DD124083B1

DD124083B1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AUTOMATIC EXPOSURE TIME CONTROL

Info

Publication number: DD124083B1
Application number: DD18989575A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Schuetze; Werner Locke
Original assignee: Pentacon Dresden Veb
Priority date: 1975-12-05
Filing date: 1975-12-05
Publication date: 1987-11-25
Also published as: DD124083A1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Belichtungszeitsteuerung in Spiegelreflexkameras mit Innenmessung.The invention relates to a circuit arrangement for automatic exposure time control in SLR cameras with internal measurement.

Für Kameras dieser Art ist es bekannt, das Signal des Fotoempfängers mittels einer Diode logarithmisch zu pressen. Die anschließenden Summationsglieder sind lineare Einstellwiderstände, die die Eingabe der Filmempfindlichkeit und Blende in die Schaltung ermöglichen. Bei einer anderen bekannten Lösung erfolgt eine Nachbildung des durch das Objektiv gelangenden Lichtstromes mittels einer den Zeitbildungsfotoempfänger beleuchtenden Lampe sowie eine opto-elektrische Rückführung auf den Schaltungseingang (DD-PS 66787). Außerdem sind bereits Verschlußsteuerschaltungen mit reiner elektrischer Rückkopplung bekannt, bei denen entweder wiederum Eingangsschaltungen mit logarithmischer Pressung des Eingangssignals, mit linearen Potentiometern zur Eingabe vorwählbarer Belichtungsfaktoren und anschließender Delogarithmierung des Signals zur Zeitsteuerung Anwendung finden oder es werden Fotoempfänger der Steilheit 1 benutzt (DE-AS 1933890).For cameras of this type, it is known to logarithmically press the signal of the photoreceiver by means of a diode. The subsequent summing elements are linear adjustment resistors, which allow the input of the film sensitivity and aperture in the circuit. In another known solution, a replica of the passing through the lens luminous flux by means of a Zeitbildfotoempfänger illuminating lamp and an opto-electrical feedback to the circuit input (DD-PS 66787). In addition, shutter control circuits with pure electrical feedback are already known, in which either input circuits with logarithmic pressure of the input signal, with linear potentiometers for input preselectable exposure factors and subsequent delogarithmation of the signal for time control application find or there are photoreceivers of steepness 1 used (DE-AS 1933890 ).

Um Verfälschungen der Belichtungszeit durch Abweichungen der Kennlinie eines Fotoempfängers von dessen Steilheit у = 1 zu vermeiden, ist bekannt, eine fotografische Meßschaltung mit zwei getrennten Signalverarbeitungspfaden aufzubauen, in dem einen wird das Ausgangssignal des Fotoleiters logarithmiert und einem regelbaren Verstärker zwecks -y-Kompensation zugeführt, während in dem anderen das der jeweiligen Filmempfindlichkeit χ und Blendengröße к entsprechende Signal logarithmiert und ebenfalls einer analogen Baugruppe zwecks γ-Kompensation zugeführt wird. Die Ausgangssignale beider Signalpfade werden dann voneinander subtrahiert und das Verknüpfungssignal wird in einem Zeitsteuerteil delogarithmiert (DE-AS 1809900).In order to avoid adulteration of the exposure time by deviations of the characteristic curve of a photoreceiver from its steepness у = 1, it is known to construct a photographic measuring circuit with two separate signal processing paths, in which the output signal of the photoconductor is logarithmized and fed to a controllable amplifier for -y compensation while in the other the respective film sensitivity χ and aperture size к corresponding signal logarithmiert and also an analog module for the purpose of γ compensation is supplied. The output signals of both signal paths are then subtracted from each other and the logic signal is delogarithmiert in a time control part (DE-AS 1809900).

Die Einrichtung zur opto-elektrischen Rückführung stellt eine kostenaufwendige Baugruppe dar, und die Schaltungen mit Eingabe der vorwählbaren Belichtungsfaktoren über lineare elektrische Stellglieder erfordern Objektive mit mechanischer Übertragung der Blendenwerte. Schaltungen mit Fotowiderständen der Steilheit 1 bedingen einen nur geringen Meßumfang. Zusätzlich zu dem geringen Meßumfang tritt bei Einrichtungen der letztgenannten Art in den getrennten Logarithmierstufen eine unterschiedliche Bewertung der Temperaturdrift sowie die Forderung nach einer extrem hohen Stabilität des Übertragungsmaßes zwischen Logarithmierung und Delogarithmierung auf.The device for opto-electrical feedback is a costly assembly, and the circuits with input of preselected exposure factors via linear electric actuators require lenses with mechanical transmission of the aperture values. Circuits with photoresistors of slope 1 require only a small measurement range. In addition to the small range of measurement occurs in devices of the latter type in the separate Logarithmierstufen a different assessment of the temperature drift and the requirement for an extremely high stability of the transmission measure between logarithming and Delogarithmierung on.

Object of the invention

Mit der Erfindung sollen Einrichtungen zur Belichtungssteureung mit weitem Lichtmeßumfang vereinfacht werden.With the invention devices for exposure planning with a wide range of Lichtmeßumfang be simplified.

Essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist, eine Schaltungsanordnung zur automatischen Belichtungszeitsteuerung in Spiegelreflex-Kameras zu schaffen, welche eine elektrische Entzerrung der Kennlinie eines in einer spannungsgesteuerten Brückenschaltung enthaltenen . Fotowiderstandes der Steilheit γ = 0,5 sowie eine von Veränderungen der Umgebungstemperatur und der Betriebsspannung weitestgehend unabhängige Belichungsgenauigkeit gewährleistet. Gleichzeitig soll eine elektrische Übertragung von eingestellten Blendenwerten in die kameraseitige Belichungssteuerschaltung erfolgen.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for automatic exposure time control in SLR cameras, which provide an electrical equalization of the characteristic of a voltage controlled bridge circuit contained in a. Photoresistor the steepness γ = 0.5 and ensures a largely independent of changes in ambient temperature and operating voltage Belichungsgenauigkeit. At the same time, an electrical transmission of set aperture values in the camera-side exposure control circuit should take place.

In Verbindung mit einem Differenzverstärker wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers ein der Eingangsdifferenzspannung proportionaler Strom ist, der der Reihenschaltung zweier pn-Übergänge zugeführt wird, deren einer pn-übergang mti einem Transistor eine auf die Brückenschaltung rückgekoppelte Stromspiegelschaltung bildet, so daß das Rückkoppelungssignal von in den pn-Übergängen entstehenden Kennlinienfehlern frei ist und daß der pn-übergang andererseits in Verbindung mit dem weiteren pn-übergang und einem aus einer Konstantstromquelle gespeisten, mit denIn conjunction with a differential amplifier, the object is achieved in that the output signal of the differential amplifier is the input differential voltage proportional current which is supplied to the series connection of two pn junctions, one pn junction mti a transistor forms a fed back to the bridge circuit current mirror circuit, so in that the feedback signal is free of characteristic errors arising in the pn-junctions, and in that the pn-junction, on the other hand, is connected in conjunction with the further pn junction and one fed from a constant current source with the

logarithmierenden pn-Übergängen unmittelbar verbundenen Delogarithmier-Transistor eine elektrische Quadrierstufe bildet, wobei die genannten pn-Übergänge sowie die Transistoren Bestandteil eines integrierten Schaltkreises sind und das quadrierte Ausgangssignal der Ladestrom für einen Zeitbildungs-Kondensator einer Schaltstufe ist. Die das Temperatur- und Strom-Spannungsverhalten kennzeichnenden Kennlinien der pn-Übergänge einerseits und der Transistoren andererseits stimmen weitgehend überein. Zwecks Voranzeige der zu erwartenden Belichtungszeit wird von dem Ausgangssignal der Meßschaltung, bevor dessen Quadrierung erfolgt, ein Signal gebildet, welches an ein Meßwerk oder an einen Digitalanzeiger geleitet wird. Um diese Zeitvoranzeige von der Unterbrechung des Meßlichtes während der Belichtungsphase unabhängig zu machen, kann der entsprechende Speicherkondensator in der Meßschaitung angeordnet sein.logarithmic pn junctions directly connected Delogarithmier transistor forms an electrical squaring stage, said pn junctions and the transistors are part of an integrated circuit and the squared output signal is the charging current for a time-forming capacitor of a switching stage. The characteristic of the temperature and current-voltage characteristics of the pn junctions on the one hand and the transistors on the other hand are largely consistent. For the purpose of pre-display of the expected exposure time, a signal is formed by the output signal of the measuring circuit before its squaring, which is passed to a measuring unit or to a digital display. In order to make this time advance independent of the interruption of the measuring light during the exposure phase, the corresponding storage capacitor may be arranged in the measuring circuit.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gewährleistet unter Verwendung eines üblichen Photoempfängers der Steilheit 0,5 den von Einflüssen der Betriebsspannung und Umgebungstemperatur weitestgehend unabhängigen erwünschten Belichtungsumfang.The circuit arrangement according to the invention ensures, using a conventional photoreceiver, the steepness 0.5 of the desired exposure range which is largely independent of influences of the operating voltage and ambient temperature.

embodiment

Ein durch das Aufnahmeobjektiv 1 einer Spiegelreflexkamera beleuchteter Photowiderstand 2 der Steilheit 0,5 liegt über einen mit dem Vorwahlring der Kamerablende 3 gekuppelten exponentiellen Spannungsteiler 4 an negativer Spannung. Diesem Zweig entgegengeschaltet ist ein Kalibrierwiderstand 5, der über einen mit dem Einstellmittel für Filmempfindlichkeit gekuppelten exponentiellen Spannungsteiler 6 und einen Transistor 7 an positiver Spannung liegt. Beide Zweige wirken auf den nicht invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 8, dessen invertierender Eingang mit dem Verbindungspunkt der beiden Spannungsteiler verbunden ist. Die bisher beschriebene Schaltung bildet die Meßschaltung. An den Ausgang derselben ist die Reihenschaltung von zwei pn-Übergängen in Form von Dioden 9,10 angeschlossen, die in dargestellter Weise an die Basis des Transistors 7 bzw. eines Transistors 11 geschaltet sind. Parallel zu den Dioden 9,10 liegt ein Meßwerk zur Zeitvoranzeige und im Basiskreis des Transistors 11 liegt außer einem bei Spiegelbewegung zu öffnenden Schalter 12 ein Speicherkondensator 13. In den Emitterkreis des Transistors 11 ist eine Diode 14 geschaltet, die aus einer Konstantstromquelle gespeist wird, die aus einem Transistor 15, Dioden 16,17 sowie Widerständen 18,19 besteht. Die in dem gestrichelt abgegrenzten Schaltungsteil enthaltenen Bauelemente außer dem Transistor 7, dem Schalter 12 und dem Speicherkondensator 13 bilden eine Quadrierstufe 20. Der Kollektor des Transistors 11 ist an einen über einen Schalter 21 kurzschließbaren Zeitbildungskondensator 22 und dieser an den Eingang einer einen Elektromagneten 23 steuernden Schaltstufe 24 geschaltet. Ein Widerstand 25 dient der Belichtungsbegrenzung bei sehr geringen Lichtverhältnissen. Mittels eines Widerstandes 26 sowie Dioden 27,28 wird die Spannung einer Batterie 29 stabilisiertAn illuminated by the taking lens 1 a SLR camera photoresistor 2 of the slope 0.5 is connected via a coupled to the prefix ring of the camera aperture 3 exponential voltage divider 4 to negative voltage. Connected to this branch is a calibration resistor 5 which is connected to a positive voltage via an exponential voltage divider 6 coupled to the film speed setting means and a transistor 7. Both branches act on the non-inverting input of a differential amplifier 8 whose inverting input is connected to the connection point of the two voltage dividers. The circuit described so far forms the measuring circuit. At the output thereof, the series connection of two pn junctions in the form of diodes 9,10 connected, which are connected in the manner shown to the base of the transistor 7 and a transistor 11, respectively. Parallel to the diodes 9,10 is a measuring device for Zeitvoranzeige and in the base circuit of the transistor 11 is located except a mirror movement to be opened switch 12, a storage capacitor 13. In the emitter circuit of the transistor 11, a diode 14 is connected, which is fed from a constant current source, consisting of a transistor 15, diodes 16,17 and resistors 18,19. The components contained in the dashed demarcated circuit part except the transistor 7, the switch 12 and the storage capacitor 13 form a squaring stage 20. The collector of the transistor 11 is connected to a short-circuitable via a switch 21 Zeitbildungskondensator 22 and this to the input of an electromagnet 23 controlling Switching stage 24 switched. A resistor 25 is used to limit the exposure in very low light conditions. By means of a resistor 26 and diodes 27,28, the voltage of a battery 29 is stabilized

Die Wirkungsweise ist folgende: The mode of action is the following:

Nach Eingabe der gewünschten Blendenöffnung sowie der Filmempfindlichkeit über die Spannungsteiler 4 und 6 in die Meßschaltung durchfließt der Ausgangsstrom des Differenzverstärkers 8 nacheinander die Dioden 9,10. Der dabei über der Diode 9 entstehende Spannungsabfall steuert den auf den Eingang der Meßschaltung rückgekoppelten Transistor 7 an, so daß ein geschlossener Regelkreis entsteht. Der Strom über die Dioden 9,10 wird dabei stets so eingeregelt, daß die Spannungsdifferenz an den Eingängen des Differenzverstärkers gegen Null geht. Damit ergibt sich, daß die. Ausgangsspanngng der beiden Teiler sich zueinander verhalten wie der Kalibrierwiderstand zu dem PhotowiderstandAfter entering the desired aperture and the film sensitivity on the voltage divider 4 and 6 in the measuring circuit flows through the output current of the differential amplifier 8 successively the diodes 9,10. The resulting case of the diode 9 voltage drop controls the fed back to the input of the measuring circuit transistor 7, so that a closed loop is formed. The current through the diodes 9,10 is always adjusted so that the voltage difference at the inputs of the differential amplifier approaches zero. It follows that the. Output voltage of the two divider behave to each other as the calibration resistor to the photoresistor

Ue₆ RUe ₆ R

U_E4 R₂ U _E 4 R ₂

Da somit die Belichtungsgrößen, wie Objektleuchtdichte, Filmempfindlichkeit und Blendenöffnung in ein ganz bestimmtes Verhältnis zueinander gesetzt werden, ergibt sich, daß die Speisespannung für den Spannungsteiler 6Since the exposure quantities, such as the luminance of the object, the film sensitivity and the aperture, are therefore set in a specific relationship to one another, it follows that the supply voltage for the voltage divider 6

U_E6 = k, ~ (II)U _E6 = k, ~ (II)

R₂ R ₂

eine Funktion der erforderlichen Belichtungszeit sein muß. Die Kennlinie des Photowiderstandes 2 bestimmt den Verlauf dieser Funktion. Hat dieser—wie allgemein üblich—wegen des erwünschten großen Meßumfanges die Steilheit 0,5, so ändert sich die Speisespannung am Spannungsteiler 6, damust be a function of the required exposure time. The characteristic of the photoresistor 2 determines the course of this function. Has this-as is common practice-because of the desired large Meßumfanges the slope 0.5, the supply voltage changes at the voltage divider 6, da

R₇ = к . 1R ₇ = к. 1

gemäß der Beziehungaccording to the relationship

Für die direkte Ableitung der Belichungszeit von dieser Spannung ist diese Beziehung infolge des Wurzelausdruckes noch nicht brauchbar, da zwischen der Belichungszeit und der Objektleuchtdichte die Beziehung giltFor the direct derivation of the exposure time from this voltage, this relationship is not yet usable due to the root expression, since the relationship applies between the exposure time and the object luminance

t = k₃ · у (IV)t = k ₃ · у (IV)

Um dieser Beziehung gerecht zu werden, wird der über beiden Dioden 9,10 entstehende Spannungsabfall zur Steuerung des Transistors 11 herangezogen. Dessen Basispotential ist durch Hochlegen des Emitterpotentials um den Betrag der Basis-Emitterspannung des Transistors 7 angehoben, so daß der Grundspannungspegel im Arbeitsbereich dessen Kennlinienfeldes liegt. Diese Anhebung erfolgt mittels der Diode 14, die von dem Strom der Konstantstromquelle durchflossen wird. Unter der Voraussetzung hinreichender Übereinstimmung der Kennlinien der Dioden 9 und 10 sowie der Transistoren 7 und 11 ergibt sich, daß der Kollektorstrom des Transistors 11 der Beziehung folgtTo meet this relationship, the voltage drop across both diodes 9, 10 is used to control the transistor 11. Its base potential is raised by raising the emitter potential by the amount of the base-emitter voltage of the transistor 7, so that the fundamental voltage level is in the working range of its characteristic field. This increase takes place by means of the diode 14, which is traversed by the current of the constant current source. Provided the characteristics of the diodes 9 and 10 as well as the transistors 7 and 11 are sufficiently matched, the collector current of the transistor 11 follows the relationship

Jen = к* · (Jc7)² (V).Jen = к * · (Jc7) ² (V).

Dieser Strom kann nunmehr zur Belichtungszeitbildung herangezogen werden, indem mit diesem nach bekanntem Öffnen der Schalter 12 und 21 die Ladung des Kondensators 22 erfolgt. Die zum Erreichen der Schaltspannung U_s der Schaltstufe 24 erforderliche Zeit folgt der BeziehungThis current can now be used for the formation of exposure time by the charging of the capacitor 22 takes place with this after known opening of the switches 12 and 21. The time required to reach the switching voltage U _{s of} the switching stage 24 follows the relationship

(Vl).(Vl).

Gemäß (V) ändert sich der Kollektorstrom des Transistors 11 um den Faktor 2, wenn sich der Kollektorstrom des Transistors 7 um den Faktor VT ändert. Dies ist aber dann der Fall, wenn sich z. B. durch Änderung der Beleuchtungsstärke auf dem Photowiderstand 2 um den Faktor 2 oder durch eine Verstellung der Spannungsteiler 4,6 um einen Lichtwert eine Verschiebung der Eingangsspannung am Differenzsverstärker 8 um den Faktor V2~ ereignet hat. Die Änderung der Beleuchtungsstärke B und die Änderung von J_c11 sind somit direkt proportional, B ~ J_cn· Setzt man dieses Verhältnis in (Vl) ein, erkennt man, daß Bedingung (IV) erfüllt ist. Nach Ablauf der so gebildeten Zeit beendet der Elektromagnet 27 in bekannter Weise die Belichtung. Das Meßwerk 30 kann zur Kompensation der Temperatureinwirkung auf die Dioden 9,10 gegen eine aus einer weiteren Konstantstromquelle gespeiste gleichartige Diodenkette geschaltet werden. Einflüsse von Betriebsspannung und Temperatur bleiben von zu vernachlässigendem Einfluß auf die Zeitbildung, wenn die Dioden 9,10,14 und die Transistoren 7,11 als integrierter Schaltkreis ausgebildet sind.According to (V), the collector current of the transistor 11 changes by a factor of 2 when the collector current of the transistor 7 changes by a factor of VT. But this is the case when z. B. by changing the illuminance on the photoresistor 2 by a factor of 2 or by adjusting the voltage divider 4,6 by a light value, a shift of the input voltage at the differential amplifier 8 by a factor V2 ~ has occurred. The change in illuminance B and the change in J _c11 are thus directly proportional, B ~ J _c n · If this ratio is _inserted into (Vl), it can be seen that condition (IV) is satisfied. After the time thus formed, the electromagnet 27 terminates the exposure in a known manner. The measuring unit 30 can be connected to compensate for the effect of temperature on the diodes 9,10 against a supplied from a further constant current source similar diode chain. Influences of operating voltage and temperature remain of negligible influence on the timing when the diodes 9,10,14 and the transistors 7,11 are formed as an integrated circuit.

Claims

1. Circuit arrangement for automatic exposure control in SLR cameras with internal measurement, in which the measurement signal of a voltage-controlled bridge circuit having a photoresistor of the slope γ = 0.5 and one exponential voltage divider of equal stiffness for entering the preselected aperture size and set film sensitivity, fed to a differential amplifier is whose output signal after logarithmation and Delogarithmierung with a constant current supply is the squared output for a Zeitbildungskondensator which is connected to a switching stage, characterized in that the output signal of the differential amplifier (8) of a series connection of two pn junctions (9,10) is supplied Whose one pn junction (9) with a transistor (7) forms a fed back to the bridge circuit current mirror circuit, so that the feedback signal from the resulting in the pn junctions Kennl on the other hand, in connection with the further pn junction (10) and the constant-current fed Delogarithmiertransistor (11), the pn junction (9) forms an electric squaring stage.

2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the characteristic of the temperature and current-voltage characteristics characteristic of the pn junctions on the one hand and the transistors on the other hand largely match.

3. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the pn junctions an indicator for previewing the expected exposure time is connected in parallel.