CN106997138A - 闪光放电装置及使用该闪光放电装置的闪光灯装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供闪光放电装置及使用该闪光放电装置的闪光灯装置。闪光放电装置具备：阴极端子；阳极端子；触发端子；多极闪光放电管，其具有被填充了稀有气体的管、设于管的外表面且与触发端子连接的透明电极、和配置在管内的三个以上的电极；以及开关电路，其用于从三个以上的电极中选择至少一个电极并与将其阴极端子或者阳极端子连接。三个以上的电极中至少另一个电极与阳极端子或者阴极端子固定连接。或者，开关电路从三个以上的电极中选择至少另一个电极并将其与阳极端子或者阴极端子连接。

Description

闪光放电装置及使用该闪光放电装置的闪光灯装置
技术领域
本发明涉及闪光放电装置及使用该闪光放电装置的闪光灯装置。
背景技术
在数码相机、智能电话、移动电话等中内置有闪光放电装置例如使用氙气管的闪光灯装置。
图10是示出以往的闪光放电装置的剖面图(参照：日本特开2013－104898号公报、日本特开2012－204231号公报、日本特开2006－244897号公报、日本特开2005－142075号公报)。在图10中，闪光放电装置具有阴极端子C、阳极端子A、被施加开始放电用的触发电压VT的触发端子T及二极闪光放电管100。在二极闪光放电管100中，将与阴极端子C及阳极端子A连接的弧光放电用的阴极电极101c及阳极电极101a固定于玻璃珠102，并在玻璃管103中穿通而熔敷于玻璃管103的两端。此时，在玻璃管103中气密地封入0.8～1.5气压的稀有气体例如氙气。另外，在阴极电极101c的前端预先固定电子容易释放用的金属烧结体104。并且，在玻璃管103的外表面中与弧光放电部接触的部分设置与触发端子T连接的透明电极105。
发明内容
发明要解决的问题
但是，在图10所示的以往的闪光放电装置中，在设于玻璃管103的两端的阴极电极101c和阳极电极101a之间产生弧光放电，因而放电区域固定，因此不能可变地控制产生闪光发光的范围。其结果是，在使用了图10所示的以往的闪光放电装置的闪光灯装置中，在想要实现配光控制的情况下，必须设置使光学部件例如反射镜、透镜工作的机构，存在闪光灯装置大型化的问题。例如，如图11所示，在二极闪光放电管100的后方设置反射镜200，在二极闪光放电管100的前方设置透镜300。在进行广角配光的情况下，如图11(A)所示，将反射镜200和透镜300之间的距离控制得比较小，而在进行望远配光的情况下，如图11(B)所示，将反射镜200和透镜300之间的距离控制得比较大。
用于解决问题的手段
为了解决上述的问题，本发明的闪光放电装置具备：阴极端子；阳极端子；触发端子；多极闪光放电管，其具有被填充了稀有气体的管、设于管的外表面且与触发端子连接的透明电极、和配置在管内的三个以上的电极；以及开关电路，其用于从三个以上的电极中选择至少一个电极并将其与阴极端子或者阳极端子连接。此时，三个以上的电极中至少另一个电极与阳极端子或者阴极端子固定连接。或者，开关电路从三个以上的电极中选择至少另一个电极并将其与阳极端子或者阴极端子连接。
并且，本发明的闪光灯装置具备：上述的闪光放电装置；发光电路，其与闪光放电装置的阴极端子、阳极端子及触发端子连接，用于使多极闪光放电管发光；开关元件，其与发光电路连接，接收发光指令信号而使发光电路激活；电容器，其与发光电路及开关元件连接；升压电路，其用于对电容器充电；以及控制单元，其发送控制闪光放电装置的开关电路的开关控制信号、充电指令信号及发光指令信号。
发明效果
根据本发明，能够通过开关电路可变地控制闪光放电装置产生闪光发光的范围，因此能够使闪光灯装置小型化。
附图说明
图1是示出本发明的闪光放电装置的第1实施例的剖面图。
图2是说明图1的三极闪光放电管的配光控制的表。
图3是示出图1的闪光放电装置的变更例的剖面图。
图4是说明图3的三极闪光放电管的配光控制的表。
图5是示出本发明的闪光放电装置的第2实施例的剖面图。
图6是说明图5的五极闪光放电管的配光控制的表。
图7是说明图5的五极闪光放电管的配光控制的表。
图8是示出本发明的闪光放电装置的第3实施例的剖面图。
图9是示出包括图1、图3、图5或者图8的闪光放电装置的闪光灯装置的电路图。
图10是示出以往的闪光放电装置的剖面图。
图11是说明图10的闪光放电装置的问题的图。
标号说明
1A、1B：三极闪光放电管；1C、1D：五极闪光放电管；11c、11c’：阴极端子；11a：阳极端子；11-1、11-2、11-3、11-4、11-5：电极；12：玻璃珠；13：玻璃管：14金属烧结体；15：透明电极；2A、2B、2C：开关电路；SW1、SW2、SW2-1、SW2-2、SW3、SW3-1、SW3-2、SW4-1、SW4-2、SW5：开关；31：LTCC基板；31-1、31-2、31-3、31-4：基板；11’-1、11’-2、11’-3、11’-4、11’-5：外部电极焊盘；11”-1、11”-2、11”-3、11”-4、11”-5：通孔；31：透光部件；33：树脂层；34：透明电极；91：控制单元；92：升压电路；93：二极管；94：电解电容器；95：绝缘栅双极晶体管(IGBT)；96：发光电路；961：共振用线圈；962：共振用电容器；963a：触发电容器；963b：1次线圈；963c：2次线圈；964：二极管；965：二极管；966：电阻；967：电阻；S1：开关控制信号；S2：充电指令信号；S3：发光指令信号；100：二极闪光放电管；101c：阴极电极；101a：阳极电极；102：玻璃珠；103：玻璃管；104：金属烧结体；105：透明电极；C：阴极端子；A：阳极端子。
具体实施方式
图1是示出本发明的闪光放电装置的第1实施例的剖面图。在图1中，闪光放电装置由阴极端子C、阳极端子A、触发端子T、三极闪光放电管1A及开关电路2A构成。
在三极闪光放电管1A中，将弧光放电用的阴极电极11c、11c’、阳极电极11a固定于玻璃珠12，在玻璃管13两端部及中央部中穿通而将玻璃管13熔敷。此时，在玻璃管13中气密地封入0.8～1.5气压的氙气。在这种情况下，在阴极电极11c、11c’的前端预先固定电子容易释放用的金属烧结体14。阴极电极11c、11c’、阳极电极11a使用钨、钼等，它们的间隔为5～30mm，被施加电位差180～350V。并且，关于玻璃管13的与弧光放电部接触的部分，在玻璃管13的外表面，设置与触发端子T连接的透明电极15，触发端子T被施加放电起动用的触发电压VT＝2.5～8.0kV。
开关电路2A由连接于阴极电极11c和阴极端子C之间的开关SW1、及连接于阴极电极11c’和阴极端子C之间的开关SW2构成。根据开关电路2A的开关SW1、SW2的导通、断开动作，进行三极闪光放电管1A的配光控制。
图2是说明图1的三极闪光放电管1A的配光控制的表。即，三极闪光放电管1A在开关SW1、SW2都导通时处于整面配光状态。并且，在开关SW1导通、SW2断开时处于左半侧部分的左配光控制。另外，在开关SW1断开、SW2导通时处于右半侧部分的右配光控制。此外，三极闪光放电管1A在开关SW1、SW2都断开时处于停止状态。
在图1的闪光放电装置中，从三个电极与至少一个阳极端子A连接，通过开关电路2A从三个电极中选择至少另一个电极与阴极端子C连接。
图3示出图1的闪光放电装置的变更例。在图3中，设置三极闪光放电管1B及开关电路2B取代图1的三极闪光放电管1A及开关电路2A。
在三极闪光放电管1B中，将图1的三极闪光放电管1A的阴极电极11c、11c’及阳极电极11a置换为兼用的电极11-1、11-2、11-3。在这种情况下，在所有的电极11-1、11-2、11-3设置金属烧结体14。另外，即使在电极用作阳极电极的情况下，金属烧结体14也不会成为任何障碍。
在开关电路2B中，在电极11-1和阴极端子C之间设置开关SW1。并且，在电极11-2和阴极端子C之间设置开关SW2-1，在电极11-2和阳极端子A之间设置开关SW2-2。另外，开关SW2-1、SW2-2不会同时导通，以防止短路。此外，在电极11-3和阳极端子A之间设置开关SW3。根据开关电路2B的开关SW1、SW2-1、SW2-2、SW3的导通、断开动作，进行三极闪光放电管2A的配光控制。
图4是说明图3的三极闪光放电管2A的配光控制的表。即，三极闪光放电管1B在开关SW1、SW3都导通、开关SW2-1、SW2-2断开时处于整面配光状态。并且，在开关SW1、SW2-2导通、SW2-1、SW3断开时处于左半侧部分的左配光控制。另外，在开关SW2-1、SW3导通、开关SW1、SW2-2断开时处于右半侧部分的右配光控制。此外，开关SW1、SW2-1、SW2-2、SW3全部断开时，三极闪光放电管1B处于截止状态。
在图3的闪光放电装置中，通过开关电路2B从三个电极中选择至少一个电极与阴极端子C连接，并且从三个电极中选择至少另一个电极与阳极端子A连接。
图5是示出本发明的闪光放电装置的第2实施例的剖面图。在图5中，闪光放电装置由阴极端子C、阳极端子A、触发端子T、五极闪光放电管1C及开关电路2C构成。
在五极闪光放电管1C中，将图3的三个电极11-1～11-3置换为五个电极11-1～11-5。在这种情况下，在所有的电极11-1～11-5设置金属烧结体14。
在开关电路2C中，与图3的开关电路2B一样，在电极11-1和阴极端子C之间设置开关SW1。并且，在电极11-2和阴极端子C之间设置开关SW2-1，在电极11-2和阳极端子A之间设置开关SW2-2。另外，开关SW2-1、SW2-2不会同时导通，以防止短路。在电极11-3和阴极端子C之间设置开关SW3-1，在电极11-3和阳极端子A之间设置开关SW3-2。另外，开关SW3-1、SW3-2不会同时导通，以防止短路。在电极14-2和阴极端子C之间设置开关SW4-1，在电极11-4和阳极端子A之间设置开关SW4-2。另外，开关SW4-1、SW4-2不会同时导通，以防止短路。此外，在电极11-5和阳极端子A之间设置开关SW5。根据开关电路3B的开关SW1、SW2-1、SW2-2、SW3-1、SW3-2、SW4-1、SW4-2、SW5的导通、断开动作，进行五极闪光放电管1C的配光控制。
图6、图7是说明图5的五极闪光放电管1C的配光控制的表。在图6、图7中，将五极闪光放电管1C的配光状态分类为4种配光状态即左端配光状态、左中央配光状态、右中央配光状态及右端配光状态。
在开关SW1、SW2-1导通、其它开关断开时，处于左端配光状态(图6的I)。
在开关SW1、SW3-2导通、其它开关断开时，处于左端配光状态及左中央配光状态(图6的II)。
在开关SW1、SW4-2导通时，处于左端配光状态、右中央配光状态及右端配光状态(图6的III)。
在开关SW1、SW5导通、其它开关断开时，处于整面配光状态(图6的IV)。
在开关SW2-1、SW3-2导通、其它开关断开时，处于左中央配光状态(图7的I)。
在开关SW2-1、SW4-2导通时，处于左中央配光状态及右中央配光状态(图7的II)。
在开关SW2-1、SW5导通、其它开关断开时，处于左中央配光状态、右中央配光状态及右端配光状态(图7的III)。
在开关SW3-1、SW4-2导通、其它开关断开时，处于右中央配光状态(图7的IV)。
在开关SW3-1、SW5导通、其它开关断开时，处于右中央配光状态及右端配光状态(图7的V)。
在图5的闪光放电装置中，通过开关电路2C从五个电极中选择至少一个电极与阴极端子C连接，并且从五个电极中选择至少另一个电极与阳极端子A连接。
图8是示出本发明的闪光放电装置的第3实施例的剖面图。在图8中，设置五极闪光放电管1D取代图5的五极闪光放电管1C，但开关电路使用图5的开关电路2C，因此图8的闪光放电装置的配光控制动作根据图6、图7的表来进行。
在五极闪光放电管1D中，低温同时烧成陶瓷(LTCC)基板31由4层的基板31-1、31-2、31-3、31-4层叠构成，由基板31-3、31-4形成凹部31a。
在基板31-3上的左侧设置电极11-1，在基板31-2上设置电极11-2、11-3、11-4，在基板31-3上的右侧设置电极11-5。电极11-1、11-5经由基板31-1、31-2、31-3内的通孔11”-1、11”-5与基板31-1下的外部电极11’-1、11’-5电连接，电极11-2、11-3、11-4经由基板31-1、31-2内的通孔11”-2、11”-3、11”-4与外部电极11’-2、11’-3、11’-4电连接。外部电极11’-1、11’-2、11’-3、11’-4、11’-5与开关电路2C的各个开关连接。
以覆盖LTCC基板31的凹部31a的方式，在LTCC基板31的上部即基板31-4上设置由石英玻璃等构成的透光部件32。此时，基板1-4和透光部件32之间通过树脂层33例如丙烯酸树脂进行粘接，并用0.8～1.5气压的氙气进行气密密封。
在透光部件32上设有与被施加触发电压VT的触发端子T连接的透明电极34。
这样，在图8的五极闪光放电管1D中，设置由LTCC基板31和透光部件32形成的电子管，取代图1、图3、图5的玻璃管13。
另外，作为图8的五极闪光放电管1D的基板材料使用了LTCC基板，但也可以使用高温同时烧成陶瓷(HTCC)基板、AlN等耐热性绝缘部件。并且，也可以在图8的电极11-1、11-2、11-3、11-4、11-5设置金属烧结体。
在图8的闪光放电装置中，通过开关电路2C从五个电极中选择至少一个电极与阴极端子C连接，并且从五个电极中选择至少另一个电极与阳极端子A连接。
在图1、图3、图5及图8的闪光放电装置中，通常设置三个以上的电极，通过开关电路2A、2B或者2C从三个以上的电极中选择至少一个电极与阴极端子C或者阳极端子A连接。在这种情况下，也可以从三个以上的电极与至少阴极端子C或者阳极端子A固定连接，通过开关电路从三个以上的电极中选择其它至少一个电极与阳极端子A或者阴极端子C连接。并且，也可以通过开关电路从三个以上的电极中选择至少一个电极与阴极端子C连接，并且从三个以上的电极中选择至少另一个电极与阳极端子A连接。
图9是示出包括图1、图3、图5或者图8的闪光放电装置(设为U)的闪光灯装置的电路图。
在图9中，控制单元91例如智能电话主体在发出开关控制信号S1、并设定闪光放电装置U的开关SW1、SW2、SW2-1、SW2-2、…等后，发出充电指令信号S2。然后，发出发光指令信号S3。
充电指令信号S2是在发光指令信号S3即将发出前发出的，用于使升压电路92进行动作，经由二极管93将大容量的电解电容器(或者双电荷层电容器)94充电至规定的发光电压以上的高电压VPP(例如300V)。另外，电解电容器94连接于被供给高电压VPP的高电源线LPP和接地线LGAN之间。
发光指令信号S3被供给到开关元件例如绝缘栅双极晶体管(IGBT)95的栅极。IGBT95用于将使闪光放电装置U发光的发光电路96激活。
用于使闪光放电装置U发光的发光电路96及使发光电路96激活的IGBT95连接于高电源线LPP和接地线LGAN之间。
发光电路96具有在发光指令信号S3发出时进行动作的共振用线圈961及共振用电容器962、和在发光指令信号S3发出时产生触发电压VT的触发电容器963a及一次线圈963b和二次线圈963c。另一方面，发光电路96具有在发光指令信号S3停止时、将在共振用线圈961中蓄积的励磁能量复位的二极管964、以及将在共振用电容器962中蓄积的静电能量复位的二极管965。另外，发光电路96具有在发光指令信号S3停止时、将触发电容器963a的电位上拉的电阻966、以及将共振用电容器962的电位下拉的电阻967。
在IGBT95根据发光指令信号S3的发出而导通时，触发电容器963a及一次线圈963b的串联LC共振电路进行动作。因此，基于该共振的感应电流在二次线圈963c流过，由此在闪光放电装置U的触发电极T产生高电压例如2500V～8000V的触发电压VT，其结果是，被封入闪光放电管内的氙气被离子化而绝缘被破坏。并且，同时，共振用线圈961及共振用电容器962的串联LC共振电路进行动作，在闪光放电管的阳极端子A、阴极端子C之间流过放电电流。其结果是，闪光放电管发光。此时，放电电流急剧增加并急剧减小，因此光量也急剧增加并急剧减小。这样，闪光放电装置U产生闪光。
另外，在上述实施例中示出了三极闪光放电管、五极闪光放电管，但在本发明中也能够使用四极闪光放电管、六极闪光放电管等。
并且，本发明也能够适用于上述的实施例的显而易见的范围内的任何变更。

Claims (6)

1.一种闪光放电装置，其特征在于，该闪光放电装置具备：
阴极端子；
阳极端子；
触发端子；
多极闪光放电管，其具有被填充了稀有气体的管、设于所述管的外表面且与所述触发端子连接的透明电极、和配置在所述管内的三个以上的电极；以及
开关电路，其用于从所述三个以上的电极中选择至少一个电极并将其与所述阴极端子或者所述阳极端子连接。
2.根据权利要求1所述的闪光放电装置，其特征在于，
所述三个以上的电极中至少另一个电极与所述阳极端子或者所述阴极端子固定连接。
3.根据权利要求1所述的闪光放电装置，其特征在于，
所述开关电路从所述三个以上的电极中选择至少另一个电极并将其与所述阳极端子或者所述阴极端子连接。
4.根据权利要求1所述的闪光放电装置，其特征在于，
所述管是气密密封的玻璃管。
5.根据权利要求1所述的闪光放电装置，其特征在于，
所述管是通过将耐热性绝缘部件和透明部件粘接并气密密封而构成的。
6.一种闪光灯装置，其特征在于，该闪光灯装置具备：
权利要求1所述的闪光放电装置；
发光电路，其与所述闪光放电装置的阴极端子、阳极端子及触发端子连接，用于使所述多极闪光放电管发光；
开关元件，其与所述发光电路连接，接收发光指令信号而使所述发光电路激活；
电容器，其与所述发光电路及所述开关元件连接；
升压电路，其用于对所述电容器充电；以及
控制单元，其发送控制所述闪光放电装置的开关电路的开关控制信号、充电指令信号及所述发光指令信号。
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