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Vorrichtung zur Aufnahme und Wiedergabe von Laufbildern mit Hochdruckgasentladungslampen
Als Lichtquelle für die Wiedergabe von Laufbildern werden üblicherweise Glühlampen
oder Kohlebogenlampen verwendet. Mit der Entwicklung der Hochdruckgasentladungslampen
ergibt sich die Möglichkeit, auch diese Lampen für die genannten Beleuchtungszwecke
einzusetzen. Diese Gasentladungslampen unterscheiden sich vor allem gegenüber den
Glühlampen durch die Eigenschaft, daß ihre Lichtemission in gewissen Grenzen nahezu
trägheitslos irgendwelchen Änderungen des Speisestroms folgt. Diese Eigenschaft
läßt sich in bekannter Weise dazu ausnutzen, die Lichtemission in den Öffnungszeiten
des Projektorverschlusses zu steigern, in den Sperrzeiten, d. h. also während der
Fortschaltzeiten des Films, dagegen zu senken. Auf diese Weise wird es möglich,
den nutzbaren Lichtstrom gegenüber reinem Gleichstrombetrieb der Lampen zu erhöhen.
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Die Anwendung dieser Arbeitsweise ist nicht allein auf die Wiedergabe
von Laufbildern beschränkt. Bei der Aufnahme von Reihenbildern liegen die Verhältnisse
ganz ähnlich. Mit Hilfe einer derart betriebenen Lampe ist es möglich, das Aufnahmeobjekt
während der Öffnungszeit des Kameraverschlusses mit einer relativ sehr hohen Intensität
zu beleuchten, während der Verschlußzeit aber mit einer sehr niedrigen.
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Eine bekannte Schaltung zur Steuerung des Lichtstroms in; der vorgenannten
Weise bedient sich mechanischer Schaltelemente, mit deren Hilfe die Lampe wechselweise
über verschieden große Strombegrenzer an eine Gleichstromquelle gelegt
wird,
so daß ein pulsierender Gleichstrom mit etwa rechteckigen Einzelimpulsen durch die
Lampe fließt. Diese Schaltung hat sich vor allem wegen der starken Strombelastung
der mechanischen Schaltelemente als nicht vorteilhaft erwiesen.
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Eine weitere bekannte Schaltungsart für den gleichen Zweck -besteht
aus einer Parallelschaltung zweier Kreise mit einer gemeinsamen Stromquelle, -welche
einen gemeinsamen Kondensator aufweisen, und von denen der eine Kreis einen Gleichrichter
in Reihe mit einer geeigneten Impedanz, der andere die Entladungslampe mit einer
anderen Impedanz enthält. Die Elemente dieser Schaltung sind dort nur unter dem
Gesichtspunkt der Lebensdauer der Lampe so bemessen, daß auch in den Dunkelzeiten
des Verschlusses ein für die Aufrechterhaltung der Entladung ausreichender Strom
durch die Lampe fließt. Ein Nachteil dieser Schaltung ist in der Tatsache zu sehen,
daß der Speisekondensator, der in der gemeinsamen Stromzuführung liegt, bei Lampen
höherer Leistung eine unwirtschaftliche Größe erhält.
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Bei einer dritten bekannten Schaltung, die in erster Linie für die
Anwendung von Beckbögen untersucht wurde, wobei jedoch auf die Möglichkeit einer
Übertragung auf Gasentladungslampen hingewiesen wurde, wird die Lampe mit einem
Gleichstrom betrieben, welchem entweder ein Wechselstrom oder kurzzeitige stromstarke
Kondensatorentladungen überlagert werden. Im ersten Fall wird ein verhältnismäßig
hoher Gleichstrom benötigt, damit die Stromimpulse in den. Öffnungszeiten des Verschlusses
wesentlich größer sind als in den Dunkelpausen, denn erst dann, wenn die Amplitude
des Gleichstroms größer als die des Wechselstroms ist, wird ein periodisches Wiederzünden
der Lampe vermieden. Dabei werden für die hohen Gleichströme Glättungsmittel benötigt,
die den Aufbau der Gesamteinrichtung wesentlich belasten. Die zweite Möglichkeit
der Überlagerung kurzzeitiger stromstarker Kondensatorentladungen beeinträchtigt
bei Gasentladungsla:mpen ihre Lebensdauer, da die thermische Belastung der Elektroden
zu groß wird. Ferner ist der hierzu benötigte Aufwand an technischen Hilfsmitteln
unverhältnismäßig-groß.
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Von den genannten Schaltungsarten unterscheidet sich die gemäß der
Erfindung vorgeschlagene dadurch, daß die Hochdruckgasentladungslampe im gemeinsamen
Zweig mindestens zweier Stromkreise liegt, deren Phasen um etwa 18o° gegeneinander
verschoben sind, und von denen wenigstens einer mit einem Einweggleichrichter arbeitet.
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Die vorgeschlagene Schaltung vermeidet weitgehend die für die bekannten
Schaltungen oben herausgearbeiteten Nachteile. Dies ist dadurch möglich, daß bei
der erfindungsgemäßen Schaltung die Lampe von mehreren parallelen Stromkreisen gespeist
wird, von denen jeder einzelne nur je eine Stromkomponente des pulsierenden Gleich-
oder Wechselstroms liefert. Dadurch wird sowohl der große Aufwand zur Erzeugung
eines gut geglätteten Gleichstroms als auch- die Verwendung großer Kapazitäten vermieden.
Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß
es durch geeignete Wahl der Phasenlage und der Amplituden der pulsierenden Gleichströme
sowie gegebenenfalls weiterer diesen überlagerter Wechselströme gelingt, die Kurvenform
der Lichtemission dem Durchlaßgrad der verwendeten Verschlüsse bestmöglich anzupassen.
Da Normalfilmgeräte gewöhnlich mit einem Verhältnis der öffnungs- und Schließzeiten
von etwa i : i, Schmalfilmgeräte dagegen üblicherweise mit solchen von etwa 2 :
i arbeiten, liegt ein wesentlicher Vorteil in dieser Eigenschaft der erfindungsgemäßen
Anordnung. Als weiterer Vorteil der neuen Schaltungsart ist anzugeben, daß keine
höheren Spannungen als die üblichen Netzspannungen erforderlich sind.
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Bei diesem vorgeschlagenen Stoßbetrieb von Gasentladungslampen soll
deren Lebensdauer ihren normalen Wert behalten. Hierfür ist Voraussetzung, daß die
Effektivstromstärke der Lampe die beim Betrieb mit normalem, sinusförmigem Wechselstrom
benutzte nicht wesentlich überschreitet. Bei der Erstzündung wird infolge fehlender
Ionisation der Gasstrecke eine größere Zündspannung als beim periodischen Wiederzünden
im Dauerbetrieb benötigt. Zur Erhöhung der Lichtausnutzung bei vorgegebenen Effektivstromwerten
im Dauerbetrieb wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, die Stromstärke
des in der Dunkelpause arbeitenden Kreises nach erfolgter Erstzündung auf einen
Wert herabzuregeln, bei dem noch mit Sicherheit die Entladung aufrechterhalten bleibt.
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In Fig. i ist schematisch ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Ausführung
der Schaltung angegeben, ohne daß dadurch der Umfang des Erfindungsgedankens erschöpft
wird. Es handelt sich in diesem Beispiel um die Parallelschaltung zweier Kreise
mit Einweggleichrichtung. Die Wechselstromquellen 1 und 2 sind beispielsweise Sekundärabgriffe
eines Transformators. 3 bedeutet die im gemeinsamen Zweig der parallel geschalteten
Kreise liegende Gasentladungslampe, welcher ein geeignet dimensionierter StirommbbegrenzOr
q. vorgeschaltet ist. Die beiden Parallelzweige bestehen aus je einem Strombegrenzer
5 bzw. 6 in Serie mit je einem Einweggleichrichter 7 bzw. B. Durch die Art und Bemessung
der Strombegrenzer q. bis 6, welche entweder aus ohmschen, induktiven oder kapazitiven
Widerständen bzw. geeigneten Kombinationen davon bestehen können, sowie durch die
Wahl der Durchlaßrichtung der beiden Gleichrichter läßt sich die Form des Lampenstromes
weitgehend in der gewünschten Weise beeinflussen.
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Fig.2 zeigt den zeitlichen Verlauf der Teilströme und des daraus resultierenden
Lampenstroms bei einer Phasenverschiebung der Teilströme von etwa 18o°. Die dem
gestrichelten Liniengang i entsprechende Stromkomponente wird durch den Zweig mit
dem Strombegrenzer 5 erzeugt, die des Linienganges 2 durch den Zweig mit dem S trombegrenzer
6. Der resultierende Strom wird durch die ausgezogene Kurve 3 wiedergegeben. Der
mit dieser Schaltung erreichte Lichtgewinn beträgt gegenüber reinem
Gleichstrombetrieb
der Lampe bei gleichem Effektivstrom etwa 6o%. Die einzelnen Schaltelemente waren
dabei dem Blendenverhältnis i : i angepaßt.
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Für ein Blendenverhältnis 2 : i wurden die Strombegrenzer 5 und 6
sinngemäß geändert und in einem Kreis durch eine Parallelschaltung eines Kondensators
ergänzt. Die Zeitabhängigkeit der einzelnen Stromwerte zeigt Fig. 3 mit den der
Fig.2 entsprechenden Bezugszeichen. Der Lichtgewinn gegenüber reinem Gleichstrombetrieb
betrug dabei 45 0/0.
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Der Gleichlauf des Filmtransports mit dem Stoßsystem des Lampenlichtstroms
läßt sich in bekannter Weise leicht erreichen, wenn man die Fortschaltung des Films
mittels eines Synchronmotors antreibt, der an derselben Wechselstromquelle liegt
wie die Lampenschaltung.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, eine Projektion ohne Benutzung
der üblichen Abdeckblende durchzuführen, da die Lichtemission während der Dunkelpause
durch eine geeignete Dimensionierung der Lampenschaltung sehr klein gehalten werden
kann.