JP2002156690A - フラット発光可能なストロボ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ストロボ発光を高周波で連続的に行う際に、使
用部品の小型化及び基板面積の省スペース化を可能と
し、高速シャッタ動作に対応可能なストロボ装置を提供
すること。 【解決手段】発光エネルギー蓄積手段３の蓄積エネルギ
ー量を検知手段６にて検知したり、或いはカメラ周囲の
温度を測温手段９にて検知することにより、蓄積エネル
ギー量が大きかったり、或いは周囲温度が高かったりし
た時は、フラット発光の１回目の発光時間もしくはフラ
ット発光直前の１回の発光における発光時間を長くし、
２回目以降のフラット発光における発光エネルギー量を
少なくして、光量制御手段５でのフラット発光のための
スイッチングロスを減らすことにより、スイッチング素
子の小型化及び基板面積の省スペース化を実現すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォーカルプレー
ンシャッタがスリット露光するときに、露光中均一な光
量で発光を持続するフラット発光可能なストロボ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ等の撮像装置において、被写体が
暗いときにも良好な撮影ができるように人工光を投射す
るストロボ装置が使われている。

【０００３】周知のように、フォーカルプレーンシャッ
タでは、先幕と後幕の２枚の幕をスタート時間をずらし
て走らせてシャッタ速度を調整している。つまり、先幕
が走りだしてから、設定したシャッタ速度の時間だけ遅
らして後幕を走らせる。

【０００４】シャッタ速度をより速く設定すると、前幕
（先幕）の後端と後幕の先頭の間の空隙はフィルムフォ
ーマットに対応した一定間隔から徐々に狭まり、ついに
は細長いスリット状を形成してフィルムの前を走ること
になる。

【０００５】このような速いシャッタ速度でストロボを
同調・発光して撮影するとストロボ光は一瞬だけ光る閃
光であるから、フィルム画面の一部分（スリットの部
分）しか露光できない。

【０００６】そこで、フォーカルプレーンシャッタを採
用しているカメラにおいて、スリット露光での撮影時に
露光ムラが起きないようにストロボ発光を高周波で連続
的に発光させるフラット発光方法が特開昭６０−２２５
８３３号公報に提案されている。この公報では、フォー
カルプレーンシャッタの先幕と後幕とで形成されるスリ
ットが走行している間、連続または間欠発光するという
フラット発光ストロボ装置が提案されている。このよう
なフラット発光ストロボ装置においては、制御回路での
発光のオンオフを短い時間に速いスイッチング動作で行
なう必要がある。

【０００７】ストロボ発光を高周波で行うとき、発光管
として使用するキセノン管（以下、Ｘｅ管という）の電
流をオン・オフ制御するスイッチング素子が必要となっ
てくるが、該スイッチング素子として、大電流が制御で
きるＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ln
sulated Gate Bipolor Transistorの略）が採用されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＧＢＴの
ようなスイッチングが遅い（ＦＥＴ単体性能と比較し
て）素子により発光のオン、オフを行う場合、スイッチ
ング時間が長いためスイッチングロスが大きくなってし
まう。そのため、高速でスイッチングを繰返すフラット
発光のような制御では、スイッチングロスからくる発熱
が大きくなり、最悪ＩＧＢＴ破壊につながる危険があ
る。これにより発光周波数が制限されてしまい高速シャ
ッタスピードにフラット発光が対応できないことがあ
る。つまり、発光周波数が２倍になれば、スイッチング
ロスも２倍になり発熱もほぼ２倍に上昇するため、高速
シャッタスピードに対応するように高い発光周波数を設
定することができないという問題がある。

【０００９】この問題を解決するためには、スイッチン
グ素子を定格の大きいものに変更するなどの対策もある
が、コストアップや部品の大型化による基板必要面積の
増加のデメリットを生じる。

【００１０】また、特開平９−５１６６７号公報のよう
に高速にスイッチングできるドライブ回路を具備させ、
スイッチング速度をあげてスイッチングロスを少なくす
る方法があるが、部品の増加を招き、コストアップと基
板面積の増加のデメリットを生じる。

【００１１】そこで、本発明は上記の問題に鑑み、スト
ロボ発光を高周波で連続的に行う所謂フラット発光を行
う際に、使用部品の小型化及び基板面積の省スペース化
が可能であり、高速シャッタ動作に対応することができ
るフラット発光可能なストロボ装置を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電源
と、発光エネルギーを蓄積する蓄積手段と、前記蓄積手
段に蓄えられたエネルギーを光に変換する発光手段と、
前記発光手段の光量ならびに発光持続時間を制御する光
量制御手段と、を具備するストロボ装置において、前記
蓄積手段の蓄積エネルギー量を検知する蓄積エネルギー
量検知手段と、周囲の温度を測定する測温手段の少なく
とも１つを具備し、前記蓄積エネルギー量検知手段によ
り検知される蓄積エネルギー量と前記測温手段により検
知された周囲温度の少なくとも１つの情報によりフラッ
ト発光の１回目の発光時間もしくはフラット発光直前の
１回の発光における発光時間を変更可能としたことを特
徴とするものである。

【００１３】請求項１の発明においては、発光エネルギ
ーを蓄積する蓄積手段の蓄積エネルギー量を検知するこ
とにより、蓄積エネルギー量が大きければ、フラット発
光の１回目の発光時間もしくはフラット発光直前の１回
の発光における発光時間を長くし、２回目以降のフラッ
ト発光における発光エネルギー量を少なくでき、フラッ
ト発光のための光量制御手段であるスイッチング素子の
発熱量を少なくして該スイッチング素子を保護すること
ができる。或いは、周囲の温度を測定する測温手段にて
周囲温度を検知することにより、周囲温度が高ければ、
フラット発光の１回目の発光時間もしくはフラット発光
直前の１回の発光における発光時間を長くし、２回目以
降のフラット発光における発光エネルギー量を少なくで
き、フラット発光のための光量制御手段であるスイッチ
ング素子の発熱量を少なくして該スイッチング素子を保
護することができる。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１のストロボ装
置において、カメラのシャッタ速度によりフラット発光
の１回目の発光時間もしくはフラット発光直前の１回の
発光における発光時間を変えることを特徴とする。

【００１５】請求項２の発明においては、請求項１のス
トロボ装置における蓄積エネルギー量又は周囲温度の高
低に応じてフラット発光の１回目の発光時間もしくはフ
ラット発光直前の１回の発光における発光時間を変える
ことに加えて、例えば、カメラのシャッタ速度が高けれ
ば、スイッチング素子を高速スイッチングさせた際の発
熱を防ぐべくフラット発光の１回目の発光時間もしくは
フラット発光直前の１回の発光における発光時間を長く
し、２回目以降のフラット発光における発光エネルギー
量を少なくし、またシャッタ速度が低くくスイッチング
周波数が低くても良い場合は、スイッチングによる発熱
は少ないのでフラット発光の１回目の発光時間もしくは
フラット発光直前の１回の発光における発光時間を短く
し、２回目以降のフラット発光における発光エネルギー
量を多くして、露光に多くの光量を使用することができ
る。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１のストロボ装
置において、発光回数カウント手段と、計時手段を具備
し、所定時間内に発光した回数により、フラット発光の
１回目の発光時間もしくはフラット発光直前の１回の発
光における発光時間を変えることを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明においては、請求項１のス
トロボ装置における蓄積エネルギー量又は周囲温度の高
低に応じてフラット発光の１回目の発光時間もしくはフ
ラット発光直前の１回の発光における発光時間を変える
ことに加えて、例えば、所定時間内に発光した回数が多
ければ、スイッチング素子が発熱しつつあるので、フラ
ット発光の１回目の発光時間もしくはフラット発光直前
の１回の発光における発光時間を長くし、２回目以降の
フラット発光における発光エネルギー量を少なくし、ス
イッチング素子を保護することができる。また、所定時
間内に発光した回数が少なければ、スイッチング素子の
スイッチングによる発熱は少ないのでフラット発光の１
回目の発光時間もしくはフラット発光直前の１回の発光
における発光時間を短くし、２回目以降のフラット発光
における発光エネルギー量を多くして、露光に多くの光
量を使用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明に係るストロボ装置の
ブロック図を示す。ここでは、カメラに用いられるフラ
ット発光可能なストロボ装置について説明する。

【００１９】図１において、ストロボ装置は、電池など
の電源１と、該電源１の電圧を昇圧する電源電圧昇圧手
段２と、該昇圧手段２で昇圧された電圧で電荷を蓄積す
る発光エネルギー蓄積手段３と、該発光エネルギー蓄積
手段３により蓄えられたエネルギーを光に変換する発光
手段４と、該発光手段４に流れる電流をオン・オフする
ことにより発光量をスイッチング制御する光量制御手段
５と、該発光エネルギー蓄積手段５に蓄積されたエネル
ギーを検知する蓄積エネルギー量検知手段６と、発光手
段４に、数ｋＶの高電圧を印加することにより発光を促
すトリガ手段７と、カメラ周囲の温度を検知する測温手
段９と、カメラ全体の動作シーケンスを司り、電源電圧
昇圧手段２，光量制御手段５，トリガ手段７を制御する
メイン制御手段８とを有して構成されている。

【００２０】上記メイン制御手段８は、蓄積エネルギー
量検知手段６、測温手段９、被写体の明るさを検知する
測光手段１０、フィルムのＩＳＯ感度示すパトローネの
ＤＸコードを読み取るフィルムＩＳＯ感度検知手段１
１、被写体までの距離を検知する測距手段１２などから
の検知情報を取得する。そして、メイン制御手段８は、
前記測光手段１２とフィルムＩＳＯ感度検知手段１１と
測距手段１２の出力から、演算を行うか、またはデジタ
ル値記憶手段１４に記憶されたテーブルデータを参照す
ることにより、必要な露光時間やレンズ駆動量を求め
て、レンズ，シャッタ，絞りなどで構成される露光手段
１３を制御する。

【００２１】また、カメラは、ユーザが操作のために触
れるスイッチ部材１５と該スイッチ部材１５がユーザに
よって操作されたことを検知するスイッチ検知手段１６
を有しており、メイン制御手段８は、ユーザが実施した
シャッタスピード設定，撮影モード設定，レリーズ操作
などを検知できるようにしている。

【００２２】上記構成によるカメラにおいて、ユーザの
設定情報、測光手段１０による測光データ、フィルムＩ
ＳＯ感度検知手段１１によるフィルムＩＳＯ感度情報、
測距手段１２による被写体までの距離情報の少なくとも
１つの情報により、メイン制御手段８がシャッタ露光動
作がスリット露光となる高速秒時を選択し、かつメイン
制御手段８がユーザー操作情報などに基づいてストロボ
発光が必要と判断したときにおいて、ストロボ装置は、
フラット発光を行わなくてはならなくなる。

【００２３】高周波で発光する場合、発光手段４に流れ
る電流を制御する光量制御手段５は、大電流を数ｍｓ〜
数十ｍｓの間オン・オフを繰返さなくてはならない。こ
のときオン状態からオフ状態へ、オフ状態からオン状態
ヘ移行するとき発生するスイッチング損失が発熱となる
が、この発熱は、 オン時間が同じなら、発光エネルギー蓄積手段３に蓄
えれられた電荷が大きいほどオン時の電流が大きいの
で、オン状態からオフ状態に移行するときの損失も大き
くなり発熱も大きくなる。

【００２４】よって、逆に発光エネルギー蓄積手段３に
少ない電荷しかなければ、発熱は減ることになる。

【００２５】発光が高周波なほど、光量制御手段５に
おけるスイッチングの回数も増加するので１回のフラッ
ト発光でスイッチング損失に基づいて発生する発熱はよ
り大きくなる。

【００２６】一方、このフラット発光の周波数は、露光
時間が短い高速シャッタ秒時のときほど、高く設定しな
ければ、露光ムラが起きてしまうといった問題が起こ
る。つまり高速なシャッタ動作時ほど発熱量が大きくな
る。

【００２７】とより、シャッタ秒時が速く、周波数
が高いフラット発光が必要な場合は、発光エネルギー蓄
積手段３に蓄えられたエネルギーを減らしてから、フラ
ット発光を行えば、光量制御手段５の発熱を減らすこと
ができ、より周波数が高いフラット発光に対応できるこ
とになる。

【００２８】ここで、本発明では、蓄積された発光エネ
ルギーを減らす手段として、フラット発光の第１回目の
発光時間を必要な発光周波数に応じて変えることによ
り、光量制御手段５が破壊しないように制御するもので
ある。すなわち、周波数が高くなるほどフラット発光第
１回目の発光時間を長くすることにより、２回目以降の
スイッチングでは、比較的少ない電流をスイッチングす
れば良いので発熱を抑えることができる。

【００２９】実際には、フラット発光つまり高周波発光
では、シャッタが露光開始する前から１回目の発光を始
めるようにするので、１回目を大きく光らせても露光ム
ラの問題は起きない。或いは、フラット発光と同時にシ
ャッタが露光開始するにしても、フラット発光直前に１
回の発光を行った後に、高周波によるフラット発光に移
行するようにしてもよい。

【００３０】また、シャッタ秒時が遅くフラット発光が
低い発光周波数でも良い場合には、フラット発光第１回
目の発光時間を短くすることにより、蓄積エネルギーを
より効率的に露光時に使うことができる。

【００３１】さらに、蓄積エネルギー量検知手段６によ
り検知した蓄積エネルギーの大小に応じてメイン制御手
段８が光量制御手段５を制御してフラット発光１回目の
発光時間を変えることにより、２回目以降の発光開始時
の発光エネルギー蓄積量を調整してもよい。蓄積エネル
ギー量が大きいときは、フラット発光１回目の発光時間
を長くして２回目以降の高周波スイッチング時の蓄積エ
ネルギー量を減らしフラット発光中の発熱を抑えるよう
にする。

【００３２】またさらに、測温手段９により測定した周
囲温度に応じて、メイン制御手段８は、カメラの周囲が
非常に高い温度にあるときは光量制御手段５を制御し
て、フラット発光１回目の発光時間を長くしてフラット
発光中の発熱を抑えて光量制御手段５が定格温度以上に
なるのを防ぎ、カメラの周囲が低温の場合はフラット発
光１回目の発光時間を短くすることで露光時に発光エネ
ルギーをより多く使うことができる。

【００３３】以上、本発明によれば、シャッタ速度，蓄
積エネルギー量，又は周囲温度に応じて発光エネルギー
の蓄積量を制御することにより、新たな部品を追加する
ことなく、しかも光量制御手段５として定格温度の低い
ものを使用できるので、小型の部品を使用して基板スペ
ースを増やさずに課題を解決することができる。

【００３４】次に、図２を参照して図１のストロボ装置
の具体的な回路構成について説明する。

【００３５】図２では、電源１として電池２１が使用さ
れ、電源電圧昇圧手段２としてトランス２２，スイッチ
ング素子２３及びその入力抵抗２４，整流ダイオードブ
リツジ２５により構成されるインバータ型のＤＣ−ＤＣ
コンバータが使用されている。電源電圧昇圧手段では、
トランス２２の１次側をスイッチング素子であるトラン
ジスタ２３にてオン・オフすることにより２次側に昇圧
された交流電圧を発生させ、これを整流回路であるダイ
オードブリツジ２５にて整流し、発光エネルギー蓄積手
段３であるコンデンサ３０に電荷を蓄積する。

【００３６】このコンデンサ３０の電荷の蓄積量は、抵
抗２７，２８とダイオード２９から成る蓄積エネルギー
量検知回路２６によって電圧として検知される。即ち、
コンデンサ３０の電圧を分圧用抵抗２７，２８の分圧比
で分圧することによって、メイン制御手段８であるＣＰ
Ｕ３８においてＡ／Ｄ変換できる程度の電圧値に変換す
る。この変換した電圧値をＣＰＵ３８に入力し、Ａ／Ｄ
変換することで、コンデンサ３０の電圧レベルを検知す
ることができる。蓄積エネルギー量検知回路２６内のダ
イオード２９は、コンデンサ２７に貯めた電荷が、抵抗
２７，２８の直列回路を通じてグランド（GND）に逃げ
るのを防ぐ役割を果たしている。

【００３７】コンデンサ３０の両端には、Ｘｅ管３１と
ＩＧＢＴ３２のコレクタ・エミッタを直列接続したもの
が並列に接続されている。Ｘｅ管３１はコンデンサ３０
に蓄えられた蓄積エネルギーを光に変える手段として用
いられる。Ｘｅ管３１は、ガラス管内にＸｅガスが封入
されており、放電現象により太陽光にほぼ近い光を放出
する放電ランプである。ＩＧＢＴ３２はスイッチング素
子であって、そのゲートとエミッタ間に入力抵抗３３が
接続され、光量制御手段５を構成している。ＩＧＢＴ３
２は、ＣＰＵ３８から供給されるゲート電圧によって、
Ｘｅ管３１に流れる電流をオン・オフしＸｅ管電流Ｉxe
を制御する。

【００３８】Ｘｅ管３１が発光するには、発光エネルギ
ーがコンデンサ３０に蓄積されている状態で、スイッチ
ング手段であるＩＧＢＴ３２をオンにし、かつＸｅ管３
１に数ｋＶの電圧を印加してＸｅガスを一部イオン化さ
せ放電を起こさなくてはならない。Ｘｅ管３１に数ｋＶ
の電圧を印加するトリガ手段７は、トリガ用トランス３
４，トリガ電圧のエネルギー蓄積用コンデンサ３５，ス
イッチング素子であるサイリスタ３６及びゲート抵抗３
７により構成され、エネルギー蓄積用コンデンサ３５に
電荷が蓄積されている状態（充電完了）でサイリスタ３
６がオンすることによりＸｅ管３１外周の導電性透明電
極３１ａに数ｋＶの高電圧パルスが印加されて放電し発
光可能な状態になる。符号３９はＣＰＵ３８に電源電圧
を供給する電源供給端子である。

【００３９】上記ストロボ装置においては、メイン制御
手段８であるＣＰＵ３８が前記スイッチング手段２３，
３２，３６をそれぞれオン・オフ制御し、発光エネルギ
ー蓄積、発光光量制御、発光開始の各動作が制御される
ことになる。

【００４０】次に、上記図２のストロボ回路における発
光の制御動作について、図３及び図４を参照して説明す
る。ここでは、発光エネルギー蓄積手段３であるコンデ
ンサ３０には、すでに電荷が十分に蓄積されている状態
であるとする。

【００４１】まず、スリット露光の必要がない低速シャ
ッタスピード時の、通常の閃光発光の制御動作について
図３を参照して説明する。

【００４２】図３において、（ａ） はトランジスタ２
３のベース電圧、（ｂ）はサイリスタ３６のゲート電
圧、（ｃ） はＩＧＢＴ３２のゲート電圧、（ｄ）はＸ
ｅ管３１の管電流Ｉxe、（ｅ）はストロボ装置の動作状
態を、それぞれ示している。

【００４３】まず、すべてのスイッチング手段２３、３
２、３６の初期状態はオフ状態である。

【００４４】ＩＧＢＴ３２をオンするために、ＣＰＵ
３８はハイレベル信号（High）を出力し、ＩＧＢＴ３２
ゲートに供給する。このとき、管電流Ｉxeは、まだ流れ
ない。

【００４５】トリガコンデンサ３５を充電する。トラ
ンジスタ２３を、オン・オフすることにより、昇圧手段
（２２〜２５）を起動させ、トリガエネルギー蓄積用の
コンデンサ３５に充電を行う。

【００４６】サイリスタ３６のゲート電圧をハイレベ
ルにする。すなわち、サイリスタ３６をオンしてトリガ
トランス３４の２次側に高電圧を発生させてＸｅ管３１
外周の導電性電極３１ａに印加することでＸｅ管３１を
イオン化・励起状態にする。ここで始めてコンデンサ３
１陽極→Ｘｅ管３１→ＩＧＢＴ３２→コンデンサ３０陰
極のループでＸｅ管電流Ｉxeが流れ、Ｘｅ管３１から光
が放出される。

【００４７】発光を停止するためＩＧＢＴ３２ゲート
電圧をローレベル（Low）にしてＩＧＢＴ３２をオフ状
態にする。すると、管電流Ｉxeが止まり、Ｘｅ管３１は
発光停止する。

【００４８】次に、フラット発光の制御動作について図
４を参照して説明する。

【００４９】まず、すべてのスイッチング手段２３、３
２、３６の初期状態はオフ状態である。

【００５０】ＩＧＢＴ３２をオンするために、ＣＰＵ
３８はハイレベル信号を出力し、ＩＧＢＴ３２ゲートに
供給する。このとき、管電流Ｉxeは、まだ流れない。

【００５１】トリガコンデンサ３５を充電する。トラ
ンジスタ２３を、オン・オフすることにより、昇圧手段
（２２〜２５）を起動させ、トリガエネルギー蓄積用の
コンデンサ３５に充電を行う。

【００５２】サイリスタ３６のゲート電圧をハイレベ
ルにする。すなわ サイリスタ３６をオンしてトリガト
ランス３４の２次側に高電圧を発生させてＸｅ管３１外
周の導電性電極３１ａに印加することでＸｅ管３１をイ
オン化・励起状態にする。ここで始めてコンデンサ３１
陽極→Ｘｅ管３１→ＩＧＢＴ３２→コンデンサ３０陰極
のループでＸｅ管電流Ｉxeが流れ、Ｘｅ管３１から光が
放出される。

【００５３】発光時間を時間Ｔにするため、サイリス
タ３６ゲートがハイレベルになってから時間Ｔ後にＩＧ
ＢＴ３２ゲートをローレベルにする。このとき発光が一
度止まる。ここで数十μｓ以内にＩＧＢＴ３２を再びオ
ン状態にすれば、また発光を開始する。これは、Ｘｅ管
３１のイオン化されたＸｅガスが、発光直後はまだ残っ
ているために、トリガ電圧を印加しなくても発光を再開
できるからである。このことを利用して、１回目の発光
時間Ｔを経過した後は、ＩＧＢＴ３２のオン・オフのみ
で発光のオン・オフを行い、２回目以降のフラット発光
を所望の周波数で実行することができる。

【００５４】〔フラット発光の第１の実施の形態〕次
に、フラット発光の第１の実施の形態について述べる。
図５はＸｅ管３１発光時のＩＧＢＴ３２のコレクタ・エ
ミッタ間電圧（以降Ｖceとする）とコレクタ電流（以降
Ｉxeとする）を示している。

【００５５】図６（ａ）はＩＧＢＴ３２のゲート電圧の
波形を、図６（ｂ）はＸｅ管３１発光中のＩＧＢＴ３２
のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖceとコレクタ電流Ｉxeの
波形を、図６（ｃ）はＩＧＢＴ３２のスイッチング損失
を、それぞれ示している。ＩＧＢＴ３２ゲート電圧をロ
ーレベルからハイレベルに、またはハイレベルからロー
レベルに切り換える瞬間、図６（ｂ）に示すようにＶce
が下降及び上昇する期間に電流Ｉxeが流れている。損失
Ｐは、Ｐ＝Ｖce×Ｉxeと表せるので、ＩＧＢＴ３２の切
り換わる瞬間に図６（ｃ）に示すような損失が発生す
る。これをフラット発光では繰返すため、発光周波数を
ｆ[Hz]、ＩＧＢＴ３２の過渡熱インピーダンス特性とい
う素子固有の発熱係数をα[℃/Ｗ]として、図６（ｃ）
の損失斜線部の面積をＰt [Ws]とすると、 温度上昇TMP[℃]＝Ｐt×ｆ×α で求められる。すなわち周波数が２倍になれば温度もほ
ぼ２倍になるといった特性がある。

【００５６】従って、従来では周波数ｆを上げるには、
より定格の大きく実装面積・コストがより大きいものを
選ばなくてはならなかったり、周辺に回路を追加しなく
てはならなかった。

【００５７】図７は本発明によるスイッチング損失軽減
の効果を、従来例と比較して示している。図７におい
て、（ａ）はＸｅ管３１発光中のＩＧＢＴ３２のコレク
タ・エミッタ間電圧Ｖceとコレクタ電流Ｉxeの波形を、
（ｂ）はＩＧＢＴ３２のスイッチング損失を、それぞれ
示している。

【００５８】ユーザの設定もしくは、フィルムＩＳＯ感
度、被写体の明るさによりシャッタ秒時を速くしなくて
はならないとき、図４に示した１回目の発光時間Ｔを大
きくすることによりコンデンサ３０の電荷を消費してし
まうと、２回目以降はコンデンサ３０の電圧が低い状態
でスイッチングを繰り返すことになる。よって発光中に
流れる電流Ｉxeも減る。従来例のフラット発光時のＶc
e、ＩxeをＶce1、Ｉxe1で示し、本発明における、フラ
ット発光時の発光周波数が高い場合の２回目以降の発光
におけるＶce、ＩxeをＶce2 、Ｉxe2 で示す。

【００５９】本発明によると、図７（ｂ）の点線に示す
ようにスイッチング損失が減ることになり、より高い周
波数の発光に対応することが可能となる。

【００６０】一方、シャッタ秒時が遅いときには、発光
周波数を低くくしても露光ムラが目立たないので、１回
目の発光時間を短くできる。このようにすると、露光中
に、より発光エネルギーを使うことができるので、効率
的である。

【００６１】従って、フラット発光の第１の実施の形態
においては、シャッタスピードが速く設定されたとき
は、フラット発光時の１回目の発光時間若しくはフラッ
ト発光直前の１回の発光における発光時間を長くするよ
うに、スイッチング手段であるＩＧＢＴ３２のオン・オ
フを制御することで、発光エネルギー蓄積手段である蓄
積用コンデンサ３０の蓄積エネルギーを１回目の発光で
減少させてから、２回目以降のフラット発光を行う。ま
た、シャッタスピードが遅く設定されたときは、フラッ
ト発光時の１回目の発光時間若しくはフラット発光直前
の１回の発光における発光時間を短くするように、ＩＧ
ＢＴ３２のオン・オフを制御することで、蓄積用コンデ
ンサ３０の蓄積エネルギーの減少を少なくして、２回目
以降のフラット発光のエネルギーを効率的に露光時に使
うことができる。

【００６２】以上、本発明実施の形態によると、高速シ
ャッタ秒時まで対応でき、コンパクトで低コストのスト
ロボ機能を持つカメラを提供することができる。

【００６３】〔フラット発光の第２の実施の形態〕次
に、フラット発光の第２の実施の形態について図８を参
照して説明する。

【００６４】図８は、フラット発光１回目の発光時間
を、シャッタスピードだけでなく、発光エネルギー蓄積
手段であるコンデンサ３０の電圧に応じて発光時間を変
えるときのテーブルデータをグラフ表示したものであ
る。横軸に１回目の発光時間を、縦軸にコンデンサ電圧
をとってある。Ｓ／Ｓはシャッタスピードに相当するシ
ャッタ秒時を表している。上記テーブルデータはＣＰＵ
３８に接続して設けたメモリ手段（図示せず）に記憶し
てもよいし、ＣＰＵ３８内に設けたメモリに記憶しても
よい。

【００６５】シャッタ秒時が１／８０００のように速い
場合は、高周波で発光しなくてはならない、かつフラッ
ト発光直前の電圧が高いほど、スイッチング損失は増え
るので、１回目で蓄積エネルギーをより多く消費しなく
てはならない。そこで、コンデンサ電圧が高いときに
は、スイッチング手段であるＩＧＢＴ３２のオン期間を
制御することで、１回目の発光時間を長くしている。

【００６６】また、シャッタ秒時（Ｓ／Ｓ）ごとにテー
ブルデータを持つことにより、より柔軟に２回目開始直
前のコンデンサ３０の蓄積エネルギー量をコントロール
することができる。

【００６７】シャッタ秒時１／１０００のラインでは、
コンデンサ電圧が３００Ｖで２０μｓとしており、これ
以下のコンデンサ電圧では発光時間が短くなっていな
い。これは、シャッタ秒時が低くかつコンデンサ電圧が
低い（３００Ｖ以下）場合には１回目発光時間を短くす
る必要がないためであり、このようにすることにより無
駄にテーブルデータを持たなくてもすむ。また図８の例
では、２００Ｖ以下では発光させない場合のテーブルデ
ータを考えているため、２００Ｖ以下はデータが無いこ
とを示している。

【００６８】〔フラット発光の第３の実施の形態〕次
に、フラット発光の第３の実施の形態について図９を参
照して説明する。

【００６９】図９は、カメラの周囲温度により、フラッ
ト発光１回目の発光時間を調節する場合のテーブルデー
タをグラフ表示したものである。横軸に１回目の発光時
間を、縦軸に周囲温度をとってある。上記テーブルデー
タはＣＰＵ３８に接続して設けたメモリ手段（図示せ
ず）に記憶してもよいし、ＣＰＵ３８内に設けたメモリ
に記憶してもよい。

【００７０】ＩＧＢＴ３２の温度は、 ＩＧＢＴ温度＝スイッチング損失による温度上昇＋周囲
温度 であるので、ＩＧＢＴの使用定格温度を守るために、周
囲温度が高いときにはスイッチング損失による温度上昇
を下げなくてはならない。

【００７１】従って、カメラ周囲温度が高いときには、
スイッチング手段であるＩＧＢＴ３２のオン期間を制御
することで、フラット発光時の１回目の発光時間を図９
に示すように長くするように設定する。これにより、コ
ンデンサ３０の蓄積エネルギーを１回目の発光で減らし
てから、２回目以降のフラット発光を行うことでＩＧＢ
Ｔ温度が定格オーバーするのを防ぐことができる。

【００７２】また、カメラ周囲温度が低いときは、フラ
ット発光時の１回目の発光時間を短くするように設定す
ることにより、２回目以降のフラット発光のエネルギー
を効率的に露光時に使うことができる。

【００７３】さらに、図９に示す、周囲温度に対する１
回目の発光時間は、コンデンサ３０の充電電圧が大きけ
れば長く設定されるように、コンデンサ電圧に応じた別
の特性データ（直線）が記載されている。

【００７４】なお、以上、図９ではテーブルデータを表
すグラフとして直線で記載しているが、この直線を階段
状にしてステップ切換えするようにしてもよい。

【００７５】また、フラット発光を連写した場合でか
つ、ＩＧＢＴの温度が徐々に上昇する場合は、所定時間
内の連写回数をカウントしておき、連写回数に応じて、
１回目発光時間を変化させることによりＩＧＢＴを保護
することもできる。これは、メイン制御手段であるＣＰ
Ｕ３８が、ハードウェア的或いはソフトウェア的に発光
回数カウント手段と計時手段を備えることにより、容易
に実現することができる。

【００７６】すなわち、所定時間内に発光した回数が多
ければ、スイッチング素子３２が発熱しつつあるので、
フラット発光時の１回目の発光時間を長くし、２回目以
降のフラット発光エネルギー量を少なくし、スイッチン
グ素子３２を保護することができる。また、所定時間内
に発光した回数が少なければ、スイッチング素子３２の
スイッチングによる発熱は少ないのでフラット発光時の
１回目の発光時間を短くし、２回目以降のフラット発光
エネルギー量を多くして、露光に多くの光量を使用する
ことができる。

【００７７】また、図１に示した測距手段１２による被
写体距離の測定結果に基づき、メイン制御手段であるＣ
ＰＵ３８は、被写体との距離が近い場合（例えば、所定
距離以下の場合）には、ストロボ発光量が小さくても被
写体に光が届くので、スイッチング素子であるＩＧＢＴ
３２の安全マージンを増やすために１回目の発光時間を
長くするようにＩＧＢＴ３２のオン期間を制御するよう
にしても良い。

【００７８】〔フラット発光の第４の実施の形態〕次
に、フラット発光の第４の実施の形態について図１０を
参照して説明する。

【００７９】レンズ焦点距離などの撮影条件により多灯
Ｘｅ管を使い分けるカメラにおいて、特性の異なるＸｅ
管を用いた場合について説明する。それらのＸｅ管のう
ち、１回目の発光時間が短いとイオン化・励起が不十分
でフラット発光が持続しないＸｅ管があった場合、その
イオン化・励起しにくいＸｅ管を発光させるときは１回
目の発光時間を長くすることによりフラット発光を持続
させることができる。Ｘｅ管のうちイオン化し易いもの
については１回目の発光時間を短めに設定することによ
り、露光時間中に発光エネルギーをより多く使用するこ
とができる。

【００８０】図１０に多灯式の発光回路の例を示す。図
２の回路構成に追加された部分のみを示している。図２
の構成に対して、Ｘｅ管４１及びその外周の導電性電極
４1ａ、及びＩＧＢＴ４２及び入力抵抗４３が追加さ
れ、トリガトランス３４の出力がＸｅ管３１，４１両方
に印加できるようになっている点が変更点である。ＩＧ
ＢＴ４２のゲートにはＸｅ管４１を点灯する際に図示し
ないＣＰＵ３８からゲート電圧Ｐ3’が供給されるよう
になっている。

【００８１】図１０の回路動作を、図１１及び図１２を
参照して説明する。Ｘｅ管４１がイオン化・励起しにく
い方の放電ランプであるとして説明する。

【００８２】図１１はイオン化・励起し易い方のＸｅ管
３１の点灯動作を示し、図１２はイオン化・励起しにく
い方のＸｅ管４１の点灯動作を示している。各図におい
て、（ａ） はトランジスタ２３のベース電圧、（ｂ）
はサイリスタ３６のゲート電圧、（ｃ） はＩＧＢＴ３
２のゲート電圧、（ｄ）はＩＧＢＴ４２のゲート電圧、
をそれぞれ示している。

【００８３】イオン化・励起し易いＸｅ管３１でフラッ
ト発光する場合には、図１１に示すようにＩＧＢＴ３２
にのみゲート電圧が供給され、１回目の発光時間がＴ1
となるようにＩＧＢＴ３２のゲート電圧期間が制御され
る。このときＩＧＢＴ４２はゲート電圧が供給されずオ
フ状態であるためＸｅ管４１には電流が流れない。

【００８４】イオン化・励起しにくいＸｅ管４１でフラ
ット発光する場合には、図１２に示すようにＩＧＢＴ４
２にのみゲート電圧が供給され、１回目の発光時間がＴ
2 （Ｔ2 ＞Ｔ1 ）となるようにＩＧＢＴ４２のゲート電
圧期間が制御される。このときＩＧＢＴ３２はゲート電
圧が供給されずオフ状態であるためＸｅ管３１には電流
が流れない。

【００８５】このように、１回目の発光時間ＴをＸｅ管
の特性の違いに応じて変更する制御を行なうことによ
り、多灯式の発光回路において最適なフラット発光が行
える。

【００８６】なお、上記のフラット発光の実施形態１〜
４を通じて、本発明では、フラット発光１回目の発光時
間Ｔを状況に応じて変えることにより高周波対応可能と
しているが、発光時間を変えるのを１回の発光時間では
なく最初の複数回の発光時間と置き換えて実施しても同
様な作用効果を得ることができる。

【００８７】また、発光エネルギー蓄積用コンデンサ３
０への充電完了後レリーズ操作されるまでに経過した時
間を測定し、該経過時間に応じてフラット発光１回目の
発光時間Ｔを変えるようにしても良い。充電完了後経過
時間が例えば所定の時間を越えていれば、蓄積エネルギ
ーの減少が見込まれるので１回目の発光時間Ｔを短くす
るようにし、充電完了後経過時間が所定の時間を越えて
いなければ、充分な蓄積エネルギーが見込まれるので１
回目の発光時間Ｔを長くして蓄積エネルギーを減少させ
スイッチング損失（発熱）を少なくするようにする。

【００８８】以上述べたように本発明の実施の形態によ
れば、フラット発光１回目の発光時間を、発光エネルギ
ー蓄積用コンデンサの電圧値、周囲温度、連続発光回
数、シャッタスピード、充電完了後経過時間等の状況に
応じて切り換えることにより、無駄なエネルギーを消費
することなくＸｅ管をより確実にイオン化し、発光を安
定させることができる。また、周波数の高いフラット発
光を行う必要が出てきた場合、１回目に蓄積エネルギー
を減らし発光エネルギー蓄積用コンデンサの電圧を下げ
てからＸｅ管電流の高周波スイッチングを行うことによ
り、スイッチングの負荷を減らすことができるので、よ
り小型のスイッチング素子をＸｅ管電流制御用として選
択でき、コスト削減にも効果的である。

【００８９】また、蓄積エネルギーを減少させる手段と
して、フラット発光前に行うＡＦ補助光、赤目軽減発光
の発光量を調整することも考えられるが、このような手
段では、ＡＦ補助光、赤目軽減発光が必要のないときに
も発光しなければならないというデメリットを生じる。
これに対して、本発明実施の形態によれば、撮影時にお
いて露光を実行するまでの過程で発光するので、このよ
うな問題も無い。

【００９０】よって、本発明実施の形態により、コンパ
クトでコスト的にも有利であり、高速シャッタ秒時に完
全対応可能なカメラを提供することが可能となる。

【００９１】〔付記〕 （付記項１）電源と、発光エネルギーを蓄積する蓄積手
段と、前記蓄積手段に蓄えられたエネルギーを光に変換
する発光手段と、前記発光手段の光量ならびに発光持続
時間を制御する光量制御手段と、を具備するストロボ装
置において、前記蓄積手段の蓄積エネルギー量を検知す
る蓄積エネルギー量検知手段と、周囲の温度を測定する
測温手段の少なくとも１つを具備し、前記蓄積エネルギ
ー量検知手段により検知される蓄積エネルギー量と前記
測温手段により検知された周囲温度の少なくとも１つの
情報によりフラット発光の１回目の発光時間もしくはフ
ラット発光直前の１回の発光における発光時間を変更可
能としたことを特徴とするフラット発光可能なストロボ
装置。

【００９２】（付記項２）付記項１のストロボ装置にお
いて、カメラのシャッタ速度によりフラット発光の１回
目の発光時間もしくはフラット発光直前の１回の発光に
おける発光時間を変えることを特徴とするフラット発光
可能なストロボ装置。

【００９３】（付記項３）付記項１のストロボ装置にお
いて、発光回数カウント手段と、計時手段を具備し、所
定時間内に発光した回数により、フラット発光の１回目
の発光時間もしくはフラット発光直前の１回の発光にお
ける発光時間を変えることを特徴とするフラット発光可
能なストロボ装置。

【００９４】（付記項４）フラット発光の１回目の発光
時間もしくはフラット発光直前の１回の発光における発
光時間と、蓄積エネルギー量または、周囲温度、カメラ
のシャッタ速度、所定時間内に発光した回数、のうちの
少なくとも１つとをテーブルデータとして記憶手段に具
備させ、カメラの制御手段が前記テーブルデータを参照
することにより前記発光時間を決定することを特徴とす
るフラット発光可能なストロボ装置。

【００９５】（付記項５）付記項１のストロボ装置にお
いて、エネルギー蓄積手段としてコンデンサを用いてお
り、蓄積エネルギー量検知手段としてコンデンサ電圧を
検知するＡ／Ｄ手段を用い、また発光手段として放電管
を用い、光量制御手段としてＩＣＢＴを用いることを特
徴とするフラット可能なストロボ装置。

【００９６】（付記項６）付記項１のストロボ装置にお
いて、２灯以上の発光手段があるときに、発光させるＸ
ｅ管に応じてフラット発光の１回目の発光時間もしくは
フラット発光直前の１回の発光における発光時間を変え
ることを特徴とするフラット発光可能なストロボ装置。

【００９７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スト
ロボ発光を高周波で連続的に行う所謂フラット発光を行
う際に、使用部品の小型化及び基板面積の省スペース化
が可能となり、高速シャッタ動作に対応することができ
るフラット発光ストロボ装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るストロボ装置を示すブロック図。

【図２】図１におけるストロボ装置の具体的な回路構成
を示す回路図。

【図３】図２における、スリット露光の必要がない低速
シャッタスピード時の、通常の閃光発光の制御動作を説
明するタイミング図。

【図４】図２における、フラット発光の制御動作を説明
するタイミング図。

【図５】Ｘｅ管発光時のＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ
間電圧とコレクタ電流を示す図。

【図６】フラット発光時のスイッチング損失を説明する
図。

【図７】本発明によるスイッチング損失軽減の効果を示
す図。

【図８】フラット発光１回目の発光時間を、シャッタス
ピードだけでなく、発光エネルギー蓄積用コンデンサの
電圧に応じて発光時間を変えるときのテーブルデータを
示すグラフ。

【図９】フラット発光１回目の発光時間を、カメラの周
囲温度により調節する場合のテーブルデータを示すグラ
フ。

【図１０】多灯式の発光回路例を示す回路図。

【図１１】図１０における、イオン化・励起し易い方の
Ｘｅ管の点灯動作を示すタイミング図。

【図１２】図１０における、イオン化・励起しにくい方
のＸｅ管の点灯動作を示すタイミング図。

【符号の説明】

３…発光エネルギー蓄積手段 ４…発光手段 ５…光量制御手段 ６…蓄積エネルギー量検知手段 ８…メイン制御手段（発光回数カウント手段、計時手段
を含む） ９…測温手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源と、発光エネルギーを蓄積する蓄積手
   段と、前記蓄積手段に蓄えられたエネルギーを光に変換
   する発光手段と、前記発光手段の光量ならびに発光持続
   時間を制御する光量制御手段と、を具備するストロボ装
   置において、 前記蓄積手段の蓄積エネルギー量を検知する蓄積エネル
   ギー量検知手段と、周囲の温度を測定する測温手段の少
   なくとも１つを具備し、 前記蓄積エネルギー量検知手段により検知される蓄積エ
   ネルギー量と前記測温手段により検知された周囲温度の
   少なくとも１つの情報によりフラット発光の１回目の発
   光時間もしくはフラット発光直前の１回の発光における
   発光時間を変更可能としたことを特徴とするフラット発
   光可能なストロボ装置。
2. 【請求項２】請求項１のストロボ装置において、カメラ
   のシャッタ速度によりフラット発光の１回目の発光時間
   もしくはフラット発光直前の１回の発光における発光時
   間を変えることを特徴とするフラット発光可能なストロ
   ボ装置。
3. 【請求項３】請求項１のストロボ装置において、発光回
   数カウント手段と、計時手段を具備し、所定時間内に発
   光した回数により、フラット発光の１回目の発光時間も
   しくはフラット発光直前の１回の発光における発光時間
   を変えることを特徴とするフラット発光可能なストロボ
   装置。