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Die Erfindung betrifft ein Elektronenblitzgerät für fotografische
Zwecke mit einer zur selbsttätigen Regelung der Blitzdauer dienenden fotoelektrischen
Einrichtung, die wenigstens während der Blitzdauer von einer Gleichspannung gespeist
ist und einen Teil der vom Aufnahmeobjekt zurückgeworfenen Lichtmenge mittels eines
lichtempfindlichen Bauteils aufnimmt und bei einer bestimmten aufgenommenen, der
richtigen Belichtung des fotografischen Aufnahmematerials entsprechenden Lichtmenge
über einen Transistor und eine steuerbare Halbleiterdiode (Thyristor) eine parallel
zur Blitzlampe geschaltete Gasentladungsstrecke (Quenchröhre) zündet und damit die
Blitzlampe kurzschließt.
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Um das Fotografieren mit einer Kamera in Verbindung mit einem Elektronenblitzgerät
zu vereinfachen, sind Einrichtungen entwickelt worden, die eine selbsttätige Regelung
der Blitzdauer ermöglichen und damit dem Kamerabenutzer das Einstellen der Blende
in Abhängigkeit von der jeweiligen Entfernung zwischen Aufnahmeobjekt und Kamera
ersparen. Die Regelung der vom Elektronenblitzgerät ausgestrahlten Blitzlichtmenge
bzw. der Blitzdauer erfolgt dabei in der Weise, daß ein Teil des vom beleuchteten
Aufnahmeobjekt zurückgeworfenen Lichtes mittels einer ein lichtempfindliches Bauteil,
z. B. einen Fotowiderstand, enthaltenden fotoelektrischen Einrichtung ausgewertet
wird. Beim Erreichen eines bestimmten Grenzwertes der vom Fotowiderstand aufgenommenen
Lichtmenge, die dann gerade der zur richtigen Belichtung eines fotografischen Aufnahmematerials
benötigten Lichtmenge entspricht, löst die fotoelektrische Einrichtung automatisch
die Zündung einer Gasentladungsstrecke aus, die der Blitzlampe des Elektronenblitzgerätes
parallel geschaltet ist und die diese schlagartig kurzschließt und zum Erlöschen
bringt, weil der Innenwiderstand der gezündeten Gasentladungsstrecke erheblich geringer
ist als der der Blitzlampe. Durch das Kurzschließen der Blitzlampe wird also bei
ausgelöstem Blitz die weiterc Ausstrahlung des Blitzes unterbrochen.
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Ein bekanntes Elektronenblitzgerät mit einer fotoelektrischen Einrichtung
zur Regelung der Blitzdauer enthält einen Fotowiderstand, der zusammen mit einem
Integrationskondensator einen Lichtmengenmesser bildet, dessen Funktion darauf beruht,
daß der genannte Kondensator sich in Abhängigkeit von der vom Fotowiderstand aufgenommenen
Lichtmenge bzw. von dem durch den Fotowiderstand fließenden Strom auflädt, und zwar
um so schneller, je größer die vom Aufnahmeobjekt zurückgeworfene Lichtmenge ist.
Von der Kondensatorspannung wird, z. B. über einen Potentiorneterwiderstand, ein
Teil dem Steuerkreis eines Transistors zugeführt, in dessen Emitterzuleitung ein
durch einen Kondensator überbrückter Widerstand enthalten ist. Mit dem Emitter des
Transistors ist die Steuerelektrode einer steuerbaren Diode, z. B. eines Thyristors,
verbunden der im Zündkreis einer Gasentladungsstrecke, z.B.
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einer Quenchröhre, liegt. Der Thyristor ist derart gepolt, daß sich
ein zum Zündkreis der Quenchröhre gehörender Zündkondensator bereits vor der Auslösung
eines Blitzes aufladen kann. Beim Erreichen einer von dem Fotowiderstand aufgenommenen
und der richtigen Belichtung entsprechenden Lichtmenge zündet der Thyristor und
schließt dadurch einen die Anoden-Kathodenstrecke des Thyristors, den Zündkondensator
und die Primärwicklung eines Zünd-
transformators enthaltenden Entladungsstromkreis
für den Zündkondensator. Der dabei fließende Entladungsstromstoß erzeugt in der
Sekundärwicklung des Zündtransformators einen Zündimpuls, der an eine Zündelektrode
der Quenchröhre gelangt und diese zündet.
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Damit der Lichtmengenmesser nicht auf Fremdblitze anspricht, wird
bei bekannten Elektronenblitzgeräten die Speisegleichspannung für den Lichtmengenmesser
nur dann erzeugt, wenn die Blitzlampe gezündet worden ist. Zu diesem Zweck liegt
beispielsweise im Stromkreis der Blitzlampe ein sehr niederohmiger Widerstand, an
dem bei fließendem Blitzlampenstrom eine Spannung abfällt, die als Speisegleichspannung
dient.
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Den bekannten Elektronenblitzgeräten mit einer fotoelektrischen Einrichtung
zur Regelung der Blitzdauer haftet der Nachteil an, daß in die fotoelektrische Einrichtung
und insbesondere in den Steuerkreis des Thyristors Störspannungen induziert werden
können, die ein vorzeitiges Zünden des Thyristors und der Quenchröhre bewirken.
Als Quelle der Störspannungen ist in erster Linie der Zündtransformator der Blitzlampe
zu nennen. Wie der Erfinder festgestellt hat, können sich Störspannungen nur deshalb
so stark auf den Thyristor-Steuerkreis auswirken, weil dieser in allen bekannten
Schaltungsanordnungen verhältnismäßig hochohmig ist.
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Eine Abhilfe in der Weise zu schaffen, daß man den Steuerkreis des
Thyristors bzw. den Ausgangskreis des vorgeschalteten Transistors durch Anwendung
eines niederohmigen Emitterwiderstandes niederohmiger auslegt, kommt praktisch nicht
in Frage, weil der Emitterwiderstand einen bestimmten, verhältnismäßig hochohmigen
Widerstandswert besitzen muß, damit an ihm eine ausreichende Spannung zum Ansteuern
des Thyristors abfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronenblitzgerät
mit einer fotoelektrischen Einrichtung zur Regelung der Blitzdauer zu entwickeln,
das gegen Störspannungen weitgehend unempfindlich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Elektronenblitzgerät
für fotografische Zwecke mit einer zur selbsttätigen Regelung der Blitzdauer dienenden
fotoelektrischen Einrichtung, die wenigstens während der Blitzdauer von einer Gleichspannung
gespeist ist und einen Teil der vom Aufnahmeobjekt zurückgeworfenen Lichtmenge mittels
eines lichtempfindlichen Bauteils aufnimmt und bei einer bestimmten aufgenommenen,
der richtigen Belichtung des fotografischen Aufnahmematerials entsprechenden Lichtmenge
über einen Transistor und eine steuerbare Halbleiterdiode (Thyristor) eine parallel
zur Blitzlampe geschaltete Gasentladungsstrecke (Quenchröhre) zündet und damit die
Blitzlampe kurzschließt, dadurch gelöst, daß die Steuerelektrode des Thyristors
mit dem Abgriff eines über einen Vorwiderstand an der Gleichspannung liegenden ersten
Spannungsteilers verbunden ist und eine mindestens der Zündspannung des Thyristors
entsprechende Spannung erhält, und daß der mit seiner Emitter-Kollektorstrecke parallel
zum ersten Spannungsteiler liegende, als Schalttransistor wirkende Transistor derart
gesteuert ist, daß seine Emitter-IR:ollektorstrecke niederohmig ist und den ersten
Spannungsteiler praktisch kurzschließt, solange das lichtempfindliche Bauteil noch
keine der richtigen Belichtung entsprechende
Lichtmenge aufgenommen
hat, und daß sie sehr hochohmig wird, sobald die aufgenommene Lichtmenge den richtigen
Wert erreicht hat.
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Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen kann sich eine durch
den Entladungsstromstoß im Zündkreis der Blitzlampe erzeugte Störspannung z. B.
nicht auf den Steuerkreis des Thyristors auswirken, weil der mit seinem Abgriff
an der Steuerelektrode liegende erste Spannungsteiler zum Zeitpunkt des Auftretens
der Störspannung kurzgeschlossen ist. Erst wenn das lichtempfindliche Bauteil eine
dem richtigen Belichtungswert entsprechende Lichtmenge aufgenommen hat - und das
ist erst kurze Zeit nach dem genannten Zeitpunkt der Fall - wird der Kurzschluß
aufgehoben, so daß dann durch den Vorwiderstand und den ersten Spannungsteiler ein
Gleichstrom fließt, der am Abgriff des ersten Spannungsteilers ein ausreichendes
Steuerpotential für den Thyristor entstehen läßt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist im Steuerkreis
des Schalttransistors ein seine Steuerspannung bestimmender Ladekondensator vorgesehen,
der vor dem Auslösen eines Blitzes auf eine die Emitter-Kollektorstrecke des Schalttransistors
in den niederohmigen Zustand steuernde Spannung aufgeladen ist und der sich nach
Auslösung des Blitzes mit einer von der mit dem lichtempfindlichen Bauteil festgestellten
Lichtmenge abhängigen Geschwindigkeit bis zu einer den Schalttransistor in den hochohmigen
Zustand steuernden Spannung entlädt. Damit wird erreicht, daß sich auch auf den
Steuerkreis des Schalttransistors die in Rede stehende Störspannung nicht auswirken
kann, weil beim Auftreten der Störspannung der Schalttransistor sich in einem Zustand
befindet, in welchem seine Emitter-I(ollektorstrecke 'oereits niederohmig ist und
die Störspannung den Widerstandswert nur noch weiter verringern könnte was auf den
bereits kurzgeschlossenen ersten Spannungsteiler keinen Einfluß mehr hätte.
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Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn in Ausgestaltung der Erfindung
das lichtempfindliche Bauteil ein Fotoelement ist, das einen Verstärkungstransistor
niederohmig ansteuert, dessen Kollektor-Emitterstrecke im Entladestromkreis des
Ladekondensators liegt.
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Ein Fotoelement als lichtempfindliches Bauteil hat gegeniiber den
bisher hauptsächlich eingesetzten Fotowiderständen den Vorteil, daß es verhältnismäßig
niederohmig ist, so daß also auch der Steuerkreis des Verstärkungstransistors niederohmig
ausgelegt werden kann. Außerdem sind für den vorliegenden Zweck geeignete Fotoelemente
in wesentlich Ideineren Abmessungen im Handel als entsprechende Fotowiderstände.
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Das Prinzip sowie nähere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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In der vorliegenden Elektronenblitzgeräteschaltung bedeuten 1 und
2 eine positive und eine negative Klemme, die mit einer in der Zeichnung der Übersichtlichkeit
wegen nicht dargestellten Gleichstrom-Hochspannungsquelle verbunden sind. Parallel
zu beiden Klemmen liegen ein Speicherkondensator 3 hoher Kapazität, ein zweiter
Spannungsteiler aus den Widerständen 4, 5, 6 und 7 sowie eine Blitzlampe 8 in Reihe
mit einem Widerstand 9. Der Spannungsteilerwiderstand 5 ist als Einstellwiderstand
ausgebildet. Sein Abgriff 10 führt einerseits über eine An-
zeigoglimmlampe 11 an
die negative Klemme 2 bzw.
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an den negativen Pol des Speicherkondensators 3 und andererseits
über eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 12, einem Zündkondensator 13, ei1
er Primärwicklung 14 eines Zündtransfonnators 15 und einem Schutzwiderstand 16 ebenfalls
an die negative Klemme 2. Ein zum Schließen des den Zündkondens ator 13 enthaltenden
Zündkreises dienender Auslösekontakt 17 liegt zwischen einem dem \N'iderstand12
und dem Zündkondensator 13 gemeinsamen Schaltungspunkt 18 und dem dem Zündkondensator
abgewandten Ende der Primärwicklung 14. Ein Ende 19 einer Sekundärwicklung 20 des
Zündtransformators 15 ist an eine Zündelektrode 21 für die Blitzlampe 8 angeschlossen.
Der bis hier beschriebene und in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien umrahmte
Schaltungsteil 22 entspricht einer Schaltung eines Elektronenblitzgerätes ohne eine
Einrichtung zur Regelung der Blitzdauer.
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Ein eine foto elektrische Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der
Blitzdauer umfassender Schaltungsteil ist ebenfalls durch strichpunktierte Linien
umrahmt und mit 23 bezeichnet. Die Speisespannung für die fotoelektrische Einrichtung
führt eine zwischen dem Widerstand 9 und der Blitzlampe 8 angeschlossene und bei
gezündeter Blitzlampe ein positives Potential aufweisende Leitung 24 sowie eine
das negative Potential der negativen Klemme 2 aufweisende Leitung 25 heran. Im Zuge
der Leitung 24 liegt ein Widerstand 26 und eine erste Diode 27, deren Kathode über
einen Kondensator28, z. B. einen Elektrolytkondensator, sowie über einen dazu parallelgeschalteten
driften Spannungsteiler aus einem Widerstand 29 und einer in Durchlaßrichtung gepolten
zweiten Diode 30 mit der negatives Potential führenden Leitung 25 verbunden ist.
Ein Foto element 31, dem ein Integrationskondensator 32 und ein Widerstand 33 parallel
geschaltet sind, verbindet die Anode der zweiten Diode 30 mit der Basis eines Verstärkungstransistors
34. Zwischen dem Emitter des Verstärkungstransistors und dem Minuspotential befindet
sich ein Emitterwiderstand 35, der durch ein auftrennbares Leitungsstück 36 überbrückt
ist. Der Kollektor des Verstärkungstransistors 34 steht über einen Widerstand 37
mit der Basis eines Schalttransistors 38 und über eine Reihenschaltung aus einem
Emstellwiderstand 39 und einem Ladekondensator 40 mit dem Minuspotential der Schaltung
in Verbindung. Der Schalttransistor 38 erhält seine Kollektor-Emitterspannung über
einen Vorwiderstand 41, die erste Diode 27 und den Widerstand 26 von der bei gezündeter
Blitzlampe 8 am Widerstand 9 abfallenden Spannung. Der Emitter des Schalttransistors
38 liegt unmittelbar auf dem Minuspotential der Schaltung. An den Kollektor des
Verstärkungstransistors 34 schließt sich noch ein Widerstand 42 an, der die Verbindung
zu einem Abgriff 43 des zweiten Spannungsteilers aus den Widerständen 4 bis 7 herstellt.
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Parallel zum Widerstand 7 liegt ein Kondensator 44.
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Die Emitter-Kollektorstrecke des Schalttransistors 38 kann wahlweise
mit einem Schalter 45 kurzgeschlossen werden; außerdem ist sie durch einen ersten
Spannungsteiler aus den Widerständen 46, 47 überbrückt. Zwischen einem Abgriff 48
des zuletzt genannten Spannungsteilers und dem Minuspotential der Schaltung liegt
ein Steuerkreis einer steuerbaren Diode, z. B. eines Thyristors 49, dessen Kathode
unmittelbar und dessen Anode über einen Zündkondensator
50 und
eine Primärwicklung 51 eines Zündtransformators 52 für eine Gasentladungsstrecke,
z. B. eine Quenchröhre 53, mit dem Minuspotential verbunden ist. Ein Ende einer
Sekundärwicklung 54 führt an eine Zündelektrode 55 der über die Leitungen 25 und
56 der Blitzlampe 8 parallelgeschalteten Quenchröhre53, während das andere Ende
der Sekundärwicklung 54 mit dem Minuspotential der Schaltung verbunden ist. Eine
Leitung 57 stellt schließlich über einen sehr hochohmigen Widerstand 58 eine Verbindung
zwischen dem Abgriff 10 des Einstellwiderstandes 5 und der Anode des Thyristors
49 bzw. dem Zündkondensator 50 her.
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Die Wirkungsweise des Schaltungsteils 22, d. h.
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einer normalen Elektronenblitzgeräteschaltung, wird als bekannt vorausgesetzt
und daher im folgenden nur in ihren für das Verständnis der Erfindung wesentlichen
Einzelheiten beschrieben.
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Liegt bei eingeschaltetem Elektronenblitzgerät eine Gleichspannung
an den Klemmen i, 2, so lädt sich der Speicherkondensator 3 auf die angelegte Spannung
auf. Die Kondensatorspannung liegt am zweiten Spannungsteiler aus den Widerständen
4 bis 7 und ein vorher einstellbarer Teil davon an der Anzeigeglimmlampe ll, die
beim Erreichen der vorgesehenen Kondensatorspannung aufleuchtet und die Bereitschaft
zum Auslösen eines Blitzes anzeigt. Die am Widerstand 7 auftretende Spannung lädt
den Kondensator 44 und über den Widerstand 42 und den Einstellwiderstand 39 den
Ladekondensator 40 auf. Gleichzeitig erhalten auch der Zündkondensator 13 und der
Zündkondensator 50 eine Ladespannung, so daß sie sich ebenfalls nach kurzer Zeit
im aufgeladenen Zustand befinden. Wird jetzt ein Blitz ausgelöst, indem der Auslösekontaktl7,
z. B. der Synchronkontakt der Kamera, geschlossen wird, so entlädt sich der Zündkondensator
13 über die Primärwicklung 14, und der auftretende Entladungsstromstoß ruft in der
Sekundärwicklung 20 des Zündtransformators 15 einen Zündimpuls hervor, der über
die Zündelektrode 21L die Blitzlampe 8 zündet. Der dabei fließende Blitzlampenstrom
erzeugt an dem der Blitzlampe zugewandten Ende des Widerstandes 9 ein positives
Potential, das über die Leitung 24 und den Widerstand 26 an den Schaltungsteil 23
geführt wird. Der Widerstand 26 dient hierbei zur Dämpfung des Spannungsstoßes.
Das positive Potential gelangt über die erste Diode 27 an den Kondensator 28, der
sich auf eine Spannung von etwa 10 V mit der in der Zeichnung angedeuteten Polarität
auflädt, die auch an dem Spannungsteiler aus dem Widerstand 29 und der zweiten Diode
30 liegt. An der zur Spannungsstabilisierung dienenden zweiten Diode 30 tritt eine
Spannung von z. B. 0,5 V auf, zu der sich die Spannung am Fotoelement 31 bzw. an
dem Integrationskondensator 32, die in der Größenordnung von 0,4V liegen kann, addiert.
In Abhängigkeit von der vom Foto element 31 aufgenommenen und durch den Kondensator32
integrierten Lichtmenge wird der Verstärkungstransistor 34 derart angesteuert, daß
seine Emitter-Kollektorstrecke bei hoher aufgenommener Lichtmenge einen verhältnismäßig
kleinen und bei geringer aufgenommener Lichtmenge einen verhältnismäßig großen Widerstandswert
aufweist. Dementsprechend kann sich der vorher aufgeladene Ladekondensator 40 mit
einer mehr oder weniger hohen Geschwindigkeit entladen.
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Der Widerstand 42 verhindert ein sofortiges Nach-
laden des Ladekondensators
40 aus dem Kondensator 44, der auch bei gezündeter Blitzlampe 8 und kurzgeschlossenem
Spannungsteiler aus den Widerständen bis 7 im aufgeladenen Zustand verharrt.
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Ist dann die Kondensatorspannung am Ladekondensator 40 unter einen
bestimmten Wert abgesunken, so wird der Schalttransistor 38, dessen Emitter-Kollektorstrecke
vorher niederohmig war und den ersten Spannungsteiler aus den Widerständen 46, 47
praktisch kurzgeschlossen hatte, derart angesteuert, daß seine Emitter-Kollektorstrecke
hochohmig wird. Damit kann über den Vorwiderstand 41 und ersten Spannungsteiler
aus den Widerständen 46 und 47 ein Strom fließen, wodurch am Widerstand 47 eine
als Steuerspannung für den Thyristor 49 dienende Spannung abfällt, die den Thyristor
zündet, d. h. seine Anoden-Kathodenstrecke in den leitenden Zustand überführt. Bei
gezündetem Thyristor 49 kann die im Zündkondensator 50 gespeicherte Ladung sich
über die Primärwicklung 51 des Zündtransformators 52 entladen, und der dabei auftretende
Stromstoß erzeugt in der Sekundärwicklung 54 einen Zündimpuls, der über die Zündelektrode
55 die Quenchröhre 53 zündet. Wegen ihres geringen Innenwiderstandes im gezündeten
Zustand bewirkt die Quenchröhre ein schlagartiges Löschen der Blitzlampe 8, so daß
eine weitere Ausstrahlung von Blitzlichtenergie unterbunden wird.
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Die selbsttätige Regelung der Blitzdauer läßt sich auch wahlweise
durch den Schalter 45, mit dem der Spannungsteiler aus den Widerständen 46 und 47
unabhängig vom jeweiligen Schaltzustand des Schalttransistors 38 kurzgeschlossen
werden kann, abschalten.
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Das den Emitterwiderstand 35 überbrückende Leitungsstück 36 dient
dazu, bei toleranzbedingten positiven Abweichungen in der Verstärkung des Verstärkungstransistors
34 aufgetrennt zu werden, um damit den eine Stromgegenkopplung erzeugenden Emitterwiderstand
35 zur Wirkung kommen zu lassen.
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Die im Schaltbild enthaltenen Dimensionierungen für die Bauteile
entsprechen einer praktisch erprobten Schaltung. Das verwendete Fotoelement 31 hat
einen Widerstandswert von weniger als 5kQ, während die bisher hauptsächlich eingesetzten
Fotowiderstände einen Widerstandswert in der Größenordnung von 100 kQ aufweisen.
Der Verstärkungstransistor 34 und der Schalttransistor 38 sind beide vom npn-Typ
mit der Typenbezeichnung BC 108 B.