JP2006084608A - ストロボ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラット発光に対応したストロボ装置において、ワイヤレス通信用の通常発光時に閃光波形の立ち上がりが鈍くなるのを防止する。
【解決手段】 本発明に係るストロボ装置は、電源電圧を昇圧する昇圧回路１と、該昇圧回路１によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサ２と、該メインコンデンサ２の蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管３と、前記メインコンデンサ２と前記閃光放電管３との間に接続され、フラット発光時に発光用電流を通過させるコイル６と、該コイル６と並列接続し、通常発光時に発光用電流を通過させるサイリスタ７と、該サイリスタ７のオン／オフ切替を行う切替回路８とを備え、該切替回路８は、発光モード信号に基づきオン／オフ動作を行うトライアック９及び該トライアック９がオン状態の時に、充電電荷を放電し、前記サイリスタ７のゲートに電流を供給するコンデンサ１０を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通常発光とフラット発光とを切り替え可能に構成されているストロボ装置に関し、特に、ワイヤレスストロボシステムにおけるマスター側のストロボ装置に関する。

フォーカルプレーンシャッターを備えるカメラでのストロボ撮影においては、露光ムラが生じないようにフォーカルプレーンシャッターの高速秒時（スリット露光）でも同調できるほど長時間発光させる必要があり、図２に示すように、閃光波形を短い周期で連続させて擬似的に長時間の連続発光を実現する、いわゆるフラット発光を可能にするストロボ装置がよく知られている。

具体的には、メインコンデンサ側のコイルの一端と、放電管のカソードとの間に、発光停止時にコイルに蓄積されたエネルギーを放電管を介して還流するためのダイオードを設け、メインコンデンサの充電電荷（発光用電流）をコイルに通して充電電荷の増加、減少を緩やかにして閃光放電管に供給し、発光強度に応じてＩＧＢＴを制御することで、擬似的にフラット発光を実現している。

一方、フラット発光を必要としない場合、即ち、図２に示すような通常の閃光発光（通常発光）の場合では、コイルに電流を流さないようにする工夫が必要であるが、これに関して、この種のストロボ装置では、サイリスタ等のスイッチング素子でバイパスする技術（例えば、特許文献１）が広く採用されている。

図３は、上記従来のストロボ装置の一般的な回路構成を示すブロック図である。

図３で示されるストロボ装置の回路において、１は電源電池Ｅからの供給電圧を直流高電圧に昇圧する昇圧回路、２は前記直流高電圧によって電荷を蓄積する（充電する）メインコンデンサ、３は該メインコンデンサ２の蓄積電荷を消費することで発光するキセノン管等の閃光放電管、４は閃光放電管３の発光強度に応じてスイッチング動作を行うＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、５は閃光放電管３を励起するためのトリガ回路、６はフラット発光時において発光用電流の増加、減少を緩やかにするためのコイル、７はコイル６と並列に接続し、通常発光時において発光用電流のバイパスとなるサイリスタ、１１はサイリスタ７のオン／オフを切り替える切替回路である。また、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１は、サイリスタ７の誤動作を防止するために、ダイオードＤ１は、発光停止時にコイルに蓄積されたエネルギーを放電管を介して還流する目的で設けられている。

切替回路１１は、トランジスタ１２、１３、抵抗Ｒ６〜Ｒ１０及びダイオードＤ２で構成され、信号入力端子Ｓ１に入力される信号に従い、サイリスタ７のオン／オフを切り替える回路である。具体的には、Ｓ１にＨＩＧＨレベル信号が入力されると、トランジスタ１３及び１２がオンし、コイル６の両端に所定の電位差が生じてサイリスタ７のゲートに電流が流れることで、サイリスタ７がオン状態となる。その結果、発光用電流はサイリスタ７を通過して閃光放電管３に供給されるので、その時の閃光波形は立ち上がりが鋭いものとなる（通常発光）。

一方、Ｓ１がＬＯＷレベル状態では、トランジスタ１３及び１２はオフ状態であるため、サイリスタ７のゲートに電流が流れず、サイリスタ７はオフ状態となっている。したがって、発光用電流は、コイル６を通過するため、閃光放電管３への電流供給の増加、減少が緩やかになり、閃光波形の変化が滑らかになる。ここで、発光強度を検出し発光強度が所定値を上回ればＩＧＢＴ４が遮断され、発光強度が減少する。そして、発光強度が所定値を下回ればＩＧＢＴ４が導通され、発光強度が増加する。このプロセスを繰り返すことでほぼ一定範囲の発光強度に維持され、その結果、閃光波形はフラットなものになる（フラット発光）。
特開平１０−４８７１４号公報

しかしながら、上記従来のストロボ装置の切替回路では、通常発光をさせるため、信号入力端子Ｓ１にＨＩＧＨレベル信号が入力されても、高圧に対応したトランジスタ１３に流れる電流は微少であるためトランジスタ１２がオンになるのが遅延するので、コイル６の両端に所定の電位差が生じてサイリスタ７のゲートがオンするのも遅延する。したがって、ゲートがオンするまでの間にコイル６に電流が流れてしまうことで、閃光波形の立ち上がりが鈍くなる現象が生じる（図４の破線部）。

これは、当該ストロボ装置を単体で使用する場合には影響は無いレベルであるといえるが、ワイヤレスストロボシステムにおけるマスターストロボ装置として使用する場合では、支障が出るおそれがある。すなわち、図５に示すように、ワイヤレスストロボシステムの通信に用いられるマスターストロボ装置の通信手段としての予備発光は、複数回連続して本発光よりも少ないエネルギーで発光させるため、予備発光の閃光波形は、本発光の閃光波形との比較において、本発光開始直後の一部分だけを用いる形となる（図５の破線部）。したがって、サイリスタ７のオンが遅延することで予備発光の閃光波形の多くの部分が上記コイルの影響を受けることとなり、発光開始時の発光用電流の増加が緩やかになることの影響が大きく現れる可能性がある（図６の破線部参照）。その結果、スレーブストロボ装置（の受光部）は一般的に受光信号を微分して判別信号を形成しているため、予備発光の閃光波形は全体的に鈍くなることで、スレーブストロボ装置側での認識がしにくくなり、正確なワイヤレス通信ができなくなるおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するべくなされたもので、通常発光とフラット発光とを切り替え可能に構成されているストロボ装置において、通常発光の時に閃光波形の立ち上がりが鈍くなるのを確実に防止できるストロボ装置を提供することを目的とする。

本発明のストロボ装置は、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、前記メインコンデンサと前記閃光放電管との間に接続されたコイルと、該コイルと並列接続された第１のスイッチング素子と、該第１のスイッチング素子のオン／オフ切替を行う切替回路とを備え、該切替回路は、発光モード信号に基づきオン／オフ動作を行う第２のスイッチング素子及び該第２のスイッチング素子がオン状態の時に、充電電荷を放電し、前記第１のスイッチング素子のゲートに電流を供給するゲートオン用コンデンサを有することを特徴とする。

上記構成のストロボ装置によれば、通常発光開始直前時において、前記切替回路に発光モードが通常発光である信号が入力されると（例えば、ＨＩＧＨレベル信号）、第２のスイッチング素子が急速にオンになり、トリガ回路がオン状態になるのとほぼ同時にゲートオン用コンデンサが放電を開始し、第１のスイッチング素子のゲートに即座に大電流が供給されることになる。その結果、メインコンデンサの放電開始時には、第１のスイッチング素子はオン状態となっているので、コイルにほとんど電流が流れることがなく、閃光波形の立ち上がりが鈍くなる現象を防止できる。

したがって、本発明のストロボ装置をワイヤレスストロボシステムにおけるマスターストロボ装置に適用しても、スレーブストロボ装置との通信障害の発生を防止することができる。

ゲートオン用コンデンサの充電はメインコンデンサの充電期間中にメインコンデンサから行われるため、その放電開始時の電圧は、メインコンデンサの電圧と略同一（例えば、３３０Ｖ）となっている。

また、第１のスイッチング素子として、小型化が可能で、スイッチング時間が速い等の特性を有するサイリスタを採用するのが好適といえる。

また、第２のスイッチング素子として、誤動作の可能性が少なく、スイッチング時間が速いという理由からトライアックを採用するのが好ましい。

以上の如く、本発明のストロボ装置は、通常発光開始時において、フラット発光用のコイルの影響を受けずに、閃光放電管に対して発光用電流を供給することができるので、閃光波形の立ち上がりが鈍くなるといった現象を防止できる。これにより、当該ストロボ装置をマスターストロボ装置として使用した場合においても、通信制御用の予備発光をスレーブストロボ装置側で正確に受光でき、通信障害の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係るストロボ装置について図面を参酌しつつ説明する。

本実施形態のストロボ装置は、フォーカルプレーンシャッターを備えるカメラでのストロボ撮影で使用され、また、図示しないスレーブストロボ装置との間でワイヤレスストロボシステムを構築している。

図１は、本実施形態に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図である。

図１において、１は電源電池Ｅからの供給電圧を直流高電圧に昇圧する昇圧回路、２は前記直流高電圧によって電荷を蓄積する（充電する）メインコンデンサ、３は該メインコンデンサ２の蓄積電荷を消費することで発光するキセノン管等の閃光放電管、４は閃光放電管３の発光強度に応じてスイッチング動作を行うＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、５は閃光放電管３を励起するためのトリガ回路、６はフラット発光時において発光用電流の増加、減少を緩やかにするためのコイル、７はコイル６と並列に接続し、通常発光時において発光用電流のバイパスとなるサイリスタ、８はサイリスタ７のオン／オフを切り替える切替回路である。また、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１は、サイリスタ７の誤動作を防止するために、ダイオードＤ１は、フラット発光の停止時におけるコイル６に蓄積されたエネルギーを放電管を介して還流する目的で設けられている。尚、本実施形態において、サイリスタ７は第１のスイッチング素子を構成する。

切替回路８は、信号入力端子Ｓ１に入力される信号（発光モード信号）に従い、サイリスタ７のオン／オフを切り替える回路である。本実施形態のストロボ装置は、従来と同様に、サイリスタ７のオン／オフを切り替えることで、通常発光とフラット発光との切り替えを可能としている。即ち、閃光放電管３の発光時に、サイリスタ７がオン状態であれば、発光用電流はサイリスタ７を流れるので、その閃光波形は、立ち上がりが鋭いものとなる（通常発光）。一方、閃光放電管３の発光時に、サイリスタ７がオフ状態であれば、発光用電流はコイル６を流れるので、その閃光波形は立ち上がり、立ち下がりが滑らかなものとなり、発光強度に応じてＩＧＢＴのオン／オフを繰り返し切り替えてやることで閃光波形がフラットなものになる（フラット発光）。

切替回路８は、Ｓ１に入力される発光モード信号に従いオン／オフ動作を行うトライアック９、該トライアック９がオフ状態で充電を行い、オン状態で放電を行うコンデンサ１０、そして、各素子の保護や調整用に使用される抵抗Ｒ２〜Ｒ５及びコンデンサＣ２、Ｃ３で構成されている。尚、本実施形態において、トライアック９は第２のスイッチング素子を構成し、コンデンサ１０はゲートオン用コンデンサを構成する。

以上の構成からなる切替回路８の動作について説明する。

先ず、当該ストロボ装置でフラット発光させる場合について説明する。この場合、ＩＧＢＴ４がオンになり、メインコンデンサ２の放電が開始される直前において、信号入力端子Ｓ１で検出される信号（発光モード信号）はＬＯＷレベル信号である。すると、トライアック９はオン状態とならず、トリガ回路５がオン状態となっても、コンデンサ１０は放電を開始できない。したがって、サイリスタ７のゲートに電流を供給できないため、サイリスタ７はオフ状態となり、メインコンデンサ２から供給される発光用電流はコイル６を通過することになる。

一方、通常発光させる場合では、メインコンデンサ２の放電が開始される直前において、信号入力端子Ｓ１にＨＩＧＨレベル信号が入力される。すると、トライアック９が急速にオン状態となり、トリガ回路５がオン状態となると同時に、コンデンサ１０が放電を開始する。ここで、コンデンサ１０の充電は、メインコンデンサ２の充電期間中にメインコンデンサ２から行われるため、放電開始時において、コンデンサ１０の電圧（図１のＢ点）は、メインコンデンサ２の電圧（図１のＡ点）と略同一（例えば、３３０Ｖ）となっている。したがって、信号入力端子Ｓ１にＨＩＧＨレベル信号が入力され、トリガ回路５がオン状態になると、直ちにコンデンサ１０はサイリスタ７のゲートを介して放電を開始でき、サイリスタ７のゲートに電流を供給できる。即ち、Ｓ１にＨＩＧＨレベル信号が入力されると、切替回路８は、直ちにトライアック９をオン状態にしてサイリスタ７をオン状態に切り替えることができるのである。これにより、メインコンデンサ２の放電開始時においても、発光用電流は、ほとんどコイル６を通過せず、該コイル６の影響を受けなくなるため、図４の実線で示されるように立ち上がりが速い閃光波形となる。

したがって、当該ストロボ装置から同調制御等を目的とした本発光に先立つ予備発光を行っても、コイル６による発光用電流の増加が緩やかになることの影響を受けなくなることから、その閃光波形は、図５の実線で示される波形のように正常なものとなり、図示しないスレーブストロボ装置で正確に受光することができる。

尚、本発明に係るストロボ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では第１のスイッチング素子としてサイリスタを、第２のスイッチング素子としてトライアックを採用しているが、これらに限定されず、必要に応じて、これらに適したあらゆるスイッチング素子を採用することができる。例えば、第２スイッチング素子としては、トライアックの他にも双方向性の各種スイッチング素子を採用できる。

本発明に係るストロボ装置は、通常発光時において、フラット発光用のコイルの影響を受けずに閃光発光させることができ、ワイヤレスストロボシステムにおけるマスターストロボ装置への適用が特に有用である。

本発明の一実施形態に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図 通常発光時とフラット発光時における一般的な閃光波形を示す図 従来のストロボ装置の回路構成を示すブロック図 通常発光時において、コイルの影響を受けない場合の閃光波形（実線）とコイルの影響を受けた場合の閃光波形（破線）を示す図 通常発光時の閃光波形を示す図であって、本発光と予備発光との関係を説明するための図 予備発光において、コイルの影響を受けた場合の閃光波形の変化を説明するための図

符号の説明

８ 切替回路
９ トライアック（第２のスイッチング素子）
１０ コンデンサ（ゲートオン用コンデンサ）
Ｒ２〜Ｒ５ 抵抗
Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ

Claims (3)

1. 電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
   該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、
   該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、
   前記メインコンデンサと前記閃光放電管との間に接続されたコイルと、
   該コイルと並列接続された第１のスイッチング素子と、
   該第１のスイッチング素子のオン／オフ切替を行う切替回路とを備え、
   該切替回路は、発光モード信号に基づきオン／オフ動作を行う第２のスイッチング素子及び該第２のスイッチング素子がオン状態の時に、充電電荷を放電し、前記第１のスイッチング素子のゲートに電流を供給するゲートオン用コンデンサを有することを特徴とするストロボ装置。
2. 前記第１のスイッチング素子がサイリスタであることを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
3. 前記第２のスイッチング素子がトライアックであることを特徴とする請求項１又は２に記載のストロボ装置。
   

Images