DE2951128A1

DE2951128A1 - Verfahren zum umwandeln von empfangenem licht in digitale impulssignale und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2951128A1
Application number: DE19792951128
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1979-01-04
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1980-07-17
Also published as: CA1124314A; FR2446049A1; GB2039064B; GB2115165B; JPS5593133A; DE2951128C2; JPS58113727A; FR2446049B1; US4249109A; JPS5933842B2; GB2115165A; GB2039064A

Description

Verfahren zum Umwandeln von empfangenem Licht in digitale Impulssignale und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von empfangenem Licht in digitale Impulssignale und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, sowie ein Elektronenblitzgerät mit einer nach dem Verfahren arbeitenden Licht-Digitalisierungsvorrichtung.

Die Vorrichtung berechnet eine Gesamt lichtmenge, die von einer fotografierten Szene empfangen wird und wandelt das empfangene Licht in digitale pulsierende elektrische Signale um.

Es sind Elektronenblitzgeräte bekannt, bei welchen das von einer Blitzröhre ausgesandte Blitzlicht nach einer vorgegebenen Gesamtmenge, die von einem fotografierten Gegenstand oder einer fotografierten Szene empfangen wird, automatisch beendet wird. Dies wird auch bei der Erfindung zu dem Zwecke erreicht, um die Lichtmenge, die der Film einerdamit verwendeten Kamera erhält, unabhängig von der Entfernung zwischen Kamera und Aufnahmeobjekt zu machen.

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Solche Elektronenblitzgeräte arbeuten in erster Linie auf analoger Basis, jedoch wurder auch schon digitale Techniken vorgeschlagen, um die Gesamtmenge des empfangenen Lichts zu berechnen. Die größte Schwierigkeit bei der digitalen Lichterfassung besteht in der Umwandlung der Lichtintensität oder Lichtstärke in einen proportionalen Impulsbetrag, da das empfangene Licht normalerweise von sehr kurzer Dauer und von einem großen dynamischen Bereich ist, was zu Fehlem bei der Umwandlung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umwandeln von empfangenem Licht in digitale Impulssignale zu schaffen, das eine einfache Konstruktion und eine preiswerte Herstellung der Licht-Digitalisierungsvorrichtung ermöglicht. Weiterhin soll ein Elektronenblitzgerät geschaffen werden, welches die Lichtmenge, die von einer fotografierten Szene empfangen wird, in exakter und zuverlässiger Weise digitalisiert, d.h. in digitale Impulssignale umwandelt. Das Elektronenblitzgerät soll eine solche Licht-Digitalisierungsvorrichtung aufweisen, die an dem Hauptkreis des Elektronenblitzgerätes durch eine nur zwei Leitungen aufweisende Verbindung angeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Lichterfassung, entweder des Umgebungslichtes oder eines in Verbindung mit einer Kamera ausgelösten Blitzlichtes, und Erzeugung eines Signals, dessen Größe für die Lichtintensität bzw. Lichtstärke kennzeichnend ist, gelöst. Das erzeugte Signal wird in ein Zeitintervall umgesetzt, während dem eine vorgegebene Größe der Lichtenergie durch die Kamera empfangen worden ist. Die Umsetzung wird kontinuierlich durchgeführt, und eine Impulssignal-Kette wird erzeugt.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Lichtintensitäts-Signal durch einen Kondensator integriert, der abwechselnd geladen und entladen wird, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die für die Lichtenergie kennzeichnend ist. Ein sehr schneller CMOS-Spannungs-Komparator mit einer Hysterese überwacht die an dem Kondensator anstehende Spannung, um das Zeitintervall, während dessen die vorbestimmte Menge der Lichtenergie empfangen worden ist, zu bestimmen. Die Entladung des Kondensators wird mit einer Geschwindigkeit gesteuert, die durch das Lichtintensitäts-Signal bestimmt ist, um eine im wesentlichen kontinuierliche Integration durchzuführen. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das Zeitintervall, während dem keine Integration stattfindet, durch eine Vorgabevorrichtung beschleunigt, um Fehler zu eliminieren.

Die Licht-Digitalisierungsvorrichtung ist an ein Paar Leitungen angeschlossen, die Versorgungsenergie zum Betreiben der Licht-Digitalisierungsvorrichtung liefern. Die Licht-Digitalisierungsvorrichtung erzeugt Kurzzeit-Impulse, die einer vorgegebenen Größe der von der Licht-Digitalisierungsvorrichtung überwachten Lichtenergie entsprechen. Die Kurzzeit-Impulse entlang den Leitungen werden überwacht und gezählt, um das Blitzlicht des Elektronenblitzgerätes abzubrechen oder zu löschen, nachdem ein vorgegebener Zählbetrag erreicht ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Paar Leitungen auch zum Zünden der Blitzröhre als Folge der Betätigung des Kameraauslösers »/erwendet. Die Leitungen dienen also auch zum Führen eines Zündsignals zur direkten Blitzauslösung.

Die Erfindung ist anhand von in der' Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgender näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Elektronenblitzgerätes,

Fig. 2 ein Schaltbild einer L.icht-DigitalisierungsvorricKturvg in Fig. 1,

Fig. 3 eine grafische Darstellung des Verlaufs

von ausgewählten Spannungen in Abhängigkeit von der Zeit in der Vorrichtung gemäß Fig. 2.

Fig. 4 ein Schaltbild der Licht-Digitalisierungsvorrichtung in Fig. 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine grafische Darstellung des Verlaufs ausgewählter Spannungen in Abhängigkeit von der Zeit in der Vorrichtung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 ein Schaltbild der Lichtdigitalisierungsvorrichtung in Fig. 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 ein Schaltbild eines Elektronenblitzgerätes gemäß Fig. 1,

Fig. θ eine grafische Darstellung des Verlaufs ausgewählter Signale in Abhängigkeit von der Zeit in dem Elektronenblitzgerät gemäß Fig. 7.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Elektronenblitzgerätes zu sehen. Eine herkömmliche Blitzröhre 11 wird durch eine Zündvorrichtung 13 gezündet, die auf das Betätigen eines nicht dargestellten Kameraauslösers zum Fotografieren eines gewünschten Gegenstandes oder einer gewünschten Szene anspricht. Ein Speicherkondensator 15 liefert die Energie für die Blitzröhre bis eine Blitzabschaltvorrichtung 17 die Blitzaussendung durch öffnen eines in Reihe mit der Blitzröhre 11 geschalteten elektronischen Schalters beendet. Die Blitzabschaltvorrichtung

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spricht auf ein Steuersignal an, das ihr. über eine Leitung 19 von einer Steuervorrichtung 21.zugeführt wird.

Der Zweck der Steuervorrichtung 21 ist die automatische Beendigung der Blitzausstrahlung,nachdem der fotografierte Gegenstand oder die fotografierte Szene eine vorgegebene Lichtmenge erhalten hat. Die Steuervorrichtung steuert also die Dauer des von der Blitzröhre erzeugten Blitzes, die notwendig ist, damit eine vorgegebene Lichtmenge von dem beleuchteten Objekt auf den Film einer zugeordneten Kamera fällt, die eine richtige Belichtung hervorruft.

Die Steuervorrichtung 21 weist einen Lichtsensor 23 auf, der derart angeordnet ist, daß er von Licht, welches von der fotografierten, durch die Blitzröhre 11 beleuchteten Szene kommt, belichtet wird. Der Lichtsensor 23 erzeugt einen Ausgangsstrom i (t), dessen GröBe abhangig ist von der Lichtintensität oder Lichtstärke, die von dem Lichtsensor 23 empfangen wird. Die empfangene Lichtintensität oder -stärke, kombiniert mit der Länge des Zeitintervalls, in welcher die Intensität erzeugt wird, steht in Beziehung zu der totalen Menge der Lichtenergie, die die Kamera erreicht. Der Ausgangsstrom i (t), der durch den Lichtsensor 23 erzeugt wird, wird über eine Leitung 27 einer Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 zugeführt, die den Ausgangsstrom i (t) in eine Vielzahl von digitalen Ausgangsimpulsen umformt, die auf der Ausgangs-Leitung 29 anstehen. Jeder Impuls repräsentiert eine diskrete Menge der Lichtenergie, die der Lichtsensor 23 empfängt.

Ein Binärzähler 31 ist mit der Ausgangs-Leitung 29 verbunden, zählt die auf die Ausgangs-Leitung 29 gelangenden Impulse und erzeugt eine Ausgangs-Binärzahl auf den Leitungen 33. Da jeder auf der Ausgangs-Leitung 29 auf-

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tretende Impuls im wesentlichen eine gleiche Menge der Lichtenergie repräsentiert, die der Lichtsensor in einem Zeitintervall empfängt, wird die totale Menge der Lichtenergie, die der Lichtsensor in dem Zeitintervall empfängt, durch die Binärzahl repräsentiert, die auf den Leitungen 33 erscheint.

Die Binärzahl wird einer Logikschaltung 35 zugeführt, welche die Ausgangs-Binärzahl überwacht. Wenn die Binärzahl einen Wert erreicht, der übereinstimmt mit oder Indikativ ist für eine gewünschte, für die richtige Filmbelichtung notwendige Lichtmenge, so wird die Blitzaussendung über die Steuerleitung 19 beendet.

In Fig. 1 ist das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 dargestellt. Der Lichtsensor 23 wird von einer Fotodiode 39 gebildet, die einen gegenläufigen Stromfluß über ihre Katoden-Anoden-Strecke entsprechend der auf die Diode auftreffenden Lichtintensität oder Lichtstärke erlaubt. Wenn die Fotodiode 39 in Sperrichtung gepolt ist, so ist die Größe des durch die Fotodiode 39 fließenden Gegenstroms direkt proportional der auffallenden Lichtintensität bzw. -stärke.

Die Fotodiode 39 ist mit zwei Paar Dioden 41,43 und 45,47 verbunden, die zwei getrennte Gegenstrompfade über die Katoden-Anoden-rStrecke der Fotodiode 39 bilden. Die Dioden 41,43 stellen einen ersten Strompfad von einem Verbindungspunkt 51 zu einem Verbindungspunkt 49 und die Dioden 45,47 einen zweiten Strompfad von dem Verbindungspunkt 49 zu dem Verbindungspunkt 51 dar.

Ein Schmitt-Trigger 53, der von einem CMOS CD 4093 als integrierter Schaltkreis-Chip gebildet ist, ist zwischen die beiden Verbindungspunkte 49 und 51 geschaltet, so daß der erste und der zweite Strompfad zwischen den Eingang und den

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Ausgang des Schmitt-Triggers 53 gelegt sind. Der Schmitt-Trigger 53 weist ein Paar Eingangsleitungen 55,57, die mit dem Verbindungspunkt 49 verbunden sind,und eine Ausgangsleitung 59 auf, die mit dem Verbindungspunkt 51 verbunden ist.

Der Schmitt-Trigger 53 hat einen oberen Auslöselevel V^i (oder Auslöseniveau) und einen inneren unteren Auslöselevel V|_ und erzeugt eine Ausgangsspannung Vq auf der Ausgangsleitung 59 entsprechend dem Spannungsniveau oder Spannungslevel an seinen Eingangsleitungen 55,57. Wenn das Spannungsniveau an den Eingangsleitungen 55,57 auf Vu anwächst, dann geht die Ausgangsspannung Vq auf "Low" und bleibt "Low" bis das Spannungsniveau an den Eingangsleitungen 55, 57 auf V|_ absinkt, bei welchem Vq auf "High" geht. V₀ bleibt "High" bis das Spannungsniveau an den Eingangsleitungen 55,57 wieder Vu erreicht.

Selbstverständlich kann anstelle des Schmitt-Triggers 53 ein Spannungs-Komparator, der mit einer Hysterese arbeitet, gesetzt werden.

Ein Kondensator 61 und ein Widerstand 63 sind in Reihe zwischen dem Verbindbngspunkt 49 und Masse oder einem Bezugspotential eingeschaltet und erzeugen eine Eingangsspannung Vq für den Schmitt-Trigger 53, die der Größe der auf dem Kondensator 61 gespeicherten Ladung entspricht. Der Kondensator 61 arbeitet in einem Lade-/Entlade-Zyklus entsprechend der Ausgangsspannung Vq auf der Auslangsleitung 59 des Schmitt-Triggers 53. Wenn Vq "High" ist, fließt ein Strom in dem ersten Strompfad durch die Diode 41, die Fotodiode 39 und die Diode 43, der den Kondensator 61 auflädt. Wenn V_Q "Low" ist, dient der zweite Strompfad über die Diode 45, die Fotodiode 39 und die Diode 47 als Entladepfad für die Entladung des Kondensators 61. Die Spannung am Kondensator 61 dient zum Wechsel der Ausgangsspannung Vq während des Lade- und

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Entlade-Zyklus des Kondensators 61.

In Fig. 3 zeigt das Schaubild A (Graph A) die Ausgangsspannung Vg des Schmitt-Triggers 53. Vq ist entweder "High" bei einer Spannung V oder "Low" bei im wesentlichen 0 Volt entsprechend der Eingangsspannung Vr,, wie sie in dem Schaubild B (Graph B) zu sehen ist. Wenn der Ausgang des Schmitt-Triggers 53 "High" ist, fließt ein Strom durch den ersten Strompfad und lädt den Kondensator 61 auf, wodurch die Spannung Vq anwächst, wie in dem Schaubild B dargestellt ist. Die Geschwindigkeit der Zunahme der Spannung Vq, also die Steilheit der vorderen Flanke des in Schaubild B zu sehenden Kurvenverlaufs, ist abhängig von der auf die Fotodiode 39 auffallenden Lichtintensität oder -stärke.

Wenn Vr, den Wert Vj-) erreicht, schaltet der Schmitt-Trigger 53 seinen Ausgang auf "Low", wie in dem Schaubild A zu sehen ist. Mit Vq auf "Low" fließt ein Strom durch den zweiten Strompfad und entlädt den Kondensator 61, wodurch die Spannung Vq absinkt, wie in dem Schaubild B gezeigt ist. Die Geschwindigkeit der Spannungsabnahme für Vq, also die Steilheit der rückwärtigen Flanke des Kurvenverlaufs in dem Schaubild B, ist abhängig von der auf die Fotodiode 39 auffallenden Lichtintensität oder -stärke.

Der resultierende Verlauf der Ausgangsspannung auf der Ausgangsleitung 59 des Schmitt-Triggers 53 ergibt eine Kette von Impulsen, wie sie das Schaubild A zeigt. Die Frequenz der Impuls-Kette oder des Impuls-Zuges ist eine Funktion der von der Fotodiode 39 empfangenen Lichtenergie.

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Sobald der Kondensator 61 sich .auflädt, dient er zur Integration des durch die Fotodiode 39 fließenden Stromsignals, so daß eine Spannung an dem Kondensator 61 erzeugt wird, die repräsentativ für das Zeitintegral des Fotodioden-Stromes ist. Da das Zeitintegral der Lichtintensität die totale Lichtenergie, die über die integrierte Zeitperiode empfangen wird, liefertest die Größe der an dem Kondensator während der Kondensatorladung erzeugten Spannung rerpäsentativ für die Größe der Lichtenergie, die die Fotodiode mit Beginn der Kondensatorladung erhalten hat. Diese Größe der Spannungszunahme wird durch den Schmitt-Trigger 53 überwacht, um die Ausgangsspannung Vg für eine Zeitspanne oder Zeitperiode "High" zu halten, bis die Größe der Lichtenergie eine vorgegebene Größe erreicht, bei welcher Vg auf "Low" geht. Damit ist die Impulslänge oder-breite eines jeden positiven Impulses der Impuls-Kette auf der Ausgangsleitung 59 ein Maß für die Menge der Lichtenergie.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Entladung des Kondensators 61, die abhängig ist von der auf die Fotodiode 39 auffallenden Lichtintensität oder Lichtstärke. Infolge der Integrations-Charakteristik des Kondensators 61 ist die Größe der Spannungsabnahme am Kondensator 61 repräsentativ für die Größe der Lichtenergie, die mit Beginn der Kondensator-Entladung empfangen wird.

Diese Größe der Spannungsabnahme wird durch den Schmitt-Trigger 53 überwacht, um die Ausgangsspannung Vq für eine Zeitspanne oder Zeitperiode "Low" zu halten bis die Größe der Lichtenergie eine vorgegebene Größe erreicht hat, bei welcher Vg auf "High" geht. Somit ist die Zeit zwischen den positiven Impulsen der Impuls-Kette auf der Ausgangsleitung 59 indikativ für die Menge der Lichtenergie. Dies dient dazu, um Fehler zu eliminieren, die auftreten könnten, wenn der Empfang von Lichtenergie

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zwischen positiven Impulsen nicht in die Rechnung aufgenommen wird.

Der Gebrauch einer CMOS-Vorrichtung als Spannungs-Komparator ermöglicht sehr schnelles Schalten, welches erlaubt, die Ausgangs-Impulse mit einer sehr kleinen Impulsbreite zu versehen. Dies dient zu einer sehr genauen Steuerung der Blitzdauer. Der CMOS-Schmitt-Trigger 53 weist eine sehr hohe Eingangs-Impedanz auf, die erlaubt, im wesentlichen mit dem gesamten Fotodioden-Strom den Kondensator 61 zu laden und entladen.

Ein Widerstand 63 kann zwischen dem Kondensator 61 und dem Verbindungspunkt 49 in Reihe mit dem Kondensator eingeschaltet sein. Er erlaubt ein schnelleres Ansprechen der Licht-Digitalisierungsvorrichtung auf hohe Licht-Level, was dem System erlaubt, vorauszueilen und Fehler durch Verzögerungen in der Abschaltung der Blitzröhre 11 zu korrigieren. Der Dynamikbereich der Vorrichtung ist eine Funktion des Dynamikbereichs der Fotodiode 39 und der Schaltgeschwindigkeit des Schmitt-Triggers 53.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Licht-Digitalisierungsvorrichtung gezeigt, in welcher ein CMDS CD 4093 Schmitt-Trigger 53 verwendet wird, der ebenfalls ein Paar Eingangsleitungen 55,57 und eine Ausgangsleitung 59 aufweist. Eine Fotodiode 39 ist in Reihe mit einem Widerstand 65 zwischen der Ausgangsleitung 59 und der Eingangsleitung 55 des Schmitt-Triggers 53 geschaltet. Die Fotodiode 39 ist derart angeordnet, daB ein Rückkopplungspfad von der Ausgangsleitung 59 über die Katoden-Anoden-Strecke der Fotodiode 39 zu der Eingangsleitung 55 gebildet ist. Ein Kondensator ist zwischen der Eingangsleitung 55 und Masse oder einem Bezugspotential angeschlossen und wird entsprechend dem durch den Rückkopplungspfad fließenden Strom aufgeladen,

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um für den Schmitt-Trigger 53 eine Eingangsspannung zu erzeugen.

Wenn die Spannung Vq an der Ausgangsleitung 59 "High" ist, fließt ein Strom über den Widerstand 65 und die Fotodiode 39 und lädt den Kondensator 61. Wenn Vq "Low" ist, entlädt sich der Kondensator 61 über den Widerstand in Durchgangsrichtung der Fotodiode 39. Die Spannung am Kondensator 61 wird durch die Eingangsleitung 55 des Schmitt-Triggers 53 überwacht, um die Ausgangsspannung Vg des Schmitt-Triggers 53 während des Lade- und Entladezyklus des Kondensators 61 zu ändern.

Die Spannung Vq auf der Eingangsleitung 57 des Schmitt-Triggers 53 dient zum Auslösen oder Ingangsetzen der Impuls-Erzeugung der Licht-Digitalisierungsvorrichtung. Wie Fig. 5 zeigt, ist Vq "High" und der Kondensator 61 wird auf Vq geladen wenn Vg "Low" ist. Die Vorrichtung behält ihren "Ein"-Zustand mit einem konstanten "High"-Ausgang auf der Leitung 59' bei.

Vq wird vorzugsweise unmittelbar vor Blitzauslösung "High" gemacht, und zwar zusammen mit der Kameraauslöserbetätigung, um die Ladung des Kondensators 61 in Obereinstimmung mit dem Beginn der Lichtüberwachung zu starten. Wenn V_G auf "High" geht, geht Vq auf "Low" und der Kondensator 61 wird schnell auf Spannungsniveau Vj_ (Fig. 5) entladen, bei welchem die Ladung des Kondensators 61 erneut gestartet und die Ausgangs-Vg wieder ihren "High"-Zustand einnimmt. Der Kondensator 61 wird dann über die Fotodiode 39 entsprechend dem empfagenen Licht geladen bis die Spannung Vq auf dem Kondensator 61 die Spannung V|-| erreicht, bei welcher die Ausgangs-Vg wieder in ihren "Low"-Zustand umgeschaltet wird, in welchem der Kondensator 61 schnell über die in Durchlaßrichtung gepolte Fotodiode 39 entladen wird. Die Licht-Digitalisierungs-

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vorrichtung 25 führt fortlaufend Zyklen dieser Art durch und erzeugt eine Impuls-Kette oder eine Impulsfolge, deren Frequenz eine Funktion der auf die Fotodiode 39 fallenden Lichtenergie ist.

Wahrend der schnellen Entladung des Kondensators 61 tritt ein kleiner Fehler auf, da die Integration der Lichtintensität oder Lichtstärke nicht während dieser Periode stattfindet. Um diesen Fehler zu korrigieren, ist in einem dritten Ausführungsbeispiel der Licht-Digitalisierungsvorrichtung, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, ein getrennter Auflade- und Entladepfad für den Kondensator 61 vorgesehen.

Gemäß Fig. 6 ist die Katode der Fotodiode 39 mit einer Spannungsquelle und die Anode der Fotodiode 39 mit der Eingangsleitung 55 des Schmitt-Triggers 53 verbunden. Die Eingangsleitung 55 ist über eine Reihenschaltung aus einem einstellbaren Widerstand 67 und einem Kondensator 61 mit Nasse bzw. mit einem Bezugspotential verbunden. Der Kondensator 61 wird über die Fotodiode und den einstellbaren Widerstand 67 entsprechend der auf die Fotodiode 39 fallenden Lichtintensität oder Lichtstärke aufgeladen.

Ein Entladepfad, bestehend aus einem Widerstand 69 und einer Diode 71, verbindet den Kondensator 61 mit der Ausgangsleitung 59 des Schmitt-Triggers 53 und ermöglicht die Entladung des Kondensators 61, ohne daß ein Entladestrom über den einstellbaren Widerstand 67 fließt.

Der Spannungsabfall über den einstellbaren Widerstand wird damit zu dem Spannungsabfall über den Kondensator 61 addiert und bestimmt mit diesem die Schaltspannung Vj_j (Fig. 5) auf der Eingangsleitung 55. Somit wird die

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Integration der Lichtstärke oder Lichtintensität infolge der zusätzlichen Spannung an dem einstellbaren Widerstand 67 weniger Zeit erfordern. Dies erlaubt ein Vorausempfinden oder Vorauseilen und eine Kompensation des Fehlers, der durch das Fehlen der Integration während der Kondensatorentladung verursacht wird. Diese Vorauseilungs-Spannung, auf dem Gebiet der Elektronenblitz- geräte als "anticipation"-Spannung bekannt, ist eine direkte Funktion der auf die Fotodiode 39 fallenden Lichtintensität.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schaltplans eines Elektronenblitzgerätes dargestellt, in welchem die Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25, vorzugsweise in CMOS ausgeführt, zur Blitzbeendigung oder Blitzbegrenzung verwendet wird. Die Schaltung gemäß Fig. 7 hat ein wesentliches Merkmal. Hier sind nur zwei Drähte oder Leitungen vorhanden, über welche sowohl der Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 die Versorgungsspannung zugeführt wird als auch die von der Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 produzierten Impulssignale erhalten werden. Die beiden Leitungen werden ferner zum Zünden der Blitzröhre 11 bei Betätigung eines Schalters 137 gebraucht, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird.

Die Blitzröhre 11 ist dem Speicherkondensator 15 parallelgeschaltet. Der Speicherkondensator 15 ist normalerweise in einem geladenen Zustand mit relativ hoher Spannung gehalten, z.B. 350 V. Ferner ist dem Kondensator 15 eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 111, einem Widerstand 113, einer Zenerdiode 115,deren Katode mit dem Widerstand 113 verbunden ist, und aus einer Zenerdiode 117, deren Anode mit der Anode der Zenerdiode 115 verbunden ist, parallelgeschaltet. Ein Widerstand 118 ist der Reihenschaltung aus dem Kondensator 111 und dem Widerstand 113 parallelgeschaltet und liefert Strom für

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die Zenerdiode 115.

Ferner ist zu dem Speicherkondensator 15 eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 120 und aus einem Thyristor 122 parallelgeschaltet, dessen Anode mit dem Widerstand 120 und dessen Katode mit der gleichen Seite des Speicherkondensators 15 verbunden ist, an welcher die Katode der Zenerdiode 117 angeschlossen ist. Eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 124 und aus einem Kondensator 126 ist einerseits an die Verbindung zwischen dem Thyristor 122 und dem Widerstand 120 und andererseits an einem Verbindungspunkt 123 angeschlossen, der in der Verbindung des Widerstandes 113 und der Zenerdiode 115 liegt. Die Steuerelektrode des Thyristors 122 ist mit einem Zündkreis 143 verbunden, der eine gleichzeitige Betätigung oder Auslösung des Thyristors 120 und der Blitzröhre 11 durchführt.

Vorzugsweise wird der Thyristor 120 unmittelbar vor der Blitzauslösung in der Blitzröhre 11 angesteuert. Da die Blitzröhre 11 einige Mikrosekunden für ihre Ionisierung benötigt, kann der Thyrister 122 unmittelbar vor der Lichterzeugung durch die Blitzröhre 11 leitend gemacht werden. Dies erlaubt, die Licht-Digitalisierungsvorrichtung vor Empfang von Blitzlicht betriebsbereit zu machen.

Die Zenerdiode 117 dient als Spannungsregler für die Versorgungsspannung der Licht-Digitalisierungsvorrichtung25, die dieser über ein Paar Leitungen 119, 121 zugeführt wird. Die Leitung 119 verbindet die Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 mit dem Verbindungspunkt 123. Die Leitung 121 verbindet die Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 mit der Katode der Zenerdiode 117, und zwar über eine Diode 125 und einen Widerstand 127. Eine Leitung 129 verbindet die CMOS-Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 mit der Katode der Diode 125, deren Anode mit dem

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Widerstand 127 verbunden ist.

Vor Zündung der Blitzröhre 11 hält die Zenerdiode 115 den Verbindungspunkt 123 auf eine vorgegebene Spannung und die Diode 125 entkoppelt die CMOS-Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 von der Leitung 121. Die CMOS-Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 bleibt damit inaktiv und ist nicht betriebsbereit.

Vor Zündung der Blitzröhre 11 ist der Kondensator 111 auf eine Spannung aufgeladen, die der Spannung des Speicherkondensators 15 weniger dem Spannungsabfall an der Zenerdiode 115 entspricht. Nach Betätigung oder Ansteuerung des Thyristors 122 ist der Kondensator 126 über den Widerstand 124 mit der Leitung 121 verbunden, wodurch ein dem Widerstandswert des Widerstandes 124 entsprechender Strom durch die Zenerdiode 117 fließt. Ein Zusatzstrom zu der Leitung 119 hin ist von dem Kondensator 111 über den Widerstand 113 verfügbar, wenn die Blitzröhre 11 den Speicherkondensator 15 auf eine Spannung entladen hat, die niedriger ist als die auf dem Kondensator 111.

Die Zenerdiode 117 regelt die Leitung 119 auf einen negativen Spannungspegel in Hinblick auf die Leitung 121, z.B. -15 V . Dieser Spannungspegel wird der Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 mit einem kleinen Strom I[_, der auf der Leitung 125 durch den Widerstand 127 und die Diode 125 hervorgerufen wird, aufgeprägt.

Der CMOS-Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 wird eine Speisespannung zur Verfugung gestellt und Ausgangs-Impulse werden entsprechend der Intensität des von dem Lichtsensor 23 empfangenen Lichtes auf ihrer Ausgangsleitung erzeugt. Die Arbeitsweise der Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 verursacht Stromspitzen, die auf die

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Strom- bzw. Spannungsversorgung über die Katoden-Anoden-Strecke der Diode 125 und über dun Widerstand 127 zurückwirken. In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 werden diese Stromspitzen für die Blitzbeendigung oder Blitzbegrenzung abgefühlt, anstatt der Abfühlung der Ausgangs-SpannungsimpulsB, die auf der Ausgangsleitung 59 erzeugt werden. Die Ausgangsleitung 59 kann unverbunden oder frei bleiben oder kann über einen Kondensator entweder mit der Leitung 119 oder der Leitung 129 verbunden oder über einen Widerstand an die Leitung 129 angeschlossen werden, um die GröBe der Stromspitzen zu erhöhen. Ebenso können auch die auf der Ausgangsleitung 59 hervorgerufenen Spannungsimpulse zur Abfühlung der Impuls-Kette benutzt werden, wenn eine dritte Leitung die Ausgangsleitung 59 mit dem Impuls-Zähler-Schaltkreis verbindet.

In Fig. θ zeigt das Schaubild A (Graph A) die Spannungsform auf der Leitung 119 in bezug auf die Leitung 121. Nach Blitzauslösung fällt der Spannungspegel auf der Leitung 119 auf einen negativen Wert und ein kleiner positiver Strom 1\_, wie im Schaubild B (Graph B) gezeigt, beginnt zur Stromversorgung der Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 zu fließen. Wie in dem Schaubild B gezeigt, werden in dem Strom Stromspitzen erzeugt, die die Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 antreiben, sobald diese Vorrichtung 25 von dem einen Zustand in den anderen schaltet.

Um diese Stromspitzen abzufühlen und zu zählen ist ein Transistor 131 an die Leitung 121 derart angeschlossen, daß seine Emitter-Basis-Strecke dem Widerstand 127 parallelgeschaltet ist. Der Kollektor des Transistors ist über einen Widerstand 135 mit der negativen Polklemme einer Batterie 133 verbunden·Der Eingang des Zählers 31 überbrückt zum Zählen den Widerstand 135 und erfaßt die Spannung, die an dem Widerstand 135 abfällt.

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Die Stromspitzen gelangen über den Widerstand 127 an · die Emitter-Basf.s-Strecke des Transistors 131 und verursachen ein momentanes Einschalten oder Leitsndwerden des Transistors 131. Dies wiederum verursacht eine Spannungsspitze an dem Widerstand 135 zwischen Verbindungspunkt 132 und 134, die einen Zähl-Impuls V i32-%/| 3 4 bildet (Schaubild C in Fig. B),der von dem Zähler 31 gezählt wird. Der Ausgang des Zählers 31 ist - nachdem der Zählerausgang einen vorgegebenen Wert erreicht hat - über die Leitung 33 mit der Blitzabschaltvorrichtung 17 zum Abschalten oder Löschen der Blitzröhre verbunden. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, daß eine Drossel oder Induktivität, in Parallelschaltung mit einem Widerstand den Widerstand 127 ersetzen kann,um zu bewirken,daß die Licht-Digitalisierungsvorrichtung mit einer höheren Frequenz arbeitet. Ferner kann die Diode 141 weggelassen werden, wenn eine solche Drossel in Parallelschaltung mit einem Widerstand verwendet wird.

Die Leitung 119 kann ferner zum Zünden der Blitzröhre herangezogen werden. Die Leitung 119 ist normalerweise durch die Zenerdiode 115 (Schaubild A in Fig. Θ) auf einem positiven Spannungspegel gehalten, während die Diode 125 die CMOS-Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25 von der Leitung 121 abkoppelt.

Der Schalter 137 wird betätigt, wenn der Fotografierende eine Aufnahme machen will, wobei er den Schalter 137 schließt, der die Leitung 119 über ein Paar von Dioden 139, 141 unmittelbar an die positive Polklemme der Batterie 133 legt. Die Diode 139 verbindet den Schalter 137 mit einem Verbindungspunkt zwischen der Diode 125 und dem Widerstand 127. Die Diode 141 ist dem Widerstand 127 parallelgeschaltet.

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Wie in üchaubild A, Fig. 8, gezeigt ist, wird die Leitung 119 durch das Schließen des Schalters 137 auf einen recht niedrigen Spannungspegel, nahe O V,gelegt Die Leitung 119 wird durch den Zündkreis 143 überwacht, um den Thyrister 122 und die Blitzröhre 11 zu zünden, sobald die Spannung auf der Leitung 119 auf den relativ niedrigen Spannungspegel abfällt. Das Zünden bzw. Leitendwerden des Thyristors 122 und der Blitzröhre ergibt auf der Leitung 119 einen negativen Spannungspegel und die Dioden 139 und 141, die nunmehr in ihrer Sperrichtung belastet werden, koppeln den Schalter und das Schaltsignal wieder ab. Der Strom I[_ beginnt zu fließen und versorgt die CMOS-Licht-Digitalisierungsvorrichtung 25. Die Licht-Digitalisierungsvorrichtung benötigt einen nur sehr kleinen Strom, wenn sie nicht alternierend ihren Zustand ändert, so daß der Transistor 131 gesperrt bleibt.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es versteht sich, daß weitere Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß der Geist, Sinn und Bereich der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen niedergelegt sind, verlassen wird.

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Claims

Patentanwälte

Kratisch Mülbergerstr. 65 Dipl.-Ing. Volkhard Kratzsch Schulz D-7300 Esslingen Dipl.-Ing. Klaus Schulz Telefon Stuttgart (0711) 35 99 92 Deutsche Bank Esslingen 210906 cable «krapatent» esslingenneckar Postscheckamt Stuttgart 10004-701

Rollei-Werke

Franke & Heidecke 28.11.1979

GmbH & Co- KG ,^ ,^ „_npo

Anwaltsakte 2968 Braunschweig

Patentansprüche

1. Verfahren zum Umwandeln von empfangenem Licht in digitale Impulssignale, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem ersten Schritt ein Signal erzeugt, dessen Größe für die empfangene Lichtintensität bzw. Lichtstärke kennzeichnend ist, daß man in einem zweiten Schritt das Signal in einen Zeitabschnitt umsetzt, während dem das Signal für den Empfang einer vorgegebenen Größe der Lichtenergie kennzeichnend ist, daß man in einem dritten Schritt das Signal in einen Zeitabschnitt umsetzt, während dem das Signal für den Empfang einer vorgegebenen Größe der Lichtenergie kennzeichnend ist und der mit der Vollendung des erstgenannten Zeitabschnitts beginnt, daß man aufeinanderfolgende Wiederholungen der beiden letztgenannten Schritte durchführt, daß man durch die aufeinanderfolgende Wiederholung eine Impulssignal-Kette erzeugt, daß man die Impulsbreite eines jeden der aufeinanderfolgenden Impulse der Impulskette entsprechend dem ersten Zeitabschnitt festsetzt und daß man die Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen entsprechend dem zweiten Zeitabschnitt festsetzt.

0 3 0 0 2 9 / 0 P 1 Π

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Leiden Schritte zur Umsetzung des Signals derart durchführt, daß der erste und zweite Zeitabschnitt für den Empfang von im wesentlichen gleichen Größen der Lichtenergie kennzeichnend sind.

3. Licht-Digitalisierungsvorrichtung, insbesondere für ein Elektronenblitzgerät, dadurch gekennzeichnet, daß ein für Lichtempfang ausgerichteter Lichtsensor (39) vorgesehen ist, der ein der empfangenen Lichtintensität bzw. Lichtstärke entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, daß mit dem Lichtsensor (39) ein Kondensator (61) verbunden ist, der in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal geladen wird und eine Ausgangsspannung erzeugt, die für die Menge der durch den Lichtsensor (39) empfangenen Lichtenergie kennzeichnend ist, daß eine Spannungsniveau-Fühlvorrichtung (53) mit Hysterese-Eingang mit dem Kondensator (61) verbunden ist, so daß die Ausgangsspannung an deren Eingang liegt, daß die Spannungsniveau-Fühlvorrichtung (53) eine Umschaltung ihres Ausgangs (59) zwischen "High"- und "Low"-Niveau in Übereinstimmung mit der Spannung an ihrem Eingang aufweist, daß mit der Spannungsniveau-Fühlvorrichtung (53) eine Entladevorrichtung verbunden ist, die den Kondensator (61) entsprechend dem Ausgangsniveau der Spannungsniveau-Fühlvorrichtung (53) entlädt, und vorzugsweise daß die Entladevorrichtung den Kondensator (61) mit einer durch das Ausgangssignal gesteuerten Geschwindigkeit entlädt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine den Kondensator (61) vor Blitzauslösung initiierende Vorbereitungsvorrichtung (Vq).

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5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Strompfad (43) den Lichtsensor (39) mit dem Kondensator (61) verbindet, der das Ausgangssignal nur in einer Richtung zum Laden des Kondensators (61) durchläßt, und daß die Entladevorrichtung einen zweiten Strompfad(45) aufweist, der den Lichtsensor (39) mit dem Kondensator (61) verbindet und einen Entladepfad mit Einwegcharakteristik für den Entladestrom des Kondensators (61) bildet (Fig. 2).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Strompfad (41) den Lichtsensor (39) und den Ausgang (59) der Spannungsniveau-Fühlvorrichtung (53) verbindet, daß der dritte Strompfad (41) Strom, der durch das Ausgangsniveau der Spannungsniveau-Fühlvorrichtung (53) bestimmt ist, dem Lichtsensor (39) zuführt, um das Ausgangssignal im ersten Strompfad (43) zu erzeugen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüchr 3 - 6, d a durch gekennzeichnet, daß die Spannungsniveau-Fühlvorrichtung einen Schmitt-Trigger (53) aufweist.

θ. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Spannung am Eingang des Schmitt-Triggers (53) über die am Kondensator (61) sich aufbauende Spannung hinaus vergrößernde Vorgabevorrichtung (63|67) vorgesehen ist und daß die Entladevorrichtung die am Kondensator (61) sich aufbauende Spannung abbaut.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 und Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Strompfad den Lichtsensor (39) mit dem Kondensator (61) verbindet und das Ausgangssignal zum Laden des Kondensators (61) führt, daß die Vorgabevorrichtuhg (67) in dem ersten Strompfad angeordnet ist und an dem Eingang des Schmitt-Triggers (53) die Spannung auf einen durch die Größe des Ausgangssignals des Lichtsensors (39) bestimmten Wert vergrößert und daß ein zweiter Strompfad (69,71) den Kondensator (61) und die Entladevorrichtung verbindet und einen Entladestrom von dem Kondensator (61) führt (Fig. 6).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 - 9, d a durch gekennzeichnet, daß der Schmitt-Trigger (53) als CMOS-Schmitt-Trigger ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - θ oder 10, dadu rch gek ennzeichnet, daß der Lichtsensor als Fotodiode (39) ausgebildet ist und daß der Ausgang der Spannungsniveau-Fühlvorrichtung bzw. des Schmitt-Triggers (53) mit der Katode der Fotodiode (39) verbunden ist (Fig. 2 und 4).

12. Elektronenblitzgerät mit einer Licht-Digitalisierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Licht-Digitalisierungsvorrichtung (25) ein Paar dieser Versorgungsenergie zuführende Leitungen (119,121) verbunden sind, daß die Licht-Digitalisierungsvorrichtung (25) Kurzzeitimpulse auf den Leitungen (119,121) erzeugt, die für die Größe der durch die Licht-Digitalisierungsvorrichtung (25) überwachten Lichtenergie kennzeichnend sind, daß eine Überwachungsvorrichtung (127,131) vorgesehen ist, die ein das Erfassen eines Impulses anzeigendes Ausgangssignal erzeugt, daß ein

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Zähler (31) vorgesehen ist,der in Übereinstirrmung mit dem Ausgangssignal zählt und ein Zählerausgangssignal erzeugt, und daß eine Blitzbegrenzungs- bzw. -abschaltvorrichtung (17) vorgesehen ist, die bei einem vorgegebenen Wert des Zählerausgangssignals ein Blitzabschaltsignal erzeugt.

13. Elektronenblitzgerät nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrichtung (127,131) eine in der einen Leitung (121) angeordnete Impedanz (127), durch welche ein Strom zu der Licht-Digitalisierungsvorrichtung (25) fließt, und eine Impulserzeugungsvorrichtung (131) aufweist, die auf den Spannungsabfall an der Impedanz (127) anspricht und einen Ausgangsimpuls erzeugt.

14. Elektronenblitzgerät nach Anspruch 13, dadurch gek ennzeichnet, daß die Impedanz als Widerstand (127) ausgebildet ist.

15. Elektronenblitzgerät nach einem der Ansprüche 12 - 14, gekennzeichnet durch eine Blitzröhre (11), eine die Blitzröhre (11) zündende Zündvorrichtung (143), eine auf die Zündvorrichtung (143) ansprechende Spannungserzeugungsvorrichtung, die eine Spannung an den Leitungen (119,121) erzeugt.

16. Elektronenblitzgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungserzeugungsvorrichtung die Spannung an die Leitungen (119,121) vor der Blitzerzeugung durch die Blitzröhre (11) anlegt.

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17. Elektronenblitzgerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungserzeugungsvorrichtung mindestens einen die Leitungen (119,121) mit Energie versorgenden Kondensator (111,126) aufweist.

18. Elektronenblitzgerät nach einem der Ansprüche 15 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungserzeugungsvorrichtung eine Zenerdiode

(117) aufweist.

19. Elektronenblitzgerät nach einem der Ansprüche 15 - 18, gekennzeichnet dur ch eine Trennvorrichtung (122), die die Spannungserzeugungsvorrichtung vor Zünden der Blitzröhre (11) von den Leitungen (119,121) abkoppelt.

20. Elektronenblitzgerät nach einem der Ansprüche 12 - 19, gekennzeichnet durch eine erste Spannungsaufbauvorrichtung (115), die einen ersten Spannungspegel zwischen den Leitungen 1119,121) vor dem Auslösen der Blitzröhre (11) erzeugt, durch eine Entkoppelvorrichtung (125), welche die Licht-Digitalisierungsvorrichtung (25) vor Auslösen der Blitzröhre (11) von den Leitungen (119,125) abkoppelt, durch eine willkürlich betätigbare Einschaltvorrichtung (137) zum Auslösen der Blitzabstrahlung, durch eine auf Betätigen der Einschaltvorrichtung (137) ansprechende zweite Spannungsaufbauvorrichtung (139,141), die einen zweiten Spannungspegel zwischen den Leitungen (119,121) erzeugt, und durch eine die Spannungspegel zwischen den Leitungen (119,121) überwachende und auf den zweiten Spannungspegel ansprechende Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung (143), welche die Blitzröhre (11) zündet.

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21. Elektronenblitzgerät nach Anspruch 20, dadurch gek ennzeichnet, daß die Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung (143) Verbindungselemente zum Verbinden der beiden Leitungen (119,121) aufweist.

22. Elektronenblitzgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente ein Entkopplungselement (139) zum Trennen der Einschaltvorrichtung (137) von den Leitungen (119, 121) nach der Blitzauslösung aufweisen.

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