3. Электронные импульсные фотовспышки

Электронные импульсные фотовспышки - приборы многоразового действия. Они очень экономичны. Время их свечения не превышает времени экспонирования фотопленки. Спектр близок к дневному. Высокая интенсивность света и кратковременность вспышки (¹/₁₀₀÷¹/₁₀₀ с и короче) дают возможность применять пленки невысокой чувствительности и фотографировать быстродвижущиеся объекты.

Приборы, используются как в качестве основного источника света, так и дополнительного (например, для подсветки теней при контровом свете и в других случаях).

Основные узлы приборов:

импульсный источник света - газоразрядная лампа, наполненная инертным газом, обычно ксеноном;

устройство поджига лампы, состоящего из повышающего трансформатора и вспомогательных элементов;

накопитель электрической энергии - один или несколько конденсаторов большой емкости;

устройство электропитания - батарея гальванических элементов или аккумуляторов, преобразователь напряжения, выпрямитель переменного тока, приспособление для подключения к электросети или к другому источнику питания.

Узлы объединены в единую конструкцию, состоящую из корпуса с отражателем, или скомпонованы в два и более блоков.

Принцип действия электронных импульсных фотовспышек одинаков. Отличаются они лишь величиной номинальной энергии, ведущим числом, способом питания, дополнительными приспособлениями. Рассмотрим работу таких приборов на примере импульсной фотовспышки ЭВ-1 ("Молния") (рис. IV.1).

Таблица IV.5. Рекомендуемые осветительные лампы

Конденсатор большой емкости C2, подключенный к газоразрядной лампе Л2, заряжается от батареи Б до рабочего напряжения (около 300 В). Об этом сигнализирует неоновая лампа Л1.

При срабатывании затвора фотоаппарата синхроконтакты замыкаются, в результате заряженный конденсатор небольшой емкости C1 подключается к первичной обмотке повышающего трансформатора Тр.

Рис. IV. I. Принципиальная схема ЭВ-1

Импульс высокого напряжения (несколько тысяч вольт), индуцированный во вторичной обмотке и подведенный к вспомогательному электроду импульсной лампы, ионизирует газ, и по лампе Л2 кратковременно протекает электрический ток, вызывая вспышку света.

Источники питания электронных импульсных фотовспышек различные. В одних типах используются батареи напряжением около 300 В; другие работают от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В; третьи - от низковольтных источников напряжения (малогабаритных батарей или аккумуляторов). Некоторые импульсные осветители рассчитаны на универсальное питание.

В простых импульсных осветителях применяются батареи типа ЗЗО-ЭВМЦГ-1000 с номинальным напряжением около 300 В. Такова, например, фотовспышка ЭВ-1.

Электронные импульсные фотовспышки, питающиеся от электросети, имеют встроенный выпрямитель, обычно однополупериодный, выполненный на полупроводниковых диодах (рис. IV.2). Накопительный конденсатор в них заряжается почти до амплитудного значения напряжения электросети, т. е. примерно до 300 В (при напряжении сети 220 В). Такой тип питания применен в фотовспышках СЭФ-3, "Свет" и в ряде других.

Рис. IV.2. Принципиальная схема прибора с питанием от электросети

Более удобны импульсные фотовспышки, работающие от батарей карманного фонаря, элементов питания 373 и т. д. Главное их достоинство - автономность питания, удобство в работе.

В качестве автономных источников питания могут быть использованы и аккумуляторы. Они освобождают фотографа от частой смены разрядившихся батарей. Для повышения низкого напряжения (несколько вольт) до рабочего (около 300 В) применяют преобразователи напряжения на полупроводниковых приборах - транзисторах и дирдах. Напряжение постоянного тока низковольтной батареи преобразуется в переменное, которое повышается трансформатором до рабочего, а затем выпрямляется для зарядки накопительного конденсатора.

Ряд преобразователей напряжения имеет автоматическое устройство для включения (при новой зарядке или подзарядке конденсатора) и выключения (при достижении рабочего напряжения на конденсаторе). Фотовспышки с таким автоматическим устройством более экономичны.

Электронные импульсные фотовспышки ФИЛ-11М, "Электрон" и ряд других снабжены преобразователями на транзисторах. "Свет", "Фотон" и некоторые другие могут питаться от преобразователя типа ПН-70. В импульсных фотовспышках ранних выпусков использовались электромеханические преобразователи напряжения, но они менее надежны и создают повышенный шум при работе.

Фотовспышки ФИЛ-9, "Заря" отличаются от рассмотренных приборов тем, что они не снабжены накопительным конденсатором. Широкого распространения эти фотовспышки не получили, так как работают только от сети переменного тока, имеют низкую стабильность энергии вспышки и другие недостатки.

Регулировка энергии вспышки. Энергия вспышки E зависит от емкости накопительного конденсатора C, напряжения на нем и определяется следующим соотношением:

Энергию вспышки можно регулировать подключением одного, двух или нескольких конденсаторов к газоразрядной лампе с помощью специального переключателя. В этом случае величина энергии изменяется в два и более раз, в зависимости от конструкции фотовспышки.

Энергия уменьшается при снижении напряжения питания. Это может произойти, например, из-за разрядки батареи. Но для регулировки энергии вспышки снижение напряжения использовать нельзя.

Ведущее число. Произведение расстояния (в метрах) от фотовспышки до объекта съемки на число деления шкалы диафрагмы объектива есть ведущее число. Зная ведущее число и расстояние от фотовспышки до объекта съемки, можно определить число диафрагмы объектива:

Например: если ведущее число 28, расстояние - 5 м, то число диафрагмы 28/5 составит 5,6.

При уменьшении энергии вспышки в два раза ведущее число уменьшается в √2 раза, при уменьшении энергии в четыре раза ведущее число уменьшится в два раза и т. д.

Ведущее число зависит не только от энергии вспышки, но и от угла рассеяния светового пучка, от конструкции отражателя, от чувствительности фотопленки. Обычно ведущее число указывается для пленки чувствительностью 65 ед. ГОСТ, реже - для других. Если предполагается использовать пленку иной чувствительности, то ведущее число определяется так:

Допустим, ведущее число для пленки чувствительностью 65 ед. ГОСТ равно 20. Необходимо определить ведущее число для пленки чувствительностью 130 ед. ГОСТ.

Изложенным выше способом определяют диафрагму при съемках объектов средней яркости. Если объект съемки светлый (белый), то число диафрагмы увеличивают (например, устанавливают 8 или 11), для более темного объекта число диафрагмы уменьшают (например, до 4 или 2,8). Кроме того, фактические значения энергии и ведущих чисел могут несколько отличаться от номинальных (указанных в паспорте фотовспышки). Это происходит из-за отклонения емкости конденсаторов в пределах их допусков, изменения питающего напряжения и ряда других факторов. В большинстве случаев такие отклонения незначительны и их можно не принимать во внимание. Если же экспозиция должна быть более точной, следует уточнить ведущее число при пробной съемке.

Сменные объективы при съемке с импульсной фотовспышкой

Большинство импульсных фотовспышек рассчитано на использование штатных объективов. Однако можно применять и более длиннофокусные объективы. Но в этом случае эффективность вспышки снижается. При съемке широкоугольным объективом плоскость кадра окажется освещенной неравномерно, что иногда используется в качестве изобразительного приема. Значения угла рассеяния светового пучка приводятся в описаниях импульсных фотовспышек.

В ряде фотовспышек (ФИЛ-100, ФИЛ-101, ФИЛ-102) допускается регулировка угла рассеяния светового пучка в пределах 30 - 85°. В этом случае изменяется и ведущее число соответственно от 28 до 18. При работе с такими фотовспышками полностью используется световой поток и при смене объективов, а плоскость кадра освещается равномерно.

Электронные импульсные фотовспышки с двумя осветителями используются только в том случае, если они имеют два или более накопительных конденсатора (например, "Луч"). К одному конденсатору подключать два осветителя (две газоразрядные лампы) нельзя. Энергия вспышки неизменна как при работе с одним осветителем, так и с двумя, если общая емкость накопительных конденсаторов, подключенных к одному осветителю, равна общей емкости конденсаторов, подключенных к двум осветителям.

Дистанционное включение. Выпускается комплект из двух фотовспышек типа ФИЛ-102, один из которых оборудован светоприемником (светосинхронизатором). В этом случае поджиг газоразрядной лампы происходит под воздействием импульса света осветителя, устройство синхронизации которого подключено (электрически) к синхроконтактам фотоаппарата. Светосинхронизатором оснащен прибор ФИЛ-101. Он может быть использован в паре с любой другой фотовспышкой. Так отпадает надобность в электрическом соединении цепей синхронизации второй фотовспышки (имеющей светосинхронизатор) с аппаратом и с первой фотовспышкой. Это дает возможность произвольно размещать прибор на удалении от аппарата. Недостаток конструкции: может происходить включение фотовспышки под воздействием "чужого" прибора.

Импульсные фотовспышки с бескабельным соединением цепей синхронизации. Новые модели фотоаппаратов (ФЭД-5, "Практика" и др.) снабжены обоймой для крепления фотопринадлежностей с электрическими контактами. Если установочные салазки импульсного осветителя также снабжены соответствующими контактами, соединение их цепей синхронизации происходит автоматически при установке фотовспышки на аппарат (без подключения кабеля синхронизации). Промышленность выпускает ряд фотовспышек с соединением цепей синхронизации без кабеля. Одна из последних моделей - "Электроника В5-21".

Фотовспышки прежних моделей с кабелем синхронизации также можно подключить к "Практике", но через адаптер с центральным контактом.

Основные параметры электронных импульсных осветителей приведены в табл. IV.6.

Таблица IV.6. Параметры электронных импульсов фотовспышек

Сокращения, принятые в таблице:

127, 220 - питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В;

300 - питание от источника постоянного тока напряжением 300 В;

Акк - аккумулятор, например 2НКГ - 0,7ДВ (2,5В);

Зу - зарядное устройство;

2Б, 4Б - две или четыре низковольтные батареи, например типа 3336Л или 3336У;

4Э - четыре элемента типа "373" ("Сатурн", "Марс");

Вм - вибропреобразователь напряжения (электромеханический);

Пт - преобразователь напряжения транзисторный.