DE3303397A1

DE3303397A1 - Exposure measuring and control circuit

Info

Publication number: DE3303397A1
Application number: DE19833303397
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. DDR 8101 Ullersdorf Jehmlich; Peter DDR 8010 Dresden Schornstädt
Original assignee: Pentacon Dresden VEB
Current assignee: Pentacon GmbH Foto und Feinwerktechnik
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1983-02-02
Publication date: 1983-09-29
Also published as: DD207269A1

Abstract

The aim and the object of the invention are to reduce the complexity of the circuitry for said device and to ensure that it is possible to process a further object brightness range in an interference-free fashion despite the elimination of a measuring amplifier with high-resistance inputs and without taking the logarithm of the input signal. According to the invention, use is made of an input stage which is formed from a photoreceiver working in elemental mode and an A/D converter whose output is fed back, on the one hand, to the input of the A/D converter that is connected to the photoreceiver and, on the other hand, is connected to a counting and computing circuit controlling the film exposure and an exposure indicator. <IMAGE>

Description

Belichtungsmeß- und -steuerschaltung Die Erfindung betrifft eine Belichtungsmeß- und -steuerschaltung für fotografische Kameras.Exposure measuring and control circuit The invention relates to an exposure measuring and control circuit for photographic cameras.

Zur Messung von Objektleuchtdichten ist bisher die Verarbeitung des Kurzschluß stromes von im Elementbetrieb arbeitenden Fotodioden und dessen Umwandlung in einen logarithmischen Spannungsverlauf mit Logarithmierrerstdrker bekannt (s.z.B. DE-AS 23 56 964)o Des weiteren wurde eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung bekannt, mit welcher durch zwei in Reihe geschaltete, entgegengesetzt gepolte Potodioden sowie einem Paar in Kaskade geschalteter CMOS-Inverter eine auf die Fotodioden auftreff ende Lichtmenge in eine Meßsignal entsprechende Frequenz transformiert wird (DE-OS 30 48 647).The processing of the Short-circuit current of photodiodes working in element operation and its conversion known in a logarithmic voltage curve with logarithmic magnifiers (see e.g. DE-AS 23 56 964) o Furthermore, a photoelectric conversion circuit was known, with which by two oppositely polarized potodiodes connected in series and a pair of cascaded CMOS inverters one hits the photodiodes The end of the amount of light is transformed into a frequency corresponding to the measurement signal (DE-OS 30 48 647).

Erstere Meßschaltungen bedingen einen hohen elektronischen Aufwand zur Erfassung kleinsterFotoströme mittels hochohmiger Verstärkereingänge sowie zusätzliche schaltungstechnische Maßnahmen zur Kompensation des Temperaturganges der Logarithmierstufe. Die angeführte Umwandlungsschaltung erfordert zwei aufeinander abgestimmte Fotodioden, besitzt bei direkten Lichtmengenmessungen eine Betriebsspannungsabhängigkeit, der nur mit erhöhtem Aufwand zu begegnen ist und kann nur bis zu relativ groBen unteren Beleuc htungsstärken eingesetzt werden.The former measuring circuits require a high level of electronic expenditure for recording the smallest photo currents by means of high-resistance amplifier inputs as well as additional Circuitry measures to compensate for the temperature response of the logarithmic step. The listed conversion circuit requires two photodiodes matched to one another, has an operating voltage dependency for direct light quantity measurements, the can only be countered with increased effort and can only go down to relatively large lower levels Illumination levels are used.

Die Erfindung dient der Verbesserung von Belichtungsmeß-und -steuerschaltungen.The invention serves to improve exposure metering and control circuits.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Belichtungsmeß- und -steuerschaltung zu schafen, welche mit relativ niedrigem A wand eine störunanfällige Verarbeitung eines weiten 0bektleuchtdichte-Bereiches gewährleistet.The object of the invention is to provide an exposure measuring and control circuit to sheep which, with a relatively low A, have a processing that is not susceptible to malfunctions one wide object luminance range guaranteed.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine von einem im Elementenbetrieb arbeitenden Fotoempfänger und einem A/D-Wandler gebildete Eingang stufe Anwendung findet, deren Ausgang einerseits auf den mit dem Fotoempfänger beschalteten Eingang des A/D-Wan<1-lers rückgekoppelt ist und andererseits mit einer die Filmbelichtung sowie einen Belichtungaindika-tor steuernden Rechenschaltung in Verbindung steht Die Erfindung wird anhand dargestellter Ausführungsbei spiele erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Blockschaltschema der Belichtungsmeß- und -steuerschaltung Fig. 2 Spannungsverlauf und Impulsdiagramm Gemäß Fig. 1 wird die Eingangsstufe der Belichtungsmeß-und -steuerschaltung von einer Fotodiode 1 und einem A/D-Wandler gebildet, wobei zu letzterem ein als Komparator arbeitender Verstärker 2, ein Frequenz-Generator 3, eine Torschaltung 4 sowie eine im Rückkoppelungspfad auf den Eingang des Komparators liegende Kombination eines Kondensators 5 mit einer Rückkoppeldiode 6 und einer Entladediode 7 gehören. Die Torschaltung 4 ist mit einem Zähler 8 verbunden, dem einerseits eine Rechenschaltung und Steuerschaltung 9 für einen Verschlußmagneten 10 und ein Display 11 zur Voranzeige von Belichtungsdaten und andererseits eine Schalteinrichtung 12 nachgeordnet ist, wobei an letztere ein Computerblitz 13 geschaltet werden kann. Mit dem Zähler 8 ist auch eine Codiereinrichtung 14 zur Eingabe der Filmempfindlichkeit, ein Blitzsynchronschalter 15 sowie ein Memory-Schalter 16 und mit der Rechen- und Steuerschaltung 9 ein Schalter 17 zur Einleitung der Belichtungszeitbildung sowie eine Codiereinrichtung 18 für Blendenwerte verbunden. Mit 19 sind eine Schaltungskapazität und mit 20, 21 Kondensatoren zur Änderung der Rückkoppelimpulse sowie mit 22 eine Rücksetzleitung bezeichnet.According to the invention this object is achieved in that one of a photo receiver working in the element operation and an A / D converter Input level is applied, the output of which is on the one hand with the photo receiver connected input of the A / D converter is fed back and on the other hand with a computing circuit controlling the film exposure and an exposure indicator The invention is based on the illustrated Ausführungsbei games explained. 1 shows a block diagram of the exposure measuring and control circuit Fig. 2 voltage curve and pulse diagram According to FIG. 1, the input stage of the Exposure measuring and control circuit of a photodiode 1 and an A / D converter formed, with the latter being an amplifier 2 operating as a comparator, a frequency generator 3, a gate circuit 4 and one in the feedback path to the input of the comparator lying combination of a capacitor 5 with a feedback diode 6 and a Discharge diode 7 belong. The gate circuit 4 is connected to a counter 8, the on the one hand a computing circuit and control circuit 9 for a shutter magnet 10 and a display 11 for previewing exposure data and, on the other hand, a Switching device 12 is arranged downstream, a computer flash 13 connected to the latter can be. With the counter 8 is also a coding device 14 for inputting the Film speed, a flash sync switch 15 and a memory switch 16 and with the computing and control circuit 9, a switch 17 as an introduction the exposure time formation and a coding device 18 for aperture values. With 19 are a circuit capacitance and with 20, 21 capacitors to change the Feedback pulses and 22 denotes a reset line.

Die Wirkungsweise ist folgende: Nach Betriebsspannungszuschaltung und digitaler Eingabe der Werte für Filmempfindlichkeit und vorgewählter Blende wird die auf der Fotodiode wirksame B eleuchtungs stärke..E in bekannter Weise in einen Kurzschlußstrom I = a . E (1) a = Empfindlichkeit der Fotodiode umgewandelt. In Verbindung mit dem festen Bezugspotential an dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 2 entsteht an dessen Ausgang zunächst ein High-Potential U2, welches die Torschaltung 4 öffnet und eine Folge von im Generator 3 erzeugten Spannungsimpulsen U4 über den Kondensator 5 und die Diode 6 auf den invertierenden Eingang des Verstärkers 2 rückkoppelt. Unter der Voraussetzung, daß ideale Schalterdioden Anwendung finden, ist in einem Rückkoppelimpuls die Ladung = = C b U (2) enthalten. Der mittlere Rückkoppelstrom beträgt somit I = Q = = C . U . f (3) 9 = Impulsfolgefrequenz Mit (1) erhält man E - . £ - const . £ (4) a Man erkennt aus (4), daß die Impulsfolgefrequenz ein Maß für die Beleuchtungsstärke E ist.The mode of operation is as follows: After switching on the operating voltage and digital input of the values for film speed and preselected aperture is the effective illumination on the photodiode strength..E in a known manner in a short circuit current I = a. E (1) a = converted sensitivity of the photodiode. In connection with the fixed reference potential at the non-inverting input of the amplifier 2 initially arises at its output a high potential U2, which the gate circuit 4 opens and a sequence of voltage pulses generated in the generator 3 U4 through the capacitor 5 and the diode 6 to the inverting input of the amplifier 2 fed back. Provided that ideal switch diodes are used, the charge = = C b U (2) is contained in a feedback pulse. The mean feedback current is therefore I = Q = = C. U. f (3) 9 = pulse repetition frequency With (1) one obtains E -. £ - const. £ (4) a It can be seen from (4) that the pulse repetition frequency is a measure of the illuminance E.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß durch die rückgekoppelten Impulse die zwischen den Eingängen des Verstärkers 2 wirksame Spannung U1 zwn Zeitpunkt t1 auf den Wert 0 kompensiert wurde. Damit ist der kurzfristige Einschwingvorgang der Eingangsschaltung beendet. Sobald durch einen weiteren Impuls die Spannung U1 etwas negativ wird, nimmt der Verstärkerausgang LOW-Potential an und die Torschaltung 4 wird gesperrt, so daß keine weiteren Impulse auf den Verstärkereingang rückgekoppelt werden. Jede weitere huS-ladung der Kapazität 19 auf eine positive Spannung durch die beleuchtete Fotodiode 1 führt zum erneuten Öffnen der Torschaltung 4 und wiederum zur Nullkompensation von Ladung und Spannung am Komparatoreingang. Es stellt sich also in der Meßphase eine Impulsfolge ein, welche eine ständige Nullkompensation am Komparatoreingang bewirkt. Die Filmbelichtung ist definiert als Produkt von Beleuchtungsstärke und Zeit. Mit (4) erhält man deshalb bei konstanter Beleuchtungsstärke E . t = G U . f . t (5) a Das Produkt f . t=n (6) stellt die Anzahl der rückgekoppelten Impulse dar. Mit (6) erhält man E . t = sonst. n, d. h., daß die Anzahl der rückgekoppelten Impulse ein Maß für die herrschende Beleuchtungsstärke auf der Fotodiode 1 in der Zeit t ist.From Fig. 2 it can be seen that by the feedback pulses the voltage U1 effective between the inputs of the amplifier 2 at the time t1 was compensated to the value 0. This is the short-term settling process the input circuit ended. As soon as the voltage U1 becomes somewhat negative, the amplifier output assumes LOW potential and the gate circuit 4 is blocked so that no further pulses are fed back to the amplifier input will. Each additional HUS charge of the capacitance 19 to a positive voltage the illuminated photodiode 1 leads to the gate circuit 4 opening again and again for zero compensation of charge and voltage at the comparator input. It turns out So in the measuring phase a pulse train, which a constant zero compensation at the comparator input. Film exposure is defined as the product of illuminance and time. With (4) one therefore obtains E at constant illuminance. t = G U. f. t (5) a The product f. t = n (6) represents the number of fed back pulses with (6) one obtains E. t = otherwise. n, d. that is, the number of fed back Impulse is a measure of the illuminance on the photodiode 1 in the Time t is.

Eine Beziehung zwischen der Beleuchtung der Fotodiode und der Filmbelichtung wird nun derart hergestellt, daß die gleiche Anzahl von Impulsen, als eine bereits in der EingangsstuSe digitalisierte Meßgröße, auch in den Zähler 8 eingeschrieben wird, wobei letzterer vor jeder Messung über die Rücksetzleitung 22 auf seinen Ausgangsatand gebracht und nach Impulaeinspeisung dann periodisch abgefragt wird. Die Verarbeitung der Zählerinformation erfolgt in der Rechen- und Steuerschaltung 9, durch welche zunächst das Display 11 zur Voranzeige der zu erwartenden Belichtungszeit oder Blendengröße anzusteuern ist. Uber den Memory-Schalter 16 ist der Zählerstand speicherbar.A relationship between the illumination of the photodiode and the film exposure is now made so that the same number of pulses as one already Measured variable digitized in the input stage, also written into counter 8 before each measurement, the latter to its initial state via the reset line 22 brought and then polled periodically after pulse feed. The processing the counter information takes place in the computing and control circuit 9, through which first of all the display 11 to preview the expected exposure time or aperture size is to be controlled. The counter reading can be stored via the memory switch 16.

Bei Verschlußauslösung schließt der Schalter 17 und nach einer in der Rechenschaltung bestimmten Belichtungszeit wird der Verschluß-Magnet 10 aktiviert bzw. entaktiviert.When the shutter is released, the switch 17 closes and after an in the exposure time determined by the computing circuit, the shutter magnet 10 is activated or deactivated.

Bei Verwendung des Computerblitzgerätes 13 wird außerdem über den verschlußbetätigten Blitzsynchronschalter 15 die Blitzzundung eingeleitet und nach einer Blitzdauer, welche von dem Licht abhängig ist, das von dem Aufnabmeobjekt oder dem Film reflektiert wird, beendet.When using the computer flash unit 13 is also on the shutter-operated flash sync switch 15 initiated the flash ignition and after a flash duration, which depends on the light emitted by the object to be photographed or the film is reflected.

Anstelle der beschriebenen Eingabe der Filmempfindlichkeit durch Festlegung eines Impulsteilerverhältnisaes in dem Zähler ist für den gleichen Zweck jedoch auch möglich, die Größe der rückgekoppelten Badungsimpulse zu ändern, z. B dadurch, daß dem Kondensator 5 einer der Kondensatoren 20, 21 zugeordnet oder stattdessen eingeschaltet wird.Instead of the described input of the film speed by definition however, a pulse dividing ratio in the counter is for the same purpose also possible to change the size of the feedback bathing pulses, e.g. B by that the capacitor 5 is assigned to one of the capacitors 20, 21 or instead is switched on.

Die Rückkoppelung der Ladungsimpulse muß nicht in der dargestellten Weise geschehen. Uber die Torschaltung kann auch eine elektro-optische Baugruppe mit einer Lumineszenzdiode angesteuert werden, deren Lichtimpulse auf einen der Foto diode 1 antiparallelgeschalteten Zusatzempfänger geleitet werden. Ebenso kann eine induktive Rückkoppelung erfolgen.The feedback of the charge pulses does not have to be in the illustrated Way done. An electro-optical assembly can also be used via the gate circuit be controlled with a light emitting diode, the light pulses of which on one of the photo diode 1 anti-parallel connected additional receiver. Likewise, a inductive feedback.

Ubersteigt die Impulsfrequenz, 5. Beziehung 3 und 5, bestimmte Grenzwerte, so kann durch Umschaltung der Kondensatoren 5, 20, 21 und gleichzeitig des Teilerverhältnisses im Zähler 8 das Produkt C . U . f a konstant gehalten werden0 Damit ist ein sehr größerer Helligkeitsbereich störunanfällig von der Kamera verarbeitbar.Exceeds the pulse frequency, 5. Relationship 3 and 5, certain limit values, so by switching the capacitors 5, 20, 21 and at the same time the divider ratio in the counter 8 the product C. U. f a can be kept constant 0 This is a very Larger brightness range can be processed by the camera without being susceptible to interference.

Claims

Patent applications 1. Exposure metering and control circuit for photographic Cameras, characterized in that one of a working in element mode Photo receiver and an A / D converter formed input stage application finds their Output on the one hand to the input of the A / D converter connected to the photo receiver is fed back and on the other hand with a film exposure and an exposure indicator controlling counting and computing circuit is in connection.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that to the A / D converter an amplifier (2) working as a comparator belongs, between the inputs of the Photo receiver is switched and that the comparator as an actuator for one with a pulse generator (3) connected gate circuit (4) is used and the latter both with one input of the comparator as well as with the counter and right circuit (9) communicates.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the A / D converter is capacitively fed back.

4. Exposure measuring and control circuit according to claim 3, characterized in that that the feedback path between the gate circuit and the comparator input of a Diode (6) and a capacitor (5) is formed and the latter in the reverse phase of the pulse generator via an additional diode at a fixed reference potential (7) is reloadable.

5. A circuit according to claim 1, characterized in that antiparallel a further photo receiver is connected to said photo receiver, to which the A / D converter output is opto-electrically fed back.

6. A circuit according to claim 1, characterized in that the output of the A / D converter is inductively fed back to its input.

7. A circuit according to claim 1, characterized in that the film sensitivity via the selectable dividing ratio of the counter or the size of the Ritkkoppel impulses can be entered.

8. A circuit according to claim 1, characterized in that the computing circuit is designed as a counter in which the signal information can be transmitted periodically is, and which as a control member for the shutter speed or the flash time of computer flashes is trained.

9. A circuit according to claim 2, characterized in that the of the pulse difference between the measuring phase (photodiode illuminated) given by the A / D converter and exposure phase (photodiode unlit) a set size for elimination the undesired input current of the comparator and at the same time for the exposure time or aperture size made