DE2403862C3 - Anordnung zur automatischen Steuerung der Belichtungszelt bei Reihenbildkameras mit Uberdeckungsregehing - Google Patents

Description

T =

ds

v/h f

gebildetes Ausgangssignal zur Steuerung der Belichtungszeit (Γ) des Kameraverschlusses(11) verwendet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Anordnung (II) zur Erzeugung des der Belichtungszeit (Γ) proportionalen Signals einer weiteren Anordnung (III) zugeführt ist, welche einen Detektor {R_P) zur Messung der Beleuchtungsstärke (B) sowie zwei Elemente (R₆, R₈) zur Einstellung der Werte K und E (K = Faktor entsprechend gewähltem Filter, E = FilmempfindHchkeit) enthält, und die gemäß der Formel

F ~ —

BTE

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ein Ausgangssignal (F) zur Steuerung der Blende (20) des Kammerobjektivs erzeugt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine in den Grenzlagen der Blendeneinstellung auf die Anordnung (I) zur Steuerung der Belichtungszeit (T) rückwirkende Regeleinrichtung (I V).

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Steuerung der Belichtungszeit bei Reihenbildkameras mit Überdeckungsregelung.

Zum Betrieb solcher Kameras, welche insbesondere zur Erzeugung von Luftbildaufnahmen Verwendung finden, sind sogenannte Uberdeckungsregier notwendig. Solche Regler enthalten Mittel zur Messung der Winkelgeschwindigkeit des Geländes, welche sich als Verhältnis der jeweiligen Fluggeschwindigkeit t> zur Flughöhe h darstellt. Ferner sind Regler zur Eingabe des Uberdeckungsverhältnissesü und des Kammerbildwinkels vorgesehen. Au:> den eingegebenen und der gemessenen Größe bildet der Uberdeckungsregier Impulse, die der eigentlichen Reihenbildkamera zugeführt werden und dort in den Tür die gewünschte Uberdeckung erforderlichen Intervallen den Kameraverschluß auslösen. Die Belichturgszeit, d.h. die Öffnungszeit des Kamera Verschlusses, muß gesondert gemessen und eingestellt werden.

Es ist bekannt, das Signal eines automatischer Überdeckungsregler dazu zu verwenden die Filmgeschwindigkeit einer verschlußlosen Luftbildkamera so zu steuern, daß sie mit der Winkelgeschwindigkeii des Geländes übereinstimmt.

Verwendet man jedoch Reihenbildkameras mil Verschluß, so besteht das Problem, die Belichtung d.h. Belichtungszeit, Blende und Filter richtig zt

wählen. ,. , . .

Es ist bekannt, daß die Belichtungszeit so kurz ge wählt werden muß, daß die zulässige Bildwanderung d: nicht überschritten wird. Aus den vorgegebener Größen ds = Bildwanderung und M_B = Abbildungs maßstab läßt sich nach Messung der Fluggeschwin digkeit ν an Hand einer bekannten Formel die maximal mögliche Belichtungszeit T errechnen. Diese nimmt jedoch auf die Objektivöffnung und die Filmempfindlichkeit keine Rücksicht, so daß die tatsächliche Belichtungszeit T an Hand von T aus Tabellen entnommen und danach manuell eingestellt werden muß. Die Verschlußauslösung erfolgt dann mit der eingestellten Belichtungszeit vom Überdeckungsregler aus gesteuert.

Es sind auch Belichtungsvorrichtungen Für Luftbildkammern bekannt, bei denen die Blendenöffnung unter Berücksichtigung fotografischer Verlängerungsfaktoren, wie Filter oder Filmempfindlichkeit entsprechend der Geländehelligkeit ermittelt bzw. auch automatisch eingestellt wird. Die Wahl der richtiger Belichtungszeit bleibt jedoch auch hier immer noch der Erfahrung des Luftbildoperateurs überlassen bzw muß aus Tabellen entnommen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen Steuerung der Belichtungszeit bei Reihenbildkameras mit Überdeckungsregelung zu schaffen, welche ohne zusätzliche Meßeinrichtung auskommt, einfach aufgebaut ist und unkompliziert an die bestimmenden Parameter anpaßbar ist.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mit dem Uberdeckungsregier ein Generator zur Erzeugung eines Signals verbunden ist, das dem jeweiligen Verhältnis von Fluggeschwindigkeit zur Flughöhe (vjh) proportional ist, und daß dieses Signal einer Anordnung zugeführt ist, die zwei Elemente zur Einstellung der Werte ds und / (ds = zulässige Bildwanderung, / = Brennweite der Reihenbildkamera) enthält, und deren gemäß der Formel

^τ - ^h

gebildetes Ausgangssignal zur Steuerung der Belichtungszeit T des Kameraverschlusses verwendet ist Der zu jeder Reihenbildkamera mit Uberdeckungsregelung vorhandene Uberdeckungsregier bildet zwai den Wert v/h, gibt diesen jedoch üblicherweise nichl direkt aus, sondern formt ihn zu einem zur Verschlußauslösung dienenden Impulssignal um. Bei dei Anordnung nach der Erfindung ist der Uberdeckungsregier nun so ausgebildet, daß er unabhängig von dem zur Verschlußauslösung dienenden Signal das i>//i-Signal ausgibt. Dieses Signa! bildet dann nach Berücksichtigung der vorwählbaren Größen ds und / ein der Belichtungszeit T proportionales Signal, ohne daß zusätzliche Größen gemessen werden müssen.

Die bei Luftbildaufnahmen zulässige maximale Belichtungszeit T ist dadurch gegeben, daß die aus der Fortbewegung der Kamera während der Belichtung folgende Bildwanderung ds den Betrag der Auflösung im Bild nicht überschreiten soll. Wenn Is die vom Flugzeug bei einer Geschwindigkeit ν während der Belichtungszeit T zurückgelegte Strecke ist, dann folgt ■

• T = Is = ds ■ m_b

M_h ■-= 1 : m_b = f/h .
Daraus folgt

T = ds-

m_b ds

•-E-. 0)

d h. die bei der neuen Anordnung verwendete Formel zur Bestimmung der Belichtungszeit.

Die Anordnung nach Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß das der Belichtungszeit T proportionale Signal auch einer zusätzlichen Anordnung zugeführt werden kann, welche die Beleuchtungsstärke B mißt, und die aus B, T und den Faktoren K (Filterfaktor) und E (Filmempfindlichkeit) ein der richtigen Blendenöffnung proportionales Signal F bildet. Damit ist dann gewährleistet, daß der FiIn; entsprechend der vorhandenen Beleuchtungsstärke automatisch richtig belichtet wird, wobei zugleich die Bildwanderung ds unterhalb des zulässigen Grenzwertes bleibt.

Diese Anordnung kann auch so ausgebildet werden, daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die in den Grenzlagen dei Blendeneinstellung auf die Anordnung zur Steuerung der Belichtungszeit rückwirkt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig I einen Uberdeckungsregler bekannter Bauart, der mit einem Generator zur Erzeugung des y/fi-Signals ausgerüstet ist,

F i g. 2 die Schaltung eines Ausflihrungsbeispieles der neuen Anordnung,

F i g. 3 die in der Anordnung nach F i g. 2 auftretenden Spannungen in ihrer zeitlichen Abhängigkeit.

In F i g. 1 ist mit 6' ein im Flugzeug eingebauter, an sich bekannter Uberdeckungsregler zur Ermittlung des Verhältnisses von Fluggeschwindigkeit υ zur Flughöhe/» bezeichnet. Der senkrecht unter dem Aufnahmeflugzeug liegende Geländeausschnitt G wird über ein Objektiv 1 auf eine Mattscheibe 2 abgebildet. Dicht unterhalb der Mattscheibe 2 ist. Tür den auf die Mattscheibe 2 blickenden Operateur sichtbar, eine Sprossenkette 3 angeordnet, die über die Umlenkrollen 4 ti, Aa' und eine über einen einstellbaren Motor 5 angetriebene Antriebswelle 4h läuft. Durch manuelles Verändern der Drehzahl des Motors 5 bringt der Operateur die Sprossenkette 3 auf dieselbe Geschwindigkeit wie das auf der Mattscheibe vorbeiziehende Geländebild G'. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Geländebildes G' ist dem Verhältnis v/h proportional. Durch einen, an die Umlenkrolle 4</' angebrachten Tachogenerator 6 wird eine u//i-proportionale Spannung U₁ gewonnen. Es ist auch möglich, an Stelle des Tachogenerators 6 eine Lochscheibe anzubringen, die in einer Lichtschranke läuft. Die Lichtschranke liefert dann über einen Fotosensor eine zu »//i-proportionale Impulsfrequenz /,.

Im Prinzipschaltbild der Fig. 2 ist der υ/Λ-Sensor nach Fig. 1 als Block ebenfalls mit dem Bezugszeichen 6' versehen. Das von diesem Gerät erzeugte ρ/Λ-Signal wird in einen Belichtungs-Intervall-Rechner? eingegeben. Ferner werden in den Rechner 7 über die mit c und ü bezeichneten Eingänge der vorgegebene Kammerfaktor c = sjf, wobei / = Kammer-Objektivbrennweite und s = Bildseitenlänge der verwendeten Luftbildkammer (nicht eingezeichnet) bedeuten, und der gewünschte Bildüberdeckungsgrad ü der Luftbilder eingegeben.

Dieser berechnet hieraus die Zeitabstände It der Belichtungsintervalle für die Luftbildkammer, welche für den vorgegebenen Überdeckungsgrad ü erforderlich sind, entsprechend der Formel

(1 - ti)
~ ^c 'v/h

und gibt in diesen Zeitabständen Auslösimpulse an den Freigabemechanismus 8 des nicht dargestellten bekannten Reihenmeßkammer-Verschlusses.

Die beschriebene Verschlußauslösung ist bekannt und in F i g. 2 in der Schaltungsgruppe I zusammengefaßt.

Das vom Überdeckungsregler 6' erzeugte vih-ρτο portionale Signal wird nun gemäß der Erfindung aucr zur Festlegung der Belichtungszeit T verwendet. Dazi wird, wie in Fig. 2 dargestellt, die Spannung U, — bzw. eine aus der Impulsfrequenz Z₁ durch einer Frequenz - Spannungsumsetzer 9 gewonnene Span nung U₂ — einer Analogrechenschaltung zugeführt die aus einem Operationsverstärker 10 und den ein stellbaren Widerständen R₁ und R₂ besteht. Beid< Widerstände sind variabel und lassen sich, wenn sit ζ. B. als Drehwiderstand ausgebildet sind, über mi Skalen versehene Einstellelemente so einstellen, da[ R₁ proportional der zulässigen Bildwanderung d, während der Belichtungszeit T ist, während R₂ pro portional der Brennweite / der verwendeten Luftbild kammern ist. Für einen so beschalteten Operations verstärker gilt die Beziehung

In der Schaltung nach F i g. 2 ist somit unter Berück sichtigung der einleitend aufgeführten Formel (1)

v/h

ds

Ein Vergleich der Formeln (1) und (3) zeigt, dal somit

v, -

ist.

Die Spannung C₃ läßt sich somit zur Einstellunj der Belichtungszeit Γ an der Luftbildkammer vor wenden. Wird die Belichtungszeit, wie bei Reihen meßkammern üblich, durch einen Rotalionsverschlui erzeugt, dann gilt T ~ l/n, wobei η die Antriebsdreh zahl des Rotationsverschlusses ist. Sorgt man durcl eine Drehzahlregeleinrichtung dafür, daß η ~ l/, ist

dann wird die Belichtungszeit 7' automatisch so eingestellt, daß die zulässige Bildwanderung ds nicht überschritten wird.

Gemäß Fig. 2 kann eine solche Drehzahlregelung eines mit 11 bezeichneten Rotationsverschlusses mittels einer Drehzahlregcleinrichtung vorgenommen werden, die aus einem Differenzverstärker 12 Tür die Differenz der Sollwerteingabespannung U₄ und der Rückmeldespannung U₅ ~ η besteht. U₅ wird von einem Tachogenerator 14 erzeugt, der mit dem Antriebsmotor 13 des Rotationsverschlusses 11 verbunden ist. Dabei sei zunächst angenommen, daß U₁₀ gleich Null und somit U₃ ~ U₄ ist.

Die Anordnung zur Belichtungszeitregelung ist in Fig. 2 zur Schaltungsgruppell zusammengefaßt.

Die Spannung U₅ kann nun auch zur Steuerung eines Reglers für die im Reihenmeßkammerobjektiv eingebaute Aperturblende benutzt werden. Vergleiche hierzu Schaltungsgruppe III der Fig. 2. Durch Verändern der Öffnungsfläche F der mit 20 bezeichneten Blende läßt sich die durch das Produkt F ■ T gekennzeichnete Belichtung des Aufnahmematerials so beeinflussen, daß sich unter Berücksichtigung der im Aufnahmebereich mit Hilfe eines Fotowiderstandes R₁, gemessene Beleuchtungsstärke B und der Empfindlichkeit E des verwendeten Aufnahmematerials (log E Filmempfindlichkeit in DIN) die optimale Belichtung ergibt. Dafür gilt die Forderung

mit der Einstellvorrichtung für die Aperlurblendc20 verbundenen Abgriff des Potentiometers 21, dessen Spannung U₈ ~ F verläuft, läßt sich U₈ —■ U₁ machen und so der gewünschte Blcndenwert einstellen.

Am Potentiometer 21 liegt eine konstante Spannung U₁., an. Die Abgriffe des Potentiometers 21 sind nach Blendenöffnungsflächen F geeicht, so daß jede abgegriffene Spannung U₈ einem bestimmten Blendenwert der Aperturblende entspricht. Mit F_1110x und F₁₁₁₁₁₁ sind die Potcnliometerabgriffe für die maximal bzw. minimal einstellbare Blendenöffnungsfläche bezeichnet.

Mit der bisher beschriebenen Anordnung wird der mögliche Belichtungsspielraum, gekennzeichnet durch den Wert des Produktes F T noch nicht optimal genutzt. Durch die Festlegung der Belichtungszeit T gemäß der Beziehung (1) hat man für T ein maximal zulässigen Wert T₉ gefunden und eingestellt. Vom Gesichtspunkt der zulässigen Bildwanderung ds darf die Belichtungszeit T natürlich auch kürzer sein. Mit T < T₉ kann man beim Vorliegen einer großen Beleuchtungsstärke B auch dann noch zu einer richtigen Belichtung gelangen, wenn mit T₉ ■ F„„„ das nach der beschriebenen Schaltung erlangte Beilichtungsprodukt überschritten ist. F_1111n bedeutet die minimale Blendenöffnungsfläche.

Wird nun wie in F i g. 2 an Hand der Schaltungsgruppe IV dargestellt, die Spannung U₈ dazu benutzt

K WfT

(6) den Belichiungssollwert U₄

zu vergrößern, wenn

wobei K ein einsteilbarcr, durch die Filterwahl und den Entwicklungsvorgang gegebener Faktor ist.

Eine elektronische Analogschaltung zur Bildung einer Größe nach der Gleichung (6) ist in Schaltungsgruppe III nach Fig. 2 dargestellt. Hierin wird die

Spannung U₅ ~ ψ auf den mit den Widerständen R₁, und R_p beschalteten Operationsverstärker 16 gegeben. Dessen Ausgangsspannung U_h gelangt auf den nachfolgenden, mit den Widerständen R-, und R₈ beschalteten Operationsverstärker 17. Für dessen Ausgangsspannung U₇ gilt

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U₁ = U_h -3- = U₅

(7)

Wählt man entsprechend der gesonderten Patentanmeldung P 24 03 863 der Anmelderin den Fotowiderstand R_p mit einer Charakteristik R_p ~ -g-, Wobei B die auf den Fotowiderstand auffallende Beleuchtungsstärke ist, und verwendet man fur R₆ und R₈ einstellbare Widerstände, wobei der Widerstand K,, proportional der Empfindlichkeit E des Aufnahmematerials und der Widerstand R₈ proportional des an Hand der Gleichung (6) erläuterten Faktors K eingestellt ist, so gilt

TBE

(S)

and man erhält somit die gewünschte Beziehung (6).

Durch ein Nachlaufsystem, bestehend aus dem Differenzverstärker 18, dem Stellmotor 19 und dem U_fl den der minimal einstellbaren Blendenöffnungsfläche F_1111n zugehörige Wert U_81111n erreicht, so wird T' F_mi„ < T₉ ■ F_1111n. Mit Hilfe eines Komparators 22 wird dazu beim überschreiten des Wertes U, ,„,„ über den Schalter22' eine positive Gleichspannung + U_c2 zugeschaltet, die als Spannung U₉ in dem aus dem Operationsverstärker 23 mit dem Widerstand R₉ und der Kapazität C₁ gebildeten Integrator zeitlich integriert wird. Damit ist die Ausgangsspannung U₁₀ des Integrators für die Zeitdauer, in der U₈ < U„_min ist, eine linear anwachsende Spannung, die mittels des Operationsverstärkers 15 und der Widerstände R₃. R₄ und R_s zu der Spannung U₃ addiert wird. Das damit hervorgerufene Anwachsen von U₄ verkürzt die Belichtungszeit T und vergrößert damit die Spannung U₅. Dies wirkt sich gemäß Gleichung (7) in einem Anwachsen der Spannung U₇ in Richtung auf eine Vergrößerung der Spannung U₈ aus. Wird so ^8 > U_8min, so wächst die Spannung U₁₀ nicht mehr weiter an, weil über den Komparator 22 die Spannung U₁₂ wieder abgeschaltet wird.

Ein Abbau der Zusatzspannung U₁₀ wird über den Komparator 24, Schalter 24' und eine durch ihn .zugeschaltete negative Spannung U_c2 dann eingeleitet, wenn bei abnehmender Beleuchtungsstärke B die maximale Blendenfläche F₁₁^_x mit der zugehörigen Spannung U₈,,,,, erreicht wird In diesem Fall wird .die Belichtungszeit T durch Reduzierung der Spannung U₄ wieder größer, was wiederum über die Spannung U₅ auf die Spannung U₈ rückwirkt und den Vorgang beendet, wenn U, < U_8ma wird. Durch eine in F i g. 2 aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellte Begrenzungsschaltung für die Spannung U₁₀ wird .dabei dafür gesorgt, daß die durch die Spannung U₁₀ hervorgerufene Korrektur der Belichtungszeit T innerhalb des zulässigen Bereiches T_g>T> T_mlfP mit T_min als minimal einstellbare Belichtungszeit, bleibt. Auf diese Weise erzielt man

unter Einhaltung der Bedingung T < T_g für den gröütmöglichsten Beleuchtungsbereich T richtige Belichtungswerte.

Zur Veranschaulichung des eben geschilderten Sachverhaltes sei noch auf die in der Fig. 3 aufgezeichneten Diagramme hingewiesen, bei denen ein beispielsweise angenommener zeitlicher Verlauf der Spannungen U₈, U₉, U₁₀ und U₄ dargestellt ist, welche durch eine äquivalente Änderung der Belichtungs-S stärke B im gleichen Zeitbezug hervorgerufen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

«09641/298

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur automatischen Steuerung der Belichtungszeit bei Reihenbildkameras mit überdeckungsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem öberdeckungsregler (6') ein Generator (6) zur Erzeugung eines Signals verbunden ist, das dem jeweiligen Verhältnis von Fluggeschwindigkeit zur Flughöhe (v/h) proportional ist, und daß dieses Signal einer Anordnung (II) zugeführt ist, die zwei Elemente (K₁, A₂) zur Einstellung der Werte ds und / (ds = zulässige Bildwanderung, / = Brennweite der Reihenbildkamera) enthält und deren, gemäß der Formel