DE2120372A1 - Elektronenblitzgerät - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Diplome. II. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

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26. April 1971

Wy/Va/Π/ POS 24951

WEST ELECTßlC CC, LTD., Osaka, Japan Elektronenblitzgerät

Die Erfindung betrifft ein Elektronenblitzgerät für photographische Zwecke.

Bei bekannten Elektronenblitzgeräten (US-PS 3 033 988) wird die automatische Steuerung der abgestrahlten Lichtmenge dadurch bewirkt, daß die Entladungsleuchtröhre mit einer Funkenlöschröhre oder einem Thyristor parallelgeschaltet wird, die einen inneren Widerstand aufweisen, der im Vergleich zu dem der Entladungsröhre klein ist, und bei Erreichen einer vorbestimmten Menge des kontrollierten reflektierten Lichts ein Triggersignal an die Funkenlöschröhre bzw. den Thyristor gegeben wird, wodurch die Funkenlöschröhre bzw. der Thyristor die Entladungsröhre hinsichtlich des von einem Hauptentladungskondensator zur Entladungsröhre fließenden Stroms kurzschließt.

Eine solche automatische Steuerung wei3t jedoch das Problem auf, daß selbst wenn der Abstand zu dem zu photographierenden Yordergrundobjekt klein ist und somit nur eine geringe Lichtmenge er-

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fordert, die gesarate im iiauptentladungskondensator gespeicherte Energie entladen wird. Deshalb geht bei einem mit einer Batterie als Energiequelle arbeitenden Elektronenblitzgerät eine große Menge der Energie der Batterie unweigerlich verloren.

Durch die Erfindung soll der durch Ableiten des Entladungsstroms durch die genannte Funkenlosehröhre bzw. den Thyristor entstehende Energieverlust verhindert v/erden.

Ferner soll durch die Erfindung ein fehlerhaftes Funktion nieren des Blitzgeräts aufgrund von anderem als dem durch dos ; Gerät erzeugten licht vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird ein Elektronenblitzgerät geschaffen, das eine Entladungsleuchtröhre aufweist, ferner ein mit der Entladungsröhre in Reihe geschaltetes Abschalttorelement (wenn ein positives Signal zwischen die Torelektrode und _; die Kathode dieses Elements gelegt wird, ist es zwischen der Anode und der Kathode leitend, während bei Anlegen eines negativen Signals das-Element nichtleitend wird; -im Folgenden ":ird dieses Element als GTO-Element (gate turn off element) bezeichnet), einen über die Eeihenschaltung aus Entladungsröhre und GTü-Element angeschlossenen Hauptentladungskondensator, eine aus einer Eeihenschaltung aus einem Triggerkondensator, der Primärspule eines Transformators, einem Schalter, einem 'widerstand und einer Diode, die beide zwischen die Torelektrode und die Kathode des GTO-Elements geschaltet sind, bestehende Trigger schaltung, die bei Schließen des Schalters gleichzeitig Triggerimpulsspannungen sowohl für die Entladungsröhre als auch für das GTü-Element erzeugen kann, um gleichzeitig ·;ΐίο "!ntlnclungsröhre und das GTO-Element zu triggern, wobei die Tri^geriüvnulsspjnriLing für die Entladungsröhre in der Selamdrlrspule des Transformators erzeugt wird, während die Triggerimpulsspannung

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für das GTÜ-Element über den Widerstand erzeugt ¥Jird, wobei der Hauptentladungskondensator bei gleichzeitigem Triggern der Entladungsröhre und des G-TO-Elements entladen und die Entladungs röhre durch den Hauptentladungskondensator zum Leuchten erregt wird, ferner eine Lichtmengenmeßschaltung 2um Kontrollieren des von der Entladungsröhre abgestrahlten und von einem Vordergrundobjekt reflektierten Lichts, ein Halbleiterbauelement, das getriggert werden kann, wenn die von der Lichtmengenmeßschaltung empfangene Lichtmenge einen vorbestimmten Viert erreicht, und einen Steuerkondensator, der beim Triggern des Halbleiterbauelements entladen wird, so daß eine Ausschaltgegenspannung an die Torelektrode und die Kathode des GTO-Elements gelegt ??ird, wodurch dieses ausgeschaltet und die Entladungsröhre eingeschaltet wird.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 Schaltungen von einzelnen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Elektronenblitzgeräts.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Hauptentladungskondensator 1 von einer Energie quelle in der dargestellten Polarität geladen wird. Er wird durch eine aus einer Entladungsröhre 2 und einem G-TO-Element 3 bestehende Reihenschaltung entladen, wobei die Entladungsröhre 2 zum Leuchten gebracht wird. Das Entladen des .Hauptentladungskonderisators 1 beginnt nur, v/enn sowohl die Entladungsröhre 2 als auch das αΤυ-Element 3 gleichzeitig entsprechende Triggersignale empfangen. Die TriggersignaIe v/erden durch eine aus

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einem Transformator 13 und einem Kondensator 12 bestehende Triggerschaltung erzeugt. Der Kondensator 12 wird vom EauptentladungskoMensator 1 über einen V/iderstand 14 und die Priuiärspule des Transformators 13 geladen. Wenn ein Schalter 11 geschlossen wird, isird der Kondensator 12 über die Primärcpule des Transformators 13, den Schalter 11, einen widerstand 4 und eine Diode 5 entladen, ?;odurch ein JIo chspannungs stoß in die Sekundärspule des Transformators 13 induziert üird, so daß ein Triggersignal an die ■ Trigg'erelektrode 15 der Ent la dungs röhre 2 gegeben wird, um diese zu erregen. Gleichzeitig wird am Widerstand 4 und der Diode 5 ein Spannungsabfall erzeugt und der Torelektrode und der Kathode des G-TG-Elements 3 zugeleitet, um dieses zu trig^ern. Auf diese Weise werden die Entladungsröhre 2 und das GTü-Sleraent 3 gleichzeitig getriggert, wodurch die Entladung des Hauptentladungskondensators 1 eingeleitet wird. Zum Stoppen der Entladung des Hauptentladungskonlensators 1 ist es notwendig, einen Abschaltsperrimpuls an die Torelektrode des GTÜ-Elements 3 zu geben. Zur Erzeugung dieses Abschalt-sperrimpulses ist ein Steuerkondensator 6 vorgesehen, der mit einem | Widerstand 7 und außerdem mit dem Widerstand 4 und der Diode 5 in Reihe geschaltet ist und mit der dargestellten Polarität geladen ist.

Die von der Entladungsröhre 2 abgestrahlte Lichtmenge wird durch eine Lichtmengenmeßschaltung festgestellt, die aus einer Sonnenbatterie 10 und einer integrierenden Schaltung 9 besteht. Eine Yielschichtschaltdiode 8 wird entsprechend der vom Vordergrundobjekt reflektierten und von der Lichtmengenmeßschaltung empfangenen Lichtmenge getriggert. Aufgrund des Triggerns der Diode 8 wird die im Steuerkondensator 6 in der dargestellten Polarität gespeicherte Ladung entladen, wodurch eine Sperrspannung zwischen die Torelektrode und die Kathode des

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GTÜ-Elements 3 gelegt wird, so daß dieses gesperrt und die. Entladungsröhre 2 abgeschaltet wird. Auf diese Weise wird die von der Entladungsröhre 2 abgestrahlte Lichtmenge automatisch gesteuert.

Wie sich aus obiger Darstellung ergibt, besteht das erste Merkmal der Erfindung darin, daß durch Schließen des einzigen Schalters 11 die Entladungsröhre 2 und dasGTO-Element 3 gleichzeitig für den Hauptentladungskondensator 1 in Betrieb gesetzt, werden. Um die im Kondensator 12 gespeicherte Energie wirksam der Primärspule des Transformators 13·zuzuführen, muß der Widerstandswert des Widerstands 4 möglichst niedrig sein.

Bei einem niedrigen Widerstandswert des Widerstands 4 wird jedoch der größte Teil der.vom Steuerkondensator 6 zum Abschalten des GTO-Elements 3 entladenen Energie vom Widerstand 4 verbraucht, was bedeutet, daß es notwendig ist, die im Steuerkondensator 6 gespeicherte Energie stark zu erhöhen.

Durch Anordnen der Diode 5 zum Blockieren des Entladungsstroms vom Steuerkondensator 6 wird dieser Entladungsstrom nicht über den Widerstand 4 abgeleitet, wodurch der Energieverlust aui ein Mindestmaß reduziert wird. Zur Zeit des Triggerns des GTO-Elements 3 ist die Diode 5 in Durchlaßrichtung vorgespannt, so daß sie kein Hindernis für den Triggervorgang bildet.

Das zweite Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch Vorhandensein der Diode 5 Funktionsfehler des erfindungsgemäßen Geräts verhindert werden. Ohne die Diode 5 würde, wenn die Vielschichtschaltdiode 8 durch das nicht durch das Leuchten der Entladungsröhre 2 verursachte von außen auf die Licht-

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mengenmeßschaltung einfallende Licht getriggert -wird, die im Steuerkondensator 6 gespeicherte Energie durch den Widerstand 4 verbraucht, was jedoch verhindert wird, wenn die Diode 5 vorhanden ist, wodurch eine gute Steuerfunktion sichergestellt ist.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der ein variabler Widerstand 16 mit dem Steuerkondensator 6 parallelgeschaltet ist. Der Steuerkondensator 6 muß geladen werden, um eine Klemmenspannung zu entwickeln, die genügt, um eine erforderliche Tor spannung an das GTO-OSlement 3 zu legen.

Fig. 3 zeigt noch eine Aus führungs form", die eine weitere Abwandlung der Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 darstellt. In den Schaltungen nach den Fig.'. 1 und 2 kann, wenn die Torempfindlichkeit des .GTG-Elements 3 gering' ist .,· ein Versagen der Betätigung des Elements 3 eintreten, da die im Kondensator 12 zum Triggern des GrTO-Elements 3· gespeicherte Energie gewöhnlich sehr gering, und zwar in der Größenordnung von 1 bis 10 Milliwatt ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine aus einem Widerstand 19 und einem Kondensator 17 bestehende Reihenschaltung zu der aus dem Widerstand 14, der Primärspule des Transformators 13 und dem Kondensator 12 bestehenden Reihenschaltung parallel geschaltet und ein variabler Widerstand 18 ist mit dem Kondensator 17 parallelgeschaltet. Der Widerstand^ 19 und der variable ?iiderstand 18 bilden einen Spannungsteiler, der die Klemmenspannung am Hauptentladungskondensator 1 teilt, so daß eine geeignete Energie an den Kondensator 12 geleitet wird, wodurch das GTO-Element 3 zuverlässig getriggert werden kann. Eine Diode 16' ist vorgesehen, um zu verhindern, daß die im Kondensator 12 gespeicherte Energie zum Kondensator 17 weitergeleitet wird.

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Die Triggerkennwerte des GTO-Elements werden nicht nur durch die Größe der Triggerspannung, sondern auch durch die I Dauer des Triggerimpulses bestimmt. Fit der oben beschriebenen _: Scha ltkomürukt ion irjt es möglich, durch geeignete 'Vahl der Kapazität des Kondensators 17 ein Tri^er signal einer gewünschten Dauer zu erzeugen. Auch die Größe des Triggersignair? kann durch geeignete Einstellung des variablen Widerstands 18 entsprechend voreingestellt werden, wodurch die Funktion des Sciialtungsaufbaus erweitert wird.

Fi_b. 4 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 3- , liei dieser Ausfiihrungaform wird, wenn der Schalter 11 gescMos-j sen wird, uie im Trigger-Kondensator 12 gespeicherte Energie ; über die Primärspule des Transformators 13, den Widerstand 4 und die Diode 5 auf den Steuerkondensator 6 übertragen, während in der Sekundärspule des Transformators 13 ein Spannungsstoß erzeugt viird, durch den die Entladungsröhre 2 erregt wird. Gleichzeitig wird der Kondensator 17 über die Diode 16', den Widerstand 4 und'die Diode 5 entladen, wodurch ein Spannungsabfall am widerstand 4 und an der Diode 5 entwickelt wird, der die Triggerspannung aufgrund des Kondensators 12 zum Triggern der Entladungsröhre 2 überlagert. Sobald, die Entladungsröhre 2 und das GTO-Element 3 in leitenden Zustand gebracht worden sind, beginnt die Entladung des Hauptentladungskondensators Der Innenwiderstand der Entladungsröhre 2 ist im Vergleich zu dem des GTO-Elements 3 sehr hoch, so daß der größte Teil der Klemmenspannung am Hauptentladungskondensator 1 an die Entladungsröhre 2 gelegt wird. Die Kapazität des Steuerkondensators 6 ist im Vergleich zu der des Hauptentladungskondensators 1 sehr klein, so daß er in sehr kurzer Zeit geladen ist.

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Zusätzlich zur alleinigen Verwendung des zwischen den beiden Elektroden der Entladungsröhre 2 entwickelten Potentials zum Laden des Steuerkondensators 6 kann ein passives Element 22, beispielsweise ein Widerstand oder eine Induktivität, zur Erzeugung einer Potentialdifferenz mit der Entladungsröhre 2 in lieihe geschaltet γ/erden, und der Steuerkondensator 6 kann zu dieser Iieihensciialtung parallelgeschaltet werden. Hierdurch kann die Ladespannung am Steuerkondensator 6 durch geeignetes Einstellen des Widerstands oder der Induktivität des passiven Elements 22 entsprechend v.ore ingest eilt werden.

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Bei Entladung des Hauptladungskondensators 1 über die

Entladungsröhre 2 beginnt diese zu glimmen. Das vom Vordergrundobjekt reflektierte Licht wird durch die aus der Sonnenbatterie 10 und der integrierenden Schaltung 9 bestehende LichtmengenmelBschaltung kontrolliert. Wenn die von dieser Schaltung empfangene Lichtmenge einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Mehrschichtschaltdiode 8 bzw. der Thyristor getriggert, woraufhin der Steuerkondensator 6, der mit der dar gestellten Polarität geladen worden ist, über den Weg zwischen der Kathode und der Torelektrode des GTO-Elements und über den Widerstand 7 entladen. Dabei fließt der Entladungsstrom vom Steuerkondensator β entgegengesetzt zur Richtung des während des Triggerns des G-TU-Elements 3 zum Steuerkondensator 6 fließenden Stroms, so daß das C-TÜ-Element 3 gesperrt und die Entladungsröhre 2 abgeschaltet wird.

Bei der oben beschriebenen Schaltanordnung ist es nicht ; notwendig, daß der Steuerkondenaator 6 immer geladen ist, so daß der Energieverlust verringert werden kann. Dq keine Energiej im Steuerkondensator 6 gespeichert wird, wenn "ie Entladungsröhre 2 abgeschaltet iot, findet selbst dann, wenn die Mehr- ' schichtschaltdiode 8 zufällig aufgrund eines äußeren Lichts ·

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getriggert wird, kein Signal statt, durch das das Abschalten des GTO-Elements 3 bewirkt wurde, was dazu beiträgt, ein Versagen des Geräts zu verhindern.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Schaltung nach Fig. 3. Bei dieser Ausführungsform ist eine Reihenschaltung au eiriem Widerstand 20 und einem Kondensator 21 mit dem GTO-Elemen 3 parallelgeschaltet.

Üblicherweise ist die Kapazität des Trigger-Kondensators 12 im Vergleich zu der des Kondensators 17 sehr klein. Mit anderen '//orten, es besteht eine Differenz zwischen den Zeitkonstanten dieser Kondensatoren. Daher ist es möglich, daß der Triggerimpuls für die Entladungsröhre 2. endet, bevor das GTO-Element 3 vollständig getriggert worden ist. In einem solchen Fall werden die Entladungsröhre 2 und das GTG-Element 3 nicht gleichzeitig getriggert.

Durch die mit der Entladungsröhre 2 in Reihe geschaltete Reihenschaltung aus Widerstand 20 und Kondensator 21 ist es möglich, den l/iderstandrjwert des Widerstands 20 entsprechend voreinzustellen, so daß die Glimmentladung über die Entladungs röhre 2 aufrechterhalten wird. 'lierdurch bleibt die ™ntladungs-i röhre 2 erregt, selbst wenn die Beendigung des Triggerns des ' Entladungssteuerelements verzögert wird, so daß eine zuverlässige Entladung des Hauptentlridungskondensators 1 sichergestellt! ist. [fur ein dem Glimmentladungsbereich entsprechender ■ gunζ geringer Strom fließt durch die Entladungsröhre 2 vor ' ßeendi.-ung des Triggerns des GTü-Elements 3· Demnach wird während dieser Zeit im wesentlichen kein Licht von der Ent-.i dun'tsröhre 2 :jb je strahlt und die automatische T.ichtmengen- '■■ stfjuorfuriktion n\ii\ nicht beeinflußt, '

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Claims (7)

1. Patentansprüche :

   'Elektronenblitzgerät mit einer Entladungsleuchtröhre, gekennzeichnet durch ein mit der Entladungsröhre (2) in Reihe geschaltetes Abschalttorelement (3), durch einen zu der aus Entladungsröhre (2) und Abschalttorelement (3) bestehenden Reihenschaltung parallelgeschalteten Hauptentladungskondensator (1), durch eine aus einer Reihenschaltung aus einem Triggerkondensator (12), der Primärspule eines Transformators (13), einem behälter (11), einem Widerstand (4) und einer Diode (5), von denen die beiden letzten zwischen die Torelektrode und die Kathode des Abschalttorelements (3.) geschaltet pind, bestehende Triggerschaltung, die zum'gleichzeitigen Triggern der ^Ti:ntladung£ röhre (2) und des Abschalttorlements (3) bei Schließen des Schalters (11) zum gleichzeitigen Erzeugen von Triggerimpulsspanmmgen sowohl für die Entladungsröhre (2) als auch für das Abschaittorelement (3) geeignet ist, wobei die Triggerimpulsspannung für die Entladungsröhre (2) in der Sekundär spule des Transformators (13) und die Triggerimpulscpannung für das Abschalttorelement (3) als Spannungsabfall am Widerstand (4) erzeugt wird, und ^obei der Hauptentladungskondensator (1) bei gleichzeitigem Triggern der Entladungsröhre (2) und des Abschültturelenients (3) entladbar und die Entladungsröhre (2) durch den Hauptentladungskondensator (1) zum leuchten erregbar ist, ferner durch eine Lichtmengenmeßschaltung (9, 10) zum kontrollieren der von der Entladungsröhre (2) abgestrahlten und von einem' Vordergrundobjekt reflektierten ^Tichtmonge, durch ein bei Empfang einer vorbestimmten "lichtmenge 'Turch die Lichtmengenmeßschaltung (9, 10) triggerbares Halbleiterbauelement (8) und durch einen bei Triggern des Halbleiterbauelements (8) entladbaren Steuerkonuensa tor ((■>), vobei sum

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   •jperren des Abschalttorelements (3) und damit zum Abschalten der Entladungsröhre (2) eine Abschalt-.perrspannung zv/ischen die Torelektrode und die Kathode des Abschalttorelements (3) gelegt ist.
2. 2. 'rerät noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität der in Reihe mit dem Widerstand (4) zwischen die Torelektrode und die Kathode des Abschalttorelements (3) geschalteten Diode (5) so geviählt ist, daß eine Ableitung des vom .„teuerkondensator (6) kommenden Entladungsstroms über den ViiJerctand (4) verhindert ist.
3. '■}. Ü-erät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum iiegeln der Ladespannung am Steuerkondensator (6) dienender variabler Widerstand (16) mit dem Steuerkondensator (6) parallelgeschaltet ist (Fig. 2).
4. 4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum zuverlässigen Triggern des Abschalttorelements (3) eine aus einem Hilfskondensator (17) und einer zv/eiten Diode (16') ^[ bestehende Aieihenschaltung mit der aus ^.em Triggerkondensator (12) und der Primärspule des Transformators (13) bestehenden Reihenschaltung parallelgeschaltet ist. :
5. 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß , zum Aufrechterhalten der Glimmentladung der Entladungsröhre

   (2) zusätzlich ein widerstand (20) oder eine Reihenschaltung eines '/iderstandes mit einem Kondensator (21) vorgesehen ist, ; v/übei der .iiderstand oder die Reihenschaltung in Reihe mit ' der Entladungsröhre (2) und parallel zum Abschalttorelement (3) geschaltet ist (Fig. 5).

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6. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß · der oteuerkondensator (6) mit der Entladungsröhre (2) parallelgeochaltßt ist und daß er mit der zwischen den beiden Elektroden der Entladungsröhre^(2) entwickelten Spannung ladbar ist (Fig.4)i
7. 7. Grerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein passives schaltelement (22), beispielsweise ein Widerstand, zur Schaffung einer Potentialdifferenz mit der Entladungsröhre (2) in Beine geschaltet ist,- daß die aus der Entladungsröhre

   (2) und dem passiven Schaltelement (22) bestehende Reihenschaltung mit dem Steuerkondensator (6) 'parallelgeschaltet ist unrl daß ' die am passiven Schaltelement (22) erzeugte PotentiaHifferenz ι im bteuerkonöensator (β) speicherbar ist.

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