DE2364866C2

DE2364866C2 - Automatischer Belichtungszeitsteuerstromkreis

Info

Publication number: DE2364866C2
Application number: DE2364866A
Authority: DE
Inventors: Mashio Tondabayashi Osaka Kitaura; Seiji Sakai Osaka Yamada
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1973-12-28
Publication date: 1983-11-24
Also published as: US3995284A; DE2364866A1

Description

ίο Die Erfindung betrifft einen automatischen Belichtungszeitsteuerstromkreis mit einem aus einer Mehrzahl von Flip-Flop-Stufen (Bits) bestehenden digitalen Speicherstromkreis zur Speicherung eines dem Logarithmus einer zu steuernden Belichtungszeit entsprechenden.

digitalen Signals und mit einem Zeilgeberstromkreis zur Verwirklichung der Belichtungszeit in Übereinstimmung mit dem gespeicherten, digitalen Signal.

Ein automatischer, digitaler Belichtungszeiisteuerstromkreis ist aus der DE-OS 21 M243 bekannt. Nach ihr findet eine Lichtmessung stau, bei der. eingeleitet durch die Auslösebeiätigung der Kamera, ein Einzelimpuls erzeugt wird, dessen Breite der Objekthelligkeit umgekehrt proportional ist. Dieser Einzelimpuls wird dem eir.en Eingangsanschluß eines UND-Gliedes /ugeleitet, und dem anderen Eingangsanschluß desselben UND-Gliedes werden Taktimpulse konstanter Frequenz zugeleitet. Dieses UND-Glied läßt dann, solange der Einzeliirpuls mit entsprechend der Objekthelligkeit variierbarer Dauer ansteht, eine entsprechende Anzahl von

JO Taktimpulsen passieren und gibt sie an eine Reihe von Flip-Flop-Sehaltungen weiter. Die Anzahl der so weitergeleiteten Taktimpulse hängt also direkt ab von der Objekthelligkeit und wird in den Flip-Flop-Schaliungen gespeichert, die jeweils entsprechend dem gespeicherten

Vi numerischen Wert ein digitales Ausgangssignal liefern. Mit dem Öffnen des Verschlusses erhält ein weiteres UND-Glied, dessen einem Eingangsanschluß ebenfalls die Taktimpulse zugeführt werden, durch einen Triggerschalicr auch an seinem anderen Eingangsatischluß ein Spannungssignal, so daß das UND-Glied eine Taklimpulsfolge abgibt, die an eine /weite Reihe von l-'Iip-Flop-Schaltiingen weilergcleitet werden. Mit den l'iniiaiiiisanschliissen einer entsprechenden Anzahl von EX.'-OR-Glicdern (EXCLl Sl\ E-OR-Gliedem) sind jeweils der Ausgangsanschluß einer der das der Objektheiligkeil entsprechende digitale Signal speichernden Flip-Flop-Schaltungen sowie der Aui.gangsansdiluß einer der über den Triggerschalter angesteuerten l-'lip-Flop-Schaltungen verbunden, und die Ausgangsan-Schlüsse der EX.-OR-Glicder sind .nit den Eingangsanschlüssen eines NOR-Gliedes verbunden. Wenn die Ausgangssignale der einander durch den Anschluß an die EX.-OR-Glieder zugeordneten Flip-Flop-Sehaltuiigen übereinstimmen, geben diese EX.-OR-Glieder alle ein Null-Signal ab. und das darauf an dem NOR-Glied erscheinende Spannungssignal dient dazu, den Sehließvorgang des Verschlusses einzuleiten. Wie bereits gesagt ist die Anzahl der während der Dauer des der Ohjekthelligkeit entsprechenden Einzelinipulses vveiteiueleite-

wi ten und in der erstgenannten Reihe von Flip-Flop-Schaltungen digital gespeicherten Taktimpulse direkt abhängig von der Objekthelligkeit. Dies hat zur Folge, daß entweder nur ein geringer Belichtungszeit bereich abgedeckt werden kann oder daß eine entsprechend hohe

hl Anzahl von Flip-Flop-Schaltungen /ur Speicherung des digitalen Helligkeitssignals vorgesehen werden müssen. So ist in der genannten DE-OS ausgeführt, daß. um einen normalen Anforderunuen iienünenden Bdiehiuniis-

zeitbereich zu überbrücken, 15 Flip-Flop-Ausgangsstufen vorzusehen sind. Eine gleiche Anzahl von Stufen muß tiann auch in der zweiten Reihe von Flip-Flop-Schaltungen vorgesehen werden., weil deren Ausgangssignale mit denen der erstgenannten verglichen werden sollen, und für diesen Vergleich ist nochmals eine gleiche Anzahl von EX.-OR-Gliedern erforderlich. Weitere Flip-Flop-Schaltungen sind für die Einführung von Informationen über Blendenöffnung und Filmempfindlichkeit vorzusehen. Und wenn mit einer derartigen Vorrichtung die Belichtungszeii innerhalb eines Bereichs von »2°« bis »2¹⁶« gesteuert werden soll, so muß der digitale Speicherkreis eine Kapazität von 2'" digitalen Zahler, haben. Eine derart große Kapazität würde aber einen extrem komplizierten Aufbau des /Iß-Wandler- und Speicherkreises und eine lange für die /iö-Umwandlung benötigte Zeit zur Folge haben.

Durch die DE-AS 21 14525 ist es bekannt, als Lichtmeßsignal ein logarithmisch komprimiertes analoges Signal zu erzeugen, welches in ein digitales Signal umgewandelt und in einem Zähler digital gespeichert wird. Für die Steuerung des Verschlusses entsprechend der so ermittelten Belichtungszeit wird ias digital gespeicherte Signal mittels eines /X4-Wandlers in ein analoges Signal zurückverwandelt und dieses analoge Signal für die Belichtungssteuerung mittels eines analogen Dehnungskreises exponentiell gedehnt. Diese Vorrichtung benötigt einen zusätzlichen DA -Wandler, um das einmal analog/-digital umgewandelte Signal in ein analoges Signal zurückzuverwandeln, und sie hat den Nachteil, daß jede der Signalumwandlungen von analog zu digital und vo;, digital zu analog einen Umwandlungsfehler in den Gesamtvorgang einbringt, wodurch die Genauigkeit der Belichtungssteuerung beeinträchtigt wird.

In bekannten Steuerschaltungen derselben Art wird für die Belichtungssteuerung die Information über die Objekthelligkeit, die in ein digitales Signal umgewandelt ist. wieder in einer. Analogstrom zurückverwandelt, der der Objekthelligkeit proportional ist und mit dem ein Kondensator, geladen wird. Hierbei wird die Zeit, die für das Aufladen des Kondensators auf ein vorbestimmtes Niveau erforderlich ist, als Belichtungszeit gebraucht. Es wird in diesem Fall eine Diode oder ein Transistor mit einer logarithmischen Charakteristik verwendet, so daß ein Temperatur-Kompensationskreis erforderlich wird und eine zeitverschlingende Einstellung des Schaltungsaufbaus durchgeführt werden muß; und es ist unvermeidlich, daß die ^D-Umwandlung der dem Logarithmus der Objekthelligkeit proportionalen Spannung, wie oben erwähnt, einen Umwandlungsfehler zwischen dem Analogwert und dem Digitalwert mit sich bringt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen digitalen, automatischen Belichtungszeitsteuerstromkreis mit gegenüber dem Stand der Technik stark vereinfachtem Aufbau zu schaffen, in dem mit Hilfe einer auf einen .4Z)-Wandler folgenden ganz und gar digitalen Ausführung eine über einen weiten Bereich reichende Belichtungszeitsteuerung erreicht wird, wobei diese Belichtungszeitsteuerung auch von einer möglichst hohen Genauigkeit sein soll. Ein Belichtungszeitsteuerstromkreis nach der vorliegenden Erfindung soll die Belichtungszeit ganz und gar digital entsprechend einem logarithmisch komprimierten digitalen Signal zu steuern in der Lage sein.

Dies wird erfindungsgemäß bei einem Belichtungszeitsteucrstromkreis gemäß Oberbegriff dadurch erreicht, daß die Mehrzahl von Flip-Flop-Stufen (Bits) unterteilt ist in einen AnfangsteiJ von Flip-Flop-Stufen (Bits) und in einen Folgeteil von Flip-Flop-Stufen (Bits) und daß der Zeitgeberstromk°reis eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Taktimpulsfolge variabler Frequenz, welche Frequenz entsprechend dem Speicherinhalt einer vorbestimmten der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils oder der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils bestimmbar ist, sowie eine Vorrichtung zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit, wenn eine durch den Speicherinhalt der anderen der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils oder der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils bestimmte Anzahl von Taktimpulsen gezählt worden ist. umfaßt.

In einer Ausführungsform der Erfindung spricht die Vorrichtung zur Erzeugung der Taktimpulsfolge auf die Flip-FJop-Stufen (Bits) des Anfangsteils und die Vorrichtung zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils an.

In einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung spricht die Vorrichtung zur Erzeugung der Taktimpulsefolge auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils und die Vorrichtung zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils an.

Vorzugsweise enthält entweder die Vorrichtung zur Erzeugung der Taktimpulsefolge oder die Vorrichtung zu.n Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit, je nachdem welche in der betreffenden Ausführungsform auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils ansprechend ist. einen ersten Dekoder, durch den ein Ausgang aus einer Mehrzahl von vorbereiteten Ausgängen, die alle den Gliedern der Potenzreihe der Zahl 2 mit ganzzahligem Exponenten entsprechen, entsprechend dem Speicherinhalt in den Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils auswählbar ist. und entweder die Vorrichtung zur Erzeugung der Taktimpulsfolge oder die Vorrichtung zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit, je nachdem welche in der betreffenden Ausführungsform auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils ansprechend ist, einen zweiten Dekoder, durch den ein Ausgang aus einer Mehrzahl von vorbereiteten Ausgängen, die alle den Gliedern der Potenzreihe der Zahl 2 mit gebrochenem Exponenten näherungsweise entsprechen, entsprechend dem Speicherinhalt in den Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils auswählbar ist.

Aufgrund der Erfindung kann die Kapazität bzw. der Umfang des digitalen Speicherkreises sehr stark reduziert werden — so ist beispielsweise, wenn die Belichtungszeit innerhalb eines Bereiches von »2°« bis »2¹⁶« gesteuert werden soll, für den digitalen Speicherkreis nur eine Kapazität von 16 ganzzahligen digitalen Zahlen erforderlich —. und die für die /fZ)-Umwandlung benötigte Zeit wird stark vermindert, weil das analoge Signal vor der /lZ>-Umwandlung logarithmisch komprimiert wird. Da außerdem das gespeicherte digitale Signal mit Hilfe einer ganz und gar digitalen Ausführung exponentiell gedehnt wird, um die Belichtungszeit zu steuern, ergibt sich insgesamt ein weiter steuerbarer Bereich der Belichtungszeit ohne einen immensen Schaltungsaufwand.

Wegen der erfindungsgemäßen Unterteilung der Flip-Flop-Stufen (Bits) des digitalen Speicherkreises in einen Anfangs- und einen Folgeteil können Belichtungszeiten entsprechend einer leinen Reihe gesteuert werden, z.B.

20 -)0.25 -)0.5 -)0."5 J\ τ 1.25
-)1.5 2¹-⁷⁵ ">² γι-"Ji 2"~⁰-⁵
Ti-0.25 -)«

wozu der ganzzahlige Teil des digitalen Signals in den Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils und der gebrochene Teil in den Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils des digitalen Speicherkreises gespeichert wird, so daß die obige Reihe wie folgt modifiziert wird:

2° χ 2°, 2°x2⁰·²⁵. 2°x2⁰-⁵. 2°x2⁰·⁷⁵.
2'x 2°. 2'x2⁰·²⁵, 2^!x2⁰·⁵, 2'x2⁰-⁷⁵,
2²x 2°, 2²x2°'²⁵...2".

IO

Auf diese Weise können nicht nur ganzzahlige Belichtungswerte in Einheiten von 1 EV wie 0, 1, 2. 3,.... sondern auch gebrochene Werte z.B. 2.75 digital gesteuert werden.

Die rein digitale Steuerung nach einer einmaligen

-Umwandlung des Lichtmeßweries vermeidet Umwandlungsfehler und erlaubt eine höhere Genauigkeit.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung anhand der anhängenden Zeichnung. Darin zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Belichtungszeitsteuervorrichtung, in der die Erfindung zur Anwendung kommt.

Fig. 2 ein Schaltbild für ein /ID-Umwandlerteil. wie es in fortgebildeter Form bei der Erfindung zur Anwendung kommt.

Fig. 3 ein Schaltbild, das den Teil eines Zählerkreises für die Belichtungszeitsteuerung nach der Erfindung wiedergibt.

Fig. 4 eine Anzahl von Diagrammen zur Erklärung der Wirkungsweise des AD-Wandlerkreises.

Fig. 5 eine Schaltung für ein anderes Ausführungsbeispiel, eines Zählerkreises, wie es ebenfalls bei der Erfindung zur Anwendung kommen kann.

Fig. 6 eine Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 ein Diagramm (a) des Ausgangsniveaus eines Widerstandsnetzwerkes in der Ausführungsform nach Fig. 6 im Vergleich mit dem Taktimpuls (A).

Fig. 8 eine Blockschaltung zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Frequenzvervielfachers und des Belichtungszeit-Steuerzählkreises.

Fig. 9 die tabellenartige Darstellung der Zustände an den Ausgängen der Flip-Flop-Schaltungen, die sich beim Taktimpulszählen durch einen Binärzähler ergeben, und der verschiedenen Ausgangsniveaus an dem Widerstandsnetzwerk entsprechend den Zuständen an den Ausaänaen bezoeen auf das Ausführunesbeispiel nach Fig. 6.

Fig. 10 eine tabellenartige Darstellung der Ausgangsgrößen zweier Flip-Flop-Stufen mit den Kodes, in die die Ausgangsgrößen von dem Dekoder aus dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 6 verwandelt werden. Fig. 11 die Schaltung des Dekoders nach Fig. 6.
Fig. 12 die Schaltung für ein anderes Ausführungsbeispiel eines Dekoders und

Fig. 13 eine tabellenartige Darstellung der Ausgangsgrößen an zwei Flip-Flop-Stufen und der Kodes. in die die Ausgangsgrößen von dem Dekoder nach dem Ausführungsbeispiel von Fig. 12 verwandelt werden.

In Fig. 1 sieht man in Blockdarstellung eine automatische Belichtungszeitsteuervorrichtung, in der die Erfindung zur Anwendung kommt.

Der Lichtmeßstromkreis 1 liefert eine Ausgangsgröße proportional zum Logarithmus der Objekthelligkeit. In dieser Ausgangsgröße können Informationen über die Blendeneinstellung und die Filmempfindlichkeit enthalten sein.

Ferner sind bezeichnet mit 2 ein Spannungsvergleicherkreis. mit 3 ein Auswählsteuerkreis, mit 4 ein Widerstandsnetzwerk, mit 5 ein Binärimpulszählerkreis und mit 6 ein Dekoder. Diese einzelnen Stromkreise bilden einen /4D-Wandler, mit dem die analoge Ausgangsspannung des Lichtmeßstromkreises 1 in eine digitale Spannung umgewandelt wird. Der Lichtmeßstromkreis 1 und der AD -Wandler sind genauer in Fig. 2 dargestellt und werden noch beschrieben.

Mit 7 ist ein Binärzählerkreis zur Steuerung einer Belichtungszeit bezeichnet, dem die Ausgangssignale aus dem Dekoder 6 zugeführt werden und der darauf beruhend die Anzahl der Taktimpuise zählt.

Ein UND-Kreis, der den Augenblick der Beendigung des Zählens der Taktimpulse durch den Binärzählerkreis 7 feststellt, ist mit 8 bezeichnet. Das von ihm ermittelte Signal wird an einen Schalterkreis 9 angelegt. Dieser Schalterkreis 9 beendet die Erregung eines Elek-, tromagneten 10. Der Verschluß wird durch das Beenden der Erregung des Elektromagneten 10 in bekannter Weise geschlossen.

Eine Anzeigeeinheit 11 besorgt die digitale Anzeige einer Belichtungszeit basierend auf den Ausgangssignalen des Dekoders 6.

Die Bezugszahl 12 weist auf einen Taktimpulsgeberkreis, der die Taktimpulse erzeugt, die von dem Binärzählerkreis 7 gezählt werden, und der zugleich auch die Taktimpulse zu dem Binärimpulszählerkreis 5 leitet. Es erübrigt sich zu sagen, daß man einen separaten Taktimpulsgeberkreis für den Binärimpulszählerkreis 5 vorsehen könnte.

Mit 13 ist ein Torkreis oder ein Schalter bezeichnet, der mit einem nicht dargestellten Öffnungsglied der Verschlußlamellen verbunden ist und den Durchgang der Taktimpulse aus dem Taktimpulsgeberkreis 12 zu einem Teiler 14 simultan mit der Öffnung der Verschlußlamellen erlaubt. Der Teiler 14 ist beispielsweise mit einem Flip-Flop ausgestattet, mit dem die Frequenz von Taktimpulsen aus dem Taktimpulsgeber 12 geteilt wird, um deren Frequenz herabzusetzen.

Die Bezugszahl 15 weist auf einen Verzögerungskreis, der einen Impuls aus einem weiter unten beschriebenen monostabilen Multivibrator 3—1 erhält, um den Belichtungszeitsteuerzählerkreis 7 mit einem gegenüber dem Impuls aus dem monostabilen Multivibrator 3 — 1 verzögerten Vorbereitungssignal zu versorgen.

Der Auswählsteuerkreis 3 soll nunmehr im einzelnen beschrieben werden. Der monostabile Multivibrator 3 — 1 erhält das Ausgangssigiial aus dein Spannungsverglcicherkreis 2 und gibt ein Impulssignal an einen NOR-Kreis 3 — 2 über eine Zeitdauer ab, die zumindest einige dutzendmal so lang ist wie die Periode des Taktimpulses aus dem Taktimpulsgeberkreis 12. wie noch beschrieben wird.

3—3 ist ein Torkreis, der den Durchgang eines Taktimpulses aus dem Taktimpulsgeberkreis 12 entsprechend dem Zustand am Ausgang des negierten ODER-(NOR)-Kreises 3—2 zuläßt oder verhindert. Wenn einer der Eingänge a, und b_x des NOR-Kreises 3 —2 in dem Zustand »1« ist. dann ist der Torkreis 3—3 geschlossen. Eine Spannung auf dem Grundniveau wird als Zustand »0« angenommen, und eine Spannung auf einem höheren Niveau wird als Zustand »1« angenommen.

Mit 3—4 ist ein Schalterkreis bezeichnet, der einen Schalter enthält, der mit einem Verschlußbetätigungs-

glied (nidit dargestellt) mechanisch gekoppelt ist und welcher bei einem tatsächlichen Fotografiervorgang kurz vor der Öffnung des Verschlusses eine Spannung »1« und nach dem Schließen des Verschlusses eine Spannung »0« abgibt.

Mit 3-5 ist ein UND-Kreis bezeichnet, der die Spannung »I« abgibt, wenn seine Eingänge a₂ und />, beide in ihrem Zustand >. 1 ^ sind.

3-6 ist ein Flip-Flop, bei dem, wenn der Ausgang des Schalterkreises 3 — 4 in seinem Zustand »0« ist und durch einen Rücksetzanschluß R_scl ihm eingegeben wird, ein Ausgang Q in seinem »O«-Zustand ist, während der andere Ausgang Q in seinem Zustand »1« ist. Wenn der Ausgang aus dem Schalterkreis 3—4 in seinem Zus'tand »1« ist und auf den Flip-Flop 3-6 durch den Rücksetzanschluß R_sc, aufgegeben wird, sind die Ausgänge aus dem Flip-Flop 3 — 6 umkehrbar, und unter der Bedingung, daß der Ausgang aus dem UND-Kreis 3 — 5 den Zustand »1« annimmt, kehren sich die Ausgänge Q und ρ jeweils in ihren Zustand »1« und »0« um. Mit anderen Worten, solange der Verschluß offen gehalten ist. ist der Torkreis 3 — 3 geschlossen.

Die Arbeitsweise der soeben beschriebenen Schaltung wird nun mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Fig. 2 zeigt den Lichtmeßkreis 1 und den ^D-Wandler in Fig. 1. Im folgenden erhalten Schaltungen, die dieselben Operationen durchführen wie die in Fig. 1 entsprechend gleiche Bezugszeichen.

In Fig. 2 stellt der mit einer unterbrochenen Linie umrissene Block 1 den Lichtmeßstromkreis dar. der aus einer Konstantstromquelle I, einer Photozelle CcIs, Widerständen R₁ u:id K₈ und einem veränderlichen Widerstand Rg besteht. Die Photozelle CJs erhält Licht von dem zu fotografierenden Objekt durch das Objektiv der Kamera, und es wird eine Spannung über den Widerstand R₁ erzeugt, die proportional zum Logarithmus der von dem Objekt her einfallenden Lichtintensität ist. Da in dem veränderlichen Widerstand R₉ ungeachtet seines Widerstandswertes ein konstanter Strom fließt, entsteht über diesem Widerstand R₉ eine Spannung proportional zu seinem Widerstandswert.

Der Lichtmeßkreis 1 ist so aufgebaut, daß ansprechend auf die Änderung der Filmempfindlichkeit und auch des voreingestellten Blendenwertes um eine Stufe eine Spannungsänderung erreicht werden kann, die gleich der über dem Widerstand R₁ ist, die durch eine Änderung von 1 EV in der Objekthelligkeit verursacht wird. Mit dieser Anordnung erhält man eine Spannung, die eine Anzeige ist für die Summe aus der Spannung, die proportional dem Logarithmus der Objekthelligkeit ist, und einer Spannung, die die Information über die Filmempfindlichkeit und den voreingestellten Blendenwert enthält.

Der Spannungsvergleicherkreis 2 enthält einen Differentialverstärker und gibt an seinem Ausgangsanschluß Out 1 ein Impulssignal ab, wenn das Niveau der Spannung des einen Eingangs In₂ unter dem des anderen Eingangs In₁ liegt.

Der Auswählsteuerkreis 3 enthält ein Impulssignal aus dem Spannungsvergleicherkreis 2, um den Durchgang des Taktimpulses aus dem Taktimpulsgeberkreis 12 zu dem Binärimpulszählerkreis 5 über einen vorbestimmten Zeitraum zu verhindern. Der Binärimpulszählerkreis 5 setzt sich aus den Flip-Flops F₁ bis F₄ zusammen und hat Verbindungen und eine Bauweise, die für das additive Zählen von Impulsen bekannt ist. Die Bezugszeichen Q₁ bis Q₄. und Q₁ bis Q₄ bezeichnen Ausgangsanschlüsse der jeweiligen Stufen der Flip-Flops F₁ bis F₄.

Die Ausgangsanschlüsse eines jeden Paares Q₁ und Q\. Q₁ und Q'₂ usw. sind untereinander gemeinsam und geben das gleiche Ausgangssignal ab. Jeder Ausgang Q_i (i ist = 1 bis 4) nimmt den Zustand »1« oder »0« in Übereinstimmung mit dem Stand des Impulszählens an. Das Widerstandsnetzwerk 4 begeht aus den Widerständen R₁ bis R₅ und dient dazu, die digitalen Ausgangssignale des Binärimpulszählerkreises 5 in eine Analogspannung entsprechend dem Zustand des Ausgangssignals umzusetzen. Die Analogspannung, die man so erhält, wird auf den Eingangsanschluß In, des Spannungsvergleicherkreises 2 aufgegeben.

Der Dekoder 6 dekodiert 16 Ausgangssignalkombinationen, die an den Ausgangsanschlüssen Q₁ bis Q'_A des Binärimpulszählerkreises 5 erscheinen und versetzt irgendeinen der Ausgangsanschiüsse D₀ bis D₁₅ in den Zustand »1«. Dieser Kreis ist für sich ebenfalls bekannt.
Die Arbeitsweise der soeben beschriebenen Schaltung zum Umwandeln der Analogspannung, welche die Information über die Objekthelligkeit usw. enthält, in eine Digitalspannung wird im folgenden beschrieben.

Bei fortlaufender Aufgabe von Taktimpulsen, wie in Fig. 4 durch (a) dargestellt, auf den Eingangsanschluß des Binärimpulszählerkreises 5, entsteht eine Spannung in Stufenform, die in Fig. 4 mit (b) bezeichnet ist, an dem Eingangsanschluß In₂ des Spannungsvergleicherkreises 2. Die Höhe jeder Stufe wird so gewählt, daß sie 1 EV der Spannung entspricht, in die die Information der Szenenhelligkeit usw. nach Art der logarithmischen Kompression verwandelt werden soll.

Wenn die Niveaus an den Ausgangsanschlüssen Q_x bis Qs, des Binärimpulszählerkreises 5 sämtlich den Zustand »1« einnehmen, entspricht die Ausgangsgröße des Widerstandsnetzwerks 4 einem Niveau a₀. das in Fig. 4 in diesem Fall mit (d) bezeichnet ist. Zu dieser Zeit befindet sich der Ausgang aus dem Dekoder 6 nur an dem Anschluß D₀ im Zustand »1« und an sämtlichen anderen Anschlüssen im Zustand »0«. Es wird später noch erläutert, warum der Ausgangsanschluß D₀ nicht immer vorgesehen werden muß. Wenn nun ein Taktimpuls auf den Binärimpulszählerkreis 5 aufgegeben wird, verschiebt sich die Ausgangsgröße des Widerstandsnetzwerks 4 auf das Niveau a_x , und in dem Dekoder 6 ist der Ausgang an dem Anschluß D₁ auf dem Niveau »1«. Hiernach sinkt das Ausgangsniveau des Widerstandsnetzwerks 4, ansprechend auf die aufeinanderfolgenden Aufgaben der Taktimpulse, Stufe um Stufe, und zur gleichen Zeit wird die Lage des Ausganges mit dem

so Niveau »1« in dem Dekoder 6 nach rechts verschoben. Wenn die Ausgänge Q₁ bis Q₆, des Binärzählers 5 alle auf dem Niveau »0« sind, liegt das Ausgangsniveau des Widerstandsnetzwerkes 4 bei a₁₅ und der Ausgang an dem Anschluß D₁₅ des Dekoders 16 auf dem Niveau »1«.

Bei Aufgabe des nächsten Taktimpulses in diesem Zustand wird die Schaltung in ihren ursprünglichen Zustand zurückgesetzt. Hiernach wiederholt sich der gleiche Vorgang, der beschrieben wurde.

Man nehme nun an, daß der Eingangsanschluß In₁ des Spannungsvergleicherkreises 2 eine Spannung führt, deren Niveau in Fig. 4c mit Viii bezeichnet ist.

Wenn die Ausgangsgröße des Widerstandsnetzwerks 4 von dem Niveau a₄ auf das Niveau a₅ verschoben wird, wird ein Impulssignal von dem Spannungsvergleicherkreis 2 an den Auswählsteuerkreis 3 abgegeben. Dadurch, daß mit diesem Signal die Anlieferung von Taktimpulsen zu dem Binärimpulszählerkreis 5 über eine vorbestimmte Zeit (/, bis I₂) unterbrochen wird, bleibt der

Binärimpulszählerkreis 5 für diese Zeitspanne in seinem Zählzustand, und der Ausgang an dem Anschluß D₅ bleibt auf dem Niveau »1«. Dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis der Taktimpuls wieder auf den Binärimpulszählerkreis 5 aufgegeben wird. Wie schon oben beschrieben, ist, wenn das Ausgangssignal aus dem Lichtmeßstromkreis 1 zwischen einem maximalen Wert V_max und einem minimalen Wert V_mi„ liegt, irgendeiner der Anschlüsse D₁ bis D₁₅, mit Ausnahme des Anschlusses D₀, im Zustand »1«. Ist das Ausgangsniveau des Widerstandsnetzwerkes 4 o₀( = V_max), dann ist der Anschluß D₀ im Zustand »1«, aber das Niveau O₀ ist kein Niveau entsprechend der Ausgangsgröße des Lichtmeßstromkreises 1; es ist vielmehr ein Niveau entsprechend der Anfangsposition bei der Tätigkeit des /JD-Wandlers zur /iD-u'mwandlung der Ausgangsgröße des Lichtmeßstromkreises 1. Der Anschluß D₀ muß deshalb nicht immer vorgesehen werden. Die Anschlüsse D₁ bis D₁₅ entsprechen den jeweiligen Belichtungszeiten,

z.B. entspricht D₁ 1/2000 sec, D₂ 1/1000 see in

Einheiten von 1 EV.

Fig. 3 zeigt im Einzelnen den Belichtungszeitzählerkreis 7 in Fig. 1, der ein voreinstellbarer Zähler ist und aus Flip-Flops F₁₀₁ bis F₁₁₅ besteht. In Fig. 3 ist der Anschluß D₀ des Dekoders 6 weggelassen. Wird in den Eingang In₃ ein Taktimpuls eingegeben, dann bewirkt der Zählerkreis 7 binäre subtraktive Zählung. Die Flip-Flops F₁₀₁ bis F₁₁₅ haben Dateneingangsanschlüsse D₁' bis DI₅, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen D₁ bis D₁₅ des Dekoders 6 verbunden sind. Die Bezeichnung P_se, bezeichnet einen Vorbereitungs-Eingangsanschluß. Bei Eingabe eines Impulses an dem Vorbereitungs-Eingangsanschluß P_se, werden die Zustände der Ausgänge D₁ bis D₁₅ des Dekoders 6 in die Flip-Flops F₁₀₁ bis F₁₁₅ jeweils eingegeben. Wenn beispielsweise der vorbereitende Impuls aufgegeben wird, während der Ausgangsanschluß D₅ des Dekoders 6 sich im Zustand »1« befindet, dann wird der Ausgang Q des Flip-Flops F₁₀₅ zu »1«, und die verschiedenen Ausgänge Q der anderen Flip-Flops werden zu »0«. Bei Eingabe eines Impulses in den Eingang In₃ wird eine Subtraktion bewirkt, mit der eine Zeitspanne erzeugt wird, die dem Ausgang aus dem Dekoder 6 entspricht. Ein voreinstellbarer Zähler, der diese Operation durchführt, ist an sich bekannt. Der UND-Kreis 8 ist dazu vorgesehen, das logische Produkt der 2-Ausgänge aus den Flip-Flops F₁₀₁ bis F₁₁₅ aufzunehmen, und wenn alle ß-Ausgänge sich im Zustand »1« befinden, dann gibt der UND-Kreis 8 ein Signal »1« an den Schaltkreis 9 ab. Dieser steuert die Betätigung des Magneten 10, und wenn das Signal »1« aus dem UND-Kreis 8 eintrifft, unterbricht er die Erregung des Elektromagneten 10.

Nunmehr wird eier Vorgang des Belichtungszeitzählens in der oben beschriebenen Ausbildung erläutert.

Man nehme an, daß, wenn der Ausgangsanschluß D₂ des Dekoders 6 sich im Zustand »1« befindet, dieser Zustand in den Belichtungszeitzählerkreis 7 mittels eines vorbereitenden Impulses eingegeben wird, der an den Vorbereitungs-Eingangsanschluß P_se, angelegt wird und den ß-Ausgang des Flip-Flops F₁₀₂ in den Zustand »1« versetzt. Zugleich mit dem Öffnen des Verschlusses in mechanischer Kupplung mit dem Verschlußbetätigungsglied (nicht dargestellt) wird die Taktimpulsfolge an den Eingangsanschluß In₃ des Zählerkreises 7 aufgegeben, und wenn zwei Taktimpulse aufgegeben sind, kommen alle Q-Ausgänge des Zählers 7 in den Zustand »1«, um den Verschluß zu schließen. Wenn der Ausgang Q des dritten Flip-Flops F₁₀₃ auf den Zustand »1« vorbereitet ist, wird der Schalter von vier Taktimpulsen geschlossen. In ähnlicher Weise wird, wenn der Ausgang Q des Flip-Flops F₁₀₄. auf den Zustand »1« vorbereitet ist, der Verschluß durch die Einwirkung von acht Taktimpulsen auf den Zählerkreis 7 geschlossen. Dann, wenn jeder Flip-Flop auf den Zustand »1« vorbereitet ist, wird der Verschlußschließvorgang durch die Einwirkung von zweimal soviel Taktimpulsen bewirkt wie im Falle der Vorbereitung des unmittelbar vorangehenden Flip-Flops. In Begriffen von Uhrzeit ausgedrückt, wird eine Belichtungszeit immer zweimal so lang wie die unmittelbar vorhergehende, und dies bedeutet, daß eine sogenannte delogarithmierende oder exponentiell Umwandlung bewirkt wird.

Wie aus alledem hervorgeht, ist in dem oben beschriebenen Beispiel die zu steuernde Belichtungszeit keine kontinuierlich veränderliche Größe, sondern sie ändert sich in Einheiten von 1 EV Schritt für Schritt, so z.B. von 1/2000 see. auf 1/1000 see, 1/500 see. ... usw.

Somit kann bei der Belichtungszeit, die ansprechend auf das Lichtmeßausgangssignal des Lichtmeßstromkreises 1 gesteuert wird, ein Fehler von +1 /2 EV unterdrückt werden. Bisher ist die Wirkungsweise der einzelnen Bestandteile der Schaltung nach dieser Erfindung beschrieben worden, und im folgenden wird die gesamte Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1 erläutert.

Es wird nunmehr der Lichtmeßvorgang erläutert.
Wenn der Fotograf das Objekt durch den Sucher betrachtet, kann er eine Belichtungszeit, die in digitaler Form von der Anzeigeeinheit 11 angezeigt wird, erkennen. Diese Anzeige kommt wie folgt zustande: Im Falle, daß das Ausgangssignal aus dem Schalterkreis 3 — 4 sich auf dem Niveau »0« befindet und das Ausgangssignal Q aus dem Flip-Flop 3—6 sich ebenfalls auf dem Niveau »0« befindet, wird das Impulssignal von dem Spannungsvergleicherkreis 2 nur durch den monostabilen Multivibrator 3-1 und den negierten ODER-(NOR-)Kreis 3-2 an den Torkreis 3-3 herangebracht, um ihn zu steuern. Wenn eine solche Taktimpulsfolge, wie in Fig. 4a aufgezeichnet, an den Binärimpulszählerkreis 5 durch den Torkreis 3-3 im Augenblick I₀ in Fig. 4 angelegt wird, erscheint bei jeder Eingabe eines Taktimpulses eine Spannung am Ausgang des Widerstandsnetzwerkes 4, wie mit o₀. O₁... und o₄ angegeben.

Wenn das Ausgangsniveau des Lichtmeßstromkreises 1 gleich V_1n ist, dann wird, sobald die Ausgangsgröße des Widerstandsnetzwerkes 4 sich von O₄ auf a_s ändert, das Ausgangssignal aus dem Spannungsvergleicherkreis 2 auf den monostabilen Multivibrator 3 — 1 aufgegeben und veranlaßt diesen, ein Ausgangssignal »1« an den NOR-Kreis 3-2 über eine gewisse Zeitspanne (;, bis r₂, wie in Fig. 4d gezeigt) abzugeben. Der NOR-Kreis 3 - 2 gibt ein Ausgangssignal »0« an den Torkreis 3—3 ab und veranlaßt diesen, das Hindurchtreten der Taktimpulse über die eben erwähnte Zeitspanne zu verhindern. Infolgedessen unterbricht der Binärimpulszählerkreis 5 seine Taktimpulszählung und behält seinen gezählten Inhalt. Der Ausgang aus dem Dekoder 6 wird unter dieser Haltebedingung als Anzeigesignal verwendet. Wenn der Ausgang aus dem monostabilen Multivibrator 3-1 in den Zustand »0« zurückgekehrt ist, erlaubt der Torkreis 3—3 das Durchtreten der Taktimpulse, und der Binärimpulszählerkreis 5 zählt die Taktimpulse bis zu dem Zeitpunkt ?₃. Die Zeit zwischen Z₁ und /₃ ist ein Zyklus des Lichtmeßvorganges.

Hiernach werden dieselben Vorgänge, die oben beschrieben wurden, wiederholt. Wenn die Frequenz der Taktimpulse in der Größenordnung von einigen Dutzend

Kilohertz ausgewählt wird, kann man den Lichtmeßvori'ang in der Praxis als kontinuierlich betrachten.

Es wird nun der Vorgang des Fotografierens beschrieben.

Als erster Schritt beim Verschlußauslösevorgang wird der Ausgang vom Niveau »1« von dem Schalterkreis 3 — 4 auf deiruND-Kreis 3-5 und den Flip-Flop 3-6 aurgegeben. Kommt unter diesen Bedingungen ein lmpulssignul von dem Spannungsvergleicherkreis 2. dann leiiet der UND-Kreis 3 — 5 davon das Ausgangssignal mit dem Niveau »1« ab und bringt den Ausgang Q aus dem Flip-Flop 3 — 6 in den Zustand »1«. Da der Schalterkreis 3 — 4 ein Ausgangssigna! mit dem Niveau »1« erzeugt, bis der Verschluß geschlossen wird, bleibt der Ausgang Q des Flip-Flop 3 —6 in gleicher Weise auf dem Niveau »1«. bis der Verschluß geschlossen wird. Infolgedessen verhindert der Torkreis 3—3. bis die Belichtung beendet ist. den Durchlauf der Taktimpulse, und die Information über die Objekthelligkeit wird gespeichert und die Anzeigeeinheit besorgt eine Anzeige der Belichtungszeit während der Belichtung.

Wie oben beschrieben, wird das Ausgangssignal »1« des monostabilen Multivibrators 3—1 von dem Impulssignal aus dem Spannungsvergleicherkreis 2 hergeleitet, und es wird die Information über die Objekthelligkeit in dem Binärimpulszählerkreis 5 festgehalten. Zur gleichen Zeit wird das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 3—1 an den Verzögerungskieis 15 angelegt. und der Verzögerungskreis 15 erzeugt einen vorbereitenden Impuls, der wie in Fig. 4e dargestellt, um Δί gegenüber dem Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 3—1 verzögert ist. Der so erzeugte vorbereitende Impuls wird auf den Belichtungszeitzählerkreis 7 aufgegeben, und durch den vorbereitenden Impuls wird der Ausgang aus dem Dekoder 6 in den Belichtungszeitzählerkreis 7 übertragen. Der vorbereitende Impuls wird um Δί verzögert, damit ein irrtümlicher Vorgang beim Schreiben vermieden wird.

Zugleich mit der Verschlußöffnung in mechanischer Verbindung mit dem Verschlußauslösevorgang wird der Torkreis 13 geöffnet, und der Taktimpuls von dem Taktimpulsgeber 12 wird auf den Belichtungszeitzählerkreis 7 durch den Torkreis 13 und den Teiler 14 aufgegeben, und der Belichtungszeitzählerkreis 7 zählt die Zahl der Taktimpulse entsprechend dem während der Vorbereitung in den Zähler 7 eingegebenen Zustand. Wenn die vorbestimmte Zahl an Taktimpulsen auf diese Weise gezählt worden ist. wird die Erregung des Elektromagneten 10 beendet und der Verschluß zur Beendigung der Belichtung geschlossen, wobei der Ausgang des Schalterkreises 3 — 4 in den Zustand »0« zurückkehrt. Der Teiler 14 dient auch der Verbesserung der Genauigkeit beim Zählen der Belichtungszeit.

Fig. 5 stellt ein anderes Beispiel für eine Belichtungszeitzählschaltung dar, die anstelle des oben beschriebenen voreinstellbaren Zählers gesetzt werden kann.

In Fig. 5 ist der Dekoder 6 identisch mit dem schon zuvor beschriebenen. Die Bezugszahlen F,'_ol bis Fu₅ bezeichnen Flip-Flops, die einen Binärzählerkreis 7 des additiven Typs darstellen. In₃ bezeichnet einen Eingangsanschluß. auf den die Taktimpulse aufgegeben werden. R_se! weist auf einen Rückstellanschluß hin. auf den ein Rückstellimpuls aufgegeben wird, um die Ausgänge Q der Flip-Flops F{_oi bis F_{n 5} auf das Niveau »0« zurückzustellen. Mit A₁ bis A₁₅ sind UND-Kreise bezeichnet, die jeweils an die Ausgangsanschlüsse des Dekoders 6 und die der Flip-Flops F,'_0I bis F]₁₅. wie dargestellt, angeschlossen sind. Die Bezugszahl 8' bezeichnet einen ODER-Kreis. der mit den Ausgangssignalen der UND-Kreise A₁ bis .-I₁₅ versorgt wird. Die Wirkungsweise des Schalterkreises 9 und des Elektromagneten 10 ist die gleiche wie zuvor beschrieben.

Es folgt nun die Darstellung der Arbeitsweise.

Es sei angenommen, daß der Anschluß Z), des Dekoders 6 sich im Zustand »1« befindet. Ein Rückstellimpuls wird von dem Verzögerungskreis 15 (Fig. 1) erzeugt und auf den Rückstellanschluß R_se, anstelle des vorhergenannten vorbereitenden Impulses aufgegeben, wodurch alle Ausgänge Q auf das Niveau »0« gebracht werden. In mechanischer Kupplung mit dem Verschlußauslösevorgang wird der Biniirzählerkreis T mit den Taktimpulsen \on dem Eingangsanschluß Inj her versorgt und bewirkt das additive Zählen der Taktimpulse.

Wenn in diesem Falle acht Taktimpulse aufgegeben sind, wird der Ausgang Q des Flip-Flops F,'_n, gleich »1«, und das Ausgangssignal »1« wird von dem UND-Kreis A_} an den ODER-Kreis 8 weitergegeben. Zu dieser Zeit führen der Schalterkreis 9 und der Elektromagnet 10 die vorerwähnte Tätigkeit aus. um den Verschluß zu schließen. Wenn der Ausgangsanschluß D₄ des Dekoders 6 sich im Zustand »1« befindet, wird der Verschluß mit dem Zählen von 16 Impulsen geschlossen, und wenn sich der Ausgangsanschluß D₅ im Zustand »1« befindet, erfolgt der Schließvorgang mit dem Zählen von 32 Impulsen. Dieser Vorgang ist der gleiche wie im Falle des voreinstellbaren Zählers, der bereits beschrieben wurde.

In den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist der Binärimpulszählerkreis 5 des Λο-Wandlers mit vier Flip-Flop-Stufen ausgestattet, und der Bereich der Belichtungszeitsteuerung ist auf 15 Stufen abgestellt. Diese Zahl von Stufen reicht aus. weil der Belichtungszeitsteuerbereich von gebräuchlichen Kameras etwa 12 Stufen hat.

Wie schon erwähnt, erzeugt die Umwandlung eines Analogwertes in einen Digitalwert unausweichlich einen Umwandlungsfehler zwischen diesen Werten. Diesen Fehler kann man dadurch reduzieren, daß man die Zähleinheit klein macht. Dies wird im folgenden an Beispielen zur Verminderung des /lZ)-Umwandlungsfehlers beschrieben.

In Fig. 6 sind Teile, die denen entsprechen, die bezüglich der Figuren 1—5 erläutert wurden, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird nicht im einzelnen wiederholt, sondern es wurden vorwiegend neu eingeführte Teile beschrieben.

Ein Steuerkreis 18 in Fig. 6 soll den UND-Kreis 8. den Schalterkreis 9 und den Elektromagneten 10 nach Fig. 3 umfassen.

In Fig. 6 sind dem Binärimpulszählerkreis 5' Flip-Flops F₀, und F₀, hinzugefügt, wodurch der Binärzählerkreis 5' als 6-Bit-Rechenkreis ausgebildet ist. Es liegt auf der Hand, daß das Widerstandsnetzwerk 4' hierdurch umgestaltet wird. Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein Dekoder 16 zum Umwandeln von digitalen Ausgängen aus den Flip-Flops F₀₁ und F₀₂ in andere Digitalwerte vorgesehen sowie ein Frequenzvervielfacher 17. der an seinen Frequenzeingängen mit den Ausgangssignalen von den Anschlüssen H. I. J. K, L und M des Dekoders 16 gespeist wird. Wenn der Frequenzvervielfacher 17 einen 6-Bit-Aufbau hat, dann erzeugt er eine gewünschte Zahl von weniger als 63 Impulsen, ansprechend auf die Zählung von 64 Taktimpulsen entsprechend den Werten an den Frequenzeingängen. Der Frequenzvervielfacher wird üblicherweise in einer arithmetischen Arbeitsschaltung für elektronische Computer verwendet.

T¹"¹

Λ = -8 ^X/θ 1*

Der Ausgangsanschluß des Frequenzvervielfachers 17 ist mit einem Eingangsanschluu e des Belichtungszeitsteuer-Binärzählerkreises 7' verbunden. Die Anschlüsse g und Λ des Frequenzvervielfachers 17 sind jeweils Eingangsanschlüsse für Taktimpulse. Wenn der Frequenzvervielfacher 17 an seinem Anschluß A mit dem Eingangssignal »1« gespeist wird, wird er hierdurch in Tätigkeit gesetzt.

Anhand des Diagramms in Fig. 7 wird nunmehr die Tätigkeit der Schaltung nach Fig. 6 beschrieben.

Hier ist der Vorgang der j4.D-Umwandlung identisch mit den in den Fällen nach den Figuren 1 bis 5 mit der Ausnahme, daß der Digitalausgang kein 4-BiI-. sondern ein 6-Bit-Ausgang ist. Im Falle ^des 4-Bit-Digiialausganges erhält man 16 Zählzustände und kann 15 Speicherschritte durchführen, von denen jeder 1 EV entspricht. Im Falle des 6-Bit-Digitalausganges werden 64 Zählzustände erreicht, so daß man 63 Speicherschritte erhält. Somit können in digitaler Form Belichtungsinfonnationen, die einen Bereich von 15 EV in Einheiten von 14 EV umfassen, gespeichert werden.

Die Unterteilung des Ausganges aus dem Lichtmeßstrcnnkreis 1 in 1 4 EV-Einheiten gewährleistet, daß ein Fehler in der Größe von ± 1 8 EV unterdrückt werden kann.

Fig. 9 zeigt in einer Tabelle die Zustände beim Zählen der Taktiinpulse durch den Binärimpulszähler 5'. Die Tabelle zeigt die Zustände der Ausgänge Q aus den Flip-Flops F₀₁ bis F₄. wenn die Taktimpulse in den Binärimpulszählerkreis 5' in der Reihenfolge 0. 1.2.... eingegeben werden, und die entsprechenden Ausgangsniveaus an dem Widerstandsnetzwerk 4' sind in Fig. 7a gezeigt. Die Darstellung beginnt in dem Augenblick, zu dem die erwähnten Ausgänge Q sich sämtlich in dem Zustand »1« befinden. Man sieht aus der Tabelle, daß dann die Flip-Flops F₀₁ und F₀₁ bei jeder vierten Aufgabe eines Taktiinpulses in dieselben Zustände zurückkehren. Ferner ändern sich die Zustände der Flip-Flops F₁ bis F₄ als Ganzes bei jeder vierten Eingabe eines Taktimpulses in den Zählerkreis 5'. Solche Zählcharakteristika benutzt 40 ^T2 = ^A" ^x

man in der folgenden Weise:

Die vier Flip-Flop-Stufen F₁ bis F₄ benutzt man zur Verarbeitung der Information über die Belichtung mit Einheiten von 1 EV. wie es auch bei dem Zähler 5 der Schallungen nach den Figuren 1 bis 5 der Fall ist. Dagegen werden die beiden Flip-Flop-Stufen F₀₁ und F₀₂ zum Verarbeiten von Informationen unterhalb von 1 EV benutzt, die von den vier Flip-Flop-Stufen F₁ bis F₄ nicht verarbeitet werden können Man sieht in Fig. 7a. daß bei jedem Zählen eines Taktimpulses durch den Zähler 5' die Ausgangsspannung an dem Widerstandsnetzwerk 4' sich entsprechend 1/4 EV ändert. Ausgehend von d«:m Zustand des Niveaus L₀ ändert sich der Gesamtzustand der Flip-Flops F₁ bis F₄ nicht, bis der vierte Taktimpuls auf den Zähler 5' aufgegeben wird.

Der Vorgang bei der /ID-Umwandlung ist schon zuvor anhand der Figuren 1 bis 5 beschrieben worden und braucht deswegen nicht noch einmal im Einzelnen dargelegt zu werden.

Die Belichtungszeit-Binärzähler-Steuerschaltung mit einem AD-Wandler mit 6-Bit-Digitalausgang, wie oben beschrieben, führt die folgende Tätigkeit aus: In Fig. 8 ist die Belichtungszeit-Binärzähler-Steuersehaltung nach Fig. fi mit T bezeichnet. Wird ein /?-ter Flip-Flop des Binärahlerkreises T auf das Niveau »1« vorbereitet und wird ein Taktimpuls mit einer Frequenz von.f eingegeben, dann ist in diesem Falle die Belichtungszeit 7" mit folgender Gleichung gegeben:

Ist beispielsweise n = 2 und ^= 2000 Hz, dann ist di Belichtungszeit T= 1/1000 see. und wenn η = 3 ist. is die Belichtungszeit = 1/500 see. Eine Änderung un einen Schritt verdoppelt die Zählzeit, d.h. sie verursach eine Änderung von 1 EV.

Beiläufig bemerkt ist es auch möglich, die Belichtungs zeit T zu ändern, indem man die Frequenz j] des Takt impulses ändert und dabei η konstant hält.

In Fig. 8 ist ein Frequenzwandler als Block 17' dar gestellt. Entsprechend der eingegebenen Information M wandelt der Frequenzwandler 17' die Taktimpulse de: Frequenz /₀ in solche einer Frequenz, die durch fol gende Gleichungen gegeben ist. um:

/i=*x/o (2)

wobei K eine Konstante ist. Angenommen, η ist konstant und die Taktimpulse der Frequenzen/, bis Z₄ werden in den Binarzählerkreis 7' eingegeben, dann erhall man im Falle der Frequenz /, eine Belichtungszeit T_x aus der Gleichung (1) wie folgt:

Im Falle der Frequenzen /₂,/₃ und /₄ erhält man in gleicher Weise Belichtungszeiten wie folgt:

./0 -2"-1 2

r₃ = κ' χ — — χ 2⁴

-)n-l 8

χ 2^ä

₇ ./0

wobei K' = 1/Ä" ist.

Aus den obigen Gleichungen sieht man. daß die Belichtungszeit 4-|/2fach zunimmt. Dies entspricht einer Änderung von 1/4EV für jeden Schritt. Die Erfindung schließt dieses Prinzip mit einem einfachen Schaltungsaufbau ein.

In Fig. 6 entspricht der Frequenzvervielfacher solch einem Frequenzwandler 17', wie er oben beschrieben wurde, und er wandelt die Frequenz nach der folgenden Gleichung um:

64

wobei M = G ■ 2⁵ + H ■ 2* + I ■ 2-' + ./ · 2- + K ■ 2¹ + /. · 2"

und /_in ist die Frequenz der Taktinipulse, die auf den Frequenzvervielfacher 17 aufgegeben worden ist und /„„, ist die von dem Frequenzvervielfacher 17 umgewandelte Frequenz.

Die Bezugszeichen G bis L bezeichnen Eingangsan-S'.hlusse des Frequenzvervielfachers 17, von welchen jede mit einem Signal »1« oder »0« gespeist wird. Ist nur der Anschluß G auf »1«, dann ist M gleich 32 und

In der Praxis erhalten die Anschlüsse G bis L Signale, wie in der Tabelle nach Fig. 10 gezeigt, durch den Dekoder 16, der in seinen Einzelheiten in Fig. 11 dargestellt ist.

In diesem Falle werden vier M's entsprechend den vier Zuständen der Ausgänge Q der Flip-Flops F₀₁ und F₀₂ gewählt. Diese Beziehung ist auch in Fig. 10 dargestellt.

Gibt man in den Frequenzvervielfacher 17 Taktimpulse mit der Frequenz F₀ ein, dann erhält man Taktimpulse der folgenden Frequenz in Übereinstimmung mit dem Wert M:

F₁ = — F₀ (im Falle von M=63)

F, = — F₀ (im Falle von M = 53)
64

F=-F₀ (im Falle von M = 45)
64

F₄ = Q F₀ (im Falle von M = 63)

(12) (13) (14) (15)

F₁ 63
In gleicher Weise folgt, daß

Zwischen den Flip-Flops F₁ und F₂ besteht folgende Beziehung:

(16)

(17)

(18)

(19).

und daß

FTiT⁰-⁸²²
Da jedoch

¹ =0,841

können die Flip-Flops F₁, F₂, F₃ und F₄ so ausgelegt werden, daß sie den Frequenzen /i, /₂, /₃ und Z₄ entsprechen, die sich aus den Gleichungen (2) bis (5) jeweils ergeben. Es kann also die Belichtungszeit in Einheiten von 1/4 EV gesteuert werden. Ein Fehler zwischen dem Wert 0,822 gegeben durch die Gleichung (18) und dem Wert 0,841 gegeben durch die Gleichung (19) beträgt etwa 2%, und zwar 2% ais Maximum, so daß man den Fehler vernachlässigen kann.

Nunmehr wird die Arbeitsweise etwas konkreter dargelegt.

Man nehme an, daß das Niveau L₆, dargestellt in den Figuren 7a und 9, gespeichert ist. In diesem Falle wird der Anschluß D₁ des Dekoders 6' in Fig. 6 gleich »1«, und der Ausgang »1« wird in den Flip-Flop der zweiten Stufe der Belichtungszeit-Binärzähler-Steuerschaltung T eingeschrieben.

Auf der anderen Seite werden die Ausgänge an den Flip-Flops F₀₁ und F₀₂ des Binärzählers 5' gleich »1« und gleich »0«, so daß M mit einem Wert von 45 ausgewählt wird, wie in der Tabelle der Fig. 10 zu sehen ist. Den Wert 45 erhält man, wenn man solche Kodes, wie sie in der Tabelle dr-r Fig. 10 angegeben werden, in den Frequenzvervielfacher 17 mit Hilfe des Dekoders 16 nach Fig. 11 einstellt.

Der Dekoder 16 ist von sehr einfacher Konstruktion und enthält einen UND-Kreis.

Wenn gleichzeitig mit der Verschlußauslösebetätigung der Freigabeanschluß h in den Zustand »1« versetzt wird und Taktimpulse von einer Frequenz von 4063 Hz auf den Anschluß g des Frequenzvervielfachers 17 aufgegeben werden, dann läßt sich für diesen Fall die Belichtungszeit aus der Gleichung (14) wie folgt errechnen:

,2-1 «

45 Ί428

— χ 4063

64

Ähnlich ist im Falle des Niveaus L₁
,2-1 ,

^rN()

3T

—tx4063

64

und im Falle des Niveaus L₈
2³"'

63 _, 1000

—· χ 4063

64

(see.)

Der Unterschied zwischen benachbarten Gleichungen (20), (21) und (22) entspricht einer Stufe von genau 1/4EV.

Danach erhält man in ähnlicher Weise einen Schritt von 1 /4 EV.

Wie anhand des Beispieles nach Fig. 6 bereits beschrieben, kann die Belichtungszeit automatisch genauer durch den Digitalkreis gesteuert werden. Der Frequenzvervielfacher 17 arbeitet so, daß, wenn 64 Impulse darin eingegeben werden, er einige von ihnen entfernt und dann eine bestimmte Anzahl von Impulsen vorsioht. Dies ist nicht die Frequenzumwandlung. Jedoch kann durch Vergrößern der Frequenz der Taktimpulse, die in den Frequenzvervielfacher eingegeben werden, und durch Einschalten eines Frequenzteilerkreises zwischen den Ausgang des Frequenzvervielfachers 17 und der Belichtungszeit-Binärzähler-Steuerschaltung 7 der obige Vorgang als Frequenzumwandlung betrachtet werden.

Ferner ist es bei Gebrauch des Frequenzteilers möglich, einen Fehler in der Zählung der Taktimpulse zu absorbieren, der durch einen Fehler in der Zeitvorgabe für das Schalten des Torkreises verursacht wird, welcher mit dem Verschlußauslösevorgang gekoppelt ist.

Im vorliegenden Beispiel ist ein Binärzähler 5' der 6-Bit-Konstruktion beschrieben worden, aber die Zahl der Bits, die benutzt wird, kann leicht anders eingerichtet werden, und diese Erfindung ist nicht speziell auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.

Auch liegt es auf der Hand, daß der Ausgang aus dem Dekoder 6 als Signal für die Digitalanzeige der Belichtungszeit verwendet werden kann.

In Fig. 12 sieht man ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit 5' und 6' sind die gleichen Teile wie

bo in Fig. 6 bezeichnet. Je nach dem Zustand der Flip-Flops F₀₁ und F₀₂ des Binärimpulszählerkreises 5' ljefert der Dekoder 16' Ausgangssignale, wie in Fig. 13 dargestellt, an einen Binärzähler 19.

Der Binärzählerkreis 19 ist ein 6-Bit-voreinstellbarer Abzähler, in welchen der Ausgang aus dem Dekoder 16 eingeschrieben wird, wenn ein vorbereitender Impuls auf einen Anschluß k aufgegeben wird. Sind beispielsweise die Flip-Flops F₀₁ und F₀₂ beide im Zustand »1«, dann

wird ein Kode entsprechend dem Wert 37 in der Spalte Mi der Tabelle in Fig. 13 in den Binärzählerkreis 19 eingeschrieben. Wenn zu dieser Zeit der Taktimpuls auf die Klemme / gegeben wird und wenn der Binärzählerkreis 19 37 Taktimpulse hat, wird der gezählte Inhalt gleich 0, und dieser Augenblick wird von einem Detektorkreis 20 festgestellt, wodurch der Verschluß geschlossen wird.

Wenn ein Kode entsprechend dem Wert 63 als der Multivibrator M' in den Binärzählerkreis 19 eingeschrieben wird, wird die Zählung von 64 Impulsen durchgeführt. Man erkennt aus dem Vorangegangenen, daß das gemeinsame Verhältnis der Reihe von Weiten 37, 45, 53 und 63 des Multivibrators M' genau gleich 4j/2 ist und daß das Verhältnis der Impulszählzeit !5 ebenfalls 4]/2 ist und 1/4 EV der Belichtungszeit entspricht. Wenn der Frequenzvervielfacher 21 die ^unktion des Frequenzteilers ausübt und wenn er an seinem Anschluß j den Taktimpuls der Frequenz F₀ erhält, dann leitet der Frequenzvervielfacher 21 davon einen Taktimpuls von der Frequenz F_n = F₀12" entsprechend seinem durch den Dekoder 6' voreingestellten Zustand ab. η ist irgendeine der Zahlen 1, 2... und 16.

Ist z.B. das Niveau L₁ gleich L₁₀ in der Fig. 9, dann wird η als 3 ausgewählt.

Der Ausgang aus dem Dekoder 6' hat die Belichtungsinformation in 1 EV-Stufen, was die Frequenz der Taktimpulse Stufe für Stufe entsprechend 1 EV bei Verwendung des Frequenzvervielfachers 21 verändert. Es wird nämlich die Frequenz um 1 EV geändert, und die Zahl der Impulse, die von dem Binärzähler 19 zu zählen sind, wird bestimmt, und eine Steuerung im Betrag von 1 /4 EV wird in Übereinstimmung mit der impulszählzeit durchgeführt.

Der Anschluß / des Frequenzvervielfachers 21 ist ein Freigabeanschluß (enable terminal).

Bei dieser Erfindung ist die Verarbeitung der Information in Einheiten unterhalb 1 EV einem Teil des Binärzählers in dem Λο-Wandler zugeteilt, und die Verarbeitung der Information mit der Einheit 1 EV ist dem anderen Teil des Binärzählers zugeteilt, so daß eine Steuerung der Belichtungszeit durch einen Digitalkreis von hoher Genauigkeit bewirkt wird.

Wenn im Falle der Verwendung von 6 Bits die Frequenz des Taktimpulses mit 10 KHz ausgewählt wird (die Frequenz kann natürlich auch noch höher angesetzt werden), wird eine Nachfolgezeit / für die /4£>-Umwandlung sehr kurz und beträgt / = 64/10 K = 6,4 Millisekunden. Nur eine Zeitspanne, die kürzer ist als mehrere Millisekunden, ist ausreichend für das Aufspeichern der Information über die Objekthelligkeit. Durch die gemeinsame Verwendung eines Kreises mit Charakteristiken des oben angegebenen Speichervorgangs und eines solchen Digital-Delogarithmier- oder Dehnungskreises, wie oben beschrieben, ist es möglich, eine Schaltung zu erreichen, die sich in der Fabrikation als sehr praktischer integrierter Kreis eignet.

Selbstverständlich sind viele Abänderungen und Variationen möglich, ohne von dem neuen Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Automatischer Belichtungszeitsteuerstromkreis mit einem aus einer Mehrzahl von Flip-Flop-Stufen (Bits) bestehenden digitalen Speicherstromkreis zur Speicherung eines dem Logarithmus einer zu steuernden Belichtungszeit entsprechenden digitalen Signals und mit einem Zeitgeberstromkreis zur Verwirklichung der Belichtungszeit in Übereinstimmung mit dem gespeicherten digitalen Signal, dadurch aekennzeichnet. daß die Mehrzahl von Flip-Flop-Stufen (Bits) (F₀₁. F₀₂. F₁. F₂. F₃,. F₄) unterteilt ist in einen Anfangsteil (F₀₁. F₀₂) von Flip-Flop-Stufen (Bits) und in einen Folgeteil (F₁. F₂. F₃. A₄) von Flip-Flop-Stufen (Bits) und daß der Zcitgeberstromkreis eine Vorrichtung (16. 17 in Fig. 6: 6'. 21 in Fig. 12) zur Erzeugung einer Taktimpulsfolge variabler Frequenz, welche Frequenz entsprechend dem Speicherinhalt einer vorbestimmten der Flip-Flop-Stufen (Bils) des Folgeteils (F₁. A~₂. F,. A₄) oder der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils (A₀₁. A₀,) bestimmbar ist. sowie eine Vorrichtung (6'. 7'. 18*in Fig. 6: 16'. 19. 20 in Fig. 12) zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit, wenn eine durch den Speicherinhalt der anderen der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Foleetcils (A",. A,. F₃. A₄) oder der Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils (F₀₁. A₀₂) bestimmte Anzahl von Taktimpulsen gezählt worden ist (Fig. 6 oder Fig. 12). umfaßt.

2. Belichiimgszeitsteuerstronikreis nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (16. 17) zur Erzeugung der Taklimpulsfolge auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils (F₀,. A₀₂) und die Vorrichtung (6'. T. 18) zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils (F₁. /■',. A",. A₄) ansprechend ist (Fig. 6).

λ Beliclilungszeitsteuerstromkreis nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6'. 21) zur Erzeugung der Taktimpulsfolge auf die Flip-Flop-Slufen (Bits) des Folgelcils (A₁. F₂. A₃. A₄) und die Vorrichtung (16'. 19. 20) /um Zählen der Taklimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils (A₀₁. A₀₂) ansprechend ist (Fig. 12).

4. Beliclitungs/eilsteuerstromkreis nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (6'. 21 in Fig. 12) zur Erzeugung der Taktimpulsfolge oder die Vorrichtung (6'. T. 18 in Fig. 6) zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit, die auf die Flip-Flop-Stufen (Bits) des Folgeteils (A₁. A₂. A₃. A₄) ansprechend ist. einen ersten Dekoder (6') enthält, durch den ein Ausgang aus einer Mehrzahl von vorbereiteten Ausgängen, die alle den Gliedern der Potenzreihe der Zahl 2 mit gan/zahligem Exponenten entsprechen, entsprechend dem Speicherinhalt in den Flip-Flop-Stufen (Bils) des Folgeteils (A",. A₂. A₃. A₄) auswählbar ist. und daß die Vorrichtung (16. 17 in Fig. 6) zur Erzeugung der Taktimpulsfolge oder die Vorrichtung (16'. 19. 20 in Fig. 12) zum Zählen der Taktimpulse und zum Beendigen der Belichtungszeit, die auf die Flip-Flop-Slufen (Bils) des Anfangsteils (A₀₁. A₀₂) ansprechend ist. einen zweiten Dekoder (16 in Fig. h. 16' in Fig. 12) enthält, durch den ein Ausgang aus einer Mehrzahl \on vorbereiteten Ausgängen, die alle den Gliedern der Potenzreihe der Zahl 2 mit gebrochenem Exponenten näherungsweise entsprechen, entsprechend dem Speicherinhalt in den Flip-Flop-Stufen (Bits) des Anfangsteils (F₀₁. F₀₂) auswählbar ist.