Brevet FR2029532A1 — publié le 19701023

Dans les années récentes, plusieurs dispositifs utilisant des intégrateurs de lumière ont été proposés pour régler automatiquement la durée de fonctionnement d'un dispositif émetteur d'éclairs, de façon à en obtenir une quantité contrôlable d'énergie lumineuse. 5 Des exemples de tels dispositifs sont décrits dans les brevets américains n2 3 033 988 de H.E. Edgerton, n2 3 350 603 et 3 350 604 de R.D. Erickson. Ces dispositifs utilisent un interrupteur commandable, généralement un tube de découpage du type à décharge gazeuse, lequel in-10 terrupteur est connecté en shunt avec le tube à éclairs et devient conducteur lorsque la lumière intégrée dérivée de l'émission du tube à éclairs atteint une valeur prédéterminée. Une telle excitation du tube de découpage, dont l'impédance est alors très inférieure à celle du tube à éclairs, réalise simultanément l'interrup-15 tion prématurée de l'éclair et entraîne l'énergie d'alimentation du tube, fournie par exemple par la capacité d'alimentation, à bypas-ser le tube à éclairs pour se dissiper dans le tube de découpage. Un tel dispositif présente plusieurs inconvénients : tout d'abord, la dérivation d'une fraction de l'énergie d'alimentation 20 vers le tube de découpage se traduit par une diminution de l'efficacité du dispositif, étant donné que ladite énergie n'est pas transformée en lumière. De plus, du fait que la capacité d'alimentation du tube à éclairs peut se décharger complètement dans le tube à éclairs, ou dans le tube de découpage, elle doit par consé-25 quent être rechargée entre les phases successives du fonctionnement à partir d'un état complètement déchargé jusqu'à sa tension maximale. On conçoit que la fréquence d'allumage du dispositif décroit et que la durée du cycle croit. La vitesse et l'efficacité d'une unité émettrice d'éclairs 30 utilisant un intégrateur de lumière et des moyens de réglage automatiques de la durée d'émission de l'éclair, peuvent être améliorées avec le dispositif selon l'invention. Une "porte" normalement fermée et qui peut être alternativement rendue conductrice ou non conductrice au moyen de pulsations de polarités respectivement 35 opposées, appliquées à une électrode de commande de la porte, est interposée dans le circuit principal d'alimentation du tube à éclairs afin de coupler sélectivement à ce dernier la tension 70 02313 2 2029532 d'alimentation, par exemple fournie par la capacité d'alimentation, lorsqu'une pulsation d'allumage est appliquée à son électrode d'amorçage . Un élément photosensible, associé à la sortie du tube à éclairs 5 coopère avec une capacité pour intégrer une fraction de l'énergie lumineuse résultante émise par le tube à éclairs et pour engendrer un signal de commande qui varie en fonction de la quantité de lumière intégrée. Une bascule de Schmitt ou tout autre dispositif de commande bistable, couplée à l'élément photosensible est initiale-10 ment excitée par une tension de référence dérivée de la pulsation d'allumage pour effectuer l'ouverture de la porte dans le circuit d'alimentation du tube à éclairs, de façon à permettre à la capacité d'alimentation de se décharger dans le tube, ce dernier émettant alors un éclair lumineux. Lorsque le signal de commande se pro-15 duisant dans l'intégrateur en réponse à cet éclair lumineux, atteint une valeur prédéterminée suffisante pour équilibrer la tension de référence de l'entrée de la bascule de Schmitt, la polarité de la tension de sortie de la bascule s'inverse de façon à refermer la porte dans le circuit du tube à éclairs, et à interrompre 20 ainsi l'éclair. Une telle technique d'interruption est efficace pour arrêter instantanément la décharge de la capacité d'alimentation, de sorte que cette dernière n'a pas à être complètement rechargée à partir de zéro après chaque interruption de 1'éclairf ainsi, la durée du 25 cycle de l'unité est améliorée. En outre, étant donné que, seule la fraction exacte de l'énergie de la capacité nécessaire pour produire l'éclair est dissipée, un'tel dispositif est hautement efficace. Dans le mode de réalisation représenté, la porte est consti-30 tuée par un thyristor dont le circuit transconducteur est monté en série avec les électrodes principales du tube à éclairs. L'électrode de commande de ce type .de transistor est sensible aux signaux de pakrités opposées afin d'amener le circuit transconducteur dans son état conducteur ou non conducteur respectivement. 35 L'invention sera de toutes façons mieux comprise en se repor tant à la description qui va suivre, faite en regard de l'unique figure donnée à titre d'exemple nullement limitative et 70 02313 3 2029532 représentant le schéma d'un dispositif de commande automatique de la durée d'émission d'un tube à éclairs, selon l'invention. La figure représente un tube à éclairs classique 5, illustré par une enveloppe remplie de gaz, pourvue d'une paire de bornes 5 principales d'alimentation 21 et 22. Ces bornes principales sont couplées, par l'intermédiaire d'une porte 6 normalement fermée et d'une résistance 3> à une capacité d'alimentation 2. la capacité 2 peut être sélectivement chargée, de façon connue en soi, par la haute tension de polarité montrée sur la figure, d'une source 10 d'énergie continue 1 à travers une diode 23. le tube 5 comporte en outre une électrode d'amorçage 13, qui est couplée à l'enroulement secondaire 24 d'un transformateur d'allumage 10. Ainsi qu'il sera précisé ci-dessous, une pulsation d'allumage peut être appliquée à l'électrode 13, par l'intermédiaire 15 du transformatetir 10, en fermant une paire de contacts 8 associés à 1'enroulement primaire 9 du transformateur 10. la tension aux bornes de la capacité 2 lorsque la porte 6 est ouverte, n'est normalement pas suffisante à elle seule pour amorcer l'émission d'énergie lumineuse du tube 5- Cependant, de façon con-20 nue, le tube émet de la lumière lors de l'application d'une pulsation d'allumage superposée, à l'électrode 13, par l'intermédiaire du transformateur d'allumage 10. l'éclair de lumière résultant, est émis à travers les parois de l'enveloppe du tube 5, en direction d'un objet à éclairer, non représenté. Une fraction de cette 25 lumière, est détectée par un élément photosensible 14 et intégrée par une capacité 15 de la façon décrite ci-dessous; la durée maximale de l'émission d'un éclair par un tube à • éclairs classique, est essentiellement déterminée par la caractéristique de décharge de la capacité 2 à travers le tube à éclairs. 30 Selon l'invention, la durée d'émission de l'éclair est réglée automatiquement de façon plus rapide et plus efficace qu'avec les dispositifs antérieurs, dans le cas particulier où 'l'1 ob~j~ét à éclairer requiert une quantité d'énergie lumineuse inférieure à la quantité maximale d'énergie lumineuse qui peut être émise par le tube dans 35 un seul éclair. Pendant le temps où la porte 6 reste fermée, la tension emmagasinée aux bornes de la capacité 2 est couplée à l'enroulement 70 02313 4 2029532 primaire 9 du transformateur d'allumage par 11 intermédiaire : 1) d'un diviseur de tension comprenant une paire de résistances 27 et 28, cette dernière résistance étant réglable ; 2) une paire de résistances supplémentaires 29 et 31 ; et 5 3) une première capacité 7. Il en résulte qu'avant l'allumage du tube 5* la haute tension positive aux bornes de la capacité d'alimentation 2 est également emmagasinée avec la polarité indiquée, aux bornes de la capacité 7. la tension aux bornes de la capacité d'alimentation actionne égale-10 ment une lampe témoin classique 4 qui, en s'allumant indique le fonctionnement du tube à éclairs de façon connue. La lampe témoin 4 est couplée entre la borne supérieure 27 et un curseur 32 de la résistance variable 28. La porte 6 peut être constituée par un thyristor jouant le 15 rôle d'interrupteur, du type utilisé dans de nombreux circuits de puissance en télévision. Un tel thyristor se distingue des thyris-tors ordinaires du type thyratron, en ce qu'une pulsation appliquée à son électrode de commande, après avoir amorcé la conduction dans le circuit transconducteur du dispositif, devient ensuite incapa-20 ble de ramener le dispositif à son état non conducteur. Dans tin thyristor interrupteur, par contre, le circuit transconducteur, une fois rendu conducteur par application d'une pulsation de polarité requise sur son électrode de commande, peut ultérieurement être rendu non conducteur par application à la même électrode de 25 commande, d'une pulsation de polarité opposée. Dans le montage particulier illustré par la figure, le thyristor interrupteur 6 se ferme pour rendre le tube 5 inactif pendant le temps où l'électrode de commande 33 du thyristor est négative et s'ouvre pour coupler la tension d'alimentation fournie au tube 5 par la capaci-30 té 2, et pour rendre ainsi le tube actif, lorsque l'électrode de commande 33 est positive. l'électrode de commande 33 du thyristor 6 est couplée à la sortie d'un dispositif bistable 16, par exemple une bascule de Schmitt, dont la polarité de sortie est normalement négative de 35 façon à maintenir la porte fermée, l'entrée de la bascule de Schmitt 16 est excitée périodiquement par le transformateur d'allumage 10 et l'élément photosensible 14- Plus précisément un 70 02313 5 2029532 curseur 34 de l'enroulement primaire 9 du transformateur d'allumage 10, est connecté par l'intermédiaire d'une diode 11 et d'une résistance 12 à l'entrée de la bascule de Schmitt 16 et à la jonction de l'élément photosensible 14 et la capacité intégratrice 15. 5 L'excitation électrique du circuit intégrateur, comprenant l'élément photosensible 14 et la capacité 15 est prélevée aux bornes de la résistance 3 qui ne fournit de tension que lorsque le tube à éclairs 5 se trouve dans son état conducteur. En fonctionnement, les contacts 8 sont initialement ouverts 10 et l'entrée de la bascule de Schmitt 16 n'est pas excitée. La tension négative qui en résulte à la sortie de la bascule de Schmitt 16 maintient une tension négative sur l'électrode de commande 33 du thyristor 6. La porte 6 est donc fermée et empêche la tension aux bornes de la capacité 2 d'alimenter les électrodes principales 21 15 et 22 du tube à éclairs 5- Lorsque les contacts 8 sont momentanément fermés, l'enroulement primaire 9 du transformateur 10 est court-circuité à travers la capacité 7 qui a été initialement chargée à partir de la source de puissance continue 1, tout comme la capacité d'alimentation 2. 20 La capacité 7 se décharge par conséquent dans l'enroulement 9. La tension négative qui en résulte sur le curseur 34 de l'enroulement 9, est couplée par l'intermédiaire de la diode 11 et de la résistance 12, pour charger négativement la capacité 15 et pour alimenter l'entrée de la bascule de Schmitt 16, inversant ainsi sa pola-25 rité de sortie. L'impulsion positive qui en résulte est appliquée à l'électrode de commande 33 de la porte 6, ouvre cette dernière et couple la tension d'alimentation de la capacité 2 aux électrodes principales 21 et 22 du tube 5. La porte 6 reste pendant un certain temps dans son état conducteur du fait de la tension négative accu-30 mulée sur la capacité 15- Cette tension accumulée dont l'intensité est définie par la position du curseur 34, sera désignée ci-après par la "tension de référence". Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, la tension d'alimentation n'est pas suffisante à elle seule pour provoquer l'émission 35 d'énergie lumineuse du tube 5. Cependant, la décharge de la capacité entraînée par la fermeture des contacts 8 cause également l'application d'une impulsion d'allumage à l'électrode 13 du tube 5, 70 02313 6 2029532 par l'intermédiaire du transformateur d'allumage 10, de sorte que la combinaison de cette impulsion d'allupage et de la tension d'alimentation appliquée aux bornes 21 et 22 amène le tube 5 dans son état conducteur où. il émet un éclair, la conduction du tube 5 5 entraîne également l'apparition d'un courant dans la résistance 3, qui engendre une tension d'excitation du circuit intégrateur comprenant l'élément photosensible 14 et la capacité 15. Il est bien connu que l'inversion de la polarité à la sortie de la bascule de Schmitt 16 peut être réalisée par inversion de la 10 polarité à l'entrée. Une telle inversion de la polarité à l'entrée, peut à son tour se produire lorsqu'une tension positive égale à la tension de référence négative sur la capacité 15 lui est appliquée par l'intermédiaire de l'élément photosensible 14. Cette tension positive est engendrée pendant le temps d'émission du tube à 15 éclairs 5, étant donné que la résistance de l'élément photosensible 14 est suffisamment diminuée, de façon connue, par l'influence de la lumière incidente réfléchie par l'objet à photographier, pour charger la capacité 15 dans le sens positif à partir de la source de tension représentée par le potentiel aux bornes de la résistance 20 3. lorsque la durée de l'éclair se prolonge pendant un temps assez long pour permettre que la charge positive de la capacité '15 devienne égale à la tension de référence emmagasinée, la polarité de la sortie de la bascule de Schmitt 16 est à nouveau inversée pour appliquer une tension négative à l'électrode de commande 33 de la 25 porte 6. la fermeture qui en résulte pour la porte 6, interrompt la décharge de la capacité 2 à travers le tube 5, de sorte que ce dernier cesse d'émettre, l'interruption de l'émission du tube 5 met hors circuit la tension d'alimentation engendrée aux bornes de la résistance 3 pour alimenter l'élément photosensible 14, Etant 30 donné que la tension positive apparaissant sur la capacité 15 pendant l'émission d'éclair est indicative de la quantité de lumière intégrée par l'élément photosensible 14, et que cette tension est égale à la tension de référence définie par le réglage du curseur 34 sur l'enroulement primaire 9, la quantité de lumière émise par 35 le tube 5 avant que l'éclair soit interrompu peut être ajustée à une valeur choisie en positionnant convenablement le curseur 34 sur le transformateur d'allumage 10. Une fois ce réglage effectué, la 70 02313 7 2029532 durée de l'intervalle d'éclair du tube 5 est autômatiquement régulé pour maintenir constante la quantité d'énergie lumineuse émise. Il faut noter que contrairement aux dispositifs connus de commande de la durée de l'éclair, le dispositif selon l'invention 5 n'utilise qu'autant d'énergie emmagasinée dans la capacité 2, qu'il est nécessaire pour produire une émission de lumière du tube 5. Dans la plupart des cas, cela représente une décharge incomplète de la capacité 2. Ainsi, le temps requis pour restituer la pleine tension à la capacité 2 à partir de la source 1, pendant 10 l'intervalle de temps séparant deux éclairs successifs, peut être relativement court, comparé au temps nécessaire pour recharger complètement la capacité 2 à partir d'un état complètement déchargé, ce qui est le cas des dispositifs antérieurs utilisant des tubes de découpage en parallèle avec le tube à éclairs. Il en résulte un 15 fonctionnement rapide et efficace du dispositif émetteur d'éclairs selon l'invention. Il va de soi, que de nombreuses modifications de détail peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 70 02313 8 2029532 ElTESBICATIOSS 1.- Appareil pour le réglage automatique de la durée de fonctionnement d'un dispositif émetteur d'éclairs, en vue d'obtenir une quantité contrôlable d'énergie lumineuse, caractérisé en ee 5 qu'il comporte des moyens interrupteurs normalement hors service, connectés au dispositif émetteur d'éclairs afin de rendre le dispositif inopérant lorsque les moyens interrupteurs sont hors service et afin de coupler la tension d'alimentation aux bornes du dispositif lorsque les moyens interrupteurs sont mis en service, 10 de sorte que le dispositif émet de la lumière lors de l'application d'une pulsation d'allumage superposée, à son électrode d'amorçage, des moyens de détection conçus pour intégrer une fraction de l'énergie lumineuse émise par le dispositif à éclairs et pour engendrer un signal de commande qui varie proportionnellement à la quan-15 tité de lumière intégrée, des moyens d'application d'une pulsation d'allumage à l'électrode d'amorçage, et des moyens appropriés couplés aux flioyens détecteurs et aux moyens d'application, afin de mettre en service les moyens interrupteurs lorsqu'une impulsion d'allumage est appliquée à l'électrode d'amorçage et de mettre hors ser-20 vice les moyens interrupteurs lorsque le signal de commande a atteint une valeur prédéterminée. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une porte commandable montée en série avec les électrodes principales du tube à, éclairs et susceptible, lorsqu'elle est ou- 25 verte, d'appliquer la tension de fonctionnement aux électrodes principales, la porte étant pourvue d'une électrode de commande sensible aux signaux selon une première polarité pour ouvrir la porte et aux signaux de la polarité opposée pour fermer la porte, des moyens bipolaires de commande couplés aux moyens d'application 50 et aux moyens intégrateurs conçus pour engendrer initialement un signal de sortie ayant la première polarité, lorsqu'une impulsion d'allumage est appliquée à l'électrode d'amorçage du tube à éclairs et pour engendrer un signal de sortie ayant la polarité opposée, lorsque le signal de commande a atiEint une valeur prédéterminée, 55 et des moyens conçus pour coupler le signal émis à la sortie des moyens bipolaires de commande à l'électrode de commande de la porte. 70 02313 9 2029532 3.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôle "bipolaires sont constitués par une "bascule de Schmitt. 4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que 5 la porte contrôlable est un thyristor interrupteur dont le circuit transconducteur est connecté en série avec les électrodes principales du tube à éclairs, ledit circuit transconducteur étant rendu conducteur par application d'une tension de la première polarité à son électrode de commande et non conducteur par application d'une 10 tension de polarité opposée à son électrode d'amorçage» 5.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens intégrateurs comprennent en combinaison, une cellule photoélectrique fonctionnant en association avec la lumière émise par le tube à éclairs, une première capacité, des moyens pour eou- 15 pler la cellule photoélectrique à la première capacité et à l'entrée de la porte de commande et des moyens conçus pour exciter électriquement la cellule photoélectrique lorsque la porte est ouverte. 6.- Appareil selon la revendication 5» caractérisé en ce que 20 les moyens d'application comprennent en combinaison, un transformateur d'allumage dont l'enroulement primaire est couplé aux bornes de la porte et du tube à éclairs par l'intermédiaire d'une seconde capacité et l'enroulement secondaire est couplé à l'électrode d'amorçage du tube à éclairs et des moyens pour court-circuiter mo- 25 mentanément l'enroulement primaire et la seconde capacité. 7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que 1 'enroulement primaire est pourvu d'un curseur réglable, des moyens étant prévus pour connecter le curseur à l'entrée des moyens de commande bipolaires et à la première capacité afin d'établir une 30 tension de référence à l'entrée des moyens de commande bipolaires.