JP4934929B2 - 電子閃光装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ撮影に同期して閃光発光を行う電子閃光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、IGBT(INSULATED GATE BIPOLAR TRANSISTOR)などの駆動素子を発光管と直列に接続して発光制御を行う電子閃光装置が知られている(例えば、特開昭64−17033号公報や特開平4−27164号公報)。この種の電子閃光装置は、被写体への照射光量が適正光量となるように、駆動素子をオン/オフ制御する。
【0003】
ところで、▲1▼被写体までの距離が近い、▲2▼被写体の反射率が高い、▲3▼カメラ側の撮像感度が高い、▲4▼レンズの撮影F値が明るいなどの条件がいくつか重なると、発光開始の直後、被写体への照射光量が適正光量にすぐ到達する。このようなケースでは、駆動素子のオン直後に、駆動素子がオフ動作に転ずる。
【0004】
一般に、IGBTなどの駆動素子では、ゲート電圧に応じて、コレクタ電流の最大定格値が定められている。図3は、このようなゲート電圧と最大定格コレクタ電流との関係を示す図である。
【0005】
上述のようなオン直後のオフ動作では、駆動素子のゲート電圧が完全に上昇しきらず、オン電圧を超えた程度の低い電圧を推移する。このような低いゲート電圧では、コレクタ電流の最大定格値は、図3に示すように低い値にとどまる。
【0006】
一方、発光管は、駆動素子のオン動作によって発光開始直後の励起状態にあり、管内のインピーダンスは極めて低い状態にある。さらに、この発光開始時には、発光管の両端に高電圧が印加される。
【0007】
これらの理由により、発光開始直後に駆動素子がオフ動作に転ずると、最大定格コレクタ電流が低い状態にあるにも係わらず、駆動素子に大きなコレクタ電流が流れる。
【0008】
このような要因によって、駆動素子のコレクタ電流が最大定格コレクタ電流を一瞬でも越えてしまうと、▲1▼駆動素子の特性を損う、▲2▼駆動素子の寿命を縮める、▲3▼駆動素子が破壊されて電子閃光装置が最悪発光しなくなる、などの不具合が危惧される。
【0009】
そこで、本出願人は、実開平5−84947号公報において、発光開始信号が出力された後の一定期間は発光停止信号を無効にする手段と、発光停止信号が出力された後の一定期間は発光開始信号を無効にする手段とを備えた電子閃光装置を開示している。
この従来考案の構成では、発光開始信号の出力後の一定期間、発光停止信号が無効にされる。したがって、上述のような駆動素子が最大定格を越えてしまう事態を確実に回避することが可能になり、駆動素子の破壊等を防止できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冬場などの乾燥した環境下では、静電気が発生する。この静電気による放電パルスが電子閃光装置の回路に万一作用した場合、発光開始信号の入力なしに駆動素子が導通し、発光を開始してしまう事態が予想される。
【0011】
このような静電気は電位が極めて不安定なため、駆動素子のスイッチング動作は安定せず、発光開始直後に発光停止してしまうことが予想される。この場合も、駆動素子が最大定格を一瞬越えてしまうおそれがあり、駆動素子の破壊等が心配される。
【0012】
また、静電気による放電パルスが、電子閃光装置の回路内の複数箇所に同時に作用することにより、回路上において発光開始シーケンスと発光停止シーケンスとが僅かな時間差で発生することも予想される。このケースにおいても、発光開始直後に発光停止するおそれがあり、駆動素子の破壊等が心配される。
【0013】
ところで、従来考案(実開平5−84947号公報)では、発光開始信号の入力を契機にして、発光停止信号を無効にする。そのため、上述のように、静電気などを契機に(すなわち発光開始信号の入力なしに)発生する不具合には万全に対処することが難しかった。
そこで、本発明は、静電気などの異常信号による電子閃光装置の破壊を未然に防止することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は下記のように構成される。
【0015】
本願発明では、メインコンデンサに充電された電荷によって閃光発光を行う発光管と、オン状態とオフ状態とに切り替え可能であり前記オン状態で前記発光管を発光せしめ前記オフ状態で前記発光管の発光を停止せしめる駆動素子と、前記駆動素子を前記オン状態に切り替えるための発光開始信号と前記オン状態にある前記駆動素子を前記オフ状態に切り替えるための発光停止信号とに基づいて前記発光管の発光を制御する発光制御回路と、前記駆動素子がオン状態になった直後に前記発光停止信号が入力された場合の前記駆動素子の前記オフ状態への切り替えを制御するための回路とは別に設けられた回路であって前記駆動素子が前記オン状態にあるときに前記発光制御回路が前記発光停止信号とは別の異常信号の影響を受けないように前記駆動素子の前記オン状態を維持する保護回路と、を有する。
【0016】
そして、前記発光制御回路は、前記発光開始信号に応じてオフに切り替わると共に前記発光停止信号に応じてオンに切り替わり、且つ前記駆動素子のゲートに接続しているトランジスタを含んでおり、前記トランジスタが前記オンに切り替わると前記駆動素子のゲート電圧を接地電位まで低下せしめて前記駆動素子を前記オフ状態に切り替える。
【0017】
さらに、前記保護回路は、前記トランジスタが前記発光停止信号以外の前記異常信号を受けてオンしないよう、前記駆動素子の前記オン状態への切り替わりと並行して前記トランジスタのベースを接地させることで、前記トランジスタをオフに維持せしめるようにしたものである。
【0018】
前記保護回路としては、前記駆動素子の前記オン状態が、前記発光制御用の信号によってもたらされたものではない場合に、前記トランジスタを前記オフに維持せしめるようにするのが望ましい。
【0019】
また、保護回路には、前記トランジスタをオフにするタイミングを高速化するための高速化対策回路を備えるのが好適である。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【0021】
《第1の実施形態》
第1の実施形態は、請求項1,2,5に対応した実施形態である。
図1は、電子閃光装置11の主要回路を示す図である。
図1において、電子閃光装置11は、発光制御回路12、閃光発光回路13および保護回路14を備えて構成される。
【0022】
発光制御回路12は、トランジスタQ1〜Q4、駆動素子IGBT、ツェナーダイオードZD1、抵抗R1〜R10、およびコンデンサC1から構成される。
閃光発光回路13は、発光管Xe、ダイオードD1、抵抗R11、トリガトランスT1、インダクタL1、およびコンデンサC2〜C3から構成される。
保護回路14は、トランジスタQ11〜Q12、ダイオードD11、抵抗R21〜R27、およびスピードアップコンデンサCsから構成される。
以下、正常時/異常時の動作に分けて、電子閃光装置11の動作を説明する。
【0023】
[正常時の動作説明]
まず、正常時における電子閃光装置11の動作について説明する。
カメラなどから入力される発光開始信号TGは、抵抗R4を介してトランジスタQ2をオンさせる。このトランジスタQ2のオン動作に連動して、トランジスタQ1がオンし、トランジスタQ1のコレクタには、電源ラインの電圧VccHがおおよそ出力される。
【0024】
一方、保護回路14は、この発光開始信号TGを抵抗R24を介して検知し、トランジスタQ11をオンさせる。その結果、トランジスタQ4のベースが接地され、トランジスタQ4はオフ状態を維持する。
この状態で、トランジスタQ1のコレクタ電圧は、オフ状態のトランジスタQ4に邪魔されることなく、抵抗R6および抵抗R9を介して駆動素子IGBTのゲートに伝達される。
【0025】
駆動素子IGBTのゲート電圧は、トランジスタQ1のコレクタ電圧により上昇し、ツェナダイオードZD1のツェナー電圧に制限される。このツェナー電圧は、駆動素子IGBTがオン状態を安定的に継続する上で、最適な電圧値である。
このようなゲート電圧により駆動素子IGBTがオンすると、コンデンサC2の充電電圧(VccH)は、ダイオードD1、駆動素子IGBTおよびインダクタL1からなる閉ループ内を通って放電される。このとき、閉ループ内ではLC共振が生じる。そのため、ダイオードD1のアノード側は、所定の共振周期の後に、おおよそ−VccHまで電圧が低下する。この瞬間、発光管Xeの両端には、VccHの略2倍の電圧が印加される。
【0026】
一方、駆動素子IGBTのオン動作により、コンデンサC3に充電されていた電圧が、トリガトランスT1の一次側および駆動素子IGBTを通って放電される。このとき、トリガトランスT1の二次側には、数千ボルトのトリガ電圧が瞬間的に誘起される。このトリガ電圧は、発光管Xeのトリガ端子に印加され、発光管Xe内のガスを励起する。その結果、管内のインピーダンスが急激に下がる。
【0027】
このような状態により、発光管Xeの管内では放電現象が開始し、発光管Xeは発光を開始する。
このような発光開始の後、カメラ側または電子閃光装置11側の調光回路(不図示)は、調光動作を実行する。この調光回路からは、被写体への照射光量が適正量に達した時点で、発光停止信号STPが出力される。
【0028】
この発光停止信号STPは、抵抗R8を介してトランジスタQ3をオンさせる。すると、トランジスタQ2のベース電圧が接地電位まで低下し、トランジスタQ2およびトランジスタQ1は強制的にオフされる。
また、この発光停止信号STPは、抵抗R22を介してトランジスタQ12をオンさせる。その結果、トランジスタQ11のベース電圧が接地電位まで低下し、トランジスタQ11は強制的にオフされる。
【0029】
この状態で、発光停止信号STPは、オフ状態のトランジスタQ11に邪魔されることなく、ダイオードD11およびスピードアップコンデンサCsを介して、トランジスタQ4のベースに与えられる。その結果、トランジスタQ4はオンし、駆動素子IGBTのゲート電圧が接地電位まで低下する。
したがって、駆動素子IGBTがオフし、発光管Xeの閃光発光が停止する。
【0030】
[異常時の動作説明]
次に、発光開始信号TGの入力がない状態で、異常信号によってトランジスタQ1がオンした場合の回路動作について説明する。
オン状態のトランジスタQ1のコレクタには、ほぼVccHの電圧が出力される。
【0031】
仮に保護回路14が存在しない場合、このコレクタ電圧は、抵抗R6,R9を介して、駆動素子IGBTのゲートにそのまま伝達される。その結果、駆動素子IGBTがオンし、発光ミスが生じてしまう。
ところが、保護回路14は、このトランジスタQ1のコレクタ電圧上昇を、抵抗R21およびスピードアップコンデンサCsを介して逸早く検知し、トランジスタQ4をオンさせる。このオン動作は、駆動素子IGBTのゲートがオン電圧まで上昇する前に実行される。その結果、駆動素子IGBTのゲート電圧は途中から消失動作に転じ、駆動素子IGBTはオフ状態をそのまま維持する。したがって、発光ミスが未然に防止される。
【0032】
[第1の実施形態の効果など]
以上説明したように、第1の実施形態では、保護回路14が、発光開始信号TGの入力なしに、トランジスタQ1のコレクタ電圧が上昇する異常事態を検出する。保護回路14は、この異常事態に対処してトランジスタQ4をオンさせる。その結果、駆動素子IGBTのオン動作を防止し、閃光発光回路13への電力供給を未然に阻止できる。したがって、異常信号による不安定動作により駆動素子IGBTが破壊されるおそれがなくなる。
【0033】
さらに、保護回路14の上記動作では発光ミスを防止するので、電子閃光装置11の動作信頼性を高めることが可能になる。
【0034】
また、第1の実施形態では、抵抗R27と並列にスピードアップコンデンサCsを設ける。このスピードアップコンデンサCsは、トランジスタQ4がオンオフするタイミングを高速化する。したがって、駆動素子IGBTのゲートがオン電圧に到達するよりも十分早く、トランジスタQ4をオンさせることが可能になる。その結果、異常信号による発光開始の回路シーケンスに先行して、電子閃光装置11の発光開始を逸早く確実に阻止することが可能になる。
次に、別の実施形態について説明する。
【0035】
《第2の実施形態》
第2の実施形態は、請求項3〜5に対応した実施形態である。
図2は、電子閃光装置31の主要回路を示す図である。
図2において、電子閃光装置31は、発光制御回路12、閃光発光回路13、および保護回路34を備えて構成される。
【0036】
この内、発光制御回路12および閃光発光回路13については、第1の実施形態と同様の回路構成である。
一方、保護回路34は、トランジスタQ31〜Q34、ダイオードD31、抵抗R31〜R42、スピードアップコンデンサCr、コンデンサC31から構成される。
【0037】
[正常時の動作説明]
まず、正常時における電子閃光装置31の動作について説明する。
カメラなどから入力される発光開始信号TGは、発光制御回路12に入力される。発光制御回路12は、この発光開始信号TGを契機に、第1の実施形態と同様の回路シーケンスを実行し、駆動素子IGBTをオンさせる。閃光発光回路13は、駆動素子IGBTのオン動作により、発光管Xeの発光を開始する。
【0038】
一方、発光開始信号TGは、保護回路34にも入力される。この保護回路34では、発光開始信号TGが、ダイオードD31および抵抗R37を介して、コンデンサC31に充電される。
発光停止信号STPが正常なタイミングで保護回路34に与えられると、コンデンサC31の充電電圧を電源として、トランジスタQ34、Q33が順次にオンする。このとき、トランジスタQ33のコレクタには、コンデンサC31の充電電圧がおおよそ出力される。このコレクタ電圧は、抵抗R8を介してトランジスタQ3をオンさせる。すると、トランジスタQ2のベース電圧が接地電位まで低下し、トランジスタQ2およびトランジスタQ1が強制的にオフされる。
【0039】
また、トランジスタQ33のコレクタ電圧は、抵抗R32を介してトランジスタQ32をオンさせる。その結果、トランジスタQ31のベース電圧が接地電位まで低下し、トランジスタQ31は強制的にオフされる。
この状態で、トランジスタQ33のコレクタ電圧は、オフ状態のトランジスタQ31に邪魔されることなく、抵抗R36を介して、トランジスタQ4のベースに与えられる。その結果、トランジスタQ4はオンし、駆動素子IGBTのゲート電圧が接地電位まで低下する。そのため、駆動素子IGBTがオフし、発光管Xeの閃光発光が停止する。
【0040】
[異常時の動作説明]
ここでは、いくつかのケースに分けて、異常時の動作を説明する。
【0041】
(ケース1)
まず、発光開始信号TGの入力がない状態で、▲1▼発光開始信号TGの入力なしに異常信号によってトランジスタQ1がオンし、▲2▼その後に発光停止信号STPが入力された場合の回路動作について説明する。
この場合、トランジスタQ1のオン動作により、駆動素子IGBTがオンし、発光管Xeは発光を開始する。
【0042】
一方、保護回路34側では、発光開始信号TGの入力が事前になかったため、コンデンサC31は充電されていない。そのため、発光開始後に発光停止信号STPが入力されても、トランジスタQ34、Q33はオンせず、発光停止の回路シーケンスが発生しない。その結果、ケース1では、発光開始後の発光停止が阻止され、駆動素子IGBTの破壊が防止される。
【0043】
(ケース2)
次に、静電気の放電パルスが、トランジスタQ1およびトランジスタQ4の順番に、僅かな時間差で作用するケースについて説明する。
この場合、静電気によるトランジスタQ1のオン動作により、駆動素子IGBTがオンし、発光管Xeは発光を開始する。
【0044】
一方、保護回路34側では、発光停止信号STPの入力がないため、トランジスタQ33およびトランジスタQ32はオフ状態を維持する。この状態で、保護回路34は、トランジスタQ1のコレクタ電圧をスピードアップコンデンサCrを介して迅速に検知して、トランジスタQ31をオンさせる。その結果、トランジスタQ4のベースは、トランジスタQ31によって速やかに接地される。
【0045】
この状態で、静電気の放電パルスがトランジスタQ4のベースに作用しても、接地状態のベース電圧は上昇せず、トランジスタQ4はオフ状態を維持する。
したがって、発光停止の回路シーケンスは起動せず、発光開始直後の発光停止を確実に阻止することができる。その結果、ケース2においても、駆動素子IGBTの破壊等を防止できる。
【0046】
(ケース3)
次に、発光開始信号TGの入力直後に、発光停止信号STPが入力される場合の回路動作について一応説明する。
この場合、発光開始信号TGによって、トランジスタQ1および駆動素子IGBTがオンし、発光管Xeは発光を開始する。
【0047】
一方、保護回路34側では、発光開始信号TGの入力直後のため、コンデンサC31が十分に充電されていない。そのため、発光開始の直後に発光停止信号STPが入力されても、トランジスタQ34、Q33はオンせず、発光停止の回路シーケンスが起動しない。その結果、ケース3においても、発光開始直後の発光停止が阻止され、駆動素子IGBTの破壊が防止される。
【0048】
[第2の実施形態の効果など]
以上説明したように、第2の実施形態では、保護回路34が、発光開始信号TGの入力なしに閃光発光回路13に電力が供給される異常事態を検出する。保護回路34は、この異常状態に対処して、発光停止動作を阻止する。
そのため、発光開始信号なしに閃光発光回路が発光を万一開始した場合、発光は直ちに中断されない。したがって、発光開始した直後に発光停止が起こるといった状況が回避され、駆動素子の破壊等を未然に防止することが可能になる。
【0049】
また、このような動作では、発光開始を未然に防ぐ必要がないので、保護回路34に要求される動作速度が、第1の実施形態に比べて低くなる。そのため、保護回路34の設計が容易になるといった利点もある。
さらに、発光開始を未然に防ぐ必要がない点から、発光開始を防げないようなタイミング的に厳しい状況においても、駆動素子IGBTを確実に保護できるといった利点もある。
【0050】
さらに、第2の実施形態では、トランジスタQ1のコレクタと、トランジスタQ31のベースとの間に、スピードアップコンデンサCrを設ける。このスピードアップコンデンサCrは、トランジスタQ31がオンオフするタイミングを高速化する。したがって、静電気などによるトランジスタQ4のベース電圧上昇を逸早く阻止することが可能になる。
【0051】
【発明の効果】
本発明の電子閃光装置では、保護回路が、駆動素子がオン状態にあるときに、発光制御回路が発光停止信号とは別の異常信号の影響を受けないように、駆動素子のオン状態を維持するため、発光が直ちに中断されず、したがって、異常信号によって発光開始した直後に発光停止が起こるといった状況が回避され、駆動素子が破壊される等の不都合を未然に防止することができる。また、このような動作では、発光開始を未然に防ぐ必要がないので、保護回路に要求される動作速度が一般に低い。そのため、保護回路の設計が容易になる。さらに、発光開始を防げないようなタイミング的に厳しい状況においても、駆動素子を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子閃光装置11の主要回路を示す図である。
【図2】電子閃光装置31の主要回路を示す図である。
【図3】IGBT(絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ)の最大定格を示す図である。
【符号の説明】
11 電子閃光装置
12 発光制御回路
13 閃光発光回路
14 保護回路
31 電子閃光装置
34 保護回路
Claims (2)
- メインコンデンサに充電された電荷によって閃光発光を行う発光管と、
オン状態とオフ状態とに切り替え可能であり、前記オン状態で前記発光管を発光せしめ、前記オフ状態で前記発光管の発光を停止せしめる駆動素子と、
前記駆動素子を前記オン状態に切り替えるための発光開始信号と、前記オン状態にある前記駆動素子を前記オフ状態に切り替えるための発光停止信号とに基づいて、前記発光管の発光を制御する発光制御回路と、
前記駆動素子が前記オン状態になった直後に前記発光停止信号が入力された場合の前記駆動素子の前記オフ状態への切り替えを制御するための回路とは別に設けられた回路であって、前記駆動素子が前記オン状態にあるときに、前記発光制御回路が前記発光停止信号とは別の異常信号の影響を受けないように、前記駆動素子の前記オン状態を維持する保護回路と、を有し、
前記発光制御回路は、前記発光開始信号に応じてオフに切り替わると共に前記発光停止信号に応じてオンに切り替わり、且つ前記駆動素子のゲートに接続しているトランジスタを含んでおり、
前記発光制御回路は、前記トランジスタが前記オンに切り替わると前記駆動素子のゲート電圧を接地電位まで低下せしめて前記駆動素子を前記オフ状態に切り替え、
前記保護回路は、前記トランジスタが前記発光停止信号以外の前記異常信号を受けてオンしないよう、前記駆動素子の前記オン状態への切り替わりと並行して前記トランジスタのベースを接地させることで、前記トランジスタをオフに維持せしめることを特徴とする電子閃光装置。 - 請求項1記載の電子閃光装置であって、
前記保護回路は、前記トランジスタをオフにするタイミングを高速化するための高速化対策回路を備えていることを特徴とする電子閃光装置。
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