DE3149655C2

DE3149655C2 - Lichtmeßschaltung für eine Kamera

Info

Publication number: DE3149655C2
Application number: DE3149655A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Hachioji Tokio/Tokyo Mizokami
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1981-12-15
Publication date: 1985-01-03
Also published as: DE3149655A1; US4390258A

Abstract

Eine Lichtmeßschaltung hat einen Differenzierer (Differenzierkondensator C2), der in Kaskadenschaltung an eine Integrierschaltung (Operationsverstärker OP1, Integrierkondensator C1) mit einem Integrierkondensator (C1) angeschlossen ist, der einen Fotostrom (Is), welcher von einem zur Lichtmessung benutzten fotoelektrischen Meßgrößenumformer (PD1) erzeugt wird, direkt integriert. Auf diese Weise wird vom integrierten Ausgang der Integrierschaltung ein Foto stromausgang abgeleitet.

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtmeßschaltung für eine Kamera mit direkter Integration des Photostroms gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß bei einfachem Aufbau auch eine Information über den momentanen Wert des Photostroms zur Verfugung steht Diese Aufgabe wird erfindungsgftmäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung, bei der das Ausgangssignal des Integrators, der den Photostrom direkt integriert, von einem nachgeschalteten Differenzierglied differenziert wird, führt zu einem einfachen Schaltungsaufbau. Darüber hinaus hat sie gegenüber anderen Alternativen, wie beispielsweise einer denkbaren Schaltung, bei der das Ausgangssignal des Wandlers einmal direkt integriert und daneben in anderer Weise weiterverarbeitet wird, insbesondere den Vorteil, daß nur ein Vorverstärker, nämlich der des Integrators zur Verstärkung des vergleichsweise kleinen Photostronv- benötigt wird, und daß in der restlichen Schaltung von einem verstärkten Signal ausgegangen werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung gemäß Anspruch 2 ist es von besonderem Vorteil, daß die Verwendung einer getrennten Korrektur-Lichtmeßschaltung unnötig wird und die Korrektur-Lichtmeßschallung mit dem aus dem Ausgangssignal des Integrators abgeleiteten Signal arbeiten kann. In den Ansprüchen 3 bis 6 sind vorteilhafte schaltungstechnische Reaiisierungen der erfindungsgemäßen Lösung angegeben. Dabei hat insbesondere die Lichtmeßschaltung gemäß Anspruch 4 den Vorteil, daß die Schaltung zur logarithmischen Kompression und zur Differentation des Ausgangssignals des Integrators mit einem einzigen Operationsverstärker verwirklicht wird, wodurch der Schaltungsaufwand weiter herabgesetzt wird.

Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden untT Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigt

Fig. I einen Schaltplan einer Lichtmeßschaltung gemäß eines ersten Ausfiihrungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 einen Schaltplan einer Lichtmeßschaltung für Reflexions-Lichtmessung gemäß ein. s zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Benutzung der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung,

Fig. 3(A) eine Darstellung eines fotometrischen Ansprechverhaltens ein-'s zur Lichtmessung in der Lichtmeßschaltung gemäß Fig. 2 verwendeten fotoelektrischen. Meßgrößenu.nformers in bezug auf ein Bildfeld,

Fig. 3(B) und 3 (C)grafische Darstellungen beispielhafter Änderungen des vom in Fig. 2 dargestellten Meßgrößenumformer erzeugten Photostroms und

F i g. 3 (D 1), 3 (D 2) und 3 (D 3) Ablaufdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Lichtmeßschaltung.

Die in Fig. 1 dargestellte Lichtmeßschaltung für eine Kamera hat einen zur Lichtmessüng benutzten fotoelektrischen Meßgrößenumformer PD 1, beispielsweise in Form einer Silizium-Fotodiode, einen ersten Operationsverstärker OPX, mit dessen invertierender und nichtinvertierender Eingangsklemme der Meßgrößenumformer PD 1 gegensinnig verbunden ist, einen Inte- 6" grierkondensalor Cl, df' an die invertierende Eingangsklemme und die Ausgangsklcmme des Operationsverstärkers OPX angeschlossen ist, einen Diflerenzierkondensator Cl, dessen eine Seite in Kaskadenschaltung mit der Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OPl verbunden ist, einen zweiten Operationsverstärker OPl, an dessen invertierende Eingangsklemme die andere Seite des Differenzierkondensators Cl angeschlossen ist, und eine an die invertierende Eingangskiemime und die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OPl in Vorwärtsrichtung angeschlossene Diode D1 für die logarithmische Kompression.

Der Operationsverstärker OPl bildet zusammen mit dem Integrieirkondensator Cl einen Integrator und erhält an seiner nichtinvertierenden Eingangsklemme eine Bezugsspannung VR. Der Differenzierkondensator Cl bildet ein Differenzierglied. Der Operationsverstärker OP 2 bildet zusammen mit der Diode D1 eine Schaltung für die logarithmische Kompression und erhält an seiner nichtinvertierenden Eingangsklemme die Bezugsspannung VR. Die Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers OP1 ist mit p»ner nicht dargestellten automatischen Belichtungssicüerschaltung verbunden, wogegen die Ausgangsklemme des zweiten Operationsverstärkers OP 2 beispielsweise an ein nicht dargestelltes Anzeigegerät anschließbar ist.

Die Arbeitsweise ist folgende: Wenn auf den Meßgrößenumiormer PD1 Licht auffallt, erzeugt er einen Photostrom Is, der vom Integrierkondensator C1 integriert wird. Abhängig davon tritt am Ausgang des Operationsverstärkers OJ³1 eine Ausgangsspannung VO1 zum Laden des Differenzierkondensators Cl auf. Die Ausgangsspannung VO1 läßt sich folgendermaßen darstellen:

VO1 = -— /id / = -^- ι + VR

Daraus ergibt sich, daß die Spannung linear mit der Zeit / zunimmt. Die Ausgangsspannung VO 1 wirrt einer nicht dargestellten automatischen Belichtungssteuerschaltung zugeführt, um z. B. das Schließen eines Verschisses zu steuern.

Der Differenzierkondensator Cl wird von einem von der Größe der Ausgangsspannung vo 1 abhängigen Ladestrom Is¹ durchflossen und speichert dadurch eine Ladung Q, die sich, ausgehend von der Gleichung (1), folgendermaßen ausdrücken läßt:

Q = ClVOl = ^j Ist + ClVR

Daher ist der Ladestrom Is':

Is'

dQ _ Cl
Cl

dt

Is

Der Ladestrom Is' tritt in die invertierende Eingangsklemme des Operationsverstärkers OPl ein. Weil das Verhältnis ClIC 1 konstant ist, ist die Größe des Ladestroms Is' dem Fhotostrom Is proportional und stellt somit eine Fotostrominformation dar. Der Ladestrom Is' wird durch die Kombination aus der D'ode D1 und dem Operationsverstärker OPl logarithmisch komprimiert, und der Operationsverstärker OP2 erzeugt eine Ausgangsspannung >Ό 2, die folgendermaßen definiert ist:

.... , kT . . , kT , / Cl Λ

VOl = In /.s = In j Is)

α η \ Γ \ I

worin /c die Boltzmann-Konstante ist, Γ die absolute Temperatur und q die Einheitsladung. Bei der Ableitung der Gleichung (4) wird der Rückwärts-Sättigungsstrom der Diode D !vernachlässigt. Die Ausgangsspannung VO 1 kann beispielsweise einem nicht dargestell- ten Anzeigegerät zum Anzeigen der Heiligkeit eines Aufnahmegegenstandes zugeführt werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Lichtmeßschaltung gemäß einem zweiten Ausfiihrungsbeispiel, in welcher die in Fig. 1 dargestellte Lichtmeßschaltung verwendet wird, hat zusätzlich zu letzterer folgende Hauptbauelemente: eine Abtast- und Halteschaltung (sample and hold circuit) L die mit dem Ausgang des zur Lichtmeßschaltung gemäß Fig. 1 gehörenden zweiten Operationsverstärkers OPl verbunden ist, eine aus der Abtast- und Halteschaltung 1 gespeiste Korrekturspannungs-Schaltung Z ein spannungsgesteuerter veränderbarer Widerstand RT, der sich aus zwei monolithisch integrierten Feldeffekttransistoren FTl und FTl zusammensetzt, wobei die Drain des ersten Feldeffekttransistors FTX an den Ausgang der Korrekturspannungs-Schaltung 2 angeschlossen ist und die Steuerelektroden der beiden Feldeffekttransistoren FTl und FTl miteinander verbunden sind, einen dritten Operationsverstärker OPX der mit seiner invertierenden Eingangsklemme an die Source und mit seinem Ausgang an die Steuerelektrode des ersten Feldeffekttransistors FTl angeschlossen ist, einen vierten Operationsverstärker OPA, der mit seiner invertierenden Eingartgsklemme an die Source und mit seiner Ausgangsklemme an die Drain des zweiten Feldeffekttransistors FTlangeschlossen ist, einen zum Integrierkondensator Cl parallelgeschalteten Trigger-Analogschalter AS L und einen Folgeregler 3, der zwischen die Steuerelektrode des Analogschalters AS 1 und eine Steuerklemme der Abtast- und Halteschaltung 1 zwischengeschaitet ist.

An der nichtinvertierenden Eingangsklemme des dritten Operationsverstärkers OP 3 liegt die Bezugsspannung VR an, wogegen seine invertierende Eingangsklemme über einen Widerstand R 1 an Masse -to angeschlossen ist. Der dritte Operationsverstärker OPZ erzeugt eine Ausgangsspannung und gibt sie an die Steuerelektroden der beiden Feldeffekttransistoren FTl und FTl ab, wodurch eine Spannung, die seiner invertierenden Eingangsklemme über den Feldeffekttransistor FTl aus der Korrekturspannungs-Schaltung 2 zugeführt wird, gleich gemacht wird der Bezugsspannung VR, die an seinem nichtinvertierenden Eingang anliegt. Beide Feldeffekttransistoren /Tl und FTl des spannungsgesteuerten veränderbaren Widerstandes RT so haben gleiches /ß-Kc^Ansprechverhalten und zeigen nachstehend als Einschalt-Widerstände bezeichnete Gleichstrom-Widerstände Ä_0V1 und R_0N2 von gleichem Wert, wenn die Source-Drain-Strecke beider Feldeffekttransistoren FTl und FTl leitend ist.

Die invertierende Eingangsklemme des vierten Operationsverstärkers OP4 ist über einen Widerstand Rl mit der Ausgangsklemme des ersten Operationsverstärkers OPl verbunden, wogegen an seinem nichtinvertierenden Eingang die Bezugsspannung VR anliegt. Der Operationsverstärker OP 4 bildet zusammen mit dem Widerstand R 1 und dem Einschalt-Widerstand R₀M des zweiten Feldeffekttransistors FTl einen invertierenden Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor, der bestimmt wird durch das Verhältnis a= Rosi/ R1 Weil der Widerstandswert des Widerstandes R 2 konstant ist, ändert sich der Verstärkungsfaktor mit der Größenänderung des Einschalt-Widerstandes Rora-

Der Meßgrößenumformer PD1 ist einem nicht dargestellten Schlitzverschluß gegenüber an einer außerhalb des Aufnahmestrahlenganges der Kamera gelegenen Stelle so angeordnet, daß er gemäß Fig. 3 (A) eine mittenbetonte Lichtmessung in einem Bildfeld 4 vorzunehmen vermag. Die vom Meßgrößenumformer PD 1 vorgenommene Messung von am Bildfeld 4 reflektiertem Licht wird abhängig von einem Signal aus dem Folgeregler 3 ausgelöst durch das Öffnen des Analogschalters ASl in einem Zeitpunkt /,, unmittelbar vor Beginn einer Belichtung einer Filmoberfläche durch Ablaufen eines ersten Verschlußvorhangs [s. Fig. 3(D 1)].

Außer dem Schließen und Öffnen des Analogschalters AS 1 hat der Folgeregler 3 die Aufgabe, der Abtast- und Halteschaltung 1 Abtastimpulse A und B in Zeitpunkten I₂ und /3 zuzuführen, die unmittelbar vor und nach dem Durchlauf des ersten Vorhangs durch das Zentrum des Bildfeldes 4 liegen [s. Fig. 3(D2) und 3 (D 3)]. Diese Abtastimpulse A und B dienen der Abtast- und Halteschaltung 1 zum Abtasten und Halten der dann vom Operationsverstärker OPl abgegebenen, dem Photostrom entsprechenden Ausgangsspannungen V02Aund VOIB. Der Korrekturspannungs-Schaltung 2 wird eine Differenzspannung A V_H = VOIA -VOlB zugeführt, und die Schaltung 2 erzeugt eine Bezugssp^nnung Vs von solcher Größe, daß die Einschalt-Widerstände R_ot/[ undR₀H₂AtTFeldeffekttransistoren FTl und /T2 gleich gemacht werdendem Widerstandswert des Widerstandes R 2, bis der erste Vorhang vollständig geöffnet ist. Nach dem vollständigen Öffnen des ersten Vorhangs erzeugt die Korrekturspannungsschaltung 2 jedoch eine Korrekturspannung Vc als Summe der Bezugsspannung Vs und der Differenzspannung A V„ (Vc = Vs plus A V_H).

Die Arbeitsweise ist folgende: Beim Niederdrücken eines nicht dargestellten Verschiußausiöseknopfes der Kamera wird der Schlitzverschluß ausgelöst und der Lauf des ersten Vorhanges eingeleitet. Wenn der erste Vorhang abzulaufen beginnt, wird der Analogschalter ASl durch den Folgeregler 3 im Zeitpunkt /, geöffnet, der unmittelbar vor der Belichtung der Filmoberfläche liegt [s. Fig. 3(Dl)]. Folglich fällt das von der Oberfläche des ersten Vorhangs reflektierte Licht am Meßgrößenumformer PD1 auf, der dann den Photostrom Is erzeugt, welcher die Aufladung des Integrierkondensators Cl einleitet. Wie weiter oben im Zusammenhang mit der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Lichtmeßschaltung erläutert, erzeugt der erste Operationsverstärker OPl die nach der Gleichung (1) definr.rte Ausgangsspannung VO1, der zweite Operationsverstärker OPl dagegen die nach der Gleichung (4) bestimmmte Ausgangsspannung VO1.

Im Zeitpunkt I₂, unmittelbar bevor die Kante des ersten Vorhanges das Zentrum des Bildfeldes 4 passiert, führt der Folgeregler 3 der Abtast- und Halteschaltung 1 den Abtastimpuls A zu [s. Fig. 3 (D2)], wodurch die anliegende Ausgangsspannung VOIA des Operationsverstärkers OPl von der Abtast- und Halteschaltung 1 festgehalten wird. Im Zeitpunkt I₂ hat der erste Vorhang das Zentrum des Bildfeldes 4 noch nicht passiert, so daß der Meßgrößenumformer PDl hauptsächlich an der Oberfläche des ersten Vorhangs reflektiertes Licht mißt. Bezeichnet man den auf dem Reflexionsvermögen der Oberfläche des ersten Vorhangs basierenden Photostroms mit /51 (s. F i g. 3 (B) und 3 (C), läßt sich die Ausgangsspannung VOlA aus der Gleichung (4) folgendermaßen ableiten:

(5)

Danach, im Zeitpunkt /,, unmittelbar nach dem Vorbeilaufen der Kante des ersten Vorhangs am Zentrum des Bildfeldes 4, fuhrt der Folgeregler 3der Abtast- und HaI-iesch&.\ung 1 den Abtastimpuls B zu [s. Fig. 3(D3)], wodurch die Größe der Ausgangsspannung VOlB des Operationsverstärkers OPX welche im Zeitpunkt I₃ vorherrscht, von der Abtast- und Halteschaltung 1 festgehalten wird. Da der erste Vorhang im Zeitpunkt i_} das Zentrum des Bildfeldes 4 bereits passiert hat, mißt der Meßgrößenumformer PDi hauptsächlich an der Filmoberfläche reflektiertes Licht. Bezeichnet man den auf dem Reflexionsvermögen der Filmoberfläche basierenden Photostrom mit As2[s. Fig. 3(B) und 3(C)], läßt sich die Ausgangsspannung VOlB aus der Gleichung (4) folgendermaßen abieilen:

VOlB = - —In (— lsi)

(6)

= VOlA - VOlB <0

Wenn dagegen das Reflexionsvermögen eines in die Kamera eingelegten bestimmten Films kleiner ist als die des Standardfilms, bleibt der vom Meßgrößenumformer PD1 erzeugte Photostrom Isb'is zum Zeitpunkt h. im wesentlichen konstant, nimmt zwischen den Zeitpunkten ς und % allmählich ab und bleibt nach dem Zeitpunkt ς im wesentlichen konstant [s. Fig. 3(C)]. Dementsprechend ist die Ausgangsspannung VOlA größer als die Ausgangsspannung VOlR, und daher folgt:

V_H = VOl A -

VOlB >0

10

15

20

Die Ablast- und Halteschaltung 1 erzeugt folglich eine Differenz zwischen den Ausgangsspannungen VOlA und VOlB:

J V_H = VOlA- VOlB

Wenn das Reflexionsvermögen eines in die Kamera eingelegten bestimmten Films größer ist als das eines Standardfilms, erzeugt der Meßgrößenumformer PD1, welcher so angeordnet ist, daß er eine mittenbetonte Lichtrnessurig irr· Bildfeld 4 vornimmt, einen Photostrom Is, der bis zum Zeitpunkt I₂ im wesentlichen konstant bleibt, zwischen den Zeitpunkten I₁ und k allmählich zunimmt und nach dem Zeitpunkt 4 im wesentlichen konstant bleibt [s. Fig. 3(B)], wobei unterstellt wird, daß sich die Heiligkeit eines Aufnahmegegensiandes während des Durchlaufs des ersten Vorhangs nicht ändert. Dies beruht darauf, daß das Reflexionsvermögen des ersten Vorhangs gleich mit dem des Standardfilms eingestellt ist. Dementsprechend ist die Größe der Ausgangsspannung VOlA kleiner als die der Ausgangsspannung VOl B, und daher folgt:

(8)

50

(9)

Sobald die Filmoberfläche völlig freiliegt und der erste Vorhang sich vollständig geöffnet hat, wird von der Korrekturspannungs-Schaltung 2, die die Bezugsspannung Vs erzeugt hat, durch welche die Einschaltwiderstände Ä_ov, und R_0N2 der Feldeffekttransistoren FTl

und FT'i mit dem Widerstandswert des Widerstandes Ä2 gleich gemacht wurden, nunmehr die Korrekturspannung Vc als Summe der Korrekturspannung Ks und der Bezugsspannung AV_n(Vc = Vs + A V₁₁), die an die Senke des ersten Feldeffekttransistors FTl angelegt wird.

An die Source des Feldeffekttransistors FTl wird eine Spannung angelegt, die durch die Wirkung des Operationsverstärkers OPi die an seiner nichtinvertierenden Eingangsklemme anliegende Spannung und die Spannung an seinem invertierenden Eingang ausgleicht, nämlich die Bezugsspannung VR. Durch den zwischen der Source des Feldeffekttransistors FTl und Masse geschalteten Widerstand R 1 fließt der Strom /_Ä1, der sich folgendermaßen definieren läßt:

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60

VR Rl

(10)

Der Strom I_x , fließt durch den Feldeffektransistor /Tl, und folglich läßt sich der Einschalt-Widerstand A₀V₁ über Drain und Source des Feldeffekttransistors FTl folgendermaßen darstellen:

Vc - VR

(11)

Durch Einsetzen der Gleichung (10) in Gleichung (11) ergibt sich:

30

<■»

Wie bereits weiter oben erwähnt, ist der spannungsgesteuerte veränderbare Widerstand Ä7"als monolithisch integriertes Bauelement ausgebildet, so daß die beiden Feldeffekttransistoren FTl und FTl identisches Ansprechverhalten besitzen. Weil ihre Steuerelektroden gemeinsam an die Ausgangsklemme des Operationsverstärkers OP3 angeschlossen sind, ist der Einschalt-Widerstand R_om des zweiten Feldeffekttransistors FTl gleichgroß wie der Einschalt-Widerstand Ä₀,_Vi des ersten Feldeffekttransistors FTl. Somit ist

* OM

(13)

In der Gleichung (13) ist sowohl der Widerstandswert des Widerstandes R1 als auch die Bezugsspannung VR konstant, und daher ist der Einschaltwiderstand R_Ofn eine Funktion der Korrekturspannung Vc.

Vor der vollständigen Öffnung des Verschlusses ist die Korrekturspannung Vc gleich der Bezugsspannung Vs, und die Schaltungsparameter sind so gewählt, daß der Einschalt-Widerstand R_0N7 in diesem Zeitpunkt von gleicher Größe ist wie der Widerstandswert des Widerstandes R1. Es folgt daher:

Rl

(14)

Der Einschalt-Widerstand A₀^₂ über Drain und Source des zweiten Feldeffekttransistors FTl ist gemäß der Gleichung (13) eine Funktion der Korrekturspannung Vc, und da diese die Summe aus der Bezugsspannung Vs und der Differenzspannung A V₁₁ ist, folgt, daß der Einschalt-Widerstand R_0N2 eine Funktion der Differenzspannung A V₁₁ ist Da der Verstärkungsfaktor ar des

vom Operationsverstärker OPA gebildeten invertierenden Verstärkers mit veränderbarem Verstärkungsfaktor als das Verhältnis des Widerstandes R 2 zum Einschalt-Widerstand ä_o,y2 dargestellt ist, ergibt sich aus Gleichung (13):

ben erhält man:

Vc - VT Vs - (VT- 1) VR

Durch Verwenden der Beziehungen Vc
ergibt sich:

(JL -λ AL (15)

\VR J Rl ^[ ' JV₁₁(VT-I)(Vs-VR)

Durch Einsetzen der Gleichung (14) in die Gleichung (IS) und Umschreiben unter Benutzung der Beziehung Vc= Vs + A V_H ergibt sich die folgende Gleichung:

1 +

AV_n VR

Rl Rl

(16)

Somit ändert sich der Verstärkungsfaktor α mit der Differenzspannung A V_H.

Für AV_H > 0, oder wenn das Reflexionsvermögen eines in die Kamera eingelegten bestimmten Films kleiner ist als das des ersten Vorhangs, folgt aus Gleichung (16), daß der Verstärkungsfaktor «größer als 1 ist. Mit anderen Worten, das vom Operationsverstärker OPX gelieferte integrierte Ausgangssignal KOl des Photostroms ist um das »fache größer als der Wert, der bei Benutzung des Standardfilms erhalten wird. Das verstärkte Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPA gleicht somit eine Reduzierung des integrierten Ausgangssignals VOX aus, die sich aus dem geringeren Reflexionsvermögens des Films ergibt.

Für A V₁₁ <0, oder wenn das Reflexionsvermögen des eingelegten Films größer ist als das des ersten Vorhangs, ist der Verstärkungsfaktor α kleiner als 1. Mit anderen Worten, das integrierte Ausgangssignal VO X des Operationsverstärkers OPX erscheint am Ausgang des Operaiiönsvcrsiärker» OFA um den Faktor β gegenüber dem Wert Tür den Standardfilm verkleinert und gleicht somit eine Erhöhung des integrierten Ausgangs VO X aus, die sich aus dem größeren Reflexionsvermögen des Films ergibt.

Für A V₁₁ - 0, oder wenn das Reflexionsvermögen des eingelegten Films gleich ist dem des ersten Vorhangs, ist der Verstärkungsfaktor α gleich 1, und folglich erscheint das integrierte Ausgangssignal VO X am Ausgang des Operationsverstärkers OPA ohne jede Verstärkung oder Reduzierung.

Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Film mit -0,5 Ev benutzt wird, verglichen mit dem Reflexionsvermögen des Standardfilms oder des ersten Vorhangs; in diesem Falle braucht der Ausgang des Operationsverstärken OPi nur mit einem Faktor In 2°· - vTkorrigiert zu werden. Folglich ist der Einschalt-Widerstand R_os2 des Feldeffekttransistors FTl geändert, so daß

Rl

VT

(17)

VTRl

V VR J

RX

(18)

Durch Dividieren beider Seiten der Gleichung (18) durch beide Seiten der Gleichung (14) und Umschrei-Bei einer praktischen Schaltungsanordnung werden die Schaltungsparameter wie z. B. die Bezugsspannungen Vs und VR, die Widerstände R X und R1 und die Kondensatoren Cl und Cl unter Berücksichtigung des h - ^zw-Ansprechverhaltens der Feldeffekttransistoren FTX und FTl so gewählt, daß A V₁₁, wie durch die Gleichung (20) definiert, mit dem Differenzausgleichssignal VOlA - VOlBdes Operationsverstärkers OP2 zusammenfiim. Umgekehrt gibt die Korrekturspar;-nungs-Schaltung 2 die Korrekturspannung Vc ab. welche die Gleichung (19) erfüllt, und der integrierte Ausgang VOX des Operationsverstärkers OPl wird bei der Abgabe durch den Operationsverstärker OPA von diesem mit einem Faktor VTkorrigiert.

Das korrigierte Ausgangssignal a VOX wird einer nicht dargestellten automatischen Belichtungssteuerschaltung zugeführt, die mit einem Elektromagneten verbunden ist, welcher einen zweiten Vorhang in der Aufzugsstellung hält. Sobald der Ausgang a VOX einen entsprechenden Pegel erreicht, hebt die Steuerschaltung die Haltewirkung des Elektromagneten auf den zweiten Vorhang auf, so daß der Verschluß geschlossen werden kann. Daraus ergibt sich, daß die Belichtungssteuerung nicht auf dem integrierten Ausgang VO1 des Operationsverstärkers VO X basiert, sondern vom korrigierten Ausgang a VOX ausgeht, der das Reflexionsvermögen eines bestimmten Films berücksichtigt. Somit können Aufnahmen stets mit der richtigen Belichtung gemacht werden, unabhängig von der Sorte eines in die Kamera eingelegten bestimmten Films.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Die Korrekturspannung Vc, die von der Korrekturspannungs-Schaltung 2 ausgegeben werden muß, damit der Einschalt-Widerstand R_Ofn mit dem Wert VT R1 zustande kommt, läßt sich aus der Gleichung (13) folgendermaßen ableiten:

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtmeßschaltung für eine Kamera mit einem photoelektrischen Wandler zur Lichtmessung und einem unmittelbar nachgeschalteten Integrator, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung eines dem Photostrom des Wandlers (.PDl) proportionalen Signals dem Integrator (OPl, Cl) ein Differenzierglied (OPl, Cl) unmittelbar nachgeschaltet ist.

2. Lichtmeßschaltung nach Anspruch 1 mit mittenbetonter Lichtmessung, eingebaut in eine Verschlußsteuerschaltung mit einer Korrekturspannungs-Schaltung zur Korrektur der unterschiedlichen Reflexionsvermögen des ersten Verschlußvorhangs und der Filmoberfläche, dadurch gekennzeichnet, ds« die Korrekturspannungs-Schaltung (2) die Korreküyspannung (Vc) entsprechend der Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Differenzierglieds, das durch das an der Oberfläche des ersten Vorhangs eines Schlitzverschlusses unmittelbar vor dem Durchgang der Kante des ersten Vorhangs durch das Zentrum des Bildfeldes (4) reflektransistoren (FTl, FTl) ist, die einen spannungsgesteuerten veränderbaren Widerstand (RT) bilden, und deren Steuerelektroden miteinander verbunden sind, wobei der andere Feldeffekttransistor (FTl) mit seiner Drain-Elektrode an den Ausgangsanschluß der Korrekturspannungs-Schaltung (2), mit seiner Source-Elektrode über einen Widerstand (R 1) mit dem Bezugspotential der Schaltung und ferner mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers (0P3) und mit seiner Steuerelektrode mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (OP3) verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtmißschaltung für eine Kamera gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, in Kameras mit Lichtmessung des an der Filmoberfache reflektierten Lichts Lichtmeßschaltungen zu verwenden, die direkt einen von einem photoelektrischen Meßgrößenumformer erzeugten Photostrom integrieren und den integrierten Wert zur auto-

tierte Licht hervorgerufen wirO, und dem Ausgangs- 25 matischen Belichtungssteuerung verwenden. Gegensignal des Differenzierglieds (OPl, Cl) bildet, das über den ebenfalls bekannten Lichtmeßschaltungen ■ ' mit logarithmischer Kompression, bei der der Photostrom zunächst in eine logarithmisch komprimierte

durch das an der Filmoberfläche unmittelbar nach dem Durchgang des ersten Vorhangs durch das Zentrum des Bildfeldes (4) reflektierte Licht hervorgeru-Spannung umgewandelt wird, weisen diese Lichtmeß-

fen wird, uno daß ein Verstärker (OPA, RT) mit ver- 30 schaltungen mit direkter Integration folgende Vorteile änderbarem Verstärku7igsfak;/r (a) vorgesehen ist, auf:
an dessen Eingangsanrchluß das Ausgangssignal
(VOl) des Integrators (Cl, OPi anliegt, und dessen 1.
Verstärkungsfaktor (a) entsprechend der Korrekturspannung (Vc) der Korrekturspannungs-Schaltung 35 2.
zur einwandfreien Korrektur unterschiedlicher
Reflexionsvermögen der Oberfläche des ersten Vorhangs und der Filmoberfläche veränderbar ist.

3. Lichtmeßschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzierglied einen Differenzierkondensator (C2) aufweist.

4. Lichtmeßschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsan-Schluß des Differenzierglieds (C2, OPl) mit einer Schaltung zur logarithmischen Kompression (Z)I, OPl) verbunden ist, und daß ein Photostrom-Ausgangssignal (Is') am Ausgang der Schaltung zur logarithmischen Kompression (Öl, OPl) als logarithmisch komprimiertes Spannungssignal (VOl) abgebbar ist.

5. Lichtmeßschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor (a) einen Widerstand (Rl) aufweist, der zwischen den Ausgangsanschluß des Integrators (Cl, OfI) und den invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers (OP4) geschaltet ist, und einen Feldeffekttransistor (FTl) aufweist, der mit dem invertierenden Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers (OP4) verbunden ist, und daß der Verstärkungsfaktor (ar) durch Verändern einer an der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors (FTl) anliegenden Spannung entsprechend der Korrekturspannung (Vc) der Korrekturspannungs-Schaltung (2) einstellbar ist.

6. Lichtmeßschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldeffekttransistors (FTl) einer von zwei monolithisch integrierten FeldetTekt-Die Schaltung ist einfacher, ein Temperaturausgleich kann entfallen.

Eine entsprechende Ausbildung des Integrators ermöglicht eine gute Linearität im Integrier-Ansprechverhalten und damit eine Echtzeil-Messung eines veränderlichen Phaiu/troms über einen großen Bereich. Damit ist mit ein und derselben Schaltung sowohl die Messung eines Blitzes eines elektronischen Blitzgerätes als auch die Messung des Lichts bei einer Nachtaufnahme möglich. Darüber hinaus ist bei Lichtmeßschaltungen mit direkter Integration die Ansprechverzögerung vernachlässigbar klein, so daß spezielle Ausgleichsschaltungen entfallen können.

Andererseits haben Lichtmeßschaltungen mit direkter Photostromintegration die folgenden Nachteile so gegenüber Lichtmeßschaltungen mit logarithmischer kompression:

Der dynamische Lichtmeßbereich ist kleiner.
Informationen bzw. Daten, die für andere Zwecke, wie zur Anzeige benutzt werden können, z. B. die Größe des Photostroms, können nicht direkt erhalten werden, weil der Photostromausgang nur in Form eines integralen Wertes vorliegt.

Darüber hinaus ist bei bekannten Lichtmeßschaltungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. wie sie beispielsweise aus der DE-OS 3008 864 bekannt sind, von Nachteil, daß insbesondere bei der Erzeugung einer Korrekturspannung für abweichende Reflexionsvermögen der verwendeten Filme ein verhältnismäßig großer Schaltungsaufwand erforderlich ist. um die Korrekturspannung aus dem integrierten Wert des Photostroms abzuleiten.

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