JP2011203593A

JP2011203593A - ストロボ装置

Info

Publication number: JP2011203593A
Application number: JP2010072033A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Sumizaki; 勝史炭崎; Toshihiko Taniguchi; 俊彦谷口; Tsunemi Yoshino; 恒美吉野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】本発明は、発光素子を発光できない時間を短縮することができるストロボ装置を提供する。
【解決手段】本発明のストロボ装置１は、発光素子２と、発光素子２を駆動する駆動手段３と、蓄電可能な蓄電素子４と、蓄電素子４に電力を供給可能な電池電源５と、インダクタ６を有し且つスイッチング素子７の開閉により電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路部８とを備え、駆動手段３は、電池電源５の電力を蓄電素子４に蓄電させる蓄電状態と、蓄電素子４が蓄電した電力を発光素子２に供給させる第１発光状態と、電池電源５の電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧させて発光素子２に供給させる第２発光状態とに切り替え可能に構成されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子と、発光素子を駆動する駆動手段と、蓄電可能な蓄電素子と、蓄電素子に電力を供給可能な電池電源と、インダクタを有し且つスイッチング素子の開閉により電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路部とを備えるストロボ装置に関する。

従来、図６に示すように、ストロボ装置１として、発光素子２と、発光素子２を駆動する駆動手段３と、蓄電可能な蓄電素子４と、蓄電素子４に電力を供給可能な電池電源５と、インダクタ６を有し且つスイッチング素子７の開閉により電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路部８とを備えるストロボ装置１が知られている。なお、昇圧チョッパ回路部８は、ダイオード９を備えている。

また、ストロボ装置１は、撮像可能なカメラ部１０と、装置全体を制御する制御部１１と、発光素子２に流れる電流を制限するための制限抵抗１２とを備えている。なお、制御部１１は、駆動手段３を制御する駆動制御部１３と、昇圧チョッパ回路部８を制御するチョッパ制御部１４とを備えている。

そして、駆動手段３は、第１及び第２スイッチ部（ＣＭＯＳ）１５，１６を備えることで、電池電源５の電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧させて蓄電素子４に蓄電させる蓄電状態と、蓄電素子４が蓄電した電力を発光素子２に供給させる発光状態とに切り替え可能に構成されている（例えば、特許文献１）。以下に、蓄電状態と発光状態とをそれぞれ説明する。

まず、蓄電状態においては、駆動制御部１３が第１ＣＭＯＳ１５に向けてＨ信号を出力することで、第１ＣＭＯＳ１５のゲートの入力にＨ信号が印加されるため、第１ＣＭＯＳ１５がＯＮ（閉）となる一方、駆動制御部１３が第２ＣＭＯＳ１６に向けてＬ信号を出力することで、第２ＣＭＯＳ１６のゲートの入力にＬ信号が印加されるため、第２ＣＭＯＳ１６がＯＦＦ（開）となる。

これにより、電池電源５から、第１ＣＭＯＳ１５、インダクタ６、ダイオード９及び蓄電素子４の閉ループに電流ｉ１が流れるため、蓄電素子４が電池電源５から供給される電力を蓄電する。このとき、チョッパ制御部１４が急速に且つ周期的にスイッチング素子７を開閉させることで、電池電源５の電力（電圧）が昇圧されて蓄電素子４に蓄電されている。

また、発光状態においては、駆動制御部１３が第１ＣＭＯＳ１５に向けてＬ信号を出力することで、第１ＣＭＯＳ１５のゲートの入力にＬ信号が印加されるため、第１ＣＭＯＳ１５がＯＦＦ（開）となる一方、駆動制御部１３が第２ＣＭＯＳ１６に向けてＨ信号を出力することで、第２ＣＭＯＳ１６のゲートの入力にＨ信号が印加されるため、第２ＣＭＯＳ１６がＯＮ（閉）となる。

これにより、蓄電素子４、制限抵抗１２、発光素子２及び第２ＣＭＯＳ１６の閉ループに電流ｉ２が流れるため、蓄電素子４が電力を発光素子２に供給することで、発光素子２が発光する。

特開２００７−１０８５４５号公報

ところで、図６に示すストロボ装置１において、発光素子２を発光させた後に再び発光させるには、放電した蓄電素子４を再び蓄電する必要がある。したがって、短い間隔で（連続的に）発光させたい場合、即ち、短い間隔で（連続的に）撮像したい場合に、蓄電素子４の蓄電が間に合わず、所望のタイミングで撮像できないといった問題を生じさせている。

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、発光素子を発光できない時間を短縮することができるストロボ装置を提供することを課題とする。

本発明に係るストロボ装置は、発光素子と、発光素子を駆動する駆動手段と、蓄電可能な蓄電素子と、蓄電素子に電力を供給可能な電池電源と、インダクタを有し且つスイッチング素子の開閉により電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路部とを備えるストロボ装置において、駆動手段は、電池電源の電力を蓄電素子に蓄電させる蓄電状態と、蓄電素子が蓄電した電力を発光素子に供給させる第１発光状態と、電池電源の電力を昇圧チョッパ回路部で昇圧させて発光素子に供給させる第２発光状態とに切り替え可能に構成されることを特徴とする。

斯かる構成によれば、駆動手段が蓄電状態に切り替えることで、電池電源の電力を蓄電素子で蓄電でき、そして、駆動手段が第１発光状態に切り替えることで、蓄電素子が蓄電した電力を発光素子に供給できるため、発光素子を発光させることができる。また、駆動手段が第２発光状態に切り替えることで、電池電源の電力を昇圧チョッパ回路部で昇圧して発光素子に供給できるため、蓄電素子が完全に放電した状態でも、発光素子を発光させることができる。

また、請求項２記載の発明において、駆動手段は、第１発光状態において、蓄電素子が蓄電した電力を昇圧チョッパ回路部で昇圧させて発光素子に供給させることが好ましい。

斯かる構成によれば、駆動手段が第１発光状態に切り替えることで、蓄電素子で蓄電した電力を昇圧チョッパ回路部で昇圧して発光素子に供給できる。これにより、昇圧された電圧を発光素子に印加させることができる。

また、請求項３記載の発明において、昇圧チョッパ回路部は、第１発光状態において、発光素子に印加される電圧を均一にすべく、スイッチング素子の開閉時間を変更することが好ましい。

斯かる構成によれば、第１発光状態において、昇圧チョッパ回路部がスイッチング素子の開閉時間を変更する。これにより、蓄電素子が放電するのに伴って、蓄電素子の電圧が低下するにも関わらず、発光素子に印加される電圧を均一にすることができる。

以上の如く、本発明に係るストロボ装置によれば、発光素子を発光できない時間を短縮することができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るストロボ装置を備える携帯機器の全体図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は異なる方向からの斜視図同実施形態に係るストロボ装置における回路図同実施形態に係るストロボ装置の各構成における動作波形図本発明の他の実施形態に係るストロボ装置における回路図同実施形態に係るストロボ装置の各構成における動作波形図従来におけるストロボ装置における回路図

以下、本発明に係るストロボ装置における一実施形態について、図１〜図３を参酌して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るストロボ装置１は、携帯機器１７、より具体的には、ＬＥＤフラッシュ機能とデジタルカメラ機能とを搭載した携帯電話機である。また、携帯機器（以下「携帯電話機」ともいう）１７は、第１本体１８と、折り畳み自在とすべく、ヒンジ機構１９を介して第１本体１８と連結されている第２本体２０とを備える。

第１本体１８には、携帯電話機１７を折り畳んだ際の内面側に、数字キーなどによって構成されて携帯電話機１７の操作の入力を行う操作キー部２１と、送話音声を入力するマイク２２とが設けられている。また、第１本体１８には、携帯電話機１７を折り畳んだ際の外面側に、着信状態などを通知するサウンダ２３が設けられている。

第２本体２０には、携帯電話機１７を折り畳んだ際の内面側に、受話音声を出力するスピーカ２４と、文字や画像を表示する第１ディスプレイ２５とが設けられている。また、第２本体２０には、携帯電話機１７を折り畳んだ際の外面側に、第１ディスプレイ２５と同様に文字や画像を表示する第２ディスプレイ２６と、光を放射する発光素子２と、被写体で反射した光（発光素子２の光や太陽光等の光）を集光する光学系２７とが設けられている。

ストロボ装置１は、上記した発光素子２の他に、発光素子２を駆動する駆動手段３と、蓄電可能な蓄電素子４と、蓄電素子４に電力を供給可能な電池電源５と、電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路部８とを備える。また、ストロボ装置１は、光学系２４で集光した光を受光する撮像素子２８（図示していない）を有して撮像可能なカメラ部１０と、駆動手段３を制御する駆動制御部１３及び昇圧チョッパ回路部８を制御するチョッパ制御部１４を有する制御部１１と、発光素子２に流れる電流を制限するための制限抵抗１２とを備える。

本実施形態において、発光素子２は、（白色）ＬＥＤとし、駆動手段３は、第１〜第３スイッチ部（ＣＭＯＳ）１５，１６，２９を備えている。また、蓄電素子４は、電気二重層コンデンサとし、電池電源５は、Ｌｉイオン二次電池としている。さらに、光学系２７は、オートフォーカス機構を備え、撮像素子２８に対して変位可能な対物レンズとし、撮像素子２８は、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤイメージセンサとしている。

駆動手段３は、電池電源５の電力を蓄電素子４に蓄電させる蓄電状態と、蓄電素子４が蓄電した電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧させて発光素子２に供給させる第１発光状態と、電池電源５の電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧させて発光素子２に供給させる第２発光状態とに切り替え可能に構成される。なお、昇圧チョッパ回路部８及び発光素子２に対して、電池電源５及び第１ＣＭＯＳ１５と蓄電素子４及び第３ＣＭＯＳ２９とが並列接続されている。

昇圧チョッパ回路部８は、電力を蓄積するためのインダクタ（「チョークコイル」ともいう）６と、電流の継続と遮断（スイッチング）とを行うためのスイッチング素子７と、電流の逆流（発光素子２から電池電源５や蓄電素子４に向けて流れる電流）を阻止するためのダイオード９とを備える。なお、インダクタ６に対して、ダイオード９及び発光素子２と、スイッチング素子７とが並列接続されている。

本実施形態に係るストロボ装置１の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係るストロボ装置１の動作について図２及び図３を参酌して説明する。

まず、蓄電状態においては、駆動制御部１３が第１及び第３ＣＭＯＳ１５，２９のゲートの入力にＨ信号を印加するため、第１及び第３ＣＭＯＳ１５，２９がＯＮ（閉）となる一方、駆動制御部１３が第２ＣＭＯＳ１６のゲートの入力にＬ信号を印加するため、第２ＣＭＯＳ１６がＯＦＦ（開）となる。なお、チョッパ制御部１４がスイッチング素子７にＬ信号を印加しているため、スイッチング素子７は、ＯＦＦ（開）である。

これにより、電池電源５から、第１ＣＭＯＳ１５、第３ＣＭＯＳ２９及び蓄電素子４の閉ループに電流ｉ１が流れるため、蓄電素子４が電池電源５から供給される電力を蓄電する。このとき、本実施形態においては、電池電源５の電圧が３．５Ｖであるため、蓄電素子４の電圧も３．５Ｖまで蓄電される。

次に、第１発光状態においては、駆動制御部１３が第２及び第３ＣＭＯＳ１６，２９のゲートの入力にＨ信号を印加するため、第２及び第３ＣＭＯＳ１６，２９がＯＮ（閉）となる一方、駆動制御部１３が第１ＣＭＯＳ１５のゲートの入力にＬ信号を印加するため、第１ＣＭＯＳ１５がＯＦＦ（開）となる。これにより、蓄電素子４、第３ＣＭＯＳ２９、昇圧チョッパ回路部８、制限抵抗１２、発光素子２及び第２ＣＭＯＳ１６の閉ループに電流ｉ２が流れるため、蓄電素子４が発光素子２に電力を供給する。

このとき、チョッパ制御部１４がスイッチング素子７に対して急速に且つ周期的にＨ信号とＬ信号とを印加するため、スイッチング素子７が急速に且つ周期的にＯＮ−ＯＦＦ（開閉）し、その結果、蓄電素子４の電力（電圧）が昇圧されて発光素子２に供給（印加）される。具体的には、蓄電素子４の電圧が３．５Ｖまで蓄電されている初期の段階では、発光素子２に７．０Ｖの電圧が印加されている。

また、第２発光状態においては、駆動制御部１３が第１及び第２ＣＭＯＳ１５，１６のゲートの入力にＨ信号を印加するため、第１及び第２ＣＭＯＳ１５，１６がＯＮ（閉）となる一方、駆動制御部１３が第３ＣＭＯＳ２９のゲートの入力にＬ信号を印加するため、第３ＣＭＯＳ２９がＯＦＦ（開）となる。これにより、電池電源５、第１ＣＭＯＳ１５、昇圧チョッパ回路部８、制限抵抗１２、発光素子２及び第２ＣＭＯＳ１６の閉ループに電流ｉ３が流れるため、電池電源５が発光素子２に電力を供給する。

このとき、チョッパ制御部１４がスイッチング素子７に対して急速に且つ周期的にＨ信号とＬ信号とを印加するため、スイッチング素子７が急速に且つ周期的にＯＮ−ＯＦＦ（開閉）し、その結果、電池電源５の電力（電圧）が昇圧されて発光素子２に供給（印加）される。具体的には、電池電源５の電圧が３．５Ｖに対して、発光素子２に４．５Ｖの電圧が印加されている。

以上より、本実施形態に係るストロボ装置１によれば、駆動手段３が蓄電状態に切り替えることで、電池電源５の電力を蓄電素子４に蓄電でき、そして、駆動手段３が第１発光状態に切り替えることで、蓄電素子４が蓄電した電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧して発光素子２に供給できるため、発光素子２を発光させることができる。

また、駆動手段３が第２発光状態に切り替えることで、電池電源５の電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧して発光素子２に供給できるため、蓄電素子４が完全に放電した状態でも、発光素子２を発光させることができる。したがって、発光素子２を発光できない時間を短縮することができる。

なお、本発明に係るストロボ装置は、上記した実施の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内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

例えば、上記実施形態に係るストロボ装置１においては、蓄電素子４が電池電源５の電圧まで蓄電される場合を説明したが、斯かる場合に限られず、図４及び図５に示すように、蓄電素子４が所定電圧に蓄電されるべく、蓄電素子４の電圧を検出する電圧検出手段３０を備える場合でもよい。

斯かる構成によれば、蓄電状態において、駆動制御部１３が第１及び第３ＣＭＯＳ１５，２９のゲートの入力にＨ信号を印加するため、第１及び第３ＣＭＯＳ１５，２９がＯＮ（閉）となる一方、駆動制御部１３が第２ＣＭＯＳ１６のゲートの入力にＬ信号を印加するため、第２ＣＭＯＳ１６がＯＦＦ（開）となる。

そして、蓄電素子４が所定電圧に到達すると、電圧検出手段３０が検出して駆動制御部１３に到達信号を出力する。すると、駆動制御部１３が第１〜第３ＣＭＯＳ１５，１６，２９のゲートの入力にＬ信号を印加するため、第１〜３ＣＭＯＳ１５，１６，２９がＯＦＦ（開）となり、蓄電素子４が所定電圧（図５においては２．５Ｖとしている）に蓄電される。

また、上記実施形態に係るストロボ装置１においては、第１発光状態において、昇圧チョッパ回路部８のスイッチング素子７の開閉時間が一定である場合を説明したが、斯かる場合に限られず、例えば、図５に示すように、昇圧チョッパ回路部８は、第１発光状態において、スイッチング素子７の開閉時間を変更する場合でもよい。

斯かる構成によれば、第１発光状態において、昇圧チョッパ回路部８がスイッチング素子７の開閉時間を変更するため、蓄電素子４が放電するのに伴って、蓄電素子４の電圧が低下するにも関わらず、発光素子２に印加される電圧を均一にすることができる。具体的には、蓄電素子４が放電して、蓄電素子４の電圧が低下するに伴って、スイッチング素子７のＯＮ（閉）時間を長くしている。

また、上記実施形態に係るストロボ装置１においては、駆動手段３は、第１発光状態において、蓄電素子４が蓄電した電力を昇圧チョッパ回路部８で昇圧させて発光素子２に供給させる場合を説明したが、斯かる場合に限られず、例えば、蓄電素子４が蓄電した電力を昇圧することなく発光素子２に供給させる場合でもよい。

また、上記実施形態に係るストロボ装置１においては、駆動手段３は、第１発光状態において、蓄電素子４を蓄電するときと、第２発光状態のときに第１ＣＭＯＳ１５をＯＮ（閉）となることを説明したが、このとき電池電源５から過大電流が流れ電池電源５の端子電圧が急落してカメラ部１０及び制御部１１が誤動作しないよう過大電流防止のため、例えば、第１ＣＭＯＳ１５と定電流回路または電流制限回路（図示せず）を組み合わせてＯＮ・ＯＦＦ（閉・開）させる場合でもよい。

本発明に係るストロボ装置は、発光素子を発光できない時間を短縮することが必要なストロボ装置の用途に適用できる。

１ストロボ装置
２発光素子
３駆動手段
４蓄電素子
５電池電源
６インダクタ
７スイッチング素子
８昇圧チョッパ回路部

Claims

発光素子と、発光素子を駆動する駆動手段と、蓄電可能な蓄電素子と、蓄電素子に電力を供給可能な電池電源と、インダクタを有し且つスイッチング素子の開閉により電圧を昇圧させる昇圧チョッパ回路部とを備えるストロボ装置において、駆動手段は、電池電源の電力を蓄電素子に蓄電させる蓄電状態と、蓄電素子が蓄電した電力を発光素子に供給させる第１発光状態と、電池電源の電力を昇圧チョッパ回路部で昇圧させて発光素子に供給させる第２発光状態とに切り替え可能に構成されることを特徴とするストロボ装置。
駆動手段は、第１発光状態において、蓄電素子が蓄電した電力を昇圧チョッパ回路部で昇圧させて発光素子に供給させることを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
昇圧チョッパ回路部は、第１発光状態において、発光素子に印加される電圧を均一にすべく、スイッチング素子の開閉時間を変更することを特徴とする請求項２に記載のストロボ装置。
駆動手段は、電池電源の電力を蓄電素子に蓄電させる蓄電状態及び第２の発光状態において電池電源の出力電流の大きさを制限する電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載のストロボ装置。