DE2653625C3 - Digitale Anzeigeschaltung für einen photographischen Belichtungsmesser - Google Patents
Digitale Anzeigeschaltung für einen photographischen BelichtungsmesserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine digitale Anzeigeschaltung für einen photographischen Belichtungsmesser gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei herkömmlichen photographischen Belichtungsmessern
sind bisher Strommesser als Anzeigeeinrichtung für die ermittelten Belichtungswerte verwendet
worden. Solche Strommesser haben jedoch eine relativ
geringe Ansprechempfindlichkeit und damit eine lange Ansprechzeit; außerdem können sie bei mechanischen
Schwingungen leicht gestört oder sogar beschädigt werden und nehmen schließlich auch noch einen relativ
großen Raum ein. Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist eine Vielzahl von digitalen Anzeigeeinrichtungen
für Belichtungsmesser entwickelt worden. Diese herkömmlichen digital anzeigenden Belichtungsmesser
haben jedoch den Nachteil, daß ihre Herstellungskosten relativ hoch sind, weil die dafür erforderliche Schaltungsanordnungen
einen komplizierten und komplexen Aufbau haben. Eine detaillierte Erläuterung einer
herkömmlichen digitalen Anzeigeschaltung soll im folgenden unter Bezugnahme auf die F i g. 2 gegeben
werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine digitale Anzeigeschaltung für einen
photographischen Belichtungsmesser zu schaffen, die einfacher aufgebaut ist als bekannte Anzeigeschaltungen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer digitalen Anzeigeschaltung der obengenannten Art
durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 oder 3 gelöst
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die digitale Anzeigeschaltung für einen Belichtungsmesser im
Vergleich mit den herkömmlichen Ausgestaltungen eine relativ kleine Zahl von Schaltungs-Bauteilen auf, so daß
sich eine Anordnung ergibt, der einerseits nur geringe Herstellungskosten verursacht und trotzdem die gewünschten
Leistungs-Kenndaten der herkömmlichen Schaltungsanordnungen hat
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
schematischen Zeichnungen näher erläutert
Es zeigt
F i g. 1 ein schematisches Schaltbild einer photographischen
Lichtmeßschaltung,
Fig.2 ein Blockdiagramm euter herkömmlichen digitalen Anzeigeschaltung und
Fig.3 und 4 Schaltdiagramme von zwei Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
Bei der in F i g. 1 gezeigten photographischen Lichtmeßschaltung ist der Kollektor eines Transistors 1,
der eine logarithmische Kompression durchführt, mit der Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors (FET) 3
verbunden, der mit einer Photodiode 2 und einem Widerstand 4 eins Schaltung mit eigener Vorspannung
bildet. Die Quelle bzw. Source des FET 3 ist mit der Basis eines Transistors 5 verbunden, dessen Emitter
durch eine Konstantstromquelle 7 getrieben wird. Eine Rückkopplung erfolgt von dem Emitter des Transistors
5 durch einen variablen V/iderstand 6 zu der Basis des Transistors 1; dabei wird der Widerstandswert des
Widerstandes 6 so eingestellt, daß er proportional zu Sv- Tv- Av ist, wobei 5vder Wert für die Filmempfindlichkeit,
Tv der Wert für die Belichtungszeit und Av der Blendenwert oder der Wert für die Größe der
Blendenöffnung im APEX-System sind.
Diese Schaltungsanordnung hat folgende Funktionsweise: Eine Rückkopplung erfolgt von dem Kollektor
des Transistors 1, der mit konstantem Strom durch den photoelektrischen Strom ip der Diode 2 getrieben wird,
durch den FET 3 und den Transistor 5 zu seiner Basis. Als Ergebnis hiervon entspricht die Basis-Emitter-Spannung
V\ des Transistors 5 dem Wert övfürdie Helligkeit
eines Objektes im APEX-System. Mathematisch ist die
Spannung Vj durch den Ausdruck gegeben;
V1 = -g— In f +
V1 = -g— In f +
Hl
dabei bedeutet:
(U
die Boltzmann-Konstante,
die absolute Temperatur;
die Elektronenladung und
die Basis-Emitter-Spannung bei einem Kollektorstrom *.
die absolute Temperatur;
die Elektronenladung und
die Basis-Emitter-Spannung bei einem Kollektorstrom *.
Der photoelektrische Strom iP der Diode 2 wird als
Funktion des Wertes Bv für die Helligkeit eines Objektes im APEX-System durch die folgende Gleichung
ausgedrückt:
Ip = ipo ■ 2»>,
wobei j^oder photoelektrische Strom für Bv=O ist.
Damit kann also die Gleichung (1) umformuliert werden zu:
V1 =
KT
ßvln2
KT
In
Ct)
+ V
• (2)
V2 = -^- (In 2) · (N + S1. - Ay - Ty)
(3)
Deshalb wird die Ausgangsspannung Vn der Lichtmeßschaltung
zu:
Vn = V1
KT
V1 = -[XnDiBy
KT
V Ό J
BK(Ol ■
(4)
In Fi g. 2 ist eine Ausführungsform einer herkömmlichen
digitalen Anzeigeschaltung dargestellt, bei der die Anzeige der ermittelten Belichtungswerte mit Hilfe von
fünf lichtemittierenden Dioden (LED) durchgeführt wird; geeignete Belichtungsbedingungen werden durch
Aufleuchten der mittleren LED angezeigt. Bei dieser Schaltungsanordnung ist der Ausgang Vo der Lichtmeßschaltung
(Schaltungsanordnung A) mit dem negativen oder invertierenden Eingang eines jeden Komparators
10,11,12 und 13 verbunden, während Bezugsspannungen Vi, V4, V5 und V6 auf ihre positiven Eingänge
gegeben werden. Diese Bezugsspannungen erfüllen die folgende Beziehung:
V)> V4> V,> V6.
Die Schaltungsanordnung weist weiterhin EXKLU-SIVE-ODER-Glieder
15,16,17,18 und 19, LEDs 20,21,
22,23 und 24 sowie einen Strombegrenzungswiderstand 25 auf. Ein hohes oder logisches 1-Signal wird an den
Anschluß 14 angelegt.
Diese Schaltungsanordnung hat folgende Funktionsweise: Wenn Vo>
Vi ist, sind die Pegel der Ausgangssignale der Komparatoren 10,11,12 und 13 alle auf einem
niedrigen Wert oder auf logisch O, und nur das Ausgangssignal des EXKLUSIVE-ODER-Gliedes 15 isi
auf einem hohen Wert. Die übrigen EXKLUSIVE-
Ki ODER-Glieder 16, 17, 18 und 19 sind auf niedrigen
Werten, so daß nur die LED 20 aufstrahlt. Wenn V3>
Vo > Vt ist, ist das Ausgangssignal des Komparator 10 auf einem hohen Wert, und die übrigen Komparatoren
11,12 und 13 sind auf einem niedrigen Wert, so daß
nur die LED 21 erregt wird. In ähnlicher Weise ergeben sich die übrigen Beziehungen zwischen der Ausgangsspannung
Vo der Schaltungsanordnung A, den Ausgangssignalen der Komparatoren 10, 11,12 und 13 und
der erregten LED nach Fi g. 2, wie sie in der folgenden Tabelle .' zusammengestellt sind:
Komparator-Ausgangssigna! Erregte LED
Wenn der Widerstandswert /?i des variablen Widerstandes
6 so ausgewählt wird, daß er die Gleichung
R1 = R5(N+ Sv-Av-Tv)
erfüllt, wobei A/eine Konstante und fader Widerstandswert
pro Stufe des Wertes (Sv-Av- Tv) im APEX-System sind, dann beträgt sie Spannung V2 an dem
Widerstand 6:
V2=As (N+Sv-Av- Tv) ■ /,,
wobei /1 der Strom der Konstantstromquelle 7 ist.
wobei /1 der Strom der Konstantstromquelle 7 ist.
Wenn nun Rsi\ so ausgelegt wird, daß es gleich — In 2
ist, dann wird die Spannung V2 an dem Widerstand 6:
10
1!
13
| vo>v} | L | L | L | L | 20 |
| H | L | L | L | 21 | |
| μ, v\>vQ>v\ | H | H | L | L | 22 |
| H | H | H | L | 23 | |
| Vt> Vn | H | H | H | H | 24 |
Wenn die Werte für die Bezugsspannungen Vj, Vi1, V5
und V6 in geeigneter Weise ausgewählt werden, ergibt sich ein Festpunkt-Belichtungsmesser, der die geeigneten
oder korrekten Belichtungsbedingungen anzeigt, indem beispielsweise die mittlere LED 22 für eine
vorgegebene Kombination von Filmempfirdlichkeit, Blendenwert und Belichtungszeit in Abhängigkeit von
der gemessenen Helligkeit des Objektes aufleuchtet.
Die Komparatoren 10, 11, 12, 13 enthalten eine Vielzahl von aktiven und passiven Bauteilen, so daß die
Schaltungsanordnung zwangsweise komplex und aufwendig wird, wenn, wie bei der Ausführungsform nach
Fig.2, vier Komparatoren benötigt werden. Insbesondere
nimmt die Spitzenfläche sehr stark zu, wenn die Komparatoren in eine bipolare integrierte Schaltung
eingebaut werden sollen. Dadurch verringert sich jedoch die Ausbeute, und die Herstellungskosten
steigen.
Da weiterhin die Ausgangsspannung der oben erläuterten Schaltungsanordnung A relativ gering ist,
un'i 2 war ungefähr 18 mV für jede Änderungsstufe eines jeden Wertes Bv, Av, Sv und Tv im APEX-System
beträgt, müssen die Offset- bzw. Kompc-nsations-Spannungen
der Komparatoren auf entsprechend niedrigere Pegel eingestellt werden, wodurch jedoch wiederum die
Genauigkeit der Schaltungsanordnung ungünstig beeinflußt wird.
Diese Mangel und Nachteile der herkömmlichen Systeme werden durch die Anzeigeschaltung nach der
vorliegenden Erfindung überwunden, die nun im einzelnen beschrieben werden soll. Wie sich aus F i g. 3
ergibt, sind die Kollektoren von Transistoren 50,53, 56 und 59 mit gemeinsamer Basis jeweils mit den
Kollektoren von Transistoren 51, 54, 57 und 60 mit gemeinsamer Basis verbunden. Eine Bezugsspannung 49
wird an die Basen der Transistoren 50, 53, 56 und 59 angelegt, während die Ausgangsspannung Vo der
Schaltungsanordnung A an die Basen der Transistoren 51,54,57 und 60 angelegt wird. Wenn die Kollektorströme
der zuletzt erwähnten Transistoren durch /, dargestellt werden, so kann die Beziehung zwischen
diesen Kollektorströmen und der Eingangsspannung Vn durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:
Ii,
KT
In
(I)
I?)
Selzt man die obige Gleichung (4) in die Gleichung (5)
ein. so ergibt sich die folgende Gleichung:
Iii2-(H, ι S1 - ,1, - V1)
KT
In
W, .2v\ ^1π('Λ
In / </ V l„ /
Die Bedingungen für eine optimale Belichtung werden erhalten, wenn B\ + Sv - A\ — Tv = 0 ist.
wie es sich aus der üblichem Formel des APEX-Systcms ergibt. Deshalb kann die nbige Gleichung umgeschrieben
werden zu:
diese Gleichung kann reduziert werden auf:
Wenn also N so ausgewählt wird, daß es die Gleichung (6) erfüllt, dann fließt ein Strom /, durch die
Kollektoren der Transistoren 51,54,57 und 60, wenn die
optimalen Belichtungsbedingungen vorliegen.
Wenn zur weiteren Vereinfachung angenommen wird, daß das Emitter-Verhältnis der Transistoren 50,
53, 56 und 59 1:2:4:8 beträgt, und daß der Kollektorstrom des Transistors 50 /ist. dann können die
Kollektorströme der Transistoren 53, 56 und 59 ausgedrückt werden als 2/. 4/bzw. 8/.
Wenn nun die Beziehung zwischen /, und dem aus Gleichung (6) hestimm'cn /so eingestellt wird, daß die
unten angegebene Gleichung (7) erfüllt wird, wodurch elin mittlere LED 22 erregt wird wjun die Belichtungsbedingungen optimal sind, dann ergibt sich eine
Beziehung zwischen der erregten LED υτιΗ der
maxima'c"ι BeiichUingsbedingung
(B, + S1 -Av- Tv),
wie 'ic in der Tabelle 2 angegeben ist.
wie 'ic in der Tabelle 2 angegeben ist.
Dadurch ergibt sich also ein Fcstpunkt-Belichtungsmesser.
Beziehung
/wischen / und
/wischen / und
Belichtungs/usUincJ /·.',
größer als 2 1 ±0.5 0 ± 0.5 -1 ± 0.5 kleiner als 2
| Ausgang | 55 | 5 S | 61 | I-.rregte Ll-I) |
| 52 | L | I. | L | |
| L | L | L | Il | 20 |
| L | L | Il | U | 21 |
| L | U | Il | M | 22 |
| L | Il | II | H | 23 |
| Il | 74 | |||
Der Block C in F i g. 3 entspricht dem Block C (der
durch die gestrichelte Linie umgeben ist) in Fig. 2. Die
Bezugszeichen 10', 1Γ, 12'und 13'in Fig. 2 entsprechen
jeweils den Bezugszeichen 52,55,58 und 61 in F i g. 4.
F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der %orliegenden Erfindung, wobei die Kollektoren der
Transistoren 66, 68, 70 und 72 mit gemeinsamer Basis jeweils mit den Kollektoren von Transistoren 67,69, 71
und 73 mit gemeinsamer Basis verbunden sind. Eine Bezugsspannung 65 wird an die Basen der Transistoren
66, 68, 70 und 72 angelegt, während die Ausgangsspan- " nung V0 der Schaltungsanordnung A an die Basen der
Transistoren 67, 69, 71 und 73 angelegt wird. Die Emitterströme der Transistoren 66, 68, 70 und 72 sind
gleich und können durch /'ausgedrückt werden.
Wenn das Emitter-Verhältnis der Transistoren 67,69, 71 und 73 8 :4 :2 : I beträgt und wenn der Kollektorstrom
des Transistors 73 durch /,' ausgedrückt wird, dann können die Kollektorströme der Transistoren 71,
69 und 67 durch 2/,', 4/,' und 8/,' ausgedrückt werden. Wenn nun die Beziehung zwischen /'und /,' so ausgelegt
wird, daß /' = 2]/2i/ ist, dann kann Gleichung (5) in
bezug auf den Emitterstrom aufgestellt werden. Deshalb ergibt sich, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach
Fig.4, eine Beziehung zwischen dem gemessenen Beiichtungszustand (Bx + Sv-Av- Tv) und der erregten
LED, wie sie in Tabelle 2 dargestellt ist so daß es sich wiederum um einen Festpunkt-Belichtungsmesser
handelt. Der Block C in F i g. 4 ist identisch mit dem in Fig. 3.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Digitale Anzeigeschaltung für einen photographischen Belichtungsmesser, mit einer Lichtmeß- ϊ
schaltung zur Erzeugung einer Ausgangsspannung, die als Funktion von vorherbestimmten photographischen
Parametern proportional zum Logarithmus der Helligkeit eines Objektes ist, gekennzeichnet
durch mehrere parallelgeschaltete Transistoren (51,54,57,60) mit gleichen Emitter-Bereichen,
durch eine die Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung mit der Basis jedes Transistors
(51, 54, 57, 60) verbindende Einrichtung, durch eine gleiche Zahl von Konstantstromquellen (50, 53, 56, ;ϊ
59) zur Erzeugung von Ausgangsströmen, die sich voneinander in Abhängigkeit von einem vorherbestimmten
Verhältnis unterscheiden, und durch eine einzeln die Ausgänge der KonstantstromqueUen mit
den Kollektoren der Transistoren (51, 54, 57, 60) verbindende Anordnung, wobei die an den Kollektoren
der Transistoren (51, 54, 57, 60) erzeugten Spannungen eine digitale Schwellenumwandlung
der Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung in Abhängigkeit von dem vorherbestimmten Verhältnis
darstellen (F i g. 4).
2. Digitale Anzeigeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die KonstantstromqueUen
mehrere Transistoren (50, 53, 56, 59) aufweisen, die jeweils Emitterbereiche in einem m
Verhältnis von 1 :2 :4 :8 haben.
3. Digitale Anzeigeschaltung für einen photographischen Belichtun^smessr,, mit einer Lichtmeßschaltung
zur Erzeugung einer Ausgangsspannung, die als Funktion von vorherbestimmten photogra- t5
phischen Parametern proportional zu dem Logarithmus der Helligkeit eines Objektes ist, gekennzeichnet
durch mehrere parallelgeschaltete Transistoren (51, 54, 57, 60) mit Emitterbereichen, die sich
voneinander in Abhängigkeit von einem vorherbe- -to stimmten Verhältnis unterscheiden, durch eine die
Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung mit der Basis jedes Transistors (51, 54, 57, 60) verbindende
Einrichtung, durch eine gleiche Zahl von KonstantstromqueUen (50, 53, 56, 59) zur Erzeugung von «
gleichen Ausgangsströmen, und durch eine einzeln die Ausgänge der KonstantstromqueUen mit den
Kollektoren der Transistoren (51, 54, 57, 60) verbindende Anordnung, wobei die an den Kollektoren
der Transistoren erzeugten Spannungen eine digitale Schwellenumsetzung der Ausgangsspannung
der Lichtmeßschaltung in Abhängigkeit von dem vorherbestimmten Verhältnis darstellen
(F ig. 4).
4. Digitale Anzeigeschaltung nach Anspruch 3, r, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (51,
54, 57, 60) Emitterbereiche in einem Verhältnis von 8:4:2:1 haben.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE2653625B2 DE2653625B2 (de) | 1978-05-11 |
| DE2653625C3 true DE2653625C3 (de) | 1979-01-18 |
Family
ID=15279812
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- 1976-11-25 DE DE2653625A patent/DE2653625C3/de not_active Expired
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Legal Events
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| OI | Miscellaneous see part 1 | ||
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |