DE2403863B2

DE2403863B2 - Einrichtung zur belichtungsregelung

Info

Publication number: DE2403863B2
Application number: DE19742403863
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Phys. 7082 Oberkochen Felle
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1974-01-28
Publication date: 1976-05-13
Also published as: CH575129A5; DE2403863A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Belichtungsregelung durch Einstellung von Blendenöffnung lind/oder Belichtungszeit, insbesondere für Luftbildkameras.

Die bei Luftbildaufnahmen zulässige maximale Belichtungszeit ist dadurch gegeben, daß die Bildwanderung, d. h. die aus der Fortbewegung der Kamera während der Belichtung resultierende Bildunschärfe den Betrag der Auflösung im Bilde nicht wesentlich überschreiten darf. Man berechnet deshalb üblicherweite die maximal mögliche Belichtungszeit T aus der zulässigen Bildwanderung, dem Bildmaßstab und der Geschwindigkeit des Flugzeugs über Grund. Die so ermittelte Belichtungszeit nimmt jedoch auf die Objektivöffnung und die Filmempfindlichkeit keine Rücksicht, so daß die tatsächliche Belichtungszeit Tan Hand von T' aus Tabellen entnommen und danach manuell eingestellt werden muß.

Es sind neuerdings auch Vorrichtungen im Gebrauch, bei denen die Blendenöffnung unter Berücksichtigung photographischer Verlängerungsfaktoren wie Filter und Filmempfindlichkeit entsprechend der Geländehelligkeit ermittelt bzw. auch automatisch eingestellt wird. Die Wahl der richtigen Belichtungszeit bleibt jedoch auch hier immer noch der Erfahrung des Luftbildoperateuers überlassen bzw. muß aus Tabellen entnommen werden.

Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur Belichtungsregelung durch Einstellung von Blendenöffnung und/oder Belichtungszeit zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln eine automatische und insbesondere für Luftbildkameras optimale Einstellung dieser Größen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Regelgröße F- T (F = Objektivblendenöffnungsfläche; T = Belichtungszeit) als Aasgangsspannung einer Schaltung gewonnen wird, die einen Operationsverstärker mit einem der Filmempfindlichkeit E proportionalen Vorwiderstand und im Gegenkopplungszweig einen Pliotowiderstand enthalt. dessen Widerstandswert dem Kehrwert der Beleuchtungsstärke B proportional ist.

Nach den bekannten Gesetzen der Schaltungstechnik gilt für die Ausgangsspannung U₂ eines Operationsverstärkers, dessen Eingangswiderstand mit Ri bezeichnet ist und in dessen Gegenkopplungszweig ein Widerstand R_p liegt

U₁ = U₁- -£■ -

wobei U\ eine konstante Eingangsspannung bezeichnet. Wird gemäß der Erfindung R₁ ~ F, d. h. der Filmempfindlichkeit und Rp ~ l/ßgewahh,sogih

ΙΛ

BE
Für eine richtige Belichtung muß gelten

1 _
B- E

FT.

Damit wird

F ■ T

(3)

(4)

d. h. der gesuchten Regelgröße.

Dasselbe Ergebnis kann man auch erzielen, wenn ein Photowiderstand Rp gewählt wird, dessen wirksamer Widerstand dem Kehrwert der Quadratwurzel der Beleuchtungsstärke B proportional ist. Solche Photowiderstände haben den Vorteil, daß das erwähnte Widerstandsverhalten über einen großen Bereich der Beleuchtungsstärke gilt. In diesem Fall schaltet man zwei Operationsverstärker hintereinander, in deren Gegenkopplungszweig jeweils ein Photowiderstand angeordnet ist, für den

\'B

Diese überaus einfach aufgebaute Schaltung liefert also die Regelgröße F · 7^ welche Blendenöffnung und Belichtungszeit entsprechend der gemessenen Bildhelligkeit richtig miteinander verknüpft. Dies macht es möglich, bei Luftbildkameras auch dann zu einer richtigen Belichtung zu gelangen, wenn bei großer Bildhelligkeit das Produkt aus der maximal zulässigen Belichtungszeit 7^vund der minimalen Blendenöffnungsfläche den gemessenen Wert F · Tüberschreiten würde. In diesem Fall wird die Belichtungszeit Tkürzer gewählt als die errechnete Zeit T, wobei entsprechend F · T jeder Belichtungszeit automatisch die richtige Blendenöffnung zugeordnet ist.

Dies wird mit einer Anordnung erreicht, bei der ein mit einer Vergleichsspannung LO beaufschlagter Komparator vorgesehen und mit dem Ausgang der Schaltung zur Erzeugung der F ■ T proportionalen Spannung verbunden ist und bei der das Ausgangssignal dieses Komparator einen Schalter betätigt, der von reiner Blendenverstellung bei fest eingestellter minimaler Belichtungszeit auf reine Belichtungszeiteinstellung

%ei fest eingestellter maximaler Blendenöffnung umschaltet, sobald die F ■ T proportionale Spannung den '.Vert Uo übersteigt.

Die Belichtungszeit wird hier also automatisch von #em bauartbedingten Wert T_mm auf den Wert 7_max geregelt, wobei dieser Wert der eingangs erwähnten Maximalen Belichtungszeit T'entspricht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Fig. 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Belichtungsregelung,

Fig. la ein Ausfiihrungsbeispiel der Schaltung zur Ermittlung der Regelgröße F ■ T,

F i g. 2 eine graphische Darstellung zur Wirkungsweise der Einrichtung nach F i g. 1.

In der Darstellung nach Fig. 1 ist mit 1 ein Operationsverstärker bekannter Art, der so ausgebildet list, daß seine Verstärkung V— — 00 gehi, bezeichnet. pem Operationsverstärker 1 ist ein lichtelektrischer Widerstand (Photowiderstand) Rp, dessen wirksamer elektrischer Widerstand sich umgekehrt proportional lur auffallenden Beleuchtungsstärke B ändert, parallel geschaltet. Dieses geforderte Widerstandsverhältnis des lichtelektrischen Widerstandes kann man auch über rnehrere einzelne lichtelektrische Widerstände, welche mehreren Operationsverstärkern zugeordnet sind, erreichen. So kann beispielsweise wie in F i g. 1 a schematisch dargestellt, durch zwei hintereinandergegchaltete Operationsverstärker Γ und 1" mit den parallelgeschalteten lichtelektrischen Widerständen R_P' und Rp", von denen jeder eine Widerstandscharakteristik umgekehrt proportional der Quadratwurzel aus der auffallenden Beleuchtungsstärke B aufweist, der gleiche !Effekt, d.h. der geforderte Gesamtwiderstand umgekehrt proportional zu B, erzielt werden. Als lichtelektrische Widerstände lassen sich beispielsweise Cadiumsulfid-Photowiderstände verwenden.

Weiterhin ist dem Operationsverstärker 1 ein einstellbarer Widerstand R\ vorgeschaltet. Dieser Widerstand ist beispielsweise als Drehwiderstand ausgebildet und über mit einer Skala versehenen Einstellglied so einzustellen, daß der eingestellte Widerstand proportional der Empfindlichkeit E des zu belichtenden Aufnahmematerials ist.

Bei entsprechender Einstellung des Widerstandes R\ ~ E und mit einer Widerstandscharakteristik des Widerstandes R₁, ~ \IB ergibt sich bei einem Operationsverstärker mit der Verstärkung V— — 00 als Ausgangsspannung

U₂ = - R₁JR, ■ Lh

MBE

5°

wenn U\ eine konstante Eingangsspannung ist.

Da andererseits für eine richtige Belichtung des Aufnahmematerials die Beziehung F T ~ MBE gelten muß, wenn F — Objektivblendenöffnungsfläche und T— Belichtungszeit sind, ist auch die Ausgangsspannung U2 ~ F- T und ist somit zur Einstellung der Objektivblendenöffnungsfläche und der Belichtungszeit geeignet.

Das läßt sich nun mit dem in F i g. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel auf folgende Weise erreichen:

Hierin wird die Spannung U2 einmal an einen Komparator 2 und zum anderen an die Kontaktpunktc 3 und 4 gegeben. Dem Komparator 2 wird ferner die Vergleichsspannung LO zugeführt. Durch den Komparator 2 wird ein Schalterpaar 5, 5' gesteuert, welches außer zu den bereits erwähnten Kontakten 3 und 4 noch eine Verbindung zu den Kontakipunkten 7 und 8 herzustellen vermag. An dem Kontaktpunkt 7 liegt die Spannung L/7-,,,,,1 an, d. h., die Spannung die notwendig ist, um das Zeiteinstellglied 9 auf minimale Belichtungszeit einzustellen. An dem Kontaktpunkt 8 liegt die Spannung L⁷Zm_11x an, d. h., die Spannung die notwendig ist, um das Blendeneinstellglied 10 auf maximale Öffnung der Belichtungsblende einzustellen.

Der Schalter 5 ist ferner mit dem Differenzverstärker 11 verbunden, der zusammen mit dem Motor 12 und demZeiteinstellglied9undderdurchdie Rückleitung 13 angedeuteten Rückmeldung ein an sich bekanntes Nachlaufsystem für die Belichtungszeiteinstellung darstellt.

Der Schalter 5' ist mit dem Differenzverstärker 14, der zusammen mit dem Motor 15, dem Blendeneinstellglied 10 und der Rückmeldung 16 ein an sich bekanntes Nachlaufsystem für die Einstellung der Belichtungsblendenöffnungsfläche darstellt, verbunden.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung sei nun unter Hinzuziehung der grafischen Darstellung nach F i g. 2, in der der Logarithmus der Ausgangsspannung Lh ~ ' ' BE ~ FT in Abhängigkeit vom Logarithmus des Produktes aus Beleuchtungsstarke B und Empfindlichkeil E des Aufnahmemateriais eingezeichnet ist, näher erläutert.

Ausgehend von hohen Beleuchtungsstärken ßbei der die Ausgangsspannung U₂ kleiner als die Vergleichsspannung LO des Komparator 2 ist, befinden sich die Schalter 5 und 5' in der stark ausgezeichneten Stellung nach der Fig. 1. In diesen Schalterstellungen wird diu Zeiteinstellglied 9 vom Kontakt 7 her mit der Spannung UTmm beaufschlagt, d. h., mit einer Spannung, die der Einstellung der kleinsten einstellbaren Belichtungszeit entspricht, während da? Blendenöffnungsglied 10 von der Ausgangsspannung U₂ des Rechners gesteuert wird. Bei sehr hohen Beleuchtungsstärken und entsprechend kleinen U₂ ist durch das Blendeneinstellglied 10 die kleinste einstellbare Blendenöffnungsfläche F_mm eingestellt. Letztere öffnet sich bei abnehmender Beleuchtungsstärke und zunehmenden U₂ < U₀ bis zur größten einstellbaren Blendenöffnung F_nm wobei die Einstellung des Zeiteinstellgliedes 9 unverändert T_mm bleibt. Nimmt nun die Beleuchtungsstärke am Photowiderstand R_n weiterhin ab, so schaltet beim Überschreiten der Ausgangsspannung U₂ über den Schwellwert U» der Komparator 2 die Schalter 5 und 5' in die gestrichelt eingezeichneten Stellungen um. Alsdann erhält das Blendeneinstellglied 10 von der Kontaktstelle 8 die Spannung Urm*y, d. h.. die Spannung, die zur größten einstellbaren Blendenöffnung erforderlich ist, während nun das Zeiteinstellglied 9 mit der Ausgangsspannung U₂ beaufschlagt ist. Bei weiterer Abnahme der Bleuchtungsstärke ßund U₂ > U₀ wird die Belichtungszeit bis zu ihrem größten Einsteliwert 7"_max verstellt, während die Einstellung der Blendenöffnung unverändert F_nm bleibt.

Die in der F i g. 1 angegebene Schaltung läßt sich finden Fall, daß die Belichtungszeit gegeben ist und durch eine Spannung U ~ 1/7" dargestellt werden kann, noch vereinfachen.

In diesem Fall wird die Eingangsspannung LA ~ 1/7" eingegeben und die Spannung U₂, die jet/i ~ \IBET~ Fstets auf das Blendeneins'ellsystcm 10, 14,15,16 gegeben. Der Komparator 2 mit den Schaltern 5, 5' und das Zeiteinstellsysiem 9, II, 12, 13 können sodann entfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Belichtungsregelung durch Einstellung von Blendenöffnung und/oder Beiichtungszeit insbesondere für Luftbildkameras, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelgröße F- 7"(F = Objektivblendeiiöffnungsfläche: T= Belichtungszeit) als Ausgangsspannung einer Schaltung gewonnen wird, die einen Operationsverstärker (1) mit einem der Filmempfindliclikeit E proportionalen Vorwiderstand (R\) und im Gegenkopplungszweig einen Photowiederstand (R_P) enthält, dessen Widerstandswert dem Kehrwert der Beleuchtungsstärke B proportional ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Operationsverstärker (Γ, 1") hintereinander geschaltet sind, die im Gegenkopplungszweig jeweils einen Photowiderstand (Rp, R_P") enthalten, dessen Widerstandswert dem Kehrwert der Quadratwurzel aus der Beleuchtungsstärke B proportional ist (F i g. 1 a).

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Vergleichsspannung Uq beaufschlagter Komparator (2) vorgesehen und mit dem Ausgang der Schaltung zur Erzeugung der F · T proportionalen Spannung verbunden ist und daß das Ausgangssignal dieses Komparator einen Schalter (5) betätigt, der von reiner Blendenverstellung bei fest eingestellter minimaler Beiichtungszeit auf reine Belichtungszeiteinstellung bei fest eingestellter maximaler Blendenöffnung umschaltet, sobald die F - T proportionale Spannung den Wert Uo übersteigt (Fig. 2).

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