DE2728526A1 - Belichtungseinstellschaltung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR. ING. E.HOFFMANN . DIH.-ING. W. EITLE · 0«. IER. NAT. K.HOFFMANN · DIPU-ING. W. IEHN 01OMMONCHEN(I · AKABEILASTRASSE 4 (STERNHAUS) · TELEFON (0S9) *110·7 . TELEX 05-2»«» JPATHE)

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Minolta Camera Kabushiki Kaisha, Osaka / Japan Belichtungseinstellschaltung

Die Erfindung betrifft eine Schaltung für Fotoapparate und insbesondere eine Belichtungseinstellschaltung, die auf den Empfang eines Signales, das die Helligkeit eines zu fotografierenden Gegenstandes angibt,ein Signal erzeugt, das die Verschlusszeit angibt.

Beim Fotografieren ist es notwendig, den Fotoapparat auf die richtige Verschlusszeit und Blendenzahl oder Blendenöffnung bezüglich einer vorgewählten ASA- oder DIN-Zahl einzustellen. Diese drei Faktoren, d.h. die Verschlusszeit, die Blendenzahl und die ASA-Zahl sind durch die Helligkeit des zu fotografierenden Gegenstandes bestimmt. Da jeder Faktor veränderlich ist, ist es in die Wahl desjenigen, der fotografiert, gestellt, diese drei Faktoren nach Belieben einzustellen. Wenn jedoch zwei Faktoren

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festliegen,ist der verbleibende Faktor durch die Helligkeit des Gegenstandes bestimmt. Bei einer automatischen Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit Innenmessung (TTL) wird bereits eine Belichtungseinstellschaltung verwandt, die so arbeitet, dass sie die passende Länge der Belichtungszeit Tv nach dem sog. APEX-System berechnet, das durch die folgende Gleichung gegeben ist.

Tv = Bv - (Av - Sv) β Bv + Sv - Av (1)

wobei Bv ein gegebener Wert der Helligkeit des Objektes, d.h. der Helligkeit eines zu fotografierenden Motivs, Sv der Wert der Filmempfindlichkeit und Av eine Blendenzahl bezeichnen. Diese Werte Bv, Sv, Av werden als APEX-Werte bezeichnet.

In Fig. 1 ist das Grundschaltbild einer Belichtungseinstellschaltung dargestellt, die eine Fotodiode PD₂ und eine Diode D₁ auf- weist, die in Reihe und quer zu einer ersten Energiequelle E. geschaltet sind. Wenn die Fotodiode PD₂ Licht vom zu fotografierenden Gegenstand empfängt, wird über der Diode D. ein Spannungssignal V- erzeugt, das zu einem Exponentialwert der Helligkeit in Beziehung steht. In diesem Fall ist das Spannungssignal V_B identisch mit dem APEX-Wert Bv der Helligkeit in Gleichung (1). Die Grundschaltung enthält weiterhin Potentiometer PM₃ und PM., die parallel zueinander geschaltet sind und mit einer zweiten Energiequelle E₂ verbunden sind. Ein Schleifarm oder Kontaktarm W₃ des Potentiometers PM₃, der beweglich längs des Potentiometers schleift, um an eine Stelle gebracht zu werden, die der Filmempfindlichkeit entspricht, steht mit dem Verbindungspunkt P₂ zwischen der Fotodiode PD und der Diode D-. in Verbindung, während ein Kontaktarm W₄ des Potentiometers PM. , der beweglich längs dieses Potentiometers schleift, üb an eine Stelle gebracht zu werden, die der Blendenzahl entspricht, mit einer Ausgangsklemme P₄ verbunden ist. Bei dieser Schaltung ist der Spannungsabfall V- zwischen dem Kontaktarm W- und dem Verbindungspunkt P- zwischen den Potentiometern PM. und PM. identisch mit dem APEX-Wert Sv der Filmempfindlichkeit und ist der Spannungsabfall V. zwischen dem ,Kontaktarm W₄ und dem Ver-

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bindungspunkt P₃ identisch mit dem APEX-Wert Av der Blendenzahl.

Bei der oben beschriebenen Schaltung ist die Spannung V-, die zwischen der Hasseleitung P. und der Ausgangsklemme P. erscheint, gegeben als:

^VS - ^VA

Das heisst mit anderen Worten, dass die Schaltung eine Berechnung ausführt, die der Lösung der oben beschriebenen Gleichung (1) entspricht, die das APEX-System darstellt.

In dem Fall, in dem die Ausgangsklemme P₄ der in Fig. 1 dargestellten Schaltung auf einen Verbindungspunkt P₃ ¹ der negativen Klemme der Energiequelle E_ und der Potentiometer PM₃ und PM₄ bezogen wird, können identische Ergebnisse erhalten werden. In diesen Fall steht der Spannungsabfall V · zwischen dem Kontaktarm W₃ und dem Verbindungspunkt P₃ ¹ mit dem APEX-Wert Sv der Filmempfindlichkeit in Beziehung, während der Spannungsabfall V ' zwischen dem Kontaktarm W₄ und dem Verbindungspunkt P₃ ¹ mit dem APEX-Wert Av der Blendenzahl in Beziehung steht, so dass die Ausgangsspannung V„ der Schaltung dargestellt werden kann als:

VsV- V ' ♦ V ' ^VT ^VB ^VS ^VA

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung verwendet zwei Energiequellen E. und E-. Für einen Fotoapparat ist es jedoch unerwünscht» dass die Energiequellen in dem im Fotoapparat begrenzt zur Verfügung stehenden Raum zu viel Platz einnehmen. Es ist daher bereits eine Schaltung vorgeschlagen worden, die dieselbe Funktion wie die oben beschriebene Schältung hat, jedoch nur eine Energiequelle verwendet. Ein Beispiel einer derartigen Schaltung ist In Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Schaltung wird die über

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der Diode D erzeugte Eingangsspannung V einem nicht invertieren-1 B

den Eingang eines FunktionsverstMrkers A₁ geliefert. Die Ausgangsklemme des Funktionsverstärkers A₁ liegt an einem Verbindungspunkt P₇ von Potentiometern PM und PM,, die in Reihe zueinander geschaltet sind. Der andere Verbindungspunkt P_Q der Potentiometer PM₅ und PM, liegt über eine Reihenschaltung aus einem Transistor Q₁₂ und einem Regelwiderstand R₁₁ an Masse, wobei der Kollektor des Transistors Q₁- mit dem Verbindungspunkt P verbunden ist und sein Emitter mit dem Regelwiderstand R₁₁ in Verbindung steht. Die Basis des Transistors Q₁₂ liegt am Kollektor eines Transistors Q₁₁. Der Transistor Q₁₁* dessen Basis und Emitter miteinander verbunden sind, so dass er als eine Diode arbeiten kann, liegt mit seinem Emitter an Masse und mit seinem Kollektor über einen passenden Widerstand R_1Q an der positiven Seite der Energiequelle, beispielsweise der Energiequelle E₁. Diese Transistoren Q₁₁ und Q₁₂ und der Regelwiderstand R₁₁ sind so geschaltet, dass sie eine bekannte Art eines Konstantstromgenerators bilden. Der Kontaktarm W des Potentiometers PM₅, das dazu vorgesehen ist, ein Spannungssignal V- zu liefern, das den APEX-Wert Sv der Filmempfindlichkeit angibt, ist mit dem invertierenden Eingang des Funktionsverstärkers A₁ verbunden, so dass sich ein Gegenkopplungskreis ergibt und der Spannungsabfall, der zwischen den Eingangsklemmen Pc und P₆ auftritt, nahezu auf Null Volt gehalten wird. Das am Kontaktarm W- auftretende Signal ist somit nahezu gleich dem Signal, das am nicht invertierenden Eingang P₅ auftrifft, d.h. gleich dem Signal V„. Der Kontaktarm W, des Potentiometers PM^, das dazu vorgesehen ist, ein Spannungssignal V zu liefern, das den APEX-Wert Av der Blendenzahl wiedergibt, ist mit einer Ausgangsklemme P. verbunden. Das hat zur Folge, dass die Spannung zwischen Masse und der Ausgangsklemme P_Q gleich V + V_e - V₇. und somit gleich einem Wert ist, der gleich dem oben erwähnten Wert des Ausgangssignals V-, ist, das die Belichtungszeit angibt. Durch die Verwendung des Funktionsverstärkers A₁ und der Transistoren Q₁₁ und Q₁₂ kann die Schaltung von Fig. 2 die Belichtungszeit berechnen, ohne dass die Verwendung einer zusätzlichen Energiequelle, beispielsweise der Energiequelle E₃, erforderlich ist.

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Weitere Informationen dieses in Fig. 2 dargestellten Schaltungstyps sind in der US-PS 2 936 842 und der US-PS 3 977 011 enthalten.

Bei einer Schaltung des oben beschriebenen Typs ist es jedoch aus den folgenden Gründen unvermeidlich, den Regelwiderstand R₁₁ vorzusehen.

Vorausgesetzt, dass die Umgebungstemperatur 25 C beträgt, muss bei der in Fig. 2 dargestellten Betriebsschaltung oder bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung der Wert der Spannungsänderung, der einer Änderung des APEX-Wertes um eine Stufe entspricht, 18mv betragen. Dieser Wert ist im Hinblick auf die Stromspannungskennlinien eines Halbleiters bestimmt, der als logarithmisches Wandlerelement verwandt wird. Beispielsweise entspricht bei einer Diode eine zweifache Änderung des hindurchgehenden Stromes normalerweise einer Änderung von 18mv über den Klemmen der Diode und entspricht bei einer Transistor eine zweifache Änderung im Kollektorstrom einer Änderung von 18mv in der Basisemitterspannung. Wenn somit in Fig. 1 eine zweifache Änderung in der auf die Fotodiode PD, fallenden Lichtmenge auftritt, d.h. wenn eine Änderung im APEX-Wert um eine Stufe auftritt, ergibt sich eine zweifache Änderung im Fotostrom und somit eine Änderung um 18mv in der Spannung V„ über den Klemmen der Diode D₁. Die Potentiometerschaltung auf der rechten Seite in Fig. 1 oder 2 muss genau auf die Eingangssignale ansprechen und genau Ausgangssignale erzeugen, die sich für jede Änderung im APEX-Wert um eine Stufe um 18mv ändern.

Diesen Erfordernissen kann durch genau kontrollierte Fertigungskonditionen genüge getan werden. Diesen Erfordernissen kann jedoch gegenwärtig in einer Massenproduktion nicht genüge getan werden. Wenn es mit anderen Worten möglich wäre, in grosser Menge Transistoren Q₁₁ oder Q₁₂ zu erhalten, bei denen der erforderliche Wert des Kollektorstromes ohne ein Nachstellen erhalten werden könnte, oder wenn es möglich wäre, Potentiometer leicht zu bekommen,

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die die erforderlichen Widerstandskennlinien haben,gäbe es keine Schwierigkeiten, geben-würde. Bei einer Massenfertigung wird die Sicherstellung der Genauigkeit der Werte der Schaltungsbauteile über einen bestimmten Punkt hinaus als zu kostenträchtig angesehen,und es ist geläufig, eine Abweichung von 20 % über oder unter die Sollwerte der Kennlinien der Bauteile hinzunehmen. Um bei der in Fig. 2 dargestellten Schaltung genau eine Signalspannung von 18mv zu erhalten, die einer Änderung in der Belichtungszeitinformation um eine Stufe entspricht, ist es daher notwendig, den Strom nachzustellen, der durch die Potentiometer PM₅ und PM_ß fliesst. Um das zu erreichen, ist es notwendig, den Regelwiderstand R₁₁ der Belichtungssteuerschaltung hinzuzuschalten« die zum grössten Teil in Form eines integrierten Schaltungsbausteines ausgebildet ist. Da es notwendig ist, einen zusätzlichen Widerstand vorzusehen, ergibt sich der Nachteil, dass eine zusätzliche Arbeit zum Anbringen der Verdrahtung und zur Einstellung notwendig ist und somit die Herstellungskosten der Belichtungssteuerschaltungen zunehmen.

Ziel der Erfindung ist eine Belichtungseinstellschaltung, die nur eine Energiequelle benötigt, ohne von zusätzlichen Regelwiderständen Gebrauch zu machen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Belichtungseinstellschaltung des oben beschriebenen Typs, die im wesentlichen in Form eines integrierten Schaltungsbausteines ausgebildet werden kann. Um das zu erreichen, wird erfindungsgemäss von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass, obwohl Abweichungen in den Fertigungsbedingungen bei einer Grosserienproduktion von integrierten Schaltungen es praktisch unmöglich machen, die Beibehaltung der Werte der elektrischen Kennlinien der Schaltungbauelemente innerhalb enger Toleranzen in allen Schaltungen zu garantieren, es möglich ist, bestimmte Verhältnisse zwischen den Werten der elektrischen Kennlinien der Schaltungsbauelemente in einer ganzen Serie der Schaltungen genau beizubehalten, da in irgendeiner Schaltung die absoluten Werte der elektrischen Kennlinien der Schaltungsbauelemente alle mehr oder weniger in derselben Weise durch eine Änderung der Fertigungsbedingungen beeinflusst werden.

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Bei der erfindungsgemässen Schaltung hängt die exakte Erzeugung der erforderlichen Ausgangssignale lediglich von der Beibehaltung der Verhältnisse der Kennwerte der Schaltungsbauelemente ab und sind keine kostenträchtige Steuerung, um die genauen Kennwerte zu erhalten, oder zusätzliche Regeleinrichtungen notwendig.

Durch die Erfindung wird somit eine Belichtungseinstellschaltung zur Verwendung in Fotoapparaten geliefert, die die erforderliche Belichtungszeit auf Eingangssignale ansprechend berechnet, die die APEX-Werte wiedergeben und die ein Signal erzeugt, das die Belichtungszeit angibt. Die Schaltung ist hauptsächlich in Form einer integrierten Schaltung aufgebaut, um aus der Tatsache einen Vorteil zu ziehen, dass, obwohl die Absolutwerte der elektrischen Kennlinien der Schaltungsbauelemente schwanken können, bestimmte Verhältnisse dieser Werte auf einem bestimmten Verhältnis gehalten werden können, und dass eine derartige Beibehaltung bestimmter Verhältnisse erreicht werden kann, ohne dass zusätzliche Spannungsquellen und/oder Regelwiderstände erforderlich sind, wodurch eine Grosserienfertigung der Belichtungseinstellschaltung bei niedrigen Fertigungskosten möglich ist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Fig. 1 zeigen die im vorhergehenden beschriebenen Schaltungen, ^un wobei Fig. 1 eine Grundschaltung einer Belichtungseinstellschaltung und Fig. 2 ein Beispiel einer herkömmlichen Belichtungseinstellschaltung zeigen.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Verschlussbetriebsschaltung, die mit der in Fig. 3 dargestellten Schaltung gekoppelt ist.

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Fig. 5, 6 zeigen Schaltbilder verschiedener abgewandelter und 8 Ausführungsbeispiele eines Teils der in Fig. 3

dargestellten Schaltung, die in Form einer integrierten Schaltung auszubilden ist.

Fig. 9 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel

eines Potentiometerteils, der bei der in Fig. 8 dargestellten Schaltung zu verwenden ist.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, weist das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Belichtungseinstellschaltung eine Spannungseinstellschaltung A auf, die Widerstände R., und R₀ und einen Transistor Q₆ enthält, die in Reihe geschaltet und mit einer Energiequelle F verbunden sind, die eine Batterie E₃ und einen Schalter SW enthält, die in Reihe geschaltet sind. In der Spannungseinstellschaltung A liegt der Kollektor des Transistors Q₆ am Widerstand R„ und steht sein Emitter mit der negativen Klemme der Batterie E₃ in Verbindung, die an Masse liegt. Die Basis des Transistors Q_g liegt am Verbindungspunkt der Widerstände R₇ und R . so dass der Transistor Q. angeregt wird, eine konstante

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Spannung zwischen seinem Kollektor und seinem Emitter zu erzeugen.

Mit der Spannungseinstellschaltung A ist eine die Belichtungsinformation hervorbringende Schaltung B gekoppelt, die einen Kondensator C₂ enthält, der mit seinem einen Ende über eine Klemme P_Q1 mit der Spannungseinstellschaltung A am Verbindungspunkt des Widerstandes R_fi mit dem Transistor Q_fi verbunden ist, und dessen anderes Ende an Masse liegt. Mit der Klemme P₀₁ ist die Kathode einer Fotodiode PD₁ verbunden, deren Anode über eine Klemme P_Q2 am Kollektor eines Transistors Q liegt. Der Emitter des Transistors Q- liegt an Masse, und seine Basis ist mit einem Kontaktarm W₁ eines Potentiometers PM verbunden. Das Potentiometer PM₁ ist parallel zu einem anderen Potentiometer PM_ geschaltet, das gleichfalls parallel zu einem Widerstand R liegt, der später beschrieben wird. Der Kontaktarm W_ des Potentiometers PM ist mit einer Ausgangsklemme To der Belichtungseinstellschaltung verbunden.

709881/0999 . ₉ _

Mit der die Belichtungsinformation hervorbringenden Schaltung B ist ein Verstärker C gekoppelt, der einen Feldeffekttransistor Q_fl enthält, der im folgenden als FET bezeichnet wird und dessen Gate mit der Klemme P_Q2 verbunden ist. Die Source des FET Q_ ist über einen passenden Widerstand R_ mit der positiven Seite der Batterie E₃ verbunden,und der Drain des FET Q₈ liegt über einen Transistor Qq, der als Diode dient, an Masse. Die Source des FET Q₈ ist auch mit der Basis eines Transistors Q₁₀ verbunden und der Emitter und der Kollektor des Transistors Q₁₀ liegen an der positiven Seite der Batterie E und an der positiven Seite des Potentiometers PM₁ jeweils.

Wenn der Schalter SW geschlossen wird, nimmt die Spannung an der Klemme P_Q1 entsprechend einer Kennlinie zu, die im wesentlichen durch die Zeitkonstante des Kondensators C- und der Widerstände R- und R„ bestimmt ist. Als Folge des Spannungsanstieges an der Klemme P_Q1 und des Lichteinfalls auf die Fotodiode PD₁ steigt die Spannung an der Klemme P_Q2 in ähnlicher Weise an. Wenn die Spannung an der Klemme P_q2 einen festgelegten für stabile Schaltungsverhältnisse passenden Wert erreicht, wird eine durch die Fotodiode PD₁, die als Kondensator wirkt, gespeicherte Ladung schnell über den Transistor Q₇ entladen. Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn stabile Arbeitsbedingungen der Schaltung erreicht sind, der Spannungspegel an der Klemme P₀₁ so festgelegt ist, dass er etwa gleich oder etwas grosser als der Spannungspegel an der Klemme P₀₂ ist. In dieser Weise wird ein Fotostrom erhalten, der proportional der Helligkeit des auf die Fotodiode PD₁ fallenden Lichtes ist. Es ist gleichfalls darauf hinzuweisen, dass der Kondensator C₂ dazu vorgesehen ist, die Zeit herabzusetzen, während der sich die Schaltung im Einschwingzustand befindet, und um stabile Arbeitsverhältnisse der Schaltung schnell zu erreichen, wenn auf das Schliessen des Schalters SW zum ersten Mal Energie zugeführt wird. Dadurch, dass der Zeitkonstantenschaltkreis, der im wesentlichen aus dem Kondensator C_ und den Widerständen R₇ und R„ besteht, vorgesehen ist, können etwa 10msec nach dem Schliessen des Energieversorgungskreises E stabile Arbeitsverhältnisse der Schaltung erreicht werden. Ohne, dass der Kondensator C₂ vorgesehen ist, würde es einige Sekunden dauern, die Stabilität der Schaltung zu erreichen.

709881/0999 _ ₁₀ _

Wenn das einfallende Licht zunehmen sollte, so dass die Gatespannung des FET Q_ ansteigt, nimmt die Spannung an seinem Drain ab und nimmt wiederum die Spannung am Kollektor des Transistors Q₁₀ zu. Da, wie es später beschrieben wird, ein konstanter Strom im Potentiometer PM₁ fliesst, wird der Anstieg der Kollektorspannung des Transistors Q₁₀ auf die Basis des Transistors Q_ übertragen. Daher nimmt die Kollektorspannung des Transistors Q_ ab. Folglich wird die Gatespannung des FET Q„ unabhängig von Schwankungen seiner Gatespannung durch einen Gegenkopplungskreis auf einem vorbestimmten Wert gehalten, der, wie es oben beschrieben wurde, im Verstärker C gebildet ist. Das heisst mit anderen Worten, dass der Spannungsabfall über der Fotodiode PD auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird, der den Änderungen in der auf die Fotodiode PD₁ fallenden Lichtmenge entspricht,so dass ein gutes Ansprechvermögen der Fotodiode sichergestellt ist.

Die Potentiometer PM₁ und PM-, die als parallel zueinander geschaltet beschrieben wurden, sind ihrerseits über Klemmen P₁₀ und P₁₁ parallel zum Widerstand R_ß geschaltet. Der Kontaktarm W₁ des Potentiometers PM₁ wird vorher so eingestellt, dass zwischen dem Kontaktarm W₁ und der Klemme P₁₀ ein Spannungssignal V_g erzeugt wird, das die Filmempfindlichkeit angibt, während der Kontaktarm W„ des Potentiometers PM₂ vorher so eingestellt wird, dass sich zwischen dem Kontaktarm W„ und der Klemme P₁₁ ein Spannungssignal V_A ergibt, das die Blendenzahl angibt. Da der Kontaktarm W₁ mit der Basis des Transistors Q- verbunden ist, der ein Spannungssignal V_ß erzeugt, das die Helligkeit angibt, liefert die Ausgangsklemme To das Signal V_T der Belichtungsinformation.

Anhand von Fig. 3 wird im folgenden ein Konstantstromgenerator D beschrieben. Der Konstantstromgenerator D umfasst Transistoren Q₁/ Q₂# Q3 ^un(* Qa ^und Widerstände R₁, R-, R_ und R.. Die Transistoren Q₁ und Q₂ sind mit ihrer Basis miteinander verbunden und mit ihren Emittern über den Widerstand R₁ miteinander verbunden. Der Emitter des Transistors Q liegt über den Widerstand R. weiterhin an Masse.

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Auf der anderen Seite sind die Transistoren Q und Q. mit ihren

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Basen miteinander verbunden und über in Reihe geschaltete Widerstände R₂ und R mit ihren Emittern miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt der Widerstände R„ und R₃ liegt an der positiven Seite der Batterie E-. Die Kollektoren der Transistoren Q und Q- sind miteinander verbunden und die Kollektoren der Transistoren Q₂ und Q₄ sind gleichfalls miteinander verbunden. Weiterhin sind die Basis und der Kollektor des Transistors Q miteinander verbunden, und sind die Basis und der Kollektor des Transistors Q miteinander verbunden. Der in der oben beschriebenen Weise aufgebaute Konstantstromgenerator D ist mit der Spannungseinstellschaltung E in der folgenden Weise verbuncen. Die Basis des Transistors Q₁ liegt weiterhin an der Basis eines Transistors Q₅, nämlich des Ausgangstransistors Q-_f und der Emitter des Ausgangstransistors Q₁. liegt über einen Widerstand R₅ an Masse, während der Kollektor des Transistors Q_ mit dem Widerstand R, verbunden ist.

5 ο

Es gleichfalls darauf hinzuweisen, dass die elektrischen Bauelemente des Konstantstromgenerators D und der Spannungseinstellschaltung E , d.h. die Transistoren Q₁ bis Q₁. und die Widerstände R₁ bis R- in Form einer integrierten Schaltung auf einem HaIbleiterplättchen vorgesehen sind, und dass die Transistoren Q₁, Q₂ und Q₅ NPN-Transistoren sind, während die Transistoren Q₃ und Q PNP-Transistoren sind. Der Widerstandswert des Widerstandes R_

ist in passender Weise kleiner als der punktförmig verteilte Widerstand der Potentiometer PM₁ und PM- und beträgt beispielsweise 1/10 bis 1/5 dieses Widerstandes.

Während der Fertigung einer grossen Anzahl von integrierten Halbleiterschaltungen variieren im allgemeinen die Basisemitterspannungskennlien und die Widerstandswerte der Widerstände beträchtlich von Schaltung zu Schaltung in Abhängigkeit von den Diffusionsverhältnissen usw. Es ist daher schwierig, genau die erforderlichen Werte in jeder Schaltung zu erreichen. Da der Flächenbereich irgendeines Elementes auf einem integrierten Schaltungsplättchen jedoch durch eine Maske bestimmt ist, ist es möglich, mit guter Genauigkeit spezielle Widerstandsverhältnisse der Widerstände oder der Transistoremitterbereiche usw. beizubehalten. Erfindungsgemäss wird von dieser Eigenschaft der integrierten

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Schaltungen Gebrauch gemacht, um eine Schaltung zu liefern, bei der die Spannung über bestimmten Widerständen nahe an den erforderlichen Werten gehalten wird und bei der trotz der Tatssache, dass die elektrischen Werte der Schaltungsbauelemente von den Sollwerten abweichen können, die bezüglich der Widerstandswerte der Potentiometer PM₁ und PM„ als ideal angesehen werden, sich genau ändernde Ausgangssignale erzeugt werden.

Wenn der Konstantstromgenerator D in Form einer integrierten Halbleiterschaltung ausgebildet ist, sind die Emitterbereiche der Transistoren Q, und Q so begrenzt, dass sie jeweils S- und S. sind und betragen die Widerstandswerte der Widerstände R_ und R- jeweils R~ und R₃. Wenn der Wert der verschiedenen elektrischen Bauelemente beispielsweise der Widerstände und Kondensatoren nicht durch einen bestimmten Buchstaben wiedergegeben wird, werden die Werte der elektrischen Bauelemente und die Bauelemente selbst durch die entsprechenden Bezugszeichen wiedergegeben. Bei der Herstellung der integrierten Halbleiterschaltung werden die Transistoren Q₃ und Q. und die Widerstände R_ und R₃ so ausgelegt, dass sie die folgende Beziehung erfüllen:

S, = R.,

(4)

^S4 ^R2

Diese Beziehung hat eine Spannung zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Q₃ zur Folge, die gleich der des Transistors

Q. ist, während das Verhältnis der Kollektorströme I₁ und I_ der 4 \ 2.

Transistoren Q, und Q. jeweils proportional zu dem Flächenverhältnis der Emitterbereiche der Transistoren ist. Aus Gleichung (4) wird somit die folgende Gleichung erhalten:

¹I ^S3
^{1 J} - (5)

¹Z ^S4 *

Es sei darauf hingewiesen, dass im Konstantstromgenerator, wie er oben beschrieben wurde, die Widerstände R-, R₃ und R. nicht unerlässlich sind, sondern lediglich dazu vorgesehen sind, den durch den Konstantstromgenerator fliässenden Strom zu steuern.

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Bei einem Transistor, dessen Basisstrom konstant ist, ändert sich im allgemeinen der Kollektorstrom in Abhängigkeit von der Änderung der Kollektoremitterspannung. Wenn beispielsweise bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung die Spannung der Batterie E, zunimmt, wird ein Spannungsanstieg zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors Q₄ erzeugt, so dass der Kollektorstrom I₃ des Transistors Q. ansteigt. Ein derartiger Anstieg des Kollektorstromes I erzeugt gleichzeitig einen Spannungsanstieg über dem Widerstand R., so dass folglich die Basisemitterspannung des Transistors Q₄ zunimmt. Aufgrund dieser Gegenkopplung wird folglich der Kollektorstrom I_ auf einem konstanten Wert gehalten. Das heisst mit anderen Worten, dass der Widerstand R. dazu vorgesehen ist, um einen automatischen Vorspannkreis vorzusehen, während der Widerstand R- dazu vorgesehen ist, die Basisemitterspannung des Transistors Q gleich der des Transistors Q. zu halten. Der Widerstand R₄ ist gleichfalls grundsätzlich nicht notwendig, jedoch dazu vorgesehen , einen übermässigen Anstieg der Basisspannung der Transistoren Q₁ und Q_ zu verhindern.

Was nun im einzelnen die Transistoren. Q₁ und Q~ anbetrifft, so kann die Beziehung zwischen den Transistoren Q₁ und Q und dem Widerstand R ausgedrückt werden als

^VBE1 ^{+ X}1^R1 - ^VBE2

da die Basen der Transistoren Q₁ und Q_ miteinander verbunden sind, wobei V_E1,V„ - die Basisemitterspannung der Transistoren Q₁ und Q₂ jeweils bezeichnen. Nach den Kennlinien von Transistoren können diese Spannungen V„_E1 und V__ durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

¹I

· '"Ti

wobei K die Boltzmann Konstante, T die absolute Temperatur, q die Elementarladung und I₅₁ und I₅- jeweils die Sperrsättigungs ströme der Transistoren Q₁ und Q₂ sind. Durch das Einsetzen der

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Gleichungen (7) und (8) in die Gleichung (6) wird die folgende Gleichung erhalten:

JSL. . £n -=Λ- + I₁R. = J^- - In -^- ...

q Ig₁ 11 q Ig₂ (9)

Die Gleichung (9) kann weiter in die folgende Gleichung umgewandelt werden:

wobei V₁ gleich I₁* R₁ ist. Da die Sperrsättigungsströme I_gl und Ig- jeweils den Flächen S₁ und S₂ des Emitterbereiches der Transistoren Q₁ und Q₂ proportional sind, kann die Gleichung (10) aus Gleichung (5) in die folgende Gleichung umgewandelt werden:

•fm

^VR1 = "IT

Aus Gleichung (11) ist ersichtlich, dass die über dem Widerstand R₁ auftretende Spannung durch die Verhältnisse der Flächen der Emitterbereiche der Transistoren Q₁, Q_, Q und Q bestimmt ist.

■ * 3 4 Da V_Rl = I₁ · R₁, sind die Werte der Ströme I₂ und I₁ auch durch den Widerstandswert bestimmt, den der Widerstand R₁ zeigt. Aus V_R1 = I₁ "R₁ und I₁ : I₂ = S₃ : S₄ folgt, dass die Spannung V_R4 die über den Widerstand R. erscheint, ausgedrückt werden kann als:

^VR4

= (I₁ + I₂)

S₄ R₄

Sj-) "-R^ " ^VR1 (12)

709881/099« - 15 -

Aus Gleichung (12) ist erkennbar, dass die Spannung V_R. durch das Verhältnis der Widerstandswerte R₁ und R₁ bestimmt ist.

• 4

Die folgenden Ausführungen sind insbesondere auf den Ausgangstransistor Qc und den Widerstand R_ gerichtet, der mit dessen Emitter verbunden ist.

Nach den Kennlinien des Transistors kann eine Beziehung zwischen einem Kollektorstrom Ι_ς des Transistors Q , der annähernd gleich

3 5

dem Emitterstrom ist, und der Basisemitterspannung V_{ß 5} des Transistors Q₅ in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

V β -KJ- . £n

^VBE5 q *ⁿ I_s5 (13)

wobei I, der Sperrsättigungsstrom des Transistors Q ist. Da die Basis des Transistors Q₅ mit der Basis des Transistors Q₂ zusammengeschaltet ist, wird die folgende Gleichung erhalten:

^VBE5 ^{+ X}5^R5 " ^VBE2 ^{+ Z}3^R4

Durch Einsetzen der Gleichungen (8) und (13) in die Gleichung (14) ergibt sich die folgende Gleichung:

(15)

wobei V_₅ = I₅ * R₅ und V₄ = I₃ · R-. Da die Sperrsättigungsströme I₅₅ und I_₂ jeweils proportional den Flächen S₅ und S, der Emitterbereiche der Transistoren Q₅ und Q₂ sind, ergibt sich aus Gleichung (15), dass die Spannung V_R5 über den Widerstand R_g festliegt, wenn einmal die Verhältnisse der Emitterfläche und des Kollektorstromes des Transistors Q zu der Emitterfläche und zum Kollektorstrom des Transistors Q₂ vorgeschrieben sind.

Im folgenden wird als Beispiel der Fall beschrieben, in dem die Abmessungen des Ausgangstransistors Q₅ gleich denen des Transistors

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- 16 -

"to" 27 2 ;.'■-. 26

Q₂ sind und in dem der Kollektorstrom I₅ gleich dem Kollektorstrom I_ ist. Wenn in diesem Fall die Spannung V _ über den Widerstand

i KD

Rc so festgelegt ist, dass sie gleich der Spannung R. ist, wenn mit anderen Worten die Beziehung

I₂R₅ - I3R4

erfüllt ist, dann werden die jeweiligen Basisemitterspannungen ^VBE5 ^{und V}BE2 ^{der Transistoren} Q5 ^und Qp 9^leich 9^{ross und} werden die Kollektorströme I, und I₂ dieser Transistoren gleichfalls gleich gross. Die Gleichung (16) kann in die folgende Gleichung umgeformt werden:

^Σ2

^S3
- -f- + 1 (17)

Aus Gleichung (17) ist erkennbar, dass das Verhältnis des Widerstandes R₅ zum Widerstand R₄ allein durch das Verhältnis der Emitterfläche des Transistors Q₃ zu der des Transistors Q₄ bestimmt ist. Da es möglich ist, den Widerstand R₁. so auszulegen, dass er den Verhältniserfordernissen der Gleichung (8) genügt, ist es daher möglich, die Spannung V_R5 über den Widerstand R gleich der Spannung V_R4 über dem Widerstand R₄ zu machen, und ist es gleichfalls möglich, den Kollektorstrom I₅ gleich dem Kollektorstrom I_ zu machen.

Im folgenden wird die Spannung V_R6 über den Widerstand R,, der mit dem Kollektor des Transistors Q₅ verbunden ist, unter der Voraussetzung betrachtet, dass das Vorhandensein der Potentiometer PM- und PM₂ in Fig. 3 für den Augenblick ausser Betracht gelassen wird, und dass angenommen wird, dass der Kollektorstrom I₅ des Transistors Q_c einfach durch den Widerstand R, fliesst, um die

D D

folgende Beschreibung zu vereinfachen. Wenn die Kollektorströme I₅ und I₂ in der oben beschriebenen Weise gleich gross gemacht sind,

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- yr -

kann die Spannung V_Rß ausgedrückt werden als:

_Rß

R6

Da I₀ = 2

drückt werden als:

, kann die Gleichung (18) ausge-

R6

Da weiterhin V

ist, kann die

_R1 = KT _{m ln}
q

die Gleichung (19) in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

(20)

R6

Aus Gleichung (20) ergibt sich, dass die Spannung V_R6 über dem

Widerstand R_c durch das Widerstandsverhältnis R, zu R₁ bestimmt ο 6 1

ist, und dass die Spannung V_Rg proportional der absoluten Temperatur T ist.

Im folgenden wird der Fall betrachtet, in dem die Potentiometer PM₁ und PM₂ über die Klemmen P._Q und P... parallel zum Widerstand Rg geschaltet sind, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Es sei ange nommen, dass die Potentiometer PM* und PM₂ die Information in 10 Stufen vorgeben müssen. Bei 25 C beträgt in diesem Fall die Spannung, die über den Klemmen P₁₀ und P... erzeugt werden muss, 18mv χ 10 = 180mv. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass beispielsweise die Potentiometer PM. und PM. so ausgelegt sein können, dass ihre parallel liegenden Widerstandswerte 10x so gross wie der Widerstandswert des Widerstandes R^ sind. Bei einer integrierten Schaltung, die nach einem bekannten Herstellungsverfahren erhalten wird, weicht jedoch der tatsächlich erreichte Widerstandswert mehr oder weniger, beispielsweise um - 30 % bezüglich des Sollwertes ab. In ähnlicher Weise

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— IO —

27 2 ■·;·■■> 26

zeigen die Potentiometer PM₁ und PM_ einen bestimmten Grad der Abweichung. Der Widerstand R_ß bei dem in Fig. 3 dargestellten Fall weist eine Abweichung von -30 % auf, während die Potentiometer PM₁ und PM, eine Abweichung von - 20 % haben. Wenn die Potentiometer PM₁ und PM₂ nicht mit den Klemmen P₁₀ und P₁₁ verbunden sind, beträgt die Spannung, die über den Widerstand Rg erzeugt werden muss, d.h. die Spannung zwischen den Klemmen P₁₀ und P₁₁ 198mv, da der Widerstandswert der parallel geschalteten Potentiometer PM₁ und PM₃ und des Widerstandes R-gleich Rg/1,1 wäre, während Rg/1,1 χ I₅ = 180mv ist, so dass Rg χ I₅ = 198mv ist.

Wenn ein derartiger Widerstand R_g und derartige Potentiometer PM₁ und PM₂ mit Abweichung von +_ 3-0% und ^,20% jeweils verwandt werden, tritt einer der ungünstigsten Fälle in der Kombination dann auf, wenn der Widerstand R_ß um 30% über dem Sollwert liegt, während die Potentiometer um 20% unter dem Sollwert liegen. Dementsprechend kann der Widerstandswert des Widerstandes R, als 1,3 * Rg wiedergegeben werden, während der Widerstandswert der parallel geschalteten Potentiometer PM₁ und PM_ mit 8R, wiedergegeben werden kann. Trotz einer derartigen Abweichung des Widerstandes R wird der Kollektorstrom des Transistors Q₁.

6 -*

aus den oben beschriebenen Gründen auf einen bestimmten Wert gehalten. Im oben beschriebenen ungünstigsten Fall erscheint eine Spannung V₁^₀ zwischen den Klemmen P₁₀ und P₁₁, die sich wie folgt berechnet:

V β 6 6 5 180 8R₆+ 1.3R₆ ^x 1.3

^β 973- ^{X 198}
a 17Omv

Das heisst mit anderen Worten, dass der Wert der tatsächlich erzeugten Spannung 170mv anstatt eines Wertes von 180mv beträgt, der angenommen wurde. Da 18mv einer Stufe der Potent Lome tereinstellung entsprechen, liefert diese Ausgangsispannumj einen Fehler von (180 - 170)/18 =0,56 für jedo Stufe.

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Eine Situation, in der ein derartiger Fehler einen merkbaren Einfluss auf das Ausgangssignal der Belichtungseinstellschaltung hat, ist dann gegeben, wenn ein Film mit niedriger Empfindlichkeit von beispielsweise ASA 6 verwandt wird, so dass der Kontaktarm W. zur oberen Endklemme P₁₀ des Potentiometers PM₁ bewegt wird, während die Blendenöffnung des Fotoapparates auf den kleinsten Wert oder nahe auf den kleinsten Wert von beispielsweise F32 eingestellt wird, so dass der Kontaktarm W₂ zur unteren Endklemme P₁₁ des Potentiometers PM- bewegt wird. Eine absichtliche Wahl einer derarigen Kombination von Einstellungen tritt jedoch nur bei der Arbeit eines Fachmannes auf,und die Anwendung einer derarigen Kombination bei einer automatischen Belichtungssteuerschaltung wird tatsächlich nicht benutzt. Beim normalen Fotografieren in der Praxis treten derartige Einstellungen nicht auf, und selbst wenn eine solche Einstellung auftritt, wäre der Einfluss eines Fehlers von 0,56 pro Stufe nicht ungebührlich gross, verglichen mit dem fotografischen Effekt, der durch die richtige Wahl einer solchen Kombination von Einstellungen erzielt wird. Für andere Potentiometereinstellungen liegt ein Fehler von 0,56 pro Stufe innerhalb der hinnehmbaren Genauigkeitsgrenzen. Durch die erfindungsgemässe Belichtungseinstellschaltung wird somit eine Schaltung geliefert, die in Massenfertigung hergestellt werden kann und dennoch keine zusätzlichen Einstelleinrichtungen benötigt, um die Belichtungsinformation exakt zu ermitteln, so dass die Zahl der Arbeitsschritte und die notwendige Facharbeit und daher die Kosten der Fertigung verringert sind.

Wenn es jedoch erwünscht ist, einen derartigen Fehler, wie er oben beschrieben wurde, vollständig auszuschliessen, kann ein veränderlicher Regelwiderstand, der nicht dargestellt ist, zwischen die Klemmen P₁₀ und P₁₁ oder zwischen die untere Endklemrae des Potentiometers pm_ und die Klemme P₁₁ geschaltetwerden, um den Spannungsabfall zwischen den Klemmen P₁₀ und P₁₁ im wesentlichen auf einen Wert gleich dem vorbestimmten Wert, d.h.

- 20 -

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auf I8O1W einzustellen.

Weiterhin ist die Basisemitterspannung V-^^ des Transistors Q , die dem Helligkeitssignal des Gegenstandes entspricht, proportional der absoluten Temperatur, da

_ KT 7
^VBE7 q~ * *^η~ΠΤ

wobei I_ ein Fotostrom und I₀., der Sperrsättigungsstrom des

/ Ol

Transistors Q_ sind. Es ist daher notwendig, dass die von den Potentiometern PM₁ und PM_ erhaltene Spannung proportional der absoluten Temperatur ist. Aus Gleichung (20) ergibt sich jedoch, dass die Spannung über den Widerstand R_ß proportional der absoluten Temperatur ist. Wenn somit der Widerstandswert des Widerstandes R, bezüglich des kombinierten Widerstandswertes der Potentiometer PM und PM₃ vergleichsweise gross ist, wird die zwischen den Klemmen P₁₀ und P₁₁ erhaltene Spannung im wesentlichen proportional zur absoluten Temperatur, wenn der Widerstand R parallel zu den Potentiometern PM₁ und PM-geschaltet ist. Somit wird durch die Schaltung als Ganzes exakt ein Signal berechnet, das die Belichtungszeit angibt.

Das Spannungsausgangssignal V"_T, das die Belichtungszeit angibt, wird einer Betriebsschaltung für den Verschluss eines bekannten Typs geliefert, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist.

Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, enthält die Betriebsschaltung G für den Verschluss einen Speicherschalter Sm und einen Speicherkondensator Cm, die in Reihe geschaltet sind. Der Schalter Sm ist mit einem Ende mit einer Eingangsklemme Ti verbunden, die weiterhin an der Ausgangsklemme To der Belichtungseinstellschaltung liegt und das andere Ende des Schalters Sm ist mit dem Kondensator Cm verbunden, der seinerseits an Masse liegt, so dass der Kondensator Cm den Wert des Spannungsausgangssignals V speichert, wenn der Schalter Sm geschlossen ist. Dieses gespeicherte Signal, d.h. das Signal V_T wird in der Integrationsschaltung integriert,

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die aus dem Schalter S-, einem Transistor Q.^ und einem Kondensator C₁, die in Reihe geschaltet sind und einem Schalter S₁ besteht, der parallel zum Kondensator C₁ geschaltet ist. Das gespeicherte Signal V liegt an der Basis des Transistors Q₁-,* um einen Strom Im zu erzeugen, der durch das Signal V_T bestimmt ist und den Kondensator C- auflädt. Die Ladespannung liegt an einer Halteschaltung aus einem Schalterkreis SC und einem Elektromagneten Mg, die in Reihe geschaltet sind. Wenn der Kondensator C- in passender Weise bis auf einem bestimmten Wert aufgeladen ist, schaltet seine Spannung den Schalterkreis SC, so dass der Elektromagnet Mg entregt wird und das Fenster des Belichtungssystems im Fotoapparat automatisch geschlossen wird. Das Fenster wird in dem Augenblick geöffnet, in dem Verschluss des Fotoapparates ausgelöst wird.

Die obigen Ausführungen waren insbesondere auf den Fall gerichtet, in dem die integrierte Schaltung aus dem Konstantstromgenerator D und der Spannungseinstellschaltung E so ausgebildet sind, dass sie Transistoren Q- und Q₁. aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie genau dieselben Eigenschaften haben und die so angeordnet sind, dass sie dieselben Kollektorströme I- und I. erzeugen. Im folgenden wird der allgemeine Fall beschrieben, in dem die Eigenschaften sowie die Kollektorströme I- und I_ der Transistoren Q- und Q₅ verschieden sind.

Aus Gleichung (15) kann die Beziehung zwischen den Spannungen V_Rc und V_- in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

^wm - V; - -f- · ^ln TT · TJT ⁽²²⁾

Aus Gleichung (22) kann der Strom I₁. ausgedrückt werden als:

5, _q ^KT <²³>

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27? >6

Andererseits folgt aus Gleichung (5):

τ 4 Rl (2A\

^{2 S}3 ^Rl

so dass

S₄ S₅ . v_Rl

· · · —i-—

_{4 5 Rl} jp

τ s · . · · —i-—— · e ^K1 /9m

*5 S₃ S₂ R₁ ··· <²⁵⁾

Da V₅ = I- * R₅, kann die Gleichung (25) weiterhin ausgedrückt werden als:

S₄ S B ₍ ^VK4 * ^VR5, ^VR5--S7-· TJ- -T^-»Rl- ^KT ··· ⁽²⁶>

Aus Gleichung (26) ist es somit möglich, einen wünschenswerten Ausgangstransistor Q₅ und gleichfalls einen wünschenswerten Widerstand R₅ zu bilden.

Da V = I * R₄. ist, gilt in ähnlicher Weise:

^S4 . ^S5 . _^6_._ν ._e ^{( )>q} ... (27) ^VR6 "Sy S₂ R₁ Rl

Aus Gleichung (27) ist es möglich, einen wünschenswerten Widerstand R₆ zu bilden, über dem eine bestimmte Spannung V_R, erscheint.

Wenn die Widerstandswerte V₅ und V _g gleich Null sind, wird die Spannung V_g ausgedrückt als:

S. S_c R>·» L. . 2_ . —6_ . V_{1 (28)}

R6 S₃ S₂ R₁

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In Flg. 5 sind ein Konstantstromgenerator D¹ und eine Spannungseinstellschaltung E¹ dargestellt, die abgewandelte Ausführungsbeispiele der in Fig. 3 dargestellten Schaltungen sind. Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltung fehlen die Widerstände R. und R-, um darzustellen, dass ihre Widerstandswerte nahezu gleich Null sind.

In Fig. 6 ist eine Spannungseinstellschaltung E" dargestellt, die ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Spannungseinstellschaltung E ist. Die Spannungseinsteilschaltung E" weist einen Ausgangstransistor Q₁. auf, dessen Basis mit der Basis des Transistors Q- vrbunden ist, und dessen Emitter an einem Widerstand R₁₁ und weiterhin an der positiven Seite der Batterie E₃ liegt. Der Kollektor des Transistors Q₁^ ist mit einem Widerstand R- verbunden, der über zwei Klemmen P... und P₁₁ parallel zu den Potentiometern PM., und PM_ geschaltet ist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Transistor Q.- und die Widerstände R₁. und R₁₂ in der Spannungseinstellschaltung E" in Formeiner integrierten Schaltung zusammen mit dem Konstantstromgenerator D ausgebildet sind. Die Spannungseinstellschaltung E" zeigt bei diesem AusfUhrungsbeispiel, dass der darin verwandte Ausgangstransistor nicht notwendigerweise durch die Basis des Transistors Q₁ oder Q₂ vorgespannt sein muss, sondern dass es möglich ist, dass der Ausgangstransistor durch die Basis der Transistoren Q₃ und Q. vorgespannt ist.

In Fig. 7 ist eine Spannungseinstellschaltung E"¹ dargestellt, die noch ein anderes abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in Fig. 3 dargestellten Spannungseinstellschaltung E ist. Die Spannungseinstellschaltung E"' umfasst den Transistor Qc, dessen Basis an der Basis des Transistors Q₁ liegt, zwei Transistoren Q.c und Q₁₆/ deren Basen miteinander verbunden sind, wobei der Kollektor des Transistors Q am Kollektor des Transistors Q_ liegt und sein Emitter mit dem Emitter des Transistors Q₆ und weiterhin mit der positiven Seite der Batterie E₃ ver bunden ist, während die Basis und der Kollektor des Transistors Q_1ß nämlich des Ausgangstransistors miteinander verbunden sind, und

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- 24 - Ii > β

einen Widerstand R₁₂' der ^mit- dem Kollektor des Ti ansi :;t 01 :; Q₁, verbunden ist und gleichfalls parallel r.u den Pot entiometei η PM₁ und PM_ geschaltet ist. Es sei daraui hingewiesen, di:;;; dio Transistoren Q₁., Q₁₅ und Q.., und der Wider si nnd P.- in der Cpannungseinstellschaltung E"' zusainmei: mit dom Konstant stromgenerator J in Form einer integrierten Sc-haltung ausgebildet sind.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Spannunqseinstellschaltung E"¹ ist die Basisemitterspannung V__pc- dos Transistors Q₁. durch die Basisemitterspannung V_RE- des Transistors Q_ bestimmt, so dass der Strom Ij-, der zur Basisemitter spannung V_n,,,- in Beziehung steht, erzeugt wird und dass durch den Strom wiederum eine Basisemitterspannung V„_E1c des Transistors Q₁₅ erzeugt wird. In ähnlicher Weise ist die Basisemitterspannung ^v _np₁₆ des Transistors Q_1ß durch die Basisemitterspannung V_RF15 bestimmt, so dass der Strom I₁₆ erzeugt wird, der zur Basisemitterspannung V_ßF16 in Beziehung steht. Daher erscheint über dem Widerstand R₁ j eine bestimmte Spannung. Dieses Ausführungsbeispiel der Spannungseinstellschaltung E"¹ zeigt, dass der Ausgangstransistor in der Spannungseinstellschaltung indirekt durch das Ausgangssignal des Konstantstromgenerators D vorgespannt sein kann.

In Fig. 8 ist ein Konstantstromgenerator D" dargestellt, der ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel des in Fig. 3 dargestellten Konstantstromgenerators D ist. Der Konstantstromgenerator D" weist einen Widerstand R--, auf, der zwischen die Kollektoren der Transistoren Q₂ und Q. geschaltet ist. Die gegenüberliegenden Enden des Widerstandes R._ sind mit Klemmen P₁₉ und P₁, jeweils versehen, um ein Potentiometer PM₇ dazwischenzuschalten. Es sei auch darauf hingewiesen, dass der Widerstand R._ zusammen mit den anderen elektrischen Bauelementen im Stromgenerator D", wie den Transistoren Q-, Q-, Q₃ und Q. und den Widerständen R₁, R- und R- in Form einer integrierten Schaltung ausgebildet ist, wobei jedoch das Potentiometer PM₇ ausserhalb der integrierten Schaltung vorgesehen ist. Der Kontaktarm W₇ des Potentiometers PM₇ steht mit der Ausgangsklemme Te in Verbindung, die weiterhin mit einer Schaltung verbunden ist, wie sie

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in Fig. 4 dargestellt ist. Der Kontaktarm W_ ist mechanisch mit einer Einstellscheibe für die Verschlusszeit gekoppelt, die am Fotoapparat vorgesehen ist, um die Belichtungszeit von Hand aus einstellen zu können. In dieser Schaltung ist das Ausgangssignal, das vom Kontaktarm W_ erzeugt wird, gleich V__2 + Vt¹, wobei Vt¹ der Spannungsabfall zwischen dem Kontaktarm W₇ und der Klemme P₁₃ ist. Da die Kennlinien in der integrierten Schaltung aus den Transistoren Q₁ bis Q. und den Widerständen R₁ bis R. und R _ so gesteuert werden können, dass über dem Widerstand R₁₃ ein konstanter Strom erzeugt wird, kann das erforderliche Spannungsausgangssignal, das die Belichtungszeit angibt, unabhängig von einer Abweichung der elektrischen Eigenschaften des Potentiometers PM- von seiner Auslegung genau erhalten werden.

In Fig. 9 ist ein Widerstand R··-!¹ dargestellt, der ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Widerstandes R₁^ in Fig. 8 ist. Der Widerstand R₁₃' in dieser abgewandelten Ausführungsform ist in eine Vielzahl von Abschnitte unterteilt, die beispielsweise in Form von 10 Abschnitten dargestellt sind und mit Abgriffen al bis a9 zwischen benachbarten TeiLon versehen. Diese Abgriffe werden wahlweise mit der Ausgancjsklemme Te verbunden, um ein Spannungsausgangsnignal zu erzeugen, das die Belichtungszeit angibt. Bei der in Fig. 9 dargestellten SchaLtung ist es notwendig, das oben beschriebene, aussen vorgesehene Potentiometer PM_ vorzusehen.

Bei der erfindungsgemässen Belichtungseinstellschaltung ist es nicht notwendig, irgendeinen veränderlichen Regelwiderstand vorzusehen, um die Spannung einzustellen, die zwischen den Potentiometern erscheint, die mit PM₁ und PM» bezeichnet sind, so dass die Herstellungskosten der erfindungsgemässen Belichtungseinstellschaltung bezüglich einer herkömmlichen Schaltung vergleichsweise niedrig sind, und dennoch die Genauigkeit beibehalten wird.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in der erfindungsgemässen Informationseinstellschaltung vorgesehene integrierte Schaltung nicht auf die in Fig. 3 oder in den Fig. 5 bis 9 dargestellte Schaltung beschränkt ist, sondern dass beispielsweise der Konstant-

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stromgenerator verwandt werden kann, der durch die Transistoren Q₁₁ und Q₁- und die Widerstände R.« und R .. gebildet ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wobei der Widerstand R₁₁ ein fester Widerstand ist. In diesem Fall ist ein Widerstand, der dem Widerstand Rg in Fig. 3 entspricht, mit dem Kollektor des Transistors Q₁- verbunden. Da die notwendigen Verhältnisse der Transistorflächen und des Widerstandswertes der Widerstände genau erreicht werden können, kann ein genaues Ausgangssignal aus den oben anhand der Schaltung von Fig. 3 angegebenen Gründen erzielt werden. Bei einer Schaltung, die somit die Transistoren Q₁₁ und Q₁₂ und die Widerstände R₁₀ und R₁₁ verwendet, ist es jedoch notwendig, eine zusätzliche Schaltung vorzusehen, um die Versorgungsspannung auf einem konstanten Wert zu halten, da nach den oben gegebenen Gleichungen die Faktoren der Energieversorgung in den Gleichungen bleiben.

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Claims (8)

HOFFMANN · ISlTLK & PARTNER ΓΑΤΕNTANWXlTE 0«. ING. E. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. EITlE · Ot. RER. NAT. K. HOFFMAN N · OIPL.-ING. W. IEHN D-eOOO MÖNCHEN «I · A« AB E LlASTRASS E 4 (STERNHAUS) · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29(19 (PATHE) 29 464 Minolta Camera Kabushiki Kaisha, Osaka / Japan Patentansprüche

1. Belichtungseinstellschaltung für einen Fotoapparat zum Ermitteln der erforderlichen Belichtungszeit auf Eingangssignale hin, die die APEX-Werte angeben,und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das die Belichtungszeit angibt, mit einer integrierten Schaltung, die eine konstante Spannung zur Durchführung der Ermittlung der erforderlichen Belichtungszeit liefert, dadurch gekennzeichnet , dass die integrierte Schaltung

a) ein erstes Transistorpaar aus einem ersten Transistor (Q~) und einem zweiten Transistor (Q.), deren Basen miteinander verbunden sind,

b) ein zweites Transistorpaar aus einem dritten und einem vierten Transistor (Q₁, Q₂)/ deren Basen miteinander verbunden sind,

c) eine Einrichtung zum Verbinden des Kollektors des ersten Transistors (Q_) mit dem Kollektor des dritten Transistors (Q₁),

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d) eine Einrichtung zum Verbinden des Kollektors des zweiten Transistors (Q₄) mit dem Kollektor des vierten Transistors (Q_),

e) eine Einrichtung zum Verbinden der Emitter des ersten und zweiten Transistors (Q~, Q₄) über einen ersten Verbindungjpunkt,

f) eine Einrichtung zum Verbinden der Emitter des dritten und vierten Transistors (Q₁, Q₂) über einen zweiten Verbindungspunkt,

g) ein Widerstandselement (R₁), das zwischen den zweiten Verbindungspunkt und den Emitter des dritten oder vierten Transistors (QwQ₂) geschaltet ist,

h) eine Einrichtung, die das erste Transistorpaar (Q-, Q.) entsprechend dem Spannungspegel am Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor des ersten und dritten Transistors (Q,, Q₁) mit einem Basisstrom versorgt,

i) eine Einrichtung, die das zweite Transistorpaar (Q₁, Q₂) entsprechend dem Spannungspegel am Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren des zweiten und vierten Transistors (Q₄, Q₂) mit eines Basisstrom versorgt,

j) eine Einrichtung zur Energieversorgung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungspunkt,

k) einen Ausgangstransistor (Q₅), dessen Basisemitterspannung in Abhängigkeit von der Basisemitterspannung des ersten, zweiten, dritten oder vierten Transistors (Q , Q₄ Q₁, Q₂) bestimmt ist, und

1) ein Widerstandselement (R-.) aufweist, das mit dem Kollektor

des Ausgangstransistors (Q₅) verbunden ist, wobei der Kollektorstrom des Ausgangstransistors (Q₅) durch das Ausgangswiderstandselement (Rg) fliesst und die gewünschte konstante Spannung vom Widerstandselement (R_£) erhalten werden kann.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Ausgangstransistors (Q₅) mit den Basen der Transistoren des ersten oder zweiten Transistorenpaares (Q3/ Q₄; Q₁, Q₂) verbunden ist, und dass der Emitter des Ausgangstransistors (Qc) mit dem Verbindungspunkt des ersten oder zweiten Transistorpaares (Q-, Q₄; Q , Q₂) verbunden ist.

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3. Schaltung nach Anspruch 2 gekennzeichnet durch einen zweiten und dritten Widerstand (R₂' ^t' ' ^^e jeweils zwischen die Emitter der Transistoren des ersten Transistorenpaares (Q₃ 1 Q₄) und den ersten Verbindungspunkt geschaltet sind.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Transistorpaar, mit dem der Ausgangstransistor (Q₅) verbunden ist, das zweite Transistorpaar (Q₁, Q₂) ist.

5. Schaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen vierten Widerstand (R₄), der zwischen die Energieversorgung (E₃) und den zweiten Verbindungspunkt geschaltet ist, wobei der Emitter des Ausgangstransistors (Q₅) über den vierten Widerstand (R.) mit dem zweiten Verbindungspunkt verbunden ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch einen fünften Widerstand (R₅), der mit dem Emitter des Aus- · gangstransistors (Q₅) verbunden ist, wobei der Emitter des Ausgangstransistors (Qc) über den vierten und fünften Widerstand (R., R₅) mit dem zweiten Verbindungspunkt verbunden ist.

7. Belichtungseinstellschaltung für einen Fotoapparat zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das die Belichtungszeit wiedergibt, mit einer integrierten Schaltung, die eine konstante Spannung liefert, dadurch gekennzeichnet , dass die integrierte Schaltung

a) ein erstes Transistorpaar aus einem ersten Transistor (Q,) und einem zweiten Transistor (Q.), deren Basen miteinander verbunden sind,

b) ein zweites Transistorpaar aus einem dritten und einem vierten Transistor (Q₁, Q,), deren Basen miteinander verbunden sind,

c) eine erste Einrichtung zum Verbinden des Kollektors des ersten Transistors (Q₃) mit dem Kollektor des dritten Transistors (Q₁),

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d) eine zweite Einrichtung zum Verbinden des Kollektors des zweiten Transistors (Q₄) mit dem Kollektor des vierten Transistors (Q_),

e) eine Einrichtung zum Verbinden der Emitter des ersten und zweiten Transistors (Q₃, Q₄) über einen ersten Verbindungspunkt,

f) eine Einrichtung zum Verbinden der Emitter des dritten und vierten Transistors (Q₁, Q₂) über einen zweiten Verbindungspunkt,

g) ein Widerstandselement (R ), das zwischen den zweiten Verbindungspunkt und den Emitter des dritten oder vierten Transistors (Q₁, Q₂) geschaltet ist,

h) eine Einrichtung, die das erste Transistorpaar (Q,, Q ) ent-

^J 4 sprechend dem Spannungspegel am Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren des ersten und dritten Transistors (Q₃, Q₁) mit einem Basisstrom versorgt,

i) eine Einrichtung, die das zweite Transistorspaar (Q₁, Q₂) entsprechend dem Spannungspegel am Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren des zweiten und vierten Transistors (CK, Q₂) mit einem Basisstrom versorgt und

j) eine Einrichtung zur Energieversorgung zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungspunkt aufweist, wobei die erste oder die zweite Verbindungseinrichtung einen Ausgangswiderstand (R₁₃) aufweist, von dem eine bestimmte konstante Ausgangsspannung erhalten werden kann.

8. Belichtungseinstellschaltung für einen Fotoapparat gekennzeichnet durch eine integrierte Schaltung mit einem Ausgangswiderstand (R₁₃) und einem Konstantstromschaltkreis (D), um den Ausgangswiderstand (^Ri₃) mit einem konstanten Strom zu versorgen, wodurch die integrierte Schaltung eine konstante Spannung am Ausgangswiderstand (R₁ -) erzeugt, und durch wenigstens ein Potentiometer (PM-), das mit dem Ausgangswiderstand (R₁₃) verbunden ist, um davon eine konstante Spannung zu empfangen, wobei das Potentiometer (PM-) wenigstens einen Gleitkontakt (W-) aufweist, der entsprechen der Einstellung wenigstens einer Belichtungsinformation bewegbar ist.

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