JP2004006151A - 電子閃光装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】電子閃光装置におけるフライバック昇圧回路の充電効率の向上を目的とする。
【解決手段】放電管と、放電管の発光エネルギーを蓄積する主コンデンサーと、電源電圧を昇圧する発振トランスを含む昇圧手段と、電池内部抵抗を検出するバッテリーチェック手段と、電池電圧が所定電圧に低下した事を検出する電池低下検出手段と、バッテリーチェック手段の検出結果をもとに電池低下検出手段の閾値を設定する閾値設定手段とを有し、昇圧手段の発振トランス一次電流の電流を所定電流に制限するために、バッテリーチェック手段の検出結果に応じて電池低下検出手段の閾値を設定する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子閃光装置およびこれを備えたカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を、図５に示す。図５の（２０１）は電源であるところの電池、（１ａ）は電池内内部抵抗、（２０５）は、不図示のカメラの測光、測距、レンズ駆動、フィルム給送等のカメラシーケンス及び本発明に付随するストロボ閃光装置の制御を行なう制御ＩＣである。
【０００３】
（２０６）は、電池正極、ＦＥＴ、一次巻線、電池負極のループで電流を流すことによりエネルギーをコアに蓄積し、そのエネルギーで逆起電力を発生させるトランス、（２０７）は、トランス（２０６）の一次巻線の電流を駆動する、ＦＥＴである。
【０００４】
（２１３）は一次巻線の電流を検出する抵抗、（２０９）は、電化を蓄積する主コンデンサ、（２０８）は、二次巻線より発生した逆起電力を主コンデンサに蓄積する電荷の電流ループを形成する高圧整流ダイオード、（２１０）はトリガー回路で、（２１１）は、トリガー回路（２１０）よりトリガー電圧を受け、主コンデンサに蓄積された電荷により発光する放電管である。
【０００５】
上記、従来回路の昇圧回路の回路動作について説明する。
【０００６】
まず、図６のタイミングチャートの信号の説明をする。Ｖｂａｔは電池電圧で回路上（ａ１）の電圧を示す、ｃｏｍｐｏｕｔは不図示制御ＩＣ内コンパレタの出力を示す、ＦＥＴＧＡＴＥは回路上（ｃ１）のＦＥＴ（２０７）ゲート入力信号を示す。
【０００７】
一次電流はトランス（２０６）の一次巻線に流れる回路上（ｄ１）の電流を示す、二次電流はトランス（２０６）の二次巻線に流れる回路上（ｅ１）の電流を示す、ＲＦＢは一次電流を流した際に電流検出抵抗（２１３）に発生する電圧で、回路上（ｆ１）の電圧を示す。
【０００８】
次に、図６のタイミングチャートに沿って充電動作を説明する。
【０００９】
制御ＩＣ（２０５）から接続端子（ｃ１）を介してＦＥＴ（２０７）のゲートに所定の発振信号（図６（ａ）ＦＥＴＧＡＴＥ▲１▼のタイミング）を与える。この為ＦＥＴ（２０７）の制御電極にハイレベル及びローレベルの信号が与えられることでドレイン＝ソース発振トランス（２０６）一次巻線、電池負極のループで電流が流れる。
【００１０】
この為、トランス（２０６）の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード（２０８）によりブロックされる極性となるためトランス（２０６）からは励起電流が流れずエネルギーがトランス（２０６）に蓄積される。このエネルギー蓄積（電流駆動）は、電流が所定電流に達するまで駆動され、所定電流に達したことを検出をしたら電流駆動を停止する。
【００１１】
この所定電流の検出は、一次巻線の電流を検出する抵抗（２１３）に発生する電圧（図６（ａ）ＲＦＢ▲２▼のタイミング）により、不図示の制御ＩＣ（２０５）内コンパレータにて検出（図６ｃｏｍｐｏｕｔ▲２▼のタイミング）する。ここで所定電流に達したことを検出したら、端子（ｃ）をローレベルとしてＦＥＴ（２０７）をオフ（図６（ａ）ＦＥＴＧＡＴＥ▲２▼のタイミング）として電流を遮断して非導通とする。
【００１２】
これによりトランス（２０６）の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は整流ダイオード（２０８）、主コンデンサ（２０９）、のループで流れ（図６二次電流ｅ２波形）主コンデンサ（２０９）に電荷が蓄積される。発振トランス内のエネルギーが放出された時点で再び端子（ｃ１）よりハイレベル信号が発生すると、同様に再びＦＥＴ（２０７）、導通（図６（ａ）ＦＥＴＧＡＴＥ▲３▼のタイミング）して発振トランス（２０６）にエネルギーを蓄積し、また、ローレベル信号によりＦＥＴ（２０７）非導通となり、発振トランス（２０６）の蓄積エネルギーが放出され電荷が主コンデンサ（２０９）に充電される。
【００１３】
この動作を繰り返すこと（図６ｂ）で主コンデンサ（２０９）の電圧は上昇する。この充電回路は、一般的にフライバック方式の充電回路と呼ばれている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、一次電流を検出する抵抗（２１３）にて損失（図６ＲＦＢ（ｆ１）に示す電圧）を発生させるため、図７、図８の▲１▼と▲２▼に示すように充電の際に、効率充電効率の低下、充電時間の長時間化を招いてしまう。図７の▲１▼と▲２▼の差は、▲１▼は検出抵抗が無い時効率、▲２▼は検出抵抗が有る時を示す。図８の▲１▼と▲２▼の差は、▲１▼は検出抵抗が無い時効率、▲２▼は検出抵抗が有る時を示す。
【００１５】
また、次電流を検出する抵抗（２１３）の電力消費が大きいため、抵抗（２１３）の大型化の必要性があり、実装面積の小型の障害になってしまう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、放電管と、放電管の発光エネルギーを蓄積する主コンデンサーと、電源電圧を昇圧する発振トランスを含む昇圧手段と、電池内部抵抗を検出するバッテリーチェック手段と、電池電圧が所定電圧に低下した事を検出する電池低下検出手段と、バッテリーチェック手段の検出結果をもとに電池低下検出手段の閾値を設定する閾値設定手段とを有し、昇圧手段の発振トランス一次電流の電流を所定電流に制限するために、バッテリーチェック手段の検出結果に応じて電池低下検出手段の閾値を設定することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１に本発明の一実施例である電子閃光装置の回路図を示す。図１を用いて電子閃光装置の回路構成を説明する。
【００１８】
（１０１）は電源であるところの電池、（１０１ａ）は電池内内部抵抗、（１０２）はシャッターコイル、（１０３）はシャッターコイル（１０２）を駆動するトランジスタである。
【００１９】
（１０４）はシャッターコイル（１０２）を定電流駆動を行なう際に電流検出を行なう抵抗、（１０５）は、カメラの測光、測距、レンズ駆動、フィルム給送等のカメラシーケンス及び本発明に付随するストロボ閃光装置の制御を行なう制御ＩＣであり、（１０５ａ）は、制御ＩＣ内の記憶手段ＲＡＭを有し、カメラシーケンスの制御を行なうマイコンである。
【００２０】
（１０５ｂ）はシャッターコイル（１０２）にトランジスタ（１０３）により定電流駆動の制御を行なう定電流回路、（１０５ｃ）は、マイコン（１０５ａ）の設定信号により、任意に電圧を出力するＤ／Ａ、（１０５ｄ）は入力された電圧を、デジタル化するＡ／Ｄ、（１０５ｅ）は、電池電圧がＤ／Ａ（１０５ｃ）で設定された電圧より高いか低いかの判定を行なうコンパレータ、（１０５ｆ）は、コンパレータの出力をプルアップする抵抗である。
【００２１】
（１０６）は、一次巻線、電池負極のループで電流が流すことによりエネルギーをコアに蓄積し、そのエネルギーで逆起電力を発生させるトランス、（１０７）は、トランス（１０６）の一次巻線の電流を駆動する、ＦＥＴである。（１０９）は、電化を蓄積する主コンデンサ、（１０８）は、二次巻線より発生した逆起電力を主コンデンサ蓄積する電荷を電流ループを形成する高圧整流ダイオード、（１１０）はトリガー回路で、（１１１）は、トリガー回路（１１０）よりトリガー電圧を受け、主コンデンサに蓄積された電荷により発光する放電管である。
【００２２】
（１１２）は主コンデサ（１０９）に蓄積された電圧を検出する充電電圧検出手段であり、制御ＩＣ（１０５）内のＡ／Ｄ（１０５ａ）に接続されている。（１１３）は被写体輝度を検出する測光手段、（１１４）は、被写体までの距離を検出する測距手段、（１１５）は、測距手段（１１４）からの検出結果をもとに撮影レンズを駆動を行いフィルム面に被写体ピントを合わせるレンズ駆動手段、、（１１６）はフィルムのオートローディング、巻き上げ、巻戻しを行うフィルム給送手段、（１１７）は、カメラを撮影準備状態にするＭＡＩＮＳＷ、（１１８）は、シャッターボタンの第１ストロークでカメラ内の電気回路を起動させ測光、及び測距等の検出を行うＳＷ１、（１１９）はシャッターボタンの第２ストロークで、ＳＷ１以後の撮影シーケンスの起動信号となるＳＷ２である。
【００２３】
ここで、本発明の昇圧回路の回路動作について説明する。
【００２４】
まず、図３のタイミングチャートの信号の説明をする。Ｖｂａｔは電池電圧で回路上ａ２の電圧を示す、ｃｏｍｐｏｕｔは制御ＩＣ（５）内コンパレタ（５ａ）の回路上ｂ２の出力を示す、ＦＥＴＧＡＴＥは回路上ｃ２のゲート入力信号を示す、一次電流はトランス（６）の一次巻線に流れる回路上ｄ２の電流を示す、二次電流はトランス（６）の二次巻線に流れる回路上ｅ２の電流を示す。
【００２５】
次に回路動作を説明する。制御ＩＣ（１０５）から接続端子（ｃ２）を介してＦＥＴ（１０７）のゲートに所定の発振信号（図３（ａ）ＦＥＴＧＡＴＥ▲１▼のタイミング）を与える。この為ＦＥＴ（１０７）の制御電極にハイレベル及びローレベルの信号が与えられることで、ドレイン＝ソース発振トランス（１０６）一次巻線、電池負極のループで電流が流れる。
【００２６】
この為、トランス（１０６）の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード（１０８）によりブロックされる極性となるため、トランス（１０６）からは励起電流が流れずエネルギーがトランス（１０６）内コアに蓄積される。
【００２７】
このエネルギー蓄積（電流駆動）は、電流が所定電流に達するまで駆動され、所定電流に達したことを検出したら電流駆動を停止する。この所定電流の検出は、電池の内部抵抗による電圧降下（図３（ａ）Ｖｂａｔ▲２▼のタイミング）を、制御ＩＣ（１０５）内コンパレータ（１０５ｅ）より検出（図３（ａ）ｃｏｍｐｏｕｔ▲２▼のタイミング）する。
【００２８】
ここで、所定電流に達したことを検出したら、端子（ｃ２）をローレベルとしてＦＥＴ（１０７）をオフ（図３（ａ）ＦＥＴＧＡＴＥ▲２▼のタイミング）として電流を遮断して非導通とする。これによりトランス（１０６）の二次巻線には逆起電力が発生する。
【００２９】
この逆起電力は整流ダイオード（１０８）、主コンデンサ（１０９）、のループで流れ主コンデンサ（１０９）に電荷が蓄積される。発振トランス内のエネルギーが放出された時点で再び端子（ｃ２）よりハイレベル信号が発生すると、同様に再びＦＥＴ（１０７）、導通（図３（ａ）ＦＥＴＧＡＴＥ▲３▼のタイミング）して発振トランス（１０６）にエネルギーを蓄積し、また、ローレベル信号によりＦＥＴ（１０７）非導通となり、発振トランス（１０６）の蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ（１０９）に充電される。
【００３０】
この動作を繰り返すこと（図３ｂ）で主コンデンサ（１０９）の電圧は上昇する。この充電回路は、一般的にフライバック方式の充電回路と呼ばれている。
【００３１】
以下、図１の昇圧回路の構成で図４のフローチャートをもとに本発明の特徴を説明する。
【００３２】
まず、ステップ（Ｓ１０１）で、ＭＡＩＮＳＷがＯＮしたか否かの検出を行なう。ここで、ＭＡＩＮＳＷのＯＮを検出したらステップ（Ｓ１０２）カメラの電池電圧がカメラ動作が可能で有るか否かを検出するための、バッテリーチェック（以後ＢＣ）を行なう。
【００３３】
ＢＣは、図２のタイミングチャートＡ／Ｄの▲１▼のとき制御ＩＣ（１０５）内Ａ／Ｄ（１０５ｃ）にて無負荷時の電池電圧の検出を行い、その電池電圧の検出結果を、制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）に有するＲＡＭに記憶する。
【００３４】
次に、制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）からの駆動信号を受け、定電流回路（１０５ｂ）の（ｆ２）信号により、所定時間のシャッターコイル（１０２）に、所定電流の定電流駆動を行なう。この定電流駆動は、不図示のシャッターが閉じる方向に電流駆動される。そして、定電流駆動開始より所定時間経過したタイミング▲２▼で、制御ＩＣ（１０５）内Ａ／Ｄ（１０５ｄ）にて電池電圧の検出を行ない、その電池電圧の検出結果を、制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）に有するＲＡＮに記憶する。
【００３５】
次に、ステップ（Ｓ１０３）の被写体輝度検出の測光手段（１１４）による測光を行い制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭに測光結果を記憶する。次にステップ（Ｓ１０４）でステップ（Ｓ１０３）にて制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭの測光検出結果が撮影に際してストロボ発光を必要とする測光結果であるか否かを被写体輝度情報から判定する。ここで、ストロボ発光を必要としない輝度でストロボ予備充電を必要としない場合には、ステップ（Ｓ１０８）のＳＷ１（１１８）ＯＮ待機状態に進む。
【００３６】
ステップ（Ｓ１０４）にてストロボが必要な輝度でストロボ予備充電が必要あったら、ステップ（Ｓ１０５）に進みストロボ充電時の充電電流の設定を行なう。この充電電流は、コンパレータ（１０５ｅ）のコンパレータ電圧をステップ（Ｓ１０２）にて行なったＢＣの結果をもとに算出する。算出は、まずステップ（Ｓ１０２）にて制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭに記憶されている図２に示す、▲１▼と▲２▼のタイミングで行なった電池電圧のＡ／Ｄの結果から電池内部抵抗を算出する。
【００３７】
▲１▼は無負荷時の電池電圧の検出を行い、▲２▼はシャッターコイル（１０２）に、所定電流の定電流駆動を行ない検出している。
【００３８】
よって、電池内部抵抗は、
（電池開放電圧−電池負荷時電圧）／ＢＣ電流
で求められる。
【００３９】
次に、上記電池内部抵抗をもとに、コンパレータ（１０５ｅ）のコンパレータ電圧の設定値を決定する。例えば、電池電圧が３Ｖで、算出された電池内部抵抗が０．６Ωで、トランス（１０６）の一次電流のピーク値を２Ａに設定したい場合、コンパレータ（１０５ｅ）のコンパレータレベルは、
電池電圧−電池内部抵抗＊一次電流ピーク＝３−０．６×２＝１．８Ｖ
となり、制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）からＤ／Ａ（１０５ｄ）の設定をする。
【００４０】
但し、上記ＢＣ時に算出された電池内部抵抗は、電池の種類による特性の差や温度特性、或いは、電池に付加するコンデンサ等の回路構成により、何らかの係数をかけなければならないことは、言うまでもない。
【００４１】
次に、ステップ（Ｓ１０６）にて回路動作で説明した制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）より、ＦＥＴ（１０７）に駆動信号を出力し充電を開始する。次に、ステップ（Ｓ１０７）で制御ＩＣ（１０５）内のＡ／Ｄ（１０５ｄ）に充電電圧検出回路を介した電圧により充電電圧を検出して、ストロボ充電完了電圧を検出するまで充電を行い充電完了電圧を検出したらステップ（Ｓ１０８）に進み、充電信号を充電停止として充電を停止する。
【００４２】
次に、ステップ（Ｓ１０９）でレリーズＳＷの第１ストロークで有るＳＷ１（１０９）がＯＮされたか否かの検出を行う。ここで、ステップ（Ｓ１０９）でＳＷ１（１８）を検出したら、ステップ（Ｓ１１０）にてステップ（Ｓ１０２）と同様にカメラの電池電圧がカメラ動作が可能で有るか否かを検出するための、バッテリーチェック（以後ＢＣ）を行ない、その電池電圧の検出結果を、制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）に有するＲＡＮに記憶する。
【００４３】
次に、ステップ（Ｓ１１１）で測距手段（１１４）により被写体までの距離を検出し、制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭ（１０５ａ）に測距結果を記憶する。次にステップ（Ｓ１１２）被写体輝度の検出を行なう測光手段（１１３）による測光を行い、測距と同様に制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭ（１０５ａ）に測光結果を記憶する。
【００４４】
次にステップ（Ｓ１１３）にてステップ（Ｓ１１２）で検出して制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭ（１０５ａ）に記憶している測光データをもとにストロボ充電が必要で有るか否かの判定を行なう。このストロボの発光が必要な場合としては、撮影状況が暗い、或いは逆光等が有る。
【００４５】
ここでストロボ発光が必要であったらステップ（Ｓ１１４）に、必要なかったら（Ｓ１１９）に進み、ＳＷ２（１１９）のＯＮの待機状態になる。ステップ（Ｓ１１３）にてストロボ充電が必要でステップ（Ｓ１１４）に進んだら、主コンデンサの充電電圧が完了状態にあるか否かを判定する。ステップ（Ｓ１１４）にて充電完了をしていたら、（Ｓ１１９）に進みＳＷ２（１１２）のＯＮの待機状態になる。
【００４６】
充電完了をしていなかったら、ステップ（Ｓ１１５）にてステップ（Ｓ１０５）と同様にストロボ充電時の充電電流の設定を行ない、次に、ステップ（Ｓ１１６）にて回路動作で説明した通り、制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）より、ＦＥＴ（１０７）に駆動信号を出力し充電を開始する。
【００４７】
次に、ステップ（Ｓ１１７）で制御ＩＣ（１０５）内のＡ／Ｄ（１０５ｄ）に充電電圧検出回路を介した電圧により充電電圧を検出して、ストロボ充電完了電圧を検出するまで充電を行い充電完了電圧を検出したらステップ（Ｓ１１８）に進み充電信号を充電停止として充電を停止して、ＳＷ２（１１９）のＯＮの待機状態になる。
【００４８】
ステップ（Ｓ１１９）でＳＷ２（１１９）のＯＮを検出したら、ステップ（Ｓ１２０）に進み、ステップ（Ｓ１１１）において行なった測距の制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭ（１０５ａ）に記憶している測距データに従い、レンズ駆動手段（１１５）により撮影レンズの駆動制御を行なう。
【００４９】
次に、ステップ（Ｓ１２１）に進み、ステップ（Ｓ１１２）にて行なった測光の制御ＩＣ（１０５）内ＲＡＭ（１０５ａ）に記憶している測光データに従い、ストロボ発光が必要であったら制御ＩＣ（１０５）からのトリガ信号をトリガ回路（１１０）が発光信号を出力し、ストロボ発光を行なうとともに、シャッターコイル（１０２）、トランジスタ（１０３）、電流検出を行なう抵抗（１０４）、で構成される、シャッター駆動手段によるシャッター駆動制御を行なう。
【００５０】
次にステップ（Ｓ１２２）でフィルム駆動手段（１１６）により次の撮影駒へのフィルム給送制御を行ない、次にステップ（Ｓ１２５）にてストロボ予備充電を行なうか否かの判定を行なう。ここで、ストロボ予備充電を行なわない場合は、ステップ（Ｓ１１０）にて行なった測光結果をもとにステップ（Ｓ１１３）にて判定した結果がストロボ発光撮影モードがストロボ発光撮影モードで無い場合である。
【００５１】
また、ストロボ予備充電を行なう場合は、ステップ（Ｓ１１１）にて行なった測光結果をもとにステップ（Ｓ１１３）にて判定した結果がストロボ発光撮影モードがストロボ発光撮影モードであった場合である。ここで、ステップ（Ｓ１２３）の結果がストロボ予備充電を行なわない場合は、そのままカメラシーケンスを終える。
【００５２】
ステップ（Ｓ１２３）の結果がストロボ予備充電を行なう場合には、ステップ（Ｓ１２５）にてステップ（Ｓ１１５）と同様にストロボ充電時の充電電流の設定を行なう。この時充電電流の設定値はステップ（Ｓ１１０）にて行なったＢＣをもとに設定する。次に、ステップ（Ｓ１２５）にて前述した通り制御ＩＣ（１０５）内マイコン（１０５ａ）より、ＦＥＴ（１０７）に駆動信号を出力し充電を開始する。
【００５３】
次に、ステップ（Ｓ１２６）で制御ＩＣ（１０５）内のＡ／Ｄ（１０５ｄ）に充電電圧検出回路を介した電圧により充電電圧を検出して、ストロボ充電完了電圧を検出するまで充電を行い充電完了電圧を検出したらステップ（Ｓ１２７）に進み、充電信号を充電停止として充電を停止して、シーケンスを終了する。
【００５４】
【発明の効果】
放電管と放電管の発光エネルギーを蓄積する主コンデンサーと電源電圧を昇圧する発振トランスを含む昇圧手段と電池内部抵抗を検出するバッテリーチェック手段と電池電圧が所定電圧に低下した事を検出する電池低下検出手段とバッテリーチェック手段の検出結果をもとに電池低下検出手段の閾値を設定する閾値設定手段有し、昇圧手段の発振トランス一次電流の電流を、バッテリーチェック手段の検出結果をもとに電池低下検出手段の閾値を設定し、制限する事により、一次電流検出抵抗の損失を無くすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子閃光装置のカメラのブロック図を含む回路図を示す。
【図２】本発明のバッテリーチェックの波形。
【図３】本発明の各信号の昇圧時の波形。
【図４】本発明のカメラ動作のフローチャート。
【図５】従来の電子閃光装置のカメラのブロック図を含む回路図を示す。
【図６】従来の各信号の昇圧時の波形。
【図７】充電時間を表すグラフ。
【図８】効率を表すグラフ。
【符号の説明】
１０１　電源電池
１０６　発振トランス
１１２　電圧検出回路
１１１　放電管
１２１　主コンデンサ
１２２　カメラの制御回路ブロック

Claims (3)

1. 放電管と、放電管の発光エネルギーを蓄積する主コンデンサーと、電源電圧を昇圧する発振トランスを含む昇圧手段と、電池内部抵抗を検出するバッテリーチェック手段と、電池電圧が所定電圧に低下した事を検出する電池低下検出手段と、バッテリーチェック手段の検出結果をもとに電池低下検出手段の閾値を設定する閾値設定手段とを有し、
   前記昇圧手段の発振トランス一次電流の電流を所定電流に制限するために、前記バッテリーチェック手段の検出結果に応じて前記電池低下検出手段の閾値を設定することを特徴とする電子閃光装置。
2. 前記閾値は、所定電流および電池内部抵抗の積と開放電圧とで決定することを特徴とする請求項１に記載の電子閃光装置。
3. 請求項１又は２に記載の電子閃光装置を有することを特徴とするカメラ。

Images