DE2243391B2 - Anordnung zur quantisierten Anzeige und/oder Auswertung einer Eingangsinformation, insbesondere einer die Objekthelligkeit oder die Belichtungszeit für photographische Aufnahmen kennzeichnenden Eingangsinformation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den Gegenstand des Hauptpatentes 22 27 534 bildenden Anordnung zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des neuen Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmale.

Gegenüber bekannten Anordnungen zur automatischen Belichtungszeitsteuerung besitzt die erfindungsgemäß gestaltete Anordnung, bei der die Steuerspannung z. B. dem Logarithmus der Belichtungszeit proportional ist, eine Reihe von Vorteilen: Dadurch, daß die die Belichtungszeit bestimmenden photographischen Parameter — nämlich die Objekthelligkeit, die Arbeitsblende und die Filmempfindlichkeit — zunächst miteinander verknüpft und dann quantisiert werden, entfällt die bei bekannten Anordnungen für einäugige Spiegelreflexkameras mit Lichtmessung durch das Objektiv übliche analoge Speicherung mittels eines Kondensators oder eines ähnlichen Speichermittels. Die Genauigkeit der Speicherung ist bei der Verwendung eines Kondensators als Integrationsglied vergleichsweise gering, da sich der Ladezustand des Kondensators durch den unvermeidbaren Leckwiderstand ändert, wenn die Speicherung über eine verhältnismäßig große Zeitspanne erfolgen muß. Der Kondensator muß infolgedessen eine verhältnismäßig große Kapazität besitzen. Das hat zur Folge, daß er ein relativ großes Einbauvolumen beansprucht. Die große Kapazität des Kondensators hat ferner den Nachteil, daß die Aufladezeit relativ groß isi, so daß der Kameraverschluß nicht beliebig schnell aufeinanderfolgend betätigt werden kann. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist hingegen die Einspeicherzeit vernachlässigbar klein.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es ferner, die Belichtungszeit mittels eines digitalen Anzeigeelements anzuzeigen. Bekannte Anordnungen bedienen sich dazu bekanntlich eines Meßinstrumentes (ζ. Β. eines Strommessers), deren Verwendung wieder mechanische Probleme aufwirft, die bei der Erfindung vermieden sind.

Eine entsprechende Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge jedes der Speicherglieder ferner mit je einem Anzeigemittel verbunden sind. Durch die Verwendung von Luminiszenz-Dioden anstelle konventioneller Anzeigelampen ist die Lebensdauer der Anzeigemittel praktisch unbegrenzt.

Die Anwendung der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf Kameras mit Lichtmessung durch das Objektiv beschränkt, sie ist ebenso bei Kameras anwendbar, bei deren die Lichtmessung außerhalb des Strahlengangs des Kameraobjektivs erfolgt. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, die Speicherstufe einzusparen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:

F i g. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Obersicht über die erfindungigemäße Steuerschaltung;

F i g. 2 zeigt die elektrische Schaltung der Blockstufen l,2,3und4inFig. l;die

F i g. 3 bis 9 zeigen die elektrischen Schaltungen, die den Funktionsblöcken 5 bis 11 in Fig. 1 entsprechen.

Das Blockschaltbild nach F i g. 1 enthält ein fotoelektronisches Bauelement 1 zur Messung der Objekthellig- m keit, eine Stufe 2 zur Logarithmierung des Ausgangssignals dieses fotoelektronischen Bauelements, eine Verknüpfungsschaltung 3, eine Stufe 4 zur Erzeugung einer elektrischen Größe, mittels derer die eingestellte Arbeitsblende und die Filmempfindlichkeit dargestellt i^r> werden, Vergleicherschaltungen 5, eine Schaltung 6 zur »Erzeugung der Vergleichsspannungen, eine Gruppe 7 von Auswahlschaltungen, eine Gruppe >on Speichergliedern 8 sowie eine Gruppe von Zeitsteuerkreisen 9. Mit 10 ist eine Anzeigestufe bezeichnet, mit 11 eine Schaltstufe zur Steuerung einer elektromagnetischen Vorrichtung zum Schließen des Kameraverschlusses.

Bei der Anordnung nach F i g. 1 wird das durch das Kameraobjektiv hindurchtretende, die Objekthelligkeit kennzeichnende Licht durch ein im bildseitigen _>■"> Strahlengang des Kameraobjektivs, z. B. in Sucherstrahlengang angeordnetes fotoelektronisches Bauelement 1 bei voller Objektivöffnung gemessen und in eine entsprechende elektrische Größe, z. B. eine Spannung oder einen Strom umgewandelt. In der Logarithmierstu- J< > fe 2, die beispielsweise aus Dioden zusammengesetzt ist, wird diese Größe logarithmiert, d. h. in eine Ausgangsinformation umgewandelt, die sich linear ändert, wenn sich die Intensität des gemessenen Lichts in geometrischer Progression (z. B. zur Basis 2) ändert. Diese r» Ausgangsinformation wird der Verknüpfungsstufe 3 zugeführt. In dieser werden ein Signal, das die Objekthelligkeit kennzeichnet, ein Signal, das die Filmempfindlichkeit kennzeichnet und ein weiteres Signal, das den Wert der Arbeitsblende kennzeichnet, ·«> entsprechend der bekannten Gleichung zur Ermittlung der Belichtungszeit miteinander verknüpft. Die Signale zur Darstellung der Filmempfindlichkeit und der Arbeitsblende werden in der Stufe 4 erzeugt. Als Ergebnis dieser Verknüpfung erscheint an dem Ausgang Ί5 der Stufe 3 ein die erforderliche Belichtungszeit kennzeichnendes Signal.

Diese Verknüpfung erfolgt dadurch, daß die betreffenden Parameter in logarithmierter Form addiert bzw. subtrahiert werden. Für diese Verknüpfung hat sich die ^r>» Bezeichnung APEX eingeführt, das eine Abkürzung der englischen Bezeichnung »Additive System of Photographic Exposure« bedeutet. Die beschriebene Verknüpfung der fotografischen Parameter zur Gewinnung einer die Belichtungszeit kennzeichnenden elektrischen Größe stimmt im wesentlichen mit den üblichen Anordnungen zur fotografischen Belichtungszeitsteuerung überein, bei denen ebenfalls nacheinander eine Lichtmessung, eine Logarithmierung und eine Verknüpfung durchgeführt werden. Bei den bekannten Anord- *><> nungen folgen darauf als weitere Verfahrensschritte eine logarithmische Expansion und die Zeitsteuerung. Die Zeitsteuerung erfolgt dabei unmittelbar aufgrund eines analogen Zeitsignals, das aus dem Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe gewonnen wird. Bei der <>5 erfindungsgemäßen Anordnung wird dagegen das Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe zunächst quantisiert, indem es mit Vergleichsspannungen verglichen wird. Dieses quantisierte Signal wird sodann zur selektiven Betätigung des entsprechenden Zeitsteuerkreises verwendet, aus dem die eigentliche Belichtungszeit abgeleitet wird.

Im folgenden sei angenommen, daß das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung 11 unterschiedliche Belichtungszeiten — nämlich 1/1000s, 1/50Os .., 1/2s und 1/1 s - erzeugen kann. Die Schaltung 6 zur Erzeugung der unterschiedlichen, gegeneinander abgestuften Ansprechschwellwerte (Vergleichsspannungen) für die Vergleicherschaltungen, liefert 11 verschiedene Spannungswerte, wobei zwischen je zwei benachbarten Spannungswerten stets der gleiche Spannungsunterschied besteht Jeder dieser Spannungswerte wird an eine entsprechende Vergleicherschaltung der Gruppe 5 angelegt, die insgesamt 11 getrennte Vergleicherschaltungen aufweist Das Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe 3 wird gleichzeitig an alle entsprechenden Vergleicherschaltungen der Vergleicherstufe 5 angelegt und mit deren Ansprechschwellwerten, d. h. mit den von der Stufe 6 gelieferten unterschiedlichen Spannungswerten verglichen.

Unter der Annahme, daß das Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe 3, das dem »APEX-Wert« 7V der Belichtungszeit, d.h. einer den Logarithmus des Kehrwertes der Belichtungszeit kennzeichnenden Größe, proportional ist, eine Spannung der Größe Vr ist, wird diese Spannung V₇ mit 11 unterschiedlichen Vergleichsspannungen V₁, V₂ ... Vn verglichen. Die Vergleicherschaltungen sind so aufgebaut, daß diejenigen von ihnen, bei denen die (von der Stufe 6 gelieferten) Vergleichsspannungen die Bedingung Vt> V_x erfüllen (wobei V_x einen allgemeinen Ausdruck für die Vergleichsspannungen V₁ bis Vn bedeutet), an ihrem Ausgang eine logische 1 erzeugen, während die anderen, an denen Vergleichsspannungen anliegen, die der Bedingung V₁ > Vr genügen, an ihrem Ausgang eine logische 0 erzeugen. Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung Vr der Verknüpfungsstufe 3 durch die Verwendung von 11 Vergleichsspannungen quantisiert. In F i g. 2 ist eine Schaltung zur Durchführung der von der Lichtmessung bis zur Verknüpfung erforderlichen Funktionsschritte dargestellt. Die Schaltung enthält einen CdS-Fotowiderstand CdS und einen veränderbaren Widerstand Rfasa zur Einstellung von Blendenwert und Filmempfindlichkeit. Der Fotowiderstand CdS wandelt das einfallende Licht in eine elektrische Spannung um, die sich in geometrischer Progression ändert, wenn sich die Helligkeit entsprechend ändert. Diese sich ändernde Spannung wird einer Gruppe von Dioden D₁ zugeführt, Uiid von diesen logarithmiert. Ebenso wird die an dem veränderbaren Widerstand Rf as α auftretende Spannung, die sich ebenfalls in geometrischer Progression mit dem Progressionsfaktor 2 ändert, von der Diodengruppe D2 logarithmiert. Die an den Diodengruppen D\ und Di auftretenden logarithmierten Spannungen werden als Steuerspannungen einem Differenzverstärker zugeführt, der sie in der beschriebenen Weise miteinander verknüpft und an dessen Ausgangsklemme 13 die Ausgangsspannung Vrerhalten wird.

F i g. 3 zeigt eine einfache Schaltung zur Vergleichsspannungserzeugung. In dieser Schaltung sind eine Anzahl von Widerständen 14 miteinander in Reihe geschaltet, die alle den gleichen Widerstandswert aufweisen. Mit 15 ist eine Spannungsquelle bezeichnet. Jede der Klemmen 5-1.5-2.... 5-11 legt eine konstante Vorspannung an die zugeordnete Vergleicherschaltung.

In Fig.4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vergleicherschaltung dargestellt. Die Vergleicherstufe besteht aus insgesamt 11 derartigen Vergleicherschaltungen. Die Eingangsklemmen 17 der Vergleicherschaltungen sind mit den zugeordneten Klemmen 5-1,5-2... bzw. 5-11 der Schaltung zur Vorspannungserzeuguug verbunden. Die Klemmen 16 sind hingegen alle mit der Ausgangsklemme 16 der Verknüpfungsstufe 3 verbunden. An den Ausgangsklemmen 18 der Vergleicherschaltungen wird in Abhängigkeit davon, ob die zugehörige Vorspannung V_x kleiner oder größer ist als die Spannung Vt entweder eine logische 1 oder eine logische 0 erzeugt. Die in Fig. 1 dargestellte Auswahlschaltung 7 wählt aus den Vergleicherschaltungen, an deren Ausgangsklemmen eine logische 1 erzeugt wird, diejenige aus, an der die höchste Vergieichsspannung anliegt. Durch diesen Auswahlvorgang wird erreicht, daß nur am Ausgang einer einzigen Auswahlschaltung der Auswahlstufe 7 eine logische 1 als Ausgangssignal erzeugt wird, und zwar an derjenigen Auswahlschaltung, die mit der Vergleicherschaltung verbunden ist, deren Ansprechschwelle der Ausgangsspannung Vr der Verknüpfungsstufe 3 am nächsten liegt.

In Fig.5 ist eine Schaltung der Auswahlstufe 7 dargestellt. Die einzelnen Auswahlschaltungen umfassen je eine Kombination eines NICHT-Gatters 19 und eines UND-Gatters 20 und sind mit den 11 Vergleicherschaltungen verbunden.

Auf diese Weise erzeugt nur eine der Auswahlschaltungen der Auswahlstufe 7 an ihrem Ausgang eine logische 1. während alle anderen Auswahlschaltungen an ihrem Ausgang eine logische 0 als Ausgangsinformation erzeugen. Entsprechend wird auch nur eine der Schaltungen in der nachgeordneten Stufe wirksam erregt, und zwar diejenige, der die der logischen 1 entsprechende Ausgangsspannung zugeführt wird.

In Fig. 1 ist eine Speicherstufe 8 dargestellt. Diese Speicherstufe 8 dient dazu, den Wert der Ausgangsspannung Vr der Verknüpfungsstufe 3 zu speichern, wenn der Sucherspiegel durch das Niederdrücken des Verschlußauslöseknopfes aus dem bildseitigen Strahlengang des Kameraobjektivs herausgeschwenkt ist und damit den Lichtstrom zu dem fotoelektronischen Bauelement zur Messung der Objekthelligkeit unterbrochen ist und der vordere, das Filmfenster freigebende Verschlußvorhang seinen Ablauf beginnt. Der in der Speicherstufe 8 gespeicherte Wert Vr beinhaltet die Objekthelligkeit, die unmittelbar vor der Verschlußauslösung herrschte, dieser Wert bzw. die durch Quantisierung dieses Wertes Vr aus einer der Auswahlschaltungen erhaltene logische 1 wird von der Speicherstufe 8 wenigstens so lange gespeichert, bis der hintere Verschlußvorhang seinen Ablauf beginnt.

In F i g. 6 ist eines der Speicherglieder dargestellt aus denen die Speicherstufe 8 zusammengesetzt ist. Die Schaltung umfaßt einen Speicherschalter 21, ein NICHT-Gatter 22 und ein NAND-Gatter 23. Wenn der Kameraverschluß gespannt ist, ist der Speicherschalter 21 während der Lichtmessung geöffnet, so daß die Ausgangsinformation der Auswahlstufe, die darin besteht, daß an irgendeinem ihrer Ausgänge eine logische 1 erscheint, jederzeit zu einer nachgeordneten Anzeigestufe 10 durchgreifen kann. Wenn sich die Ausgangsspannung Vrder Verknüpfungsstufe 3 ändert, ändert sich auch die Auswahlschaltung, an deren Ausgang eine logische 1 erscheint. Entsprechend ändert sich der angezeigte Wert in der Anzeigestufe 10.

Wenn der Kameraverschluß ausgelöst wird, wird der Speicherschalter 21 geschlossen. Daraufhin gibt dasjenige Speicherglied der Speicherstufe 8 ein Ausgangssignal in Form einer logischen 1 an die folgende Stufe weiter, an deren Eingang im Zeitpunkt der Betätigung des Schalters 21 eine logische 1 als Eingangsinformation anlag. Auf diese Weise behält das betroffene Speicherglied auch nach der Unterbrechung der zu dem fotoelektronischen Bauelement zur Messung der Objekthelligkeit führende Lichtstrahlen denjenigen Zustand bei, indem es sich unmittelbar vor dieser Unterbrechung befand. Durch das Ausgangssignal dieses Speichergliedes wird die Anzeigestufe 10 so beeinflußt, daß sie diejenige Belichtungszeit anzeigt, die der in diesem Zeitpunkt herrschenden Objekthelligkeit entspricht. Ferner wird von dem betreffenden Speichergiied ein Zeitsteuerkreis aus den in der Stufe 9 zusammengefaßten Zeitsteuerkreisen, die beispielsweise aus einem gemeinsamen Kondensator und individuellen Widerständen bestehen, ausgewählt.

In F i g. 7 ist eine einfache Anzeigestufc dargestellt. Die Ausgangssignale der 11 Speicherglieder sind mit der Basiselektrode jeweils eines von 11 den Speichergliedern zugeordneten Transistoren verbunden, in deren Kollektorstromkreisen Anzeigelampen Li bis Ln angeordnet sind. Da nur eines der Speicherglieder der Speicherstufe 8 wirksam ist und dementsprechend die Anzeigestufe 10 erregt, ist auch nur eine der 11 Anzeigelampen eingeschaltet. Wenn der Speicherschalter 21 geöffnet ist. ist zwar ebenfalls nur eine der Lampen L\ bis Ln selektiv eingeschaltet, ihre Identität ändert sich jedoch entsprechend der Änderung der Objekthelligkeit und die geeignete Belichtungszeit kann dementsprechend durch Betrachtung der Anzeigelampen erkannt werden.

Fig. 8 zeigt eine Gruppe von Zeitsteuerkreisen. In dieser Schaltung sind Widerstände Äi bis Rw mit je einem Anschluß an die Kollektor-Elektrode eines von 11 zugeordneten Schalttransistoren angeschlossen, mit ihrem anderen Ende sind die Widerstände mit einem gemeinsamen zeitbestimmenden Kondensator C verbunden und bilden mit diesem ein ffC-lntegrierglied.

Wenn der zeitbestimmende Schalter in dem Augenblick geöffnet wird, wenn der vordere Verschlußvorhang in Betätigungszusammenhang mit der Bewegung des Auslöseknopfes seinen Ablauf beginnt, beginnt gleichzeitig das zugeordnete flC-lntegrierglied. das aus einem über einen der Transistoren selektiv angesteuerten Widerstände und dem Kondensator C besteht, mit dessen Aufladung. Die Werte der Widerstände /?i bis R,i und die Kapazität des Kondensators C sind so gewählt, daß die Zeitspanne, die bis zur Aufladung dieses Kondensators auf einen vorbestimmten Wert verstreicht, den geeigneten Belichtungszeiten entspricht. Wenn die Ladespannung dieses Kondensators einer Trigger-Schaltung, z. B. einem Schmitt-Trigger, wie er in Fig.9 dargestellt ist, als Steuerspannung zugeführt wird, wird ein von diesem gesteuerter Elektromagnet zur Arretierung des hinteren Verschlußvorhanges nach Ablauf einer der geeigneten Belichtungszeit entsprechenden Zeitspanne aberregt und gibt damit den Ablauf des hinteren Verschlußvorhangs frei.

Obwohl die Erfindung vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, mit dessen Hilfe 11 unterschiedliche Belichtungszeiten herstellbar sind, ist es selbstverständlich möglich, eine feinere Unterteilung der Belichtungszeit durch eine Vergrößerung der Anzahl der Belichtungszeitstufen zu erzielea Diese Vergrößerung führt zu einer entsprechenden

Vergrößerung in der Anzahl der Schaltungskomponenten. Es ist jedoch infolge der modernen Entwicklung auf dem Gebiet der integrierten Schaltungstechnik ohne weiteres möglich, die erforderlichen Schaltelemente auf einem einzigen Chip unterzubringen. s

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur quantisierten Anzeige und/oder Auswertung einer Eingangsinformation, insbesondere einer die Objekthelligkeit oder die Belichtungszeit für photographische Aufnahmen kennzeichnenden Eingangsinfonnation, mit einer Anzahl von Vergleicherschaltungen mit jeweils unterschiedlichen, gegeneinander abgestuften Ansprechschwellwerten, denen die Eingangsinformation gemeinsam als Steuergröße zuführbar ist und deren Ausgänge je mit dem Steuereingang eines Speichergliedes verbunden sind, deren Ausgänge zu je einem Eingang einer Anzeige- und/oder Auswertestufe führen, wobei die Vergleicherschaltungen je einen pus zwei Transistoren bestehenden Differentialverstärker enthalten, denen die genannte Eingangsinformation bzw. eine den individuellen Ansprechschwellwert bestimmende Referenzspannung ais Eingangssignale zugeführt werden, wobei ferner der gemeinsame Emitter-Widerstand jedes dieser Differentialverstärker aus der Emitter-Kollektor-Strekke eines weiteren Transistors gebildet ist, derart, daß das Ausgangssignal der Vergleicherschaltungen ein von der Größe der jeweiligen Referenzspannung unabhängiges digitales Signal ist, wobei ferner in die Verbindung zwischen die Vergleicherschaltungen und die Speicherglieder eine Auswahlschaltung eingefügt ist, die aus einer der Zahl der Vergleicherschaltungen entsprechenden Zahl von UND-Gaitern gebildet ist, die je mit einem ersten Eingang direkt mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung gleicher Ordnungszahl und mit einem zweiten Eingang über ein NICHT-Gatter mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung nächsthöherer Ordnungszahl verbunden sind, und wobei schließlich die Speicherglieder gemeinsam unter dem Einfluß einer Steuerstufe stehen, mittels derer 3ie in ihrem jeweiligen Speicherzustand fixierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Belichtungszeitsteuerung einer photographischen Kamera die Eingangsinformation aus einer die Belichtungszeit bestimmenden Steuerspannung gebildet ist, daß die Ausgangsinformation der in die Verbindung zwischen die Vergleicherschaltungen (5) und die Speicherglieder (8) eingefügten Auswahlschaltung (7) zur Auswahl der durch die höchste Ordnungszahl gekennzeichneten aktivierten Vergleicherschaltung (5) etwa im Zeitpunkt der öffnung des Kameraver-Schlusses durch das den betreffenden Ausgang zugeordnete Speicherglied (8) fixiert wird (mittels 21) und daß über den Ausgang dieses Speicherglicdes ein der erforderlichen Belichtungszeit entsprechender Zeitsteuerkreis (Fig.8) selektiv einschaltbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jedes der Speicherglieder (F i g. 6) ferner mit je einem Anzeigemittel (Li bis Ln) verbunden ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuerkreise (9; F i g. 8) eine gemeinsame Kapazität (C) aufweisen, die über unterschiedliche, durch stromrichtungsabhängige Elemente gegeneinander entkoppelte Widerstände (y?i bis Ru) mit unterschiedlichen Zeitkonstanten aufladbar ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitabhängige Ladespannung der Kapazität (C) als Steuerspannung einer bei einem vorbestimmten Spannungswert wirksam werdenden Trigger-Schaltung (F i g. 9) dient, die einen Elektromagneten (25) zur Auslösung der Schließbewegung des Kameraverschlusses steuert