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Lichtmeßschaltung für eine Kamera
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Die Erfindung betrifft eine Lichtmeßschaltung für eine Kamera und
bezieht sich insbesondere auf eine Lichtmeßschaltung mit sogenannter direkter Fotostrom-Integrierung,
bei der ein Fotostrom, den ein zur Lichtmessung verwendeter fotoelektrischer Meßgrößenumformer
erzeugt, von einem Integrierkondensator direkt integriert wird.
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Es ist bekannt, daß in Kameras mit Lichtmessung durch Messen des an
der Filmoberfläche- reflektierten Lichtes in großem Umfange eine Lichtmeßschaltung
verwendet wird, die zum direkten Integrieren eines von einem fotoelektrischen Meßgrößenumformer
erzeugten Fotostroms einen Integrierkondensator hat und das Integral zur automatischen
Belichtungssteuerung o.dgl. benutzt. Gegenüber der sogenannten Lichtmeßschaltung
mit logarithmischer Kompression, bei der ein Fotostrom zuerst in eine logarithmisch
komprimierte Spannung umgewandelt wird, weist die Lichtmeßschaltung mit direkter
Integrierung die folgenden Vorteile auf: 1) Die Schaltungsanordnung ist vereinfacht,
und ein Temperaturausgleich ist entbehrlich.
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2) Durch entsprechendes Ausbilden eines Integrierverstärkers ermöglicht
eine gute Linearität im Integrier-Ansprechverhalten eine Echtzeit-Verfolgung bzw.
-Abtåstung eines veränderlichen
Fotostroms in einem großen Bereich.
Dies sicEltXrt eirue große Genauigkeit beim Integrieren eines einer großen Helligkeit
entsprechenden Einganges, wie er z.B. durch einen Lichtblitz aus einem elektronischen
Blitzgerät erzeugt werden kann, oder beim Integrieren eines einer geringen Helligkeit
entsprechenden Eingangs, der eine längere Belichtungszeit notwendig macht.
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3) Anders als bei der Lichtmeßschaltung mit logarithmischer Kompress-ion
ist eine Ansprechverzögerung beim Einschalten des Stromes vernachlässigbar klein,
so daß eine spezielle Äusgleichsschaltung unnötig ist.
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Andererseits hat die Lichtmeßschaltung mit direkter Fotostromintegrierung
die folgenden Nachteile gegenüber der Lichtmeßschaltung mit logarithmischer Kompression;
1) Der dynamische Lichtmeßbereich ist kleiner.
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2) Informationen bzw. Daten, die für andere Zwecke, wie zur Anzeige,
benutzt werden können, z.B. die Größe des Fotostromes, können nicht direkt erhalten
werden, weil der fotometrische Ausgang nur in Form eines Integrals abgeleitet werden
kann.
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Andererseits wird bei der herkömmlichen Lichtmeßeinrichtung, die
mit Messung von reflektiertem Licht arbeitet, das Reflexionsvermögen der Filmoberfläche
unabhängig von der Film sorte als konstant angenommen, und die Oberfläche eines
c-r.t(»r Verschlußvorhanges ist so bearbeitet, daß ihr Elef1oxiorlsvermögen demjenigen
einer durchschnittlichen Filmoberfläche im wesentlichen gleich ist, so daß die Lichtmessung
mit reflektiertem Licht sowohl von der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges
als auch von der Filmoberfläche die Ableitung eines Belichtungssteuersignals ermöglicht.
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In der Praxis jedoch ist nach einer Änderung der Filmsorteauch das
Reflexionsvermogen der Filmoberflåche
Wenn eine Aufnahme mit einem
Film gemacht wird, dessen Reflexionsvermögen von demjenigen des Durchschnittsfilms
abweicht, kann eine einwandfreie Belichtungssteuerung nicht erreicht werden. Außerdem
ist eine ordnungsgemäße Belichtungssteuerung auch in dem Falle ausgeschlossen, daß
das Reflexionsvermögen der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges oder der Filmoberfläche
veränderlich ist oder schwankt.
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Zur Überwindung dieser-Schwierigkeiten sind mehrere Reflexions-Lichtmeßeinrichtungen
(JP-OSen 46 725/1978 und 151 029/ 197cd) vorges(hlelgel) worden, die eine erste
J.ichtmeßschalt.llng zur Belichtungssteuerung und eine zweite Lichtmeßschaltung
zu Korrekturzwecken aufweisen. Während des Laufes des ersten Vorhanges oder im Verlauf
der Belichtung bestimmt die zweite Lichtmeßschaltung Licht, das vom das Bildfeld
überstreichenden ersten Vorhang reflektiert wird, ebenso wie, getrennt davon, -Licht,
das vom Film reflektiert wird, und bildet-zwischen beiden fotometrischen Signalen
eine Differenz, um eine Korrektur eines Ausgangs der ersten Lichtmeßschaltung herbeizuführen.
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Diese Reflexions-Lichtmeßeinrichtungen jedoch benötigen zum einen
eine zur Korrektion benutzte Lichtmeßschaltung, wodurch ihre Schaltungsanordnung
komplex wird, und haben zum andern einen Fehler zwischen den beiden Lichtmeßsystemen
zur Folge, der das Zustandekommen einer Korrektur von großer Genauigkeit verhindert.
Der Fehler wird hervorgerufen durch unterschiedliche Plazierung der fotoelektrischen
Meßgrößenumformer beider Lichtmeßschaltungen, wodurch die fotometrische Erfassung
des Bildfeldes durch die beiden Meßgrößenumformer geändert wird. Solange zwei Lichtmeßsysteme
verwendet werden, kann ein solcher Fehler nicht völlig beseitigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Nachteil einer herkömmlichen
Lichtmeßschaltung mit direkter Fotostromintegrierung
zu beseitigen,
die nur einen fotometrischen Ausgang in Form eines integrierten Ausganges zu liefern
vermag.
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Eine die Aufgabe lösende Lichtmeßschaltung hat einen Differenzierer,
der in Kaskadenschaltung an den Ausgang einer Integrierschaltung angeschlossen ist,
so daß nicht nur ein integrierter Ausgang eines Fotostroms geliefert wird, sondern
auch während der Lichtmessung der Fotostrom auf Echtzeitbasis ausgegeben werden
kann.
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Ferner hat die Erfindung zur Aufgabe, den Nachteil einer herkömmlichen
Reflexions-Lichtmeßeinrichtung zu beseitigen, welche die Verwendung einer getrennten
Korrektur-Lichtmeßschaltung erforderlich macht.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Lichtmeßschaltrls} gelöst,
bei der ein Differenzierer in Kaskadenschaltung an den Ausgang einer Integrierschaltung
so angeschlossen ist, daß die Integrierschaltung einen integrierten Ausgang des
Fotostroms zum Zwecke der Belichtungssteuerung liefert, der Differenzierer dagegen
einen Fotostromausgang für Korrekturzwecke.
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Wenngleich eine Lichtmeßschaltung mit direkter Fotostromintegrierung
benutzt wird; kann gemäß der Erfindung die Größe eines Fotostroms, der bestimmt
wird, auf Echtzeitbasis über einen Differenzierer ausgegeben werden, so daß es möglich
ist, eine Änderung der Hclligkeit, die in Form des Fotostroms bestimmt wird, zu
erfassen oder diese Helligkeit anzuzeigen.
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Ferner ermöglicht es die Erfindung, daß ein einziges Lichtmeßsystem
einen integrierten Ausgang des Fotostroms für die Belichtungssteuerung und einen
Fotostromausgang für Korrekturzwecke
erzeugt. Im Vergleich mit
der Lichtmessung mit zwei Lichtmeßsystemen wird auf diese Weise ein Fehler in der
Lichtmessung auf einen vernachlässigbar kleinen Betrag reduziert, so daß eine Belichtungssteuerung
mit großer Genauigkeit ermöglicht wird. Ferner ist die Schaltungsanordnung in hohem
Maße vereinfacht; Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Schaltplan einer
Lichtmeßschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 -einen Schaltplan
einer Lichtmeßschaltung für Reflexions-Lichtmessung gemäß- einer anderen Aus-Sührungsform
der Erfindung unter Benutzung der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung, Fig.
3(A) eine Darstellung eines fotometrischen Ansprechverhaltens eines zur Lichtmessung
in der Lichtmeßschaltung gemäß Fig. 2 verwendeten fotoelektrischen Meßgrößenumformers
in bezug auf ein Bildfeld, Fig. 3(B) und 3(C) grafische Darstellungen beispielhafter
Änderungen des vom in Fig. 2 dargestellten Meßgrößenumformer erzeugten Fotostroms,
und Fig. 3(D1), 3(-D2) und 3(D3) Ablaufdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise
der in Fig. 2 dargestellten Lichtmeßschaltung.
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Die in Fig. 1 dargestellte Lichtmeßschaltung für eine Kamera hat einen
zur Lichtmessung benutzten fotoelektrischen Meßgrößenumformer PD1, beispielsweise
in Form einer Silizium-Fotodiode, einen ersten Operationsverstärker OP1, mit dessen
invertierender und nichtinvertierender Eingangsklemme der Meßgrößenumformer PDI
gegensinnig verbunden ist, einen Integri(?rkoneiensator C1, der an die invertierende
Eingangsklemme und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OP1 angeschlossen
ist,
einen Differenzierkondensator C2, dessen rille Seite in Kaskadenschaltung mit der
Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OP1 verbunden ist, einen zweiten Operationsverstärker
OP2, an dessen invertierende Eingangsklemme die andere Seite des Differenzierkondensators
C2 angeschlossen ist, und eine an die invertierende Eingangsklemme und die Ausgangsklemme
des Operationsverstärkers OP2 in Vorwärtsrichtung angeschlossene Diode D1 für die
logarithmische Kompression.
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Der Operationsverstärker OP1 bildet zusammen mit dem Integrierkondensator
C1 eine Integrierschaltung und erhält an seiner nichtinvertierenden Eingangsklemme
eine Bezugsspannung VR. Der Differenzierkondensator C2 bildet einen Differenzierer.
Der Operationsverstärker OP2 bildet zusammen mit der Diode D1 eine Schaltung für
die logarithmische Kompression und erhält an seiner nichtinvertierenden Eingangsklemme
die Bezugsspannung VR. Die Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers OP1 ist
mit einer nicht dargestellten automatischen Belichtungssteuerschaltung verbunden,
wogegen die Ausgangsklemme des zweiten Operationsverstärkers OP2 beispielsweise
an ein nicht dargestelltes Anzeigegerät anschließbar ist.
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Die -Arbeitsweise ist folgende: Wenn auf den Meßgrößenumformer PDl
Licht auffällt, erzeugt er oLostronl , lts, vom Integrierkondensator C1 integriert
wird. Abhängig davon tritt am Ausgang des Operationsverstärkers OP1 eine Ausgangsspannung
VO1 zum Laden des Differenzierkondensators C2 auf.
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Die Ausgangsspanung VOT läßt sich folgendermaßen darstellen:
Daraus ergibt sich, daß die Spannung linear mit der Zeit t zunimmt. Die Ausgangsspannung
VO1 wird einer nicht dargestellten
automatischen Belichtungssteuerschaltung
zugeführt, um z.B.
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das Schließen eines Verschlusses zu steuern.
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Der Differenzierkondensator-C2 wird von einem von der Größe der Ausgangsspannung-VO1
abhängigen Ladestrom Is' durchflossen und speichert dadurch eine Ladung Q, die sich,
aus gehend von der Gleichung (1), folgendermaßen ausdrücken läßt:
Daher ist der Ladestrom Is:
Der Ladestrom Is' tritt in die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers
OP2 ein. Weil das Verhältnis C2/C1 konstant ist, ist die Größe des Ladestroms Is'
dem Fotostrom Is proportional und stellt somit eine Fotostrominformation dar. Der
Ladestrom Is' wird durch die Kombination aus der Diode D1 und dem Operationsverstärker
OP2 logarithmisch komprimiert, und der Operationsverstärker OP2 erzeugt eine Ausgangsspannung-V02,
die folgendermaßen definiert ist:
worin k die Boltzmann-Konstante ist, T die absolute Temperatur und q die Einheitsladung.
Bei der Ableitung der Gleichung (4) wird der Rückwärts-Sättigungsstrom der Diode
D1 vernachlassigt. Die Ausgangsspannung V02 kann beispielsweise einem nicht dargestellten
Anzeigegerät zum Anzeigen der Helligkeit eines Aufnahmegegenstandes zugeführt werden.
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Die in Fig. 2 dargestellte Lichtmeßschaltung gemäß einer anderen Ausführungsform,
in welcher die in Fig. 1 dargestellte Lichtmeßschaltung verwendet wird, hat zusätzlich
zu letzterer folgende Hauptbauelemente: eine Abtast- und Halteschaltung
(sample
andhold circuit) 1, die mit dem Ausgang des zur Lichtmeßschaltung gemäß Fig. 1 gehörenden
zweiten Operationsverstärkers OP2 verbunden ist, eine aus der Abtast- und Halteschaltung
1 gespeiste Korrekturspannungs-Schaltung 2, ein spannungsgesteuerter veränderbarer
Widerstand RT, der sich aus zwei monolithisch integrierten Feldeffekttransistoren
FT1 und FT2 zusammensetzt, wobei die Senke des ersten Feldeffekttransistors FT1
an den Ausgang der Korrekturspannungs-Schaltung'2 angeschlossen ist und die Steuerelektroden
der beiden Feldeffekttransistoren FT1 und FT2 untereinander verbunden sind, einen
dritten Operationsverstärker OP3, der mit seiner invertierenden Eingangsklemme an
die Quelle und mit seinem Ausgang an die Steuerelektrode des ersten Feldeffekttransistors
FT1 angeschlossen ist, einen vierten Operationsverstärker OP4, der mit seiner invertierenden
Einga!0gski'rnmc an die Quelle und mit seiner Ausgangsklemme an die Senke des zweiten
Feldeffekttransistors FT2 angeschlossen ist, einen zum Integrierkondensator C1 parallelgeschalteten
Trigger-Analogschalter AS1, und einen Folgeregler 3,, der zwischen die Steuerelektrode
des Analogschalters AS1 und eine Steuerklemme der Abtast- und Halteschaltung 1 zwischengeschaltet
ist.
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An der nichtinvertierenden Eingangsklemme des dritten Operationsverstärkers
OP3 liegt die Bezugsspannung VR an, wogegen seine invertierende Eingangsklemme über
einen Widerstand R1 an Masse angeschlossen ist. Der dritte Operationsverstärker
OP3 erzeugt eine Ausgangsspannung und gibt sic an die Steucrelektroden der beiden
Feldeffekttransistoren FT1 und FT2 ab, wodurch eine Spannung, die seiner invertierenden
Eingangsklemme über den Feldeffekttransistor FT1 aus der Korrekturspannungs-Schaltung
2 zugeführt wird, gleich gemacht wird der Bezugsspannung VR, die an seinem nichtinvertierenden
Eingang anliegt. Beide Feldeffekttransistoren FT1 und FT2 des spannungsgesteuerten
veränderbaren Widerstandes RT haben
gleiches ID-VGs-Ansprechverhalten
und zeigen nachstehend als Einschalt-Widerstände bezeichnete Gleichstrom-Widerstände
RON1 und RON2 von gleichem Wert, wenn die Quelle-Senke-Strecke beider Feldeffekttransistoren
FT1 und FT2 auf Durchlaß geschaltet ist.
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Die invertierende Eingangsklemme des vierten Operationsverstärkers
OP4 ist über einen Widerstand R2 mit der Ausgangsklemme des ersten Opérationsverstärkers
OP1 verbunden, wogegen an seinem nichtinvertierenden Eingang die Bezugsspannung
VR anliegt. Der Operationsverstärker OP4 bildet zusammen mit dem Widerstand R2 und
dem Einschalt-Widerstand RoN2 des zweiten Feldeffekttransistors FT2 einen invertierenden
Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor, der bestimmt wird durch das Verhältnis
i = RON2/R2 Weil der Widerstandswert des Widerstandes R2 konstant ist, ändert sich
der Verstärkungsfaktor mit der Größenänderung des Einschalt-Widerstandes RoN2 Der
Meßgrößenumformer PD1 ist einem nicht dargestellten schlitzverschluß gegenüber an
einer außerhalb des Aufnahmestrahlenganges der Kamera gelegenen Stelle so angeordnet,
daß er gemäß Fig. 3(A) eine mittenbetonte Lichtmessung in einem Bildfeld 4 vorzunehmen
vermag. Die vom Meßgrößenumformer PD1 vorgenommene Messung von am Bildfeld 4 reflektiertem
Licht wird abhängig von einem Signal aus dem Folgeregier 3 ausgelöst durch das Öffnen
des Analogschalters AS1 in einem Zeitpunkt t1, unmittelbar vor Beginn einer Belichtung
einer Filmoberfläche durch Ablaufen eines ersten Verschlußvorhangs (s. Fig. 3(D1)).
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Außer dem Schließen und Öffnen des Analogschalters AS1 hat der Folgeregler
3 die Aufgabe, der Abtast- und Halteschaltung 1 Abtastimpulse A und B in Zeitpunkten
t2 und t3 zuzuführen, die unmittelbar vor und nach dem Durchlauf des ersten Vorhangs
durch
das Zentrum des Bildfeldes 4 liegen (s. Fig. 3(D2) und 3(D3)). Diese.Abtastimpulse
A und B dienen der Abtast- und, Halteschaltung 1 zum Abtasten und Halten der dann
vom Operationsverstärker OP2 abgegebenen, dem Fotostrom entsprechenden Ausgangsspannungen
V02A und V02B. Der Korrekturspannungs-Schaltung 2 wird eine Differenzspannung flVH
= V02A - V02B zugeführt, und die Schaltung 2 erzeugt eine Bezugsspannung Vs von
solcher Größe, daß die Einschalt-Widerstände-RON1 und RoN2 der Feldeffekttransistoren
FT1 und FT2 gleich gemacht werden dem Widerstandswert des Widerstandes R2, bis der
erste Vorhang vollständig geöffnet ist. Nach dem vollständigen Öffnen des ersten
Vorhangs erzeugt die Korrekturspannungs-Schaltung 2 jedoch eine Korrekturspannung
Vc als Summe der Bezugsspannung Vs und der Differenzspannung dVH (Vc = Vs plus Die
Arbeitsweise ist folgende: Beim Niederdrücken eines nicht dargestellten Verschlußauslöseknopfes
der Kamera wird der Schlitzverschluß ausgelöst und der Lauf des ersten Vorhanges
eingeleitet. Wenn der erste Vorhang abzulaufen beginnt, wird der Analogschalter
AS1 durch den Folgeregler 3 im Zeitpunkt tl geöffnet, der unmittelbar vor -der Belichtung
der Filmoberfläche liegt (s. Fig. 3(D1)). Folglich fällt das von der Oberfläche
des ersten Vorhangs reflektierte Licht am Meßgrößenumformer PD1 auf, der dann den
Fotostrom Is erzeugt, welcher die Aufladung des Integrierkondensator C1 einleitet.
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Wie weiter oben im Zusammenhang mit der Arbeitsweise der in Fig. 1
dargestellten Lichtmeßschaltung erläutert, erzeugt der erste Operationsverstärker
Oil die nach der Gleichung (1) definierte Ausgangsspannung VO1, der zweite Operationsverstärker
OP2 dagegen die nach der Gleichung (4) bestimmte Ausgangsspannung V02.
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Im Zeitpunkt t2, unmittelbar bevor die Kante des ersten Vorhanges
das Zentrum des Bildfeldes 4 passiert, führt der Folgeregler
3
der Abtast- und Halteschaltung 1 den Abtastimpuls A zu (s. Fig. 3 (D2)), wodurch
die anliegende Ausgangsspannung V02A des Operationsverstärkers OP2 von der Abtast-
und Halteschaltung 1 festgehalten wird. Im Zeitpunkt t2 hat der erste Vorhang das
Zentrum des Bildfeldes 4 noch nicht passiert, so daß der Meßgrößenumformer PD1 hauptsächlich
an der Oberfläche des ersten Vorhangs reflektiertes Licht mißt. Bezeichnet man den
auf dem Reflexionsvermögen der Oberfläche des ersten Vorhangs basierenden Fotostrom
mit Isl (s. Fig. 3(B) und 3(C)), läßt sich die Ausgangsspannung VO2A aus der Glei-C'j0ung
(4) foSKerlcicrmaßen ableiten:
Danach, im Zeitpunkt t3, unmittelbar nach dem Vorbeilaufen der Kante des ersten
Vorhangs am Zentrum des Bild-feldes A, führt der Folgeregler 3 der Abtast- und Halteschaltung
1 den Abtastimpuls B zu (s. Fig. 3(D3)), wodurch die Größe der Ausgangsspannung
V02B des Operationsverstärkers OP2, welche im Zeitpunkt t3 vorherrscht, von der
Abtast- und Halteschaltung 1 festgehalten wird. Da der erste Vorhang im Zeitpunkt
t3 das Zentrum des Bildfeldes 4 bereits passiert hat, mißt der Meßgrößenumformer
PD1 hauptsächlich an der Filmoberfläche reflektiertes Licht. Bezeichnet man den
auf dem Reflexionsvermögen der Filmoberfläche basierenden Fotostrom mit Is2 (s.
Fig. 3(B) und 3(C)), läßt sich die Ausgangsspannung V02B aus der Gleichung (4) folgendermaßen
ableiten:
Die Abtast- und Halteschaltung 1 erzeugt folglich eine Differenz zwischen den Ausgangsspannungen
V02A und V02B: VH = V02A - VO2B
Wenn das Reflexionsvermögen eines in die Kamera eingelegten bestimmten
Films gröBer ist als das eines Standardfilms, erzeugt der Neßgrößenumformer PD1,
welcher vio arlgJeordrlet icst, daß er eine mittenbetonte Lichtmessung im Bildfeld
4 vornimmt, einen Fotostrom Is, der bis zum Zeitpunkt t2 im wesentlichen konstant
bleibt, zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 allmählich zunimmt und nach dem Zeitpunkt
t3 im'wesentlichen konstant bleibt (s. Fig. 3(B)), wobei unterstellt wird, daß sich
die Helligkeit eines Aufnahmegegenstandes während des Durchlaufs des ersten Vorhangs
nicht ändert. Dies beruht darauf, daß das Reflexionsvermögen des ersten Vorhangs
gleich mit dem des Standardfilms eingestellt ist. Dementsprechend ist die Größe
der Ausgangsspannung VO?A kleiner als die der Ausgangsspannung V02B, und daher folgt:
- V02A - V02B < O (8) Wenn dagegen das Reflexionsvermögen eines in, die Kamera
ein gelegten bestimmten Films kleiner ist als die des Standardfilms, bleibt der
vom Meßgrößenumformer PD1 erzeugte Fotostrom Is bis zum Zeitpunkt t2 im wesentlichen
konstant, nimmt zwischen den Zeitpunkten t2 und t allmählich ab und bleibt nach
dem Zeitpunkt t3 im wesentlichen konstant (s. Fig. 3(C)).
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Dementsprechend ist die Ausgangsspannung V02A größer als die Ausgangsspannung
V02B, und daher folgt: #VH = VO2A - VO2B > O (9) Sobald die Filmoberfläche völlig
frei liegt und dtr erste V.)lhang sich vollständig geöffnet hat, wird von der Korrekturspannungs-Schaltung
2, die die Bezugsspannung Vs erzeugt hat, durch welche die Einschaltwiderstände
RoN1 und R 0N2 der Feldeffekttransistoren FT1 und FT2 mit dem Widerstandswert des
Widerstandes R2 gleich gemacht wurden, nunmehr die Korrekturspannung Vc als Summe
der Korrekturspannung Vs und der Bezugsspannung
tVH (Vc = Vs +
AVH) die an die Senke des ersten Feldeffekttransistors FT1 angelegt wird.
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Der Quelle des Feldeffekttransistors FT1 wird eine Spannung zugeführt,
die durch die Wirkung des Operationsverstärkers OP3 die an seiner nichtinvertierenden
Eingangsklemme anliegende Spannung und die spannung an seinem invertierenden Eingang
ausgleicht, nämlich die Bezugsspannung VR. Durch den zwischen die Quelle des Feldeffekttransistors
FT1 und Masse zwischengeschalteten Widerstand R1 fließt der Strom IR1, der sich
folgendermaßen definieren läßt: VR IR1 = vor R1 Der Strom IR1 fließt durch den Feldeffekttransistor
FT1, und folglich läßt sch der Einschalt-Widerstand RoN1 über Senke und Quelle des
Feldeffekttransistors FT1 folgendermaßen darstellen:
Durch Einsetzen der Gleichung, (10) in Gleichung (11) ergibt sich:
Wie bereits weiter oben erwähnt, ist der spannungsgesteuerte veränderbare Widerstand
RT als monolithisch integriertes Bauelement ausgebildet, so daß die beiden Feldeffekttransistoren
FT1 und FT2 identisches Ansprechverhalten besitzen. Weil ihre Steuerelektroden gemeinsam
an die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OP3 angeschlossen sind, ist der
Einschalt-Widerstand RON2 des zweiten Feldeffekttransistors FT2 von gleicher Größe
wie der Einschalt-Widerstand R0N1 des ersten Feldeffekttransistors FT1. Somit ist
In der Gleichung (13) ist sowohl der Widerstandswert des Widerstandes R1 als auch
die Bezugsspannung VR konstant, und daher ist der Einschaltwiderstand R 0N2 eine
Funktion der Korrekturspannung Vc.
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Vor der vollständigen Öffnung des Verschlusses ist die Korrekturspannung
Vc gleich der Bezugsspannung Vs, und die Schaltungsparameter sind so gewählt, daß
der Einschalt-Widerstand RON2 in diesem Zeitpunkt von gleicher Größe ist wie der
Widerstandswert des Widerstandes R2. Es folgt daher:
Der Einschalt-Widerstand R 0N2 über Senke und Quelle des zweiten Feldeffekttransistors
FT2 ist gemäß Gleichung (13) eine Funktion der Korrekturspannung Vc, und da diese
die Summe aus der Bezugsspannung Vs und der Differenzspannung ßVH ist, folgt, daß
der Einschalt-Widerstand RON2 eine Funktion der Differenzspannung d ph ist. Da der
Verstärkungsfaktor d des vom Operationsverstärker OP4 gebildeten invertierenden
Verstärkers mit veränderbarem Verstärkungsfaktor als das Verhältnis des Widerstandes
R2 zum Einschalt-Widerstand RoN2 dargestellt ist, ergibt sich aus Gleichung (13):
Durch Einsetzen der Gleichung (14) in die Gleichung (15) und Umschreiben unter Benutzung
der Beziehung Vc = Vs + VH ergibt sich die folgende Gleichung:
Somit ändert sich der Verstärkungsfaktor Cc mit der Differenzspannung aVH.
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Für #vH)0, oder wenn das Reflexionsvermögen eines in die Kamera eingelegten
bestimmten Films kleiner ist als das des ersten Vorhangs, folgt aus Gleichung (16),
daß der Verstärkungsfaktor CC größer als, 1 ist. Mit anderen Worten, der vom Operationsverstärker
OP1 gelieferte integrierte Ausgang VO1 des Fotostroms ist um das i-fache größer
als der Wert, der bei Benutzung des Standardfilms erhalten wird. Der verstärkte
Ausgang des Operationsverstärkers OP4 gleicht somit eine Reduzierung des integrierten
Ausgangs VO1 aus, die sich aus dem geringeren Reflexionsvermögens-des Films ergibt.
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Für bVH <0, oder wenn das Reflexionsvermögen des eingelegten Films
größer ist als das des ersten Vorhangs, ist der Verstärkungsfaktor Z kleiner als
1. Mit anderen Worten, der integrierte Ausgang VO1 des Operationsverstärkers OP1
erscheint am Ausgang des Operat-ionsverstärkers OP4 um den Faktor « gegenüber dem
Wert für den Standardfilm verkleinert und gleicht somit eine Erhöhung des integrierten
Ausgangs VO1 aus, die sich aus dem größeren Reflexionsvermögen des Films ergibt.
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Für b VH = 0, oder wenn das Reflexionsvermögen des eingelegten Films
gleich ist dem des ersten Vorhangs, ist der Verstärkungsfaktor g gleich 1, und folglich
erscheint der integrierte Ausgang v6i am Ausgang des Operationsverstärkers OP4 ohne
jede Verstärkung oder Reduzierung.
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L"s sci beispielsweise angenommen, daß ein Film mit -0,5 Ev benutzt
wird, verglichen mit dem Reflexionsvermögen des Standardfilms oder des ersten Vorhangs;
in diesem Falle braucht der Ausgang des Operationsverstärkers OP4 nur mit einem
Faktor ln
korrigiert zu werden. Folglich ist der Einschalt-Widerstand RON2 des Feldeffekttransistors
FT2 geändert, so daß
Die Korrekturspannung Vc, die von der Korrekturspannungs-Schaltung
2 ausgegeben werden muß, damit der Einschalt-Widerstand RON2 mit dem Wert
R2 zustande kommt, läßt sich aus der Gleichung (13) 'folgendermaßen ableiten:
Durch Dividieren beider Seiten der Gleichung (18) durch beide Seiten der Gleichung
(14) und Umschreiben erhält man:
Durch Verwenden der Beziehung Vc = Vs + 4VH ergibt sich:
Bei einer praktischen Schaltungsanordnung werden die Schaltungsparameter wie z.B.
die Bezugsspannungen Vs und VR, die Widerstände R1 und R2 und die Kondensatoren
C1 und CP lJrller Berücksichtigung des 1 - V -Ansprechverhaltens der Feld-DS effekttransistoren
FTi und FT2 so gewählt, daß AVH, wie durch die Gleichung (20) definiert, mit dem
Differenzausgang V02A - V02B des Operationsverstärkers OP2 zusammenfällt. Umgekehrt
gibt die Korrekturspannungs-Schaltung 2 die Korrekturspannung Vc ab, welche die
Gleichung (19) erfüllt, und der integrierte Ausgang VO1 des Operationsverstärkers
OP1 wird bei der Abgabe durch den Operationsverstärker OP4 von diesem mit einem
Faktor
korrigiert.
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Der korrigierte Ausgang ZVO1 wird einer nicht dargestellten automatischen
Belichtungssteuerschaltung zugeführt, die mit einem Elektromagneten verbunden ist,
welcher einen zweiten Vorhang in der Aufzugsstellung hält. Sobald der Ausgang α
VO1 einen entsprechenden Pegel erreicht, hebt die Steuerschaltung die Haltewirkung
des Elektromagneten auf den zweiten Vorhang
auf, so daß der Verschluß
geschlossen werden kann. Daraus ergibt sich, daß die Belichtungssteuerung nicht
auf dem integrierten Ausgang VO1 des Operationsverstärkers OP1 basiert, sondern
vom korrigierten Ausgang OLVOl ausgeht, der das Refiexi'onsvermögen eines bestimmten
Films berücksichtigt. Somit können Aufnahmen stets mit der richtigen Belichtung
gemacht werden, unabhängig von der Sorte eines in die Kamera eingelegten bestimmten
Films.
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