JP4839961B2 - ストロボ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ストロボ装置に関し、特にマスタースレーブ方式のワイヤレスストロボシステムに用いられるマスターストロボ装置での発光制御に関する。

従来より、カメラに内蔵あるいは取り付けられるマスターストロボ装置と、該マスターストロボ装置からの通信用発光に基づきマスターストロボ装置の本発光時に同期して発光するスレーブストロボ装置との組み合わせからなるマスタースレーブ方式のワイヤレスストロボシステムはよく知られている。

図７は、従来のマスターストロボ装置の回路構成図を示す。この種のマスターストロボ装置は、電源１と、該電源１からの供給電圧を高電圧に昇圧する昇圧回路２と、ダイオード３と、昇圧回路２による高電圧によって電荷を蓄積する（充電する）主コンデンサ４と、該主コンデンサ４の蓄積電荷を消費することで発光するキセノン放電管等の閃光放電管５と、スイッチング動作により閃光放電管５の発光動作を制御するスイッチング素子としてのＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）６と、閃光放電管５を発光させるためのトリガ回路（トリガ電極７、トリガコンデンサ８、トリガトランス９、抵抗１０、サイリスタ１１で構成される）と、ＩＧＢＴ６及びトリガ回路への制御信号を生成する制御回路１２を備えている。

サイリスタ１１がＯＮすると、トリガコンデンサ８に蓄積された電荷がトリガトランス９により昇圧されてトリガ電極７に印加され、閃光放電管５の中に封入されたキセノン等のガスがイオン化され、閃光放電管５が励起される。閃光放電管５が励起されると、主コンデンサ４に蓄積された電荷が放出され、閃光放電管５が発光する。トリガ回路による励起後は、ＩＧＢＴ６により閃光放電管５の発光動作（調光、連続発光など）が制御される。

図８，９は、従来のマスターストロボ装置での発光制御に関する概念的なタイミングチャートを示す。同図において、「ゲート信号」（図９は不図示）は、ＩＧＢＴ６をオンさせる信号を示し、「トリガ信号」は、閃光放電管５のトリガ電極７に印加される信号を示し、「発光量」は、トリガ信号の印加によって閃光放電管５が発光するその状態量（ピーク部分がスレーブストロボ装置に対する光パルス信号となる）を示す。

ところで、閃光放電管５が基底状態にある場合、すなわち閃光放電管５が前回の発光からしばらく時間が経過し励起状態にない場合は、トリガ信号が閃光放電管５に印加されても、実際の閃光放電管５の発光が開始されるまでに数十マイクロ秒の遅れ（発光遅延）が生じることが知られている。一方、閃光放電管５が励起状態にある場合、すなわち前回の発光から数百マイクロ秒程度の時間しか経過しておらず閃光放電管５の励起状態が維持されている場合は、基底状態に比べて発光遅延量は小さくなることが知られている。図８の一回目及び二回目の発光及び図９の一回目の発光は前者の場合に相当し、図９の二回目の発光は後者の場合に相当する。

ここで、図８の場合、即ち、常に閃光放電管５の基底状態でトリガ信号が印加されて連続的な光パルス信号が生成される場合、各光パルス信号の発光遅延量は等しいため、本来意図するところの光パルス信号幅（間隔）と実際の光パルス信号幅（間隔）との間に時間差が生じることはなく、即ち、光パルス信号の生成タイミングが崩れることはなく、よって、スレーブストロボ装置に対する光パルス信号としての問題は生じない。

しかしながら、図９の場合、即ち、閃光放電管５の基底状態及び励起状態の両方でトリガ信号が印加されて連続的な光パルス信号が生成される場合、各光パルス信号の発光遅延量にバラツキが生じるため、本来意図するところの光パルス信号幅（間隔）と実際の光パルス信号幅（間隔）との間に時間差が生じ、即ち、光パルス信号の生成タイミングが崩れ、よって、スレーブストロボ装置に対する正確な情報送信が行えなくなる。

そこで、閃光放電管の発光遅延量が先の発光からの経過時間に応じて変化することに着目し、その発光遅延量を補正するために、閃光放電管へのトリガ信号の印加タイミングを先の発光からの経過時間に応じて調整することにより、発光指示信号の生成タイミングに対する閃光放電管の発光タイミングをほぼ一定にできるようにした情報送信装置が提案された（特許文献１）
特開２０００−７８０８９号公報

しかしながら、発光遅延量は、たとえ先の発光からの経過時間が同じだとしても、マスターストロボ装置を小型化するために主コンデンサの容量を小さくしたり、より遠くまで送信可能とするために送信光量を大きくしたり、あるいは送信データ量が多い等、様々な条件によって変化するものである。従って、このような先の発光からの経過時間のみをパラメータとして発光遅延制御を行うという考えの上記特許文献１に記載の装置にあっては、発光遅延量の補正に誤差が生じやすく、そのため、スレーブストロボ装置に対する正確な情報送信を行うことは現実的には困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、スレーブストロボ装置に対する正確な情報送信を簡単且つ確実に行うことができるマスターストロボ装置を提供することを課題とする。

本発明に係るストロボ装置は、上記課題を解決するためになされたもので、閃光放電管、スイッチング素子及びトリガ回路を備え、スイッチング素子をオンさせるゲート信号及びトリガ回路を介して閃光放電管に印加されるトリガ信号に基づき、閃光放電管を発光させて連続的な光パルス信号を生成することにより、光による情報送信を行うストロボ装置において、前記光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立ち、閃光放電管を予め所定の励起状態とする予備のゲート信号が印加されることを特徴とする。

かかる構成によれば、送信情報を構成する各光パルス信号は、閃光放電管の基底状態で生成されることはなく、必ず閃光放電管の所定の励起状態で生成されるようになるため、各光パルス信号の発光遅延量のバラツキを低減することができる。従って、本来意図するところの光パルス信号幅（間隔）と実際の光パルス信号幅（間隔）との間に時間差が生じにくく、即ち、光パルス信号の生成タイミングが崩れることはなく、よって、スレーブストロボ装置に対するより正確な情報送信が可能となる。

また、本発明に係るストロボ装置は、前記予備のゲート信号は、一番最初の光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って印加されるものである構成を採用することができる。

かかる構成によれば、予めゲート信号を印加することで、予備的に閃光放電管の励起状態を発生させた上で、一番最初の光パルス信号を生成する。一番最初の光パルス信号を生成するに当たっては、それまで閃光放電管は使用されていないことが多いために基底状態となっていることが多く、予めゲート信号を印加すると共に、トリガ信号を印加することが好ましい。閃光放電管が励起状態にあるか、もしくは基底状態にあるかの判断は、例えばフォトセンサなどで閃光放電管の光量を検出し、所定量の光量が検出されれば励起状態、所定量の光量が検出されなければ基底状態と判断する。

あるいは、本発明に係るストロボ装置は、前記予備のゲート信号は、先の光パルス信号に続く次の光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って印加されるものである構成を採用することができる。

かかる構成によれば、先の光パルス信号が生成された後、次の光パルス信号を生成するに当たっては、経過時間が長いと閃光放電管は基底状態に戻ってしまうので、予めゲート信号を印加することで、補間的に閃光放電管の励起状態を継続させた上で、次の光パルス信号を生成する。この場合、予めゲート信号を印加すると共に、トリガ信号を印加するようにしてもよいし、あるいは閃光放電管がまだ励起状態にあるからゲート信号のみであってもよい。

そして、本発明に係るストロボ装置は、前記予備のゲート信号は、先の光パルス信号に続く次の光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って印加されるものであって、複数回に亘って断続的に印加されるものである構成を採用することができる。

かかる構成によれば、閃光放電管の所定の励起状態を安定的に継続させることができるため、光パルス信号幅（間隔）が十分に長い、即ち、先の発光からの経過時間が十分に長い場合であっても、確実に閃光放電管の所定の励起状態で光パルス信号が生成されるようになる。

また、そのようなストロボ装置にあっては、前記断続的なゲート信号は、後になるほどオン時間が長くなるものや、それぞれオン時間の長さが同じで且つ後になるほど印加のピッチが短くなるものであるのがより好ましい。

かかる構成によれば、閃光放電管の所定の励起状態をほぼ一定レベルあるいは高いレベルで継続させることができるため、光パルス信号幅（間隔）が十分に長い、即ち、先の発光からの経過時間が十分に長い場合であっても、確実に閃光放電管の所定の励起状態で光パルス信号が生成されるようになる。

以上の如く、本発明は、従来のように閃光放電管へのトリガ信号の印加タイミングを先の発光からの経過時間に応じて調整するのではなく、閃光放電管の発光に先立って（光パルス信号の生成に先立って）、必ず閃光放電管が所定の励起状態となる態様を採用することにより、スレーブストロボ装置に対する正確な情報送信を簡単且つ確実に行うことができる。

以下、本発明に係るストロボ装置の一実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。尚、本発明に係るストロボ装置の回路構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であるが、本実施形態に係るマスターストロボ装置の回路構成は、上記従来のものと同じであるとしてその説明を割愛し、以下においては、本実施形態に係るマスターストロボ装置での発光制御について説明する。

図１は、本実施形態に係るマスターストロボ装置での発光制御に関する概念的なタイミングチャートを示す。本実施形態において特徴的なことは、閃光放電管５の基底状態でトリガ信号が印加されて光パルス信号が生成されることのないよう、閃光放電管５が基底状態にある場合、閃光放電管５を予め所定の励起状態としておくべく、光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って、予備のゲート信号を印加することにある。即ち、同図において、二つ目及び四つ目のゲート信号は、光パルス信号を生成するための本体のゲート信号であるが、それぞれに先立ち、予備のゲート信号（一つ目及び三つ目のゲート信号）を印加するようにしている。

より詳しくは、一番最初の光パルス信号（送信情報を構成する初期発光であり、これを「（第１）光パルス信号」という）を生成するに当たっては、それまで閃光放電管５は使用されていない場合が多いために基底状態となっていることが多いので、予めゲート信号をＨレベルにし且つトリガ信号を印加する（これらを合わせて「初期励起用信号」という）ことで、閃光放電管５の励起状態（これを「初期励起」という）を発生させた上で、（第１）光パルス信号を生成すべく、光パルス信号を生成するための本来のゲート信号をＨレベルにし且つトリガ信号を印加する（これらを合わせて「（第１）光パルス信号生成用信号」という）と共に、（第１）光パルス信号が生成された後、次の光パルス信号（送信情報を構成する二番目以降の発光）を生成するに当たっては、経過時間が長いと閃光放電管５は基底状態に戻ってしまうので、予めゲート信号をＨレベルにする（これを「補間励起用信号」という）ことで、補間的に閃光放電管５の励起状態（これを「補間励起」という）を継続（延長）させた上で、次の光パルス信号を生成すべく、光パルス信号を生成するための本来のゲート信号をＨレベルにし且つトリガ信号を印加する（これらを合わせて「光パルス信号生成用信号」という）。

その結果、各光パルス信号は、必ず閃光放電管５の励起状態でトリガ信号が印加されて生成されるようになり、どんな場合であっても、各光パルス信号の発光遅延量にバラツキが生じにくくなるため、本来意図するところの光パルス信号幅（間隔）と実際の光パルス信号幅（間隔）との間に時間差が生じにくく、即ち、光パルス信号の生成タイミングが崩れることはなく、よって、スレーブストロボ装置に対する正確な情報送信が可能となる。

尚、閃光放電管５が励起状態にあるか、もしくは基底状態にあるかの判断は、例えばフォトセンサなどで閃光放電管５の光量を検出し、所定量の光量が検出されれば励起状態、所定量の光量が検出されなければ基底状態と判断する。

また、補間励起用信号にトリガ信号が含まれないのは、閃光放電管５が基底状態に戻る前のまだ励起状態でゲート信号を入れるようにしているため、トリガ信号がなくても励起状態を引き上げ且つ継続させることが可能だからである。逆に言えば、先の発光からの経過時間が長く、閃光放電管５が基底状態に戻るような場合は、トリガ信号がないと、閃光放電管５を基底状態から励起状態に引き上げることができないため、補間励起用信号は、トリガ信号が含まれる形となる。

また、初期励起用信号及び補間励起用信号は、それによる閃光放電管５が発光して誤った光パルス信号として認識されてしまわないよう、（第１）光パルス信号生成用信号や光パルス信号生成用信号に比べて程度の低いものであることが好ましい。本発明に係る「所定の励起状態」とは、そのような趣旨である。但し、光パルス信号が規格に沿った時間間隔を保って正確に生成されていれば、基本的には該規格から外れる初期励起用信号及び補間励起用信号による閃光放電管５の発光は誤って光パルス信号として認識されることはない。この場合は、初期励起用信号及び補間励起用信号の信号レベルの高低は問わない。

また、予備のゲート信号の印加タイミングと、光パルス信号生成用信号の印加タイミングとが近接しすぎると、予備のゲート信号により閃光放電管５が励起状態となる前に光パルス信号生成用信号を印加することとなり、閃光放電管５を予め励起状態にして光パルス信号を生成するという本発明の特徴が生かせなくなる。したがって、予備のゲート信号による閃光放電管５の励起状態が、少なくとも光信号生成用信号の印加タイミングよりも早く発生するように、予備のゲート信号の印加タイミングを設定する必要がある。

図２は、初期励起用信号の変形例を示す。本変形例では、初期励起用信号に係るゲート信号を複数回に亘って断続的にＨレベルとし、その結果、より確実な初期励起状態を得るものである。この場合、初期励起用信号に係るゲート信号は、後になるほどＨレベルとなる時間が短くなるのが好ましい。

図３〜図５は、補間励起用信号の変形例を示す。本変形例では、光パルス信号幅（間隔）が十分に長い、即ち、先の発光からの経過時間が十分に長い場合、閃光放電管５の励起状態を長い間継続させるために、補間励起用信号に係るゲート信号を複数回に亘って断続的にＨレベルとするものである。その場合、図３に示す如く、補間励起用信号に係るゲート信号は、それぞれＨレベルとなる時間の長さが同じで且つ等ピッチとなるような方法を採ることができるし、図４に示す如く、後になるほどＨレベルとなる時間が長くなるような方法を採ることができるし、図５に示す如く、それぞれＨレベルとなる時間の長さが同じで且つ後になるほど印加ピッチが短くなるような方法を採ることができるし、あるいはそれらを適宜組み合わせる方法を採ることができる。但し、閃光放電管５の補間励起状態がほぼ一定レベルあるいは高いレベルで継続される点で、図４や図５のような方法が好ましい。

図６は、補間励起用信号を設定することによる応用例を示す。本応用例では、光パルス信号生成用信号にトリガ信号が含まれない。なぜなら、補間励起用信号に係るゲート信号を図３〜５のように複数回に亘って断続的に入れることにより、補間励起状態を高いレベルで継続させることができるので、次の光パルス信号を生成するに当たっては、トリガ信号がなくても閃光放電管５が発光可能となるからである。

本発明に係るストロボ装置は、スレーブストロボ装置に対する正確な情報送信を簡単且つ確実に行うことができ、マスタースレーブ方式のワイヤレスストロボシステムとして有用である。

本実施形態に係るマスターストロボ装置での発光制御に関する概念的なタイミングチャート 同実施形態に係る発光制御の初期励起用信号の変形例を示すタイミングチャート 同実施形態に係る発光制御の補間励起用信号の変形例（その１）を示すタイミングチャート 同実施形態に係る発光制御の補間励起用信号の変形例（その２）を示すタイミングチャート 同実施形態に係る発光制御の補間励起用信号の変形例（その３）を示すタイミングチャート 同実施形態に係る発光制御の応用例を示すタイミングチャート 従来のマスターストロボ装置の回路構成図 従来のマスターストロボ装置であって、常に閃光放電管の基底状態でトリガ信号が印加されて連続的な光パルス信号が生成される場合の、発光制御に関する概念的なタイミングチャート 従来のマスターストロボ装置であって、閃光放電管の基底状態及び励起状態の両方でトリガ信号が印加されて連続的な光パルス信号が生成される場合の、発光制御に関する概念的なタイミングチャート

符号の説明

４ 主コンデンサ
５ 閃光放電管
６ スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
７ トリガ電極
１２ 制御回路

Claims (6)

1. 閃光放電管、スイッチング素子及びトリガ回路を備え、スイッチング素子をオンさせるゲート信号及びトリガ回路を介して閃光放電管に印加されるトリガ信号に基づき、閃光放電管を発光させて連続的な光パルス信号を生成することにより、光による情報送信を行うストロボ装置において、前記光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立ち、閃光放電管を予め所定の励起状態とする予備のゲート信号が印加されることを特徴とするストロボ装置。
2. 前記予備のゲート信号は、一番最初の光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って印加されるものである請求項１に記載のストロボ装置。
3. 前記予備のゲート信号は、先の光パルス信号に続く次の光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って印加されるものである請求項１に記載のストロボ装置。
4. 前記予備のゲート信号は、先の光パルス信号に続く次の光パルス信号を生成するための本来のゲート信号に先立って印加されるものであって、複数回に亘って断続的に印加されるものである請求項３に記載のストロボ装置。
5. 前記断続的なゲート信号は、後になるほどオン時間が長くなるものである請求項４に記載のストロボ装置。
6. 前記断続的なゲート信号は、それぞれオン時間の長さが同じで且つ後になるほど印加のピッチが短くなるものである請求項４に記載のストロボ装置。
   

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