DE2239324A1

DE2239324A1 - Elektronenblitzleuchte fuer fotografische aufnahmezwecke

Info

Publication number: DE2239324A1
Application number: DE19722239324
Authority: DE
Inventors: Arthur Schneider
Original assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Current assignee: Rollei Werke Franke und Heidecke GmbH and Co KG
Priority date: 1972-08-10
Filing date: 1972-08-10
Publication date: 1974-02-21
Also published as: DE2239324B2; GB1396685A; HK82576A

Description

ROLLEI-WERKE 8. August 1972

Franke & Heidecke

33 Braunschweig - 2 2 3 9 3 2 £

A 888

Patentanmeldung
Elektronenblitzleuchte für fotografische Aufnahmezwecke

Die Erfindung betrifft eine Elektronenblitzleuchte für fotografische Aufnahtnezwecke, bei der die Blitzröhrenentladung durch eine fotoelektrische Meßeinrichtung beim Erreichen einer einstellbaren Lichtmenge unterbrochen wird. Bei solchen Anordnungen wird ein Teil des von dem Elektronenblitz ausgestrahlten, vom Aufnahmegegenstand reflektierten Lichtes gemessen und das Meßergebnis zur Steuerung der Dauer der Blitzröhrenentladung verwendet, indem diese zum Beispiel durch Kurzschließen der Entladungsstrecke, durch Einspeisen eines Gegenstromes in den Entladungsstromkreis oder durch Übernahme der Entladung durch Anschaltung eines Kondensators unterbrochen wird.

Alle bekanntgewordenen Schaltungsanordnungen der genannten Art sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Bei den Kurzschlußanordnungen geht die Restenergie des Speicherkondensators verloren; bei der Einspeisung eines Gegenstromes wird zur Löschung der Entladung eine große Energie benötigt, die darüber hinaus bis

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zur vollständigen Entionisierung der Blitzröhre aufrechterhalten werden muß; bei der Übernahme der Entladung auf einen Kondensator läßt sich die übernommene Energie zwar rückgewinnen, dazu sind aber zusätzlich dieser Kondensator hoher Spannungsfestigkeit und hoher Kapazität und weitere, entkoppelnde Schaltmittel, das heißt ein großer.zusätzlicher Aufwand erforderlich.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Elektronenblitzleuchte der eingangs genannten Art anzugeben, in der mit einfachen Mitteln und einem geringen Aufwand an elektronischen Bauteilen ein zuverlässiges, zeitgenaues Zünden und Löschen der Blitzröhrenentladung und damit eine genaue Bestimmung der Lichtimpulsdauer erreicht wird. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im EntladungsStromkreis der Blitzröhre ein triggerbarer Halbleiterschalter liegt, dessen Anoden-Kathoden-Strecke die Reihenschaltung eines Kondensators und der Schaltstrecke eines von der fotoelektrischen Meßeinrichtung triggerbaren elektronischen Schalters parallelgeschaltet ist, daß die Anoden-Kathoden-Strecke des Halbleiterschalters mit einem Widerstand überbrückt ist und daß der Verbindungspunkt des Kondensators und des triggerbaren elektronischen Schalters einerseits über einen Widerstand mit dem positiven Anschluß des Speicherkondensators und andererseits

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über die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstands-Spannungsteilers für die Triggerung des Halbleiterschalters mit dem negativen Anschluß des Speicherkondensators verbunden ist.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist der Widerstands-^pannungsteiler mit einem Kondensator überbrückt. Um die Stromspitzen beim Einschalten des triggerbaren elektronischen Schalters und beim Ausschalten des triggerbaren Halbleiterschalters herabzusetzen, ist es zweckmäßig, eine Induktivität in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strecke des triggerbaren elektronischen Schalters zu schalten. Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert; die Figur gibt die Schaltungsanordnung einer Elektronenblitzleuchte nach der Erfindung wieder, wobei die für die Beschreibung unwesentlichen Teile weggelassen s ind.

Im Gleichspannungswandler 1 wird aus einer niedrigen Batteriespannung U,= die für den Betrieb einer Blitzröhre 2 erforderliche höhere Gleichspannung U„= gewonnen, mit welcher der Speicherkondensator 3 aufgeladen wird. Der positive Pol der Spannungsquelle 1 ist zugleich mit der Anode 4 der Blitzröhre 2, der negative Pol mit der Masse 0 der Anordnung verbunden.· Parallel zum Blitzkondensator 3 liegt ein Spannungsteiler 5;6,

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an dem die Spannung für den Zündkondensator 7 abgenommen wird. Beim Schließen des Zündschalters 8 entlädt sich der Zündkondensator 7 über die Primärwicklung 9 des Zündtransformator 10; die in der Sekundärwicklung 11 erzeugte Zündspannung wird an die Zündelektrode 12 der Blitzröhre 2 geleitet.

In Reihe mit der Blitzröhre 2 ist zwischen die Kathode 13 der Blitzröhre 2 und den negativen Anschluß des Speicherkondensators 3 ein Widerstand 14 geschaltet, der seinerseits die Anoden-Kathoden-Strecke 15 - 16 eines triggerbaren Halbleiterschalters 17 überbrückt. Parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke 15 - 16 des Halbleiterschalters 17 liegt die Reihenschaltung eines Kondensators 18 und der Anoden-Kathoden-Strecke 19 - 20 eines weiteren, von einer fotoelektrischen Meßeinrichtung 21 triggerbaren elektronischen Schalters 22. Dieses Bauteil kann, wie in der Figur dargestellt, ein triggerbarer Halbleiterschalter, aber auch ein triggerbarer elektronischer Schalter anderer Bauart, zum Beispiel eine triggerbare Gasentladungsröhre, sein.

Zwischen den Kondensator 18 und die Anode 19 des Halbleiterschalters 22 kann eine gestrichelt gezeichnete Induktivität 23 eingeschaltet sein. Der Verbindungspunkt 24 des Kondensators 18 und des Halbleiterschalters 22 ist über einen Widerstand 25 mit dem positiven Anschluß des Speicherkon-

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densators 3 verbunden.

Zwischen den Punkt 24 und die Masse 0 der Schaltungsanordnung ist die Reihenschaltung eines Kondensators 26 und eines Widerstands-Spannungsteilers 27; 28 eingeschaltet, an dem die Spannung für die Triggerelektrode 29 des Halbleiterschalters 17 abgegriffen ist. Parallel zum Spannungsteiler 27; 28 ist ein Kondensator 30 angeordnet.

Der beim Schließen des Zündschalters 8 an der Zündelektrode 12 der Blitzröhre 2 auftretende Zünditnpuls bewirkt die Ionisation der Gasfüllung der Blitzröhre 2, wodurch diese zwischen ihrer Anode 4 und ihrer Kathode 13 leitend wird. Der hierbei zwischen der Kathode 13 und dem Nullpotential der Schaltungsanordnung über dem Widerstand 14 auftretende positive Impuls wird über den Kondensator 18, den Kondensator 26, den Spannungsteiler 27; 28 auf die Triggerelektrode 29 des Halbleiterschalters 17 geleitet und bewirkt das Durchschalten von dessen Anoden-Kathoden-Strecke 15-16. Hierdurch wird der Widerstand 14 bis auf die sehr geringe Restspannung des Halbleiterschalters 17 kurzgeschlossen, und der für die Erzeugung der vollen Blitzenergie notwendige Strom beginnt in der Blitzröhre 2 zu fließen.

Je nach der für die Triggerung des Halbleiterschalters 17 erforderlichen Spannung kann der Spannungsteiler 27; 28 auch

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so eingestellt sein, daß die volle Spannung am Verbindungspunkt der Bauteile 26 und 27 die Triggerung bewirkt. Die Triggerung des Halbleiterschalters 17 wird in der vorliegenden Anordnung nicht, was naheläge, parallel zur Zündung der Blitzröhre 2 vorgenommen, sondern erst durch die über den Widerstand 14 durch die Zündung eingeleitete Ionisation der Blitzröhre 2 bewirkt. Hierdurch, wird ein weicher und gleichmäßiger Einsatz der Hauptentladung des Speicherkondensators 3 über die Blitzröhre 2 erreicht, da die Hauptentladung über den Halbleiterschalter 17 abläuft und die Blitzröhre 2 bereits beim Einsetzen der Hauptentladung vorionisiert ist. Damit ist eine zuverlässige Zündung gewährleistet, und der Speicherkondensator 3 und die Blitzröhre 2 werden vor einem unkontrollierten Stromanstieg bewahrt, wie er auftreten kann, wenn die Blitzröhre 2 nicht vorionisiert ist.

Da der Kondensator 18 aus Gründen, auf die weiter unten eingegangen wird, erheblich größer als der Kondensator 26 ist, wird die Zeitkonstante der Reihenschaltung der Kondensatoren 18 und 26 mit dem Widerstands-Spannungsteiler 27; 28 im wesentlichen durch die Zeitkonstante der Reihenschaltung der Bauteile 26 und 27; 28 bestimmt. Diese letztgenannte Zeitkonstante ist so gewählt, daß die Bauteile 26 und 27; 28 einen Hochpaß für die Übertragung der für die Triggerung

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des Halbleiterschalters 17 erforderlichen Frequenzanteile des über dem Widerstand 14 bei der Zündung der Blitzröhre entstehenden Impulses an die Triggerelektrode 29 des Halbleiterschalters 17 bilden.

Der Hochpaß 26; 27; 28 bewirkt eine Differentiation des Triggerimpulses für den Halbleiterschalter 17. So kommt nur ein steiler Spannungsanstieg an der Triggerstrecke 29 - 16 des Halbleiterschalters 17 zur Wirkung.

Das von der Blitzröhre 2 ausgestrahlte Licht 31 wird von dem Aufnahmegegenstand teilweise zurückgestrahlt. Ein Teil 32 dieses zurückgestrahlten Lichtes wird von der fotoelektrischen Meßeinrichtung 21 aufgenommen und in einen Meßwert für die Lichtmenge am Ort der fotoelektrischen Meßeinrichtung 21 vom Beginn der Blitzentladung an umgewandelt. Beim Erreichen eines eingestellten Wertes gibt die fotoelektrische Meßeinrichtung 21 einen Impuls an die Triggerelektrode 33 des triggerbaren elektronischen Schalters 22, wodurch dessen Schaltstrecke 19 - 20 leitend wird und den nach Auftreten der Spannung U-=, das heißt nach Einschalten des Gerätes, über die Widerstände 25 und 14 auf die Spannung U„= aufgeladenen Kondensator 18 entlädt. Damit entsteht ein negativer Spannungssprung an der Anode 15 des Halbleiterschalters 17. Der EntladungsStromkreis ist über den in diesem Zeitpunkt leitenden Halbleiterschalter 17 geschlossen, der Ent-

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ladestrom dem zugleich durch den Halbleiterschalter 17 fließenden Blitzröhrenstrotn entgegengerichtet und unterdrückt diesen. Da in diesem Zeitpunkt kein Triggersignal an der Triggerelektrode 29 des Halbleiterschalters 17 anliegt, sperrt dieser, wodurch der Blitzröhrenstromkreis unterbrochen wird und die Blitzröhre 2 erlischt. Die Kapazität des Kondensators 18 muß hinreichend groß sein, damit der an der Anode 15 auftretende negative Sperrimpuls für den Halbleiterschalter während der gesamten Freiwerdezeit des Halbleiterschalters 17 vorhanden ist und dieser nicht nach einem zu frühen Abfall des Sperrstromes wieder durchschaltet. Unter Freiwerdezeit wird die Zeit verstanden, die zur Räumung der P-N-Ubergänge eines triggerbaren Halbleiterschalters von Ladungsträgern erforderlich ist.

Da die Freiwerdezeit eines triggerbaren Halbleiterschalters jedoch sehr viel kleiner als die einer Gasentladungsröhre ist, wird eine sehr viel kleinere Energie zu seiner Sperrung benötigt, und der Kondensator 18 kann wesentlich kleiner als der Speicherkondensator 3 sein. Die Freiwerdezeit eines triggerbaren Halbleiterschalters kann verkleinert werden, wenn während der Sperrung durch einen Gegenstromimpuls eine negative Spannung zwischen seiner Triggerelektrode und seiner Kathode anliegt. Dies

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wird in der vorliegenden Anordnung in einfacher Weise durch die Umladung des Kondensators 26 bewirkt, über den auch der Triggerimpuls ~an den Halbleiterschalter 17 geleitet wird. Wie am Kondensator 18 entsteht auch am Kondensator 26 durch die beim Einschalten des elektronischen Schalters 22 beginnende Entladung ein negativer Spannungsimpuls am Verbindungspunkt des Kondensators 26 und des Widerstandes 27, der für die Zeitdauer der Entladung über den Widerstands-Spannung^steiler 27; 28 an der Triggerelektrode 29 des Halbleiterschalters 17 anliegt. Damit wird eine schnellere Räumung der P-N-Übergänge und eine kürzere Freiwerdezeit erzielt. Infolgedessen kann die Kapazität des Kondensators 18 gegenüber einer Schaltung ohne diese zusätzliche negative Spannung an der Triggerelektrode noch verkleinert werden. Dies bedeutet, daß die Energie, die für die Beendigung der Blitzröhrenentladung aufgebracht werden muß, vermindert wird. Ebenso wird die Aufladezeit des Kondensators 18 verkürzt, was einer schnelleren Blitzfolge zugute kommt.

Nach der Sperrung des Halbleiterschalters 17 und der Entladung der Kondensatoren 18 und 26 steigt die Spannung an der Anode 15 des Halbleiterschalters 17 für die Zeit an, bis die Blitzröhre 2 entionisiert ist. Die Entionisierungszeit der Blitzröhre 2 ist erheblich länger als die Frei-

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werdezeit des Halbleiterschalters 17. Infolge der Wiederaufladung des Kondensators 18 über die Widerstände 25 und 14 ist dieser Anstieg jedoch verzögert, so daß über den Hochpaß 26; 27; 28 keine zur Triggerung des Halbleiterschalters 17 ausreichende Spannung an deren Triggerelektrode 29 gelangen kann. Durch die Hochpaßwirkung wird also ein Durchschalten des Halbleiterschalters 17 und damit eine erneute Zündung der Blitzröhre 2 vor ihrer Entionisierung verhindert.

Der Widerstand 25 muß so bemessen sein, daß der Haltestrom des elektronischen Schalters 22 nach der Entladung der Kondensatoren 18 und 26 unterschritten wird, das heißt daß er nichtleitend wird. Dies widerspricht sich mit der Forderung nach einer schnellen Wiederaufladung des Kondensators 18, gleichbedeutend mit einer schnellen erneuten Betriebsbereitschaft der Elektronenblitzleuchte. Der parallel zu dem Widerstands-Spannungsteiler 27; 28 liegende Kondensator wirkt nun, zusammen mit dem in Reihe mit ihm liegenden Kondensator 26, bei der beginnenden Wiederaufladung über den Widerstand 25 als Kurzschluß der Schaltstrecke 19 - 20 des elektronischen Schalters 22 und setzt damit die Spannung an dieser soweit herab, daß der Haltestrom unterschritten wird. Hierdurch ist ein zuverlässiges Abschalten des elektronischen Schalters 22 gewährleistet.

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Die in Reihe mit dem elektronischen Schalter 22 liegende Induktivität 23 setzt den Spitzenstrom und tiie Stromsteilheit im Halbleiterschalter 17 und im elektronischen Schalter 22 herab und wirkt damit einer Zerstörung dieser Bauteile entgegen. Weiter wird durch die Induktivität 23 der beim Einschalten des elektronischen Schalters 22 an der Anode 15 des Halbleiterschalters 17 entstehende Sperrimpuls breiter, so daß eine längere Zeit die Spannung an der Anode 15 negativ ist und damit die Schonzeit des Halbleiterschalters 17 vergrößert ist, das heißt die Zeit, innerhalb deren er nicht durch Triggerung leitend gemacht werden kann. Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Induktivität ist eine leichte Erhöhung des beim Zünden der Blitzröhre 2 über den Widerstand 14 auftretenden Triggerimpulses für den Halbleiterschalter 17.

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Claims

ROLLEI-WERKE 8. August 1972

Franke & Heidecke

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A 888

Patentansprüche

'l\ Elektronenblitzleuchte für fotografische Aufnähmezwecke, bei der die Blitzröhrenentladung durch eine fotoelekfcrische Meßeinrichtung beim Erreichen eines eingestellten Wertes der gemessenen Lichtmenge unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Entladungsstromkreis der Blitzröhre (2) ein triggerbarer Halbleiterschalter (17) liegt, dessen Anoden-Kathoden-Strecke (15 - 16) die Reihenschaltung eines Kondensators (18) und der Schaltstrecke (19 - 20) eines von der fotoelektrischen Meßeinrichtung (21) triggerbaren elektronischen Schalters (22) parallelgeschaltet ist, daß die Anoden-Kathoden-Strecke (15 - 16) des Halbleiterschalters (17) mit einem Widerstand (14) überbrückt ist und daß der Verbindungspunkt (24) des Kondensators (18) und des triggerbaren elektronischen Schalters (22) einerseits über einen Widerstand (25) mit dem positiven Anschluß des Speicherkondensators (3) und andererseits über die Reihenschaltung eines Kondensators (26) und eines Widerstands-Spannungsteilers (27; 28) für die Triggerung des Halbleiterschalters (17) mit dem negativen

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Anschluß des Speicherkondensators (3) verbunden ist.
2. Elektronenblitzleucbte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Reihenschaltung des Kondensators (26) und des Widerstand-Spannungsteilers @7j 28) so gewählt ist, daß diese einen Hochpaß-für die Übertragung der für die Triggerung des Halbleiterschalters

(17) notwendigen Frequenzanteile des über dem Widerstand (14) bei der Zündung der Blitzröhre (2) auftretenden Impulses auf die Triggerelektrode (29) des Halbleiterschalters (17) bilden. · ,
3. Elektronenblitzleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstands-Spannungsteiler (27; 28) mit "einem Kondensator (30) überbrückt ist.
4. Elektronenblitzleuchte nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Anoden-Kathoden-Strecke (19 - 20) des triggerbaren elektronischen Schalters (22) eine Induktivität (23) geschaltet ist.

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