Belichtungsmesser

Ein Belichtungsmesser (oder Illuminameter ) ist ein Gerät zur Messung der Lichtmenge. In der Fotografie ist ein Belichtungsmesser ein Belichtungsmesser, der mit einem digitalen oder analogen Taschenrechner verbunden ist und die korrekte Verschlusszeit und Blendenzahl für eine optimale Belichtung bei gegebener Lichtsituation und Filmempfindlichkeit anzeigt. Auch in der Filmproduktion und im Bühnenbild werden Belichtungsmesser eingesetzt , um die optimale Lichtstärke für eine Szene zu bestimmen.

Lichtmesser werden auch im allgemeinen Bereich der architektonischen Lichtplanung eingesetzt , um die ordnungsgemäße Installation und Leistung einer Gebäudebeleuchtungsanlage zu überprüfen und um die Lichtverhältnisse für das Pflanzenwachstum zu beurteilen.

Wenn ein Lichtmesser seine Messwerte in Lux angibt , wird er als „ Luxmeter “ bezeichnet. ^{[ 1 ]}

• Belichtungsmesser
• 
  Watkins Bee Meter – eine Art Aktinometer
• 
  Leudi-Extinktionsmesser ^{[ 2 ]}
• 
  Metrophot
• 
  Norwood Director Modell Nr. 56646
• 
  Norwood Direktor Pat. 2,214,238
• 
  Sekonic "Twinmate" L208
• 
  Kodalux
• 
  Tessina Meter
• 
  Voigtländer VC Messgerät
• 
  Leica IIIC mit Voigtländer VC Meter II
• 
  Sekonic L-358 "Flash Master"

Die ersten Belichtungsmesser wurden Aktinometer genannt (nicht zu verwechseln mit dem gleichnamigen wissenschaftlichen Instrument ). Sie wurden bereits 1840 beschrieben ^{[ 3 ] : 415} , entwickelten sich aber erst Ende des 19. Jahrhunderts, nachdem kommerzielle Fotoplatten mit gleichbleibender Empfindlichkeit erhältlich waren. Diese fotografischen Aktinometer verwendeten lichtempfindliches Papier. Der Fotograf maß die Zeit, die das Papier benötigte, um sich auf einen Kontrollwert zu verdunkeln. Dieser Wert diente als Eingangsgröße für die mechanische Berechnung von Verschlusszeit und Blende für eine bestimmte Plattennummer. ^{[ 4 ] : 69} Sie waren zwischen etwa 1890 und 1920 weit verbreitet. ^{[ 5 ]}

Die nächsten Belichtungsmesser, die etwa zur gleichen Zeit entwickelt wurden ^{[ 3 ] : 415} , aber erst in den 1920er und 1930er Jahren die Aktinometer an Popularität verdrängten, sind als Extinktionsmesser bekannt . Sie ermittelten die korrekten Belichtungseinstellungen durch variable Abschwächung. [ ^{5 ] Ein} Typ von Extinktionsmesser enthielt eine nummerierte oder mit Buchstaben gekennzeichnete Reihe von Neutraldichtefiltern mit zunehmender Dichte. Der Fotograf positionierte den Belichtungsmesser vor seinem Motiv und notierte den Filter mit der höchsten Dichte, der noch einfallendes Licht durchließ. Bei einem anderen Beispiel, das ab den frühen 1900er Jahren als Heydes Aktino-Photometer verkauft wurde, betrachtete der Fotograf die Szene durch ein Okular und drehte den Belichtungsmesser, um die effektive Dichte zu verändern, bis die Szene nicht mehr zu sehen war. ^{[ 7 ]} Der Buchstabe oder die Zahl, die der Filterstärke entsprach, die die „Auslöschung“ der Szene verursachte, wurde als Index in einer Tabelle mit geeigneten Blenden- und Verschlusszeitenkombinationen für eine bestimmte Filmempfindlichkeit verwendet . ^{[ 4 ] : 72}

Extinktionsmessgeräte lieferten häufig uneinheitliche Ergebnisse, da sie von subjektiver Interpretation und der Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges abhingen , die von Person zu Person variieren kann. ^{[ 8 ]}

Starting in 1932,^{[9]: 20} electronic light meters removed the human element and relied on technologies incorporating (in chronological order) selenium, CdS (1960s), and silicon (semiconductor, 1970s) photodetectors.^[10] Most modern light meters use silicon sensors.^{[11]: 91} They indicate the exposure either with a needle galvanometer or on an LCD screen.

Selenium light meters use sensors that are photovoltaic: they generate a voltage proportional to light exposure. Selenium sensors generate enough voltage for direct connection to a meter; they need no battery to operate and this made them very convenient in completely mechanical cameras.^{[3]: 416 [10]: 87–88} Selenium sensors however cannot measure low light accurately (ordinary lightbulbs can take them close to their limits) and are altogether unable to measure very low light, such as candlelight, moonlight, starlight etc.^{[12]: 56}

CdS light meters use a photoresistor sensor whose electrical resistance decreases proportionately to the intensity of light exposure. These require a battery to operate,^{[10]: 89–90} but are significantly more sensitive to low light, able to detect lighting levels approximately 1⁄100 of the lower sensitivity limit of selenium cells.^{[3]: 417} However, CdS sensors fell out of favor due to their slower response and extended sensitivity to red and infrared wavelengths.^{[3]: 417 [12]: 58}

Semiconductor sensors are also photovoltaic, but the voltage generated is much weaker than selenium cells and semiconductor-based light meters need an amplification circuit and therefore require a power source such as batteries to operate. These are usually named after the materials and filtration used to ensure the spectral response is similar to the human eye or photographic film, such as 'Silicon Blue Cell' (SBC) or 'GaAs'.^{[12]: 59}

Viele moderne Foto- und Videokameras für Endverbraucher verfügen über einen eingebauten Belichtungsmesser, der die Lichtstärke im gesamten Bildfeld misst und darauf basierend eine ungefähre Belichtungseinstellung ermöglicht. Fotografen, die mit kontrollierter Beleuchtung arbeiten, und Kameraleute verwenden Handbelichtungsmesser, um die Lichtmenge, die auf verschiedene Bereiche ihres Motivs fällt, präzise zu messen und die Beleuchtung entsprechend anzupassen, um die gewünschten Belichtungswerte zu erzielen.

Belichtungsmesser werden im Allgemeinen in solche für reflektiertes Licht und solche für einfallendes Licht unterteilt, je nachdem, mit welcher Methode die Szene gemessen wird.

Belichtungsmesser mit Reflexionsmessung messen das vom zu fotografierenden Motiv reflektierte Licht. ^{[ 10 ]} Alle in Kameras integrierten Belichtungsmesser arbeiten mit Reflexionsmessung. Reflexionsmesser sind so kalibriert, dass sie die korrekte Belichtung für „durchschnittliche“ Motive anzeigen. ^{[ 12 ] : 74} Ein ungewöhnliches Motiv mit vielen hellen Farben oder Glanzlichtern weist eine höhere Reflexion auf; ein Belichtungsmesser mit Reflexionsmessung würde den Unterschied in der Reflexion fälschlicherweise ausgleichen und zu einer Unterbelichtung führen. Stark unterbelichtete Sonnenuntergangsfotos sind genau aus diesem Grund häufig: Die Helligkeit der untergehenden Sonne täuscht den Belichtungsmesser der Kamera, und wenn die Kameralogik oder der Fotograf nicht entsprechend kompensiert, wird das Bild stark unterbelichtet und matt.

Diese Fehlerquelle (außer bei Sonnenuntergang) wird durch Belichtungsmesser für einfallendes Licht vermieden . Diese messen die auf das Motiv fallende Lichtmenge mithilfe eines Diffusors mit flachem oder (häufiger) halbkugelförmigem Sichtfeld, der über dem Lichtsensor angebracht ist. ^{[ 13 ]} Da die Messung des einfallenden Lichts unabhängig vom Reflexionsgrad des Motivs ist, führt sie seltener zu Fehlbelichtungen bei Motiven mit ungewöhnlich hohem Reflexionsgrad. Für eine Messung des einfallenden Lichts muss der Belichtungsmesser am Motiv positioniert und in Richtung der Kamera ausgerichtet werden. Dies ist in der Praxis nicht immer möglich, beispielsweise in der Landschaftsfotografie, wo die Entfernung zum Motiv gegen unendlich streben kann.

Eine weitere Möglichkeit, Unter- oder Überbelichtung bei Motiven mit ungewöhnlichem Reflexionsvermögen zu vermeiden, ist die Verwendung eines Spotbelichtungsmessers : ein spezielles Belichtungsmessgerät für reflektiertes Licht, das Licht in einem sehr engen Kegel misst , typischerweise mit einem kreisförmigen Sichtfeld von einem Grad . ^{[ 14 ]} Ein erfahrener Fotograf kann mithilfe von Systemen wie dem Zonensystem mehrere Messungen in den Schatten, Mitteltönen und Lichtern der Szene durchführen, um die optimale Belichtung zu ermitteln . ^{[ 11 ] : 102, 126}

Viele moderne Kameras verfügen über hochentwickelte Mehrfeld-Belichtungsmesssysteme , die die Leuchtdichte verschiedener Bildbereiche messen , um die optimale Belichtung zu ermitteln. ^{[ 11 ] : 102} Bei Verwendung eines Films, dessen spektrale Empfindlichkeit nicht mit der des Belichtungsmessers übereinstimmt, beispielsweise orthochromatischer Schwarzweiß- oder Infrarotfilm, kann der Belichtungsmesser spezielle Filter und eine Neukalibrierung benötigen, um die Empfindlichkeit des Films anzupassen. ^{[ 11 ] : 89–92}

Es gibt weitere Arten von spezialisierten Belichtungsmessern für die Fotografie. Blitzbelichtungsmesser werden in der Blitzfotografie eingesetzt, um die korrekte Belichtung zu überprüfen. Farbbelichtungsmesser kommen dort zum Einsatz, wo eine hohe Farbtreue erforderlich ist. Densitometer werden in der fotografischen Reproduktion verwendet.

In den meisten Fällen führt ein Belichtungsmesser für einfallendes Licht dazu, dass ein mittlerer Ton als mittlerer Ton aufgezeichnet wird, und ein Belichtungsmesser für reflektiertes Licht führt dazu, dass alles, was gemessen wird, als mittlerer Ton aufgezeichnet wird. Was als „mittlerer Ton“ gilt, hängt von der Kalibrierung des Belichtungsmessers und verschiedenen anderen Faktoren ab, darunter die Filmentwicklung oder die digitale Bildkonvertierung.

Die Kalibrierung des Belichtungsmessers stellt den Zusammenhang zwischen der Beleuchtung des Motivs und den empfohlenen Kameraeinstellungen her. Die Kalibrierung von fotografischen Belichtungsmessern ist in ISO 2720:1974 geregelt .

Bei Belichtungsmessern für reflektiertes Licht hängen die Kameraeinstellungen über die Gleichung für die Belichtung mit reflektiertem Licht mit der ISO-Empfindlichkeit und der Leuchtdichte des Motivs zusammen:

${\displaystyle {\frac {N^{2}}{t}}={\frac {LS}{K}}}$

Wo

• ${\displaystyle N}$ist die relative Blendenöffnung ( Blendenzahl )
• ${\displaystyle t}$ist die Belichtungszeit (" Verschlusszeit ") in Sekunden
• ${\displaystyle L}$ist die durchschnittliche Szenenleuchtdichte
• ${\displaystyle S}$ist die ISO- Rechengeschwindigkeit
• ${\displaystyle K}$ist die Kalibrierkonstante des Reflexionslichtmessers

Bei Belichtungsmessern für auffallendes Licht hängen die Kameraeinstellungen über die Gleichung für die Belichtung mit auffallendem Licht mit der ISO-Empfindlichkeit und der Beleuchtungsstärke des Motivs zusammen:

${\displaystyle {\frac {N^{2}}{t}}={\frac {ES}{C}}}$

Wo

• ${\displaystyle E}$ist die Beleuchtungsstärke
• ${\displaystyle C}$ist die Kalibrierkonstante des Einfallslichtmessers.

Die Bestimmung von Kalibrierkonstanten war weitgehend subjektiv; ISO 2720:1974 besagt, dass

Die Konstanten und werden durch statistische Analyse der Ergebnisse einer großen Anzahl von Tests ausgewählt, die durchgeführt wurden, um die Akzeptanz einer großen Anzahl von Beobachtern an einer Anzahl von Fotografien zu ermitteln, deren Belichtung bekannt war und die unter verschiedenen Bedingungen der Motivwahl und über einen Bereich von Leuchtdichten aufgenommen wurden. ${\displaystyle K}$${\displaystyle C}$

In der Praxis ist die Streuung der Kalibrierungskonstanten zwischen den Herstellern deutlich geringer, als diese Aussage vermuten lässt, und die Werte haben sich seit den frühen 1970er Jahren kaum verändert.

ISO 2720:1974 empfiehlt einen Bereich von 10,6 bis 13,4 bei einer Leuchtdichte in cd/m² ^. Zwei Werte sind gebräuchlich: 12,5 ( Canon , Nikon und Sekonic ^{[ 15 ]} ) und 14 ( Minolta ^{[ 16 ]} , Kenko ^{[ 16 ]} und Pentax ) ; der Unterschied zwischen den beiden Werten beträgt ungefähr 1/6 EV . ${\displaystyle K}$${\displaystyle K}$

Die ersten Kalibrierstandards wurden für die Verwendung mit Weitwinkel-Mittelwert-Belichtungsmessern entwickelt ( Jones und Condit 1941 ). Obwohl die Weitwinkel-Mittelwertmessung weitgehend anderen Messverfahren (z. B. Spot-, mittenbetonte und Mehrsegmentmessung) gewichen ist, sind die für Weitwinkel-Mittelwert-Belichtungsmesser ermittelten Werte erhalten geblieben. ${\displaystyle K}$

Die Kalibrierkonstante für einfallendes Licht hängt vom Typ des Lichtempfängers ab. Zwei Empfängertypen sind gebräuchlich: ein flacher ( kosinusförmiger ) und ein halbkugelförmiger ( nierenförmiger ) Empfänger. Für einen flachen Empfänger empfiehlt ISO 2720:1974 einen Bereich von 240 bis 400 bei einer Beleuchtungsstärke in Lux ; üblicherweise wird ein Wert von 250 verwendet. Ein flacher Empfänger wird typischerweise zur Messung von Beleuchtungsverhältnissen, zur Messung der Beleuchtungsstärke und gelegentlich zur Bestimmung der Belichtung eines flachen Objekts eingesetzt. ${\displaystyle C}$

Zur Bestimmung der praktischen Belichtung in der Fotografie hat sich ein halbkugelförmiger Sensor als effektiver erwiesen. Don Norwood , Erfinder des Belichtungsmessers mit halbkugelförmigem Sensor, war der Ansicht, dass eine Kugel eine angemessene Repräsentation des fotografischen Motivs darstellte. Laut seinem Patent ( Norwood 1938 ) war das Ziel,

Bereitstellung eines Belichtungsmessers, der im Wesentlichen gleichmäßig auf Licht reagiert, das aus praktisch allen Richtungen auf das fotografische Objekt einfällt und zu einer Reflexion des Lichts auf die Kamera oder ein anderes fotografisches Aufnahmegerät führen würde.

und das Messgerät diente zur "Messung der effektiven Beleuchtungsstärke am Standort des Objekts".

Bei Verwendung eines halbkugelförmigen Sensors empfiehlt ISO 2720:1974 einen Bereich von 320 bis 540 Lux für die Beleuchtungsstärke; in der Praxis liegen die Werte typischerweise zwischen 320 Lux (Minolta) und 340 Lux (Sekonic). Das relative Ansprechverhalten von flachen und halbkugelförmigen Sensorelementen hängt von der Anzahl und Art der Lichtquellen ab. Wird jedes Sensorelement auf eine kleine Lichtquelle gerichtet, zeigt ein halbkugelförmiger Sensor mit einem Wert von 330 Lux eine um etwa 0,40 Stufen höhere Belichtung an als ein flacher Sensor mit einem Wert von 250 Lux. Bei einer leicht modifizierten Definition der Beleuchtungsstärke geben Messungen mit einem halbkugelförmigen Sensorelement die „effektive Szenenbeleuchtungsstärke“ an. ${\displaystyle C}$${\displaystyle C}$${\displaystyle C}$

Es wird häufig behauptet, dass Auflichtbelichtungsmesser auf einen Reflexionsgrad von 18 % kalibriert seien ^{[ 17 ]} , doch die Kalibrierung hat nichts mit dem Reflexionsgrad zu tun, wie aus den Belichtungsformeln ersichtlich sein sollte. Ein Vergleich der Kalibrierung von Auflicht- und Auflichtbelichtungsmessern impliziert jedoch einen gewissen Bezug zum Reflexionsgrad.

Durch Kombination der Gleichungen für die Belichtung von reflektiertem und einfallendem Licht und Umstellen erhält man

${\displaystyle {\frac {L}{E}}={\frac {K}{C}}}$

Reflexionsvermögen ist definiert als ${\displaystyle R}$

${\displaystyle R={\frac {\mbox{flux emitted from surface}}{\mbox{flux incident upon surface}}}}$

Ein gleichmäßiger, idealer Diffusor (der dem Lambertschen Kosinusgesetz folgt ) mit der Leuchtdichte emittiert eine Flussdichte von ; das Reflexionsvermögen beträgt dann ${\displaystyle L}$${\displaystyle \pi }$${\displaystyle L}$

${\displaystyle R={\frac {\pi L}{E}}={\frac {\pi K}{C}}}$

Die Beleuchtungsstärke wird mit einem flachen Rezeptor gemessen. Es ist einfach, eine Messung des einfallenden Lichts mit einem flachen Rezeptor mit einer Messung des reflektierten Lichts einer gleichmäßig beleuchteten, ebenen Fläche mit konstantem Reflexionsgrad zu vergleichen. Mit den Werten 12,5 für und 250 für ergibt sich ${\displaystyle K}$${\displaystyle C}$

${\displaystyle R={\frac {\pi \times 12.5}{250}}\approx 15.7\%}$

Bei einem Wert von 14 läge der Reflexionsgrad bei 17,6 %, was nahe am Wert einer standardmäßigen neutralen Testkarte mit 18 % Reflexionsgrad liegt. Theoretisch sollte eine Messung des einfallenden Lichts mit einer Messung des reflektierten Lichts an einer Testkarte mit geeignetem Reflexionsgrad übereinstimmen, die senkrecht zur Einfallsrichtung des Messgeräts ausgerichtet ist. Da Testkarten jedoch selten einen gleichmäßigen Diffusor darstellen, können die Messungen von einfallendem und reflektiertem Licht geringfügig voneinander abweichen. ${\displaystyle K}$

In einer typischen Szene sind viele Elemente nicht flach und befinden sich in unterschiedlichen Ausrichtungen zur Kamera. Daher hat sich für die praktische Fotografie ein halbkugelförmiger Sensor zur Belichtungsmessung meist als effektiver erwiesen. Die Verwendung von Werten von 12,5 für und 330 für ergibt ${\displaystyle K}$${\displaystyle C}$

${\displaystyle R={\frac {\pi \times 12.5}{330}}\approx 11.9\%}$

Mit einer leicht angepassten Definition des Reflexionsgrades lässt sich dieses Ergebnis so interpretieren, dass der durchschnittliche Reflexionsgrad einer Szene etwa 12 % beträgt. Eine typische Szene umfasst sowohl schattige als auch direkt beleuchtete Bereiche. Ein Weitwinkel-Reflexionslichtmesser erfasst diese Beleuchtungsunterschiede sowie die unterschiedlichen Reflexionsgrade der verschiedenen Szenenelemente. Der durchschnittliche Reflexionsgrad der Szene beträgt demnach …

${\displaystyle {\mbox{average scene reflectance}}={\frac {\mbox{average scene luminance}}{\mbox{effective scene illuminance }}}}$

wobei die „effektive Szenenbeleuchtungsstärke“ diejenige ist, die mit einem Messgerät mit halbkugelförmigem Rezeptor gemessen wird.

ISO 2720:1974 schreibt vor, dass die Kalibrierung für reflektiertes Licht durch Ausrichtung des Messfühlers auf eine durchscheinende, diffuse Oberfläche und die Kalibrierung für einfallendes Licht durch Ausrichtung des Messfühlers auf eine Punktlichtquelle in einem abgedunkelten Raum erfolgen soll. Bei einer perfekt streuenden Testkarte und einem perfekt streuenden, flachen Messfühler ist der Vergleich zwischen einer Messung für reflektiertes und einer für einfallendes Licht unabhängig von der Position der Lichtquelle gültig. Die Reaktion eines halbkugelförmigen Messfühlers auf eine nicht axial einfallende Lichtquelle entspricht jedoch eher der einer Niere als der einer Kosinusfunktion . Daher ist der für ein Einfallslichtmessgerät mit einem halbkugelförmigen Messfühler ermittelte „Reflexionsgrad“ von 12 % nur gültig, wenn sich die Lichtquelle auf der Messachse des Messfühlers befindet.

Die Kalibrierung von Kameras mit internen Belichtungsmessern ist in ISO 2721:1982 geregelt ; dennoch geben viele Hersteller (wenn auch selten explizit) die Belichtungskalibrierung in Bezug auf an , und viele Kalibriergeräte (z. B. Kyoritsu-Arrowin Multifunktions-Kameratester ^{[ 18 ]} ) verwenden die angegebene Größe , um die Testparameter festzulegen. ${\displaystyle K}$${\displaystyle K}$

Weicht eine Szene erheblich von einer statistisch durchschnittlichen Szene ab, liefert eine Weitwinkel-Mittelwertmessung des reflektierten Lichts möglicherweise nicht die korrekte Belichtung. Um eine durchschnittliche Szene zu simulieren, wird daher manchmal eine Ersatzmessung mit einer neutralen Testkarte oder Graukarte durchgeführt .

Im besten Fall stellt eine flache Testkarte eine Annäherung an eine dreidimensionale Szene dar, und die Messung einer Testkarte kann ohne Korrektur zu Unterbelichtung führen. Die Anleitung für eine neutrale Testkarte von Kodak empfiehlt, die angegebene Belichtung für eine von vorn beleuchtete Szene im Sonnenlicht um eine halbe Stufe zu erhöhen . Außerdem wird empfohlen, die Testkarte senkrecht zu halten und in die Mitte zwischen Sonne und Kamera auszurichten; ähnliche Anweisungen finden sich auch im Kodak Professional Photoguide . Die Kombination aus erhöhter Belichtung und korrekter Kartenausrichtung ergibt empfohlene Belichtungen, die den Werten eines Belichtungsmessers mit halbkugelförmigem Sensor bei Messung mit einer seitlich einfallenden Lichtquelle recht nahe kommen.

In der Praxis können weitere Komplikationen auftreten. Viele Neutraltestkarten sind keine idealen diffusen Reflektoren, und spiegelnde Reflexionen können zu erhöhten Messwerten des Reflexionslichtmessers führen, die, wenn sie befolgt werden, eine Unterbelichtung zur Folge hätten. Möglicherweise enthalten die Anweisungen für Neutraltestkarten eine Korrektur für spiegelnde Reflexionen.

Lichtmesser oder Lichtdetektoren werden auch in der Beleuchtungstechnik eingesetzt . Sie dienen dazu, die Beleuchtungsstärke in Innenräumen zu messen und die Leuchten entsprechend abzuschalten oder deren Lichtleistung zu reduzieren . Dadurch kann der Energieverbrauch des Gebäudes erheblich gesenkt werden, indem die Effizienz der Beleuchtungsanlage deutlich gesteigert wird. Es wird daher empfohlen, Lichtmesser in Beleuchtungsanlagen zu verwenden, insbesondere in Räumen, in denen die Nutzer nicht automatisch auf das manuelle Ausschalten des Lichts achten. Beispiele hierfür sind Flure, Treppenhäuser und große Hallen.

Es gibt jedoch erhebliche Hürden, die überwunden werden müssen, um eine erfolgreiche Implementierung von Lichtmessgeräten in Beleuchtungssystemen zu erreichen. Die größte Herausforderung stellt dabei die Akzeptanz durch die Nutzer dar. Unerwartete oder zu häufige Lichtwechsel sowie zu helle oder zu dunkle Räume sind für die Nutzer sehr störend. Daher wurden verschiedene Schaltalgorithmen entwickelt.

• Der Differenzalgorithmus sorgt dafür, dass die Lichter mit einer geringeren Lichtstärke eingeschaltet werden als sie ausgeschaltet werden, wodurch sichergestellt wird, dass der Unterschied zwischen der Lichtstärke im eingeschalteten und im ausgeschalteten Zustand nicht zu groß ist.
• Zeitverzögerungsalgorithmen:
  • Seit dem letzten Schalter muss eine gewisse Zeit vergangen sein.
  • Es muss eine gewisse Zeitspanne mit ausreichender Beleuchtungsstärke vergehen.

In der wissenschaftlichen Forschung und Entwicklung besteht ein Lichtmesser aus einem Radiometer (der Elektronik/Anzeigeeinheit), einer Fotodiode oder einem Sensor (der bei Einwirkung von elektromagnetischer Strahlung/Licht ein Ausgangssignal erzeugt), einem Filter (der das einfallende Licht so verändert, dass nur der gewünschte Teil der einfallenden Strahlung den Sensor erreicht) und einer Kosinuskorrektur-Eingangsoptik (die sicherstellt, dass der Sensor das aus allen Richtungen einfallende Licht genau erfassen kann).

Wird der Begriff Lichtmesser oder Photometer anstelle von Radiometer oder Optometer verwendet, geht man oft fälschlicherweise davon aus, dass das System nur sichtbares Licht misst. Sensoren für sichtbares Licht werden häufig als Beleuchtungsstärke- oder photometrische Sensoren bezeichnet, da sie so gefiltert sind, dass sie nur im Bereich von 400–700 Nanometern (nm) empfindlich sind und damit die Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges nachahmen. Die Messgenauigkeit des Messgeräts hängt oft davon ab, wie gut die Filterung der Reaktion des menschlichen Auges entspricht.

Der Sensor sendet ein Signal an das Messgerät, das proportional zur Lichtmenge ist, die nach der Erfassung durch die Optik und dem Durchgang durch den Filter den Sensor erreicht. Das Messgerät wandelt das eingehende Signal (typischerweise Strom oder Spannung) vom Sensor in einen Messwert in kalibrierten Einheiten wie Foot-Candles (fc) oder Lux (lm/m²) um. Die Kalibrierung in fc oder Lux ist das zweitwichtigste Merkmal eines Lichtmessgeräts. Sie wandelt nicht nur das Signal von V oder mA um, sondern gewährleistet auch Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messwerte. Die Rückführbarkeit auf das National Institute of Standards and Technology (NIST) und die Akkreditierung nach ISO/IEC 17025 sind zwei anerkannte Standards, die eine gültige Kalibrierung des Systems bestätigen.

Der Mess-/Radiometer-/Photometerteil kann viele Funktionen aufweisen, darunter:

Null: Subtrahiert die Umgebungs-/Hintergrundlichtwerte oder stabilisiert das Messgerät auf die Arbeitsumgebung

Halten: friert den Wert auf dem Display ein.

Bereich: Bei Systemen, die nicht linear und nicht automatisch bereichserweiternd sind, ermöglicht diese Funktion dem Benutzer, den Teil der Messgeräteelektronik auszuwählen, der am besten mit dem verwendeten Signalpegel zurechtkommt.

Einheiten: Bei der Beleuchtungsstärke werden üblicherweise nur Lux und Foot-Candles verwendet, aber viele Lichtmesser können auch für UV-, VIS- und IR-Anwendungen eingesetzt werden, sodass die Anzeige auf W/cm^2, Candela, Watt usw. umgestellt werden kann.

Integrieren: Die Werte werden zu einer Dosis oder einem Expositionsniveau addiert, z. B. Lux*Sekunde oder J/cm^2.

Neben vielfältigen Funktionen lassen sich Lichtmesser auch für verschiedene Anwendungen nutzen. Dazu gehört die Messung anderer Lichtspektren wie UVA, UVB, UVC und Nahinfrarot. Beispielsweise werden UVA- und UVB-Lichtmesser für die Phototherapie oder die Behandlung von Hauterkrankungen eingesetzt, keimtötende Radiometer messen den UVC-Anteil von Lampen zur Desinfektion und Sterilisation, Luminanzmesser die Helligkeit von Schildern, Displays oder Notausgangsschildern, PAR-Quantensensoren bestimmen, wie viel Licht einer bestimmten Quelle das Pflanzenwachstum fördert, und UV-Härtungsradiometer testen, wie viel Licht für die Aushärtung von Klebstoffen, Kunststoffen oder Schutzbeschichtungen geeignet ist.

Manche Lichtmessgeräte können Messwerte in verschiedenen Einheiten anzeigen. Lux und Footcandle sind gängige Einheiten für sichtbares Licht, aber auch Candela, Lumen und Candela pro Quadratmeter werden verwendet. Im Bereich der Desinfektion wird UVC typischerweise in Watt pro Quadratzentimeter oder in Watt für eine einzelne Lampeneinheit gemessen, während Systeme zur Aushärtung von Beschichtungen häufig Messwerte in Joule pro Quadratzentimeter liefern. Regelmäßige Messungen der UVC-Lichtintensität können somit die ordnungsgemäße Desinfektion von Wasser und Oberflächen zur Lebensmittelzubereitung oder die zuverlässige Härte von Beschichtungen in lackierten Produkten gewährleisten.

Obwohl ein Lichtmesser als einfaches Handgerät mit Ein-Knopf-Bedienung ausgeführt sein kann, sind auch zahlreiche hochentwickelte Lichtmesssysteme für verschiedenste Anwendungen erhältlich. Diese lassen sich in automatisierte Systeme integrieren, die beispielsweise Lampen reinigen, sobald ein bestimmter Lichtstromabfall festgestellt wird, oder bei Lampenausfall einen Alarm auslösen.

• Selenmessgerät
• Fotometer | Fotodetektor
• Farbmessung | Photometrie | Radiometrie
• Lichtwert
• Photomultiplier- Röhren zur Detektion von Licht bei sehr niedrigen Intensitäten.
• PIN-Dioden -Halbleiterbauelemente zur Detektion von einfallendem Licht.

• Ctein. 1997. Nachbearbeitung: Fortgeschrittene Techniken für den fotografischen Drucker . Boston: Focal Press . ISBN 0-240-80299-3Die
• Eastman Kodak Company. Anleitung für die Kodak Neutral Testkarte, 453-1-78-ABX. Rochester: Eastman Kodak Company.
• Eastman Kodak Company. 1992. Kodak Professional Photoguide . Kodak-Publikation Nr. R-28. Rochester: Eastman Kodak Company.
• ISO 2720:1974 . Allgemeine fotografische Belichtungsmesser (fotoelektrischer Typ) – Leitfaden für die Produktspezifikation . Internationale Organisation für Normung .
• ISO 2721:2013 . Fotografie – Filmkameras – Automatische Belichtungssteuerung . Internationale Organisation für Normung .
• Jones, Loyd A., und HR Condit. 1941. Die Helligkeitsskala von Außenszenen und die korrekte Berechnung der fotografischen Belichtung. Journal of the Optical Society of America . 31:651–678 .
• US-Patent 2214283 , Donald W. Norwood, „Belichtungsmesser“, veröffentlicht am 10. September 1940  .

• Das Problem mit Luxmetern Ein Artikel legt nahe, dass Luxmeter falsche Werte liefern können, wenn sie Licht messen, das nicht von einer Wolframquelle stammt (z. B. Leuchtstoffröhren, Metallhalogenidlampen, Natriumdampflampen, LEDs und andere Arten).
• Belichtungsmessung: Zusammenhang zwischen Motivbeleuchtung und Filmbelichtung ( PDF ) Eine Erläuterung der Belichtungsmesserkalibrierung und ihrer praktischen Auswirkungen.
• Schätzung von Luminanz und Beleuchtungsstärke ( PDF ) Ein Kodak-Leitfaden zur Verwendung des Belichtungsmessers einer Kamera.
• Grundlagen der Lichtmessung – Ein Artikel von International Light Technologies über die Grundlagen