DE969604C - Elektrische Blitzlichteinrichtung mit veraenderbarer Entladungsdauer - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. JUNI 1958

B 34118VIIIC/2i f

Berlin-Wilmersdorf

Seit einiger Zeit sind Blitzlichtgeräte bekannt, die kurze, sehr intensive Lichtblitze in einer Gasentladungsstrecke erzeugen. Zu diesem Zweck wird meist ein Kondensator von einer Hochspannungsquelle aufgeladen und kurzzeitig über die Entladungsstrecke entladen. Bei hohen Betriebsspannungen von 2OOO V und darüber liegt die Entladungszeit unter ¹Z₅₀₀₀ see. Das hat zur Folge, daß auch sehr schnalle Bewegungen wie »'eingefroren« wirken, da dem bewegten Gegenstand auch in einzelnen Partien jene lichte Unscharfe fehlt, die für ein fotografiertes Objekt typisch ist. Gleichzeitig macht sich bei so kürzten Lichtimpulsen der sogenannte inverse Schwarzschildeffekt bemerkbar,

d. h., die fotografische Schicht reagiert unempfindlicher, als wenn die gleiche Lichtmenge in längerer Zeit zur Wirkung kommt. Aus diesem Grunde, aber auch aus konstruktiven Gesichtspunkten wendet man daher in neuerer Zeit Betriebsspannungen von 500 V und darunter an, bei denen die Geräte leichter, kleiner und billiger werden, bei denen sich die Enfcladungszeit aber auf ¹Z₅₀₀₀ see und mehr verlängert. Nun werden jedoch schnelle Bewegungen in vielen Fällen unscharf wiedergegeben, wenn auch die Empfindlichkeit der fotografischen Schicht voll ausgenutzt werden kann.

Daher besteht der Wunsch, bei einer elektrischen Blitzlichteinrichtung mit Gasentladütigsstrecke

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mindestens zwei verschiedene Entladungszeiten zur Verfügung zu haben. Vorzugsweise soll die Lichtemission des Gerätes bei den verschiedenen Entladungszeiten weitgehend gleich sein. Die Zeitkonstante der Entladung ist gegeben durch Widerstand und Kapazität im Entladungskreis. Es ist an sich bekannt, bei Geräten, die mit hohen Spannungen betrieben wenden, die Blitzdauer mittels einer im Entladungskreis angeordneten Drosselspule zu

ίο verlängern; dabei konnte wegen des Schwarzschildeffektes trotz abnehmender totaler Lichtemission eine kräftigere Schwärzung der fotografischen Schicht erzielt werden. Unter dem Gesichtspunkt des Wirkungsgrades ist dieser Weg natürlich ungünstig und nur bei Geräten für wissenschaftliche Zwecke zu vertreten. Ein anderer Vorschlag geht dahin, die zur Verfügung stehende elektrische Leistung auf eine Anzahl Gasentladüngsstrecken in solcher zeitlichen Folge zu verteilen, daß die erzeugten Lichtblitze möglichst lückenlos aufeinanderfolgen. Auch hierbei wird also die Lichtblitzverlängerung als solche angestrebt und an die Anwendung verschiedener Blitzzeiten für fotografische Zwecke nach Wahl des Benutzers nicht gedacht.

Andererseits sind Geräte bekannt, die die Lichtleistung durch Zuschalten von Speicherkondensatoren zu erhöhen gestatten. Wegen des erwähnten physikalischen Zusammenhanges zwischen Kapazität und Zeitkonstante der Entladung verlängert sich dabei auch die Blitzdauer.

Die Erfindung besteht in einer elektrischen Blitzlichtentladungseinrichtung mit Umsetzung elektrischer Energie in Gasentladungsstrecken, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in ihrer elektrischen Schaltung mindestens zwei in ihrer Entladungszeit unterschiedliche Entladungen mit annähernd gleicher Lichtemission ohne Einfügung zusätzlicher Drosseln oder Widerstände einstellbar sind. Sie geht dabei umgekehrt von der Aufgabe aus, bei Blitzlichtgeräten mit verhältnismäßig niedriger Betriebsspannung die Blitzdauer zu verkürzen. Nach dem oben Gesagten bieten sich dafür als Möglichkeiten die Verringerung des Widerstandes und/oder der Kapazität im Entladungskreis an, Der äußere Widerstand, bezogen auf die Entladungsstrecke, kann nicht nennenswert verringert werden,. Der innere Widerstand der Entladungsstrecke ist außer von dem Druck der Gasfüllung von der Länge und dem Querschnitt der Entladungsstrecke abhängig, ähnlich wie der Widerstand eines metallischen Leiters ; seiner Verringerung ist durch die unvermeidbaren ohmschen Verluste im Entladungskreis eine Grenze gesetzt. Mit der Verkleinerung der Kapazität des Speicherkondensators verringert sich die zur Verfügung stehende elektrische Leistung, wenn nicht die Ladespannung gleichzeitig erhöht wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, bei einer elektrischen Blitzlichteinrichtung mit Umsetzung elektrischer Energie in Gasentladungsstrecken eine veränderliche Entladungsdäuer bei annähernd gleicher Lichtemission zu schaffen, läßt sich also auf verschiedene Arten lösen, und jede' Lösung hat ihre Eigenarten bezüglich Aufwand- und Fertigungskosten einerseits und Anwendungsmöglichkeiten andererseits. Die wichtigsten seien im folgenden aufgeführt.

Eine wichtige Ausführungsform der Erfindung ist durch eine Schaltungsanordnung mit mindestens zwei Speicherkondensatoren gekennzeichnet, die wahlweise parallel oder in Reihe geschaltet werden zusammen, mit einer Umschaltung der Stromversorgungsschaltung vom einfachen Wert der Ladespannung auf den doppelten Wert (Spannungsverdopplungsschaltung).

Andere Ausführungsformen der Erfindung sind durch Maßnahmen an der Gasentladungsröhre selbst gekennzeichnet. Der etwas größere konstruktive Aufwand an der Röhre wird durch eine einfachere Schaltung des Gerätes ausgeglichen. Es kann eine Gasentladungsröhre mit mindestens einer Hilfsanode verwendet werden in einer Schaltung, bei der die Betriebsspannung der Röhre zwischen der Anode und dieser (diesen) Hilfsanode(n,) umschaltbar ist, oder es können zwei oder mehr Gasentladungsröhren zweckmäßig in einem gemeinsamen Gefäß oder zusammengebaut in einem gemeinsamen Reflektor verwendet werden, deren Hauptelektroden parallel geschaltet sind und deren Zündelektroden wahlweise in den Zündkreis eingeschaltet werden. Die Daten (Länge, Querschnitt, Gasdruck) dieser Röhren sind, erfindungsgemäß so gewählt, daß ihre Entladungszeiten bei gleichen Betriebswerten in dem gewünschten Maße unterschiedlich sind.

Bei der Ausführungsform mit einer Entladungsstrecke und einer oder mehreren Hilfsanoden steht dem Vorteil, daß auf einfache Weise eine Blitzlichteinrichtung mit mehr als zwei wählbaren Entladungszeiten geschaffen wird, der Nachteil gegenüber, daß die Änderung des Innenwiderstandes der Entladungsstrecke doch von gewissem Einfluß auf die Lichtausbeute ist, für die ein Kompromiß gesucht werden muß. Die zweite Ausführungsform ist wegen des Aufwandes im allgemeinen auf zwei Entladungsstrecken, also zwei verschiedene Entladungszeiten, beschränkt, bietet aber den großen Vorteil, daß die Daten der Röhren nicht nur für gleiche Lichtemission, sondern auch hinsichtlich der Spektralverteiluing ihres Lichtes optimal gewählt werden können. Es ist auch möglich, wegen der Gefahr der Beschädigung aber weniger günstig, mehrere Blitzröhren zu einem Gerät mitzuführen und nach Bedarf einzusetzen. Zweckmäßig sind die Röhren dazu mit Stecksockeln oder stabilen Elektrodenstiften versehen.

Weitere Einzelheiten gehen aus der nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.hervor.

Fig. ι der Zeichnung zeigt das Stromversorgungsteil einer elektrischen Blitzlichteinrichtung, bestehend aus Hochspannungstransformator 1, iao Gleichrichterstufe 2 und Speicherstufe 3. An die Klemmen 4 und 5 wird die Blitzlichtröhre mit ihrem Zündkreis angeschlossen. Bei dem Gerät werden nach Vorschrift der Erfindung zwei verschiedene Blitzzeiten erhalten durch gleichzeitige Umschaltung der Gleichrichterstufe 2 und der

Speicherstufe 3 (Fig. 1 a bzw. 1 b). In Fig. 1 a werden die vier Gleichrichter 6, 7, 8 und 9 in Graetzschaltung betrieben, und' zwei Speicherkondensatoren 10 und 11 sind parallel geschaltet. Die Hochspannung U₁* an den Sekundärklemmen des Transformators 1 liefert die Hochspannung U_{2 =} an den Klemmen 4 und 5 als Betriebsspannung für die Gasentladungsröhre. In Fig. 1 b sind die Kondensatoren 10 und 11 mit der Sekundärwicklung des Transformators 1 und den in zwei Gruppen geschalteten Gleichrichtern 6, 7 bzw. 8, 9 in einer Spannungsverdopplerschaltung nach D el on geschaltet. Die Wechselspannung U₁* liefert in dieser Schaltung die Gleichspannung 2 · f/₂₌. In der Schaltung nach Fig. 1 b liegt, wenn die Kapazität der Speicherkondensatoren 10 und 11 mit C bezeichnet wird, der vierte Teil der Kapazität der Schaltung nach Fig. 1 a im Entladungskreis, so daß eine wirksame Verkürzung der Britzdauer erreicht wird. Die gespeicherte Energie U² · C ist jedoch in beiden Fällen die gleiche, mithin auch die Lichtausbeute der Gasentladung.

Fig. 2 zeigt eine gewendielte Gasentladungsröhre 12 mit einer Kathode 13 und einer Anode 14. In

as die Entladungsstrecke ist eine Hilfsanode 15 eingeführt. Zur Änderung der Blitzdauer ist der Speicherkondensator 3 mittels des Umschauters 16 zwischen den Anoden 14 und 15 umschaltbar. Wie die Zeichnung zeigt, braucht die Hilfsanode 15 nicht in die Mitte des Entladungsweges zwischen den Elektroden 13 und 14 eingeführt zu werden. Es können auch mehrere Hilfsanoden vorgesehen werden. Die unterschiedliche Länge des Entladungsweges bedingt auch geringe Unterschiede in der Lichtausbeute. Eine Parallelschaltung der Zweige, also der Entladungsstrecken 15-13 und 15-14, ist jedoch nicht zweckmäßig, da die Kondensatorentladung immer über den zuerst gezündeten Zweig vor sich gehen wird. Vorteilhafter ist es, einen Kompromiß in der Wahl der Gasfüllung, der Gasdichte und. des Querschnitts zu suchen, um den Einfluß der unterschiedlichen Entladungslänge auf die Entladungsdauer zu vermindern. Auch kann der Querschnitt der Entladungsstrecke zwischen je zwei benachbarten Elektroden frei gewählt werden.

Fig. 3 zeigt eine Blitzlichteinrichtung mit zwei verschieden dimensionierten Blitzröhren 17 und 18. Sie sind zu den Klemmen 4 und 5, die mit denen der Fig. 1 übereinstimmen, parallel geschaltet, während ihre Zündelektroden 19 bzw. 20 mittels des Schalters 16 wahlweise an die Sekundärwicklung des Zündtransformators 21 angeschaltet werden können, dessen Primärwicklung in bekannter Weise mit dem Kamerakontakt 21 in Reihe in dem Zünd¹-kreis 23 liegt. Die Umschaltung der Hochspannungsseite¹ des Zündtransformators stellt gewisse Anforderungen an die Spannungsfestigkeit des Schalters 16. Die andere Möglichkeit, die beiden Zündfelektroden 19 und 20 parallel geschaltet an den Zündtransformator 21 und den Umschalter 16 in die Zuleitung von der Klemme 4 zu den Blitzröhren zu legen, ist aber weniger empfehlenswert, da in diesem Falle die jeweils nicht benutzte Zündelektrode als Belastung am Zündkreis hängt und letzterer für größere Leistung dimensioniert werden muß.

Abschließend zeigen die Fig. 4 und 5 die konstruktive Ausbildung eines annähernd parabolischen Reflektors 24 mit zwei Blitzröhren in der Ansicht von vorn (Fig. 4) <und im waagerechten Querschnitt (Fig. 5). In dem Spiegel sind eine kleine Blitzröhre 17 und¹ eine große Blitzröhre 18 ineinandergesetzt, in einer Ebene angeordnet und mit ihren Elektrodenzuleitungen an die Klemmen 25 (Kathode) und 26 (Anode) angeschlossen. Die äußere Schaltung ist in Fig. 3 angegeben und soeben beschrieben worden. Die Zündelektroden! 19 und 20 sind in Fig. 5 als dicke Striche angedeutet. Es muß darauf Bedacht genommen werden, die Zündelektroden räumlich so anzuordnen, daß das Feld einer Zündelektrode nur die zugehörige, nicht aber auch die andere Gasentliadtungsstrecke zünden kann.

Die Erfindung, die, wie gezeigt, auf die verschiedenste Weise zu verwirklichen ist, schafft eine elektrische Blitzliohteinrichtung mi't veränderbarer Entladungsdauer, bei der keinerlei Anforderungen an das technische Verständnis des Benutzers gestellt werden. Dieser hat nichts weiter zu tun, als mit dem Wechselscharter am Gerät die gewünschte Entladiungsdauer einzustellen, er braucht aber dabei nicht mit verschiedenen Kennzahlen, Blendeneinstellungen od. dgl. zu operieren, da die Liohtemisaion bei· Änderung der Schalterstellung im wesentlichen dieselbe bleibt. Fehler in der Bedienung oder in der Benutzung der Einrichtung sind daher praktisch ausgeschlossen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Blitzlichtentladungseiinrichtung mit Umsetzung elektrischer Energie in Gasentladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß in Ihrer elektrischen Schaltung mindestens zwei in ihrer Entladungszeit unterschiedliche Entladungen mit annähernd gleicher Lichtemission ohne Einfügung zusätzlicher Drosseln oder Widerstände einstellbar sind.

2. Blitzlichtgerät nach Anspruch 1 mit einer über Gleichrichter aufgeladenen Kondensatorbatterie, dadurch gekennzeichnet, 'daß die Kondensatoren wahlweise parallel oder in Reihe zu schalten sind zusammen mit einer Umschaltung der Stromversorgungsschaltung vom einfachen Wert der Ladespannung auf den doppelten Wert (Spannungsverdopplungsschaltung).

3. Blitzlichtgerät nach Anspruch 1 und 2 mit einer Gasentladungsröhre mit Zündelektrode, an die ein Zündkreis angeschlossen ist, gekennzeichnet durch mindestens eine in der Gasentladungsstrecke zwischen Kathode und Anode liegenden Hilfsanode und dadurch, daß die Betriebsspannung zwischen der Anode und. dieser (diesen) Hilfsanode(n) umschaltbar ist.

4. Blitzlichtgerät nach Anspruch 1 und 2 mit mehreren Gasentladungsstrecken, dadurch ge-

kennzeichnet, daß mindestens zwei. Gasentladungsröhren oder eine Gasentladungsröhre mit mindestens zwei getrennten Entladungsstrecken vorgesehen sind, deren Daten (Länge, Querschnitt, Gasdruck) so gewählt sind, daß ihre Entladungszeiten bei gleichen Betriebswerten unterschiedlich sind.

5. Blitzlichtgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptelektroden der Gasentladungsstrecken parallel geschaltet und ihre Zündelektroden wahlweise in den Zündkreis.einschaltbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 832 400, 869 598. 276, 864 659, 866 696; USA.-Patentschriften Nr. 2 498 640, 2 509 005, 447 832;

französische Patentschriften Nr. 1 049 743, ι 082931;

britische Patentschrift Nr. 649 274.

Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 962917; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 018 162.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen