JP3710794B2

JP3710794B2 - 閃光発光装置

Info

Publication number: JP3710794B2
Application number: JP2003140814A
Authority: JP
Inventors: 清荒井
Original assignee: 東京コイルエンジニアリング株式会社
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP2004341440A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キセノン放電管を使用した閃光発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、閃光発光装置としては、キセノンガスを封入したガラスバルブの外表面に施された透明導電性被膜であるトリガ電極に導電性の接着剤でトリガリード線を固着し、このトリガリード線を介して外部からトリガ電圧を印加するもので知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６８０６３号公報（段落「００１１」等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報のものは、トリガコイルはキセノン放電管と別体に設けられるため、トリガコイルの２次側から発生する高圧のトリガ信号をキセノン放電管に印加させるまでにリークが発生したり、ノイズが発生したりする問題があった。また、装置全体が大形化する問題があった。
本発明は、リークやノイズの発生を防止でき、しかも、小形化を図ることができる閃光発光装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一端に陽極を配置し他端に先端部を焼結電極で形成した陰極を配置した直線状のガラス管内にキセノンガスを封入するとともにガラス管の外周面における両電極間に導電性の透明電極をコーティングしたキセノン放電管と、この放電管の陰極側に焼結電極をコアとして装着したトリガコイルと、放電管を包囲するように配置し、中央部に反射笠を形成した筐体と、放電管の陰極側に配置され、トリガコイルに電荷を放出するトリガ用コンデンサと、筐体に配置され、トリガ用コンデンサを陽極側から充電するための導電路とを具備した閃光発光装置にある。
【０００６】
また、本発明は、トリガコイルのトリガ信号出力端を内周側に設け、導電性の透明電極に接続したことにある。
また、本発明は、さらに、トリガ用コンデンサと、このトリガ用コンデンサに充電電流を流すための充電用抵抗と、トリガ用コンデンサの充電電荷をトリガコイルに放出させる半導体スイッチング素子を筐体の端部に収納した閃光発光装置にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は要部構成を示す図で、１は直線状の硬質ガラス管１ａ内にキセノンガスを封入したキセノン放電管である。前記ガラス管１ａの一端に、全体がタングステンからなる陽極２を封止している。また、前記ガラス管１ａの他端に、タングステンの先端部にニッケル、ジルコニウムの粉末に電子の放出を容易にするカルシウム、バリウム等を微量加えて焼結した焼結電極３ａを形成した陰極３のタングステン部分を封止している。
【０００８】
前記キセノン放電管１は、ガラス管１ａの外周面における、陽極２の先端付近から陰極３の先端付近までを覆うように導電性の透明電極４をコーティングしている。この透明電極は、酸化錫からなり、一般にネサ膜、ネサコートと呼ばれている。
【０００９】
前記キセノン放電管１は、筐体５内に収納されている。前記筐体５は、その中央部を、略半円形で内周面を反射面とした反射笠５ａに形成している。前記筐体５は一端側において前記放電管１におけるガラス管１ａの一端を、間にフレキシブル絶縁材６を挟んで固定し、陽極２の後端をボンディング固定している。また、前記筐体５は他端側において前記キセノン放電管１におけるガラス管１ａの他端を、間にフレキシブル絶縁材７を挟んで固定し、陰極３の後端をボンディング固定している。
【００１０】
前記筐体５の他端側において前記反射笠５ａの壁面の外側に位置して、前記キセノン放電管１の他端に、コイルボビンに巻装したトリガコイル８を装着し、前記焼結電極３ａをコアとして利用している。なお、コイルボビンを使用せずトリガコイル８を直接装着してもよい。
【００１１】
前記陽極２の後端のボンディング固定部は端子ａに接続し、前記陰極３の後端のボンディング固定部は半導体スイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと称する。）９のコレクタ、エミッタを介して端子ｂに接続している。前記ＩＧＢＴ９のゲートは端子ｃに接続している。
【００１２】
前記筐体５の裏面部に導電パターンからなる導電路１０を形成し、その導電路１０の一端にキセノン放電管１の陽極側に配置された充電用抵抗１１の一端を接続している。前記抵抗１１の他端は前記端子ａに接続している。前記導電路１０の他端にキセノン放電管１の陰極側に配置されたトリガ用コンデンサ１２の一端を接続している。前記トリガ用コンデンサ１２の他端は前記端子ｂに接続している。なお、ＩＧＢＴ９、抵抗１１、コンデンサ１２は説明上回路図で示したが、実際の部品は前記筐体５の裏面側に配置されるようになっている。
【００１３】
図２は全体の回路構成を示す回路図で、バッテリー１３に昇圧回路１４の入力端子を接続し、その昇圧回路１４の出力端子に容量の大きな電解コンデンサ１５を接続している。この電解コンデンサ１５の充電電圧は２００Ｖ〜３５０Ｖ程度になる。前記電解コンデンサ１５の正極端子は前記端子ａに接続し、負極端子は前記端子ｂに接続している。
【００１４】
前記端子ａ，ｂ間に、前記抵抗１１とトリガ用コンデンサ１２の直列回路を接続し、抵抗１１とコンデンサ１２との接続点を前記トリガコイル８の１次巻線８ａの一端に接続している。前記トリガコイル８の１次巻線８ａの他端は、前記陰極３とＩＧＢＴ９のコレクタとの接続点に接続するとともに２次巻線８ｂの他端に接続している。前記トリガコイル８の２次巻線８ｂの一端は高圧のトリガ信号出力端で、コイルボビンの内周側から取り出され、前記ガラス管１ａの外周面にコーティングされた透明電極４に、銀が主成分の導電ペイントで固定されている。なお、導電ペイントの代りに、圧着によって接続しても、導電性弾性部材を使用して接続してもよい。
【００１５】
端子ｃとｂを発光制御回路１６の制御端子に接続している。前記発光制御回路１６は、例えば、カメラのＸ接点のようなスイッチ１７がオンすると、ＩＧＢＴ９をオン動作する。そして、前記キセノン放電管１が発光し、その光が被写体に照射されると、その反射光を受光素子１８で受光し、受光量が所定値に達すると前記ＩＧＢＴ９をオフ動作するようになっている。なお、所定値は任意に設定可能である。
【００１６】
このような構成においては、電解コンデンサ１５から抵抗１１を介してトリガ用コンデンサ１２が充電される。トリガ用コンデンサ１２は容量が小さく短時間で充電が終了する。この状態でスイッチ１７がオンすると、発光制御回路１６はＩＧＢＴ９をオン動作する。
【００１７】
ＩＧＢＴ９がオン動作すると、トリガ用コンデンサ１２の電荷がトリガコイル８の１次巻線８ａ及びＩＧＢＴ９を介して瞬時に放電する。これにより、トリガコイル８の２次巻線８ｂには高圧のトリガ信号が発生し、透明電極４に印加される。トリガコイル８の２次巻線８ｂに発生するトリガ信号は急峻な立ち上がりの繰り返しの早い高周波減衰振動波形で、最も高い電圧で数ｋＶに達する。
【００１８】
一方、ＩＧＢＴ９がオン動作するとキセノン放電管１の陽極２と陰極３との間に電解コンデンサ１５から２００Ｖ〜３５０Ｖ程度の電圧が印加される。従って、この状態で透明電極４に数ｋＶのトリガ信号が印加されると、内部のキセノンガスが電離現象を生じる。また、陰極３からも電子が放出されて電離を一層強める。そして、電離したガスは電気をよく通すようになる。このような現象によって、透明電極４にトリガ信号が印加してから数μsec後には陽極２から陰極３に一挙に大きな電流が流れ、キセノン放電管１は発光する。
【００１９】
キセノン放電管１からの発光は、直接、あるいは反射笠に反射して被写体に照射される。そして、被写体からの反射光が受光素子１８で受光され、その受光量が所定値に達すると、発光制御回路１６はＩＧＢＴ９をオフ動作する。こうして、１回の発光動作が終了すると、トリガ用コンデンサ１２は抵抗１１を介して短時間で充電され、次の発光に備えるようになる。
【００２０】
このような動作を行う閃光発光装置において、トリガコイル８をコイルボビンに巻装し、このコイルボビンを、筐体５の他端側において反射笠５ａの壁面の外側に位置して、キセノン放電管１の他端に装着し、焼結電極３ａをコアとして利用するようにしているので、トリガコイル８の２次巻線８ｂのトリガ信号出力端を透明電極４に接続するリード線を短くでき、従って、リード線の絶縁性を容易に確保することも可能となり、リークやノイズの発生を防止できる。しかも、装置をコンパクトにまとめることができ、小形化を図ることができる。
【００２１】
また、トリガコイル８の２次巻線８ｂのトリガ信号出力端をコイルボビンの内周側から取り出して透明電極４に接続しているので、さらにリード線を短くすることができ、従って、リード線の絶縁性をさらに高めることができ、リークやノイズの発生をさらに確実に防止できる。
【００２２】
また、筐体５の裏面部に導電パターンからなる導電路１０を形成し、その導電路１０の一端に充電用の抵抗１１の一端を接続し、導電路１０の他端にトリガ用コンデンサ１２の一端を接続する構成としているので、別途配線を不要にできる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、第１の実施の形態からＩＧＢＴ９及び発光制御回路１６を省略したものである。すなわち、図３に示すように、端子ａと端子ｂとの間に、抵抗１１とトリガ用コンデンサ１２とトリガコイル８の１次巻線８ａの直列回路を接続し、前記コンデンサ１２とトリガコイル８１の１次巻線８ａとの直列回路に、スイッチ１７を並列に接続している。そして、前記トリガコイル８の２次巻線８ｂは一端を透明電極４に接続し、他端を１次巻線８ａの他端とともに端子ｂに接続している。
【００２４】
この構成においては、電解コンデンサ１５から抵抗１１及びトリガコイル８の１次巻線８ａを介してトリガ用コンデンサ１２に充電電流が流れ、コンデンサ１２が充電される。一方、キセノン放電管１の陽極２と陰極３との間には電解コンデンサ１５の充電電圧が印加されている。
【００２５】
この状態で、スイッチ１７がオンすると、トリガ用コンデンサ１２の充電電荷がスイッチ１７及びトリガコイル８の１次巻線８ａを介して放電され、２次巻線８ｂに高圧のトリガ信号が発生し透明電極４に印加される。これにより、キセノン放電管１は発光する。この実施の形態においては、端子ｃが不要となるが、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００２６】
（第３の実施の形態）
この実施の形態は、第１の実施の形態においてＩＧＢＴ９とトリガ用コンデンサ１２との接続位置を交代したものである。すなわち、図４に示すように、端子ａ、ｂ間に、抵抗１１とＩＧＢＴ９との直列回路を接続し、そのＩＧＢＴ９にトリガコイル８の１次巻線８ａを介してトリガ用コンデンサ１２を並列に接続している。
【００２７】
この構成においては、電解コンデンサ１５から抵抗１１及びトリガコイル８の１次巻線８ａを介してトリガ用コンデンサ１２に充電電流が流れ、コンデンサ１２が充電される。
この状態で、スイッチ１７がオンすると、発光制御回路１６がＩＧＢＴ９をオン動作する。これにより、トリガ用コンデンサ１２の充電電荷がトリガコイル８の１次巻線８ａ及びＩＧＢＴ９を介して放電され、トリガコイル８の２次巻線８ｂに高圧のトリガ信号が発生し透明電極４に印加される。
【００２８】
一方、ＩＧＢＴ９をオン動作によってキセノン放電管１の陽極２と陰極３との間には電解コンデンサ１５の充電電圧が印加される。これにより、キセノン放電管１は発光する。この実施の形態においても前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００２９】
（第４の実施の形態）
この実施の形態は、第１の実施の形態においてキセノン放電管１の陰極３の接続位置を代えたものである。すなわち、図５に示すように、キセノン放電管１の陰極３を、抵抗１１とトリガ用コンデンサ１２との接続点に接続するとともにトリガコイル８の１次巻線８ａの一端に接続している。そして、前記トリガコイル８の１次巻線８ａの他端を２次巻線８ｂの他端とともにＩＧＢＴ９のコレクタに接続している。
【００３０】
この構成においては、電解コンデンサ１５から抵抗１１を介してトリガ用コンデンサ１２に充電電流が流れ、コンデンサ１２が充電される。
この状態で、スイッチ１７がオンすると、発光制御回路１６がＩＧＢＴ９をオン動作する。これにより、トリガ用コンデンサ１２の充電電荷がトリガコイル８の１次巻線８ａ及びＩＧＢＴ９を介して放電され、トリガコイル８の２次巻線８ｂに高圧のトリガ信号が発生し透明電極４に印加される。
【００３１】
一方、ＩＧＢＴ９をオン動作によってキセノン放電管１の陽極２と陰極３との間には電解コンデンサ１５の充電電圧が印加される。これにより、キセノン放電管１は発光する。この実施の形態においても前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００３２】
（第５の実施の形態）
この実施の形態は、第４の実施の形態からＩＧＢＴ９及び発光制御回路１６を省略したものである。すなわち、図６に示すように、端子ａと端子ｂとの間に、抵抗１１とスイッチ１７との直列回路を接続し、前記スイッチ１７にトリガ用コンデンサ１２とトリガコイル８の１次巻線８ａとの直列回路を並列に接続している。前記トリガコイル８の２次巻線８ｂは一端を透明電極４に接続し、他端を１次巻線８ａの他端とともに端子ｂに接続している。
【００３３】
この構成においては、電解コンデンサ１５から抵抗１１及びトリガコイル８の１次巻線８ａを介してトリガ用コンデンサ１２に充電電流が流れ、コンデンサ１２が充電される。一方、キセノン放電管１の陽極２と陰極３との間にはトリガコイル８の１次巻線８ａを介して電解コンデンサ１５の充電電圧が印加されている。
【００３４】
この状態で、スイッチ１７がオンすると、トリガ用コンデンサ１２の充電電荷がスイッチ１７及びトリガコイル８の１次巻線８ａを介して放電され、２次巻線８ｂに高圧のトリガ信号が発生し透明電極４に印加される。これにより、キセノン放電管１は発光する。この実施の形態においては、端子ｃが不要となるが、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。
【００３５】
このように、図１に示すキセノン放電管１及びトリガコイル８の反射笠５ａを有する筐体５への取付けは、図２の回路構成のみでなく、図３乃至図６の回路構成においても適用が可能である。
【００３６】
（第６の実施の形態）
この実施の形態は閃光発光装置の構造の変形例について述べる。
図７に示すように、筐体５におけるトリガコイル８を収納した一端部内にトリガ用コンデンサ１２及びＩＧＢＴ９を収納し、他端部内に充電用抵抗１１を収納している。この場合、トリガコイル８、トリガ用コンデンサ１２、ＩＧＢＴ９、充電用抵抗１１を放熱性に優れ、かつ絶縁性に優れた材料でモールドしてもよい。
【００３７】
そして、端子ａを筐体５の他端部外側に形成した陽極２の固定部とし、また、端子ｂ，ｃを筐体５の一端部外側にそれぞれ形成している。各端子ａ，ｂ，ｃに対する接続は、図２、図４、図５の回路構成に従う。また、ＩＧＢＴ９を使用しない場合は、図３、図６の回路構成に従う。
このようにすれば、トリガコイル８、トリガ用コンデンサ１２、ＩＧＢＴ９、充電用抵抗１１がすべて筐体内に組み込まれるので、さらにコンパクト化を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、リークやノイズの発生を防止でき、しかも、小形化を図ることができる。
また、本発明によれば、別途配線を不要にできる。
また、本発明によれば、リークやノイズの発生をさらに確実に防止できる。
また、本発明によれば、よりコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１の実施の形態に係る閃光発光装置の要部構成を示す図。
【図２】同実施の形態に係る閃光発光装置の回路構成図。
【図３】本発明の、第２の実施の形態に係る閃光発光装置の回路構成図。
【図４】本発明の、第３の実施の形態に係る閃光発光装置の回路構成図。
【図５】本発明の、第４の実施の形態に係る閃光発光装置の回路構成図。
【図６】本発明の、第５の実施の形態に係る閃光発光装置の回路構成図。
【図７】本発明の、第６の実施の形態に係る閃光発光装置の要部構成を示す図。
【符号の説明】
１…キセノン放電管、２…陽極、３…陰極、３ａ…焼結電極、４…透明電極、５…筐体、５ａ…反射笠、８…トリガコイル。

Claims

一端に陽極を配置し他端に先端部を焼結電極で形成した陰極を配置した直線状のガラス管内にキセノンガスを封入するとともに前記ガラス管の外周面における両電極間に導電性の透明電極をコーティングしたキセノン放電管と、この放電管の陰極側に前記焼結電極をコアとして装着したトリガコイルと、前記放電管を包囲するように配置し、中央部に反射笠を形成した筐体と、前記放電管の陰極側に配置され、前記トリガコイルに電荷を放出するトリガ用コンデンサと、前記筐体に配置され、前記トリガ用コンデンサを陽極側から充電するための導電路とを具備したことを特徴とする閃光発光装置。
トリガコイルはトリガ信号出力端を内周側に設け、導電性の透明電極に接続したことを特徴とする請求項１記載の閃光発光装置。
一端に陽極を配置し他端に先端部を焼結電極で形成した陰極を配置した直線状のガラス管内にキセノンガスを封入するとともに前記ガラス管の外周面における両電極間に導電性の透明電極をコーティングしたキセノン放電管と、この放電管の陰極側に前記焼結電極をコアとして装着したトリガコイルと、前記放電管を包囲するように配置し、中央部に反射笠を形成した筐体と、トリガ用コンデンサと、このトリガ用コンデンサに充電電流を流すための充電用抵抗と、前記トリガ用コンデンサの充電電荷を前記トリガコイルに放出させる半導体スイッチング素子と、前記筐体に配置され、前記充電用抵抗を介して前記トリガ用コンデンサを陽極側から充電するための導電路とを具備し、
前記トリガ用コンデンサ、充電用抵抗及び半導体スイッチング素子を前記筐体の端部に収納したことを特徴とする閃光発光装置。