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Einäugige Spiegelreflexkamera mit automatischer Belichtungssteuerung
Die Erfindung betrifft eine einäugige Spiegelreflexkamera mit automatischer Belichtungssteuerung,
die einen ersten im Strahlengang des Kameraobjektivs zur Innenlichtmessung und einen
zweiten zur Außenlichtmessung außerhalb des Objektivs angeordneten fotoelektrischen
Wandler aufweist, wobei die Belichtungssteuerung auf Grundlage des vom zweiten Wandler
abgegebenen elektrischen Signals erfolgt und der erste Wandler zur Korrektur des
aus dem Unterschied
zwischen Innen- und Außenlichtmessung resultierenden
Meßfehlers dient.
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Bei Spiegelreflexkameras mit Wechselobjektiven bevorzugt man von den
beiden möglichen Arten der Lichtmessung die sogenannte Innenlichtmessung, bei welcher
das lichtempfangende Element im Wege des durch das Objektiv gelangenden Objektlichtes
angeordnet ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei der sogenannten Außenlichtmessung
der Bildwinkel für die Lichtmessung nicht mit dem Bildwinkel beim Fotografieren
zusammenfällt und daher Lichtmeßfehler hervorgerufen werden, wenn auf die Kamera
Wechselobjektive mit verschiedenen fotografischen Bildwinkeln aufgesetzt werden.
Bei der Innenlicbtmessung werden diese Fehler vermieden, da hier immer der Bildwinkel
für die Lichtmessung mit dem Bildwinkel beim Fotografieren zusammenfällt. Abgesehen
davon, daß der technische Aufwand für die Innenlichtmessung ungleich höher als für
die Außenlichtmessung ist, kommt bei einer einäugigen Spiegelreflexkamera hinzu,
daß im Zeitpunkt der Belichtungsauslösung der Strahlengang zu dem lichtempfindlichen
Element durch
das Hochschwenken des Kameraspiegels unterbrochen
wird und es daher erforderlich ist, die unmittelbar vor der Belichtungsauslösung
gemessene Lichtinformation kurzzeitig zu speichern, um sie in den Belichtungsvorgang
einzuführen.
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Die eingangs beschriebene bekannte einäugige Spiegelreflexkamera nutzt
die Vorteile beider LichtmeB-arten ohne deren Nachteile zu übernehmen, indem sie
die automatische Belichtungssteuerung mittels Außenlichtmessung durchführt und die
Innenlichtmessung dazu benutzt, eine Korrektur der Außenlichtmessung je nach verwendetem
Wechselobjektive vorzunehmen.
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In einer bekannten Kamera dieser Art zur automatischen Belichtungszeitsteuerung
wird hierzu das Differenzsignal zwischen dem von einem auf den inneren Lichtempfang
ansprechenden Element erhaltenen Informationssignal für die Objekthelligkeit und
dem von einem auf den äußeren Lichtempfang ansprechenden Element erhaltenen Informationssignal
für die Objekthelligkeit zum Korrigieren der Zeitsteuerung einer Betätigungsschaltung
verwendet, welche eine automatische
Belichtungszeitsteuerung auf
der Grundlage des von dem auf den äußeren Lichtempfang ansprechenden Element abgetasteten
Informationssignals für die Objekthelligkeit durchführt. Dieses Differenzsignal
muß elektrisch, zum Beispiel in einem Kondensator, gespeichert werden, um es dann
bei der Belichtungsauslösung in die Belichtungszeitsteuerung als Korrektursignal
des während der Belichtungssteuerung von dem auf den äußeren Lichtempfang ansprechenden
Element kommenden Informationssignals einzuführen. Auch bei dieser bekannten Kamera
ist daher zur Bildung der Belichtungszeit die Speicherung einer elektrischen Größe
während des eigentlichen Belichtungsvorganges erforderlich. Eine solche elektrische
Speicherung erfordert aber für eine exakte Bestimmung der Belichtung Kondensatoren
mit sehr geringen Leckströmen sowie Verstärker mit sehr hohen Eingangsimpedanzen,
die die gespeicherte Kondensatorspannung abfühlen. Solche Kondensatoren und Verstärker
- bei letzteren müssen meist FET-Verstärker verwendet werden - sind jedoch sehr
teuer und erhöhen die Kosten einer automatischen Belichtungssteuerung beträchtlich.
Hinzukommt, daß bei den hohen Anforderuntl an die Genauigkeit
der
Belichtungssteuerscbaltung auch deF9TVeM-v' peraturgang beziehungsweise Temperaturverhalten
dieser Bauelemente berücksichtigt werden muß und zusätzlicbe Maßnahmen erforderlich
sind um diese Temperaturgänge zu kompensieren.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer einäugigen
Spiegelreflexkamera der eingangs genannten Art die Belichtungssteuerschaltung so
auszubilden, daß jegliche elektrische Speicherung von Signalen, sei es von Lichtinformationssignalen
oder Korrektursignalen, vermieden und damit die mit der elektrischen Speicherung
verbundenen Nachteile umgangen werden.
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Diese Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß der zweite Wandler von einer Flüssigkristallzelle mit Speichereffekt abgeschirmt
ist, deren Transmission in einer Belichtungssteuervorstufe, d.h.
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zeitlich vor Ansteuern der Belichtungssteuerschaltung durch den zweiten
fotoelektrischen Wandler und der damit verbundenen automatischen Einstellung der
Belichtungsparameter, derart einstellbar ist, daß das auf den ersten und zweiten
fotoelektrischen Wandler fallende Licht gleiche elektrische Signale hervorruft.
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Unter Flüssigkristallzellen mit Speichereffekt werden solche Flüssigkristallzellen
verstanden, deren eingestellte Transmission ohne Steuerspannung über eine bestimmte
Zeit erhalten bleibt. Als solche Flüssigkristalle können z.B. cholesterinischnematische
Mischungen in dünnen Zellen benutzt werden, die unter dem Einfluß einer Wechselspannung
mit einer Frequenz, die kleiner als die dielektrische Grenzfrequenz ist, also insbesondere
mit einer Gleichspannung,ibrer Transmission in Abhängigkeit von der Spannungsamplitude
ändern. Durch eine Wechselspannung mit einer Frequenz, die größer ist als die dielektrische
Grenzfrequenz, kann der Speicher innerhalb von Millisekunden wieder gelöscht werden
und damit das Flüssigkristall wieder durchsichtig werden.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vergleicherschaltung
vorgesehen,deren Eingang mit je einem der beiden fotoelektrischen-Wandler und deren
Ausgang mit der Flüssigkristallzelle verbunden ist. Solange das auf den ersten und
zweiten fotoelektrischen Wandler fallende Licht unterschiedliche elektriscbe Signale
hervorruft, steht am Ausgang der
Vergleicherschaltung eine Gleichspannung
an, die die Transmission der vor dem-zweiten fotoelektrischen Wandler angeordneten
Flüssigkristallzelle so lange vermindert, bis die an den beiden Eingängen der Vergleichexschaltung
anliegenden elektrischen Signale identisch sind. Durch den Speichereffekt des Flüssigkristalls
kann dieser Transmissionszustand, auch ohne daß eine Spannung am Ausgang der Vergleicherschaltung
aufrechterhalten werden muß, über eine längere Zeit beibehalten werden. Es wird
durch diese Vergleicherschaltung praktisch ein Nullabgleich der beiden von den fotoelektrischen
Wandlern abgegebenen Signale durchgeführt.
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Ein solcher Nullabgleich läßt sich mit geringem Aufwand sehr exakt
bewirken, wobei Temperaturgänge der einzelnen Schaltungsbauteile -insbesondere des
FK-automatisch kompensiert werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist einerseits zwischen
dem zweiten Wandler und der Vergleicherschaltung ein Umschalter vorgesehen, mittels
dessen der zweite Wandler von dem einen Eingang der Vergleicherschaltung ab- und
auf eine Belichtungssteuerschaltung umschaltbar ist, und andererseits zwischen Ausgang
der Vergleicherschaltung und der
Flüssigkristallzelle ein-Schalter
angeordnet, der in der Belichtungssteuervorstufe, in welcher der Nullabgleich der
von den beiden fotoelektrischen Wandlern ausgelösten elektrischen Signale erfolgt,
geschlossen ist und während des sich unmittelbar an diese Belichtungssteuervorstufe
anschließenden eigentlichen Belichtungssteuervorganges, durch welchen automatisch
mindestens ein Belichtungsparameter eingestellt wird, geöffnet ist. Auf diese Weise
wird die Flüssigkristallzelle nach Beendigung des Nullabgleichs der fotoelektrischen
Signale mit Umschalten des zweiten fotoelektrischen Wandlers auf die Belichtungssteuerschaltung
vom Ausgang der Vergleicherschaltung getrennt, so daß ihre im Abgleichvorgang elngestlte
Transmission sich nicht mehr ändern kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist zweckmäßigerweise die Vergleicherschaltung
als Integrator ausgebildet, wobei dessen Ausgang über einen Kondensator mit dem
invertierenden Eingang verbunden und der zweite Wandler an dem nichtinvertierenden
Eingang des Integrators angeschlossen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gegenstandes der
Erfindung und Fig. 2 eine spezielle Ausführung der Vergleicherschaltung nach Fig.
1.
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Wie in Fig. 1 ersichtlich, ist ein erster fotoelektrischer Wandler
1 im Strahlengang eines -Objektivs 2 einer nicht dargestellten einäugigen Spiegelreflexkamera
angeordnet. Ein zweiter lichtelektrischer Wandler 3 ist von einem Gehäuse 4 umgeben,
das eine zur Außenseite der Spiegelreflexkamera hinweisende Öffnung 5 aufweist,
die von einer Flüssigkristallzelle 6 geschlossen ist. Als Flüssigkristall werden
beispielsweise cholesterinisch-nematische Mischungen in dünnen Zellen benutzt. Diese
Flüssigkristalle haben die Eigenschaft, unter dem Einfluß einer Wechselspannung
mit einer Frequenz kleiner als die dielektrische Grenzfrequenz oder unter dem Einfluß
einer Gleichspannung ihre Lichttransmission
in Abhängigkeit von
der an ihr anliegenden Spannungsamplitude zu ändern. Nach Abschalten der Steuerspannung
wird diese Lichttransmission über einen längeren Zeitraum unverändert aufrechterhalten
und kann erst durch Anlegen einer Wechselspannung, deren Frequenz größer als die
dielektrische Grenzfrequenz ist, wieder rückgängig gemacht werden, also das Flüssigkristall
wieder durchsichtig gemacht werden. Die beiden lichtelektrischen Wandler 2 und 3
sind mit den Eingängen einer Vergleicherschaltung 7 verbunden, an deren Ausgang
die Steuerspannung für die Flüssigkristallzelle 6 abgenommen wird. Solange die von
den fotoelektrischen Wandlern 2 und 3 an die Vergleicherschaltung gelangenden elektrischen
Signale nicht identiscb sind, steht an dem Ausgang der Vergleicherschaltung eine
Gleichspannung an, die die Transmission des Flüssigkristalls mindert, und zwar ist
der Grad der Schwärzung von der Größe der Amplitude der Gleichspannung an. Sind
die an die Vergleicherschaltung gelangenden elektrischen Signale gleich groß, so
liegt am Ausgang die Steuerspannung null an.
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Zwischen dem Ausgang der Vergleicherschaltung und der Flüssigkristallzelle
6 ist ein Umschalter 8 zum Auftrennen
der Verbindungsleitung angeordnet,
während der fotoelektrische Wandler 3 mit dem Eingang der Vergleicherschaltung 7
über einen Umschalter 9 verbunden ist, der gestattet, den lichtelektrischen Wandler
3 auf eine Belichtungssteuerschaltung umzuschalten, die auf Grundlage des vom zweiten
elektrischen Wandler 3 abgegebenen elektrischen Signals die Belichtungszeit beziehungsweise
die Blende automatisch einstellt.
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In Fig. 2 ist eine zweckmäßige Ausfübrung der Vergleicherschaltung
7 in Fig. l dargestellt. Ein Operationsverstärker 11 ist durch die kapazitive Rückkopplung
seines Ausgangs mit seinem invertierenden Eingang mittels des Kondensators 12 als
Integrator geschaltet.
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Sein nichtinvertierender Eingang ist mit dem zweiten fotoelektrischen
Wandler 3 und sein invertierender Eingang mit dem im Strahlengang des Objektivs
angeordneten ersten fotoelektrischen Wandlers 1 verbunden. Die an seinem Ausgang
bei Differenz der Eingangssignale auftretende Spannung ist an die Flüssigkristallzelle
6 gelegt.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung sei anhand des Ausführungsbeispiels
in Fig. 2 beschrieben: In einer Belichtungssteuervorstufe, die unmittelbar der eigentlichen
Belichtungssteuerung, d.h. dem automatischen Einstellen der Belichtungsparameter,
vorausgeht, ist der Schalter 8 geschlossen und der Umschalter 9 verbindet den fotoelektrischen
Wandler 3 mit dem Eingang des Operationsverstärkers 11. Der Flüssigkristall weist
seine maximale Transmission auf, ist also völlig durchsichtig. Das durch den Flüssigkristall
auf den fotoelektrischen Wandler 3 fallende Licht ruft ein elektrisches Signal hervor,
das an dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsc verstärkers 11 liegt. Das
in dem Strahlengang des Kameraobjektivs eindringende Licht fällt auf den fotoelektrischen
Wandler 1 und ruft ein elektrisches Signal hervor, das an dem invertierenden Eingang
des Operationsverstärkers 11 liegt. Bei durchsichtiger Flüssigkristallzelle 6 ist
das Signal am nichtinvertierenden Eingang immer größer als am invertierenden Eingang
und am Ausgang des Operationsverstärkers tritt eine positive Gleichspannung auf.
Entsprechend der Amplitude dieser Gleichspannung verringert sich die
Transmission
der Flüssigkristallzelle, so daß weniger Licht auf den lichtelektrischen Wandler
3 fällt. Dadurch verringert sich auch die Spannungsdifferenz am Eingang des Operationsverstärkers
11. Schließlich wird ein Punkt erreicht, in dem die Spannungsdifferenz der beiden
von dem lichtelektrischen Wandler hervorgerufenen Signale null ist. Damit erhöht
sich auch die Spannung am Ausgang des Komparators nicht weiter und die Flüssigkristallzelle
wird nicht weiter eingeschwärzt.
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Durch den Speichereffekt des Flüssigkristalls wird die erreichte Transmission
über einen längeren Zeitraum auch ohne anliegende Steuerspannung, also bei Auftrennen
der Verbirdungsleitung von Ausgang des Operationsverstärkers zu der Flüssigkristallzelle
durch den Schalter 8, aufrechterhalten.
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Nunmehr wird der eigentliche Belichtungssteuervorgang ausgelöst. Dabei
wird zunächst der Schalter 8 geöffnet und der Umschalter 9 verbindet den foto elektrischen
Wandler 3 mit der Belichtungssteuerschaltung lo, die nunmehr auf der Grundlage des
vom fotoelektrischen Wandler 3 abgegebenen elektrischen Signals bei einer Spiegelreflexkamera
mit Zeitautomatik die Belichtungszeit automatisch b ldet oder bei einer Spiegelreflexkamera
mit Blendenautomatik die Blendenöffnung automatisch
einstellt
oder bei einem Programmautomaten beides vornimmt. Während des Belichtungssteuervorganges
erfolgt somit eine Außenmessung, die durch die eingestellte Transmission der Flüssigkristallzelle
so korrigiert ist, als ob das in den Strahlengang der Kamera eindringende und zur
Belichtung dienende Licht unmittelbar gemessen wird. Auf diese Weise ist die bei
allen Spiegelreflexkameras mit Innenmessung notwendige elektrische Speicherung der
gemessenen Objekthelligkeit während des eigentlichen Belichtungsvorganges nicht
erforderlich.
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Nach Beendigung des Belichtungssteuervorganges oder auch erst nach
Beendigung der fotografischen Belichtung wird die Flüssigkristallzelle mit einer
Wechselspannung verbunden, deren Frequenz größer ist als die dielektrische Grenzfrequenz
des Flüssigkristalls. Die Flüssigkristallzelle wird wieder durchsichtig und für
den nächsten Belichtungssteuervorgang vorbereitet.