur mit einem solchen genau auf unendlich abgeglichenen Objektiv lassen sich wiederum die Lage der Sucherscheibe einstellen sowie das Auflagemaß optisch überprüfen. Diese drei Einstellungen greifen also alle unweigerlich ineinander. Über die Präzisionsanforderungen, die hier gestellt werden, macht sich der Photoamateur oftmals keine Vorstellungen. Wenn die Hersteller von Kameras und Objektiven aber Toleranzen im Bereich von einigen zehn Mikrometern zulassen, dann kann man in etwa abschätzen, wie wichtig diese Justagen in Wahrheit sind. Wenn also irgendjemand in irgendeinem Internetforum sich zu der Aussage versteigt, irgendein von ihm „getestetes“ Objektiv habe bei offener Blende eine schlechte Leistung, dann müßte man eigentlich gegenfragen, wieviel Mikrometer Toleranz seine Einstellscheibe aufzuweisen hat… ;-)

 

 

 

Verschlußzeitmessung

Theorie und Praxis der Belichtungszeitenmessung an Zentralverschlüssen

 

1. Problemstellung

 

Die Verschlußzeitenmessung am Objektivverschluß ist ein komplexes Metier. Das liegt daran, daß es schwierig ist, hier ein eindeutiges „Startkriterium“ für die Messung zu definieren. Beim Schlitzverschluß ist alles klar: Hier gibt die erste der beiden Vorhangkanten den Lichtpfad frei, die andere verschließt ihn wieder. Der Lichtempfänger des Verschlußzeitenmeßgerätes wird entweder bestrahlt oder nicht bestrahlt. Das charakteristische Merkmal des Zentralverschlusses – daher auch der Name – liegt nun aber darin, daß sich bei fast allen Typen die Belichtungsöffnung von der Mitte her auftut, immer größer wird, bis schließlich der volle Durchlaß des Verschlusses freigegeben wird. In dieser geöffneten Position verharren die Sektoren des Verschlusses um eine solche Weile, die ihrerseits mit der eingestellten Belichtungszeit im Zusammenhang steht, und verschließen die Öffnung alsdann wieder. Zu diesem Charakteristikum des Zentralverschlusses gehört demnach auch, daß alle Stellen der photographischen Schicht gleichzeitig belichtet werden, während beim Schlitzverschluß die Belichtung entsprechend der Schlitzweite abschnittsweise erfolgt. Als Folge dieses Charakteristikums des Zentralverschlusses ergibt sich, daß insbesondere bei den kurzen Verschlußzeiten der Vorgang des Öffnens und Schließens der Sektoren einen nicht mehr zu vernachlässigenden Anteil an der Gesamtbelichtungszeit einnimmt. Während dieser Zeit wirken die Sektoren aber wie eine Blende; das heißt sie verringern den freien Durchlaß der Objektivöffnung. Das ganze Problem, das die Komplexität der Belichtungsverhältnisse beim Zentralverschluß ausmacht, liegt nun darin, daß der zeitliche Anteil des Öffnens und Schließens der Sektoren in manchen Fällen eine sehr große Auswirkung auf die tatsächliche Belichtung haben kann, bei anderen Einstellungen aber einen kaum nennenswerten Einfluß zeigt. Die beiden Einflußfaktoren, die dieses variable Verhalten ausmachen, sind die eingestellte Nennbelichtungszeit und die Wahl der Blendenöffnung.

Seit etwa 100 Jahren werden Objektivverschlüsse so hergestellt, daß sich die Verschlußsektoren stets sprunghaft öffnen und ebenso wieder schließen, selbst wenn eine lange Verschlußzeit wie beispielsweise eine Sekunde eingestellt wurde. Dabei kann man allgemein davon ausgehen, daß die Zeitspanne, die die Sektoren vom Zustand der Deckung bis zur vollkommenen Freigabe des Lichtdurchlasses benötigen – als Öffnungszeit T1 bezeichnet – näherungsweise gleichlang wie die Zeitspanne T3, in der dieser Vorgang umgekehrt abläuft und der Lichtpfad wieder verschlossen wird. Dazwischen liegt die Zeitspanne T2, in der die Verschlußsektoren für eine gewisse Dauer einmal den vollen Verschlußdurchlaß freigeben; in der Fachliteratur als „Hauptzeit“ benannt. Wichtig dabei ist, daß bei modernen Verschlußkonstruktionen mit sprunghaft öffnenden und schließenden Sektoren die Summe der Öffnungszeit T1 und der Schließzeit T3 immer etwa gleich groß bleibt, unabhängig davon, ob eine kurze oder eine lange Belichtungszeit eingestellt wurde. Die Variation der Belichtungszeit geschieht also im Endeffekt durch eine Verlängerung oder Verkürzung der Hauptzeit T2. Stellt man beispielsweise eine Belichtungszeit von einer Sekunde ein, dann springen die Sektoren binnen weniger Millisekunden auf, verharren eine Sekunde lang im Zustand der vollen Öffnung, und springen anschließend während weniger Millisekunden wieder zu. Je kürzer die Belichtungszeit eingestellt wird, umso stärker wird diese Hauptzeit T2 verkürzt. Das läuft natürlich darauf hinaus, daß der Anteil der Öffnungs- und Schließzeit gegenüber der Hauptzeit immer mehr anwächst. Das geht so weit, daß bei der kürzesten eingestellten Belichtungszeit der Verschluß öffnet, die Sektoren nur ganz rasch die Bewegungsrichtung ändern, um dann anschließend sofort wieder zuzuspringen. Damit wächst der zeitliche Anteil des Öffnungs- und Schließvorganges und gewinnt gegenüber der bei der vollen Verschlußöffnung wirksamen Hauptzeit die Oberhand. Da, wie oben bereits vorgebracht, während des Öffnens und Schließens die Sektoren wie eine künstliche Abblendung des Objektives wirken, senken sie dadurch den Wirkungsgrad des Verschlusses bzw. des Objektives. Der Hersteller eines Zentralverschlusses wird also bestrebt sein, das Öffnen und Schließen so rasch wie möglich vonstattengehen zu lassen, um einerseits überhaupt kurze Verschlußzeiten zu erreichen, zum anderen bei diesen kurzen Verschlußzeiten noch einen einigermaßen akzeptablen Wirkungsgrad eines schnellen Verschlusses zu erzielen. Das ist besonders wichtig bei Verschlüssen für hochwertige Kameras, die zumeist mit recht lichtstarken Objektiven ausgerüstet sind. Setzt man solche Kameras ein, um unter schlechten Lichtverhältnissen rasche Bewegungen aufzunehmen, dann wird man eine große Objektivöffnung in Verbindung mit der kürzesten Verschlußzeit einstellen. In solchen Fällen ist es besonders wichtig, daß der Zentralverschluß einen hohen Wirkungsgrad vorzuweisen hat. Ansonsten hätte man zwar eine große Blendenöffnung des Objektivs eingestellt, diese volle Öffnung würde aber nur während eines winzigen Bruchteiles der Gesamtbelichtungszeit wirksam werden – die überwiegende Zeit würde das Objektiv durch die Verschlußbewegung ungewollt mehr oder weniger stark abgeblendet.

 

Das erklärt nun auch den zweiten Einflußfaktor auf die Belichtungsverhältnisse beim Zentralverschluß, den ich oben genannt habe: Die Wahl der Blendenöffnung. Wird dasselbe Objektiv nämlich um mehrere Stufen abgeblendet verwendet, dann spielt es, nachdem die Sektoren diese kleine Blendenöffnung bereits freigegeben haben, keine Rolle mehr, wie lange sie brauchen, um noch den vollen Durchlaß des Verschlusses zu erreichen. Denn dieser volle Durchlaß wird durch die Abblendung ohnehin nicht ausgenutzt. Dieselben Verhältnisse gelten umgekehrt auch für die Schließzeit. Eine Abblendung des Objektives kommt also einer künstlichen Verlängerung der Hauptzeit im Vergleich zur Öffnungs- und Schließzeit gleich, ohne daß sich die totale Belichtungszeit ändert. Das läuft letztlich auf eine spürbare Verbesserung des Wirkungsgrades bei kurzen Belichtungszeiten hinaus. Mit sukzessiver Abblendung verschieben sich somit die Kennwerte des Verschlusses. Und um genau diesen Umstand kreisen alle Probleme, die eine objektive Messung der Verschlußzeit bei Zentralverschlüssen so schwierig machen.

 

Um diese Schwierigkeiten näher zu beschreiben, müssen noch zwei weitere dahingehende Fachbegriffe eingeführt werden. Der eine ist die oben schon erwähnte „totale Belichtungszeit“ T. Die totale Belichtungszeit beginnt, wenn die Sektoren gerade das erste Licht hindurchlassen und sie endet, wenn die Sektoren gerade beginnen, sich wieder gegenseitig zu bedecken. Demnach setzt sich die totale Belichtungszeit aus der Summe von Öffnungszeit T1, Hauptzeit T2 und Schließzeit T3 zusammen. Zudem ist die totale Belichtungszeit der einzige Wert an einem Zentralverschluß, der sich objektiv messen läßt. Das ist insbesondere deshalb der Fall, weil der Wert der totalen Belichtungszeit keinerlei Abhängigkeiten von der Abblendung des Objektives zeigt.

 

Das ist ganz und gar nicht der Fall, wenn es um die sogenannte „äquivalente Belichtungszeit“ (meist Ta abgekürzt) geht. Dieser an sich sehr wichtige Wert läßt sich leider sehr schwer objektiv bestimmen. Die Äquivalenzzeit ist jene Belichtungszeit, die ihren Ausdruck in der photographischen Wirksamkeit des Verschlußablaufs findet; also im Grad der Schwärzung auf dem Negativ beispielsweise. Das würde ja aber bedeuten, daß sich die Äquivalenzzeit nur bestimmen läßt, wenn der Verschluß mit dem vorgesehenen Objektiv bestückt und vielleicht sogar noch in die vorgesehene Kamera eingebaut worden ist. Tatsächlich wurden Verschlüsse bis etwa 1930 ausnahmslos auf diese Weise getestet. Eine Messung der tatsächlichen Zeitwerte während der Herstellung des Zentralverschlusses war lange Zeit nicht möglich. Würde man versuchen, das Prinzip der Äquivalenzmessung für Werkstattzwecke elektronisch nachzubilden, dann müßte man einen photoelektrischen Lichtempfänger in der Bildebene des Objektivs positionieren. Dann würde sich aber sofort die Frage stellen, ab welchem Wert der Beleuchtungsstärke der Lichtsensor das Zeitzählwerk in Gang setzen und wieder stoppen solle. Denn nach wie vor gilt, daß bei kurzen Belichtungszeiten und großen Blendenöffnungen die totale Belichtungszeit wesentlich von den Anteilen der Öffnungs- und Schließzeit dominiert wird. Diese Zusammenhänge wirken sich natürlich auch auf die Äquivalenzzeit aus, da beim Öffnen des Verschlusses je nach eingestelltem Blendenwert die wirksame Belichtung alle Stadien von der totalen Unterbelichtung bis zum vollen, der eingestellten Blende entsprechenden Nennbelichtung durchläuft. Der umgekehrte Vorgang findet während des Schließens der Sektoren statt. Es ergibt sich dadurch die Notwendigkeit, einen Schwellenwert festzulegen, ab wieviel Prozent der vollen Beleuchtungsstärke, wie sie während der Hauptzeit des Verschlusses erreicht wird, das Verschlußzeitenmeßgerät zu zählen beginnt. Beispielweise könnte man den Beginn bzw. das Ende der Zeitmessung willkürlich auf einen Wert von ¼ der Nennbeleuchtungsstärke festlegen – also zwei Stufen Unterbelichtung. Das wäre mit einem entsprechend ausgelegten Schwellwertschalter ohne große Schwierigkeiten machbar. Problematisch umsetzbar wird dieses Verfahren aber dadurch, daß beim Verringern oder Vergrößern der Blende bzw. beim Ausmessen von Kameras mit Objektiven unterschiedlicher Lichtstärke auch dieser Schwellwert proportional verschoben werden müßte. Neben der Notwendigkeit, daß eine korrekte Äquivalenzzeitmessung nur beim montierten, mit einem Objektiv bestückten Verschluß wirklich sachgerecht durchführbar ist, tragen auch diese komplizierten Meßbedingungen dazu bei, daß sich das Verfahren der Äquivalenzzeitmessung nicht gut zum überprüfen und reparieren von Zentralverschlüssen in der Werkstattpraxis eignet. Und selbst wenn man sich auf dieses Verfahren einließe, dann müßte man trotzdem einige willkürlich angenommene Meßkonstanten zugrundelegen, wie zum Beispiel die Start- und Stop-Beleuchtungsstärke. In Bezug auf die photographische Praxis bedeutet diese Erkenntnis übrigens, daß die tatsächlich wirksame Belichtungszeit eines Zentralverschlusses letztlich sogar von einem sehr variablen Kriterium wie dem Belichtungsspielraum des verwendeten Filmmateriales abhängt.

Es gibt aber noch weitere Abhängigkeiten, die das Konzept der äquivalenten Belichtungszeit für praktische Messungen am Zentralverschluß problematisch machen, auf die ich anhand obiger Grafik noch einmal genauer eingehen will. Der Theoretiker definiert die Äquivalenzzeit Ta als den Quotienten aus der während der totalen Belichtungszeit hindurchgelassenen Lichtmenge M und dem größten Verschlußdurchmesser D. Das heißt, für ihn ist die äquivalente Belichtungszeit jene Zeitspanne, „während welcher ein idealer Verschluß offen bleiben müßte, um die gleiche Lichtmenge M durchzulassen, wie ein praktisch ausgeführter Verschluß“ (Pritschow, Photographische Kamera, 1931, S. 398.). Karl Pritschow meint damit jene Verluste, die sich dadurch ergeben, daß sich die Öffnungs- und Schließphase der Sektoren nun einmal nicht beliebig klein machen läßt. Der Theoretiker gleicht die sich aus der realen Verschlußbewegung ergebenden Lichtdurchlaßmengen dadurch aus, daß er – ganz der oben angegebenen Berechnungsgrundlage folgend – das „zu viel“ an Lichtmenge F1 quasi an die Position der Fläche F2 verschiebt, wodurch er zum eingezeichneten Start- und Endpunkt der Äquivalenzzeit gelangt. Mathematisch mag diese oben in der Grafik angedeutete Lösung statthaft sein; aus Sicht des photographischen Praktikers ist sie es nicht! Der Grund dafür liegt im unvermeidlichen Reziprozitätsverhalten photographischer Schichten (auch Schwarzschild-Effekt genannt). Diesen Gesetzmäßigkeiten folgend ist es eben nicht gleichgültig, an welcher Stelle sich die Lichtmenge F befindet und wohin sie verschoben wird. An der Position F1 würde die Lichtmenge die meiste Zeit eine bis zu vielhundertfache Unterbelichtung der Schicht nach sich ziehen. Aufgrund des Reziprozitätsgesetzes hätte das aber eine um Größenordnungen geringere photographische Wirkung zur Folge, als dieselbe Lichtmenge an der Position F2. Streng genommen ist also eine theoretisch berechnete Äquivalenzzeit von einer praktisch wirksamen zu unterscheiden. Neben dem Belichtungsspielraum muß bei genauen Untersuchungen der Wirksamkeit eines Zentralverschlusses also sogar das Reziprozitätsverhalten des lichtempfindlichen Materiales beachtet werden. Oder andersherum: Wird die elektronisch gemessene Belichtungszeit eines Objektivverschlusses mit einer photographisch ermittelten verglichen, dann muß beachtet werden, daß das reale Verhalten lichtempfindlicher Schichten gegenüber kleinen Lichteindrücken zu einer Wirkung führt, die eine kürzere Belichtungszeit vortäuscht, als sie in Wirklichkeit vorhanden war. Dies gilt sowohl für die Intensität der Schwärzung als auch für die abgebildete Länge eines gleichförmig bewegten Lichtpunktes. Mit solchen Hilfsverfahren wurden nämlich bis etwa 1950 photographische Verschlüsse geprüft. Bei schnellen Verschlußzeiten, kleinen Lichtintensitäten und weit geöffneten Irisblenden dürfen also solcherlei Einflüsse nicht mehr vernachlässigt werden. Entsprechend problematisch ist die Umsetzung einer elektronischen Messung der wirksamen Belichtungszeit eines Zentralverschlusses.

Öffnungsbilder und zugehörige relative Lichtdurchlässe eines Compur mit Stellscheibe (nach Pritschow). Gut zu erkennen, daß bis zur Phase „c“ eine drastische Unterbelichtung der Schicht erfolgt. Erst wenn die Spitzen des sternförmigen Öffnungsbildes den Rand des maximalen Durchlasses erreicht haben, tritt so viel Licht durch den Verschluß, daß eine nennenswerte Belichtung der Schicht beginnen kann. Leider sind die den Öffnungsbildern zugehörigen Zeitwerte nicht angegeben (es gab 1931 noch kein Meßverfahren dafür!). Es ist aber davon auszugehen, daß bis zum Öffnungsbild „d“ ein Großteil der gesamten Öffnungszeit T1 vergangen sein wird, da immerhin nicht unerhebliche Massen auf große Geschwindigkeiten beschleunigt werden müssen.

Und noch auf eine weitere Schwierigkeit möchte ich hinweisen, die das problematische Konzept der Äquivalenzzeit mit sich bringt. Wie gesagt bedeutet äquivalente Belichtungszeit, welche Schwärzung sich letzten Endes im Negativ ergibt, wenn ein Zentralverschluß abläuft. Hat man also beispielsweise ein Negativ mit einer geringen Schwärzung, dann ist allein aus diesem Umstand noch nicht ersichtlich, ob die Ursache derselben wirklich in einem schnell ablaufenden Verschluß und einer entsprechend kurzen Belichtungszeit liegt, oder ob die geringe Schwärzung einfach nur damit zusammenhängt, daß der Verschluß schlichtweg einen schlechten Wirkungsgrad hat und damit die meiste Zeit der Belichtung das Objektiv einfach nur künstlich abblendet. Daß wirklich eine kurze Verschlußzeit vorliegt, ließe sich erst eindeutig erkennen, wenn die knapp belichtete Abbildung einer schnellen Bewegung hinreichend bewegungsscharf ausfiele.

 

Also um es noch einmal zusammenzufassen: Die Äquivalenzzeit ist diejenige Verschlußzeit, die zwar die Unterbelichtung der Schicht während des Öffnens und Schließens der Sektoren berücksichtigt; sie läßt sich allerdings nur schwer objektiv messen. Demgegenüber ist die totale Belichtungszeit sehr gut meßbar; auch wenn sie diejenigen Zeitanteile enthält, die aufgrund der starken Unterbelichtung nicht unbedingt photographisch wirksam werden. Für die Werkstattpraxis spielt das aber eine untergeordnete Rolle. Hier ist es wichtiger, die einzelnen Zeitwerte in Relation zueinander zu messen und dadurch eventuelle Störungen am Trieb- oder Hemmwerk erkennen zu können. Absolute Werte sind eher zweitrangig, da sie ohnehin konstruktiv festgelegt worden sind. Dafür bietet ein Meßgerät, das die totale Belichtungszeit zu messen gestattet, die Möglichkeit, Verschlüsse gleicher Baugröße aber unterschiedlicher Herkunft objektiv miteinander zu vergleichen.

 

 

2. Lösungmöglichkeit

 

Ich habe mich daher entschlossen, eine Meßanordnung zu bauen, mit der sich diese totale Belichtungszeit mit hoher Genauigkeit bestimmen läßt. Die Idee liegt darin, eine Lichtquelle durch eine hochwertige Optik so zu richten, daß der freie Durchlaß des Verschlusses mit kollimiertem (parallelem) Licht durchflutet wird. Dazu befindet sich die Wendel einer kleinen Halogenglühlampe 6V/10W im Brennpunkt eines hochwertigen Anastigmaten 1,8/50mm. In einem gewissen Abstand ist nun ein zweiter Anastigmat 1,8/50mm angebracht, der das parallele Lichtbündel im Abstand seiner Brennweite wieder vereinigt. Hier entsteht demnach ein Bild der Glühwendel, das ebenso groß und beinah ebenso hell ist, wie das Original. Dieses gleißend helle Bild der Glühwendel mit einer Fläche von weniger als einem Quadratmillimeter fällt auf einen Phototransistor, der in gewohnter Weise mit einem Impulsdauermeßgerät verbunden ist. Durch die kurzen Brennweiten, die hohen Lichtstärken und der guten Korrektur der beiden Anastigmate, die ein sehr helles, scharfes Bild ergeben, genügen bereits kleinste Öffnungen der Verschlußsektoren, um das Zeitmeßgerät zu starten. Dadurch sind sehr präzise Messungen möglich, die bei der kleinsten Öffnung des Verschlusses beginnen. Dadurch liegen die gemessenen Zeitwerte allerdings meist um ein vielfaches höher, als die auf den Verschlüssen angegebenen Nennwerte der Belichtungszeit. Das liegt aber daran, daß Messungen mit dem beschriebenen Gerät nicht ungenau, sondern schlichtweg ehrlich sind.

Neben der Messung der totalen Belichtungszeit erlaubt diese Meßanordnung auch noch eine näherungsweise Bestimmung der Hauptzeit bei voller Öffnung der verschlußeigenen Blende. Das liegt daran, daß das Licht der Glühlampe den unteren Anastigmaten in einem parallelen Bündel von knapp 28mm Durchmesser verläßt. Dadurch ist es möglich, bei Verschlüssen bis zur Baugröße 0 (freier Durchmesser von 24mm, bei japanischen Typen auch 25mm) eine Zentralblende anzuwenden, die das Licht lediglich in einer ringförmigen Zone am äußersten Rande der Verschlußöffnung passieren läßt. Dadurch beginnt die Zeitzählung erst dann, wenn die Verschlußsektoren kurz vor ihrer vollen Öffnung stehen bzw. endet, sobald sie die volle Öffnung gerade erst wieder verlassen haben. Dieser Wert entspricht also annähernd der Hauptbelichtungszeit bei voll aufgeblendetem Verschluß. Untersuchungen mit hochwertigen Spannverschlüssen haben ergeben, daß diese per Zentralblende gemessene Hauptzeit sehr gut mit der eingestellten nominellen Belichtungszeit korrespondiert und daher gut als Maß für die Bestimmung der wirksamen Belichtungszeit bei offener Blende (die der Äquivalenzzeit recht nahekommt) hergenommen werden kann. Das hier angewandte Meßverfahren mit kollimiertem Licht sorgt dafür, daß selbst der schmale, ringförmige Durchlaß der Zentralblende für eine ausreichende Bestrahlung des Phototransistors sorgt, um die Verschlußzeit verfälschungsfrei zu messen.

Links die besagte Zentralblende für die Verschlußgröße 0 in einen Seikosha - S eingeschraubt. Allein das wenige Licht, das durch diesen schmalen Spalt tritt, genügt, um das Meßgerät sicher in Gang zu setzen.

 

Rechts das Funktionsprinzip des Meßgebers.

Aus ersten Erfahrungen mit diesem neuen Verschlußzeitenmeßgerät für Zentralverschlüsse lassen sich zweierlei Ergebnisse ableiten: Erstens ist das Gerät hervorragend geeignet, um unterschiedliche Verschlußkonstruktionen gleicher Baugröße miteinander qualitativ vergleichen zu können. Dadurch ist es beispielsweise möglich, Untersuchungen zur Geschichte der Zentralverschluß-Fertigung mit fundiertem technischem Datenmaterial zu unterfüttern. Zweitens hat sich das Gerät in der kurzen Zeit bereits sehr in der Werkstattpraxis bewährt. Bei der Überprüfung älterer Verschlüsse war desöfteren festzustellen, daß beispielsweise die 1/100; 1/50 und 1/25 Sekunde alle mit derselben kürzesten Verschlußzeit von 1/200 Sekunde abliefen. Als Ursache ergab sich, daß das Hemmwerk nicht ablief war oder nicht eingekuppelt wurde. In diesem Verschlußzeitenbereich fallen solche Defekte ohne Meßgerät nicht auf, weil eine Fehlerdiagnose „per Gehör“ nicht möglich ist.

 

Bleibt abschließend noch die Erkenntnis zu erwähnen, daß für die Messung der totalen Belichtungszeit die optischen Elemente nicht unbedingt aus dem Verschluß entfernt werden müssen.

 

Belichtungsmeßabgleich

 

Ein Problem, mit dem man bei der Werkstattarbeit oft konfrontiert wird, ist das Überprüfen bzw. Neujustieren von Belichtungsmessern und Innenlichtmessungen. Dazu braucht man eine gleichmäßig ausgeleuchtete Fläche mit genau definierter Leuchtdichte. Früher wurden dazu sperrige Geräte mit Glühlampen und einer Ulbricht'schen Kugel benutzt. Auch das Beleuchtungsgerät des oben genannten Belichtungsprüfers aus der DDR war so aufgebaut. Zwar ließen sich bei ihm die vier Leuchtdichtewerte über einen Triacsteller genau einjustieren, aber leider glich diese Schaltung keinerlei Netzspannungsschwankungen aus, was sich in der Praxis als sehr ungünstig erwies, da Netzspannungsschwankungen in der DDR zum Alltag gehörten. Schon zu Zeiten der Praktica BC1 haben die Dienstleistungskombinate daher versucht, ausgereifte Japanische Kalibriergeräte vom Typ Kyoritsu EF-500 o. ä. "zu organisieren", was aufgrund des hohen Devisenaufwandes aber sehr schwierig war. Mit der Blitzinnenmessung der Praktica BX20 wuchsen die Serviceprobleme nur noch weiter an.

Heutzutage hat man durch die starke Weiterentwicklung der LED-Beleuchtungstechnologien selbst als Amateur die Möglichkeit, ein hochwertiges Beleuchtungsgerät zu konstruieren. Mein oben gezeigter Belichtungsprüfer stellt zwölf Leuchtdichten zwischen 4 und 4000 cd/m² mit hoher Präzision und Konstanz zur Verfügung. Grundlage ist eine LED-Hintergrundbeleuchtung eines defekten Displays. Die Leuchtdioden werden über eine temperaturkompensierte Konstantstromquelle betrieben. Der Konstantstrom läßt sich in zwölf Stufen zwischen etwa 200µA und 20mA einstellen. Damit überstreicht das Gerät die Lichtwertstufen zwischen 5 und 15, das bedeutet einen Zeitbereich von 1 bis 1/1000 sec. bei Blende 5,6 und 21 DIN. Die Schaltung könnte kaum einfacher ausfallen. Angelpunkt ist eine LED, die eine Referenzspannung zur Verfügung stellt, deren Temperaturkoeffizient mit etwa 1,6 Millivolt je Kelvin denselben Betrag wie der Regeltransitor auweist, nur eben mit umgekehrtem Vorzeichen. Eine mittlerweile schon altertümliche VQA12 erfüllt diesen Zweck in hervorragender Weise.