DE2117532B2 - Elektronische Verschlußsteuerschaltung - Google Patents

Description

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Er-

^ findung, eine elektronische Verschlußeinrichtung be-

65 reitzustellen, welche die mit bekannten elektronischen

65 reitzustellen, welche die mit bekannten elektronischen

Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Verschlußeinrichtungen verbundenen Probleme üfoer-Vefschlußsteuerschaltung für Kameras mit Innen- windet, einfach aufgebaut und einzustellen ist, und messung, mit einer Logarithmierschaltung für das ohne Beeinträchtigung durch Temperaturänderungen

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and Aiterserscheirnmgen genau und zuverlässig ar- werden. Der positive EiBgangsanschluß (τ) des ieäßt Operationsverstärkers QP ist geerdet, während der

Ke Lösung dieser Aufgabe ist für die Schaltung andere Anschluß der Fotodiode P ebenfalls geerdet

der einleitend beschriebenen Art durch üe im Kenn- ist, so daß das Potential an dem negativen En-

zeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale 5 anschluß (-) des Operationsverstärkers OP bei Be- «döst trieb im wesentlichen gleich demjenigen an dem

Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines in positiven Anschluß (+) ist NGt anderen Worten, das

der Zeichnung dargestellten Schaltdiagramms, eines Potential an dem negativen Eingangsanschluß (—) ί Aasführungsbeispieles im einzelnen erläutert wird das Erdpotential oder zu Null. Das heißt, daß

Gemäß der Figur ist ein Anschluß einer Foto- " der Strom von der kurzgeschlossenen Fotodiode P

diode P geerdet und der andere Anschluß mit einem abgeleitet werden kann, so daß eine bessere Propor- %·. Kontakt 6 eines Schalters S₁ verbunden, zu dem ein tionalität bei der Messung erreicht werden kann weiterer Kontakt α gehört Ein durch einen Schalter und der Effekt des Dunkelstroms infolge rückwärts S₄ überbröckter Zeitsteuerkondensator Cs ist mit gerichteter Vorspannung eliminiert wird. Dadurch J einem Anschluß an den Kontakt α des Schalters S₁ 15 wird eine idealisierte Messung möglich.

und mit seinem anderen Anschluß mit dem Ein- Bei der Messung hat die folgende Beziehung Gül-

, gaag B' einer Steuerschaltung F bzw. dem Ausgang B tigkeit:

eines Operationsverstärkers OP verbunden. Die i = aL, U)

Steuerschaltung F dient zum Steuern eines Magneten,

der seinerseits den Verschluß betätigt. Der positive *> wobei L =- der Lichtstrom oder die Intensität des Eingangsanschluß ( + ) des Operationsverstärkers OP einfallenden Lichts und a eine Konstante der Fotoist geerdet, und der negative Eingangsanschluß (-) diode ist. Da das Potential an der Verbindungsist mit dem beweglichen Kontakt des Schalters S₁ und stelle oder dem Ausgangsanschluß A Null ist und der bei A mit einer Anode der Diode D₁ verbunden. Der Strom i in die Diode D₁ hineinfließt, ist das Poten-Ausgangsanschluß der Diode D₁ ist an die Source- »5 «al e an der Source-Elektrode S des Feldeffekttransi-Elektrode S eines Feldeffekttransistors Q angeschlos- stors Q

sen, die über einen Widerstand auch mit dem negati- e = — E₀ log (Hl₀), (2)

ven Pol einer Spannungsqudle ( —) verbunden ist.

Die Gate-Elektrode G des Feldeffekttransistors Q ist wobei E_n und /„ die von der Temperatur der Diode über einen Schalter S₄ mit dem Verbindungspunkt B 30 D₁ abhängigen Konstanten sind und E₀ gegeben ist zwischen dem Zeitsteuerkondensator Cs und dem durch

Operationsverstärker OP verbunden. Die Gate-Elek- E₀ = 2,303 ktlq, (3)

trode G ist außerdem über einen Speicherkondensator C an einen Schalters, angeschlossen. Der Schal- wobei K die Boltzmann-Konstante, T die absolute ier S. weist einen geerdeten Kontakt b' und einen mit 35 Temperatur und q die Elektronenladung ist. dem positiven Pol einer anderen Spannungsquelle Ep Wenn der Kontakt b des Schalters S_s bei derMes-

verbundenen Kontakte' auf; der negative Pol der sung geschlossen ist, wird der Kondensatorc aur Spannungsquelte Ep ist geerdet. eine Spannung aufgeladen, welche gleich der Summe

Die Diode D„ der Operationsverstärker Op und der Spannung e gemäß Gleichung (2) und der rötender Feldeffekttransistor Q bilden während der Licht- 40 tialdifferenz s_GS zwischen den Gate- und bourcemessung eine Logarithmierungsschaüung und wäh- Elektroden des Feldeffekttransistors y ist uas oer I der Steuerung der Verschlußzeit eine Deloga- deutet, daß der Kondensator C auf eine Spannung mhmierungsschaltung. Der Kondensator C bildet aufgeladen wird, die durch einen Speicher; die Steuerschaltung F steuert den . .

Magneten, der seinerseits den Verschluß betätigt. 45 e_t = e-\- e_os W

Der von der Fotodiode P erzeugte Strom ist proportional zur Intensität des auffallenden Lichts. gegeben ist.

Wenn der bewegliche Kontakt des Schalters S₁ mit Nach Beendigung der Messung werden die festen

dem Kontakt b in Verbindung steht, wird der von Kontakte α und a' der Schalter S₁ und 6, gescmossen der Fotodiode P erzeugte Strom über den mit dem 50 und der Schalter oder Kontakt S₄ geöffnet. Die durcn negativen Anschluß des Operationsverstärkers OP die Gleichung (4) gegebene und am Kondensator c verbundenen Verbindungspunkt A an die Anode der liegende Spannung bleibt jedoch so JW wj8««£ Diode D₁ angelegt. Wenn der Eingangswiderstand dert, wie der Gate-Strom des f^eldeffi"^ra^ des Operationsverstärkers OP ausreichend groß ge- ausreichend klein ist. Demzufolge wird die Span wählt wird, so ist der in den Verstärker OP fließende 55 der Spannungsquelle Ep zu der Steuerung e_c des Strom vernachlässigbar gering, so daß davon ausge- densators C addiert. Das bedeutet gangen werden kann, daß der Gesamtstrom i von der
Fotodiode P in die Diode D₁ fließt. e_G = e_c + Ep = e + E„ H- e_GS . P)

Wenn der Schalter S₄ geschlossen ist, liegt der cut*,«

Ausgang des Operationsverstärkers OP an der Gate- 60 Da der Feldeffekttransistor β als Source-Elektrofilektrode G des Feldeffekttransistors Q. Da die Ka- den-Folger wirkt bleibt die ^Ga%^So^^e:^SP^^nu _d ⁿ8 thode der Diode D₁ mit der Source-Elektrode S des e_GS konstant, so daß sich fur das Potential eande Feldeffekttransistors Q verbunden ist, wirkt letzterer Source-Elektrode S des Feldeffekttransistors Q ergibt als Source-Elektroden-Folger, bei dem keine Phasen- _e' = e_G — e_GS . (6)

umkehr eintritt. Betrachtet man den Eingangsanschluß 65 „, . . ,*-, ■ _ηο|_Λιιη(, /·ο _{pin ςο}

des Operationsverstärkers OP und die Sonrce-Elek- Setzt man Gleichung (6) in Gleichung (5) ein, so

trode S des Feldeffekttransistors Q, so können diese ergibt sich ^

als ein einziger Operationsverstärker OP angesehen e - e + fcp. V. )

5 ^V 6

In diesem Falle ist der positive Eingangsanschluß quelle Ep eine Blendenöffnung oder eine Filmemp-

(+) des Operationsverstärkers OP geerdet, so daß findlichkeit eingestellt und die Bedingungen zum

das Potential bei A Null ist. Demzufolge steht das Betätigen des Verschlusses in Abhängigkeit von der

durch die Gleichung (7) gegebene Potential e'an der Lichtintensität des Objekts erfüllt werden können.

Diode D₁ an. Aus der Gleichung (2), welche die all- 5 Wie zu sehen ist, ist von den temperaturabhängigen

gemeine Diodengleichung ist, läßt sich der von dem Konstanten E₀ und /„ der Diode D₁ lediglich E₀ in

Verbindungspunkt A in die Diode D₁ fließende der Gleichung (15) enthalten. Das bedeutet, daß die

Strom i' wie folgt ausdrücken : Konstante /₀, die durch eine Temperaturänderung

und Alterungserscheinungen besonders beeinflußt

e' — E₀ log (i'II₀) (8) 10 wird, eliminiert ist.

ojjßj. Die Beziehung zwischen der von der Spannungs-

, _r quelle Ep gelieferten Spannung, einem Größenfak-

i = /₀10-"^E· (8') _tor χ _pr0 Blendenschritt und einer Zahl η der

Setzt man Gleichung (8') in die Gleichung (7) ein, Schritte kann ausgedrückt werden
so ergibt sich ¹S

,- = /_e10-«M0-w&. (9) K_n=IO*"* (16)

Da Gleichung (2) wie folgt umgeschrieben werden oder
kann

läßt sich Gleichung (9) wie folgt schreiben _{Aus der Glekhun}g ₍₁₆,_{} ist m sehen< daß die}

i' = j \q-Epie, ^j i^ Spannung Ep proportional zur Zahl der Schritte η ist

as Das bedeutet, daß die Einstellung leicht durchgeführt Wenn der feste Kontakt b des Schalters S₁ ge- werden kann.

schlossen ist, wirkt die Schaltung als Integrierschal- Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel benutzte

tung, und wenn der Kontakt S₂ zu Beginn der Ver- Operationsverstärker OP kann in einfacher Weise als Schlußauslösung geöffnet wird, so fließt der Strom £' zweistufiger Differenzverstärker mit zwei, seine Einvom Ausgangsanschluß B des Operationsverstärkers 30 gangsstufe bildenden Feldeffekttransistoren aufge- OP über den Zeitsteuerkondensator Cs in die Diode baut sein. Es ist selbstverständlich möglich, einen D₁, wobei das Potential an der Verbindungsstelle A Fotowiderstand od. dgl. zusammen mit einer geeig-NuIl bleibt, bis der Operationsverstärker gesättigt ist. neten Spannungsquelle an Stelle der oben beschrie-Dadurch wird das Potential e_B an der Verbindungs- benen Fotodiode P zu verwenden. Die Bezugsspanstelle B proportional zur Zeit t und ist gegeben 35 nungsquelle Ep kann in äquivalenter Weise mit der durch Diode D₁ in Reihe geschaltet werden, indem sie

e_B = i'tJCs. (12) gegenphasig zum positiven Eingangsanschluß ( + )

des Operationsverstärkers geschaltet wird. Statt der

Das Potential am Eingangsanschluß B' der Steuer- Diode D₁ kann auch ein anderes geeignetes Element, schaltung F wird auf demselben Wert wie das Poten- 40 z. B. ein Transistor, verwendet werden. Außerdem tial am Punkt B gehalten. Der Verschluß wird ge- kann an Stelle des Source-Elektroden-Folgers ein schlossen, wenn das Potential e_B am Eingangs- Verstärker mit einem einfachen Feldeffekttransistoranschluß B einen vorgegebenen Potentialpegel e_Bo eingang benutzt werden. Im vorliegenden Ausfüherreicht hat. Die Zeitspanne bzw. die erforderliche rungsbeispiel wurde die Bezugs- oder Korrektur-Verschlußöffnungszeit, bei der das Potential e_B an 45 Spannungsquelle Ep als mit dem Kondensator C in dem Eingangsanschluß B' den vorgegebenen Pegel Reihe liegend angegeben; selbstverständlich kann die e_BO erreicht hat, ist gegeben durch Bezugsspannungsquelle Ep mit entgegengesetzter Po

lung zwischen dem Kondensator C und Erde wäh-

eg^^i't^/Cs. (13) rend des Meßvorgangs eingeschaltet sein, wobei sie

Setzt man Gleichung (13) m Gleichung (11) ein, so ⁵° Λ**«* ist, wenn der Verschloß betätigt ist
ergibt sich ^{Aus der 0}N^¹¹ Beschreibung geht hervor, daß es

mit der vorliegenden Erfindung möglich ist, eise

I₀110" ⁰^ = e_BoCs = konstant. (14) komplizierte Einstellung zur Anpassung der Charak- Setzt man Gleichung (1) in Gleichung (14) ein, so teristiken der k^thmischenTran^matioosschal-

ergibt sich **·· ^⁰⁰S ή™ "^er Schaltung zur Durchiuhnnig der anü-

logarithmischen Transformation zn vermeiden. Dei

!„L/IO⁰"*· = C₉₀Cs = konstant. (15) neue elektronische Verschloß ist einfach au^ebau

und einzustellen und unterliegt is geringerem Maßf

Aas der obigen Beschreibung geht hervor, daß einer Beeinflussung durch Temperaturänderung um durch geeignete Wahl der Spannung der Spannungs- 60 Aiteniag.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Ausgangssignal eines die Objekthelligkeit durch das Patentansprüche: Kameraobjektiv messenden fotoelektrischen Bau elementes, einem das iogarithmierte Ausgangssignal

1. Elektronische VersdjHißsteoerschaltung für speichernden Speicher, einer Delogarithmierschaltung Kameras mit Innenmessung, mit einer Logaritfc- 5 für das Ausgangsisgnal des Speichers, und mit einer miersehaltung fSr das Ausgaagssignal eines die Zxätsieuerschataing zum Steuern der Belichtungszeit ObjekAellgkeit durch das Kameraobjektiv mes in Abhängigkeit vom delogarithmierten Ausgangseenden fotoelektrischen Bauelements, einem das signal der Delogarithmierschaltung.
togariHunierte Ausgangssignal speichernden Spei- Bei einer einen elektronischen Verschluß aufwei-

eher, einer Delogarithmierschaltung für das Ans- io senden einäugigen Spiegelreflexkamera mit Innengangssignal des Speichers, und mit einer Zeit- messung oder auch bei Kameras mit auf dem Versteuerschaitung zum Steuern der Belichtungszeit schhiS angebrachtem fotoelektrischen Bauelement m Abhängigkeit vom delogarithmierten Aus- wird die Intensität des von einem Objekt kommenden gangssignal der Delogarithmierschaltung, da- Lichtes hinter dem Kameraobjektiv gemessen und in durch gekennzeichnet, daß ein an sich 15 era elektrisches Signal umgewandelt Um eine autobekannter Operationsverstärker (OB) vorgesehen matische Belichtungssteuerung mit dem auf diese ist, an dessen Eingängen das fotoelektrische Weise erzeugten elektrischen Signal durchzuführen, Bauelement (P) über einen Umschalter (Sl, b) muß die unmittelbar vor dem Hochklappen des Spie-Eegt, daß der Ausgang des Operationsverstärkers gels — oder dem Entfernen des Verschlusses — er- iOB) über einen Schalter (S4) mit dem Speicher ao faßte Lichtintensität zeitweilig gespeichert werden. IC) und mit einem logarithmierenden Bauelement damit die Belichtungszeit genau in Abhängigkeit von (Dl) verbunden ist, das mit einem Eingang des dieser gespeicherten Information bzw. diesem elektri-Operationsverstärkers (OP) zur Ausbildung der sclien Signal gesteuert werden kann. Zu diesem Zweck Rüokkopplungsschleife des Operationsverstäriceri sind bereite Systeme bekannt (DT-OS 18 09 900), (OP) verbunden ist, und daß die Zeitsteuerschal- 35 bei welchen ein der Beleuchtungsstärke des Objektivs lung (Cs, F) beim Auslösen der Kamera über den proportionales Signal in einem Speicher, z. B. einem Umschalter (Sl, α) an das logarithmierende Bau- Ko.uknsator, gespeichert wird, welches einen zu dement (D 1) angelegt wird, so daß dieses erst einem Logarithmus der gemessenen Lichtintensität tür Logarithmierung und dann zur Delogarith- proportionalen Wert darstellt. Wenn der Verschluß mierung des Signals dient. 30 geschlossen wird, wird dazu ein Verschluß-Schließ-

2. Elektronische Verschlußsteuerschaltung nach signal verwendet, dessen Wert proportional zum Ex-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ponenten der gespeicherten Spannung ist. Bei diesem Cate^Elektrode (G) eines Feldeffekttransistors System wird sowohl eine logarithmische Transfor-Iß) mit dem Schalter (S 4) und dem Speicher ver- mationsschaltung als auch eine Delogarithmierungsbunden ist und daß entweder die Source-Elek- 35 schaltung verwendet. Dabei ist jedoch eine komplitrode (S) oder die Drainelektrode (D) des Feld- zierte Hinstellung erforderlich, um die Charakteristieffekttransistors (Q) mit dem logarithmierenden ken der beiden Schaltungen einander anzupassen. Bauelement (Dl) verbunden ist. Außerdem ändern sich die Charakteristiken dieser

3. Elektronische Verschlußsteuerschaltung nach Schaltungen bei Temperaturänderungen und infolge Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 40 Altenuig, so daß es schwierig wird, eine automatische *ls fotoelektrisches Bauelement eine Fotodiode Verschlußzeitbetätigung mit einem gewünschten Grad (P) verwendet ist. an Genauigkeit zu erzielen.

4. Elektronische Verschlußsteuerschaltung nach Nach einem älteren Vorschlag für eine elektroeinem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeich- nische Schaltung für den Verschluß einer einäugigen het, daß der Speicher einen SpeicherKondensator 45 Spiegelreflexkamera, mit einem fotoelektrischen (C) enthält, wobei der Speicherkondensator (C) Wandler zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit über den Schalter (S 4) an den Ausgang des Ope- von der durch das Objektiv gemessenen Objekthelligrationsverstärkers (OP) angeschlossen ist. keit, mit einem Operationsverstärker, in dessen Rück-

5. Elektronische Verschlußsteuerschaltung nach kopplungszweig ein Speicherkondensator zur Spei-Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der so cherung des elektrischen Signal': angeschlossen ist, Speicherkondensator (C) an einer durch Betäti- mit einem Schalter, der den Operationsverstärker ungiing eines Schalters (S3) zuführbaren Spannungs- mittelbar vor der Unterbrechung der Messung von quelle (Ip) liegt, über welche die übrigen Beiich- der Eingangsschaltung trennt, sowie mit einer Steuertungsfaktoren (z. B. Filmempfindlichkeit, Blen- schaltung zur Steuerung der Belichtungszeit in Abdeneinstellung u. dgl.) eingegeben werden. 55 hängigkeit von dem im Speicherkondensator gespeist). Elektronische Verschlußeinrichtung nach cherten Signal, geht dahin (vgl. DT-PS 21 01 616),

einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- daß in an sich bekannter Weise ein Kompressionsteichnet, daß die Steuerschaltung einen Zeit- element parallel zu dem Speicherkondensator angesteuefkondensator (Cs) enthält, der von dem schlossen ist. Zweck dieser Maßnahme des älteren durch das Bauelement (Dl) mit logarithmischer 60 Vorschlages war der, die erforderliche Kapazität des Charakteristik fließenden Strom geladen wird. Speicherkondenstors durch das Kompressionselement

herabzusetzen.