JP3743009B2 - 電子閃光装置の発光制御回路 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、電子閃光装置の発光制御回路に係わり、特に発光管の発光に先駆けて発光管の両端にメインコンデンサの充電電圧以上の電圧を印加する電圧印加回路を有する電子閃光装置の発光回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、発光管を流れる発光電流を制御するスイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、IGBTと称する)を用いた電子閃光装置が提案されている。
図3は、スイッチング素子としてIGBTを用いた電子閃光装置の発光制御回路の一例を示したものである。図3において、図示しない電源昇圧回路の出力端子に接続される電源ラインLaと基準電位ラインLbとの間には図示しないメインコンデンサが接続され、このメインコンデンサには発光エネルギーが充電されるとともにトリガコンデンサC7にも抵抗R1を介して充電されている。
【0003】
この状態でIGBTQの制御端子TGに図示しない制御回路から発光起動信号が出力されると、IGBTQのコレクタ・エミッタ間は導通する。これによってトリガコンデンサC7の電荷はトリガトランスTの一次側巻線,トリガコンデンサC7,IGBTQのコレクタ・エミッタ間で構成される閉ループで放電されて発光管Xeに数1000Vのトリガ電圧が印加される。発光管Xeはこのトリガ電圧の印加によって励起されて発光が開始される。また、図示しない調光回路によって調光信号が出力されると、制御端子TGへの信号出力は停止される。これによってIGBTQのコレクタ・エミッタ間は不導通となり、発光管Xeの発光が停止される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図3における回路構成では、発光管Xeの両端には図示しないメインコンデンサが直列接続されているので、このメインコンデンサの電圧以上の電圧で発光管Xeを駆動することはできない。メインコンデンサが充分に充電されている場合には、発光管Xeは発光に失敗するということはないが、発光を連続的に行った場合、例えば数十Hzの繰り返し発光を行った場合には発光管Xeの温度が上昇し、これにともなって発光管Xeの最低発光電圧も上昇することが知られており、メインコンデンサの電圧では発光しなくなることがある。また、同時にメインコンデンサの充電電圧も発光によって徐々に低下するため、連続して使用すると、発光しなくなることもある。また、発光管Xeはその特性上ガラス管内部に封入するガス圧を上げることによって発光効率が上がるという特性を持っているが、このようにすると、同時に最低発光電圧も上昇するため、発光し難くなることになる。このため、電子閃光装置を使用している時にレディライトは点灯しているにもかかわらず、発光しないということが起こる可能性があるという問題があった。
【0005】
したがって本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光管の繰り返し発光を可能にし、発光抜けの発生を防止することができる電子閃光装置の発光制御回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明にかかる発光制御回路は、電源電圧に接続された電源ラインと基準電位ラインとの間に直列接続された発光管および第1のスイッチング素子と、前記電源ラインと基準電位ラインとの間に接続され、かつ前記電源電圧により充電されて前記発光管を発光させる電荷を蓄積するメインコンデンサと、前記第1のスイッチング素子のON動作に同期して前記発光管にトリガ電圧を印加するトリガ回路と、前記電源ラインと前記基準電位ラインとの間に直列接続された第1のコンデンサおよび第2のコンデンサと、これら第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点と前記基準電位ラインとの間に直列接続された第1の一方向性素子およびインダクタとからなり、前記発光管の一端側に前記メインコンデンサの充電電圧と極性の等しくかつ前記充電電圧より高い電圧を印加する第1の電圧印加手段と、前記第1の一方向性素子と前記インダクタとの接続点と前記発光管の他端側との間に接続された第3のコンデンサと、前記発光管の他端側と前記基準電位ラインとの間に前記第1のスイッチング素子と直列接続された前記第2の一方向性素子とからなり、前記発光管の他端側に前記メインコンデンサの充電電圧と極性の異なる電圧を印加する第2の電圧印加手段と、前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサの接続点と前記基準電位ラインとの間に接続され、前記第1のスイッチング素子のOFF動作に同期してONする第2のスイッチング素子を含み、この第2のスイッチング素子を通じて前記第1のコンデンサを充電する充電手段とを備えたことを特徴とする。これを具体化した場合は例えば図1のようになる。すなわち、IGBTQの制御端子TGに発光起動信号が印加されると、IGBTQのコレクタ・エミッタ間は導通し、接続点Bは基準電位である基準電位ラインLbとほぼ同電位となる。また、IGBTQのコレクタ・エミッタとダイオードD3と第2の電圧印加手段としてのコンデンサC3とインダクタL2とで閉ループが構成され、LC共振が開始される。これによって接続点Cの電位は負電圧から正電圧に徐々た上昇していき、ダイオードD4を介して接続点Dも同様に電位が上昇し、コンデンサC5が充電される。なお、この閉ループはダイオードD3によって一方向にしか放電できないため、接続点Bは不連続に負電圧まで変化し、メインコンデンサC1の充電電圧に近い負電圧になる。
【0007】
一方、充電されたコンデンサC5によって第1の電圧印加手段としてのコンデンサC4と発光管Xeとの接続点である点AにはメインコンデンサC1の充電電圧の約2倍の電圧が印加される。したがって発光管Xeの両端にはメインコンデンサC1の充電電圧よりも大きい電圧が印加されることになる。これによって発光管Xeはより低い電圧まで発光可能となる。また、IGBTQのコレクタ・エミッタ間とトリガコンデンサC7とトリガトランスTの一次側巻線とで閉ループが構成され、これによって発光管Xeにはトリガ電圧が印加されて発光管Xeは発光を開始する。
【0008】
また、本発明にかかる発光制御回路は、さらに前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサの接続点と前記基準電位ラインとの間に接続され、前記第1のスイッチング素子のOFF動作に同期してONする第2のスイッチング素子を含み、この第2のスイッチング素子を通じて前記第1のコンデンサを充電する充電手段を備えたことを特徴とする。例えば、図1に示すように、図示しない調光回路によって制御端子TGの発光開始信号が消失すると、IGBTQのコレクタ・エミッタ間は不導通となり、発光管Xeの発光は停止するとともにコンデンサC2,抵抗R6を介してサイリスタSCRのゲートに信号が印加され、サイリスタSCRのアノード・カソード間は導通する。これによってコンデンサC5の電荷は急速に放電される。また、同時にコンデンサC4には急速に電荷が充電される。さらにコンデンサC3,トリガコンデンサC7も発光管Xeを介して急速に充電され、これによって次回の発光準備が完了される。
【0009】
【作用】
本発明においては、発光管Xeの両端にメインコンデンサC1の充電電圧より大きい電圧を印加するように構成されるので、連続発光などによりメインコンデンサC1の充電電圧が低下しても、発光抜けなどを防止することができる。また、電圧印加用のコンデンサを急速充放電する回路によって高速繰り返し発光時でも毎回大きな電圧を印加することが可能となる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明による電子閃光装置の発光制御回路の一実施例による構成を説明する回路図であり、図2は図1の各接続点での電圧変化を表すタイミングチャートを示している。図1において、C1は発光管Xeの発光エネルギーを蓄えるメインコンデンサ、Qは発光制御素子である絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)であり、第2の電圧印加手段としてのコンデンサC3とインダクタL2とダイオードD3とIGBTQとで閉ループを構成している。この回路では、発光管Xeのカソード側にメインコンデンサC1の充電電圧とは極性の異なる電圧が印加される。
【0011】
また、第1の電圧印加手段としてのコンデンサC4とコンデンサC5とで発光管Xeのアノード側にメインコンデンサC1の充電電圧の約2倍の電圧が印加される。さらにトリガトランスTとトリガコンデンサC7とでトリガ回路を構成している。また、抵抗R4と抵抗R5と抵抗R6とサイリスタSCRとコンデンサC2とコンデンサC6とでコンデンサC4,コンデンサC5のセット・リセットを行っている。
【0012】
また、同図において、Laは高電圧が印加されている電源ライン、Lbは基準電位ライン、TGはIGBTQの制御端子である。また、ダイオードD2と抵抗R1と発光管XeとコンデンサC4との接続点をA点とし、発光管Xeと抵抗R1とコンデンサC3とダイオードD3とトリガトランスTとの接続点をB点とし、ダイオードD4とコンデンサC3とインダクタL2との接続点をC点とし、コンデンサC4とダイオードD4と抵抗R4とコンデンサC5と抵抗R2との接続点をD点とする。
【0013】
このように構成された電子閃光装置の発光制御回路の動作を図2に示すタイミングチャートを用いて説明する。
ここで、図示しない電源昇圧回路によってメインコンデンサC1は所定の電圧まで充電されると、コンデンサC3はダイオードD2,抵抗R1,コンデンサC3,インダクタL2の経路を経て充電され、コンデンサC4はダイオードD2,コンデンサC4,抵抗R2の経路を経て充電される。また、コンデンサC7も抵抗R1,トリガトランスTを介して充電される。
【0014】
この状態において、図2に示すように時刻t0 において図示しない制御回路から制御端子TGに図2(a)に示すような発光起動信号が出力されると、IGBTQのコレクタ・エミッタ間は導通し、接続点Bは図2(c)に示すようにほぼ基準電位である接地電位になる。これによってコンデンサC3とインダクタL2とダイオードD3とIGBTQとの間で閉ループが形成されてLC共振が開始され、接続点Cの電位は図2(d)に示すように時刻t0から時刻t2まで変化する。
【0015】
また、コンデンサC5は、接続点Cの電圧変化を受けてダイオードD4を介して接続点Cとほぼ同電位まで充電される(図2(e)の時刻t1から時刻t2)。なお、コンデンサC4は既に充電されているので、接続点Dの電位上昇に伴って接続点Aの電位も上昇する(図2(b)の時刻t1 から時刻t2 )。これによって発光管Xeのアノード側にはメインコンデンサC1の充電電圧の約2倍の電圧が印加される。
【0016】
一方、接続点Bの電位はLC共振がダイオードD3によって一方向にしか行われないため、図2の時刻t2 で不連続に変化し、発光管Xeのカソード側にはメインコンデンサC1の充電電圧とは極性の異なる電位が印加される。これによって発光管Xeの両端には、メインコンデンサC1の充電電圧の約3倍の電圧が印加されることになる。また、同時にトリガトランスTの一次側巻線とトリガコンデンサC7とダイオードD3とIGBTQのコレクタ・エミッタ間とで構成される閉ループによって発光管Xeには数1000Vのトリガ電圧が印加され、これによって発光管Xeは励起されて発光する(図2(f))。
【0017】
また、発光管Xeの発光後、図示しない調光回路によって発光停止信号が出力されると、IGBTQのゲートである制御端子TGの信号が消失され(図2(a)の時刻t3 )、これによってIGBTQのコレクタ・エミッタ間は不導通となり、図2(f)に示すように発光管Xeの発光が停止する。同時にコンデンサC2,抵抗R6を介してサイリスタSCRのゲートに信号が出力され、サイリスタSCRのアノード・カソード間は導通する。
【0018】
これによってコンデンサC4は抵抗R4を介して急速充電され、コンデンサC5は抵抗R5を介して急速に放電される。また、コンデンサC3もインダクタL2を介して急速に充電され、同様にトリガコンデンサC7もトリガトランスTの一次側巻線を介して急速に充電される。なお、コンデンサC3,コンデンサC7は発光管Xeを流れる残留電流によって充電される。これによって次回の発光時に必要な設定が終了される。
【0019】
なお、前述した実施例においては、発光制御素子としてIGBTを用いた場合について説明したが、本発明はこのIGBTに限定されるものではなく、例えば複数個のトランジスタを組み合わせて形成した発光制御素子または発光制御回路を用いても前述と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発光管の発光時にはその両端にメインコンデンサの充電電圧より大きい電圧を印加し、連続発光時に起こりがちな発光抜けを防止し、さらに発光終了時に次回の設定を発光電流などを利用して行うため、高速繰り返し発光時(数十Hz〜数十KHz程度)でも、毎回発光管に大きな電圧を印加できるように構成されているため、発光抜けの心配がなくなるという極めて優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子閃光装置の発光制御回路の一実施例による構成を示す回路図である。
【図2】図1の回路図の動作を説明する各接続点におけるタイミングチャートを示す図である。
【図3】従来の電子閃光装置の発光制御回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
La 電源ライン
Lb 基準電位ライン
C1 メインコンデンサ
Xe 発光管
Q 発光制御素子(IGBT)
D3 ダイオード
L2 インダクタ
T トリガトランス
C4 コンデンサ
C5 コンデンサ
C7 コンデンサ
Claims (2)
- 電源電圧に接続された電源ラインと基準電位ラインとの間に直列接続された発光管および第1のスイッチング素子と、
前記電源ラインと前記基準電位ラインとの間に接続され、かつ前記電源電圧により充電されて前記発光管を発光させる電荷を蓄積するメインコンデンサと、
前記第1のスイッチング素子のON動作に同期して前記発光管にトリガ電圧を印加するトリガ回路と、
前記電源ラインと前記基準電位ラインとの間に直列接続された第1のコンデンサおよび第2のコンデンサと、これら第1のコンデンサと第2のコンデンサとの接続点と前記基準電位ラインとの間に直列接続された第1の一方向性素子およびインダクタとからなり、前記発光管の一端側に前記メインコンデンサの充電電圧と極性の等しくかつ前記充電電圧より高い電圧を印加する第1の電圧印加手段と、
前記第1の一方向性素子と前記インダクタとの接続点と前記発光管の他端側との間に接続された第3のコンデンサと、前記発光管の他端側と前記基準電位ラインとの間に前記第1のスイッチング素子と直列接続された前記第2の一方向性素子とからなり、前記発光管の他端側に前記メインコンデンサの充電電圧と極性の異なる電圧を印加する第2の電圧印加手段と、
前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサの接続点と前記基準電位ラインとの間に接続され、前記第1のスイッチング素子のOFF動作に同期してONする第2のスイッチング素子を含み、この第2のスイッチング素子を通じて前記第1のコンデンサを充電する充電手段と
を備えたことを特徴とする電子閃光装置の発光制御回路。 - 請求項1において、前記第1のコンデンサおよび前記第3のコンデンサは、前記第1のスイッチング素子がオフすると充電されることを特徴と
する電子閃光装置の発光制御回路。
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JP7293694A JP3743009B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 電子閃光装置の発光制御回路 |
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JP7293694A Expired - Lifetime JP3743009B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | 電子閃光装置の発光制御回路 |
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US6034486A (en) * | 1996-12-25 | 2000-03-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Electronic flash device |
-
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- 1994-03-18 JP JP7293694A patent/JP3743009B2/ja not_active Expired - Lifetime
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