DE2117532C3 - Elektronische Verschlußsteuerschaltung - Google Patents

Description

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronisch? Verschlußeir.richiung be-65 reit7ustellen, welche die mit bekannten elektronischen

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Verschlußeinrichtungen verbundenen Probleme über-Versfhlußsteuerschaltunp für Kameras mit Innen- windet, einfach aufgebaut und einzustellen ist, und messung, mit einer Lcgaritminersthaltung für da> ohne Beeinträchtigung durch Temperaturänderungen

und Alterserscheinungen genau und : jverlässig ar- werden. Der positive Eingangsanschluß ( + ) de:;

beitet. Operationsverstärkers OP ist geerdet, während der

Die Lösung dieser Aufgabe ist für die Schaltung andere Anschluß der Fotodiode P ebenfalls geerdet der einleitend beschriebenen Art durch die im Kenn- ist, so daß das Potential an dem negativen Eingangszeilen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale 5 anschluß ( - ) des Operationsverstärkers OP bei ßegclöst. trieb im wesentlichen gleich demjenigen an dem

Nachstehend ist die Erfindung an Hand eines in positiven Anschluß (+) ist. Mit anderen Worten, das

der Zeichnung dargestellten Schaltdiagramms eines Potential an dem negativen Eingangsanschluß (-)

Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. wird das Erdpotential oder zu Null. Das heißt, daß

Gemäß der Figui ist ein Anschluß einer Foto- io der Strom von der kurzgeschlossenen Fotodiode P

diode P geerdet und der andere Anschluß mit einem abgeleitet werden kann, so daß eine bessere Propor-

KontaktZ) eines Schalters S₁ verbunden zu dem ein tionalität bei der Messung erreicht werden kann

weiterer Kontakt α gehört. Ein durch einen rhalter ur>-J der Effekt des Dunkelstroms infolge rückwärts

S., überbrüokter Zeitsteuerknndensaior Cs ,.·.. mit gerichteter Vorspannung eliminiert wird. Dadurch

einem Anschluß an den Kontakt σ de«= - <-h-.;tersS, 15 v-ird eine idealisierte Messung möglieh,

und mit seinem anderen Anschh-3 r-iii Vm Ein- Bei der Messung hat die folgende Beziehung Gül-

gang B' einer Steuerschaltung F bz-- -cm Ausgang B tigkeit:

eines Operationsverstärkers OP verbunden. Die i=*L, [i) Steuerschaltung F dient zum '-. ^_rn eines Magneten,

der seinerseits den Verschluß betätigt. Der positive 20 wobei L = der Lichtstrom oder d^;e Intensität des Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers OP einfallenden Lichts und \ eine Konstante der Fotoist gferdet, und der negative EingangsanschluP (-) diode ist. Da das Potential an der Verbindungsist mit dem beweglichen Kontakt des Schalters S₁ und stelle oder dem Ausgangsanschluß A Null ist und der bei A mit einer Anode der Diode D₁ verbunden. Der Strom/ in die Diode D₁ hineinfließt, ist das Poten-Ausgangsanschluß der Diode D₁ ist an die Source- 25 tial e an der Source-Elektrode S des Feldeffekttransi-ElektrodeS eines Feldeffekttransistors Q angeschlos- stors Q

sen, die über einen Widerst'.nd auch mit dem negati- e ■■■-- -E₀ log (///„), (2) ven Pol einer Spannung^quelle (-) verbunden ist.

Die Gate-Elektrode G des Feldeffekttransistors Q ist wobei /·.'„ und /„ die von der Temperatur der Diode

über einen Schalter .S₄ mit dem Verbindungspunkt B 30 D₁ abhängigen Konstanten sind und E₀ gegeben ist

zwischen dem Zeitsteuerkondensator Cs und dem durch

Operationsverstärker OP verbunden. Die Gate-Elek- E₀ -- 2,303 ktlq, (3) irode G ist außerdem über einen Speicherkondensator C an einen Schalter S., angeschlossen. Der Schal- wobei K die Boltzmann-Konstante, T die absolute terS_s weist einen geerdeten Kontakt b' und einen mit 35 Temperatur und q die Elekironenladung ist.
dem positiven Pol einer anderen Spannungsquelle Ep Wenn der Kontakt b des Schalters S₃ bei der Mesverbundenen Kontakt a' auf; der negative Pol der sung geschlossen ist, wird der Kondensator C auf Spannungsquelle Ep ist geerdet. eine Spannung aufgeladen, welche gleich der Su.iime

Die Diode D₁, der Operationsverstärker O/> und der Spannung e gemäß Gleichung (2) und der Poten-

der Feldeffekttransistor Q bilden während der Licht- 40 tialdifferenz e,_lS zwischen den Gate- und Source-

messung eine LogarithTnierungsschaltung und wäh- Elektroden des Feldeffekttransistors Q ist. Das be-

red der Steuerung der Verschlußzeit eine Deloga- deutet, daß der Kondensator C auf eine Spannung

rithrnierungsschaliung. Der Kondensator C bildet aufgeladen wird, die durch
einen Speicher; die Steuerschaltung F steuert den

Magneten, der !einerseits dei. Verschlug betätigt. 45 e_c — e -l· e_GS (4)

Der von <ier Fotodiode ^p erzeugte Strom ist proportional zur Intensität des auffallenden Lieh's. gegeben ist.

Wenn der bewegliche Kontakt des Schalters .S", mit Nach Beendigung der Messung werden die festen

dem Kontakt b in Verbindung sieht, wird der vuti Kontakte α und α der Schalter S₁ und S₃ geschlossen

der Fotodiode P erzeugte Strom über den mit dem 50 und der Schalter oder Kontakt S₄ geöffnet. Die durch

negativen Anschluß des Operationsverstärkers OP die O'eichung (4) gegebene und am Kondensator C

verbundenen Verbindungspunkt A an die Anode der liegende Spannung bleibt jedoch so lange ungeän

Diode J), angelegt. Wenn der Fmgangswiderstand dert. wie der Gate -Strom des Feldeffekttransistor; Q

des Operationsverstärkers OP ausreichend groß ge- ausreichend klein ist. Demzufolge wird die Spannung

v.'ählt wird, so ist dt in Jen Verstärker OP fließende 55 der Spannungsquelle Ep zu der Steuerung e_c des Kon-

Stiom vernachlässigbar gering, so daß -lavon ausge- densatorsC addiert. Das bedeutet
gangen werden kann, daß der Gesamtstrom / von der

Fotodiode P in die Diode D₁ (lieflf e_(i e_i \ Ep — e + E_n -f e_(iS . (5)

Wenn der Scha lic 1 \ geschlossen ist, liegt der

Ausgang des Operan. nsver uirkers OP an der Gate- 60 Da der Feldeffekttransistor Q als Source-Eiektro-

L'lektrode (I des l· Idefiekiiransisiors Q Da die Ka- den Folger wirkt, bleibt die Gate-Source-Spannung

thode der Diode D, um der Sou ice Elektrode.? dt c,,_s konstant, so d. B sich für das Potential e an der

Feldeffekttransistors kj verbunden ist, wirkt letzterer Source Elektrode S des Feldeffekttransistors Q ergibt

als Source-hlektroiUn l·· 'Igir, bei ilem keine Phasen- _e' - _e< - e_r (6) umkenr eintritt. Heir.κ hti't r*.an den 1'jiigangsanschluU 65

d;s OperationsvciM.ifkci ■:>!' und die Source-Elek Set/t man Gleichung (6) in Gleichung (5) ein, so

trode .S des Fddelfckttr. -sunsQ. so können diese ergibt sich

als ein einzißrr Operation·... Marker OP angesehen e = e + Ep . (7)

In diesem Falle ist der positive Eingangsanschluß ( t-) des Operationsverstärkers OP geerdet, so daii das Potential bei A Null ist. Demzufolge steht das durch die Gleichung (7) gegebene Potential e' an der Diode D₁ an. Aus der Gleichung (2), welche die allgemeine Diodcngleidiung ist, läßt sich der von dem Verbindungspunkt A in die Diode D₁ fließende Strom /' wie folgt ausdrücken :

<-' = £„ log (/'//„)
oder

/' /„10-"·

Setzt man Gleichung (8') in die Gleichung (7) ein, so ergibt sich

;' I₀ IO <"'· IO '"'·. (9)

Da Gleichung (2) wie folgt umgeschrieben werden kann

quelle Ep eine Blendenöffnung oder eine Filmempfindlichkeil eingestellt und die Bedingungen zum Betätigen des Verschlusses in Abhängigkeit von der Lichtintensität des Objekts erfüllt werden können. Wie zu sehen ist, ist von den temperaturabhängigen Konstanten E₀ und /„ der Diode D₁ lediglich E₀ in der Gleichung (15) enthalten. Das bedeutet, daß die Konstante I₀, die durch eine Temperäturanderüng und Alterungserscheinungen besonders beeinflußt

wird, eliminiert ist.

Die Beziehung zwischen der von der Spannungsquelle Ep gelieferten Spannung, einem Größenfakt(ir K pro Blendenschritt und einer Zahl η der Schritte kann ausgedrückt wt. den

K_n ■= 10^f"'·

oder

,' /„10 ■·'■

(10)

Ep η E₀ log K

läßt -«ich Gleichung (9) wie folgt schreiben
»' / K) ι«"'.

Wenn der feste Kontakt b des Schalters 5, geschlossen ist, wirkt die Schaltung als Integrierschaltur.g. und wenn der Kontakt S., zu Beginn der Vcrschlußausiösung geöffnet wird, so fließt der Strom /' vom Ausgangsanschluß Ii des Operationsverstärkers OP über den Zeitsteuerkondensator O in die Diode P₁, wobei das Potential an der Verbindungsstelle A Null bleibt, bis der Operationsverstärker gesättigt ist. Dadurch wird das Potential e_n an der Verbindungsstelle B proportional zur Zeit / und ist gegeben durch

e,- i'tICs. (12)

Das Potential am Eingangsanschluß B' der Steuerschaltung F wird auf demselben Wert wie das Potential am Punkt B gehalten. Der Verschluß wird geschlossen, wenn das Potential e_n am Eingangsansthluli B einen vorgegebenen Potentialpegel eß_U erreicht hat. Die Zeitspanne bzw. die erforderliche VcrschluliofTnungszeit. bei der das Potential e_B an dem Kingangsanschluß B' den vorgegebenen Pegel Cu, erreicht hat, ist gegeben durch

i'i_o'('s.

(131

Setzt man Gleichung (13) in Gleichung (M) ein, so ergibt sich

t„i\Q- '"'''· = e_noCs = konstant. (14)

Setzt man Gleichung (1) in Gleichung (14) ein, so ergibt sich

Z_nLZlO'"⁷- ■= e,_l0Cs -= konstant. (15)

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß durch geeignete Wahl der Spannung der Spannungs-(16)

(16')

der Gleichung (16') ist zu sehen, daß die Spannung Ep proportional zur Zahl der Schritte η ist.

Das bedeutet, daß die Einstellung leicht durchgeführt werden kann.

Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel benutzte Opera jnsverstärker OP kann in einfacher Weise als zweistufiger Differenzverstärker mit zwei, seine Eingangsslufe bildenden Feldeffekttransistoren aufgebaut sein. Es is^v. selbstverständlich möglich, einen Fotowiderstand od. dgl. zusammen mit einer geeigneten Spannungsquelle an Stelle der oben beschriebenen Fotodiode P zu verwenden. Die Bezugsspan-

3= nungsquelle Ep kann in äquivalenter Weise mit der Diode D₁ in Reihe geschaltet werden, indem sie gegenphasig zum positiven Eingangsanschluß (-* ) des Operationsverstärkers geschaltet wird. Statt der Diode D, kann auch ein anderes geeignetes Element,

z. B. ein Transistor, verwendet werden. Außerdem kann an Stelle des Source-Elektrot en-Folgers ein Verstärker mit einem einfachen Feldeffekttransistoreingang benutzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbcispiel wurde die Bezugs- oder Korrektur-Spannungsquelle Ep als mit dem Kondensator C in Reihe liegend angegeben; selbstverständlich kann die Bezugsspannungsquelle Ep mit entgegengesetzter Polung zwischen dem Kondensator C und Erde während des Meßvorgangs eingeschaltet sein, "vobei sie abgetrennt ist, wenn der Verschluß betätigt ist.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß es mit der vorliegenden Erfindung riögiich ist, eine komplizierte Einstellung zur Anpassung der Charakteristiken der logarithmischen Transformationsschaltung und der Schaltung zur Durchführung der antilogarithmischen Transformation zu vermeiden. Der neue elektronische Verschluß ist einfach aufgebaut und einzustellen und unterliegt in geringerem Maße einer Beeinflussung durch Temperaturänderung und Alterung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Ausgangssignal eines die Objekthelligkeit durch das Patentansprüche- V' Kameraobjektiv messenden fotoelektrischen Bau- elementes, einem das logarithmierte Ausgangssignal

1. Elektronische Verschlußsteuerschaltung für speichernden Speicher einer Delogarithmierschaltung Kameras mit Innenmessung, mic einer Logarith- 5 für das Ausgangsisgnal des Speichers, und mit einer leerschaltung für das Ausgangssignal eines die Zeitsteuerschaltung zum Steuern der Belichtungszeit ObjektheUigkeit durch das Kameraobjektiv mes- in Abhängigkeit vom deloganthmierten Ausgangssendsn fotoelektrischen Bauelements, einem das signal der Deloganthmierschaltung
logarithmierte Ausgangsignal speichernden Spei- Bei einei einen elektronischen Verschluß aufweicher, einer Deloganthmierschaltung für das Aus- io senden einäugigen Spiegeirenex.camera mit Innengangssignal des Speichers, und mit einer Zeit- messing oder aucb bei Kameras mit aut dem Versteuerschaltung zum Steuern der Belichtungszeit schluß angebrachtem fotoelek.tnschen Bauelement in Abhängigkeit vom delogarithmierten Αυ wird die Intensität des von einem Objekt kommenden gangssignal der Deloganthmierschaltung, ü a - Lichtes hinter dem KameraobjsKtiv gemessen und m durch gekennzeichnet, daß ein an sich 15 ein elektrisches Signal umgewandelt. Um eine autobekannter Operationsverstärker (OB) vorgesehen matisctie Belichtungssteuerung mit dem auf diese ist, an dessen Eingängen das iotoelektrische Weise erzeugten elektrischen Signal durchzufuhren, Bauelement (P) über eben Umschalter (51, b) muß die unmittelbar vor dem Hochklappen des Spieliegt, daß der Ausgang des Operationsverstärkers gels — oder dem Entfernen des Verschlusses — er- (OB) über ei..:n Schalter (54) mit dem Speicher 20 faßte Lichtintensität zeitweilig gespeichert werden, (C) und mit einem logarithmierer.den Bauelement damit die Belichtungszeit genau in Abhängigkeit von (D 1) verbunden ist, das mit einem Eingang des dieser gespeicherten Information bzw. diesem elektri-Operationsverstärkers (OP) zur Ausbildung der sehen Signal gesteuert werden kann. Zu diesem Zweck Rüokkopplungsschleife des Operationsverstärkers sind bereits Systeme bekannt (DT-OS 18 09 900), (OP) verbunden ist, und da3 die Zeitsteuerschal- 25 bei welchen ein der Beleuchtungsstärke des Objektivs lung (Ci, F) beim Auslösen der Kamera über den proportionales Signal in einem Speicher, z. B. einem Umschalter(51, a) an das logarithmierende Bau- Kondensator, gespechert wird, welches einen zu element (Dl) angelegt v/ird, so daß dieses erst einem Logarithmus der gemessenen Lichtintensität lur Logdrithmierung und dann zur Delogarith- proportionalen Wert darstellt. Wenn der Verschluß mierung des Signals dient. 30 geschlossen wird, wird dazu ein Verschluß-Schließ-

2. Elektronische Verschlußsteuerschaltung nach signal verwendet, dessen Wert proportional zum ExAnspruch i, dadurch ^ekenr^eichnet, diß die ponenten der gespeicherten Spannung ist. Bei diesem Gate-Elektrode (G) ein°s ^reldeifekttransistors System wird sowohl eine logarithmische Transfor- (Q) mit dem Schalter (54) und dim Speicher ver- mationsschaltung als auch eine Deiogarithmierungsbunden ist und daß entweder die Source-Eiek- 35 schaltung verwendet. Dabei ist jedoch emc komplitrode (S) oder die Drainelektrode (D) des Feld- zierte Einstellung erforderlich, um die Chankteristicffekttransistors (Q) mit dem logarithinierenden ken der beiden Schaltungen einander anzupassen. Bauelement (Dl) verbunden ist. Äußere ~ ändern sich die Cha-akteristiken dieser

3. Elektronische Versch'iußsteuerschaltung nach Schalungen bei Temperatuiändeungen und infolge Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 40 Alterung, so daß es schwierig wird, eine automatische als fotoelektrisches Bauelement eine Fotodiode Verschlußzeitbetatigung mit einem gewünschten Grar¹ (P) verwendet ist. an Genauigkeit zu erzielen.

4. Elektronische Vsrschlußsteuerschaltup.g nach Nach einem älteren Vorschlag für eine elektroeinem de* Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeich- nische Schaltung für den Verschluß einer einäugigen net, daö Jr Speicher einen SpeicherKonüensator 45 Spiegelreflexkamera, mit einem fotoelektrischen (C) enthält, wobei der Speicherkondensator (C) Wandler zur Erzeugung eines Signals in Abhängigkeit über den Schalter (S4) an den Ausgang des Ope- von der durch das Objektiv gemessenen Objekthelligrationsverstärkers (OP) angeschlossen ist. keil, mit einem Operationsverstärker, in dessen Rück-

5. Elektronische Verschlußsteuerschaltung nach kopplungszweig ein Speicherkondensator zur Spei-Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der 50 ':herung des elektrischen Signals angeschlossen isi, Speicherkondensator (C) an einer dt.rch Betäti- mi! einem Schalter, der den Operationsverstärker upgung eines Schalters (53) zuführbaren Spannungs- mittelbar vor der Unterbrechung der Messung von quelle (Ip) liegt, über welche die übricen Beiich- der E ngangsschaltung trennt, sowie mit einer Steuertun»sfaktoren (z. B. Hlmemptindhchkeit, ölen- schaltung zur Sicuciung ilci Ticl'iv-muiig^cii ir, Ab deneinstellung u. dgl.) eingegeben werden. 55 hängigkeit von der·¹ im Speicherkondensat'H gespei-

(■>. Elektronische Verschlußeinrichtung nach cherten Signal, ^l. dahin (vgl. DT-PS 21 01 616), einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenr.- daß ii an sich bekannter Weise cm Kompressionszeichnet, daß die Steuerschaltung einen Zeit- elemer,. parallel zu dem Speicherkondensator angesteuerkondensator (Cs) enthalt, der von dem schlossen ist. Zweck dieser Maßnahme des älceren durch das Bauelement (D 1) mit logarithmischer 60 Vorschlages war der, die erforderliche Kapazität des Charakteristik fließenden Strom gelade· vird. Speicherkondenstors durch das Kompressionselement

herabzusetzen.