JP3504730B2 - ストロボ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等の撮影装置に
内蔵若しくは組み合わせて使用する補助光を発する装置
に係り、特にＭＣＴを利用して発光の制御を行うストロ
ボ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発光量を制御したり、自動調光し
たりする際、放電管を流れる電流を強制的に停止させる
ための素子として、サイリスタやＩＧＢＴなどが使用さ
れてきた。特にＩＧＢＴは簡単な回路を組むだけで、発
光を制御でき、急速に普及してきている。

【０００３】これらの公知な例として、特開昭６４−１
７０３３号公報に、ＩＧＢＴのゲートの印加電圧を制御
し、連続発光を行うストロボ装置や、特開平１−１２４
８３８号公報には、ＩＧＢＴを使用して発光デューティ
を変えられるＦＰ発光可能なフラッシュ装置が開示され
ている。

【０００４】また、新たな制御素子として、ＭＣＴ（Mo
s Controlled Thyristor）という半導体スイッチング素
子が提供されている。この半導体スイッチング素子を使
用すれば、素子電流通路の単位面積当たりでＩＧＢＴよ
りも大きな電流を制御することが可能になる。しかもス
イッチング速度は、ＩＧＢＴと同等であるため、有望な
スイッチング素子として、ストロボ装置等の発光素子の
制御用スイッチング素子として利用されることが期待で
きる。

【０００５】このＭＣＴにおいて、シンボル図を図１１
に、等価回路図を図１２に、及び断面構造を図１３に示
す。このＭＣＴは、カソード側からＮ形半導体層１、そ
の上にＰ形半導体層２、その表面にＮ形半導体層３、Ｐ
形半導体層４、Ｎ形半導体層５の積層構造に周知の薄膜
形成技術を用いて形成された素子である。

【０００６】このＰ形半導体層２とＰ形半導体層４に挟
まれたＮ形半導体層３の表面領域が、オン−ＦＥＴチャ
ネル領域となり、上記Ｎ形半導体層３とＮ形半導体層５
ではさまれたＰ形半導体層４の表面領域が、オフ−ＦＥ
Ｔチャネル領域になる。これらのチャネル領域の上には
ゲート酸化膜６を介してゲート電極７が形成される。

【０００７】さらに、このゲート電極７の上方には絶縁
膜８を介して、アノード９が形成される。アノード−カ
ソード間は、基本的にＰＮＰＮのサイリスタ構造となっ
ている。

【０００８】このＭＣＴは、ゲート電極７にアノード９
の電位に対して、負となる電圧を与えると、上記オン−
ＦＥＴチャネルが形成され、アノード９からＰ形半導体
層２、Ｎ形半導体層１、カソード１０へ電流が流れ、結
果アノード−カソード間はサイリスタ動作で電流が流れ
る。

【０００９】しかし、ゲート電極７にアノード９の電位
に対して正の電圧を与えると、上記オフ−ＦＥＴチャネ
ルが形成され、アノード９とＮ形半導体層３がシャント
された形になり、結果サイリスタ動作から逸脱し、アノ
ード−カソード間の電流が流れなくなる。

【００１０】図１４には、ＭＯＳＦＥＴ、ダーリントン
バイポーラＴＲ、ＩＧＢＴ、ＭＣＴ各素子のチップ単位
面積通過電流に対する電圧降下の特性を示す。図からわ
かるようにＭＣＴは、ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラＴＲ、
ＩＧＢＴより電圧降下が小さく、チップ面積が同じであ
ればＭＣＴは、他素子と比較して非常に大きな電流を流
すことができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述したＩＧＢＴを利
用して発光を制御する場合には、発光量の大きなストロ
ボ装置においては、ＩＧＢＴの容量を大きくするか、あ
るいはＩＧＢＴを複数個設けなくてはならない。そのた
め、十分な光量を与えるストロボ装置が巨大化・高コス
ト化する。

【００１２】また一般にＩＧＢＴは、ゲート・エミッタ
間に２０〜４０Ｖの電圧を印加するとオンし、ゲート・
エミッタ間を同電位にするとオフする。これをＭＣＴに
変換しようとすると、ＭＣＴはサイリスタの一種である
ため、オフ制御する場合に逆バイアス電圧を印加しなけ
ればならず、従来のＩＧＢＴのゲート制御回路をそのま
ま活用することはできない。

【００１３】一方、従来のサイリスタは、逆バイアスを
印加することにより発光制御するという点では、ＭＣＴ
の制御に類するが、ＭＣＴの制御は従来のサイリスタ制
御に比べて条件が厳しく、オン又はオフするための電
圧、あるいはオン状態からオフ状態に移行させるための
電圧変化にかかる時間を所定条件内に抑えなくてはなら
ない。

【００１４】例えば、ハリス社製のＭＣＴＶ７５Ｐ６０
Ｅ１，ＭＣＴＡ７５Ｐ６０Ｅ１（いずれもＰ−ＭＯＳ
ＭＣＴ）では、オンするためのゲート・アノード間電圧
を−７〜−２０Ｖ、オフするためのゲート・アノード間
電圧を＋１８Ｖ〜＋２０Ｖの範囲で設定しなければなら
ず、また、オン状態からオフ状態に移行させるためには
２００ｎｓｅｃ以内にゲート・アノード間電圧を切り換
えなければならない。しかし、従来のサイリスタ回路で
は、この様な制御が困難であった。そこで本発明は、発
光制御をＭＣＴからなるスイッチング素子で行い、大光
量（大電流）を高速で制御するストロボ装置を提供する
ことを目的とする。

【００１５】

【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、メインコンデンサに蓄えられた充電電荷に
よって放電される放電管と、上記メインコンデンサの放
電ループ中に介挿されたＭＣＴ（Mos Controlled Thy
ristor）と、このＭＣＴのゲート電極を正電圧及び負電
圧を用いて制御するためのコンプリメンタリ構成ドライ
バを有するゲート制御回路とで構成されたストロボ装置
を提供する。 さらに、電源電池を正電圧と負電圧にそれ
ぞれ昇圧する昇圧回路を含む電源回路と、上記電源回路
によって昇圧された正電圧若しくは負電圧を充電するメ
インコンデンサと、このメインコンデンサによって、充
電された電荷によって放電される放電管と、この放電管
の放電ループ中に介挿されたＭＣＴと、上記正電圧と上
記負電圧とを用いて、上記ＭＣＴのオン及びオフを制御
するためのコンプリメンタリ構成ドライバを有するＭＣ
Ｔゲート制御回路と、上記ＭＣＴのゲートに対して制御
信号を発生する信号発生回路とで構成されたストロボ装
置を提供する。

【００１６】

【作用】以上のような構成のストロボ装置は、ＭＣＴを
オンおよびオフさせるためのゲート電圧を発生させる手
段をそれぞれ設け、これらの電圧によってＭＣＴのゲー
ト電圧を設定するＭＣＴゲート制御手段を設け、正確に
ＭＣＴを駆動するためのゲート電圧が設定される。但
し、ＭＣＴのゲート−アノード間容量もしくはゲート−
カソード間容量が比較的大きい場合には、高速にゲート
電圧を切り換えられるように、ＭＣＴを高速でオフする
ためのコンプリメンタリ構成ドライバとなる高速スイッ
チング素子が設られる。

【００１７】

【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には、本発明による第１実施例として
のストロボ装置の構成を示し説明する。

【００１８】このストロボ装置においては、低電圧の電
源電池１１より正電源ＶGOFFおよび負電源−ＶMCを発生
する電源回路１２と、電源回路１２の負電源−ＶMCによ
り充電されるメインコンデンサＭＣと、メインコンデン
サＭＣに蓄積された電位により発光する発光部ＸＥと、
後述するトリガ回路部１３と、ダイオードＤ１をはさん
で、ＸＥ管、ＭＣと放電ループを構成しているＰ−ＭＯ
ＳタイプのＭＣＴと、ＭＣＴを駆動するためのＭＣＴゲ
ート制御回路部１４と、カメラとの電気接点Ｘ，ＴＴ
Ｌ，ＦＰからの信号をうけて、ＳＴＯＮ，ＳＴＯＦＦを
制御する信号発生回路１５とで構成される。

【００１９】この信号発生回路１５は、カメラとの電気
接点Ｘ，ＴＴＬ，ＦＰからの信号をうけて、ＳＴＯＮ，
ＳＴＯＦＦを制御する信号発生回路１５である。ここで
Ｘは発光開始信号をカメラより入力する端子であり、Ｔ
ＴＬは発光停止信号を入力する端子である。ＦＰは連続
小発光を開始させる信号および停止させる信号をカメラ
より入力する端子である。

【００２０】上記トリガ回路部１３は、トリガトランス
Ｔ１、トリガコンデンサＣ１およびＴ１の１次巻線とＣ
１とをショートするためのサイリスタＳＣＲ１、サイリ
スタＳＣＲ１をオンさせるための抵抗Ｒ１〜Ｒ７および
トランジスタＴＲ１〜ＴＲ２とからなる。ＳＴＯＮに
“Ｌ”→“Ｈ”→“Ｌ”のワンショット出力が入るとト
ランジスタＴＲ２がオンし、さらにトランジスタＴＲ１
がオンすることにより、ＳＣＲ１がオンするため、Ｃ１
の−Ｖ_MCの電荷はトランスＴ１の１次側を瞬時に流れ
る。

【００２１】その結果、Ｔ１の２次側には高電圧が発生
し、発光部ＸＥを励起する。上記ＭＣＴゲート制御回路
部１４は、抵抗Ｒ８〜Ｒ１２、トランジスタＴＲ３〜Ｔ
Ｒ４、定電圧ダイオードＺＤ１とで構成される。このＭ
ＣＴゲート制御回路１４においては、ＳＴＯＦＦ信号が
“Ｌ”の場合には、トランジスタＴＲ４，ＴＲ３はオフ
となり、ＭＣＴのゲート電圧はＺＤ１に発生する電圧に
なる。例えばＶ_GOFFを＋１９Ｖとし、ＺＤ１がその両端
に３０Ｖの電位差を発生するとすれば、−１１ＶがＭＣ
Ｔのゲートに印加していることになる。

【００２２】このＭＣＴにおいて、例えばハリス社のＭ
ＣＴＶ７５Ｐ６０Ｅ１を例にとると、アノード−ゲート
間電圧ＶGAが−７〜−２０Ｖの時にＯＮし、＋１８Ｖ〜
＋２０Ｖの時にＯＦＦする。そのため、ＳＴＯＦＦが
“Ｌ”の時には、ＭＣＴはオンしている。一方、ＳＴＯ
ＦＦ信号を“Ｈ”にすると、トランジスタＴＲ４，ＴＲ
３がオンとなり、ＭＣＴのゲート電圧ＶGAは＋１９Ｖに
なる。従って、ＭＣＴはオフする。

【００２３】図２には、前述した電源回路１２の具体的
な回路構成を示す。この電源回路１２は、自己発振型の
昇圧回路構成され、トランスＴ２の１次側に電流が流れ
ると、２次側には逆向きの電流が流れ、トランジスタＴ
Ｒ５およびＴＲ６をオフする。トランジスタＴＲ６がオ
フすると、トランスＴ２の１次電流が遮断され、２次側
には前回とは逆向の電流が流れる。

【００２４】この時、トランジスタＴＲ５がオンするた
め、トランジスタＴＲ６もオンし、再び１次電流が流れ
始める。こうして、メインコンデンサＭＣは、−Ｖ_MCで
充電され、その電位差も徐々に大きくなってゆく。

【００２５】そして、−Ｖ_MCが所定値に達するとネオン
管ＮＥが点灯し、以後、−Ｖ_MCは一定値に保たれる。一
方、Ｖ_GOFFはダイオードＤ３、トランジスタＴＲ７、抵
抗Ｒ１５、定電圧ダイオードＺＤ２によりコンデンサＣ
２がＺＤ２に発生する電圧とほぼ同じ電圧に充電され、
安定した正電圧を供給する。

【００２６】図１８には、図２に示した構成に充電動作
を停止させる充電停止回路を付加した変形例を示す。こ
の変形例では、−Ｖ_MCが所定の電圧値よりも小さい場
合、ネオン管ＮＥは、オフ状態であり、トランジスタＴ
Ｒ１０２のベース電圧は、電池電圧を抵抗Ｒ１０２とＲ
１０１で分圧した値となる。従って、トランジスタＴＲ
１０２がオンし、抵抗Ｒ１０３，Ｒ１０４に電流が流れ
て、トランジスタＴＲ１０１をオンさせる。この状態で
は、前述した昇圧回路の動作が行われるのであるが、−
Ｖ_MCが所定の電圧値に達すると、この昇圧回路は動作を
停止する。すなわち、−Ｖ_MCが所定電圧値になった所
で、ネオン管ＮＥがオンとなり、抵抗Ｒ１０１，Ｒ１６
に電流が流れる。この時、トランジスタＴＲ１０２のベ
ース電位は負となるので、トランジスタＴＲ１０２はオ
フとなり、その結果、トランジスタＴＲ１０１もオフす
る。そのため、昇圧回路の動作が停止する。

【００２７】図３，４を参照して、このように構成され
たストロボ装置の動作について説明する。図３に示す信
号波形は、図示しないカメラからの発光を指示するＸ信
号により発光を開始し、ＴＴＬ調光信号により発光停止
させる閃光発光制御の一例である。この時、ＦＰ端子は
終始“Ｈ”を保持している。

【００２８】まず、Ｘ端子が“Ｌ”になると、信号発生
回路１５は、その信号を反転してＳＴＯＮに出力する。
すると、トリガ回路部１３が動作を開始し、発光部ＸＥ
が励起され、メインコンデンサの充電電荷を放電開始し
て発光を始める。

【００２９】その後、ＴＴＬ端子から“Ｌ”の信号が入
ると、信号発生回路１５は所定時間ＳＴＯＦＦを“Ｈ”
にする。この所定時間とは、ＭＣＴを完全にオフし、そ
の後、発光部の励起状態が終焉し再び、ＭＣＴをオンし
ても発光しない状態になるまで十分な時間である。

【００３０】図４に示す信号波形は、連続小発光を繰り
返す例である。特にフォーカルプレーンシャッタが全開
しない写真撮影、つまり同調秒時より速いシャッタース
ピードでの撮影においてもストロボ装置を使えるよう工
夫したダイナミック型ストロボ発光に関するものであ
る。

【００３１】カメラ側の動作は、図示しないシャッタ先
幕を走らせると同時にＦＰ端子を“Ｌ”にし、シャッタ
後幕が走行終了すると同時に“Ｈ”にする。この間、Ｘ
およびＴＴＬ端子は“Ｈ”のままである。

【００３２】本実施例のストロボ装置は、ＦＰ端子が
“Ｌ”になると信号発生回路１５は、まず最初に、ＳＴ
ＯＮを“Ｈ”にして、発光部ＸＥを励起させ発光を開始
させる。そして、所定時間ｔ₁ 後、ＳＴＯＦＦを“Ｈ”
にしてＭＣＴのゲート−アノード間電圧Ｖ_GAを＋１９Ｖ
にして、ＭＣＴをオフする。また所定時間ｔ₂ 後に、Ｓ
ＴＯＦＦを“Ｌ”にして、Ｖ_GAを−１１Ｖに切換え、再
びＭＣＴをオンする。ＭＣＴをオフしていた時間ｔ₂ は
ごく短い時間なので、発光部ＸＥはまだ励起状態であ
り、そのために再び発光を開始する。この様に、ＳＴＯ
ＦＦを所定時間Ｔ₁，ｔ₂ 毎にＬ−Ｈを切換えて小発光
を繰り返す。

【００３３】ＦＰ端子が“Ｌ”→“Ｈ”に切換わると、
信号発生回路１５はＳＴＯＦＦが“Ｌ”でも“Ｈ”で
も、すぐに“Ｈ”に切換え、所定時間その状態を保つ。
この所定時間とは、ＭＣＴを完全にオフし、その後発光
部の励起状態が終焉し、再びＭＣＴをオンしても発光し
ない状態になるまで、十分な時間である。

【００３４】以上の回路構成は、比較的ＭＣＴのゲート
−アノード間容量が小さい場合である。高耐圧のＭＣＴ
は必然的にゲート−アノード間容量が大きくなり、その
ため、この実施例ではオフするためのゲート電圧の切換
に時間がかかるため、オフ制御ができなくなる。

【００３５】これを解決するものとして、図５に示すよ
うな第２実施例としてのストロボ装置の構成を示し説明
する。このストロボ装置は、低電圧の電池２１より正電
源Ｖ_GOFFおよび負電源−Ｖ_GON ，−Ｖ_MCを発生する電源
回路２２と、電源回路２２の負電源−Ｖ_MCにより充電さ
れるメインコンデンサＭＣと、発光部ＸＥと、後述する
トリガ回路部２３と、ダイオードＤ１を挟んで発光部Ｘ
Ｅ、メインコンデンサＭＣと放電ループを構成するＰ−
ＭＯＳタイプのＭＣＴと、ＭＣＴゲート制御回路部２
４、信号発生回路２５とで構成される。

【００３６】上記トリガ回路部２３は、トリガトランス
Ｔ１、トリガコンデンサＣ１および倍圧用コンデンサＣ
２、抵抗Ｒ０〜Ｒ２（Ｒ１＜＜Ｒ０，Ｒ２）で構成され
る。このトリガ回路部２３は、ＭＣＴがオンすると、同
時に発光部ＸＥにトランスＴ１に発生する２次高電圧を
印加すると共に、コンデンサＣ２により発光開始時に発
光部ＸＥに倍電圧を印加するものである。

【００３７】例えば、ＭＣＴがＯＦＦの時、コンデンサ
Ｃ１，Ｃ２はそれぞれ片方の端子がＧＮＤ、もう片方が
−Ｖ_MCの電位になる。ＭＣＴがオンになるとコンデンサ
Ｃ１はＧＮＤ〜−Ｖ_MCの状態でチャージされていた電荷
がＭＣＴ，Ｔ１の１次側の閉ループでショートされる。
そのため、１次側に一瞬電流が流れ、その結果Ｔ１の２
次側には高電圧が発生し、これにより発光部ＸＥを励起
する。

【００３８】一方、コンデンサＣ２はＭＣＴのオンによ
り、それまで−Ｖ_MCであった片方の端子はＧＮＤの電位
に変化する。そのため、コンデンサＣ２のＧＮＤ側の端
子は、そのまま＋Ｖ_MCの電位に一瞬押し上げられる。そ
のため、発光部ＸＥには一瞬２Ｖ_MCの電位がかかること
になり、発光開始しやすくなる。要するに、ＭＣＴがオ
フからオン状態に変化することで、発光部ＸＥは発光開
始することができる。

【００３９】また上記ＭＣＴゲート制御回路部２４は、
ＭＣＴのゲート−アノード間電圧Ｖ_GAを−Ｖ_GON にセッ
トし、ＭＣＴをオンさせるための抵抗Ｒ３〜Ｒ８、トラ
ンジスタＴＲ１〜ＴＲ３からなるＭＣＴオン制御回路部
２４ａと、ＭＣＴのＶ_GAを＋Ｖ_GOFFにセットしオフさせ
るための抵抗Ｒ９〜Ｒ１３、トランジスタＴＲ４〜ＴＲ
５、サイリスタＳＣＲ１からなるＭＣＴオフ制御回路２
４ｂとで構成される。上記ＭＣＴオン制御回路部２４ａ
は、ＳＴＯＮから“Ｈ”の信号が出力されると、ＴＲ３
がオンになり、トランジスタＴＲ２，ＴＲ１が順にオン
するので、Ｖ_GAを−Ｖ_GON にする。また上記ＭＣＴオフ
制御回路部２４ｂは、ＳＴＯＦＦから“Ｈ”の信号が出
力されると、トランジスタＴＲ５がオンし、トランジス
タＴＲ４，ＳＣＲ１が順にオンするので、Ｖ_GAを＋Ｖ
_GOFFにする。

【００４０】なお、ＳＴＯＮ，ＳＴＯＦＦの両方からの
信号がない時、すなわち、非操作状態の時に、ＭＣＴを
オフ状態にするため、抵抗Ｒ１４によりＭＣＴのゲート
を＋Ｖ_GOFFにプルアップしている。

【００４１】次に図６には、前述した電源回路２２の具
体的な構成を示し説明する。この電源回路２２におい
て、図２と異なるのは、トランジスタＴＲ９、ツェナー
ダイオードＺＤ２、抵抗Ｒ１８、ダイオードＤ３、コン
デンサＣ４からなる負電圧−Ｖ_GON を発生する部分が付
け加えられている点だけである。すなわち、この電源回
路２２は、ツェナーダイオードＺＤ２の定電圧特性を利
用した電源発生回路を有している。

【００４２】また、図１９には、図６に示した電源回路
２２に充電動作を停止させる充電停止回路を付加した変
形例を示す。この変形例の動作は、図１８に示した構成
の動作と同等であり、ここでの説明を省略する。

【００４３】次に図７，８を参照して、このように構成
されたストロボ装置の動作について説明する。図７に示
す信号波形は、カメラからのＸ信号により発光開始し、
ＴＴＬ調光信号により発光停止させる閃光発光を制御す
る例である。この時、ＦＰ端子は終始“Ｈ”を保持す
る。

【００４４】まず、Ｘ端子が“Ｌ”になると信号発生回
路２５は、その信号を反転してＳＴＯＮを“Ｈ”にす
る。この時、ＭＣＴのゲート−アノード間電圧Ｖ_GAが−
Ｖ_GONとなり、ＭＣＴがオンする。但し、ゲート−アノ
ード間容量があるため、やや遅れてオンする。ＳＴＯＮ
が“Ｌ”になるとトランジスタＴＲ１がオフするが、一
度ＭＣＴがオンするとＭＣＴのゲートに逆バイアスがか
からない限りオフしない。ここで、プルアップ抵抗Ｒ１
４は十分大きい値であり、ＭＣＴのゲート−アノード間
容量をチャージして、ＭＣＴをオフするのに必要な電位
に達するまで数ｍｓｅｃかかる。つまり、発光部がフル
発光するのに必要な期間は、ＭＣＴはオフしない。

【００４５】ＭＣＴがオンした後、ＴＴＬ端子から
“Ｌ”の信号が入ると、信号発生回路２５は所定時間Ｓ
ＴＯＦＦを“Ｈ”にする。すると、サイリスタＳＣＲ１
がＯＮし、ＭＣＴのゲート−アノード間電圧Ｖ_GAは急激
に立上ってＶ_GOFFになり、ＭＣＴを瞬時にオフする。

【００４６】次に図８に示す信号波形は連続小発光を繰
り返す例である。ここで、カメラ側の動作は第１実施例
と全く同じである。ストロボ装置は、ＦＰ端子が“Ｌ”
になると、信号発生回路２５からは交互にＭＣＴのオン
・オフ信号が出力される。すなわち、図に示すように、
ＳＴＯＮ，ＳＴＯＦＦからパルス信号が出力される。そ
の周期は、発光開始から発光停止までは、ｔ₁ 、発光停
止から次の発光開始までｔ₂ である（実際には、時間の
経過と共に小発光１回当りの光量が低下するため、ｔ₁
を長くしたりあるいはｔ₂ を短くしたりする）。

【００４７】この信号により、発光部ＸＥは、小発光を
連続して発光することができる。次にＦＰ端子が“Ｈ”
に戻ると、信号発生回路２５はＳＴＯＮ，ＳＴＯＦＦの
パルス信号出力を停止する。

【００４８】以上の回路構成では発光開始信号ＳＴＯＮ
と発光停止信号ＳＴＯＦＦを信号発生回路が出力する形
になっているが、これらの信号を一括して制御すること
もできる。その回路を図１５に示す。なお、電源回路に
ついては、図６と同等である。但し、図６のＧＮＤが図
１５のＰＧＮＤと接続し、図６の−Ｖ_GON が図１５のＳ
ＧＮＤと接続する。

【００４９】図１５と図５の回路図を比較すると信号発
生回路のグランド端子としてＳＧＮＤを使用している点
が、まず、異なっている。また、ＭＣＴのゲート端子に
電圧を加えてオン・オフ制御するドライバ回路の構成が
異なっている。その他の回路については、同等である。

【００５０】まず、ＭＣＴのゲートドライバ回路につい
て説明する。信号発生回路から出力される発光信号ＳＴ
ＯＮが“Ｈ”（例えば、ＳＧＮＤを基準として、＋５
Ｖ）の時、トランジスタＴＲ４はオンする。そのため、
抵抗Ｒ６，Ｒ７に電流が流れてトランジスタＴＲ３がオ
ンする。すると、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２のベース
にはＶ_GOFFの電圧が印加するので、トランジスタＴＲ１
がオン、トランジスタＴＲ２がオフとなり、ＭＣＴのゲ
ートにかかる電圧Ｖ_GAは、Ｖ_GOFFとなる。従って、ＭＣ
Ｔはオフする。

【００５１】一方、発光信号ＳＴＯＮがＬ（すなわちＳ
ＧＮＤレベル）の時には、トランジスタＴＲ４がオフす
るので、トランジスタＴＲ３もオフし電圧Ｖ_GAは、トラ
ンジスタＴＲ１，ＴＲ２のゲートにはＳＧＮＤの電圧が
加わる。従って、トランジスタＴＲ１がオフし、トラン
ジスタＴＲ２がオンするので、Ｖ_GAはＳＧＮＤ（＝−Ｖ
_GON ）となる。

【００５２】ここで、トランジスタＲＴ１，ＴＲ２は、
特性が対象的なＮＰＮ及びＰＮＰ形のトランジスタ対で
あり、この回路はいわゆるコンプリメンタリ方式のプッ
シュプル回路である。従って、ＭＣＴのゲート容量が大
きくなっても高速でスイッチングすることが可能にな
る。なお、抵抗Ｒ７と並列に入っているコンデンサＣ３
は、スピードアップコンデンサであって、さらに高速な
スイッチングを実現させている。

【００５３】信号発生回路は、閃光発光時には、図１６
に示すように、また、ＦＰ発光時には、図１７に示すよ
うに、信号を出力する。すなわち、閃光発光時は、Ｘ信
号が入力するとＳＴＯＮ“Ｈ”から“Ｌ”にし、ＴＴＬ
信号が入力した所で、ＳＴＯＮを“Ｌ”から“Ｈ”に切
換える。一方、ＦＰ発光時は、ＦＰ端子が“Ｌ”になる
と、ＳＴＯＮから“Ｌ”のパルス信号を所定間隔で出力
する。

【００５４】次に図９に本発明による第３実施例として
のストロボ装置の構成を示し説明する。このストロボ装
置は、Ｎ−ＭＯＳタイプのＭＣＴを使用した例である。
このストロボ装置は、低電圧の電池３１より正電源
Ｖ_MC，Ｖ_GON 、および負電源−Ｖ_GOFFを発生する電源回
路３２と、電源回路３２の正電源Ｖ_MCにより充電される
メインコンデンサＭＣと、発光部ＸＥと、トリガ回路部
３３と、ダイオードＤ１を挟んで発光部ＸＥ，メインコ
ンデンサＭＣと直列の放電ループを構成しているＮ−Ｍ
ＯＳタイプのＭＣＴと、ＭＣＴゲート制御回路部３４
と、第１実施例と同等な信号発生回路３５とで構成され
る。

【００５５】上記トリガ回路部３３は、トリガトランス
Ｔ１、トリガコンデンサＣ１および倍圧用コンデンサＣ
２、抵抗Ｒ０，Ｒ１２，Ｒ１３（Ｒ１３＜＜Ｒ０，Ｒ１
２）よりなり、基本的には第２実施例と同等であり、こ
こでは説明を省略する。

【００５６】上記ＭＣＴゲート制御回路部３４は、ＭＣ
Ｔのゲート−カソード間電圧Ｖ_GKをＶ_GON にセットし、
ＭＣＴをオンさせるための抵抗Ｒ１〜Ｒ４、トランジス
タＴＲ１〜ＴＲ２からなるＭＣＴオン制御回路部３４ａ
と、ＭＣＴのゲート−カソード間電圧Ｖ_GKをＶ_GOFFにセ
ットしＭＣＴをオフさせるための抵抗Ｒ５〜Ｒ１０、ト
ランジスタＴＲ３〜ＴＲ４、サイリスタＳＣＲ１からな
るＭＣＴオフ制御回路部３４ｂとで構成される。

【００５７】上記ＭＣＴオン制御回路部３４ａは、ＳＴ
ＯＮから“Ｈ”の信号が出力されると、トランジスタＴ
Ｒ２がオンし、つづいてトランジスタＴＲ１がオンする
ので、Ｖ_GKを＋Ｖ_GON の電位になる。また、上記ＭＣＴ
オフ制御回路部３４ｂはＳＴＯＦＦから“Ｈ”の信号が
出力されると、トランジスタＴＲ４がオンし、つづいて
トランジスタＴＲ３，ＳＣＲ１がオンする。そのため、
Ｖ_GKは−Ｖ_GOFFの電位になる。

【００５８】なお、ＳＴＯＮ，ＳＴＯＦＦの両方からの
信号がない時には、ＭＣＴをオフ状態にするため抵抗Ｒ
１１によりＭＣＴのゲートを−Ｖ_GOFFにプルダウンして
いる。

【００５９】図１０には、前述した電源回路３２の具体
的な回路構成を示し説明する。この電源回路３２は、正
電圧＋Ｖ_MC，＋Ｖ_GON および負電圧−Ｖ_GOFFを発生させ
るための回路である。この電源回路３２は図６に示した
電源回路に対して、トランスＴ２の２次側の極性を逆に
し、それに伴ってダイオードの向きを変え、ＰＮＰトラ
ンジスタとＮＰＮトランジスタとを一部置きかえたもの
であり、基本的な回路構成は同等であるため、詳細な説
明は省略する。

【００６０】このように構成されたストロボ装置の動作
は、前述した第２実施例と同等である。ただし、ゲート
−カソード間に印加する電圧Ｖ_GKの波形は第２実施例で
のＭＣＴのゲート−アノード間電圧Ｖ_GAの波形をひっく
り返した形となる。すなわち、Ｖ_GKが＋１１Ｖの時にＭ
ＣＴがオンし、−１９Ｖの時にＭＣＴはオフする。

【００６１】以上、説明したようにＭＣＴをオンするた
めの信号発生部と、ＭＣＴをオフするための信号発生部
を設け、ＭＣＴのゲート電圧をＭＣＴゲート制御部によ
りＭＣＴのオン・オフ電圧に切換える構成としたので、
ＭＣＴのゲートには、発光開始又は発光停止するのに必
要な電圧が加えられ確実に発光する。また、このＭＣＴ
のゲートに過大な電圧を加えて素子を破壊することもな
い。

【００６２】さらに、ゲート容量が大きいＭＣＴの場合
には、瞬時に電圧を切り換えられるように高速スイッチ
ング素子を用いることにより、大電流を高速に制御する
ことが可能になった。

【００６３】また、図２０には、図１０に示した電源回
路３２に充電動作を停止させる充電停止回路を付加した
変形例を示す。この変形例は、図１８に示した充電停止
回路と同等の動作を行い、ここでの説明は省略する。

【００６４】次に図２１には、本発明による第４実施例
としてのストロボ装置の構成を示し説明する。この第４
実施例は、ＰチャネルのＭＣＴを使用した発光制御回路
の構成を示す。

【００６５】コントロール端子ＳＴＣは、ＣＰＵがＭＣ
Ｔを制御するための端子であり、“Ｈ”の時にＭＣＴを
オン、“Ｌ”の時にＭＣＴをオフとする。ＳＴＣが
“Ｈ”の時には、インバータＩＮＶ１０１によって信号
Ｌとなり、トランジスタＴＲ１０１がオフし、その結
果、トランジスタＴＲ１０２もオフする。従って、コン
プリメンタリ型の２つのトランジスタＴＲ１０３とＴＲ
１０４のベース電位は、−Ｖ_GON レベルになるので、ト
ランジスタＴＲ１０４がオンし、トランジスタＴＲ１０
３はオフとなる。

【００６６】従って、ＭＣＴのゲートには、−Ｖ_GON レ
ベルの電圧が印加するのでＭＣＴはオンとなる。一方、
ＳＴＣが“Ｌ”の時には、インバータＩＮＶ１０１によ
って信号“Ｈ”となり、トランジスタＴＲ１０１がオン
となり、その結果、トランジスタＴＲ１０２もオンとな
る。そのため、トランジスタＴＲ１０３とトランジスタ
ＴＲ１０４のベースには、＋Ｖ_GOFFが加わり、トランジ
スタＴＲ１０３はオンし、トランジスタＴＲ１０４はオ
フする。従って、ＭＣＴのゲートには、電圧＋Ｖ_GOFFが
印加し、ＭＣＴはオンする。

【００６７】発光回路は、メインコンデンサＭＣ，放電
管Ｘｅ、ダイオードＤ１０１、ＭＣＴからなる直列回路
と、トリガコンデンサＣ１０４、トリガトランスＴ１０
１からなるトリガ回路と、抵抗Ｒ１０６〜Ｒ１０８とコ
ンデンサＣ１０３からなる倍圧回路から構成されてい
る。この回路は、スイッチング素子であるＭＣＴをオン
すると、トリガコンデンサＣ１０１の電荷がトリガトラ
ンスＴ１０１の１次側を流れ、該トリガトランスＴ１０
１の２次側に高電圧が発生し、放電管Ｘｅを励起するよ
うになっている。この時、倍圧回路の働きによって、放
電管ＸｅとダイオードＤ１０１の接続部が一瞬＋Ｖ_MCと
なるので、放電管には、＋Ｖ_MC−（−Ｖ_MC）の２Ｖ_MCが
印加され、発光し易くなっている。

【００６８】すなわち、この第４実施例による発光制御
回路では、ＭＣＴを制御するだけで発光開始、発光停止
を制御できる。次に図２１に示すストロボ装置内のＭＣ
Ｔを駆動可能な電源回路の構成を図２２に示す。

【００６９】この電源回路は、ＭＣＴを駆動するため
に、−Ｖ_GON 及び＋Ｖ_GOFFを出力し、尚かつ、メインコ
ンデンサＭＣを充電することの出来る電源回路である。
この回路は昇圧トランスＴ１１１の１次側は、低電圧電
源の昇圧動作を許可・禁止する回路と、昇圧トランスＴ
１１１の１次側をオン，オフするスイッチング部分から
なっている。前者はトランジスタＴＲ１１１〜ＴＲ１１
３と抵抗Ｒ１１１〜Ｒ１１６から構成されている。抵抗
Ｒ１１２の片端がＧＮＤレベルの時には、トランジスタ
ＴＲ１１１がオフし、従って、ＴＲ１１２〜ＴＲ１１３
がオンとなり、昇圧動作を許可する。Ｒ１１２の片端が
負電位になると、逆にトランジスタＴＲ１１１がオン、
トランジスタＴＲ１１２〜ＴＲ１１３がオフするので、
昇圧動作を禁止する。

【００７０】また抵抗Ｒ１１７〜Ｒ１１９、トランジス
タＴＲ１１４〜ＴＲ１１５、定電圧ダイオードＺＤ１１
１、ダイオードＤ１１１、コンデンサＣ１１１と昇圧ト
ランスＴ１１１は、電圧の昇圧部である。

【００７１】この回路動作は、最初、抵抗Ｒ１１９から
トランジスタＴＲ１１４のベースに電流が流れることか
ら始まる。トランジスタＴＲ１１４はオンし、トランジ
スタＴＲ１１５もオンとなる。トランジスタＴＲ１１５
に電流が流れると、トランスＴ１１１の１次側に電流が
流れ、２次側に高電圧が発生する。

【００７２】この時、トランスＴ１１１と抵抗Ｒ１１９
との接点には、負の電圧が発生し、トランジスタＴＲ１
１４をオフさせる。するとトランジスタＴＲ１１５がオ
フして、それまで流れていた電流を停止させる。再度、
抵抗Ｒ１１９の電圧値は元に戻るので、抵抗Ｒ１１９を
通してトランジスタＴＲ１１４に電流が流れてオンす
る。この繰り返しを行うことで昇圧回路が動作する。

【００７３】２次側に発生する高電圧は、整流ダイオー
ドＤ１１３を通して、メインコンデンサＭＣに接続して
おり、時間と共に充電されていく。そして、所定電圧ま
でＭＣが充電すると（例えば、−３００Ｖ）、ネオン管
ＮＥがオンし、抵抗Ｒ１２１と抵抗Ｒ１１２が接続して
いる点がマイナス電圧となるので、トランジスタＴｒ１
１１をオンさせ、昇圧動作は終了する。

【００７４】＋Ｖ_GOFFは、トランスＴ１１１がＭＣを充
電させる途中の過程で作り出される。整流ダイオードＤ
１１２とトランジスタＴｒ１１６、抵抗Ｒ１２０、定電
圧ダイオードＤ１１２、コンデンサＣ１１２によって所
定の正電圧、例えば＋２０Ｖといった電圧値を発生させ
る。

【００７５】また、−Ｖ_GON は、メインコンデンサＭＣ
にチャージされた電荷を利用して、定電圧ダイオードＺ
Ｄ１１３と抵抗Ｒ１２３、そしてコンデンサＣ１１３に
より例えば、−１０Ｖといった電圧が作り出される。

【００７６】なお、本発明の上記実施態様によれば、以
下如き構成が得られる。 （１）メインコンデンサによって蓄えられた充電電荷に
よって放電される放電管と、上記メインコンデンサの放
電ループ中に介挿されたＭＣＴ（Mos Controlled Tyhri
stor）と、このＭＣＴのゲート電極を正電圧及び負電圧
を用いて制御するゲート制御回路と、を具備したことを
特徴とするストロボ装置。

【００７７】これにより上記（１）に記載のストロボ装
置によれば、ＭＣＴを用いてストロボを制御することが
できるので、大容量の電流の制御が可能となる。 （２）上記メインコンデンサを充電する充電電圧を電源
電池の電圧を昇圧する昇圧回路を有し、この昇圧回路は
正電圧と負電圧の昇圧電圧を出力する上記（１）に記載
のストロボ装置。

【００７８】これにより上記（２）に記載のストロボ装
置によれば、電源電池の電圧を昇圧回路によって昇圧す
るので、乾電池のような低電圧源であっても使用するこ
とができる。

【００７９】（３）上記ゲート制御回路で使用される上
記正電圧及び負電圧のいずれか一方は、上記メインコン
デンサの充電電圧を使用する上記（１）または（２）に
記載のストロボ装置。

【００８０】これにより上記（３）の記載のストロボ装
置によれば、メインコンデンサの充電電圧を使用するの
で、構成が簡単となる。 （４）上記メインコンデンサを充電するための第１昇圧
電圧と、上記ＭＣＴのゲートを制御する上記正電圧の第
２昇圧電圧と、上記ＭＣＴのげーとを制御する上記負電
圧の第３昇圧電圧とを出力する昇圧回路を有する上記
（１）または（２）に記載のストロボ装置。

【００８１】これにより上記（４）に記載のストロボ装
置によれば、ＭＣＴのゲート制御用の電圧を生成するの
で、そのままの電圧でゲートを制御することができる。 （５）上記ゲート制御回路は、上記正電圧及び負電圧の
いずれか一方と上記ＭＣＴのゲート電極を接続する高速
スイッチング素子を有する上記（１）乃至（４）に記載
のストロボ装置。

【００８２】これにより上記（５）に記載のストロボ装
置によれば、ＭＣＴのゲート・アノード間容量が大きく
てもＭＣＴのスイッチングを確実に行うことができる。 （６）上記ＭＣＴのゲートに対して、上記ＭＣＴをオン
とするオン信号と上記ＭＣＴをオフとするオフ信号とを
それぞれ別々に発生する信号発生手段を有する上記
（１）乃至（５）に記載のストロボ装置。

【００８３】これにより上記（６）に記載のストロボ装
置によれば、ＭＣＴのオン・オフを確実に制御すること
ができる。 （７）上記ＭＣＴのゲートに対して、上記ＭＣＴのオン
・オフをハイレベル信号とローレベル信号とによって制
御信号を出力する信号発生手段を有する上記（１）乃至
（５）に記載のストロボ装置。

【００８４】これにより上記（７）に記載のストロボ装
置によれば、信号ラインが１本で可能となり、構成が簡
単である。 （８）電源回路と、この電源回路によって充電されるメ
インコンデンサと、このメインコンデンサの充電電荷に
よって放電される放電管と、この放電管を励起するトリ
ガ回路と、上記メコンコンデンサの放電ループ中に介挿
されたＭＣＴ（Mos Controlled Tyhristor）と、このＭ
ＣＴのオン・オフを制御するＭＣＴゲート制御回路と、
このゲート制御回路に対して、制御信号を出力する信号
発生手段と、を具備したフラッシュ発光制御装置。

【００８５】これにより上記（８）に記載のフラッシュ
発光制御装置によれば、ＭＣＴを用いてストロボを制御
することができるので、大容量の電流の制御が可能とな
る。 （９）上記ＭＣＴは、Ｐ−ＭＯＳタイプのＭＣＴであ
り、上記電源回路が、上記メイオコンデンサを充電する
ための負電圧を発生する手段と、上記ＭＣＴをオフする
ために上記ＭＣＴのゲートに印加する正電圧を発生する
手段とを有し、上記ＭＣＴをオンするために上記ゲート
に印加する負電圧を発生する手段を上記電源回路または
上記ＭＣＴゲート制御回路とが有する上記（８）に記載
のフラッシュ発光制御装置。

【００８６】これにより上記（９）に記載のフラッシュ
発光制御装置によれば、Ｐ−ＭＯＳタイプのＭＣＴにお
いて、最適な制御を行うことができる。 （１０）上記ＭＣＴは、Ｎ−ＭＯＳタイプのＭＣＴであ
り、上記電源回路が、上記メインコンデンサを充電する
ための正電圧を発生する手段と、上記ＭＭＣＴをオフす
るために上記ＭＣＴのゲートに印加する負電圧を発生す
る手段とを有し、上記ＭＣＴをオンするために上記ゲー
トに印加する正電圧を発生する手段を上記電源回路また
は上記ＭＣＴゲート制御回路とが有する上記（８）に記
載のフラッシュ発光制御装置。

【００８７】これにより上記（１０）に記載のフラッシ
ュ発光制御装置によれば、Ｎ−ＭＯＳタイプのＭＣＴに
おいて、最適な制御を行うことができる。 （１１）上記ＭＣＴゲート制御回路は、上記ＭＣＴをオ
フするための高速スイッチング素子を有する上記（８）
乃至（１０）に記載のフラッシュ発光制御装置。これに
より上記（１１）に記載のストロボ装置によれば、ＭＣ
Ｔのゲート・アノード間容量が大きくてもＭＣＴのスイ
ッチングを確実に行うことができる。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、発
光制御をＭＣＴからなるスイッチング素子で行い、大光
量（大電流）を高速で制御するストロボ装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１実施例としてのストロボ装置
の構成を示す図である。

【図２】図１に示した電源回路の具体的な回路構成を示
す図である。

【図３】第１実施例のストロボ装置の閃光発光を制御す
る例としての信号波形を示す図である。

【図４】第１実施例のストロボ装置の連続小発光を繰り
返す例としての信号波形を示す図である。

【図５】本発明による第２実施例としてのストロボ装置
の構成を示す図である。

【図６】図５に示した電源回路の具体的な回路構成を示
す図である。

【図７】第２実施例のストロボ装置の閃光発光を制御す
る例としての信号波形を示す図である。

【図８】第２実施例のストロボ装置の連続小発光を繰り
返す例としての信号波形を示す図である。

【図９】本発明による第３実施例としてのストロボ装置
の構成を示す図である。

【図１０】図９に示した電源回路の具体的な回路構成を
示す図である。

【図１１】ＭＣＴ（ＭＯＳ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｔ
ｈｙｒｉｓｔｏｒ）のシンボルを示す図である。

【図１２】ＭＣＴの等価回路を示す図である。

【図１３】ＭＣＴの断面構造を示す図である。

【図１４】ＭＯＳＦＥＴ、ダーリントンバイポーラＴ
ｒ、ＩＧＢＴ、ＭＣＴ各素子のチップ単位面積通過電流
に対する電圧降下の特性を示す図である。

【図１５】発光開始信号ＳＴＯＮと発行停止信号ＳＴＯ
ＦＦを一括して制御するＭＣＴのドライバ回路を示す図
である。

【図１６】図１５に示した信号発生回路の閃光発光時の
出力信号の波形を示す図である。

【図１７】図１５に示した信号発生回路のＦＰ発光時の
出力信号の波形を示す図である。

【図１８】図２に示した電源回路に充電動作を停止させ
る充電停止回路を付加した変形例を示す図である。

【図１９】図６に示した電源回路に充電動作を停止させ
る充電停止回路を付加した変形例を示す図である。

【図２０】図１０に示した電源回路に充電動作を停止さ
せる充電停止回路を付加した変形例を示す図である。

【図２１】本発明による第４実施例としてのストロボ装
置の構成を示す図である。

【図２２】本発明による第５実施例としてのストロボ装
置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１，３，５…Ｎ形半導体層、２，４…Ｐ形半導体層、６
…ゲート酸化膜、７…ゲート電極、８…絶縁膜、９…ア
ノード、１０…カソード、１１…電源電池、１２…電源
回路、１３…トリガ回路部、１４…ＭＣＴゲート制御回
路部、１５…信号発生回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05B 41/32 G03B 15/05

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインコンデンサに蓄えられた充電電荷
   によって放電される放電管と、 上記メインコンデンサの放電ループ中に介挿されたＭＣ
   Ｔ（Mos ControlledThyristor）と、 このＭＣＴのゲート電極を正電圧及び負電圧を用いて制
   御するためのコンプリメンタリ構成ドライバを有するゲ
   ート制御回路と、 を具備することを特徴とするストロボ装置。
2. 【請求項２】 上記メインコンデンサを充電し、上記放
   電管に放電電流を流すための第１昇圧電圧と、上記ＭＣ
   Ｔのゲートを制御する上記正電圧の第２昇圧電圧と、上
   記ＭＣＴのゲートを制御する上記負電圧の第３昇圧電圧
   とを出力する昇圧回路を有する請求項１記載のストロボ
   装置。
3. 【請求項３】 電源電池を正電圧と負電圧にそれぞれ昇
   圧する昇圧回路を含む電源回路と、 上記電源回路によって昇圧された正電圧若しくは負電圧
   を充電するメインコンデンサと、 このメインコンデンサによって、充電された電荷によっ
   て放電される放電管と、 この放電管の放電ループ中に
   介挿されたＭＣＴと、 上記正電圧と上記負電圧とを用いて、上記ＭＣＴのオン
   及びオフを制御するためのコンプリメンタリ構成ドライ
   バを有するＭＣＴゲート制御回路と、 上記ＭＣＴのゲートに対して制御信号を発生する信号発
   生回路と、 を具備することを特徴とするストロボ装置。