JP5456456B2 - フラッシュランプの点灯装置 - Google Patents

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、直流電源Ｖ１と、キャパシタＣ１と、チョークＬと、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とが対向配置されており、これら第１電極Ａ１および第２電極Ａ２は、発光管内部の希ガスと直接接触している。一方、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。

直流電源Ｖ１の正極には、キャパシタＣ１の一方の電極が接続されるとともに、チョークＬを介して第１電極Ａ１が接続される。直流電源Ｖ１の負極には、キャパシタＣ１の他方の電極と、第２電極Ａ２と、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、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の端子間電圧を上昇させる。そして、キャパシタＣ１の端子間電圧が特定電圧になると、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こととなる。

次に、第１電極Ａ１に特定電圧が印加されている状態で、図示しない制御部により、トリガ電極Ａ３にトリガ電圧を印加する。すると、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ている状態で、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。

特開２００７−２８７５６３号公報

消灯状態のフラッシュランプＡでは、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間のインピーダンスは、高い。このため、消灯状態のフラッシュランプＡを点灯させるためには、上述の特定電圧として、高電圧を第１電極Ａ１に印加する必要がある。したがって、直流電源Ｖ１には、高電圧を出力できる能力が必要となる。

一方、点灯状態のフラッシュランプＡでは、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間のインピーダンスは、例えば１Ω以下にまで低下する。このため、点灯状態のフラッシュランプＡを点灯させ続けるために、消灯状態のフラッシュランプＡを点灯させる際ほど高い電圧を、第１電極Ａ１に印加する必要はない。ところが、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間のインピーダンスが低下すると、点灯状態であるフラッシュランプＡの第１電極Ａ１に大電流が流れることになる。したがって、直流電源Ｖ１には、大電流を出力できる能力が必要となる。

以上によれば、直流電源Ｖ１には、高電圧および大電流を出力できる能力が必要である。このため、直流電源Ｖ１の出力容量を小さくして、直流電源Ｖ１を小型化するのは困難であり、フラッシュランプ点灯装置１００を小型化するのは困難であった。

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を小型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電圧および第１電流を出力する第１の直流電源と、第２電圧および第２電流を出力する第２の直流電源と、を備え、前記第２の直流電源の正極には、前記一対の電極のうち一方の電極が接続され、前記第２の直流電源の負極には、前記第１の直流電源の正極が接続され、消灯状態の前記フラッシュランプを点灯させる際には、前記一方の電極に、前記第１電圧と前記第２電圧とを足し合わせた電圧を印加し、点灯状態の前記フラッシュランプを点灯させ続ける際には、前記一方の電極に、前記第１電圧を印加す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電圧および第１電流を出力する第１の直流電源と、第２電圧および第２電流を出力する第２の直流電源と、を設けた。第２の直流電源の正極には、一対の電極のうち一方の電極を接続し、第２の直流電源の負極には、第１の直流電源の正極を接続した。そして、消灯状態のフラッシュランプを点灯させる際には、一方の電極に、第１電圧と第２電圧とを足し合わせた電圧を印加し、点灯状態のフラッシュランプを点灯させ続ける際には、一方の電極に、第１電圧を印加することとした。

このため、消灯状態のフラッシュランプを点灯させる際には、一方の電極に、第１の直流電源の出力電圧と、第２の直流電源の出力電圧と、を足し合わせた電圧が印加され、点灯状態のフラッシュランプを点灯させ続ける際には、一方の電極に、第１の直流電源の出力電流が供給される。

したがって、第１の直流電源の出力電流を、点灯状態となった場合に一方の電極に流れる電流以上にすることで、点灯状態のフラッシュランプを点灯させ続けることができる。また、第１の直流電源の出力電圧を低くしても、第２の直流電源の出力電圧を高くすることで、消灯状態のフラッシュランプを点灯させるために必要な電圧以上の電圧を、一方の電極に印加することができる。以上によれば、第１の直流電源から、低電圧、大電流を出力させることができるので、高電圧、大電流を出力しなくてはならない従来例に係る直流電源Ｖ１と比べて、第１の直流電源の出力容量を小さくすることができる。

また、上述のように、第１の直流電源の出力電圧を低くするために、第２の直流電源の出力電圧を高くする必要がある。一方、第２の直流電源の出力電流は、消灯状態のフラッシュランプを点灯させたり、点灯状態のフラッシュランプを点灯させ続けたりするために、必須の電流ではない。このため、第２の直流電源の出力電流を小さくすることができる。以上によれば、第２の直流電源から、高電圧、小電流を出力させることができるので、高電圧、大電流を出力しなくてはならない従来例に係る直流電源Ｖ１と比べて、第２の直流電源の出力容量を小さくすることができる。

以上のように、第１の直流電源の出力容量と、第２の直流電源の出力容量と、を小さくすることができるので、フラッシュランプの点灯装置を小型化できる。

（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２の直流電源は、第２の直流電源部に設けられ、前記第２の直流電源部は、前記第２の直流電源の正極と前記一方の電極との間に設けられた抵抗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、第２の直流電源を第２の直流電源部に設け、この第２の直流電源部に、第２の直流電源の正極と一方の電極との間に設けられた抵抗をさらに設けた。このため、消灯状態のフラッシュランプを点灯させる際には、第２の直流電源の出力電圧を、抵抗を介して、一方の電極に印加することができる。一方、点灯状態のフラッシュランプを点灯させ続ける際には、第２の直流電源の出力を抵抗が背負うため、第２の直流電源の出力が一方の電極に供給されないようにすることができる。

（３） 本発明は、（２）のフラッシュランプの点灯装置について、前記第２の直流電源部は、前記第２の直流電源および抵抗の直列回路に並列接続されたキャパシタと、前記直列回路に並列接続され、一端が前記一方の電極に接続され、他端が前記第２の直流電源の負極に接続され、他端から一端に向かって電流を流す一方向性素子と、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、第２の直流電源部に、第２の直流電源および抵抗の直列回路に並列接続されたキャパシタを設けた。このため、キャパシタにより、第２の直流電源部の出力電圧を安定化させることができる。

また、この発明によれば、第２の直流電源部に、他端から一端に向かって電流を流す一方向性素子を設け、一方向性素子の一端を、一方の電極に接続し、一方向性素子の他端を、第２の直流電源の負極に接続した。このため、フラッシュランプが点灯している状態では、一方向性素子を介して、第１の直流電源の出力電流を一方の電極に供給することができ、第２の直流電源をバイパスさせることができる。

本発明によれば、フラッシュランプの点灯装置を小型化できる。

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の直流電源部としての高圧電源部１０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。

高圧電源部１０は、一方向性素子としてのダイオードＤと、キャパシタＣ２と、抵抗Ｒと、第２の直流電源としての直流電源Ｖ２と、を備える。

直流電源Ｖ２および抵抗Ｒは、直列回路を構成し、直流電源Ｖ２の正極には、抵抗Ｒを介して第１電極Ａ１が接続される。直流電源Ｖ２の負極には、チョークＬを介して、第１の直流電源としての直流電源Ｖ１の正極と、キャパシタＣ１の一方の電極と、が接続される。

ダイオードＤは、上述の直列回路に並列接続される。ダイオードＤのカソードには、第１電極Ａ１が接続され、ダイオードＤのアノードには、直流電源Ｖ２の負極が接続される。また、キャパシタＣ２は、上述の直列回路に並列接続される。

なお、直流電源Ｖ１の出力は、低電圧、大電流であり、直流電源Ｖ２の出力は、高電圧、小電流である。本実施形態では、例えば、直流電源Ｖ１の出力電圧および出力電流は、６００Ｖ、１００Ａであり、直流電源Ｖ２の出力電圧および出力電流は、３４００Ｖ、１ｍＡであるものとする。また、消灯状態のフラッシュランプＡを点灯させるために第１電極Ａ１に印加する必要のある電圧は、４０００Ｖであり、点灯状態となった場合に第１電極Ａ１に流れる電流は、１００Ａであるものとする。

［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、消灯状態のフラッシュランプＡを点灯させる際には、第１電極Ａ１に、直流電源Ｖ１の出力と、直流電源Ｖ２の出力と、を足し合わせたものを供給する。一方、点灯状態のフラッシュランプＡを点灯させ続ける際には、第１電極Ａ１に、直流電源Ｖ１の出力を供給する。

具体的には、まず、フラッシュランプ点灯装置１００と同様に、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の端子間電圧を直流電源Ｖ１の出力電圧に等しい６００Ｖにする。

次に、図示しない制御部により、トリガ電極Ａ３にトリガ電圧を印加する。すると、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じる。

第１電極Ａ１に印加される電圧は、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じた時点では、直流電源Ｖ１の出力電圧６００Ｖと、直流電源Ｖ２の出力電圧３４００Ｖと、を足し合わせた４０００Ｖとなる。これによれば、消灯状態のフラッシュランプＡが点灯することとなる。

その後、直流電源Ｖ２の出力を抵抗Ｒが背負うことになるため、第１電極Ａ１に印加される電圧は、時間が経過するに従って低下し、一定時間が経過すると直流電源Ｖ１の出力電圧に等しい６００Ｖとなる。

一方、第１電極Ａ１に供給される電流は、第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じた時点では、直流電源Ｖ１の出力電流１００Ａと、直流電源Ｖ２の出力電流１ｍＡと、を足し合わせた１００．００１Ａとなる。

その後、直流電源Ｖ２の出力を抵抗Ｒが背負うことになるため、第１電極Ａ１に供給される電流は、時間が経過するに従って減少し、一定時間が経過すると直流電源Ｖ１の出力電流に等しい１００Ａとなる。これによれば、点灯状態のフラッシュランプＡが点灯し続けることとなる。なお、直流電源Ｖ１の出力電流は、ダイオードＤを介して第１電極Ａ１に供給され、ダイオードＤにより高圧電源部１０がバイパスされる。

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。

第１電極Ａ１と第２電極Ａ２との間で絶縁破壊が生じた時点では、第１電極Ａ１に４０００Ｖの電圧が印加されるため、消灯状態のフラッシュランプＡを点灯させることができる。また、点灯状態のフラッシュランプＡでは、ダイオードＤを介して第１電極Ａ１に１００Ａの電流が供給されるため、点灯状態のフラッシュランプＡを点灯させ続けることができる。

また、直流電源Ｖ１の出力容量は、出力電圧６００Ｖと出力電流１００Ａとを乗算して求めることができ、６０ｋＶＡである。直流電源Ｖ２の出力容量は、出力電圧３４００Ｖと出力電流１ｍＡとを乗算して求めることができ、３．４ＶＡである。一方、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、消灯状態のフラッシュランプＡを点灯させるために第１電極Ａ１に印加する必要のある電圧４０００Ｖと、点灯状態のフラッシュランプＡを点灯させ続けるために第１電極Ａ１に供給する必要のある電流１００Ａと、を直流電源Ｖ１が出力できる必要があるため、直流電源Ｖ１の出力容量は、４００ｋＶＡとなる。以上によれば、本実施形態に係るフラッシュランプ点灯装置１に設けられる直流電源Ｖ１、Ｖ２の出力容量は、従来例に係るフラッシュランプ点灯装置１００に設けられる直流電源Ｖ１の出力容量と比べて、大幅に小さい。このため、本実施形態に係る直流電源Ｖ１、Ｖ２を、従来例に係る直流電源Ｖ１と比べて小型化することができるので、フラッシュランプ点灯装置１を小型化できる。

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。

１、１００；フラッシュランプ点灯装置
１０；高圧電源部
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
Ｄ；ダイオード
Ｒ；抵抗
Ｖ１、Ｖ２；直流電源

Claims (3)

1. 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電圧および第１電流を出力する第１の直流電源と、
   第２電圧および第２電流を出力する第２の直流電源と、
   前記第２の直流電源に並列接続され、他端から一端に向かって電流を流す一方向性素子と、を備え、
   前記第２の直流電源の正極には、前記一対の電極のうち一方の電極と、前記一方向性素子の一端と、が接続され、前記第２の直流電源の負極には、前記第１の直流電源の正極と、前記一方向性素子の他端と、が接続され、
   消灯状態の前記フラッシュランプを点灯させる際には、前記第１の直流電源から前記第１電圧および前記第１電流を出力させるとともに、前記第２の直流電源から前記第２電圧および前記第２電流を出力させて、前記一方の電極に、前記第１電圧と前記第２電圧とを足し合わせた電圧と、前記第１電流と前記第２電流とを足し合わせた電流と、を供給し、
   点灯状態の前記フラッシュランプを点灯させ続ける際には、前記第１の直流電源から前記第１電圧および前記第１電流を出力させ続けるとともに、前記第２の直流電源からの出力を停止させて、前記一方の電極に、前記第１電圧と、前記第１電流と、を供給し続けることを特徴とするフラッシュランプの点灯装置。
2. 前記第２の直流電源は、第２の直流電源部に設けられ、
   前記第２の直流電源部は、前記第２の直流電源の正極と前記一方の電極との間に設けられた抵抗を備え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。
3. 前記第２の直流電源部は、
   前記第２の直流電源および抵抗の直列回路に並列接続されたキャパシタと、
   前記直列回路に並列接続され、一端が前記一方の電極に接続され、他端が前記第２の直流電源の負極に接続され、他端から一端に向かって電流を流す一方向性素子と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のフラッシュランプの点灯装置。

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