JP5360767B2

JP5360767B2 - フラッシュランプの点灯装置

Info

Publication number: JP5360767B2
Application number: JP2010011797A
Authority: JP
Inventors: 寛史城; 和之指田
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: JP2011150915A

Description

本発明は、フラッシュランプの点灯装置に関する。

従来より、短期間に大光量を得る光源として、フラッシュランプが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

［フラッシュランプ点灯装置１００の構成］
図２は、従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００の回路図である。フラッシュランプ点灯装置１００は、第１電源部１１０および第２電源部１２０を備え、フラッシュランプＡを駆動する。

フラッシュランプＡは、キセノンガスといった希ガスが封入された発光管を備える。発光管の内部には、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２とが対向配置され、発光管の外部には、この発光管に近接してトリガ電極Ａ３が設けられる。

第１電源部１１０は、直流電源Ｖ１、キャパシタＣ１、スイッチＳＷ、およびインダクタＬを備える。直流電源Ｖ１の正極には、キャパシタＣ１の一方の電極と、スイッチＳＷの一端と、が接続される。スイッチＳＷの他端には、インダクタＬを介して第１電極Ａ１が接続される。キャパシタＣ１の他方の電極には、直流電源Ｖ１の負極が接続される。

第２電源部１２０は、直流電源Ｖ２、抵抗Ｒ、トリガトランスＴ、シャントレギュレータＴＬ、およびトリガ信号生成部１２１を備える。直流電源Ｖ２の正極には、抵抗Ｒを介して、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端が接続される。トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の他端には、シャントレギュレータＴＬのアノードが接続される。シャントレギュレータＴＬのカソードおよびリファレンスには、トリガ信号生成部１２１が接続される。トリガトランスＴの２次巻線Ｔ２の一端には、トリガ電極Ａ３が接続される。直流電源Ｖ２の負極と、トリガトランスＴの２次巻線Ｔ２の他端とには、直流電源Ｖ１の負極が接続される。

［フラッシュランプ点灯装置１００の動作］
以上の構成を備えるフラッシュランプ点灯装置１００は、以下のように動作する。まず、スイッチＳＷをオフ状態にし、直流電源Ｖ１によりキャパシタＣ１を充電して、キャパシタＣ１の一方の電極の電圧を特定電圧にする。

次に、スイッチＳＷをオン状態にする。すると、充電されたキャパシタＣ１により、第１電極Ａ１には、オン状態のスイッチＳＷおよびインダクタを介して特定電圧が印加される。

次に、トリガ信号生成部１２１により、予め定められた電圧をシャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加して、シャントレギュレータＴＬをオン状態にする。すると、直流電源Ｖ２の正極から、抵抗Ｒ、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端、シャントレギュレータＴＬの順に電流が流れる。トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端に電流が流れると、トリガトランスＴの２次巻線に起電力が生じ、この起電力によりトリガ電極Ａ３にトリガ電圧が印加されることとなる。トリガ電極Ａ３にトリガ電圧が印加されると、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じる。

以上のように、第１電極Ａ１に特定電圧が印加された状態で、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じると、第２電極Ａ２から第１電極Ａ１に向かって熱電子が放出され、フラッシュランプＡが点灯する。

フラッシュランプＡが点灯している期間では、キャパシタＣ１が放電され続けるため、点灯してから所定時間が経過すると、フラッシュランプＡが消灯する。

なお、フラッシュランプＡが点灯すると、トリガ電極Ａ３にトリガ電圧を印加する必要はなくなる。そこで、フラッシュランプＡが点灯すると、トリガ信号生成部１２１により、予め定められた電圧をシャントレギュレータＴＬのリファレンスに印加するのを停止して、シャントレギュレータＴＬをオフ状態にする。これによれば、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端に流れていた電流が「０」となり、トリガトランスＴの２次巻線Ｔ２に生じていた起電力が「０」となるので、この起電力によりトリガ電極Ａ３に印加されていたトリガ電圧が「０」となる。

実開平６−７０２００号公報

上述のフラッシュランプ点灯装置１００のような、従来のフラッシュランプの点灯装置では、回路構成を簡略化することが要請されていた。

上述の課題を鑑み、本発明は、フラッシュランプの点灯装置の回路構成を簡略化することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、希ガスが封入された発光管の内部に一対の電極が対向配置されたフラッシュランプの点灯装置であって、第１キャパシタと、前記第１キャパシタを充電する充電手段と、一端の電圧が他端の電圧と比べて予め定められた閾値以上高くなると、オン状態となる点弧素子と、前記第１キャパシタと前記一対の電極のうち一方および前記点弧素子の一端とを断続するスイッチ素子と、前記点弧素子の他端に接続された１次巻線と、前記フラッシュランプのトリガ電極に接続された２次巻線と、を有するトリガトランスと、を備えることを特徴とするフラッシュランプの点灯装置を提案している。

この発明によれば、希ガスが封入された発光管の内部に一対の電極が対向配置されたフラッシュランプの点灯装置に、第１キャパシタ、充電手段、点弧素子、スイッチ素子、およびトリガトランスを設けた。第１キャパシタは、充電手段により充電されるものとした。また、点弧素子は、一端の電圧が他端の電圧と比べて予め定められた閾値以上高くなると、オン状態となるものとした。また、スイッチ素子により、第１キャパシタと、一対の電極のうち一方および点弧素子の一端と、を断続することとした。また、トリガトランスの１次巻線に、点弧素子の他端を接続し、トリガトランスの２次巻線に、フラッシュランプのトリガ電極を接続した。

このため、充電手段により第１キャパシタを充電して、第１キャパシタの充電電圧が予め定められた閾値以上の特定電圧になった後に、スイッチ素子をオン状態にする。すると、充電された第１キャパシタにより、点弧素子の一端の電圧が特定電圧まで立ち上がる。そして、立ち上がりの途中で、点弧素子の一端の電圧が予め定められた閾値に達すると、点弧素子がオン状態となる。点弧素子がオン状態になると、トリガトランスの１次巻線に電流が流れ、トリガトランスの２次巻線に起電力が生じ、この起電力によりトリガ電極にトリガ電圧が印加されることとなる。トリガ電極にトリガ電圧が印加されると、フラッシュランプの一対の電極の間で絶縁破壊が生じる。したがって、図２に示した従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００と比べて、点弧素子を新たに設ける必要はあるが、トリガ電極にトリガ電圧を印加するために必要であった直流電源Ｖ２、シャントレギュレータＴＬ、およびトリガ信号生成部１２１が不要となる。よって、フラッシュランプの点灯装置の回路構成を簡略化できる。

ここで、図２に示した従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００において、抵抗ＲとインダクタＬとを接続することで、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端を、抵抗ＲおよびインダクタＬを介してスイッチＳＷの他端に接続した場合について検討する。この場合には、直流電源Ｖ１を利用してトリガ電極Ａ３にトリガ電圧を印加することができ、直流電源Ｖ２を削除でき、フラッシュランプ点灯装置１００の回路構成を簡略化できるとも考えられる。ところが、以下の理由から、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端を、抵抗ＲおよびインダクタＬを介してスイッチＳＷの他端に接続するのは困難である。

フラッシュランプを点灯させる場合、フラッシュランプの一対の電極のうち一方には、高電圧、具体的にはフラッシュランプのトリガ電極に印加するトリガ電圧と比べて高い電圧を、印加しなくてはならない。このため、図２に示した従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００では、第１電極Ａ１に特定電圧を印加するために設けられた直流電源Ｖ１から出力される電圧は、トリガ電圧をトリガ電極Ａ３に印加させるには高すぎる。したがって、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端を、抵抗ＲおよびインダクタＬを介してスイッチＳＷの他端に接続するためには、抵抗Ｒの抵抗値を大きくして、直流電源Ｖ１から出力された電圧を降圧しなくてはならない。ところが、抵抗Ｒの抵抗値を大きくすると、抵抗Ｒで消費されるエネルギーが増大するので、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊を生じさせるのに十分なトリガ電圧を、トリガ電極Ａ３に供給できなくなるおそれがあった。したがって、図２に示した従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００において、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端を、抵抗ＲおよびインダクタＬを介してスイッチＳＷの他端に接続するのは困難であり、直流電源Ｖ２を削除するのは困難であった。

一方、上述の発明では、トリガトランスの１次巻線と第１キャパシタとを、点弧素子を介して接続した。このため、図２に示した直流電源Ｖ１に相当する充電手段を利用しても、点弧素子のオン電圧により、フラッシュランプの一対の電極の間で絶縁破壊を生じさせるのに十分なトリガ電圧を、トリガ電極に供給できる。

（２）本発明は、（１）のフラッシュランプの点灯装置について、前記第１キャパシタと、前記点弧素子の一端と、の間には、第２キャパシタが設けられることを特徴とするフラッシュランプの点灯装置を提案している。

ここで、上述のように、フラッシュランプが点灯すると、トリガ電極にトリガ電圧を印加する必要はなくなる。そこで、この発明によれば、第１キャパシタと点弧素子の一端との間に、第２キャパシタを設けた。このため、第１キャパシタから点弧素子の一端に印加される電圧の直流成分は、第２キャパシタにより除去される。したがって、フラッシュランプが点灯すると、トリガ電極にトリガ電圧が印加されないようにすることができる。

本発明によれば、フラッシュランプ点灯装置の回路構成を簡略化できる。

本発明の一実施形態に係るフラッシュランプ点灯装置の回路図である。従来例に係るフラッシュランプ点灯装置の回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

［フラッシュランプ点灯装置１の構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るフラッシュランプ点灯装置１の回路図である。フラッシュランプ点灯装置１は、図２に示した従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００とは、第２電源部１２０の代わりに第２電源部２０を備える点が異なる。なお、フラッシュランプ点灯装置１において、フラッシュランプ点灯装置１００と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

第２電源部２０は、第２電源部１２０とは、直流電源Ｖ２、シャントレギュレータＴＬ、およびトリガ信号生成部１２１の代わりに、第２キャパシタとしてのキャパシタＣ２と、点弧素子としてのサイダック（登録商標）Ｓを備える点が異なる。

キャパシタＣ２は、抵抗Ｒと並列接続されており、キャパシタＣ２の一方の電極と、抵抗Ｒの一端とには、インダクタＬを介してスイッチ素子としてのスイッチＳＷの他端が接続される。キャパシタＣ２の他方の電極と、抵抗Ｒの他端とには、サイダックＳの一端が接続される。サイダックＳの他端には、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端が接続され、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の他端には、充電手段としての直流電源Ｖ１の負極が接続される。

［フラッシュランプ点灯装置１の動作］
以上の構成を備えるフラッシュランプ点灯装置１は、以下のように動作する。まず、フラッシュランプ点灯装置１００と同様に、スイッチＳＷをオフ状態にし、直流電源Ｖ１により第１キャパシタとしてのキャパシタＣ１を充電して、キャパシタＣ１の一方の電極の電圧をサイダックＳのブレークオーバ電圧より高い上述の特定電圧にする。

また、上述のようにスイッチＳＷをオン状態にすると、充電されたキャパシタＣ１により、サイダックＳの一端の電圧は、特定電圧まで立ち上がる。そして、この立ち上がりの途中で、サイダックＳの一端の電圧がブレークオーバ電圧に達すると、サイダックＳの一端の電圧は、サイダックＳの他端の電圧と比べて、サイダックＳのブレークオーバ電圧以上高くなり、サイダックＳがオン状態となる。サイダックＳがオン状態になると、トリガトランスＴの１次巻線Ｔ１の一端から他端に電流が流れ、トリガトランスＴの２次巻線に起電力が生じ、この起電力によりトリガ電極Ａ３にトリガ電圧が印加されることとなる。トリガ電極Ａ３にトリガ電圧が印加されると、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じる。

以上によれば、スイッチＳＷをオン状態にすると、第１電極Ａ１に特定電圧が印加されるとともに、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じることとなる。このため、第２電極Ａ２から第１電極Ａ１に向かって熱電子が放出され、フラッシュランプＡが点灯する。

なお、フラッシュランプＡが点灯すると、トリガ電極Ａ３にトリガ電圧を印加する必要はなくなる。そこで、キャパシタＣ１の一方の電極と、サイダックＳの一端と、の間には、キャパシタＣ２が直列に接続されている。これによれば、キャパシタＣ１の一方の電極からサイダックＳの一端に印加される電圧の直流成分は、キャパシタＣ２により除去される。このため、フラッシュランプＡが点灯すると、トリガ電極Ａ３に印加されていたトリガ電圧が略「０」となる。

以上のフラッシュランプ点灯装置１によれば、以下の効果を奏することができる。

直流電源Ｖ１によりキャパシタＣ１を充電して、キャパシタＣ１の一方の電極の電圧がサイダックＳのブレークオーバ電圧より高い上述の特定電圧になった後に、スイッチＳＷをオン状態にする。すると、充電されたキャパシタＣ１により、第１電極Ａ１に特定電圧が印加されるとともに、サイダックＳがオン状態となって第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じることとなる。このため、図２に示した従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００と比べて、サイダックＳを新たに設ける必要はあるが、トリガ電極Ａ３にトリガ電圧を印加するために必要であった直流電源Ｖ２、シャントレギュレータＴＬ、およびトリガ信号生成部１２１が不要となる。よって、フラッシュランプ点灯装置１の回路構成をフラッシュランプ点灯装置１００と比べて簡略化できる。

また、キャパシタＣ１の一方の電極からサイダックＳの一端に印加される電圧の直流成分は、キャパシタＣ２により除去される。このため、フラッシュランプＡが点灯すると、トリガ電極Ａ３に印加されていたトリガ電圧が略「０」にすることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の実施形態では、点弧素子としてサイダックＳを設けたが、これに限らず、例えばダイアックやトライアックを設けてもよい。

１、１００；フラッシュランプ点灯装置
Ａ；フラッシュランプ
Ａ１；第１電極
Ａ２；第２電極
Ａ３；トリガ電極
Ｃ１、Ｃ２；キャパシタ
Ｓ；サイダック
ＳＷ；スイッチ
Ｔ；トリガトランス
Ｖ１、Ｖ２；直流電源

Claims

希ガスが封入された発光管の内部に一対の電極が対向配置されたフラッシュランプの点灯装置であって、
第１キャパシタと、
前記第１キャパシタを充電する充電手段と、
一端の電圧が他端の電圧と比べて予め定められた閾値以上高くなると、オン状態となる点弧素子と、
前記第１キャパシタと前記一対の電極のうち一方および前記点弧素子の一端とを断続するスイッチ素子と、
前記点弧素子の他端に接続された１次巻線と、前記フラッシュランプのトリガ電極に接続された２次巻線と、を有するトリガトランスと、を備えることを特徴とするフラッシュランプの点灯装置。
前記第１キャパシタと、前記点弧素子の一端と、の間には、第２キャパシタが設けられることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュランプの点灯装置。