JP2006025597A - ストロボ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高変換効率で昇圧動作を行い、各種の条件を参照して適した状態で充電する。
【解決手段】 1次コイルと2次コイルで備えたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、スイッチング素子がオフに変化する際に2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流素子と、整流された電流を充電するメインコンデンサと、スイッチング素子がオンまたはオフするための制御信号を生成し前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、メインコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、充電電圧検出結果に基づいてアクセス可能な各アドレスに、充電電圧に応じて定められた前記制御信号のデータを記憶する記憶手段とを備え、発振制御手段は、充電時に充電電圧検出結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号を出力する。
【選択図】図1
【解決手段】 1次コイルと2次コイルで備えたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、スイッチング素子がオフに変化する際に2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流素子と、整流された電流を充電するメインコンデンサと、スイッチング素子がオンまたはオフするための制御信号を生成し前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、メインコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、充電電圧検出結果に基づいてアクセス可能な各アドレスに、充電電圧に応じて定められた前記制御信号のデータを記憶する記憶手段とを備え、発振制御手段は、充電時に充電電圧検出結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号を出力する。
【選択図】図1
Description
本発明は写真撮影の際のカメラ用照明装置(ストロボ)を制御するストロボ装置であり、特に、高い効率を有するストロボ装置に関する。
ストロボ装置の形式を大別すると、以下のようになっている。
・発振方式の違い;
‥自励発振式:充電回路内に自身で発振する回路を構成する方式。
‥他励発振式:発振素子に外部からの発振制御信号を与える方式。
・昇圧方式の違い;
‥フォワード式:トランス1次コイルに印加した電圧が、1次コイルと2次コイルとの巻数比に応じて昇圧されて2次コイルに出力される方式。
‥フライバック式:1次コイルに流れていた電流が遮断されたときに発生する逆起電圧が、2次コイルに発生する方式。
・発振方式の違い;
‥自励発振式:充電回路内に自身で発振する回路を構成する方式。
‥他励発振式:発振素子に外部からの発振制御信号を与える方式。
・昇圧方式の違い;
‥フォワード式:トランス1次コイルに印加した電圧が、1次コイルと2次コイルとの巻数比に応じて昇圧されて2次コイルに出力される方式。
‥フライバック式:1次コイルに流れていた電流が遮断されたときに発生する逆起電圧が、2次コイルに発生する方式。
したがって、ストロボ装置として前記の発振方式と昇圧方式を組み合わせたものが考えられる。なお、従来のストロボ装置には、自励発振式かつフォワード型(以下、これを自励フォワード式と呼ぶ)の昇圧回路が使用されている。
この自励フォワード式のストロボ装置では、発振動作を行うための回路がストロボ装置内に構成されており、2次コイルに流れるメインコンデンサへの充電電流が、1次コイルに直列接続された発振トランジスタ(バイポーラトランジスタ)のベース電流にフィードバックする構成になっているので、比較的簡単な回路構成でありながら発振動作が安定している。
また、自励フォワード式の昇圧回路は充電電圧が低い状態では1次コイルに大電流を流して急速な昇圧動作を行い、充電電圧が電源電圧の巻数比倍付近になると発振動作を保持するのに必要な程度の消費電流になる昇圧制御を、回路が自動的に行ってくれるので、CPUを搭載しないストロボ装置には一般に多く使用されている。
また、CPU制御のカメラに搭載されるようになってからも、充電開始の際には充電開始信号をオフからオン、充電完了信号を入力して充電停止する際には、充電開始信号をONからオフするだけの簡単な制御で済む理由から、やはり自励フォワード式の昇圧回路が一般に採用されてきた。
一方、他励発振とフライバック型を組み合わせた他励フライバック式の昇圧回路は、トランスにエネルギーを蓄えるために1次コイルに電流を流し、1次コイルの電流をオフした瞬間に2次コイルに発生するフライバックパルスをメインコンデンサに蓄えるフライバック方式の動作により、1次コイルに流れる電流の振る舞いが充電電圧に依らず一定なので消費電流制御が可能である特性を備えている。
また、1次コイルに接続されたスイッチング素子を外部からオン/オフ制御できるので、スイッチング素子の電流飽和とトランスの磁気飽和および過電流による発熱を起こさせないようにスイッチング素子をオン/オフ制御することで、無駄なエネルギーの放出を防止できる他励発振制御の特性を備えている。
これら両特性を備えているので、一定のデューティーおよび周波数の比較的簡単な発振制御信号を供給するだけで、充電開始から終了まで安定して高変換効率のストロボ充電、すなわち電池の長寿命化を図れるメリットを有している。
なお、このようなストロボ装置について、詳しい内容は、以下の特許文献1に記載されている。
特開平7−22189号公報(第1頁、図1)
ところが、このフライバック式の充電回路では、フライバックパルスの発生時間が接続されたメインコンデンサの充電電圧によって著しく変化する。
そこで、充電時間を短縮しようと、発振トランジスタのオフ時間を、充電電圧が高くフライバックパルスの発生時間の短い充電完了間際のフライバックパルス発生時間に設定すると、充電開始直後のメインコンデンサの充電電圧が低い状態では、フライバックパルスが発生中のメインコンデンサへの充電電流がまだ流れている最中に発振トランジスタがオンし1次コイルへの通電が始まってしまう。このような状態では、1次コイルに予期せぬ過大電流が流れる現象が発生するうえに、充電の変換効率も低下してしまう。
そこで、充電時間を短縮しようと、発振トランジスタのオフ時間を、充電電圧が高くフライバックパルスの発生時間の短い充電完了間際のフライバックパルス発生時間に設定すると、充電開始直後のメインコンデンサの充電電圧が低い状態では、フライバックパルスが発生中のメインコンデンサへの充電電流がまだ流れている最中に発振トランジスタがオンし1次コイルへの通電が始まってしまう。このような状態では、1次コイルに予期せぬ過大電流が流れる現象が発生するうえに、充電の変換効率も低下してしまう。
したがって、発振トランジスタがオフする時間を、メインコンデンサの充電電圧が低くフライバックパルスの発生時間が長いタイミングに合わせて設定せざるを得ず、この結果、充電完了間際ではトランスのエネルギーを蓄積するにも、フライバックパルスの発生によるメインコンデンサへの充電にも、どちらにも寄与しないいわゆる「むだ時間」が発生する。このような理由で充電時間が長くなる欠点を有していた。
このように、充電時の消費電流制御が可能であり、かつ高変換効率というメリットがあるにもかかわらず、カメラのストロボの充電時間が長くなることは好ましい状態ではない。このような他励フライバック式のストロボ装置は、たとえば、上記特許文献1の中にも記載されているが、充電時間を短くするといった配慮は一切なされていない。したがって、他励フライバック式の充電回路は実用化されていなかった。
また、残量の少ない電池や低温下の電池は起電力が低下していることが知られている。このような電池でストロボ充電を行うとき、充電時間を短くしようと大電流を引き出そうとすると、電池の電圧を急落させる結果となり、かえって充電時間が長くなってしまったり、電池寿命を縮めるといった問題が発生する。その他、周囲の温度が高かったり、連続充電などにより発振トランジスタが放熱する間もなく温度が上昇すると、オン抵抗が上昇し導通損失が増大するばかりか、さらに大電流を流し続けると素子が破壊される危険性も発生するが、そのような配慮は一切なされていなかった。
本発明は上記技術的課題に鑑みてなされたものであって、高変換効率な昇圧動作を維持しながら、急速充電ならびに各種の条件に適した状態で充電することができるストロボ装置を提供することを目的とする。
(1)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記2次コイルに発生するフライバックパルスを検出するフライバックパルス検出手段と、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を、前記フライバックパルス検出手段で検出された前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を有することを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、フライバックパルス検出手段で検出されたフライバックパルスが発生している期間を参照し、スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるように制御している。このため、メインコンデンサへの充電にも、フライバックトランスにおけるエネルギー蓄積にも寄与していない、いわゆる「むだ時間」の発生を防止することができる。
これにより、他励フライバック式の動作により高変換効率で昇圧動作を行いつつ、かつ、スイッチング素子のオン/オフ時間幅の制御によって無駄を省いた高速な充電をすることが可能になる。
(2)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記2次コイルに発生するフライバックパルスを検出するフライバックパルス検出手段と、前記フライバックパルスが発生している期間を参照し、前記スイッチング素子がオフする時間幅を、前記フライバックパルス検出手段で検出された前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に略等しくなるように制御するための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を有することを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、フライバックパルス検出手段で検出されたフライバックパルスが発生している期間を参照し、スイッチング素子がオフする時間幅を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるように制御している。このため、メインコンデンサへの充電に寄与していない、いわゆる「むだ時間」の発生を防止することができる。
これにより、他励フライバック式の動作により高変換効率で昇圧動作を行いつつ、かつ、スイッチング素子のオフ時間幅の制御によって無駄を省いた高速な充電をすることが可能になる。
(3)課題を解決する発明は、前記フライバックパルス検出手段は、前記1次コイルの電圧によりフライバックパルスの発生を検出する、ことを特徴とする上記(1)1または上記(2)のいずれかに記載のストロボ装置である。
この発明では、スイッチング素子のスイッチングの時間幅を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるように制御する際に、フライバックトランスの1次コイルの電圧によりフライバックパルスの発生している期間を検出するようにしている。
なお、1次コイルには2次コイル出力と同波形で電圧値だけが異なる波形が出力されているので、1次コイルに発生するフライバックパルスの出力を検出すれば、比較的低電圧かつ充電電流をロスすることなくでフライバックパルスの検出が行えるため、フライバックパルス検出手段を簡易にすることができる。また、充電電圧や充電時間などから推測する場合に比較して正確にフライバックパルスの時間幅の検出を行える。
これにより、スイッチング素子のオン/オフ時間幅の正確な制御によって無駄を省いた高速な充電をすることが可能になる。
(4)課題を解決する発明は、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を、前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備えた他励発振式のストロボ装置であって、前記発振制御手段は、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが所定の値に達したときには、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号の時間幅を保持する、ことを特徴とするストロボ装置である。
(4)課題を解決する発明は、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を、前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備えた他励発振式のストロボ装置であって、前記発振制御手段は、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが所定の値に達したときには、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号の時間幅を保持する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが所定の値に達したときには、オン/オフ信号の時間幅を保持するようにしているので、デューティーを適正な値で保持して、発熱を抑制することが可能になる。
(5)課題を解決する発明は、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を、前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、電源電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、を備えた他励発振式のストロボ装置であって、前記発振制御手段は、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが、前記電池電圧検出手段で検出された電池電圧に応じて設定された所定の値に達したときには、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号の時間幅を保持する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが、電池電圧検出手段で検出された電池電圧に応じて設定された所定の値に達したときには、オン/オフ信号の時間幅を保持するようにしている。
そして、起電力の弱った電池に対して、スイッチング素子がオンする時間幅を増大させないように制御しているので、電池への負担が軽減される。これにより、電池への負担を軽減させた充電をすることができる。
(6)課題を解決する発明は、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を、前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、カメラ内部の温度を測定する温度測定手段と、を備えた他励発振式のストロボ装置であって、前記温度測定手段によってカメラ内部の温度が所定温度以上であることが検出され、かつ、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが、所定の値以上であるときには、前記発振制御手段は、前記スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号の時間幅を所定の値に切り替える、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、カメラ内部の温度が所定温度以上であることが検出され、かつ、スイッチング素子の制御入力端子に供給するオン/オフ信号のデューティーが所定の値以上であるときには、オン/オフ信号の時間幅を所定の値に切り替えるようにしている。すなわち、スイッチング素子の過熱を検出し、それ以上の発熱を抑えた低いデューティーに切り替えることが可能になる。
(7)請求項1記載の発明は、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記スイッチング素子がオンまたはオフするための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、メインコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、前記充電電圧検出手段での検出結果に基づいてアクセス可能な各アドレスに、充電電圧に応じて定められた前記制御信号のデータを記憶する記憶手段と、を備えた他励発振式のストロボ装置であって、前記発振制御手段は、充電時に前記充電電圧検出手段での検出結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、充電時に充電電圧の検出結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号として出力するようにしている。この結果、充電電圧に応じて予め求めておいた適切な制御が行われるので、むだ時間の発生が防止できるようになる。
(8)請求項2記載の発明は、電源電池の電圧を検出する電池電圧検出手段を備え、前記発振制御手段は、充電時に前記充電電圧検出手段での検出結果に応じて選択されたアドレスを、前記電池電圧検出手段で検出された電池電圧に応じて変化させ、この変化後のアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、ことを特徴とする請求項1記載のストロボ装置である。
この発明では、充電時に充電電圧の検出結果に応じて選択されたアドレスを、電池電圧に応じて変化させ、この変化後のアドレスからデータを読み出して制御信号として出力するようにしている。
この結果、充電に用いられている電池の電池電圧を参照することで、起電力の弱った電池に対しても適切な制御が行えるようになる。
(9)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に基づいてアクセス可能な各アドレスに、充電開始から計測を開始する前記タイマ手段での計測結果に応じて定められた制御信号のデータを記憶する記憶手段と、前記スイッチング素子がオンまたはオフさせるための制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、充電時に前記タイマ手段での計測結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、ことを特徴とするストロボ装置である。
(9)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に基づいてアクセス可能な各アドレスに、充電開始から計測を開始する前記タイマ手段での計測結果に応じて定められた制御信号のデータを記憶する記憶手段と、前記スイッチング素子がオンまたはオフさせるための制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、充電時に前記タイマ手段での計測結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、充電開始からの経過時間を参照し、この経過時間に対応してテーブルに格納されているオン/オフ時間のデータを読み出し、スイッチング素子がオン/オフする時間幅を変化させるように制御している。
このため、メインコンデンサへの充電にも、フライバックトランスにおけるエネルギー蓄積にも寄与していない、いわゆる「むだ時間」の発生を防止することができる。これにより、他励フライバック式の動作により高変換効率で昇圧動作を行いつつ、かつ、スイッチング素子のオン/オフ時間幅の制御によって無駄を省いた高速な充電をすることが可能になる。
(10)課題を解決する発明は、電源電池の電圧を検出する電池電圧検出手段を備え、前記発振制御手段は、充電時に前記タイマ手段での計測結果に応じて選択されたアドレスを、前記電池電圧検出手段で検出された電池電圧に応じて変化させ、この変化後のアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、ことを特徴とする上記(9)9記載のストロボ装置である。
この発明では、充電経過時間に対応してテーブルに格納されているオン/オフ時間のデータを読み出す際に、電池電圧に応じて読み出しアドレスのシフトを行うようにしている。
このため、充電時間だけでなく電池電圧の変動にも応じて、メインコンデンサへの充電とフライバックトランスにおけるエネルギー蓄積とに寄与していない、いわゆる「むだ時間」の発生を防止することができる。
この結果、充電に用いられている電池の電池電圧を参照することで、起電力の弱った電池に対しても適切な制御が行えるようになる。
(11)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に応じ、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、直前の撮影時のストロボ発光時間を参照して、メインコンデンサの残量電圧に応じた経過時間を前記タイマの初期値に設定し、その初期値からの充電を開始する、ことを特徴とするストロボ装置である。
(11)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に応じ、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、直前の撮影時のストロボ発光時間を参照して、メインコンデンサの残量電圧に応じた経過時間を前記タイマの初期値に設定し、その初期値からの充電を開始する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、直前の撮影時のストロボ発光時間を参照して、メインコンデンサの残量電圧に応じた経過時間をタイマの初期値に設定し、その初期値からの充電を開始するようにしている。
このため、メインコンデンサの残量電圧に応じて適した充電制御が行われ、むだ時間の発生を防止できるようになる。
(12)課題を解決する発明は、カメラに設けられた他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に応じ、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、カメラの何らかの動作があった際にメインコンデンサの充電を中断させると共に、中断した時点での前記タイマ手段の計測結果を保持し、前記動作が完了した際に前記保持した計測結果の時点からの充電を再開させる、ことを特徴とするストロボ装置である。
(12)課題を解決する発明は、カメラに設けられた他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に応じ、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、カメラの何らかの動作があった際にメインコンデンサの充電を中断させると共に、中断した時点での前記タイマ手段の計測結果を保持し、前記動作が完了した際に前記保持した計測結果の時点からの充電を再開させる、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、カメラの何らかの動作があった際にメインコンデンサの充電を中断させると共に、動作が完了した時点で、中断時点の計測結果の時点からの充電を再開させるようにしている。
このため、メインコンデンサの残量電圧に応じて適した充電制御が行われ、むだ時間の発生を防止できるようになる。また、何らかの動作の際にストロボ充電を中断するので、起電力の弱った電池でも使用可能である。
(13)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に応じ、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、前記タイマ手段での計測結果が所定の時間を超えた場合には、前記スイッチング素子の制御入力端子に電流を減らすための所定のオン/オフの時間幅の制御信号を供給する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、充電開始からの経過時間を参照し、スイッチング素子がオン/オフする時間幅を変化させるように制御している。このため、メインコンデンサへの充電にも、フライバックトランスにおけるエネルギー蓄積にも寄与していない、いわゆる「むだ時間」の発生を防止することができる。
そして、電池の起電力が弱まった等の理由により充電時間が伸びた場合には、電流を減らすように制御しているので、電池への負担が軽減される。これにより、無駄を省きつつ、電池への負担を軽減させた充電をすることができる。
また、発振トランジスタが発熱し、オン抵抗が上昇することによる導通損失の増加によって充電時間が伸びた場合には、電流を減らすように制御しているので、発振トランジスタの過熱が防止される。これにより、発振トランジスタの過熱による素子破壊を防ぐことができる。
以上のように、ストロボ充電の状況を把握する検出手段を用いずとも、あるいは、用いたとしても検出が困難なストロボの充電状況を判定して、適切な制御を行うことができる。
(14)課題を解決する発明は、他励発振式のストロボ装置であって、少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、前記メインコンデンサの充電開始から計測を開始するタイマ手段と、前記タイマ手段での計測結果に応じ、前記スイッチング素子がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、を備え、前記発振制御手段は、前記タイマ手段での計測結果が所定の第1の時間を超えた場合には、電流を減らすための所定のオン/オフの時間幅の制御信号を生成し、前記タイマ手段での計測結果が前記第1の時間より長い所定の第2の時間を超えた場合には、電流を遮断するための制御信号を生成する、ことを特徴とするストロボ装置である。
この発明では、充電開始からの経過時間を参照し、スイッチング素子がオン/オフする時間幅を変化させるように制御している。このため、メインコンデンサへの充電にも、フライバックトランスにおけるエネルギー蓄積にも寄与していない、いわゆる「むだ時間」の発生を防止することができる。
そして、電池の起電力が弱まった等の理由により充電時間が伸びた場合には、第1段階で電流を減らし、第2段階で電流を遮断するように制御しているので、電池への負担が軽減される。これにより、無駄を省きつつ、電池への負担を軽減させた充電をすることができると共に、電流遮断によりカメラとしての他の機能を維持するような制御が可能になる。
また、発振トランジスタの過熱により充電時間が異常に伸びた場合であっても、電流遮断により素子破壊を防止し安全性を確保できる。
(15)課題を解決する発明は、以上の(1)〜(14)のいずれかのストロボ装置を備えたことを特徴とするカメラである。
(15)課題を解決する発明は、以上の(1)〜(14)のいずれかのストロボ装置を備えたことを特徴とするカメラである。
以上の発明のストロボ装置およびカメラは、高変換効率な昇圧動作を維持しながら、急速充電ならびに各種の条件に応じて定められた状態で充電することが可能になる。
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態)を詳細に説明する。
〈第1の実施形態〉
まず、図1を参照して本実施形態で使用するストロボ装置の全体構成について説明する。この図1は本発明の実施の形態のストロボ装置の全体の電気的な概略構成を示す機能ブロック図である。
〈第1の実施形態〉
まず、図1を参照して本実施形態で使用するストロボ装置の全体構成について説明する。この図1は本発明の実施の形態のストロボ装置の全体の電気的な概略構成を示す機能ブロック図である。
この図1に示す本実施形態におけるストロボ装置は、他励発振でフライバック回路を組み合わせて用いる他励フライバック式のストロボ装置である。他励フライバック式の昇圧回路は、トランスにエネルギーを蓄えるために1次コイルに電流を流し、1次コイルの電流をオフした瞬間に2次コイルに発生するフライバックパルスをメインコンデンサに蓄えるフライバック方式の動作により、1次コイルに流れる電流の振る舞いが充電電圧に依らず一定なので消費電流制御が可能である特性を備えている。
また、1次コイルに接続されたスイッチング素子を外部からオン/オフ制御できるので、スイッチング素子の電流飽和とトランスの磁気飽和および過電流による発熱を起こさせないようにスイッチング素子をオン/オフ制御することで、無駄なエネルギーの放出を防止できる他励発振制御の特性を備えている。
これら両特性を備えているので、一定のデューティーおよび周波数の比較的簡単な発振制御信号を供給するだけで、充電開始から終了まで安定して高変換効率のストロボ充電、すなわち電池の長寿命化を図れるメリットを有している。
ここで、1はストロボ装置やカメラ(図示せず)各部を制御するCPUであり、後述するスイッチング素子のオン/オフを制御するための制御信号を生成して、この制御信号をスイッチング素子の制御入力端子に供給する制御手段である。
10は電源電圧を供給するための電源電池であり、カメラ(図示せず)各部や本実施形態のストロボ装置に電源を供給するものである。20は電源コンデンサであり、電源電池10と並列に接続されている。この電源コンデンサ20は、望ましくは、電源電池10の内部抵抗と電源電池10からの電源供給の際の線路抵抗との加算値よりも低インピーダンスなものである。
30は制御入力端子GにCPU1から供給される制御信号に基づいて、後述する1次コイルに供給する電流をオン/オフするスイッチング素子である。このスイッチング素子30は、望ましくは、低電圧駆動であり、かつ、電源電池10の内部抵抗と電源電池10からの電源供給の際の線路抵抗との加算値よりもオン抵抗が低い電圧制御素子(FET)が望ましい。ただし、このスイッチング素子30は、電圧制御素子(電界効果トランジスタ(FET))の代わりに、バイポーラトランジスタを使用することも可能である。
Tは1次コイルに発生するフライバックパルスを昇圧して2次コイルに出力するフライバックトランスであり、1次コイルはスイッチング素子30と直列に接続されている。
DはフライバックトランスTの2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードであり、端子間容量が小さい素子であることが望ましい。40は整流ダイオードDにより整流された電流をストロボ発光のために蓄積するメインコンデンサである。なお、このメインコンデンサ40には、図示されていないストロボ発光回路などが接続されるものとする。
DはフライバックトランスTの2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードであり、端子間容量が小さい素子であることが望ましい。40は整流ダイオードDにより整流された電流をストロボ発光のために蓄積するメインコンデンサである。なお、このメインコンデンサ40には、図示されていないストロボ発光回路などが接続されるものとする。
また、50はフライバックトランスTの2次コイルの一端でフライバックパルスの検出を行うパルス検出部であり、ダイオードと分圧抵抗などにより構成されるものであって、フライバックパルスの検出結果はCPU1に供給される。
なお、図2は同様なストロボ装置の回路構成を示すものであり、パルス検出部50がフライバックトランスTの1次コイルの一端でフライバックパルスの検出を行っているものである。
以下、本実施形態のストロボ装置の動作を図3と図4とを参照して説明する。なお、図3は本実施形態のストロボ装置の充電開始からの時間tとメインコンデンサ40の充電電圧Vとの関係の一例を示す特性図、図4はストロボ装置の動作状態における各部の波形を示すタイムチャートである。
CPU1は充電開始の時点より、スイッチング素子30をオン/オフ制御するためにCPUの動作電圧と同レベルの制御信号(図4(a))を発生する。この制御信号はスイッチング素子30の制御入力端子(ゲート(G))に供給されており、制御信号に応じてドレイン(D)とソース(S)間が導通(オン)と遮断(オフ)とに切り替わる。
ここで、スイッチング素子30が導通状態にあると、スイッチング素子30のオン抵抗とフライバックトランスTの1次巻き線の抵抗分に応じた電流が流れる。
そして、制御信号がオフになるとスイッチング素子30も速やかに遮断状態になる。このとき、1次巻き線のインダクタンスと流れていた電流値とに応じて逆起電力が発生する。
そして、制御信号がオフになるとスイッチング素子30も速やかに遮断状態になる。このとき、1次巻き線のインダクタンスと流れていた電流値とに応じて逆起電力が発生する。
なお、無負荷時においては、フライバックパルスがストロボ装置では一般に数マイクロ秒〜十数マイクロ秒の発生時間で、数百V〜1kV程度のパルスとなって2次コイルから出力される。
なお、無負荷・メインコンデンサなしの状態のフライバックパルスの様子を図4(b)に示す。すなわち、スイッチング素子30が導通状態にあるときには負の電圧が現れ、スイッチング素子30が遮断状態になったときには逆起電力のパルスが正の電圧になるようにトランスの極性を設定しておく。
また、このフライバック式のストロボ装置では、1次コイルに電源電池から電流が流れる期間と、2次コイルからメインコンデンサへの充電電流が流れる期間とが、連動して別タイミングで発生する充電方式なので、スイッチング素子30がONして1次コイルに電流が流れる振る舞いは充電電圧に関係なく一定となる。従って、ストロボ充電中の消費電流を制御することが可能になる。
そして、この2次コイルに現れたフライバックパルスが整流ダイオードDにより整流されることにより、メインコンデンサ40に充電電流が流れる。なお、図4(c)はメインコンデンサ40が低電圧である充電開始時(図3A点付近)におけるメインコンデンサ40を充電するための電圧の波形を示しており、図4(d)はメインコンデンサ40が低電圧である充電開始時(図3A点付近)におけるメインコンデンサ40への充電電流の波形を示している。
また、図4(e)はメインコンデンサ40が比較的高電圧になる充電終了時付近(図3B点付近)におけるメインコンデンサ40を充電するための電圧の波形を示しており、図4(f)はメインコンデンサ40が比較的高電圧になる充電終了時付近(図3B点付近)におけるメインコンデンサ40への充電電流の波形を示している。
このような場合、図4(d)と図4(f)との比較で明らかなように、充電が進んでメインコンデンサ40が高電圧になるに従って、充電に寄与しない期間が増えてくる。すなわち、スイッチング素子30が遮断状態になって直後のフライバックパルス発生時より後の期間が、メインコンデンサへの充電にも、フライバックトランスにおけるエネルギー蓄積にも寄与していないむだ時間になっている。
そこで、このような状態では、パルス検出部50でフライバックパルスが発生していることを検出し、その検出結果を受けたCPU1が発生する制御信号について、フライバックパルスの発生から消滅までの期間と制御信号のオフの時間幅とを略一致させるようにする。
ここで、フライバックパルスの発生から消滅までの期間と制御信号のオフの時間幅とを略一致させるとは、
・オンの時間幅は不変,オフの時間幅を短縮,
・オンの時間幅を延長,オフの時間幅を短縮,
・オンの時間幅を延長,オフの時間幅を不変,
のいずれであってもよい。
・オンの時間幅は不変,オフの時間幅を短縮,
・オンの時間幅を延長,オフの時間幅を短縮,
・オンの時間幅を延長,オフの時間幅を不変,
のいずれであってもよい。
また、このようにむだ時間の発生を防止し、一定時間に発生するフライバックパルスを多く、または大きくする制御をすることで急速充電が可能になる。また、この場合には、充電が進むにつれて消費電流が大きくなるが、フライバックパルスの消滅を待ってから発振トランジスタをオンしているので、充電電流が流れている途中で発振トランジスタをオンするような制御にならず、高変換効率な状態を維持したまま充電することができる。
なお、図5はストロボ装置の回路構成を示すものであり、パルス検出部50がフライバックトランスTの1次コイルの一端でフライバックパルスの検出を行っているものの詳細を示している。
ここでは、充電中にトランジスタ51をオンし、抵抗52と抵抗53とで抵抗分圧された部分の電圧をA/D変換してパルス検出部50がモニタする。入力電圧の立ち下がり(図中(1))を検出して、パルス検出部50はCPU1にスイッチング素子30のオンを促す信号を出力する。
なお、スイッチング素子30がオフする時間幅をフライバックパルスの発生から消滅までの期間に略等しくなるように制御し続けるとき、充電完了付近の高充電電圧でスイッチング素子30のデューティーが大きくなりすぎると、充電回路に大電流が入力されることになるので、スイッチング素子30やその他の電子部品が発熱し過熱状態となる。この熱による電力損失によって昇圧充電の効率が低下するうえに、さらに過熱状態が続くとスイッチング素子30の安全動作領域を超えて素子破壊を起こしかねない。
そこで、この実施形態では、スイッチング素子30に供給する制御信号のオン/オフ時間のデューティーが所定のデューティーに達したら、オン/オフ信号の時間幅を保持することにより、上記のような現象を防止することができる。例えば、通常状態では、65%をデューティーの上限として定めるようにする。
〈第2の実施形態〉
図6は本発明の第2の実施形態のストロボ装置の第1の構成を示す構成図である。
図1に示したストロボ装置と異なる部分は、テーブル60を備えていることである。このテーブル60はスイッチング素子30のオン時間とオフ時間とのデータが格納されているテーブルであり、充電開始からの経過時間またはメインコンデンサの充電電圧に応じてアドレス選択され、スイッチング素子30への制御信号を切り替える順に格納されている。
図6は本発明の第2の実施形態のストロボ装置の第1の構成を示す構成図である。
図1に示したストロボ装置と異なる部分は、テーブル60を備えていることである。このテーブル60はスイッチング素子30のオン時間とオフ時間とのデータが格納されているテーブルであり、充電開始からの経過時間またはメインコンデンサの充電電圧に応じてアドレス選択され、スイッチング素子30への制御信号を切り替える順に格納されている。
図7は充電開始からの経過時間に応じて選択されるアドレスに、スイッチング素子30のオン時間とオフ時間とが格納されたテーブルの内容の一例を示している。既に説明した図4にあるように、充電開始から時間が経過するに従ってオフ時間を減らすことでむだ時間を削減できるため、そのようなデータが格納されている。
このようなテーブル60を備えたストロボ装置の場合、CPU1はタイマカウンタに初期値“0”と、次の制御信号切り換えのタイミングの時間である“0.2秒”をセットしタイマをスタートすると共に、テーブルの最初のアドレスに格納されているオン/オフ時間を参照して、スイッチング素子30に対する制御信号を出力することにより充電を開始する。また、このタイマカウンタはタイマスタートからの経過時間を計測し、予めセットしておいた所定のタイマ値を計測すると何らかのフラグを反転し、プログラムから所定時間の経過を検出できるように構成されている。
したがって、CPU1は0.2秒経過のフラグ反転を検出すると、次の制御信号切り替えタイミングの時間である0.5秒をタイマに再セットすると共に、テーブル60のインクリメントしたアドレスに格納されたオン/オフ時間のデータを参照し、スイッチング素子30に出力する制御信号を切り替える。
このように、CPU1はタイマスタートから所定時間の経過を検出する毎に、テーブル60から経過時間に応じたアドレスのデータを読み出して、スイッチング素子30への制御信号を切り替えるように動作する。
なお、テーブル60に格納するデータについては、スイッチング素子30のオンとオフとによってむだ時間がなくなるようなデータを、第1の実施形態で示したような回路を用いてあらかじめ求めておき、そのデータを格納すればよい。
このように、充電時間をパラメータとして制御信号を作成してむだ時間を省く方向に制御することで、一定時間に発生するフライバックパルスを多くすることができる。従って、充電電流を増加させることにより急速充電が可能になる。また、この場合には、デューティーが若干大きくなることで電源電池からの電流が増えるが、高変換効率な充電状態は維持されている。
なお、図7で示したデータは一例であり、また、充電時間を更に細かく区切って多数のデータを格納するようにしてもよい。図8は本発明の第2の実施形態のストロボ装置の第2の構成を示す構成図である。この図8に示すように、電池電圧検出部70を設けると共に、テーブル60には図9(a)のようなデータを格納したテーブル60を設けておく。
ここで、電池電圧検出部70で検出される電池電圧が通常レベルにあるとき(通常時)には、図9(a)のテーブルに従って、CPU1はオン10・オフ50〜オン10・オフ7の時間幅の制御を行う。
そして、電池電圧検出部70で検出される電池電圧が低レベルにあるとき(低電圧時)には、オン時間の比率が小さくなる方向にアドレスをシフトした図9R>9(b)のテーブルに従って、CPU1はオン10・オフ50〜オン10・オフ8の時間幅の制御を行う。
以上のような電池電圧に応じた充電時間のアドレスのシフトについては、充電時間(充電電圧)に対応するアドレスに、電池電圧に応じたシフト値を加算したアドレスのデータを読み出すようにすればよい。
このように、充電時間をパラメータとして制御信号を作成してむだ時間を省く方向に制御する際に、電池電圧でテーブルのアドレスをシフトさせることで、起電力の弱った電池にあまり負担をかけずに、効率の良い充電を行うことが可能になる。
このような場合に、電池の電圧を複数段階に検出して、アドレスのシフトを複数段階に行うことで、さらに適正な制御が可能になる。なお、低温環境や残量の少ない電池を使用しているときのストロボ充電では、電池から大電流を引き出そうとすると電池の起電力を急落させてしまい、かえって充電時間が延びてしまったり、たとえ充電が完了したとしてもその時点で電池電圧がカメラの他の回路を作動させるのに必要な電圧を割り込んでしまう可能性がある。
また、低温環境や残量の少ない電池は電池電圧を検出することにより、常温かつ十分な残量を有する電池と区別することが可能である。そこで、この実施形態では、スイッチング素子30に供給する制御信号のオン/オフ時間のデューティーが、電池電圧に応じて設定された所定のデューティーに達したら、オン/オフ信号の時間幅を保持することにより、電池の状況に応じた消費電流を制御することが可能になる。この場合、3Vリチウム電池を例にすると、図9(c)のように設定することが可能である。
図10は本発明の第2の実施形態のストロボ装置の第3の構成を示す構成図である。この図10R>0に示すように、メインコンデンサ40の充電電圧を検知する充電電圧検出部80を設けると共に、図11のような充電電圧をアドレスとしたデータを格納したテーブル60を設けておく。
ここで、充電電圧検出部80でメインコンデンサ40の充電電圧を計測し、CPU1は、その計測結果をアドレスとして与えた場合に読み出されるオン時間とオフ時間とを参照してスイッチング素子30に対する制御信号を生成する。
すなわち、このようなテーブル60を備えたストロボ装置の場合、CPU1はまずメインコンデンサの充電電圧をA/D変換によって検出する。そして、検出された充電電圧からスイッチング素子30に対する制御信号を次に切り替えるべき充電電圧の値を、コンパレートモードのコンパレート電圧に設定すると共に、テーブル60から前記検出した充電電圧に応じたアドレスに格納されたオン/オフ時間を参照し、スイッチング素子30に対する制御信号を出力することにより充電を開始する。また、このコンパレートモードは、A/D変換入力端子に入力される電圧と予め設定されたコンパレート電圧の大小を比較し、比較結果に応じて何らかのフラグをセットまたはリセットすることにより、プログラムから前記2電圧の大小比較結果が検出できるように構成されている。
したがって、CPU1はコンパレートモードのフラグ反転を検出すると、次に制御信号を切り替えるべき充電電圧の値をコンパレートモードのコンパレート電圧に設定すると共に、テーブル60のインクリメントしたアドレスに格納されたオン/オフ時間のデータを参照し、スイッチング素子30に出力する制御信号を切り替える。
このように、CPU1はコンパレートモードのフラグ反転を検出する毎に、テーブル60から充電電圧に応じたアドレスのデータを読み出して、スイッチング素子30への制御信号を切り替えるように動作する。
なお、テーブル60に格納するデータについては、スイッチング素子30のオンとオフとによってむだ時間がなくなるようなデータを、第1の実施形態で示したような回路を用いてあらかじめ求めておき、そのデータを格納すればよい。
このように、メインコンデンサ40の充電電圧をパラメータとして制御信号を作成してむだ時間を省く方向に制御することで、一定時間に発生するフライバックパルスを多くすることができる。従って、充電電流を増加させることにより急速充電が可能になる。また、この場合には、デューティーが若干大きくなることで電源電池からの電流が増えるが、高変換効率な充電状態は維持されている。
なお、図11で示したデータは一例であり、また、充電電圧を更に細かく区切って多数のデータを格納するようにしてもよい。
〈第3の実施形態〉
図12は本発明の第3の実施形態のストロボ装置の基本的構成(第1の構成)を示す構成図である。
〈第3の実施形態〉
図12は本発明の第3の実施形態のストロボ装置の基本的構成(第1の構成)を示す構成図である。
上述した実施形態で示したストロボ装置と異なる部分は、温度測定部90を備えていることである。この温度測定部90は環境温度を測定するものであり、とくにストロボ装置の内部の温度、望ましくはストロボ基板近傍の温度を測定する。
すなわち、このストロボ装置では、測定された環境温度を参照し、スイッチング素子30がオンまたはオフする時間幅の少なくとも一方を前記2次コイルに発生するフライバックパルスの発生から消滅までの期間に応じて変化させるように制御している。
なお、高温環境や連続撮影による連続充電動作におけるストロボ充電では、電子部品が放熱することができないので徐々に過熱していく。そのような状態が続くと部品が熱破壊してしまう可能性がある。
そこでこの実施形態では、ストロボ充電のカメラ内部の温度、望ましくはストロボ基板の温度を検出し、検出温度が所定の温度を超え、かつ、スイッチング素子30に供給する制御信号のオン/オフ時間のデューティーが予め設定されたデューティーに達したとき、あるいは、そのデューティーを超えていたときには、前記予め設定されたオン/オフ時間に制御を切り替えて、発熱を起こさない低消費電流の充電制御に切り替えることにより、電子部品の過熱を予防することが可能である。
たとえば、基板温度が100℃以上であることを検出し、かつ、スイッチング素子30に供給する制御信号のオン/オフ時間のデューティーが33%を超えたときには、制御信号のオン時間を10μs、オフ時間を20μsに設定する。
図14は本発明の第3の実施形態のストロボ装置の第2の構成を示す構成図である。この、図1414に示すように、充電電圧検出部80を設けると共に、テーブル60には図15のようなデータを格納したテーブル60を設け、さらに温度測定部90を設けておく。
そして、環境温度が通常範囲にあるときには、図15(a)のテーブルに従って、CPU1はスイッチングの時間幅の制御を行う。また、環境温度が通常範囲外の低温または高温にあるときには、オン時間の比率が小さくなる方向にアドレスをシフトした図15(b)のテーブルに従って、CPU1はスイッチングの時間幅の制御を行う。
このように、充電電圧検出部80で検出される充電電圧をパラメータとして制御信号を作成してむだ時間を省く方向に制御する際に、環境温度でテーブルのアドレスをシフトさせることで、電池あるいは回路に負担をかけずに、効率の良い充電を行うことが可能になる。
このような場合に、環境温度を複数段階に検出して、アドレスのシフトを複数段階に行うことで、さらに最適な充電を行うことが可能になる。そして、このようにアドレスをシフトさせる構成によれば、テーブルを書き換えることなく、条件に応じて適切な条件のデータを読み出して制御を行うことが可能になる。
また、本発明の第3の実施形態のストロボ装置の第3の構成として、図13に示すような回路を用いることができる。ここで、温度測定部90で測定される環境温度が通常レベルにあるとき(通常温度時)には、図16(a)のテーブルに従って、CPU1はオン/オフの時間制御を行う。
そして、温度測定部90で測定される環境温度が通常範囲外レベルにあるとき(通常外温度時)には、オン時間の比率が小さくなる方向にアドレスをシフトした図16(b)のテーブルに従って、CPU1はオン/オフの時間制御を行う。
以上のような環境温度に応じた充電時間のアドレスシフトについては、充電時間に対応するアドレスに、環境温度に応じたシフト値を加算したアドレスのデータを読み出すようにすればよい。
このように、充電時間をパラメータとして制御信号を作成してむだ時間を省く方向に制御する際に、環境温度でテーブルのアドレスをシフトさせることで、電池あるいは回路に負担をかけずに、急速かつ高変換効率な充電を行うことが可能になる。
このような場合に、環境温度を複数段階に検出して、アドレスのシフトを複数段階に行うことで、さらに最適な充電を行うことが可能になる。そして、このようにアドレスをシフトさせる構成によれば、テーブルを書き換えることなく、条件に応じて適切な条件のデータを読み出して制御を行うことが可能になる。
〈第4の実施形態〉
また、CPU1は、直前の撮影時のストロボ発光時間(非発光であれば、発光時間=0)を参照し、このストロボ発光時間に応じた制御信号を生成する。
また、CPU1は、直前の撮影時のストロボ発光時間(非発光であれば、発光時間=0)を参照し、このストロボ発光時間に応じた制御信号を生成する。
なお、発光時間と、その発光時間から推測されるメインコンデンサの残量電圧との関係は、図17のようになる。ここで、図17(a)が発光波形を示し、図17(b)が残量電圧を示している。そして、このような場合に、発光時間とメインコンデンサの残量電圧と設定するタイマの初期値との関係については、例えば、図18のように設定することが可能である。
〈第5の実施形態〉
なお、ストロボ装置において、CPU1はカメラ各部の動作状態を監視し、ズームレンズ駆動モータの動作やフォーカスモータの動作など、カメラ各部のいずれかの動作の有無を監視し、カメラのいずれかの動作があった際にメインコンデンサの充電を中断させる。そして、中断した時点での充電時間の計測結果を保持し、カメラの動作が完了した際に保持した計測結果の時点からの充電を再開させるよう制御する。
なお、ストロボ装置において、CPU1はカメラ各部の動作状態を監視し、ズームレンズ駆動モータの動作やフォーカスモータの動作など、カメラ各部のいずれかの動作の有無を監視し、カメラのいずれかの動作があった際にメインコンデンサの充電を中断させる。そして、中断した時点での充電時間の計測結果を保持し、カメラの動作が完了した際に保持した計測結果の時点からの充電を再開させるよう制御する。
このようにカメラの何らか動作(ズーム動作など)があった場合にはストロボ充電を一時的に中断することにより、カメラの電源である電池10が小型のものであっても十分対応することができるようになる。また、中断時の状態からストロボ充電を再開するので、メインコンデンサの充電電圧ならびに各種条件に適した状態で充電を再開することができ、急速かつ高変換効率な充電を行うことが可能になる。
なお、この場合、CPU1は、ある程度の電流を必要とするカメラの動作の場合にストロボ充電を中断するようにし、電流を殆ど必要としない動作や操作ではストロボ充電を中断させなくとも構わない。
〈第6の実施形態〉
なお、ストロボ装置において、電池10が通常状態で使用可能な能力を有している場合には一定の充電時間(たとえば、3〜4秒)で充電が完了する。しかし、起電力の弱った電池や低温下で起電力の低下した電池、あるいはスイッチング素子の過熱による導通損失の増加、電池発熱による内部抵抗(温度ヒューズ)の上昇により、この充電時間が伸びることがある。
なお、ストロボ装置において、電池10が通常状態で使用可能な能力を有している場合には一定の充電時間(たとえば、3〜4秒)で充電が完了する。しかし、起電力の弱った電池や低温下で起電力の低下した電池、あるいはスイッチング素子の過熱による導通損失の増加、電池発熱による内部抵抗(温度ヒューズ)の上昇により、この充電時間が伸びることがある。
そこで、図19のような内容のテーブルを用意しておき、CPU1内蔵のタイマでの充電時間の計測結果が所定の値(例えば4秒)を超えた場合には、スイッチング素子30の制御入力端子に電流を減らすための所定のオン/オフ時間幅の制御信号を供給する。
これにより、通常の電池では高速に充電が実行できるとともに、前述のように何らかの理由により充電時間が伸びた場合には、各部の負担を軽減して充電の継続が可能にある。
また、充電時間がかかるほど何らかの異常の度合いが大きいので、図20に示すように、充電時間に逆比例してデューティーを下げるようにすれば、さらに負担を軽減して充電を継続することが可能になる。
また、充電時間がかかるほど何らかの異常の度合いが大きいので、図20に示すように、充電時間に逆比例してデューティーを下げるようにすれば、さらに負担を軽減して充電を継続することが可能になる。
そして、何らかの理由により充電時間が伸びた場合には、所定の第1の経過時間で電流を減らし、さらに、第1の時間より長い所定の第2の経過時間で電流を遮断するように制御してもよい。
この場合も、各部の負担を軽減して充電を継続しつつ、さらに充電時間が異常に伸びたときには電流遮断により、カメラとしての他の機能を維持するような制御が可能になる。
以上のように、ストロボ充電の状況を把握する検出手段を用いずとも、あるいは、用いたとしても検出が困難なストロボの充電状況を判定して、適切な制御を行うことができる。
以上のように、ストロボ充電の状況を把握する検出手段を用いずとも、あるいは、用いたとしても検出が困難なストロボの充電状況を判定して、適切な制御を行うことができる。
〈その他の実施形態〉
なお、以上の各実施形態ではストロボ装置の発明について説明してきたが、以上のいずれかのストロボ装置を備えたカメラも本発明の一実施形態である。
なお、以上の各実施形態ではストロボ装置の発明について説明してきたが、以上のいずれかのストロボ装置を備えたカメラも本発明の一実施形態である。
すなわち、以上の各実施形態のストロボ装置を備えたカメラでは、以上の説明のように高変換効率な昇圧動作を維持しながら、急速充電ならびに各種の条件に応じて定められた状態で充電することができるようになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、高変換効率で昇圧動作を行いつつ、各種の条件を参照して適した状態で充電することができるストロボ装置を実現できる。
1 CPU
10 電源電池
20 電源コンデンサ
30 スイッチング素子
40 メインコンデンサ
50 パルス検出部
60 テーブル
T フライバックトランス
D 整流ダイオード
10 電源電池
20 電源コンデンサ
30 スイッチング素子
40 メインコンデンサ
50 パルス検出部
60 テーブル
T フライバックトランス
D 整流ダイオード
Claims (2)
- 少なくとも1次コイルと2次コイルとの2つの巻線で構成されたフライバックトランスと、
制御入力端子に供給される制御信号に基づいて前記1次コイルに供給する電源をオン/オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子がオンからオフに変化する際に前記2次コイルに発生するフライバックパルスを整流する整流ダイオードと、
前記整流ダイオードで整流された電流を充電するメインコンデンサと、
前記スイッチング素子がオンまたはオフするための制御信号を生成し、この制御信号を前記スイッチング素子の制御入力端子に供給する発振制御手段と、
メインコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、
前記充電電圧検出手段での検出結果に基づいてアクセス可能な各アドレスに、充電電圧に応じて定められた前記制御信号のデータを記憶する記憶手段と、
を備えた他励発振式のストロボ装置であって、
前記発振制御手段は、充電時に前記充電電圧検出手段での検出結果に応じて選択されたアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、ことを特徴とするストロボ装置。 - 電源電池の電圧を検出する電池電圧検出手段を備え、
前記発振制御手段は、充電時に前記充電電圧検出手段での検出結果に応じて選択されたアドレスを、前記電池電圧検出手段で検出された電池電圧に応じて変化させ、この変化後のアドレスからデータを読み出して制御信号として出力する、
ことを特徴とする請求項1記載のストロボ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005213871A JP2006025597A (ja) | 2005-07-25 | 2005-07-25 | ストロボ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005213871A JP2006025597A (ja) | 2005-07-25 | 2005-07-25 | ストロボ装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP12287199A Division JP3726551B2 (ja) | 1998-08-19 | 1999-04-28 | ストロボ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005213871A Pending JP2006025597A (ja) | 2005-07-25 | 2005-07-25 | ストロボ装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2006025597A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2005
- 2005-07-25 JP JP2005213871A patent/JP2006025597A/ja active Pending
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060228 |
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A02 | Decision of refusal |
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