DE2458954C3 - Belichtungssteuerschaltung für eine Kamera - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungssteuerschaltung für eine Kamera, mit einem auf die Helligkeit des aufzunehmenden Objekts ansprechenden Fotodetektor und einem mit dem durch den Fotodetektor fließenden Strom aufladbaren Kondensator, dessen Leidespannung die Belichtungszeit bestimmt, ferner mit einem zusätzlichen Schaltkreis, der die Belichtungszeit auf einen vorgegebenen maximalen Wert begrenzt.

Aus den deutschen Auslegcschriften 20 52 848 und 54 751 sind Belichtungssteuerschaltungen für Kameras bekannt, bei denen als Steuerkreis zum automatischen Einstellen der erforderlichen Belichtungszeit die Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem fotoempfindlichen Element verwendet wird. Der Kondensator wird beginnend mit dem Belichtungsvorgang mit einem Strom geladen, der ein Maß für die Objckthelligkeit ist. Durch einen an den Kondensator angeschlossenen Transistorschaltkreis wird der geöffnete Verschluß wieder geschlossen, sobald am Kondcnsator eine bestimmte Spannung erreicht ist. Um zu verhindern, daß bei ungenügender Objekthelligkcii übermäßig große Belichtungszeiten entstehen, die die in der Kamera befindliche Batterie beiasten würden, ist ein zusätzlicher Schaltkreis vorgesehen, der nach einer vorgegebenen maximalen Belichtungszeit in Aktion tritt und den Verschluß wieder schließt, obwohl die zum ordnungsgemäßen Belichten des Films erforderliche Belichtungszeit noch nicht abgelaufen ist. Nachteilig bei dieser bekannten BeJichtungssteuerschaltung ist es, daß sowohl für den eigentlichen Belichtungsmeßvorgang als auch für den Schaltkreis, der die Belichtungszeit auf einen vorgegebenen Wert begrenzt, jeweils eine Ladeschaltung vorgesehen sein muß, die sich üblicherweise in ihrer Funktion gegenseitig beeinflussen, wodurch die Genauigkeit der Belichtungsmessung leidet. Weiterhin ist es als Nachteil anzusehen, daß die Belichtungsmessung gleichzeitig mit der Belichtung selbst vorgenommen wird. Häufig erfordern es die Belichtungsverhältnisse, daß bei der Belichtungsmessung nur ein Ausschnitt des aufzunehmenden Objekis erfaßt wird (»Spot-Messung«), um eine möglichst optimale Belichtung des Films zu erhalten. Diese Möglichkeit hat man aber mit den bekannten Bdichlungssteuerschaitungen nicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Belichtungssteuerschaltung anzugeben, bei der die Messung der Objekthelligkeit vor dem eigentlichen Belichtungsvorgang vorgenommen wird, die eine zuverlässige Einstellung der Belichtungszeit gewährleistet und welche eine Begrenzerschaltung zum Begrenzen der gemessenen Belichtungszeit auf einen maximalen Wert enthält.

Ausgehend von einer Belichtungsstcuerschaltung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch clic kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden nähet erläutert.

Wenn sich die in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellte Schaltung im Meßbetrieb befindet, so sind die Kontakte der fünf Schalter 1, 2,3,4 und 5 alle in der Stellung b. Die Spannungsabweichung des Operationsverstärkers 11 ist gleich Null, und die Verstärkung sowie die Eingangsimpedanz sind ausreichend hoch. Unter einer solchen Bedingung wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 11 dem Inversionseingang des Operationsverstärkers 11 über eine logarithmische Diode 12 zugeführt, um eine Gegenkopplung zu bewirken. Mit dem Inversionseingang des Operationsverstärkers 1! ist ein Ende einer Fotodiode 13 verbunden, deren anderes Ende mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers U verbunden ist. Unter der obigen Bedingung fließt der Fotostrom, welcher in der Fotodiode 13 erzeugt wird, durch die logarithmische Diode 12, und eine Spannung, welche sich zu dem Logarithmus verhält wie die Funktion der Lichtmenge, welche auf die Fotodiode 13 auftrifft, wird an der logarithmischen Diode 12 abgeleitet. Durch die Gegenkopplung wird die Spannungsdifferenz, zwischen dem Kontakt b des vierten Schalters 4 und dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 11 zu Null und die Fotodiode 13 entspricht einem Kurzschluß. Ihr Kurzschlußstrom fließt durch die logarithmische Diode 12. Eine Spannung, weiche eine Funktion der Helligkeit n. des Objekts ist, wird dem Speicherkondensator 16 zugeführt und von diesem gespeichert. Die Spannung V_M, welche vom Speicherkondensator 16 gespeichert wird, wird

durch die Formel V_M = (V — E₁) dargestellt, wobei die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 11 am Kontakt b des zweiten Schallers 2 gleich V ist und die Spannung zwischen dem Kontakt L· der Konstantspannungsquelle 14 und einem Potentiometer 15 gleich ZT,.

Eine Pegelshifteinrichtung 30 für eine gespeicherte elektrische Ladung wird durch eine Vergleichsschaltung 20 betätigt, welche ihrerseits durch die Spannung V_M am Speicherkondensator 16 gesteuert wird.

Die Vergleichsschaltung 20 ist mit einer Klemme des Speichel kondensators 16 über einen siebten Schalter 7 verbunden und weist einen Schaltungstcil auf, welcher aus einem >:rsten Transistor 21, dessen Eingangssteucrsignal von der gespeicherten Spannung V_hl gebildet wird (eigentlich Va/ + E₂). und aus einem /weiten Transistor 22, dessen Eingangssteuersignal eine Konstantspannung V₀ ist. Weiterhin enthalt dieser Schaltungsteil eine KonEtantstromschal:jng, die aus einem dritten Transistor 23 und einem vierten Transistor 24 gebildet ist. Der erste Transistor 21 sperrt, wenn die gespeicherte Spannung V_M nicht höher ist als die Konstantspannung V₀ (V_M < V₁₁), und demgemäß ist die Spannung V_p am Punkt P im wesentlichen gleich dem Konstantspannungseingangssignal V< am Punkt .S'. Wenn die gespeicherte Spannung V*, höher ist als die Konstantspannung V₀ (V_M< V₀), wird der /weite Transistor 22 leitend und das Potential am Punkt P wird vermindert.

Die Spannung V,,am Punkt Pder Vergleichsschaltung 20 ist Basiseingangsspannung des fünften und des sechsten Transistors 31 und 32 der Pcgclshifieinrichiiing 30. Indem die Potentialdifferenz zwischen dem Konstantspannungscingangspunkt 5 der Vergleichsschaltung 20 und dem Emitter Q des fünften und sechsten Transistors 31 unu 32 der Konstuntspannungsquclle 14 im voraus eingestellt wird, um die Transistoren 31 und 32 zu sperren (Q<S), wird der erste Transistor 21 leitend, wenn die gespeicherte Spannung V_M höher ist ais die Konstantspannung V₀. Folglieh fallen die Spannung V_p am Punkt P und die Basisspannung der Transistoren 31 und 32 ab, um die Transistoren 31 und 32 leitend zu schalten, wodurch die Transistoren 33 und

34 ebenfalls leitend werden. Deshalb wird die Spannung Vr am Punkt R, d. h. die gespeicherte Spannung V_M, auf eine Spannung gebrach'., welche direh die Widerstünde

35 und 37 festgelegt ist.

Wenn andererseits die gespeicherte Spannung V_M nicht höher ist als die Konstantspannung. sperrt der Transistor 21. Folglich bleibt die Spannung V₁, am Punkt Pirn wesentlichen konstant (gleich der Spannung V₄ am Punkt Sjund die Transistoren 31, 32 and 33 sperren. Da kein Strom durch die Widerstände 35 und 37 fließt, bleibt die gespeicherte Spannung Vm konstant. Die Konstantspannung VO wird im voraus festgelegt, und zwar in der Weise, daß sie der Grenze der Helligkeit zur Aufnahme eines Objektes entspricht (die untere Grenze eines Objektes, welches noch fotografisch aufgenommen werden kann), und der Wert der Widerstände 35 und 37 wird in geeigneter Weise bestimmt, so daß die Spannung Vr am Punkt R die Belichtungszeit unabhän- f>o gig von der Helligkeit eines Objektes festlegen kann, wenn die Transistoren 31 und 33 leitend sind. Die Pegelshifteinrichtung 30 für die gespeicherte elektrische Ladung dient gemäß den obigen Ausführungen dazu, die gespeicherte Spannung V_M auf die Konstantspannung ν« am Punkt R zu shiften, wenn die gespeicherte Spannung höher ist als die Konstantspannung V_n.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Belichtungssteuerschaltung näher beschrieben.

1. Der erste Schalter 1 wird geschlossen, und der (nicht dargestellte) Magnet beginnt, gespeist zu werden, um den (nichi dargeste'iten) rückwärtigen Vorhang des Verschlusses zu halten;

2. der Spiegel wird hochgeschwenkt, und die Schalter 2,3,4 und 5 werden in Reaktion darauf auf die Seite des Kontaktes ^gebracht;

3. der /weite Schalter 2 wird geöffnet, wobei sein beweglicher Kontakt von dem Kontakt b getrennt wird;

4. der vierte Schalter 4 wird von dem Kontakt b auf den Kontakt /1? umgelegt;

5. der fünfte Schalter wird von dem Kontakt b auf den Kontakt mumgelegt;

6. der siebte Schalter 7 wird geschlossen, um die gespeicherte Spannung, welche durch den Speicherkondensator 16 gespeichert wird, zu shiften (wenn die gespeicherte Spannung V\/ nicht höher ist, als die Konstantspannung V₀. bleibt die gespeichert Spannung wie sie ist):

7. beim Start des rückwärtigen Vorhanges des Verschlusses wird der sechste Schaher 3 geöffnet und der integrationskondensator 17 beginnt, aufgeladen zu v/erden;

8. wenn die Ausgangsspanniing des Operationsverstärkers 11 eine vorgegebene Spannung erreicht, wird die Ausgangsspannung eines (nicht dargestellten) Koniparators umgekehrt und der (nicht dargestellte) Magnet wird abgeschaltet, um den rückwärtigen Vorhang des Verschlusses zu leisen. Somit wird der Verschluß geschlossen und die Belichtung abgeschlossen;

9. der Spiegel wird in die Rcflcxionsstellung zurückgcschwenkt.

Bei der obigen Erläuterung der Arbeitsphasen der Belichtungssteuerschaltung behält der Speicherkondensator 16 seine Ladung, nachdem der /weile Schalter 2 im dritten Schritt geöffnet wird. Wenn der vierte Schalter 4 von dem Kontakt b zum Kontakt 111 im vierten Schritt umgelegt wird, fließt de;' Strom, welcher demjenigen Strom entspricht, der durch den Operationsverstärker

11 geflossen ist, über den Kontakt b des sechsten Schalters 3 zu oer logarithmischen Diode 12, um die /vjsgangsspannui.g V₀ zu liefern, und der Integrationskondensator 17 wird kurzgeschlossen.

Im fünften Schritt wird der fünfte Schalter 5 von dem Kontakt b auf den Kontakt m umgeschaltet. Für den Fall,daß die Kontakte 6und /»dasselbe Potential haben, wird durch das Umschalten des fünften Schallers 5 keine Veränderung in der Spannung V_M herbeigeführt, und folglich wird auch der durch die logarithmische Diode

12 fließende Strom nicht geändert, weil sich wegen der großen Kapazität des Speicherkondensators 16, dessen Spannung nicht ändert. Obwohl die Spannung am Speicherkondensator i6 durch den Strom geändert werden soll, welcher durch die Diode 12 fließt, kann die relative Änderung vernachlässigbar klein gehalten werden, indem die Kapazität des Speicherkondensators 16 außerordentlich groß ausgebildet wird.

Im sechsten Schritt wird die Spannung, welche durch den Speicherkondensator 16 festgehalten wird, auf V« gcshiftet, wenn die gespeicherte Spannung Vm höher ist als die Konstantspannung V₀. Gleichzeitig mit dem Start des vorderen Vorhanges des Verschlusses wird der scL-listc Schalter 3 geöffnet, und der Strom, welcher durch die logarithmische Diode 12 geflossen ist, beginnt im siebten Schritt den Integrationskondensator 17

aufzuladen. Wenn die Ausgangsspannung Vden Pegel E der Konstantspanntingsquellc überschreitet, wird der Ausgang des Komparators 18 invertiert, und der Magnet wird abgeschaltet, um den rückwärtigen Vorhang im achten Schritt auszulösen. Somit beginnt der vordere Vorhang, den Verschluß zu schließen.

Die Zeit Λ welche verstreicht, bevor die Ausgangsspannung V den Pegel der Konstantspannungsquclle erreicht, wird durch die Formel

t = f(E)Kh. ■ C₁

dargestellt, was bedeutet,
umgekehrt proportional zu

daß die Belichtungszeit r der Helligkeit //. des Objektes ist. Dadurch wird der Film immer ordnungsgemäß in Abhängigkeit von dem Pegel der Helligkeit des Objektes belichtet.

Wenn sich das Potentiometer 15 in einer derartigen Stellung befindet, daß eine Potcntialdifferenz zwischen den Kontakten b und m hervorgerufen wird, wird die Potcntialdifferenz E₂ der Spannung zugeführt, welche durch den Speicherkondensaior 16 gespeichert ist, wenn der Schalter 5 von dem Kontakt bauf den Kontakt mim

ίο fünften Schritt 5 umgeschaltet wird. Somit fließt ein Strom durch die logarithmisehc Diode 12, welcher der Spannung mit der hinzugefügten Potcntialdifferenz entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Palentansprüche:

1. Belichtungssteuerschaltung für eine Kamera, mit einem auf die Heiligkeit des aufzunehmenden Objekts ansprechenden Fotodetektor und einem mit dem durch den Fotodetektor fließenden Strom aufladbaren Kondensator, dessen Ladespannung die Belichtungszeit bestimmt, ferner mit einem zusätzlichen Schaltkreis, der die Belichtungszeit auf einen vorgegebenen maximalen Wert begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Strom durch den Fotodetektor (13) aufladbare Speicherkondensator (16) so geschaltet ist, daß er seine Ladespannung (Vm) während des Belichtungs-Vorgangs im wesentlichen beibehalt, daß an den Speicherkondensator (16) eine Vergleichsschaltung (20) angeschlossen ist, die die Ladespannung (Vm) des Speicherkondensators (16) mit einer Konstantspannung (Vo) vergleicht und die ein Signal abgibt, wenn eins Ladespannung (Vm) festgestellt wird, die zu einer Belichtungszeit führen würde, welche über einer vorgegebenen maximalen Belichtungszeit liegt, und daß an den Speicherkondensator (16) und die Vergleichsschaltung (20) eine Pegelshifteinrichtung (30) angeschlossen ist, mit der der Speicherkondensator (16) auf einen Spannungswert (Vr) umladbar ist, der die festgestellte überlange Belichtungszeit auf die vorgegebene maximale Belichtungszeit beschränkt.

2. Bclichtungssteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (20) einen Differenzverstärker (21, 22) enthält, an dessen einen Eingang die Konsumtspannung (V₀) und an dessen anderen Eingang die Ladespannung des Speicherkondensators (16) geführt ist, und daß die Pegelshifteinrichtung (30) vom Ausgang des Differenzverstärkers (21,22) gesteuert ist.

3. Belichtungssteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzverstärker als Verstärkungselcmente Feldeffekttransistoren (21, 22) enthält.