Brevet FR2682004A1 — publié le 19930402

APPAREIL D'ECLAIRAGE POUR PRISE DE VUES PHOTOGRAPHIQUES L'invention concerne un appareil d'éclairage pour prise de vues photographiques, utilisable essentiellement dans les domaines de la photographie, du film et de la télévision. Le principe de base du rlash électronique est bien connu : un tube flash est relie aux bornes d'un condensateur chargé par un courant continu. L'éclair lumineux est obtenu lorsqu'une impulsion de tension élevée est envoyee a un fil de déc@enchement enroule autour du eube flash de façon a ioniser le gaz a l'interieur du tube S ce qui rend le tube flash conducteur de l'électricité, et ce qui assure la décharge, à travers le tube, de la puissance précédemment stockée dans le condensateur Dans son utilisation e@ effective un certain nombre de fonctions ont été ajoutées a ce surcuit de base afin de rendre les appareils a flash électronique pi us performants ou plus adaptés a certains usages. Par exemple plusieurs torches peuvent être branchées sur le même appareil et différentes puissances peuvent etre appliquées a chaque torche en faisant varier le nombre des condensateurs qui se déchargent dans chaque torche. Une variation additionnelle de la puissance lumineuse totale est également assur@e par le réglage de la tension de charge des condensateurs. Dans certains appareils à flash, la puissance lumineuse et la duree du flash sont commandées par des dispositifs de commutation a thyristors qui coupent le flash a différentes valeurs prédéterminées de lumière ou de durée. Des flashs fabriques dans I e passe ont en commun un ou plusieurs des points précédents, avec des inconvénients importants qui seront explicités plus loin. Par ailleurs, un certain nombre d'appareils professionnels à flash électronique ont une fonction stroboscopique qui leur permet d'être chargés et déchargés rapidement en séquence. A cet effet, le nombre des condensateurs dans le circuit est réduit pour permettre a l'appareil d'être rechargé rapidement. Cependant, ce système présente deux inconvénients : d'une part l'intervalle entre les flashs @e peut être pi us court que le tempe de recharge du condensateur ; et d'autre part comme le condensateur est déchargé de façon répétitive, il risque de se détériorer par surchauffe. Un but de la presente iilvention est de proposer un appareil declairagz qui permette d'avoir une durée de flash tres courte, sans perte de lumière occasionnée par la coupure de l'éclair lui-memet Un autre but de la présente invention est de proposer un appareil d'éclairage qui permette une variation indépendante de la puissance repartie entre tes différentes torches. Un autre but encore de la présente invention est de proposer un appareil d'@clairage qui permette une optimisation de la puissance totale répartie entre les différentes torches tout en gardant le rapport de puissance de chaque torche. L'invention permet à l'utilisateur d'avoir la durée d'éclair la plus courte possible pour la puissance choisie. La Présente invention a pour objet un appareil d'éclairage, du type comportant des torches à tubes flashs et lampes-guides et un circuit électronique de synchronisation de flash, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux condensateurs et une uni té centrale de commande à microprocesseur programmé, pour commander différents commutateurs électroniques, de façon à commander la charge des condensateurs, ainsi que leur connexion aux différentes torches et leur décharge a travers les torches déclenchée par le circuit électronique de synchronisation de flash. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les commutateurs électroniques commandés par l'unité centrale de commande à microprocesseur programmé isolent de leur circuit de charge les condensateurs chargés, et ensuite les relient aux @orches juste avant et pendant leur decharge à travers les tubes flashes - l'unité centrale de commande à microprocesseur programmé possède des circuits de contrôle de la puissance délivrée à chaque torche, par l'intermédiaire à la foie de la commutation des condensateurs et du réglage de leur tension de charge :: - i l'unité centrais de commande détermine la puissance totale maximale à utiliser touL en conservant les rapports de puissance choisis entre les différentes torches ; - les condensateurs ou groupes de condensateurs sont charges successivement et séparement, et sont ensuite déchargés successivement d'une manière commandée, stroboscopique, par un circuit électronique programmé de synchronisation, dans un ou plusieurs tubes flashs ;; - l'unité centrale programmée commande la puissance lumineuse des i ampes-gu i des des torches de sorts que la puissance lumineuse cie chaque lampe-guide reste proportionnelle à celle de la puissance de flash correspondante - i 'unité centrale commande la a puissance des lampes-guides des torches de sorte que la puissance lumineuse des lampes-guides soit maximalisée tout en préservant leur rapport avec la puissance de flash déchargée dans chaque torche. - l'intensité moyenne maximale du courant d'alimentation est définie, commandée et/ou affichée ; - des moyens sont prévus pour relier une ou plusieurs unités centrales à un micro-ordinateur et pour les commander par ce micro-ordinateur, sur l'écran duquel apparaît toute information nécessaire ; - des graphes à barres sont affichés séparément ou simultanément l'un à côté de l'autre, pour indiquer la puissance lumineuse pour le flash et la lampe-guide de chaque torches ainsi que la puissance totale ;; - de préférence dans un sens oppose aux graphes a barres, sont affichées des représentations à barres indiquant la quantite de puissancs inutilisée, et do tic disponible - de préférence dans le même sens que les graphes a barres, sont affichées des représentations à barres indiquant la puissance minimale possible. - un affichage indique si l'appareil fonctionne en mode symétrique. asymétrique, normal 3 lent, rapide, ou stroboscopique, et/ou indique la durée effective du flash ; - un affichage indique si un composant 115 fonctionne pas de façon correcte, et s'il a été mis hors circuit. D'autres caractéristiques ressortent de la description suivante faite avec rétérence au dessin annexe sur lequel on peut voir: Fig. 1 : une vue d'ensemble d'un appareil d'éclairage selon l'invention ; Fig. 2 : un schéma synoptique de la configuration de l'appareil d'éclairage selon l'invention ; Fig. 3 : un schéma simplifié du circuit de gestion de la puissance de l'appareil d'éclairage dans le cas de trois torches Fig 4 à 6 : des tableaux montrant différents modes de fonctionnement de l'appareil d'éclairage selon l'invention. Fig. 7 : un schéma représentatif de l'écran d'affichage de l'unité centrale de l'appareil d'éclairage selon l'invention. En se reportant a la r Fig.1, on voit q u u n c installation d'éclairage selon l'invention, pour prise de vues photographiques se compose essentiellement d'une une centrale 1 alimentée par le secteur 2 et délivrant de la puissance à trois torches 3, 4, 5, par exemple comprenant chacune un tube flash et une lampe-guide. L'unité centrale 1 est également reliée à un appareil de prise de vues 6 pour assurer une synchronisation de déclenchement du flash avec l'ouverture de l'obturateur. Elle peut également être reliée à une autre unité centrale 7 en cas de commande à distance, par un ordinateur 8. Cet ordinateur est susceptible de mémoriser des paramètres e réglage pour des prises de vues spécifiques et de contrôler plusieurs unités centrales. Sur la Fig. 2 on voit que iFunîté centrale 1 comprend notamment un microprocesseur 10 avec clavier 1 et écran d'affichage 12, et avec un circuit de synchronisation 13 et une interface 14 pour ordinateur. Le microprocesseur 10 est également relié à une interface 15 de convertisseur de courant alternatif-continu, couplé lui-même à un groupe de condensateurs 16, a une interface de contrôle de la puissance 17, et à un circuit de synchronisation 18. L'interface de contrôle de puissance 17 est reliée à un circuit de charge 19 des condensateurs pouvant fonctionner entre 90 et 25OV en courant alternatif, ainsi qu'aux lampes-guides 63 à 65 et aux tubes flashs correspondants 23 à 25 respectivement. Entre le groupe de condensateurs 16 et les tubes flashs 23 à 25, sont prévus des circuits de commutation 33 à 35, respectivement, chargée de délivrer la puissance aux tubes flashs 23 à 25s respectivement, ainsi qu aux lampes-guides 63 à 65. A titre d'exemple non limitatif sur la Fig 3, on voit le circuit de charge 19 sous le contrôle du microprocesseur 10, et qui alimente neuf condensateurs 41 à 49. Le circuit de gestion de la puissance comprend 9 colonnes numérotées de 1 à 9 uns par condensateur, et trois lignes A, B, C, une par tube flash 23 à 25. Aux noeuds des lignes et des colonnes, sont symbolisés des commutateurs électroniques, 1A à 9C, qui lorsqu'ils sont fermés sur commande de l'unité centrale, relient le condensateur de leur colonne au tube flash de leur ligne. A titre d'exemple, les condensateurs 41 a 45 sont répartis en trois groupes de trois condensateurs, et dans chaque groupe, les trois condensateurs peuvent être montée soit en parallèle, soit en série grâce aux commutateurs électroniques 51 à 56. Sel on l'invention, les condensateurs sont chargée sans être reliés aux tubes flashs et indépendamment les uns des autres, et les commutateurs électroniques 1A-9C assurent leur branchement sur i se tes flashs juste avant la décharge, et le maintiennent pendant leur décharge. De cette manière, il n'y a pas de tension sur les tubes flashs sauf pendant la décharge, ce qui assure la sécurité des utilisateurs. Sur les Fig. 4 à 6 sont regroupés différents exemples particuliers de fonctionnement de l'appareil d'éclairage selon l'invention. Sur ces figures les colonnes 1 à 9 et les lignes A, B, C, correspondent ce celles de la Fig.3. Chaque case, à l'intersection d'une ligne et d'une colonne correspond à un commutateur électron@que de la Fig. 3. Lorsqu'une case porte une mention, le commutateur électronique correspondant est @rmé. De plus, les ment ions ont une signification qui est la suivante : 1 : le condensateur de la colonne est complètement chargé ; P : le condensateur est partiellement chargé D : la puissance du condensateur est divisée par le nombre des sorties actives, cEest-a-dire que des torches sont branchées en parallèle ; @ : le commutateur est activé en séquence @ N/A s la ligne correspond à des commutations non utilisées ; A/S : commutateur A/série ; B/S : commutateur B/série ; C/S : commutateur C/série : OFF : sortie non alimentée. Les différents modes d'utilisation, avec la puissance correspondants en Jouies pour chaque torche, son t explicités dans chaque cas. Ainsi, par exemple, pouf le premier cas de la Fig. 4, le mode d'utilisation est asym@trique, la torche 3 est alimentée par la ligne de commutateurs A avec une puissance de 500 J obtenue par charge complète des condensateurs 41 et 42 et charge partielle du condensateur 43, la torche 4 set ai i menté-e par la ligne B avec une puissance de 1000 J obtenue par charge complète des condensateurs 44 à 47 et charge partielle du condensateur 48, la torche 5 n'est par alimentée et le condensateur 49 n'est pas chargé. En mode de fonctionnement asymétrique, chaque condensateur utilisé est affecté à une seule torche, c'està-dire à une ligne de commutateurs électroniques, A ou B ou C. En mode de fonctionnement symétrique, au contraire, chaque condensateur est affecté à toutes les torches en service et sa charge se répart it équitablement entre ces torches, en parallèle. Les exemples de mode d'utilisation asymétrique ou symétrique des Fig. 4 et 5 correspondent à une durée de fiask standard; pour laquelle les condensateurs sont tous en parallèle. Le ode d'utilisation "Fast" de la Fig. S correspond à un flash rapide, de courte durée, mettant en jeu une disposition de mise en seri des condensateurs à la décharge par la a fermeture correspondante des commutateurs électroniques 51 à 56. Les condensateurs sont alors groupes titre d'exemple en trois séries de trois condensateurs chacune et d'autres configurations sont possibles, Le mode d'utilisation "Slow" des Fig 5 et 6 correspond à un flash ent, de longue durés, pour 1 equel les condensateurs sont tous mis en parallèle à la décharge, et dans lequel les trois torches sont alimentées de façon symétrique et avec la même puissance. Le mode d'utilisation "Strobe" de la Fig. 6 correspond å un mode de type stroboscopique, au cours duquel les commutateurs électroniques sont activés l'un apres l'autre, en séquence pour decager successivement individuellement les condensateurs, Dans ce mode d'utilisation, quand un condensateur se décharge, i i se recharge individuellement ensuite, et on peut prévoir une séquence de flashs en nombre prédéterminé, et à fréquence très élevée. L appareil d éclairage selon nventi on comporte un clavier de commande et un affichage complet des données caractéristiques sur écran à cristaux liquides par exemple. Par ailleurs, un ou plusieurs appareils peuvent être commandes par un ordinateur qui mémorise des paramètres de régi age pour prises de vues spécifiques et qui i peut contrôler les données de chaque flash. Sur la figure 7, on voit une représentation de quelques unes des informations fournies par l'unité centrale sur son écran d'affichage. Les graphes à barres partant de la ligne inférieure représentent la puissance affectée aux trois torches, respectivement 3, 4 et 5 de gauche à droite, alimentées par les lignes de commutateurs A, B et C respectivement. Le quatrième graphe à barres partait de la ligne inférieure, représente la puissance totale affectée aux torches par rapport à la puissance totale disponible. Au dessus, est symbolisée la puissance encore disponible. Les graphes à barres partant de la ligne supérieure représentent la puissance restant encore disponible pour chacune des trois torches. On voit aussi que la torche 3 correspondant aux graphes de gauche sur la Fig. 7 peut bénéficier d'un supplément de puissance. Le microprocesseur de l'unité centrale permet d'affecter ce supplément de puissance à la torche 3 et d'affecter aux autres torches des suppléments de puissance correspondants tout en gardant, entre les trois torches, les proportions de puissance prédéterminées. A côté du graphe à barres représentant la puissance affectée à un tubs flash, on peut représenter par un autre graphe à barres, la puissance affectée à la lampe- guide correspondante, qui est réglable indépendamment. Par rapport aux appareils connus,, t appareil d'éclairage selon l'invention présente des avantages concrets. Tous 5es appareils existants utilisent des condensateurs qui sont chargés et déchargés alors qu'ils sont reliée de la meme manière. Si les condensateurs sont reliés en parallèle, ils sont tous chargés et déchargés en parallàle. Si un système série/parallèle ou simplement un circuit série doit être utilisé, alors les condensateurs sont chargés et déchargés dans cette disposition. En aucun cas, ils ne sont chargés et déchargés dans des dispositions différentes. Dans les appareils existants, tous les condensateurs sont chargés en même temps. De plus, ils sont tous reliés au même circuit de régulation de tension, et sont tous chargés sous la même tension. De plus ils sont toujours connectés aux bornes des tubes flashs, laissant un risque permanent de choc électrique si on touche les contacts du tube flash. Selon l'invention, ces quatre inconvénients sont supprimés par le fait que l'unité centrale utilise un microprocesseur avec un programme spécifique pour commander,, entre autres, les fonctions suivantes : - Les condensateurs,, ou groupes de condensateurs, peuvent être chargés séparément, l'un après l'autre, sans être connectés aux tubes flashs. - Ils ne sont relies aux autres condensateurs ou groupes de condensateurs qu'à l'instant précédant immédiatement leur décharge dans le tube flash et pendent cette décharge. - Ils sont charges indivi@uellement a la tension désirée. indépendamment de la tension des autres condensateurs et rieur tension de charge reste constante a un taux pr@déterminé, quel que soit le niveau de la tension alternative d'entrée. - Une fois chargés, il s peuvent être rel èS en parallèle ou en série juste avant d'être connectés aux tubes flashs pour être déchargés. Il en résulte un certain nombre d avantages pour le système selon l'invention. Le fait de charger les condensateurs l'un après l'autre, en séquence, selon un mode de partage de temps, entraîne une réduction du pic d'intensité du courant de charge demandé au réseau. L'appareil peut se recharger plus rapidement sans que le pic d'intensité dépasse celui exige par les circuits de charge précédemment utilisés. n outre, le micro-processeur permet de sélectionner différents taux de charge de façon à ne pas dépasser l'intensité maximale choisie. Si une durée de fiash courte est demandée, dans les dispositifs de coupure connus à thyristor, on perd souvent jusqu'à 80 ou 90% de la lumière. En effet, le flash doit être coupé afin de raccourcir sa durée qui est forcement longue en rai son du branchement des condensateurs en parallèle, et de la faible tension de @onctionnement qui en résulte pour le tube flash. Selon l'invention, une fois chargés, les co@densateurs peuvent être montés en série à 2, ou ou davantage e il en résulte une plus grande tension et une plus faible capacité, donnant des durées de flash nettement plus courtes, sans perte de lumière et sans circuits d'écrêtage à thyristor, très coûteux. Avec cette invention, des durées de flash aussi courtes que 1/4000s avec une puissance de 2000 J sont obtenues sans perte de lumi@re. En outre, la durée réelle de flash est affichée pour différents pourcentages de la puissance lumineuse maximale. Enfin l'utilisateur peut choisir à son gré, pour la durée du flash, d'être en mode normal, lent ou rapide. Avec des circuits de flash électronique traditionnels, lorsque plusieurs torches sont branchées sur la même unité centrale il n'est par possible de commander indépendamment, de manière continue, la puissance lumineuse de chaque torche. Selon l'invention, cela est possible étant donné que les condensateurs peuvent être groupés ensemble et chargés indépendamment à différentes tensions. Aussi, les photographes souhaitent généralement avoir la plus courte duree de flash possible, quel le que soit la puissance désirée. Avec des circuits habituels, lorsqu'on réduit la tension pour réduire la puissance lumineuse, ce souhait ne peut être satisfait. Selon l'invention, le microprocesseur est programmé poil r commander le branchement des condensateurs et le réglage de leur tension de taçon à assurer toujours la puissance désir@e avec la plus courte durée de flash. Ceci est réalisé en prenant le nombre minimal de condensateurs pour chaque tube flash et en les chargeant à la tension maximale, et en completant éventurllement par une charge partielle sur un condensateur. De cette manière, la capacité en microfarads est toujours minimale. Etant donne ou; chaque condensateur est commande individuellement, il est possible d'apprécier s'il présente un l'o défaut et dans ce cas de le t' et i r e r du circuit. Le microprocesseur indique que cella a été fait. La commutation automatique pour différentes tensions d'entrée en courant alternatif, de 90 à 250V, est commandée par les circuits contrôlés par le microprocesseur, qui contrôlent en même temps l'intensité du courant. Avec les appareils à flash électronique pour usage photographique professionnel, il est très important que les lampes-guides donnent un effet similaire à celui de la lumière donnée par les tubes flashs. La lumière de la lampe-guide doit rester constamment proportionnelle à la lumière du flash lorsque celle-ci varie, ou bien les deux peuvent varier indépendamment l'une de l'autre. En outre, il ne doit pas y avoir de différences dans la puissance lumineuse de la lampe-guide lorsqu'elle est utilisée avec différentes tensions sur le r@seau alternatif. Dans l'appareil selon l'invention, les circuits et le programme du microprocesseur assurent que c'est bien le cas et que la quantité de lumière est stabilisée à tout niveau. Un autre avantage de l'invention est que le programme et les circuits permettent, si on le désire, q la ou les torches ayant la puissance de flash maximale aient leurs lampes-guides à la puissance maximale (100%), avec les lampes-guides des autres Lorciies à une puissance proportionnellement plus faible. Ainsi les puissances lumineuses des lampes-guides sont maximalisées tout en préservant leur rapport avec les puissances du flash déchargé dans chaque torche. L'unité centrale comporte un écran à cristaux liquides pour l'affichage d'informations telles que, par exemple me i s non i i mi tati vement - une représentation en barres pour le montant total de la puissance de flash utllisee :: - une ou plusieurs représentations en barres pour la puissance de flash de chaque torche ; - une ou plusieurs représentations en barres pour la puissance lumineuse de la lampe-guide de chaque torche ; - une ou plusieurs représentations en barres indiquent la quantité de puissance de flash restant disponible sur le montant total de la puissance de fi sert utilisable et/ou sur la puissance de flash de chaque torche, ces représentations apparaissant avantageusement dans le sens opposé et en alignement avec les précédentes ; - l'indication de l'intensité maximale sélectionnée pour le courant alternatif d'entrée ; - l'indication des circuits ou composants présentant un défaut de @onctionnement et éventuellement retirés tels que par exemple des condensateurs ;; - l'indication que les condensateurs sont utilisés en configuration parallèle ou série respectivement, pour des durées de flash "lente", "normale" ou "rapide", ou tout autre mode de fonctionnement sélectionné ; - l'indication que les condensateurs sont utilisés en mode symétrique ou asymétrique ; - l'indication numérique et/ou graphique de ce que représente la durée réelle du flash en pourcentage de la puissance lumineuse maximale. L'unité centrale comporte des moyens d'affichage des informations précédentes, séparément ou simultanément. Par ailleurs, l'appareil d'éclairage selon l'invention peut fonctionner de maniàre stroboscopique. A cet effet, tous les condensateurs sont charges successivement, et ensuite déchargés en séquence, à intervalles désirés. Comme tous les condensateurs ont été chargés, il n'y a pas de temps d'attente entre les flashs. De plus, dès qu'un condensateur est déchargé, il est immédiatement rechargé pendant que l'effet stroboscopique est encore en train de se derouler. Etant donné que de nombreux condensateurs différents sont utilisés l'un après l'autre, il n'y a pratiquement pas de développement d'échauf@ement tel que celui que l'on rencontre en utilisant de facon répétée un seul condensateur ou un groupe de condensateurs. REVENDICATIONS 1. Appareil d'éclairage, du type comportant des torches à tubes fi ashe et i ampes-guides et un circuit électronique de synchronisation de flash, caractérisé en ce qu il comporte au moins deux coildensateurs (16) et une unité centrale de commande (1) à microprocesseur programmé, pour commander différents commutateurs électroniques (1A9C), de façon à commander la charge des condensateurs, ainsi que leur connexion aux différentes torches et leur decharge à travers les torches d@clenchee par le circuit électronique de synchronisation de flash (18). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que, les commutateurs électroniques (1A -9C) commandés par l'unité centrale de commande à microprocesseur programmé isolent de leur circuit de charge les condensateurs chargés, et ensuite les relient aux torches juste avant et pendant leur d@charge à travers les tubes flashs. 3, Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, l'unité centrale de commande à microprocesseur programmé (1) possède des circuits de contrôle de la puissance délivrée à chaque torche, par l'intermédiaire à i a fois de i e commutation des condensateurs et du réglage de leur tension de charge. 4. Appareil selon l une des revendications 1 a, caractérisé en ce que, l'unité centrale de commande (1) détermine la puissance totale maximale à utiliser tout en conservant les rapports de puissance choisis entre les différentes torches. 5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, les condensateurs, ou groupes de condensateurs, sont chargés successivement et séparément, et sont ensuite déchargés successivement d'une manière commandée, stroboscopique, par un circuit électronique programmé de s@nchronisation, dans un ou plusieurs tubes flashs. 6. Appareil selon l'une des revendications l à 4, caractérisé en ce que, l'unità centrale programmée commande la puissance lumineuse des lampes-guides des torches (3-5) de sorte que la puissance lumineuse de chaque lampe-guide reste proportionnell le à celle de la puissance de flash correspondant. 7. Appareil selon 010 i l'une ges revendications 1 a G, caractérisé en ce que, l'unité centrale commande la puissance des lampes-guides des torches de de sorte que la puissance lumineuse des lampes-guides soit maximalisée tout en préservent i sur rapport avec la puissance de flash déchargée dans chaque torche. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 @ 7, caractérisé en ce que, l'intensité moyenne maxlmale du courant d'alimentation est définie, commandée et/ou affichée. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 @ 8, caractérisé en ce que, des moyens sont prévus pour relier une ou plusieurs uni tés centrales (1,7,..) a un micro- ordinateur (8) et pour les commander par ce microordinateur, sur l'écran duquel apparaît toute information nécessaire. 10. Appareil selon l'une des revendications 1 ä 9, caractérisé en ce que, des graphes à barres sont affichés séparément, ou simultanément l'un à côté de l'autre, pour indiquer la puissance lumineuse pour le flash et la lampe-guide de chaque torche, ainsi que la puissance total s. 11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que, de prérence dans un sens oppose aux graphes @ barres, sont affichées des représentations à barres indiquant la quantité de puissance inutilisée, et donc disponible. 12. Appareil selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un affichage indique si l'appareil fonctionne en mode symétrique, asymétrique, normal, lent, rapide, ou stroboscopique, et/ou indique la durée effective du flash. 13, Appareil selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'un affichage indique si un composant ne fonctionne pas de façon correcte, et s'il a été mis hors circuit.