JPS5852567B2 - プログラムデンキシヤツタカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカメラのシャッタ速度と絞り値とを被写体の明
るさに対して、一定の予め定められた関連を保って対応
させる、プログラム電気シャッタ回路に関する。

一定の明るさと使用フィルム感度に対してシャッタスピ
ードＴ、と絞り値Ａ、との間にはＡ２／Ｔ＝一定の関連
を満足する無限の組合せが存在する。

したがって従来の写真技術ではＡ、またはＴの一方を設
定して他方を前記の条件を満足するように変化させる方
式がある。

しかしこれ等の場合一方を設定しなげればならないので
カメラの作動が完全に自動であるとはいえない。

そこでＴと大きなＡを組み合わせそれ等に一定の関連を
保たせながら輝きの低下に従ってＴを増大させＡを減少
させるといういわゆるプログラムシャッタ方式も一方式
として存在している。

この方式を機械的に実現するためには相当複雑な機構が
必要となる。

電気シャッタ回路においてこのようなプログラム制御を
行なうことも考えられるが機械的な要素が介入する可能
性が大きいという問題、設計の自由度がすくなくなると
いう問題がある。

発明の名称ＴＴＬ測光式露出制御装置（特開昭５Ｏ−２
９０３５）には、ＴＴＬ測光方式シャッタ優先露出匍脚
部側動露出制御装置が示されている。

そしてその明細書および図面にはＴＴＬ測光方式で絞り
優先およびシャッタ優先の他プログラム制御方式の自動
露出制御もできるようにした実施例が開示されている。

多種の方式を実施できる点で優れているが一方が決定さ
れてから他方が決定されると言うように制御の系列が分
離的または順次的である。

本発明の目的は絞り値の決定とシャッタ速度の決定を同
一の負帰還系内で同時に収斂して決定するようにしたプ
ログラム電気シャッタ回路を提供することにある。

本発明によるプログラム電気シャッタ回路の基本的な構
成を第１図を参照して説明する。

このプログラムシャッタ回路において、絞りは絞り値設
定手段Ａによって設定される。

帰還電圧発生手段Ｂは前記絞り値設定手段Ａに連動して
絞り値に対応する帰還電圧を発生する。

第１の演算回路Ｃは、前記帰還電圧と明るさに対応する
光電流を対数圧縮した電圧との和の電圧を出力する演算
回路である。

減算回路りは抵抗群と演算増幅器とから形成されている
。

そしてその入力端子には、前記帰還電圧発生手段Ｂの発
生する帰還電圧と前記第１の演算回路Ｃの出力電圧とが
接続されている。

差動増幅器Ｅの入力端子には、前記減算回路りの出力電
圧と前記帰還電圧とが接続されている。

そしてこの差動増幅器Ｅと前記絞り値設定手段Ａと前記
帰還電圧発生手段Ｂとでサーボ機構が構成されている。

そして差動増幅器Ｅはその両入力電圧が等しくなるよう
に前記絞り値設定手段Ａを駆動する出力を発生する。

シャッタ速度制御装置Ｆは前記第１の演算回路Ｃの出力
に対応してシャッタ速度を制御する制御装置である。

前記サーボ機構の動作にまり差動増幅器Ｅが平衡するこ
とにより前記絞り値設定手段Ａにより、明るさに応じた
絞り値が設定され、その状態における前記第１の演算回
路Ｃの出力に対応して前記シャッタ制御装置Ｆが作動し
、その状態における明るさと絞り値に対して適正な露出
を与えるシャッタ速度が得られる。

第２図は前記基本的な構成に対応するプログラム電気シ
ャッタ回路の実施例を示す回路図である。

図において、Ｍ１２Ｍ２２Ｍ３およびＭ４は演算増幅器
である。

演算増幅器Ｍ１ は前記第１の演算増幅回路Ｃを形成す
る演算器であって、その入力端子間には光電池Ｄ１が接
続されている。

この光電池Ｄ１は後述する帰還回路により常に端子電圧
零の状態で作動させられる。

演算増幅器Ｍ１の非反転入力端子にはトランジスタＴｒ
２のエミッタが接続されており、そのトランジスタのベ
ースには電圧Ｅ６が接続されている。

この演算増幅器Ｍ１の出力は、スイッチＳＷ１を介して
入力側に帰還されその時の出力は後述する帰還電圧Ｅ６
と、明るさを対数圧縮した電圧の和の出力電圧および
それ等の和を対数伸長した電流が取り出されるようにな
っている。

前記スイッチＳＷ１はシャッタ開放に同期して開放され
、コンデンサＣ１が帰還回路に挿入される。

演算増幅器Ｍ１ の反転入力端子にはコレクタがトラン
ジスタＴｒ２ と共通に接地されているトランジスタＴ
ｒ、 のエミッタが接続されている。

トランジスタＴｒ１ のベース電圧ＥＡはアースと電圧
Ｅｃ１ 間に接続されている分圧器ｖＲ１により与え
られている。

演算増幅器Ｍ１の出力端子は抵抗Ｒ１を介して前記減算
回路りに含まれる第２の演算増幅器Ｍ２の反転入力端子
および前記シャッタ制御装置Ｆのコンパレータを形成し
ている演算増幅器Ｍ４の反転入力端子に接続されている
。

前記減算回路りの演算増幅器Ｍ２の非反転入力端子は抵
抗Ｒ３を介して帰還回路中のＰの点および抵抗Ｒ４を介
して接地点に接続されている。

この減算回路りの演算増幅器Ｍ２の出力端子は前記差動
増幅器Ｅを構成する演算増幅器Ｍ３の反転入力端子に接
続されている。

演算増幅器Ｍ２を含む減算回路りは定性的には次の動作
をするものと理解される。

すなわち減算回路りは、被写界の明るさに対応して、絞
り設定手段Ａであるモータ乳をどれだけ動かせばよいか
、すなわち結果として絞りをどのような値にするかを決
める回路である。

この減算回路りは差動増幅器Ｅを構成する演算増幅器Ｍ
３ と協動して、被写界の明るさに対応する電圧の一定
割合だけでモータＭ。

を駆動するようにするものである。

差動増幅器Ｅを構成する演算増幅器Ｍ３の出力端にはモ
ータＭ。

が接続されている。このモータＭｏは、演算増幅器Ｍ３
の非反転入力端子が接続されている可変抵抗器の引出し
端子を移動させ分圧電圧Ｅ５を調節して、演算増幅器Ｍ
３の入力を平衡させる働きをする。

シャッタ速度制御装置Ｆのコンパレータとして用いられ
ている演算増幅器Ｍ４ の非反転入力端子にはトリガレ
ベルを決定する電圧ＥＴｒが与えられている。

演算増幅器Ｍ４の出力端子は抵抗Ｒ５を介してトランジ
スタＴ ｒ ３ のベースに接続されている。

トランジスタＴｒ３ のコレクタに接続されている電
磁石Ｍｇは演算増幅器Ｍ４の反転入力がＥＴｒに達する
までは導通しておりＥＴｒに達すると非導通になりシャ
ッタを閉鎖させる働きをする。

光電池Ｄ１の発生する光電流がＩＬであるとすれば、ト
ランジスタＴｒ２ のベース・エミッタ間電圧Ｅ２は
次式で与えられる。

Ｒ２−（ｋＴ／ｑ ） ・Ｉ ｎ （ＩＬ／Ｉｓ ）
−−・■ここにおＬ・て、 ｋ：ボルツマン定数 Ｔ：絶対温度（０Ｋ） ｑ：電子の電荷 Ｉｓ：）ランジスタＴｒ２ のベース・エミッタ間飽和
電流 光電池り、は端子間電圧零ボルトで作動させられている
から、第２図に示した回路において、次の関係が成立し
ている。

Ｅ１＋ＥＡ−Ｅ２＋Ｅ６ ・・・・・・・・・・・・・
・・■上式におけるＥｌすなわちトランジスタＴｒ、の
ベース・エミッタ間電圧と電流■１ との間には次の関
係が成立する。

ただしトランジスタＴｒ１ とＴｒ２ は同一の特性を
有しているものとする。

１１＝Ｉｓ −ｅｘｐ （ｑＥ１／ｋＴ ） −・−
■■式よりＥ、＝Ｅ２＋Ｅ６−ＥＡ であるから■式は
次のようになる。

１１−■５−ｅｘｐｑ（Ｅ２＋Ｅ６−ＥＡ）ｋＴ・・・
・・・■′■式と■′式から電流１１は次式で与えられ
る。

Ｉｉ ””Ｉｔ、 ’ ｅｘｐ（１（Ｅａ ＥＡ ）
／ｋＴ ・−（１）すなわち演算増幅器Ｍ１ の帰還回
路に流れる電流■１は光電流ＩＬをｅＸｐ（１（Ｒ６−
ＥＡ） ／ｋＴ倍した電流として与えられる。

この電流１１ はシャッタ速度を決定する電流であって
Ｊｙ式から明るさに対応する電圧Ｅ２ とＶＲｔ に
よって設定されるＥＡ回路系の内で定められるＲ６に従
属していることがわかる。

■式では１１は光電流Ｅ６．ＥＡに従属することを示し
ている。

次にＲ６につＬ゛て考える。

第１の演算回路Ｃの演算増幅器Ｍ１ の増幅系では前記
０式が満たされているので、減算回路りにおいて、抵抗
群に、Ｒ１＝Ｒ２、Ｒ３＝ Ｒ４の条件を与えると、演
算増幅器Ｍ２の増幅率が１になることから Ｅ、 ＝Ｅ６−Ｅ３＝Ｅ６−（Ｅ２＋Ｅ６）＝−Ｒ２・
・−・・・■また前述したようにモータＭ。

は演算増幅器Ｍ３の入力電圧が等しくなるようにＲ５を
調節するのであるから定常状態においてＲ４とＥ、は等
しくなる。

Ｒ４−Ｅ、 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・■またＲ６とＲ７が等しい抵抗Ｒを持つも
のとすればＲ６はＲ５とＥＢの平均値として与えられる
。

なお、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗値は抵抗Ｒ６，Ｒ７のそれ
に比較して充分に大きく、ＶＢ２．ＶＢ２の抵抗値は抵
抗Ｒ６，Ｒ７のそれに比較して充分に小さく、またトラ
ンジスタＴｒ２ のベース電流は無視できるものとする
。

Ｅ６＝ （Ｅ５＋ＥＢ ）／２ ・・・・・・・・・
・・・■また■■の式から Ｅ６＝（−Ｅ２＋ＥＢ）／２ ・・・・・・・・・・
・・■これ等の関係から■式は次のように書くことがで
きる。

ＥＡ＋Ｅ１＝Ｅ２＋（−Ｅ２＋ＥＢ）／２、”、Ｅ１＝
Ｅ２−Ｅ／ ２ ＋ （ＥＢ ／２−ＥＡ ） ・・
・・・・■この式の意味は次のように理解される。

左辺のＥｌ をシャッタ速度に対応づけ、右辺の第１項
Ｒ２は光電流によって定まるものであるから明るさに対
応すげ、右辺第２項Ｅ２／２を回路の演算によって定ま
る絞り値に対応するものとすれば、受光素子Ｄ１へ入射
する光に対応して発生する電圧Ｅ２右辺第１項が定まれ
ば、右辺第３項は定数と考えられるので、絞り値に関連
する第２項は一義的に定まる。

つまりＥ２の増分の１／２倍が絞り情報の増分＊＊とじ
て伝達されることを示している。

これ等の関係を具体的に明るさくＥＶ）と対応させて第
１表に示す。

まだしｅ＝ｃＴ１ｎ １．／Ｉｓボルト（Ｃは比例定
数） Ｅ Ｂ ／ ２ ＥＡ−２２，５ｅとする。

第１表に示した絞りＦとシャッタ速度の関係を第３図に
直線■として示しである。

この直線の傾きは任意に設定することができる。

以上のように構成されている実施例回路でまず電源が投
入され演算が行なわれモータＭ。

によりＶＲａ の位置が定められると、この位置で固
定されＥ５が定まる。

次いでシャッタの開放に同期してスイッチＳＷ１が開放
されるとコンデンサＣ１の充電が開始される。

この時間経過をＴとすれば、コンデン※※すＣ１ の端子電圧Ｅｃは次式で与えられる。

Ｅｃ ＝ （１１＋Ｉ （、）・（Ｔ／Ｃ１’） ・
・・・・・［相］コンデンサの端子電圧Ｅｃがコンパレ
ータを形成している演算増幅器Ｍ４ のトリガレベル設
定電圧ＥＴｒに達すると演算増幅器Ｍ４は作動してマグ
ネットＭｇの電流を遮断し、シャッタ閉鎖させる。

［相］式のＥｃをＥ’ｒｒでおきかえて ［相］式は光量ＩＬ−ＴはＣ１・ＥＴｒをｅｘｐ ｑ
（Ｅａ −ＥＡ ）／ｋＴ で除したものとして与え
られることを示している。

（Ｅａ ＥＡ）を絶対温度Ｔに比例するものであると
すれば■Ｌ−Ｔは常に一定となる。

そのためＲ６，ＥＡに影響を与える電源Ｅｃ１は絶対温
度に比例して電圧が変動する電源として構成しである。

上記実施例回路では帰還電圧発生手段ＢのＶＢ２ の
引出し端子位置が決定され固定されると、絞り値とシャ
ッタ速度が同時に決定される。

以上の説明から明らかなように本発明によるこのプログ
ラム電気シャッタ回路は、極めて簡単な構成で、全体の
系が安定したときに、適正露出を与えるための絞り値と
シャッタ時間との組合せを同時に得ることができる。

この組合せの選択は回路要素、Ｒ６，Ｒ７を調節するこ
とにより任意に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプログラム電気シャッタ回路の基
本的な構成を示すブロック図、第２図は本発明によるプ
ログラム電気シャッタ回路の実施節を示す図、第３図は
プログラム特性を示すグラフである。 Ａ・−・・・・絞り値設定手段、Ｂ・・・・・・帰還電
圧発生手段、Ｃ・・・・・・第１の演算回路、Ｄ・・・
・・・減算回路、Ｅ・・・・・・差動増幅器、Ｆ・・・
・・・シャッタ速度制御装置、Ｍｌ、 Ｍ２． Ｍ３．
Ｍ４・・・・・・演算増幅器、Ｍｇ・・・・・・レリ
ーズマグネット、Ｔｒｌ、Ｔｒ２．Ｔｒ３・・・・−・
トランジスタ、ＭＯ・・・−・−モータ、ｖＲｌ ）
”Ｒ２、ＶＢ２・・・・・・分圧器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絞り値設定手段と、前記絞り値設定手段に連動して
   絞り値に対応する帰還電圧を発生する帰還電圧発生手段
   と、前記帰還電圧と明るさに対応する光電流を対数圧縮
   した電圧との和の電圧を出力する第１の演算回路と、抵
   抗群と演算増幅器からなり前記帰還電圧と前記第１の演
   算回路の出力電圧とを入力とする減算回路と、前記減算
   回路の出力電圧と前記帰還電圧とを入力とし前記絞り値
   設定手段と前記帰還電圧発生手段とでサーボ機構を構成
   して両入力電圧が等しくなるように前記絞り値設定手段
   を駆動する出力を発生する差動増幅器と、前記第１の演
   算回路の出力に対応してシャッタ速度を制御するシャッ
   タ速度制御装置とを含み、前記差動増幅器が平衡するこ
   とにより前記間るさに応じた絞り値が設定され、その状
   態における前記第１の演算回路の出力に対応して前記シ
   ャッタ制御装置が作動し、その状態における明るさと絞
   り値に対して適正な露出を与えるシャッタ速度が得られ
   るように構成したことを特徴とするプログラム電気シャ
   ッタ回路。