JP3414443B2 - ストロボ昇圧回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、閃光発光装置における
ストロボ昇圧回路に係り、特に定数の異なる複数のトラ
ンスを切換えて充電動作を行うストロボ昇圧回路に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来、閃光発光装置には発光素子を発光
させるために、内蔵するメインコンデンサを充電させる
充電制御装置すなわち、ストロボ昇圧回路が設けられて
いる。このストロボ昇圧回路としては、本出願人が提案
する特願平３−５７２９３号において、昇圧特性の異な
るトランスを組み合わせて充電回路を形成し、充電電圧
が所定電圧以上になるとトランスを切換えて充電を行う
ものがある。 【０００３】また同様に、前述した切換え動作をトラン
スの２次側で行う手法が特開昭６０−２４１７７５号公
報にて開示されている。さらに、類似の手法として特開
昭６１−１９３４００号公報，実開平２−３９２２３号
公報においても提案されている。 【０００４】図６には従来の昇圧回路の基本回路を示
し、前述した昇圧トランスの昇圧特性を充電中に切換え
る意義について、以下に説明する。この昇圧回路におい
て、電源電池１００は、昇圧するためのトランス１０３
の１次巻線、流れる電流を制御するためのトランジスタ
１０２の電流通路が接続される。また、電源電池１００
が、トランジスタ１０１のエミッタに接続し、コレクタ
は上記トランジスタ１０２のベースに接続される。 【０００５】そして、上記昇圧トランス１０３の２次巻
線の一方には、整流用のダイオード１０４を介して、発
光エネルギーを蓄えるためのメインコンデンサ１０５が
接続され、他方は、上記トランジスタ１０１のベースに
接続される。上記昇圧トランス１０３の２次巻線より流
れ出る電流値をＩ₂ 、メインコンデンサの容量値をＣ、
充電々圧をＶ_MCとすると、（１）式が成立する。 【０００６】 【数１】 ここで、左辺の積分期間は充電を開始してから、規定の
充電々圧Ｖ_MCまで充電されるまでの期間である。そし
て、昇圧トランスの巻線比（二次巻線ターン数／一次巻
線ターン数）をｎ、昇圧トランスの一次巻線へ流れ込む
電流値をＩ₁ とすると、 【０００７】 【数２】 また、電源電池１００より流れ出る電流値をＩ₀ 、トラ
ンジスタ１０２の直流電流増幅率をβとすると、 【０００８】 【数３】 となる。 【０００９】従って、電源電池１００より流れ出る電流
値の時間積分値すなわち、消費電流は、昇圧トランスの
巻線比ｎにほぼ比例する。ここで、消費電流を小さく
し、電源電池１００のライフ性を良くするためには、昇
圧トランスの巻線比ｎを出来るだけ小さくした方が良
い。しかし、巻線比ｎを小さくすると、充電時間が長く
なる。 【００１０】これについて、図７を用いて説明する。図
７（ａ）において、特性曲線１０６は巻線比ｎが高い場
合の充電特性を示す。また特性曲線１０７は、巻線比ｎ
が低い場合の充電特性を示す。図７（ａ）に示す様に、
充電々圧がＶ₁ になるまでは、巻線比ｎが低い方が短時
間で充電されるが、充電々圧がＶ₁ より高くなると逆転
して、巻線比ｎが高い方が短時間で充電される。 【００１１】従って、充電中に巻線比ｎを切換えると、
図７（ｂ）の様になる。例えば充電々圧がＶ₁ の時に巻
線比を切換える様にすると、特性曲線１０８に示す様な
特性になる。この場合は、充電時間を損うことなく、あ
る程度エネルギー変換効率の高い充電を行うことができ
る。 【００１２】また、充電々圧がＶ₁ より高いＶ₂ で巻線
比ｎを切換える様にした場合、充電特性は１０９の様に
なり充電時間は若干遅くなるが、巻線比ｎの低いトラン
スで充電するエネルギーの割合が増えるので、エネルギ
ー変換効率は若干良くなる。 【００１３】そして、充電々圧がＶ₁ より低いＶ₃ で巻
線比ｎを切換える様にすると、充電特性は１１０の様に
なり充電時間は若干速くなるが、巻線比ｎの低いトラン
スで充電するエネルギーの割合が減少するので、エネル
ギー変換効率は若干悪くなる。この様に、切換電圧を増
減することにより、充電時間を優先する切換設定あるい
は、エネルギー変換効率を優先する切換設定を切換える
ことができる。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の巻線比ｎの異なる昇圧トランスを切換えて充電を行う
ストロボ昇圧回路では、昇圧トランスの巻線比ｎを変え
ることによって、トランスの切換えポイントが固定され
ているため、電源電圧が高いときは充電時間が短くてよ
いが、該電源電圧が低くなってくると充電時間の最短ポ
イントが変化することにより早い充電が行えないという
問題点があった。 【００１５】たとえば低温等の状況下で電源電池の能力
が低下している時は、充電特性が図８の様に変化する。
図８において、巻線比ｎが高い場合は１１１の様な特性
になり、巻線比ｎが低い場合は１１２の様になる。すな
わち、切換電圧をＶ₁ のままにすると、充電時間が極め
て遅くなる。 【００１６】またエネルギー変換効率を優先して切換電
圧をＶ₁ より高くすると、場合によっては切換電圧レベ
ルまで、低い巻線比の昇圧トランスでは充電できなくな
る。そこで本発明は、電源電圧に影響されず、充電時間
及びエネルギー変換効率を一定の水準に維持させるスト
ロボ昇圧回路を提供することを目的とする。 【００１７】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電源電圧又は電源電池の電圧を昇圧して発
光エネルギ―を蓄えるメインコンデンサへ充電を行う第
１の昇圧手段と、上記第１の昇圧手段よりも昇圧電圧が
高い、第２の昇圧手段と、充電開始時に動作を開始し、
所定の時間後に時間経過信号を出力するためのタイマ手
段と、充電開始時のメインコンデンサの充電電圧を測定
する手段と、この測定する手段に応じてタイマ手段の上
記所定の時間を変更するための変更手段と、上記メイン
コンデンサを充電するにあたり、始めに第１の昇圧手段
により充電を行い、上記タイマ手段からの時間経過信号
により、上記第２の昇圧手段に切り換えるための充電制
御手段と、で構成されるストロボ昇圧回路を提供する。 【００１８】 【００１９】 【作用】以上のような構成のストロボ昇圧回路は、第１
の昇圧手段により、電源電圧を昇圧して発光エネルギ―
を蓄えるメインコンデンサへ充電が行なわれ、タイマ手
段で予め設定された時間となる速い充電速度と高いエネ
ルギー変換と効率を両立すべきタイミングで、若しくは
その所定時間をカウントして、充電制御手段により第１
の昇圧手段から昇圧電圧が高い第２の昇圧手段に切換え
られ、メインコンデンサが充電される。 【００２０】さらに所定時間をカウントするタイマ手段
は、充電開始時のメインコンデンサの充電電圧を測定す
る手段による測定結果で、設定されるカウント時間が変
更される。 【００２１】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明のストロボ昇圧回路の概略的
な構成を示すブロック図である。このストロボ昇圧回路
において、電源電池１と、該電源電池１が供給する電圧
を昇圧するための第１昇圧回路部２と、同じ機能を有
し、第１昇圧回路部２よりも昇圧電圧が高い第２昇圧回
路部３と、上記第１昇圧回路部２若しくは第２昇圧回路
部３に昇圧された電圧を閃光発光のための発光エネルギ
ーとして蓄えるためのメインコンデンサ４と、充電開始
時に動作を開始し予め設定されたタイマ設定値をカウン
トとするタイマ５と、タイマ５が設定時間後に出力する
時間経過信号により、第１昇圧回路部２から第２昇圧回
路部３に切り換える切換部６とで構成される。 【００２２】次に図３には、本発明による実施例として
のストロボ昇圧回路の具体的な構成を示し説明する。こ
の図３は、測光，測距，露光，フィルムの巻き上げ等を
全て自動的に行うカメラ内に本実施例のストロボ昇圧回
路を設けた構成を示す。 【００２３】図３に示すように、カメラの各部材の動作
を制御するシーケンスコントローラは、ＣＰＵ６０で構
成されており、測光および測距動作は、該ＣＰＵ６０で
制御される測光・測距駆動回路６１により実施される。 【００２４】また、図示しない撮影レンズ系は、レンズ
駆動用モータＭ１で、シャッタはシャッタ駆動用モータ
Ｍ２で、フィルムは巻上用モータＭ３で、それぞれ動作
され、各モータＭ１〜Ｍ３はモータコントロール回路６
２により駆動される。 【００２５】さらに上記ＣＰＵ６０は、レリーズスイッ
チ６３を１段押込んだ１ｓｔレリーズ６３−１によって
測光、測距指令を発し、２段押込んだ２ｎｄレリーズ６
３−２により発光判定、露出、巻き上げ再充電を行うよ
うになっている。 【００２６】そして、第１昇圧回路部は、電源電池１に
並列に接続されたトランジスタ１２，１３、抵抗１４の
直列回路、上記電源電池１に並列に接続されたトランス
１６の１次巻線１６ａ−１６ｂ、上記トランス１６の１
次側端子１６ｂと接続されるトランジスタ１７の直列回
路、トランジスタ１３とトランジスタ１７を結ぶ抵抗１
５、およびダイオード２４、トランス１６の２次巻線、
抵抗１８の直列回路が図示のように結線されて構成され
ている。 【００２７】このように構成された第１昇圧回路部にお
いて、トランジスタ１２のベースにオン信号（ベースを
Ｌレベルにする。）がＣＰＵ６０より入力されると、ト
ランジスタ１２のエミッタ−コレクタ間→トランジスタ
１３のエミッタ−ベース間→抵抗１８に電流が流され、
トランジスタ１３のエミッタ−コレクタ間→抵抗１５→
トランジスタ１７のベース−エミッタ間に電流が流れる
ことにより、トランス１６の１次巻線１６ａ−１６ｂ間
→トランジスタ１７のコレクタ−エミッタ間に電流が流
れ、トランス１６の１次巻線の２次巻線に対する鎖交磁
束により、２次巻線には高電圧が誘起され、これによっ
て充電電流は、ダイオード２４→ダイオード２５を通り
メインコンデンサ４に流れる。 【００２８】この充電電流は、トランジスタ１７のベー
ス電流が増加するため、この増加に従って、トランジス
タ１７のコレクタ電流が増加し、メインコンデンサ４と
トリガコンデンサ３１への充電電流の増加を助長し、こ
の正帰還作用によってトランジスタ１７は飽和状態とな
る。 【００２９】この結果、トランジスタ１６の１次側の電
流変化が無くなるために、２次側の磁束変化もなくな
る。よって、トランス１６の２次側には、ダイオード２
４を逆バイアスする方向のエネルギーが発生し、トラン
ジスタ１３を逆バイアスすることにより、トランジスタ
１３のコレクタ電流が止まりトランジスタ１７もオフす
る。 【００３０】ここで、２次側巻線には振動が起こり、ト
ランジスタ１３へ正バイアスする半波のとき、トランジ
スタ１３が再びオンされ、上記初期状態に戻り、次のサ
イクル動作を開始する。 【００３１】このような発振動作を行って、メインコン
デンサ４の充電を行うが、この第１昇圧回路部は、メイ
ンコンデンサ４の電圧を発光管２９が発光可能となる電
圧まで、充電はできないが、コンデンサ電圧が低いとき
の充電時間が短くエネルギー変換効率が良いと言う特性
を持っている。 【００３２】そして、第２昇圧回路部は、電源電池１に
並列に接続されたトランジスタ１９、，２０、抵抗２１
の直列回路、上記電源電池１に並列に接続されたトラン
ジスタ１６の１次巻線１６ａ−１６ｃ間、上記トランス
１６の１次巻線端子１６ｃと接続されるトランジスタ２
３の直列回路、トランジスタ２０とトランジスタ２３を
結ぶ抵抗２２およびダイオード２４、トランス１６の２
次巻線、抵抗１８の直列回路が図示するように結線され
構成されている。なお、トランス１６、抵抗１８、ダイ
オード２４は、第１昇圧回路部と第２昇圧回路部で共有
し、トランス１６に関しては、第１昇圧回路部は１次巻
線端子１６ｂで接続され、第２昇圧回路部は１次巻線端
子１６ｃで接続されている。 【００３３】この第２昇圧回路部の動作は、上記第１昇
圧回路部の動作と同等であり、その詳しい説明は省略す
る。上記第２昇圧回路部は、メインコンデンサ４の電圧
を発光管２９が発光可能となる電圧まで充電は可能であ
るが、コンデンサ電圧が低いときの充電時間は、第１昇
圧回路部の充電時間よりも長く効率も悪い特性を持って
いる。 【００３４】またメインコンデンサ電圧検出部は、メイ
ンコンデンサ４と並列に、ダイオード２５、抵抗２７，
２８が図示するように接続され、第１昇圧回路部と第２
昇圧回路部の充電電流の一部を抵抗２７と抵抗２８に流
すことにより、抵抗２８の両端に発生した電圧をＣＰＵ
６０のＣ３端子に入力する。 【００３５】上記ＣＰＵ６０のＣ３端子は、Ａ／Ｄ変換
入力端子になっており、この端子に入力された電圧をＡ
／Ｄ変換することにより、メインコンデンサ４に充電さ
れた電圧を検出することができる。 【００３６】このストロボ昇圧回路において、上記メイ
ンコンデンサ４の両端に接続する放電発光管２９と、該
発光管２９を発光させるためのトリガ回路７０とが設け
られている。上記ＣＰＵ６０のＣ５端子より出力される
発光開始信号により動作して、発光管２９を発光させ
る。また上記発光管２９の一端には、流れる電流をオン
／オフするＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トラン
ジスタ）７１が接続され、ＩＧＢＴ７１はバッファ７２
により駆動される。 【００３７】図４に示すフローチャートを参照して、こ
のように構成された本実施例のストロボ昇圧回路の充電
動作について説明する。まず、カメラのレリーズスイッ
チ６３を１段押込み（ステップＳ１）、１ｓｔレリーズ
がオンされると（ＹＥＳ）、測光（ステップＳ２）、測
距（ステップＳ３）を行い、そのデータをＣＰＵ６０は
メモリする。 【００３８】次に、２ｎｄレリーズが押されたか否か判
定し（ステップＳ４）、２ｎｄレリーズが押された場合
に（ＹＥＳ）、発光許可の判断を行い（ステップＳ
５）、閃光発光が不必要ならば（ＮＯ）、シャッタを開
き露光させ（ステップＳ６）、後述するステップＳ９に
移行する。しかし閃光発光が必要ならば（ＹＥＳ）、シ
ャッタを開き（ステップＳ７）、トリガ回路７０に発光
信号を出力し、閃光発光を行い（ステップＳ８）、シャ
ッタを閉じて露光を終了させ（ステップＳ９）、フィル
ムを１コマ巻き上げ（ステップＳ１０）、その後、充電
を行い初期状態に戻る（ステップＳ１１）。 【００３９】また、前記ステップＳ４において、２ｎｄ
レリーズがオンしていない場合（ＮＯ）、１ｓｔレリー
ズのオフか否か判定し（ステップＳ１２）、オン状態な
らば（ＮＯ）ステップＳ４に戻り、１ｓｔレリーズがオ
フ状態ならば（ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻る。 【００４０】次に、前述した図４のステップＳ８の発光
のシーケンスの詳細について説明する。図示していない
が、まずストロボの発光量を計算する。ストロボの発光
量は、ステップＳ３の測距のサブルーチンで求められた
被写体距離と、フィルム感度によって計算される。 【００４１】この発光量に従い、図２の示すタイミング
チャートにより発光を行う。まず、時刻ｔ₀ において、
ＣＰＵ６０はＣ５出力端子を“Ｈ”レベルにしてＩＧＢ
Ｔ７１のゲートに“Ｈ”レベルの電圧を印加する。この
結果ＩＧＢＴ７１はオン状態になる。 【００４２】次に時刻ｔ₁ において、ＣＰＵ６０はＣ４
出力端子を“Ｈ”レベルにして、トリガ回路７０を動作
状態にする。その結果、発光管２９は励起状態となり発
光を開始する。次に時刻ｔ₂ において、ＣＰＵ６０はＣ
５出力端子を“Ｌ”レベルにしてＩＧＢＴ７１をオフ状
態とする。その結果、発光が終了する。 【００４３】図２の最下段は発光電流波形を示す。ｔ₁
〜ｔ₂ の間は発光期間であり、計算された発光量により
決定される。被写体の距離が遠く、フル発光させる場合
は、ＩＧＢＴのＯＮ信号を時刻ｔ₃ にオフする。その結
果、発光電流波形は点線の様になり、フル発光状態とな
る。 【００４４】次に図５に示すフローチャートを参照し
て、前述した図４のステップＳ１１の充電のサブルーチ
ンについて説明する。まず、ＣＰＵ６０はＣ１出力端子
を“Ｌ”レベルにすることによって、第１昇圧回路部を
起動する（ステップＳ２０）。次に、ＣＰＵ６０はＣ３
入力端子の電圧をＡ／Ｄ変換して、充電々圧をモニター
する（ステップＳ２１）。 【００４５】そしてタイマを以下の表１に示すようなの
タイマ設定値により設定する（ステップＳ２２）。この
タイマ設定値はステップＳ２１で検出した充電々圧に応
じて変動した値である。即ち、前述した図７に示すよう
な充電特性に基づき、種々の状況で、速い充電速度と高
いエネルギー変換効率を両立すべきタイミングを選択し
たものである。ＣＰＵ６０は内蔵するＲＯＭに、この表
１に示すテーブルを持っており、テーブル参照を行うこ
とにより、タイマ設定値を選択して設定する。 【００４６】 【表１】 次に第１昇圧回路部から第２昇圧回路部に切換えるため
のタイマをリセットしスタートする（ステップＳ２
３）。そしてタイマのカウント値をチェックし（ステッ
プＳ２４）、カウント値が設定値になったならば（ＹＥ
Ｓ）、第１昇圧回路部を停止し（ステップＳ２６）、第
２昇圧回路部を起動する（ステップＳ２７）。 【００４７】しかし、ステップＳ２４の判定で、カウン
ト値が設定値になっていなければ（ＮＯ）、充電々圧の
モニターを行い、停止電圧以上か否か判定し（ステップ
Ｓ２５）、停止電圧以上ならば（ＹＥＳ）、第１昇圧回
路部を停止し（ステップＳ３０）、リターンする。しか
し、充電々圧が停止電圧に達していなければ（ＮＯ）、
ステップＳ２４に戻る。 【００４８】次に、ステップＳ２７で第２昇圧回路部を
起動した後、充電々圧をモニターし、充電々圧が停止電
圧以上か否か判定し（ステップＳ２８）、停止電圧以上
ならば、（ＹＥＳ）、第２昇圧回路部を停止し（ステッ
プＳ）２９、リターンする。 【００４９】この実施例では、２つの昇圧回路を用いた
が、昇圧比の異なる昇圧回路を３つ以上用いて、所定の
時間間隔で順次切換える様にしてもかまわない。以上の
ことから、本実施例によるストロボ昇圧回路は、第１昇
圧回路部と第２昇圧回路部の切換えのタイミングをメイ
ンコンデンサの初期充電電圧によって、制御するように
したので、電源（電池）の供給電圧の状態を考慮する必
要がなく、そのため、電池の状態を検出する部材を設け
る必要がない。 【００５０】また、速い充電速度と高いエネルギー変換
効率を両立すべきタイミングを自動的に選択することが
できる。また本発明は、前述した実施例に限定されるも
のではなく、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形や応用が可能であることは勿論である。 【００５１】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
源電圧に影響されず、充電時間及びエネルギー変換効率
を一定の水準に維持させるストロボ昇圧回路を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明のストロボ昇圧回路の概略的な構成を示
すブロック図である。 【図２】本実施例のストロボ昇圧回路の発光のタイミン
グチャートである。 【図３】本発明による実施例としてのストロボ昇圧回路
の具体的な構成を示す図である。 【図４】本実施例のストロボ昇圧回路の充電動作につい
て説明するためのフローチャートである。 【図５】図４に示した充電のサブルーチンについて説明
するためのフローチャートである。 【図６】従来の昇圧回路の基本的な構成を示す図であ
る。 【図７】従来の昇圧回路の充電特性を示す図である。 【図８】従来の低温等の状況下で電源電池の能力が低下
している時の充電特性を示す図である。 【符号の説明】 １…電源電池、２…第１昇圧回路部、３…第２昇圧回路
部、４…メインコンデンサ、５…タイマ、６…切換部、
１２，１３，１７，１９，２０，２３…トランジスタ、
１４，１５，１８，２１，２２，２７，２８…抵抗、１
６…トランス、２４，２５…ダイオード、２９…放電発
光管、６１…測光・測距駆動回路、６２…モータコント
ロール回路、６３…レリーズスイッチ、７０…トリガ回
路、７１…ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラ・トラン
ジスタ）、７２…バッファ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電源電圧又は電源電池の電圧を昇圧して
   発光エネルギ―を蓄えるメインコンデンサへ充電を行う
   第１の昇圧手段と、 上記第１の昇圧手段よりも昇圧電圧が高い、第２の昇圧
   手段と、 充電開始時に動作を開始し、所定の時間後に時間経過信
   号を出力するためのタイマ手段と、充電開始時のメインコンデンサの充電電圧を測定する手
   段と、 この測定する手段に応じてタイマ手段の上記所定の時間
   を変更するための変更手段と、 上記メインコンデンサを充電するにあたり、始めに第１
   の昇圧手段により充電を行い、上記タイマ手段からの時
   間経過信号により、上記第２の昇圧手段に切り換えるた
   めの充電制御手段と、 を具備することを特徴とするストロボ昇圧回路。