DE2407303C3 - Automatische Belichtungssteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Belichtungssteuerung für eine Kamera, deren Blende von einem Servomotor betätigt ist, der von dem Abgleichsignal einer ein fotoelektrisches Bauelement zum Aufnehmen der Objekthelligkeit als einen der vier Brückenwiderstände enthaltenden Brückenschaltung, das in einem ersten Transistorverstärker verstärkt ist, betätigbar ist, mit einer ein Differenzierglied und einen zweiten Verstärker aufweisenden Bremsschaltung, deren Ausgangssignal an den ersten Transistorverstärker zurückgeführt ist.

Bei einer solchen aus der DT-AS 20 49 110 bekannten Belichtungssteuerung wird mit Hilfe eines fotoelektrischen Wandlers ein Signal für das Differenzierglied erzeugt. Der fotoelektrische Wandler besteht aus einer eine gleichbleibende Lichtintensität abstrahlenden Lichtquelle und einer zusätzlichen, ebenfalls vom Servomotor verstellten Blende sowie einem hinter der Blende angeordneten weiteren fotoelektrischen Bauelement. Bei angetriebenem Servomotor wird also auch diese zusätzliche Blende verstellt, so daß am zusätzlichen fotoelektrischen Bauelement ein der Blendenverstellung proportionales Signal abzunehmen ist, das dann im Differenzierglied in ein der Geschwindigkeit des Servomotors proportionales Signal umgewandelt wird. Dieser fotoelektrische Wandler zur Erzeugung des geschwindigkeitsproportionalen Signals hat jedoch den Nachteil, daß er der Speisequelle zusätzliche Energie entnimmt, den Schaltungsaufwand vergrößert und eine weitere mögliche Störungsquelle darstellt. Bei einer anderen Ausführungsform dieser bekannten Belichtungssteuerung wird die von einem Fotowiderstand gemessene Objekthelligkeit mit Hilfe eines Verstärkers verstärkt, dessen Ausgangssignal einen mit der Blende gekoppelten Servomotor steuert. Das Ausgangssignal einer Brückenschaltung, die auch die Wicklung des Servomotors enthält, wird mit Hilfe eines zweiten Verstärkers verstärkt und als negatives Rückkopplungssignal ίο an den ersten Verstärker gegeben. Dieses Rückkopplungssignal ist daher proportional der Drehzahl des Servomotors, so daß die Geschwindigkeitsänderung des Servomotors auf den Eingang des ersten Verstärkers zurückgekoppelt wird. Diese Ausführungsform hat jedoch den Nachteil, daß der Änderungsbereich der Drehzahl des Servomotors relativ klein ist, so daß dieser den durch Änderungen der Objekthelligkeit gegebenen relativ großen Bereich nicht abdecken kann. Da außerdem das Rückkopplungssignal durch eine Messung des durch die Motorwicklung fließenden Stroms erzeugt wird, ist das Rückkopplungssignal mit Rauschen und anderen Störungen behaftet, die durch die Motorwicklung irs die Schallung eingeführt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Belichtungssteuerung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie auch bei Verwendung nur eines einzigen fotoelektrischen Wandlers störungsfrei arbeitet und eine schnellstmögliche Einstellung des richtigen Blendenwertes erlaubt.

Bei einer Belichtungssteuerung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Differenzierglied zum Differenzieren des Ausgangssignals direkt mit dem fotoelektrischen Bauelement verbunden ist, und daß der Ausgang des zweiten Verstärkers so mit dem ersten Transistorverstärker verbunden ist, da R sein Emitterstrom vom die Änderungsgröße der Objekthelligkeit darstellenden Ausgangssignal des zweiten Verstärkers gesteuert ist. Bei der neuen Belichtungssteuerung ist also das Differenzierglied unmittelbar an dem zur Messung der Objekt

Bei der neuen Belichtungssteuerung ist also das Differenzierglied unmittelbar an dem zur Messung der Objekthelligkeit vorgesehenen fotoelektrischen Bauelement angeschlossen, da auch das Ausgangssignal dieses Bauelements infolge des Antriebs der Objektivblende durch den Servomotor ein der Verstellung der Objektivblende proportionales Signal abgibt. Dieses Signal wird dann in bekannter Weise mit dem Differenzierglied differenziert, wodurch sich ein der Geschwindigkeit des Servomotors proportionales Signal ergibt, das von dem zweiten Verstärker verstärkt und dann so an den ersten Transistorverstärker gegeben wird, daß es den Emitterstrom dieses ersten Transistorverstärkers steuert, um damit auch das von diesem ersten Transistorverstärker verstärkte Ausgangssignal des fotoelektrischen Bauelementes so zu beeinflussen, daß eine schnellstmögliche und überschwingungsfreie Einstellung der Blende durch den Servomotor auf den jeweils gewünschten und durch die gemessene Objekthelligkeit vorgegebenen Wert bewirkt wird.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Schaltungsanordnung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen ein Ausführungsbeispiel der erfindungs-

gem«lien Belichtungssteuerung darstellenden Siromltiufplan und

I-ig.2 cine graphische Darstellung der Kigenschiirien der bei der in Fi g. I gezeigten Schaltung benutzten Dioden.

Bei der in Fig. I dargestellten Schallung wird als fotoelektrischcs Bauelement ein Fotowiderstand, wie z. B. ein Kadmiumsulfid-Fotowiderstand benutzt. Kin einer Blende 10 einer Kamera zugeordneter Servomotor 1 ist mit Leistungstransistoren tt und 12 verbunden, die von zwei Differenzverstürkern 2 und 3 gesteuert sind, die die Transistoren 21 und 22 sowie 31 und 32 umfassen. Das Ausgangssignal der Transistoren 21 und 22 des ersten Differenzverstärkers 2 wird an die Transistoren 31 und 32 des zweiten Differenzvcrstär- '5 kers 3 gegeben. Ein fotoelektrisches Bauelement 5 nimmt das von einem zu fotografierenden Objekt kommende Licht auf. Obwohl das hier gezeigte Ausführungsbeispiel als fotoelektrisches- Bauelement einen Fotowiderstand, wie z. B. einen Kadmiumsulfid- *° Widerstand, benutzt, kann selbstverständlich auch ein spannungsänderndes Fotoelement, wie z. B. eine Silizium-Blauzelle benutzt werden. Bei einer die Objekthelligkeit durch die Aufnahmeoptik hindurch messenden Kamera erhält das fotoelektrische Bauelement 5 das durch die Blende 10 gelangende Licht. Wird die Objekthelligkeit dagegen nicht durch das Aufnahmeobjektiv gemessen, wird der vom Servomotor 1 betätigten Blende 10 eine weitere Blende zugeordnet, die vor dem fotoelektrischen Bauelement 5 angeordnet ist. Der Fotowiderstand 5 ist in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 6 geschaltet. Der einstellbare Widerstand 6 wird so eingestellt, daß er an die Schallung zur Ermittlung des Belichtungswerts erforderliche Faktoren, wie z. B. die Filmempfindlichkeit, abgibt. Die Serienschaltung aus dem Fotowiderstand 5 und dem einstellbaren Widerstand 6 ist über eine Spannungsquelle 4 geschaltet. Eine Serienschaltung aus zwei Widerständen 7 und 8 ist ebenfalls über die Spannungsquelle 4 geschaltet. Außerdem ist der Schleifkontakt 60 des einstellbaren Widerstands 6 mit dem Verbindungspunkt der zwei Widerstände 7 und 8 über den ersten Differenzverstärker 2 verbunden, so daß der die Verstimmung der Brückenschaltung angebende Strom als Eingangssignal des ersten Differenzverstärkers 2 entnommen werden kann. Im einzelnen ist der Schleifkontakt 60 des einstellbaren Widerstands 6 mit dem Eingangsanschluß 21a des Transistors 21 und der Verbindiingspunkt 78 zwischen den Widerständen 7 und 8 mit dem Eingangsanschluß 22a des Transistors 22 des ersten Differenzverstärkers 2 verbunden. Auf diese Weise wird aus dem Fotowiderstand 5, dem einstellbaren Widerstand 6 und den zwei Widerständen 7 und 8 eine Brückenschaltung gebildet, deren Diagonalspannung von dem ersten Differenzverstärker 2 verstärkt wird. Das Ausgangssignal des ersten Differenzverstärkers wird von dem zweiten Differenzverstärker 3 weiter verstärkt. Das Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers 3 wird zur Betätigung des Servomotors 1 mit Hilfe der Leistungsverstärker 11 und 12 benutzt, und die Blende 10 der Kamera wird von diesem gesteuert.

Andererseits gelangt das Ausgangssignal des fotoelektrischen Bauelements 5 in eine Bremsschaltung finden Servomotor, die eine Differenzierschaltung 51, einen Differenzverstärker 52, eine Signalsteuerschaltung 53 zum Erzeugen eines negativen Ausgangssignals zum Bremsen des Servomotors 1 und einen Verstärker 54 zur Weitergabe des negativen Signals in den ersten Differenzverstärker 2 aufweis). Die Differenzierschaltung 51 weist einen Kondensator 511 und einen Widerstand 512 auf und ist mit dem Verbindungspunk! 56 des fotoelektrischen Bauelements 5 und des einstellbaren Widerstandes 6 verbunden, so daß das Ausgangssignal des fotoeleklrischen Bauelements 5 von dieser differenziert werden kann. Das differenzierte Ausgangssignal der Differenzierschaltung 51 wird an den Differenzverstärker 52 gegeben, der zwei Feldeffekt-Transistoren 521 und 522, zwei mit den Drain-Elektroden 521a und 522.Ϊ der Feldeffekt-Transistoren verbundene Widerstände 523 und 524 und einen zwischen die Drain-Elektroden geschalteten Kondensator 525 aufweist. Ein die Änderungsgröße des Ausgangssignals des fotoelektrischen Bauelements 5 angebendes Signal wird von der Differenzierschaltung 51 erhalten und mit dem Differenzverstärker 52 verstärkt. Der Kondensator 525 wird zum Beseitigen von hochfrequentem Rauschen benutzt. Da die Änderungsgröße des Ausgangssignals des fotoeleklrischen Bauelements 5 manchmal positiv und manchmal negativ sein kann, in Abhängigkeit, ob die von dem fotoelektrischen Bauelement 5 empfangene Lichtmenge zunimmt oder abnimmt, wird das die negative oder positive Änderungsgröße angebende Ausgangssignal in ein immer negatives Signal durch die Signalsteuerschaltung 53 umgewandelt, die Transistoren 531 und 532 und Dioden 533 und 534 aufweist. Zwei Ausgangssignalc entgegengesetzter Phasenlage des Differenzverstärkers 52, die an den Drain-Elektroden 521a und 522,-i der Feldeffekt-Transistoren 521 und 522 abnehmbar sind, werden von den Transistoren 532 und 531 jeweils verstärkt und von den Dioden 534 und 533 erfaßt und als negatives Ausgangssignal abgegeben. Das negative Ausgangssignal der Signalsteuerschaltung 53 wird von einem Transistor 541 des Verstärkers 54 verstärkt und an den Emitter 23 des ersten Differenzverstärkers 2 gegeben. Auf diese Weise wird der Emitterstrom des ersten Differenzverstärkers 2 von dem negativen Ausgangssignal des Verstärkers 54 gesteuert, das die Änderungsgröße des Ausgangssignals des fotoelektrischen Bauelements 5, d. h. die Änderungsgröße der Objekthelligkeit, angibt. Demzufolge wird der Servomotor 1 von dem die Änderungsgröße der Objekthelligkeit angebenden Ausgangssignal gebremst und daher mit einer besseren Stabilität und ohne Schwingen um den Abgleichpunkt der Brücke betrieben.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung an Hand der Fig.1 und 2 erläutert. Wächst der Fotostrom des fotoelektrischen Bauelements 5 an, so nimmt auch der durch den Feldeffekt-Transistor 521 und den Widerstand 523 fließende Strom zu, worauf das Potential an der Drain-Elektrode 521a abfällt und das Potential an der Drain-Elektrode 522a ansteigt. Der durch Transistor 531 fließende Strom nimmt daher zu, während der durch den Transistor 532 fließende Strom abnimmt, wodurch das Potential am Kollektor 531a entsprechend fällt und das Potential am Kollektor 532a entsprechend ansteigt. Es ist einzusehen, daß die Arbeitsweise der Schaltung umgekehrt ist, wenn der Folostrom des fotoelektrischen Bauelements 5 abnimmt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Potential an Punkten S und 7" über dem mit dem Emitter des Transistors 541 verbundenen Widerstand 542 so bestimmt, daß der Arbeitspunkt auf dem gekrümmten Teil iWder Kennlinie 530 der Dioden 533 und 534 liegen kann. Die Größe der Änderung Δh des durch die Diode

534 fließenden Stroms wird daher größer als die Größe der Änderung Al\ des durch die Diode 533 fließenden Stroms, wenn der durch den Transistor 531 fließende Strom im Vergleich zu dem durch den Transistor 532 fließenden Strom ansteigt. Durch die Differenz zwischen den beiden Größen der Änderung Ah-Ah der durch die Dioden 533 und 534 fließenden Ströme wird der Transistor 541 so angesteuert, daß sein Kollektor- «uroin ansteigt. Durch das Ansteigen des Kollcktorsiroms des Transistors 541 wird das Potential über dem mit dem Emitter 23 des ersten Differenzverstärkers 2 verbundenen Widerstand 24 angehoben und der Emitterstrom des ersten Differenzverstärkers 2 dadurch gesteuert. Die Verstärkung des Differenzverstärkers 2 wird dadurch verringert, um den Servomotor 1 abzubremsen. Es ist einzusehen, daß das Ausgangssignal des Transistors 541 des Verstärkers 54 an den Emitter 33 des /weiten Differenzverstärker 3 gegeben werden kann, um die gleiche Bremswirkung auf den Servomotor 1 auszuüben, wenn das Ausgangssignal des Transislors 541 umgekehrt wird.

Es isi einzusehen, daß die Brcmsstärke auf den Servomotor 1 geändert werden kann, um eine optimale ίο Bremswirkung in bezug auf die Mechanik der Blende durch Änderung der Zeilkonstante der Differenzierschaltung 51 durchzuführen, die durch die Kapazität des Kondensators 511 und den Widersland des Widerstands 512 bestimmt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

VW

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Automatische Belichtungssteuerung für eine Kamera, deren Blende von einem Servomotor betütigt ist, der vom Abgleichsignal einer ein fotoelektrisches Bauelement enthaltenden Brückenschaltung betätigbar ist, mit einem ersten Transistorverstärker und einer ein Differenzierglied und einen zweiten Verstarker aufweisenden Bremsschaltung, deren Ausgangssignal an den ersten Transistorverstärker zurückgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied (51) zum Differenzieren des Ausgangssignals direkt mit dem fotoelektrischen Bauelement verbunden ist und daß der Ausgang des zweiten Verstärkers (54) so mit dem ersten Transistorverstärker (2,3) verbunden ist, daß sein Emitterstrom vom die Änderungsgröße der Objekthelligkeit darstellenden Ausgangssignal des zweiten Verstärkers (54) gesteuert ist.

2. Belichtungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsschaltung (52,53,54) eine Signalsteuerschaltung (53) aufweist, die zwischen die Differenzierschaltung (51) und den zweiten Verstärker (54) zur Umformung des positiven Ausgangssignals in ein negatives Ausgangssignal gleicher absoluter Größe geschaltet ist.

3. Belichtungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistorverstärker (2, 3) ein von einem Paar von Transistoren (21, 22; 31, 32) gebildeter Differenzverstärker ist, deren Emittern als das zu verstärkende Eingangssignal das Ausgangssignal des zweiten Verstärkers zugeführt ist.