DE2410959B2

DE2410959B2 - Belichtungssteuerschaltung fuer eine kamera

Info

Publication number: DE2410959B2
Application number: DE19742410959
Authority: DE
Inventors: Soichi Machida Tokio; Isobe Yasuo Kawasaki; Ito Fumio; Ito Tadashi; Yokohama; Kanagawa; Nakamoto (Japan)
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1973-03-07
Filing date: 1974-03-07
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DE2410959C3; US4245900A; DE2410959A1; DE2462472A1; DE2462472C2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Belichtungssteuerschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1; insbesondere betrifft sie eine elektronische Belichtungssteuerschaltung für eine Spiegelreflexkamera zur automatischen Einstellung der Blendenöffnung abhängig von der gemessenen Helligkeit und der voreingestellten Belichtungszeit.

Es ist bereits eine Belichtungssteuerschaltung vorgeschlagen worden (DT-OS 23 19167), bei welcher abhängig von der gemessenen Helligkeit und abhängig von der voreingestellten Verschlußgeschwindigkeit bei einem Belichtungsvorgang die Blendenöffnung automatisch eingestellt wird. Bei dieser Einrichtung entstehen jedoch Schwierigkeiten, wenn Verschlußzeit und Helligkeit so gegeben sind, daß über die maximale oder minimale Blendenöffnung eines verwendeten Kameraobjektivs hinausgegangen werden müßte. Dieses Problem soll gemäß dem älteren Vorschlag dadurch gelöst werden, daß der Unterschied zwischen dem für einen einwandfreien Betrieb erforderlichen Blendenwert und des maximalen oder minimalen Blendenöffnungswertes eines Kameraobjektivs zu dem Wert der vorher ausgewählten Verschlußgeschwindigkeit hinzuaddiert wird.

Hierbei besteht im besonderen der Nachteil, daß die Grenzwerte der tatsächlichen Blendenöffnung nicht do gewählt weiden können, so daß diese entweder auf den maximalen oder den minimalen Wert eingestellt werden, wenn der berechnete Blendenwert über diesen Werten liegt, und daß durch das so eingestellte Objektiv die Aufnahmen gemacht werden müssen. <>s

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Belichtungssteuereinrichtung zu schaffen, bei welcher die Blendenöffnung durch die ausgewählte Verschlußzeit und die Helligkeit eines aufzunehmenden Gegenstandes automatisch eingestellt wird und bei welcher sich die Grenzwerte der einzustellenden Blendenöffnung einstellen lassen, wobei auch bei extremen Belichtungsverhältnissen eine einwandfreie Belichtung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird mit der Belichtungssteuereinrichtung für eine Kamera gemäß dem Oberbegriff des Anspruches durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil dieses Anspruches gelöst.

Bei der Belichtungssteuereinrichtung nach der Erfindung ist also ein Vergleichssignalgenerator zur Speicherung der der Grenzwerte der Blendenöffnung entsprechenden Informationen sowie ein Komparator vorgesehen, welcher das von dem Signalerzeugungsschaltkreis entsprechend der gemessenen Helligkeit und der eingestellten Belichtungszeit ermittelte Blendensteuersignal mit dem der Grenzwertinformation des Vergleichssignalgenerators entsprechenden Signal vergleicht, und ein Steuersignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen den beiden Signalen einen vorbestimmten Wert, z. B. 0, erreicht, das einen Sperrkreis und einen Verknüpfungskreis derart steuert, daß die Weitergabe von Impulsen zur Blendeneinstellung an den Zwischenspeicherkreis unterbunden und der Inhalt der Speichereinrichtung zum Belichtungszeitablauf entsprechend der Grenzblende verändert wird.

Einzelheiten der Erfindung und ihre Vorteile werden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen beschrieben.

In dem in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbild ist ein veränderlicher Widerstand 1 zum Einstellen der Filmempfindlichkeit, ein fotoelektronisches Bauelement 2, wie beispielsweise ein CdS-Element, ein Sperrschichtelement od. dgl. zur Aufnahme des Lichts von einem Gegenstand und zur Abgabe eines Fotostroms und ein Operationsverstärker 3 vorgesehen, an welchen der Ausgang des fotoelektrischen Elements angeschlossen ist. Eine Diode 4 mit einer Kompressionskennlinie ist zwischen einem Eingangsanschluß und dem Ausgangs»· anschluß des Operationsverstärkers 3 geschaltet; zum Einstellen der Belichtungs- bzw. Verschlußzeit ist ein veränderlicher Widerstand 5 vorgesehen. Ein zweiter Operationsverstärker 6 ist an den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 3 und den veränderlichen Widerstand 5 angeschlossen. Ferner ist ein Bezugssignalgenerator 7 sowie ein Vergleicher S vorgesehen, um die Ausgänge des Operationsverstärkers 6 und des Bezugssignalgenerators 7 zu vergleichen und um einen Impuls mit einer Impulsdauer zu erzeugen, welche der erforderlichen Dauer entspricht, bis die Ausgänge des Operationsverstärkers 6 und des Generators 7 übereinstimmen. Bei einem Taktimpulsgenerator 9 kann die Schwingungsfrequenz geändert werden. Am Ausgang eines UND-Gliedes wird eine Anzahl Impulse erzeugt, welche dem richtigen Blendenwert entspricht. Ferner sind ein UND-Glied 11 und ein Vergleichssignalgenerator 12 vorgesehen, in welchem der Grenzblendenwert bzw. die maximale Blendenöffnung einer Kamera gespeichert ist. Wenn beispielsweise die maximale Blendenöffnung einer Kamera F = 1,4 ist, dann wird eine Impulszahl, welche diesem Blendenwert entspricht, in dem Register gespeichert. Zum Vergleichen der Ausgänge des UND-Gliedes 10 und des Vergleichssignalgenerators 12 ist ein Komparator 13 vorgesehen, der beispielsweise als Vorwärts-Rückwärtszähler ausgebildet ist. Wenn der Ausgangswert des UND-Gliedes 10 größe^r ist als der des Generators 12, dann wird der

Ausgang des Komparator 13=1. Abhängig vom Ausgangswert des Komparator 13 wird ein aus einem NICHT-Glied 14 und einem UND-Glied 11 bestehender Sperrkreis und ein aus einem UND-Glied 15 und einem ODER-Glied 18 bestehender Verknüpfui gskreis in s noch zu beschreibender Weise gesteuert Dabei wird am NICHT-Glied 14 der an ihm anliegende Eingang umgekehrt. Der Ausgang dieser Schaltung ist mit dem anderen Eingang des UND-Gliedes 11 verbunden. Die von dem UND-Glied 10 erzeugten Ausgangsimpulse gehen durch das UND-Glied 15 hindurch, wenn der Ausgang des Komparator 13=1 wird. Ein Impulsgenerator 16 erzeugt einen Impuls mit einer Impulsdauer, welche der durch Einstellen der Verschluß- oder Belichtungszeit entsprechenden Information entspricht und durch den Widerstand 5 gebildet ist.

Ein UND-Glied 17, dem das ODER-Glied 18 nachgeschaltet ist, hat eine ähnliche Funktion wie das vorerwähnte UND-Glied 10.

Ein Zwischenspeicherkreis 19 ist mit dem UND-Glied 11 verbunden. Mittels eines Digital-Analog-Umsetzers 20 wird bei Anliegen des Stromes, welcher der Anzahl der Impulse des Registers 19 entspricht, eine Umsetzung durchgeführt. Ein veränderlicher Widerstand 21 wird zusammen mit einem Blendenantriebsmechanismus 22 einer Kamera verändert. Ein Vergleichcr 23 vergleicht die Ausgänge des Digital-Analog-Umsetzers 20 und des veränderlichen Widerstandes 21 und erzeugt einen Impuls, wenn die beiden Ausgangswerte übereinstimmen. Eine Schalteinrichtung 24, beispielsweise eine Schmitt-Schaltung, weist einen Ausgangszustand auf, welcher durch den Ausgang des Vergleichers invertiert ist. Zur Sperrung oder Verriegelung des Blendenantriebsmechanismus ist ein Elektromagnet 25 vorgesehen, welcher durch die Schalteinrichtung 24 erregt wird. Die Widerstandswerte der beiden veränderlichen Widerstände 5 und 21 ändern sich entsprechend dem eingestellten Wert logarithmisch. Mit dem Zwischenspeicherkreis 19 ist ein Schrittschaltmotor 26 verbunden, welcher an ein Blendenantriebsteil 27 angeschaltet ist.

Der Ausgang des ODER-Gliedes 18 ist mit einer Anzahl UND-Gliedern 28 bis 33 verbunden. Die Ausgänge der UND-Glieder 28 bis 33 sind mit den Einstellanschlüssen 5 einer Anzahl Flip-Flop-Schaltungen 34 bis 38 verbunden. Die Rückstellanschlüsse R dieser Schaltungen 34 bis 38 sind jeweils an die Ausgänge eines Binärzählers 39 angeschlossen, an welchen 2°, 2¹... 2"-¹ anliegt. Der Ausgangsanschluß Q jeder der Schaltungen 34 bis 38 ist jeweils an das UND-Glied der nächsten Stufe geschaltet, während die Ausgangsanschlüsse Q am Eingang eines UND-Gliedes 40 anliegen. Die Verschluß- bzw. Belichtungssteuerschaltung 41, beispielsweise eine Schmitt-Schaltung, wird durch den Ausgang der Schaltung 40 betätigt und durch deren Ausgang wird mittels eines Magneten 42 ein Element zum Schließen des Verschlusses betätigt. Von einem Bezugsimpulsgenerator 44 wird über einen Schalter 43 ein Bezugsimpuls an den Eingangsanschluß CL des Binärzählers 39 angelegt; ein Rüokstellschalter do 25 ist mit dem Rückstelleingang R verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 33 ist an eine einen Überlauf anzeigende Lampenschaltung 50 angeschlossen, während die Ausgänge Q und Q jeder Flip-Flop-Schaltung über UND-Glieder 51 bis 54 mit Anzeige-Lampenschal- (>·, tungen 46 bis 49 verbunden sind.

Im folgenden wird nunmehr die Arbeitsweise dieser Schaltungsanordnung beschrieben. Im Anfangszustand, in welchem noch kein Ausgangsimpuls von dem ODER-Glied 18 anliegt, sind die Flip-Flop-Schaltungen 34 bis 38 alle zurückgestellt und ihre Ausgänge sind so_ eingestellt, daß der Ausgang Q »0« und der Ausgang Q »I« ist. Wenn eine nicht dargestellte Belichtungszeit-Wilhlscheibe einer Kamera gedreht wird, um sie auf eine gewünschte Belichtungszeit einzustellen, wird hiermit gleichzeitig ein der Belichtungszeit entsprechender Wert an dem Widerstand 5 eingestellt. Da die Filmempfindlichkeit schon vorher an dem Widerstand 1 eingestellt worden ist, liegt eine Spannung, welche der Filmempfindlichkeit und der Gegenstandshelligkeit entspricht am Ausgang des Operationsverstärkers 3 an. Infolgedessen entspricht der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 6 dem richtigen Blendenwert. Hierbei ist der Ausgang des Verstärkers 6 logarithmisch komprimiert, da die Diode 4 und der Widerstand 5, deren Widerstandswerte sich logarithmisch andern, verwendet sind. Wenn ein in der Zeichnung nicht dargestellter Schalter zum Einleiten der Belichtungsmessung eingeschaltet wird, liegt eine linear ansteigende Wellenform, wie beispielsweise eine Sägezahn-Wellenform am Ausgang des Generators 7 an; gleichzeitig wird der Ausgang des Vergleichers 8 1. Wenn die Ausgangsspannung des Generators 7 zunimmt und gleich dem Ausgang des Verstärkers 6 wird, wird der Ausgang des Vergleichers 8 wieder 0. Hierdurch liegt nacheinander eine Anzahl Impulse, welche gleich der Anzahl Impulse von dem Generator 9 ist, der eingeschaltet wird, solange der Ausgang des Vergleichers 8=1 ist, am Ausgang des UND-Gliedes 10 an. Diese Anzahl Impulse wird nacheinander über das UND-Glied 11 in dem Register 19 gespeichert. Andererseits liegt eine Anzahl Impulse, welche der eingestellten Verschluß- bzw. Belichtungszeit entspricht, nacheinander am Ausgang des UND-Gliedes 17 an, und dessen Impulszug wird an den Ausgang des ODER-Glieds 18 übertragen.

Die erste 1 (der erste Impuls) des Ausgangsimpulszuges geht durch das UND-Glied 28 hindurch und liegt am Einstelleingang S'des Flip-Flops 34 an; der Ausgang des UND-Glieds 288 ist an dem Ausgang Q in »1« und an dem Ausgang Q »Q« invertiert. Wenn der nächste Ausgangsimpuls (der zweite Ausgangsimpuls) abgegeben wird, wird das UND-Glied 29 durch diesen Impuls und den impuls »1« vom Eingang Q des Flip-Flops 34 angeschaltet, und der zweite Impuls liegt an dem Einstelleingang S des Flip-Flops 35 an. Hierdurch wird das Flip-Flop 35 umgeschaltet^und sein Ausgang C? wird »1«, während sein Ausgang Q »0« wird. Infolgedessen werden somit durch jeden Ausgangsimpuls der ODER-Schaltung die Flip-Flop-Schaltungen ihrerseits in der Reihenfolge 34, 35, ... gesetzt, und zwar so viele Flip-Flop-Schaltungen, wie der Anzahl Ausgangsimpulse entspricht. Hierbei sind die Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen, welche entsprechend der Anzahl der Ausgangsimpulse von dem ODER-Glied 18 gesetzt worden si_nd,derart, daß am Ausgang Qeine»l«undam Ausgang Q eine »0« anliegt, leder der Q-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen liegt am Eingang des UND-Gliedes 40 an, daß die Verschluß- bzw. Belichtungszcitstcuerschaltung41 durch deren Ausgang gesteuert wird und den Magneten 42 erregt. Wenn jedoch der (^-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung, welche durch den Ausgangsimpuls des ODER-Glieds 18 gesetzt ist, »0« ist, wird das UND-Glied 40 abgeschaltet, und gibt kein Steuersignal an die Steuerschaltung 41 ab.

Als nächstes wird der Binär/.ähler 39 beispielsweise

mittels des Schalters 45 zurückgestellt, der beim Filmaufspulen kurzzeitig von dem Anschluß a zum Anschluß b umgeschaltet wird. Infolgedessen liegt in diesem Zustand kein Signal für den Rückstelleingang R jeder Flip-Flop-Schaltung an jedem Ausgang des Zählers an. Wenn ein in der Zeichnung nicht dargestellter Verschlußauslöseknopf um eine Stufe gedrückt wird, liegt der gespeicherte Impuls am Ausgang des Registers 13 an, und der Impuls wird durch den Digital-Analog-Umsetzer 20 in einen Strom gesetzt, der proportional der Impulszahl ist, und wird an den Eingang des Vergleichers 23 angelegt. Gleichzeitig wird das Blendenantriebselement betätigt, um die Blende einzustellen bzw. »abzublenden«. Wenn das Blendcnantriebselement betätigt wird, wird hiermit zusammen der veränderliche Widerstand 21 verändert und der Strom, welcher der Drehung der Blende entspricht, liegt an einem der Eingangsanschlüsse des Vergleichers 23 ab. Wenn der Ausgangsstrom des Digital-Analog-Umsetzers 20 und der mittels des veränderlichen Widerstands 21 erzeugte Ausgangsstrom übereinstimmen, wird von dem Vergleicher 23 ein Impuls erzeugt und der Magnet 25 erregt. Hierdurch ist dann das Blendcnantriebselement verriegelt. Das heißt, es ist immer auf einen gewünschten Blendenwert eingestellt. Wenn der Verschlußauslöseknopf weiter nach unten in die zweite Stufe gedrückt wird, wird dadurch der vordere Verschlußvorhang ausgelöst. Der Schalter 43 wird zu der gleichen angeschaltet, zu der sich der vordere Verschlußvorhang zu bewegen beginnt; von dem Bezugsimpulsgenerator 44 wird dann ein Impuls mit vorbestimmter Periode an den Binärzählcr 39 angelegt. Wenn beispielsweise die Periode des Bezugsimpulses als I mS ('/looo Sek.) gewählt ist, wird das Rückstellsignal an den ersten Bitausgang 2° des Binärzählcrs in '/ιοοο Sek. erzeugt, nachdem sich der vordere Verschlußvorhang zu bewegen beginnt; es liegt dann an dem Rückstcllcingang der Flip·Flop-Schallung 34 an, um diese zurückzusetzen. Hicrd_urch wird der Ausgang (?in »Q« und der Ausgang Q in »I« invertiert. Das Rückstcllsignal wird danach an den Rückstclleingang der Flip-Flop-Schaltiing in der Weise angelegt, daß der zweite Bitausgang 2¹ des Biniirzilhlers nach ViwKi χ 2 ='/5(X) Sek. und der dritte Biteingang 2² nach '/uxxix 2² = '/25o Sek. angeschaltet wird. Wenn daher vier Ausgungsimpulsc von dem ODER-Glied 14 anliegen, werden die Schallungen 34 bis 37 eingestellt, und die Flip-Flop-Schaltungen in den einzelnen Stufen sind danach zurückgestellt. Wenn in diesem Zusiand die Flip-Flop-Schaliungcn 34 bis 37 CFFl bis FF4) ihrerseits in vorbestimmten Intervallen durch den Ausgang des Binürzählers zurückgestellt werden, trägt die Zeit, die für das vierte Bit 2^] des Zühlcrs zum Zurückstellen der Schaltung 37 erforderlich ist, '/ioüox 2³-'/i23 Sek., nachdem sich der Verschluß zu bewegen beginnt; zu diesem Zeitpunkt ist das UND-Glied 40 angeschaltet und der Magnet 42 wird durch die Steuerschaltung 41 betätigt, um den Verschluß

zu schließen; auf diese Weise ist eine Belichtung mit einer Belichtungszeit von '/125 Sek. durchgeführt worden.

Wie anhand der Erfindung erläutert worden ist, ist eine solche arithmetische, digitale Information (die Anzahl Impulse von dem UND-Glied) welche mittels der logarithmisch komprimierten Information (dem Ausgang des Verstärkers 6) erhalten wird, durch eine Binärzählerschaltung gedehnt, und dadurch eine Verschluß- bzw. eine Belichtungszeitreihe ('/ιοοο Sek., '/500 Sek., '/250 Sek 1,2,4...) erhalten worden.

Ferner können UND-Glieder 51 bis 54 an dem (^-Ausgang an der vorderen Stufe der Flip-Flop-Schaltung und an dem Q-Ausgang an der letzten Stufe vorgesehen sein, wie in der Fig.) dargestellt ist, um über ihre Ausgänge die Lampenansleuerschaltungen 46 bis 49 anzusteuern, um dadurch vorher mit einer Lampe digital eine Verschluß- oder Belichtungszeit anzuzeigen. Es ist auch · möglich, die Beleuchtungsfarbe der Anzeigelampe zu ändern, um dadurch die Kennzeichnung einer langen und kurzen Belichtungszeit zu erleichtern.

Wenn die von dem UND-Glied 10 erhaltene, digitale Blendcnwertinformation größer ist als der Grenzblendenwcrt der Kamera bzw. die maximale Blendenöffnung, arbeitet die Schaltung wie unten beschrieben wird. Wenn der Grenzblendenwert des Registers 12 in den Vcrglcicher 13 eingegeben wird, wenn der Impuls von dem UND-Glied abgegeben wird, wird der Inhalt des Vergleichen 13 nacheinander durch den Impuls vermindert, und wenn der Inhalt des Vergleichers 13 0 wird, wird der Ausgang des Vergleichen 13 1. Hierdurch wird das UND-Glied 11 gesperrt und gleichzeitig wird das UND-Glied 15 geöffnet; dadurch wird ein Impuls von dem UND-Glied über das ODER-Glied 18 an die Flip-Flop-Schaltungen angelegt, die ihrerseits entsprechend der Anzahl Impulse eingestellt werden.

Da andererseits, wie oben ausgeführt,das UND-Glied 11 gesperrt ist, wird die Impulsanzahl, welche dem Grcnzblendenwert bzw. der maximalen Blendenöffnung entspricht, in dem Register 19 gespeichert. Wenn dann der Verschlußauslöseknopf in die zweite Stufe gedrückt wird, wird die Blendenöffnung auf den Grenzblcndcnwcrt abgeblendet, und der Verschluß wird für eine Zeitdauer geöffnet, die dem hierdurch erhaltenen Blcndcnwcrt entspricht. Das heißt, die Schaltung gemäß der Erfindung ist so ausgelegt, daß, wenn die Belichtungszeit vorher eingestellt wird und die Blende durch einen Impuls gesteuert wird, welcher der eingestellten Belichtungszeit entspricht und wenn die Blende auf den vorgeschriebenen Wert eingestellt ist und der Blcndenwcrt gleichzeitig den Grenzwert erreicht, die Impulsspcichereinrichtung, welche die eingestellte Belichtungszeit speichert, zurückgestellt wird, um die Verschlußzeil zu lindern. Auf diese Weise kann die richtige Belichtung über einen sehr großen Helligkeitsbereich ohne Irgendeinen manuellen Eingriff erhalten werden; die Schaltung Ist somit sehr wirksam.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Belichlungssteuereinrichtung für eine Kamera zur automatischen Einstellung der Blendenöffnung ab- s hängig von der gemessenen Helligkeit und der voreingestellten Belichtungszeit, welche in einem digital arbeitenden Speicherkreis gespeichert ist, mit einem Signalerzeugungsschaltkreis zur Erzeugung der Blendenöffnungsinformation in Form einer Impulsfolge, die einem Zwischenspeicherkreis zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vergleichssignalgenerator (12) zur Speicherung der der Grenzwerte der Blendenöffnung entsprechenden Informationen sowie ein Komparator (13) is vorgesehen ist, welcher das von dem Signalerzeugungsschaltkreis (1 bis 10) entsprechend der gemessenen Helligkeit und der eingestellten Belichtungszeit ermittelte Blendcnsteuersignal mit dem der Grenzwertinformation des Vergleichssignal- 2u generators (12) entsprechenden Signal vergleicht, und ein Steuersignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen den beiden Signalen einen vorbestimmten Wert, z. B. 0, erzeugt, das einen Sperrkreis (14, 11) und einen Verknüpfungskreis (15,18) derart steuert, daß die Weitergabe von Impulsen zur Blendeneinstellung an den Zwischenspeicherkreis (19) unterbunden und der Inhalt der Speichereinrichtung (28 bis 38) zum Belichtungszeitablauf entsprechend der Grenzblende verändert wird.