DE2257776B2 - Belichtungssteuerung fuer eine einaeugige spiegelreflexkamera - Google Patents
Belichtungssteuerung fuer eine einaeugige spiegelreflexkameraInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit
Lichtmessung durch das Aufnahmeobjektiv, mit einer Stromquelle, einer eine Photodiode und einen Differenzverstärker
mit zwei Steuereingangsklemmen, von denen eine über einen Widerstand mit der Stromquelle
verbunden ist, enthaltenden Lichtmeßschaltung, einer das Ausgangssignal der Lichtmeßschaltung nach dem
Aufklappen des Spiegels speichernden Speicherschaltung und einem elektronisch gesteuerten Verschluß, der
durch das Niederdrücken eines die Stromquelle mit der Belichtungssteuerung verbindenden Auslöseknopfs zu
öffnen ist und über eine Verschlußsteuerschaltung nach einer durch das gespeicherte Signal bestimmten
Zeitspanne zu schließen ist.
Solche Belichtungsstiuerungen-sollen bei höchster
Empfindlichkeit lineare, reproduzierbare Ergebnisse liefern, jedoch zugleich auf die unterschiedlichen
Parameter, die bei den verschiedenen Messungen vorliegen, wie beispielsweise unterschiedliche photographische
Empfindlichkeiten einstellbar sein.
Es ist bekannt, als Material für das lichtmessende Element Cadmiumsulfid (CdS) zu verwenden, da es sehr
empfindlich ist und eine kompakte Bauweise erlaubt. CdS hat jedoch eine verhältnismäßig lange Ansprechzeit;
wenn ein Bild nach einer plötzlichen Bewegung der Kamera von einem hellen Objekt zu einem verhältnismäßig
dunklen Objekt aufgenommen werden soll und der Verschluß sofort betätigt wird, kann deshalb kein
richtiger Belichtungswert erhalten werden.
Es ist auch bekannt, als lichimessendes Element eine Silizium-Photodiode zu verwenden, die auf sichtbares
Licht anspricht. Die Silizium-Photodiode weist eine erheblich verbesserte Ansprechzeit im Vergleich zu
CdS auf und hat vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Kompaktheit, sie ist jedoch
nachteiligerweise weniger empfindlich als CdS, und ihr Meßbereich ist durch ihren spezifischen Dunkelstrom
begrenzt, da sie wegen eines relativen Ansteigens des Dunkelstroms bei zunehmend dunktem Meßobjekt
keine lineare Licht-Strom-Charakteristik mehr hat.
Eine Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit Lichtmessung durch das Aufnahmeobjektiv
gemäß der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DT-ÖS 21 17 532 bekannt. Bei diesem
Stand der Technik kommt es darauf an, eine logarithmische und antilogarithmische Transformationsschaltung
zu schaffen, bei der temperatur- und alterungsbedingte Fluktuationen einer Diode nicht in
die Verarbeitung des Meßwertausgangs einer Photozelle oder eines Photowiderstands od. dgl. eingehen. Es ist
jedoch keine Möglichkeit angegeben, die Belichtungssteuerung zu justieren und gegebenenfalls auch an die
verschiedenen Parameter der einzelnen Messungen anzupassen. Vielmehr wird eingangsseitig am Verstärker
ein sehr niedriger Photostrom mit Hilfe eines Schalters geschaltet. Das Schalten eines so niedrigen
Photostroms bringt jedoch viele Schwierigkeiten und Unberechenbarkeiten mit sich.
Zur Anpassung an verschiedene Parameter der einzelnen Messungen wie etwa unterschiedliche Filmempfindlichkeiten
oder Verschlußzeiten ist es zwar bekannt (DT-AS 19 57 640), unter mehreren Widerständen,
die zwischen einem lichtelektrischen Wandler und dem stark gegengekoppelten Operationsverstärker
eingeschaltet sind, zu wählen. Auch hierbei wird der verhältnismäßig niedrige Photostrom über einen Umschalter
geleitet. Außerdem ist keine Wahl entsprechend zwei voneinander unabhängigen Parametern
möglich, hierfür muß vielmehr erst eine einzige Zwischengröße für die Einstellung aus den beiden
Parametern berechnet werden.
Ferner ist es bekannt, eine Photodiode zwischen die erste und die zweite Steuereingangsklemme eines
Differenzverstärkers zu schalten, von denen beide jeweils über einen Widerstand an eine Stromquelle
geschaltet sind, und eine Rückkopplung vorzusehen (DT-OS 19 63 085). Diese bekannte Anordnung ist
jedoch nicht für eine einäugige Spiegelreflexkamera vorgesehen und weist demnach auch keine Speicherschaltung
auf. Die Rückkopplung koppelt daher unmittelbar das Ausgangssignal des Differenzverstärkers
an die eine Steuereingangsklemme des Differenzverstärkers zurück. Außerdem sind auch bei dieser
Anordnung die Widerstände am Eingang des Differenzverstärkers nicht einstellbar, so daß auch mit deren Hilfe
keine parameterabhängige Nachstellung der Belichtungssteuerung möglich ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Justierung der Belichtungssteuerung bei fest und nicht
über einen Schalter installierter Photodiode zu erzielen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Photodiode zwischen die erste und die
zweite Steuereingangskiemme des Diffcrcnzverstärkers
geschaltet ist, von denen beide jeweils über einen einstellbaren Widerstand an der Stromquelle geschaltet
sind, und daß eine Rückkopplung vorgesehen ist, wenn der Schalter geschlossen ist, durch die ein Teil des
sienals der Speicherschaltung zu einer der ' ngsklemmen des Differenzverstärkers nepkoDoelt
ist, wohingegen die Rückkopplung 5T hoben ist wenn der Schalter zum Speichern des
jufgenoDc k der Lichtmeßschaltung unterbrochen
iSlniese Schaltung wirkt sich so aus, daß der
,rom ohne geschaltet werden zu müssen, im
Photostrom on _ β ^ VerhäUnis des ersten
^TTzwdi«ί Widerstandes zueinander verstärkt
•-in daß der Ausgangsstrom des Differenzverstär-Wirdl
das zu speichernde Signal darstellt, das d.e kerS ffiuteuerung steuert. Bemerkenswert .st, daß
Veht das Ausgangssignal des der Speicherschaltung
m halteten Differenzverstärkers an einem seiner
vorgeschalteten υ ^^ ^ ^ ^ ^
EinSSnadegr gleichzeitig als Verstärker .irkenden
I Schaltung Die Rückkopplung tritt h.erbe. nur SPh enTderLichtmessung auf und wird nach dem
u hWaopen des Spiegels unterbrochen. Dadurch 1St im
Ofensau einer direkten Rückkopplung des Ausgangs·
S des Differenzverstärkers eine besonders hohe
Sr naniBkeit der Belichtungssteuerung möglich
G c Veränderung zweier voneinander unabhang.ger
ρ EleTerTt duich Veränderung der beiden zwischen
^ Differenzverstärker und der Spannungsquelle de" S "β Widerstände möglich, ohne daß hierdurch
er Umschalten des Stromwegs des Photostroms
.5
20
z5
erMifdieser Schaltung kann zum Erhalten einer
u Upp Reaktion als lichtmessendes Element auch
Sin eiteti Se Silizium-Photodiode verwendet
Etement arbeitet dabei im wesentlichen unter VorbStung und die Verstärkung kann durch die
f der Widerstände den jeweiligen Parametern
Diagramm zur Darstellung der Beziehung Ter MeV des einfallenden L.chts und dem
SSr^ Ausführung,
jedoch
Zustand ist es
Der Liegt keine Vorspannung an der Photodiode an, so
kann ab einem Punkt P2, der einer Lichtmenge U2
gemäß de: Kurve F)2 entspricht, keine Änderung im
Photostrom festgestellt werden. Wird also die Photodiode ohne Vorspannung betrieben, so vergrößert sich
der photoempfindliche Bereich der Diode im Vergleich zu dem mit der einer Vorspannung betriebenen Diode
vom Punkt entsprechend der Lichtmenge Lot /um Punkt
entsprechend der Lichtmenge U2- Im allgemeinen ist es
also für die Verstärkung eines Photostroms notwendig, eine Vorspannung an die Photodiode anzulegen, um den
Stromwert in die Verstärkungszone von Halbleiter-Bauelementen anzuheben; jedoch ist gemäß der
Erfindung eine gegenseitige Kompensation an den gegenüberliegenden Seiten der Diode zu erwarten, so
daß es möglich ist, die Vorspannung im wesentlichen
Null sein zu lassen.
Zum mechanischen Aufbau der einäugigen Spiegelreflexkamera ist zu bemerken, daß ein Spiegel den in die
Kamera eintretenden Lichtstrom zunächst zum Sucher und zum lichtmessenden Element der Lichtmeßschaltung
hin umleitet und bei Niederdrücken des Auslöseknopfes aufklappt, um den Lichtstrom zum lichtempfindlichen
Film durchzulassen. Beim Aufklappen des Spiegels wird also der Lichtstrom zum Hchtmessenden
Element unterbrochen, so daß durch dieses nur noch der Dunkelstrom fließt
F i g. 2 zeigt einen elektrischen Schaltplan einer Ausführungsform der Erfindung, mit einem Widerstand
Ri, der mit einer Klemme mit einer Diode Qi und mit der
anderen Klemme mit Erde verbunden ist. p-Kanal-Sperrschicht-Feldeffekttransistoren
Fi und F2 bilden einen mit konstantem Strom betriebenen Differenzverstärker
mit einer Konstantstromschaltung, die pnp-Transistoren Q2 und Qi enthält, von denen der
Transistor Q2 zwischen der elektrischen Stromquelle und der gemeinsamen Quelle der Feldeffekttransistoren
Fi und F2 liegt. Die Summenverstärkung des Verstärkers
ist niedrig genug im Vergleich zur Differenzverstärkung, und es ist für eine ausreichende Kompensation
von Änderungen in dßr Speisespannung gesorgt. Durch den Differenzverstärker ist auch für eine Kompensation
des Wärmeeffektes gesorgt. Eine Silizium-Photodiode phD ist zwischen das Gatter G\ des Transistors Fi und
das Gatter G2 des Transistors F2 eingesetzt, wobei die
positive Klemme mit dem Gatter G2 und die negative
Klemme mit dem Gatter G\ verbunden ist. Wird das Licht bei einer in einer gegebenen Stellung festgelegten
Objektivöffnung (Blende) der Kamera gemessen, so kann der Widerstand R2 ein fester Widerstand sein; wird
jedoch das Licht bei voll geöffneter Blende gemessen, so muß der Widerstand R2 ein variabler Widerstand sein,
der mit dem Blenden-Einstellmechanismus verbunden ist. Widerstände R4 und R5 sind mit jeweils einer
, Klemme mit dem Abfluß D1 des Transistors Fi bzw. dem
Abfluß D2 des Transistors F2 verbunden und mit der
anderen Klemme an entgegengesetzte Klemmen eines veränderlichen Widerstandes Rt angeschlossen. Der
veränderliche Widerstand R6 dient dem Justieren einer
0 Unbalance zwischen den Transistoren Fi und F2 sowie
einer Unbalance zwischen den Widerständen Ra und Rs;
er hat einen zentralen Abgriff, der mit Erde verbunden ist. In der gezeichneten Anordnung sind eine Diode Q4
sowie npn-Transistoren Q5, Qe und Q7 vorgesehen. Die
>s Basen der npn-Transistoren Qb und Q7 sind mit den
Abflüssen D\ bzw. D2 verbunden, und der gemeinsame
Emitter ist mit der Konstantstromschaltung verbunden, zu der die Diode Q4 und der npn-Transistor Qs gehören.
Die npn-Transistoren Qb und Q stellen ebenfalls einen
Konstantstrom-Differenzverstärker dar. Ein Widerstand Ri dient zur Bestimmung des durch die
Konstantstromschaltung geleiteten Stroms für den Differenzverstärker mit den Transistoren Fi und F2 und
für den Differenzverstärker mit den npn-Transistoren Q6 und Qi. Der Kollektor des npn-Transistors Q0 ist
unmittelbar mit der Stromquelle verbunden, und der Kollektor des npn-Transistors Qi ist mit einem
Widerstand Ri und mit der Basis eines npn-Transistors
Q8 verbunden. Der Emitter des npn-Transistors Q» ist an
die Basis eines npn-Transistors Qj und der Kollektor an
die Stromquelle angeschlossen. Die Anordnung der npn-Transistoren Q8 und Qt kann als eine Art von
»Darlingtonschaltung betrachtet werden, die die Ausgangsspannung des npn-Transistors Qi bei hoher
Eingangsimpedanz bekommt und sie verstärkt. Mit dem npn-Transistor Q9 sind ein Kollektorwiderstand /?9 und
ein Emitterwiderstand Ri0 verbunden, die die Ausgangsspannung
dieses Transistors aufnehmen und sie über den Schalter Si einem Speicherkondensator Ci sowie
zum Gatter eines Transistors F3 speisen. Ein Kondensator
C3 ist zwischen die Stromquelle und das Gatter des Transistors F3 geschaltet, um Verluststrom aufgrund der
Selbstentladung des Kondensators Ci auszugleichen. Der Kondensator C3 ermöglicht die Ladungsspeicherung
für eine verlängerte Zeit. Weiterhin ist ein mit konstantem Strom betriebener Differenzverstärker mit
einer Schaltung vorgesehen, die den Feldeffekttransistor F3 und einen weiteren Feldeffekttransistor F4,
pnp-Transistoren Qio und Q]2, eine Diode Qn und
Widerstände Rn, Ri2 und Rn umfaßt, wobei die
Gatterspannung des Transistors Fa von den Widerständen
Ru, Ris, Rib und Ru bestimmt wird. Die Diode Qn
dient der Kompensation des Wärmeeffektes am npn-Transistor Qi4. Die Ausgangsspannung des Konstantstrom-Differenzverstärkers
mit den Feldeffekttransistoren F3 und Fi wird am Abfluß des Transistors F4
abgenommen und der Basis eines npn-Transistors Qi4
zugeführt. Ein npn-Transistor Qi3 ermöglicht einen
konstanten Stromfluß hindurch aufgrund der Existenz des npn-Transistors Qi2 und des Widerstandes Rn. Der
konstante Strom ist gleich der Summe des Kollektorstroms des npn-Transistors Qm und des Basisstroms des
npn-Transistors Qi5. Bei dieser Schaltung steigt im
Dunkelzustand das Basispotential des npn-Transistors Qm an, so daß das Kollektorpotential des Transistors
Qm und infolgedessen das Basispotential des npn-Transistors Qi5 abnehmen, infolgedessen sinkt der Kollektorstrom
des Transistors Qi5 unter einen Hell-Wert, und
es wird ein umgekehrtes Ergebnis erhalten. Der Kollektorstrom des Transistors Qi5 ist proportional der
Lichtmenge. Aus der Beziehung zwischen dem Licht und dem Kollektorstrom ist zu entnehmen, daß die
Verschlußgeschwindigkeit (Kehrwert der Belichtungszeit) sich bei Helligkeit erhöht und bei Dunkelheit
erniedrigt. Der Kollektor des npn-Transistors Qi5 ist
über die Stellung 1 des Schalters S2 mit dem Gatter G2
des Transistors F2 verbunden, wodurch sich eine negative Rückkopplungsschaltung ergibt. Das Kontaktstück
der Stellung 2 des Schalters S2 ist mit dem Kontaktstück der Stellung 1 eines Auswahlschalters Ss
verbunden, der dem Einstellen der »Automatik« dient, bei der die Belichtungszeit automatisch bestimmt wird,
sowie der Einstellung »manuell«, bei der die Belichtungszeit nach Wunsch von Hand eingestellt wird. Der
Schalter Si ist mit einer Klemme eines Zeitsteucrkondcnsiitors
C; verbunden, dessen andere Klemme nn der
Stromquelle hängt. Parallel zum Kondensator C2 ist ein
Triggerschalter S4 geschaltet. Das Kontaktstück der Stellung 2 des Schalters S3 ist mit einer Mittelanzapfung
M eines manuell verstellbaren variablen Widerstandes R2O zur manuellen Wahl der Belichtungszeit verbunden.
Ein Widerstand R21 und ein Schalter S5, der mit dem
Verschlußauslöseknopf gekoppelt ist, dienen der Ball-Belichtung. Ein npn-Transistor Q17 ermöglicht eine
Anzeige an einer Anzeigeeinrichtung; die Basis dieses Transistors ist mit der Basis des npn-Transistors Q15
verbunden. Zwischen den Emittern der Transistoren Qi?
und Qi9 ist ein negativer Rückkopplungswiderstand R^
geschaltet. Eine pegelverschiedende Diode Qk, ist
zwischen dem Emitter des Transistors Qi5 und Erde gelegt, und ein Anzeiger A liegt zwischen dem
Kollektor des Transistors Qi7 und der Stromquelle. Ein
Widerstand /?m liegt zwischen dem Kollektor des
npn-Transistors Qi5 und Erde, um den Verschluß in der
Stellung »Automatik« etwa 10 Sekunden nach seiner öffnung zu schließen, selbst wenn die Lichtmenge nicht
genügt, um den Verschluß zu schließen. Die Ausgangsspannung des Zeitsteuerkondensators C2 ist an das
Gatter eines Feldeffekttransistors F5 gelegt.
Als Quellenwiderstand für den Feldeffekttransistor F5
ist ein Widerstand R22 geschaltet, und zwischen die
Quelle des Transistors F5 und Erde ist zur Justierung des
Triggerpegels ein veränderlicher Widerstand fl2j gelegt.
Das Ausgangssignal des Transistors F5 wird über einen Abfluß-Widerstand R24 abgegriffen. Die npn-Transistoren
Qie und Q19 bilden zusammen mit Widerständen R2^,
Rn. R27 und R2S, mit einem Elektromagnet Ry und mit
einer Diode Q2O einen Schmitt-Trigger, der die
Stromversorgung des Elektromagnets Ry oder der Kollektorbelastung des npn-Transistors Qm entsprechend
dem Ausgangssignal des Feldeffekttransistors Fs
steuert. Die Diode Q20 soll verhindern, daß der npn-Transistor durch während des Schaltens des
Schmitt-Triggers auftretende Impulserscheinungen Beschädigungen erleidet. Ein Schalter S* wird mit dem
Verschlußauslöseknopf zum Schließen der Verbindung mit der Stromquelle betätigt.
Es sei nun der typische Vorgang beim Aufnehmen eines Bildes beschrieben.
Es sei auf den Fall Bezug genommen, daß die Belichtungszeit automatisch entsprechend der vom
aufzunehmenden Gegenstand abgegebenen Lichtmenge, der Filmempfindlichkeit und der Blende bestimmt
werden soll und alle Schalter vor dem Niederdrücken des Verschlußauslöseknopfes in der Stellung 1 stehen
Der Schalter S3 befindet sich unabhängig von dei
Stellung des Verschlußauslöseknopfes immer in dci Stellung 1. Da der Schalter S5 bei der automatischer
Belichtung keine Funktion ausübt, wird er nicht weitei beschrieben. Vor dem Aufnehmen des Bildes wird ein<
Justierung entsprechend der Filmempfindlichkeit durch geführt, indem der Widerstand R2 mit Hilfe eine
Filmempfindlichkeitsknopfs an der Kamera eingestell wird. Anschließend wird die Blende festgelegt. Bei eine
Kamera mit eine einer manuell einstellbaren Blend wird das durch diese Blende tretende Licht vor
photoempfindlichen Element gemessen. Hat die Käme ra eine Vorwahlblende, eine sogenannte Springblend«
so wird das Licht mit voller Blendenöffnung gemessei die sich jedoch unmittelbar vor der Betätigung de
Schalters auf eine vorgegebene Stellung verkleinert. It ersteren Fall muß also der Widerstand /?i zui
Bestimmen des Verstärkungsfaktors des Photostron festgelegt sein, da sich der Photostrom proportional m
der Blendenöffnung ändert. Im letzteren Fall muß jedoch der Widerstand Ri entsprechend dem voreingestellten
Wert der Blende eingestellt werden, so daß der Strom proportional diesem voreingestellten Wert ist.
Nach der Bestimmung der Blende wird der Ver- s schlußauslöseknopf gedruckt. Hierbei wird zunächst der
Schalter St, so betätigt, daß er die geschlossene Stellung 2 einnimmt, die Stromquelle angeschlossen wird, und die
Messung beginnt. Es fließt der der Lichtmenge entsprechende Photostrom lp durch die Silizium-Photo- \o
diode phD und weiter durch den Widerstand R3. Durch
diesen Strom wird das Gatter G2 des Transistors F2 auf
positives Potential gebracht, und das Abflußpotential des Transistors F2 erniedrigt sich. Dies bringt den
Kollektor des npn-Transistors Q; auf positives Potential, den Kollektor des npn-Transistors Qj und das Gatter
des Feldeffekttransistors F3 auf negatives Potential, den
Abfluß des Feldeffekttransistors F4 und die Basis des npn-Transistors Qh auf negatives Potential, den
Kollektor des npn-Transistors Qu und die Basis des
npn-Transistors Qi 5 auf positives Potential und den
Kollektor des npn-Transistors Q15 auf negatives
Potential. Das Kollektorpotential des Transistors Qi5
wird über den Schalter S2 an das Gatter G2 des
Feldeffekttransistors F2 gelegt, so daß sich keine nennenswerte Änderung im Potential des Gatters G2
aufgrund der negativen Rückkopplung ergibt. Im Fall, daß die bei offener Schleife betrachtete Verstärkung des
Rückkopplungsverstärkers hoch ist, kann angenommen werden, daß die Eingangsspannung zwischen den
Transistoren Fi und F2 im wesentlichen Null ist. Der
durch den Widerstand Ri und die Rückkopplungsschleife
fließende Strom / kann deshalb durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
(12)
35
1st der Widerstandswert des Widerstandes Rj groß im
Vergleich zu dem aufgrund der Filmempfindlichkeit justierten Widerstand R2, so wird der Photostrom
verstärkt und sodann in den Kollektor des npn-Transistors Q)5 eingespeist. Hierbei erscheint eine Spannung
entsprechend der Lichtmenge am Speicherkondensator Q. Wie aus der Gleichung (12) ersichtlich ist, ist eine 4s
Justierung entsprechend der Filmempl'indlichkeit durch Einstellen des Widerstands R2 zur Änderung der
Stromverstärkung möglich.
Nun wird im Anzeiger A eine Belichtungszeit angezeigt, die entsprechend der Filmempfindlichkeit,
der Blendenöffnung und der Lichtmenge bestimmt ist. Wird nun der Verschlußauslöseknopf weitergedrückt,
so kommt der Schalter S\ in die Schaltstellung 2, und weiterhin werden die Schalter S2 und S4 in ihre
Schaltstellungen 2 gebracht, unmittelbar bevor der ss
Kameraspiegel aufklappt. Es ist zu beachten, daß im Falle einer Kamera, bei der die Lichtmessung mit voll
geöffneter Blende erfolgt, der Schalter Si betätigt werden muß, bevor die Blende während der Verschlußlöselösung
in die vorgegebene Stellung springt. Die (.0 Schalter S2 und S4 können in dieser Reihenfolge betätigt
werden, nachdem der Schalter Si betätigt worden ist.
Die Speicherfunktion beginnt, wenn der Schalter Si in
die Schallstellung S2 gebracht worden ist und wenn der
Schalter S2 in die Schaltstellung S2 gebracht worden ist, hs
woraufhin ein Strom, der der im Speicherkondensator Ci gespeicherten Spannung entspricht, von der Stromauelle
durch den Schalter Si zum Kollektor des
npn-Transistors Qi5 fließt. Hat die Spannung der
gespeicherten Ladung den richtigen Wert, so ist der Strom gleich demjenigen, der durch die negative
Kückkopplungsschleife zum Kollektor des npn-Transistors Qi5 während der Lichtmengenmessung geflossen
ist. Der Triggerschalter S4 wird in seine offene Stellung 2
gebracht, wenn der Verschluß geöffnet ist. Hierauf wird der Zeitsteuerkondensator C2 durch den der gespeicherten
Ladung entsprechenden Strom geladen. Erreicht die Spannung im Kondensator C2 einen gegebenen Pegel,
so wird der Feldeffekttransistor F5 leitend, und ein Strom fließt hindurch, so daß das Basispotential des
npn-Transistors Qi8 ansteigt. Hierdurch wird der
Transistor Qig leitend, und der npn-Transistor Q19 sperrt
und unterbricht den Strom durch den Elektromagnet Ry, so daß der Verschluß schließt.
Die Belichtungszeit entspricht der Zeit von der Betätigung des Schalters S4 bis zur Unterbrechung des
durch den Elektromagnet fließenden Stroms.
Dies kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:
ί =
C2 ■ Vr
I
I
R3IR2
wobei f = Belichtungszeit, Vr = Triggerspannung und /
= Kollektorstrom des npn-Transistors Q15, der als »Zeitsteuerstrom« bezeichnet werden kann.
Wie aus der Gleichung ersichtlich ist, kann die Belichtungszeit durch den Zeitsteuerstrom / bestimmt
werden, wenn der Wert C2 · Vr konstant ist. Der dem
Kondensator C2 und der Silizium-Photodiode phD innewohnende Fehler kann durch die Justierung der
Triggerspannung Vr behoben werden. Die Justierung der Triggerspannung erfolgi durch den variablen
Widerstand R2i, der die Spannung zwischen dem Gatter
und der Quellenelektrode des Feldeffekttransistors F5 verändert.
Im folgenden sei ein typisches Beispiel zur Bestimmung der Belichtungszeit aufgrund der Gleichung (1)
beschrieben. Es sei die Kapazität des Zeitsteuerkondensators C2 = 1 μΡ und die Triggerspannung = 3V, so
daß der Wert C2- V7= 3 · 10-6 Coulomb. Hat der
Film eine Empfindlichkeit von 100 ASA, so kann angenommen werden, daß bei einer Lichtmenge Li bei
einer Blende F= 1,4 und einer Belichtungszeit vor '/1000 Sekunde eine richtige Belichtung erhalten wird. Ei
wird weiter angenommen, daß der Photostrom ir diesem Fall 3 μΑ beträgt. Aus der Gleichung (1) ergib
sich, daß der Strom / = 3 · 10-b · 1000 = 3mA ist, urr
die Verschlußgeschwindigkeit von '/ιοοο Sekunde zi
ergeben. Der Wert RiZR2 = 1000. Beträgt also de
Widerstandswert des Filmempfindlichkeits-Wider stands R2 100 Ohm, so ist der Widerstandswert de
Widerstandes Ri 10OkQ. Bei gleicher Lichtmenge L
wird für einen Film mit einer Empfindlichkeit von 201 ASA der Widerstandswert des Widerstandes R2 zu 51
Ohm gewählt, so daß sich der Photostrom-Verstär kungsfaktor auf die Hälfte reduziert. Der Zeitsteuer
strom / wird damit halbiert, und man erhält ein Belichtungszeit von '/200 see zur Erzielung eine
korrekten Belichtung. Für einen Film einer Empfindlich keit von 50 ASA wird der Widerstand R2 auf 200 Ohr
eingestellt, um ein gleiches Ergebnis zu erzielen.
Es sei nun die Wirkung der Blendcneinstellun beschrieben. Bei einer Kamera mit manueller Blende!
einstellung wird das auf die Silizium-Photodiode ph fallende Licht auf die Hälfte reduziert, wenn die Biene
von F= 1,4 auf F= 2 verkleinert wird. Der Phot
709 544/:
strom /,, wird damit 1,5 μΑ. Bei einem Film der
Empfindlichkeit"!00 ASA ist der Wert R}/R2 = 1000,
der Strom /wird 1,5 μΑ, und die Belichtungszeit wird '/500 Sekunde. Wird das Licht mit voll geöffneter Blende
gemessen, so ist der Widerstand /?3 mit der Blendeneinstellung
so gekoppelt, daß der Widerstandswert des Widerstands Rs entsprechend dem voreingestellten
Blendenwert justiert wird. Wird beispielsweise eine Blende F = 2 voreingestellt, so wird der Widerstandswert
des Widerstandes Rz auf 50 kQ verringert, was die
Hälfte des Widerstandswerts für eine voreingestellte Blende von F= 1,4 ist. Der Zeitsteuerstrom wird
entsprechend für den gleichen Photostrom lp reduziert,
so daß sich die Belichtungszeit Άοο zum Erzielen einer
richtigen Belichtung ergibt. Bei der gleichen Blendenöffnung und der gleichen Filmempfindlichkeit verdoppelt
sich der Photostrom, wenn sich die Lichtmenge von L\ auf 2 · L\ erhöht, wodurch sich die Belichtungszeit auf
die Hälfte erniedrigt und wiederum eine korrekte Belichtung erzielt wird. In der beschriebenen Weise ist
also eine automatische Belichtungssteuerung möglich.
Mit der beschriebenen Schaltung ist auch eine Belichtungssteuerung von Hand möglich, wenn der
Schalter S3 in seine Stellung 2 geschaltet wird und die
Ladezeit des Kondensators C2 durch die manuelle Einstellung des veränderlichen Widerstands A20 bestimmt
wird. Auch ist eine Langzeitbelichtung möglich, indem der Schalter S5 in seine Stellung 2 kommt, bevor
der Schalter S4 in seine Stellung 2 gekommen ist, so daß
der Kondensator C2 nicht geladen wird. Die Verwendung der Schalter im Selbstauslösebetrieb ist ebenfalls
möglich, da die Leckstrom-Entladung des Kondensators Ci, sofern sie nicht an sich ausreichend niedrig ist, durch
den Kondensator C3 verzögert wird.
F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Die Schaltung gleicht im wesentlichen der
nach F i g. 2, und im folgenden wird nun der Unterschied zwischen diesen beiden Schaltungen beschrieben. Nach
F i g. 3 ist der Widerstand R\b zwischen den Abfluß des
Feldeffekttransistors Fi und den Widerstand /?4 geschaltet,
um zu verhindern, daß die Spannung, die aufgrund einer kleinen Differenz zwischen der gegenseitigen
Impedanz Gn, der Feldeffekttransistoren F, und F2
erzeugt wird, wenn die Gatterspannungen der Transistoren Fi und F2 vermindert werden, in der ganzen
Schaltung positiv rückgekoppelt wird und damit eine Schwingung verursacht.
Der Speicherkondensator Ci ist zwischen die Gatter der Feldeffekttransistoren F3 und F4 eingesetzt, und die
gemeinsame Quelle dieser beiden Transistoren ist mit dem Kollektor eines pnp-Transistors Qm verbunden, der
eine Konstantstromquelle darstellt, indem er an seiner Basis und an seinem Emitter mit den entsprechenden
Klemmen eines pnp-Transistors Qi4 verbunden ist.
Der Kollektor eines npn-Transistors Qn, der zusammen mit einem npn-Transistor Qi2 eine Konstantstromquelle
darstellt, indem er mit seiner Basis und einem Emitter mit den entsprechenden Klemmen des
Transistors Qi_> verbunden ist, schließt an den Abfluß des
Feldeffekttransistors F3 und an die Basis des npn-Transistors
Qn an. Zwischen den Abfluß des Transistors F4 und
den Transistors Qi j ist ein Transistor Qi j geschaltet. Das
Gatter des Feldeffekttransistors F4 ist mit einem Verbindungspunkt der Widerstände Ru und Rt:
verbunden. Ein zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors Qu und Erde eingeschalteter Widerstand
Ru dient der Bestimmung des konstanten Stroms
durch die Transistoren Qm und Qi4. Der Kollektor des
Transistors Qi5 ist mit dem Gatter des Feldeffekttransistors
F2 verbunden und unmittelbar zur Eingangsstufe rückgekoppelt. Der Emitter des Transistors Qr-, ist mit
den Basen eines Transistors Qu3 sowie von npn-Transi-
ί stören Qi7 und Qi8 verbunden. Der Kollektor des
Transistors Qi? ist mit dem Schaltstück der Schaltstellung
1 eines Wahlschalters S3 verbunden, der der Wahl zwischen »Automatik«, bei der sich die Belichtungszeit
automatisch ergibt, und »manuell«, bei der die Belichtungszeit manuell nach Wunsch eingestellt wird;
dient. Der Schalter S3 ist mit einer Klemme eines Zeitsteuerkondensators C2 verbunden, dessen andere
Klemme an der Stromquelle hängt. Ein Triggerschalter S4 ist dem Kondensator Cj parallel geschaltet, und das
seiner Schaltstellung 2 entsprechende Kontaktstück schließt an den mittleren Anzapfungen M eines
veränderlichen Widerstandes A20 zur manuellen Einstellung
der Belichtungszeit an. Ein Widerstand R2\ und ein
Schalter, der mit einem Verschlußauslöseknopf verbunden ist (nicht dargestellt), dienen der Ball-Belichtung.
Der Kollektor des npn-Transistors Qis ist mit dem
Gatter eines Transistors Q19 und eines Feldeffekttransistors
F5 verbunden, so daß also der Transistor Qm mit
einem Strom gleich dem Kollektorstrom des npn-Tran-
2s sistor Qi5 versorgt wird. Zwischen die Quelle des
Feldeffekttransistors F5 und die Stromquelle ist ein Transistor Q20 geschaltet, der aufgrund eines Widerstands
Λ15 eine konstante Klemmenspannung aufweist. Der Feldeffekttransistor F5 stellt Unterschiede zwischen
jo der Klemmenspannung des Transistors Q19 und der
konstanten Klemmenspannung des Transistors Q20 fest und erzeugt einen Ausgangsstrom entsprechend der
Differenz. Der Abfluß des Transistors F5 ist mit einer Klemme eines Amperemeters A verbunden, dessen
.15 andere Klemme an einem veränderlichen Widerstand /?i7 zum Justieren des Maximalausschlages des Amperemeters
A hängt. Der veränderliche Widerstand Ru ist ferner mit einem weiteren veränderlichen Widerstand
R\s verbunden.
Ein Widerstand R22 ist als Quellenwiderstand eines
Feldeffekttransistors F6 geschaltet, während zwischen
die Quelle des Transistors F6 und Erde ein veränderlicher
Widerstand W23 zur Einstellung des Triggerpegels
geschaltet ist. Das Ausgangssignal des Transistors Ft
wird von einem Abflußwiderstand R2* dieses Feldeffekttransistors
abgenommen.
npn-Transistoren Q2, und Q22, Widerstände R2s, Ä26,
Rn und R2S, ein Elektromagnet Ry und eine Diode Q23
stellen einen Schmitt-Trigger dar, der den Strom durch
so den Elektromagnet Ä/steuert, welcher die Kollektorbelastung
des npn-Transistors Q22 entsprechend der Aiisgangsspannung des Feldeffekttransistors F6 darstellt.
Die Diode Q23 soll verhindern, daß der npn-Transistor Q22 während Stoßvorgängen, die beim
>> Schalten des Schmitt-Triggers erzeugt werden, beschädigt
wird. Ein Schalter Sh stellt die Verbindung zur Stromquelle her und wird vom Schalterauslöseknopf
der Kamera betätigt.
Die Vorgänge bei der automatischen Bclichtungs-
fto steuerung und bei der manueller, Belichtungssteuerung
sind dieselben wie bei der Ausführungsform nach F i g. 2, so daß sie nicht weiter beschrieben zu werden braucht.
Da der Zeitsteuerkondensator C; von dem dem Photostrom proportionalen Ausgangsstrom geladen
('5 wird, ändert sich die Ladespannung linear in bezug zur
Ladezeit, so daß es möglich ist, den Triggerpegel nach Wunsch zur Bestimmung der Belichtungszeit zu
bestimmen. Außerdem ist die Soannune am photoenip-
findlichen Element im wesentlichen Null, so daß der
Meßbereich im Vergleich zu einer Anordnung, bei der das fotoempfindliche photoempfindliche Element unter
Vorspannung verwendet wird, erheblich vergrößert werden kann.
Bei bekannten Anordnungen wurden besondere Maßnahmen ergriffen, um eine logarithmische Kompression
oder Expansion des Stroms durchzuführen, damit die Belichtungszeit der Lichtmenge entspricht.
Demgegenüber ist es nach der Erfindung möglich, einen der Lichtmenge proportionalen Photostrom zu erhalten,
indem einfach Widerstände an den gegenüberliegenden Klemmen des photoempfindlichen Elements
geschaltet werden und eine Schaltung zum Verstärken der Ausgangsspannung am Verbindungspunkt geschaffen
wird, wobei die Ausgangsspannung zu diesen Widerständen rückgekoppelt wird, um den Strom durch
die Widerstände zu steuern. Die Schaltung kann entweder spannungsverstärkend oder stromverstärkend
sein, wodurch dieselben Ergebnisse erzielbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Belichtungssteuerschaltung
kann die Lichtmenge gleich logarithmisch komprimiert werden, so daß sich eine einfache Anzeige der
Belichtungszeit ergibt. Weiterhin schafft die Erfindung eine wirksame Einrichtung zum Komprimieren von
Strom.
Die den Rückkopplungsgrad des Verstärkers mit der negativen Rückkopplung bestimmenden Widerstände
werden entsprechend der Blendenöffnung oder der Filmempfindlichkeit justiert, so daß eine Belichtungssteuerung
möglich ist, indem das Licht mit voll geöffneter Blende gemessen wird. Wird anstelle des
entsprechend der Blendenöffnung eingestellten Widerstandes ein fester Widerstand verwendet, so ist es
möglich, das Licht mit auf eine bestimmte Stellung eingestellter Blende zu messen.
Nach der Erfindung ist es außerdem möglich, alle Belichtungszeitfehler auszuschalten, die sich aus Herstellungsabweichungen
in der Kapazität des zeitintegrierenden Kondensators oder der Empfindlichkeit des
lichtempfindlichen Elements ergeben können, und zwar einfach durch Ändern der Triggerspannung. Die
Justierung ist also sehr leicht, und die richtige Belichtungszeit ist erzielbar.
Bei der erfindungsgemäßen Belichtungssteuerung wird die Triggerschaltung direkt vom Strom der
Ausgangsschaltung betrieben, so daß ein korrekter Triggerstrom gleich dem Ausgangsstrom erhalten
werden kann, unabhängig von irgendwelchen Änderungen der Temperatur und der Speisespannung. Außerdem
ist es möglich, eine Steuerung über einen weiten Strombereich durchzufünren.
Außerdem ändert sich nach der Erfindung, selbst wenn sich der Differenzausgang stark ändert, die
Verstärkung der Schaltung selbst kaum, so daß e; möglich ist, die Abweichung der Eingang-Ausgang-Be
Ziehung von der Linearität zu verringern.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit Lichtmessung durch das Aufnahmeobjektiv, einer Stromquelle, einer eine Fotodiode und einen Differenzverstärker mit zwei Steuereingangsklemmen, von denen eine über einen Widerstand mit der Stromquelle verbunden ist, enthaltenden Lichtmeßschaltung, einer das Ausgangssignal ι ο der Lichtmeßschaltung nach dem Aufklappen des Spiegels speichernden Speicherschaltung und einem elektronisch gesteuerten Verschluß, der durch das Niederdrücken eines die Stromquelle mit der Belichtungssteuerung verbindenden Auslöseknopfes zu öffnen ist und über eine Verschlußsteuerschaltung nach einer durch das gespeicherte Signal bestimmten Zeitspanne zu schließen ist, wobei ein Schalter zwischen dem Differenzverstärker und der Speicherschaltung vorgesehen ist, dadurch ge- ;o kennzeichnet, daß die Fotodiode (PhD) zwischen die erste und die zweite Steuereingangsklemme CC, G2) des Differenzverstärkers (F1, F2) geschaltet ist, von denen beide jeweils über einen einstellbaren Widerstand (Rz, R2) an der Stromquelle (Vr) geschaltet sind, und daß eine Rückkopplung vorgesehen ist, wenn der Schalter (S]) geschlossen ist, durch die ein Teil des Ausgangssignals der Speicherschaltung zu einer der Steuereingangsklemmen (G2) des Differenzverstärkers negativ rückgekoppelt ist, wohingegen die Rückkopplung aufgehoben ist, wenn der Schalter (S\) zum Speichern des Ausgangssignals der Lichtmeßschaltung unterbrochen ist.35
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722257776 DE2257776C3 (de) | 1972-11-24 | 1972-11-24 | Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19722257776 DE2257776C3 (de) | 1972-11-24 | 1972-11-24 | Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2257776A1 DE2257776A1 (de) | 1973-05-30 |
DE2257776B2 true DE2257776B2 (de) | 1977-11-03 |
DE2257776C3 DE2257776C3 (de) | 1978-06-29 |
Family
ID=5862674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722257776 Expired DE2257776C3 (de) | 1972-11-24 | 1972-11-24 | Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2257776C3 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5733568B2 (de) * | 1973-08-01 | 1982-07-17 | ||
JPS5065225A (de) * | 1973-10-10 | 1975-06-02 | ||
JPS5813894B2 (ja) * | 1973-11-17 | 1983-03-16 | 京セラ株式会社 | デンキシヤツタカイロ |
JPS5087646A (de) * | 1973-12-06 | 1975-07-14 | ||
JPS5097335A (de) * | 1973-12-25 | 1975-08-02 |
-
1972
- 1972-11-24 DE DE19722257776 patent/DE2257776C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2257776A1 (de) | 1973-05-30 |
DE2257776C3 (de) | 1978-06-29 |
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