DE2105573A1 - Anordnung zur Eingabe von Behch tungsfaktoren in Geraten mit photoelek tnschen Behchtungsmeß und Steuer vorrichtungen - Google Patents

Description

Anordnung zur Eingabe von Belichtungsfaktoren in Geräten mit photoelektrischen Belichtungsmeß- und -Steuervorrichtungen

Die Erfindung betrifft eine elektronische Einrichtung, die es gestattet, in photographischen oder reprographischen Geräten, die mit Belichtungsmeß- oder -steuerungssystemen ausgestattet sind, Belichtungsfaktoren einzugeben, die z.B. die Einflüsse von unterschiedlichen Empfindlichkeiten des lichtempfindlichen Materials oder der Blendenöffnung eines Aufnahmeobjektives berücksichtigen. Die Einrichtung beruht auf der Anwendung eines impulsförmigen Spannungsverlaufs zur Speisung des zeitbildenden Schaltkreises. Der Spitzenwert dieser pulsierenden Gleichspannung bleibt konstant, während das Tastverhältnis und damit der zeitliche Mittelwert der Spannung entsprechend dem einzugebenden 3elichtungsfaktor verändert wird.

Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die zur Eingabe von Belichtungsfaktoren in Geräten mit photoelektrischen Belichtungsmeß- und -Steuervorrichtungen dienen. Zumeist wird die Empfindlichkeit des lichtefektrischen Wandlers durch Vorschalten von Verdunkelungsblenden oder Graufiltern verändert. Eine kontinuierliche Variation über einen großen Bereich erfordert in diesem Falle eine große Präzision der verwendeten Blenden bzw. Verlauffilter sowie der mechanischen übertragungsglieder.

Daneben besteht die Möglichkeit einer direkten elektrischen Beeinflussung des Belichtungsmeß- bzw. -steuerkreises. Hit Hilfe von elektrischen Widerständen kann die Empfindlichkeit von Belichtungsmeßgeräten in weiten Grenzen verändert werden.

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In Belichtunasateuerungssystenen mit automatischer Zeitenbildung ist eine Variation der Belichtungszeit allein durch elektrische Widerstände nur in geringem Umfange möglich.

In diesen Sjrstemen wird die resultierende Belichtungszeit bestimmt durch den Strom, den der lichtelektrische Wandler liefert, und die elektrischen Kenngrößen eines Bauelementes, das eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung bewirkt. In der häufigsten Ausführungsform bestimmt der Uiderstandswert eines PhotowiderStandes den Strom, der aus einer Batterie mit konstanter Spannung zur Ladung eines Kondensators dient. Wenn an dem Kondensator ein bestimmter Spannungswert erreicht ist, wird durch eine nachfolgende Triggerschaltung das Ende der Belichtung eingeleitet.

In einem solchen zeitbildenden Kreis können Belichtungsfaktoren nicht durch eine Reihen- oder Parallelschaltung elektrischer Widerstände innerhalb des Kreises eingegeben werden, da auf diese Weise die erforderliche Multiplikation dieser iJider standswerte mit dem Wert des Pho tov/iders tandes nicht zu erreichen ist. Aus diesem Grunde werden z.T. mehrere Photowiderstände mit gleicher Charakteristik verwendet, die wahlweise in Reihe oder parallel geschaltet werden können.

Eine Teilung der Betriebsspannung um einen bestimmten Faktor mit Hilfe von Widerständen geht ebenfalls in dem gewünschten Sinne in die Zeitbildung ein. Dieses Verfahren ist jedoch nur in beschränktem Umfang, etwa im Bereich 1:4, anwendbar, da bei einer stärkeren Herabsetzung der Betriebsspannung die Schaltschwelle für die Triggerschaltung nicht mehr erreicht wird. Ähnlich liegen die Verhältnisse für den Fall, daß mit Hilfe von veränderbaren Widerständen in dem Schaltverstärker dessen Schaltschwelle verändert wird.

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Eine andere Möglichkeit einer itiultiplikativen Beeinflussung der resultierenden Zeiten ist die Verwendung eines variablen bzw. von mehreren festen phasenverschiebenden Bauelementen in dem zeitbildenden Kreis. Beispielsweise können durch einen Satz umschaltbarer Kondensatoren die Belichtungszeiten proportional zu den Kapazitätswerten verändert werden. Da aber die erforderlichen Kapazitäten in der Größenordnung von einigen μ3? liegen und andererseits zur lückenlosen überbrückung eines weiten Belichtungsbereiches zahlreiche Kondensatoren notwendig sind, ist dieses Verfahren mit einem beträchtlichen Aufwand und Raumbedarf verbunden.

Zur Einsteuerung von Belichtungsfaktoren mit einem großen Variationsbereich durch Minderung eines Widerstandes erscheint daher ein Impulsverfieren vorteilhaft, das im folgenden genauer beschrieben und anhand von Abbildungen erläutert werden soll. Durch die liöglichkeit, die erforderliche Elektronik in integrierter Schaltungstechnik auszuführen, ist es wegen seines minimalen Platzbedarfs besonders für den Einsatz in Kleinstkameras geeignet.

Die Abbildungen zeigen:

Fig. 1 Drei verschiedene Möglichkeiten für den zeitlichen Verlauf einer pulsierenden Gleichspannung mit der zugehörigen Änderung des Mittelwertes bei Erhaltung der Spitzenspannung.

Fig. 2 Prinzipschaltbild eines astabilen Multivibrators, der für eine .änderung der Impulslänge ausgelegt ist.

Fig. 3 Gesamtschaltungsanordnung mit Rechteckgenerator, Nachverstärker, Zeitkreis, Differenzierschaltung, Triggerschaltung und Verschlußrn-agnet.

Fig. 4 Rechteckspannung und davon durch Differentiation ab ctg Ie i te te s S i an a I.

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Das Verfahren geht von einer pulsierenden Gleichspannung aus, die anstelle der|:onstanten Batterie-Spannung zur Ladung des juonaensetors über den Photowiderstand dient. Der zeitliche Verlauf dieser Spannung ist beliebig, vorausgesetzt, daß der Spitzenwert deutlich über aer Schaltsch-./elle des Verstärkers liegt and daß sich ihr zeitlicher .littelwert entsprechend den einzugebenden Belichtungsfal·;-toren variieren läßt. Fig. 1 zeigt einige xaöcjliehe Formen eines solchen Spannungsverlaufs. Da der Ladekondensator als integrierendes Glied wirkt, ist für die resultierende Seit nur der Mittelwert der Spannung ausschlaggebend, während die hohen Impulsspitzen ein sicheres Ansprechen des Schaltverstärkers ermöglichen. Dadurch wird die Genauigkeit insbesondere im Langzeitbereich verbessert.

In einer bevorzugten Ausführungsform dient die Rechteckspannung eines astabilen Multivibrators als Ladespannung für den Kondensator. Die Minderung des zeitlichen Mitte!wertes dieser Spannung wird durch Variation der Impulsdauer, der wiederholfrequenz oder beider gemeinsam erreicht. In jedem Falle braucht nur der Wert eines Widerstandes in dem Multivibrator geändert zu werden.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild eines astabilen Multivibrators. Mit der Stellung des Schleifers am Potentiometer 8 kann das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulsabstand und äaruit der zeitliche Mittelwert des Spannuncsverlaufes in einem großen Bereich kontinuierlich variiert werden. Zur Linearisierung der Abhängigkeit zwischen dem Mittelwert der Ausgangsspannung und der Stellung des Schleifers wird für die Kapazität des Kondensators 4 ein kleinerer Wert gewählt als für 5 oder ein logarithmisches Potentiometer verwendet.

Da die Reproduzierbarkeit einer Potentiometereinstellung gesteigerten Genauigkeitsansprüchen jedoch nicht genügt/ wird im vorliegenden Fall wie in Fig. anstelle des Potentiometers 8 eine Reihenschaltung

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von iaehrerexi Pestwiderstänaen 8a, 8b, 8c...Sx mit dazwischenliegenden Abgriffen benutzt. Jeder !Abgriff stellt ein bestimmtes "l'astverhältnis der Ausgangsspannung ein und entspricht daher einem der einzugebenden ßelichtungsfaktoren. Da der resultierende zeitliche Mittelwert der Spannung nur durch das Verhältnis der beiden Teilwiderstände von 3 zu beiden Seiten des wirksamen Abgriffes 9. bestimmt wird, ist es möglich, durch Kurzschließen einzelner oder mehrerer der Widerstände 8a...8x mehr verschiedene Belichtungsfaktoren in die Zeitgeberschaltung einsusteuern, als es der Anzahl von üiderständen bzw. Abgriffen in 8 entspricht. Die einzugebenden Belichtungsfaktoren können daher in Form von bestimmten Kontaktanordnungen in der Schaltvorrichtung 9 codiert werden.

Zur Sicherstellung einer genügenden zeitlichen Auflösung muß bei diesem Verfahren die niedrigste auftretende Frequenz der Impulsspannung so gewählt werden, daß in die kürzeste vorkommende Belichtungszeit noch ausreichend viele Impulse fallen, für l/looo see und 20 % Toleranz z.B. 5 KKz.

Die Ausgangsspannung des Multivibrators wird durch die Impedanzwandlerstufe, bestehend aus dem Transistor 3 und dem Widerstand 10, an die Belastung durch das zeitbestimmende RC-Glied, bestehend aus dem Fhotowiderstand 12 und dem Kondensator 13, angepaßt. In Reihe mit dem Photowiderstand 12 liegt eine Diode 11, um die teilweise Entladung des Kondensators 13 während der Impulspausen durch die Widerstände 10 und 12 zu verhindern. Die ansteigende Spannung am Kondensator 13 löst in bekannter Weise die Triggerschaltung 18 aus, die ihrerseits den Verschluß betätigt. Da der Ladestrom für den Kondensator 13 durch den Photowiderstand 12 bestimmt wird und andererseits der Mittelwert der speisenden Spannung durch den Niderstand 8 im Ilultivlbrator eingestellt wird, ist die resultierende Belichtungszeit proportional dem Produkt aus diesen zwei Widerstandswerten.

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Als Umkehrung dieser Anordnung ist es selbstverständlich auch möglich, den Photowiderstand im Multivibrator anzuordnen und damit das Tastverhältnis zu steuern. Die Belichtungsfaktoren können dann durch einen variablen Widerstand oder umschaltbare Festwiderstände anstelle von 12 eingesteuert werden.

Bei solchen Zeitgeberschaltungen, in denen ein Kondensator als integrierendes Element dient, liegt ein Nachteil darin, daß bei der Bildung sehr langer Zeiten der Ladestrom des Kondensators bis in die Größenordnung seines Leckstromes absinkt. Die Belichtungszeiten streuen dann sehr stark, und im Extremfall wird die Schaltschwelle der Trigger- ^ schaltung nicht mehr erreicht, d.h. der Verschluß bleibt offen. Um dies zu vermeiden, wird üblicherweise ein Hochohmwiderstand parallel zu den Photowiderstand geschaltet,' der dafür sorgt, daß der Verschluß unabhängig von den jeweiligen Lichtverhältnissen nach einer bestimmten Maximalzeit schließt.

Da bei der vorliegenden Schaltungsanordnung die Belichtungszeit von dem Tastverhältnis des Multivibrators abhängig ist, würde sich bei Parallelschaltung eines Hochohmwiderständes zum Photowiderstand für jeden eingegebenen Belichtungsfaktor eine andere Maximalzeit * ergeben. Dadurch blieben die möglichen langen Zeiten z.T. ungenutzt. Um stets die gleiche Maximalzeit zu erreichen, könnte man den ilochohmwiderstand, der dem Kondensator die zusätzliche schwache Ladung zuführen soll, an die Gleichspannungsquelle anschließen. In diesem Fall gingen aber die Vorteile der impulsweisen Ladung des Kondensators in Langzeitbereich verloren, d.h. die Genauigkeit würde verringert und die längste mögliche Zeit verkürzt.

Für den Fall, daß der astabile Multivibrator mit konstanter Frequenz betrieben wird, d.h. daß die Variation des Tastverhältnisses nur durch eine Änderung der Impulsdauer erzielt wird, ist es möglich, bei

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Erhaltung aller Vorteile der impulsföritiigen Aufladung des Kondensators eine konstante Maximalzeit zu erreichen und zugleich die Verwendung des problema tischen Hochohmwiderstandes zu umgehen. Dazu dient das elektronische Differenzierglied, bestehend aus dem Kondensator 14 und dem Widerstand 15 in Fig. 3, das parallel zu dem Fhotovideraätand geschaltet und durch die Diode 16 entkoppelt ist. Durch die Differentiation entsteht aus jedem Rechteckimpuls unabhängig von seiner Länge ein sehr schmaler Hadelimpuls (Fig.4). Durch Einfügen eines Widerstandes 17, der nicht extrem hochohmig zu sein braucht, in die Leitung des differenzierten Signals läßt sich die Maximalzeit nahe dem möglichen Grenzv/ert einstellen.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   (9

   Anordnung zur Eingabe von Eelichtungsfaktoren in Geräten mit photoelektrischen Uelichtungsneß;- unö. -Steuerungssystemen, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitbildende Schaltkreis mit einer pulsierenden Gleichspannung betrieben wird, deren zeitlicher Ilittelwert gemäß den einzugebenden Belichtungsfaktoren variiert werden kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der den Belichtungsfaktor charakterisierende zeitliche Mittelwert des iinpulsförmigen Spr.nnungs Verlaufs durch einen !viderstand in Ir-.rulsgenarator

   ™ eine/es teilt wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein lichtelektrischer Kanaler im Impulsgenerator den Mittelwert eier Impuls spannung steuert und die Belichtungsfaktoren durch !'.nderung des i'ertes eines elektrischen Bauelementes in dem zeitbildenden Schaltkreis eingegeben werden.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des zeitlichen Kittelv/ertes der pulsierenden Gleichspannung in Impulsgenerator eine

   |i Reihenschaltung von mehreren Festwiderständen nit

   dazwischenliegenden Abgriffen verwendet wird, so daß sich durch Benutzung eines einzelnen oder mehrerer Abgriffe eine große Sahl von Konibinationsnöglichkeiten für die einzugebenden Belichtungsfaktoren ergibt.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung einer maximalen Öffnungszeit des Verschlusses zu dem der normalen Zeitbildung dienende^« Signal ein zusätzliches Signal addiert wird, das durch elektrische Differentiation aus dem Signal des Impulsgenerators gewonnen wird.

   209833/0521 BAD ORIGINAL·

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