DE2264689C3 - Exposure control for a single lens reflex camera - Google Patents

Description

'1 = '2 + h ■ '1 =' 2 + h ■

h = -i h = -i

<o ·<o ·

Es seien weiterhin die Gatterspannungen von Feldeffekttransistoren Qn und Qn mit V> bzw. Vi bezeichnet und die Verstärkung von drei Stufen von Differenzierverstärkern, die die Feldeffekttransistoren Qi\ und Q}2 sowie Transistoren Q^, Qi_b, Qn und (?>» enthalten, mit dem Zeichen A bezeichnet; dann hat die Ausgangsspannung V^ des Transistors Qw die folgende Beziehung zu den Spannungen Vi, V2 und zur Verstärkung A: Let the gate voltages of field effect transistors Qn and Qn be denoted by V> and Vi and the amplification of three stages of differentiating amplifiers containing the field effect transistors Qi \ and Q} 2 and transistors Q ^, Qi _b , Qn and (?> » , denoted by the symbol A ; then the output voltage V ^ of the transistor Qw has the following relation to the voltages Vi, V2 and to the gain A:

(K, - V₂)A - Γ,.(K, - V ₂ ) A - Γ ,.

Weiterhin haben die Spannungen Vi und V₂ die folgende Beziehung zur Speisespannung V₁₁:Furthermore, the voltages Vi and V _{2 have} the following relationship to the supply voltage V ₁₁ :

1·Ί =- K, - «.,ι · ι"ι -1 · Ί = - K, - «., Ι · ι" ι -

i'i - K, + R.μi'i - K, + R.μ

Aus den Gleichungen (3), (4) und (5) kann die folgende Gleichung erhalten werden:From the equations (3), (4) and (5), the following equation can be obtained:

Da bei den Ausführungsformen die Verstärkung A der drei Stufen von Differenzierverstärkern ausreichend hoch gewählt ist, kann die folgende Beziehung erhalten werden:In the embodiments, since the gain A of the three stages of differential amplifiers is selected to be sufficiently high, the following relationship can be obtained:

— R₃₃ h — - R ₃₃ h -

(7)(7)

Da hierbei keine Potentialdifferenz zwischen den entgegengesetzten Klemmen der Diode herrscht, gilt:Since there is no potential difference between the opposite terminals of the diode, the following applies:

ίο + 'p = 0 . (8) ίο + 'p = 0. (8th)

Aus den Gleichungen (1) und (7) ergibt sich:Equations (1) and (7) result in:

/₂ = (1 + R₃JR₃₃) h , (9)/ ₂ = (1 + R ₃ JR ₃₃ ) h , (9)

Aus den Gleichungen (7) und (9) ergibt sich:Equations (7) and (9) result in:

I₂= -(I + R₃₃JR ₃₁) Z₃. (10)I ₂ = - (I + R ₃₃ JR ₃₁ ) Z ₃ . (10)

Aus den Gleichungen (8) und (10) ergibt sich:Equations (8) and (10) result in:

I₂ = (I + R₃₃IR_n)L. (H)I ₂ = (I + R ₃₃ IR _n ) L. (H)

Aus der Gleichung (10) ist ersichtlich, daß durch einen Transistor φι ein dem Strom h durch die Photodiode proportionaler Strom fließt Das Ausgangssignal des Verstärkers wird über den Transistor Q₃₁ \ zur Eingangsklemme negativ rückgekoppelt. Aufgrund der negativen Rückkopplungsverbindung kann die Klemmspannung eines Speicherkondensators C31, der mit dem Gatter des Transistors Qn verbunden ist, auf einem gegebenen Wert entsprr shend der Lichtmenge gehalten werden.From equation (10) it can be seen that a current proportional to the current h through the photodiode flows through a transistor φι. The output signal of the amplifier is negatively fed back to the input terminal via the transistor Q ₃₁ \. Due to the negative feedback connection, the clamping voltage of a storage capacitor C31 connected to the gate of the transistor Qn can be kept at a given value according to the amount of light.

Es wird also, bevor der Spiegel der Kamera aufklappt, die Lichtmessung abgeschlossen, und in einem Kondensator C₃\ wird eine elektrische Ladung entsprechend dem gemessenen Licht gespeichert. Sodann werden die Schalter Si, S₂ und S₃ so betätigt, daß sie die Kontakte b, d bzw. /schließen, wobei der Schauer S₄ in der den Kontakt g schließenden Stellung verbleibt. Dadurch wird ein Strom, der im wesentlichen gleich dem Strom ist, der durch den Widerstand R^ geflossen ist, über den SchalterS₄zumTransistoi (Angeleitet.So the light measurement is completed before the mirror of the camera opens, and an electrical charge corresponding to the measured light is stored in a capacitor C ₃ \. The switches Si, S ₂ and S _{3 are} then operated in such a way that they close the contacts b, d or /, the shower S ₄ remaining in the position which closes the contact g. As a result, a current, which is essentially the same as the current that has flowed through the resistor R ^ , is passed through the switch _{S 4 to the} transistor (instructed.

Wenn der Spiegel der Kamera hochklappt, wird der Lichtstrom zur Photodiode unterbrochen, so daß durch diese nur mehr der Dunkelstrom fließt. Wird der hierbei durch die Photodiode fließende Strom mit uiunkci bezeichnet, so kann der durch einen Transistor Q312 fließende Strom durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:When the mirror of the camera flips up, the light flow to the photodiode is interrupted, so that only the dark current flows through it. If the hereby current flowing through the photodiode current with uiunkci referred to as the current flowing through a transistor Q312 current can be expressed by the following equation:

h = (I + R₃₃IR₃\) Uu_nM h = (I + R ₃₃ IR ₃ \) Uu _n M

(12)(12)

Da die Transistoren Qiw und Qtu einen mit konstantem Strom betriebenen Differenzverstärker bilden, ist die Summe des Kollektorstroms t, des Transistors Qsw und des Kollektorstroms /2 des Transistors Qu₂ stets konstant. Der Strom /|, der während der Zeitspanne von der Vollendung Jer Messung der Lichtmengf 'jis zur Rückkehr des Spiegels durch den Kollektor des Transistors Qju fließt, beträgt alsoSince the transistors Qiw and Qtu form a differential amplifier operated with constant current, the sum of the collector current t, the transistor Qsw and the collector current / 2 of the transistor Qu _{2 is} always constant. The current / | flowing through the collector of the transistor Qju during the period from the completion of the measurement of the amount of light to the return of the mirror is thus

(I +/WAj₁)(Zj - /*„*„), (13)(I + / WAj ₁ ) (Zj - / * "*"), (13)

was die Differenz zwischen dem Stromwhat the difference between the current

der proportional der Lichtmenge unmittelbar vor der ίο Aufnahme ist, und dem Dunkelstrom ist. Wenn der Spiegel aufklappt, wird gleichzeitig der Verschluß geöffnet und weiterhin gleichzeitig der Schalter S₄ betätigt, der von der Stellung g zur Stellung h umschaltet, so daß der Strom durch den Schalter S₄ und den Transistor Qiu unterbrochen wird. Ein zeitbestimmender Kondensator Cn wird nun allmählich geladen. Wird die Potentialdifferenz zwischen den entgegengesetzten Klemmen des Kondensators Cn mil Vc2 und die Ladezeit mit t bezeichnet, so ergibt sich die folgende Beziehung:which is proportional to the amount of light immediately before the ίο exposure, and the dark current. When the mirror opens, the shutter is opened at the same time and the switch S _{4 is} operated at the same time, which switches from position g to position h , so that the current through switch S ₄ and transistor Qiu is interrupted. A time-determining capacitor Cn is now gradually charged. If the potential difference between the opposite terminals of the capacitor Cn is denoted by Vc2 and the charging time is denoted by t , the following relationship results:

= (I + R₃₃IR₃₁)-L-WC₃₂), = (I + R ₃₃ IR ₃₁ ) -L-WC ₃₂ ),

(14)(14)

wobei mit C32 die Kapazität des Kondensator Cn angegeben ist.where C32 indicates the capacitance of the capacitor Cn.

Erreicht die Spannung V_C2 einen gegebenen Wert, so wird ein Transistor in einem Zeitgeber-Komparator abgeschaltet und dadurch die Schließbewegung des Verschlusses eingeleitet.If the voltage V _C 2 reaches a given value, a transistor in a timer comparator is switched off and the closing movement of the shutter is initiated as a result.

Der Komparator kann die Schaltung nach F i g. 2 aufweisen. Im Betrieb der Schaltung bewegt sich der in F i g. 1 gezeigte Schalter S₄, wenn der erste Vorhang des Verschlußmechanismus sich zum öffnen des Verschlusses bewegt, in die Stellung h, so daß die Aufladung des Kondensators C32 beginnt. Zu dieser Zeit sperrt der Transistor <?₄i, da das Gatterpotential dieses Transistors höher ist als sein Quellenpotential, und der Transistor Qn ist gesperrt, während der Transistor Qi₃ auf Durchlaß steht und einen Stromfluß durch einen Elektromagnet L ermöglicht. Der Verschluß wird dadurch in seiner geöffneten Stellung gehalten. Während die Ladespannung des Kondensators C32 zunimmt, verringert sich das Gatterpotential und schließlich schaltet der Transistor auf Durchlaß. Der Transistor Qu wird dadurch leitend und der Transistor φ« wird sperrend, so daß der Stromfluß durch den Elektromagnet beendet wird. Hierdurch wird der Verschluß geschlossen.The comparator can use the circuit according to FIG. 2 have. During operation of the circuit, the one in FIG. 1, when the first curtain of the shutter mechanism moves to open the shutter, switch S ₄ shown in the position h, so that the charging of the capacitor C32 begins. At this time the transistor blocks <? ₄ i, since the gate potential of this transistor is higher than its source potential , and the transistor Qn is blocked, while the transistor Qi _{3 is} on and enables a current to flow through an electromagnet L. The shutter is thereby held in its open position. As the charge voltage of capacitor C32 increases, the gate potential decreases and eventually the transistor turns on. The transistor Qu becomes conductive and the transistor φ «becomes blocking, so that the current flow through the electromagnet is terminated. This closes the shutter.

Fig.3 zeigt in Diagrammform die Änderung des Lichtstroms während des Betriebs der Kamera, die Betriebüweise der Schalter Si, S2, S3 und S₄, die Stromänderungen in den Transistoren Qu\ und Qn2und Änderungen in der Spannung Vc2 am zeitbestimmenden Kondensator, mit der Zeit als Parameter.Fig. 3 shows in diagram form the change in the luminous flux during operation of the camera, the mode of operation of the switches Si, S2, S3 and S ₄ , the current changes in the transistors Qu \ and Qn2 and changes in the voltage Vc2 at the time-determining capacitor over time as a parameter.

Während bei üb'ichen Beiich tungssteue:ungen eine korrekte Belichtungszeit nur in dem Bereich zu erhalten ist, in dem der Photostrom proportional dem Lichtstrom ist, ermöglicht es die erfindungsgemäße Schaltung, auch bei einer schlechte.1 Beleuchtung, bei der der Dunkel-While with usual confiscation controls one correct exposure time can only be obtained in the area in which the photocurrent is proportional to the luminous flux the circuit according to the invention makes it possible, even with poor lighting.

iio strom nicht vernachlässigt werden kann, eine korrekte Belichtungszeit zu erhalten, indem dieser DunkHstrom vom Photostrom subtrahiert wird. Außerdem ist die Spannung am photoempfindlichen Element im wesentlichen Nui), so daß der Meßbereich im Vergleich zu eineriio electricity cannot be neglected, a correct one Obtain exposure time by reducing this current is subtracted from the photocurrent. In addition, the stress on the photosensitive member is substantial Nui), so that the measuring range compared to a

'15 Anordnung, bei dei das photoempfindliche Element unter Vorspannung verwendet wird, erheblich vergrößert werden kann.15 arrangement in which the photosensitive element is used under bias, can be increased significantly.

Hierzu 3 Bhitt ZcichniiniFor this 3 Bhitt Zcichniini

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit aufklappbarem, im nicht aufge- klappten Zustand den durch das Aufnahmeobjektiv tretenden Lichtstrom zum Sucher ablenkenden Spiegel und mit Lichtmessung durch das Objektiv, umfassend eine Stromquelle, eine Lichtmeßschaltung mit einer Photodiode, einem den Photostrom der Photodiode verstärkenden Verstärker und einer Ausgangsklemme, eine Speicherschaltung mit einem bei nicht aufgeklapptem Spiegel zwischen eine Eingangsklemme der Speicherschaltung und die Stromquelle geschalteten Speicherkondensator und einen elektronisch gesteuerten Kameraverschluß, der über eine Verschlußsteuerschaltung nach einer durch das Ausgangssignal der Speicherschaltung bestimmten Zeitspanne zu schließen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzverstärker (Qi::, Qi'.i) vorgesehen ist und daß die Ausgangsklemme (Ni)der Lichtmeßschaltung (Qu D, Qii-is) bei nicht aufgeklapptem Spiegel mit dem Speicherkondensator (Cn) und der ersten Eingangsklemme (N₂) des Differenzverstärker (Q₃U -»2), und bei aufgeklapptem Spiegel mit der zweiten Eingangsklemme (Ni) des Differenzverstärkers verbunden wird, so daß das dem Zeitsteuerkondensator (Cn) zugeführte Ausgangssignal des Differenzverstärkers dem Wert des Ausgangssignals der Lichtmeßschal- y> tung minus dem Wert des Dunkelstromsignals entspricht.Exposure control for a single-lens reflex camera with a hinged mirror that deflects the light flow through the taking lens to the viewfinder when not opened and with light measurement through the lens, comprising a power source, a light measuring circuit with a photodiode, an amplifier that amplifies the photocurrent of the photodiode and a Output terminal, a storage circuit with a storage capacitor connected between an input terminal of the storage circuit and the current source when the mirror is not opened, and an electronically controlled camera shutter which is to be closed via a shutter control circuit after a period of time determined by the output signal of the storage circuit, characterized in that a differential amplifier ( Qi ::, Qi'.i) is provided and that the output terminal (Ni) of the light measuring circuit (Qu D, Qii-is) with the mirror not opened with the storage capacitor (Cn) and the first input terminal ( N ₂ ) of the differential amplifier (Q ₃ U - »2), and when the mirror is opened, it is connected to the second input terminal (Ni) of the differential amplifier, so that the output signal of the differential amplifier fed to the timing capacitor (Cn) corresponds to the value of the output signal of the Lichtmeßschal- y > tion minus the value of the dark current signal. Die Erfindung bezieht sich auf eine Belichtungssteuerung für eine einäugige Spiegelreflexkamera mit aufklappbarem, im nichtaufgeklappten Zustand durch das Aufnahmeobjektiv tretenden Lichtstrom zum Sucher ablenkenden Spiegel und mit Lichtmessung durch das Objektiv, umfassend eine Stromquelle, eine Lichtmeßschaltung mit einer Photodiode, einem den Photostrom der Photodiode verstärkenden Verstärker und einer Ausgangsklemme, eine Speicherschaltung mit so einem bei nicht aufgeklapptem Spiegel zwischen eine Eingangsklemme der Speicherschaltung und die Stromquelle geschalteten Speicherkondensator und einen elektronisch gesteuerten Kameraveschluß, der über eine Verschlußsteuerschaltung nach einer durch das ss Ausgyngssignal der Speicherschaltung bestimmten Zeitspanne zu schließen istThe invention relates to an exposure control for a single-lens reflex camera foldable, in the unfolded state through the taking lens stepping luminous flux to Viewfinder deflecting mirror and with light metering through the lens, comprising a power source, a Light measuring circuit with a photodiode, an amplifier that amplifies the photocurrent of the photodiode and an output terminal, a memory circuit with such a when the mirror is not opened between a Input terminal of the storage circuit and the current source switched storage capacitor and a electronically controlled camera shutter, which is controlled via a shutter control circuit after a by the ss Ausgyngssignal the memory circuit is to close certain period of time Bei Kameras mit automatischer Lichtmessung durch das Objektiv ist die Photodiode für die Lichtmessung im allgemeinen nahe am Sucher angeordnet. Das zu r>o messende Licht wird vom Objektiv zum Sucher über einen Spiegel geleitet und ist während des Photographierens unterbrochen, nämlich solange der Spiegel aufgeklappt ist. Der die Belichtungszeit bestimmende Lichtstrom muß deshalb vor dem Aufklappen des ds Spiegels gemessen und gespeichert werden. Das gleiche gilt bei einer Lichtmessung durch das Objektiv, wenn eine Springblende vorhanden ist, bei der die Blende vor dem Photographieren voll geöffnet ist, um ein helles Sucherbild zu ergeben, jedoch auf eine voreingestellte Blende zurückspringt, wenn photographic« wird. Als Photodiode kommt insbesondere eine Silicium-Photodiode in Frage, die geringen Leckstrom, einen verhältnismäßig weiten Bereich der Lichtempfindlichkeit und ein schnelles Ansprechen aufweist Jedoch ist der DunkeJstrom der Silicium-Photodioden verhältnismäßig hoch, insbesondere wenn bei ungünstigen Beleuchtungsverhältnissen gemessen wird. Allgemein wird beim Messen unter Verwendung einer Photodiode der Lichtstrom plus der Dunkelstrom ausgewertet, was insbesondere bei geringer Objekthelligkeit zu größeren Fehlern führtIn cameras with automatic light measurement through the lens, the photodiode for light measurement is in the generally located close to the viewfinder. That to r> o measuring light is directed from the lens to the viewfinder via a mirror and is during the photographing interrupted, namely as long as the mirror is opened. The one that determines the exposure time Luminous flux must therefore be measured and saved before opening the mirror. The same applies to light measurement through the lens if there is a spring diaphragm with the diaphragm in front photographing is fully open to a bright To give a viewfinder image, but jumps back to a preset aperture when photographic «is. as Photodiode in particular comes a silicon photodiode in question, the low leakage current, a relatively wide range of photosensitivity and has a fast response. However, the dark current of the silicon photodiodes is proportionate high, especially when measuring in poor lighting conditions. Generally when measuring using a photodiode, the luminous flux plus the dark current is evaluated, what leads to larger errors, especially with low object brightness Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Lichtmeßbereich der Kamera auch in einen Helligkeitsbereich hinein auszudehnen, in dem der Dunkelstrom nicht mehr vernachlässigt werden kann.The invention is therefore based on the object of converting the light measuring range of the camera into one To extend the brightness range in which the dark current can no longer be neglected. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch gekennzeichneten Mittel gelöst.This object is achieved by the means characterized in the claim. In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigtIn the drawings the invention is illustrated by way of example, namely FIG F i g. I einen Schaltplan einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Belichtungssteuerung,F i g. I a circuit diagram of an embodiment of the exposure control according to the invention, F i g. 2 einen Schaltplan einer Vergleichsschaltung,F i g. 2 a circuit diagram of a comparison circuit, Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Vorgänge beim Photographieren.Fig. 3 is a timing chart showing the operations in photographing. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezug auf Fig. 1 erläutert. Die dargestellte Schaltung wird von einer (nicht gezeigten) Stromquelle mit einer Spannung V_n- versorgt. Bevor eine Aufnahme gemacht wird, wird ein Schalter Si in eine Stellung a gebracht, ein Schalter 52 in eine Stellung c, ein Schalter S₃ in eine Stellung eund ein Schalter Si in eine Stellung g. Sodann wird ein (nicht dargestellter) Verschlußauslöseknopf gedrückt. Durch diesen Vorgang bewegt sich der Öffnungsstop der Kamera in eine gegebene Stellung, so daß eine gegebene Lichtmenge durch das Kameraobjektiv hindurchtreten kanr Eine Photodiode empfängt mindestens einen Teil des Lichts und erzeugt einen Photostrom entsprechend dem Lichtstrom. Es sei der Photostrom mit i_p und die Stromkomponente, die nicht den Photostrom enthält, durch die Photodiode mit io bezeichnet. Dann gilt:A preferred embodiment of the invention is explained with reference to FIG. The circuit shown is supplied _{with a voltage V n} - from a current source (not shown). Before a picture is taken, a switch Si is brought to a position a, c, a switch in a position 52, a switch S ₃ to a position E and a switch Si to a position g. A shutter release button (not shown) is then pressed. As a result of this process, the opening stop of the camera moves into a given position so that a given amount of light can pass through the camera lens. A photodiode receives at least part of the light and generates a photocurrent corresponding to the luminous flux. Let the photocurrent be denoted by i _p and the current component that does not contain the photocurrent through the photodiode is denoted by io. Then the following applies: