DE19907942B4

DE19907942B4 - Blitzgerät

Info

Publication number: DE19907942B4
Application number: DE19907942A
Authority: DE
Inventors: Shinji Hirata; Hideaki Kondo
Original assignee: Canon Inc; Panasonic Photo and Lighting Co Ltd
Current assignee: Canon Inc; Panasonic Photo and Lighting Co Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: US6150770A; DE19907942A1

Abstract

Blitzgerät mit einem Hauptkondensator (2), einer Blitzröhre (5), einem ersten Entladungspfad, der zwischen dem Hauptkondensator (2) und der Blitzröhre (5) angeordnet ist und ein selbsthaltendes Schaltelement (7) aufweist, wobei die hochpotentialseitige Elektrode an den Hauptkondensator (2) und die niedrigpotentialseitige Elektrode an die Blitzröhre (5) angeschlossen ist, einem parallel zu dem ersten Entladepfad angeordneten zweiten Entladepfad, der einen sich von dem des ersten Entladepfads unterscheidenden Impedanzwert aufweist, einer Steuerschaltung, die entweder den ersten Entladepfad oder den zweiten Entladepfad durch Ein- oder Ausschalten des selbsthaltenden Schaltelements (7) bei Emittieren von Blitzlicht auswählt, und die eine Entladung von in dem Hauptkondensator (2) gespeicherter elektrischer Ladung über den gewählten Pfad des ersten Entladepfads oder des zweiten Entladepfads auswählt, und einer Vorspannungsschaltung (17), die bei Auswahl des ersten Entladepfads ermöglicht, dass die Steuerschaltung (13) das selbsthaltende Schaltelement (7) durch Anlegen eines Steuersignals an eine Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements...

Description

Die Erfindung betrifft ein Blitzgerät, das als künstliche Lichtquelle bei Aufnahme einer Fotografie zu verwenden ist, und genauer ein Blitzgerät, das eine sich wiederholende Lichtabgabe mit hoher Geschwindigkeit durchführen kann.
Blitzgeräte werden allgemein zur Aufnahme von Fotografien als künstliche Lichtquellen zur Beleuchtung von zu fotografierenden Objekten verwendet. Einige Blitzgeräte sind dazu eingerichtet, eine Auswahl der sogenannten Flach-Lichtemissionsbetriebsart (flat light emission mode), bei der ein Lichtemissionsvorgang mit hoher Geschwindigkeit wiederholt wird, zu ermöglichen.
Dabei wird ein selbsthaltendes Schaltelement wie ein Thyristor als ein elektrisches Element zur Steuerung verschiedener Schaltungsvorgänge der Blitzgeräte verwendet. Beispielsweise wird das selbsthaltende Schaltelement zur Steuerung eines Spulenverbindungszustands (Schalten der Spulen) eines Entladungskreises eines Hauptkondensators, zur Steuerung des Betätigungszeitverlaufs einer Auslöserschaltung (Starten des Auslösens) usw. verwendet.
5 zeigt ein elektrisches Schaltbild für ein Beispiel eines Blitzgeräts, das eingerichtet ist, die Auswahl der Flach-Lichtemissionsbetriebsart zuzulassen und ebenfalls als Spulenschaltelement einen Thyristor zu verwenden, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt.
Gemäß 5 weist das Blitzgerät eine Gleichstrom-Hochspannungsenergieversorgung 101, die aus einer Gleichstrom-Niedrigspannungsenergieversorgung wie einer Batterie und einer Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlerschaltung besteht, sowie einen Hauptkondensator 102 auf, der an beiden Anschlüssen der Gleichstrom-Hochspannungsenergieversorgung 101 verbunden ist. An beiden Anschlüssen des Hauptkondensators 102 ist eine Reihenschaltung angeschlossen, die aus Spulen 103 und 104, bei denen es sich um eine Vielzahl von Strombegrenzungselementen handelt, eine Blitzröhre 105 und ein Steuerungselement 106 besteht, bei dem es sich beispielsweise um einen (nachstehend als IGBT bezeichneten) Bipolartransistor mit isolierten Gate (Insulated-Gate Bipolar Transistor) handelt, der zur Steuerung des Lichtemissionsvorgangs der Blitzröhre 105 eingerichtet ist, der durch Verbrauch durch von in dem Hauptkondensator 102 gesammelter elektrischer Ladung durchgeführt wird.
Weiterhin weist das Blitzgerät ebenfalls ein selbsthaltendes Schaltelement 107 wie einen Thyristor, der an beiden Anschlüssen der Spule 104 in Durchlaßrichtung verschaltet ist, Transistoren 108 und 109, die zur Steuerung der Einschalt- und Ausschaltvorgänge des Thyristors 107 eingerichtet sind, Widerstände 110 und 111, einen Kondensator 112, der parallel zu dem Widerstand 111 geschaltet ist, eine Steuerschaltung 113, die zur Steuerung der Einschalt- und Ausschaltvorgänge des Transistors 109 eingerichtet ist, eine Auslöserschaltung 114, die zur Erregung der Blitzröhre 105 eingerichtet ist, eine Lichtemissionssteuerschaltung 115, die zur Steuerung des Vorgangs des IGBT 106 eingerichtet ist sowie eine Diode 116 auf, die in Sperrrichtung zu einer aus den Spulen 103 und 104 sowie der Blitzröhre 105 bestehenden Reihenschaltung geschaltet ist.
Die Spulen 103 und 104 sowie der Thyristor 107 sind zur Steuerung der Anstiegscharakteristik eines Entladestroms der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 107 vorgesehen, die durch die Blitzröhre 105 zum Entladezeitpunkt fließt, damit die Anstiegscharakteristik des aus der Blitzröhre 105 emittierten Lichts gesteuert wird.
Genauer gesagt wird entweder ein erster Entladungsweg, in dem lediglich die Spule 103 enthalten ist, oder ein zweiter Entladungsweg, in dem sowohl die Spulen 103 als auch 104 enthalten sind und der sich im Impedanzwert von dem ersten Entladepfad unterscheidet, als Pfad für die Entladung der elektrischen Ladung aus dem Hauptkondensator 102 durch die Blitzröhre 105 entsprechend den Einschalt- und Ausschaltvorgängen des Thyristors 107 ausgewählt. Mittels dieser Auswahl des Entladepfads kann die Lichtemissionsbetriebsart der Blitzröhre 105 wahlweise zwischen einer normalen Lichtemissionsbetriebsart, in der die Wellenform der Lichtemission eine steile Anstiegscharakteristik aufweist, und einer kontinuierlichen Lichtemissionsbetriebsart gesteuert werden, in der die Wellenform der Lichtemission eine sanfte Anstiegscharakteristik aufweist und die Lichtemission kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit wiederholt wird, d. h., der flachen (flachen) Lichtemissionsbetriebsart.
Bei dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Blitzgerät wird bei Einstellen der normalen Lichtemissionsbetriebsart der Transistor 109 durch ein aus der Steuerschaltung 113 ausgegebenes Steuersignal zum Einschalten gebracht. Dadurch wird über den Transistor 108, den Widerstand 110 usw. eine Einschaltspannung an das als Steuerelektrode dienende Gate des Thyristors 107 angelegt, so daß der Thyristor 107 eingeschaltet wird.
In diesem Zustand wird, wenn die Blitzröhre 105 durch den Vorgang der Auslöserschaltung 114 erregt wird und der IGBT 106, bei dem es sich um ein Steuerelement handelt, durch die Lichtemissionssteuerschaltung 115 eingeschaltet wird, die in dem Hauptkondensator 102 gesammelte elektrische Ladung über die Spule 103, den Thyristor 107 und den IGBT 106 zu der Blitzröhre 105 entladen. Anders ausgedrückt, wird der erste Entladepfad, in dem die Spule 104 nicht enthalten ist, auf diese Weise als Entladepfad für den Hauptkondensator 102 ausgewählt. Die Blitzröhre 105 emittiert dann Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 102, die durch den ersten Entladepfad entladen wird. Folglich ergibt sich, daß die Wellenform der Lichtemission der Blitzröhre 105 eine steile Anstiegscharakteristik aufweist.
Demgegenüber wird bei Einstellen der Flach-Lichtemissionsbetriebsart der Transistor 109 durch Stoppen der Zufuhr eines Signals aus der Steuerschaltung 113 zum Ausschalten gebracht, so daß verhindert wird, daß eine Einschaltspannung an das Gate als Steuerelektrode des Thyristors 107 angelegt wird, damit der Thyristor 107 in einem ausgeschalteten Zustand gehalten wird.
Unter dieser Bedingung wird, wenn die Blitzröhre 105 erregt wird und der IGBT, bei dem es sich um ein Steuerungselement handelt, eingeschaltet wird, die elektrische Ladung des Hauptkondensators 102 über die Spulen 103 und 104 sowie den IGBT 106 zu der Blitzröhre 105 entladen, ohne daß sie durch den Thyristor 107 gelangt, im Gegensatz zu dem Fall der normalen Lichtemissionsbetriebsart wie vorstehend beschrieben. Anders ausgedrückt wird der zweite Entladungspfad als der Entladungspfad für den Hauptkondensator 102 ausgewählt, in dem die Spulen 103 und 104 enthalten sind. Die Blitzröhre 105 emittiert dann Licht durch Verbrauch der durch den zweiten Entladepfad entladenen elektrischen Ladung des Hauptkondensators 102.
Folglich weist die Wellenform der Lichtemission der Blitzröhre 105 eine sanfte Anstiegscharakteristik auf.
Jedoch kann während der Einstellung der Flach-Lichtemissionsbetriebsart, in der die elektrische Ladung des Hauptkondensators 102 über den zweiten Entladepfad durch Halten des Thyristors 107 in den ausgeschalteten Zustand entladen wird, falls der Zyklus der Flach-Lichtemission ein derartiger Zyklus ist, daß die nächste Lichtemissionsperiode beginnt, während ein in der Blitzröhre 105 luftdicht abgeschlossenes Gas immer noch in einem ionisierten Zustand in einer Beendigungsstufe der letzten Lichtemissionsperiode verbleibt, obwohl kein Licht mehr emittiert wird, der Thyristor 107 irrtümlich durch eine an den Spulen 103 und 104 induzierte Spannung eingeschaltet werden, wenn der IGBT 106, bei dem es sich um ein Steuerungselement handelt, in der zweiten Lichtemissionsperiode und den darauffolgenden Lichtemissionsperioden eingeschaltet wird.
Im Falle der Flach-Lichtemission in dem vorstehend beschriebenen Zyklus kann die erste Lichtemissionsperiode in einer normalen Weise ausgeführt werden, da bis dahin noch keine Energie in den Spulen 103 und 104 gesammelt wurde, die irgendwelche Potentialschwankungen zwischen der Kathode und der Anode sowie zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 107 aufgrund des Einschaltvorgangs des IGBT 106 verursachen.
Jedoch verursacht bei Einschalten des IGBT 106 für die zweite Lichtemissionsperiode der Einschaltvorgang des IGBT 106 einen abrupten Abfall des Kathodenpotentials des Thyristors 107 auf einen Massepegel, so daß eine gegenelektromotorische Kraft, die an der Spule 103 erzeugt wird, wenn der IGBT 106 zur Beendigung der ersten Lichtemissionsperiode ausgeschaltet wird, und eine gegenelektromotorische Kraft, die an der Spule 104 aufgrund der plötzlichen Energiezufuhr aus dem Hauptkondensator 102 erzeugt wird, zwischen der Kathode und der Anode sowie zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 107 angelegt werden.
Dementsprechend steigt das Potential bzw. die Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Anode des Thyristors 107 und das Potential zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 107 an. Wenn der Potentialanstieg zwischen der Kathode und dem Gate die Einschaltspannung Vg des Thyristors 107 überschreitet, wird der Thyristor 107 irrtümlich eingeschaltet, trotz der Tatsache, daß der Thyristor 107 nicht normal zum Einschalten auf der Grundlage des Einschaltvorgangs des Transistors 109 durch die Steuerschaltung 113 gesteuert wird.
Falls der Zyklus der Flach-Lichtemission ein derartiger Zyklus ist, daß die nächste Lichtemissionsperiode beginnt, während ein in der Blitzröhre 105 luftdicht abgedichtetes Gas immer noch in einem ionisierten Zustand verbleibt, obwohl kein Licht mehr emittiert wird, verbleibt der Thyristor 107 in dem irrtümlich eingeschalteten Zustand, da durch die Blitzröhre 105, die sich in dem ionisierten Zustand befindet, ein Strom zu dem Thyristor 107 fließt.
Wenn der Thyristor 107 irrtümlich eingeschaltet ist, wird die elektrische Ladung des Hauptkondensators 107 über den ersten Entladepfad zu der Blitzröhre 105 entladen, ohne daß sie durch die Spule 104 gelangt. Die Wellenform der Lichtemission der Blitzröhre 105 weist dann eine steile Anstiegscharakteristik auf. Anders ausgedrückt gelingt es auf diese Weise nicht, daß die Lichtemissionswellenform der Blitzröhre 105 die Wellenform mit einer sanften Anstiegscharakteristik wird, deren Erhalt normalerweise durch die Entladung über den zweiten Entladepfad mit der Spule 104 in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart erwartet wird. Folglich wird die Ausführung eines Flach-Lichtemissionsvorgangs in einer stabilen Weise unmöglich. Außerdem tendiert in einem derartigen Fall der IGBT, bei dem es sich um ein Steuerungselement handelt, dazu, beschädigt zu werden, wenn der Entladestrom mit der steilen Anstiegscharakteristik wiederholt zum Fließen zu dem IGBT 106 veranlaßt wird.
6 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das ein Beispiel eines Blitzgeräts darstellt, das zum Zulassen der Auswahl der Flach-Lichtemissionsbetriebsart eingerichtet ist, und das als Auslösestartschaltelement einen Thyristor verwendet, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt. In 6 weisen alle Komponenten, die durch dieselben Bezugszahlen wie in 5 bezeichnet sind, dieselben Funktionen wie die entsprechenden Komponenten des Blitzgeräts gemäß 5 auf. Außerdem weist in diesem Beispiel das Blitzgerät den Thyristor 107 zum Schalten der Spulen gemäß 5 nicht auf.
In dem Fall des in 6 gezeigten Blitzgeräts ist eine aus der Spule 103, bei dem es sich um ein Strombegrenzungselement handelt, der Blitzröhre 105 und dem IGBT 106 bestehende Reihenschaltung mit beiden Anschlüssen des Hauptkondensators 102 verbunden. Das Blitzgerät ist mit einem Auslösekondensator 117, einem Auslösetransformator 118, einem Auslösethyristor 119, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt, sowie einem Widerstand 120 versehen. An das Gate (eine Steuerungselektrode) des Auslösethyristors 119 ist eine Auslösererzeugungsschaltung 121 zum Anlegen einer Einschaltspannung (Auslösesignal) an den Auslösethyristor 119 über einen Kondensator 122 und einen Widerstand 123 verbunden. Weiterhin ist zwischen der Kathode der Blitzröhre 105 und dem Auslösekondensator 117 eine Diode 124 geschaltet, damit der Auslösekondensator 117 schnell geladen wird.
In dem in 6 gezeigten Blitzgerät wird bei Einschalten des IGBT 106 durch die Lichtemissionssteuerschaltung 115 und bei Einschalten des Auslösethyristors 119 durch die aus der Auslösererzeugungsschaltung 121 ausgegebene Einschaltspannung die elektrische Ladung des Auslösekondensators 117 über den Thyristor 119, den IGBT 106 und den Auslösetransformator 118 entladen. Dann wird die Blitzröhre 105 durch eine hohe Spannung erregt (d. h. der Auslösevorgang bewirkt), die durch die vorstehend beschriebene Entladung auf der Sekundärwicklungsseite des Auslösetransformators 118 induziert wird. Die Blitzröhre 105 wird somit zum Emittieren von Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 102 veranlaßt.
Der Lichtemissionsvorgang der Blitzröhre 105 kommt zum Stoppen, wenn der IGBT durch die Lichtemissionssteuerschaltung 115 an einem geeigneten Punkt der Lichtemissionsverarbeitung der Blitzröhre 105 ausgeschaltet wird.
Zu diesem Zeitpunkt kehrt die Blitzröhre 105 nicht unmittelbar zu deren stabilen Ausgangszustand zurück, in dem sich das luftdicht abgedichtete Gas der Blitzlichtröhre 105 nicht in einem ionisierten Zustand befindet. Die Blitzröhre 105 kehrt zu dem Anfangszustand über einen Zustand zurück, in dem, obwohl kein Licht emittiert wird, das luftdicht abgedichtete Gas sich immer noch in dem ionisierten Zustand befindet und ein gewisser Strombetrag fließen kann.
Während die Blitzröhre 105 sich immer noch in einem Vorgang zur Rückkehr zu dem Anfangszustand befindet, wird daher der Auslösekondensator 117 mit einem Strom geladen, der durch die Blitzröhre 105 in dem ionisierten Zustand, der Diode 124 und dem Auslösekondensator 117 fließt. Der Aufladevorgang des Auslösekondensators 117 wird sehr schnell erreicht, da es über einen Aufladepfad durchgeführt wird, der den Widerstand 120 nicht aufweist, bei dem es sich um ein Element mit einem hohen Impedanzwert handelt.
Mit dem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Blitzgerät kann die Blitzröhre 105 normalerweise durch die Entladung des Auslösekondensators 117 angeregt werden, selbst wenn die nächste Lichtemission nach einer kurzen Zeitperiode nach der gegenwärtigen Lichtemission ausgeführt wird. Anders ausgedrückt ist das in der vorstehend beschriebenen Weise ausgeführte Blitzgerät derart eingerichtet, daß verhindert werden kann, daß die Blitzröhre 105 aufgrund einer unzureichenden Ladung des Auslösekondensators 117 nicht normal angeregt wird.
Mit dem in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart eingestellten Blitzgerät befindet sich die Blitzröhre 105 zum Beginn einer Lichtemission für die gegenwärtige Periode in einem ionisierten Zustand in derselben Weise, als wenn ein Auslösevorgang durch Entladen des Auslösekondensators 117 ausgeführt wird, falls die Lichtemission durch die Blitzröhre 105 für eine zweite Periode und darauffolgende Perioden in einen derartigen Wiederholungszyklus zu wiederholen ist, daß die Lichtemission der gegenwärtigen Periode beginnt, während die Blitzröhre 105 sich immer noch in einem Vorgang der Beendigung der Lichtemission der vorhergehenden Periode befindet und sich das luftdicht abgedichtete Gas der Blitzröhre 105 sich immer noch in einem ionisierten Zustand befindet, obwohl kein Licht emittiert wird. Daher kann zugelassen werden, daß die Lichtemission für die gegenwärtige Periode lediglich durch Einschalten des IGBT, bei dem es sich um ein Steuerungselement handelt, gestartet wird, ohne daß der Auslösevorgang erforderlich wird.
Daher ist das Anlegen der vorstehend beschriebenen Einschaltspannung an des Gate des Auslösethyristors 119 durch die Auslösererzeugungsschaltung 121 derart eingerichtet, daß diese lediglich während der ersten Lichtemissionsperiode und nicht während der zweiten Lichtemissionsperiode und darauffolgenden Lichtemissionsperioden durchgeführt wird. Eine derartige Einrichtung verhindert wirksam die Erzeugung von Störungen aufgrund des Auslösevorgangs, der durch die Entladung des Auslösekondensators 117 ausgeführt wird, weshalb diese Einrichtung als vorteilhaft für die elektrische Schaltung des Blitzgerätes angesehen wurde.
Jedoch besteht bei dem auf diese Weise eingerichteten Blitzgerät immer noch die Möglichkeit, daß der Auslösethyristor 119 durch die Aufladespannung des schnell aufgeladenen Auslösekondensators 117 irrtümlich zum Einschalten veranlaßt wird, wenn der IGBT 106 eingeschaltet wird.
Nachstehend ist unter Bezug auf 7(a), 7(b) und 7(c) ein Betriebszustand beschrieben, in dem ein irrtümlicher eingeschalteter Zustand des Auslösethyristors 119 wie vorstehend beschrieben auftritt.
7(a) zeigt Zeitverläufe, die einen Betriebszustand des IGBT 106 darstellen. 7(b) zeigt Zeitverläufe, die einen Potentialszustand darstellen, der zwischen der Masse und einer Anode, bei der es sich um eine Elektrode auf der Hochpotentialseite handelt, des Auslösethyristor 119 erhalten wird, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt. 7(c) zeigt Zeitverläufe, die einen Potentialzustand des Auslösethyristors 119 darstellen, der zwischen einer Kathode, bei der es sich um eine Elektrode auf der Niedrigpotentialseite handelt, und einem Gate erhalten wird, bei dem es sich um eine Steuerelektrode handelt.
Der IGBT 106 wird zu einem Zeitpunkt T0 wie in 7(a) gezeigt eingeschaltet. Danach wird, wenn eine Ansteuerspannung, die gleich oder höher als eine Einschaltspannung Vg des Auslösethyristors 119 ist, an das Gate des Auslösethyristors 119 von der Auslösererzeugungsschaltung 121 zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 wie in 7(c) angelegt wird, der Auslösethyristor 119 zu dem Zeitpunkt T1 eingeschaltet. Daher fällt wie in 7(b) gezeigt das Potential zwischen der Masse und der Anode des Auslösethyristors 119 abrupt auf den Massepegel infolge eines Auslösevorgangs an der Blitzröhre 105 durch die Entladung des Auslösekondensators 117 ab, die durch das Einschalten des Auslösethyristors 119 ausgeführt wird. Währenddessen wird die Blitzröhre 105 durch den vorstehend beschriebenen Auslösevorgang dazu veranlaßt, Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 102 zu emittieren.
Wenn der IGBT 106 durch die Lichtemissionssteuerschaltung 115 zu einem geeigneten Zeitpunkt T3 wie in 7(a) gezeigt ausgeschaltet wird, während die Blitzröhre 105 sich in einer Verarbeitung zur Lichtemission befindet, wird der Lichtemissionsvorgang der Blitzröhre 105 beendet, wobei gleichzeitig der Auslösekondensator 117 durch die Blitzröhre 105, die sich in einem ionisierten Zustand befindet, usw. schnell aufgeladen wird. Dementsprechend beginnt das Potential bzw. die Potentialdifferenz zwischen der Masse und der Anode des Auslösethyristors 119 entsprechend dem Fortschritt des Aufladevorgangs zu steigen, wie in 7(b) gezeigt.
Dann beginnt zur Durchführung einer Lichtemission während der nächsten Periode, wenn der IGBT 106 erneut zu einem Zeitpunkt T4 eingeschaltet wird, zu dem die Blitzröhre 105 sich immer noch in einem ionisierten Zustand befindet, die Blitzröhre 105, Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 102 zu emittieren.
In diesem Fall wird die Aufladespannung des Auslösekondensators 117 zwischen der Anode und der Kathode des Auslösethyristors 119 angelegt, da der Potentialpegel der Kathode des Auslösethyristors 119 zum selben Zeitpunkt abrupt auf den Massepegel abfällt. Folglich wird eine aufwärts gerichtete Änderung des Potentials durch eine schwankende Kapazitätskomponente des Auslösethyristors 119 veranlaßt, die zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 119 nach dem Zeitpunkt T4 wie in 7(c) gezeigt auftritt.
Daher erreicht die aufwärts gerichtete Potentialänderung, die nach dem Zeitpunkt T4 zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 119 stattfindet, zumindest die Einschaltspannung Vg zu einem Zeitpunkt T5 wie in 7(c) gezeigt, falls der Auslösekondensator 117 zum Zeitpunkt T4 auf eine Aufladespannung aufgeladen worden ist, die gleich oder höher als eine Spannung Vt ist, die ermöglicht, daß eine Spannung, die gleich oder höher als die Einschaltspannung Vg an das Gate des Auslösethyristors 119 durch die schwankende Kapazitätskomponente des Auslösethyristors 119 angelegt wird. Folglich wird der Auslösethyristor 119 irrtümlich eingeschaltet, trotz der Tatsache, daß die normale Einschaltsteuerung durch Anlegen einer Einschaltspannung von der Auslöseerzeugungsschaltung 121 zu dem Zeitpunkt T5 nicht ausgeführt wird.
Wenn zu dem Zeitpunkt T5 der Auslösethyristor 119 eingeschaltet wird, obwohl das Einschalten ein irrtümlicher Vorgang ist, fällt das Potential zwischen der Masse und der Anode des Auslösethyristors 119 und das Potential zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 119 nach dem Zeitpunkt T5 in einer charakteristischen Weise wie in 7(b) und 7(c) gezeigt ab. Zum selben Zeitpunkt wird ein Auslösevorgang durch Entladung über den Auslösetransformator 118 der elektrischen Ladung des Auslösekondensators 117 ausgeführt, der schnell aufgeladen wurde. Dieser Auslösevorgang erzeugt eine Störung.
Dieser Auslösevorgang ist hinsichtlich des Lichtemissionszyklus wie vorstehend beschrieben unnötig. Jedoch findet der Auslösevorgang jedesmal statt, wenn der IGBT 106 für die Lichtemission der nächsten Periode eingeschaltet wird, nachdem der Auslösekondensator 117 schnell auf die vorstehend beschriebene Spannung Vt oder darüber aufgeladen wird. Unter einer derartigen Bedingung tendiert eine aus dem Auslösevorgang resultierende Störung dazu, eine Fehlfunktion der Lichtemissionssteuerschaltung 115 herbeizuführen, wodurch eine hinreichende Ausführung eines Flach-Lichtemissionsvorgangs in einer stabilen Weise unmöglich gemacht wird.
Weiterhin wird der Auslösethyristor 119 nicht unmittelbar dazu veranlaßt, irrtümlich durch das Einschalten des IGBT 106 eingeschaltet zu werden, falls der Vorgang zum Einschalten des IGBT 106 zur Lichtemission der nächsten Periode zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, wenn die durch den schnellen Aufladevorgang an dem Auslösekondensator 117 erhaltene Aufladespannung geringer als die vorstehend beschriebene Spannung Vt ist. Jedoch steigt die Aufladespannung selbst in diesem Fall allmählich an, da der schnelle Aufladevorgang an dem Auflöserkondensator 117 ausgeführt wird, während der IGBT 106 in einem ausgeschalteten Zustand ist.
Daher veranlaßt der Einschaltvorgang des IGBT 106 ein irrtümliches Einschalten des Auslösethyristors 119, wenn der IGBT 106 eingeschaltet wird, nachdem die Aufladespannung die Spannung Vt erreicht oder überschreitet. Deshalb würde eine Störung ebenfalls aus dem irrtümlichen Vorgang des Auslösethyristors 119 wie in dem Fall des vorstehend beschriebenen ersten Betriebsbeispiels resultieren, obwohl die irrtümlichen Vorgänge der Beispiele wie vorstehend beschrieben sich voneinander in dem Einschaltzeitverlauf unterscheiden.
Die Druckschrift JP 10048714 A offenbart ein Blitzgerät, dass einen Hauptkondensator und eine Blitzröhre aufweist, wobei zwei Entladungspfade mit unterschiedlichen Impedanzwerten vorgesehen sind. Der erste Entladungspfad weist einen Thyristor auf, wobei durch Ein- oder Ausschalten dieses Thyristors der erste oder der zweite Entladepfad bei Emittieren von Blitzlicht ausgewählt wird.
Die Druckschrift DE 27 29 439 A1 offenbart ein Stroboskop für eine Kamera, die mit einer Blitzverzögerungseinrichtung versehen ist. Eine Blitzröhre wird durch eine Thyristor 6 eingeschaltet, wobei in bestimmten Betriebszuständen durch Anlegen einer Vorspannung an dessen Gate-Elektrode ein versehentliches Einschalten bei der Ansteuerung des Thyristors verhindert werden kann.
Die Druckschrift JP 08320514 A offenbart ein weiteres Blitzgerät mit einem Hauptkondensator und einer Blitzröhre. Mittels eines IGBTs als ein Schaltelement werden Einschalt- und Ausschaltvorgänge wiederholt, damit eine wiederholte Lichtemission durch die Blitzröhre veranlasst wird. Ein selbsthaltendes Schaltelement ist mit einem Auslösekondensator sowie der Blitzröhre verbunden. Wenn das IGBT zum ersten Mal eingeschaltet wird, erzeugt eine Auslöseerzeugungsschaltung ein Auslösesignal, das an eine Steuerelektrode des IGBT angelegt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blitzgerät bereitzustellen, das in der Lage ist, einen sich wiederholenden Lichtemissionsvorgang mit hoher Geschwindigkeit auszuführen, und das in der Lage ist, zu verhindern, daß ein für verschiedene Zwecke verwendetes selbsthaltendes Schaltelement durch den sich wiederholenden Lichtemissionsvorgang mit hoher Geschwindigkeit irrtümlich betätigt wird. Dabei soll ein Blitzgerät bereitgestellt werden, das einen sich wiederholenden Lichtemissionsvorgang mit hoher Geschwindigkeit ausführen kann, und das den Lichtemissionvorgang stabil ausführen kann, indem verhindert wird, daß ein als Schaltelement zur Steuerung eines Spulenverbindungszustands (Spulenumschaltens) für eine Entladungsschleife für einen Hauptkondensator verwendetes selbsthaltendes Schaltelement irrtümlich zur Betätigung durch den sich wiederholenden Lichtemissionvorgang mit hoher Geschwindigkeit veranlaßt wird. Darüber hinaus soll ein Blitzgerät bereitgestellt werden, das einen sich wiederholenden Lichtemissionsvorgang mit hoher Geschwindigkeit ausführen kann, und das einen Flach-Lichtemissionsvorgang stabil ausführen kann, ohne daß eine Störung erzeugt wird, indem verhindert wird, daß ein Schaltelement zur Steuerung des Vorgangszeitverlaufs einer Auslöseschaltung (Start des Auslösens) verwendetes selbsthaltendes Schaltelement durch den sich wiederholenden Lichtemissionsvorgang mit hoher Geschwindigkeit irrtümlich betätigt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Blitzgerät, wie es in Patentanspruch 1 angegeben ist, und durch ein Blitzgerät gelöst, wie es in Patentanspruch 5 angegeben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Blitzgerät gelöst mit einem Hauptkondensator, einer Blitzröhre, einem ersten Entladungspfad, der zwischen dem Hauptkondensator und der Blitzröhre angeordnet ist und ein selbsthaltendes Schaltelement aufweist, wobei die hochpotentialseitige Elektrode an den Hauptkondensator und die niedrigpotentialseitige Elektrode an die Blitzröhre angeschlossen ist, einem parallel zu dem ersten Entladepfad angeordneten zweiten Entladepfad, der einen sich von dem des ersten Entladepfads unterscheidenden Impedanzwert aufweist, einer Steuerschaltung, die entweder den ersten Entladepfad oder den zweiten Entladepfad durch Ein- oder Ausschalten des selbsthaltenden Schaltelements bei Emittieren von Blitzlicht auswählt, und die eine Entladung von in dem Hauptkondensator gespeicherter elektrischer Ladung über den gewählten Pfad des ersten Entladepfads und des zweiten Entladepfads veranlaßt, und einer Vorspannungsschaltung, die bei Auswahl des ersten Entladepfads ermöglicht, daß die Steuerschaltung das selbsthaltende Schaltelement durch Anlegen eines Steuersignals an eine Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements einschaltet, und die bei Auswahl des zweiten Entladepfads die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements in Sperrichtung vorspannt.
Außerdem wird die vorstehend genannte Aufgabe durch ein Blitzgerät gelöst mit einem Hauptkondensator, einer Blitzröhre, die eine an einer positiven Elektrode des Hauptkondensators angeschlossene positive Elektrode aufweist, einem Steuerungselement, das an eine negative Elektrode der Blitzröhre angeschlossen ist und Einschalt- und Ausschaltvorgänge wiederholt, damit eine wiederholte Lichtemission durch die Blitzröhre veranlaßt wird, einem Auslösekondensator, einem selbsthaltenden Schaltelement, bei dem eine hochpotentialseitige Elektrode mit einer Elektrode des Auslösekondensators verbunden ist und eine niedrigpotentialseitige Elektrode mit der negativen Elektrode der Blitzröhre verbunden ist, einer Auslöseerzeugungsschaltung, die ein Auslösesignal erzeugt, das an eine Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements anzulegen ist, wenn das Steuerelement zum ersten Mal einschaltet, und einer Vorspannungsschaltung, die, wenn die Auslöseerzeugungsschaltung das Auslösesignal erzeugt, zuläßt, daß das an die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements anzulegende Triggersignal die Blitzröhre durch Entladen elektrischer Ladung des Auslösekondensators über das selbsthaltende Schaltelement und das Steuerelement auslöst, und die, wenn sich das Steuerelement sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet, die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements in Sperrichtung vorspannt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
1 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das wesentliche Teile eines Blitzgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt.
2 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das wesentliche Teile eines Beispiels einer Abänderung des Blitzgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt.
3 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das wesentliche Teile eines Blitzgeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel darstellt.
4(a) bis 4(c) zeigen Zeitverläufe zur Beschreibung des Betriebs gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 3, wobei 4(a) den Betriebszustand eines IGBT darstellt, 4(b) den zwischen der Masse und einer Anode (bei der es sich um eine Elektrode auf der Hochpotentialseite handelt) eines als selbsthaltendes Schaltelement dienenden Auslösethyristors erhaltenen Potentialzustand darstellt, und 4(c) den zwischen einer Kathode (bei der es sich um eine Elektrode auf der Niedrigpotentialseite handelt) des Auslösethyristors und einem Gate (bei des es sich um eine Steuerungselektrode handelt) des Auslösethyristors erhaltenen Potentialzustands darstellt.
5 zeigt ein elektrisches Schaltbild eines Beispiels eines herkömmlichen Blitzgeräts, das eingerichtet ist, die Auswahl einer Flach-Lichtemissionsbetriebsart zuzulassen und einen Thyristor aufzuweisen, bei dem es sich um ein als Schaltelement zur Spulenumschaltung verwendetes selbsthaltendes Schaltelement handelt.
6 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das ein anderes Beispiel für ein herkömmliches Blitzgerät darstellt, das dazu eingerichtet ist, die Auswahl einer Flach-Lichtemissionsbetriebsart zuzulassen und einen Thyristor aufzuweisen, bei dem es sich um ein Schaltelement zum Starten eines Auslösevorgangs verwendetes selbsthaltendes Schaltelement handelt.
7(a) bis 7(c) zeigen Zeitverläufe zur Beschreibung des Betriebs des in 6 gezeigten Blitzgeräts, wobei 7(a) den Betriebszustand eines IGBT darstellt, 7(b) den zwischen der Masse und einer Anode (bei der es sich um eine Elektrode auf der Hochpotentialseite handelt) eines als selbsthaltendes Schaltelement dienenden Auslösertyhristors erhaltenen Potentialzustand zeigt, und 7(c) den zwischen einer Kathode (bei der es sich um eine Elektrode auf der Niedrigpotentialseite handelt) des Auslösethyristors und einem Gate (bei der es sich um eine Steuerelektrode handelt) des Auslösethyristors erhaltenden Potentialzustand darstellt.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele ausführlich unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
1 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das wesentliche Teile eines Blitzgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt. Das Blitzgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine (nachstehend auch als Hochspannungsversorgung bezeichnete) Gleichstrom-Hochspannungsenergieversorgung 1 auf, die beispielsweise aus einer Gleichstrom-Niedrigspannungsenergieversorgung wie einer Batterie und einer Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung besteht, und einen Hauptkondensator 2 auf, der mit der Hochspannungversorgung 1 verbunden ist. An den zwei Anschlüssen des Hauptkondensators 2 ist eine Serienschaltung angeschlossen, die aus einer Vielzahl von Spulen (Strombegrenzungselementen) 3 und 4, einer Blitzröhre 5 und einem IGBT 6 besteht, bei dem es sich um ein Steuerungselement handelt, das zur Steuerung des Lichtmissionsvorgangs der Blitzröhre 5 eingerichtet ist, der durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2 ausgeführt wird. Das Blitzgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist weiterhin mit einem an die zwei Anschlüssen der Spule 4 in Durchlaßrichtung geschalteten Thyristor 7, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt, Transistoren 8 und 9, die zur Steuerung der Einschalt- und Ausschaltvorgänge des Thyristors 7 eingerichtet sind, Widerstände 10 und 11, einem Kondensator 12, der parallel zu dem Widerstand 11 (ersten Widerstand) geschaltet ist, sowie einer Steuerschaltung 13 versehen, die zur Steuerung der Einschalt- und Ausschaltvorgänge des Transistors 9 eingerichtet ist. Das Blitzgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist weiterhin mit einer Auslöseschaltung 14, die zur Anregung der Blitzröhre 5 eingerichtet ist, einer Lichtemissionssteuerschaltung 15, die zur Steuerung des Vorgangs des IGBP 6 eingerichtet ist, und einer Diode 16 versehen, die in Sperrichtung zu einer Reihenschaltung geschaltet ist, die aus den Spulen 3 und 4 sowie der Blitzröhre 5 besteht.
Die Spulen 3 und 4 sowie der Thyristor 7 sind für die Anstiegscharakteristik eines Entladestroms der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2 vorgesehen, der durch die Blitzröhre 5 zum Zeitpunkt der Endladung fließt, um die Anstiegscharakteristik des aus der Blitzröhre 5 emittierten Lichts zu steuern.
Genauer wird entweder ein erster Entladepfad, in dem lediglich die Spule 3 enthalten ist, oder ein zweiter Entladepfad ausgewählt, in dem sowohl die Spulen 3 als auch 4 enthalten sind und der sich im Impedanzwert von dem ersten Entladepfad unterscheidet, als Pfad für die Entladung der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2 über die Blitzröhre 5 entsprechend den Einschalt- und Ausschaltvorgängen des Thyristors 7 ausgewählt. Mittels dieser Auswahl des Entladepfads kann die Lichtemissionsbetriebsart der Blitzröhre 5 wahlweise zwischen einer normalen Lichtemissionsbetriebsart, in der die Wellenform der Lichtemission eine steile Anstiegscharakteristik aufweist, und einer kontinuierlichen Lichtemissionsbetriebsart, in der die Wellenform der Lichtemission eine sanfte Anstiegscharakteristik aufweist und die Lichtemission kontinuierlich mit einer hohen Geschwindigkeit wiederholt wird, das heißt, der Flach-Lichtemissionsbetriebsart gesteuert werden.
Das Blitzgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist weiterhin mit einem Widerstand 18 (zweiten Widerstand) versehen, der in Reihe mit dem Widerstand 11 verschaltet ist, und der zwischen der Steuerelektrode des Thyristors 7 und dem Anschluß auf der Niedrigpotentialseite (Masseseite) des Hauptkondensators 2 geschaltet ist. Es sei bemerkt, daß der Widerstand 11 und der Widerstand 18 eine Vorspannungsschaltung 17 bilden.
Dementsprechend wird zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 7 stets eine über den zwei Anschlüssen des Widerstands 11 auftretende Spannung angelegt, die durch Teilen einer Aufladespannung der Polarität gemäß 1 des Hauptkondensators 2 durch die Spulen 3 und 4 und der Vorspannungsschaltung 17 erhalten wird. Die über den zwei Anschlüssen des Widerstands 11 auftretende Spannung wird in einer derartigen Richtung angelegt, daß das Potential der Kathode des Thyristors 7 hinsichtlich des Potentials von dessen Gate erhöht wird. Daher wird das Gate des Thyristors 7 in Sperrichtung vorgespannt (reverse-biased).
Nachstehend ist der Betrieb des Blitzgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Der Betrieb in der normalen Lichtemissionsbetriebsart ist zunächst beschrieben.
Der Transistor 9 wird durch ein Steuerungssignal aus der Steuerschaltung 13 zum Einschalten gebracht. Durch dieses Einschalten des Transistors 9 wird über den Transistor 8, den Widerstand 10 usw. eine Einschaltspannung an das Gate (bei der es sich um eine Steuerelektrode handelt) des Thyristors 7 angelegt, so daß der Thyristor 7 eingeschaltet wird.
Unter dieser Bedingung wird, wenn die Blitzröhre 5 durch den Vorgang der Auslöserschaltung 14 und des IGBT 6, bei dem es sich um eine Steuerungselement handelt, angeregt wird, die aufgeladene elektrische Ladung des Hauptkondensators über die Spule 3, den Thyristor 7 und den IGBT 6 zu der Blitzröhre 5 entladen. Anders ausgedrückt wird der erste Entladepfad, in dem die Spule 4 nicht enthalten ist, als Entladepfad für die elektrische Ladung des Hauptkondensators 2 ausgewählt. Die Blitzröhre 5 emittiert dann Licht durch Verbrauchen der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2, die über den ersten Entladepfad entladen wird. In diesem Beispiel weist die Wellenform der Lichtemission der Blitzröhre 5 eine steile Anstiegscharakteristik auf.
Nachstehend ist der Betrieb des Blitzgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart beschrieben, in der ein Lichtemissionsvorgang in einem derartigen Zyklus wiederholt wird, daß die Lichtemission der nächsten Periode beginnt, während das luftdicht abgedichtete Gas der Blitzröhre 5 sich immer noch in einem ionisierten Zustand nach der Lichtemission einer Periode befindet.
Im Gegensatz zu dem Potential bzw. der Potentialdifferenz zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 107 des in 5 gezeigten Beispiels gemäß dem Stand der Technik wird das Potential bzw. die Potentialdifferenz zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 7 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durch Vorsehen der Vorspannungsschaltung 17 derart gesteuert, daß es sich um einen Potentialzustand befindet, so daß das Gate des Thyristors 7 in Sperrichtung vorgespannt (reverse-bias) wird.
Mit dem auf diese Weise in Sperrichtung vorgespannten Gate des Thyristors 7, so daß der Thyristor 7 sich in einem abgeschalteten Zustand befindet, wenn die Blitzröhre 5 angeregt wird und der IGBT 6, bei dem es sich um ein Steuerungselement handelt, durch die Lichtemissionssteuerschaltung 15 eingeschaltet wird, wird die aufgeladene elektrische Ladung des Hauptkondensators 2 über die Spulen 3 und 4 sowie den IGBT 6 zu der Blitzröhre 5 entladen, ohne daß sie durch den Thyristor 7 gelangt, im Gegensatz zu dem Fall der normalen Lichtemissionsbetriebsart. Anders ausgedrückt wird der zweite Entladepfad, in dem sowohl die Spulen 3 als auch 4 enthalten sind, als Pfad zur Entladung des Hauptkondensators 2 ausgewählt. Dann emittiert die Blitzröhre 5 Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2, die über den zweiten Entladepfad entladen wird. Folglich weist die Wellenform der Lichtemission der Blitzröhre 5 eine sanfte Anstiegscharakteristik auf. Die Lichtemission der ersten Periode wird somit in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt.
Wenn der IGBT 6 für die Lichtemission der zweiten Periode und der darauffolgenden Perioden eingeschaltet wird, werden eine gegenelektromotorische Kraft, die an der Spule 3 bei Ausschalten des IGBT 6 am Ende der Lichtemission der ersten Periode oder der Lichtemission der vorhergehenden Periode induziert wird, und eine gegenelektromotorische Kraft, die an der Spule 4 auftritt, an den Thyristor 7 durch einen abrupten Abfall des Kathodenpotentials des Thyristors 7 auf den Massepegel angelegt. Dies verursacht einen Anstieg sowohl des Potentials zwischen der Kathode und der Anode des Thyristors 7 als auch des Potentials zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 7.
Jedoch findet in dem Fall gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die nach oben gerichtete Veränderung des Potentials zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 7 von einem derartigen Zustand ausgehend statt, daß das Gate des Thyristors 7 durch die Vorspannungsschaltung 17 in Sperrichtung vorgespannt wird (eine Vorspannung in Sperrichtung an das Gate angelegt wird). Daher erreicht der Wert der aufwärts gerichteten Änderung niemals die Einschaltspannung Vg des Thyristors 7. Da der Kondensator 12 parallel zu dem Widerstand 11 zwischen dem Gate und der Kathode des Thyristors 7 geschaltet ist, wird der Anstieg des Potentials des Gates des Thyristors 7 in Bezug auf die Kathode des Thyristors 7 wirksam unterdrückt, wenn der IGBT 6 zum zweiten Mal und danach eingeschaltet wird. Daher wird niemals ein irrtümliches Einschalten des Thyristors 7 durch die induzierten Spannungen der Spulen 3 und 4 verursacht, die anzulegen sind, wenn der IGBT 6 eingeschaltet wird.
Da der Thyristor 7 nicht irrtümlich eingeschaltet wird, verringert sich das Potential zwischen der Kathode und der Anode des Thyristors 7 nach der aufwärts gerichteten Änderung des Potentials allmählich, bis der IGBT 6 ausgeschaltet wird, wobei dann eine starke Änderung des Potentials in die entgegengesetzte Richtung durch die gegenelektromotorische Kraft verursacht wird, die bei Ausschalten des IGBT 6 an der Spule 4 induziert wird.
Weiterhin wird der Anstieg des Potentials zwischen der Kathode und dem Gate des Thyristors 7 entsprechend der abwärts gerichteten Änderung des Potentials zwischen der Kathode und der Anode des Thyristors 7 gestoppt und wird danach allmählich geringer, da der Thyristor 7 nicht irrtümlich eingeschaltet wird.
Folglich wird, wenn das Blitzgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sich in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart befindet, in der der Thyristor 7 in einem ausgeschalteten Zustand gehalten wird, die elektrische Ladung des Hauptkondensators 2 stets über den zweiten Entladepfad entladen, in dem sowohl die Spulen 3 als auch 4 enthalten sind. Daher kann der Flach-Lichtemissionsvorgang stabil ausgeführt werden.
Weiterhin wurde das erste Ausführungsbeispiel dahingehend beschrieben, daß die elektrische Ladung des Hauptkondensators für den normalen Lichtemissionsvorgang lediglich über die Spule 3 und über beide Spulen 3 und 4 für den gedämfpten Lichtemissionsvorgang entladen wird. Die Anordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann jedoch wie in 2 gezeigt geändert werden, in der ein Beispiel für eine Abänderung gezeigt ist. Die Abänderung ist wie in 2 gezeigt derart eingerichtet, daß die aufgeladene elektrische Ladung des Hauptkondensators 2 in der normalen Lichtemissionsbetriebsart über keine Spule und in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart lediglich über die Spule 4 entladen wird.
Wie vorstehend beschrieben wird in dem Blitzgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wirksam verhindert, daß das selbsthaltende Schaltelement, das bei dem Blitzgerät zur Auswahl eines Pfads zur Entladung der elektrischen Ladung des Hauptkondensators verwendet wird, in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart irrtümlich eingeschaltet wird. Diese Anordnung ermöglicht daher, daß das Blitzgerät einen Flach-Lichtemissionsvorgang stabil ausführt.
3 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das wesentliche Teile eines Blitzgeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt. In 3 sind alle Teile gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, die in derselben Weise wie die Teile gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel funktionieren, durch dieselben Bezugszeichen wie die in 1 und 2 bezeichnet.
Das Blitzgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist wie das in 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eine (nachstehend kurz als Hochspannungsversorgung bezeichnete) Gleichstrom-Hochspannungsenergieversorgung 1 und einen Hauptkondensator 2 auf, der mit den zwei Anschlüssen der Hochspannungsversorgung 1 verbunden ist. An den zwei Anschlüssen des Hauptkondensators ist eine Reihenschaltung angeschlossen, die aus einer Spule (einem Strombegrenzungselement) 3, einer Blitzröhre 5 und einem IGBT 6 besteht.
Das Blitzgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist weiterhin mit einem Auslösekondensators 19, einem Auslösetransformator 20, einem Auslösethyristor 21, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt, einem Widerstand 22, einer Auslösererzeugungsschaltung 23, die zum Anlegen einer Einschaltspannung (Auslösesignals) des Auslösethyristors 21 über einen ersten Widerstand 25 und einen Kondensator 24 eingerichtet ist, die parallel zwischen dem Gate (bei dem es sich um eine Steuerungselektrode handelt) des Auslösetransistors 21 und der Kathode (bei der es sich um eine Elektrode auf der Niedrigpotentialseite handelt) des Auslösetransistors 21 geschaltet sind, einer Diode 26 zum schnellen Aufladen des Auslösekondensators 19 und einem zweiten Widerstand 28 versehen, die zwischen dem Gate des Auslösethyristors 21 und einer Elektrode auf der Niedrigpotentialseite des Hauptkondensators 2 geschaltet ist.
Es sei bemerkt, daß der erste Widerstand 25 und der zweite Widerstand 28 eine Vorspannungsschaltung 27 bilden. Weiterhin dient der zweite Widerstand 28 als Sperrvorspannungseinrichtung zur Vorspannung des Teils zwischen dem Gate und der Kathode des Auslösethyristors 21 in Sperrichtung, wenn der IGBT 6 sich in dem ausgeschalteten Zustand befindet.
Bei dem mit der Vorspannungsschaltung 27 versehenen Blitzgerät wird, wenn sich der IGBT 6 in dem ausgeschalteten Zustand befindet, zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 21 eine über den beiden Anschlüssen des Widerstands 25 auftretende Spannung angelegt, die durch Teilen einer Aufladespannung der Polarität gemäß 3 des Hauptkondensators 2 durch die Spule 3, der sich in dem ionisierten Zustand befindlichen Blitzröhre 5 und der Vorspannungsschaltung 27 erhalten wird. Die an den zwei Anschlüssen des Widerstands 25 auftretende Spannung wird in einer derartigen Richtung angelegt, daß das Potential der Kathode des Auslösethyristors 21 in Bezug auf das Potential des Gates davon erhöht wird. Das Gate des Auslösethyristors 21 wird daher durch die Spannung in Sperrichtung vorgespannt, die an den zwei Anschlüssen des Widerstands 25 auftritt, wenn der IGBT 6 sich wie vorstehend beschrieben in dem ausgeschalteten Zustand befindet.
Nachstehend ist unter Bezug auf 4(a) bis 4(c) der Betrieb des Blitzgeräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben. 4(a) bis 4(c) zeigen Zeitverläufe zur Beschreibung des Betriebs des Blitzgeräts in der Flach-Lichtemissionsbetriebsart, die einen derartigen Zyklus aufweist, daß die Blitzemission der nächsten Periode beginnt, während ein luftdicht abgedichtetes Gas der Blitzröhre 5 sich immer noch in einem ionisierten Zustand nach der Lichtemission einer vorhergehenden Periode befindet. 4(a) zeigt den Betriebszustand des IGBT 6, 4(b) zeigt einen Potentialzustand zwischen der Masse (d. h. einer Elektrode auf der Niedrigpotentialseite des Hauptkondensators 2) und der Anode des Auslösethyristors 21, und 4(c) zeigt einen Potentialzustand zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 21.
Gemäß 4(a) veranlaßt die Lichtemissionssteuerschaltung 15, daß der IGBT 6 zu einem Zeitpunkt T0 eingeschaltet wird. Danach wird, wenn die Auslöseerzeugungsschaltung 23 eine Einschaltspannung ausgibt, die ein Einschalten des Auslösethyristors 21, bei dem es sich um ein selbsthaltendes Schaltelement handelt, während der Zeitperiode zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 wie in 4(c) gezeigt veranlaßt, die aufgeladene elektrische Ladung des Auslösekondensators 19 über den Auslösethyristor 21, den IGBT 6 und den Auslösetransformator 20 entladen. Dann wird die Blitzröhre 5 durch eine auf der Sekundärwicklungsseite des Auslösetransformators 20 induzierte Hochspannung angeregt, d. h. ausgelöst. Folglich emittiert die Blitzröhre 5 Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2.
Während sich die Blitzröhre 5 in einem Vorgang der Lichtemission befindet, wenn der IGBT 6 durch die Lichtemissionssteuerschaltung 15 zu einem geeigneten Zeitpunkt T3 wie in 4(a) gezeigt ausgeschaltet wird, kehrt die Blitzröhre 5 zu deren Anfangszustand über einen transienten Zustand (Übergangszustand) zurück, in dem das luftdicht abgedichtete Gas der Blitzröhre 5 sich immer noch in einem ionisierten Zustand befindet, obwohl kein Licht mehr emittiert wird, wobei eine gewisse Strommenge durch die Blitzröhre 5 fließen kann. Während sich die Blitzröhre 50 in einem Vorgang zur Rückkehr zu dem Anfangszustand befindet, kann ein Strom durch die Blitzröhre 5, die sich in dem ionisierten Zustand befindet, die Diode 26 und den Auslösekondensator 19 fließen. Durch diesen Stromfluß wird der Auslösekondensator 19 schnell aufgeladen.
Folglich steigt das Potential zwischen der Masse und der Anode des Auslösethyristors 21 im Ansprechen auf den Aufladevorgang wie in 4(b) gezeigt an. Gleichzeitig arbeitet wie in 4(c) gezeigt die Vorspannungsschaltung 27 zur Steuerung des Potentials zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 21 derart, daß es in einem derartigen Zustand ist, daß das Gate des Auslösethyristors 21 in Sperrichtung vorgespannt wird. In dieser Hinsicht unterscheidet sich der somit erhaltene Potentialzustand von dem Potentialzustand, der wie in 7(c) gezeigt zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 119 des Blitzgeräts gemäß dem Stand der Technik wie in 6 gezeigt erhalten wird.
Wenn der IGBT 6 zur Durchführung der Lichtemission der nächsten Periode zu einem Zeitpunkt T4 erneut eingeschaltet wird, zu dem die Blitzröhre 5 sich immer noch in einem ionisierten Zustand befindet, beginnt die Blitzröhre 5 erneut, Licht durch Verbrauch der elektrischen Ladung des Hauptkondensators 2 zu emittieren. Gleichzeitig fällt der Potentialpegel an der Kathode des Auslöserthyristors 21 steil auf den Massepegel ab. Dieser steile Abfall verursacht, daß die Aufladespannung des Auslösekondensators 19 zwischen der Anode und der Kathode des Auslösethyristors 21 angelegt wird. Folglich verursacht eine schwankende Kapazitätskomponente, die der Auslösethyristor 21 aufweist, eine aufwärts gerichtete Änderung des Potentials zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 21 während einer Periode nach dem Zeitpunkt T4. Im Bezug auf diesen Punkt ist das zweite Ausführungsbeispiel dasselbe wie das Blitzgerät gemäß dem Stand der Technik wie in 6 gezeigt.
Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels tritt jedoch die aufwärts gerichtete Änderung des Potentials von einem derartigen Zustand an auf, daß das Gate des Auslösethyristors 21 durch die Vorspannungsschaltung 27 in Sperrichtung vorgespannt wird. Daher erreicht die aufwärts gerichtete Potentialänderung niemals den Pegel der Einschaltspannung Vg des Auslösethyristors 21, wie zu dem Zeitpunkt T4 und danach in 4(c) gezeigt.
Nach dem Einschalten des IGBT zu dem Zeitpunkt T4 wird veranlaßt, daß das Potential zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 21 aufgrund der schwankenden Kapazitätskomponente, die der Auslösethyristors 21 aufweist, ansteigt. Jedoch ändert sich nach Aufladen mit der schwankenden Kapazitätskomponente das Potential zu einem Kathodenpotential hin, das durch Einschalten des IGBT 6 erhalten wird. Daher steigt das Potential zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethryistors 21 niemals bis zu der Einschaltspannung Vg an, die ein höheres Potential als das Kathodenpotential aufweist.
Weiterhin ändert sich das Potential zwischen der Kathode und dem Gate des Auslösethyristors 21 zu einem Zustand, in dem es durch den Vorgang der Vorspannungsschaltung 27 in Sperrichtung vorgespannt wird, wenn der IGBT 6 erneut abgeschaltet wird. Da der Kondensator 24 zwischen dem Gate und der Kathode des Auslösethyristors 21 parallel zu dem Widerstand 25 geschaltet ist, funktioniert der Kondensator 24 zur Unterdrückung des Potentialanstiegs des Gates im Bezug auf die Kathode als Folge der abrupten Potentialänderung zwischen der Anode und der Kathode des Auslösethyristors 21, wenn der IGBT 6 erneut eingeschaltet wird.
Daher wird niemals ein irrtümliches Einschalten des Auslösethyristors 21 durch das Anlegen der Aufladespannung des Auslösekondensators 19 verursacht, wenn der IGBT 6 eingeschaltet wird. Somit kann gemäß der Anordnung des zweiten Ausführungsbeispiels ein unnötiger Auslösevorgang (Störung) aufgrund einer irrtümlichen Betätigung des Auslösethyristors wie in dem Fall des Blitzgeräts gemäß dem Stand der Technik gemäß 6 wirksam verhindert werden. Die Anordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ermöglicht daher eine stabile Ausführung eines Flach-Lichtemissionsvorgangs.
Da der Auslösethyristor 21 niemals irrtümlich eingeschaltet wird und der Auslösekondensator 19 ebenfalls nach dem Zeitpunkt T3 nicht entladen wird, steigt das Potential zwischen der Masse und der Anode des Auslösethyristors 21 wie in 4(b) gezeigt allmählich an, bis der Auslösekondensator 19 vollständig geladen ist, außer wenn der IGBT 6 eingeschaltet wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Blitzgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eingerichtet, die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements (Auslösethyristors), das zur Steuerung der Betätigungszeit der Auslöseschaltung verwendet wird, in Sperrichtung vorzuspannen, wenn sich das Steuerelement (IGBT) in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Durch diese Anordnung kann verhindert werden, daß das selbsthaltende Schaltelement irrtümlich eingeschaltet wird, selbst wenn der Auslösekondensator schnell aufgeladen wird, wenn das Steuerelement bei Ausführung eines Flach-Lichtemissionsvorgangs eingeschaltet wird. Anders ausgedrückt kann verhindert werden, daß der Auslösekondensator entladen wird, wenn kein Auslösesignal an die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements angelegt wird. Gemäß der Anordnung des zweiten Ausführungsbeispiels kann daher ein Blitzgerät zur stabilen Ausführung eines Flach-Lichtemissionsvorgangs eingerichtet werden, ohne daß eine Störung auftritt, die andernfalls dazu tendiert, einen unnötigen Auslösevorgang herbeizuführen.
Wie vorstehend beschrieben, wird bei einem Blitzgerät, das eine sich mit hoher Geschwindigkeit wiederholende Lichtemission ausführen kann, verhindert, daß ein selbsthaltendes Schaltelement 7 das für verschiedene Zwecke vorgesehen ist, irrtümlich aufgrund der sich wiederholenden Lichtemission mit hoher Geschwindigkeit betätigt wird, indem ein Schaltungselement 17 vorgesehen ist, das eine Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements 7 in Sperrichtung vorspannt.

Claims

Blitzgerät mit einem Hauptkondensator (2), einer Blitzröhre (5), einem ersten Entladungspfad, der zwischen dem Hauptkondensator (2) und der Blitzröhre (5) angeordnet ist und ein selbsthaltendes Schaltelement (7) aufweist, wobei die hochpotentialseitige Elektrode an den Hauptkondensator (2) und die niedrigpotentialseitige Elektrode an die Blitzröhre (5) angeschlossen ist, einem parallel zu dem ersten Entladepfad angeordneten zweiten Entladepfad, der einen sich von dem des ersten Entladepfads unterscheidenden Impedanzwert aufweist, einer Steuerschaltung, die entweder den ersten Entladepfad oder den zweiten Entladepfad durch Ein- oder Ausschalten des selbsthaltenden Schaltelements (7) bei Emittieren von Blitzlicht auswählt, und die eine Entladung von in dem Hauptkondensator (2) gespeicherter elektrischer Ladung über den gewählten Pfad des ersten Entladepfads oder des zweiten Entladepfads auswählt, und einer Vorspannungsschaltung (17), die bei Auswahl des ersten Entladepfads ermöglicht, dass die Steuerschaltung (13) das selbsthaltende Schaltelement (7) durch Anlegen eines Steuersignals an eine Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements (7) einschaltet, und die bei Auswahl des zweiten Entladepfads die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements in Sperrrichtung vorspannt, wobei die Vorspannungsschaltung (17) einen zwischen der Steuerelektrode und der niedrigpotentialseitigen Elektrode des selbsthaltenden Schaltelements (7) geschalteten ersten Widerstand (11) und einen in Reihe mit dem ersten Widerstand (11) und zwischen der Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements (7) und einem niedrigpotentialseitigen Anschluss des Hauptkondensators (2) geschalteten zweiten Widerstand (18) aufweist.
Blitzgerät nach Anspruch 1, mit einem parallel zu dem ersten Widerstand (11) geschalteten Kondensator (12).
Blitzgerät nach Anspruch 1, mit einer Vielzahl von Strombegrenzungselementen (3, 4), die in dem ersten und/oder zweiten Entladepfad angeordnet sind, wobei das selbsthaltende Schaltelement mit zwei Anschlüssen von einem der Strombegrenzungselemente (4) in Durchlassrichtung in Bezug auf den entsprechenden Entladepfad verbunden ist.
Blitzgerät nach Anspruch 1, mit einem in dem zweiten Entladepfad angeordneten Strombegrenzungselement (3), wobei das selbsthaltende Schaltelement (7; 21) in Bezug auf den Entladepfad, in dem das Strombegrenzungselement (3) enthalten ist, in Durchlassrichtung mit zwei Anschlüssen des Strombegrenzungselements verbunden ist, wobei entweder der erste Entladepfad, in dem das Strombegrenzungselement (3) nicht enthalten ist, oder der zweite Entladepfad, in dem das Strombegrenzungselement (3) enthalten ist, durch Ein- oder Ausschalten des selbsthaltenden Schaltelements bei Emission von Blitzlicht ausgewählt wird.
Blitzgerät mit einem Hauptkondensator (2), einer Blitzröhre (5), die eine an einer positiven Elektrode des Hauptkondensators (2) angeschlossene positive Elektrode aufweist, einem Steuerungselement (6), das an eine negative Elektrode der Blitzröhre (5) angeschlossen ist und Einschalt- und Ausschaltvorgänge wiederholt, damit eine wiederholte Lichtemission durch die Blitzröhre (5) veranlasst wird, einem Auslösekondensator (19), einem selbsthaltenden Schaltelement (21), bei dem eine hochpotentialseitige Elektrode mit einer Elektrode des Auslösekondensators (19) verbunden ist und eine niedrigpotentialseitige Elektrode mit der negativen Elektrode der Blitzröhre (5) verbunden ist, einer Auslöseerzeugungsschaltung (23), die ein Auslösesignal erzeugt, das an eine Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements (21) anzulegen ist, wenn das Steuerelement (6) zum ersten Mal einschaltet, und einer Vorspannungsschaltung (27), die, wenn die Auslöseerzeugungsschaltung (23) das Auslösesignal erzeugt, zulässt, dass das an die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements (21) anzulegende Triggersignal die Blitzröhre (5) durch Entladen elektrischer Ladung des Auslösekondensators (19) über das selbsthaltende Schaltelement (21) und das Steuerelement (6) auslöst, und die, wenn sich das Steuerelement (6) sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet, die Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements (21) in Sperrichtung vorspannt, wobei die Vorspannungsschaltung (27) einen zwischen der Steuerelektrode und der niedrigpotentialseitigen Elektrode des selbsthaltenden Schaltelements geschalteten ersten Widerstand und einen in Reihe mit dem ersten Widerstand und zwischen der Steuerelektrode des selbsthaltenden Schaltelements und einem niedrigpotentialseitigen Anschluss des Hauptkondensators geschalteten zweiten Widerstand aufweist.
Blitzgerät nach Anspruch 5, mit einem parallel zu dem ersten Widerstand geschalteten Kondensator.
Blitzgerät nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Blitzröhre (5) die sich wiederholende Lichtemission derart ausführt, dass die Lichtemission zum ersten Mal über einen Entladekreis durchgeführt wird, der den Auslösekondensator (19), das Steuerelement (6) und das selbsthaltende Schaltelement (21) enthält, und eine Lichtemission für das zweite Mal und darauffolgende Male im Ansprechen auf Einschalt- und Ausschaltvorgänge des Steuerelements (6) ausführt.