DE3034035C2

DE3034035C2 - Belichtungsmeßeinrichtung für eine Kamera mit Schlitzverschluß

Info

Publication number: DE3034035C2
Application number: DE3034035A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Hachioji Tokyo Mizokami
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1979-09-17
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE3034035A1; US4343541A

Description

Die Erfindung betrifft eine Belichtungsmeßeinrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Belichtungsmeßeinrichtung dieser Art ist bekannt (DE-OS 30 08 864). Der Korrekturkondensator ist dabei über einen Umschalter mit dem Ausgang des Integratorkreises so verbunden, daß er während einer ersten Zeit, nämlich bis der Verschluß sich über die halbe Breite der Filmoberfläche bewegt hat, mit der integrierten Ausgangsspannung des Integratorkreises aufgeladen wird, während er nach diesem Zeitpunkt und der Umschaltung dieses Umschalters parallel zu dem Integrationskondensator des Integratorkreises geschaltet wird und anschließend also die Integration über die Parallelschaltung dieser Kondensatoren durchgeführt wird. Mit dieser bekannten Schaltung kann zwar eine Kompensation der unterschiedlichen Reflexion von Verschlußoberfläche und Filmoberfläche erreicht werden, die bekannte Schaltung ist jedoch im Aufbau nicht für die Realisierung in integrierter Schaltungstechnik geeignet, selbst wenn der Umschalter durch getrennte einfache Ein- und Ausschalter aufgebaut wird. Bei der bekannten Schaltung ist eine Reihe von aufeinanderfolgenden Schalterfunktionen nötig, die seitlich genau aufeinander abgestimmt sein müssen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Belichtungsmeßeinrichtung dieser Art im Aufbau einfacher zu gestalten, so daß sie vor allem auch in integrierter Schaltungstechnik aufgebaut werdea kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Belichtungsmeßeinrichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmals gelöst Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nur noch

ίο ein einziger Ein-Aus-Schalter zwischen Integratorkreis und Korrekturkondensator vorgesehen, der sehr einfach auch in integrierter Schaltungstechnik realisiert werden kann. Der eigentliche Korrekturfaktor kann außerdem sehr einfach durch entsprechende Wahl des Widerstandsverhältnisses der Widerstände eingestellt werden, mit denen die Ausgänge der Integrationsschaltung und des Haltekreiscs des Korrekturkondensators miteinander verbunden sind. Eine erfindungsgemäße Einrichtung kann daher insgesamt sehr einfach und billig hergestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
F i g.', schematisch den Bildfeldverlauf bei Bewegung eines ersten Verschlußvorhanges im Verhältnis zur Filmoberfläche bei einer Kamera mit Schlitzverschluß, F i g. 2 graphisch das Verhältnis zwischen den Flächen

der Filmobe.-fläche und der Verschlußoberfläche,

F i g. 3 graphisch die Änderung des Lichtstromes, die sich bei an der Filmoberfläche und der Verschlußoberfläche reflektiertem Licht ergibt,

F i g. 4 graphisch die Änderung der integrierten Spannung bei schwankender Lichtmenge durch Reflexion von der Filmoberfläche und von der Verschlußoberfläche,

Fig.5 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Belichtungsmeßeinrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig.6 die Zeitabhängigkeit der hierbei verwendeten Schalter,

Fig.7 den zeitlichen Verlauf einiger Ausgangsspannungen der Schaltung nach F i g. 5,

F i g. 8 eine andere Zeitsteuerung der in der Schaltung nach F i g. 5 benutzten Schalter,

F i g. 9 wieder die zugehörigen Ausgangsspannungen der Schaltung nach F i g. 5.

In F i g. 1 ist gezeigt, wie eine Filmoberfläche, die von einem ersten Verschlußvorhang bedeckt gewesen ist, bei Ablauf des Vorhangs belichtet zu werden beginnt. In

so dieser Zeichnung stellt ein Rechteck ein auf dem Film vorgesehenes Bildfeld Fdar. Wenn der erste Verschlußvorhang B in der durch Pfeil a<> gekennzeichneten Richtung abzulaufen beginnt, wird eine zunächst von diesem Vorhang bedeckte Filmoberfläche £ fortlaufend belichtet. Auf der Abszisse ist die Zeit f eingetragen. Wenn der erste Verschlußvorhang B den linken Rand des Bildfeldes Firn Zeitpunkt t=T\ verläßt, wird die Belichtung der Filmoberfläche E ausgelöst. Im Zeitpunkt f = T₂ läuft der erste Verschlußvorhang B über die rechte Kante des Bildfeldes F, so daß das Bildfeld voll belichtet wird. In F i g. 1 hat der erste Verschlußvorhang B die Filmoberfläche E teilweise belichtet. Die belichtete Fläche der Filmoberfläche E ist mit A₂ gekennzeichnet und die noch vom ersten Verschlußvorhang B überdeckte Fläche mit Au wobei die Gesamtfläche A₀ des Bildfeldes F der Summe von A\ und A₂ gleicht. Der zeitliche Unterschied bei der Belichtung dieser Flächen ist in F i g. 2 gezeigt. Bei

t < T_x ist die belichtete Fläche A₂ der Filmoberfläche E null, während die Fläche A\ der Gesamtfläche Aq des Bildfeldes F entspricht, die völlig vom ersten Vorhangverschluß 5 bedeckt ist Wenn die Zeit t zwischen den Zeitpunkten T_x und T₂ liegt, nimmt die belichtete Fläche A₂ der Filmoberfläche E im Verlauf der Zeit ί zu, während die Fläche Ay der Filmoberfläche E, die noch vom ersten Vorhangverschluß B bedeckt ist, im Verlauf der Zeit f abnimmt. Die Summe aus A_x und A₂ bleibt jedoch weiterhin gleich der Gesamtfläche Ao. Bei t > T2 \q entspricht ±iz Fläche A₂ der Filmoberfläche E der Gesamtfläche A₀, während die Fläche A_x dür Filmoberfläche E. die vom ersten Vorhangverschluß B bedeckt ist, null ist.

Bei einem Verfahren zum Erzielen der richtigen Belichtung mittels Photometric des vom ersten Verschlußvorhang und von der Filmoberfläche reflektierten Lichts, von denen ein Element gegenüber dem anderen bewegt wird und unterschiedlich große Flächen aufweist, sollte der erste Verschlußvorhan^ idealerweise fehlen, damit lediglich das von der Filmoberfiäche reflektierte Licht gemessen werden kann. In der Praxis ist jedoch der erste Verschlußvorhang vorhanden, und bei Feststellung des von der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges reflektierten Lichts wird ein Unterschied gegenüber dem von der Filmoberfläche reflektierten Licht eingerechnet, um das unterschiedliche Reflexionsvermögen auszugleichen und die richtige Belichtung zu erzielen.

Bei der Bestimmung des von der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges und der Filmoberfläche reflektierten Lichts wird meistens ein photoelektrisches Wandlerelement, z. B. eine Siiiziumphotodiode zum Umwandeln der Lichteingabe in einen entsprechenden Lichtstrom verwendet, mit dem dann ein Kondensator aufgeladen wird, um am Kondensator eine integrierte Spannung zu erhalten. Die integrierte Spannung wird mit einem gegebenen Entscheidungspegel verglichen und auf diese Weise die richtige Belichtungszeit erhalten.

Das Diagramm gemäß F i g. 3 zeigt die Abhängigkeit des Lichtstroms Ip von der Zeit t. Wenn die Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges das gleiche Reflexionsvermögen hat wie die Filmoberfläche, ändert sich der Lichtstrom nicht im Verlauf der Zeit oder während der erste Verschlußvorhang sich bewegt, so daß ein konstanter Lichtstrom If erhalten wird, der dem Reflexionsvermögen der Filmoberfläche entspricht. Wenn sich jedoch das Reflexionsvermögen der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges von dem der Filmoberfläche unterscheidet, ändert sich der Lichtstrom Iprnw. der Bewegung des ersten Verschlußvorhanges. In F i g. 3 bezeichnen die Zeitpunkte T_x, T₂ den in F i g. 1 gezeigten Zeiten entsprechende Zeitpui.kte. Die Belichtung der Filmoberfläche beginnt also im Zeitpunkt T], und der erste Vorhang hat das Bildfeld im Zeitpunkt T₂ voll belichtet. Eine Zwischenzeit, während der sich der erste Vorhang über die Filmoberfiäche bewegt, ist mit Tc bezeichnet. Der auf der Ordinate eingetragene Lichtstrom Is resultiert von Licht, welches von der Oberfläche eines ersten schwarzen Verschlußvorhanges ohne aufgedrucktes Muster reflektiert wird. Der Lichtstrom h stellt Lichtstrom dar, der von an der Filmoberfläche reflektiertem Licht stammt.

In Fig.3 ist mit den Kurven l_A, Ur und Ib unterschiedlicher Lichtstrom gekennzeichnet, der von Licht resultiert, welches von der schwarzen Oberfläche eines ersten Verschlußvorhanges ohne aufgedrucktes Muster reflektiert wird. Die Kurve Ia gibt insbesondere schwankenden Lichtstrom wieder, wenn die Lichtmessung mit einem photoelektrischen Wandlerelement vorgenommen wird, dessen Orientierung auf die Mitte konzentriert ist Bis zum Zeitpunkt Ta wenn der erste Vorhang am Mittelbereich der Bildoberfläche vorbeiläuft, entspricht also der Lichtstrom des Wandlerelements dem Lichtstrom Is, der auf der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges beruht Nach dem Zeitpunkt Tc hingegen entspricht er dem Lichtstrom /_fi der von der Filmoberfiäche resultiert Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Kurve I_A lediglich theoretischen Wert hat; wie aus der Figur hervorgeht steigt sie im Zeitpunkt Tc rechtwinklig steil an. Jedoch hat selbst ein Wandlerelement, dessen Orientierung auf die Mitte konzentriert ist, einen gewissen Grad an um die Mitte herum verteilter Empfindlichkeit, so daß die tatsächliche Änderung des Lichtstroms der durch die Kurve Iar angedeuteten entspricht Obwohl also der Lichtstrom einen Wendepunkt im Zeitpunkt Tc hat ist der Verlauf nicht rechtwinklig, sondern eher allmählich um den Zeitpunkt 7cherum.

Die Kurve l_B stellt eine Änderung des Lichtstroms dar, die bei Benutzung eines photoelektrischen Wandlerelements mit gleichmäßigem Orientierungsmerkmal erhalten wird. Der Lichtstrom nimmt proportional zum Ablauf des ersten Verschlußvorhanges zu, bei dem die Filmoberfläche belichtet wird. Es zeigt sich, daß die Kurve Ib der Änderung der Fläche A₂ der Filmoberfläche gemäß F i g. 2 ähnelt. Der Lichtstrom ist also dem Lichtstrom Is aufgrund des Reflexionsvermögens an der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges vor dem Zeitpunkt T] gleich und entspricht nach dem Zeitpunkt T₂ dem Lichtstrom h aufgrund der Reflexion an der Filmoberfläche.

In Fig.4 ist die vom Lichtstrom I_P erzeugte integrierte Spannung dargestellt. Diese integrierte Spannung Vc ist auf der Ordinate eingetragen, während die Abszisse die Zeit f wiedergibt Mit der geraden Linie Fv ist eine ideale integrierte Spannung, eingetragen über der Zeit dargestellt die bei Reflexionslicht entsteht, wenn die Oberfläche des VerschluBvorhanges und die Filmoberfiäche das gleiche Reflexionsvermögen haben. Die Kurven Av und Bv hingegen stellen integrierte Spannungen dar, die sich im Fall von Licht ergeben, welches von einer schwarzen Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges ohne aufgedrucktes Muster reflektiert wird. Diese Kurven entsprechen den Kurven U, Ib in Fig.3. Die Kurve Av entspricht der integrierten Spannung, die durch Photometric mit einem photoelektrischen Wandlerelement erhalten wird, dessen Orientierung auf die Mitte konzentriert ist, während die Kurve Bv für integrierte Spannung gilt, die bei einer Lichtmessung mit einem photoelektrischen Wandlerelement erhalten wird, welches gleichmäßig orientiert isL Der Zeitpunkt T_x auf der Abszisse markeirt den Beginn der Belichtung der Filmoberfläche, während der Zeitpunkt T₂ den Moment kennzeichnet an dem der erste Vorhangverschluß das Bildfeld voll belichtet hat. Der Zeitpunkt Ti gibt den Beginn des Ablaufs des zweiten Verschlußvorhanges nach der richtigen Belichtung wieder. Mit T^, TJj, sind Zeitpunkte markiert, an denen die integrierte Spannung, die sich aus von der schwarzen Oberfläche des ersten Verschlußvorhangs reflektiertem Licht ergibt, einem weiter unten noch zu beschreibenden Entscheidungspegel Vcom entspricht, wobei ein Wandlerelement benutzt wird, dessen Orientierung auf die Mitte konzentriert bzw. allgemein

• ausgerichtet ist. Es sei noch erwähnt, daß der Zeitpunkt Tc den Moment angibt, an dem die nachlaufende Kante des ersten Verschlußvorhanges über die Mitte der Filmoberfläche läuft. Die integrierte Spannung wird natürlich mit dem Entscheidungspegel Vcom verglichen, und dann kann der zweite Verschlußvorhang zu laufen beginnen, um den Verschluß zu schließen, wenn die integrierte Spannung dem Entscheidungspegel gleicht. Bei einer Betrachtung insbesondere der Kurve Av zeigt sich, daß diese eine integrierte Spannung wiedergibt, die gegenüber der der idealen Linie Fv reduziert ist und im Vergleich zu dieser eine beträchtliche zeitliche Verzögerung aufweist. Die Kurve Av schneidet den Entscheidungspegel Vcom in einem Punkt Pi bzw. im Zeitpunkt Tu, der eine zeitliche Verzögerung von Tu— T₃ gegenüber dem Punkt Pfhat, an dem die Linie Fv den Entscheidungspegel Vcom kreuzt. Die zeitliche Verzögerung stellt einen Fehler in der Belichtungsdauer dar. Die Kurve Av hat eine Biegung im Punkt P\ und besteht folglich aus zwei Strecken P₀- Pi und Pi-P₂. Der Punkt P\ soll als Knick bezeichnet werden. Da die Kurve A ν die Integration eines Lichtstroms darstellt, der durch die Kurve U wiedergegeben ist, ist die integrierte Spannung linear und niedrig, wie die Strecke Po—P\ zeigt, denn das zugehörige Wandlerelement erhält das reduzierte reflektierte Licht von der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges und liefert den Lichtstrom Is gernäß Fig.3 bis zum Zeitpunkt Tc an dem die nachlaufende Kante des ersten Verschlußvorhanges über die Mitte der Filmoberfläche gelaufen ist. Nach dem Zeitpunkt Tc erhält das Wandlerelement das von der Filmoberfläche reflektierte Licht und liefert den Lichtstrom If, so daß die integrierte Spannung parallel zur Linie Fv ansteigt, wie durch die Strecke P\ — P₂ angedeutet. Die Kurve A ν besteht also aus den Strecken Po-Pt für 0 < t < Tc sowie der weiteren Strecke P\ — Pi während der Dauer f> Tc, wobei beide Strecken am Knickpunkt P₁ vereinigt sind. Die Kurve Bv andererseits zeigt eine ähnliche integrierte Spannung wie die Kurve Av bis zu einem Punkt P₃, der dem Zeitpunkt T₁ entspricht. Wenn aber die Filmoberfläche im Zeitpunkt T\ belichtet zu werden beginnt, nimmt das reflektierte Licht allmählich zu. Nach einem Punkt Pa, der dem Zeitpunkt Ti entspricht, an dem das Bildfeld voll belichtet ist, beruht das reflektierte Licht ausschließlich auf der Reflexion von der Filmoberfläche, so daß die Kurve A ν parallel zur Linie Fv zu verlaufen beginnt. Die Kurve ßi/kreuzt den Entscheidungspegel Vcom in einem Punkt P₅, der dem Zeitpunkt Γ_4ί) entspricht, welcher eine zeitliche Verzögerung von T*t— Ti gegenüber dem Zeitpunkt Tz hat, an welchem die Linie Fv den Entscheidungspegel Vcom schneidet. Auch hier ist die zeitliche Verzögerung wieder ein Anzeichen für einen Fehler in der Belichtungsdauer. Eine in gestrichelten Linien gezeigte Kurve AR entspricht der Kurve Ur gemäß Fig.3 und ist gegenüber der Kurve Av in der Nähe des Knickpunktes Pi ähnlich versetzt wie die Kurve I ar gegenüber der idealen Kurve U-

Es zeigt sich also, daß das von der Filmoberfläche und von der Oberfläche des aus einem schwarzen Gewebe bestehenden ersten Verschlußvorhanges reflektierte Licht vom jeweiligen Reflexionsvermögen abhängt, und daß folglich der von an der Filmoberfläche mit dem höheren Reflexionsvermögen reflektiertem Licht resultierende Lichtstrom stark ist, während der Lichtstrom, den an der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges mit geringerem Reflexionsvermögen reflektiertes Licht erzeugt, schwach ist. Die integrierten Spannungen, die eine Integration der jeweiligen Lichtströme darstellen, verhalten sich also so, wie in F i g. 4 dargestellt.

Wenn zum Lichtmessen ein photoelektrisches Wandlerelement benutzt wird, das eine Kurve ähnlich der Kurve Fv gemäß F i g. 4 ergibt oder welches an der Filmoberfläche oder einer Vorhangoberfläche mit gleichem Reflexionsvermögen reflektiertes Licht empfängt, kann die richtige Belichtungszeit korrekt bestimmt werden. Wenn aber die Lichtmessung an Licht vorgenommen wird, welches von einer Kombination einer ersten Verschlußvorhangoberfläche aus schwarzem Tuch und der Filmoberfläche reflektiert wird, wie durch die Kurven A v, Bv angezeigt, ist die resultierende integrierte Spannung im Vergleich zu der der idealen Kurve Fv reduziert, so daß keine richtige Belichtungszeit erzielt werden kann.

F i g. 5 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Belichtungsmeßeinrichtung, mit der das unterschiedliche Reflexionsvermögen der Verschlußoberfläche und der Filmoberfläche kompensiert werden kann. Bei der Schaltung nach F i g. 5 erfolgt die reflektorische Lichtmessung mittels einer Siliziumphotodiode D, die das von der Oberfläche eines ersten Verschlußvorganges und von einer Filmoberfläche reflektierte Licht bestimmt, sowie einen Operationsverstärker OPi, in Form eines Spannungsfolgegliedes, der auf die integrierte Spannung anspricht, die das Ergebnis des reflektierten Lichts ist, und diese an die nachfolgende Stufe weitergibt, einen weiteren Operationsverstärker OP₃, der eine Abtast- und Halteschaltung bildet, sowie einen Operationsverstärker OPi, der eine Summierverstärkerschaltung darstellt, in der die Ausgangsspannungen der Operationsverstärker OPi und OP3 summiert werden.

Der Operationsverstärker OPi hat einen nichtinver-

tierenden Eingangsanschluß, welcher mit der Kathode der Siliziumphotodiode D verbunden und außerdem so angeschlossen ist, daß er über einen Analogschalter SW) eine Bezugsspannung V«ferhält.

Die Siliziumphotodiode D ist ein photoelektrisches Wandlerelement, das das vom ersten Verschlußvorhang und der Filmoberfläche in der Kamera reflektierte Licht bestimmt und in Abhängigkeit von dem reflektierten Licht einen Lichtstrom erzeugt, der von der Größe des reflektierten Lichts abhängt. Wie in F i g. 5 in gestrichelten Linien gezeigt, hat die Siliziumphotodiode D zwischen ihrer Kathode und Anode eine Sperrschichtkapazität Cj, die vom Ausgangslichtstrom der Siliziumphotodiode D aufgeladen wird, um eine integrierte Spannung zu entwickeln, die dann an den nichtinvertierenden Eingangsanschiuß des Operationsverstärkers OPi angelegt wird, der an seinem Ausgangsanschluß eine integrierte Spannung Vi liefert.

Der Operationsverstärker OP₃, der die Abtast- und Halteschaltung bildet, hat einen nichtinvertierenden Eingangsanschluß, der an ein Ende eines Haltekondensators Ci und über einen Analogschalter SW2 an den Ausgang des Operationsverstärkers OPi angeschlossen ist. Folglich gelangt die Ausgangsspannung (die integrierte Spannung V₁) des Operationsverstärkers OPi über den Analogschalter SW₂ zum Aufladen an den Haltekondensator Ci und wird dadurch vom Operationsverstärker OP₃ als eine Ausgangsspannung V₂ abgegeben.

Die Analogschalter SWu SW₂ sind in Form von CMOS-Transistoren vorgesehen, die Gate-Anschlüsse haben, wie durch Pfeil in F i g. 5 angedeutet Wenn ein

Signal mit hohem Pegel an dem Gate anliegt, wird der Analogschalter eingeschaltet, während er bei einem am Gate anliegenden niedrigen Signal abgeschaltet wird. Das Gate des Analogschalters SW] ist über einen Widerstand R\ geerdet und außerdem über einen Triggerschalter SWt an eine Spannungsquelle Vcc angeschlossen. Bei geschlossenem Triggerschalter SWr liegt die Spannung Vcc am Gate des Analogschalters SW\ an und schaltet diesen ein. Die Sperrschichtkapazität Cj der Siliziumphotodiode D wird also über den Analogschalter SW\ auf die Bezugsspannung Vrf aufgeladen.

Die Speisespannung Vcc liegt außerdem über den Triggerschalter SWVam Eingang eines Inverters IV\ an, dessen Ausgang über einen Widerstand R₂ mit dem Eingang eines nächsten Inverters IV₂ verbunden ist, dessen Ausgang seinerseits mit dem Gate des Analogschalters SW2 verbunden ist. Der Eingang des Inverters IV2 ist auch mit einem Ende eines Kondensators Ci verbunden, dessen anderes Ende geerdet ist. Der Kondensator Q bildet gemeinsam mit dem Widerstand Ri eine Zeitkonstantenschaltung, und wenn der Triggerschalter SWt geschlossen wird, wird der Inverter IV\ eingeschaltet, um ein Aufladen des Kondensators Ci zu verhindern, wodurch der Inverter IV2 abgeschaltet bleibt. Dadurch wird ein Ausgangssignal von hohem Niveau erzeugt, welches den Analogschalter SW₂ einschaltet. Wenn der Triggerschalter SWt offen ist, wird sofort der Inverter /Ki abgeschaltet aber der Inverter /V₂ nicht sofort eingeschaltet, sondern erst nach einer zeitlichen Verzögerung, die von der Zeitkonstante des Kondensators Ci und des Widerstandes R\ bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die genannte Zeitspanne so eingerichtet, daß sie der Dauer vom öffnen des Triggerschalters SWtbis zu dem Moment entspricht, an dem der erste Verschlußvorhang das Bildfeld voll belichtet hat. Wenn also der erste Verschlußvorhang eine volle Belichtung des Bildfeldes bewirkt hat, wird der Inverter IV₂ eingeschaltet, wobei sein Ausgangssignal von niedrigem Niveau den Analogschalter SW₂ abschaltet. Infolgedessen bleibt die Spannung, die bei voller Belichtung des Bildfeldes durch den ersten Verschlußvorhang vorherrschte, am Haltekondensator C₂ erhalten.

Der die Summierverstärkerschaltung bildende Operationsverstärker OP₂ hat einen invertierenden Eingangsanschluß, welcher über einen Widerstand Ro an die Ausgangsspannung V, des Operationsverstärkers OPi und über einen Widerstand Ro/n an die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 angeschlossen ist. Der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP₂ erhält die Bezugsspannung Vrf· Zwischen den invertierenden Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers OP₃ ist ein weiterer Widerstand R₀' geschaltet.

Die Kennzeichnung des Widerstandes R₀Zn soll anzeigen, daß der Widerstandswert dem Widerstand des Widerstandes Ro dividiert durch η entspricht. Widerstände Ro und Ro haben den gleichen Widerstandswert. Der Faktor η hängt vom Unterschied zwischen dem Reflexionsvermögen einer normalen Filmoberfläche und der schwarzen Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges ab und wird nachfolgend als »Reflexionskorrekturfaktor« bezeichnet Der Reflexionskorrekturfaktor η läßt sich wie folgt ausdrücken:

η S

Reflexionsvermögen der Standardfilmoberfläche Reflexionsvermögen der Oberfläche des ersten Vorhangs

Der Reflexionskorrekturfaktor η stellt also das Reflexionsvermögen einer Standardfilmoberfläche im Verhältnis zu der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges dar. In der Praxis ist jedoch der Wert dieses Faktors etwas geringer gewählt als der Wert rechts in der Gleichung (1).

Da der Operationsverstärker OP₂ einen Summierverstärker bildet, läßt sich seine Ausgangsspannung V3 durch folgende Gleichung ausdrücken:

2)

(2)

In der Gleichung (2) ist der erste Ausdruck (rechts) (n+2) Vrf konstant, da V_RF eine Bezugsspannung und η das Verhältnis zwischen dem Reflexionsvermögen der Filmoberfläche und der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges darstellt Wenn man diesen Ausdruck außer acht läßt stellt sich die Ausgangsspannung Vr als Summe der Ausgangsspannung V] des Operationsverstärkers OP\ und η mal die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 bzw. π V₂ dar. Das bedeutet daß der Ausdruck, zu dem die Ausgangsspannung V₁ gehört, die integrierte Spannung selbst darstellt, die in F i g. 4 durch die Kurve Bv gezeigt ist während der Ausdruck, der sich auf π V₂ bezieht einen Korrekturwert bildet welcher den Unterschied zwischen den Kurven Bv und Fv gemäß Fig.4 wiedergibt Bis der erste Verschlußvorhang das Bildfeld völlig belichtet hat d. h. während der Dauer zwischen den Zeitpunkten Γι und T₂ in Fig.4 entspricht die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 der Ausgangsspannung Vi des Operationsverstärkers Ο/Ί bzw. πV₂ = nV\. Der Wert π Vi stellt die integrierte Spannung Vi, dargestellt durch die Kurve Bv und multipliziert mit dem Reflexionskorrekturfaktor η dar. Da der Reflexionskorrekturfaktor η die im Zusammenhang mit F i g. 1 gegebene Definition hat, stellt er die Korrektur des Unterschiedes zwischen den Kurven Sv und Fv dar. Der korrigierte Wert nV\ nimmt also proportional zu einem Anstieg der integrierten Spannung Vi zu, die vom Licht resultiert, welches an der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges und der Bildoberfläche reflektiert wird, wie anhand von F i g. 4 erläutert.

Nach dem Zeitpunkt T₂, wenn der erste Vorhang das Bildfeld voll belichtet hat, wird der dem Operationsverstärker OP3 der Abtast- und Halteschaltung zugeordnete Haltekondensator C₂ durch den in diesem Moment abgeschalteten Analogschalter 5IV₂ am Aufladen gehindert so daß die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 weiterhin der Spannung Vr₂ entspricht die im Zeitpunkt T₂ erreicht ist. Folglich hat nach dem Zeitpunkt T₂ die Spannung V₂ den durch folgende Gleichung ausgedrückten Wert:

V₂ =

Wenn die Gleichung 3 in die Gleichung 2 eingesetzt wird, ergibt sich:

V₃ = (n+2)V_RF-(V,+nV_T2) (4)

Wenn man bei dieser Gleichung den ersten Ausdruck, der konstant ist, außer acht läßt stellt die nach dem Zeitpunkt T₂ erzeugte Ausgangsspannung Vj die

Summe der Ausgangsspannung Vi des Operationsverstärkers OPi₁ gezeigt durch Kurve Bv, und des Korrekturwertes η Vt₂ dar. Wie ein Blick auf die Kurven Bv und Fv gemäß F i g. 1 zeigt, bleibt der Unterschied zwischen diesen Kurven bzw. der Korrekturwert nach dem Zeitpunkt T₂ konstant und entspricht η mal der Spannung V\ im Zeitpunkt T₂ bzw. V_r2 bzw. Vr₂ und damit π VV2.

Der Korrekturwert, mit dem der Unterschied zwischen den Kurven Bv und Fv gemäß Fig.4 ausgeglichen wird, ist, wie schon gesagt, die Ausgangsspannung Vj, gezeigt anhand der Kurve Sv, während der Dauer zwischen den Zeitpunkten Ti und Ti, multipliziert mit dem Reflexionskorrekturfaktor n. In der in F i g. 5 gezeigten Summierverstärkerschaltung wird dadurch multipliziert, daß der Widerstand RiJn zum Eingeben der Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 benutzt wird. Da der Korrekturwert nach dem Zeitpunkt T₂ konstant bleibt, kann der Analogschalter SW₂ benutzt werden, um den Eingang in die Abtast- und Halteschaltung zu unterbrechen, so daß die in diesem Moment herrschende integrierte Spannung aufrechterhalten bleibt. Auf diese Weise wird ein konstanter Korrekturwert erhalten.

F i g. 6 zeigt das zeitliche Verhältnis zwischen der Betätigung der Schalter SlVr, SW, und 5W₂ gemäß F i g. 5. Anhand von F i g. 5 und 6 soll nun deren Betrieb beschrieben werden. Normalerweise bleibt der Triggerschalter S W_T geschlossen. Folglich liegt die Speisespannung Vcc am Gate des Analogschalters SW] und am Eingang des Inverters /Vi über diesen Triggerschalter SWt an. Infolgedessen wird der Analogschalter SVVi eingeschaltet, wodurch die Sperrschichtkapazität Cj der Siliziumphotodiode D von der Bezugsspannung Vrf aufgeladen werden kann. Wenn der Inverter /V, eingeschaltet wird, wird der Kondensator Q der Zeitkonstantenschaltung nicht aufgeladen und der nächste Inverter /V₂ abgeschaltet, um dem Analogschalter SW₂ einzuschalten. Wenn unter diesen Bedingungen ein Verschlußauslöser an der Kamera betätigt wird, wird der Triggerschalter SWr geöffnet, so daß die Lichtmessung beginnen und gleichzeitig der erste Verschlußvorhang ablaufen kann. Damit beginnt die Belichtung der Filmoberfläche. Wenn der Triggerschalter SWt geöffnet wird, wird der Analogschalter SW, abgeschaltet, und der Inverter /Vi erzeugt einen Ausgang von hohem Niveau. Wenn der Analogschaiter SWi abgeschaltet wird, liegt die Bezugsspannung Vr/-nicht mehr zum Laden der Sperrschichtkapazität Cj an, die statt dessen von einem Lichtstrom aufgeladen wird, der von der Siliziumphotodiode D in Abhängigkeit von dem von der Oberfläche des ersten Yerschlußvorhanges und der Filmoberfläc.ie reflektierten Licht erzeugt wird. Die Spannung an der Sperrschichtkapazität wird in den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OPi als integrierte Spannung eingegeben und an dessen Ausgang unmittelbar als Ausgangsspannung Vi erhalten.

Die Ausgangsspannung Vi liegt über den einen Teil der Summierverstärkerschaltung bildenden Widerstand Ro am invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP₂ und außerdem über den Analogschalter SVV₂ am Haltekondensator C₂ an, der dadurch auf eine Spannung von derselben Größe aufgeladen wird. Die durch diese Aufladung entstehende Spannung wird als Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OPi erhalten. Damit haben die Ausgangsspannung Vi, die Spannung am Haltekondensator C₂ und die Ausgangsspannung V₂ alle den gleichen Wert.

Die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 wird an den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OP₂ über den anderen Widerstand Rain der Summierverstärkerschaltung eingegeben und dadurch mit der über den Widerstand Ro eingegebenen Ausgangsspannung V) summiert zu einer Ausgangsspannung V3 des Operationsverstärkers OP₂. Die Ausgangsspannung V₃ hat einen Wert, der durch die Gleichung (2) bestimmt ist und einen entsprechenden Ausgleich für den Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen der Oberfläche des ersten Vorhangverschlusses und der Filmoberfläche, reflektiert durch den Lichtstromausgang der Siliziumphotodiode D, hat.

Das Ausgangssignal des Inverters /Vi mit dem hohen Niveau lädt den zeitbestimmenden Kondensator Q über den Widerstand R₂ auf. Die Zeitkonstante des Widerstandes R₂ und des Kondensators C\ ist so gewählt, daß sie der Dauer entspricht, die nötig ist, damit der erste Verschlußvorhang das Bildfeld völlig öffnen kann, wie durch die Verzögerungszeit Ts in Fig.6 gekennzeichnet. Im Zeitpunkt Ti ist also der Kondensator G genügend aufgeladen, um den nachfolgenden Inverter /V₂ mit dem Ergebnis anzutreiben, daß dieser einen Ausgang von niedrigem Niveau erzeugt, durch den wiederum der Analogschalter SW₂ abgeschaltet wird. Dieser zeitliche Ablauf ist in F i g. 6 gezeigt.

Wenn der Analogschalter SW₂ im Zeitpunkt T₂ abgeschaltet wird, wird der Haltekondensator C₂ nicht mehr von der Ausgangsspannung V₁ des Operationsverstärkers OPi aufgeladen, sondern hält die Ausgangsspannung Vi in einer Größe bei, die im Zeitpunkt T₂ vorliegt. Diese Größe wird als Spannung V7-2 bezeichnet. Da der Analogschalter SW₂ ausgeschaltet wurde und der Operationsverstärker OP3 zur Verhinderung einer Entladung eine hohe Eingangstmpedanz hat, bleibt die Spannung Vr₂ nach dem Zeitpunkt T₂ erhalten, um am Ausgang des Operationsverstärkers OP3 als V₂ — Vr₂ erzeugt und über den Widerstand RqIh als Ausgangsspannung V₃ des Operationsverstärkers OP₂ abgegeben zu werden. Es ist klar, daß die Ausgangsspannung V) eine Größe hat, die durch die Gleichung (4) bestimmt ist und die aus der Siliziumphotodiode D nach dem Zeitpunkt T₂ resultierende integrierte Spannung entsprechend korrigiert hat.

Wie schon gesagt, hat die Ausgangsspannung V₃ des Operationsverstärkers OP₂ den Unterschied im Reflexionsvermögen zwischen der Oberfläche des ersten Vorhangs und der Filmoberfläche entsprechend ausgeglichen und ermöglicht infolgedessen die Bestimmung der richtigen Belichtungszeit. Hierzu kann eine Spannungsentscheidungsschaltung an den Ausgang des Operationsverstärkers OP₂ angeschlossen sein, um die korrigierte Ausgangsspannung V3 oder eine entsprechende richtige Belichtungszeit festzulegen, damit ein den Verschluß schließender Elektromagnet betätigt werden kann, so daß der zweite Verschlußvorhang ablaufen kann. Auf diese Weise läßt sich die belichtete Filmoberfläche bedecken und die richtige Belichtung erzielen.

In F i g. 7 sind die verschiedenen Ausgangsspannungen Vi, V₂ und V₃ über einer gemeinsamen Zeitachse t eingetragen. Die entsprechende Ausgangsspannung Vi ist auf der Ordinate eingetragen. Die Ausgangsspannung Vi des Operationsverstärkers OPi hat anfangs eine Größe, die der Bezugsspannung V_RF entspricht, wenn die Schaltung anfangs eingeschaltet wird. Die Größe nimmt aber bei Auslösung der Lichtmassung im

Zeitpunkt Γι ab, so daß der Lichtstrom von der Siliziumphotodiode D die Sperrschichtkapazität Cj aufladen kann. Es ist erkennbar, daß die Kurve, die die Ausgangsspannung V\ darstellt, die gleiche ist wie die Kurve Bv gemäß F i g. 4. Die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP₃ entspricht der Ausgangsspannung V, bis zum Zeitpunkt Γ₂, an dem der Analogschalter SlV₂ abgeschaltet wird. Danach bleibt sie entsprechend der im Zeitpunkt T₂ herrschenden Spannung Vr₂. Wie sich aus der Gleichung (3) ergibt, entspricht die Ausgangsspannung V3 des Operationsverstärkers OP₂ der Bezugsspannung Vrf, wenn die Ausgangsspannungen V|, V₂ dem Wert, von Vrf im Zeitpunkt T₁ entsprechen. Da die Ausgangsspannungen Vi, V₂ beide gemäß Fig. 7 nach dem Zeitpunkt Γι abnehmen, steigt die Größe der Ausgangsspannung V₃ ailmähiich an, wie F i g. 7 zeigt Es ist ersichtlich, daß die Kurve der Ausgangsspannung V₃ richtig korrigiert ist, so daß sie der idealen Linie Fv gemäß F i g. 4 entspricht.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Zeitkonstante des Kondensators Ci und des Widerstandes R₂ so gewählt, daß sie der Dauer vom öffnen des Triggerschalters SWt bis zur vollen Belichtung des Bildfeldes durch den ersten Verschlußvorhang entspricht, weil ein photoelektrisches Wandlerelement mit gleichmäßigem Orientierungsmerkmal vorgesehen ist, welches eine integrierte Spannung entsprechend der Kurve Bv in Fig.4 abgibt, die im Zeitpunkt T₂ korrigiert ist, urn die richtige Belichtungszeit zu bestimmen.

Nachfolgend wird die Benutzung eines photoelektrischen Wandlerelements mit auf die Mitte konzentrierter Orientierung beschrieben, mit welchem eine integrierte Spannung abgegeben wird, die zum Erhalt der richtigen Belichtungszeit korrigierbar ist. In diesem Fall ist der Wert des Kondensators Ci und des Widerstandes R₂ so gewählt, daß die von diesen Elementen festgelegte Zeitkonstante der Dauer vom öffnen des Triggerschalters SWr bis zu dem Moment entspricht, an dem die nachlaufende Kante des ersten Verschlußvorhanges über die Mitte der Filmoberfläche läuft. Bei diesem Aufbau ist die allgemeine Anordnung ähnlich wie im Blockschaltbild gemäß Fig.4 gezeigt, außer daß die Zeitkonstante in der oben beschriebenen Weise gewählt ist und der Analogschalter SW₂ gemäß Fig.5 im Zeitpunkt Tcabgeschaltet wird, wie F i g. 8 zeigt.

FTg. 9 zeigt das Verhältnis zwischen den Ausgangsspannungen Vl, V₂ und V3, wenn ein photoelektrisches Wandlerelement benutzt wird, dessen Orientierung auf die Mitte konzentriert ist. Die Ausgangsspannung Vi ist auf der Ordinate eingetragen, während die Abszisse die Zeit t wiedergibt. Die Ausgangsspannung Vi des Operationsverstärkers OPi nimmt den Wert der Bezugsspannung V«/.- an, wenn die Schaltung anfangs eingeschaltet wird, und nimmt ab, wenn im Zeitpunkt Γι die Lichtmessung ausgelöst wird, so daß Lichtstrom von der Siliziumphotodiode D die Sperrschichtkapazität Cj aufladen kann. Es ist ersichtlich, daß die Kurve der Ausgangsspannung Vi identisch ist mit der Kurve A _v gemäß Fig.4. Die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers OP3 bleibt bis zum Zeitpunkt Ta an dem der Analogschalter SlV₂ abgeschaltet wird, die gleiche wie die Ausgangsspannung Vi. Danach entspricht sie der vorherrschenden Spannung Vto Die Ausgangsspannung V₃ des Operationsverstärkers OP₂ entspricht Vrf, wenn die Ausgangsspannungen Vj, V₂ dem Wert von Vrf im Zeitpunkt Ti entsprechen, und nimmt danach allmählich zu, wie F i g. 9 zeigt, da beide Ausgangsspannungen Vi, V₂ abnehmen, wie auch aus F i g. 9 hervorgeht. Es ist ersichtlich, daß die Kurve der Ausgangsspannung V₃ so korrigiert ist, daß sie der idealen Linie Fv gemäß F i g. 4 entspricht.

Ein Beispiel für die Ausgangsspannungen V₁, V₂ und V₃ gegenüber der Zeit t geht aus der nachfolgenden Tabelle für eine Bezugsspannung Vrf von 1000 mV und einen Reflexionskorrekturfaktor η von 5 bis 7 hervor.

t (Integrationszeit)

10 ms (Photometric der Vorhangoberfläche und Filmoberfläche)

13,3 ms (wenn erster Vorhang in der Nähe der Mitte)

20 ms (Photometric der Filmoberfläche allein)

970	mV	970	mV	1180	mV
960	mV	960	mV	1240	mV
880	mV	960	mV	1360	mV

Wenn ein photoelektrisches Wandlerelement, dessen Orientierung auf die Mitte konzentriert ist, in einer Vorrichtung zur reflektorischen Lichtrnessüng gemäß der Erfindung vorgesehen ist, ist eine Annäherung der integrierten Spannung mittels zweier gerader Linien möglich, wodurch die Korrektureinrichtung stark vereinfacht wird. Außerdem wird eine für alle

55 praktischen Zwecke ausreichende Genauigkeit erzielt. Bei den hier beschriebenen Ausführungsformen sind die einzelnen Ausgangsspsr.nunger. als analoge Mengen behandelt worden. Sie können jedoch auch nach Umwandlung in entsprechende digitale Mengen weiterverarbeitet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Belichtungsmeßeinrichtung für eine Kamera mit Schlitzverschluß, mit einem photoelektrischen Wandler zum Bestimmen des von einer ersten Verschlußoberfläche und vcn einer Filmoberfläche reflektierten Lichtes, einer Integratorschaltung zum Integrieren des Ausgangsstroms des Wandlers und einer Korrekturschaltung zum Kompensieren der unterschiedlichen Reflexion von Verschluß- und Filmoberfläche mit einem Korrekturkondensator, der über einen in Abhängigkeit von der Verschlußbewegung gesteuerten Schalter bis zu einem bestimmten Zeitpunkt mit der integrierten Spannung der Integratorschaltung aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrckturlrondcnsator (C₂) Teil eines Spannungshaltekreises (OP₃) ist und nach dem öffnen des Schalters (SW₂) die Ladespannung (V₂) des Korrekturkondensators (C₂) konstant gehalten wird, und dieser Korrekturkondensator (C₂) über einen ersten Widerstand (RoIn) und der Ausgang des Integratorkreises (OP\) über einen zweiten Widerstand (R₀) mit einer Addierstufe (OP₂) verbunden sind, wobei das Widerstandsverhältnis dieser beiden Widerstände entsprechend dem Unterschied der Reflexion von Verschlußoberfläche und Filmoberfläche gewählt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungshaltekreis einen mit dem Korrekturkondensator (C₂) zusammengeschalteten Operationsverstärker (OP₃) umfaßt, dessen Ausgang über den ersten Widerstand (RoIn) mit der Addierschaltung (OP₂) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Addierschaltung einen Operationsverstärker (OP₂) umfaßt, dessen Eingang mit den beiden Widerständen (Rq, RoIn) verbunden ist.