DE2422230B2

DE2422230B2 - Verschlussteuerschaltung fuer eine photographische kamera

Info

Publication number: DE2422230B2
Application number: DE19742422230
Authority: DE
Inventors: Sadao Sagamihara Kanagawa Muramatsu (Japan)
Original assignee: Yashica Co Ltd
Current assignee: Yashica Co Ltd
Priority date: 1973-05-11
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE2422230A1; US3962708A; JPS5332701B2; JPS503336A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschlußsteuerschaltung für eine photographische Kamera, mit einer Gleichstromquelle, einem photoelektrischen Element, das einen Photostrom in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit erzeugt, einem mit zwei Eingängen an dem photoelektrischen Element liegenden Operationsverstärker, wobei eine erste Impedanz mit einem Anschluß an den einen Eingang des Operationsverstärkers angeschaltet und in den den Photostrom führenden Stromzweig eingeschaltet ist, und wobei eine zweite Impedanz zwischen einem negativen Pol der Gleichstromquelle und dem zweiten Eingang des Operationsverstärkers angeordnet ist, ferner mit einer vom Ausgang zum zweiten Eingang des Operationsverstärkers verlaufenden Rückkopplungsschleife, die einen Rückkopplungsstrom durch die zweite Impedanz leitet, und einen Integrierkondensator enthält, einem mit dem Kameraverschlußauslöser gekuppelten Schalter, der bei Betätigung des Verschlußauslösers die Integration des Rückkopplungsstroms im Integrierkondensator auslöst,

ίο und einer den Kameraverschluß bei Erreichen einer Spannungsschwelle am Integrierkondensator schließenden Triggerschaltung, die an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschaltet ist.
Übliche Verschlußsteuerschaltungen für photographische Kameras, und zwar insbesondere solche, die unter normalen Heiligkeitsbedingungen die Zeit genau den Helligkeitswerten entsprechend bemessen, arbeiten in der Regel unzuverlässig oder versagen sogar bei ungewöhnlich geringen Objekthelligkeiten. Die meisten

bekannten Verschlußsteuerschaltungen sind nicht in der Lage, einen Schließbefehl selbständig zu entwickeln, wem aie Objekthelligkeit unter einen vorgegebenen Wert entsprechend einer relativ langen Verschluß-Öffnungszeit absinkt. Bei versehentlicher Betätigung des Auslösers bei abgedecktem Objektiv oder ungewöhnlich schlechten Lichtverhältnissen werden diese Verschlüsse daher unter relativ hohem Energieverbrauch über Undefinierte Zeiten offengehalten.

Aus der US-PS 36 90 230 ist eine Verschlußsteuerschaltung ähnlich derjenigen gemäß eingangs genannter Art bekannt, bei der eine Verschlußzeitbemessung auch bei ungewöhnlich schlechten Lichtverhältnissen oder bei abgedecktem Objektiv erfolgt. Der Schließbefehl wird dadurch ausgelöst, daß das photoelektrische Element über einen diesem parallelgeschalteten Transistor bei Unterschreiten einer bestimmten Helligkeiisschwellle kurzgeschlossen wird. Die Zeit danach bis zum Schließen des Verschlusses ist jedoch bei der bekannten Schaltungsanordnung abhängig von den anderen Betriebsparametern, nämlich der Filmempfindlichkeit und der Blendeneinstellung, da diese Parameter erst hinter der eigentlichen Zeitbildungseinrichtung eingeführt werden. Entsprechend diesen Parametern können daher selbst bei abgedunkeltem Objektiv die öffnungszeiten in einem Bereich von 1 :1000 schwanken. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten Verschlußsteuerüchaliuiig liegt jedoch in der rnarigclridcr; Proportionalität der Verschlußzeitbemessung bei geringen Objekthelligkeiten, und zwar in dem Bereich, bei dem der dem photoelektrischen Element parallelgeschaltete Transistor noch nicht leitend gesteuert ist. Bei ungünstigen Lichtverhältnissen arbeitet daher die bekannte Verschlußsteuerschaltung ungenau und unzuverlässig. Gemäß DT-OS 20 52 848 wird die Belichtungszeit mit Hilfe einer zweiten Zeitgeberschaltung begrenzt, die einer üblichen, ein photoelektrisches Element aufweisenden Zeitbildungsschaltung parallel geschaltet und an diese über eine Diode angekoppelt ist. 1st die nach der Objekthelligkeit eingestellte Zeitkonstante der einen Zeitgeberschaltung größer als die feste Zeitkonstante der parallelgeschalteten Zeitgeberschaltung, so bestimmt allein letztere die Belichtungszeit, Auch bei dieser bekannten Schaltung ist die Belichtungszeit selbst bei Ausschaltung des photoelektrischen Elements abhängig von der Filmempfindlichkeit und der Blendenöffnung und kann demzufolge in weiten Grenzen schwanken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verschlußsteuer-

schaltung zur Verfugung zu stellen, die bei sehr genau helligkeitsabhängiger Verschlußzeitbemessung im normalen Helligkeitsbereich eine definierte Zeitbildung zuverlässig auch dann herbeiführt, wenn die Objekthelligkeit unter den Normalbereich absinkt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, ausgehend von einer Verschlußsteuerschaltung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch, daß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers eine Konstantstromschal tung verbunden ist, deren Anordnung so getroffen ist, daß der von ihr gelieferte Strom klein gegenüber dem Ausgangsstrom des Operationsverstärkers ist und diesem zur Bildung des dem Photostrom proportionalen Rückkopplungsstroms- überlagert ist, so daß die Verschlußzeit unter normalen Helligkeitsbedingungen von dem dem Photostrom proportionalen Rückkopp lungsstrom und bei geringer Objekthelligkeit von dem kleinen Konstantstrom der Konstantstromquelle bestimmt ist. Erfindungsgemäß wird also durch die bestimmte Anordnung der Konstantstromschaltung dafür gesorgt, daß der RückUopplungsschleife und damit auch der Schließeinrichtung mindestens der relativ kleine Konstantstrom zugeführt wird, durch den der in der Rückkopplungsschleife befindliche Kondensator aufgeladen werden kann, wenn der Verschlußauslöser unter extrem ungünstigen Lichtverhältnissen betätigt worden ist. Da der Konstantstrom vergleichsweise sehr gering ist und linear dem Verstärkerausgangsstrom überlagert wird, ist die Beeinflussung der Zeitb'ldung unter normalen Objekthelligkeitsbedingungen unwesentlich. Außerhalb des normalen Helligkeitsbereichs ist die Verschlußzeit genau definiert, und zwar unabhängig von der Blendeneinstellung vid der Filmempfindlichkeit, da diese beiden Betriebsparameter als Vorspannung für das photoelektrische Element vor dem Operationsverstärker in die Schaltung eingeführt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verschlußsteuerschaltung und

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Verschlußzeit und der Objekthelligkeit bei der Verschlußsteuerschaltung gemäß F i g 1.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der neuen Ycrjch'ußjteuerschciUüP.^ ist in Fi^. 1 dsr^estelh; s'c weist einen Operationsverstärker OP und ein zwischen den Eingangsanschlüssen /M und IN₂ des Operationsverstärkers OP liegendes photoelektrisches Element PD auf. Ferner ist eine Diode D] vorgesehen, deren Anode mit dem ersten Eingangsanschluß /Λ/, des Operationsverstärkers OP und deren Kathode mit dem negativen Pol einer Konstantstromquelle RV verbunden sind. Eine andere Diode D₂ ist anodenseitig mit dem zweiten Eingangsanschluß IN₂ des Operationsverstärkers OPund kathodenseitig über eine ein informationssignal bezüglich der Blendenöffnung und der Filmempfindlichkeit einführende Einstellschaltung Λ V mit dem negativen Pol der Konstantstromquelle R V verbunden. Ein Integrierkondensator IC liegt in einer Rückkopplungsschleife zwischen dem Ausgang und dem ersten Eingang //V₁ des Operationsverstärkers OP, und ein Schalter SW ist zu dem Kondensator IC parallel geschaltet. Der Schalter SW ist mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Verschluüauslöseknopf der Kamera derart gekoppelt, daß bei Betätigung des Versehlußauslösers der Schalter SlVgeöffnet wird. Eine Triggerschaltung TR wird wirksam, wenn die Spannung am Integrierkondensator IC einen vorgegebenen Wert erreicht Ein Transistor Tr liegt mit seinem Kollektor am Ausgang des Operationsverstärkers OP, mit seinem

Emitter über einen Widerstand R\ an einem Pol einer in der Zeichnung nicht dargestellten Gleichstromquelle und mit seiner Basis über eine Serienschaltung aus einer Diode D₃ und einem Widerstand R₂ ^n der Gleichstromquelle sowie direkt am positiven Pol der Konstantstromquelle/?V.

Die oben beschriebene Verschlußsteuerschaltung arbeitet wie folgt. Wenn das photoelektrische Element PD Licht von einem Objekt aufnimmt, so fließt ein photoelektrischer Strom IL proportional zur Lichtintcnsität durch die Diode D₂ und erzeugt einen Spannungsabfall VD₂ entsprechend der folgenden Gleichung:

KD, -

IS

wobei /S den Sättigungsstrom der Diode und kT/q eine Konstante darstellen. Da das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPzu dessen ersten Eingang IN\ zurückgeführt ist, fließt ein Rückkopplungsstrom ID durch die Diode D, und erzeugt an der Diode D\ einen Spannungsabfall VDi entsprechend der folgenden Gleichung:

kT . ID _ni

VD₁ = - - In _■ . (2»

daher liegt die Summe der von der Einstellschaltung A V entwickelten Spannung VA und der Spannung VD: der Diode D₂, also VA + VD₂, am zweiten Eingang IN; des Operationsverstärkers OP, während die Spannung VDi über der Diode D-, am ersten Eingang IN\ ansteht. Der Operationsverstärker koppelt sein Ausgangssignal zur Diode D] zurück, so daß sich die folgende Beziehung ergibt:

VA + VD₂ = VD, . (3)

Demgemäß kann der Strom ID durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

ID = /Lexp. ?—-■

Diese Gleichung zeigt, daß der durch die Diode Di fließende Strom proportional zum photoelektrischen Strom IL ist und daß es möglich ist, durch Änderung der Ausgangsspannung VA der Einsteüschaltung A V den Rückkopplungsstrom ID auf einen beliebigen Wert einzustellen. Wenn der Verschlu3auslöseknopf unter öffnen des Schalters SW betätigt wird, fließt der Rückkopplungsstrom ID, wobei sich der lntegrierkondensator aufzuladen beginnt. Wenn die Spannung am Kondensator EC einen vorgegebenen Wert erreicht, wird die Triggerschaltung TR wirksam und schließt den Verschluß, wodurch die Belichtung beendet wird.

Die vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf günstige Lichtbedingungen, d. h. relativ hohe Objekthelligkeit. Wenn die Helligkeit unter eine bestimmte Grenze absinkt, entwickelt das photoelektrische Element PD keinen photoelektrischen Strom IL mehr, wodurch der Operationsverstärker OP ausgeschaltet wird. Daher sinkt der Ausgangsstrom /0 des Operationsverstärkers OP auf Null, worauf der Integrierkondensator IC durch einen über den Kollektor des Transistors Trfließenden geringen Strom /'aufgeladen wird. Wenn

die Spannung des Integrierkondensators IC einen vorgegebenen Wert erreicht, wird die Triggerschaltung TR wirksam und schließt den Verschluß unter Beendigung der Belichtung. Daher ist es selbst unter den Bedingungen bei geringer Helligkeit möglich, die Verschlußbetätigung mit genauen Belichtungszeiten zu steuern. Selbst wenn der Verschlußauslöseknopf unbeabsichtigt niedergedrückt wird, wird der Verschluß automatisch geschlossen, so daß eine Langzeitbelastung der Stromquelle verhindert wird. Unter diesen Bedingungen ist eine Verschlußzeit von etwa 16 Sekunden möglich.

Bei normalen Helligkeitsverhältnissen addiert sich der geringe Strom /' zum Ausgangsstrom k des Operationsverstärkers OP und bildet den Rückkopplungsstrom /D zum Aufladen des Integrierkondensators IC. Während des Betriebs des Operationsverstärkers ist der Rückkopplungsstrom ID jedoch proportional zum photoelektrischen Strom IL, wie durch die Gleichung (4) zum Ausdruck kommt. Das graphische Schaubild gemäß F i g. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Helligkeit und der Verschlußzeit. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, ändert sich die Verschlußzeit bis zum Absinken des Ausgangsstroms /ο des Operationsverstärkers OP auf Null längs einer Geraden mit der Helligkeit des Objekts, wodurch genaue Belichtungszeiten bei allen Helligkeitswerten gewährleistet sind.

Bei der beschriebenen Verschlußsteuerschaltung wire ein photoelektrisches Element zur Erzeugung einei photoelektrischen Strons verwendet, der nach Verstärkung zum Aufladen eines Integrierkondensators dient

s Ein Strom von einer unabhängigen !Constants!romquel-Ie wird dem verstärkten photoelektrischen Stron' überlagert, wodurch es möglich ist, die Belichtungsoder Verschlußzeit selbst bei extrem schlechten Helligkeitsverhältnisseii genau zu steuern. Selbst wenn

ίο der Verschlußauslöseknopf zufällig unter schlechten Lichtverhältnissen betätigt wird, findet ein automatisches Schließen des Verschlusses am Ende eines vorgegebenen Zeitintervall statt, wodurch ein übermäßiger Energieverbraucn verhindert wird. Obwohl bei

ι c, der beschriebenen Verschlußsteuerschaltung ein kleiner Strom auch unter normalen Helligkeitsverhältnissen dem Rückkopplungsstiom überlagert wird, ist wegen der Verwendung eines photoelektrischen Elements als Lichtempfangselement die Verschlußzeit stets proportional zur Objekthelligkeit, wodurch gewährleistet ist, daß ohne Kompensationseinrichtung eine genaue Belichtung bzw. Zeitbiklung stattfindet.

Zusätzliche Informationen bezüglich der Filmempfindlichkeit und der Blendenöffnung können durch die

2s Einstellschaltung eingegeben werden, die es möglich macht, sehr genaue Belichtungen unter praktisch allen Helligkeitsverhältnisser vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeiehnunsen

Claims

Patentansprüche:

1. Verschlußsteuerschaltung für eine photographische Kamera, mit einer Gleichstromquelle, einem photoelektrischen Element, das einen Photostrom in Abhängigkeit von der Objekthelligkeit erzeugt, einem mit zwei Eingängen an dem photoelektrischen Element liegenden Operationsverstärker, wobei eine erste Impedanz mit einem Anschluß an den einen Eingang des Operationsverstärkers angeschaltet und in den den Photostrom führenden Stromzweig eingeschaltet ist, und wobei eine zweite Impedanz zwischen einem negativen Pol der Gleichstromquelle und dem -".weiten Eingang des Operationsverstärkers angeordnet ist, ferner mit einer vom Ausgang zum zweiten Eingang des Operationsverstärkers verlaufenden Rückkopplungsschleife, die einen Rückkopplungsstrom durch die zweite Impedanz leitet und einen Integrierkondensator enthält, einem mit dem Kameraverschlußauslöser gekuppelten Schalter, der bei Betätigung des Verschlußauslösers die Integration des Rückkopplungsstroms im Integrierkondensator auslöst, und einer den Kameraverschluß bei Erreichen einer Spannungsschwelle am Integrierkondensator schließenden Triggerschaltung, die an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (OP) eine Konstantstromschaltung (RV, Tr, Ru R₂, D₁) verbunden ist, deren Anordnung so getroffen ist, daß der von ihr gelieferte Strom (V) klein gegenüoer dem Ausgangsstrom (I₀) des Operationsverstärkers ist und diesem zur Bildung des dem Photostrom (IL)proportionalen Rückkopplungsstrom (Id) überlagert ist, so daß die Verschlußzeit unter normalen Helligkeitsbedingungen von dem dem Photostrom proportionalen Rückkopplungsstrom (I₀) und bei geringer Objekthelligkeit von dem kleinen Konstantstrom (I) der Konstantstromquelle bestimmt ist.

2. Verschlußsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantstromschaltung eine Konstantstromquelle (RV), einen Transistor (Tr), dessen Basis an einen Anschluß der Konstantstromquelle, dessen Kollektor an den Ausgang des Operationsverstärkers (OP)und dessen Emitter über einen Widerstand (R₁) an eine Gleichstromquelle angeschaltet sind, und eine aus einem Widerstand (R₂) und einer Diode (L\) gebildete Reihenschaltung aufweist, wobei die Reihenschaltung zwischen der Basiselektrode des Transistors (Tr)und der Gleichstromquelle liegt.