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Belichtungssteuerschaltung Die Erfindung betrifft eine Belichtungssteuerschaltung
für eine Kamera entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bekannte Photoelemente aus Cadmiumsulfid finden im allgemeinen in
Belichtungsmeßschaltungen von Belichtungssteuerschaltungen für Kameras wegen ihrer
hohen Empfindlichkeit und ihrer kleinen Abmessungen Verwendung. Photoelemente aus
Cadmiumsulfid haben jedoch eine so geringe Ansprechgeschwindigkeit, daß bei Durchführung
einer Aufnahme nach dem Ausrichten der Kamera auf eine Szene mit extrem unterschiedlichen
Objekthelligkeiten keine Lichtmessung mit einer Genauigkeit erfolgen kann, die für
eine geeignete Belichtung ausreichend ist. Andere bekannte Photoelemente, die im
folgenden als SB-Photoelemente (silicon blue cells) bezeichnet werden1 besitzen
dagegen Ansprechgeschwindigkeiten, die um Größenordnungen größer als diejenigen
von CdS-Photoelementen sind, sowie eine hohe Zuverlässigkeit und sehr geringe Abmessungen,
sind aber weniger empfindlich als CdS-Photoelemente. Ein anderer Nachteil derartiger
SB-Photoelemente ist darin zu sehen,
daß die Ausgangscharakteristik
bei geringer Beleuchtungsstärke aufgrund von hindurchfließenden Dunkelströmen nichtlinear
ist, wodurch der Bereich verringert wird, in dem eine genaue Belichtungssteuerung
möglich ist. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß ein in einer Belichtungsmeßeinrichtung
vorgesehenes SB-Photoelement ermöglicht, daß ein Teil des Photostroms zu Substraten
gedruckter Schaltungselemente abfließt, und daß ein Teil des Photostroms als Leckstrom
zu dem angeschlossenen Verstärker abfließt, so daß durch diese Leckströme der für
eine ausreichend genaue Belichtungssteuerung verfügbare Bereich weiter verringert
wird.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Belichtungssteuerschaltung
der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei hinreichend kurzer Ansprechzeit
im Bereich geringer Beleuchtungsstärken ein erweiterter linearer Ansprechbereich
vorhanden ist, trotz des Auftretens von Leckströmen aus der Belichtungsmeßschaltung,
die einen gewissen Anteil des darin erzeugten Stroms ausmachen. Die Erfindung bezweckt
deshalb eine möglichst weitgehende Vermeidung von Nachteilen der genannten Art bei
der Verwendung an sich bekannter SB-Photoelemente.
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Diese Aufgabe wird bei einer Belichtungssteuerschaltung der eingangs
genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert
werden. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Belichtungssteuerschaltung gemäß
der Erfindung; Fig. 2 eine graphische Darstellung der Charakteristik einer bekannten
Belichtungsmeßschaltung im Vergleich zu einer Belichtungsmeßschaltung gemäß der
Erfindung; Fig. 3 ein Blockschaltbild eines abgewandelten Ausführungsbeispiels gemäß
der Erfindung; und Fig. 4 ein Schaltbild des Operationsverstärkers in Fig. 1 bzw.
Fig. 3.
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Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel enthält ein Photoelement
8, das eine hinreichend kurze Ansprechzeit hat und vorzugsweise ein SB-Photoelement
ist. An den Ausgang des Photoelements 8 ist ein Differentialeingang eines Operationsverstärkers
9 angeschlossen. Ein veränderlicher Widerstand 14 dient zur Einstellung des Dunkelstroms
durch das Photoelement 8. Der andere Eingang des Operationsverstärkers 9 ist mit
einem Anschluß c eines Spannungmstabilisators 13 verbunden, der durch das Schließen
eines Schalters 5 an eine Batterie 6 angeschlossen werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel
findet der Spannungs-Steuerwiderstand des Operationsverstärkers 9 (vergl. Fig. 4)
als der veränderliche Widerstand 14 Verwendung. Der veränderliche Widerstand 14
ist auf einen derartigen Widerstandswert einstellbar, daß ein Dunkelstrom durch
das Photoelement 8 in einer solchen Richtung und einer solchen Größe hindurchfließen
kann, daß die Summe der Leckströme von dem Photoelement 8 zu dem Verstärker 9 und
äußeren Komponenten wie Substraten gedruckter Schaltungen aufgehoben wird. An das
Photoelement 8 ist ein Kondensator 2 zur Integration des Photostroms angeschlossen,
der durch einen Schalter 7 kurzgeschlossen werden kann. Der Schalter 7 wird in Abhängigkeit
von der Betätigung des Verschlußauslösers geöffnet. Zwischen dem nicht geerdeten
Eingang und dem Ausgang des Verstärkers 9 ist eine Rückkopplungsdiode 15 angeschlossen.
Ein Umschalter 21 wird bei Betätigung des Verschlußauslösers derart umgeschaltet,
daß der Kontakt mit dem Anschluß a' der Diode 15 unterbrochen und eine Verbindung
mit dem Anschluß b' hergestellt wird. Zwischen dem Ausgang des Verstärkers 9 und
dem negativen Pol der Batterie 6 ist ein Strommesser 16 mit Hilfe eines Schalters
21a anschließbar, der bei Betätigung des Verschlußauslösers geöffnet wird. Ein Eingang
einer Vergleichsschaltung 17 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 9 verbunden. Ein
Widerstand 18 ist zwischen dem Ausgang der Vergleichsschaltung 17 und dem positiven
Pol der Batterie angeschlossen. Ein Spannungsteiler mit einem Festwiderstand 19
und einem veränderlichen Widerstand 20 ist parallel zu der Batterie
6
angeschlossen. Der Verbindungspunkt B des Spannungsteilers ist mit dem anderen Eingang
der Vergleichsschaltung 17 verbunden, so daß der Spannungsteiler zur Einstellung
photographischer Informationen wie beispielsweise der Filmempfindlichkeit verwandt
werden kann. Zwischen dem Ausgang einer Triggerschaltung 3 und dem negativen Pol
der Batterie ist ein Elektromagnet 4 angeschlossen, bei dessen Erregung der Verschluß
der Kamera geschlossen wird. Eine Blende 23, die vorzugsweise eine Irisblende ist,
wird bei Betätigung des Blendeneinstellrings der Kamera ebenfalls verstellt.
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Im folgenden soll die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden. Vor der Durchführung einer Aufnahme wird der Umschalter
21 zu dem Anschluß a' umgeschaltet. Nach dem Schließen des Schalters 5 stellt der
Benutzer den veränderlichen Widerstand 14 ein, so daß der Dunkelstrom durch das
Photoelement 8 so groß ist, daß dadurch-die Leckströme von dem Photoelement 8 zu
dem Verstärker 9 und nicht dargestellten Substraten gedruckter Schaltungen kompensiert
werden.
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Wenn der Verschlußauslöser herabgedrückt wird, wird die Blende 23
von der maximalen Blendenöffnung auf eine vorherbestimmte Blendenöffnung entsprechend
einer Blendenvorwahl durch den Benutzer eingestellt, wonach das Photoelement 8 einen
Photostrom erzeugt, dessen Stromstärke sowohl von der Objekthelligkeit als auch
von der schließlichen Blendenöffnung der Blende 23 abhängt.
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Der Stromfließt durch die Diode 15 und den Umschalter 21 zu dem Strommesser
16, dessen Zeigerausschlag der von dem Photoelement 8 festgestellten Objekthelligkeit
und der vorgewählten Blendenöffnung entspricht. Deshalb entspricht der Zeigerausschlag
einer berechneten Belichtungszeit.
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Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des Photostroms von der Beleuchtungsstärke
einer bekannten Belichtungsmeßschaltung (Kurve A) im Vergleich zu einer Belichtungsmeßschaltung
gemäß der Erfindung(Kurve B). Bei der bekannten Belichtungsmeßschaltung fließt ein
Teil des in dem Photoelement 8 in Abhängigkeit von der Beleuchtungsstärke
erzeugten
Stroms zu dem Verstärker 9 und ein zusätzlicher Teil des Photostroms kann davon
zu äußeren Schaltungselementen wie Substraten gedruckter Schaltungen gelangen, ohne
daß dieser Anteil des Photostroms kompensiert wird. Deshalb ergibt sich an dem Punkt
Al bei einer Beleuchtungsstärke unterhalb L1 eine Abweichung der Kurve A von dem
linearen Verlauf. Beim Gegenstand der Erfindung kann dagegen der lineare Verlauf
im Bereich kleiner Beleuchtungsstärken erweitert werden, wenn der Dunkelstrom durch
das Photoelement 8 auf einen Betrag eingestellt wird, der etwa gleich der Summe
der Leckströme von dem Photoelement 8 zu dem Verstärker 9 und äußeren Schaltungselementen
ist, und den Leckströmen in der beschriebenen Weise entgegengesetzt gerichtet ist.
Selbst wenn dann ein Teil des Photostroms des Photoelements 8 in den Verstärker
9 fließt und ein zusätzlicher Teil des Photostroms in die äußeren Schaltungselemente,
ergibt sich erst an der Stelle B1 eine Abweichung von dem linearen Verlauf, also
bei einer geringeren Beleuchtungsstärke im Vergleich zu der Kurve A. Beim Gegenstand
der Erfindung ergibt sich deshalb auch bei geringeren Beleuchtungsstärken noch ein
linearer Verlauf der Abhängigkeit des Photostroms von der Beleuchtungsstärke im
Vergleich zu bekannten Belichtungsmeßschaltungen.
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Wenn der Verschlußauslöser weiter herabgedrückt wird, wird ein zwischen
dem Objektiv und der Filmebene angeordneter Spiegel hochgeschwenkt und gleichzeitig
der Verschlußsteuermechanismus betätigt, um den Verschluß zu öffnen. Beim weiteren
Herabdrücken des Verschlußauslösers wird ferner der Umschalter 21 zu dem An schluß
b' umgeschaltet, so daß der Photostrom über den Kondensator 2 zu dem Ausgangsanschluß
des Verstärkers 9 fließt. Da das Ausgangssignal des Verstärkers 9 linear ansteigt,
wird der vorherbestimxte Wert an dem Verbindungspunkt B nach einem Zetintervall
erreicht, weil der Kondensator 2 parallel zu dem Verstärker 9 angeschlossen ist,
um eine sogenannte Spiegel-Integrierschaltung
zu bilden. Nach dem
Ablauf dieser Zeitspanne wird das Potential am Ausgang der Triggerschaltung 3 invertiert,
um den Elektromagnet zu erregen, so daß der Verschluß wieder geschlossen wird. Auf
diese Weise ist eine genaue Belichtung innerhalb eines vergrößerten Bereichs der
Objekthelligkeit bei geringeren Objekthelligkeiten möglich.
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Fig. 3 zeigt ein im Vergleich zu Fig. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel,
bei dem das Photoelement 8 zwischen dem nicht geerdeten Eingang des Operationsverstärkers
9 und Erde angeschlossen ist. Die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 3 entspricht
derjenigen der Schaltung in Fig. 1, so daß auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein
im Bereich kleiner Beleuchtungsstärken verlängerter linearer Verlauf erhalten wird,
in welchem zusätzlichen Bereich deshalb eine genaue Belichtungssteuerung möglich
ist.
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Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann deshalb der Dunkelstrom
des Photoelements so eingestellt werden, daß Leckströme zu dem Verstärker und äußeren
Schaltungselementen kompensiert werden, wodurch der lineare Ansprechbereich oder
der Steuerbereich für eine genaue Belichtungssteuerung im Vergleich zu bekannten
Schaltungen vergrößert werden kann.