照相机闪光灯的工作原理

发布: 2011-9-7 | 作者: —— | 来源:guanyanxiao| 查看: 645次 | 用户关注：

照相机闪光灯的工作原理

照明机闪光灯分为两种，一种是普通型闪光灯,另一种是自动调光式闪光灯。现在我们一一介绍其工作原理。

一、普通型闪光灯的基本工作电路
      普通型闪光灯是指闪光输出的能量是不可调的闪光灯，即闪光灯的标称闪光指数GN为一恒定值。
      电路由四部分组成：振荡升压部分、整流充电部分、电压指示部分和脉冲触发闪光部分。
      当电源接通后，利用晶体管V1的开关特性，形成一个间歇振荡，使T1的初级获得一个交变电压，经T1升压，使其次级获得大于300V的交变电压。交变电压经二极管D1半波整流后变成直流电压，对主电容C2和触发电容C3充电储能。当电压充至额定电压的70%左右时，指示电路中的氖灯（Ne）起辉，指示闪光灯处于正常闪光等待状态。当按下按钮AN，触发电路（由R3、C3、T2和Xe组成）产生脉冲电压，在T2的次级感应出瞬间高压（约10kV）脉冲，通过Xe闪光管的触发极使Xe闪光管内氮气电离并导通，电容C2上储存的电能瞬间通过闪光灯管放电转化为光能，完成一次闪光。
      照相机中的内藏闪光灯的工作原理同上。当外界景物的亮度不足时，照相机的测光系统便发出一个低照信息，此时用手动方式或由照相机自动接通闪光电路进行充电和闪光。有的照相机还具有自动控制闪光量的系统（自动调光闪光灯），以获得更准确的曝光。

二、自动调光式闪光灯的工作原理
       闪光灯充足电后，照相机上的闪光同步触点接通闪光电路。在闪光灯发光期间，光从闪光灯发出照射到被摄物体上，从被摄物体反射回来进入照相机（进行曝光）和闪光测光元件上。此测光元件很快将光能量变换成电信号输入积分电路，再由积分电路输出一个与闪光光量值成正比的电信号；当闪光光量值达到合适曝光量的要求时，积分电路的输出电信号便使控制电路触发闪光停止电路，从而使闪光灯熄灭。 由于闪光灯的持续闪光时间是很短的，要对它进行调光，所用的闪光测光元件必须是具有快速响应能力的光敏元件。
      自动调光闪光灯的控制方式按其电路结构不同，可分为并联式和串联式两种。 在主闪光灯管Xe的两端并联一个泄放管V。主闪光灯管的点燃工作电路与普通型的线路相同。当主闪光灯的发光量达到某个基准值时，通过测光元件接收，积分电路和控制电路触发泄放管将主控制方式中尚未泄放的能量立即泄放，使主闪光管熄灭。
      并联式自动调光闪光灯的电路结构简单，价格低，应用较多。但因它每次都将主电容未放完的剩余能量全部泄放完，所以再充电时间长，电池的消耗大。串联控制方式是将半导体开关元件晶闸管整流器SCR与主闪光灯串联在在一起，当主闪光灯管输出的光量达到合适曝光的要求时，晶闸管整流器SCR 自动切断放电回路，使主闪光灯管立即熄灭，实现自动调光控制。串联控制方式的优点是主电容器中剩余的能量仍保存着，因而可以缩短再充电的时间，电池的消耗也相应减少，有利于快速连闪和循环使用。缺点是电路比较复杂，成本较高。

照相机闪光灯的工作原理

一张清晰的图像曝光到胶卷上需要大量光线。对于大多数室内摄影（周围的光线相对较弱）而言，您需要将胶卷长时间曝光或瞬间增加光线强度才能获得清晰的照片。对于大多数拍摄对象而言，增加曝光时间并不合适，这是因为任何快速运动（包括相机本身的移动）都会使照片变得模糊。

电子闪光灯可以解决摄影这个固有的问题，并且使用简单、价格低廉。它们的唯一用途是在您按下快门时发出瞬间亮光，从而在胶卷曝光的瞬间照亮房间。

闪光灯的内部结构

正如全自动相机中所介绍的，一个基本的照相机闪光灯系统有三个主要部分：一块用作电源的小电池、一个实际产生闪光的气体放电管、一个用于连接电源和放电管的电路（由多个电子元件组成）。

系统两端的两个元件非常简单。将电池的两极接通电路时，电池将强制电子通过电路从电池的一极流向另一极。正在移动的电子（即电流）向连接到电路的各个元件提供能量（有关详细信息，请参阅电池工作原理）。

放电管与霓虹灯或荧光灯非常相似。它由一个充满氙气的管子构成，管子的两端是电极，中间是一个金属触发板。

一个典型的照相机闪光灯管（拆去其外壳）

类似于一个微型荧光灯

闪光灯管位于触发板之前。

触发板被向前反射闪光灯光线的反射物质所遮挡。

它的基本原理是通过灯管中的氙气将电流从一个电极传导（移动自由电子）至另一个电极。自由电子在移动时将使氙气原子通电，从而使其发出可见光子（有关原子如何生成光子的详细信息，请参见光的原理）。

处于正常状态的氙气无法导电，这是因为其中的自由电子非常少，也就是说，几乎所有电子都与原子结合在一起，使得氙气中几乎没有带电粒子。要使氙气能够导电，必须向电子与原子的结合体提供自由电子。

另一个照相机闪光灯管设计：

在这根弯曲的灯管中，触发板与灯管上的玻璃直接相连。

这正是金属触发板的作用所在。如果向该板瞬间施加一个很高的正电压（电动势），它将对原子中的负电子施加很强的引力。如果该引力足够强，则它将从原子中拖出电子。这种除去原子中的电子的过程称作离子化。

由于自由电子具有负电荷，因此它们在处于自由状态后，将从负电极移动到正电极。电子在移动时将与其他原子发生碰撞，使得这些原子也失去电子，从而使氙气离子化。高速运动的电子将与氙气原子发生碰撞，从而使其通电并产生光（有关更多信息，请参见荧光灯工作原理）。

完成此过程需要相对较高的电压（电“压力”）。在两个电极之间移动电子需要数百伏电压，而产生足以使氙气导电的自由电子需要几千伏电压。