DE3151211C2

DE3151211C2 - Belichtungssteuerschaltung für eine Kamera

Info

Publication number: DE3151211C2
Application number: DE3151211A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Hachioji Tokio/Tokyo Mizokami
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1985-12-19
Also published as: DE3151211A1; GB2090423A; GB2090423B; US4444481A

Abstract

Eine Belichtungssteuerschaltung für eine Kamera hat zum Integrieren eines Fotostroms (I ↓S), der von der Helligkeit eines Aufnahmegegenstandes abhängig ist, eine Integrierschaltung mit mehreren Integrierkondensatoren (20 bis 23). Die integrierte Spannung (V ↓O) wird mit einer Entscheidungsspannung (V ↓J) verglichen, die von einem bestimmten Wert der Filmempfindlichkeit abhängt. Der Pegel der Entscheidungsspannung wird für niedrige und hohe Filmempfindlichkeitswerte entweder manuell oder automatisch geschaltet, wenn die kombinierte Kapazität der Integrierkondensatoren (20 bis 23) geschaltet wird.

Description

folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Schaltplan einer Belichtungssteuerschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 (A) und 2 (B) grafische Darstellungen des Integrier-Ansprechverhaitens der in F i g. 1 dargestellten Belichtungssteuerschaltung bei einer niedrigen und einer hohen Filmempfindlichkeit,

F i g. 3 einen Schaltplan einer Belichtungssteuerschaltung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 4 (A) und 4 (B) grafische Darstellungen des Integrier-Ansprechverhaltens der in Fig.3 dargestellten Belichtungssteuerschaltung bei einer niedrigen und einer hohen Filmempfindlichkeit.

Bei einer in F i g. 1 dargestellten Belichtungssteuerschaltung wird eine erste Bezugsspannung Vm einer Klemme 1 zugeführt, die mit der nichtinvertierenden Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 2 verbünden ist Die Ausgangsklensme des Operationsverstärkers 2 ist über einen nachstehend als Analc^schalter 3 bezeichneten elektronischen Schalter, der z.B. ein Halbleiterschalter sein kann, mit der nichtinvertierenden Eingangsklemme eines weiteren Operationsverstärkers 4 verbunden. Der Analogschalter 3 hat eine Steuerklemme, die an eine Klemme 5 angeschlossen ist, der ein Triggersignal zugeführt wird.

Zwischen die nichtinvertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 4 und Masse ist ein erster Integrierkondensator 6 zwischengeschaltet, mit dem ein zweiter Integrierkondensator 7 nebengeschlossen ist, welcher mit einem Umschalter 8 in Reihe geschaltet ist

Für die Lichtmessung ist ein fotoelektrischer Meßgrößenumformer 9, z. B eine Fotodiode o. dgl, vorgesehen, der von der Oberfläche eines ersten Verschlußvorhanges oder eines Films reflektiertes Licht aufzufangen vermag. Der Meßgrößenumformer 9 ist mit seiner Anode und seiner Kathode an die invertierende bzw. die nichtinvertiei ende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 4 angeschlossen. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 4 ist an die invertierende Eingangsklemme zurückgeführt, an die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 2 angeschlossen und über einen Widerstand 10 mit der Verbindungsleitung zwischen dem Integrierkondeusator 7 und dem Umschalter 8 verbunden. Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 4 ist ferner an die invertierende Eingangsklemme eines weiteren Operationsverstärkers 11 angeschlossen, der eine Belichtungs-Entscheidungsschaltung bildet,die eine Belichtungszeit bestimmt

Zum Vorwählen von Filmempfindlichkeitsdaten dient eine entsprechende Vorwählschaltung 13, zu der ein Operationsverstärker 14 gehört, der an seiner nichtinveriierenden Eingangsklemme mit einer Klemme 12 verbunden ist, an welcher eine zweite Bezugsspannung Vr₂ anliegt, die kleiner ist als die Bezugsspannung Vr \. Die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 14 ist an Masse über einen veränderbaren Widerstand 15 angeschlossen, der auf einen einer bestimmten Filmempfindlichkeit entsprechenden Widerstandswert eingestellt ist. Zum Zwecke der logarithmischen Kompression ist mit der invertierenden Eingangsklemme des Operatiosverstärkers 14 der Emitter eines N-P-N-Transistors 16 verbunden, dessen Basis und Kollektor untereinander und mit der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 14 verbunden sind.

Die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 14 ist an die zusammengesclialteten Basiselektroden mehrerer, in eiaer Entscheidungsspannungs-Schaltung 17 enthaltener Transistoren 20 bis 23 angeschlossen und ferner über einen Widerstand 19 mit den zusammengeschalteten Emittern der Transistoren 21,22 und 23 verbunden. Mit dem Umschalter 8 ist ein Umschalter 18 mechanisch verbunden, der zwischen den Emitter des Transistors 20 und die Emitter der Transistoren 21 bis 23 zwischengeschaltet ist Die Verbindungsleitung zwischen dem Emitter des Transistors 20 und dem Umschalter 18 ist an die Klemme 12 angeschlossen. Der Umschalter 18 ist geöffnet und trennt die Emitter der Transistoren 21 bis 23 von der Klemme 12, wann immer der Umschalter 8, wie dargestellt, geschlossen ist und den Anschluß der Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Integrierkondensator 7 und dem Widerstand 10 an Masse herstellt Dagegen ist bei geöffnetem Umschalter 8 der Umschalter 18 geschlossen und verbindet die Emitter der Transistoren 21 bis 23 mit der Klemme 12.

Die Kollektoren der Transistoren 2Ö bis 23 in der Entscheidungsspannungs-Schaltung 17 sind zusammengeschaltet und gemeinsam sowohl mit der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 11 als auch über einen Widerstand 24 mit der Klemme 1 verbunden. Die Entscheidungsspannungs-Schaltung 17 ist als eine gewöhnliche Stromspiegel-Schaltung ausgebildet die von den in der vorstehenden Weise geschalteten Transistoren 20 bis 23 gebildet ist Die Ausgangsklemme des die Belichtungs-Entscheidungsschaltung bildenden Operationsverstärkers 11 ist über einen Elektromagneten 25, der den Lauf eines zweiten Verschlußvorhanges hemmt an eine Klemme 26 angeschlossen, der eine Versorgungsspannung Vcc zugeführt wird.
Die Arbeitsweise ist folgende: Der Widerstandswert des veränderbaren Widerstandes 15 wird zu Beginn mittels eines nicht dargestellten Vorwählgliedes für die Filmempfindlichkeit eingestellt. Dieser W-derstandswert ändert sich gemäß der Filmempfindlichkeit entsprechend einer geometrischen Reihe. Je nachdem, ob die j·, weilige Filmempfindlichkeit über oder unter einem vorgegebenen Wert liegt, sind die Umschalter 8 und 18 beim Einstellen des Widerstandes 15 entweder geöffnet oder geschlossen. Unter der Annahme, daß der Widerstand 15 so veränderbar ist, daß sich Filinempfindlichkeiten zwischen ASA 12 und ASA 6400 vorwählen lassen, sind die Umschalter 8 und 18 bei einer Filmempfindlichkeit unter ASA 250 geschlossen bzw. geöffnet, wie in F i g. 1 dargestellt, dagegen bei einer Filmempfindlichkeit über ASA 250 geöffnet bzw. geschlossen. Auf diese Weise werden die Umschalter 8 und 18 mit gegenseitiger Koppelung betätigt

Beim Schließen eines nicht dargestellten Hauptschalters der Kamera werden die Bezugsspannungen Vr \ und Vr 2 den zugehörigen Klemmen 1 und 12 zugeführt, die Versorgungsspannung Vcc der Klemme 26. Das der Klemme 5 zugeführte Triggersignal nimmt einen hohen Schaltwert an, wodurch der Analogschalter 3 geschlossen wird. Zu diese..i Zeitpunkt hat der Ausgang des Operationsverstärkers 11 einen niedrigen Schaltwert, wodurch der Elektromagnet 25 erregt wird und es ermöglicht, daß ein zweiter Verschlußvorhang, der zusammen mit einem Filmtransportvorgang gespannt worden ist, in der gespannten Stellung gehalten wird.
Beim Einschalten der- Hauptschalters wird der veränderbare Widerstand 15 mit der Bezugsspannung Vr2 vorgespannt und dadurch von einem Strom Vr 2/Rasa durchflossen (Rasa = Widerstandswert des Widerstandes 15). Dementsprechend erscheint an der Ausgangs-

klemme des Operationsverstärkers 14 eine logarithmisch komprimentierte Spannung

V, ~(kT/q)\n(V_R2/R_ASA),

worin k die Boltzmann-Konstante ist, T die absolute Temperatur und q die Ladung eines Elektrons. Die Spannung V\ wird sowohl den Basiselektroden der Transistoren 20 bis 23 als auch über den Widerstand 19 den Emittern der Transistoren 21 bis 23 zugeführt.

Unter der Annahme, daß eine niedrige Filmempfindlichkeit von unter ASA 250 vorgewählt ist, ist ein erster Schaltzustand hergestellt, in dem gemäß Fig. 1 der Umschalter 8 geschlossen und der Umschalter 18 geöffnet ist. Weil durch den geöffneten Zustand des Umschalters 18 die Transistoren 21 bis 23 gesperrt sind, ist nur der Transistor 20 auf Durchlaß geschaltet und erzeugt eine logarithmische Streckung des Ausgangs aus dem Operationsverstärker 14. Es fließt daher ein Strom VriIRasa zum Kollektor des Transistors 20. Bezeichnet man den Widerstandswert des Widerstandes 24 mit R₂*, läßt sich folglich die Kollektorspannung V) des Transistors 20 folgendermaßen darstellen:

Ru

Die vorstehend definierte Spannung V) wird der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Operatiosverstärkers 11 als Entscheidungsspannung zugeführt. Da der Umschalter 8 geschlossen ist, ist die Verbindungsleitung zwischen dem Integrierkondensator 7 und dem Widerstand 10 an Masse angeschlossen. Weil das an der Klemme 5 anliegende Triggersignal seinen hohen Schaltwert beibehält, damit der Analogschalter 3 nach dem Einschalten des Hauptschalters geschlossen bleiben kann, wird die an der Klemme 1 anliegende erste Bezugsspannung Vg ι über den Operationsverstärker 2 und den Analogschalter 3 der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 4 zugeführt und folglich wird sowohl der erste Integrierkondensator 6 als auch der zweite Integrierkondensator 7 mit der Bezugsspannung Vr , aufgeladen.

Wenn nunmehr ein Verschlußauslöseknopf niedergedrückt wird, klappt der der Suchereinrichtung zugeordnete Schwenkspiegel nach oben, wodurch Licht, das sowohl von der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges als auch von einer Filmoberfläche reflektiert wird, die beim Lauf des ersten Vorhangs freigelegt wird, auf den Meßgrößenumformer 9 auffällt und einen Fotostrom Is erzeugt Gleichzeitig wechselt das an der KJemme 5 anliegende Triggersignal auf niedrigen Schaltwert wodurch der Analogschalter 3 geöffnet wird. Der Operationsverstärker 4 hat eine hohe Eingangsimpedanz, und danach fließt die an den Integrierkondensatoren 6 und 7 gespeicherte Ladung durch den Operationsverstärker 4 hindurch entsprechend dem Fotostrom Is aus dem Meßgrößenumformer 9 ab. Wenn de*· Fotostrom Is während einer Zeitspanne t geflossen ist tritt am Operationsverstärker 4 ein fotometrischer Ausgang oder eine Ausgangsspannung Vo auf, die sich folgendermaßen ausdrucken läßt:

gangsspannung V₀ ist in F i g. 2 (A) mit einer durchgezogenen Linie grafisch dargestellt. Die Kapazitäten Q und Ci sind so gewählt daß

Q:(Q 4- C₂)- 1:4.

um dem nachstehend näher beschriebenen Schalten des Pegels der Entscheidungsspannung V) zu entsprechen.
Wenn die nach der Gleichung (2) definierte Spannung Vo dem Operationsverstärker 11 zugeführt wird, wird sie mit der Entscheidungsspannung V)gemäß Gleichung (1) verglichen, die in Fig.2(A) mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist. Solange V₀ > V), nimmt der Ausgang des Operationsverstärkers 11 seinen niedrigen Schaltwert an, wodurch der Elektromagnet 25 erregt bleibt und den Lauf des zweiten Verschlußvorhangs verhindert. Im Zeitpunkt fi jedoch, wenn Vo = V/, wechselt der Ausgang des Operationsverstärker? ι1 auf seinen hohen Schaltwert, wodurch der Elektromagnet 25 entregt wird und den Ablauf des zweiten Verschlußvorhangs ermöglicht der somit eine Belichtung beendet. Im ersten Schaltzustand der Umschalter 8 und 18 (Umschalter 8 geschlossen. Umschalter 18 geöffnet) verändert sich der Pegel der nach Gleichung (1) definierten Entscheidungsspannung Vy gemäß F i g. 2 (A) nach oben und nach unten entsprechend einem im Bereich von ASA IJ bis ASA 250 gewählten Filmempfindlichkeitswert und ermöglicht somit eine Belichtungssteuerung entsprechend dem jeweiligen Filmempfindlichkeitswert.

Wenn eine Filmempfindlichkeit höher als ASA 250 gewählt ist, wird ein zweiter Schaltzustand hergestellt, in dem der Umschalter 8 geöffnet und der Umschalter 18 geschlossen ist Die Ausgangsspannung V₁ des Operationsverstärkers 14 wird nunmehr den Basiselektroden der Transistoren 20 bis 23 zugeführt, wodurch ein Strom der Größe Vg ₃/Rasa durch den Kollektor jedes Transistors 20 bis 23 fließt. Die als die Entscheidungsspannung V) benutzte gemeinsame Kollektorspannung der Transistoren 20 bis 23 läßt sich folgendermaßen ausdrücken:

V — V

Vj - ^vr\~

V_n

C₁+C₂

worin Cj und C2 die jeweilige Kapazität der beiden Inicgricrkondcnsaloren 6 und 7 darstellen. Diese Aus-Da der Umschalter 8 geöffnet ist, ist die Verbindungsleitung zwischen dem Integrierkondensator 7 und dem Widerstand 10 nicht an Masse angeschlossen, so daß mit der ersten Bezugsspannung Vm nur der erste Integrierkondensator 6 aufgeladen wird. Aufgrund des geöffneten Zustandes des Umschalters 8 ist die Verbindongleitung zwischen dem Integrierkondensator 7 und dem Widerstand 10 über letzteren mit der invertierenden Eingangskiemme des Operationsverstärkers 4 verbunden, so daß die entgegengesetzten Seiten des Integrierkondensator 7 an beide Eingangsklemmen des Operationsverstärkers 4 angeschlossen sind und letzterer dadurch auf Vorspannung Null gesetzt ist Mit anderen Worten, der Integrierkondensator 7 ist rückgesetzt
Wenn numehr der Verschlußauslöseknopf niedergedrückt wird, um den Schwenkspiegel hochklappen zu lassen und den Ablauf des ersten Verschlußvorhangs zu ermöglichen, erzeugt der Meßgrößenumformer 9 den Fotostrom /5 zur Einleitung einer Integrieroperation als Folge der öffnung des Analogschalters 3. Da nunmehr nur der erste Integrierkondensator 6 aufgeladen ist fließt die an letzterem gespeicherte Ladung entsprechend dem Fotostrom Is aus dem Meßgrößenumformer 9 ab. Dementsprechend läßt sich die Aiisgangsspuniiung

7 8 I

V₀ des Operationsverstärkers 4 folgendermaßen aus- eines Operationsverstärkers 29 verbunden ist, der eine %

drücken: Vergleichsschaltung bildet. Die Steuerklemme des Ana- <■;■

logschalters 28 ist mit dem Ausgang eines Inverters 30 |

y_g= y_Ki-Js. l_m (4) verbunden, der an die Ausgangsklemme des Verstärkers SJj

C\ 5 29 angeschlossen ist. |

Zusätzlich zur Vorwählschaltung 13 für Filmempfind- %

DieiK Ausgangsspannung V₀ ist in Fig. 2 (B) mit einer lichkeitsdaten, die mittels des veränderbaren Wider- % durchgezogenen Linie grafisch dargestellt. Ein Ver- Standes 15 die Einstellung auf jede bestimmte Filmemp- | gleich der Spannung V₀ gemäß der Gleichung (4) mit findlichkeit ermöglicht, ist eine zweite Vorwählschal- $ der Spannung V₀ gemäß der Gleichung (2) zeigt daß die io tung 33 für Filmempfindlichkeitsdaten vorgesehen. Wie Spannung Vo gemäß der Gleichung (4) einer rascheren bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Änderung unterliegt. Mit anderen Worten, bei einer ho- Bezugsspannung V_R2 an die Klemme 12 angelegt, weihen Filmempfindlichkeit ist die Kapazität der Integrier- ehe mit der nichtinvertierenden Eingangsklemme des schaltung herabgesetzt, damit sich die Ausgangsspan- Operationsverstärkers 14 in der ersten Vorwählschalnung Vo rascher ändern kann. 15 tung 13 für Filmempfindlichkeitsdaten verbunden ist.

Aus der Gleichung (3) wird deutlich, daß ein Span- Ferner ist die Klemme 12 mit den zusammengeschaltenungsabfall am Widersland 24 nunmehr verstärkt ist, ten Emittern der Transistoren 20 bis 23 in der Entscheidamit die Größe der bntscheidungsspannung Vj redu- dungsspannungs-Schaitung i7 und mit der nichtinverzieri wird. Wenn die nach der Gleichung (4) definierte tierenden Eingangsklemme eines Operationsverstär-Spannung Vo dem Operationsverstärker 11 zugeführt 20 kers 34 in der zweiten Vorwählschaltung 33 für Filmwird, wird sie mit der nach Gleichung (3) definierten empfindlichkeitsdaten verbunden. Der Operationsver-Entscheidungsspannung Vy verglichen, die in F i g. 2 (B) stärker 34 weist eine invertierende Eingangsklemme mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Im Zeitpunkt h, auf, die an Masse über einen Widerstand 35 angeschloswenn V₀ = Vy, wechselt der Ausgang des Operations- sen ist dessen Widerstandswert einem bestimmten Verstärkers 11 von niedrigem auf hohen Schaltwert wo- 25 Filmempfindlichkeitswert entspricht. In ähnlicher Weise durch der Elektromagnet 25 entregt wird und den Ab- wie der Transistor 16 in der ersten Vorwählschaltung 13 lauf des zweiten Verschlußvorhanges ermöglicht der ist zur logarithmischen Kompression ein N-P-N-Transidadurch eine Belichtung beendet. Im zweiten Schaltzu- stör 36 an die invertierende Eingangsklemme und an die stand der Umschalter 8 und 18 (Umschalter 8 geöffnet, Ausgangsklemme des Operationsverstärkers 34 ange-Umscnalter 18 geschlossen) verändert sich der Pegel 30 schlossen. Die Ausgangsklerrime des Operationsverstärder nach Gleichung (3) definierten Entscheidungsspan- kers 14 ist mit der invertierenden Eingangsklemme des nung V₁ gemäß Fig.2(B) nach oben und nach unten eine Vergleichsschaltung bildenden Operationsverstärentsprechend einer Änderung der Filmempfindlichkeit kers 29 verbunden, wogegen an die nichtinvertierende im Bereich von ASA 250 bis ASA 6400 und ermöglicht Eingangsklemme des Operationsverstärkers 29 die Aussomit eine Belichtungssteuerung entsprechend der 35 gangsklemme des Operationsverstärkers 34 angeschlosriimempfindlichkeit. sen ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform Die Arbeitsweise ist folgende: Beim Schließen des werden die von der Filmempfindlichkeit abhängige Ent- Hauptschalters der Kamera wird der veränderbare Wischeidungsspannung und die Kapazität der Integrier- derstand 15 in der ersten Vorwählschaltung 13 für FiImschultung gleichzeitig mittels der Umschalter 8 und 18 40 empfindlichkeitsdaten mit der Bezugsspannung Vr₂ geschaltet, die über oder unter einer Filmempfindlich- vorgespannt wodurch an der Ausgangsklemme des keit, die als ungefährer Mittelwert im Bereich der wähl- Operationsverstärkers 14 eine Spannung
baren Filmempfindlichkeitswerte gewählt ist gegensinnig geöffnet oder geschlossen sind. Anders als bei einer Vi = (kT/q)\n (Vr2IRasa)
Anordnung mit konstant bleibender Kapazität der Inte- 45

grierschaltung, wird folglich die Entscheidungsspan- auftritt In ähnlicher Weise fließt in der zweiten Vor-

nung V₁ bei sich zwischen Größt- und Kleinstwert an- wählschaltung 33 für Filmempfindlichkeitsdaten ein

dernder Filmempfindlichkeit innerhalb eines reduzier- Strom von der Größe Vr 2I Ry^(RiS — Widerstandswert

ten Bereiches geändert Auf diese Weise wird eine exak- des Widerstandes 35) durch den Widerstand 35, wo·

te Belichtungssteuerung frei von Einflüssen durch Stör- 50 durch an der Ausgangsklemme des Operationsverstär-

signale und Driftspannung sichergestellt kers 34 eine logarithmisch komprimierte Spannung

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform einer Belichtungssteuerschaltung gemäß der Erfindung V2 = (kT/q)\n(VR2/Ris)
sind Bauteile, die denen der Belichtungssteuerschaltung
gemäß F i g. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeicben 55 auftritt

bezeichnet Auf eine nochmalige Beschreibung dieser Der Widerstandswert Ä35 des Widerstandes 35 in der

Bauteile wird verzichtet zweiten Vorwählschaltung 33 für Filmempfindüchkeits-

Bei der Belichtungssteuerschaltung gemäß F i g. 3 daten ist so gewählt, daß er einer Filmempfindlichkeit sind die Umschalten 8 und 18 durch elektronische entspricht die einen ungefähren Mittelwert im mit dem Schalter in Form von Analogschaltern 28 und 38 ersetzt 60 veränderbaren Widerstand 15 einstellbaren Filmemp-Die Verbindungsleitung zwischen dem Integrierkon- findlichkeitsbereich darstellt Es sei beispielsweise angedensator 7 und dem Widerstand 10 ist über den Analog- nommen, daß der Widerstand 15 die Wahl einer Filmschalter 28 an Masse angeschlossen, und der Analog- empfindlichkeit im Bereich zwischen ASA 12 und schalter 38 ist zwischen die nichtinvsraerende Ein- ASA 6400 ermöglicht; in diesem Falle wird der Widergangsklemme des Operationsverstärkers 11 und die zu- 65 standswert Ä33 so gewählt daß er einer Filmempfindsammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 21 lichkeit von etwa ASA 250 entspricht Wenn der Widerbis 23 zwischengeschaltet Der Analogschalter 38 weist standswert Rasa des Widerstandes 15 geändert wird, eine Steuerklemme auf, die mit der Ausgangsklemme ändert sich die daraus resultierende Filmempfindlichkeit

nach einer geometrischen Reihe 12,25,50,1Ö0... Dementsprechend werden die mit dem Widerstand 15 gebildeten Filmempfindlichkeitsdaten über den Operationsverstärker 14 den Basiselektroden der Transistoren 20 bis 23 und der invertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 29 in Form der Spannung V| zugeführt. Die Ausgangsspannung V₂ des Operationsverstärkers 34 wird an die nichtinvertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers 29 angelegt; es wird aber darauf hingewiesen, daß die Ausgangsspannung V₂ konstant ist und einer mittels des Widerstandes 35 eingestellten bestimmten Filmempfindlichkeit von z. B. ASA 250 entspricht. Beide Spannungen V\ und V₂ werden vom Operationsverstärker 29 miteinander verglichen, um ihren jeweiligen Pegel zu bestimmen. Es sei angenommen, daß mit dem veränderbaren Widerstand 15 eine Filmempfindlichkeit eingestellt worden ist, die niedriger ist ais die mit dem Widerstand 35 eingesieiiie Filmempfindlichkeit von ASA 250, daß also Rasa kleiner ist als /?35. Daraus folgt, daß Vi > V₂ und daß der Ausgang des Operationsverstärkers 29 einen niedrigen Schaltwert annimmt. Im umgekehrten Falle von Rasa > R35 ist V₁ kleiner als V₂, und daher nimmt der Ausgang des Operationsverstärkers 29 seinen hohen Schaltwert an.

Wenn die mittels des veränderbaren Widerstandes 15 eingestellte Filmempfindlichkeit niedriger ist als die mit dem Widerstand 35 eingestellte, gibt der Operationsverstärker 29 einen Ausgang von niedrigem Schaltwert ab, wodurch der Analogschalter 38 geöffnet, der Analogschalter 28 dagegen geschlossen wird. Weil der Analogschalter 38 geöffnet ist, kann die an die Bastselektroden der Transistoren 20 bis 23 angelegte Ausgangsspannung Vi des Operationsverstärkers 14 die Transistoren 21 bis 23 nicht auf Durchlaß schalten. Nur der Transistor 20 ist elektrisch leitend und ermöglicht das Fließen eines Stromes VriIRasa zu seinem Kollektor. Folglich tritt am Kollektor des Transistors 20 eine Spannung ren 6 und 7 gespeicherte Ladung durch den Operationsverstärker 4 hindurch entsprechend dem durch den Meßgrößenumformer 9 hindurchfließenden Fotostrom Is ab. Folglich tritt an der Ausgangsklemme des Opcrationsverstärkers 4 eine Spannung

V₀= V_Ri-(l_s:(Q + C₂))t

auf, wie nach der Gleichung (2) definiert.

Die Spannung Vo wird dem Operationsverstärker 11 zugeführt und mit der Entscheidungsspannung V/ gemäß der Gleichung (1) verglichen, die in F i g. 4 (A) mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Bei V₀ > V₁ behält der Ausgang des Operationsverstärkers 11 seinen nied rigen Schaltwert bei und hält den Elektromagneten 25 in erregtem Zustand, in dem dieser den Ablauf des /.weiten Verschlußvorhanges verhindert. Im Zeitpunkt fi, wenn

KO ^β VJ, WCCII5C11 UCI nU3gail5 UM w|A,io(iwiijh.ijimi

kers 11 auf seinen hohen Schaltwert, wodurch der Elek tromagnet 25 entregt wird, den Ablauf des zweiten Vor hangs ermöglicht und somit eine Belichtung beendet.

Wenn die mit dem veränderbaren Widerstand 15 eingestellte Filmempfindlichkeit höher ist als die mit dem Widerstand 35 eingestellte, ist folglich Rasa > Ä35. und der Ausgang des Operationsverstärkers 29 nimmt seinen hohen Schaltwert an. Folglich wird der Analogschalter 38 geschlossen, der Analogschalter 28 dagegen geöffnet. Wenn die Ausgangsspannung Vi des Operationsver stärkers 14 an die Basiselektroden der Transistoren 20 bis 23 angelegt wird, fließt dementsprechend durch die Kollektoren der Transistoren 20 bis 23 ein Strom Vr₂IRasa· Folglich ist die gemeinsame Kollektorspannung dieser Transistoren 20 bis 23, oder die dem Opera- tionsverstärker 11 zugeführte Entscheidungsspannung

Vr, ^ (A R₇^. RaSa)Vr₂,

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wie durch die Gleichung (1) definiert, auf. Diese Spannung Vj wird der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 11 als Entscheidungsspannung zugeführt

Weil der Analogschalter 28 geschlossen ist ist die Verbindungsleitung zwischen dem Integrierkondensator 7 und dem Widerstand 10 an Masse angeschlossen. Weil das an die Klemme 5 angelegte Triggersignal beim Schließen des Hauptschalters und des Analogschalters 3 seinen hohen Schaltwert beibehält wird die an der Klemme 1 anliegende erste Bezugsspannung Vr 1 über den Operationsverstärker 2 und den Analogschalter 3 der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 4 zugeführt Folglich werden der erste und der zweite Integrierkondensator 6 bzw. 7 beide mit der Bezugsspannung Vr \ aufgeladen.

Wenn nunmehr der Verschlußauslöseknopf niedergedrückt wird, klappt der der Suchereinrichtung zugeordnete Schwenkspiegel nach oben und ermöglicht es, daß Licht welches sowohl an der Oberfläche des ersten Verschlußvorhanges als auch bei Beginn des Laufes des ersten Vorhanges an der Filmoberfläche reflektiert wird, auf den Meßgrößenumformer 9 auffällt und einen Fotostrom /5 erzeugt In diesem Zeitpunkt wechselt das an der Klemme 5 anliegende Triggersignal auf seinen niedrigen Schaltwert und öffnet somit den Analogschalter 3. Daraufhin fließt die an den Integrierkondensato- wie durch die Gleichung (3) definiert Weil ⁴er Analogschalter 28 geöffnet ist ist die Verbindungsleitung zwischen dem zweiten Integrierkondensator 7 und dem Widerstand 10 nicht an Masse angeschlossen, und folglich wirdnurder erste Integrierkondensator6mitder Bezugsspannung V« 1 aufgeladen. Weil diejenige Klemme des Integrierkondensators 7, die bei geschlossenem Analogschalter 28 an Masse angeschlossen ist nunmehr, bei geöffnetem Analogschalter 28, über den Widerstand 10 mit der invertierenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers4verbundenististderlntegrierkondensator7 mit seinen entgegengesetzten Seiten an beide Eingangsklemmen des Operationsverstärkers4angeschlossen und hat somit die Vorspannung NuIL Mit anderen Worten.der Integrierkondensator7ist rückgesetzt

Wenn nunmehr der Verschlußauslöseknopf niedergedrückt wird, wodurch das Hochklappen des Schwenkspiegels ausgelöst und der Ablauf des ersten Verschlußvorhanges ermöglicht wird, wird der Meßgrößenumformer 9 vom Fotostrom Is durchflossen, und der Analogschalter 3 wird aus der Schließ- in die Öffnungsstellung umgeschaltet, wodurch eine Integrieroperation ausgelöst wird. Weil in diesem Zeitpunkt nur der Integrierkondensator 6 aufgeladen ist, fließt die an ihm gespeicherte Ladung entsprechend dem Fotostrom Is ab. Folglich ist die Ausgangsspannung V₀ des Operationsverstärkers 4 nach der Gleichung (4) definiert, oder

V₀= V«,-/fs: Q)L

11

Die Ausgangsspannung Vo wird dem Operationsverstärker 11 zi'geführt und mit der Entscheidungsspan-.;ung V/ gemäß Gleichung (3) verglichen, die in F i g. 4 (B) mit gestrichelten Linien dargestellt ict. im Zeitpunkt t?,, wenn V₀ = V/, wechselt der Ausgang des Operationsverstärkers 11 von seinem niedrigen auf seinen hohen Schaltwert, wodurch der Elektromagnet 25 entregt wird, den Ablauf des zweiten Verschlußvorhanges ermöglicht und somit eine Belichtung beendet. Für jeden Wert von Rasa kleiner und größer als R35 verändert sich der Pegel der Entscheidungsspannung V/ gemäß F i g. 4 (A) und 4 (B) nach oben und nach unten entsprechend einer eingestellten Filmempfindlichkeit, um eine an diese angepaßte Belichtungssteuerung zu ermöglichen.

Auf diese Weise wird bei der in F i g. 3 dargestellten Belichtungssteuerschaltung sowohl die vom Filmempfindlichkcitsgrsd abhängige Entscheidiir.gsspannung als auch die Kapazität der Integrierschaltung automatisch und gleichzeitig geschaltet, wenn ein Widersiandswert des veränderbaren Widerstandes 15, der gleich ist dem Widerstandswert Rk des Widerstandes 35 entsprechend einem bestimmten Wert der Filmempfindlichkeit, über- oder unterschritten ist Somit ist es auch hier möglich, die Entscheidungsspannung V/ innerhalb eines re- 2s duzicrten Bereiches in dieser Belichtuiigssteuerschaltung variieren zu lassen, wenn die Filmempfindlichkeit zwischen ihrem Größt- und ihren) Kleinstwert geändert wird. Dies bedeutet, daß eine exakte Belichtungssteuerung durchgeführt wird, die den Einflüssen von Störsignalcn oder Drift nicht ausgesetzt ist Bei dieser Ausführungsform werden die Entscheidungsspannung und die Kapazität automatisch mittels der Analogschalter geschaltet. Somit zeichnet sich die Ausführungsform durch einfachere Arbeitsweise und erhöhte Betriebssicherheit

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40

so

55

60

65

Claims

1 2 38) elektronische Schalter sind. Patentansprüche:

1. Belichtungssteuerschaltung für eine Kamera
mit einem photoelektrischen Wandler (9), der einen 5

der Helligkeit eines Aufnahmegegenstandes ent- Die Erfindung betrifft eine Belichtungssteuerschalsprechenden Photostrom (Λ) erzeugt, mit einer Inte- tung für eine Kamera mit den Merkmalen des Oberbegrierschaltung für den Photostrom mit mehreren In- griff es des Patentanspruches 1.

tegrierkondensatoren (6,7), die von einer Umschalt- Bei einer bekannten Belichtungssteuerschaltung dieeinrichtung (8_S 18; 28, 38) entsprechend der Film- ίο ser Art (DE-OS 28 09 025) sind zwei miteinander verempfindlichkeits-Vorwählschaltung (13), die eben- bundene Schalter vorgesehen, von denen der erste je falls von der Umschalteinrichtung (8,18; 28,38) um- nach eingestellter Filmempfindlichkeit den einen oder schaltbar ist und ein von der Filmempfindlichkeit den anderen Kondensator als Integrierkondensator in abhängiges Spannungssignal abgibt, und mit einer üie Rückführung eines Operationsverstärkers schaltet. Verschlußsteuerschaltung (11), an der das Ausgangs- 15 Der zweite Schalter schaltet je nach Filmempfindlichsignal der Filmempfindlichkeits-Vorwählschaltung keit den einen oder den anderen Widerstand in den und der Integrierschaltung anliegt, dadurch ge- Eingangskreis des Operationsverstärkers. Wird dieser kennzeichnet, Schaltungsaufbau für den Einsatz in einer Kamera als daß eine zweite Filmempfindlichkeits-Vorwählschal- Analog-IC vorgesehen, so können die Widerstände in tung (33) vorgesehen ist, die ein der Fiimempfind- 20 dem IC nur relativ ungenau ausgeführt werden, und die lichkeit entsprechendes Ausgangssignal abgibt, Verwendung von externen Widerständen macht die wenn die eingestellte Filmempfindlichkeit einen be- Herstellung aufwendiger und mindert auch die raumstimmten Wert überschreitet, und ■ sparenden Vorteile der IC

daß das Ausgangssignal einer Vergleichsschaltung Aus der DE-OS 30 08 864 ist eine Vorrichtung zur

(29), die die Ausgangsspannui^en der beiden Film- 25 Bestimmung der Lichtreflexion an einem Brennebenen-

empfindlichkeits-Vorwählschaltungen (13, 33) mit- Verschluß bekannt, bei der zwei Kondensatoren paral-

einander vergleicht, die Umschalteinrichtung (28,38) lelgeschaltet sind, wobei die Parallelschaltung nicht dem

umschaltet, die die verschiedenen Integrierkonden- Umschalten auf verschiedene Filmempfindlichkeiten

satoren (6,7) nacheinander parallel schaltet dient, sondern dem Ausgleich der unterschiedlichen Re-

2. Belicht-./igssteuerschaitung nach Anspruch 1, 30 flektivität des ersten Verschlußvorhanges und der FiImdadurch gekennzeichnet, oberfläche.

daß die Filmempfindlichkeits-Vorwählschaltung (13) Aus der DE-OS 27 07 430 ist eine Strom-Spiegeleinen Operationsverstärker (14^%- aufweist, in dessen schaltung bekannt, bei der ein Transistor, dessen Basis Rückkopplungskreis ein Transistor (16) geschaltet und Kollektor kurzgeschlossen sind, in Reihe mit einem ist, der zusammen mit einem weiteren Transistor (20) 35 Photoempfänger geschaltet ist. Die Basis und der Emiteine Strom-Spiegelschaltung bildet, und ter des Transistors sind in bekannter Weise der Basis daß eine Entscheidungsspannungs-Schaltung (17) und dem Emitter eines anderen Transistors parallclgevorgesehen ist, die die von der Vorwählschaltung schaltet Dieser weitere Trancistor szfuert beispielswei-(13) abgegebene Spannung in eine Entscheidungs- se direkt eine Belichtungssteuer-Schaltstufe. Der Zweck spannung wandelt und diese an die Verschlußsteuer- 40 dieser bekannten Schaltung liegt in einer »belastungsschal tung (11) anlegt mäßigen Entkopplung« des Photoempfängers von ei-

3. Belichtungssteuerschaltung nach Anspruch 1 ner direkt nachgeordneten Schaltstufe bei einer Schaloder 2, dadurch gekennzeichnet daß das Ausgangs- tungsanordnung, die mit verhältnismäßig wenig Bauteisignal eines dem photoelektrischen Wandler (9) len auszukommen versucht.

nachgeschalteten Operationsverstärkers (4) an des- 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die einsen invertierenden Eingangsanschluß angelegt ist, gangs genannte Belichtungssteuerschaltung derart weider Wandler (9) mit dem invertierenden und dem terzubilden, daß der dynamische Bereich vergrößert nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Opera- und die Anordnung vereinfacht werden kann,
tionsverstärkers (4) verbunden ist, jeweils ein An- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im schluß der Integrierkondensatoren (6,7) mit dem 50 Patentanspruch 1 gekennzeichnet
nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Opera- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in tionsverstärkers (4) verbunden ist, während der an- den Unteransprüchen 2—5 beschrieben,
dere Anschluß eines der Integrierkondensatoren (7) Wenn die Kapazität des Integrierkondensators und mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstär- die von den Filmempfindlichkeitsdaten abhängige Emkers (4) verbunden ist, und die Umschalteinrichtung 55 Scheidungsspannung gleichzeitig geschaltet werden, einen ersten Umschalter (8; 18) aufweist, über den kann die Belichtungssteuerung in einem großen FiImder andere Anschluß des einen Integrierkondensa- empfindlichkeitsbereich durchgeführt werden, ohne daß tors (7) mit dem anderen Anschluß des anderen Inte- große Änderungen der Entscheidungsspannung erforgrierkondensators (6) verbindbar ist. derlich wären. Dies vermeidet den Einfluß von Störsi-

4. Belichtungssteuerschaltung nach einem der An- ω gnalen oder von Driftspannungen, so daß eine genaue sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Belichtungszeit ermöglicht ist.
Umschalteinrichtung einen zweiten Umschalter (18; Durch die in einer besonderen Ausgestaltung der Er-38) aufweist, mit dem weitere zu dem einen Transi- findung vorgesehene Verwendung eines elektronischen stör (20) der Strom-Spiegelschaltung parallel ge- Schalters erübrigen sich mit veränderbaren Widerstänschaltete Transistoren (21,22,23) verbunden sind. 65 den gekoppelte mechanische Schalter, so daß die Be-

5. Belichtungssteuerschaltung nach einem der An- triebssicherheit erhöht und die Herstellungskosten versprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringen sind.

erste und die zweite Umschalteinrichtung (8,18; 28, Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im