DE2739866B2

DE2739866B2 - Digitale Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der Belichtungszeit

Info

Publication number: DE2739866B2
Application number: DE2739866A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Tokio Kawasaki; Eiichi Asaka Saitama Tano; Sinji Tachikawa Tokio Urata
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1977-09-05
Publication date: 1978-11-16
Also published as: DE2739866A1; JPS5338387U; JPS5914739Y2; US4156562A; GB1554359A; DE2739866C3

Description

Die vorliegende Erfindung; bezieht sich auf eine e>o digitale Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der Belichtungszeit einer fotografischen Kamera mit einem Integrierkondensator, einem Impulsgenerator zum Erzeugen sich wiederholender Impulse zum Steuern des Lade-Entladevorgangs des Kondensators, einer Kon- b5 stantstromquelle zum Abgeben eines konstanten Stroms zum Laden des Kondensators, einer Bezugsspannungsquelle, einer Lichtmeßschaltung zum Erzeugen einer dem logarithmischen Wert der Helligkeit des zu fotografierenden Objekts proportionalen Ausgangsspannung, einem Taktoszillator, einem mit diesem verbundenen Zähler zum Zählen der Anzahl von Taktimpulsen, die vom Taktoszillator während der Zeitdauer erzeugt werden, während der die Ladespannung des Kondensators auf den Ausgangsspannungspegel der Lichtmeßschaltung beginnend vom Spannungspegel der Bezugsspannungsqiielle angewachsen ist, und einer Anzeigeeinrichtung, die mit dem Zähler verbunden ist, um die Belichtungszeit der Kamera angebende digitale Daten nach Maßgabe der Anzahl der vom Zähler gezählten Taktimpulse anzuzeigen.

Amperemeter oder Galvanometer wurden zum größten Teil als Anzeigeeinrichtungen zum Anzeigen der Belichtungszeit von fotografischen Kameras benutzt Galvanometer haben jedoch den Nachteil, daß sie leicht durch mechanische Stöße oder Schwingungen beschädigt werden können und daher einen niedrigen Zuverlässigkeitsgrad besonders in dem Fall haben, wo sie in tragbare Geräte, wie Kameras, eingebaut sind. Aus diesem Grund wurden lichtemittierende Dioden, die nachfolgend nur mit LED bezeichnet sind, oder Lampen als Anzeigeeinrichtung für Kamerabelichtungsmesser benutzt. Bisherige digitale Anzeigeeinrichtungen, die solche LED oder Lampen benutzen, haben jedoch den Nachteil, daß sie neben einem kombinierten Analog-Digital- und Digital-Analog-Umformer noch einen digitalen Speicher benötigen, wenn eine stehende Anzeige des jeweiligen Belichtungswertes durch die LED erreicht werden soll. Ist kein solcher digitaler Speicher vorgesehen, so wird der Zählerstand eines die jeweilige Belichtungszeit angebenden Zahlers über einen Decoder unmittelbar mit den LED angezeigt, wodurch bei laufendem Zähler auch die Anzeige entsprechend durchläuft. Andererseits ist eine Anzeigevorrichtung bekannt (vgl. die DE-OS 24 !7 999), bei der der Zähler ein Vorwärts-Rückwärtszähler ist, der bei einer Änderung der von der Lichtmeßschaltung aufgenommenen Objekthelligkeit ausgehend von seinem jeweiligen Zählerstand in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gezählt wird, um über den Digital-Analog-Wandler eine der Ausgangsspannung der lichtmeßschaltung gleiche Analogspannung abzugeben. Diese bekannte Anzeigevorrichtung zeigt daher immer dann eine feste Anzeige, wenn sich die von der Lichtmeßschaltung festgestellte Helligkeit des Objekts nicht ändert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einfachem Schaltungsaufwand eine stehende Anzeige erreicht wird, solange sich die gemessene Objekthelligkeit nicht ändert, ohne daß dazu ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler oder ein digitaler Speicher erforderlich sind.

Bei einer Anzeigevorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch eine Hochgeschwindigkeits- Ladeschaltung zum Erzeugen eines Ausgangsstroms vor und nach der genannten Zeitdauer, der zusammen mit dem konstanten Strom den Kondensator auf den Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle schnell auflädt, und durch eine Sperrschaltung zum Sperren der Anzeigeeinrichtung während der genannten Zeitdauer.

Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung wird mit Hilfe der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung der Kondensator sehr schnell auf den Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle aufgeladen, wonach er dann während der genannten Zeitdauer allein mit Hilfe des

relativ kleinen, konstanten Stroms der Konstantstromquelle bis auf den Spannungspegel der Ausgangsspanncjng der Lichtmeßscbaitung aufgeladen wird. Während dieser Zeitdauer werden die von dem Taktoszillator erzeugten Taktimpulse in dem Zähler gezählt, so daß dieser am Ende der genannten Zeitdauer einen bestimmten Zählerstand hat, der über einen Decoder an di;r Anzeigeeinrichtung als Belichtungszeit angezeigt wird. Die Anzeigeeinrichtung wird dabei über die Sjperrschaltung erst am Ende der genannten Zeitdauer, d. h. bei Erreichen des anzuzeigenden Zählerstandes, gespeist Am Ende der Zeitdauer wird der Kondensator über die Hochgeschwindigkeits-Ladeschalning bis auf Speisespannung einer Speisespannungsquelle für die Anzeigevorrichtung aufgeladen, so daß dadurch kein ungewollter Abfall der Ladespannung des Kondensators unter die Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung, ζ. B. durch Leckströme, auftreten kann, was zu einer Weiterzählung des Zählers führen könnte. Bei Auftreten eines neuen Impulses von dem Impulsgenerator zum Steuern des Lade-Entlade-Vorgangs des Kondensators wird der Zähler zurückgesetzt, der Kondensator entladen und die Anzeigeeinrichtung gesperrt Bei Auftreten der Rückflanke des sehr kurzen Impulses des Impulsgenerators beginnt die schnelle Aufladung des Kondensators mit Hilfe des Ausgangsstroms der Hochgeschwindigkeils-Ladeschaltung und des konstanten Stroms der Konstantstromquelle bis auf den Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle. Dann wird die Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung gesperrt und der Kondensator allein mit Hilfe des konstanten Stroms wieder auf die von der Lichtmeßschaltung abgegebene Ausgangsspannung weitergeladen. Während dieser Ladezeit allein mit Hilfe des konstanten Stroms werden die von dem Taktoszillator abgegebenen Taktimpulse in dem Zähler wiederum gezählt Beim Erreichen der Ausgangsspannung der Lichtmeßschaltung wird die Weitergabe von Taktimpulsen des Taktoszillators an den Zähler unterbrochen, d. h. sein erreichter Zählerstand fixiert und mit der jetzt über die Sperrschaltung: gespeisten Anzeigeeinrichtung angezeigt Diese Anzeige wird im Verhältnis zu der genannten Zeitdauer relativ lange beibehalten, so daß trotz des Sperrens der Anzeigeeinrichtung während der eigentlichen Umformung der von der Lichtmeßschaltung abgegebenen analogen Ausgangsspanming in die durch den Zählerstand des Zählers gegebene digitale Größe für das menschliche Auge der Eindruck einer stehenden Anzeige erreicht wird. Die Wiederholungszeit für die Anzeige wird durch die Frequenz des Impulsgenerators bestimmt Die Schaltung der neuen Anzeigevorrichtung benötigt daher für die stehende Anzeige lediglich einen Analog-Digital-Umformer und einen Kondensator, dagegen keinen digitalen Speicher und keinen zusätzlichen Digital-Analog-Umformer.

Die Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung kann einen Widerstand aufweisen, dessen einer Anschluß mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle zusammen mit einem Anschluß der Konstantstromquelle verbunden ist, sowie zwei parallelgeschaltete Verknüpfungsglieder, deren den hauptsächlichen Strom führende Pfade zwischen den anderen Anschluß des Widerstandes und eine Elektrode des Integrierkondensators geschaltet sind, die mit dem anderen Anschluß der Konstantstromquelle verbunden ist, wobei die andere Elektrode des Integrierkondensators mit dem anderen Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist

Eines der Verknüpfungsglieder wird gesperrt, wenn der Ladespannungspegei auf den Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle angewachsen ist und das andere Verknüpfungsglied wird leitend, wenn der Ladespannungspegei auf den Ausgangsspannungspegel der Lichimeßschaltung angestiegen ist

Gemäß einem bevorzugten Gedanken der Erfindung weist eine digitale Anzeigevorrichtung, die zum digitalen Anzeigen der richtigen Belichtungszeit benutzt wird, einen Impulsgenerator zum Erzeugen sich

ιυ wiederholender Impulse zum Steuern des Lade-Entlade-Vorgangs eines Integrierkondensators auf. Die Anzahl der von einem Taktoszillator während der Zeitdauer erzeugten Taktimpulse, während der der Ladespannungspegei an dem Integrierkondensator auf den Ausgangspegel einer Lichtmeßschaltung angewachsen ist ist proportional dem logarithmischen Wert der Helligkeit eines zu fotografierenden Objekts, beginnend von dem Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle, wobei diese Impulse von einem Zähler gezählt werden. Eine LED-Anzeige wird von dem Ausgangssignal des Zählers über einen Decoder gespeist Der Kondensator wird mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit mit Hilfe eines zusätzlichen Stroms von einer Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung zusätzlich zu dem Konstantstrom von der Konstantstromquelle auf den Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle aufgeladen, wodurch eine herkömmliche digitale Speichereinrichtung zum zeitweiligen Speichern der bisherigen digitalen Daten entfällt die auf der

jo Anzeige während der Zeitdauer angezeigt werden, bis der Zähler das Zählen der Taktimpulse beendet die zum Darstellen neuer digitaler Daten erforderlich sind, die auf der Anzeige anzuzeigen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand > der Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen digitalen Anzeigevorrichtung zum Anzeigen der Belichtungszeit,
F i g. 2 einen Stromlaufplan eines Teils der digitalen Anzeigevorrichtung einschließlich der Lichtmeßschaltung 4 und der Bezugsspannungsquelle 7, wie sie in F i g. 1 gezeigt ist,

F i g. 3 einen Stromlaufplan, teilweise als Blockschaltbild, eines Teils der digitalen Anzeigeeinrichtung, einschließlich der Integrationsschaltung 2, der Konstantstromquelle 3, der Ladebeschleunigungs-Steuerschaltung 13, der Vergleicher 5 und 6 und der logischen Verknüpfung 9 und
F i g. 4A bis 4F Signalformen, die Ausgangssignale der in F i g. 3 gezeigten Schaltungsteile zeigen.

In F i g. 1 erzeugt ein Impulsgenerator 1 sich wiederholende Impulse (F i g. 4A), um den Lade-Entlade-Vorgang eines Kondensators 29 (Fig. 3) zu steuern, der Teil einer Integrationsschaltung 2 ist Der Kondensator 29 wird unter Steuerung eines Ausgangsimpulses von dem Impulsgenerator 1 mit Hilfe eines konstanten Stroms von einer Konstantstromquelle 3 und eines zusätzlichen Stroms von einer Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung 13 geladen.

Der Spannungspegel an dem auf diese Weise geladenen Kondensator 29 wird durch Vergleicher 5 und 6 mit dem Ausgangsspannungspegel einer Lichtmeßschaltung 4 und dem Spannungspegel einer Bezugsspannungsquelle 7 jeweils verglichen. Von einem Taktoszillator erzeugte Taktimpulse werden an den Taktimpulsanschluß CP eines Zählers 10 über ein logisches Verknüpfungsglied 9 gegeben, das zwei Eingangsanschlüsse hat, die mit den Ausgängen des

Vergleichers 5 und dem Taktoszillator jeweils verbunden sind. Der Rücksetzanschluß R des Zählers 10 ist mit dem Ausgang des Vergleichers 6 verbunden. Die Zählausgangssignale vom Zähler 10 werden über einen Decoder 11 an eine LED-Anzeige 12 zum Anzeigen der ^r, gewünschten richtigen Belichtungszeit in bezug auf ein von der Kamera zu fotografierendes Objekt in digitaler Form gegeben.

F i g. 2 zeigt einen Stromlaufplan eines Teils der digitalen Anzeigevorrichtung, der die Lichtmeßschaltung 4 und die Bezugsspannungsquelle 7 aufweist, die in F i g. 1 gezeigt sind. Die Lichtmeßschaltung 4 weist ein lichtempfindliches Element 15, wie eine Silizium-Fotodiode auf, die eine bestimmte Lichtmenge aufnimmt, die proportional der Helligkeit eines zu fotografierenden η Objekts ist, wobei der Fotostrom sich mit dieser Lichtmenge ändert. Die Fotodiode ist mit ihrer Anode und ihrer Kathode jeweils mit dem Gate- und dem Source-Anschluß eines anschließend als FET bezeichneten Feldeffekttransistors 16 in Source-Folge-Schaltung verbunden, dessen Drain-Anschluß mit einem Pol, d. h. dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 25 verbunden ist, deren negativer Pol mit Erde verbunden ist. Außerdem ist der Gate-Anschluß des FET 16 mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 14, dessen 2^r> Emitter geerdet ist und der eine logarithmische Kompression vornimmt, verbunden, die Source-Elektrode ist über einen Widerstand 17 mit Erde und mit der Basis eines NPN-Transistors 18 in Emitterfolgerschaltung verbunden, dessen Kollektor unmittelbar mit dem ω positiven Pol der Gleichspannungsquelle 25 verbunden ist Der Emitter des Transistors 18 ist über einen Widerstand 19 mit Erde und mit der Basis des Transistors 14 verbunden.

Bei der in der vorstehend erläuterten Weise i^r> aufgebauten Lichtmeßschaltung 4 fließt eine bestimmte Größe eines Fotostroms i_p in Abhängigkeit von der Helligkeit eines zu fotografierenden Objekts durch die Fotodiode 15 und wird dann von dem Kollektor des Transistors 14 zurück zu seiner Basis über eine negative Rückkopplungsschleife gegeben, die die Fotodiode 15, den selbst vorgespannten FET 16 und den Transistor 18 umfaßt. Der Fachmann erkennt daraus sofort, daß die Basis-Emitter-Spannung V7des Transistors 14, die über dem Widerstand 19 erscheint, immer im wesentlichen proportional zum logarithmischen Wert der Helligkeit eines zu fotografierenden Objekts ist und als Ausgangssignal der Lichtmeßschaltung 4 benutzt und durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

17 =

^KT

(D

K T
Q

die Boltzmann-Konstante,

die absolute Temperatur,

die Elektronenladung und

die Basis-Emitter-Spannung des Transistors

14 sind, wenn sein Kollektorstrom gleich i_o

ist

50

55

60

Andererseits weist die Bezugsspannungsquelle 7 eine über die Gleichspannungsquelle 25 geschaltete Serienschaltung auf, die aus einer lichtemittierenden Diode 23, die als eine Konstantspannungsdiode benutzt wird, und einem Widerstand 24 besteht Der Verbindungspunkt des Widerstandes 24 und der Diode 23, d.h. deren Kathode, ist mit der Basis eines PNP-Transistors 21 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 20 mit der Anode der Diode 23, verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 21 ist mit dem Kollektor und der Basis, die als eine gemeinsame Anode wirken, eines NPN-Transistors 22 verbunden, der als eine Diode benutzt wird. Der Emitter des Transistors 22 wirkt als die Kathode der Diode und ist mit Erde verbunden.

Bei der in der zuvor beschriebenen Weise aufgebauten Bezugsspannungsquelle 7 wird angenommen, daß die über dem Widerstand 20 auftretende Spannung gleich V3 ist während sein Widerstandswert R 2 ist, so daß dann der Kollektorstrom i\ des Transistors 21 und die Basis-Emitter-Spannung V2 des Transistors 22 jeweils durch die folgenden Gleichungen auszudrücken sind:

Ί =

R2

Vl =

KT

in"

'β/ιϊ,,ι

wobei

K T
Q

die Boltzmann-Konstante,

die absolute Temperatur,

die Elektronenladung und

die Basis-Emitter-Spannung des Transistors

22 sind, wenn sein Kollektorstrom i_o ist

Zu diesem Zeitpunkt die die Klemmenspannung V3 des Widerstandes 20 gleich der Differenz (etwa 0,8 Volt) zwischen der Durchlaßklemmenspannung (etwa 1,4 Volt) der Diode 23 und der Basis-Emitter-Spannung (etwa 0,6 Voll) des Transistors 21, wobei die Temperaturabhängigkeit der ersteren im wesentlichen gleich der des letzteren ist

Außerdem ist die Änderung der Durchlaßspannung infolge des Durchlaßstroms der Diode 23 nur etwa 3OmV in bezug auf die doppelte Änderung des Durchlaßstroms und ausreichend klein, verglichen mit der zuvor erwähnten Differenzspannung oder der Klemmenspannung V3 des Widerstandes 20. Aus diesem Grund haben die Klemmenspannung V3 des Widerstandes 20 und daher auch die Basis-Emitter-Spannung V2 des Transistors 22 jeweils eine bemerkenswert niedrige Abhängigkeit von Temperaturänderungen und der Spannung der Gleichspannungsquelle 25. Daher ist jede der zuvor erwähnten Spannungen V 3 und V2 eine konstante Spannung, die im wesentlichen nicht durch Änderungen der Temperatur und der Spannung der Gleichspannungsquelle 25 beeinflußt werden. Die Basis-Emitter-Spannung V2 des Transistors 22 wird daher in diesem Ausführungsbeispiel als Ausgangsspannung der Bezugsspannungsquelle 7 benutzt

F i g. 3 zeigt einen praktischen Stromlaufplan, teilweise als Blockschaltbild, eines Teils der digitalen Anzeigevorrichtung, der die Integrationsschaltung 2, die KonstantstromqucUe 13, die Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung 13, die Vergleicher 5 und 6 und das logische Verknüpfungsglied 9umfaßt, die in Fig. 1 gezeigt sind. Die Integrationsschaltung 2 weist ein erstes Verknüpfungsglied 26, das wie nachfolgend beschrieben aufgebaut ist, und einen Integrierkondensator 29 auf. Im einzelnen weist das Verknüpfungsglied 26, wie dieses zum Stand der Technik gehört, ein komplementäres Paar aus einem P-Kanal- und einem N-Kanal-Feldeffekttransistor verbesserten Typs mit isolierter Gate-

Elektrode, die nachfolgend als IGFET bezeichnet sind, auf, wobei die Drain- und die Source-Elektroden von ihnen jeweils zusammengeschaltet sind, und ihre gemeinsam geschalteten Drain-Source-Strecken als ihr allgemeiner, den Hauptstrom führender Strompfad > benutzt werden, während eine Gate-Elektrode der IGFET als ein Steueranschluß wirkt und mit der anderen Gate-Elektrode über einen Inverter /1 verbunden ist. Auf diese Weise ist der Steueranschluß des Verknüpfungsgliedes 26 mit dem Ausgang des Taktoszillators 1 verbunden und der den Hauptstrom führende Pfad parallel zum Kondensator 29 geschaltet, dessen eine Elektrode mit Erde verbunden ist. Die Konstantstromquelle 3 weist einen FET 27 in Source-Folgerschaltung auf, der sich selbst vorspannt, dessen π Gate-Elektrode mit der anderen Elektrode des Kondensators 29 und dessen Source-Elektrode unmittelbar mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 25 verbunden sind, wobei ein Widerstand 28 zwischen die Gate-Elektrode des FET 27 und dessen Source-Elektrode geschaltet ist. Die Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung 13 weist einen Widerstand 34 auf, dessen einer Anschluß mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 25 verbunden ist, sowie zweite und dritte Verknüpfungsglieder 32 und 33, die jeweils den gleichen 2ί Aufbau wie das erste Verknüpfungsglied 26 haben und deren den Hauptstrom führende Pfade parallel zwischen den anderen Anschluß des Widerstandes 34 und die andere Elektrode des Kondensators 29 geschaltet sind, der Teil der Integrationsschaltung 2 ist. Der jo Vergleicher 5 weist einen als Differenzverstärker wirkenden Operationsverstärker 30 auf, dessen positiver Eingangsanschluß mit der anderen Elektrode des Kondensators 29 verbunden ist, und dessen negativer Anschluß die Ausgangsspannung von der Lichtmeß- j> schaltung 4, d.h. die Basis-Emitter-Spannung Vl des Transistors 14 (Fig.2) erhält, wobei der Ausgangsanschluß des Vergleichers 5 mit dem Steueranschluß des dritten Verknüpfungsgliedes 33 verbunden ist. Der Vergleicher 6 weist einen als Differenzverstärker wirkenden Operationsverstärker 31 auf, dessen negativer Eingangsanschluß mit der anderen Elektrode des Kondensators 29 verbunden ist und dessen positiver Eingangsanschluß die Ausgangsspannung von der Bezugsspannungsquelle 7, d. h. die Basis-Emitter-Spannung V 2 des Transistors 22 (F i g. 2) erhält, während der Ausgangsanschluß des Vergleichers 6 mit dem Rücksetzanschluß R des Zählers 10 und dem Steueranschluß des zweiten Verknüpfungsgliedes 32 verbunden ist Das logische Verknüpfungsglied 9 weist einen Inverter 39, dessen Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß des Vergleichers 5 verbunden ist und ein UND-Glied 35 auf, dessen beide Eingangsanschlüsse jeweils mit dem Ausgangsanschluß des Inverters 39 und dem Ausgangsanschluß des Taktoszillators 8 verbunden sind, während sein Ausgangsanschluß mit dem TaktimpulsanscWuß CP des Zählers 10 verbunden ist Der Ausgangsanschluß des Zählers 10 ist über einen Decoder 11 mit dem gemeinsamen Kathodenanschluß der jeweiligen LED, von denen nur eine gezeigt ist, verbunden, die zusammen die Anzeige 12 bilden. Der gemeinsame Anodenanschluß der LED, die in der Anzeige 12 enthalten ist, ist mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 38 verbunden, dessen Emitter mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 25 verbunden ist Zwischen dem Ausgangsanschluß des Vergleichers 5 und der Basis des Transistors 38 befindet sich daher eine Reihenschaltung, die aus einem Inverter 36 und einem Widerstand 37 besteht.

Die Arbeitsweise der in der zuvor beschriebenen Weise aufgebauten digitalen Anzeigevorrichtung wird jetzt anhand der F i g. 4A bis 4F erläutert.

Der Impulsgenerator 1 erzeugt sich wiederholende Impulse V4 zu einem Zeitintervall, das jeder Anzeigewechseldauer Π entspricht, wie dieses in Fig.4A gezeigt ist. Das erste Verknüpfungsglied 26, das in der Integrationsschaltung 2 enthalten ist, wird daher zum Zeitpunkt 11 der Vorderflanke eines jeden sich wiederholenden Impulses V 4, der von dem Generator 1 erzeugt wird, leitend geschaltet, und der Integrierkondensator 29 wird augenblicklich über das jetzt leitende Verknüpfungsglied 26 entladen, wie dieses in Fig.4B gezeigt ist, wodurch die Klemmenspannung V5 des Kondensators 29 auf einen binär codierten logischen Pegel von »0« gesetzt wird, der anschließend als binärer »0«-Pegel bezeichnet wird. Aus diesem Grund wird der Ausgangspegel V6 des Vergleichers 6 auf einen binären »0«-Pegel gesetzt, wie dieses in Fig.4D gezeigt ist, während der Ausgangspegel V 7 des Vergleichers 6 auf einen binär codierten logischen Pegel von »1« gesetzt wiru, der anschließend als binärer »1«-Pgel bezeichnet wird, wie dieses in Fig.4C gezeigt ist. Daher wird das zweite Verknüpfungsglied 32 leitend geschaltet, während das dritte Verknüpfungsglied 33 gesperrt gehalten wird. Dann wird zum Zeitpunkt ί 2 der Rückflanke eines jeden sich wiederholenden Impulses V 4, der von dem Generator 1 erzeugt wird, das erste Obertragungs-Verknüpfungsglied 26 gesperrt und als Folge davon der Integrierkondensator 29 durch den zusammengesetzten Strom aufgeladen, der aus dem Konstantstrom /2, der über die Kcnstantstromquelle 3 von der Gleichspannungsquelle 25 erhalten wird, und einem zusätzlichen Ladebeschleunigungs-Strom /3 besteht, der über den Widerstand 34 und das leitende zweite Verknüpfungsglied 32 von der Gleichspannungsquelle 25 erhalten wird, die in der Ladebeschleunigungs-Steuerschaltung 13 enthalten sind. Wird angenommen, daß die Kapazität des Integrierkondensators 29 Cl, der zusätzliche Ladebeschleunigungs-Strom /3 ausreichend größer als der Konstantstrom /·>■ d. h. /3 > k, und der Widerstand R 2 des Widerstandes 34 ausreichend größer als der Widerstand des leitenden zweiten Übertragungsverknüpfungsgliedes 32 sind, so kann der Ladespannungspegel V5 an dem Integrierkondensator 29 zu irgendeinem Zeitpunkt t durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

exp ( - --_ΓΓ

wobei

Vor

der Spannungswert der Gleichspannungsquelle 25 ist

Wird daher der Ladespannungspegel V5 an dem Kondensator 29 auf den Spannungspegel V2 der Bezugsspannungsquelle 7 zum Zeitpunkt 13 ansteigen, so wird der Ausgangspegel V7 des Vergleichers 6 von binärem »1 «-Pegel auf binären »0«-Pegel erniedrigt Aus diesem Grund wird die Rücksetzbedingung des Zählers 10 aufgelöst, um die Zählung der Anzahl von Taktimpulsen, die von dem Taktimpulsoszillator 8 erzeugt sind, über das logische Verknüpfungsglied 9 (F i g. 4F) zu beginnen. Zu diesem Zeitpunkt ί 3 wird das zweite Verknüpfungsglied 32 gesperrt und daher der Integrierkondensator 29 nur noch durch den konstanten

Strom k von der Konstantstromquelle 3 geladen. Wird angenommen, daß die Gate-Source-Spannung des FET 27, der in der Konstantstromquelle 3 enthalten ist, gleich Vas und der Widerstand des in ihr enthaltenen Widerstandes 28 gleich R 4 ist, so kann die Ladespannung V5 durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

V5 = _cj':_R4 U-(3)+V2 (5)

In der Gleichung (5) wird die Ausgangsspannung V2 der Bezugsspannungsquelle 7 durch die folgende Gleichung gegeben:

= Vn.

t3 - ti

(5Ί

Wird der Ladespannungspegel V 5 zum Zeitpunkt 14 auf den Ausgangsspannungspegel Vl der Lichtmeßschaltung 4 vergrößert, so wird der Ausgangspegel V 6 des Vergleichers 5 von binärem »O«-Pegel auf binären IO

»1«-Pegel vergrößert, wodurch der Zähler 10 zurückgesetzt wird und sein Zählvorgang unterbrochen wird. Zum gleichen Zeitpunkt i4 wird das dritte Verknüpfungsglied 33 leitend geschaltet.

Der Integrierkondensator 29 wird daher durch den zusammengesetzten Strom weiter geladen, der aus dem Konstantstrom h von der Konstantstromquelle 3 und dem zusätzlichen Strom besteht, der über den Widerstand 34 und das jetzt leitende dritte Verknüpfungsglied 33, das in der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung 13 enthalten ist, von der Gleichspannungsquelle 25 erhalten wird. In gleicher Weise wie zur Gleichung (4) kann die Ladespannung V5 durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

V5 =

V_11n + (Kl - Vi_W)cr.p f -

/ - (4 \
Cl■R3J

In der Gleichung (6) wird die Ausgangsspannung Vl der Lichtmeßschaltung 4 durch die folgende Gleichung gegeben:

Vas
iff Λ4

Aus der vorstehenden Beschreibung wird klar, daß die Zeitdauer T, während der der Zähler 10 seinen Zählvorgang ausführt, durch Ersetzen von V5 durch Vl und von f durch f 4 in der Gleichung (5) definiert ist und daher durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

T = (f4-(3) =

Cl ■ R4

'"Vg's"

(6'

gezählten Taktimpulse durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

/V = TIT,, =

^K1i

Werden die Gleichungen (1) und (3) in die Gleichung (7) eingesetzt, so ergibt sich die folgende Gleichung:

(I \ - Vl) (7) Wird in der Gleichung (12) die zuvor erwähnte

Erzeugungsperiode T₀ der Taktimpulse so gewählt, daß sie die folgende Gleichung

Vl = ^KT

Cl · R4

In

(8)

In der Gleichung (8) wird der in die Fotodiode 15 (F i g. 2) fließende Fotostrom i_p in bezug auf den APEX-Wert ßyder Helligkeit Beines zu fotografierenden Objekts in der folgenden Weise ausgedrückt:

(„ =

(9)

T =

K-T Ci R4

(10)

In der Gleichung (2) kann, wenn der Kollektorstrom i\ des Transistors 21 (F i g. 2) so gewählt wird, daß er einen Wert gleich dem zuvor erwähnten ipo hat, die Gleichung (10) ausgedrückt werden durch:

T =

KT C\R4

B₁,-In 2 (11)

Wird andererseits angenommen, daß die Erzeugungsperiodendauer der Taktimpulse von dem Taktoszillator 8 To ist so kann die Anzahl N der von dem Zähler 10 (13,

erfüllt, so wird die Gleichung (12) zu der folgenden Gleichung

wobei ipo der Wert des Fotostroms i_o ist, wenn der APEX-Wert Bv gleich 0 ist

Die Gleichung (8) kann daher ausgedrückt werden durch:

N = B,

(12')

Wird daher die LED-Anzeige 12 über den Decoder 11 durch das Zählausgangssignal von dem Zähler 10 gespeist, so kann sie die richtige Belichtungszeit anzeigen, die durch den APEX-Wert Bvder Helligkeit B eines zu fotografierenden Objekts jedesmal dann gegeben ist, wenn die sich wiederholenden Impulse V4 von dem Generator 1 erzeugt werden.

In diesem Fall wird während der Zeitdauer, während der der Ausgangspegel V6 des des Vergleichers 5 auf einen binären »0«-Pegel gesetzt ist, d. h. die Zeitdauer zwischen f 1 und ί 4 der Transistor 38 über den Inverter 36 und den Widerstand 37 gesperrt gehalten, so daß daher von der LED-Anzeige 12 kein Licht emittiert wird. Jedoch kann diese Zeitdauer il bis f4 der LED-Anzeige 12, während der kein Licht abgegeben wird, ausreichend verkürzt werden, damit sie von dem Fotografen nicht erkannt werden kann, so daß die LED-Anzeige 12 ihm als kontinuierlich leuchtend erscheint Dieses kann durch Wahl des Widerstandes des Widerstandes 34, der in der Ladebeschleunigungs-Steuerschaltung 13 enthalten ist erreicht werden. Die digitale Anzeigevorrichtung hat außerdem den Vorteil,

daß sie das Zeitintervall, das für die Umschaltung der Anzeige auf der LED-Anzeige 12 erforderlich ist, verglichen mit den bisherigen digitalen Anzeigeeinrichtungen durch das Vorsehen der Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung 13 erheblich vermindern kann. >

Hierzu 3 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Digitale Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Belichtungszeit einer fotografischen Kamera mit einem Integrierkondensator, einem Impulsgenerator zum Erzeugen sich wiederholender Impulse zum Steuern des Lade-Entladevorgangs des Kondensators, einer Konstantstromquelie zum Abgeben eines konstanten Stroms zum Laden des Kondensators, einer Bezugsspannungsquelle, einer Lichtmeßschaltung zum Erzeugen einer dem logarithmischen Wert der Helligkeit des zu fotografierenden Objekts proportionalen Ausgangsspannung, einem Taktoszillator, einem mit diesem verbundenen Zähler zum Zählen der Anzahl von Taktimpulsen, die vom Taktoszillator während der Zeitdauer erzeugt werden, während der die Ladespannung des Kondensators auf den Ausgangsspannungspegel der Lichtmeßschaltung beginnend vom Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle angewachsen ist, und einer Anzeigeeinrichtung, die mit dem Zähler verbunden ist, um die Belichtungszeit der Kamera angebende digitale Daten nach Maßgabe der Anzahl der vom Zähler gezählten Taktimpulse anzuzeigen, gekennzeichnet durch eine Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung (13) zum Erzeugen eines Ausgangsstroms vor und nach der genannten Zeitdauer, der zusammen mit dem konstanten Strom den Kondensator (29) auf den Spannungspegel der jo Bezugsspannungsquelle (7) schnell auflädt, und durch eine Sperrschaltung (38) zum Sperren der Anzeigeeinrichtung (12) während eier genannten Zeitdauer.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung (13) einen Widerstand (34), dessen einer Anschluß mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle (25) verbunden ist, und ein Verknüpfungsglied (32) aufweist, dessen Hauptstrompfad zwischen den anderen Anschluß des Widerstandes (34) und eine Elektrode des Kondensators (29) geschaltet ist und leitend ist, bis der Ladespannungspegel an dem Kondensator (29) auf den Spannungspegel der Bezugsspannungsquelle (7) vergrößert ist, wobei die andere Elektrode des Kondensators (29) mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle (25) verbunden ist.

3. Anzeigevorrichtung η ach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochgeschwindigkeits-Ladeschaltung (13) ein weiteres Verknüpfungsglied (33) aufweist, dessen Hauptstrompfad parallel zu dem des ersten Verknüpfungsgliedes (32) geschaltet ist und leitend wird, wenn der Ladespannungspegel an dem Kondensator (29) den Ausgangsspannungspegel der Lichtmeßschaltung (4) erreicht.