DE2053001B2

DE2053001B2 - Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kameraverschlusses

Info

Publication number: DE2053001B2
Application number: DE19702053001
Authority: DE
Inventors: Shigeo Yokohama Kanagawa Ono (Japan)
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1969-10-28
Filing date: 1970-10-28
Publication date: 1975-02-27
Also published as: GB1303715A; FR2066597A5; DE2053001A1; JPS4811167B1; NL7015592A; BE758144A; CA928124A; NL171093C; CH516169A; DE2053001C3; NL171093B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kameraverschlusses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer vorgeschlagenen Schaltungsanordnung dieser Art (DT-PS 1 772 106) wird die Logarithmiereinrichtung des Meßkreises durch eine spannungsteilerartige Schaltung und Einschluß des fotoelektrischen Wandlers gebildet, wobei eine Annäherung an den Logarithmus gemäß der Funktion >■= 1/1_+x erzielt wird, und die Logarithmiereinrichtung des Zeitkreises wird durch ein jRC-Glied gebildet, welches der Funktion 2 = 1 - e"¹ folgt. Die Annäherung dieser Funktionen an die logarithmische Funktion ist nur in einem begrenzten Bereich gegeben, so daß die vorgeschlagene Schaltung nur für einen stark begrenzen Helligkeits- oder Zeitbereich anwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß über einen größeren Meß- und Zeitbereich die Steuerung des Kameraverschlusses richtig erfolgt.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelost, daß die Logarithmiereinrichtung des Meßkreises durch eine oder mehrere in Reihe geschaltete Dioden und die Logarithmiereinrichtung des Zeitkreises durch eine oder mehrere in Reihe geschalteten Dioden als Lastwiderstand gebildet werden.

Ein Vorteil der skizzierten Lösung besteht darin, daß die vorherige Anzeige der zu erwartenden Belichtungszeit möglich wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 eine erste Schaltung und

F i g. 2 eine zweite Schaltung gemäß Erfindung.

Nach der Schaltung in F i g. 1 sind ein Fotowiderstand 1 als fotoelektrischer Wandler und eine oder mehrere Dioden 2 in Reihe mit einer Spannungsquelle 3 geschaltet und bilden einen Meßkreis. Es ist bekannt, daß der in der Diode 2 fließende Strom mit der an ihr liegenden Spannung V_d durch die Beziehung

Kl = '

verbunden ist, wobei i_s der Sättigungsstrom in Sperrrichtung und h einen von der absoluten Temperatur abhängigen Wert bedeuten.

Da der Betrag von i_s außerordentlich klein ist und 1 vernachlässigt werden kann, wenn i mehr als einige Nanoampere (10"⁹A) beträgt, gilt näherungsweise

V_t = hlogi + V₀.

(Π)

Wenn die Spannung der Spannungsquelle V ist und der Widerstand des Fotowiderstandes 1 mit R bezeichnet wird, gilt

V = h log 1^; + V₀ + iR.

(III)

Die Beziehung zwischen dem Widerstand R des Fotowiderstandes und der Helligkeit B des aufzunehmenden Gegenstands ist gegeben durch

R = kB~\ (IV)

wobei γ = constant als Eigenschaft eines Fotowiderstandes angenommen werden darf. Aus den Be-Ziehungen (III) und (IV) folgt

V = ftlogi+ K₀ + ikB~^y. (V)

Da das dritte Glied gegenüber dem zweiten und

•j

dritten sehr klein ist, kann es vernachlässigt werden, Da 1 in der Klammer zu vernachlässigen ist, ergibt sich to daß folgt

i₌_Z_o_ß7 _(VI) K_C=K-K₀ + Mog^. ίΧΙΠ)

V-V
log i = log—ir-° + y tog B. (VII)

Das heißt, die Spannung am Kondensator ist weitgehend proportional dem Logarithmus der Ladungszeit. Die Beziehung zwischen K_c und t beim Laden des Kondensators 4 über η in Reihe geschaltete

•ο Lauen aes ivonaensators 4 uoer η in Kein

Setzt man die Gleichung (VII) ein in Gleichung (II), Dioden ist allgemein darzustellen durch ergibt sich

V-V_n

V_c = K-

(VIII)

(XIV)

Erreicht die Differenz zwischen V_ia und K_c einen vorgegebenen Wert, z. ti. V -V_in= V_c, wird der

Das bedeutet, daß der Logarithmus der Helligkeit B Verschluß geschlossen. Dann kann i, d. h. die Bedes aufzunehmenden Gegenstandes proportional der lichtungszeit, mit der Helligkeit B des Gegenstands Spannung an der Diode ist. Allgemein ist die Span- 20 folgendermaßen verknüpft werden: nung V_im an einer Reihenschaltung von m Dioden gegeben durch ^ ^ ..,.,„. ...,.__D . _„^-^o

V_dm = m (hy log B + h log

(IX)

t V mV

JiK₀ - nhlog -py = mhylogB + mhlog —7—- + mK₀.

Daher ist

Ein Zeitkreis enthält einen Zeitbestimmungskondensator 4, einen Schalter 5, der zu dem Kondensator 4 parallel liegt, und eine oder mehrere Dioden 6. Wenn der Schalters im Zusammenhang mit der _m,

Öffhungsbewegung des Verschlusses geöffnet wird, 30 B»^:t = CnH lädt sich der Zeitbestimmungskondensator 4 aus der Spannungsquelle 3 auf. Der Ladestrom ist gegeben durch Wenn γ = 1 und m = n, so ist

—) «e *

- mV₀J

constant.

dt

(X)

35

C = Kapazität des Kondensators, F_£ = Spannung am Kondensator, t Sekunden nach

dem Laden bedeutet.
Aus den Gleichungen (II) und (X) folgt

Bt =

mChk

K - mK₀

γτ = constant.

(XI)

ν - ν, - v„ at = Ce J~ dV_c,

V-V₀(V, J

t =

= C/re~~"T"~ + A. Für t = 0 ist V_c - 0 und daher

vv₀ A= -Ch- e h ,

t = Ch-e~"TT]-T--

Wenn γ = 1, so können m und η so gewählt werden, daß " = ν. Daher ist
tn

γ
T/ TT ■ ^e * V y) = constant.

45 Auf diese Weise läßt sich die Bedingung für die automatische Steuerung der Belichtungszeit des Verschlusses in Abhängigkeit von der Helligkeit B be-

50 friedigen.

Ausgehend von dem oben angegebenen Prinzip ist in der ersten Ausführungsform der Schaltung ein durch die Feldeffekt-Transistoren T₁ und T₂ gebildeter Differenzverstärker vorgesehen, so daß (K - V_dn) und K_c zwei Eingängen und Schalttransistoren T₃ und T₄ zugeführt werden, die in Abhängigkeit von den Ausgangsgrößen des Differenzverstärkers geschaltet werden. Die Spannung (K — V_dn) witd der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors T₁, d. h. einem der Eingänge der Differenzverstärkerschaltung, über einen Schalter 8 zugeführt, wenn ein Spannungsquellen-Schalter? geschlossen ist. Diese wird im Falle der (XII) Innenmessung in einem Kondensator 9 gespeichert,

... der zwischen der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors T₁ und dem Minuspol der Spannungsquelle 3 liegt. Wenn nämlich der Fotowiderstand 1 hinter einem Pentaprisma einer einäugigen Spiegelreflexkamera angeordnet ist, muß die unmittelbar

or dem Hochklappen des Spiegels gemessene Lichtntensität gespeichert werden. Der Schalter 8 wird inmittelbar vor dem Hochklappen des Spiegels »eöffnet. Wenn nun ein Schalter 10 im Zusammenhang nit dem Verschluß geschlossen wird, ist der Kondensator 4 noch durch den Schalter 5 kurzgeschlossen, so daß das Potential an der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors T₂ viel niedriger ist als das des Feldeffekt-Transistors T₁. Das bedeutet, daß der Feldeffekt-Transistor T₂ fast völlig sperrt. Daher ist der nachgeschaltete Transistor T₃ nichtleitend, während der nachgeschaltete Transistor T₄ leitend ist. Der Strom durchfließt eine Wicklung 11 eines Magneten im Kollektorkreis des Transistors T₄., so daß der Verschluß nicht schließen kann. Infolge des öffnens des Verschlusses wird der Schalter 5 geöffnet, so daß der Kondensator 4 über die Dioden 6 ge'.aden wird. Wenn die Spannung V_c am Kondensator 4 nahezu gleich (V - F_dlt) wird, beginnt plötzlich Strom durch den Feldeffekt-Transistor T₂ zu fließen, so daß ein Spannungsabfall an einem Widerstand 12 entsteht, wodurch das Basispotential des Transistors T₅ erniedrigt wird. Daher wird der Transistor T₃ leitend, während das Basispotential des Transistors T₄ zunimmt, so daß das Emitterpotential absinkt. Demzufolge sperrt der Transistors T₄, so daß der Magnet 11 entregt wird und der Verschluß sich schließt. Die auf diese Weise gesteuerte Belichtungszeit t hängt, wie durch die Gleichungen (XV) und P(Vl) nachgewiesen, von der Helligkeit B des zu fotografierenden Gegen-Standes ab.

Aus Gleichung (XVl) ist zu entnehmen, daß, wenn _njm = y gemacht wird, das Verhalten des Fotowiderstandes 1 in passender Weise korrigiert oder kalibriert werden kann. Das bedeutet, daß Fotowiderstände mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden können; jedoch sollte nach Möglichkeit die Anzahl der Dioden 2 und 6 im Hinblick auf die Stabilität der Schaltung bei Spannungs- und Temperaturschwankungen übereinstimmen. Das 7 der CdS- und anderen Fotowiderständen ist kleiner als 1, so daß bei der ersten, in F i g. 1 dargestellten Schaltungsweise, an dem Feldeffekt-Transistor T₂ ein Quellenelektrodenwiderstand 13 vorgesehen ist, um die Korrektur von γ durch passende Einstellung des Quellenelektrodenwiderstandes 13 herbeizuführen. Im einzelnen nehmen die Fingangsspannung des Feldeffekt Transistors T₂ und damit der Saugelektrodenstrom zu, wenn der Kondensator 4 geladen wird. Jedoch wird der Spannungsabfall am Widerstand 13 zwischen Steuer- und Quellenelektrode als negative Rückkopplung eingeführt, so daß die Zunahme des Saugelektrodenstroms unterdrückt werden kann. Mit anderen Worten, die scheinbare Eingangsspannung des Feldeffekt-Transistors T₂ ist niedriger als die des Feldeffekt-Transistors T₁. Da der Widerstand 13 sehr genau eingestellt werden kann, lassen sich vorteilhafterweise Fotowiderstände mit beliebigem γ verwenden.

Faktoren, die die Belichtung beeinflussen, etwa die Blendeneinstellung des Aufnahmcobjektivs, die Filmempfindliehkeit u. a., können durch ein Potentiometer 14 eingestellt werden, dessen Mittelabgriff beispielsweise mit der Einstellung des Blendenwertes gekoppelt ist, die Filmempfindliehkeit etwa so. daß ein Auslösniveau verändert wird. Da in den Verstärker die Größen log B oder logf als I ingangsspannungcn eingehen, ist der Betrag der Änderung der Ausgangsgröße des Verstärkers bei Änderung um eine Stufe im Belichtungsfaktor B oder t konstant. Daher wird eine Steuerung in einem weiten Bereich durch Einstellen des Potentiometers 14 möglich.

Bei langer Belichtungszeit und dementsprechend langer Ladezeit nimmt der Ladestrom des Kondensators 4 ab, so daß das Problem der Streuverluste auftaucht. Um diese Schwierigkeit auszuschalten, ist parallel zu den Dioden 6 ein relativ hoher Widerstand 15 geschaltet.

Bei der zweiten Ausführungsform nach F i g. 2 ist die Logarithmiereinrichtung des Meßkreises aus einer Diodenfolge 16 und einem Fotowiderstand 17 als fotoelektrischer Wandler und einem Schalter 18 gebildet, und der Meßwert wird in einem Kondensator 19 gespeichert. Die Spannung an dem Kondensator 19 liegt an der Steuerelektrode eines Feldeffekt-Transistors T₅, der zusammen mit einem weiteren Feldeffekt-Transistor T₆ einen ersten Differenzverstärker darstellt. An einem weiteren Eingang, nämlich an der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors T₆, liegt eine an einem einstellbaren Widerstand 21 abfallende Spannung; der Widerstand 21 liegt in Reihe mit einer Diodenfolge 20, die ebenso viele Dioden umfaßt, wie die Diodenfolge 16. Da der einstellbare Widerstand 21 entsprechend den Belichtungsfaktoren (beispielsweise Blendeneinstellung des Aufnahmeobjektivs, Filmempfindliehkeit usw.) verstellt wird, steht die an dem Widerstand 21 abfallende und der Steuerelektrode des Feldeffekt-Transistors T₆ zugeführte Spannung natürlich in Beziehung zu dem Belichtungsfaktor. Eine an einem Ausgangswiderstand 22 des Feldeffekt-Transistors T₅ abfallende Spannung ist daher eine Funktion der Helligkeit des Aufnahmegegenstandes und der Blendeneinstellung sowie der Filmempfindliehkeit. Im Saugelektroden-Stromkreis des Feldeffekt-Transistors T₆ ist ein Anzeigegerät 23 angeordnet, das die zu erwartende Belichtungszeit anzeigt. Das Anzeigegerät 23 kann auch in dem Saugelektroden-Stromkreis des Feldeffekt-Transistors T₅ liegen oder auch zwischen den Saugeleklroden der Feldeffekt-Transistoren T₅ und T₆.

Die Logarithmiereinrichtung des Zeitkreises enthält eine Diodenfolge 24, einen Kondensator 25 und einen parallel zu dem Kondensator liegenden Schalter 26, wie bei der ersten Ausführungsform. Es wäre möglich, die Spannung am Kondensator 25 mit der an dem Ausgangswiderstand 22 zu vergleichen, aber bei der zweiten Ausführungsform wird im Hinblick auf Spannungsschwankungen der Spannungsquelle 3 und Änderungen der Temperatur die an dem Kondensator 25 liegende Spannung einem zweiten Differenzverstärker aus Feldeffekt-Transistoren T₇ und T₈ zugeführt, dem ein Spannungsteiler aus einem Widerstand 30 und einer Diodenfolge 31 zur Eingabe einei Vergleichsspannung zugeordnet ist, wobei die arr Ausgangswiderstand 27 abfallende Spannung zu den Vergleich mit der Meßgröße benutzt wird.

Die an den Ausgangswiderständen 22 und 27 ab fallenden Spannungen werden den Eingängen eine dritten Differenzverstärkers aus Transistoren T₉ um T₁₀ zugeführt. Da der Schalter 26 den Kondensator 2 vor der Verschlußbetätigung kurzschließt, ist de Transistor T₇ gesperrt und die am Widerstand 2 abfallende Spannung größer als die am Widerstand 2 abfallende Spannung, so daß die Eingangsgröße a dem Transistor T, größer als die am Transistor 7 ist und kein Strom durch den Transistor T₁₀ fuel

Am Widerstand 28 fällt somit keine Spannung ab. Infolgedessen ist das Basispotential eines Transistors T₁₁ eines aus diesem und einem weiteren Transistor T₁₂ gebildeten Schaltkreises annähernd Null. Daher sperrt der Transistor T₁₁, während der Transistor Tj₂ leitet, so daß der Magnet 29 erregt ist, wodurch die Schließbewegung des Verschlusses verhindert wird. Wird der Schalter 26 wegen des öffnens des Verschlusses geöffnet, so wird der Kondensator 25 geladen, so daß der Strom plötzlich durch den Transistor T₁₀ fließt, ι ο Daher nimmt die am Widerstand 28 abfallende Spannung zu, und der Transistor T_n wird leitend, während der Transistor T₁₂ nichtleitend wird. Daraufhin wird der Magnet 29 entregt, so daß die Schließbewegung des Verschlusses ihren Anfang nimmt.

Bei der zweiten Ausführungsform kann die Spannungsverstärkung genau durch den veränderbaren Widerstand 22 eingestellt werden, so daß die zweite Ausführungsform den Vorteil bietet, daß die in derr Kondensator 19 gespeicherte Spannung linear expandiert und komprimiert werden kann, um eine Korrek tür wegen des von eins abweichenden γ des Foto Widerstandes zu ermöglichen. Vorteilhaft ist ferner daß die vorhergehende Anzeige der automatisch ablaufenden Belichtungszeit in einfacher Weise, wi< oben beschrieben, erfolgen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

so? am

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Kameraverschlusses, mit einem Meßkreis einschließlich eines hinter dem Aufnahmeobjektiv angeordneten fotoelektrischen Wandlers und einer Logarithmiereinricbtung zur Bildung einer ersten Ausgangsspannung, die dem Logarithmus dei Objekthelligkeit wenigstens angenähert ist, sowie to gegebenenfalls eines Speicherkondensators zur Speicherung dieser ersten Ausgangsspannung, mit einem Zeitkreis einschließlich eines Zeitbestim' mungskondensators, eines Ladewiderstandes und eines vom Beginn der Belichtungszeit gesteuerten Schalters, welcher Zeitkreis eine dem Logarithmus der Belichtungszeit angenäherte zweite Ausgangsspannung abgibt, und mit einem Auslösekreis, der die erste und zweite Ausgangsspannung miteinander vergleicht und das Signal zur Beendigung der Belichtungszeit abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Logarithmiereinrichtung des Meßkreises durch eine oder mehrere in Reihe geschaltete Dioden (2, 16) und die Logarithmiereinrichtung des Zeitkreises durch eine oder mehrere in Reihe geschaltete Dioden (6, 24) als Lastwiderstand gebildet werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreis einen ersten Differenzverstärker (T₅, T₆) aufweist, an dem die erste Ausgangsspannung und eine Eingabespannung für Filmempfindlichkeit und/oder eingestellten Blendenwert anliegen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine spannungsteilerartige Eingabeeinrichtung aus einstellbarem Widerstand (21) und einer oder mehreren Dioden (20) in Serienschaltung zur Eingabe der Eingabespannung für FilmempfindUchkeit und/oder Blendenwert vorgesehen ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Differenzverstärker (T₅, T₆) einen einstellbaren Widerstand (22) zur Einstellung der Höhe seiner Ausgangsspannung aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkreis einen zweiten Differenzverstärker (T₇, T₈) aufweist, an den die zweite Ausgangsspannung und eine Vergleichsspannung anliegen, und daß der Auslösekreis zur Bildung des Vergleichs zwischen der ersten und zweiten Ausgangsspannung einen dritten Differenzverstärker (T₉, T₁₀) aufweist, dem die Ausgangssignale des ersten und zweiten ' Differenzverstärkers zugeführt werden.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß eine spannungsteilerartige Einrichtung aus einem Widerstand (30) und einer oder mehreren Dioden (31) in Serienschaltung zur Eingabe der Vergleichsspannung vorgesehen ist.