JP2007003898A - ストロボ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のストロボ装置においては、訂正露出の信号を受けた時点から閃光放電管の放電の停止までに時間がかかり、結果として、特に近距離では露出オーバーの写真が撮れ、使用者に満足感が与えられない問題点を生じていた。
【解決手段】 本発明により、ストロボ装置１の制御回路部２０には１つの発光端子と、対地インピーダンスの異なる複数の発光停止端子７１、７２が設けられ、ＩＧＢＴ素子５の導通停止時には、複数の発光停止端子に対し同時、若しくは低インピーダンス側のものから発光停止信号が印加されるストロボ装置としたことで、トランジスタ、抵抗など少ない部品の追加という簡便な手段で露出オーバーの発生を減少させ、適正露出の写真が得られるものとして課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ストロボ装置に関するものである。

従来の、この種のストロボ装置としては、閃光放電管にＩＧＢＴ素子(Insulated Gate Bipolar Transister)と称され、大電力に対して導通と導通停止とがゲートにより行える半導体素子を直列に接続しておき、例えば、シャッター釦を押し下げている途上で被写体からの明るさを測定し、もしも、光量不足の状態であれば、シャッターが起動した状態で前記ＩＧＢＴが導通し閃光放電管が発光するものとしておく。

そして、ＣＣＤ素子などからの出力が適正露出に達した時点で、前記ＩＧＢＴ素子に導通停止信号を出力してＩＧＢＴの導通を停止させ、閃光放電管の発光を停止させて、適正露出を得ることを基本とするものであるが、現実には、導通停止信号が出力されてから前記ＩＧＢＴ素子が導通を停止するまでにはある程度の時間を必要とするので、その遅れ分だけ露出過剰となる問題点を生じていた。

その点を解決すべく、デジタルカメラなど中央制御装置が採用可能であり、且つ、撮影した写真の質が重視される機器では、閃光放電管の総光量、被写体までの距離などのデータから適正露光時間を予めに計算しておき、例えば、シャッター釦が押され閃光放電管が発光してから適宜時間後にＣＣＤ素子に対する露光が始まるようにして、上記した放電停止時の遅れによる露光過剰を補償したものがある（例えば、特許文献１参照。）
特開２００４−３２５５８８号公報

ここで、デジタルカメラなど写真撮影専用の機器であれば、相応の性能を持つ中央制御装置を採用可能であるが、例えば携帯電話などのアクセサリー的な機能としてもカメラ機能が付属され、更にストロボの発光停止時間の遅れまでを補正するものとすると、前記中央制御装置内に組み込むプログラムが煩雑化する問題点を生じる。

しかしながら、使用者側としては、撮影を行う以上は、如何なるカメラであっても、鑑賞に堪える画質が得られることを期待するものであり、例えば、暗い状態での近距離の被写体の撮影でストロボ装置が発光し、上記した発光停止の遅れの問題から露出オーバーとなり、いわゆる白飛びとなった写真が撮影されたときには、画質に不満を抱くものとなり、場合によってはストロボが取付けられた商品全体に対しても不信感を抱くものとなるという課題を生じていた。すなわち、本発明の課題は閃光放電管の発光時間を適切に制御する技術を提供することにある。

本発明は、前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、撮影の準備操作に伴い被写体照度を測定して光量の過不足量を予めに検知しておき、シャッタが操作されたときには、閃光放電管に直列接続されたＩＧＢＴ素子(Insulated Gate Bipolar Transister)のゲートに設けた制御回路部の発光端子に発光信号を印加して前記ＩＧＢＴ素子を導通させ、前記閃光放電管を発光させて光量を補足し、前記光量不足量が前記閃光放電管からの発光で充足された時点で前記制御回路部の発光停止端子に発光停止信号を印加しＩＧＢＴ素子の導通を停止させ光量調整を行って成るストロボ装置において、前記ストロボ装置の前記制御回路部には１つの発光端子と、対地インピーダンスの異なる複数の発光停止端子が設けられ、前記ＩＧＢＴ素子の導通停止時には、前記複数の発光停止端子に対し同時、若しくは低インピーダンス側のものから発光停止信号が印加されることを特徴とするストロボ装置を提供することで課題を解決するものである。

本発明によれば、閃光放電管の発光時間を適切に制御する技術を提供することができる。

以下、それぞれの回路図、動作図に基づいて本発明を説明する。

まず、ストロボ装置の構成を図に基づいて詳細に説明する。図１に示すものは、本発明ストロボ装置１を基本的な構成で示す略示的なブロック図であり、前記ストロボ装置１は、閃光放電管２と、この閃光放電管２に対し短時間に大電流を供給するためのコンデンサ３と、シャッター釦からの信号により高電圧を発生し、前記閃光放電管２に放電を開始させるトリガー回路４（図２参照）と、ＣＣＤ素子などからの出力のトータル量などから適正露出が判断されたときには導通を停止し前記閃光放電管２の発光を停止させるＩＧＢＴ素子５とで構成される発光部１０と、前記をＩＧＢＴ素子５の導通を制御する制御回路部２０とから構成されている。

本発明では、前記制御回路部２０（図４参照）の部分に工夫を凝らすものであり、よって、発光部１０の部分の構成は、従来技術の構成と同様であり、以降の説明では本発明による制御回路部２０を有するストロボ装置１の実施形態と、従来構成の制御回路部３０（図２参照）を有するストロボ装置１の動作を比較することで、本発明の作用、効果を明確とする。

図２に示すものは、従来構成のストロボ装置１の発光部１０、および、制御回路部３０の構成を示す回路図であり、図３に示すものは、上記従来構成の各部の動作を模式的に示すグラフである。まず、図２を参照して従来構成の回路について説明すると、発光部１０においては、直列に接続された閃光放電管２とＩＧＢＴ素子５とが、コンデンサ３に対して並列に接続されており、そして、閃光放電管２とＩＧＢＴ素子５との接続点にはトリガー回路４の入力端が接続され、このトリガー回路４の出力端は閃光放電管２のトリガー端子２ａに接続されている。

一方、制御回路部３０には、例えばＰＮＰトランジスタとした発光開始用トランジスタ１６が設けられ、この発光開始用トランジスタ１６のベースは、例えばシャッター釦で投入されるスイッチに接続され発光端子１６ａとされている。また、前記発光開始用トランジスタ１６のコレクタは適宜な抵抗値を有する抵抗器１１を介して前記ＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａに接続されている。

また、制御回路部３０には、例えばＮＰＮトランジスタによる発光停止用トランジスタ１７が設けられ、この発光停止用トランジスタ１７のコレクタは抵抗器１２を介して、前記ＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａに接続されている。従って、ＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａは、発光開始用トランジスタ１６の導通により正電位側に移行し、発光停止用トランジスタ１７の導通により負電位側に移行する。

そして、シャッター釦が押されるなどして、発光開始信号（ＣＨ１）が出力され、発光開始用トランジスタ１６がオンすれば、ＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａに電圧が供給され、ＩＧＢＴ素子５がオンし、コンデンサ３に充電されていた電圧の一部がトリガー回路４の一次巻線を通り、二次巻線に発生した高圧をトリガー端子２ａに供給するものとなるので、閃光放電管２は図３に曲線ＣＨ４で示すように放電し発光する。

ここで、ＣＣＤ素子などからの出力の和が所定の値に達したとき、即ち、適正露出となったと判断されたときには、図３中に曲線ＣＨ３で示す発光停止信号が制御回路部３０の発光停止用トランジスタ１７のベース、即ち、発光停止端子１７ａに対して、ＣＨ１に代わり出力され、前記ＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａをアース側に向けて低下させる。

ここで、ＩＧＢＴ素子５の特性について説明すると、導通状態のＩＧＢＴ素子５をオフさせるためには、単にゲート端子５ａの電圧（ＣＨ１）を閾値まで低下させれば良いものではなく、前記した閾値を所定の電圧降下の傾斜を有して通過させなければならない。このように通過したときには図３中に曲線ＣＨ２で示すようにコレクター電位の上昇を生じ、閃光放電管２に印加される電圧を低下させ、放電停止が可能となるのである。

従って、発光停止用トランジスタ１７とＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａとを接続する抵抗器１２には、上記の傾斜が得られる条件を満たす抵抗値以外を取付けることはできず、しかも、これは比較的に高い抵抗値となるので、ＣＣＤ素子などから発光停止信号ＣＨ３が出力された時点ｔ１から、ＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａが閾値近傍まで低下する時点ｔ２までに比較的長い時間を要するものとなる。

その結果として時点ｔ１から時点ｔ２までは閃光放電管２は放電を継続するものとなり、この時点ｔ１から時点ｔ２までの時間が露出オーバーの原因となり、特に、携帯電話に付属するカメラなど、比較的に近距離にある被写体を撮影する機会の多いカメラにおいては、露出オーバーを生じ白トビとなる傾向が顕著なものとなる。

以上の状況に鑑みて行われたのが図４に示す本発明のストロボ装置１であり、発光部１０の構成は上記に説明したストロボ装置１と全く同様であるので同一の符号を付して表示し、ここでの個々の部品、及び、動作に関する詳細な説明は省略する。

これに対して、制御回路部２０には、１つの発光開始用トランジスタ６と、複数の発光停止用トランジスタが設けられている。尚、図示は第一発光停止用トランジスタ７１と、発光停止用トランジスタ７２との２つのトランジスタを使用した例で示すが、本発明は発光停止用トランジスタの個数を限定するものではなく、採用する数は自由である。

そして、第一発光停止用トランジスタ７１のコレクターとＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａとの間は抵抗器Ｒ１で接続され、第二発光停止用トランジスタ７２のコレクターとＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａとの間は抵抗器Ｒ２で接続され、それぞれの発光停止用トランジスタ７１、７２が導通したときには、前記ゲート端子５ａがアース電位に接続され低下するものとなるが、本発明では、例えば（Ｒ１の抵抗値）＜（Ｒ２の抵抗値）となるように抵抗値が設定されている。

ここで、ＣＣＤ素子の出力などから適正露出に達したことを示す信号ＣＨ３が出力された時点ｔ１においては、本発明では、まず、第一発光停止用トランジスタ７１のベースに接続される発光停止端子７１ａに印加されて、第一発光停止用トランジスタ７１が導通され、より低い抵抗値を有する抵抗器Ｒ１を介してＩＧＢＴ素子５のゲート端子５ａの放電が行われる。

よって、当然にゲート端子５ａには急激な電位の低下を生じるものとなり、即ち、急速にゲート５ａが閾値に近づくものとなる。本発明では前記閾値に近づいた時点で、所定の傾斜が得られる抵抗器Ｒ２が接続された第二発光停止用トランジスタ７２の発光停止端子７２ａに発光停止信号（ＣＨ３）の印加が切換えられる。尚、第一発光停止用トランジスタ７１と第二発光停止用トランジスタ７２との切り換えは、例えばタイマーＩＣなどを用いても良く、あるいは、携帯電話を制御するためのＣＰＵの一部の機能を利用しても良いものである。

このようにすることで、ゲート端子５ａの電位は速やかに閾値近傍に近づくと共に、近づいた後には、所定の傾斜を持ち閾値を通過する時点ｔ３（従来回路のｔ２）を迎えるものとなるので、本発明では時点ｔ１と時点ｔ３との間が格段に短縮化されるものとなり、即ち、閃光放電管の発光時間が図５に曲線（ＣＨ４）で示すように短縮化し、露出オーバーの原因となる過剰な光量がＣＣＤなど感光素子に達する量を格段に少なくすることが可能となる。尚、参考までに、図３と図５とのＣＨ４で囲まれる部分を対比することによって、本発明により低減が可能となる光量の部分が概念的にしめされる。

また、本発明によれば、実質的には１個のトランジスタと１本の抵抗器の追加で実施が可能となるものであるので、コスト的な負担も軽く実施可能であり、これに伴い商品価格に影響を与える影響も僅少である。本発明によれば、携帯電話など、カメラ（露光）のみを制御するための機能を有する中央制御装置を持たない機器に付設されたカメラにおいても閃光放電管の発光時間の制御を正確なものとして、適正露出に近い露出の写真が得られるものとし、使用者に満足感を与えるという優れた効果を奏するものとなる。

以上は、本発明に係るストロボ装置１の動作を図３および図５に示した模式的なグラフに沿って説明したものであり、以下に図６および図７に示す実際の各部の波形に従って動作を詳細に説明する。なお、回路については、図２に示した従来からの制御回路３０を備えたストロボ装置１と、図４に示した本発明の制御回路２０を備えたストロボ装置１の回路とで対比する。

図６は、従来のストロボ装置１の所定位置における電圧と電流との関係を示すグラフ（図３のグラフのうちｔ１からｔ４までの領域を拡大したグラフ）である。また、図７は、本実施例のストロボ装置１の所定位置における電圧と電流との関係を示すグラフ（図５のグラフのうちｔ１からｔ４までの領域を拡大したグラフ）である。

図６及び図７において、ＣＨ１は、図２及び図４に示す位置におけるＩＧＢＴ素子５のゲート電圧である。また、ＣＨ２は、図２及び図４に示す位置におけるＩＧＢＴ素子５のコレクタ電圧である。また、ＣＨ３は、図２及び図４に示す位置におけるシャッタ釦などのカメラ（不図示）側からゲートドライブ信号の電圧（ＯＦＦ信号）であり、この値が低下すると、ストロボ装置１の閃光放電管２の発光をＯＦＦにするようにカメラ側から要求されていることを示す。さらに、ＣＨ４は、ＩＧＢＴ素子５に流れるコレクタ電流（閃光放電管２に流れる電流とほぼ等しいため、ＣＨ４の積分値が閃光放電管２の光量の積分値とほぼ等しい）である。

まず、従来のストロボ装置１における、閃光放電管２の発光停止までの動作について説明する。ｔ１のときに、カメラ側からの入力により制御回路部の発光停止端子のゲートドライブ信号（ＣＨ３）の電圧が低下しＯＦＦ信号すると、発光停止用トランジスタ１７は、ＩＧＢＴのゲート電圧（ＣＨ１）を低下させる。

ゲート電圧が低下してｔ２においてこのゲート電圧が所定の閾値に到達すると、ゲート電圧は、ｔ３までの間閾値を維持する。
その後、ｔ３を経過すると、ゲート電圧が閾値以下になると、コレクタ電圧（ＣＨ２）が立ち上がってＩＧＢＴコレクタ電流が低下し、ＩＧＢＴ素子５が非導通状態になって閃光放電管２の発光が停止する。このとき、ＯＦＦ信号の後発光が停止するまでの時間（ｔ１からｔ３）が長いとそれだけ発光過多(露出オーバー)と捉えることができる。

このような発光過多を抑えることを考えると、ストロボ装置１は、カメラからのストロボのＯＦＦ信号が発信されてから放電管の発光が停止するまでの時間（ｔ１からｔ４までの時間）を短くすることが考えられる。しかしながら、その際に素子や回路などを保護する観点から、ＩＧＢＴ素子５のコレクタ電流の立ち上がりの傾きは、一定値以下にする必要がある。すなわち、ストロボのＯＦＦ信号が発信されてから放電管の発光が停止するまでの時間を短くするとき、ｔ３経過後ＣＨ１が低下する時間を短くすることができない。

そこで、本実施例のストロボ装置１では、発光停止する信号を受けてから閃光放電管２の発光が停止するまでの時間のうち、回路や素子に対して影響を与えることが少ない、ＯＦＦ信号の後からゲート電圧が閾値以下になるまでの時間（ｔ１からｔ３までの時間）を短縮するようにした。このために、本実施例のストロボ装置１は、従来と同様の第一発光停止用トランジスタ７１とは別に、この第一発光停止用トランジスタ７１とは異なる、新たな第二発光停止用トランジスタ７２を設ける。

第一発光停止用トランジスタ７１と第二発光停止用トランジスタ７２とは、ゲート電圧を低下させる傾きが異なるようにするために、それぞれに接続する抵抗器Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を異なるものとしている（例えば、Ｒ１＜Ｒ２）。

ＯＦＦ信号を受けてＣＨ３が低下したとき、本実施例のストロボ装置１は、初めに第一発光停止用トランジスタ７１が動作して、ＣＨ１の電圧の低下を従来のストロボ装置１より急速に行う。その後、ＣＨ１の値が閾値に到達し所定の時間経過した後に、本実施例のストロボ装置１は、上述のような所定の方法によってＣＨ１を低下させる回路を第一発光停止用トランジスタ７１から第二発光停止用トランジスタ７２に切り替える。

第二発光停止用トランジスタ７２は、従来のストロボ装置１の発光停止用トランジスタ１７と同じく、ＩＧＢＴ素子５のコレクタ電流の立ち上がりの傾きが一定値以下になるように抵抗Ｒ１の値が定められており、ＣＨ１低下の傾きが一定の値となるようになっている。

以上のように、本実施例のストロボ装置１は、従来のストロボ装置１と対比したときに、発光停止用トランジスタ１７に替えて、第一発光停止用トランジスタ７１と第二発光停止用トランジスタ７２とを設けたことが異なる。

従って、本実施例のストロボ装置１は、このような複数の発光停止用トランジスタによって、閃光放電管２に対するカメラ側からの発光停止の入力（ＣＨ３のＯＦＦ信号）を受けた後、閃光放電管２の発光が停止するまでの時間を短縮することができる。そして、このように閃光放電管２の発光が停止するまでの時間を短縮することによって、本実施例のストロボ装置１は、発光停止の入力から実際の発光停止までの間の閃光放電管２の過剰な発光を、抑制することができる。このことは、図６と図７とのＣＨ４（ＩＧＢＴ素子５に流れるコレクタ電流）によって囲まれる部分の面積（閃光放電管２の光量の積分値とほぼ等しい）の相違によっても、模式的に確認することができる。

本発明は、携帯電話に組み込む例で説明を行ったが、本発明は、これを限定するものではなく、例えば、レンズ付きフィルム用のストロボ装置、あるいは、監視カメラ用のストロボ装置など、安価と簡便であることが要求されるストロボ装置に応用することが可能である。

本発明に係るストロボ装置の基本構成を示す略示的なブロック図である。 従来構成の制御回路部を採用したストロボ装置の例を示す回路図である。 従来構成の制御回路部を採用したストロボ装置の発光状態を模式的に示すグラフである。 本発明の実施例１に係る制御回路部を採用したストロボ装置を示す回路図である。 本発明の実施例１に係る制御回路部を採用したストロボ装置の発光状態を模式的に示すグラフである。 従来構成の制御回路部を採用したストロボ装置の発光時の各部の電圧変化を時間の係数で示すグラフである。 本発明の実施例２に係る制御回路部を採用したストロボ装置の各部の電圧変化を時間の係数で示すグラフである。

符号の説明

１…ストロボ装置
１０…発光部
２０…制御回路部
３０…従来の制御回路部
２…閃光放電管
２ａ…トリガー端子
３…コンデンサ
４…トリガー回路
５…ＩＧＢＴ素子（Insulated Gate Bipolar Transister）
５ａ…ゲート端子
６…発光開始用トランジスタ
６ａ…発光端子
７…発光停止用トランジスタ
７ａ…発光停止端子
７１…第一発光停止用トランジスタ
７２…第二発光停止用トランジスタ
７１ａ、７２ａ…発光停止端子
１０…発光部
２０…制御回路部
３０…従来の制御回路部

Claims (2)

1. 閃光放電管に接続してこの閃光放電管の導通状態を制御する発光制御素子と、前記発光制御素子に接続し所定の低下率をもって低下するように当該発光制御素子のゲート電圧を制御する第一の発光停止素子と、前記ゲート電圧の値が予めに定められた電圧となったときに、前記第一の発光停止素子の低下率と異なる低下率をもって低下するように前記ゲート電圧を制御する第二の発光制御素子とを備えるストロボ装置。
2. シャッタが操作されたときには、閃光放電管に直列接続されたＩＧＢＴ素子(Insulated Gate Bipolar Transister)のゲートに設けた制御回路部の発光端子に発光信号を印加して前記ＩＧＢＴ素子を導通させ、前記閃光放電管を発光させて光量を補足し、前記光量不足量が前記閃光放電管からの発光で充足された時点で前記制御回路部の発光停止端子に発光停止信号を印加しＩＧＢＴ素子の導通を停止させ光量調整を行って成るストロボ装置において、前記ストロボ装置の前記制御回路部には１つの発光端子と、対地インピーダンスの異なる複数の発光停止端子が設けられ、前記ＩＧＢＴ素子の導通停止時には、前記複数の発光停止端子に対し同時、若しくは低インピーダンス側のものから発光停止信号が印加されることを特徴とするストロボ装置。

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