DE3043989C2 - - Google Patents
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Belichtungssteuerungseinrichtung
für eine Kamera, mit einer
Lichtmeßeinrichtung, die mehrere in einer Meßebene
angeordnete, mehreren Abschnitten des Objektfeldes
entsprechende Lichtmeßelemente für die Erzeugung von
jeweils einem Abschnitt des Objektfeldes entsprechenden
photoelektrischen Ausgangssignalen aufweist, und mit
einer Einrichtung für die Ermittlung eines
Belichtungswertes aus den einzelnen photoelektrischen
Ausgangssignalen.
Eine solche, mit Mehrfachmessung arbeitende Meßeinrichtung
gehört in vielen verschiedenen Ausführungsformen zum Stand
der Technik. Ein Beispiel einer solchen Einrichtung wird
in der DE-OS 26 32 893 beschrieben.
Die bisher für solche Teilungs-Photometer vorgeschlagenen
Verbesserungen sind jedoch ausschließlich auf das
Betriebsverfahren und auf die Einrichtung für die
Berechnung des konkreten Belichtungswertes aus vielen
verschiedenen Informationen, die durch die
Belichtungsmessung erhalten werden, gerichtet. Beim
praktischen Einsatz eines solchen Mehrfachphotometers in
einer Kamera tritt jedoch das folgende Problem auf. Die
photoelektrischen Ausgangssignale von dem
Mehrfachphotometer können nicht direkt als eigentliches
Ausgangssignal der Belichtungsmessung verwendet werden,
weil ein Unterschied zwischen der Verteilung der
photoelektrischen Ausgangssignale in der von dem Mehrfachphotometer
gebildeten Meßebene und der
Beleuchtungsverteilung auf der Filmebene besteht.
Bei der sogenannten TTL-Belichtungsmessung mit offener
Blende spielt dieses Problem eine besonders wichtige
Rolle. In diesem Fall wird nämlich der Unterschied
zwischen der Verteilung des Lichts auf der Meßebene, und
damit der Verteilung der photoelektrischen
Ausgangssignale, die zum Zeitpunkt der Belichtungsmessung
durch das Objektiv mit vollständig geöffneter Blende
erhalten werden, und der Beleuchtungsverteilung auf der
Bildebene, die zum Zeitpunkt der Aufnahme bei dem
tatsächlich verwendeten Blendenwert auftritt,
bemerkenswert groß, so daß dieser Unterschied nicht
vernachlässigt werden kann. Dieses Problem tritt sogar
dann auf, wenn die Meßebene für die
Mehrfachbelichtungsmessung konjugiert zur Filmebene
angeordnet ist. Da ein Lichtempfang das optische System
für die zuerst erwähnte Ebene vorgesehen wird, läßt sich
das obenerwähnte, unerwünschte Phänomen sogar in einem
solchen Fall nicht vermeiden.
Bei einem herkömmlichen Belichtungsmesser, der nur mit
einem einzigen photoelektrischen Ausgangssignal arbeitet,
wird der zentrale Bereich der Bildebene als Hauptfläche,
deren Belichtungswert ausgemessen werden soll, verwendet.
Eine solche Belichtungsmessung ist aus der DE-OS 20 18 022
bekannt. Da die zentrale Fläche der Bildebene im
allgemeinen eine gute Proportionalität zu der
Objektivöffnung zeigt, und zwar sowohl für das
photoelektrische Ausgangssignal von dem
Lichtempfangselement als auch für die Beleuchtung auf der
Filmebene, hat der obenerwähnte Unterschied in der
Verteilung keine merkliche Auswirkung auf die Bestimmung
des richtigen Belichtungswertes. Deshalb führt bei diesem
Belichtungsmesser mit einer einzigen, genau definierten
Meßfläche der erwähnte Unterschied in der Verteilung nur
sehr selten zu Belichtungsfehlern.
Eine Kamera, mit einem derartigen Belichtungsmesser, bei
deren Belichtungssteuerung der Vignettierfehler
berücksichtigt wird, ist aus der DE-OS 26 51 002 bekannt.
Die Daten für den Vignettierfehler sind im voraus für
jeden denkbaren kleinsten Blendenwert in einem Speicher
bereitgestellt und entsprechend dem eingegebenen kleinsten
Blendenwert wählbar.
Da bei einem Mehrfachbelichtungsmesser der Umfangsteil der
Bildebene ebenfalls gemessen wird, und zwar unabhängig von
dem Hauptteil, kann die erwähnte Differenz in der
Verteilung nicht ignoriert werden. Alle bisher
vorgeschlagenen Mehrfachbelichtungsmesser sehen keine
Lösung dieses Problems vor.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Belichtungssteuereinrichtung der eingangs erwähnten
Art vorzuschlagen, die gegenüber bekannten derartigen
Belichtungssteuereinrichtungen eine genauere
Belichtungssteuerung ermöglicht.
Die diese Aufgabe lösende erfindungsgemäße
Belichtungssteuerungseinrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung von
Kenngrößen (AV₀, L), die das Aufnahmeobjektiv betreffen,
vorgesehen ist, daß eine Ermittlungsschaltung zur
Korrektur der photoelektrischen Ausgangssignale (P₁₁-P₄₆)
Korrekturwerte ( δ₁₁-δ₄₆) ermittelt, entsprechend dem
Unterschied der Belichtungsverteilung in der Meßebene bei
der Lichtmessung und der Filmebene bei der Filmbelichtung
in Abhängigkeit von den Kenngrößen (AV₀, L), und daß eine
Korrekturbetriebsschaltung die Korrekturwerte ( δ₁₁-δ₄₆)
den jeweiligen photoelektrischen Ausgangssignalen (P₁₁-P₄₆)
entsprechend zuordnet und diese in Abhängigkeit von
den ermittelten Korrekturwerten ( δ₁₁-δ₄₆) verändert.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen
Belichtungssteuerungseinrichtung soll im folgenden
erläutert werden. Als Beispiel soll angenommen werden,
daß eine Bildebene in Segmente in der Form einer
4 × 6-Matrix unterteilt ist, wie sie in Fig. 1 dargestellt
ist. Diese 4 × 6-Segmente sollen jeweils durch die
Lichtempfangselemente P₁₁ bis P₄₆ gemessen werden. Wenn
das Objekt eine Oberfläche aufweist, die über ihre
gesamte Fläche eine gleichmäßige Helligkeit hat, dann
ergibt die Verteilung des photoelektrischen
Ausgangssignals längs A bis A′ in der in Fig. 1
gezeigten Bildebene eine Kurve, wie sie in der Fig. 2A
dargestellt ist. Wie man in Fig. 2A erkennen kann, fällt
der Pegel des photoelektrischen Ausgangssignals
allmählich von der Mitte der Bildebene zu den beiden
seitlichen Endbereichen hin ab; dies ist auf die
Vignettierwirkung des Objektivs und auf die Wirkung des
sogenannten cos⁴-Gesetzes zurückzuführen (in Fig. 2A und
2B ist die Verteilung so aufgetragen, daß die Mitte der
Bildebene als Nullpunkt verwendet wird und die Stellen
der gemessenen Segmente in der Bildebene als Abszisse
dienen). Wenn jedoch die Blendenöffnung bei der
eigentlichen Aufnahme abgeblendet wird, verschwindet der
erwähnte Vignettiereffekt, so daß die
Beleuchtungsverteilung auf der Filmebene im Vergleich
mit der Kurve nach Fig. 2A eine abgeflachte Kurve (siehe
Fig. 2B) ergibt. Die gemessene Helligkeit wird für die
Umfangsabschnitte einer Bildebene auf einem dunkleren
Wert liegen als der realen Helligkeit entspricht. Um den
richtigen Belichtungswert zu erhalten, wird durch die
Belichtungssteuerungseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung diese Differenz zwischen den Verteilungskurven
nach den Fig. 2A und 2B berücksichtigt. Die Möglichkeit
eines Belichtungsfehlers wird sehr gering gehalten,
indem die photoelektrischen Ausgangssignale aller
Lichtempfangselemente entsprechend dem Unterschied in
der Beleuchtungsverteilung auf der Filmebene zum
Zeitpunkt der Aufnahme und in der Meßebene bei der
Belichtungsmessung korrigiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Kenngröße (AV₀) den Blendenwert bei
vollständig geöffneter Blende des Aufnahmeobjektivs und
die Kenngröße (L) der Brennweite des Aufnahmeobjektivs
entspricht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Muster einer Lichtempfangsoberfläche,
die in mehrere Empfängerabschnitte unterteilt ist,
Fig. 2A eine graphische Darstellung der Verteilung
des daraus erhaltenen photoelektrischen
Ausgangssignals,
Fig. 2B eine graphische Darstellung der entsprechenden
Beleuchtungsverteilung auf der Filmebene,
Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Prinzips
der Mehrfachmeßeinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung,
Fig. 4 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 5, 6 und 7 die Verteilung des photoelektrischen
Ausgangssignals, der Beleuchtung auf der Filmebene
und des Korrekturwertes auf die jeweiligen
Abschnitte der Meßebene,
Fig. 8 die Korrespondenz zwischen den jeweiligen
Abschnitten des Musters und den zugehörigen
Korrekturwerten,
Fig. 9 ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 10 ein Schaltdiagramm der zweiten Ausführungsform,
Fig. 11 eine graphische Darstellung einer Relationskurve
für die Korrekturwerte,
Fig. 12 ein Blockdiagramm einer dritten Ausführungsform
der Erfindung, und
Fig. 13 eine schematische Darstellung des Licht
empfangenden optischen Systems in einer
Kamera, bei der die vorliegende Erfindung
eingesetzt wird.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 13 ein Beispiel
für ein Licht empfangendes optisches System erläutert,
das in einer einäugigen Spiegelreflexkamera angebracht
ist. An einem Kameragehäuse 330 ist abnehmbar ein Wechselobjektiv
mit einem Objektivtubus 340 befestigt. Das
Licht von einem aufzunehmenden Objekt verläuft durch
ein Aufnahmeobjektiv 332 in dem Objektivtubus 340 und
wird dann von einem beweglichen Spiegel 333 zu einer
Sucherscheibe 335 reflektiert, auf der das Licht
fokussiert wird. Wenn der bewegliche Spiegel 333 in
Verbindung mit einer Aufnahme, also im allgemeinen mit
der Verschlußauslösung, in seine zurückgezogene Lage
nach oben geschwenkt wird, wird das Objektivlicht auf
eine Filmebene 334 fokussiert. Die Abbildung des Objektes,
die auf der Sucherscheibe 335 gebildet wird, wird wiederum
auf einer Meßfläche 331, die durch mehrere photoelektrische
Elemente gebildet wird, durch eine Refokussierlinse
336 fokussiert.
Fig. 3 zeigt den Grundaufbau einer Einrichtung zur Mehrfachmessung.
Der Signalfluß für die automatische Steuerung
der Belichtungszeit in einem sogenannten "Zeitautomaten",
also einer Kamera mit Blendenpriorität, wird im folgenden
unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. In der folgenden
Beschreibung werden die Begriffe des APEX-Systems
verwendet, zu denen die Objekthelligkeit BV, der Blendenwert
AV, der Wert SV für die Filmempfindlichkeit im
ASA-System und die Belichtungszeit TV gehören.
Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung zur Mehrfachmessung
weist als eine Lichtmeßeinrichtung eine Meßschaltung 1, eine Steuerschaltung 2
für die Mehrfachmessung, eine APEX-Funktionsschaltung
3, eine Verschlußsteuerschaltung 4, einen Einstellbereich
5 für die Informationen und eine Anzeigeschaltung
6 auf. Wenn die Belichtungsmessung durch das Objektiv
(TTL-Messung) mit vollständig geöffneter Blende für
die Teilabschnitte der in Fig. 1 gezeigten Bildebene
durchgeführt werden, so erhält man von der Meßschaltung
1 die folgenden photoelektrischen Ausgangssignale, die
den einzelnen gemessenen Abschnitten entsprechen:
P₁₁ = BV₁₁-AV₀, P₁₂ = BV₁₂-AV₀, . . ., P₄₆ = PV₄₆-AV₀
Dabei zeigt die gleiche Zahl die Korrespondenz zwischen
dem Lichtempfangselement und seinem photoelektrischen
Ausgangssignal an.
Die Steuerschaltung 2 für die Mehrfachmessung empfängt
diese Ausgangssignale und führt eine Reihe von Verarbeitungsschritten
und Behandlungen durch, um ein Betriebsausgangssignal
P₁₀₀ = BVans-AV₀ als Steuersignal für die
richtige Belichtung zu berechnen. Beispiele für eine
solche Schaltung werden in der DE-OS 26 32 893
und der DE-OS 30 07 575 beschrieben.
Die APEX-Funktionsschaltung 3 empfängt Informationen
über die Filmempfindlichkeit P₁₀₁ = SV und Informationen
über den eingestellten Blendenwert P₁₀₂ = (AV-AV₀) von
dem Einstellbereich 5 für Informationen sowie das obenerwähnte
Betriebsausgangssignal P₁₀₀ = BVans-AV₀,
das in einer gewissen Beziehung zu der Helligkeit
steht, von der Steuerschaltung 2 und führt die
folgende APEX-Operation durch:
(BVans-AV₀+SV-(AV-AV₀) = BVans+SV-AV = TV (= P₁₀₃) (1)
Der sich ergebende TV-Wert wird in die Verschlußsteuerschaltung
4 eingegeben, um die Belichtungszeit einzustellen.
Außerdem wird er auf die Anzeigeschaltung 6
gegeben, wodurch die Belichtungszeit angezeigt wird.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm einer Einrichtung für
die Mehrfachmessung, die dadurch gebildet wird, daß
die vorliegende Erfindung bei der Schaltungsanordnung
nach Fig. 3 eingesetzt wird. Eine Korrekturbetriebsschaltung
7 und eine Berechnungsschaltung 8 für den
Korrekturwert werden zu der Schaltung nach Fig. 3
hinzugefügt.
In der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung für die
Mehrfachmessung empfängt die Berechnungsschaltung 8
für den Korrekturwert von dem Einstellbereich 5 für
die Informationen bestimmte Werte, und zwar einmal
über den Durchmesser der vollkommen offenen Blende P₁₀₅ = AV₀,
die Abblendstufe P₁₀₂ = AV-AV₀
und ein Signal P₁₀₆ = L, das über die speziellen
Charakteristiken des optischen Systems des Objektivs
informiert. Aus diesen Informationen berechnet die
Schaltung 8 Korrekturwerte w₁₁, . . ., δ ÿ , . . ., δ₄₆, die
den jeweiligen photoelektrischen Ausgangssignalen
P₁₁, . . ., P ÿ , . . ., P₄₆ von den jeweiligen Abschnitten
entsprechen. δ ÿ ist durch die folgende allgemeine
Formel gegeben:
δ ÿ = f(AV₀, AV-AV₀, L) (2)
Die obige allgemeine Formel läßt sich experimentell
erhalten.
Die Korrekturbetriebsschaltung 7 für die Korrektur weist
Addierglieder 7₁₁, . . ., 7 ÿ , . . ., 7₄₆ auf, welche die
Addition der Korrekturwerte δ₁₁, . . ., δ ÿ , . . ., δ₄₆ von
der Schaltung 8 zu den Ausgangssignalen P₁₁, . . ., P ÿ , . . ., P₄₆
von der Schaltung 1 durchführen.
Stellt man die photoelektrischen Ausgangssignale von
der Meßschaltung allgemein in Matrixform dar, also in
der Form
und stellt man die Ausgangssignale von der Berechnungsschaltung
für den Korrekturwert dar durch
dann kann der Arbeitsgang, der durch die Korrekturbetriebsschaltung
7 für die Korrektur durchgeführt wird, dargestellt
werden als
Dabei bedeutet B′ ÿ -AV₀ das photoelektrische Ausgangssignal
nach der Korrektur.
Als Ergebnis hiervon werden die korrigierten photoelektrischen
Ausgangssignale P₁₁₁ = BV′₁₁-AV₀, . . ., P₁₄₆ = BV′₄₆-AV₀
von der Korrekturbetriebsschaltung
7 in die Behandlungsschaltung 2 für die Mehrfachmessung
eingeführt und dann von der Schaltung 2 der korrigierte
Belichtungswert P₁₀₀ = BV′ans-AV₀ berechnet.
Da der Belichtungswert bei dieser Ausführungsform durch
Berechnung auf der Basis der korrigierten photoelektrischen
Ausgangssignale gefunden wird, ist er genauer als
der Belichtungswert, der durch die Einrichtung nach
Fig. 3 erhalten werden kann. Der folgende
Ablauf ist bei der Einrichtung nach Fig. 4 der gleiche
wie bei der Einrichtung nach Fig. 3.
Der Einstellbereich 5 für die Informationen wird auf
die folgende Weise gebildet:
In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 342 einen Antriebsstift für die Blende, der mit einem Blendenstift 341 für das Aufnahmeobjekt 332 gekoppelt ist. Der Einstellbereich 5 für die Informationen nimmt die Informationen AV₀, AV-AV₀ und L aus der Bewegung des Antriebsstiftes 342 für die Blende oder von einem Signalstift 343 auf, der an der Objektivfassung vorgesehen ist. In ähnlicher Weise nimmt der Einstellbereich 5 für die Informationen die Information SV von dem Einstellknopf 337 für die Filmempfindlichkeit des ASA-Systems, der an dem Kameragehäuse angebracht wird, sowie die Information TV von dem Einstellelement 338 für die Belichtungszeit auf.
In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen 342 einen Antriebsstift für die Blende, der mit einem Blendenstift 341 für das Aufnahmeobjekt 332 gekoppelt ist. Der Einstellbereich 5 für die Informationen nimmt die Informationen AV₀, AV-AV₀ und L aus der Bewegung des Antriebsstiftes 342 für die Blende oder von einem Signalstift 343 auf, der an der Objektivfassung vorgesehen ist. In ähnlicher Weise nimmt der Einstellbereich 5 für die Informationen die Information SV von dem Einstellknopf 337 für die Filmempfindlichkeit des ASA-Systems, der an dem Kameragehäuse angebracht wird, sowie die Information TV von dem Einstellelement 338 für die Belichtungszeit auf.
Im folgenden soll im Detail erläutert werden, welche
Korrekturen erforderlich sind.
Als Beispiel soll zunächst der Fall betrachtet werden,
daß Bilder einer Oberfläche mit gleichmäßiger Helligkeit
unter Verwendung von zwei verschiedenen Objektiven
gemacht werden sollen, die unterschiedliche "Lichtstärken",
also unterschiedliche maximale Blendenöffnung,
jedoch die gleiche Brennweite haben. Fig. 5A zeigt die
Verteilung von photoelektrischen Ausgangssignalen, wenn
ein Objektiv mit maximaler Blendenöffnung von 1 : 1,4 bzw.
ein anderes Objektiv mit maximaler Blendenöffnung von
1 : 2,8 verwendet werden. Die Verteilungen sind so aufgetragen,
daß sich das photoelektrische Ausgangssignal
auf der Ordinate und die Lagen der jeweiligen Abschnitte
auf der Abszisse befinden, wobei der Nullpunkt "0" die
Mitte der Bildebene bedeutet. In bezug auf die Abszisse
gilt das gleiche auch für die Fig. 5B und 5C, auf deren
Ordinate die Helligkeit auf der Filmebene (Fig. 5B)
oder der Korrekturwert (Fig. 5C) aufgetragen sind.
Wie man in Fig. 5A erkennen kann, ist selbstverständlich
das photoelektrische Ausgangssignal, das bei der
mit vollkommen offener Blende durchgeführten Belichtungsmessung
unter Verwendung des Objektivs, das eine größere
relative Blendenöffnung hat, also 1 : 1,4, erzeugt wird,
größer als das photometrische Ausgangssignal, das bei
Verwendung eines Objektivs mit kleinerer maximaler
Blendenöffnung, also 1 : 2,8 erzeugt wird. Wegen der
Vignettierung macht sich jedoch der Abfall des photoelektrischen
Ausgangssignals an der Umfangsfläche der
Bildebene bei größerer Öffnung stärker bemerkbar als
kleinerer Öffnung.
Fig. 5B zeigt die Helligkeitsverteilung der Filmebene,
die dann erhalten wird, wenn eine Abbildung der gleichen
Objektivoberfläche durch ein Objektiv aufgenommen
wird, deren Blendenöffnung auf 1 : 8 abgeblendet ist.
Wie man in Fig. 5B erkennen kann, wird in diesem Fall
die Verteilungskurve für jede der beiden Linsen nahezu
flach. Dies bedeutet, daß bei einer Mehrfachmessung
eine bestimmte Behandlung erforderlich ist, um die
Verteilung des in Fig. 5A dargestellten photoelektrischen
Ausgangssignals auf die in Fig. 5B gezeigte
Verteilung umzuwandeln.
Dieses Problem wird auf folgende Weise gelöst:
Zunächst wird ein Bezugsobjektiv (beispielsweise ein Objektiv von 1 : 2,8) ausgewählt, wobei unter Verwendung des ausgewählten Objektivs die Differenz zwischen dem Ausgangssignal 5 A und dem Ausgangssignal 5 B herausgefunden wird. Im einzelnen kennt man vorher die Differenz des Ausgangspegels zwischen dem photoelektrischen Ausgangssignal zum Zeitpunkt der Belichtungsmessung bei vollständig geöffneter Blende und dem Ausgangssignal der Beleuchtung auf der Filmebene zum Zeitpunkt der tatsächlichen Aufnahme, bei dem die Blende auf eine bestimmte Blendenstufe für das ausgewählte Bezugsobjektiv abgeblendet ist. Diese bekannte Differenz bildet einen Bezugsbetrag. Als zweites muß man die Differenz des photoelektrischen Ausgangssignals zwischen den beiden verschiedenen Objektiven herausfinden, wie in Fig. 5A dargestellt ist, um die Differenz zu korrigieren, die durch den Unterschied der Werte für die vollständig geöffnete Blende der beiden Objektive verursacht ist. Unter Verwendung der bekannten Differenz erhält man Korrekturwerte. Fig. 5C zeigt die Verteilung des in gleicher Weise ermittelten Korrekturwertes. Wie man in Fig. 5C erkennen kann, wird für ein Objektiv mit größerer relativer Blendenöffnung, also "größerer Lichtstärke", das photoelektrische Ausgangssignal, das von einem von der Mitte der Bildebene entfernteren Abschnitt erhalten wird, mit einem größeren Korrekturwert beaufschlagt. Hier wird darauf hingewiesen, daß der Korrekturwert für die zentrale Fläche der Bildebene in Fig. 5C nicht 0 (Null) ist. Dies bedeutet, daß sogar auf der zentralen Fläche die Beziehung zwischen dem photoelektrischen Ausgangssignal und der Beleuchtung auf der Filmebene nicht der nominellen Stufenzahl für den Blendenwert entspricht.
Zunächst wird ein Bezugsobjektiv (beispielsweise ein Objektiv von 1 : 2,8) ausgewählt, wobei unter Verwendung des ausgewählten Objektivs die Differenz zwischen dem Ausgangssignal 5 A und dem Ausgangssignal 5 B herausgefunden wird. Im einzelnen kennt man vorher die Differenz des Ausgangspegels zwischen dem photoelektrischen Ausgangssignal zum Zeitpunkt der Belichtungsmessung bei vollständig geöffneter Blende und dem Ausgangssignal der Beleuchtung auf der Filmebene zum Zeitpunkt der tatsächlichen Aufnahme, bei dem die Blende auf eine bestimmte Blendenstufe für das ausgewählte Bezugsobjektiv abgeblendet ist. Diese bekannte Differenz bildet einen Bezugsbetrag. Als zweites muß man die Differenz des photoelektrischen Ausgangssignals zwischen den beiden verschiedenen Objektiven herausfinden, wie in Fig. 5A dargestellt ist, um die Differenz zu korrigieren, die durch den Unterschied der Werte für die vollständig geöffnete Blende der beiden Objektive verursacht ist. Unter Verwendung der bekannten Differenz erhält man Korrekturwerte. Fig. 5C zeigt die Verteilung des in gleicher Weise ermittelten Korrekturwertes. Wie man in Fig. 5C erkennen kann, wird für ein Objektiv mit größerer relativer Blendenöffnung, also "größerer Lichtstärke", das photoelektrische Ausgangssignal, das von einem von der Mitte der Bildebene entfernteren Abschnitt erhalten wird, mit einem größeren Korrekturwert beaufschlagt. Hier wird darauf hingewiesen, daß der Korrekturwert für die zentrale Fläche der Bildebene in Fig. 5C nicht 0 (Null) ist. Dies bedeutet, daß sogar auf der zentralen Fläche die Beziehung zwischen dem photoelektrischen Ausgangssignal und der Beleuchtung auf der Filmebene nicht der nominellen Stufenzahl für den Blendenwert entspricht.
Die Anwendung der obenerwähnten Korrekturwerte wird
in Abhängigkeit davon durchgeführt, ob die Information
über die vollständig geöffnete Blende P₁₀₅ = AV₀ groß
oder klein ist. Diese Information wird von dem Einstellbereich
5 in Fig. 4 geliefert. Wenn das Objektiv eine
größere relative Blendenöffnung, also eine größere
Lichtstärke hat, wird an das Ausgangssignal für die
Umfangsfläche ein größerer Korrekturwert angelegt.
Fig. 6 zeigt einen weiteren Fall, bei dem Aufnahmen
einer Oberfläche mit gleichmäßiger Helligkeit gemacht
werden sollen, wobei ein und dasselbe Objektiv verwendet
wird, dessen Blendenwert sich jedoch zwischen verschiedenen
Blendenstufen ändert. In ähnlicher Weise
wie für den obigen Fall zeigt Fig. 6A die Verteilung
des photoelektrischen Ausgangssignals, Fig. 6B die
Beleuchtungsverteilung auf der Filmebene und Fig. 6C
die Verteilung des Korrekturwertes, die in diesem
Fall erhalten wird.
Da das gleiche Objektiv verwendet wird, erscheint nur
ein und dieselbe Verteilung des photoelektrischen Ausgangssignals
für jede Belichtungsmessung mit vollständig
geöffneter Blende, wie in Fig. 6A dargestellt ist. Die
Wirkung der Vignettierung auf die Verteilung der Beleuchtung
auf der Filmebene ändert sich jedoch in
Abhängigkeit von dem Blendenwert, der dann für die
eigentliche Aufnahme eingesetzt wird, wie in Fig. 6B
zu erkennen ist. Insbesondere dann, wenn ein Blendenwert
verwendet wird, der sich auf dem oder nahe bei
dem Wert für die vollständig geöffnete Blende befindet,
ist der Abfall des Beleuchtungs-Ausgangssignals im
Vergleich mit den anderen Blendenwerten merklich stärker.
Üblicherweise werden die Aufnahmen mit Blendenwerten
gemacht, die über einen bestimmten Wert abgeblendet
sind. Deshalb ist es erforderlich, daß dieser bestimmte
Blendenwert als Bezugswert eingesetzt und die Korrekturen
in der Weise durchgeführt werden, daß die photoelektrischen
Ausgangssignale von den Umfangsabschnitten der
Bildebene in Minus (-)-Richtung korrigiert werden
können, wie in Fig. 6C dargestellt ist, wenn eine Aufnahme
mit einem Blendenwert gemacht wird, der in der
Nähe der maximalen Blendenöffnung des Objektivs liegt.
Die Anwendung der obigen Korrektur wurde in Abhängigkeit
davon durchgeführt, ob die Information über die Blendenstufenzahl
P₁₀₂ = AV-AV₀ groß oder klein ist. Diese
Information wird von dem Einstellbereich 5 in Fig. 4
geliefert.
Fig. 7 zeigt einen Fall, bei dem Aufnahmen einer Oberfläche
mit gleichmäßiger Helligkeit unter Verwendung
von zwei verschiedenen Objektivarten gemacht werden
sollen, die verschiedene optische Systeme haben. Dabei
haben diese beiden Objektive jedoch die gleiche
maximale Blendenöffnung. In diesem Fall werden die
Aufnahmen mit dem gleichen Blendenwert gemacht. Fig. 7A
zeigt wieder die Verteilung des photoelektrischen Ausgangssignals,
Fig. 7B die Beleuchtungsverteilung auf
der Filmebene und Fig. 7C die Verteilung des Korrekturwertes.
Wie man in Fig. 7A erkennen kann, tritt keine merkliche
Differenz im photoelektrischen Ausgangssignal
zwischen dem Objektiv mit größerer Brennweite und
dem Bezugsobjektiv auf. Wenn jedoch der Blendenwert
für die eigentliche Aufnahme abgeblendet wird, läßt
sich ein merklicher Abfall der Beleuchtung auf der
Filmebene an den Umfangsflächen für das Bezugsobjektiv
beobachten, der durch die Wirkung des cos⁴-Gesetzes
verursacht wird. Im Gegensatz hierzu gibt die Beleuchtungsverteilung
auf der Filmebene für Objektive mit
längerer Brennweite eine nahezu flache Kurve (sh.
Fig. 7C).
Wenn also ein Objektiv größerer Brennweite mit einem
Blendenwert eingesetzt wird, der von seiner maximalen
Blendenöffnung abweicht, so müssen die photoelektrischen
Ausgangssignale von den Umfangsabschnitten der
Bildebene in Plus (+)-Richtung um eine Betrag korrigiert
werden, der der Differenz zwischen dem Ausgangssignal
nach Fig. 7A und dem Ausgangssignal nach Fig. 7B
entspricht, wie in Fig. 7C dargestellt ist.
Die Anwendung dieser Korrektur wird in Abhängigkeit
von dem Informationssignal für die Objektivkennlinie
P₁₀₆ = L durchgeführt, das von dem Einstellbereich 5
geliefert wird. Dieses Signal L = P₁₀₆ kann beispielsweise
die Brennweite des Objektivs sein. Dieses Signal wird in
die Berechnungsschaltung 8 für den Korrekturwert eingeführt,
um die Korrekturwerte zu ermitteln, die nicht
durch
AV₀ (= P₁₀₅) oder AV-AV₀ (= P₁₀₂)
dargestellt werden können.
In bezug auf die Belichtungsmessung muß das Signal L
(= P₁₀₆) nur den Korrekturwert des Objektivs für die
Belichtungsmessung übermitteln. Berücksichtigt man
jedoch die verschiedenen, automatisch ablaufenden
Bewegungsabläufe bei einer Kamera, so wird eine große
Zahl von Signalen berücksichtigt. Die Anmelderin hat
diesem Punkt besondere Aufmerksamkeit gewidmet
und herausgefunden, daß verschiedene Korrekturziele
unter Verwendung von Signalen erreicht werden können,
die Daten über die Brennweite des verwendeten Objektivs
darstellen. Der Einsatz von L (= P₁₀₆) als Brennweitensignal
hat den Vorteil, daß es auch für andere Zwecke
als die Belichtungsmessung eingesetzt werden kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Bildebene
durch die Lichtempfangselemente P₁₁-P₄₄ in 4 × 6 = 24
Abschnitte bzw. Segmente unterteilt. Das heißt also, daß
die Zahl der Korrekturwerte, die durch Berechnung ermittelt
werden müssen, insgesamt 24 erreicht, d. h.,
δ₁₁∼δ₄₆. Im allgemeinen haben jedoch Objektive eine
solche Fokussierkennlinie, daß alle Punkte einer Linse
bzw. eines Objektivs, die auf einem konzentrischen
Kreis liegen, dessen Mitte die optische Achse des
Objektivs ist, die gleiche Eigenschaft haben. Deshalb
kann für die Abschnitte, die den gleichen Abstand von
der Mitte haben, der gleiche Korrekturwert eingesetzt
werden. Aus diesem Grund ist es möglich, die Korrekturwerte
als Funktion des Abstandes von der Mitte der Bildebene
zu dem Lichtempfangselement zu berechnen, wenn
das Belichtungsmeßsystem innerhalb praktikabler Grenzen
die gleiche Belichtungsmessungs-Kennlinie für jede
Unterteilungsfläche hat, die auf einem konzentrischen
Kreis liegt, dessen Mitte die optische Achse des Aufnahmeobjektivs
ist. Wie man nämlich aus der folgenden
Matrix-Gleichung entnehmen kann, und wie in Fig. 8 dargestellt
wird, können fünf Korrekturwerte δ₀, . . ., δ₄
als repräsentativ für alle Korrekturwerte verwendet
werden:
Darüber hinaus gelten für die fünf Korrekturwerte
die folgenden Beziehungen, wie man aus den Fig. 5C,
6C und 7C erkennen kann:
Wenn das Belichtungsmeß-System eine Kennlinie hat,
die relativ zur Bildebene nur rechts- und linkssymmetrisch
ist, sollten die repräsentativen Korrekturwerte
als Funktion des Abstandes von der Mittellinie
bzw. Halbierenden bzw. Symmetrielinie der Bildebene
zu den jeweiligen Lichtempfangselementen berechnet
werden, um solche Korrekturwerte zu erhalten, die
in bezug auf die rechte und linke Seite symmetrisch
und in bezug auf die obere und untere Seite unsymmetrisch
sind.
Nutzt man das obenerwähnte Merkmal bezüglich der
Korrekturwerte aus, so kann die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform
vereinfacht werden. Fig. 9 zeigt eine
solche vereinfachte Ausführungsform.
In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 108 eine Berechnungsschaltung
für die Korrekturwerte. Die Schaltung
108 empfängt von dem Einstellbereich 5 Informationen
über den Durchmesser der offenen Blende
AV₀ (= P₁₀₅), die Stufenzahl der Blende AV-AV₀ (= P₁₀₂)
und das Blendensignal L (= P₁₀₆) und berechnet aus
den empfangenen Informationen die Korrekturwerte
δ₀, δ₁, . . ., δ₄.
In der Korrekturbetriebsschaltung 7 wird die Addition
so durchgeführt, daß δ₀ zu P₂₃, P₂₄, P₃₃, P₃₄; δ₁ zu
P₁₃, P₁₄, P₂₂, P₂₅, P₃₂, P₃₅, P₄₃, P₄₄; δ₂ zu P₁₂, P₁₅,
P₄₂, P₄₅; δ₃ zu P₂₁, P₂₆, P₃₁, P₃₆ und δ₄ zu P₁₁, P₁₆,
P₄₁ und P₄₆ addiert werden.
Fig. 10 zeigt eine konkrete Ausführungsform der Schaltungsanordnung,
die bei der in Fig. 9 dargestellten
Ausführungsform verwendet wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 wird die Belichtungsmesserschaltung
1 durch mehrere Meßblöcke gebildet, die
jeweils einen Operationsverstärker OP ÿ , eine Photodiode
PD ÿ und eine Diode LD ÿ enthalten, die eine logarithmische
Kompression durchführen. Die Zahl der Meßblöcke in
der Belichtungsmesserschaltung 1 entspricht der Zahl
der Unterteilungsabschnitte in der auszumessenden Bildebene.
Eine Bezugsvorspannung E₀ wird an den richtigphasigen
bzw. Gleichtakt-Eingang des Verstärkers OP ÿ
angelegt. Der in der Photodiode PD ÿ erzeugte Meßstrom
wird durch die Diode LD ÿ logarithmisch komprimiert. Das
logarithmisch komprimierte Ausgangssignal hat die folgende
Formel:
Die Berechnungsschaltung 108 für den Korrekturwert
empfängt von dem Einstellbereich 5 die Informationen
P₁₀₅ = AV₀, P₁₀₂ = AV-AV₀ und das Objektivsignal
P₁₀₆ = L.
Die Information Av₀ wird an den richtigphasigen bzw.
Gleichtakt-Eingang eines Komparators C₁, die Information
AV-AV₀ an den Eingang eines Komparators C₂ und das
Signal L an den Eingang eines Komparators C₃ angelegt.
Der Strom I₀ fließt von einer Konstantstromquelle zu
Widerständen R₁₅ und R₁₆. Eine Spannung I₀ (R₁₅+R₁₆)
wird an die invertierenden Eingänge der Komparatoren
C₁ und C₃ und eine Spannung I · R₁₆ wird an den invertierenden
Eingang des Komparators C₂ angelegt.
Der Komparator C₁ hat das logische Ausgangssignal "1",
wenn gilt:
AV₀ ≧ AV₀th (I₀ (R₁₅+R₁₆)) (9)
Der Komparator C₂ hat das logische Ausgangssignal "1",
wenn gilt:
(AV-AV₀) ≧ (AV-AV₀)th (= I₀R₁₆) (10)
Das Ausgangssignal wird durch eine invertierende Schaltung
NOT invertiert.
Der Komparator C₃ hat an seinem Ausgang das logische
Signal "1", wenn gilt:
L ≧ Lth (= I₀ (R₁₅+R₁₆)) (11)
Das Ausgangssignal der NAND-Schaltung wird nur dann
"0", wenn die beiden Ausgangssignale an dem Komparator
C₂ und dem Komparator C₃ logisch "1" sind.
Mit anderen Worten ist das Ausgangssignal des Komparators
C₁ logisch "0", wenn das Objektiv bei vollständig
geöffneter Blende einen Blendenwert hat, der niedriger
als ein bestimmter, vorgegebener Wert (AV₀)th ist; das
Ausgangssignal der Schaltung NOT wird dann logisch "1",
wenn die Blendenstufenzahl kleiner als ein bestimmter,
vorgegebener Wert (AV-AV₀)th ist, d. h. dann, wenn die
Blendenstufenzahl ein Wert in der Nähe der maximalen
Blendenöffnung ist, für die eine Korrektur benötigt ist.
Nimmt man an, daß das Signal L ein Signal über die Brennweite
ist, so wird das Ausgangssignal der Schaltung NAND
logisch "0", wenn das Objektiv eine Brennweite hat, die
länger als ein bestimmter, vorgegebener Wert ist und der
Blendenwert nicht in der Nähe der maximalen Blendenöffnung
liegt, nämlich dann, wenn eine Korrektur wegen der
Verwendung eines Objektivs erforderlich ist, das sich
von dem Bezugsobjektiv unterscheidet.
Eine Bezugsspannung E₀ wird zwischen die Basis und den
Emitter eines Transistors TR₃ und zwischen die Basis
und den Widerstand R₁₄ angelegt. Der Kollektorstrom des
Transistors TR₃ ist konstant, so daß die Spannung an
beiden Anschlüssen des Widerstandes R₁₃ konstant ist. Diese
konstante Spannung wird als E₁ bezeichnet.
Aus der obigen Erläuterung ergibt sich, daß an die nicht
invertierenden Eingänge der Operationsverstärker OP₁ und
OP₂ eine Spannung angelegt wird, die von dem ursprünglichen
Spannungswert Vcc um E₁ abgefallen ist. Die Ausgänge
der Operationsverstärker OP₁ und OP₂ sind jeweils
mit Basen von Transistoren TR₁ und TR₂ verbunden, während
ihre invertierenden Eingänge jeweils an die Emitter der
Transistoren TR₁ und TR₂ angeschlossen sind. Zwischen
den Emitter des Transistors TR₁ und Vcc sind ein Widerstand
R₇ und eine Schaltungsanordnung geschaltet, die
einen Widerstand R₈ und einen Feldeffekt-Transistor FET₁
aufweist. Die Widerstände R₇ und die Schaltungsanordnung
R₈, FET₁ liegen parallel zueinander, während der
Widerstand R₈ und der Feldeffekt-Transistor FET₁ in
Reihe geschaltet sind. Der Widerstand R₁ ist zwischen
den Kollektor des Transistors TR₁ und Masse GND geschaltet.
In ähnlicher Weise ist zwischen den Emitter des
Transistors TR₂ und die Spannung Vcc eine Schaltungsanordnung
aus einem Widerstand R₁₀ und einem Feldeffekt-
Transistor FET₂, eine Schaltungsanordnung aus einem Widerstand
R₁₁ und einem Feldeffekt-Transistor FET₃ und
eine Schaltungsanordnung aus einem Widerstand R₁₂ und
einem Feldeffekt-Transistor FET₄ geschaltet; ein Widerstand
R₉ liegt jeweils parallel zu diesen Schaltungsanordnungen.
In jeder Schaltungsanordnung sind der Widerstand
und der Feldeffekt-Transistor in Reihe geschaltet.
Zwischen dem Kollektor des Transistors TR₂ und Masse
GND liegt ein Widerstand R₂.
Aufgrund der Eigenschaften von Operationsverstärkern
wird die Spannung zwischen dem Emitter des Transistors
TR₁ und Vcc sowie zwischen dem Emitter des Transistors
TR₂ und Vcc immer auf E₁ gehalten. Wenn keine Korrektur
durchgeführt wird, ist das Ausgangssignal des Komparators
C₁ logisch "1", und der zugehörige Feldeffekt-Transistor
FET ist eingeschaltet. Deshalb wird der Emitterstrom
des Transistors TR₁ (E₁/R₇+E₁/R₈). Solange hfe
hoch ist, ist der Emitterstrom gleich dem Kollektorstrom,
so daß die Spannung bei den Anschlüssen des Widerstandes
R₁ den folgenden Wert hat:
Diese Spannung ist die Vorspannung, die an das photoelektrische
Ausgangssignal von der zentralen Fläche angelegt
wird.
Andererseits wird das Ausgangssignal des Komparators C₁
für ein Objektiv mit größerer relativer Öffnung logisch
"0", und der zugehörige Feldeffekt-Transistor FET wird
abgeschaltet. Deshalb wird der Kollektorstrom des Transistors
TR₁ nur E₁/R₇. Es gilt nämlich:
Der zweite Term ist der Korrekturterm für die zentrale
Fläche bei größerer relativer Öffnung.
Wenn keine Korrektur für die Umfangsfläche durchgeführt
wird, ist das Ausgangssignal des Komparators logisch "1",
das Ausgangssignal der Schaltung NOT logisch "0", das
Ausgangssignal der Schaltung NAND logisch "1". Die Feldeffekt-
Transistoren FET₂ und FET₄ werden eingeschaltet,
während der Feldeffekt-Transistor FET₃ abgeschaltet wird.
Deshalb ist der Kollektorstrom des Transistors
TR₂ (1/R₉+1/R₁₀+1/R₁₂) E₁,
TR₂ (1/R₉+1/R₁₀+1/R₁₂) E₁,
während die Spannung bei den Anschlüssen
des Widerstandes R₂ den folgenden Wert hat:
Diese Spannung ist die Vorspannung für die Umfangsfläche
ohne Korrektur. Wenn eine Korrektur für ein Objektiv mit
größerer relativer Blendenöffnung benötigt wird, wird
das Ausgangssignal des Komparators C₁ logisch "0", und
der zugehörige Feldeffekt-Transistor FET wird abgeschaltet.
Deshalb gilt:
Der zweite Term ist der Korrekturterm für die Umfangsfläche
bei großer relativer Öffnung.
Wenn eine Korrektur für die maximale Blendenöffnung
erforderlich ist, wird das Ausgangssignal der Schaltung
NOT logisch "1", und der zugehörige Feldeffekt-
Transistor FET₃ wird eingeschaltet. Deshalb gilt nun:
Der zweite Term ist der Korrekturterm für die maximale
Blendenöffnung, der nur bei der Umfangsfläche der Bildebene
eingesetzt wird.
Wenn eine Korrektur für Unterschiede im optischen System
der Objektive benötigt wird, wird das Ausgangssignal
der Schaltung NAND logisch "0", und der Feldeffekt-
Transistor FET₄ wird abgeschaltet. Deshalb gilt:
Der zweite Term ist der Korrekturterm für die Differenz
im optischen System des Objektivs, der ebenfalls nur
bei der Umfangsfläche der Bildebene eingesetzt wird.
Der Operationsverstärker OP₃ und OP₄ bilden Spannungsfolgerschaltungen,
wobei die Eingangssignale V(R₁) und
V(R₂) zu den Operationsverstärkern OP₃ und OP₄ Ausgangssignale
von den Operationsverstärkern OP₃ und OP₄ werden,
wie man erkennen kann.
Zwischen die Ausgänge der Operationsverstärker OP₃ und
OP₄ sind Widerstände R₃, R₄, R₅ und R₆ in Reihe geschaltet. Bezeichnet man ihre Anschlußspannungen jeweils
mit V( δ₀), V( δ₁), . . ., V( δ₄), dann gilt:
V( δ₀) = V(R₁) (18)
V( δ₄) = V(R₂) (22)
Diese Anschlußspannung V( δ₀) . . . V( δ₄) sind Ausgangssignale
von der Berechnungsschaltung für die Korrekturwerte,
die den Werten δ₀ . . . δ₄ in dem Blockdiagramm
nach Fig. 9 entsprechen.
Fig. 11 zeigt eine Kurvendarstellung, in der der Korrekturwert
δ auf der Ordinate und der Abstand von der Mitte
der Bildebene auf der Abszisse aufgetragen sind. Aus
dieser Kurve läßt sich erkennen, daß der Korrekturwert
δ sich ändert und keine gerade Linie, sondern eine Kurve
durchläuft. Die Kurve variiert in Abhängigkeit von der
durchgeführten Korrektur, wie durch die gestrichelten
Linien angedeutet ist. Die folgenden Beziehungen gelten
jedoch für nahezu alle Fälle:
w₁-δ₀ : δ₂-δ₀ : δ₃-δ₀ : δ₄-δ₀ = K₁ : K₂ : K₃ : 1 (23)
wobei K₁, K₂ und K₃ Konstanten sind.
Diese Konstanten können wie folgt bestimmt werden:
R₃/(R₃+R₄+R₅+R₆) = K₁ (24)
(R₃+R₄)/(R₃+R₄+R₅+R₆) = K₂ (25)
(R₃+R₄+R₅)/(R₃+R₄+R₅+R₆) = K₃ (26)
Dann gilt:
V( δ₀ = V(R₁) (18)
V( δ i ) = V(R₁)+K i {V(R₂)+V(R₁)} (i = 1, 2, 3) (27)
V( δ₄) = V(R₂) (22)
Auf diese Weise können die obigen Korrekturen durchgeführt
werden.
Im folgenden wird wieder auf Fig. 10 Bezug genommen;
die Korrekturbetriebsschaltung 7 wird durch mehrere
Blöcke 723, . . ., 734, . . ., 746 gebildet, die jeweils einen
Operationsverstärker (OP 1ÿ ), einen Transistor (TR 1ÿ )
und zwei Widerstände (R 1ÿ und (R 2ÿ ) enthalten. Als Beispiel
soll im folgenden der Betriebsablauf in bezug
auf das photoelektrische Ausgangssignal P₂₃ im Detail
beschrieben werden.
Wenn der Ausgangssignal V( δ₀) von der Berechnungsschaltung
108 für den Korrekturwert an den nicht-invertierenden
Eingang des Operationsverstärkers OP₁₂₃ angelegt
wird, wird die Emitterspannung des Transistors TR₁₂₃
V( δO). Da das Ausgangssignal V(P₂₃) von dem Operationsverstärker
OP₂₃ in der Belichtungsmesserschaltung 1
an den anderen Anschluß des Widerstandes R₁₂₃ angelegt
wird, fließt durch den Widerstand R₁₂₃ ein Strom
{V( w₀)-V(P₂₃)}/R₁₂₃.
So lange die hfe des Transistors
TR₁₂₃ ausreichend hoch ist, wird der Emitterstrom Kollektorstrom.
Deshalb ist der durch den Widerstand R₂₂₃
fließende Strom gleich dem durch den Widerstand R₂₂₃
fließenden Strom. Aus R₁₂₃ = R₂₂₃ ergibt sich, daß die
Spannung V₂₃ an den beiden Anschlüssen des Widerstandes
R₂₂₃ den folgenden Wert hat:
V₂₃ = V( δ₀)-V(P₂₃) (28)
In ähnlicher Weise gilt:
V₂₄ = V( δ₀)-V(P₂₄) (29)
V₃₃ = V( δ₀)-V(P₃₃) (30)
V₃₄ = V( δ₀)-V(P₃₄) (31)
V₁₃ = V( δ₁)-V(P₁₃) (32)
·
·
·
V₄₆ = V( w₄)-V(P₄₆) (33)
·
·
·
V₄₆ = V( w₄)-V(P₄₆) (33)
Das Vorzeichen in der obigen Gleichung ist umgekehrt zu
dem Vorzeichen in der Gleichung (5). Dies ist nur auf die
Schaltungsstruktur zurückzuführen.
Im folgenden soll im Detail beschrieben werden, wie die
notwendigen Korrekturen eingeführt werden.
Zunächst soll der Fall erörtert werden, daß keine Korrektur
erforderlich ist. In diesem Fall gelten die Gleichungen
(12) und (14), so daß wird:
V( δ₀) = V(R₁)normal (34)
V( δ₄) = V(R₂)normal (35)
V(R₁)Normal und V(R₂)Normal sind nicht immer gleich.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß ein wesentlicher
Teil der anfänglichen Verschiebung des photoelektrischen
Ausgangssignals in V(R₁)Normal und V(R₂)Normal eingebaut
werden kann. Es wird auch möglich, einen Dunkelstromterm
und/oder einen Temperaturkompensationsterm hinzuzufügen.
Zu diesem Zeitpunkt werden Ausgangssignale für
die anderen Teile aus den obigen Gleichungen (28) bis (33)
wie folgt erhalten:
V( w i ) = V(R₁)normal+K i {V(R₁)normal-V(R₂)normal} (i = 1, 2, 3) (36)
Da sie sich jeweils nur langsam ändern, kommt es nicht zu
Problemen.
Diese Ausgangssignale werden zusammen mit den Belichtungsmesserausgangssignalen
V(P ÿ ) der Korrekturbetriebsschaltung
7 zugeführt, die dann die folgenden Ausgangssignale
liefert:
Wenn eine Korrektur für ein Objektiv mit großer relativer
Öffnung benötigt wird, stellt die Berechnungsschaltung
108 für den Korrekturwert dies durch den Komparator C₁
fest und liefert Ausgangssignale entsprechend den Gleichungen
(13) und (15). Dadurch werden also die folgenden
Ausgangssignale erhalten:
V( δ₀) = V(R₁)normal-Vfo comp 1 (40)
V( δ i ) = V(R₁)normal+K i {V(R₂)normal-V(R₁)normal}
-Vfo, comp 1-K i (Vfo comp 2-Vfo comp 1) (i = 1, 2, 3) (41)
-Vfo, comp 1-K i (Vfo comp 2-Vfo comp 1) (i = 1, 2, 3) (41)
V( δ₄) = V(R₂)normal-Vfo comp 2 (42)
Die Ausgangssignale von der Korrekturbetriebsschaltung
7 sind:
Vergleicht man die Ausgangssignale vor der Korrektur
mit den Ausgangssignalen nach der Korrektur, wobei die
jeweiligen Vorspannungsterme fortgelassen werden, so
läßt sich die folgende Korrespondenz erkennen:
V(P₂₃) ↔ V(P₂₃)+Vfo comp 1 (46)
V(P₁₃) ↔ V(P₁₃)+(1-K₁)Vfo comp 1+K₁Vfo comp 2 (47)
V(P₄₆) ↔ V(P₄₆)+Vfo comp 2 (48)
Der zweite und die folgenden Terme auf der rechten Seite
der obigen Gleichungen bilden die Korrekturterme für die
entsprechenden Abschnitte. Vfo comp 1 ist ein Korrekturterm,
der auch bereits in dem obenerwähnten, herkömmlichen
Belichtungsmessersystem mit einem einzigen photoelektrischen
Ausgangssignal verwendet worden ist, wobei
die zentrale Fläche der Bildebene primär gemessen wird.
Dieser Korrekturterm dient dazu, den Abfall des photoelektrischen
Ausgangssignals an der zentralen Fläche
bei einem Objektiv mit großer relativer Öffnung zu
kompensieren. Der Wert dieses Korrekturterms ist relativ
klein. Im Gegensatz hierzu ist Vfo comp 2 ein Korrekturterm,
der dazu dient, das Ausgangssignal von der Fläche
zu kompensieren, die am weitesten von der Mitte der Bildebene
entfernt ist; dieser Korrekturterm hat also einen
relativ großen Wert (siehe Fig. 5C). Zu den mittleren,
zwischen diesen beiden extrem nahe liegenden Flächen
wird ein mittlerer Zwischen-Korrekturwert eingesetzt,
der zum Umfang der Bildebene hin allmählich zunimmt.
Die Informationen über die photoelektrischen Ausgangssignale,
die auf diese Weise korrigiert werden, werden
der Mehrfachmessung-Behandlungsschaltung 2 zugeführt.
Wenn eine Korrektur für die vollständig geöffnete,
maximale Blende erforderlich ist, stellen der Komparator
2 und die Schaltung NOT den Zustand der Blendenöffnung
fest, wobei die Berechnungsschaltung 108 für
den Korrekturwert entsprechend den Gleichungen (12)
und (16) die folgenden Werte liefert:
V( δ₀) = V(R₁)normal (34)
V( δ i ) = V(R₁)normal+K i {V(R₂)normal-V(R₁)normal}K i Vf-fo-, comp (i = 1, 2, 3) (49)
V( δ₄) = V(R₂)normal+Vf-fo comp (50)
Deshalb werden die Ausgangssignale von der Korrekturbetriebsschaltung
7:
V₂₃ = V(R₁)normal-V(P₂₃) (37)
V₁₃ = V(R₁)normal-K i {V(R₂)normal-V(R)normal}-V(P₁₃)+K₁Vf-fo, comp (i = 1, 2, 3) (51)
V₄₆ = V(R₂)normal-V(P₄₆)+Vf-fo, comp (52)
V₄₆ = V(R₂)normal-V(P₄₆)+Vf-fo, comp (52)
Läßt man die Vorspannungsterme weg und vergleicht die
Ausgangssignale vor der Korrektur mit denen nach der
Korrektur, so läßt sich die folgende Korrespondenz erkennen:
V(P₂₃) ↔ V(P₂₃) (53)
V(P₁₃) ↔ V(P₁₃)-K₁Vf-fo, comp (54)
V(P₄₆) ↔ V(P₄₆)-Vf-fo, comp (55)
Das photoelektrische Ausgangssignal für den zentralen
Teil wird nicht korrigiert. In den anderen Teilen wird
ein negativer Korrekturwert hinzugeführt, der allmählich
zum Randbereich der Bildebene hin zunimmt. Dies bedeutet
also, daß die in Fig. 6C dargestellte Korrektur
durchgeführt wird.
Zuletzt soll der Fall beschrieben werden, daß eine
Korrektur wegen eines Unterschiedes in der Art des
optischen Systems des verwendeten Objektivs erforderlich
ist.
Wenn ein Objektiv eingesetzt wird, für das eine Korrektur
durchgeführt werden muß, stellt der Komparator C₃
die Art des Objektivs fest, während ein anderer Komparator
feststellt, daß der Blendenwert nicht gleich der
maximalen Blendenöffnung ist oder in der Nähe der
maximalen Blendenöffnung liegt. Wenn beide Komparatoren
diese Bedingungen festgestellt haben, die eine Korrektur
erforderlich machen, gibt die Stellung NAND ein Ausgangssignal
ab, das die Notwendigkeit der Korrektur
anzeigt. Zu diesem Zeitpunkt liefert die Berechnungsschaltung
108 für die Korrekturwerte entsprechend den
Gleichungen (12) und (17) die folgenden Ausgangssignale:
V( δ₀) = V(R₁)normal (34)
V( δ i ) = V(R₁)normal+K i {V(R₂)normal-V(R₁)normal-K i V L , comp (i = 1, 2, 3) (56)
V( δ₄) = V(R₂)normal-V L , comp (57)
Dadurch werden die Ausgangssignale von der Korrekturbetriebsschaltung:
V₂₃ = V(R₁)-V(P₂₃) (37)
V₁₃ = V(R₁)normal+K₁{V(R₂)normal-V(R₁)normal}-V(P₁₃)-K i V L , comp (i = 1, 2, 3) (58)
V₄₆ = V(R₂)normal-V(P₄₆-V L , comp (59)
Läßt man die Vorspannungsterme weg und vergleicht die
Ausgangssignale vor der Korrektur mit denen nach der
Korrektur, so läßt sich die folgende Korrespondenz erkennen:
V(P₂₃) ↔ V(P₂₃) (53)
V(P₁₃) ↔ V(P₁₃)+K₁V L , comp (60)
V(P₄₆) ↔ V(P₄₆)+V L , comp (61)
Aus den obigen Erläuterungen kann man ableiten, daß
das photoelektrische Ausgangssignal der zentralen
Fläche unkorrigiert bleibt, während zu dem photoelektrischen
Ausgangssignal der Umfangsfläche ein
positiver Korrekturwert hinzugefügt wird, der allmählich
zum Randbereich der Bildebene hin ansteigt. Dies
bedeutet, daß die in Fig. 7C dargestellte Korrektur
durchgeführt wird.
Bisher wurden die verschiedenen Korrekturen unabhängig
voneinander erläutert. Wenn eine Aufnahme unter Verwendung
eines Objektivs mit großer relativer Öffnung und
bei maximaler Blendenöffnung, also größtem Blendenwert,
gemacht werden soll, so läßt sich die Korrespondenz
zwischen den Ausgangssignalen vor der Korrektur und
denen nach der Korrektur wie folgt darstellen:
V(P₂₃) ↔ V(P₂₃)+Vfo, comp 1 (46)
V(P₁₃) ↔ V(P₁₃)+(1-K₁)Vfo, comp 1+K₁Vfo comp 2-K₁Vf-fo, comp (62)
V(P₄₆) ↔ V(P₄₆)+Vfo, comp 2-Vf-fo, comp (63)
Aus der obigen Erläuterung ergibt sich für diesen Fall,
daß die jeweiligen Korrekturterme in der Richtung wirken,
daß einer den anderen negiert bzw. aufhebt. Dies bedeutet,
daß die Verwendung eines solchen Objektivs stark durch
Vignettierung beeinflußt ist; dabei ist der Blendenwert
in der Nähe der maximalen Blendenöffnung im wesentlichen
äquivalent zu der Verwendung eines normalen Objektivs
mit normalem Blendenwert.
Während bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen
die verschiedenen Informationen, die in die Berechnungsschaltung
108 für den Korrekturwert von dem Einstellbereich
5 eingegeben werden müssen, in zwei Gruppen unterteilt
worden sind, die einen einzigen Bezugspegel benutzen,
können selbstverständlich auch zwei oder mehr
Bezugspegel eingesetzt werden, um die Genauigkeit der
Korrektur weiter zu verbessern.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde die
vorliegende Erfindung bei einer Kamera eingesetzt, bei
der die Belichtungssteuerung mit Blendenpriorität erfolgte,
also bei sogenannten "Zeitautomaten". Wie im folgenden
erläutert werden soll, läßt sich die Erfindung
auch bei einer Kamera mit Zeitpriorität, also bei
einem sogenannten Blendenautomaten, als auch bei einer
Kamera mit Programmsteuerung einsetzen, bei der die
Belichtungszeit und/oder der Blendenwert in Abhängigkeit
von einem fest vorgegebenen Programm eingestellt
werden.
Bei diesen Kameratypen (Zeitpriorität und Programmsteuerung)
wird die Belichtungsmessung üblicherweise
in der Weise durchgeführt, daß die Blende für das Aufnahmeobjektiv
vorher auf den minimalen Blendenwert eingestellt
wird. Der eingestellte Blendenwert wird dann
als Information von dem Objektiv zu dem Kameragehäuse
übertragen. Irgendwelche Informationen über den Blendenwert,
der zum Zeitpunkt der Aufnahme tatsächlich
eingestellt wird, werden nicht übertragen. Selbstverständlich
besteht die Möglichkeit, daß der Blendenwert,
der zum Zeitpunkt der Aufnahme tatsächlich eingestellt
wird, ein Wert sein kann, der in der Nähe der maximalen
Blendenöffnung liegt. Um die Korrektur für die maximale
Blendenöffnung oder eine Blendenöffnung in der Nähe der
maximalen Blendenöffnung entsprechend der vorliegenden
Erfindung unter Berücksichtigung dieser Möglichkeit
zu erhalten, müssen also Informationen über den tatsächlich
eingestellten Blendenwert bei diesem Kameratyp
von dem Objektiv zu dem Kameragehäuse übertragen
werden.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der
die vorliegende Erfindung bei einer Kamera eingesetzt
wird, die mit zwei automatischen Belichtungssteuerungen
versehen ist, nämlich mit Blendenpriorität und mit
Zeitpriorität. Die von einer Belichtungsbetriebsschaltung
abgegebene Information über den tatsächlich eingestellten
Blendenwert wird der oben beschriebenen Berechnungsschaltung
für den Korrekturwert zugeführt.
Gmäß Fig. 12 erzeugt der Einstellbereich für die Informationen,
der durch das Bezugszeichen 205 angedeutet ist,
die Informationen über den vorher eingestellten Blendenwert
P₂₀₂ = (AV-AV₀) M ,
Informationen über die eingestellte
Belichtungszeit P₂₀₃ = TV M und Informationen
über die ausgewählte Betriebsart P₂₀₄ zusätzlich zu den
Informationen über die Empfindlichkeit des eingelegten
Films im ASA-System P₁₀₁ = SV, Informationen über die
maximale Blendenöffnung P₁₀₅ = AV₀ und das Objektivsignal
P₁₀₆ = L. Die Informationen über den vorher eingestellten
Blendenwert, die bei einer Aufnahme mit
Blendenpriorität verwendet werden, sind durch
P₂₀₂ = (AV-AV₀) M
gegeben, während die Informationen über
die eingestellte Belichtungszeit, die bei einer Aufnahme
mit Zeitpriorität verwendet werden, durch P₂₀₃ = TV M
gegeben werden. Von den sechs obenerwähnten Informationen
werden
P₁₀₁ = SV, P₁₀₅ = AV₀, P₂₀₂ = (AV-AV₀) M , P₂₀₃ = TV M und P₂₀₄
in die APEX-Funktionsschaltung 203
gegeben, die auch das Betriebsausgangssignal
P′′₁₀₀ = BV′′ans-AV₀
von der Steuerschaltung 2
empfängt, die in Struktur und Funktion der Schaltung
nach Fig. 9 entspricht. Die APEX-Funktionsschaltung 203
führt die folgenden APEX-Berechnungen, basierend auf
den empfangenen Daten (der Zusatz "M" bedeutet eingestellten
Wert) durch:
Wenn beispielsweise durch die Betriebsartinformation P₂₀₄ die Blendenpriorität ausgewählt wird, gibt die Betriebsschaltung zu der Blendensteuerschaltung 204 a das folgende Blendensteuersignal:
Wenn beispielsweise durch die Betriebsartinformation P₂₀₄ die Blendenpriorität ausgewählt wird, gibt die Betriebsschaltung zu der Blendensteuerschaltung 204 a das folgende Blendensteuersignal:
P₂₀₄ = P₂₀₃ = (AV-AV₀) M (64)
und zu der Verschlußsteuerschaltung 204 b das folgende
Belichtungszeit-Steuersignal:
P₂₀₇ = P′′₁₀₀+P₁₀₁-P₂₀₂
= (BV′′ans-AV₀)+SV-(AV-AV₀) M = TV (65)
Der Anzeigeschaltung 206 wird das folgende Anzeigesignal
zugeführt, um die Belichtungszeit anzuzeigen:
P₂₀₉ = P₂₀₇ = TV (66)
Wenn durch die Betriebsartinformation P₂₀₄ Zeitpriorität
ausgewählt wird, wird der Blendensteuerschaltung 204 a
das folgende Blendensteuersignal zugeführt:
P₂₀₈ = P′′₁₀₀+P₁₀₁-P₂₀₃
= (BV′′ans-AV₀)+SV-TV M = AV-AV₀ (67)
während das folgende Verschlußsteuersignal auf die Verschlußsteuerschaltung
204 b gegeben wird:
P₂₀₇ = P₂₀₃ = TV M (68)
Gleichzeitig wird das folgende Anzeigesignal der Anzeigeschaltung
206 zugeführt, um den eingestellten bzw.
geregelten Blendenwert anzuzeigen:
P₂₀₉ = P₁₀₅+P₂₀₈ = AV₀+(AV-AV₀) = AV (69)
Die Berechnungsschaltung 108 für den Korrekturwert empfängt
die Information P₁₀₅ = AV₀ über die offene Blende und
das Objektivsignal P₁₀₆ = L von dem Einstellbereich 205
und bei Auswahl der Zeitpriorität das Blendensteuersignal
P₂₀₈ = AV-AV₀ von der APEX-Betriebsschaltung
und arbeitet im übrigen auf die gleiche Weise wie die
in Fig. 9 gezeigte Ausführungsform.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform die APEX-Funktionsschaltung
203 das gleiche Blendensteuersignal (AV-AV₀)
zu der Blendensteuerschaltung 204 a und der Berechnungsschaltung
8 für den Korrekturwert zugeführt hat, um
sie zu steuern, müssen das der Schaltungsanordnung 204 a
zugeführte Signal und das Signal für die Schaltungsanordnung
8 nicht immer gleich sein. Die Berechnungsschaltung
108 für die Korrekturwerte benötigt Informationen,
die Aussagen darüber enthalten, ob sich der Blendenwert
in der Nähe der maximalen Blendenöffnung befindet
oder nicht. Im Gegensatz hierzu benötigt die Blendensteuerschaltung
204 a in einigen Fällen andere Informationen,
um die Blende entsprechend dem Typ des Steuersystems einzustellen.
Beispielsweise muß bei einem Steuersystem,
bei dem nach der Verschlußauslösung die Lichtmenge
kontinuierlich überwacht und die Bewegung der Blende
unterbrochen wird, wenn die Lichtmenge (BV-AV) gerade
einen vorgegebenen Wert erreicht hat, der Blendensteuerschaltung
das Signal TV-SV zugeführt. Deshalb wird
dann der optimale Belichtungswert erhalten, wenn gilt:
BV-AV ≡ TV-SV (70)
Obwohl also die vorliegende Erfindung in der Hauptsache
unter Bezugnahme auf die Belichtungsmessung bei offener
Blende beschrieben worden ist, läßt sie sich auch bei
der Belichtungsmessung mit Arbeitsblende, also nicht
mit maximaler Blendenöffnung, einsetzen, da auch in
diesem Fall aus den oben angegebenen Gründen Fehler bei
der Belichtungsmessung auftreten können; dies gilt insbesondere
für die Umfangsfläche der Bildebene. Die vorliegende
Erfindung läßt sich auch zur Korrektur solcher
Fehler verwenden.
Claims (8)
1. Eine Belichtungssteuereinrichtung für eine Kamera, mit
einer Lichtmeßeinrichtung (1), die mehrere in einer
Meßebene zugeordnete, mehreren Abschnitten des
Objektivfeldes entsprechende Lichtmeßelemente für die
Erzeugung von jeweils einem Abschnitt des Objektivfeldes
entsprechenden photoelektrischen Ausgangssignalen
aufweist, und mit einer Einrichtung für die Ermittlung
eines Belichtungswertes (2, 3, 203) aus den einzelnen
photoelektrischen Ausgangssignalen, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (5, 205) zur
Erzeugung von Kenngrößen (AV₀, L), die das
Aufnahmeobjektiv betreffen, vorgesehen ist, daß eine
Ermittlungsschaltung (8, 108) zur Korrektur der
photoelektrischen Ausgangssignale (P₁₁-P₄₆)
Korrekturwerte ( w₁₁-δ₄₆) ermittelt, entsprechend dem
Unterschied der Belichtungsverteilung in der Ebene bei der
Lichtmessung und der Filmebene bei der Filmbelichtung in
Abhängigkeit von der Kenngröße (AV₀, L) und daß eine
Korrekturbetriebsschaltung (7) die Korrekturwerte ( δ₁₁-δ₄₆)
den jeweiligen photoelektrischen Ausgangssignalen (P₁₁-P₄₆)
entsprechend zuordnet und diese in Abhängigkeit von
den ermittelten Korrekturwerten ( δ₁₁-δ₄₆) verändert.
2. Belichtungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kenngröße (AV₀) dem Blendenwert
bei vollständig geöffneter Blende des Aufnahmeobjektivs
und die Kenngröße (L) die Brennweite des Aufnahmeobjektivs
enthält.
3. Belichtungssteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Berechnungsschaltung für
Korrekturwerte (8, 108) eine Vielzahl von
unterschiedlichen Korrektursignalen, die den jeweiligen
Abschnitt im Objektfeld zugeordnet sind, berechnet.
4. Belichtungssteuerung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Berechnungsschaltung für
Korrekturwerte (8, 108) für diejenigen Abschnitte, die in
bezug auf das Objektfeld punktsymmetrisch zur Mitte der
optischen Achse angeordnet sind, die gleichen
Korrekturwerte erzeugt.
5. Belichtungssteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die
Ermittlung des Belichtungswertes (2, 3, 203) aus einer
eingestellten Belichtungszeit einen Blendenwert festlegt
und diesen an die Berechnungsschaltung für Korrekturwerte
(8, 108) weitergibt.
6. Belichtungssteuerung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5, 205) zur Erzeugung
von Kenngrößen ein Ausgangssignal abgibt, das der
Differenz (AV-AV₀) zwischen dem ermittelten Blendenwert
(AV) und dem Blendenwert (AV₀) für die maximale
Blendenöffnung entspricht.
7. Belichtungssteuerungseinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsschaltung für
die Korrekturwerte (8, 108) einen Ausgangswert (P₂₀₈) von
der Einrichtung für die Ermittlung eines Belichtungswertes
(2, 3, 203) empfängt und den Belichtungswert unter
zusätzlicher Einbeziehung dieses Ausgangswertes ermittelt.
8. Belichtungssteuerungseinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einrichtung (6, 206) zur Anzeige der ermittelten
Informationen über Belichtungswerte vorgesehen ist.
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