DE2650591C3

DE2650591C3 - Digitaler Belichtungsmesser für eine Kamera

Info

Publication number: DE2650591C3
Application number: DE2650591A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Tokio Kawasaki
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1975-11-04
Filing date: 1976-11-04
Publication date: 1978-10-26
Also published as: GB1533055A; DE2650591A1; FR2331050B1; DE2650591B2; US4118712A; FR2331050A1; JPS5936219B2; JPS5256531A

Description

Die Erfindung betrifft einen digitalen Belichtungs messer entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I. Bei einem bekannten digitalen Belichtungsmesser dieser Art (DT-OS 24 11 999) liefen eine Lichtmeß- und Rechnerschaltung ein Ausgangssigmil, das in einem bestimmten Verhältnis zu der durch eine Fotodiode festgestellten Objekthelligkeit sowie zur von Hand eingestellten Filmempfindlichkeit und Belichtungszeit bzw. Blendenöffnung in einem bestimmten Verhältnis steht. Dieses Ausgangssignal wird über eine Verknüpfungsschaltung an einen Vorwärts/Rückwäris-Zühler gegeben, wodurch die von einem Oszillator abj/egebenen Impulse abhängig von dem Ausgangssignal der Lichtmeßschaltung dem Zähler zugeführt werden. Abhängig davon, in welchem Verhältnis die Objekthelligkeit zu den voreingestellten Werten steht, wird der Zähler vorwärts oder rückwärts gezählt. Hat das Verhältnis einen Wert 1, so bleibt der Zähler auf seinem üerzeitigen Stand stehen. Mit den einzelnen Stufen des Zählers sind jeweils Widerstände verbunden, deren Werte an den jeweiligen Stellenwert des Zählers angepaßt sind. Der wirksame Wert des Gesamtwider-Standes des Widerstandsnetzwerkes hängt somit vom Stand des Zählers ab, und er wird dazu verwendet, die Verschliißzeii zu steuern. Zur Anzeige des Zählerstandes ist ein an den Zähler angeschlossener Dekodierer und ein mit dem Dekodierer verbundener Anzeigeblock, der beispielsweise mehrere Leuchtdioden umfaßt, vorgesehen. Die Anzeige des Belichtungswertes erfolgt also durch folgende Schritte: Vergleichen der voreingestellten Größe mit der von der Objekthelligkeit abgeleiteten Größe; Verarbeiten des durch den Vergleich abgeleiteten Ausgangssignals, um den Zählerstand zu variieren. Dekodieren und Anzeigen des Zählerstandes. Der in dieser Schaltung vorgesehene Digital/Analog-Umsctzer ist aufwendig, da für jede einzelne Zählerstufe ein separater Widerstand vorgesehen werden muß. Bedenkt man, daß für jede einzelne Stufe noch ein Treiberverstärker vorgesehen werden muß, so wird klar, daß diese bekannte Schaltungsanordnung aufwendig ist, was insbesondere bei Miniauirschaltungen, wie sie in Fotoapparaten verwendet werden, vermieden werden soll.

Aus der US-PS 3842 412 ist ein als einzelner integrierter Schaltkreis ausgebildeter Digital/Analog-Wandler bekannt, bei dem für jede Stelle des umzuwandelnden Digitalwcries ein Transistor vorgesehen ist, der als Konstantstroüiquelle dient. Entsprechend der Wertigkeit der einzelnen binären Werte besitzen die zugeordneten Transistoren Viclfachemitter. Die in dieser Druckschrift gezeigte Anordnung ist schallungstcchnisch sehr aufwendig, und es ist dort nicht! angegeben, einen derartigen Digital/Analog-Umselzcr bei Belichtungsmessern für Kameras zu verwenden.

Der Erfindung lieg! die Aufgabe zugrunde, einen digitalen Belichtungsmesser der eingangs genannten Ar! anzugeben, der einfacher aufgebaut ist als bekannte digitale Belichtungsmesser.

Ausgehend von einem digitalen Belichtungsmesser der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Der Vorteil eines derart ausgebildeten Helichiungsmcsscrs besteh! darin, ila(,S nur ein einziger Widerstand benötigt wird, durch den — abhängig von der digitalen Größe — ein Summcnsirom geleitet wird. Das an dem Widersland abgegriffene Ausgiingssigna'l wird direkt mit der Ausgangsgröße der Lichtmeß- und Reehnerschaltung verglichen, um bei Gleichheit der Signale den Zähler /u stoppen und seinen Stand an/ii/eigen.

Die I'rfindunsi wird im folgenden an I land mn

Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schemaiischep Zeichnungen naher erläutert.

Es zeigt

Fig. I ein Blockschaltbild eines digitalen Rechnerund Anzeigesystems für die Belichtungszeit nach der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltbild des D/A-Uniseizers nach F i g. I.

Das in dem Blockschallbild nach Fig. 1 dargestellte System hat folgende Funktionsweise: Eine Lichtmeß- und Rechnerschaltung 1 mißt die Helligkeit eines fotografischen Objektes und berechnet daraus eine analoge Belichtungszeit als Funktion von vorgegebenen Werten für die Blendenöffnung und die Filmempfindlichkeit. Ein Oszillator 6 ist mit einem digitalen Zähler 5 gekoppelt, der die von dem Oszillator erzeugten Impulse zählen kann. Mit dem Zähler 5 sind ein Digital/Analog-Umsetzer 3. im folgenden als D/A-Unisetzer bezeichnet, der das digitale Ausgangsziel von dem Zähler in ein analoges Signal umwandeln kann, eine logische Schaltung 4 und eine selbsthaltende Schaltanordnung 7 verbunden, die durch die logische Schaltung 4 gesteuert wird. Ein Komparator 2 vergleicht d:is Ausgangssignal von der Lichtmeß- und Rechnerschaitung 1 mit dem Ausgangssignal von dem D/A-Uriiseizer 3. Mit der selbsthaltenden Schaltanordnung 7 ist eine Binär-Dezimal-Dekodierschaltung 8 verbunden, die eine Gruppe von LED-Anzeigeelementen 9 treibt.

Beim Betrieb wird das schrittweise zunehmende Ausgangssignal des Zählers 5 durch den D/A-Umsei/er 3 in ein äquivalentes analoges Signal uingev.andclt: dieses Signal wird durch den Komparator 2 kontinuierlich mit dem Ausgangssignal von der Lichtmeß- und Rechncrschaltung 1 verglichen. Gleichzeitig wird das /.ählerausgangssignal der selbsthaltenden Schaltanordnung 7 zugeführt und darin in Abhängigkeit von einem Signal von der logischen Schaltung 4 gespeichert, wenn der Komparator 2 anzeigt, daß das Ausgangssignal des D/A-Umsetzers den Ausgangswert der Lichtmeß- Lind Rechnerschalliing I erreicht hat. Das analoge Ausgangssignal der Schaltung I wird dann digital angezeigt, indem der In.ialt der selbsthaltenden Schaltanordnung der Dekodierschaltung 8 zugeführt wird, deren Ausgangssignal die LED-Anordnung 9 treibt.

Das von der Lichtmeß- und Rechncrschaltung I abgegebene Signal sei mit V] bezeichnet. Es ist zum Beispiel hergeleitet aus einer von Hand eingestellten <!rolle für die Filmcmpfindlichkcit minus Blendenöffnung (Apex-System: SV-AV), sowie der Objekthclligkcit. die mittels eines photoempfindlichcn Elements festgestellt wird. V₁ entspricht dann z. B. dem Apcx-VVcrt Tv = Bv + Sv - Av.

Der Aufbau des D/A-Umsctzers ist in F i g. 2 dargestellt: ein Feldeffekttransistor oder FET 18 ist mit eigener Vorspannung bzw. sclbstvorspannend durch einen Widerstand J9 geschaltet. Das Kollektor-Ausgangssignal eines Transistors 20 ist durch den Basis-Emitter-Weg eines Transistors 22 zu seiner Basis zurückgekoppelt. Die Emitter-Flächen bzw. -Bereiche von Transistoren 20, 23, 25, 27 und 29 haben ein Verhältnis von 2:1 : 2 : 4 : 8. während die Emitter der Transistoren 23, 25, 27 und 29 jeweils mit Widerständen 24, 26, 28 bzw. 30 verbunden sind. Das Kollcktor-Ausgangssignal eines Transistors 33. der durch eine Konsiantsiromquelle 34 getrieben wird, ist durch den Basis-Emitter-Weg eines Transistors 32 /u seiner Basis /uiückgekoppeli. Ein Widerstand 31 ist /wischen die Basis des Transistors 33 und einen Vcrbindungspunki /w ischen den Kollektorei, Jes Transistors 23. 25. 27 und 29 geschaltet.

Diese Schaltungsanordnung hat folgende Funktionsweise: Nimmt man an. daß die Spannung an der Steuerelektrode und der Quelle des FETs Ve,., und der Widerstandsweri des Widerstandes 19 K: beträgt, so ist der Quellenstrom ödes FETs 18:

Wenn das Verhältnis der Widerstände 21, 24, 26, 28 und 30 auf 2 :8 :4 :2 : I eingestellt wird, dann werden die Kollektorströme der Transistoren 23, 25, 27 bzw. 29

jeweils h., /\, 2 /\ und 4 />. Nimmt man an, daß der durch

die Quelle gelieferte Strom /, beträgt, dann wird die Spannung 14 an der Basis und dem Emitter des Transistors 33 zu:

KT

K = Boltzmann-Konsiante.
T = Atiolute Temperatur.
q = Elementarladung.

v"iii(i„) = Basis-Emitter-Spannung des Transistors bei einem Kollektorstrom L

Weilerhin soll angenommen werden, üaß der Widerstand 31 einen Widerstandswert Ri hat: wenn die Emitter A. B. C'und D der Transistoren 23, 25, 27 und 29 mit den Ausgängen des vierstufigen digitalen Zählers 5 verbunden werden, dann wird die Spannung V-, an dem Widerstand 31 für die verschiedenen Ausgänge des Zählers 5 die in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Werte haben.

■i" Tabelle

Γι	(	V)	3 O	O	O	1.5UR,
(		J f)	O	1	7.0/1 R,
(		J O	1	O	6.5 URi
(		J O	1	I	60 URi
-..ι <		) I	O	O	*5.5 i₂R·*
(	UM	) 1	O	1	5.0UR,
(	J 1	I	O	4.5 i,R·
	) I	I	1	4.Oi₂R,
	O	O	O	3.5 i₂R,
O	O	I	3.0 I₂R,
O	1	O	2.5 i₂R,
O	I	1	2.0 URi
1	O	O	1.5 /,A₁
I	O	I	1.0 /SA₁
1	1	O	0,5 I₂R^
1	I	1	0

Aus Tabelle I ergibt sich folgendes: Wenn

DCBA = 0001 einem Belichtungswert T₁' im APEX-System von —3 (8 Sek.) entspricht, und wenn

_b-, DCBA = IHO einem Wert T,^f für die Belichtungszeit

im APEX-Svsiem von + 10 ( Jqqq Sek.) entspricht, dann kann das Kollcktornotcntial Vj der Transistoren 23. 25.

27 und 29 ausgedrückt werden als
K₄= K₆-0.5 (I I dabei bedeuten

0.5 I₂R₁=

In2.

l-ünsel/en von (7) und (3) in die Gleichung (fi):

Werden /V und /Ί so ausgewählt. (4)

Werden N und /Ί so
(llcichung erfüllen:

ausgewählt, dall sie folgcndi

Sct/t man die Gleichungen (2) und (4) in Gleichung (3) ein. so ergibt sich:

/" TlV Hl _ ι

Der Inhalt des /iihlers 5 wird verriegelt Ivw. gesperrt, dekodieii und in dein System nach iig. i ange/eiLM. wenn die kombinierten Kollektor-Potentiale dei Iransistören 23, 25, 27 und 29 die l-mitter-Spannung IΊ des Transistors 14 (siehe I i g. 2) erreichen: /u diesem Zeitpunkt isl deiinitionsgemäß:

l\ = I₄. (6)

Ist der Wert von Vi gegeben durch die Beziehung

j _ γ kl Kl '"(«.-)ν ₊ ι· ,τ,

' ι/ ' ² if ' I₁₁ "'■ "

wobei N eine Konstante ist. dann ergibt sich durch dann kann Cileichiin«; (H) redu/ierl werden auf

T₁ = Υ,'. (Kit

üie iiiiiyeii maiheinaiisciieii Anieitiingen /eigei ?n eindeutig, dall die Ausgangsspanruing ΙΊ von ilei l.ielumell- und Kechnerscliallung I mit der Ausgangs spannung ΙΊ \on dem D-'A-l inisei/er 5 über dei gesamten Hereich ties Wertes Γ, für die Heliehiiings/ei im Al'l'XSvsiem /usanunenfallt.

Das Prin/ip iler vorliegenden I'rfirulutii; NiHt sich ii gleicher Weise auch für die Messung. Berechnung um digitale Anzeige des Wertes /\, für die Blendenöflnunj. im APL,\ S>stein einsetzen, wenn ein variablei Widerstand so eingestellt wird, daß er die Differenz in zwischen den Werten für die l'ilmenipfindlichkeit um die gewünschte Belichtungszeit (.V₁- 7",) im API-IX-Sv stern darstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Digitaler Belichtungsmesser für eine Kamera mit einer Lichtmeß- und Rechnerschaltung, deren Ausgangssignal proportional zur Objekthelligkeit in Abhängigkeit von voreingestellten Werten für die Filmempfindlichkeit und die Blendenöffnung bzw. die Belichtungszeit ist, mit einem durch einen Oszillator betriebenen Zähler, einem Digital-Ana- in log-Umsetzer zum Umwandeln des Zählerstandes in einen Analogwert und einem mit der Lichtmeß- und Rechnerschaltung verbundenen Komparator, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital/ Analog-Umsetzer (3), der mit dem Komparator verbunden ist, eine Konstantspannungsquelle(32,33, 34) aufweist, daß ein erster, zweiter, dritter und vierter jeweils als Konstantstromquelle dienender Transistor (23, 25, 27, 29) parallel geschaltet sind, deren Emitterflächen sich wie 1 :2 :4 :8 zueinander verhalten, daß die Ausgangsklemmen dieser Konstantstromquelien (23, 25, 27, 29) miteinander verbunden sind, daß eine Treiber-Konstantstromquelle (18,19,20,22) mit den Transistoren (23,25,27, 29) verbunden ist, daß zwischen den verbundenen Ausgangsklemmen und der Konstantspannungsquelle (32,33,34) ein Widerstand (31) geschaltet ist, und daß eine Anordnung (A, B, C, D) vorgesehen ist, mit der die einzelnen Ausgangssignale des Zählers (5) den entsprechenden Transistoren (23, 25, 27, 29) jo zuführbar sind.

2. Belichtungsmesser nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß an die Emitterelektroden der Transistoren (23, 25, 27, 29), deren Emitterflächen Verhältnisse von 1 :2 :4 :8 habe^ Widerstände (24, y, 26, 28, 30) geschaltet sind, oeren Werte dem Verhältnis 8:4:2:1 entsprechen.

3. Belichtungsmesser nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstantspannungsquelle eine sechste Konstantstromquelle (34), einen fünften Transistor (33), dessen Kollektor mit der sechsten Konstantstromquelle (34) verbunden ist, und einen sechsten Transistor (32) enthält, dessen Basis und Emitter jeweils mit dem Kollektor und der Basis des ersten Transistors (33) verbunden sind.

4. Belichtungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiber-Konstantquelle (18,19,20,22) mit der Basis jedes der vier Transistoren (23,25,27,29) verbunden ist. >o

5. Belichtungsmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der von der fünften Konstantstromquelle (18,19,20, 22) zugeführte Strom / gleich KT ist, wobei K eine Proportionalitätskonstante und T die absolute v, Temperatur sind.

6. Belichtungsmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Konstantstromquelle (18, 19, 20, 22) einen Feldeffekttransistor (18) mit eigener Vorspannung w> aufweist,