DE2451139A1 - Automatische belichtungssteuerung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

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2b. Oktober 1974

Unser Zeichen

Ri/Sd/A 545-03

MTSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO.,LTD., Osaka/Japan

Automatische Belichtungssteuerung

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Belichtungssteuerung für eine Kamera oder dergleichen und betrifft hierbei eine Speicherschaltung.

Bei bekannten automatischen Belichtungssteuerungen für eine einäugige Spiegelreflexkamera wird eine Cadmiumsulfidzelle (CdS) als lichtempfindliches Element verwendet. Da jedoch die CdS-ZeIIe keine konstante Linearität des Werts^ , also der Beziehung des Widerstands der CdS-ZeIIe zur Helligkeit, hat und nur ein langsames Ansprechen auf niedrige Helligkeit zeigt, ist in letzter Zeit die Verwendung einer Silicium-Solarzelle vorgeschlagen worden, die diese Nachteile nicht aufweist. Hierdurch ist die augenblickliche Lichtmessung mit in gegebene vorgewählte Stellung bringbarer Kameralinsenöffnung (Springblende) möglich geworden, die nach der früheren Technik nicht möglich ist.

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Unter da· augenblicklichen Lichtmessung mit in eine vorgegebene Stellung gebrachter Linsenöffnung wird ein Belichtungssteuerungssystem verstanden, bei dem die Linsenöffnung bei Niederdrücken eines Auslöseknopfs in eine vorgewählte Stellung gebracht wird, so daß die Lichtmenge nach dem Instellungbringen der Linsenöffnung zum Steuern der Belichi/gemessen wird. Dieses System zeichnet sich durch die Möglichkeit einer genauen Meßantwort aus, selbst wenn die genannten Vorgänge aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Wird nun die Silicium-Solarzelle verwendet, so kann deren schnelle Reaktion gelegentlich die Ergebnisse ungünstig beeinflussen. Insbesondere bei Beleuchtung durch eine Leuchtstofflampe oder eine Quecksilberbogenlampe, die, wenn auch nicht sichtbar, oszillierendes Lieht abgeben, integriert die langsam reagierende CdS-ZeIIe das Licht, da sie den Oszillationen des Lichts nicht folgen kann, so daß als Ausgangs signal eine elektrische Größe, im Fall äac CdS-ZeIIe ein Widerstand, entsprechend dem Mittelwert des Lichts erzeugt wird. Wird jedoch die schnell reagierende Silicium-Solarzelle verwendet, so wird als Ausgangssignal eine elektrische Größe,

- -i' τ. .c» j· ο££η Strom ρ der .eine Spannung erzeugt ._ΊΊ. " nämlich fur die Silicium-Solarzeiror, die genau dem oszillierenden Licht folgt. Wird also ein solches Ausgangssignal in einer automatischen Belichtungssteuerungsschaltung mit einer Speicherschaltung unter Verwendung eines Kondensators gespeichert, so ändert sich die Spannung am Kondensator von Zeitpunkt zu Zeitpunkt, die Spannung hängt von der Speicherungszeit ab und beim Fotographieren sind Überbelichtungen oder Unterbelichtungen die Folge.

Durch die Erfindung sollen diese Schwierigkeiten vermieden und die Belichtungscharakteristiken beim Fotographieren unter oszillierender Beleuchtung verbessert werden, wenn das augenblickliche Lichtmeßsystem mit in vorgewählte Stellung gebrachter Linsenöffnung verwendet wird.

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Kurz dargestellt, ist die Erfindung verwirklicht bei einer Schaltung zur automatischen Belichtungssteuerung für eine Kamera oder dergleichen mit einer Speicherschaltung, die eine Reihenschaltung eines Kondensators und eines Impedanzelements enthält, die an eine Eingangskiemme einer Schaltung mit hoher Eingangsimpedanz angeschlossen ist, so daß die Messung der mittleren Helligkeit möglich ist, wenn unter einer Leuchtstofflampe fotographiert wird.

Nach der Erfindung kann ein schnellreagierendes lichtempfindliches Element wie etwa eine Silicium-Solarzelle auch unter einer oszillierenden Lichtquelle wie etwa einer Leuchtstofflampe oder einer Quecksilberbogenlampe verwendet werden, während die Helligkeitsänderungen eliminiert werden und ein Mittelwert der Helligkeit gemessen wird. Die Erfindung ist deshalb insbesondere für das Fotographieren in geschlossenen Räumen geeignet.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und zwar zeigen

Fig. Leinen Blockschaltplan zur Veranschaulichung einer bekannten automatischen Belichtungssteuerung;

Fig. 2 einen Blockschaltplan der Schaltung' einer erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerung;

Fig. 3 an einem Kondensator C-, und einem Impedanz element R-, in den Schaltungen nach Fig. 1 und 2 auftretende Spannungsverläufe. |

Beim bekannten System nach Fig. 1 mit in eine vorgewählt£ Stellung gebrachter Linsenöffnung sind ein Objektiv 1, eine \ Blende 2, ein Spiegelkasten 3, ein Reflexspiegel 4, eine Konden+ sorlinse 5, ein fünfflächiges Prisma 6, eine Okularlinse 7»

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ein Brennebenen-Verschluß 8 und eine Filmebene 9 vorhanden. Bei der Helligkeitsmessung tritt ein Lichtstrom durch die Elemente 1, 2, 5, 4, 5, 6 und 7 in die Ebene einer Silicium-Solarzelle PD. Wenn die Filmebene 9 belichtet werden soll und der ablenkende Spiegel 4 nach oben verschwenkt wird, tritt der Lichtstrom durch die Elemente 1, 2, 3 und 8 zur Filmebene 9. Da zu dieser Zeit der Lichtweg zur Silicium-Solarzelle PD gesperrt ist, muß der Helligkeitswert aus der Zeit der Lichtmessung gespeichert werden, wenn eine Belichtungssteuerung erzielt werden soll.

Zwei Verstärker A^ und A2 mit getrennten Eingangsklemmen von hoher Eingangsimpedanz bilden über eine Rückkopplungsschleife eine negative Rückkopplungsschaltung. Ein Speicherschalter S-, ist während des Lichtmußzustands in der geschlossenen Stellung und während des Speicherzustands in der geöffneten Stellung. An ihn schließt sich ein Speicherkondensator C-, an. Der Verstärker Ao hat zwei Ausgangsklemmen, die identische Ausgangsströme von einer Konstantstromschaltung liefern, von denen einer in die negative Rückkopplungsschleife eingereist wird, während der andere als Ausgangssignal für eine Belichtungszeitsteuerschaltung dient. Ein Triggerschalter S£ wird bei der Auslösung zur Bestimmung der Belichtungszeit geschlossen, woraufhin die mit konstantem Strom erfolgende Aufladung eines Ladekondensators Cp beginnt. Ein mit einer KonstantSpannungsquelle Vy versehener Komparator k% gibt einen Ausgangsstrom I^ ab, dessen Abgabe gesperrt wird, wenn die Spannung V/- am Ladekondensator Cp so hoch angestiegen ist, daß Vg « Vy. Der Ausgangsstrom I^ fließt durch einen Magnet M, der einen Rückvorhang des Verschlusses festhält, und ermöglicht bei seiner Sperrung, daß der Rückvorhang losläuft.

Die Silicium-Solarzelle PD ist eine Art von Stromgenerator,

I darstellender Ausgangsstrom durch

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deren einen Fotostrom I darstellender Ausgangsstrom durch einen

Widerstand IL fließt,der an eine der Eingangsklemmen des Verstärkers L· angeschlossen ist, während durch einen mit der anderen Eingang ski emme des Verstärkers A-j verbundenen Widerstand R₀ ein Rückkopplungsstrom fließt. Sind die Verstärkungsgrade des Verstärkers A^ und des Verstärkers Ao ausreichend hoch, so stellt die Spannung an der Silicium-Solarzelle PD nur eine Eingangs-Spannungsabweichung dar. Der Widerstand R_Q ist normalerweise veränderlich, womit die Filmempfindlichkeit berücksichtigbar ist. Ist der Verstärkungsgrad des Verstärkers A^ ausreichen! ; hoch, so besteht die Spannung am Speicherkondensator C-, im wesentlichen aus einer Spannungsabweichung für den Verstärker Ap* Der Ausgangsstrom I ist angenähert gleich I · R/R . :

Fig. 2 zeigt einen Blockschaltplan einer erfindungsgemäßen automatischen Belichtungssteuerung mit Speicherschaltung. ^; Die Schaltung gleicht derjenigen nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß in Reihe mit dem Speicherkondensator C.-i ein Impedanzelement in Form eines Widerstands R-j geschaltet ist. Die Beschreibung der Vorgänge in der gesamten Schaltung kann deshalb weggelassen werden und es werden nur der Vorteil und die Bedeutung des Wider-+ stands R^ in Reihe mit dem Speicherkondensator C, im einzelnen ibeschrieben.

Ist gemäß Fig. 2 der Speicherschalter S-, geschlossen und

fällt auf die.Solarzelle PD ein oszillierendes Licht, etwa van i *—

ι einer Leuchtstofflampe oder von einer Quecksilbarbogenlampe, so

ι oszilliert auch die Spannung am Kondensator C-. und am Widerstand Β-, entsprechend. Das oszillierende Licht enthält jedoch nicht nur eine Weehselkomponente, sondern auch eine Gleichkomponente, und es sei für die folgende Diskussion a-ngenommen, daß das Lichi aus der Resultierenden der Wechselkomponente und der Gleichkomponente besteht. Ist der Widerstandswert- des Widerstands R^ im Vergleich zur Reaktanz X_Q des Speicherkondensators CL für die Frequenz der Wechselkomponente des einfallenden Lichts

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ausreichend hoch gewählt, so wird an den Speicherkondensator Cj .die G-leichspannungskomponente des Ausgangs signals des "Verstärkers A^ angelegt, während dessen Wechselspannungskomponente am Widerstand R-. anliegt. Je höher der Widerstand R-, im Vergleich zur Reaktanz X₀ ist, um so weniger Wechselspannungskomponente liegt am Speicherkondensator Cj an.

Ist der Widerstand R^ so gewählt, daß X^ R^, so ist, wenn der SpeicherschalterjS.1 geöffnet wird, nur die Spannung gespeichert, die am Speicherkondensator C-. anliegt, so daß also an den Ausgangsklemmen des Verstärkers Ao ein Signal entsprechend dem Mittelwert des oszillierenden Lichts auftritt.

Diese Vorgänge sind in Fig. 3 diagrammartig- dargestellt. Nach den Fig. 3 (a), (b), (c) und (d) ist während einer Zeitspanne t bis t-j der Speicherschaltung S-j geschlossen und die Schaltung der Belichtungssteusrung befindet sich im Lichtmeßzustand. Die Fig. 3 (a) und (b) zeigen die Ausgangsspannungen des Verstärkers A-, nach Fig. 1 (Stand der Technik), während die Fig.3 (c) und (d) die Ausgangsspannungen nach Fig. 2 (Erfindung) darstellen. In den Fig. 3 (a) bis (d) stellt die Zeit t-, den Zeitpunkt dar, zu dem der Speicherschalter S-j geöffnet wird, woraufhin der Speicherzustand beginnt. Bei den bekannten Steuerungen ist nach Fig. 3 (a) und (b) die Spannung unmittelbar vor und unmittelbar nach der Zeit t-, gleich und die Belichtungsbedingung ändert sich erheblich in Abhängigkeit von der Phase der Schwingung_s zu der der Speicherschalter S* geöffnet wird. Im Rahmen der Erfindung entspricht gemäß den Fig. 3(c) und (d) die Spannung unmittelbar nach der Zeit t^ dem Mittelwert der schwingenden Meßgröße unabhängig vom Zustand unmittelbar vor der Zeit t-j, so daß sich keine ungleichmäßige Belichtung ergibt.

Die Fig. 3(e) zeigt den Spannungsverlauf am Speicherkondensator C| und die Fig. 3(£) den Spannungsverlauf am Widerstand Rh gemäß Fig. 2. Die Resultierende der Verläufe (e) und (f) entspricht dem Verlauf (c). - 7 - >

Claims (4)

1. Patentansprüche ι

   /1J Automatische Belichtungssteuerung für eine Kamera oder dergleichen, deren Schaltung ein fotoelektrisches Umsetzerelement von schneller Reaktion auf Licht zum Feststellen der Helligkeit eines Objekts, einen ersten Verstärker zum Verstärken des Ausgangssignals des Umsetzelements, einen zweiten Verstärker zum Verstärken des über einen Speicherschalter zugeleiteten Ausgangssignals des ersten Verstärkers, einen vom Aus- , gangssignal des zweiten Verstärkers aufladbaren Ladekondensator zum Bestimmen der Belichtungszeit, einen parallel zum Ladekondensator geschalteten Auslöseschalter, einen Komparator zum Feststellen der Ausgangsspannung des Ladekondensators, eine elektromagnetische Spule zum Steuern eines Verschluß-Rückvorhangs entsprechend dem Ausgangssignal des Komparators und eine Speicherschaltung, die an die Eingangskiemme des zweiten Verstärkes angeschlossen ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstärker (A2) eine hohe Eingangsimpedanz aufweist und daß die an seine Eingangskiemme geschaltete Speicherschaltung aus der Reihenschaltung des Speicherkondensators (C-j) und eines Impedanz elements (R-,) besteht.
2. 2. Belichtungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, eine hohe Eingangsimpedanz aufweisende Verstärker (Ao) ein Differenzverstärker ist.
3. 3. Belichtungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Impedanzelement (R^) ein Widerstand ist
4. 4. Belichtungssteuerung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Speicherschaltung bildende Reihenschaltung aus dem Kondensator (C^) und dem Widerstand (R.,) zwischen zwei Eingangskiemmen des Differenzverstärkers .(Ap) geschaltet ist.

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