DE2243391C3 - 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 ζ. 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 ist 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 (x. B. 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 l.ichimcssung durch das Objektiv beschränkt, sie ist ebenso bei Kameras anwendbar, bei denen die l.ichimessung außerhalb des .Strahlengangs des Kameraobjektivs erfolgt. Hierbei ist es grundsätzlich möglich, die S|>eicherslufe einzusparen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert;

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild eine Obersicht über die erfindungsgemäße Steuerschaltung;

F i g. 2 zeigt die elektrische Schaltung der Blocksiufen => 1,2,3und4inFig. l;die

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

Das Blockschaltbild nach F i g. 1 enthält ein fotoelektronisches Bauelement 1 zur Messung der Objektheiligkeit, 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'> werden, Vergleicherschaltungen 5, eine Schaltung 6 zur Erzeugung der Vergleichsspannungen, eine Gruppe 7 von Auswahlschaltungen, eine Gruppe von 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 Kameraversehlusses.

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. im 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- m 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 a 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 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 w 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 Anordnungen folgen darauf al;, weitere Verfahrensschritte eine lögarithmische Expansion und die Zeitsteuerung. Die Zeitsteuerung erfolgt dabei unmittelbar aufgrund eines analogen Zeitsignals, das aus dem Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe gewonnen wird. Bei der ^hi erfindungsgemäßen Anordnung wird dagegen das Ausgangssignal der Verkniipfungsstufe zunächst quantisicrt, indem es mit Vu gleichsspatinungen 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 1/1000 s, 1/50Os ..„ 1/2 s 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 de' '.Stufe 6 gelieferten unterschiedlichen Spannungswerten vwpüchcn.

Unter der Annahme, daß das Ausgangssifial der Verknüpfungsstufe 3, das dem »APEX-Wert« Tv der Belichtungszeit d.h. einer den Logarithmus des Kehrwertes der Belichtungszeit kennzeichnenden Größe, proportional ist eine Spannung der Größe Vr ist wird diese Spannung VV mit 11 unterschiedlichen Vergleichsspannungen Vi, V2 ... V_n verglichen. Die Vergleicherschaltungen sind so aufgebaut daß diejenigen von ihnen, bei denen die (von der Stufe 6 gelieferten) Vergleichsspannungen die Bedingung VV> V_x erfüllen (wobei V_x einen allgemeinen Ausdruck für die Vergleichsspannungen Vi bis Vn bedeutet), an ihrem Ausgang eine logische 1 erzeugen, während die anderen, an denen Vergleichsspannungen anliegen, die der Bedingung V_x > Vr genügen, an ihrem Ausgang eine logische 0 erzeugen. Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung V_T der Verknüpfungsctufe 3 durch die Verwendung von 11 Vergleichsspannungen quantisiert. In F i g. 2 ist eine Schaltung zur Durchführung der vo·.·. 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 Filmempfindiichkeit 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 D\ zugeführt und von diesen logarithmiert. Ebenso wird die an dem veränderbaren Widerstand Rf as α auftretende Spannung, die sich eben^fa!ls in geometrischer Progression mit dem Progressionsfaktor 2 ändert von der Diodengruppe Di logarithmiert. Die an den Diodengruppe.) D\ und Di auftretenden logarithmierten Spannungen werden als Steuerspannungen einem Differenzverstärker zugeführt, der sie in der beschriebenen Weise miteinander verknüpft und i.n dessen Ausgangsklemme 13 die Ausgangsspannung Verhalten wird.

Fig. 3 zeigt eine einfache Schaltung zur Vergleichsspannungserzeugung. In dieser SchaitLng sind eine Anzahl von Widersländen 14 miteinander in Reihe geschaltet, die alle den gleichen Widerstandswert aufweisen. Mit 15 isi eine Gpannungsquclle bezeichnet. |cdc der Klemmen 5-1, 5-2 ...,5-It legt eine konstante Vorspannung an die zugeordnete Vergleicherschaltung.

In F i g. 4 ist ein Ausfiihriingsbcispiel für cine Vergleichsschaltung dargestellt. Die Vergleicherstufe besteht aus insgesamt 11 derartigen Vergleicherschal· tungen. Die Eingangskieminen 17 der Vergleicherschaltungen sind mit den zugeordneten Klemmen 5-1₁ 5-2 ... bzw. 5-11 der Schaltung zur Vorspannungserzeugung 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 cmc logische 1 oder eine logische 0 erzeugt. Die in Fig. 1 dargestellte Auswahlschaltung 7 wählt aus den Vergleicherschaltungen, an deren Ausgangsklemmen eine logische I erzeugt wird, diejenige aus, an der die höchste Vergleichsspannung 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 VV der Verknüpfungsstufe 3 am nächsten liegt.

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

Auf diese Weirc 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 I entsprechende Ausgangsspannung zugeführt wird.

In Fig. I ist eine Speicherstufe 8 dargestellt. Diese Speicherstufe 8 dient dazu, den Wert der Ausgangsspannung Vt der Verknüpfungsstufe 3 zu speichern, wenn der Sucherspiegel durch das Niederdrücken des Verschlußauslöseknopfes aus dem bildseitigen Strahlengang des Kameraobjektivs herausgeschwenkt ist und

Uailllt Ut.ll L.I\.IIIAltUIII *-U KiUtIt IUlUCICtVlI

Speicherschalter 21 geschlossen. Daraufhin gibt dasjenige Speicherglied der Speicherstiife 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 I als Eingangsinformation anlag. Auf diese Weise behält das betroffene Speicherglied auch nach der Unterbrechung der zu dem fotoclektronischcn 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 Speicher glied ein Zeitsteuerkreis aus den in der Stufe 9 zusammengefaßten Zeitsteuerkreisen, die beispielsweise aus einem gemeinsamen Kondensator und individuellen Widerständen bestehen, ausgewählt.

In Fig. 7 ist eine einfache Anzeigestufe dargestellt. Die Ausgangssignale der 1! Speicherglieder sind mit der Basiselektrode jeweils eines von 11 den Speichergliedern zugeordneten Transistoren verbunden, in deren Kollektorstromkreisen Anzeigelampen Ly 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 Li 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.

F i g. 8 zeigt eine Gruppe von Zeitsteuerkreisen. In dieser Schaltung sind Widerstände Afi bis Rw mit je eir.em 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 /?C-lntegrierglied.

Wenn der zeitbestimmende Schalter in dem Augen-

Bauelement zui 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 Speicherschaiter 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 Vr der Verknüpfungsstufe 3 ändert ändert sich auch die Auswahlschaltung, an deren Ausgang eine logische 1 erscheint. Entsprechend ändert sich der angezeigte Wert in der Anzeigesrufe 10.

Wenn der Kameraverschluß ausgelöst wird, wird der hang in Betätigungszusammenhang mit der Bewegung

■' des Auslöseknopfes seinen Ablauf beginnt beginnt gleichzeitig das zugeordnete flC-Integrierglied, das aus einem über einen der Transistoren selektiv angesteuerten Widerstände und dem Kondensator C besteht mit dessen Aufladung. Die Werte der Widerstände R₁ bis /?n 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 Belich-

**> tungszeit 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

^b5 sind, ist es selbstverständlich möglich, eine feinere Unterteilung der Belichtungszeit durch eine Vergrößerung der Anzahl der Belichtungszeitstufen zu erzielen. 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.

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 Eingangsinformation, mit einer Anzahl von Vergleicherschaltungen mit jeweils unterschiedlichen, gegeneinander abgestuften Ansprechschwell- ι ο werten, 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 '5 führen, wobei die Vergleicherschaltungen je einen aus zwei Transistoren bestehenden Differentialverstärker enthalten, denen die genannte Eingangsinformation bzw. eine den individuellen Ansprechschwellwert bestimmende Referenzspannung als Eingangssignal zugeführt werden, wobei ferner der gemeinsame Emitter-Widersland 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 Vergleicher- μ schaltungen entsprechenden Zahl von UND-Gattern gebildt" is', die je mit einem ersten Eingang direkt mit dem Ausgang der Vergleicherschaltung gleicher Ordnungszahl und mit einem zweiten Eingang über ein NICHT-öattor mit dem Ausgang ^J5 der Vergleicherschaltung nächsthöherer Ordnungszahl verbunden sind, und wobei schließlich die Speicherglieder gemeinsam unter dem Einfluß einer Steuerstufe stehen, mittels derer sie 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 beireffenden Ausgang zugeordnete Speicherglied (8) fixiert wird (mittels 21} und daß über den Ausgang dieses Speichergliedes ein der erforderlichen Belichtungszeit entsprechender Zeilsteuerkreis (P i g. 8) selektiv einschalt- ^r><> bar ist.

2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang jedes der Speichergliedcr (Fig.6) ferner mit je einem Anzeigemittel (ί-ι bis Lu) verbunden ist. <>⁰

3. Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zcitsteucrkreise (9; F i g. 8) eine gemeinsame Kapazität (C') aufweisen, die über unter schied liehe, durch stromrichtiingsabhängige Elemente gegeneinander entkoppelte Widerstände ^hl (Wi bis Wii) nut unterschiedlichen /eitkanstanten ,lud.nib,u im.

4. An.ir:lnunL' n.irli Anspruch !.dadurch üekenn·

zeichnet, 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