DE2364866C2 - Automatischer Belichtungszeitsteuerstromkreis - Google Patents
Automatischer BelichtungszeitsteuerstromkreisInfo
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B7/00—Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
- G03B7/08—Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
- G03B7/091—Digital circuits
- G03B7/093—Digital circuits for control of exposure time
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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 -)«
-)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".
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. 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 bx 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 Rscl 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 Rsc, 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 Qi (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.
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 Qx
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 ax , 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
Vmax und einem minimalen Wert Vmi„ liegt, irgendeiner
der Anschlüsse D1 bis D15, mit Ausnahme des Anschlusses
D0, im Zustand »1«. Ist das Ausgangsniveau des Widerstandsnetzwerkes 4 o0( = Vmax), 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
Pse, bezeichnet einen Vorbereitungs-Eingangsanschluß.
Bei Eingabe eines Impulses an dem Vorbereitungs-Eingangsanschluß Pse, 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 Pse, 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 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 V1n ist, dann wird, sobald die Ausgangsgröße des
Widerstandsnetzwerkes 4 sich von O4 auf as 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. Rse! weist auf einen Rückstellanschluß hin. auf
den ein Rückstellimpuls aufgegeben wird, um die Ausgänge Q der Flip-Flops F{oi bis Fn 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 Rse, 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 Tx
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 2ä
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
64
F=-F0 (im Falle von M = 45)
64
64
F4 = Q F0 (im Falle von M = 63)
(12) (13) (14) (15)
F1 63
In gleicher Weise folgt, daß
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
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 ,
,2-1 ,
rN()
3T
—tx4063
64
und im Falle des Niveaus L8
23"'
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 Fn = 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 (4)
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.
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DE2364866C2 true DE2364866C2 (de) | 1983-11-24 |
Family
ID=26334733
Family Applications (1)
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-
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- 1973-12-28 US US05/429,276 patent/US3995284A/en not_active Expired - Lifetime
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