專利名稱：函數光閘快門控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種函數光閘快門控制系統，尤其是一種通過控制快門的關閉時間，能夠以一簡易的結構達到精確控制快門功效的函數光閘快門控制系統。
許多照相機曝光控制系統使用硫化鎘(CdS)光敏電阻，作為光電轉換元件。通常采用的控制方法有下列幾種1.電容積分電路快門按鍵按下后，開關晶體管會導通，并使電流經過電磁鐵，吸引塞柱型引鐵并拉開快門葉片使底片開始曝光，同時電流經過光敏電阻將計時電容器充電，當電容器電壓高于參考電位時，開關三級管截止，而電磁鐵將因無電流通過而釋放塞柱型引鐵并關閉快門葉片。由電容充電時間來決定快門開啟的時間，結構雖然簡單，但是硫化鎘光敏電阻，受光后阻抗變化并不成線性，曝光控制會有較大的誤差。而且光照度強時充電時間如果太短會使快門有完全不開啟的現像(原因包括電感交流阻抗及引鐵慣性等因素)。
2.電流表針陷式機構當快門按鍵按下后電流會經硫化鎘光敏電阻，通過動圈式電流計，而電流計指針會根據通過的電流大小而擺動不同的角度。通常利用電流計指針來限制光欄開口或快門行程(以影響快門速度)來達到控制曝光的目的。效果可以做到很好。但是成本及零件使用空間都太高。目前已較少采用。
3.微處理機控制許多照相機使用有類比數位轉換功能的單晶片微處理機，利用硫化鎘光敏電阻，將光線強度轉換成電壓信號。而微處理機再將電壓強度換算成對應的快門開啟時間，而得到正確曝光值。但是微處理機成本較高，并不適用于低價位照相機。而目前在我國生產的照相機卻多屬于低價位機種。
4.分段(非連續)式很多低價位照相機使用晶體管電路作比較器。利用硫化鎘光敏電阻，將光線強度轉換成電壓信號。與參考電壓比較，如果外部光照度高于目前曝光設定值，就使電磁鐵致動，而限制快門行程得到兩種曝光條件。(也有用兩組比較器和電磁鐵而得到三種曝光條件的設計)。缺點為變化有限，無法得到正確曝光值。
本發明的主要目的在于提供一種函數光閘快門控制系統，這種控制系統改近了照相機曝光控制系統，用最少數量零件達到了最好曝光控制效果。
本發明提供一種函數光閘快門控制系統，它包含快門葉片及位于快門葉片上與快門葉片同步開啟的函數光閘及光電元件。
當快門葉片開啟時，快門開口面積為逐漸且連續的加大，快門葉片上有一組與快門葉片同步開啟的函數光閘，當快門開啟時函數光閘開口面積也會隨同快門葉片開啟逐漸加大，當通過函數光閘照射到光電元件產生的信號達到設定值時，就開始關閉快門葉片從而得到正確的曝光量。
前述的函數光閘快門控制系統中，函數光閘開口面積的變化為逐漸縮小而非逐漸加大。
前述的函數光閘快門控制系統中，函數光閘不是放置在快門葉片上，而是一個獨立機構，再利用連桿、齒輪或其它裝置來聯動的。
以下結合附圖進一步說明本發明的結構特征及目的。


圖1為本發明控制電路圖。
圖2為本發明快門機構及動作說明圖一。
圖3為本發明快門機構及動作說明圖二。
圖4為本發明曝光控制曲線圖。
請參閱圖2。標號1表示曝光控制光欄。外部光線經由此孔照射到光電元件8上，光線通過量由左快門葉片2上的函數光閘2—1，及右門葉片3上的函數光閘3—1交集后所形成的開口大小來決定。
標號2表示左快門葉片。兩片對開式快門葉片中，左側的一片上面有兩個開口，一個是曝光控制用的函數光閘2—1，另外一個是供底片曝光用的曝光光閘2—2。
標號3表示右快門葉片。兩片對開式快門葉片中，右側的一片上面有兩個開口，一個是曝光控制用的函數光閘3—1，另外一個是供底片曝光用的曝光光閘3—2。
標號4表示快門驅動電磁鐵。電磁鐵4通電時會吸引塞柱型引鐵4—1，并牽動快門牽引桿5使快門葉片2、3開啟。
標號5表示快門葉片牽引桿。快門葉片牽引桿5，由電磁鐵4驅動或由牽引桿復位彈簧7復位，藉以牽引快門葉片2、3運動，形成光欄開啟或關閉。快門葉片牽引桿5下端為局部弧段的齒輪，用以驅動阻尼棘輪10以得到穩定及較慢的運動速度以便于曝光控制。
標號6表示重置開關。當光欄開到最大時，快門葉片牽引桿5會撞擊重置開關6而觸發控制電路，使電磁鐵4斷電，強制快門關閉。(如果光照度不足時曝光控制電路將控制重置開關而不會關閉快門)標號7表示牽引桿復位彈簧。快門由電磁鐵4驅動而開啟，當電磁鐵4斷電后由牽引桿復位彈簧7將快門葉片牽引桿5拉回原位，而將快門關閉。
標號8表示光電元件。硫化鎘8為曝光控制元件，將外部光線強度轉換成電壓信號供控制電路使用。
標號9表示曝光光欄。光線經此孔照射到底片上，光線通過量由左快門葉片2上的曝光光閘2—2及右快門葉片3上的曝光光閘3—2交集后所形成的開口大小來決定。
標號10表示阻尼棘輪。棘輪底部為正齒輪，由快門葉片牽引桿5下端齒輪部分傳動，上端為棘齒，旋轉時可推動慣性擺11。使快門葉片牽引桿5得到穩定及較慢的運動速度以便于曝光控制。
標號11表示慣性擺。阻尼棘輪10旋轉時會推動慣性擺11使慣性擺11左右擺動，而使阻尼棘輪10得到穩定及較慢的運動速度以利于曝光控制。
下面結合圖1描述控制電路及其動作。
線路圖上左側的比較器1/2LM193作為外部光照度信號與參考電位的比較器使用。而右側的比較器1/2LM193用作RS觸發器。當快門開關SW1按下時，會有正脈沖經由電容器C1到右側的LM193正向輸入端，使輸出觸發為高電位，推動晶體管Q1，使電磁鐵L1動作，當電磁鐵L1動作時，曝光光欄會逐漸張開使底片開始曝光，同時曝光控制光欄(圖2，標號1所示)也將由遮閉狀態開始開啟。當函數光閘(圖2，標號2—1及3—1所示)逐漸開啟時，外部光線會經過曝光控制光欄(圖2，標號1所示)照射到光電元件(CdS)上，如果照射到光電元件的光照度足夠時，左側LM193正向輸入端電位將會高于反向輸入端使輸出端成為高電位，而將右側的LM193輸出重置為低電位，切斷晶體管Q1，使電磁鐵L1，沒有電流通過，而快門牽引桿(圖2，標號5所示)將會被牽引桿復位彈簧(圖2，標號7所示)拉回原位，使快門葉片(圖2，標號2、3所示)，回復到關閉位置。當右側LM193輸出被重置為低電位后，左側LM193輸出會因快門關閉而回復低電位，但不會影響右側LM193輸出狀態。當曝光動作完成后快門開關SW1放開后，電容器C1會經由周邊電阻接地而放電。如果光照度不足時重置電路不會動作，但是快門葉片張開到底時重置開關SW3會被短路，也會產生重置信號使快門關閉。
下面結合圖3描述快門機構及動作。
當快門開關按下時，電磁鐵4會吸引塞柱型引鐵4—1向左移動，并帶動快門葉片牽引桿5使曝光光欄9及曝光控制光欄1都逐漸開啟，當曝光光欄9開啟至底片適當曝光量的1/2時，通過函數光閘2—1、3—1照射到光電元件(圖2，標號8所示)上的光線強度正好可以觸發控制電路，將曝光光欄9關閉。曝光光欄9關閉程序為開啟程序的逆向過程，所以在曝光光欄9關閉的過程中還可獲得另外所需的1/2曝光量，而使底片獲得正確的曝光值。
下面描述函數光閘設計，本例中，鏡頭焦距＝24mm，FN＝4，快門葉片動距＝4mm。
1.首先設計快門葉片(圖1標號2、3)上曝光光欄(圖2，標號2—1、3—1)的開口型狀，及調整慣性擺(圖2，標號11)質量，以獲得希望的快門速度(在本例為1/60快門全開時間)。再作出快門葉片位移量及光通量對應表(如圖4所示)，此表可利用快門測試機，實際量取樣品測試值，或采用計算方式(將光欄開口面積積分)而獲得。由此表可以查出外部光照度與獲得正確曝光值時快門運動距離。
2.設定光電元件觸發電位的光度值。等于EV10(346Lux)。外部光照度為346Lux通過全開函數光閘時，函數光閘開口面積正好使通過函數光閘照射到光電元件上所產生的信號大于參考電位，而觸發控制電路將快門關閉，(此時快門全開移動距離為4mm)。當外部光線變為兩倍(EV11)時，查表(圖4所示快門位移量及光通量對應表)可得到快門位移量應為3.44mm(快門移到這個距離就應該開始關閉)。所以函數光閘開口面積在此點為全開面積的1/2，應該觸發控制電路將快門關閉。如果光照度增加到四倍時，查表(圖4所示快門位移量及光通量對應表)可得到快門位移量應為2.95mm。所以函數光閘開口面積在此點為全開面積的1/4，應該觸發控制電路將快門關閉。以此法即可獲得函數光閘在每個快門葉片移動距離上正確的開口面積。
權利要求
1.一種函數光閘快門控制系統，它包含快門葉片，其特征是，它還包含位于快門葉片上與快門葉片同步開啟的一組函數光閘及光電元件，所述快門葉片開啟時，快門開口面積逐漸連續加大，當快門開啟時所述函數光閘開口面積會隨同所述快門葉片開啟逐漸加大，當通過所述函數光閘照射到所述光電元件產生的信號達到設定值時，就開始關閉所述快門葉片以得到正確的曝光量。
2.根據權利要求1所述的函數光閘快門控制系統，其特征在于所述函數光閘開口面積的變化為逐漸縮小而非逐漸加大。
3.根據權利要求1所述的函數光閘快門控制系統，其特征在于所述函數光閘不放置在所述快門葉片上而為獨立機構，再利用連桿、齒輪或其它裝置進行聯動。
全文摘要
一種函數光閘快門控制系統，利用一個與快門葉片同步開啟的函數光閘作為曝光控制使用。構造簡單，具有連續性及高精度的曝光控制功能。快門速度可采用固定速度，快門在開啟過程中開口面積變化為非線性，但是通過函數光閘照射到光電元件上的信號，能適時觸發控制電路使快門關閉，使底片得到正確的曝光量。
文檔編號G03B7/00GK1123918SQ94117840
公開日1996年6月5日 申請日期1994年11月29日 優先權日1994年11月29日
發明者沈明德 申請人:沈明德