DE2724139A1

DE2724139A1 - Schaltungsanordnung zur integration der lichtmenge fuer eine blitzeinheit mit automatischer steuerung

Info

Publication number: DE2724139A1
Application number: DE19772724139
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Hasegawa; Yoshiaki Ohtsubo; Kouichi Takahata; Sakuji Watanabe
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1977-12-22
Also published as: JPS5821800B2; JPS52145220A; US4160160A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPL-ING

« H. KINKELDEY

7 2 A 1 3 9 W. STOCKMAIR

OR-MG AeEfCALTEOf

K. SCHUMANN

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P. H. JAKOB

OPLMCx

G. BEZOLD

DRRERMW OPL-OBwI

8 MÜNCHEN 22

MAXlMlLiANSTRASSE *3

27. Mai 1977 PH 11 685

NIPPON KOGAKU K. K.

2-3» Marunouchi 3-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan

Schaltungsanordnung zur Integration der Lichtmenge
für eine Blitzeinheit mit automatischer Steuerung.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für
die Integration der Lichtmenge in einer Blitzeinheit
mit automatischer Steuerung.

Eine Blitzeinheit mit automatischer Steuerung erfüllt die folgenden Funktionen:

1. Durch eine Photodiode wird das Licht empfangen,
das von einem durch eine Blitzentladungsröhre
bestrahlten Objekt reflektiert wird;

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2. ein Kondensator wird mit einen Strom aufgeladen, welcher der auf die Photodiode fallenden Lichtmenge entspricht; und

3. das Aufblitzen bzw. das Aufleuchten der Blitzentladungsröhre wird beendet, wenn die Aufladespannung des Kondensators einen vorherbestimmten Wert erreicht hat.

Üblicherweise ist die auf die Photodiode fallende Lichtmenge so groß, daß der Kondensator direkt mit dem Photostrom von der Photodiode aufgeladen werden kann. In bestimmten Fällen, bei denen sich die Photodiode in einem Kameragehäuse befindet, wird jedoch die auf die Photodiode fallende Lichtmenge kleiner, so daß das Ausgangssignal der Photodiode verstärkt werden muß. Eine Verstärkerschaltung hat jedoch üblicherweise den Nachteil, daß sie aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise mit bestimmten Stör- bzw. Fehlerfaktoren behaftet ist, wie beispielsweise einer Spannungsversetzung, einer Temperaturdrift des Vorspannungsstroms, usw.; diese Fehlerfaktoren machen sich am Ausgang der Verstärkerschaltung bemerkbar, d.h., sie verändern das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung auf nicht vorhersehbare Weise. Deshalb reicht also die einfache Verstärkung des Ausgangssignals der Photodiode durch die Verstärkerschaltung nicht aus, da die Fehlerfaktoren des Verstärkers den Zeitpunkt ändern, an dem die Aussendung des Blitzlichtes beendet wird, so daß sich die Filmbelichtung nicht in optimaler Weise steuern läßt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, den Einfluß der Fehlerfaktoren, wie beispielsweise der Spannungsversetzung, der Temperaturdrift des Vorspannungsstroms usw., zu vermeiden, welche die verwendete Ver-

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Stärkerschaltung aufweist, wenn die auf die Photodiode fallende Lichtmenge gering ist; dabei soll eine Schaltungsanordnung für die Integration der Lichtmenge geschaffen werden, mit der sich eine optimale Integration der Lichtmenge durchführen läßt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Schaltungsanordnung für die Integration der Lichtmenge in einer Blitzeinheit mit automatischer Steuerung mit einem Blitzlichtgerät zur Erzeugung einer blitzartig aufleuchtenden Lichtstrahlung eine auf das Licht ansprechende Einrichtung, die so angeordnet ist, daß sie das von der Blitzbeleuchtung herrührende Licht empfängt und das empfangene Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt, eine Verstärkerschaltung zur Ausgabe des elektrischen Signals als verstärkte Spannung, die auch gleichstrom- und niederfrequente Fehlerspannungen ausgibt, ein Tiefpaßfilter zur Ausfilterung der Fehlerspannungen von der Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung, das nur die dem elektrischen Signal entsprechende Spannung ausgibt, eine Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung zur Ausgabe eines Stroms, welcher der Ausgangsspannung des Tiefpaßfilters entspricht, und einen durch den Strom von der Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung aufgeladenen Kondensator auf, wobei die Aufladespannung des Kondensators einen Wert hat, der das Ergebnis der Integration der Intensität des Lichtes ist, das durch die auf das Licht ansprechende Einrichtung empfangen wird.

Ein bevorzugter Gedanke liegt in einer Schaltungsanordnung für die Integration einer Lichtmenge in einer Blitzeinheit mit automatischer Steuerung mit einer Blitzanordnung zur Erzeugung von Blitzbeleuchtung, die eine auf das Licht ansprechende Einrichtung, eine Verstärkerschaltung, ein Tiefpaßfilter, eine Spannungs/Strom-Umwandler-

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schaltung und einenKondensator aufweist. Die auf das Licht ansprechende Einrichtung empfängt das Licht, das sich aus der Blitzbeleuchtung ergibt, und wandelt das empfangene Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal um. Die Verstärkerschaltung gibt das elektrische Signal als verstärkte Spannung aus. Diese Verstärkerschaltung gibt auch gleichstrom- und niederfrequente Fehlerspannung aus. Das Hochpaßfilter eliminiert die gleichstrom- und niederfrequenten Fehlerspannungen aus der Ausgangsspannung der Verstärkerschaltung und gibt nur die Spannung aus, die dem elektrischen Signal entspricht. Die Umwandlerschaltung gibt einen Strom aus, welcher der durch das Hochpaßfilter abgegebenen Spannung entspricht. Der Kondensator wird durch den Strom von der Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung aufgeladen. Die Aufladespannung des Kondensators nimmt einen Wert an, der das Ergebnis der Integration der Intensität des Lichtes ist, das durch die auf das Licht ansprechende Einrichtung empfangen wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung für die Integration der Lichtmenge, wie sie verwendet wird, wenn die Anschlüsse der Photodiode kurzgeschlossen sind; und

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für die Integration der Lichtmenge, wie sie verwendet wird, wenn die Anschlüsse der Photodiode offen sind.

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In Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer als Energiequelle dienenden Batterie E für die Betätigung bzw. Speisung der Schaltungsanordnung dargestellt. Eine Photodiode Pd, die durch einen Operationsverstärker OPI in den kurzgeschlossenen Zustand gebracht wird, empfängt das Licht, das an einem durch das Blitzlicht von einer Blitzentladungsröhre (nicht dargestellt) beleuchteten Objekt reflektiert wird. Beim Empfang des von dem Objekt reflektierten Lichtes erzeugt die Photodiode Pd einen Photostrom der proportional zu der Intensität des empfangenen Lichtes ist. Der durch die Photodiode Pd fließende Photostrom wird in eine Spannung umgewandelt und durch eine herkömmliche Verstärkerschaltung A verstärkt, die einen Operationsverstärker 0P1 und Widerstände R1, R2, R3 aufweist. Andererseits werden in dem die Verstärkerschaltung bildenden Operationsverstärker 0P1 als Fehlerfaktoren Spannungen erzeugt, die auf die Spannungsversetzung, die Temperaturdrift des Vorstroms, also eine Nullpunktsverschiebung bzw. ein Auswandern aufgrund von Temperatureinflüssen und ähnliche Einflüsse zurückzuführen sind (diese Fehlerfaktoren sollen im folgenden als Fehlerspannungen bezeichnet werden). Diese Spannungen treten auf der Eingangsseite des Verstärkers auf, so daß sie mit der Spannung verstärkt werden, die dem durch die Photodiode Pd fließenden Strom entspricht (diese Spannung soll im folgenden als Signal spannung bezeichnet werden). Deshalb ist die Spannung an einem Punkt M, welcher dem Ausgang des Verstärkers entspricht, gleich der Signalspannung plus den Fehlerspannungen. Die Fehlerspannung besteht aus einer Gleichspannung, die auf die Spannungsversetzung zurückzuführen ist, und aus einer niederfrequenten Wechselspannung, die auf die Temperaturdrift des Vorstroms zurückzuführen ist. Andererseits ist die Signalspannung eine Wechselspannung von mehreren KHz. Deshalb ist es möglich, durch Verwendung eines Filters

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selektiv die Signal spannung von der Spannung an dem Punkt M zu trennen. Das zu diesem Zweck dienende Hochpaßfilter B wird durch einen Kondensator C4 und einen Widerstand R4 gebildet. Die so durch das Tiefpaßfilter β von den Fehlerspannungen abgetrennte Signalspannung wird auf den nicht invertierenden Eingang (+ Anschluß) eines Operationsverstärkers 0P2 geführt, der den Eingang einer herkömmlichen Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung C bildet, die den Operationsverstärker 0P2, einen Transistor Q1 und einen Widerstand R5 aufweist. Ein Integrationskondensator Ci wird durch den Strom von der Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung C aufgeladen und als Anschlußspannung Vout des Integrationskondensators wird eine Spannung erzeugt, die proportional zu der durch die Photodiode Pd empfangenen Lichtmenge ist. Ein parallel zu dem Integrationskondensator Ci liegender Schalter Sw ist normalerweise offen und kann, falls erforderlich, geschlossen werden, um die in dem Kondensator gespeicherte Ladung durch diesen Schalter zu entladen.

Bei der oben beschriebenen AusfUhrungsform wird die Photodiode Pd in ihrem kurzgeschlossenen Zustand verwendet, wobei der Photostrom, der proportional zu der Intensität des durch die Photodiode Pd empfangenen Lichtes ist, das Eingangssignal für den Verstärker A bildet; als Alternative hierzu kann jedoch, wie in Fig. 2 dargestellt ist, die Photodiode Pd auch in ihrem offenen Zustand eingesetzt werden, wobei die Photospannung, die proportional zu der Menge des durch die Photodiode Pd empfangenen Lichtes ist, als Eingangssignal zu einem Verstärker A¹ dient.

Für die Ausführungsform nach Fig. 2 soll angenommen

werden, daß das von dem Objekt reflektierte Licht auf eine Photodiode Pd¹ fällt, um zwischen den Anschlüs-

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sen der Photodiode Pd' eine Spannung V¹ zu erzeugen. Dann müssen der invertierende Eingang (+) und der nicht invertierende Eingang (-) eines Operationsverstärkers 0P3 auf dem gleichen Potential sein, so daß das Potential an dem Knotenpunkt K zwischen zwei Widerständen R6 und R7^ die zwischen dem Ausgang M' des Operationsverstärkers 0P3 und Erde bzw. Masse geschaltet sind, den Wert V annimmt. Deshalb wird eine

R +R Spannung 6 7 an dem Ausgang M¹ des Operations-

Verstärkers 7 0P3 erzeugt. Der Ausgang M¹ des Operationsverstärkers 0P3 ist der Ausgang des Verstärkers A' und mit dem Eingang des Filters B verbunden. Im übrigen ähnelt die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, so daß sie nicht weiter beschrieben werden soll.

Im folgenden soll erläutert werden, warum das Filter B zwischen den Verstärker A und die Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung C, wie oben beschrieben wurde_/ geschaltet ist. Wenn die Kompensationsschaltung in dem Verstärker A selbst enthalten wäre, so würde die Schaltungsanordnung so komplex, daß das Ansprechvermögen bzw. die Ansprechempfindlichkeit der Schaltungsanordnung sehr viel langsamer bzw. schlechter wäre und die Schaltungsanordnung nicht auf etwaige Änderungen der Lichtmenge ansprechen würde. Es ist deshalb zweckmäßig, daß der Verstärker A einen einfachen Aufbau hat, damit er sehr rasch auf das Eingangssignal ansprechen kann.

Im Prinzip ist auch ein Verfahren möglich, bei dem auf das Filter B verzichtet wird, so daß die Fehlerfaktoren, die auf den Verstärker A zurückzuführen sind, aus dem Ausgangsstrom der Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung C eliminiert werden können; in der Praxis hätte dieses Verfahren jedoch Nachteile, da diese Schaltungsanordnung

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nicht so einfach wie die gezeigte und erläuterte Ausführungsform ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie hier beschrieben worden ist, läßt si'-ch also der Einfluß der Spannungsversetzung, der Temperaturdrift und ähnlicher Fehlerfaktoren der Verstärkerschaltung eliminieren, so daß der den Kondensator für die Integration der Lichtmenge aufladende Strom einen Wert annimmt, der nur in Beziehung zu dem photoelektrischen Umwandlungssignal steht, also nur von diesem Signal abhängt; dadurch wird die exakte Integration der Lichtmenge sichergestellt. Mit der Schaltungsanordnung nach der vorliegenden Erfindung läßt sich also die optimale Belichtungssteuerung bei Blitzlichtaufnahmen unter Verwendung einer Blitzeinheit mit automatischer Steuerung erreichen.

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Claims

Patentanwälte: a. grünecker

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H. KINKELDEY

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8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

Patentanspruch

Schaltungsanordnung für die Integration der Lichtmenge in einer Blitzeinheit mit automatischer Steuerung mit einer Blitzeinrichtung für die Blitzlichtbeleuchtung, mit einer auf das Licht ansprechenden Einrichtung, die so angeordnet ist, daß sie das aus der Blitzbeleuchtung resultierende Licht empfängt und das empfangene Licht in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt, und mit einem Kondensator für die Integration des elektrischen Signals, gekennzeichnet durch eine Verstärkerschaltung(A) für die Verstärkung des elektrischen Signals und für die Erzeugung einer Ausgangsspannung, die aus einer Signal komponente, die dem verstärkten elektrischen Signal entspricht, und einer Fehlerkomponente besteht, die Gleichstrom- und niederfrequenten Fehlerspannungen entspricht, weiterhin durch ein Hochpaßfilter (B) für die Eliminierung der Fehlerspannungen aus der Ausgangsspannung der Ver-

(oae) aaaaea telex os-aesao tcleoramme monapat telekopierer

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OFHQiNAL INSPECTED

Stärkerschaltung (A), das nur die Spannung ausgibt, die dem elektrischen Signal entspricht, und durch eine Spannungs/Strom-Umwandlerschaltung (C) zur Ausgabe eines Stroms, welcher der durch das Hochpaßfilter (B) ausgegebenen Spannung entspricht, wobei der Kondensator (Ci) durch diesen Strom aufgeladen wird.

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