DE2719589A1 - Lichtmessgeraet - Google Patents

Description

PATENTANWALT Cl PL-PHYS. W! LLY LORENZ

Hubertusstr. 83V₂ · D-8035 Gauting ■ <& (089) 8 50 25 24 · Telex 5 21 707 lore d · ♦ Brevet · Telekopierer X

2.Mai 1977

Meine Akte: ρ 66-j,DT

Patentanmeldung
der Firma

PIGNONS S.A.

Ballaigues (Waadt, Schweiz)

Lichtmessgerät

MR/PA/HW/ek-10.767

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- t

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmessgerät, umfassend mindestens ein lichtelektrisches Element, das der Lichtausstrahlung, deren Stärke gemessen werden muss, ausgesetzt wird, und Mittel zur Erzeugung und Übertragung zu einem Zählkreis einer die besagte Lichtstärke kennzeichnenden Anzahl von Impulsen.

Derartige Geräte sind in der Technik wohlbekannt und werden insbesondere im Gebiet der Photographie verwendet, um die Belichtungsdauer und die Blendenöffnung vor einer photographischen oder kinematographischen Aufnahme zu bestimmen. Diese Geräte umfassen einen Oszillator, der während einer, in Funktion der Stärke der Lichtausstrahlung bestimmten Zeitspanne eine diese Lichtstärke kennzeichnende Anzahl von Impulsen erzeugt.

Die deutsche Patentschrift DT Nr. 2.531.858 schlägt z.B. ein Gerät vor, das die Lichtstärke mit einem Photoleiter misst, der zusammen mit einem Verzögerungskreis eine der Beleuchtungsstärke proportionale Zeitspanne bestimmt. Dieser Verzögerungskreis gibt während dieser Zeitspanne einen Oszillator frei, dessen Frequenz in Abhängigkeit der gewählten Blendenöffnung einstellbar ist.

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Ein derartiger Aufbau erfordert zahlreiche elektronische, unstetige Bauteile, deren Toleranzen nicht vernachlässigbar sind. Eine Einstellung erweist sich also für jedes Gerfit erforderlich, wenn man präzise Anzeigen bei der Messung eines aufzunehmenden Lichtbildes zu erzielen wünscht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmessgerät einfachen Aufbaus, das keine auf die Toleranzen der Elemente zurückzuführende Einstellung erfordert und gestattet, eine hohe Messgenauigkeit zu erzielen.

Das erfindungsgemässe Gerät ist dadurch gekennzeichnet, dass es im Zusammenhang folgendes umfasst:

a) eine Photodiode, die eine zum Logarithmus der Lichtstärke proportionale Spannung erzeugt;

b) einen Oszillator, dessen Frequenz durch die besagte Spannung gesteuert wird; und

c) ein Verzögerungsglied, das die Impulse des Oszillators zum Zählkreis während einer vorbestimmten festen Zeitspanne durchlässt.

Die einzige Figur der beiliegenden Zeichnung zeigt beispielhaft ein elektrisches Schaltschema einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Gerätes.

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Das dargestellte Gerät umfasst eine Siliziumphotodiode 1, die am Eingang eines Verstärkers 2 angeschlossen ist, dessen Eingangsimpedanz sehr hoch, in der Grössenordnung von 1000 Megohm, ist. Die Photodiode 1 wird der vom aufzunehmenden Objekt ausgehenden Lichtstrahlung ausgesetzt, und die Spannung, die sie bei dem geschilderten Aufbau erzeugt, nimmt in Abhängigkeit des Logarithmus seiner Beleuchtungsstärke linear zu. Diese Abhängigkeit ist deshalb vorteilhaft, da sie praktisch mit der Belichtungskurve der Photofilme übereinstimmt.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers Σ? wird an dem Eingang eines Differentialverstärkers 2, angelegt, dessen anderer Eingang mit einem Dpannungsteiler 4 derart verbunden ist, dass er an ein Potential angelegt wird, das in Funktion der Empfindlichkeit des bei der Aufnahme verwendeten Photofilraes festgelegt wird.

Die Ausgangs spannung des Differentialverstärkers j5 wird zur Steuerung der Frequenz der von einem Oszillator 11 erzeugten Impulse benutzt. Eigentlich ist diese Frequenz eine lineare Funktion der Steuerspannung.

Bei Verwendung von integrierten Verstärkerelement m erübrigt

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sich jede auf Toleranzen zurückzuführende Einstellung. Darüberhinaus wird eine unmittelbare Umwandlung der durch die Photodiode erzeugten, verstärkten Spannung in eine zum Logarithmus der gemessenen Lichtstärke direkt proportionale Frequenz erzielt.

Diese Impulse werden einem, eine Teilung durch zwei ausführenden Teiler aufgedrückt, der aus einem I.K.-Flip-Flop £ besteht und gestattet, halbe Blendenteilungen zu bestimmen. Ein Verzögerungsglied 12 bestimmt die Zeitspanne, während der diese Teilung durchgeführt wird, wobei der Ausgang des Verzögerungsgliedes 12 mit den Eingängen I und K des des Flip-Flop 3, verbunden sind.

Die durch den Flip-Flop 5, erzeugten Impulse werden gleichzeitig an zwei weitere Flip-Flop §_ und 1_ angelegt.

Die aus jedem dieser Flip-Flop S_ und 7 austretenden Impulse speisen einen Zähler 8 und bzw. einen Zähler £.

Die verschiedenen Zustände des Zählers 8 entsprechen z.B. der zur Verfugung stehenden Geschwindigkeitsstufen und jene des Zählers 9_ den ermöglichten Blendenöffnungen.

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_ Λ - ■

Jeder Zähler kann durch an sich bekannte, nicht dargestellte Mittel manuell vorgewählt werden.

In der Zeichnung wurden für jeden Zähler acht Ausgänge dargestellt, die über eine einstellbare Brücke 16 bzw. 12 mit einer Leitung 18 zur Steuerung der Flip-Flop (5 und 2 verbunden werden können.

Der letzte Ausgang des Zählers 8 steuert einen I.K.-Flip-Flop 10 an, dessen Ausgang £ einerseits mit einem der beiden Eingänge eines NAND-Gatters 1^, und andererseits mit dem einen der beiden Eingänge eines anderen NAND-Gatters 1£ verbunden sind, wobei die erste dieser Verbindungen jeweils durch einen Umschalter Ig, unterbrochen wird, um diesen Eingang des Gatters 1£ an eine Klemme 20 auf einen Pegel "1" zu bringen. Der letzte Ausgang des Zählers ist ebenfalls mit dem zweiten Eingang des Gatters 1£ verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang zur Nullstellung des Zählers 8 verbunden ist. Der durch die einstellbare Brücke 16 vorgewählte Ausgang ist mit dem zweiten Eingang des Gatters 12 verbunden. Der Ausgang des Gatters 1£ kann jeweils mit der Leitung 18 verbunden werden, wenn die einstellbare Brücke 12 einen der Ausgänge des Zählers £ nicht mit dieser Leitung verbindet, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist.

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— Sf —

Diese Steuerleitung 18 führt einerseits zu den Eingängen I und K des Flip-Flop §_ und anderseits über einen Inverter 1£ zu den Eingängen I und K des zweiten Flip-Flop 2·

Die Arbeitsweise des Lichtmessers ist folgende:

Wenn der Benutzer ein Lichtbild bei einer bestimmten Geschwindigkeit aufzunehmen wünscht, muss er zuerst den Zähler 8 auf den entsprechenden Wert voreinstellen, was die einstellbare Brücke 16 mit einem der Ausgänge des Zählers 8 in Kontakt bringt. Dieser Ausgang steht auf "0", solange der vorgewählte Wert nicht erreicht wird, und die einstellbare Brücke 12 verbindet den Ausgang des Gatters 12, unmittelbar mit der Leitung 18. Bei manueller Betätigung wird dann das Verzögerungsglied 12 eingeschaltet. Von diesem Zeitpunkt an werden die durch den Oszillator 11 erzeugten Impulse, deren Frequenz von der durch die Photodiode 1 gemessenen Lichtstärke abhängig ist, dem Zähler 8 übertragen, nachdem ihre Frequenz durch den aus dem Flip-Flop £ und £ bestehenden Steuerkreis durch vier geteilt wurde. Da der Ausgang des Gatters I^ auf einem logischen Pegel "1" liegt, weil einer seiner Eingänge auf "0" steht, und der andere mit der Klemme 20 verbunden ist, liegen die Eingänge I und K des Flip-Flop 6 auf "1" und jene des Flip-Flop 2 auf "0".

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Also kann nur der Flip-Flop (> Impulse erzeugen.

Wenn der Zähler 8 den vorgewählten Wert erreicht, bringt er das Gatter 13 zum Kippen, so dass der Flip-Flop 6 gesperrt ist, und der Flip-Flop 7 wird also dem Zähler 9_ Impulse aussenden. Der vom Zähler 9 am Schluss der durch das Verzögerungsglied 12 festgelegten Zeitspanne erreichte Wert entspricht der Blendenöffnung, die eingestellt werden muss, um eine richtige Belichtung des Filmes zu erzielen.

Wenn der Benutzer mit einer bestimmten Blendenöffnung zu fotografieren wünscht, wird der dieser Blendenöffnung entsprechende Ausgang des Zählers 9. über die einstellbare Brükke 17 unmittelbar mit dem Flip-Flop £ und über den Inverter 13 mit dem Flip-Flop 7 verbunden. Dieser Ausgang steht auf "0" beim Einschalten des Verzögerungsgliedes 12, und dabei ist also der Flip-Flop 6 gesperrt. Der Zähler 9_ zählt somit die Impulse bis zu dem vorgewählten Wert. Zu diesem Zeitpunkt wird der besagte Ausgang des Zählers 9, seinen Zustand ändern und zu "1" übergehen, so dass der Flip-Flop 7 gesperrt ist. Der Zähler 8 zählt alsdann bis zur Ausschaltung des Verzögerungsgliedes L2. Der vom Zähler 8 erreichte Wert entspricht der in Funktion der gewählten Blendenöffnung gesuchten Geschwindigkeit.

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ΛΟ

Selbstverständlich müssen Mittel zur Anzeige der an den beiden Zählern abzulesenden Werte vorgesehen werden, falls die Einstellung des Photoapparates manuell vorgenommen wird.

In der Zeichnung wurde eine Ausführung dargestellt, die gestattet, sechzehn Geschwindigkeiten zu wählen. Zu diesem Zweck ist der Umschalter 19 derart angeordnet, dass er den Eingang des Gatters I^ mit dem Ausgang "Q des Flip-Flop 10 verbindet, wobei dieser Ausgang bei der Einschaltung des Verzögerungsgliedes auf "0" liegt, falls eine höhere Geschwindigkeit als die acht bereits erläuterten erwünscht wird. Dadurch wird, wenn der Zähler 8 seinen maxiamalen Wert erreicht, der Ausgang des Flip-Flop 10 seinen Zustand ändern (Übergang auf "1") und dem Zähler 8 vom Gatter 1£ ein Impuls zur Nullstellung ausgesandt, so dass der Zähler weiter Zählt, wobei die Arbeitsweise jener, welche bereits erläutert wurde, identisch ist.

Selbstverständlich ist ein nicht dargestellter Schaltkreis zur allgemeinen Nullstellung sämtlicher Steuerkreise sowie eine Anzeige für die Überschreitung der Aufnahmefähigkeit des oder der Zähler vorgesehen.

Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Gerätes liegt

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darin, dass eine bestimmte Geschwindigkeit oder Blendenöffnung auferlegt werden kann, da der vorstehend erläuterte Steuerkreis von diesem auferlegten Wert ausgeht und den zweiten Parameter in Punktion der durch die Photodiode gemessene Lichtstärke errechnet, wobei die Anzahl der vom Oszillator 11 während der durch das Verzögerungsglied 12 festgelegten Zeitspanne erzeugten Impulse die Summe der Werte ergibt, welche die Geschwindigkeit und die Blendenöffnung für eine gegebene Lichtstärke kennzeichnen.

Die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 12 muss beim Zusammenbau in Funktion der maximalen Geschwindigkeit und der minimalen Blendenöffnung sowie der gewählten Filme voreingestellt werden.

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Leerseite

Claims (2)

1. Patentansprüche

   / 1,/ Lichtmessgerät, umfassend mindestens ein lichtelektrisches Element, das der Lichtausstrahlung, deren ütärke gemessen werden muss, ausgesetzt wird, und Mittel zur Erzeugung und Übertragung zu einem Zählkreis einer die besagte Lichtstärke kennzeichnenden Anzahl von Impulsen, dadurch gekennzeichnet , dass es im Zusammenhang folgendes umfasst:

   a) eine Photodiode, die eine zum Logarithmus der Lichtstärke proportionale Spannung erzeugt;

   b) einen Oszillator, dessen Frequenz durch die besagte Spannung gesteuert wird; und

   c) ein Verzögerungsgl.Lei, das die Impulse des Oszillators zum Zählkreio während einer vorbestimmten Zeitspanne durchlässt.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , dass die Photodiode mit einem Verstärker verbunden ist, dessen Verstärkungsfaktor einstellbar ist und dessen Ausgang die Frequenz des Oszillators steuert.

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   ORIGINAL INSPECTED