DE3220929A1

DE3220929A1 - Schaltung zum steuern der blendenoeffnung einer kamera oder dergleichen

Info

Publication number: DE3220929A1
Application number: DE19823220929
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kanagawa Esashika; Ryuji Machida Tokyo Shiono
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-06-03
Filing date: 1982-06-03
Publication date: 1982-12-23
Also published as: FR2507335B1; AU8429682A; NL8202233A; US4471383A; FR2507335A1; NL191106C; AT384511B; CA1168496A; JPH038526B2; GB2101770A; DE3220929C2; ATA214582A; AU554366B2; NL191106B; JPS57200017A; GB2101770B

Description

TERMEER. MÜLLER · STEINOBSTES _<: : . ^: ' '._'._ -^ g_{ony Corp}_ _ ^

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern der öffnung einer Irisblende, insbesondere nach der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 gegebenen Definition.

Auf Gebieten wie der Photografie, Bilderfassung, Bildaufzeichnung u.dgl. werden Kamera- oder Bildaufnahme-Optiken mit veränderbarer Irisblendenöffnung benutzt. Die in das optische Gerät gelangende Lichtmenge ist von der Blendenöffnung abhängig. Mit größer werdender Objekthelligkeit bzw. Lichtmenqe muß zur Vermeidung von Überbelichtungen die Blendenöffnung verkleinert werden; bei geringerer Helligkeit muß sie zur Vermeidung von Unterbelichtungen vergrößert werden.

Bei Videokameras oder Video-Bildaufnahmegeräten wird die Helligkeit des erzeugten Videosignals überwacht und in Abhängigkeit davon die öffnung der Irisblende über einen Blendenantrieb, der z.B. einen selektiv erregbaren Gleichstrommotor enthält, automatisch nachgesteuert.

Es gibt in der Aufnahmepraxis Fälle,in denen deiätameraraann ohne Rücksicht auf veränderte Helligkeitswerte mit gesperrter Blen-0 densteuerautomatik arbeiten möchte, beispielsweise beim Aufnehmen bzw. Belichten des selben Objekts bzw. derselben Szene über lange Zeit. Für derartige Zwecke haben einige Kameras bzw. Bildaufnahmegeräte eine mechanische Blendensperreinrichtunq.

Ein dieser herkömmlichen Blendensperreinrxchtungen enthält ein beispielsweise als Gummischeibe o. dgl. ausgebildetes Sperrelement, das in das Getriebesystem zwischen dem Blenden-

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antriebsmotor und der Irisblende eingreift und dabei den Blendenantrieb blockieren soll. Nach mehrfachem Einsatz können Abnutzung und/oder Deformierung das Gummielement so verändern, daß diese mechanische Blendensperreinrichtung mit der Zeit unzuverlässig oder unbrauchbar wird. Diese bekannte Blendensperre hat in Verbindung mit dieser Störanfälligkeit ferner den Nachteil, daß das einmal zur Einstellung einer festen Blendenöffnung eingelegte Sperrelement die bei einer Stromabschaltung erwünschte Vollschließung der -Irisblende zum Schutz des Aufnahme-Bildschirms verhindern kann. Zur Vermeidung dieser Fehlermöglichkeit ist zusätzlicher Steuerungsaufwand erforderlich, der den gesamten technischen Aufwand größer, komplizierter und teuerer werden läßt.

Bei einer anderen bekannten Blendensteuerautomatik ist der zuvor erwähnte Antriebsmotor mit der Irisblende über ein Zahnradgetriebe gekoppelt; eine Sperrung der Irisblende bei einem bestimmten öffnungswert ist daher nur durch direkten Eingriff in die Verzahnung möglich. Dabei kommt es in den meisten Fällen zu einer Zahnraddrehung um bis zu einer halben Zahnbreite mit einer entsprechenden Abweichung der Blendenöffnung, u.a. auch durch Zahnspiel, von dem gewünschten Sollwert. Diese mögliche Abweichung ist in den größeren Öffnungsbereichen wenig, aber bei einer Sperrung der Irisblende in der Nähe ihrer ganz geschlossenen Position sehr kritisch, denn hier haben Abweichungen vom Blenden-Sollwert einen sehr starken Einfluß auf den Pegel des von dem Bildaufnahmegerät erzeugten Videosignals.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Einrichtung zur Steuerung und Verriegelung der öffnung einer Irisblende zu schaffen, mittels der die Blendenöffnung problemlos bei jedem gewünschten öffnungswerc verriegelbar ist.

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Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, zur Steuerung der öffnung einer Blende eine neuartige Schaltung mit einem ein Blendensteuersignal erzeugenden Steuersignalgenerator zu verwenden, die zwischen einem Normalbetrieb, bei der die Blendenöffnung durch eine Pegelschaltung automatisch in Abhängigkeit von der ermittelten Helligkeit gesteuert wird, und einer Betriebsart mit verriegelter Blende, bei der die Blende durch eine Verriegelungsschaltung ohne Rücksicht auf die Helligkeit auf einen festgelegten öffnungswert einreguliert wird, umschaltbar ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Steuersignalgenerator einen Zähler, der Impulse bis zum Erreichen eines der augenblicklichen Blendenöffnung entsprechenden Istwertsignals hochzählt und bei Signalgleichheit angehalten wird. Der dabei erreichte Zählwert wird in einer Halteschaltung gespeichert, in ein Analogsignal verwandelt, bei Betrieb mit verriegelter Blende mit dem Istwertsignal verglichen und zur elektronischen Einhaltung der vorhandenen Blendenöffnung über den Blendenantrieb ausgenutzt. Der Zähler wird periodisch mit der Video-Feldfrequenz rückgesetzt und zählt dann jeweils wieder hoch, bis Signalgleichheit mit dem Istwertsignal besteht.

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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird keine Halteschaltung und statt dessen als Zähler ein Auf/Abwärtszähler verwendet, der mit dem Ziel der Signalangleichung selektiv im Auf- oder. Abwärtszählbetrieb betrieben wird. In der Betriebsart mit verriegelter Blende wird der bei Umschaltung auf diese Betriebsart vorhandene Zählwert im Zähler "eingefroren" und als Sollwert für die Blendenöffnung benutzt.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zumindest teilweise in Analogtechnik ausgeführt ist, wird ein analoges Blendensteuersignal in einem Kondensator gespeichert, um bei der Betriebsart mit verriegelter Blende durch einen Komparator ο. dgl. mit dem Istwertsignal verglichen zu werden. Durch den Ausgang des Komparators wird der Blendenantrieb im Sinne der Aufrechterhaltung einer dem gespeicherten Blendensteuersignal entsprechenden Blendenöffnung angesteuert.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines schematischen Teil-Blockschaltbilds

und eine dazugehörige Signaldarstellung,

Fig. 3 und 4 schematische Schaltbilddarstellungen zu zwei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung,

Fig. 5 eine grafische Darstellung zur Abhängigkeit einer durchgelassenen Lichtmenge von der öffnung einer

Irisblende, und

Fig. 6 ein schematisches Schaltbild eines im Rahmen der Erfindung anwendbaren. Digital/Analogumsetzers.

Bei den nachstehend erläuterten Ausführungsbeispielen für eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Einstellen der Öffnung einer Irisblende - nachstehend auch kurz als "Blendensteuereinrichtung" bezeichnet - tragen gleiche Eizelheiten gleiche Bezugszahlen. Aus Gründen der Vereinfachung wird das zugeordnete elektronisch/optische Gerät, vorzugsweise eine Videokamera 1 oder ein anderes Bildaufnahmegerät, kurz als "Kamera 1" bezeichnet.

In Fig. 1 gelangt einfallendes Licht durch eine öffnung 4 einer Irisblende 2, die beispielsweise eine Drehblende und so ausgebildet ist, daß die öffnung 4 in der einen Drehrichtung größer und in der Gegendrehrichtung kleiner wird, in das Bildaufnahmeeleinent der Kamera 1 . Die entsprechende Drehung der Irisblende 2 erfolgt durch einen mechanisch mit ihr gekoppelten und selektiv in der einen oder anderen Drehrichtung antreibbaren Motor 3, vorzugsweise einem Gleichstrommotor.

0 Die Ansteuerung des Motors 3 erfolgt in Abhängigkeit von dem

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Helligkeitspegel des von der Kamera 1 erzeugten Videosignals. Das wie üblich über einen Verstärker 7 an entsprechende Verarbeitungsschaltungen(nicht dargestellt) gehende erzeugte Videosignal aus der Kamera 1 wird zwecks Steuerung des Motors 3 einem aus einer Diode D₁ zur Gleichrichtung und einem an Masse gelegten Kondensator C₁ gebildeten Halbwellen-Spitzenwertdetektor 8 zugeführt, dessen RC-Zeitkonstante (D₁ wirkt auch als Widerstand) so gewählt ist, daß jeweils ein der Helligkeit des Videosignals entsprechender Mittelwert erfaßt und in "dem Kondensator C₁ gespeichert wird. Wenn die Kamera 1 z.B. ein Farbbildaufnahmegerät ist, dann wird dem Detektor 8 die Luminanzkomponente des Videosignals zugeführt, die der durch die Öffnung 4 in die Kamera 1 gelangenden Lichtmenge proportional ist. Mit zunehmender Lichtmenge bzw. Objekthelligkeit muß die öffnung 4 kleiner werden, damit, das Videosignal oder zumindest dessen Luminanzkomponente einen gegebenen Wert nicht übersteigt. Diese Lichtmengenregulierung erfolgt durch eine entsprechende Anpassung der öffnung 4 der Irisblende 2.

Ein z.B. als Differenzverstärker arbeitender Komparator 9 ist mit einem Eingang an den Verbindungspunkt zwischen D₁ und C₁ des Detektors 8, mit seinem zweiten Eingang an eine Bezugsspannung V angeschlossen, um die Videosignal-Helligkeit mit der Bezugsspannung V₀ zu vergleichen und ein der ermittelten Differenz zwischen beiden Werten entsprechendes Ausgangssignal über eine Diode D„ an den Motor 3 abzugeben.

Der den Spitzenwertdetektor 8 und den Komparator 9 umfassende Schaltungsteil bildet eine automatische Regelschaltung zur automatischen Anpassung der Öffnung 4 der Irisblende 2. Wenn durch zunehmenden Helligkeitswert des Videosignals die Spannung am Kondensator C₁ größer wird, dann rotiert durch ein

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entsprechendes Steuersignal aus dem Komparator 9 der Motor in der Richtung, die zur Verkleinerung der öffnung 4 der Blende 2 führt, bis der Sollwert der Helligkeit wieder vorhanden ist. Bei abnehmender Helligkeit tritt der umgekehrte Regelvorgang ein.

Die Blendensteuereinrichtung in Fig. 1 enthält ferner eine erfindungsgemäße Blendenverriegelungsschaltung, mittels der die öffnung 4 bei Bedarf in ihrer gegenwärtigen Größe verriegelbar bzw. feststellbar ist. Die Blendenverriegelung umfaßt einen Istwertgeber zur Abgabe eines der jeweiligen Größe der öffnung 4 entsprechenden Istwertsignals, einen Sollwertgenerator zur Abgabe eines diesem Istwertsignal entsprechenden Sollwertsignals und eine Steuerschaltung, die den Motor auf Einhaltung einer dem Sollwertsignal entsprechenden Größe der öffnung 4 ansteuert. Der Istwertgeber ist in dem Beispiel von Fig. 1 ein Potentiometer 10 mit zwischen einer Spannung V_c und Masse liegendem Widerstand und einem mechanisch mit der Irisblende 2 gekoppelten Schleifer. Die der Blendenöffnung entsprechende Schleiferstellung ergibt jeweils eine Abgreif spannung V₁^ (Teilspannung von V,,-) , die das Istwertsignal bildet.

Der Sollwertgenerator wird in Fig. 1 aus einem Komparator 12, Zähler 13, einer Latch-Schaltung 17 und einem Digital/Analogumsetzer 18 gebildet. Dem Zähler 13 werden über einen Eingang 14 Zählimpulse in Form von Taktimpulsen V_nv zugeführt, die beispielsweise synchron zur horizontalen Elektronenstrahlablenkung der Video-Kamera 1 erzeugt werden und dann eine Frequenz von 15,75 kHz haben; sie werden vom Zähler 13 aufwärts gezählt. Außerdem erhält der Zähler 13 über einen Eingang 15 Rücksetzimpulse S , z.B. mit der Fernseh-Feldrasterfrequenz von 60 Hz. Der Zähler 13 zählt die Taktimpulse P_nv nur so

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lange, wie ein vom Ausgang des Komparators 12 an einen Zählereingang EN gelangendes Aktiviersignal beispielsweise negative Polarität hat; wenn dieses Signal Null oder von positiver Polarität ist, sperrt es den Zähler 13.

Die dem Zähler 13 über einen Schalter 6 nachgeschaltete Latch-Schaltung 17 übernimmt bei geschlossenem Schalter 6 laufend die neusten Zählwerte und speichert bei geöffnetem Schalter jeweils den letzten Zählwert an dem Zähler 13. Die Schaltung 17 ist über einen anderen Eingang auch mit dem Ausgang des Komparators 12 verbunden.

Der beispielsweise gemäß Fig. 6 aufgebaute Digital/Analogumsetzer (kurz D/A-Umsetzer) 18 führt einem Eingang des Komparators 12 den zählwertabhängigen Ausgang der Latch-Schaltung 17 in analoger Form als Sollwertsignal V „ ^zu? dieses Steuersignal wird größer, wenn der Zählwert des Zählers 13 zunimmt.

Der ähnlich dem Komparator 9 ausgebildete Komparator 12 vergleicht das Sollwertsignal V₁₂ mit dem an seinen anderen Eingang gelangenden Istwertsignal V aus dem Potentiometer 10 und gibt im vorliegenden Fall bei ^V _I2 "^ ^vn ^ein negatives, bei V„> V ein positives und bei V₁₂ = V₁₁ ein Null betragendes Steuersignal an den Zähler 13 sowie über eine Diode D₃ an einen Schalter 5 ab.

Bei Normalbetrieb der Blendensteuereinrichtung, wenn wie in Fig. 1 dargestellt der Schalter 5 offen und Schalter 6 geschlossen sind, erfolgt die automatische Regulierung der öffnung 4 der Irisblende 2 durch die in Fig. 1 dargestellte automatische Steuerschaltung. Die wie mechanische Schalter dargestellten Schalter 5 und 6 können Halbleiter-Schalterelemente sein, die

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durch ein von einem Eingang 16 bezogenes Umschalt- oder Blendenverriegelungssignal S_p umgeschaltet werden ; diese Schaltsignale S werden auch zum Außerbetriebsetzen des Kornparators 9 benutzt.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 2, wo der Verlauf des vom Ausgang des D/A-Umsetzers 18 bezogenen Sollwertsignals V _ aufgetragen ist, der Betriebsablauf der Blendenverriegelungsschaltung von Fig. 1 beschrieben. Sobald das stufenförmig ansteigende Steuersignal V « dem der Blendenöffnung 4 entsprechenden Istwertsignal V₁ gleich geworden ist, stoppt der Komparator 12 durch Abgabe eines Sperrsignals den Zähler 13, und die Latch-Schaltung 17 liefert ab sofort ein konstantes digitales Zählsignal an den D/A-Ümsetzer; jetzt ist V = V . Der letzte Zählwert in der Latch-Schaltung 17 bleibt bis zum Rücksetzen des Zählers 13 oder bis zur Umschaltung auf eine andere"Betriebsart mit verriegelter Blende" in Schaltung 17 gespeichert.

Bei der normalen Betriebsart mit automatischer Blendenregulierung wird der Zähler 13 jeweils durch einen Rücksetzimpuls S_n auf einen Anfangszählwert zurückgesetzt, z.B. auf Zählwert Null, den die ebenfalls rückgesetzte Latch-Schaltung 17 über den Umsetzer 18 als analoges Sollwertsignal V^ weiwergibt. Durch ständiges Wiederholen dieser Vorgänge entsteht der in Fig. 2 dargestellte stufenförmige Anstieg des Signals V ₂ mit einem zur Feldwechsel- bzw. Bildsynchronsignal-Frequenz synchronen Rhytmus.

Wenn das Blendenverriegelungssignal S_c, vorzugsweise aus mittels z.B. einer Torschaltung mit dem Sperrsignal des Komparator s 12 synchronisiert, am Eingang 16 ansteht, wird bei Zustand V „ = V . der Schalter 6 geöffnet, so daß die Latch-

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Schaltung 17 das Signal V „ speichert und permanent abgibt. Rücksetz- und Aufwärtszähl-Vorgänge des Zählers 13 sind jetzt ohne Einfluß auf den in der Latch-Schaltung gespeicherten Zählwert.

Durch das Blendenverriegelungssignal S_c wird auch der Komparator 9 außer Betrieb gesetzt und der Schalter 5 geschlossen. Sollte sich trotz festgelegtem Sollwertsignal die Öffnung 4 der Irisblende 2 verändern, dann würde der Motorregelkreis der Blendenverriegelungsschaltung das entsprechend abgewichene Istwertsignal V₁ umgehend wieder dem Sollwertsignal V_T„ angleichen und damit die Größe der Öffnung 4 auf den gegebenen Sollwert bringen - ohne Berücksichtigung von Helligkeitswert-A'nderungen des Ausgangs- bzw. Videosignals der Kamera 1 . Bei der Betriebsart mit verriegelter Blende ist das Sollwertsignal V- ^eiⁿ konstanter Bezugswert für das Blendenöffnungsistwertsignal, das gewissen Schwankungen unterworfen sein kann, welche die Regelschaltung immer wieder ausgleicht.

Nach Wiederherstellung der Normalbetriebsart entfallt das Signal S , der Schalter 5 ist jetzt offen und der Schalter 6 geschlossen, der Komparator 9 arbeitet wieder wie weiter oben erläutert, so daß die Regelschaltung die Öffnung 4 der Irisblende 2 jetzt wieder automatisch den ermittelten Helligkeitswerten nachsteuert.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Zähler 13 bei Erreichen der Bedingung V₂ = V .. durch den Komparator 12 rückgesetzt und vorzugsweise erst dann der Schalter 6 geöffnet.

Als Abwandlung gegenüber Fig. 1 könnte das digitale Zählsignal des Zählers 13 parallel der Latch-Schaltung 17 und dem D/A-

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Wandler 18 zugeführt werden und, bei Auftreten des Umschaltsignals S , der in der Latch-Schaltung 17 gehaltene Zählwert in den D/A-Umsetzer abgegeben werden. Entsprechende Schalter und/oder Torschaltungen müßten vorhanden sein.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist keine Latch-Schaltung 17 vorhanden, und an Stelle des Zählers 13 (Fig. 1) befindet sich ein Aufwärts/Abwärtszähler 13', welcher die Taktsignale Ρ_,_ν vom Eingang 14 in Abhängigkeit, von durch den Komparator 12 erzeugten Auf- oder Ab-Befehlen aufwärts bzw. abwärts zählt.

Bei Normalbetrieb mit automatischer Blendenregulierung (das Verriegelungssignal S fehlt.) wird jeder über den D/A-Umsetzer 18 in das entsprechende analoge Sollwertsignal V-~ verwandelte Augenblicks-Zählwert durch den Komparator 12 mit dem Istwertsignal ν_χ1 verglichen und die Blendenöffnung durch den Motor 3 entsprechend reguliert. Wenn V „>V . geworden ist, wird der Zähler 13' durch Abgabe eines Ab-Befehls aus dem Komparator 12 wieder auf Abwärtszählbetrieb gesteuert. Sobald V „<Cv . geworden ist, schaltet der Komparator 12 den Zähler 13' wieder auf Aufwärtszählen um, un so fort. Folglich "pendelt" bei dieser Kegelungsart der Zähler 13' und dessen Zählwert ständig um den Bereich des Istwerts der Blendenöffnung. ·

Mit Zugang des Umschalt- bzw. Verriegelungssignals S_ wird in dem Zähler 13' der letzte Zählwert gespeichert und ab sofort als Sollwertsignal zur Steuerung des Motors 3 über den jetzt geschlossenen Schalter 5 benutzt. Die Größe der Blendenöffnung 4 ist jetzt auf den im Augenblick des Auftretens des Signals Sp vorhandnen Wert verriegelt.

Trotz verriegelter Blende hat der Kameramann bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 die Möglichkeit, bei Bedarf die

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Größe der an sich verriegelten Blendenöffnung in gewissen Grenzen durch selektives kurzzeitiges Aktivieren des Zählers 13' während einiger Taktimpulse P in Auf- oder Abwärtsrichtung zu verändern.

Die in den Fign. 1 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im wesentlichen in Digitaltechnik, das nachstehend erläuterte dritte Ausführungsbeispiel von Fig. 4 dagegen in Analogtechnik ausgeführt. Ein Speicherkondensator C₂ der Blendenverriegelungsschaltung von Fig. 4 wird bei Normalbetrieb über einen in dieser Betriebsart geschlossenen und dabei auch eine Kurzschluß- oder Niedrigwiderstand-Brücke über die zwei Eingänge des Komparators 12 bildenden Schalter 26 auf die vom Potentiometer 10 abgegebene Istwertspannung V . aufgeladen. Der Ausgang des Komparators 12 ist über einen Transistor 23 in Emitterfolgerschaltung mit dem Blendenantriebsmotor 3 verbunden. Ein mechanisch mit dem Schalter 26 gekoppelter und bei Normalbetrieb offener Schalter 25 dient, wenn beide Schalter 25 und 26 durch das Umschaltsignal S in die andere Schaltstellung umgeschaltet sind, der Versorgung des invertierenden Eingangs von Komparator 9 über eine Diode
sistor 23 mit einer Spannung

Komparator 9 über eine Diode D. sowie des Kollektors von Tran-

Im Normalbetrieb wird die öffnung 4 der Blende durch den Detektor 8 und Komparator 9 der Regelschaltung automatisch nach dem Helligkeitswert des Videosignals der Kamera 1 gesteuert. Die Ladespannung des Kondensators C„ ist V „ = V ... Der Komparator 12 ist durch den geschlossenen Schalter 26 und der Transistor 23 durch den offenen Schalter 25 außer Betrieb gesetzt.

Bei der Umschaltung auf die Betriebsart mit verriegelter Blende werden durch das Signal S der Schalter 25 geschlossen und der Schalter 26 geöffnet. Solange die Betriebsspannung ⁺V_rr an dem

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Punkt "a" der Schaltung in Fig. 4 größer als die Bezugsspannung V ist, wird der Motor 3 «icht durch den Komparator 9 sondern durch den Transistor 23 mit Strom gespeist, und zwar in Verbindung mit jetzt aktivierten Komparator 12 in Abhängigkeit von dem jetzt permanent auf V „ = V₁ aufgeladenen Kondensator C„. Der als Emitterfolger geschaltete Transistor 23 gleicht jede etwa auftretende Abweichung des Istwertes V , vom Sollwert V„ durch entsprechende Ansteuerung des Motors 3 aus, so daß die Irisblende 2 den zum Zeitpunkt des Auftretens des Signals S vorhandenen Öffnungswert, konstant behält.

Auch bei dieser Ausführung gemäß Fig. 4 hat der Kameramann die Möglichkeit, bei Betrieb mit verriegelter Blende die Blendenöffnung in bestimmten Grenzen zu verändern. Diese Möglichkeit wird durch eine entsprechende Änderung der Sollwertspannung V__? mittels eines Potentiometers 19 erreicht, dessen Widerstand zwischen der Spannung ⁺V_ und Massepotential liegt und dessen Schleifer 20 mit dem Fußpunkt des Speicherkondensators C_? verbunden ist. Durch manuelle Verstellung des Schleifers 20 wird eine gewünschte Blendenöffnung vorgegeben.

In der Praxis besteht eine nicht-]ineare Abhängigkeit zwischen der Größe der Blendenöffnung und der durch die Blendenöffnung in die Kamera 1 einfallenden Lichtmenge L. Diese nicht-lineare Abhängigkeit ist in Fig. 5 durch die gekrümmte Kurve A dargestellt. Als Maß für die Blendenöffnung ist hier der Drehwinkel θ der Irisblende aufgetragen. Mit zunehmender Öffnungsgröße wird auch die durchgelassene Lichtmenge L größer. Zur Erzieluncr einer linearen Abhängigkeit (Gerade C in Fig. 5) wird der Steuerschaltung eine entgegengesetzt nicht-lineare Kennlinie nach Kurve B in Fig. 5 verliehen. Zur Realisierung dieser gewollten Nicht-Linearität kann zum Beispiel in den Ausführunqsbeispielen von Fig. 1 und 3 der D/A-Umsetzer 18 eine

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der Kurve B in Fig. 5 entsprechende Kennlinie aufweisen. Damit ist eine lineare Abhängigkeit zwischen der Helligkeit L und

der Blendenöffnung (Drehwinkel Θ) nach der Geraden C in Fig. erreichbar.

In einem derartigen nicht-linearen D/A-Umsetzer 18 kann ein leiterförmiges Widerstandsnetzwerk 21 gemäß Fig. 6 verwendet werden. Ein 8-Bit-Zähler ist Bit für Bit jeweils an einen Widerstand mit einem Wert 2R angeschlossen, und jeweils zwei benachbarte Bits sind durch einen Widerstand mit dem Wert R überbrückt. Das analoge Ausgangssignal V „ wird am Fußpunkt des Netzwerks abgegriffen, der über den Widerstand 2R mit Masse verbunden ist. Mit jeder Zählwertänderung des Zählers 13 erfolgt eine entsprechende Änderung des analogen Sollwertsignals V₂ nach Kurve C.

Statt mit dem digitalen Zählausgang des Zählers 13 kann das Netzwerk 21 auch mit dem digitalen Ausgangssignal der Latch-Schaltung 17 (Fig. 1) oder des Aufwärts/Abwärtszählers 13¹ (Fiq. 3) gespeist werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 kann die lineare Charakteristik gemäß Kurve C in Fig. 5 durch einen entsprechenden nicht-linearen Widerstandsverlauf nach Art von Kurve B in Fig. 5 realisiert werden.

Die erfindungsgemäße Blendensteuerschaltung ist nicht nur für eine durch einen Motor verstellbare Irisblende 2 sondern beispielsweise auch für mechanisch oder elektronisch gesteuerte Blendenanordnungen wie beispielsweise ein Ablenkgitter geeignet. In diesem Fall werden die Ausgangssignale der Komparatoren 9 und 12 selektiv einer elektronischen Blendensteuerung zugeführt.

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Ferner kann das Sollwertsignal V . in Form einer veränderlichen Spannung statt durch ein Potentiometer auch durch ein Magnetoresistenz-Element, ein optisch gekoppeltes Element o.dgl. erzeugt werden. In jedem Fall muß dieses Element ein der Position, Einstellung oder tatsächlichen Öffnung der Irisblende entsprechendes Signal abgeben.

Die Video-Kamera 1 kann eine elektronische Bildaufnahmeröhre, einen Halbleiter-Photodetektor, einen CCD-Bildsensor o.dgl. enthalten. Die Kamera 1 kann alternativ auch eine photografische Kamera o.dgl. sein.

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Claims

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PATE XI-TÄ N-Ä

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !"Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

Dipl.-Ing, F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51

Tnftstrasse 4,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4SOO BIELEFELD 1

Case: S82P78

Mü/Gdt/cy 3. Juni 1982

SONY CORPORATION
7-35 Kitashinagawa 6-chome Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Schaltung zum Steuern der Blendenöffnung einer Kamera oder dergleichen

Priorität: 3. Juni 1981, Japan, Ser.No. 85363/1981

PATENTANSPRÜCHE

Ty. Schaltung zum Steuern der öffnung der Irisblende einer Kamera oder dergleichen, mit

- einem Antrieb zum Verstellen der öffnung der Irisblende,

- einem Sensor zur Erfassung eines Helligkeitswertes eines von der Kamera erzeugten Signals und

- einer Regelschaltung zum automatischen Steuern der Blendenantriebes in Abhängigkeit von dem ermittelten Helligkeitswert,
gekennzeichnet durch

- einen Geber (10) zur Erzeugung eines der tatsächlichen Größe der öffnung' (4) der Irisblende (2) entsprechenden Istwertsignals (V"_T1),

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- einen Steuersignalgenerator (z.B. 13,18,12), der mit dem Istwertgeber (10) verbunden ist und abhängig von dem Istwertsignal der Blendenöffnung ein Blendensteuersignal erzeugt,

- eine Einrichtung (5; 6) zum Umschalten der Schaltung zwischen einem Normalbetrieb, bei dem die Blendenöffnung automatisch dem jeweils ermittelten Helligkeitswert angepaßt wird, und einer Betriebsart mit verriegelter Blende, bei der eine festgelegte Größe der Öffnung (4) der Blende unabhängig vom vorhandenen Helligkeitswert eingehalten wird, und

- eine Blendenverriegelungsschaltung (12; 17; 13'; C₃) zum Festhalten eines letzten Wertes des Blendensteuersignals, der vor der Umschaltung auf die Betriebsart mit verriegelter Blende anlag, und zur Ansteuerung des Blendenantriebs (3) im Sinne der Einhaltung einer dem festgehaltenen Blendonstcucrsignal entsprechenden Blendenöffnung.
2. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator einen aus zugeführten Impulsen CP_n^) ein digitales Zählsignal erzeugenden Zähler (13), einen das digitale Zählsignal in ein entsprechendes Analogsignal umsetzenden Digital/Analogumsetzer (18) und einen Komparator (12), der die Zählung jeweils dann anhält, wenn das Analogsignal dem Istwertsignal zumindest annähernd gleich wird, damit das erreichte Analogsignal als Blendensteuersignal ausgenutzt werden kann, umfaßt.
3. Schaltung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenverriegelungsschaltung eine mit dem Zähler (13) verbundene Halteschaltung (17), die in der Betriebsart mit verriegelter Blende das vor der Umschaltung vorhandene letzte digitale Zählsignal des Zählers speichert und an den D/A-Umsetzer (18) abgibt, und einen den Antrieb (3) der Irisblende (2) ansteuernden Komparator (12) aufweist.

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4. Schaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung zu einem Zeitpunkt nach Abschaltung des Zählers die Umschaltung auf Betrieb mit verriegelter Blende durchführt, damit die Halteschaltung den höchsten erreichten Zählwert des Zählers festhält.
5. Schaltung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung einen Umschalter (5; 23) zur selektiven Verbindung des Ausgangs des Komparators (12) mit dem Blendenantrieb (3) enthält.
6. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (13') so ausgebildet und gesteuert ist, daß in Verbindung mit den zugeführten Impulsen (P„„) ein etwa der augenblicklichen Größe der Öffnung

(4) der Blende (2) entsprechendes digitales Zählsignal erzeugt wird.
7. Schaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler ein in seiner Zählrichtung abhängig von der Größe der Blendenöffnung umsteuerbarer Äufwärts/Abwärtszähler (13*) ist.
8. Schaltung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Zählsignal des Zählers (13') in Form eines durch einen D/A-Umsetzer umgewandelten Analogsignals einem nachgeschalteten Komparator (12) zugeführt wird, der das Analogsignal mit dem Istwertsignal bezüglich der Blendenöffnung vergleicht und abhängig davon die Zählrichtung des Zählers bestimmt.
9. Schaltung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb mit verriegelter Blende der Zähler (13') gespert _ und der

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Ausaang des Komparators (12) mit dem Blendenantrieb (3) verbunden ist.
10. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator einen das Istwertsignal bezüglich der Blendenöffnung aufnehmenden und speichernden Speicher (C~) aufweist.
11. Schaltung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ein Speicherkondensator ist.
12. Schaltung nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenverriegelungsschaltung einen Schalter (26), der den Speicherkondensator (C^) nur bei Normalbetrieb mit dem Istwertsignal-Geber (11) verbindet, und einen Komparator Pfr^^iFer bei Betrieb mit verriegelter Blende das Istwertsignal mit dem im Speicherkondensator gespeicherten Signal vergleicht und demgemäß den Blendenantrieb (3) steuert.
13. Schaltung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (12) als Differenzverstärker arbeitet, dessen zwei Eingänge bei Normalbetrieb durch einen Schalter (26) kurzgeschlossen sind.
14. Schaltung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Komparators (12) über einen als Emitterfolger geschalteten Transistor (23) mit dem Blendenantrieb (3) verbunden ist.

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15. Schaltung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor bei Betrieb mit verriegelter Blende eine Arbeitsspannung von einer entsprechenden Quelle erhält.
16. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenantrieb einen Motor (3) enthält.
17. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Spitzenwertdetektor (8) mit einer auf Erfassung eines Pegelmittelwertes des Helligkeitsignals ausgerichteten Zeitkonstante ist.
18. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (10) mechanisch mit dem Blendenantrieb gekoppelt ist und eine der Blendenöffnung entsprechende Spannung (V₇₁) abgibt.
19. Schaltung nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß der Geber als Potentiometer ausgebildet ist.
20. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Regelschaltung einen Komparator (9) enthält, der ein Bezugssignal (V ) mit dem von der Kamera (1) erzeugten Helligkeitssignal vergleicht und den Blendenantrieb im Normalbetrieb so ansteuert, daß eine Differenz zwischen beiden Signalen ausgeglichen wird.
21. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (13) durch eine Impulsquelle (S) mit Video-Feldwechselfrequenz rückgesetzt wird; daß die Umschalteinrichtung (5, 6 bzw. 5) bei Nor-

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malbetrieb den Zähler mit der Halteschaltung verbindet sowie den Komparator (12) von dem Blendenantrieb trennt und bei Betrieb mit verriegelter Blende diese beiden Schaltfunktionen umkehrt; und daß das Umschalten der Umschalteinrichtung durch die Impulsquelle (S_.) ausgelöst wird.
22. Schaltung nach Anspruch 21 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung ausschließlich und nur bei Betrieb mit verriegelter Blende den Ausgang des Komparators (12) mit dem Antrieb (3) der Blende verbindet.
23. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sondereinrichtung, über die bei der Betriebsart mit verriegelter Blende der Zählwert des Zählers (13; 13') bei Bedarf veränderbar ist, um damit eine entsprechende Änderung der öffnung (4) der Irisblende (2) zu bewirken.
24. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenverriegelungsschaltung in Analogtechnik ausgeführt ist und einen Kondensator (C„) zur Speicherung des als Spannung vorliegenden Istwertsignals enthält, der bei Normalbetrieb durch einen in dieser Betriebsart die beiden Eingänge des Komparators (12) überbrückenden Schalter (26) mit dem Istwertgeber (10) verbunden ist; und daß in der Betriebsart mit verriegelter Blende der Schalter (26) geöffnet, der Komparator (12) dadurch aktiviert und die öffnung (4) der Blende (2) auf eine dem in dem Kondensator (C₀) gespeicherten Signalwert entsprechende Größe einreguliert wird.

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25. Schaltung nach Anspruch 24 in Verbindung mit 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondereinrichtung einen veränderbaren Widerstand (19) zum Ändern des in dem Kondensator (C-) gespeicherten Signalwertes aufweist.