JP2805732B2 - 閃光発光制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、連続的な写真撮影に用いられる閃光発光制
御装置に関するものである。

（発明の背景） 従来のこの種の装置においては、例えば発振用トラン
スの巻線比を増加すると共に、所定の電圧に達したら直
ちに充電を停止させる手段等を配置し、充電時間の短縮
化が図られている。又近年ではリチウム電池のような内
部インピーダンスの低い電池を使用することにより、充
電時間を短縮する事が行われており、このことから連続
ストロボ撮影が可能となっている。

しかしながら、上記連続撮影が可能となることから、
DC/DCコンバータに加わる負荷が増大し、発振用トラン
スや発振用トランジストの発熱によるこれら素子の劣化
や、発振用トランスの発熱によりそのコアのキューリー
温度近傍になると発振用トランジスタへの帰還電流が極
度に低下し、該発振用トランジスタが能動領域で動作す
るために該発振用トランジスタの発熱も急激に増加し、
熱暴走に至り破損につながる恐れを持っていた。

上記問題点を解決するために、温度ヒューズやポリス
イッチ（商標登録）と呼ばれる感温抵抗（電流制御）素
子を利用することが考えられるが、発熱部への実装方法
などに問題があり、特に組み込みストロボなどでは発熱
素子自体の形状が小さいために発振用トランス内部に挿
入することや、発振用トランジスタに直接接続すること
が困難である等の問題を有していた。

（発明の目的） 本発明の目的は、低コストの回路構成にて発熱素子の
劣化や破損を防ぐことのできる閃光発光制御装置を提供
することである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、閃光装置によ
る発光動作の実行に関与する信号が発生する毎に、該信
号に応答してリセットされ、リセット状態からの時間経
過を計時するタイマ回路と、前記発光動作の実行に関与
する信号が発生する毎に該信号をカウントするカウント
回路と、該カウント回路のカウント値を検出して、該カ
ウント値が予め決められた値の時に前記閃光装置の発光
動作を禁止する禁止回路と、前記タイマ回路により計時
された時間経過が所定の時間となった際に前記カウント
回路のカウント値を初期値に設定する設定回路とを設
け、前記禁止回路による発光動作の禁止を前記所定時間
の経過後に解除することを特徴とするものである。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第２図（ａ）は連続発光を行った場合のDC/DCコンバ
ータを構成する発振用トランジスタの放熱板表面の、第
２図（ｂ）は発振用トランスのコンバータ表面の、それ
ぞれ温度上昇を示す図であり、第２図（ｂ）に示す発振
用トランスの放熱面積比率はその容積に対して低く、ほ
ぼ直線的な温度上昇となっている。

発振用トランス及び発振用トランジスタの温度上昇は
DC/DCコンバータの作動回数に応じて上昇し、休止期間
中温度はその放熱時定数に従って低下する。Ｎ回の連続
発光を許容するための作動間隔は、発振用トランス及び
発振用トランジスタの熱的な最大定格、例えば接合温度
の定格値やキューリー温度により制限される。例えば発
振用トランジスタでは150℃程度であり、発振用トラン
スのキューリー温度は100℃程度である。第２図のよう
にtx秒毎にＮ回ストロボ撮影が行われた場合、前記温度
範囲（ＴTRMAX、ＴTFMAX）にこれら素子の温度が達した
ことをこの図では示している。この場合、tx秒よりも長
い発光間隔tyをもってストロボ撮影を行わせる構成とな
っていれば、放熱効果によりＮ回発光後の上昇温度を
「ＴTRMAX」及び「ＴTFMAX」以下に押えることが可能で
ある。連続作動後の休止時間において放熱時定数に従い
素子の温度は低下する。この放熱時定数をτとし、第１
回目の放熱時間をt₁、ｎ回目の温度をTnとすれば、第３
図に示すように第１回目の放熱時間t₁後の温度T₁と第Ｎ
回目の充電後、すなわちこの図では放熱に必要な時間tn
後の温度Tnがそれぞれ「T_o」と等しくなる。これは放熱
時定数τが一定として、また周辺温度Taが変化していな
い条件化では で表せる。この式より「t₁」と「tn」は概略下記の式に
て与えられ tn＝t₁＋τ・ln｛（Tn−Ta）／（T₁−Ta） と表すことができる。

よって、第Ｎ回発光時の上昇温度Tnに従って放熱のた
めに必要な時間tnを設けることにより、発熱素子の放熱
状態を予想することが可能である。また、温度の上昇は
発振用トランスと発振用トランジスタで異なり、温度上
昇に対する許容値を異なるため、「tn」の時間設定に際
しては、条件の厳しい素子に対して決定することが望ま
しく、さらには周辺温度に対しても考慮することが必要
である。特に周辺温度が高温であることを想定し決定す
ることが望ましい。

例えば発振用トランスの発熱が多い場合で、周辺温度
45℃、５秒毎Ｎ回発光後の温度が80℃であり、１回の発
振動作により上昇する発振用トランスの温度が５℃であ
るとすれば、発振用トランスの放熱時定数が40秒とし
て、 従って上記のような例においては、概略80秒程度の時
間を「tn」として扱えば良いことになる。この時間の経
過により発振用トランスの温度は初期の温度とほぼ同程
度に回復する。よって上記のような回路条件を定めるこ
とにより、発光回数及び「tn」を管理することで、発熱
素子例えば前述のような発振用トランス、発振用トラン
ジスタ等の温度上昇を制限し、熱的な劣化や破損を防止
することができる。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。該図において、１は電源であるところの電池、２は
電源スイッチ、ａはカメラの制御回路、ｂはストロボ回
路、ｃは前記放熱に必要な時間tnを係数するタイマ回
路、ｄはストロボ充電回数をカウントするカウンタ回
路、ｅは前記カウンタ回路ｄの内容と参照データ保持回
路ｆに予め設定されている参照データ（ストロボ充電を
連続して行える最大回数）とを比較する判別回路であ
る。

上記構成において、電源スイッチ２がオンされると、
電池１より各回路に電源が供給される。被写体の輝度及
びフィムル感度等よりストロボの要否を判別する手段よ
りストロボ使用指示信号が送られてくると、カメラの制
御回路ａはストロボ回路ｂへ充電開始信号を出力する。
すると該ストロボ回路ｂは主キャパシタへの充電を開始
し、ここでの電圧がストロボ撮影可能な所定の値に達す
ると前記充電を停止し、直ちに前記制御回路ａに充電完
了信号を出力する。これにより制御回路ａは撮影可能状
態となる。その後撮影者によりレリーズ操作が行われる
と、制御回路ａは不図示のシャッタの開口制御を同い、
所定の絞りとなった時点でストロボ回路ｂに発光信号を
出力し、ストロボ発光を行わせる。又前記発光信号発生
によりタイマ回路ｃは計時動作を開始する。

ここで、ストロボ回路ｂが連続的に使用される場合に
ついて説明する。前記タイマ回路ｃが計時動作を続けて
いる最中に再び発光信号が発生すると、該タイマ回路ｃ
はリセットされ再度初期よりの計時動作を開始すると共
に、カウンタ回路ｄにカウント信号を出力する。これに
よりカウンタ回路ｄでのカウント値がアップする。この
カウント内容は判別回路ｅにより参照データ保持回路８
に保持されている参照データと比較され、これらの値が
一致したことがここで検知されると（この状態時におい
て例えば発振用トランスはＴTRMAXなる温度近傍となっ
ている）、前記制御回路ａへ一致信号が出力される。こ
の信号を受ける制御回路ａはこの信号をストロボ使用禁
止信号として受け取り、タイマ回路５をリセットして再
度初期よりの計時動作を開始させる。そして該タイマ回
路ｄにおいて計時動作が完了する、すなわち「tn」に達
すると同時に前記カウンタ回路６のカウント値をリセッ
トする。これにより判別回路ｅより制御回路ａに出力さ
れていたストロボ充電禁止信号が解除となる。

以上のように、連続してストロボ撮影が行われる場合
において、所定の回数（参照データと一致する回数）の
ストロボ充電が行われたことを検知することにより、そ
の後放熱に必要な時間tnが経過するまではストロボ充電
は禁止するようにし、発振用トランス等の発熱素子の劣
化や破損を防ぐようにしている。

第４図は前記第１図実施例の主要部分の具体的な構成
例を示す回路図である。前記ストロボ回路ｂは、抵抗3,
4、トランジスタ5,6、抵抗７、キャパシタ８、発振用ト
ランジスタ９、発振用トランス10、整流用ダイオード1
1、抵抗12、トランジスタ13、抵抗14、ツェナーダイオ
ード15、抵抗16、主キャパシタ17、トリガ信号Vhが入力
することにより作動する公知のトリガ回路18、閃光放電
管19等が構成されている。前記タイマ回路ｃは、端子20
を介して制御回路ａより送られてくる充電開始信号Vaの
立下りを検出する回路を成すインバータ22,キャパシタ2
3,抵抗24,インバータ25、出力信号Vbを発生するインバ
ータ26、抵抗27、抵抗28、ツェナーダイオード29、抵抗
30、トランジスタ31、タイマ用キャパシタ32、出力信号
Vcを発生するインバータ33、インバータ34、出力信号Vg
を発生するアンドゲート35、インバータ36、アンドゲー
ト37から構成されている。また第４図において、40は前
記主キャパシタ17の電圧が所定値に達することにより抵
抗16に発生する電圧と基準電圧源41に発生する基準電圧
とを比較し、出力信号Vdを出力するコンパレータ、42は
RSフリップフロップ、43は抵抗44を介して前記トランジ
スタ５をオンオフさせる出力信号Vfを発生するインバー
タ、45は抵抗46を介して前記トランジスタ13をオンオフ
させる出力信号Veを発生するインバータ、47,48は抵
抗、49は端子21を介して発光信号が入力することにより
オンし、抵抗50を介して前記トリガ信号Vhを発生するト
ランジスタである。

次に動作の説明を第５図のタイムチャートを用いて行
う。なお基本的な動作は第１図と同様であるのでここで
は主要部分のみについて述べる。

第５図の時刻ta以前においては、インバータ43,45の
出力はそれぞれハイレベル及びロールレベルとなってお
り、ストロボ回路ｂでの充電は禁止されている。すなわ
ちトランジスタ５がオン状態であり、このことからトラ
ンジスタ６もオン状態となっていることから発振用トラ
ンジスタ９のベース・エミッタ間が短絡されており、さ
らに発振用トランジスタ９の起動電流を流すトランジス
タ13がオフ状態となっている。ここで端子20を介して充
電開始信号Vaが制御信号ａより送られてくると、インバ
ータ22,25及びキャパシタ23、抵抗24で構成される立下
り検出回路によりこの信号の立下りが検出され、インバ
ータ26に出力信号Vbが発生する。これによりトランジス
タ31がオンしてキャパシタ32に充電されていた電圧が放
電して初期化状態となる。その後該キャパシタ32には図
示しない電源Vccより抵抗28を介してツェナーダイオー
ド29にて安定化された電圧で、抵抗30を介して充電され
るようになる。すなわち、この抵抗30、キャパシタ32及
びインバータ33により前述の放熱に必要な時間tnを計時
するタイマ部を構成しており、このように充電が開始さ
れるということは時間tnに向かっての計時が開始された
ことになる。該タイマ部は端子20を介して充電開始信号
Vaが入力する毎にリセットするように構成されており、
ここでの計時が時間tnに達するまでの間はインバータ33
の出力信号Vcはハイレベルとなっている。よって時間tn
の計時が完了するまでの間の、時刻tb,tcで発生する充
電開始信号Vaに対してはインバータ33の出力信号Vcは変
化せず、ハイレベルのままである（第５図参照）。

また、前述のように時刻tb,tcで充電開始信号Vaが発
生してもインバータ33の出力信号Vcはハイレベルのまま
であり、又カウンタ回路ｄでのカウント値は前述したよ
うに判別回路ｅによって参照データ保持回路ｆに保持さ
れた参照データ（以下所定値と記す）と比較されてお
り、カウント値が所定値に達しない間はローレベルの信
号がインバータ36へ出力されているのでその出力はハイ
レベルとなっていることから、時刻tb,tcで発生する充
電開始信号Vaはアンドゲート37及びアンドゲート35を介
して出力信号Vgとして順次カウンタ回路ｄが送られ、こ
こでのカウント値がアップしていくことになる。また前
述のようにインバータ36の出力がハイレベルの間に発生
する充電開始信号Vaはアンドゲート37を通してRSフリッ
プフロップ42をセットすることになることからそのＱ出
力がハイレベルに、出力がロールレベルになるため、
インバータ43,45の出力信号Vf,Veはロールレベル、ハイ
レベルになる。よってストロボ充電の禁止状態は解除さ
れ、公知の方法により主キャパシタ17へ充電が開始され
る。その後主キャパシタ17の充電電圧がツェナーダイオ
ード15により決定する所定電圧に対する抵抗16に電圧が
発生し、該電圧は予め決定されている基準電圧源41に発
生する基準電圧とコンパレータ40にて比較される。そし
てこの電圧が基準電圧を越えた時点で該コンパレータ40
の出力信号Vdがハイレベルとなり、RSフリップフロップ
42がリセットされる。よって前記インバータ43,45の出
力信号Vf,Veはハイレベル、ローレベルになり、ストロ
ボ充電が停止される。

この状態において、レリーズ操作が行われると、シャ
ッタの開口制御が行われると共に、端子21を介して発光
信号が入力し、これによりトランジスタ49がオンしてト
リガ回路18にトリガ信号Vhが入力し、閃光放電管19が発
光してストロボ撮影が行われる。

以後充電開始信号Vaが連続的に入力する毎にカウンタ
回路ｄのカウント値はアップしていき、その値が参照デ
ータ保持回路ｆに保持された所定値に達すると（第５図
実施例では２回）、判別回路ｅよりハイレベルの信号が
出力され、インバータ36の出力がローレベルとなる。従
って以後発生する充電開始信号Vaはストロボ回路ｂ側に
は伝達されず、ストロボ充電が禁止されたことになる。

その後前記２回の充電により許容限界温度近傍に達し
た放熱素子の温度が初期の状態に復帰した時点に達する
と、すなわち前記タイマ部にて時間tnの計時が完了する
と、第５図に示すように出力信号Vcがローレベルに反転
し、インバータ34の出力がハイレベルとなってカウンタ
回路ｄがリセットされる（第５図時刻td）。これにより
判別回路ｅの出力がローレベルになるためインバータ36
の出力がハイレベルとなり、ストロボ充電の禁止が解除
され、再び充電開始信号Vaをストロボ回路ｂへ出力可能
な状態となる。

第６図は本発明の他の実施例を示すブロック図であ
り、第４図実施例と同じ部分は同一符号を付してある。

第４図実施例では端子20を介して入力する充電開始信
号Vaの数をアンドゲート37を介してカウントしていた
が、該実施例では発光信号すなわちトランジスタ49のコ
レクタに発生する信号（トリガ信号Vdに相当する）をカ
ウンタ回路ｄに導くようにしている。又タイマ部の作動
もこの信号を利用している。この実施例の場合、初回の
充電が無視されているため、つまり初回の充電時にタイ
マ部の起動がないため、参照データ保持回路ｆでの所定
値としては、第４図実施例の場合よりも１つ少ない値と
する必要がある。また該実施例では、判別回路ｅの出力
側には抵抗60、インバータ61及い発光素子62を備え、ス
トロボ禁止時に前記発光素子62を点灯するようにしてい
る。

以上の各実施例においては、発振用トランジスタ９、
発振用とトランス10の劣化や破損の対策について述べて
きたが、同様の構成にて電池温度の上昇により弊害をも
防止することが可能であり、以下の事について説明す
る。

前述したように近年、リチウム電池等が電源電池とし
て使用されて来ており、この電池特性を生かして急速充
電を可能としているが、現在のリチウム電池には該電池
の温度の上昇、例えばショート事故により発熱等の防止
のためにポリスイッチ（商標登録）と呼ばれる感温抵抗
素子が内蔵されている。この感温抵抗素子は約80℃程度
で急激な抵抗上昇を示し、前記ショートなどでの発熱を
電流を減少させることで防止している。しかしながら、
この感温抵抗素子はストロボ充電時の電流に対しても反
応し、該素子のインピーダンスによる素子自体の自己発
熱も無視出来ない。

第７図は前記感温抵抗素子の発熱の状態を示す図であ
り、時刻t_oにおいて、初回のストロボ充電が開始され、
時刻t₁時点で発振が停止している。これに対応してポリ
スイッチ自己発熱分が電池の温度上昇を上回っている。
時刻t₁以後時刻t₂までは発振が停止し、電池温度を漸近
線として指数的に温度が低下している。電池温度は図に
示すようにほぼ直線的な上昇を示し、感温抵抗素子の発
熱に対しては低い温度になっている。さらにストロボ撮
影が行われ、時刻t₂時点で第２回目の発振が行われ、時
刻t₃時点で主キャパシタが充電を完了し発振が停止して
いる。この感温抵抗素子の発熱は第７図に示すように連
続的にストロボ撮影が行われた場合、電池温度よりかな
り上昇し、電池温度が安全な状態であるにも拘らず急激
な抵抗変化を生じる。例えば初期の抵抗値が数十ｍΩで
あるのに対し、急激に変化した後は数Ω〜十数Ω程度と
なり、ストロボ充電中にこの抵抗変化が生じると電池の
見かけ上の電圧が急激に低下する。このためマイコン等
を使用した場合には、リセット回路が作動したり、記憶
素子の記憶忘れなどが発生する。このような電源低下は
数秒〜数十秒経過するために電気回路をバックアップを
行う場合にも大容量のキャパシタ等が必要となる。第８
図に電源変動の一例を示す。第８図では時刻t₁時点でス
トロボが充電状態となり、下降ピーク時点で急激な抵抗
変化が発生している（実線で示している部分）。その後
充電が行われるに従い電池電圧は復帰し、時刻t₂′の時
点で充電を完了している。破線で示した部分は感温抵抗
素子が抵抗変化を生じない場合の電源波形で、時刻t₂時
点で充電が完了している。例えば第８図で、電気回路が
正常に作動するために必要な電圧をE₁で示せば、正常な
状態では時刻t₁よりＡ点までをバックアップできれば良
い。感温抵抗素子が急激な抵抗変化を示した場合、時刻
t₁よりＢ点までのバックアップが必要となってくる。従
って、前述したようにキャパシタ等でバックアップを行
う場合、正常な状態時に対して数倍程度の能力が必要と
なり、コスト面及び素子の大きさに対しても実装上困難
となる。

本発明は上記の如き点に対しても適用可能であり、感
温抵抗素子の放熱を考慮した所定の時間tnの計時手段を
設けると共に、連続許容ストロボ充電回数（参照デー
タ）を適宜設定することで、前記実施例と同一の手段で
感温抵抗素子の急激な抵抗変化を生じさせないようにす
ることが可能となる。

本実施例によれば、ストロボ充電を連続して行うこと
のできる最大の回数のストロボ充電が行われたことを検
知することにより、その後放熱に必要な時間tnが経過す
るまではストロボ充電は禁止する構成にしているので、
発振用トランス等の発熱素子の劣化や破損を防ぐことが
可能となる。又このことから、ストロボ回路の過度の使
用を想定して、放熱板や許容損失の大きな部品を使用す
ることもなく、小型化するメリットもある。更に感温抵
抗素子等を内蔵する電池にも応用が可能であり、電源に
対する安全性の確保にもつながる。

（発明と実施例の対応） 図示実施例において、タイマ回路ｃが本発明のタイマ
回路に、カウンタ回路ｄがカウント回路に、制御回路ａ
が禁止回路に、タイマ回路ｃのインバータ34が設定回路
に、それぞれ相当する。

（変形例） 本実施例では、充電開始信号、又は発光信号の回数を
カウントするようにしているが、これに限定されるもの
ではなく、充電完了信号などストロボ使用に際して発生
するパルス信号であれば良い。

また第４図及び第６図実施例では、放熱に必要な時間
tnを計時する手段として、抵抗及びキャパシタの時定数
を用いたタイマ部を配置したが、例えばカウンタ等で基
準のクロックをカウントし、所定の時間を構成するよう
な、ディジタル計時手段を用いることも当業者にとって
は容易であろう。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、閃光装置の発
光動作の実行に関与する信号毎にリセットされ、該リセ
ット状態からの時間経過を計時するタイマ回路と、発光
動作の実行に関与する信号をカウントするカウント回路
により、カウント回路のカウント値が所定値になった時
に発光を禁止させると共に、発光動作の禁止後に、タイ
マ回路により計時される時間が放熱に必要な所定時間経
過すると、カウント回路のカウント値を初期値に戻して
発光動作の禁止を解除するようにしたから、低コストの
回路構成にて発熱素子の劣化や破損を防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
（ａ）（ｂ）及び第３図は本発明の実施例説明を助ける
ための図、第４図は第１図実施例を具体化した例を示す
回路図、第５図はそのタイムチャート、第６図は本発明
の他の実施例を示す回路図、第７図及び第８図は本発明
の別の実施例を説明するための図である。 １……電池、９……発振用トランジスタ、10……発振用
トランス、30……抵抗、32……タイマ用キャパシタ、ａ
……制御回路、ｂ……ストロボ回路、ｃ……タイマ回
路、ｄ……カウンタ回路、ｅ……判別回路、ｆ……参照
データ保持回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閃光装置による発光動作の実行に関与する
   信号が発生する毎に、該信号に応答してリセットされ、
   リセット状態からの時間経過を計時するタイマ回路と、
   前記発光動作の実行に関与する信号が発生する毎に該信
   号をカウントするカウント回路と、該カウント回路のカ
   ウント値を検出して、該カウント値が予め決められた値
   の時に前記閃光装置の発光動作を禁止する禁止回路と、
   前記タイマ回路により計時された時間経過が所定の時間
   となった際に前記カウント回路のカウント値を初期値に
   設定する設定回路とを設け、前記禁止回路による発光動
   作の禁止を前記所定時間の経過後に解除することを特徴
   とする閃光発光制御装置。