DE1966303B2 - Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Einstellvorgängen in photographischen Kameras, insbesondere zur Einstellung der Belichtungszeit, in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttäti-

is gen Steuerung von Einstellvorgängen in photographischen Kameras, insbesondere zur Einstellung der Belichtungszeit, in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit mittels eines durch unterschiedliche Stromrichtungen in unterschiedlichem Drehsinn betätigbaren Gleich- strom-Servomotor, der im Diagonalzweig einer gleichstromgespeisten Brückenschaltung angeordnet ist. von welcher mindestens ein Brückenzweig unmittelbar oder mittelbar unter dem Steuereinfiuß eines die Objekthelligkeit sowie die weiteren den photographischen Einstellvorgang bestimmenden Belichtungsparameter kennzeichnenden und eine entsprechende Verstimmung der Brückenschaltung verursachenden Steuersignals steht, wobei der bzw. die Brückenzweige durch eine von der Drehbewegung durch eine von der Drehbewegung des Servomotors abhängige, vorzugsweise mechanisch durch eine den Lichteinfall auf die wirksame Oberfläche des zur Ermittlung der Objekthelligkeit dienenden lichtempfindlichen Schaltelements regelnde Vorrichtung bewirkte Rückkopplung derart beeinflußbar sind, daß die Brückenschaltung sich wieder in einem eine weitere Drehbewegung des Servomotors verhindernden Gleichgewichtszustand befindet, sobald der bezweckte Einstellvorgang volltndet ist. Eine Vorrichtung dieser Gattung ist beispielsweise durch die deutsche Auslegeschrift H 49 608 bekannt. Bei ihr sind die Brückenwiderstände des einen Brückenzweiges aus den Emitter-Kollektor-Strecken zweier komplementärer Transistoren gebildet, deren Basis und Emitterelektroden je miteinander verbunden sind und deren Steuerstromkreis aus dem Diagonalzweig einer weiteren Brückenschaltung gespeist wird. Ein Brückenzweig dieser weiteren Brückenschaltung enthält das lichtempfindliche Schaltelement, das unter dem Einfluß der Objekthelligkeit die weitere Bri'ckenschaltung derart verstimmt, daß alternativ einer der beiden komplementären Transistoren, deren einander parallelgeschaltete Basis-Emitte·- Strecken den Diagonalzweig der weiteren Brückenschaltung bilden, in seinen leitenden Zustand versetzt wird, so daß in dem Diagonalzweig der erstgenannten Brückenschaltung ein Speisegleichstrom für den Servomotor fließt.

Es ist wünschenwert, daß der zu steuernde Einstellvorgang möglichst rasch vonstatten {,eht. Dies bedingt die Verwendung von Servomotoren mit vergleichsweise großer Antriebskraft Derartige Servomotoren sind jedoch mit einem großen Trägheitsmoment behaftet, so daß die Gefahr besteht, daß der Motor nicht unmittelbar nach dem Stromloswerden seines Speisestromkreises zum Stillstand kommt, sondern infolge der Trägheits-

6_S kraft über die Stellung hinausläuft, die der optimalen Einstellung entspricht. Mechanische Bremseinrichtungen, die ein solches Weiterlaufen wirksam verhindern, sind für den Einbau in photographische Kameras

ungeeignet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einerseits die Verwendung von Servomotoren mit hoher Antriebskraft und damit eine hohe Einstellgeschwindigkeit ermöglicht und die andererseits ein hinreichend rasches Abbremsen lies Servomotors nach erfolgter Einstellung gewährleistet

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst

Die erfindungsgemäße Anordnung gleicht d*r durch die DT-AS 10 83 403 bekanntgewordenen Regeleinrichtung, be^; der zur Erleichterung des Anlaufens eines Servomotors das Ruhereibungsmoment durch Überlagerung einer von einer Wechselerregung erzeugten Rüttelbewegung überwunden wird. Die Frequenz der Wechselerregung muß also so niedrig sein, daß tatsächlich eine mechanische Hin- und Herbewegung des Motorankers stattfinden kann. Damit der Motor nach vollendeter Einstellbewegung von der Rüttelbewegung nicht aus seiner Soll-Lage herausgestoßen wird, wird in der genannten deutschen Auslegeschrift vorgeschlagen, die Rüttelbewegung nach der Ausregelung über ein Verzögerungsglied allmählich still zu setzen. Der Übergang zwischen dem gerüttelten Stillstand und dem stromlosen Stillstand soll also mit abnehmender Amplitude der Rüttelspannung vor sich gehen{DT-AS 10 83 403, Spalte 3. Zeilen 9 bis 12).

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Wechselspannung so gewählt, daß der Gleichstrom-Servomotor durch die überlagerte Wechselerregung in seiner Drehbewegung nicht beeinflußt wird, solange der speisende Diagonalzweig der Brückenschaltung noch von einem resultierenden Gleichstrom durchflossen wird. Sobald der Diagonalzweig jedoch gleichslromfrei -,5 ist. bewirkt die von der Wechselspannung verursachte Wechselerregung, daß der Servomotor in derjenigen Stellung festgehalten wird, die er innehat, wenn der Gleichstrom zu Null wird.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die dem Steuersignal überlagerte Wechselspannung mittels einer vorzugsweise als rückgekoppelte Transistorschaltung ausgebildeten Oszillatorschaltung aus der die Anordnung speisenden Batterie-Gleichspannung erzeugt wird.

Da die Klemmenspannung der in einer photographischen Kamera verwendeten Batterien im allgemeinen vergleichsweise niedrig ist, der Strom*' eis. in dem das lichtempfindliche Bauelement angeordnet ist, jedoch eine verhältnismäßig hohe Speisespannung benötigt, bedienen sich viele Anordnungen eines Gleichspannungswandlers. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung, die von derartigen Anordnungen ausgeht, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator des Gleichspannungswandler ferner zur Erzeugung der Wechselspannung dient.

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der unter dem Steuereinfluß des genannten Steuersignals stehende Brückenzweig aus den Kollektor-Emitter-Strecken ^₀ zweier Transistoren von gleichem Leitfähigkeitstyp gebildet ist, die durch das Steuersignal alternativ in ihren stromführenden Zustand steuerbar sind. Insbesondere sind diese beiden Transistoren je Bestandteil einer zweistufigen Transistorschaltung, wobei das Steuersi- ^₅ gnal nach geeigneter Verstärkung einerseits dem Steuereingang der einen und andererseits nach Umkehrung seiner Phasenrichtung dem Steuereingang der anderen zweistufigen Transistorschaltung zugeführt wird.

In der Zeichnung tat ein Ausführungsbtispiel der Erfindung näher erläutert. Und zwar zeigt

F i g. 1 das Schaltbild des Austührungsbeispiels und

Fig.2 in einem Strom-Spannungsdiagramm die Arbeitskennlinie der in F1 g. 1 dargestellten Schaltung.

Die in F i g. 1 dargestellte Schaltung besitzt ein lichtempfindliches Bauelement 1, das als Fotowiderstand ausgebildet ist In Reihe mit diesem Fotowiderstand 1 ist eine Diode 2 mit logauthmischer Kennlinie geschaltet, durch die der das lichtempfindliche Schaltelement durchfließende, die Objekthelligkeit kennzeichnende Strom in bekannter Weise einer logarithmischen Kompression unterworfen wird. Die an der Diode 2 auftretenden, dem Logarithmus des den Fotowiderstand 1 durchfließenden Stroms proportionale Spannung wird einer Impedanzwandlerschaltung 3 zugeführt Es ist ferner ein Gleichspannungswandler 7 vorgesehen, der aus dem als Oszillator arbeitenden Transistor 6, einem in dessen Kollektorstromkreis geschalteten Transformator, dem Glättungskondensator 9, dem Gleichrichter 8 sowie der Schwellwertdiode 10 besteht. Der Gleichspannungswandler 7 dient einerseits zur Speisung des den Fotowiderstand 1 und die Diode 2 enthaltenden Stromkreises, andererseits liefert er die dem Ausgangssignal des Impedanzwandlers 3 erfindungsgemäß zu überlagernde Wechselspannung. Es ist ferner ein veränderbarer Widerstand 13 vorgesehen, mit dessen Hilfe die übrigen den Einstellvorgang bestimmenden Faktoren, z. B. die Empfindlichkeit des verwendeten Filmmaterials schattungstechnisch berücksichtigt werden. Die dargestellte Schaltung besitzt ferner einen Servomotor 19, der in den Diagonalzweig einer Brückenschaltung geschaltet ist. Diese Brückenschaltung besteht einerseits aus den beiden Batterien 4 und 5, durch die das Potential des einen Endes des Diagonalzweiges festgelegt ist und andererseits aus den Kollektor-Emitter-Strecken der beiden Transistoren 18 und 22, die ihrerseits je Bestandteil einer zweistufigen Transistorschaltung 16 bzw. 20 sind. Die den Steuereingang der Transistorschaltung 16 bildende Basiselektrode des Transistors 17 ist mit dem Ausgang eines zweistufigen Transistorverstärkers 15 verbunden, der aus der beiden Transistoren 12 und 12' besteht. Der Eingang der zweistufigen Transistorschaltung 20 ist mit der Kollektorelektrode des Transistors 17 verbunden, so daß der Transistorschaltung 20 ein Signal zugeführt wird, das in seinem Verlauf ebenfalls dem Ausgangssignal des Transistorverstärkers 15 entspricht, diesem gegenüber jedoch eine um 180° gedrehte Phase aufweist. Die Polung des Servomotors 19 in dem Diagonalzweig der Brückenschaltung ist so gewählt, daß er sich in seiner normalen Drehrichtung bewegt, wenn der Kollektorstrom des Transistors 22 den des Transistors 19 übersteigt und umgekehrt. Der Servomotor 19 treibt einerseits das Einstellorgan zur Betätigung des gewünschten Einstellvorgangs (z. B. das Einstellorgan zur Einstellung der Belichtungszeit) an, andererseits bewirkt er mittels einer von ihm angetriebenen Blendenvorrichtung eine Änderung der Intensität des auf die wirksame Oberflächer des lichtempfindlichen Schaltelements 1 auftrefftnden Lichts in der oben beschriebenen Weise im Sinne einer Gegenkopplung. Fig.2 zeigt die Arbeitskennlinie der in Fig.l dargestellten Schaltung. Auf der Ordinatenachse sind der Kollektor- bzw. der Emitterslrom der Transistoren 18 bzw. 22 und auf der Abszissenachse ist die

Steuerspannung am Eingang des zweistufigen Transistorverstärkers 15 aufgetragen. Das dargestellte Diagramm zeigt also die Abhängigkeit des die Transistoren 18 bzw. 22 durchfließenden Stroms und damit des durch den Servomotor 19 fließenden Stroms von der Spannung am Schaltungspunkt B. Mit den Linien — Λ und +Iv sind die Ansprechschwellen der Basis-Emitter-Strecke des Transitors 12 angedeutet. Der Kurvenzug d verdeutlicht die am Schaltungspunkt B dem Ausgangssignal des Impedanzwandlers 3 überlagerte Wechsel- spannung, der Kurvenzug c deutet die dieser Wechselspannung entsprechende Stromänderung an.

Die dargestellte Schaltung arbeitet in folgender Weise:

Durch die Einstellung des veränderbaren Widerstandes 13 werden diejenigen Faktoren berücksichtigt, die den zu steuernden Einstellvorgang außer der Objekthelligkeit bestimmen, dies ist beispielsweise die Empfindlichkeit des verwendeteten Filmmaterials. Der den Fotowiderstand 1 durchfließende, von der Objekthelligkeit abhängige Fotostrom wird in bekannter Weise durch die Diode 2 einer logarithmischen Kompression unterworfen. Die dabei an der Diode 2 auftretende Signalspannung wird in dem Impedanzwandler 3 verstärkt und dem Schaltungspunkt B zugeführt. Diesem Steuersignal wird erfindungsgemäß ein Wechselspannungssignal überlagert das über den Kondensator 11 von der Sekundärwicklung des in den Gleichspannungswandler 7 angeordneten Transformators ebenfalls dem Schaltungspunkt B zugeführt wird. Die Überlagerungsspannung wird dem Eingang des zweistufigen Verstärkers 15 zugeführt. Das Emitterpotential der beiden Transistoren 12 und 12' besitzt durch die Einstellung des Widerstandes 13 einen Wert, der für die Filmempfindlichkeit kennzeichnend ist. Infolge der von der Diode 2 bewirkten logarithmischen Kompression ändert sich die die Objekthelligkeit kennzeichnende Spannung linear, wenn jene sich nach Art einer Exponentialfunktion ändert Ebenso ist die Kennlinie des Widerstands 13 so gewählt, daß sein Widerstandswert sich in eine arithmetische Progression ändert, wenn die von ihm repräsentierten Faktoren (z. B. die Empfindlichkeit des verwendeten Filmmaterials) sich ändern. Auf diese Weise wird erreicht daß die Schaltung in einem gleichmäßig unterteilten Maßstab betrieben wird.

Es sei angenommen, daß die die Objekthelligkeit kennzeichende Signaispannung am Schaltungspunkt B ausreicht, um die Transistoren 12 und 12' in ihren leitenden Zustand zu steuern. In diesem Falle ist das Basispotential des Transistors 17 so niedrig, daß dieser in seinem gesperrten Zustand bleibt Dies wiederum hat zur Folge, daß die Spannung am Schaltungspunkt D am Kollektor des Transistors 17 höher ist als die Spannung am Emitter des Transistors 18, so daß auch der _S5

Transistor 18 gesperrt ist.

Infolge der beschriebenen Potentialverhältnisse ai dem Schaltungspunkt D wird indessen der Transistor 21 leitend und steuert den Transistor 22 ebenfalls in seiner leitenden Zustand, so daß der über die Emitter-Kollek tor-Strecke dieses Transistors 22 verlaufende von dei Batterie 4 gespeiste Stromkreis für den Servomotor 1! eingeschaltet wird. Der Servomotor 19 dreht sicr deshalb in seiner normalen Dreh richtung:. Bei seinei Drehung bewirkt der Servomotor 19 außer dei Verstellung des Einstellorgans für die Belichtungszeil der Kamera die Betätigung der Blendenvorrichtung 23 mittels derer die Intensität des auf die wirksame Oberfläche des Fotowiderstandes 1 auftreibenden Licht! regelbar ist. Und zwar bewirkt die Drehung de! Servomotors 19 in seiner normalen Drehrichtung eir Schließen dieser Blendenvorrichtung 22 Dadurch wire in der eingangs beschriebenen Weise eine mechanische Rückkopplung verursacht: Durch die Verringerung dei Intensität des auf die wirksame Oberfläche de; Fotowiderstandes 1 auftreffenden Lichts wird die ar dem Schaltungspunkt B anliegende Signalspannung entsprechend verringert und erreicht schließlich einer Wert, durch den der Transistor 12 in seinen nichtleitenden Zustand zurückkehrt Dieser Vorgang ist durch der Kennlinienteil a in F i g. 2 angedeutet.

Wenn die Intensität des auf den Fotowiderstand 1 auftreffenden Lichts vergleichsweise niedrig ist, ist auch die entsprechende Signaispannung an dem Schaltungspunkt B niedrig, so daß der Transistor 12 nicht in seiner leitenden Zustand gesteuert wird. Daher werden -umgekehrt wie im vorher beschriebenen Fall — die Transistoren 17 und 18 leitend, während die Transistorschaltung 20 gesperrt bleibt Infolgedessen dreht sich der Servomotor 19 in der umgekehrten Drehrichtung Dabei bewirkt die erwähnte mechanische Rückkopplung wieder, daß sich der Servomotor 19 allmählich dem Stillstand nähert, was in F i g. 2 durch den Kennlinienteil b angedeutet ist

Sobald die die Objekthelligkeit kennzeichnende Signalspannung am Schaltungspunkt B durch die Wirkung derRückkopplung eliminiert ist wirkt die Wechselspannung gemäß Kennlinienteil d in F i g. 2. Diese Wechselspannung hatte solange keinen Einfluß auf die Bewegung des Servomotors 19. solange die die Objekthelligkeit kennzeichnende Signalspannung genügend groß war. Durch die Wirkung dieser Wechselspannung werden die beiden Transistorschaltungen 16 und 20 abwechselnd in ihren leitenden Zustand gesteuert so daß der Servomotor 19 von einem entsprechenden Wechselstrom durchflossen wird.

Durch diese Wechselerregung wird der als Gleichstrommotor ausgebildete Servomotor 19 in bekannter Weise rasch abgebremst

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Λ CQC

Claims (5)

IS 66 303 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Einstellvorgängen in photographischen Kameras, insbesondere zur Einstellung der Belichtungszeit, in Abhängigkeit von der Objekthelltgkeit mittels eines durch unterschiedliche Stromrichtungen in unterschiedlichem Drehsinn betätigbaren Gleichstrom-Servomotors, der im Diagonalzweig einer Brücken-Schaltung angeordnet ist, von der wenigstens ein Brückenzweig mittelbar oder unmittelbar unter dem Steuereinfluß eines die Objekt helligkeit sowie die weiteren den photographischen Einsiellvorgang bestimmenden Belichtungsparamete·- kennzeichnenden und eine entsprechende Verstimmung der Brückenschaltung verursachenden Steuersignals steht, wobei der bzw. die Brückenzweige durch eine von der Drehbewegung des Servomotors abhängige, vorzugsweise mechanisch d^rch eine der. Lichteinfnll auf die wirksame Oberfläche des zur Ermittlung des Objekthelligkeit dienenden lichtempfindlichen Schaltelements regelnde Vorrichtung bewirkte Rückkopplung derart beeinflußbar ist, daß die Brückenschaltung sich wieder in einem eine weitere Bewegung des Servomotors verhindernden Gleichgewichtszustand befindet, sobald der bezweckte Einstellvorgang vollendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (7) zur Erzeugung einer Wechselspannung (d) vorgesehen sind, die mit ihrem diese Wechselspannung (d) liefernden Ausgang (über U) mit einem das genannte Steuersignal führenden Schaltungspunkt (B) verbunden sind, derart, daß die Wechselspannung (d) und da., Steuersignal in an sich bekannter Weise einander überlagert sind, daß diese Überlagerumrsspannung der Eingangsspannung einer der genannten Brückenschaltung vorgeschalteten Steuerstufe (15) bildet, und daß die Frequenz der Wechselspannung (d) so hoch gewählt ist, daß die von ihr verursachte Wechselerregung die Bewegung des Gleichstrom-Servomotors (19) weder im Stillstand noch beim gleichstromgesteuerten Nachlauf beeinflußt, bei Erreichen des durch das Verschv-nden des Gleichstromanteils gekennzeichneten Gleichgewichtszustandes jedoch durch Gegenerregung enne rasche Abbremsung des Gleichstrom-Servomotors (19) bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Steuersignal (am schaltungspunkt B) überlagerte Wechselspannung (d, F i g. 2) mittels einer Oszillatorschaltung (6) aus der die Anordnung speisenden Batteriegleichspannung (+ A) erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der das lichtempfindliche Bauelement enthaltende Stromkreis von einem Gleichspannungswandler gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (6) des Gleichspannungswandlers (7) ferner zur Erzeugung der Wechselspannung dient.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der unter dem Steuereinfluß des genannten Steuersignals stehende Brückenzweig aus den Kollektor-Emitter-Strecken zweier Transistoren (18, 22) gebildet ist, die durch das Steuersignal alternativ in ihren stromführenden Zustand steuerbarsind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden genannten Transistoren (18, 22) je Bestandteil einer zweistufigen Transistorschaltung (16 bzw. 22) sind, daß das Steuersignal (am Schaltungspunkt ujlnach seiner Verstärkung (mittels IS) einerseits dem Steuereingang der einen (Ιό) und andererseits nach Umkehrung seiner Phasenrichtung (mittels 17) dem Steuereingang der anderen zweistufigen Transistorschaltung (20) ζ.· !geführt wird.