JP3860902B2

JP3860902B2 - 閃光装置

Info

Publication number: JP3860902B2
Application number: JP4359998A
Authority: JP
Inventors: 伸二平田; 秀昭近藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-02-25
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2018-02-25
Also published as: JPH11242269A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真撮影の際の人工光源として用いられる閃光装置に関し、特に高速の繰返し発光動作を行うことができる閃光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
写真撮影の際に被写体を照明する人工光源として閃光装置は多用されている。また、このような閃光装置には、発光動作を高速で繰返すことで実質的に光出力の波高値を所定時間一定レベルに制御する動作モード、いわゆるフラット発光動作モードを選択できるものがある。
【０００３】
ここで、図３には、フラット発光動作モードを選択できる閃光装置の一例を示している。
【０００４】
上記閃光装置は、例えば乾電池である直流低圧電源およびＤＣ／ＤＣコンバータ回路から構成される直流高圧電源１０１と、直流高圧電源１０１の両端に接続されたメインコンデンサ１０２と、メインコンデンサ１０２の両端に接続された電流制限素子であるコイル１０３と閃光管１０４とこの閃光管１０４のメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費した発光動作を制御する制御素子である、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと記す）１０５との直列体と、ＩＧＢＴ１０５の動作を制御して閃光管１０４の発光動作を制御する発光制御回路１０６とを有して構成されている。
【０００５】
また、上記閃光装置は、トリガコンデンサ１０７と、トリガトランス１０８と、自己保持型スイッチ素子であるトリガサイリスタ１０９と、抵抗１１０と、トリガサイリスタ１０９のオン電圧（トリガ信号）を、制御電極であるゲートに供給するトリガ発生回路１１１と、トリガコンデンサ１０７を急速充電するためのダイオード１１４およびコイル１０３と閃光管１０４との直列体に逆方向接続されるダイオード１１５とを備えている。
【０００６】
このように構成された閃光装置において、発光制御回路１０６により制御素子であるＩＧＢＴ１０５をオンさせ、かつトリガ発生回路１１１からのオン電圧出力により自己保持型スイッチ素子であるトリガサイリスタ１０９をオンさせると、トリガコンデンサ１０７の充電電荷がサイリスタ１０９、ＩＧＢＴ１０５およびトリガトランス１０８を介して放電される。こうしてトリガトランス１０８の二次側に誘起される高電圧によって閃光管１０４が励起され（すなわちトリガ動作が行われ）、これにより閃光管１０４はメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費して発光する。
【０００７】
また、閃光管１０４の発光動作途上の適宜時点において、発光制御回路１０６がＩＧＢＴ１０５をオフさせると、閃光管１０４の発光動作が停止する。
【０００８】
この時、閃光管１０４は、内部封入ガスが電離状態ではない安定状態である初期状態に即座には復帰しない。すなわち光は発しないが内部封入ガスが依然として電離状態にあり閃光管１０４を介してある程度の電流は流すことができるいわゆるイオン化状態を経て初期状態に復帰する。
【０００９】
したがって、この閃光管１０４の初期状態への復帰過程において、イオン化状態の閃光管１０４、ダイオード１１４およびトリガコンデンサ１０７を介して電流が流れ、これによりトリガコンデンサ１０７が充電されることになる。
【００１０】
このトリガコンデンサ１０７のダイオード１１４等を介しての充電動作は、抵抗１１０、すなわち高インピーダンス値を有する素子が含まれていない充電路による動作となるため、極めて急速に行われる。
【００１１】
そして、このようにイオン化状態の閃光管１０４等を介してトリガコンデンサ１０７を急速充電する閃光装置では、例えば次回の発光動作を極短時間後に行うような場合でもトリガコンデンサ１０７の放電による閃光管１０４の正常な励起動作を期待できる。換言すれば、トリガコンデンサ１０７の充電不足により正常な閃光管１０４の励起動作が行われないことによる発光動作の抜けを防止できる。
【００１２】
一方、閃光管１０４を高速で繰返し発光させるフラット発光動作モードについて考えてみると、例えば２回目以降の閃光管１０４の繰返し発光動作を、閃光管１０５が前回発光動作の終了過程にあり、光は発しないが内部封入ガスが依然として電離状態である時に今回の発光動作を開始するような周期で行う場合、今回の発光動作開始時に閃光管１０４はトリガコンデンサ１０７の放電によるトリガ動作が行われた場合と同様の電離状態にあるため、上記トリガ動作は必要なく、制御素子であるＩＧＢＴ１０５をオンさせるだけで今回の発光動作を開始できる。
【００１３】
したがって、トリガ発生回路１１１によるトリガサイリスタ１０９の制御電極であるゲートへのオン電圧の供給を、初回の発光開始動作時のみ行い、２回目の発光開始動作以降は停止することにより、トリガコンデンサ１０７の放電によるトリガ動作に伴う不要なノイズ発生を防止でき、電気回路的には有利となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２回目以降の閃光管１０４の繰返し発光動作をトリガ動作を行わずに制御素子であるＩＧＢＴ１０５のオンオフ動作だけで制御する場合、急速充電されるトリガコンデンサ１０７の充電電圧によりＩＧＢＴ１０５のオン時にトリガサイリスタ１０９が誤動作してオン状態となる不都合を生じることが考えられる。
【００１５】
ここで、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて図３に示した閃光装置においてトリガサイリスタ１０９の誤動作が生じる動作状態を説明する。なお、同図（ａ）は制御素子であるＩＧＢＴ１０５の動作状態図、同図（ｂ）はグランドと自己保持型スイッチ素子であるトリガサイリスタ１０９の高電位側電極であるアノード間の電位状態を示すイメージ図、同図（ｃ）は同サイリスタ１０９の低電位側電極であるカソードと制御電極であるゲート間の電位状態を示すイメージ図である。
【００１６】
図４（ａ）に示したように、時点Ｔ０にてＩＧＢＴ１０５がオン状態にされ、図４（ｃ）に示したようにその後の時点Ｔ１からＴ２までの間、制御回路１１１からトリガサイリスタ１０９のゲートにそのオン電圧Ｖｇ以上の駆動電圧が供給されると、トリガサイリスタ１０９は時点Ｔ１にてオンする。このため、グランドとトリガサイリスタ１０９のアノード間の電位は図４（ｂ）に示すように、オンしたトリガサイリスタ１０９を介したトリガコンデンサ１０７の放電による閃光管１０４のトリガ動作に伴い急峻にグランドレベルまで下降する一方、閃光管１０４は上記トリガ動作によりメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費して発光する。
【００１７】
閃光管１０４の発光途上の適宜時点Ｔ３において図４（ａ）に示したように発光制御回路１０６がＩＧＢＴ１０５をオフさせると、閃光管１０４の発光動作が停止すると共にトリガコンデンサ１０７の急速充電がイオン化状態にある閃光管１０４等を介して行われる。これにより図４（ｂ）に示したように、グランドとトリガサイリスタ１０９のアノード間の電位が上記充電に応答して上昇していく。
【００１８】
そして、次回の発光動作のために閃光管１０４がまだイオン化状態にある時点Ｔ４において再度ＩＧＢＴ１０５がオン状態にされると、閃光管１０４が再びメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費した発光動作を開始する。
【００１９】
この時、同時にトリガサイリスタ１０９のカソードがグランドレベルに急峻に下降するため、トリガサイリスタ１０９のアノードとカソード間にトリガコンデンサ１０７の充電電圧が印加されることになる。この結果、トリガサイリスタ１０９の有する浮遊容量成分により、トリガサイリスタ１０９のカソードとゲート間に図４（ｃ）の時点Ｔ４以降に示したような上昇電位変動が生じる。
【００２０】
したがって、時点Ｔ４におけるトリガコンデンサ１０７の充電電圧が、トリガサイリスタ１０９の有する浮遊容量成分によりそのゲートに対してオン電圧Ｖｇ以上の電圧を付与できる電圧Ｖｔ以上に充電されていたとすると、トリガサイリスタ１０９のカソードとゲート間における時点Ｔ４以降の上昇電位変動は、図４（ｃ）に示したように時点Ｔ５において上記オン電圧Ｖｇ以上に達し、この結果、トリガサイリスタ１０９は、上記時点Ｔ５においてトリガ発生回路１１１によるオン電圧供給という正常なオン制御が行われていないにもかかわらず、誤動作によりオンする。
【００２１】
トリガサイリスタ１０９が誤動作ではあるものの時点Ｔ５にてオンすると、このトリガサイリスタ１０９のグランドとアノード間およびカソードとゲート間の電位は時点Ｔ５以降、図４（ｂ）、（ｃ）に示したような特性で下降すると共に、急速充電されていたトリガコンデンサ１０７の充電電荷がトリガトランス１０８を介して放電されるトリガ動作が行われ、この動作によりノイズが発生する。さらに、このトリガ動作は、先にも述べたように、発光動作周期を考えると必要ない動作であるにもかかわらず、トリガコンデンサ１０７に対して上述した電圧Ｖｔ以上への急速充電がなされた以降は、次回発光のためのＩＧＢＴ１０５のオン動作毎に生じることになり、この結果、閃光装置は上記トリガ動作により発生するノイズにより発光制御回路１０６が誤作動し安定したフラット発光動作を実現できなくなる不都合を生じる。
【００２２】
なお、次回発光のためのＩＧＢＴ１０５のオン動作が、トリガコンデンサ１０７の急速充電による充電電圧が上述した電圧Ｖｔ以下である時点において行われた場合、直ちにＩＧＢＴ１０５のオンによるトリガサイリスタ１０９の誤動作によるオンは生じない。
【００２３】
しかしながら、このような場合も、ＩＧＢＴ１０５のオフ期間にトリガコンデンサ１０７の急速充電動作が継続して行われることから、その充電電圧が徐々に上昇して上述した電圧Ｖｔ以上に達した時点以降におけるＩＧＢＴ１０５のオン動作時においてトリガサイリスタ１０９の誤動作によるオンを生じる。このため、先に述べた動作例とはトリガサイリスタ１０９の誤動作によるオンタイミングが異なるものの、ノイズ発生の不都合が同様に生じることになる。
【００２４】
そこで、本発明は、フラット発光動作モード設定時に、トリガ動作を制御するトリガサイリスタの誤動作を防止し、ノイズの発生のない安定したフラット発光動作を行える閃光装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明では、メインコンデンサと、このメインコンデンサの正極に対して正極が接続される閃光管と、この閃光管の負極に接続され、繰返しオンオフ動作して閃光管を繰り返し発光させる制御素子と、トリガコンデンサと、高電位側電極がトリガコンデンサの一方の極に接続され、低電位側電極が閃光管の負極に接続された自己保持型スイッチ素子と、上記制御素子の初回のオン動作に際し、自己保持型スイッチ素子の制御電極に印加するためのトリガ信号を発生するトリガ発生回路とを備えた閃光装置において、トリガ発生回路がトリガ信号を発生した時にこのトリガ信号を自己保持型スイッチ素子の制御電極に供給して、この自己保持型スイッチ素子および制御素子を介してトリガコンデンサの電荷を放電させて閃光管のトリガ動作を行わせるとともに、制御素子がオフの時に自己保持型スイッチ素子の制御電極を逆バイアスするバイアス回路を設けている。
【００２６】
そして、上記バイアス回路を、自己保持型スイッチ素子の制御電極と低電位側電極との間に接続された第１抵抗と、この第１抵抗に直列接続されると共に上記制御電極とメインコンデンサの負極との間に接続される第２抵抗とで構成している。
【００２７】
また、上記第１抵抗にはコンデンサを並列接続するのが望ましい。これにより、コンデンサは自己保持型スイッチ素子の制御電極（ゲート）とカソード間に接続されることになり、制御素子の再度のオン時において自己保持型スイッチ素子のアノードとカソード間の急激な電位変動によるカソードから見たゲートの電位上昇を抑制し、自己保持型スイッチ素子が誤作動するのをより効果的に防止することが可能となる。
【００３０】
そして、本発明によれば、自己保持型スイッチ素子の誤ったオン動作による不要なトリガ動作を防止でき、このトリガ動作によるノイズ発生を確実に防止することが可能となる。したがって、安定したフラット発光動作を行える閃光装置を実現することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１、図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態である閃光装置の要部電気回路図である。
【００３２】
上記閃光装置は、例えば乾電池である直流低圧電源およびＤＣ／ＤＣコンバータ回路から構成される直流高圧電源１と、直流高圧電源１の両端に接続されたメインコンデンサ２と、メインコンデンサ２の両端に接続された電流制限素子であるコイル３と閃光管４とこの閃光管４のメインコンデンサ２の充電電荷を消費した発光動作を制御する制御素子である例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと記す）５との直列体と、ＩＧＢＴ５の動作を制御して閃光管４の発光動作を制御する発光制御回路６とを有して構成されている。
【００３３】
また、上記閃光装置は、トリガコンデンサ７と、トリガトランス８と、自己保持型スイッチ素子であるトリガサイリスタ９と、抵抗１０と、トリガサイリスタ９のオン電圧（トリガ信号）を、制御電極であるゲートと低電位側電極であるカソード間に並列接続された第１抵抗１３およびコンデンサ１２を介して供給するトリガ発生回路１１と、トリガコンデンサ７を急速充電するためのダイオード１４およびコイル３と閃光管４との直列体に逆方向接続されるダイオード１５と、トリガサイリスタ９のゲートとメインコンデンサ２の低電位側電極との間に接続された第２抵抗１７とを備えている。
【００３４】
なお、上記第１抵抗１３と第２抵抗１７により請求の範囲にいうバイアス回路１６が構成される。また、第２抵抗１７は、サイリスタ９のゲートとカソード間をＩＧＢＴ５のオフ時に逆バイアスする請求の範囲にいう逆バイアス手段に相当する。
【００３５】
このようなバイアス回路１６を設けることにより、ＩＧＢＴ５のオフ時には、メインコンデンサ２の図示極性の充電電圧をコイル３、イオン化状態にある閃光管４およびバイアス回路１６で分割した電圧のうち抵抗１３の両端に生じる電圧がトリガサイリスタ９のカソードとゲート間に印加されることになる。
【００３６】
この抵抗１３の両端に生じる電圧の印加方向は、トリガサイリスタ９のゲート電位に対してカソード電位を持ち上げる方向である。このため、トリガサイリスタ９のゲートは上述したようなＩＧＢＴ５のオフ時に抵抗１３の両端に発生する電圧により逆バイアスされることになる。
【００３７】
次に、本閃光装置の動作について図２を参照しながら説明する。なお、図２は閃光管４の内部封入ガスが電離状態にある時に次回の発光動作が開始されるような周期でのフラット発光動作時における動作状態を示している。同図（ａ）はＩＧＢＴ５の動作状態図、同図（ｂ）はグランド（すなわちメインコンデンサ２の低電位側電極）とトリガサイリスタ９のアノード間の電位状態を示すイメージ図、同図（ｃ）はトリガサイリスタ９のカソードとゲート間の電位状態を示すイメージ図である。
【００３８】
時点Ｔ０にて発光制御回路６により制御素子であるＩＧＢＴ５をオンさせ、かつトリガ発生回路１１からのオン電圧出力により自己保持型スイッチ素子であるトリガサイリスタ９をオンさせると、トリガコンデンサ７の充電電荷がサイリスタ９、ＩＧＢＴ５およびトリガトランス８を介して放電される。こうしてトリガトランス８の二次側に誘起される高電圧によって閃光管４が励起され（すなわちトリガ動作が行われ）、これにより閃光管４はメインコンデンサ２の充電電荷を消費して発光する。
【００３９】
閃光管４の発光途上の適宜時点Ｔ３において、図２（ａ）に示すように発光制御回路６がＩＧＢＴ５をオフさせると、閃光管４は、光は発しないが内部封入ガスが依然として電離状態にあり閃光管４を介してある程度の電流は流すことができるいわゆるイオン化状態を経て初期状態に復帰する。この閃光管４の初期状態への復帰過程において、イオン化状態の閃光管４、ダイオード１４およびトリガコンデンサ７を介して電流が流れ、これによりトリガコンデンサ７が急速充電される。
【００４０】
これにより図２（ｂ）に示すように、グランドとトリガサイリスタ９のアノード間の電位が上記充電に応答して上昇していく。
【００４１】
同時に、図２（ｃ）に示すように、トリガサイリスタ９のカソードとゲート間の電位が、バイアス回路１６を設けたことによる前述の作用により、ゲートを逆バイアスする電位状態に制御される。この点で、図４（ｃ）に示した図３の従来閃光装置におけるトリガサイリスタ９のカソードとゲート間の電位状態とは異なる。
【００４２】
一方、次回の発光動作のために閃光管４がイオン化状態にある時点Ｔ４においてＩＧＢＴ５が再度オン状態にされると、閃光管４が再びメインコンデンサ２の充電電荷を消費した発光動作を開始する。これと同時に、トリガサイリスタ９のカソードがグランドレベルに急峻に下降するため、トリガサイリスタ９のアノードとカソード間にトリガコンデンサ７の充電電圧が印加されることになる。この結果、トリガサイリスタ９の有する浮遊容量成分により、トリガサイリスタ９のカソードとゲート間にＴ４以降に示したような上昇電位変動が生じる。この点は、図３の従来閃光装置と同じである。
【００４３】
しかし、本実施形態では、上記上昇電位変動は、バイアス回路１６によりサイリスタ９のゲートを逆バイアスした状態からの変動となることから、図２（ｃ）の時点Ｔ４以降に示すように、その上昇変動値がトリガサイリスタ９のオン電圧Ｖｇまで到達することはない。
【００４４】
すなわち、トリガサイリスタ９のカソードとゲート間の電位は、ＩＧＢＴ５のオンした時点Ｔ４からトリガサイリスタ９の有する浮遊容量成分により上昇して行くものの、浮遊容量成分が充電された後はＩＧＢＴ５のオンに基づくカソード電位を基準とした電位に向けて変動する。したがって、先のカソード電位より高電位であるオン電圧Ｖｇまで上昇することはない。
【００４５】
なお、トリガサイリスタ９のカソードとゲート間の電位は、ＩＧＢＴ５の再度のオフにより、バイアス回路１６の作用に基づく逆バイアス状態に変動する。
【００４６】
しかも、コンデンサ１２をトリガサイリスタ９のゲートとカソード間に抵抗１３と並列になるように接続しているので、ＩＧＢＴ５の再度のオン時においてトリガサイリスタ９のアノードとカソード間の急激な電位変動によるカソードから見たゲートの電位上昇を抑制することができる。
【００４７】
このため、トリガサイリスタ９は、ＩＧＢＴ５のオン時におけるトリガコンデンサ７の充電電圧の供給によりオンする誤動作を生じることはない。したがって、本実施形態によれば、図３の従来閃光装置のようなトリガサイリスタの誤動作による不要なトリガ動作（ノイズ）の発生を確実に防止することができ、安定したフラット発光動作を行うことができる。
【００４８】
また、グランドとトリガサイリスタ９のアノード間の電位は、図２（ｂ）に示すように、時点Ｔ３における上昇変動の開始以降は、トリガサイリスタ９が誤動作によりオンせずトリガコンデンサ７も放電しないことから、トリガコンデンサ７の充電が完了するまでＩＧＢＴ５のオン時を除いて徐々に上昇してゆく特性を示す。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、自己保持型スイッチ素子の制御電極を制御素子のオフ時に逆バイアスするようにしているので、フラット発光動作時における制御素子のオン時に、トリガコンデンサが急速充電されていても自己保持型スイッチ素子が誤動作してオンすることを防止できる。つまり自己保持型スイッチ素子の制御電極へのトリガ信号の供給がない時にトリガコンデンサの放電動作が生じることを防止できる。したがって、不必要なトリガ動作によるノイズ発生のない、安定したフラット発光動作を行う閃光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である閃光装置の要部電気回路図である。
【図２】（ａ）は上記閃光装置におけるＩＧＢＴ５の動作状態図であり、（ｂ）は上記閃光装置におけるグランドとトリガサイリスタのアノード間の電位状態を示すイメージ図であり、（ｃ）はトリガサイリスタのカソードとゲート間の電位状態を示すイメージ図である。
【図３】従来のフラット発光動作モードを選択できる閃光装置の要部電気回路図である。
【図４】（ａ）は図３の閃光装置におけるＩＧＢＴ５の動作状態図であり、（ｂ）は上記閃光装置におけるグランドとトリガサイリスタの高電位側電極であるアノード間の電位状態を示すイメージ図であり、（ｃ）はトリガサイリスタの低電位側電極であるカソードと制御電極であるゲート間の電位状態を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１直流高圧電源
２メインコンデンサ
３コイル
４閃光管
５絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）
６発光制御回路
７トリガコンデンサ
８トリガトランス
９トリガサイリスタ
１０抵抗
１１トリガ発生回路
１２コンデンサ
１３第１抵抗
１４ダイオード
１５ダイオード
１６バイアス回路
１７第２抵抗

Claims

メインコンデンサと、このメインコンデンサの正極に対して正極が接続される閃光管と、この閃光管の負極に接続され、繰返しオンオフ動作して前記閃光管を繰り返し発光させる制御素子と、トリガコンデンサと、高電位側電極が前記トリガコンデンサの一方の極に接続され、低電位側電極が前記閃光管の負極に接続された自己保持型スイッチ素子と、前記制御素子の初回のオン動作に際し、前記自己保持型スイッチ素子の制御電極に印加するためのトリガ信号を発生するトリガ発生回路とを備えた閃光装置において、
前記トリガ発生回路がトリガ信号を発生した時にこのトリガ信号を前記自己保持型スイッチ素子の制御電極に供給して、この自己保持型スイッチ素子および前記制御素子を介して前記トリガコンデンサの電荷を放電させて前記閃光管のトリガ動作を行わせるとともに、前記制御素子がオフの時に前記自己保持型スイッチ素子の制御電極を逆バイアスするバイアス回路を設け、
前記バイアス回路は、前記自己保持型スイッチ素子の制御電極と低電位側電極との間に接続された第１抵抗と、この第１抵抗に直列接続されると共に前記制御電極と前記メインコンデンサの負極との間に接続される第２抵抗とから構成されることを特徴とする閃光装置。
前記第１抵抗に並列に接続されたコンデンサを有することを特徴とする請求項１に記載の閃光装置。