DE2311929B2 - Blitzlichtgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Blitzlichtgerät mit einem Blitzkondensator und wenigstens zwei mit dem Blitzkondensator verbundenen in Reihe geschalteten gasgefüllten Blitzröhren, deren Zündelektroden zusammengcschaltet sind.

Aus der US-PS 3 237 003 ist ein Blitzlichtgerät bekannt, bei dem die herkömmliche Blitzröhre durch eine Reihenschaltung zweier mehr oder weniger getrennter Blitzröhren ersetzt ist. Dieser Reihenschaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß zur Erzielung einer optimalen Lichtausbeute der Entladungslichtbogcn und damit die Blitzröhre bestimmte Abmessungen aufweisen müssen, daß es andererseits aber schwierig ist, einen Reflektor zu schaffen, der angepaßt an diese Abmessungen einen optimalen Ausleiichtwinkel ergibt. Beim bekannten Blitzlichtgerät wird die erforderliche Gesamtlänge des Entladungslichtbogens daher auf zwei in Reihe geschaltete Blitzröhren aufgeteilt, wobei jeder Blitzröhre und damit jedem Teilentladungslichtbogen ein gesonderter Reflektor zugeordnet ist. Auf diese Weise wird es möglich, eine hohe Lichtausbeute mit einem guten Auslcuchtwinke! zu kombinieren.

Bei der bekannten Blitzröhre lließl die im Blitzkondensator angesammelte Ladung, nachdem die Blitzröhre einmal gezündet hat, innerhalb sehr kurzer Zeit über diese ab. so daß ein maximaler Strom von mehreren hundert Ampere erreicht wird und hei außerordentlich kurzer Lichtemissionszeit die Lichtemissionsspitze last unmittelbar nach dem Triggervorgang auftritt. Dieser hohe Stromstoß und die damit verbundene kurze Lnlladuugszcit bedingen einen schlechten Wirkungsgrad für die Umwandlung der im Blitzkondensator gespeicherten Energie in Lichtemission, da der größte Teil des Stroms in Wärme umgewa.idel wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad ei

nc; Blitzgeräts dadurch zu erhöhen, daß ein größere

Teil der dem Blitzkondensator entnommenen Energii als bisher in Licht umgewandelt wird, und zugleich di< Dauer der Blitzentladung zu verlängern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch di< Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafu

ίο Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die durch die Reihenschaltung wenigstens zweitei Blitzröhren im Vergleich zu bekannten Blitzröhrer erhöhte Gesamtimpedanz führt zu einem geringerer Entladungsstrom, der mit einem höheren Wirkungsgrad und einer verlängerten Blitzentladungszeit verbunden ist. Um sicher zu stellen, daß trotz der Reihenschaltung zweier oder mehrerer Blitzröhre» unmittel bar mit dem Auftreten eines Zündimpulses alle Blitzröhren gezündet werden, ist vorgesehen, daß wenigstens eine der Blitzröhren mit einer zusätzlichen Hilfselektrode versehen ist, die bei Anschluß an eine entsprechende Spannung dafür sorgt, daß das Gas dieser Röhre bereits vor Auftreten des Zündimpulses zu einem gewissen Grad ionisiert ist. Mit dem Auftreten des Ziindimpulses wird diese Blitzröhre in einen Emladungszustand gebracht, so daß auch die weitere nicht mehr mit einer Hilfselektrode versehene Blitzröhre gleichzeitig mit dem Zündimpuls gezündet werden kann. Ohne die erfindungsgemäße Hilfselektrode würde nach dem Anlegen des Zündimpulses an die Zündelektrode eine bestimmte Zeit vergehen, bis beide in Reihe geschaltete Blitzröhren im Entladungszustand sind und diese Entladung stattfinden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schem^tv scher Zeichnungen an Ausführungsbcispielen naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Schaltung eines bekannten Blitzlichtgerats,

Fig. 2 Kurven des die Lichtemission hervorrufenden Emissionsstroms und des Emissionsmengenverlaufs von Blitzröhren in der Schaltung nach Fig. ] sowie in einer Schaltung des erfindungsgemäßen Blitzlichtgeräts.

Fig. 3 und 4 Schaltungen des erfindungsgemäßen Blitzlichtgeräts.

Fig. 5 bis 7 den Aufbau von Blitzröhren, wie sie in den Schaltungen der Fig. 3 und 4 verwendet werden können und

Fig. 8 die Schaltung einer weiteren Ausführuiigsl'orm eines erfindungsgemäßen Blitzlichtgeräts.

Fig I zeigt die Schaltung eines bekannten Blitzlichtgeräts. Diese Schaltung enthält im einzelnen einen Schaltungsteil 1 zum Erzeugen einer erhöhten Spannung, einen Haupt- oder Blitzkondensator 2. strombegrenzende Widerstände 3 und 4 für einen Kommutierungskondensator 5, eine als Blitzröhre dienende Xenonröhre 6. eine um die Xenonröhrc herum angebrachte Zündelektrode 7. einen Gatcansehluß 8 eines Thyristors 9 und einen (iateanschluß IO eines Thyristors II. Wenn bei der Schaltung nach Fig. I nach der Aufladung des Blitzkondensalors 2 eine Zündspannung an die Zündelektrode 7 und den Gateanschluß 8 angelegt wird, beispielsweise synchron mit dem Öffnen und Schließen eines Kanieraverschlusses. dann kommt es zu einer Entladung über die Xenonröhre 6. wobei durch die letztere und durch den Thvristor 9 ein im folueiiden als Emissions-

m bezeichneter Strom fließt. Wenn das Luf ein Ob-MU gerichtete und dieses beleuchtende Licht der Xi ^ n-öhre einen vorgegebenen Wert erreicht hat, was ⁰⁰ durch eine Steuerschaltung.feststellen kann, dann J"^a _von dieser Steuerschaltung eine Gatespannung η den Gateanschluß 10 des Thyristors 11 angelegt den Die Steuerschaltung kann beispielsweise in lÜfteerationsschaltung sein und ein Element aufwein welches beleuchtendes Licht der zur Beleuchtung ^ ' iekts dienenden Xenonröhre 6 empfängt. Auf- ^ der Gatespannung vun der Steuerschaltung der Thyristor 11 leitend, so daß die positive La-Ti'ne _des Kommutierungskondensators 5 über den Thyristor 11 an die Kathode des Thyristors 9 gelangt nd diesen in den Sperrzustand bringt. Daraufhin wird Her Emissionsstrom durch die Xenonröhre 6 unterbrochen _und die Lichtemission der Xenonröhre beendet Während der Emissionszeit der Xenonröhre 6 inige 1OO Ampere Emissionsstrom durch den r 9 der gezeigten Schaltung, so daß es erforst ein Element mit hoher Strombelastbarkeit undHochspannungsfestigkeit zu verwenden. Das bedeutet daß sich der Wert des Emissionsstroms der vom Kondensator 2 in die Xenonröhre fließt, daraus _ereibt daß man die Ladespannung des Blitzkondensa-2 durch die Impedanz des Thyristors 9 im Durch- und ein Zündkoniakt .ST verbunden sind. Der Hilfskondensator CT wird über einen Widerstand R3 autgeladen.

Die anhand von F i g. 3 beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt:

Wenn der Hauptschalter .V₀ geschlossen wird, erzeugt der Gleichspannungswandler 12 aus der niedrigen Spannung der Batterie 11 eine erhöhte Spannung auf die der Blitzkondensator C₀ aufgeladen wiru. ίο Gleichzeitig erfolgt über die Widerstände Rl und R-eine Aufladung des Kondensators Cl. Da die Kapazität des Blitzkondensators C₀ größer als die Kapazitäten der Kondensatoren CT und Cl ist, werden die letzteren sehr viel schneller aufgeladen. Wenn der Kondensator Cl geladen ist, liegt die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 12 an der Hilfsanode 14.S- der Xenon, öhre 14 an. so daß das d.cru eingeschlossene Gas zwischen der Anode 144 und der Kathode UK der Xenonröhre ionisiert wird und infolgedessen ei.κ η außerordentlich niedrigen Scheinwiderstand besii/t. Nachdem der Bht/kondensatorCo aufgeladen und der Zündkontakt .S/ s\nchron mit dem Verschluß einer Kamera geschlossen wurde, fließt ein Kur/scnlußstrom vom Kondensator C7 durch die Primärwicklung des Zündtransformators V in dessen Sekundärwicklung eine Zund-

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der Emissionsmenge schwer zu bewältigen ist

F i ε λ zeigt eine erste Ausführungsform fur cmc Schalfung de! erfindungsge^äßen BlitzHchtgeri,^ Darin ist11 eine Batterie mit niedriger Spannung, an SJKeinen Hauptschalter 5 ein an sich bekannter spannungserhöhender Gleichspannungswandkr angeschlossen werden ka^n. Mit dem die erhöhte Spannung liefernden Ausgang des Gleichspannung Wandlers 12 ist der Blitzkondensator C ₀ verbunden Als Blitzröhren weist die Schaltung Xenonrohrer,13 und 14, mit je einer Anode UA b™. UA einer Kathode UK bzw. 14K, einer Zündelektrode Π / b/.w. 147 sowie mit einer Hilfsanode 14S der Xenonroh_e 14 auf. Rl und Rl sind Widerstände, die mit e.ncm Kondensator Cl in Reihe: gcs ^altet sind Γ)er Ko densatorCl ist mit der H. fsanoce 14Λ der Xcn nröhrel4 verbunden. Die Zundelektroden 13/ imd _r, : J die
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Spannung des Gleichspannungswandlers zwischen der Anode und der Kathode der Xenonröhre 23 an, so daß diese Röhre in einen Zustand gebracht wird, der für die Zündung geeignet ist. Weiterhin dient ein Ladekreis, der den Widerstand RS und den Kondensator C3 umfaßt, dazu, die Xenonröhre 25 wieder in einen Zustand zu versetzen, in dem eine Zündung erfolgen kann, wie dies in bezug auf die Xenonröhrc 24 mittels des Kondensators Cl und des Widerstands R2 geschieht. Die Kondensatoren Cl und C3 besitzen kleine Kapazitäten.

Die vorstehend anhand von F i g. 4 beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Wenn der Zündkontakt ST geschlossen wird, nachdem der Blitzkondensalor C₀ geladen worden ist und sich die Xenonröhren 23, 24 und 25 in einem für die Lichtemittierung bereiten Zustand befinden, wird jede Xenonröhre dadurch gezündet, daß die Zündspannung an alle Zündelektroden angelegt wird. Wenn die Xenonröhren 23, 24 und 25 im wesentlichen die gleichen Eigenschaften besitzen und die Gesamt- oder Summenimpedanz der Xenonröhre für den Blitzkondensator C₀ den dreifachen Wert einer üblichen einzigen Blitzröhre hat, kommt es zu einer Verlängerung der Zeit, während der die Lichtemission aufrecht erhalten wird, wie dies auch beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 der Fall war.

Die F i g. 5 bis 7 veranschaulichen den Aufbau von Blitz- oder Entladungsröhren, die in den vorerwähnten Blitzlichtgeräten Anwendung finden können. In den F i g. 5 und 6 ist eine Anordnung gezeigt, bei denen die Xenonröhren 13 bzw. 23 und 14 bzw. 24 integriert ausgebildet sind. In den Fig. 5 und 6 stellen 111 bzw. 211 Grundkörper und Grundgehäuse dar, während 112 bzw. 212 Zündelektroden sind. Die Anordnungen enthalten außerdem zugeschmolzenc mit Xenon gefüllte Vakuumteile, die bei 113, 114 bzw. 213 und 214 gezeigt sind und sich innerhalb der Grundgehäuse 111 bzw. 211 befinden. Innerhalb der jeweiligen Vakuumteile sind eine Anode 113/1,114/1 bzw. 213A, 214/1. eine Kathode 113K. 114.K bzw. 2\3>K, 214K sowie (erforderlichenfalls) eine Hilfsanode 114S bzw. 2145 ausgebildet. In Fig. 5 sind die Blitzröhren integriert in Reihe angeordnet, während die beiden Blitzröhren in Fig. 6 integriert parallel angeordnet sind.

F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Xenonröhren 313, 314 und 315 in integrierter Form in Reihe auf einem Grundkörper bzw. einem Grundgehäuse 311 angebracht sind und eine gemeinsame Zündelektrode 312 aufweisen. Diese Ausführungsform ist beispielsweise für die Schaltung nach F i g. 4 geeignet.

F i g. 8 zeigt ein anderes Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. In dieser F i g. stellt 401 den an sich bekannten spannungserhöhenden Schaltungsteil etwa in Form eines Gleichspannungswandlers dar. 402 ist der Blitzkondensator, der mit dem Ausgang des spannungserhöhenden Schaltungsteils 401 verbunden ist. 403 und 404 sind Widerstände zur Begrenzung des Ladestroms eines Kommutierungskondensators 405. 406 ist ein Thyristor, der mit dem Kommutierungskondensator 405 verbunden ist. 407 bezeichnet den Gateanschluß des Thyristors 406.408 ist eine Xenonröhre als Blitzröhre, die eine Anode 408/1, eine Kathode 408K und eine Zündelektrode 408Γ aufweist. Eine weitere Xenonröhre ist mit 409 bezeichnet, sie be,itzt eine Anode 409/1, die mit der Kathode 408K der Xenonröhre 408 verbunden ist, und ferner eine Kathode 409K eine Zündelektrode 409T sowie eine Hilfsanode 4095. Mit den Zündelektroden 408Γ und 4097" ist ein Anschluß 410 zum Anlegen einer Zündspannung verbunden. Ein Thyristor 411 dient dazu, den Emissionsstrom zu unterbrechen. Der Thyristor besitzt einen Gateanschluß 412. Ein Kondensator 413 und ein Widerstand 414 sowie ein Kondensator 416 und ein Widerstand 415 bilden jeweils einen

ίο Ladekreis. Die Kondensatoren 413 und 416 besitzen eine kleine Kapazität, so daß sie von der Ausgangsspannung des spannungserhöhenden Spannungsteils 401 sehr schnell aufgeladen werden; dh Ladungskreisc dienen dazu, die Xenonröhren 408 und 409 in einem die Zündung ermöglichenden Zustand zu halten. Wenn die Xenonröhren 408 und 409 durch Anlegen der Zündspannung an die Zündelektroden zur Emission gebracht werden, hat die Impedanz der in Reihe geschalteten Xenonröhien etwa den doppel-

ao ten Wert von dem, der sich ergeben würde, wenn die Xenonröhren 408 und 409 einzeln angeschaltet waren. Daher wird der in dem Thyristor 411 fließende Emissionsstrom gegenüber dem im Thyristor 9 von Fig. 1 fließenden Emissionsstrom auf die Hälfte herabgesetzt, so daß ein Thyristor relativ geringer Strombelastbarkeit verwendet werden kann.

Wenn bei dem vorerwähnten Schaltungsaufbau die jeweiligen Kondensatoren 402, 405, 413 und 416 aufgeladen worden Mnd und die Zündspannung in ciner nicht dargestellten Steuerschaltung synchron mit dem Öffnungsvorgang des Verschlusses (z. B. einer Kamera) an den Anschluß 410 angelegt wird, dann strahlen die Xenonröhren 408 und 409 Licht ab. Die Kurve b in F i g. 2 gibt den ungefähren Verlaut des Emissionsstroms zu dieser Zeit wieder, und man erkennt, daß die Größe des Spitzenstroms vermindert ist, während die Zeit der Entladung des Blitzkondensators 402 durch die Xenonröhren 408 und 409 verlängert ist. In Übereinstimmung mit den weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispielen hat dies einen Emissionsvcrlauf entsprechend der Kurve B in F i g. 2 zur Folge, bei dem die Emission langer aufrecht erhalten wird. Gleichzeitig ist der Emissionsstrom der Xenonröhren 408 und 409 so niedrig, daß

der Emissionswirkungsgrad, d. h. die Umwandlung der elektrischen Energie in Strahlungsenergie mittels der Xenonröhren ansteigt, so daß die gesamte Emission zunimmt.

Wenn dann mittels einer nicht dargestellten Stcuerschaltung ein Signal zum Stoppen der Emission an der Gateanschluß angelegt und der Thyristor 406 leitenc gemacht wird, wird die positive Ladung des Kondensators 405 an den Thyristor 411 angelegt und dieser ir den Sperrzustand versetzt.

Dadurch, daß bei dem beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel die Blitzröhren in Reihe geschaltet ai dem Blitzkondensator als Emissionsstromquellc lic gen, wird der Emissionsstrom herabgesetzt und di< Emissionswirkung sowie die Lebensdauer der Blit/ röhren vergrößert. Außerdem wird die Zeit, wahrem der die Emission aufrecht erhalten bleibt, verlängert so daß es einfacher ist, die Zeit zum Stoppen des Emis sionsvorgangs zu bestimmen. Darüberhinaus könne: schaltende Elemente wie Thyristoren mit kleine

⁶S Strombelastbarkeit verwendet werden, so daß aucl eine Steuerschaltung geringer Kapazität, wie bei spielsweise eine Kommutierungsschaltung, verwende werden kann. Obwohl im vorbeschriebenen Ausfüh

rungsbeispiel Thyristoren zum Schalten des Emissionsstroms verwendet weiden, können selbstverständlich an ihre Stelle auch ähnliehe oder andere Elemente in Form von schaltenden Halbleiterelementen beispielsweise Leisümgstransistoren Anwendung finden.

Gemäß der Erfindung sind die ülitzröhren in Reihe zur Emissionsstromquelle geschaltet, um eine Entladung und Emission mit einem relativ kleinen Strom

und eine Erhöhung der Zeit zu erzielen, während det die Emission aufrecht erhalten wird. Dadurch wird die Synchronisierung der Emission einfacher als bei herkömmlichen Blitzlichtgeräten, die nur eine außerordeutliche kurze Emissionszeit aufweisen. Außerden sind die Blitzröhren so ausgelegt, daß sie mit einen kleinen Strom betrieben werden können, so daß neben einer Zunahme der Emissionsmenge auch eint Erhöhung der Lebensdauer erzielt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Blitzlichtgerät mit einem Blitzkondensator und wenigstens zwei mit dem Blitzkondensator verbundenen in Reihe geschalteten gasgefüllten Blitzröhren, deren Zündelektroden zusammengeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der zwei oder mehr Blitzröhren (13, 14; 23, 24, 25; 113, 114; 213, 214; 313, 313, 314, 315; 408, 409), die zur Erhöhung der Gesamtblitzröhrenimpedanz in Reihe geschaltet sind, an 'hrer Anodenseite eine Hilfselektrode (14S, 114S, 214S, 409S) aufweist, die zur Erzeugung einer Vorionisation des in uieser Blitzrühre eingeschlossenen Gases auf einem bestimmten Spannungspotential liegt.

2. Blitzlichtgerät nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ kleines Leistungsschalterelement (411) in Reihe mit den Blitzröhren geschaltet ist, und daß eine Entladungsschaltung durch Sperren dieses Elements geöffnet wird, um die Lichtemission zu stoppen.

3. Blitzlichtgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blitzröhren (113, 114; 213, 214; 313, 314 und 315) zu einem einzigen Rohr zusammengefaßt sind.