DE2944158A1

DE2944158A1 - Fotometer

Info

Publication number: DE2944158A1
Application number: DE19792944158
Authority: DE
Inventors: Teruo Iwasawa; Yoshio Nakajima; Shuichi Takayama; Kosaku Tsuboshima; Masafumi Yamazaki
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1978-11-01
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2944158C2; US4302780A; JPS5560826A

Description

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D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE telefon: (089) 6i jo ji telegramm: protectpatbnt Telex: (14070 1A-52 952

Anmelder:

Olympus Optical Company Limited, 43-2, 2-Chome, Hatagaya, Shibuya-Ku, Tokyo, Japan

Titel:

Fotometer

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D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089)66 20 51 telegramm: protectpatent TELEX: 524070

1A-52 952

Fotometer

Die Erfindung betrifft ein Fotometer für ein Bildaufnahmegerät wie eine Film- oder Fernsehkamera.

Beim Fotografieren eines Objekts durch eine Kamera kommt es häufig vor, daß das Objekt bei Rücklicht zu dunkel oder bei Nachtfotografie zu hell wird. Ein diesen Nachteil beseitigendes Fotometer ist in der Japanischen Patentschrift 129 221/3 5 beschrieben. Dieses Fotometer hat einen Lichtempfänger mit Lichtempfangselementen in Form eines Bildsensors wie einer ladungsgekoppelten Vorrichtung, der Licht auf der gesamten Fläche des Objektfeldes aufnimmt, ein Leuchtdichtesignal eines zuvor ausgewählten notwendigen fotometrischen Bereichs aus bestimmten Teilen des Objekts entsprechenden Leuchtdichtesignalen ableitet, die von dem Empfänger aufeinanderfolgend erhalten werden und eine Punktfotometrie durchführt. Bei einem solchen Fotometer muß jedoch ein fotometrischer Bereich angegeben werden, so daß seine Handhabung schwierig ist; auch muß ein Leuchtdichtesignal entsprechend den jeweiligen fotometischen Bereichen erzeugt werden, so daß der Schaltüngsaufbau kompliziert und aufwendig wird. Außerdem ist es beim Fotografieren eines sich bewegenden Objekts schwierig, das Objekt mit einem bestimmten fotometrischen Bereich in Übereinstimmung zu bringen, so daß eine genaue Punktfotometrie nahezu unmöglich ist.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fotometer zu schaffen, bei dem eine bestimmte Lichtmenge trotz einfacher Konstruktion erhalten werden kann; dabei soll bei üblicher Tagfotografie ständig die richtige Lichtmenge aufgenommen werden.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem Fotometer der Erfindung wird somit ein Leuchtdichtesignal mit einer Amplitude in einem Bereich bestimmter Belichtungswerte erzeugt und fotometrisch der Mittelwert um einen Bezugsbelichtungswert entsprechend dem Mittelwert zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert des Leuchtdichtesignals des Empfängers gemessen.

Versuche bei üblicher Tagfotografie haben gezeigt, daß gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Belichtungswertbereich um den Bezugsbelichtungswert auf etwa +2 EV eingestellt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Schaltbildes eines Fotometers für eine Kamera beispielsweise erläutert.

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Ein Lichtempfänger 1 empfängt eine in der Brennebene einer nicht gezeigten Kameralinse fokussierte Abbildung. Der Lichtempfänger besteht aus Lichtempfangselementen (im folgenden als Bildelemente bezeichnet) in Form von Bildsensoren wie ladungsgekoppelten Vorrichtungen, Eimerkettenvorrichtungen oder dergleichen. Der Lichtempfänger 1 empfängt außerdem eine bestimmte Anzahl von Signalen von einem Taktsignalgenerator 2 und einem Treiberkreis 3 und gibt aufeinanderfolgende Leuchtdichtesignale jedes Bildelements an einen Multiplexer 4 ab. Der Treiberkreis

3 und der Multiplexer 4 werden von den Signalen eines Steuerkreises 5 gesteuert. Die aufeinanderfolgenden Leucht dichtesignale des ersten Bildes des Lichtempfängers 1 werden einem Bezugslichtmengeneinstellkreis A über den Multiplexer 4 zugeführt.

Der Bezugslichtmengeneinstellkreis A stellt eine Spannung zur Wahl eines Leuchtdichtesignals mit einer Amplitude, die eine in einem bestimmten Bereich liegenden Wert hat, an einem Komparator B, der später erläutert wird, auf der Grundlage eines Mittelwertes (Bezugslichtmenge) zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert der Amplitude des Eingangsleuchtdichtesignals als Bezugswert ein. Hierzu wird der maximale und der minimale Wert der Amplitude des Leuchtdichtesignals, das über den Multiplexer

4 zugeführt wird, von einem Maximalwerthaltekreis 6 und einem Minimalwerthaltekreis 7 ermittelt. Der Maximal- und der Minimalwert werden von einem Addierer 8 addiert, ihr Mittelwert wird von einem Teiler 9 ermittelt, und eine Spannung entsprechend dem Mittelwert wird auf den Eingang 12 eines Schalters 11 über einen Verstärker 10 abgegeben. Der Schalter 11 hat drei Schaltkontakte a bis c, von denen der Kontakt a über Widerstände 13 bis 17 mit einem bestimmten Widerstandswert an Masse liegt, der Kontakt b mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 13 und 14 und der Kontakt c mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 14 und 15 verbunden ist. Der Verbindungspunkt der Wlder-

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stände 16 und 17 und der der Widerstände 15 und 16 ist mit zwei Bezugseingängen am Komparator B verbunden, um Bezugsspannungen VI und V2 zur wahlweisen Erzeugung eines Leuchtdichtesignals mit einer Amplitude in einem bestimmten Bereich auf der Grundlage des Mittelwertes als Bezugsmaß zuzuführen.

Wenn der Anschluß 12 des Schalters 11 mit dem Kontakt b verbunden ist, wird ein Bezugsbelichtungswert entsprechend dem Mittelwert erhalten, und wenn der Anschluß 12 mit dem Kontakt a oder c verbunden ist, wird der Bezugsbelichtungswert um + 1 EV (Belichtungswert) geändert. Die Bezugsspannungen V1 und V2 sind Werte zur Erzeugung eines Leuchtdichtesignals mit einer Amplitude innerhalb des Bereichs von etwa £ 2 EV um den Belichtungswert bei Einstellung des Schalters 11 auf die Kontakte. Die Spannungen V1 und V2 werden durch Abtasten eines Bildes des Lichtempfängers 1 eingestellt.

Wenn die Abtastung des einen Bildes des Lichtempfängers beendet ist und die nächste Abtastung durch den Treiberkreis 3 unter der Steuerung des Steuerkreises 5 beginnt, wird das Leuchtdichtesignal zu diesem Zeitpunkt einem logarithmischen Kompressionskreis C über den Multiplexer 4 zugeführt. Der Kpmpressionskreis C besteht aus einem Funktionsverstärker 20, einer Diode 21 mit logarithmischer Charakteristik und einer einstellbaren Spannungsquelle 22, wobei der positive Eingang des Verstärkers mit dem Ausgang des Multiplexers 4 und über die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode und die Spannungsquelle mit Masse und der negative Eingang mit dem Ausgang des Verstärkers 20 verbunden ist, um ein logarithmisch komprimiertes Leuchtdichtesignal als Ausgangssignal abzugeben. Dieses Ausgangssignal wird dem Komparator B und auch einem A/D-Wandler 25 über einen Torkreis 24 zugeführt .

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Der Komparator B besteht aus einzelnen Komparatoren 27, 28, Verstärkern 29, 30 und einem UND-Glied 31, um die beiden Bezugsspannungen V1, V2 dem einen Eingang der Komparatoren 27 und 28 und dem anderen Eingang das Ausgangssignal des Kompressionskreises C zuzuführen. Die Ausgangssignale der Komparatoren 27 und 28 werden von den Verstärkern 29 und 30 verstärkt und dem UND-Glied 31 zugeführt. Das UND-Glied 31 gibt ein digitales Signal hohen Pegels nur dann ab, wenn die beiden Eingangssignale einen hohen Pegel haben, d.h., für die Ausgangsspannung Vm des Kompressionskreises C die Beziehung V1<Vm<V2 gilt.

Der Torkreis 24 wird von dem Ausgangssignal des Komparators B und dem Ausgangssignal des UND-Glieds 33 gesteuert, das ein Taktsignal vom Taktsignalgenerator 2 empfängt, und führt das Ausgangssignal des Kompressionskreises C dem A/D-Wandler 25 zu, wenn das Ausgangssignal des UND-Glieds 33 einen hohen Pegel hat. Die Anzahl der Abgaben digitaler Signale mit hohem Pegel in dem einen Bild, d.h., die Anzahl der Bildelemente in den logarithmisch komprimierten Leuchtdichtesignalen mit der Amplitude Vm in dem Bereich V1<Vm<V2 werden von einem Addierer 34 gezählt.

Das Ausgangssignal des Kompressionskreises C, das dem A/D-Wandler 25 zugeführt wird, wird in eine Folge von Impulsen umgewandelt, deren Anzahl der Amplitude des Ausgangssignals entspricht, und das Ausgangssignal des Wandlers 25 wird einem Addierer 35 zugeführt. Der Addierer 35 addiert alle Impulszahlen der Ausgangssignale des Kompressionskreises C, die dem Wandler 25 in einem Bild zugeführt werden, und überträgt das Ergebnis an einen Teiler 36. Der Teiler 36 teilt das Ausgangssignal des Wandlers 3 5 um den gezählten Wert des Addierers 34. Das Ausgangssignal des Teilers 36 ist daher ein digitaler Mittelwert des Leuchtdichtesignals mit einer Amplitude, die einen Wert im Bereich von +2 EV um die Bezugslicht-

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menge hat, den der Einstellkreis A einstellt.

Ein arithmetischer Kreis 40 verarbeitet das Mittelwertausgangssignal des Teilers 36 zusammen mit Belichtungsfaktoren wie der Blendengeschwindigkeit, einem Irisblendenwert, einem ASA-Empfindlichkeitswert oder dergleichen, die von einem Informationskreis 41 zugeführt werden, und steuert einen Blendengeschwindigkeits-Steuerkreis 42 und die Irisblende auf der Grundlage des ermittelten Ergebnisses und zeigt diese Werte in einem Anzeigegerät 43 an.

Wenn der Kontakt b mit dem Anschluß 12 des Schalters im Einstellkreis A verbunden ist, wird automatisch das Leuchtdichtesignal mit einer Amplitude mit einem Wert im Bereich von etwa +2 EV erzeugt, der um den Bezugsbelichtungswert entsprechend dem Mittelwert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Amplitude der Leuchtdichtesignale des Lichtempfängers 1 liegt, d.h. der Bildteil im Bereich von etwa +2 EV wird automatisch gewählt. Von dem so gewählten Teil wird fotometrisch der Mittelwert erfaßt, so daß stets eine genaue Lichtmenge bei der üblichen Tagesfotografie erhalten wird. Um die richtige Lichtmenge eines hellen oder dunklen Teils zu erhalten, d.h. bei Nacht- oder Rücklichtfotografie, braucht nur der Anschluß 12 des Schalters 11 mit dem Kontakt b oder a verbunden zu werden.

Der richtige fotometrische Bereich wird somit automatisch gewählt, und es kann die richtige Lichtmenge erhalten werden, so'daß es nicht wie bei den üblichen Systemen notwendig ist, schwierige Einstellvorgänge durchzuführen. Der Fotometer hat einen einfachen Schaltungsaufbau und eine geringe Größe, und die erforderliche Lichtmenge kann selbst dann erhalten werden, wenn ein sich bewegendes Objekt fotografiert wird.

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Wenn die Widerstände 13 und 14, die zwischen den Kontakt a des Schalters 11 Im Einstellkreis A und Masse in Reihe geschaltet sind, durch einen Einstellwiderstand ersetzt werden, kann die Bezugsbelichtungsmenge in dem Bereich von +1 EV oder mehr beliebig geändert werden. Vorzugsweise wird eine von der Kameraoptik auf den Lichtempfänger 1 fokussierte Abbildung erzeugt, wenn jedoch die in der Brennebene fokussierte Abbildung durch einen Faserlichtleiter oder dergleichen übertragen wird, kann der Lichtempfanger an beliebiger Stelle angeordnet sein. Statt des bei der Fotometrie ermittelten arithmetischen Mittelwertes kann auch der geometrische, harmonische oder quadratische erfaßt werden. Statt der Umwandlung des Leuchtdichtesignals in ein digitales Signal zur Erfassung des Mittelwertes, kann auch das analoge Signal verwendet werden; es ist auch möglich, die gesamte Schaltung zur fotometrischen Mittelwertbildung des ausgewählten Teils digital aufzubauen.

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Claims

Patentansprüche

1. JFotometer für ein Bildaufnahmegerät/ z.B. eine Kamera, dadurch gekennzeichnet , daß durch eine Optik eine Abbildung auf einen Lichtempfänger fokussiert wird, der aus Ladungsübertragungselementen in Form einer Bildelementenanordnung besteht, daß Leuchtdichtesignale mit einer Amplitude wahlweise erzeugt werden, deren Wert in einem vorbestimmten Belichtungswertbai eich der Leuchtdichtesignale des Lichtempfängers um einen Bezugsbelichtungswert entsprechend dem Mittelwert zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert der Amplitude der Leuchtdichtesignale liegt, und daß der Mittelwert der ausgewählten Leuchtdichtesignale ermittelt wird, um fotometrisch den Mittelwert des Lichts automatisch ausgewählter Teile zu bilden.

2. Fotometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenwert in einem Bereich von etwa ^f 2 Belichtungswerten liegt.

3. Fotometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsbelichtungswert entsprechend dem Mittelwert zwischen dem Maximal- und dem

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Minimalwert der Amplitude der Leuchtdichtesignale in einem Bereich von etwa -1 Belichtungswert veränderbar ist.

4. Fotometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Lichtempfanger (1) in der Brennebene einer Kameraoptik, der eine von der Kameraoptik fokussierte Abbildung aufnimmt/ einen Bezugslichtmengen-Einstellkreis (A), der mit dem Empfänger (1) verbunden ist, um eine Bezugs lichtmenge aus dem Mittelwert zwischen einem Maximal- und einem Minimalwert der Amplitude der Leuchtdichtesignale des Empfängers zu erzeugen, einen logarithmischen Kompressionskreis (C), der mit dem Empfänger (1) verbunden ist, um die Leuchtdichtesignale des Empfängers logarithmisch zu komprimieren, einen Komparator (B), der mit dem Kompressionskreis und dem Einstellkreis verbunden ist, um Leuchtdichtesignale mit einer Amplitude auszuwählen, deren Wert in dem bestimmten Belichtungswertbereich liegt, einen Signalverarbeitungskreis, der mit dem Komparator und dem Kompressionskreis verbunden ist, um deren Signale zur Bildung des Mittelwerts der Amplitude der Leuchtdichtesignale bezüglich der Bezugslichtmenge zu verarbeiten, die im Einstellkreis eingestellt ist, einen Informationskreis (41) zur Erzeugung von Belichtungsfaktorsignalen, einen arithmetischen Kreis (40), der mit dem Signalverarbeitungskreis und dem Informationskreis verbunden ist, um den Mittelwert des Ausgangssignals des Signalverarbeitungskreises und der Belichtungsfaktoren des Informationskreises zu berechnen, einen Steuerkreis, der mit dem arithmetischen Kreis verbunden ist, um die Blendengeschwindigkeit und die Irisblende des Bildaufnahmegeräts zu steuern, und ein Anzeigegerät (43), das mit dem arithmetischen Kreis verbunden ist, um die Blendengeschwindigkeit und den Irisblendenwert des Bildaufnahmegeräts anzuzeigen.

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5. Fotometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Lichtempfänger aus einem Bildsensor bildenden Lichtempfangselementen besteht.

6. Fotometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net/ daß der Bildsensor aus einer ladungsgekoppelten Vorrichtung besteht.

7. Fotometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Bildsensor aus einer Eimerkettenvorrichtung besteht.

8. Fotometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Einstellkreis (A) einen Drehschalter (11) mit drei Anschlüssen aufweist, die zur Wahl der richtigen Lichtmenge für Tages-, Nacht- und Rücklichtfotografie
schaltbar sind.

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