JP2967587B2

JP2967587B2 - 閃光発光装置

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Publication number: JP2967587B2
Application number: JP14760090A
Authority: JP
Inventors: 浩山田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1999-10-25
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JPH0439640A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、閃光発光装置、詳しくは写真撮影等に使用
される調光式閃光発光装置における発光用放電管の発光
および発光停止を効率良く行う閃光発光装置に関するも
のである。

［従来の技術］周知のように、調光式ストロボ装置を用いて閃光発光
撮影を行う場合には、同ストロボ装置を被写体に向け、
その発光用放電管を発光させ、最適露光値に達した時点
で自動的に上記発光が停止されるようになっている。従
って、この場合、ストロボ装置における発光用放電管の
発光および発光停止動作が速やかに行われないと適正露
光が得られないことになる。この発光用放電管の発光を
制御するには、従来、発光用放電管に半導体スイッチン
グ素子としてサイリスタを直列に接続し、同サイリスタ
の導通をオン，オフ制御することによって行うのが一般
的であった。

ところが、最近ではサイリスタに替えてゲート絶縁型
バイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Tra
nsistor）（以下、IGBTという）等のゲート制御型スイ
ッチング素子を用いたストロボ用制御回路（特開昭64−
17033号公報参照）が提供されている。

このゲート制御型スイッチング素子を用いたストロボ
制御回路は、従来のサイリスタを用いたストロボ制御回
路に比べると、素子そのものゝ機能である自己消弧型素
子を用いているため、転流回路が不要であるという特徴
を有している。しかしながら、このIGBT等の制御素子を
充分に導通状態に制御するためには、そのゲートにサイ
リスタよりは高い数10Vという電圧を印加する必要があ
る。

この数10Vという高いゲート電圧を得る手段として
は、従来、特開昭64−17033号公報に開示されている、I
GBTを使用したストロボ制御回路に示されている手段が
ある。この制御回路は、第５図に示すように、メインコ
ンデンサＣを高圧充電するためのバッテリ電源昇圧回路
100に昇圧用コイルＳを付設し、このコイルＳによって
誘起された交流電圧を、トランジスタQ₁,ツェナーダイ
オードZD,大容量のサブコンデンサC₁からなる定電圧回
路101で直流の定電圧に変換し、数10Vのゲート印加用電
圧を作り、これをスイッチング用トランジスタQ₂を介し
てIGBTのゲートに印加するようにしている。上記トラン
ジスタQ₂は制御信号発生回路102から発せられる発光開
始信号によりオンするトランジスタQ₃によりオン動作を
するようになっており、また上記信号発生回路102から
発光停止信号が発せられたときには、トランジスタQ₄お
よびQ₅がオンし、上記トランジスタQ₂,Q₃がオフするこ
とによりIGBTへのゲート電圧の印加を除去するようにし
ている。

そして、また本出願人も先に特願平２−20000号によ
って第６図に示すようなIGBTにより制御される閃光発光
回路を提案している。この閃光発光回路は、CPUからの
充電開始制御信号CHGを受けて電源昇圧回路が作動し、
メインコンデンサＣに所定の充電電圧で給電しメインコ
ンデンサＣが充電される。このメインコンデンサＣには
並列に抵抗ＲとダイオードＤの直列回路が接続されてお
り、この回路によってIGBTのゲートにバイアスをかけて
IGBTをオンさせておく。そして、CPUからの発光開始信
号STONをトリガ用SCRに印加し、同SCRをオンさせ、トリ
ガコンデンサCo,トリガトランスToを動作させて発光放
電管Xeをトリガして発光を開始させる。また発光停止
は、CPUから発光停止信号STOFFがスイッチングトランジ
スタＱのベースに印加され、同トランジスタＱをオンす
ることによってIGBTをオフさせて行う。放電管Xeの発光
停止後は、トランジスタＱをオフさせてIGBTをオンする
ことで、次の発光に備える。

また、この閃光発光回路によれば、赤目現象を軽減さ
せるための赤目防止用のプリ発光を閃光同調撮影時の本
発光前に行わせることができる。被写体の赤目現象を防
止する当該手段は、周知のようにストロボ撮影時の本発
光前に複数回の小発光を被写体に向けて行うことにより
被写体の眼の瞳孔を絞り、これによって赤目現象を軽減
させるものであり、上記閃光発光回路によれば、このプ
リ発光が行える。即ち、第７図にそのタイムチャートが
示されるように、充電開始信号CHGを電源昇圧回路に印
加し、メインコンデンサＣおよびトリガコンデンサCoを
充電した後、本発光前に、パルス状の発光開始信号STON
をトリガ用SCRに複数回連続して印加すると、その都
度、放電管Xeは小発光を繰返すので、これにより被写体
の瞳孔が絞られて赤目現象が防止される。

［発明が解決しようとする課題］ところが、IGBTを用いた上記従来の閃光発光装置にお
いては、次のような欠点がある。

即ち、第５図に示した閃光発光制御回路では、メイン
コンデンサＣが充電された後、発光開始信号が入力する
までの間、IGBTのゲートバイアスに必要な電圧をサブコ
ンデンサC₁に保持しておかなければならず、これを満た
さないとIGBTがオンしないので放電管Xeが発光しなかっ
たり、ゲートバイアスの不足によりIGBTを破壊する恐れ
がある。そのため、長時間放置を考慮してサブコンデン
サC₁には、メインコンデンサ以上にリークの少ない高精
度で大容量のコンデンサを必要とし、コスト高を招き、
かつ大きな実装スペースを要するといった問題がある。

また、前記第６図に示した閃光発光回路では、メイン
コンデンサＣからゲートバイアスをとっているため、メ
インコンデンサＣの放電ループができてしまい、発光さ
せようとしたときに、メインコンデンサの電圧が下がっ
てしまっているという不具合を生じることがある。

従って、本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、
IGBTのゲートバイアス用に大容量のコンデンサを必要と
せず、またメインコンデンサの放電ループもできない閃
光発光装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明による閃光発光装置は、閃光発光装置の制御を
行うCPUと、電源を含み上記CPUから充電開始制御信号を
受けると電源電圧の昇圧動作を開始する昇圧回路と、こ
の昇圧回路によって昇圧された昇圧電圧でもって充電さ
れるメインコンデンサと、このメインコンデンサの充電
電荷の放電ループ中に介挿され閃光発光する放電管と、
上記CPUからの発光開始信号に応じて上記放電管が導通
するように励起するトリガ回路と、上記放電ループ中に
介挿されゲート端子に印加されるゲート制御電圧に応じ
てオン状態となるゲート制御型スイッチング素子と、上
記昇圧回路の上記昇圧電圧を一時的に保持するためのサ
ブコンデンサと、上記サブコンデンサの電圧を分圧し分
圧点が上記スイッチング素子の上記ゲート端子に接続さ
れる分圧回路とを具備し、上記CPUは、発光開始命令に応答して上記充電開始制
御信号を上記昇圧回路に送り、上記サブコンデンサを充
電し、サブコンデンサ電圧に基づいて上記スイッチング
素子をオンさせ、このオンの後に、上記トリガ回路に上
記発光開始信号を送り閃光発光を開始させることを特徴
とする。

［実施例］以下、図示の実施例により本発明を説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す閃光発光装置の
電気回路の構成図である。この第１実施例の閃光発光回
路は、DC−DCコンバータを含む昇圧回路を有し、メイン
コンデンサ３に所定の充電電圧で給電する電源回路２
と、この電源回路２から逆流防止用ダイオード４を通し
て発光放電管１を発光させる電荷を蓄積されるメインコ
ンデンサ３と、上記放電管１と直列回路を形成し上記メ
インコンデンサ３に接続され同コンデンサ３に充電され
た電荷の放電を制御するIGBT8と、上記放電管１を励起
する発光開始用トリガ回路５と、上記メインコンデンサ
３と並列に接続され上記電源回路２から電荷が入力され
るサブコンデンサを含み、上記IGBT8のゲート端子にバ
イアス電圧を印加するゲートバイアス回路６と、このゲ
ートバイアス回路６を制御するゲート用制御回路７と、
上記電源回路２に給電動作を実行させるための制御信号
を出力する充電制御回路９と、この充電制御回路９およ
びゲート用制御回路７の動作をそれぞれ制御するCPU10
とで構成されている。

このように構成された第１実施例の閃光発光回路にお
いては、先ずメインコンデンサ３への充電を行う。即
ち、CPU10から充電制御回路９を通じて電源回路２に、
給電動作を実行させるための充電開始制御信号が出力さ
れる。すると、DC−DCコンバータを含む昇圧回路が作動
し、ダイオード４を介して電源回路２はメインコンデン
サ３に発光のための電荷をチャージする。このとき、ゲ
ートバイアス回路６内のサブコンデンサ等の容量素子に
も電荷がチャージされるので、これによってIGBT8はオ
ン状態となる。しかし、この容量素子へのチャージは電
源回路２をオフすると短時間に放電する。そしてメイン
コンデンサ３が所定電圧に達するとCPU10は充電制御回
路９を通じて充電停止制御信号を発して電源回路２の動
作を停止させる。

次に、発光信号を受けるとCPU10は、一度電源回路２
を作動させ、ゲートバイアス回路６内の容量素子に電荷
を蓄え、IGBT8をオンさせた後に電源回路２の作動を停
止すると共に、トリガ回路５を作動させる。すると放電
管１が励起されて発光する。また、発光停止は適正露光
に達すると、CPU10からゲート用制御回路７に発光停止
信号が出力され、同制御回路７がゲートバイアス回路６
を通じてIGBT8のゲートをショートすることにより発光
が停止される。

また、このように構成された本実施例の変形例とし
て、この閃光発光回路を用いて赤目防止のプリ発光動作
を行わせることができる。即ち、本発明の特徴は、放電
管１の発光直前に電源回路２を動作させてIGBT8にゲー
トバイアスをかけるようにしたものであるから、これを
利用してプリ発光直前に電源回路２を動作させIGBT8を
オン状態にした後、電源回路２をオフすると共にトリガ
回路５を作動させると放電管１は発光を開始する。次い
で発光停止信号をCPU10から出力すれば、放電管１の発
光は停止するので放電管１の発光は小発光となる。従っ
て、このプリ発光動作を連続して複数回繰返せば、赤目
現象を軽減させることができる。

そして、このプリ発光を行わせるについては、毎回の
プリ発光の直前に電源回路２を起動しているため、その
間メインコンデンサ３にもチャージされる。よって、こ
れにより一回のプリ発光で低下したメインコンデンサの
電圧を充電することができる。この充電する電圧は、充
電開始信号CHGの電源回路２への印加時間を短くすると
小，長くすると大となるため、一回のプリ発光の光量を
大きくしたときには充電開始信号CHGの印加を長く、ま
た発光光量を小さくした場合には短くすることで本発光
時のメインコンデンサの電圧の低下を防止することがで
きる。

このように赤目防止のプリ発光を行わせた場合には、
本発光時にメインコンデンサの電圧が低下して、本発光
光量が減少し、ひいては撮影可能距離が減少するという
問題も生じないという効果が得られる。

第２図は、本発明の第２実施例を示す閃光発光装置の
具体的な電気回路図である。この閃光発光回路は、発光
放電管11の放電に必要な高電圧を供給するための電源回
路12の両端に、同回路12から供給された電荷を蓄えるメ
インコンデンサ13と、抵抗14,発光開始のトリガ用サイ
リスタ15の直列回路と、上記放電管11,ダイオード19,IG
BT18の直列回路とが、上記メインコンデンサ13の逆流防
止用ダイオード21を介してそれぞれ接続されており、ま
たバイアス用抵抗22,IGBT18のゲート電圧を制限するツ
ェナーダイオード23の直列回路と、上記IGBT18のゲート
バイアス用電源となるサブコンデンサ24とが逆流防止用
コンデンサ25を介してそれぞれ接続されている。そし
て、また電源回路12の両端には抵抗26,27の直列回路か
らなり、端子28を通じてCPU（図示されず）のA/Dポート
にメインコンデンサ13の充電検出電圧を入力する分圧回
路が接続されている。

上記トリガ用サイリスタ15は、そのゲートに入力端子
29から発光開始信号STONが印加されたときオンして、ト
リガ回路を働かせるためのものであって、トリガ回路
は、上記抵抗14とサイリスタ15との接続点に一端が接続
され他端がトリガトランス17の一次巻線に接続されたト
リガコンデンサ16と、二次巻線が上記放電管11のトリガ
電極11tに接続されていて同電極11tへの励起用高電圧パ
ルスを発生するためのトリガトランス17と、オンしたと
きに上記コンデンサ16に蓄積された充電々荷を上記トリ
ガトランス17の一次巻線を介して放電させる上記サイリ
スタ15とで構成されている。

上記IGBT8は、そのゲート電極18gにバイアス電圧が印
加されることにより、コレクタ18cとエミッタ18e間が導
通し、ゲート電極18gへの電圧印加が断たれることによ
って非導通となる自己消弧型のゲート制御型のスイッチ
ング素子であり、そのゲート電極18gには上記ツェナー
ダイオード23と抵抗22の接続点に一端の接続された抵抗
30の他端が接続されている。

また上記ツェナーダイオード23は、IGBT18のゲート電
極18gに対して導通のために充分で、かつゲート電極18g
が電圧を破壊しない電圧を得るためのものであって、同
ダイオード23にはIGBT18のゲートをシャントするスイッ
チング素子トランジスタ20が並列に接続されている。こ
のトランジスタ20は発光停止時に、そのベースに入力端
子31から発光停止信号STOFFが印加されてオンするよう
になっていて、IGBT18のゲート電極18gを同IGBT18が非
導通となる電圧以下に保持する役目をする。

また、上記放電管11には倍電圧回路が付設されてい
る。即ち、この倍電圧回路は倍電圧用コンデンサ32,抵
抗33の直列回路と抵抗34とからなり、直列回路は上記ト
リガ用サイリスタ15のアノードと上記ダイオード19のア
ノードとにコンデンサ32をダイオード19がわにして接続
され、抵抗34は上記ダイオード19とIGBT18の直列回路に
並列に接続して構成されている。この倍電圧回路はサイ
リスタ15がオンしたときに、上記倍電圧用コンデンサ32
が放電管11の両端にメインコンデンサ13の充電電圧の略
２倍の電圧を印加して、メインコンデンサ13の充電電圧
が低くても放電し易くするためのものである。

一方、上記電源回路12は、トランジスタ35〜38と抵抗
39〜44とコンデンサ45,46とダイオード47,48およびツェ
ナーダイオード49と昇圧トランス50とを、図示のように
接続してDC−DCコンバータと昇圧回路とを構成してなる
ものであって、端子52に動作電圧Vccが印加せられると
共に、入力端子51に充電開始信号CHGが印加されること
によって動作し、出力端に所定の充電電圧を発生するよ
うになっている。

そして、上記各入出力端子28,29,31,51へそれぞれ印
加される充電開始信号CHG、A/Dポート、発光開始信号ST
ON、発光停止信号STOFFは、図示されないCPUから制御回
路を通じて印加されるようになっている。

次に、このように構成した閃光発光回路の動作を説明
すると、先ずCPUからの充電開始信号CHGが印加されて電
源回路12が起動し、メインコンデンサ13とサブコンデン
サ24を充電する。そしてメインコンデンサ13が設定電圧
に達すると、CPUは端子51への信号CHGの印加を断つ。す
ると、メインコンデンサ13はそのまま充電電圧を保持す
るが、サブコンデンサ24は容量が小さく、かつ抵抗22,
ダイオード23の回路によって放電されるため、数秒で零
近くまで電圧は落ちる。

その後、レリーズ動作に伴って発光開始信号STONが印
加されて発光を開始するわけであるが、この発光開始信
号STONが入る直前に、数ms〜数100msの間、端子51に充
電開始信号CHGを印加し、電源回路12を動作させてサブ
コンデンサ24をチャージする。このサブコンデンサ24の
電圧が上昇すると、IGBT18のゲートにゲートバイアス電
圧が加わる。この電圧はツェナーダイオード23により制
限されるため、一定の電圧が加わり、これによってIGBT
18はオン状態となる。その後、サブコンデンサ24の充電
電圧がゲートバイアス電圧以下になる前に、発光開始信
号STONが入力され、トリガ回路が働いて放電管11が発光
を開始する。

そして、適正露光が得られると、CPUから発光停止信
号STOFFが端子31に入力されスイッチングトランジスタ2
0がオンし、IGBT18のゲートをシャントし放電管11の発
光を停止する。即ち、放電管11による発光量は発光開始
信号STONが入力されてから発光停止信号STOFFの入力さ
れるまでの時間に比例する。

また、この第２実施例の閃光発光装置も上記第１実施
例と同様に赤目現象を防止するためのプリ発光を行うこ
とができる。この赤目軽減発光の場合は、小発光を数10
回繰り返すわけであるが、この場合も第３図のタイムチ
ャートに示す如く、前記第１実施例の変形例と同様に毎
回のプリ発光直前に数ms〜数100msの充電開始信号CHGを
端子51に印加し、サブコンデンサ24をチャージする。そ
して、発光開始信号STONと発光停止信号STOFFとを一定
時間毎に繰り返し印加して連続した小発光によるプリ発
光動作を行わせ、これによって赤目現象を防止する。ま
た、本発光の直前にも同様にサブコンデンサ24をチャー
ジしておくことも勿論である。

このように、上記第２実施例の閃光発光装置において
も毎回の発光直前に電源回路12を起動し、サブコンデン
サ24をチャージするため、サブコンデンサ24は０〜数ms
の間、ゲートバイアス電圧を保持しておくだけで良く、
このため非常に小さな容量のコンデンサで良く、実装ス
ペースも減少しコストも低下するという効果が得られ
る。また、従来のもののようにメイントランスの２次側
に中間タップを設ける必要もなくなる。

第４図は、本発明の第３実施例を示す閃光発光装置の
電気回路である。この第３実施例は、上記第２図の第２
実施例の電気回路におけるサブコンデンサ24を取り去っ
たもので、IGBT18をオン状態に保持するための電圧を供
給するサブコンデンサを、IGBT自身が持っているゲート
容量で構成するようにしたものである。即ち、IGBTは自
身で1000〜3000PFのゲート容量を有しているため、これ
を利用すれば充分にゲートバイアスをかけることができ
る。従って、第３実施例の電気回路は上記第２実施例の
電気回路からサブコンデンサ24を除去した以外は、第２
実施例と全く同様に構成されている。

このように構成された第３実施例においては、CPUか
らの充電開始信号CHGで電源回路12が起動され、メイン
コンデンサ13に充電され、メインコンデンサ13が設定電
圧に達すると、ここで一旦CPUは充電開始信号CHGの印加
を断つ。そして、発光開始信号STONが入力される直前
に、数ms〜数100msの間、充電開始信号CHGを印加し電源
回路12を駆動する。すると、これによって再びIGBT18は
自身の持っているゲート容量に電荷が蓄えられてゲート
バイアスがかけられてオン状態になる。次に発光開始信
号STONが印加せられてストロボ発光撮影が行われる。こ
の間、IGBT18はそのゲート容量1000〜3000PFに蓄えられ
た電荷によって充分にゲートバイアスが保持される。そ
の後、CPUより発光停止信号STOFFが入力されてトランジ
スタ20がオンし、IGBT18のゲートをシャントし発光が停
止される。

また、赤目防止のためのプリ発光を行う場合には、上
記第２実施例の場合と同様に毎回のプリ発光直前に、充
電開始信号CHGを印加し電源回路12を起動し、IGBT18の
ゲート容量に電荷をチャージしゲートバイアスをかけ
る。以後の動作は上記第２実施例を用いた赤目防止動作
と同様である。

この第３実施例によれば、ゲートバイアス用電源のサ
ブコンデンサが不要となるため、更にコストおよび実装
スペースの低減化を図ることができる。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、発光直前に電源回
路を起動し、IGBTにゲートバイアスを加えるサブコンデ
ンサまたはIGBT自身のゲート容量に電荷をチャージしIG
BTをオン状態にするようにしたので、長時間の放置を考
慮して従来のもののようにIGBTのゲートバイアス用コン
デンサに大容量のものを使用する必要がなく、サブコン
デンサの容量を小さく、若しくは無にすることができ、
従って、コストの低廉化および実装スペースの減少を図
ることができるという顕著な効果が得られる。

また、赤目防止のためのプリ発光を行わせた場合に
は、そのプリ発光の都度、メインコンデンサにも充電さ
れるのでプリ発光によるメインコンデンサの電圧低下ひ
いては撮影可能距離の減少という不具合を全く生じさせ
ないという効果も発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す閃光発光装置の電
気回路の構成ブロック図、第２図は、本発明の第２実施例を示す閃光発光装置の電
気回路線図、第３図は、上記第２実施例の閃光発光装置の動作のタイ
ミングチャート、第４図は、本発明の第３実施例を示す閃光発光装置の電
気回路線図、第５図は、従来の閃光発光装置の電気回路の一例を示す
電気回路線図、第６図は、従来の閃光発光装置の電気回路の他の例を示
す電気回路線図、第７図は、上記第６図の閃光発光装置の動作のタイミン
グチャートである。 1,11……放電管 2,12……電源回路 3,13……メインコンデンサ５……トリガ回路６……ゲートバイアス回路８……IGBT ９……充電制御回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】閃光発光装置の制御を行うCPUと、電源を含み、上記CPUから充電開始制御信号を受ける
と、電源電圧の昇圧動作を開始する昇圧回路と、この昇圧回路によって昇圧された昇圧電圧でもって充電
されるメインコンデンサと、このメインコンデンサの充電電荷の放電ループ中に介挿
され、閃光発光する放電管と、上記CPUからの発光開始信号に応じて、上記放電管が導
通するように励起するトリガ回路と、上記放電ループ中に介挿され、ゲート端子に印加される
ゲート制御電圧に応じてオン状態となるゲート制御型ス
イッチング素子と、上記昇圧回路の上記昇圧電圧を一時的に保持するための
サブコンデンサと、上記サブコンデンサの電圧を分圧し、分圧点が上記スイ
ッチング素子の上記ゲート端子に接続される分圧回路
と、を具備し、上記CPUは、発光開始命令に応答して上記充電開始制御
信号を上記昇圧回路に送り、上記サブコンデンサを充電
し、サブコンデンサ電圧に基づいて上記スイッチング素
子をオンさせ、このオンの後に、上記トリガ回路に上記
発光開始信号を送り閃光発光を開始させることを特徴と
する閃光発光装置。