JP5649035B2

JP5649035B2 - ストロボ装置

Info

Publication number: JP5649035B2
Application number: JP2010101738A
Authority: JP
Inventors: 隆浩池田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: JP2011232480A

Description

本発明は、ストロボ装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラやカメラ機能付携帯電話機などの撮像装置と共に用いられ、被写体を照射するためのストロボ装置に関するものである。

従来から、写真撮影の際に被写体を照射する光源としてストロボ装置が多用されている。このようなストロボ装置には、閃光放電管を略一定の輝度で所定時間発光を継続させるフラット発光モードを選択可能なものがある。このようなストロボ装置でフラット発光モードが選択されると、閃光放電管と直列に接続された絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と略す）などの発光制御用スイッチング素子をオン・オフ制御することにより、閃光放電管を擬似的に略一定の輝度で所定時間発光させることができる。

具体的には、ストロボ装置は、図６（ａ）に示すような発光制御信号Ｓを外部信号入力端子から入力することにより、発光制御用スイッチング素子をオン・オフ動作させる。発光制御信号Ｓは、発光制御用スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えるために電圧を印加する期間ｔ１、オン状態が維持される制御信号である。発光制御信号Ｓは、閃光放電管の発光量を制御する制御回路から入力される。

発光制御信号Ｓが入力されると、発光制御用スイッチング素子には、図６（ｂ）に示すように、単位時間当たり所定の電圧上昇率で電圧が印加される。発光制御用スイッチング素子に印加される駆動電圧が所定の電圧（閾値電圧ＶＧＥ）を超えると、発光制御用スイッチング素子は、オフ状態からオン状態に切り替わり、閃光放電管に電流が流れて、発光が開始される。

このとき、閃光放電管には、電流制限用コイルを介してメインコンデンサから電流が流れる。この電流制限用コイルは、閃光放電管に流れる電流を緩やかに増減する（単位時間当たりの発光量の光量変化を下げる）ために設けられる。

よって、発光制御用スイッチング素子がオフ状態からオン状態に切り替わる際は、この電流制限用コイルにより、閃光放電管に流れる電流は、緩やかに増加し、これに応答して閃光放電管の発光量も緩やかに増加する。

発光制御用スイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替わる際も、この電流制限用コイルにより、閃光放電管に流れる電流は、緩やかに減少し、これに応答して閃光放電管の発光量も緩やかに減少する。閃光放電管を流れた電流は、発光制御用スイッチング素子がオフ状態に切り替わっているため、閃光放電管及び電流制限用コイルに逆方向並列に接続される還流ダイオードを介して電流制限用コイルに還流される。

しかし、発光制御用スイッチング素子がオフ状態からオン状態に切り替わる際、メインコンデンサから流れる電流の一部は、電流制限用コイルを介して閃光放電管に流れず、還流ダイオードに逆バイアスで流れることにより、ノイズが発生する（図６（ｂ）の例では、発光制御用スイッチング素子がオン状態に切り替わってから期間ｔ２経過後）。

このノイズに起因して発光制御信号Ｓの電圧が低下する場合があり、発光制御用スイッチング素子に印加される駆動電圧が閾値電圧ＶＧＥよりも低下すると、発光制御用スイッチング素子がオン状態からオフ状態に切り替わる。その後、ノイズが減衰して、発光制御信号Ｓがオフ状態からオン状態に復帰する。発光制御用スイッチング素子に印加される駆動電圧は、再び上昇するが、発光制御用スイッチング素子に印加される駆動電圧が再び閾値電圧ＶＧＥを超えることにより、発光制御用スイッチング素子がオフ状態からオン状態に切り替わり、前述同様、閃光放電管に電流が流れると共に、還流ダイオードにも逆バイアスで電流が流れ、ノイズが発生する。これが繰り返されると、発光制御用スイッチング素子に破損等の不具合が発生する場合がある。

このような課題を解決するために、例えば、特許文献１に開示されているストロボ装置は、発光管（前述の「閃光放電管」に相当）と、該発光管と直列に接続されるＩＧＢＴ（前述の「発光制御用スイッチング素子」に相当）と、発光開始信号（前述の「発光制御信号Ｓのオン状態」に相当）に応答してＩＧＢＴのゲートに電圧を印加するゲート電圧生成回路と、発光停止信号（前述の「発光制御信号Ｓのオフ状態」に相当）に応答してＩＧＢＴのゲート電圧を消失するゲート電圧消失回路と、発光開始信号の出力に応答して予め決められた時間内は発光停止信号を無効にするタイマー及びＡＮＤゲートとを備えるものがある。該タイマーは、入力信号に対応して一定時間「Ｌ」レベルの出力信号を出力する。ＡＮＤゲートは、タイマーの出力信号のレベルと発光停止信号のレベルとの論理積の結果を出力する。

このストロボ装置は、発光開始信号の入力に応答して、ゲート電圧生成回路がＩＧＢＴのゲートに電圧を印加する一方、タイマーにも発光開始信号を入力する。タイマーの出力信号が「Ｌ」レベルの間に発光停止信号の入力があった場合、ＡＮＤゲートにはタイマーの出力信号が「Ｌ」レベルで入力されており、発光停止信号の入力にかかわらず、出力信号は、「Ｌ」レベルに維持される。このようにして、このストロボ装置は、タイマーの出力信号が「Ｈ」レベルに切り替わるまで、発光停止信号を無効にすることができる。

特許文献２に開示されているストロボ装置は、閃光放電管と、ＩＧＢＴ素子を用いた閃光放電管駆動回路と、ＩＧＢＴ素子に設定された導通時間を保持するタイマー回路と、閃光放電管駆動回路からの出力とタイマー回路からの出力との論理和により導通が行われる閃光放電管用点灯制御回路とを備える。

このストロボ装置は、入力端子から入力される入力（前述の「発光制御信号Ｓ」に相当）を２分割し、一方を閃光放電管駆動回路に、他方をタイマー回路に入力される。タイマー回路は、入力に応じて閃光放電管駆動回路と同じ長さのパルス（矩形波）を出力する。閃光放電管駆動回路及びタイマー回路からの出力信号は、それぞれＯＲ（論理和）ゲートに入力され、その論理和の結果をＩＧＢＴ素子に入力する。このようにして、このストロボ装置は、閃光放電管駆動回路がタイマー回路と比べノイズを拾いやすいが、タイマー回路の出力信号が「Ｈ」レベルに切り替わるまで、このノイズの影響を受けた閃光放電管駆動回路の出力信号に関係なく、ＩＧＢＴ素子にゲート電圧を印加することができる。

実用新案登録第２５７０１０９号公報特開２００７−１０９５５１号公報

しかし、特許文献１に記載されたストロボ装置は、ノイズの影響を受けた発光停止信号を無効にするために、タイマー及びＡＮＤゲートを必要とする。特許文献２に記載されたストロボ装置も、ノイズの影響を受けた閃光放電管駆動回路の出力信号を無効にするために、タイマー回路及びＯＲ（論理和）ゲートを必要とする。

本発明は、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止する回路を簡単に構成するストロボ装置を提供することを目的とする。

本発明のストロボ装置は、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、該閃光放電管の発光強度に応じてスイッチング動作を行う発光制御用スイッチング素子と、
発光制御信号入力端子を有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオンにより前記発光制御用スイッチング素子のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子と、
前記発光制御信号入力端子を前記オン制御用スイッチング素子と共有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオフにより前記発光制御用スイッチング素子のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子と、
該オフ制御用スイッチング素子による前記発光制御用スイッチング素子のオフ動作を所定時間遮断するオフ動作遮断制御回路とを備え、該オフ動作遮断制御回路は、前記オフ制御用スイッチング素子が前記発光制御用スイッチング素子のオフ動作を遮断するオフ動作遮断用スイッチング素子と、該オフ動作遮断用スイッチング素子の動作時間を設定可能な微分回路とを有し、
前記発光制御信号がオン状態になることで、前記オン制御用スイッチング素子がオン動作となり、該オン制御用スイッチング素子のオン動作によって前記発光制御用スイッチング素子がオン動作となって，前期閃光放電管の発光を開始させ、前記発光制御信号がオフ状態になることで、前記オフ制御用スイッチング素子がオン動作となり、該オフ制御用スイッチング素子のオン動作によって，前記発光制御用スイッチング素子がオフ動作となって発光を停止させるストロボ装置であって、前記オフ動作遮断回路は、前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作に伴い発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態にあるにもかかわらず、前記オフ制御スイッチング素子がオン動作に遷移しないように、
前記発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は前記オフ制御用スイッチング素子がオフ状態を維持するように構成されることを特徴とする。

かかる構成によれば、発光制御用スイッチング素子は、オン制御用スイッチング素子のオン制御により、スイッチング動作される。この際、オフ制御用スイッチング素子は、微分回路により設定された動作時間中、オフ動作遮断用スイッチング素子によりオフ動作を遮断しており、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、オフ制御用スイッチング素子がオフ動作するような場合であっても、このオフ動作による発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止できる。この発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止する回路は、従来技術のようなタイマー回路、及び、ＡＮＤゲートやＯＲゲートなどのロジック回路を必要とせず、オフ動作遮断用スイッチング素子及び微分回路からなる簡単な回路構成のオフ動作遮断制御回路で構成することができる。

また本発明のストロボ装置は、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、該閃光放電管の発光強度に応じてスイッチング動作を行う発光制御用スイッチング素子と、発光制御信号入力端子を有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオンにより前記発光制御用スイッチング素子のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子と、前記発光制御信号入力端子を前記オン制御用スイッチング素子と共有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオフにより前記発光制御用スイッチング素子のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子と、
該オン制御用スイッチング素子による前記発光制御用スイッチング素子のオン動作を所定時間遮断するオン動作遮断制御回路とを備え、該オン動作遮断制御回路は、前記オン制御用スイッチング素子が前記発光制御用スイッチング素子のオン動作を遮断するオン動作保持用スイッチング素子と、該オン動作保持用スイッチング素子の動作時間を設定可能な微分回路とを有し、前記発光制御信号がオン状態になることで、前記オン制御用スイッチング素子がオン動作となり、該オン制御用スイッチング素子のオン動作によって前記発光制御用スイッチング素子がオン動作となって，前期閃光放電管の発光を開始させ、前記発光制御信号がオフ状態になることで、前記オフ制御用スイッチング素子がオン動作となり、該オフ制御用スイッチング素子のオン動作によって，前記発光制御用スイッチング素子がオフ動作となって発光を停止させるストロボ装置であって、前記オン動作保持回路は、前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作に伴い発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態であるにも関わらず，前記オン制御用スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移しないように、該発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は、前記オン制御用スイッチング素子がオン状態を維持するように構成されることを特徴とする。

かかる構成によれば、発光制御用スイッチング素子は、オン制御用スイッチング素子のオン制御により、スイッチング動作される。この際、オン制御用スイッチング素子は、微分回路により設定された動作時間中、オン動作保持用スイッチング素子によりオン動作を保持しており、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、オン制御用スイッチング素子がオフ動作するような場合であっても、このオフ動作による発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止できる。この発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止する回路は、従来技術のようなタイマー回路、及び、ＡＮＤゲートやＯＲゲートなどのロジック回路を必要とせず、オン動作保持用スイッチング素子及び微分回路からなる簡単な回路構成のオン動作保持制御回路で構成することができる。

また本発明のストロボ装置は、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、該閃光放電管の発光強度に応じてスイッチング動作を行う発光制御用スイッチング素子と、発光制御信号入力端子を有し、該信号端子に入力する発光制御信号のオンにより前記発光制御用スイッチング素子のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子と、前記発光制御信号のオフにより前記発光制御用スイッチング素子のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子と、該オフ制御用スイッチング素子の発光制御用スイッチング素子のオフ動作を所定時間遮断するとともに、オン制御用スイッチング素子の発光制御用スイッチング素子のオン動作を所定時間保持するスイッチング動作制御回路とを備え、前記発光制御信号がオン状態になることで、前記オン制御用スイッチング素子がオン動作となって、前記発光制御用スイッチング素子がオン動作となって，前期閃光放電管が発光し、
前記発光制御信号がオフ状態になることで、前記オフ制御用スイッチング素子がオン動作となり、前記発光制御用スイッチング素子がオフ動作となって発光を停止させるストロボ装置であって、前記スイッチング動作制御回路は、
前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作によって発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態にあるにもかかわらず、前記オフ制御スイッチング素子がオフ動作からオン動作に遷移しないように、前記発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は前記オフ制御用スイッチング素子がオフ状態を維持するように構成を有するとともに、
前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作に伴い発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態であるにも関わらず，前記オン制御用スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移しないように、
該発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は、前記オン制御用スイッチング素子がオン状態を維持するような構成をさらに有することを特徴とする。

かかる構成によれば、発光制御用スイッチング素子は、オン制御用スイッチング素子のオン制御により、スイッチング動作される。この際、オフ制御用スイッチング素子は、微分回路により設定された動作時間中、オフ動作遮断用スイッチング素子によりオフ動作を遮断しており、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、オフ制御用スイッチング素子がオフ動作するような場合であっても、このオフ動作による発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止できる。また、オン制御用スイッチング素子は、微分回路により設定された動作時間中、オン動作保持用スイッチング素子によりオン動作を保持しており、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、オン制御用スイッチング素子がオフ動作するような場合であっても、このオフ動作による発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止できる。この発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止する回路は、従来技術のようなタイマー回路、及び、ＡＮＤゲートやＯＲゲートなどのロジック回路を必要とせず、オフ動作遮断用スイッチング素子、オン動作保持用スイッチング素子及び微分回路からなる簡単な回路構成のスイッチング動作制御回路で構成することができる。

また、請求項４に記載の発明において、微分回路は、発光制御用スイッチング素子をスイッチング動作させる回路から分岐して直列に接続するコンデンサ要素と抵抗要素とからなり、オフ動作遮断用スイッチング素子は、抵抗要素間の微分電圧でスイッチング動作することによりオフ制御用スイッチング素子の動作を遮断することが好ましい。

かかる構成によれば、オン制御用スイッチング素子をスイッチング動作させる回路から分岐して発光制御信号を微分回路で微分し、その発光制御信号Ｓがオフ状態からオン状態に切り替わってから、コンデンサ要素と抵抗要素とからなる時定数による動作時間中、オフ動作遮断用スイッチング素子をスイッチング動作させる。ノイズは、発光制御用スイッチング素子のオフ状態からオン状態に切り替わる際のスイッチングに伴い、この発光制御用スイッチング素子のオン状態の間に発生することになる。その間、オフ動作遮断用スイッチング素子をスイッチング動作させ、オフ制御用スイッチング素子のスイッチング動作を遮断する。すなわち、このオフ動作遮断用スイッチング素子の動作時間は、ノイズによる発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止できる。

また、請求項５に記載の発明において、微分回路は、発光制御用スイッチング素子をスイッチング動作させる回路から分岐して直列に接続するコンデンサ要素と抵抗要素とからなり、オン動作保持用スイッチング素子は、抵抗要素間の微分電圧でスイッチング動作することによりオン制御用スイッチング素子の動作を保持することが好ましい。

かかる構成によれば、オン制御用スイッチング素子をスイッチング動作させる回路から分岐して発光制御信号を微分回路で微分し、その発光制御信号Ｓがオフ状態からオン状態に切り替わってから、コンデンサ要素と抵抗要素とからなる時定数による動作時間中、オン動作保持用スイッチング素子をスイッチング動作させる。ノイズは、発光制御用スイッチング素子のオフ状態からオン状態に切り替わる際のスイッチングに伴い、この発光制御用スイッチング素子のオン状態の間に発生することになる。その間、オン動作保持用スイッチング素子をスイッチング動作させ、オン制御用スイッチング素子のスイッチング動作を保持する。すなわち、このオン動作保持用スイッチング素子の動作時間は、ノイズによる発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止できる。

これにより、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止する回路を簡単に構成することができる。

本発明の一実施形態に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図（ａ）は、外部信号入力端子から入力される発光制御信号の波形を示す図、（ｂ）は、ＩＧＢＴのゲート端子に印加される駆動電圧の波形を示す図（ａ）は、外部信号入力端子から入力される発光制御信号の波形を示す図、（ｂ）は、本実施形態に係るストロボ装置でのＩＧＢＴのゲート端子に印加される駆動電圧の波形を示す図、（ｃ）は、本実施形態に係るストロボ装置での、発光制御信号にノイズが入った場合の発光制御信号の波形を示す図本発明のその他の実施形態に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図（ａ）は、外部信号入力端子から入力される発光制御信号の波形を示す図、（ｂ）は、その他の実施形態に係るストロボ装置でのＩＧＢＴのゲート端子に印加される駆動電圧の波形を示す図、（ｃ）は、その他の実施形態に係るストロボ装置での、発光制御信号にノイズが入った場合の発光制御信号の波形を示す図（ａ）は、外部信号入力端子から入力される発光制御信号の波形を示す図、（ｂ）は、従来のストロボ装置でのＩＧＢＴのゲート端子に印加される駆動電圧の波形を示す図、（ｃ）は、従来のストロボ装置での発光制御信号にノイズが入った場合の発光制御信号の波形を示す図

以下、本発明の実施形態に係るストロボ装置について図面を参酌しつつ説明する。まず、本実施形態に係るストロボ装置の回路構成について、図１を参酌しつつ説明する。

本実施形態に係るストロボ装置は、電源電池１と、該電源電池１からの電源電圧を直流高電圧に昇圧する昇圧回路２と、該昇圧回路２によって昇圧された直流高電圧により電荷を蓄積する（充電する）メインコンデンサ３と、該メインコンデンサ３の蓄積電荷を消費することで発光するキセノン管等の閃光放電管４と、該閃光放電管４の発光強度に応じてスイッチング動作を行うＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）５と、閃光放電管４を励起するためのトリガ回路６と、メインコンデンサ３から閃光放電管４に供給する発光用電流を制限する電流制限用コイル７と、該電流制限用コイル７に発生する誘導電流を電流制限用コイル７に還流する還流ダイオード８と、外部信号入力端子９から入力される発光制御信号Ｓを増幅する信号増幅回路１０と、ＩＧＢＴ５のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子１１と、ＩＧＢＴ５のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子１２と、該オフ制御用スイッチング素子１２のＩＧＢＴ５のオフ動作を所定時間遮断するオフ動作遮断制御回路１３と、昇圧回路２で昇圧された電圧をＩＧＢＴ５のゲート駆動用電源電圧まで降圧して供給するゲート電源回路１４とを備える。

ＩＧＢＴ５は、本願発明の発光制御用スイッチング素子を構成する。ＩＧＢＴ５は、オン状態で、メインコンデンサ３、電流制限用コイル７及び閃光放電管４からなる回路が構成可能になっている。

電流制限用コイル７は、メインコンデンサ３と閃光放電管４とに直列接続して、メインコンデンサ３から閃光放電管４への発光用電流の増加及び減少を緩やかに変化させるコイル要素である。

還流ダイオード８は、電流制限用コイル７及び閃光放電管４とに逆バイアスで並列に接続されるダイオードである。還流ダイオード８は、閃光放電管４のカソード（Ｋ）端子とＩＧＢＴ５のコレクタ端子（Ｃ）との間を分岐してアノード（Ａ）端子を接続し、メインコンデンサ３の陽極（＋）にカソード（Ｋ）端子を接続する。

信号増幅回路１０は、２つのエンハンスメント形・ＭＯＳ−ＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１５，１６から構成される。ＭＯＳ−ＦＥＴ１５，１６は、ソース（Ｓ）端子同士を接続し、ゲート電源回路１４の陰極（−）に接続され、すなわち、ＧＮＤレベルに設定されている。第１ＭＯＳ−ＦＥＴ１５及び第２ＭＯＳ−ＦＥＴ１６のゲート（Ｇ）端子は、外部信号入力端子９に接続される。

オン制御用スイッチング素子１１は、ｐｎｐ接合形トランジスタで構成されるオン制御用トランジスタ１７である。オン制御用トランジスタ１７のベース（Ｂ）端子は、抵抗１８を介して第１ＭＯＳ−ＦＥＴ１５のドレイン（Ｄ）端子に接続される。オン制御用トランジスタ１７のエミッタ（Ｅ）端子は、ゲート電源回路１４の陽極（＋）に接続される。オン制御用トランジスタ１７のコレクタ（Ｃ）端子は、抵抗１９，２０を介して、ＩＧＢＴ５のゲート（Ｇ）端子に接続されるとともに、コンデンサ２１を介してゲート電源回路１４の陰極（−）に接続され、すなわち、ＧＮＤレベルに設定されている。抵抗２２は、オン制御用トランジスタ１７のエミッタ−ベース間に接続される。

オフ制御用スイッチング素子１２は、２つのｎｐｎ接合形トランジスタ２３，２４をダーリントン接続した回路で構成される。前段オフ制御用トランジスタ２３のベース（Ｂ）端子は、第２ＭＯＳ−ＦＥＴ１６のドレイン（Ｄ）端子に接続される。前段オフ制御用トランジスタ２３のエミッタ（Ｅ）端子は、後段オフ制御用トランジスタ２４のベース（Ｂ）端子に接続される。前段オフ制御用トランジスタ２３及び後段オフ制御用トランジスタ２４のコレクタ（Ｃ）端子は、オン制御用トランジスタ１７のコレクタ（Ｃ）端子側に接続される抵抗１９とＩＧＢＴ５のゲート（Ｇ）端子側に接続される抵抗２０との間を分岐して接続される。後段オフ制御用トランジスタ２４のエミッタ（Ｅ）端子は、ゲート電源回路１４の陰極（−）に接続され、すなわち、ＧＮＤレベルに設定されている。抵抗２５は、ゲート電源回路１４と前段オフ制御用トランジスタ２３のベース（Ｂ）端子との間に接続される。抵抗１９は、オン制御用トランジスタ１７と前段オフ制御用トランジスタ２３及び後段オフ制御用トランジスタ２４のコレクタ（Ｃ）端子との間に接続される。抵抗２０は、前段オフ制御用トランジスタ２３及び後段オフ制御用トランジスタ２４のコレクタ（Ｃ）端子とＩＧＢＴ５のゲート（Ｇ）端子との間に接続される。

オフ動作遮断制御回路１３は、オフ制御用スイッチング素子１２のＩＧＢＴ５のオフ動作を遮断するオフ動作遮断用トランジスタ（オフ動作遮断用スイッチング素子）２６と、該オフ動作遮断用トランジスタ２６の動作時間を設定可能な微分回路２７とを有する。

オフ動作遮断用トランジスタ２６は、微分回路２７から出力される微分電圧でスイッチング動作することによりオフ制御用スイッチング素子１２の動作を遮断する。具体的には、オフ動作遮断用トランジスタ２６は、コレクタ（Ｃ）端子を前段オフ制御用トランジスタ２３のベース（Ｂ）端子に接続し、エミッタ（Ｅ）端子をゲート電源回路１４の陰極（−）に接続し、すなわち、ＧＮＤレベルに設定される。よって、オフ動作遮断用トランジスタ２６のベース（Ｂ）端子に信号が入力されて、オン状態に切り替わると、前段オフ制御用トランジスタ２３のベースがＧＮＤレベルに設定され、第２ＭＯＳ−ＦＥＴ１６からの発光制御信号Ｓを遮断することができる。

微分回路２７は、ＩＧＢＴ５をスイッチング動作させる回路から分岐して直列に接続する微分コンデンサ（コンデンサ要素）２８と微分抵抗（抵抗要素）２９とからなり、微分抵抗２９間の微分電圧でオフ動作遮断用トランジスタ２６をスイッチング動作させる。微分コンデンサ２８及び微分抵抗２９により定まる時定数は、オン制御用トランジスタ２６がオン状態に切り替わってから、ノイズが発生してから減衰するまでの間に設定される。抵抗３０は、微分コンデンサ２８と微分抵抗２９との間を分岐し、オフ動作遮断用トランジスタ２６のベース（Ｂ）端子に接続されている。

ゲート電源回路１４は、昇圧回路２と抵抗３１を介して、ゲート駆動用コンデンサ３２及びツェナーダイオード３３とが並列接続されている。ゲート駆動用コンデンサ３２は、陽極（＋）側を、オフ制御用スイッチング素子１１、抵抗１９，２０を介して、ＩＧＢＴ５のゲート（Ｇ）端子に接続され、ゲート駆動用の電源となっている。ゲート駆動用コンデンサ３２の陰極（−）側は、ＧＮＤレベルに設定されている。ツェナーダイオード３３は、ゲート駆動用コンデンサ３２に対して逆バイアスに接続される。

以上の構成からなるストロボ装置の動作について図１〜図３を参酌しつつ説明する。図２（ａ）は、本実施形態に係るストロボ装置に入力される発光制御信号Ｓの入力電圧波形であり、同図（ｂ）は、ＩＧＢＴ５のゲート端子に印加されるゲート電圧ＶＧ［Ｖ］の電圧波形である。図３（ａ）は、本実施形態に係るストロボ装置に入力される発光制御信号Ｓの入力電圧波形である。同図（ｂ）は、ノイズが発光制御信号Ｓに混入した状態で、ＩＧＢＴ５のゲート端子に印加されるゲート電圧ＶＧ［Ｖ］の電圧波形である。同図（ｃ）は、ノイズが混入した状態にある発光制御信号Ｓの入力電圧波形である。

まず、外部信号入力端子９から図２（ａ）に示すような発光制御信号Ｓが入力される。発光制御信号Ｓがオフ状態からオン状態に切り替わると、信号増幅回路１０の第１ＭＯＳ−ＦＥＴ１５及び第２ＭＯＳ−ＦＥＴ１６のゲート端子に電圧が印加され、オン状態に切り替わる。信号増幅回路１０がオン状態に切り替わることにより、オン制御用トランジスタ１７がオン状態に切り替わり、エミッタ−コレクタ間に電流が流れる。このとき、オフ制御用スイッチング素子１２の前段オフ制御用トランジスタ２３はオフ状態に切り替わる。

オン制御用トランジスタ１７がオン状態となることにより、ＩＧＢＴ５のゲート端子に電圧が印加されるとともに、微分回路２７にも電圧が印加される。微分回路２７に印加された電圧は、微分コンデンサ２８及び微分抵抗２９によって定まる時定数で微分されて、オフ動作遮断用トランジスタ２６のベース端子に出力される。オフ動作遮断用トランジスタ２６には、時定数に相当する時間が経過するまで、ベース端子に電圧が印加される。この期間、前段オフ制御用トランジスタ２３のベース端子は、ＧＮＤレベルに設定される。

一方、ＩＧＢＴ５のゲート端子に電圧が印加され、図２（ｂ）に示すように、ゲート電圧ＶＧが増加する。ゲート電圧ＶＧが閾値電圧ＶＧＥに達すると、ＩＧＢＴ５がオン状態となり、閃光放電管４の電流が増加する。

ここで、ＩＧＢＴ５がオフ状態からオン状態に切り替わる際、メインコンデンサ３から流れる電流の一部は、還流ダイオード８に逆バイアスで流れることにより、ノイズが発生する場合がある。ノイズが発生すると、このノイズに起因して、図３（ｃ）に示すように、発光制御信号Ｓの電圧が低下する場合がある。このとき、発光制御信号Ｓの電圧が一時的に低下し、信号増幅回路１０が反転し、オン状態からオフ状態となる。オン制御用トランジスタ１７は、オフ状態に切り替わる。一方、前段オフ制御用トランジスタ２３は、微分回路２７の時定数に相当する時間を経過するまでは、そのゲート端子がＧＮＤレベルに
設定されているため、第２ＭＯＳ−ＦＥＴ１６がオフ状態に切り替わっても、前段オフ制御用トランジスタ２３はオン状態に切り替わらないようになっている。よって、オフ制御用スイッチング素子１２がオフ状態に切り替わらないため、ＩＧＢＴ５は、ゲート容量によりオン状態が自己保持され、図３（ｂ）に示すように、電圧ＶＧは低下しないようになっている。

その後、ノイズが減衰して発光制御信号Ｓが復帰し、微分回路２７の時定数に相当する時間が経過すると、再びＩＧＢＴ５に印加されるゲート電圧ＶＧが上昇する。このとき、ＩＧＢＴ５に印加される駆動電圧は、閾値電圧ＶＧＥよりも高い電圧を維持しており、ＩＧＢＴ５はオン状態のまま上昇を続けることができる。

発光制御信号Ｓがオン状態からオフ状態に切り替わると、信号増幅回路１０の第１ＭＯＳ−ＦＥＴ１５及び第２ＭＯＳ−ＦＥＴ１６がオフ状態に切り替わる。信号増幅回路１０がオフ状態に切り替わることにより、オン制御用トランジスタ１７がオフ状態に切り替わり、エミッタ−コレクタ間に流れていた電流は遮断される。一方、オフ制御用スイッチング素子１２の前段オフ制御用トランジスタ２３はオン状態に切り替わり、後段オフ制御用トランジスタ２４もオン状態に切り替わる。後段オフ制御用トランジスタ２４がオン状態に切り替わることにより、コレクタ−エミッタ間に電流が流れ、ＩＧＢＴ５のゲート端子をＧＮＤレベルに設定し、ゲート容量に蓄積された電荷を消費することにより、ＩＧＢＴ５をオフ状態に切り替えて、閃光放電管４の電流を減少させる。

このように、ＩＧＢＴ５は、オン制御用トランジスタ９のオン制御により、スイッチング動作される。この際、オフ制御用トランジスタ１７は、微分回路２７により設定された動作時間、オフ動作遮断用トランジスタ２６によりオフ動作を遮断しており、ＩＧＢＴ５のスイッチングに伴うノイズにより、オフ制御用スイッチング素子１２がオフ動作するような場合であっても、このオフ動作によるＩＧＢＴ５の誤動作を防止できる。このＩＧＢＴ５の誤動作を防止する回路は、従来技術のようなタイマー回路、及び、ＡＮＤゲートやＯＲゲートなどのロジック回路を必要とせず、オフ動作遮断用トランジスタ２６及び微分回路２７からなる簡単な回路構成のオフ動作遮断制御回路１３で構成することができる。

オン制御用トランジスタ１７をスイッチング動作させる回路から分岐して発光制御信号Ｓを微分回路２７で微分し、その発光制御信号Ｓがオフ状態からオン状態に切り替わってから、微分コンデンサ２８と微分抵抗２９とからなる時定数による動作時間の間、オフ動作遮断用トランジスタ２６をスイッチング動作させる。ノイズは、ＩＧＢＴ５のオフ状態からオン状態に切り替わる際のスイッチングに伴い、ＩＧＢＴ５のオン状態の間に発生することになる。その間、オフ動作遮断用トランジスタ２６をスイッチング動作させ、オフ制御用スイッチング素子１２のスイッチング動作を遮断する。すなわち、このオフ動作遮断用トランジスタ２６の動作時間は、ノイズによるＩＧＢＴ５の誤動作を防止できる。

なお、本発明に係るストロボ装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲でさまざまな変更が可能である。

上記実施形態に係るストロボ装置は、ノイズによるＩＧＢＴ５の誤動作を防止すべく、オフ制御用スイッチング素子１２のオフ動作を遮断するオフ動作遮断制御回路１３を備える例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示すストロボ装置のように、オフ動作遮断制御回路１３の替わりに、オフ制御用スイッチング素子１２のＩＧＢＴ５のオフ動作を所定時間遮断するとともに、オン制御用スイッチング素子１１のＩＧＢＴ５のオン動作を所定時間保持するスイッチング動作制御回路３４を備えていてもよい。

このスイッチング動作制御回路３４は、オフ動作遮断用トランジスタ（オフ動作遮断用スイッチング素子）２６と、オン制御用スイッチング素子１１のＩＧＢＴ５のオン動作を保持するオン動作保持用トランジスタ（オン動作保持用スイッチング素子）３５と、オフ動作遮断用トランジスタ２６及びオン動作保持用トランジスタ３５の動作時間を設定可能な微分回路２７とを有する。抵抗３６は、微分コンデンサ２８と微分抵抗２９との間を分岐し、オン動作保持用トランジスタ３５のベース（Ｂ）端子に接続されている。

オン動作保持用トランジスタ３５は、微分回路２７から出力される微分電圧でスイッチング動作することによりオン制御用スイッチング素子１１の動作を保持する。具体的には、オン動作保持用トランジスタ３５は、コレクタ（Ｃ）端子を信号増幅回路１０の第１ＭＯＳ−ＦＥＴ１５のドレイン（Ｄ）端子と抵抗１８を介してオン制御用トランジスタ１７のベース（Ｂ）端子との間に接続し、エミッタ（Ｅ）端子をゲート電源回路１４の陰極（−）に接続し、すなわち、ＧＮＤレベルに設定される。よって、オン動作保持用トランジスタ３５のベース（Ｂ）端子に信号が入力されて、オン状態に切り替わると、オン制御用トランジスタ１７のベース（Ｂ）端子がＧＮＤレベルに設定され、第１ＭＯＳ−ＦＥＴ１５からの発光制御信号ＳをＧＮＤレベルに保持することができる。ＩＧＢＴ５は、ノイズの発生にかかわらず、オン動作が保持されているため、図５（ｂ）に示すように、ゲート電圧ＶＧが増加し、理想的な波形になる。

このように、ＩＧＢＴ５は、微分回路２７により設定された動作時間中、オン動作保持用トランジスタ３５によりオン動作を保持しており、ＩＧＢＴ５のスイッチングに伴うノイズにより、オン制御用スイッチング素子１１がオフ動作するような場合であっても、このオフ動作によるＩＧＢＴ５の誤動作を防止できる。このＩＧＢＴ５の誤動作を防止する回路は、従来技術のようなタイマー回路、及び、ＡＮＤゲートやＯＲゲートなどのロジック回路を必要とせず、オフ動作遮断用トランジスタ２６、オン動作保持用トランジスタ３５及び微分回路２７からなる簡単な回路構成のスイッチング動作制御回路３４で構成することができる。

オン制御用スイッチング素子１１をスイッチング動作させる回路から分岐して発光制御信号Ｓを微分回路２７で微分し、その発光制御信号Ｓがオフ状態からオン状態に切り替わってから、微分コンデンサ２８と微分抵抗２９とからなる時定数による動作時間中、オン動作保持用トランジスタ３５をスイッチング動作させる。ノイズは、ＩＧＢＴ５のオフ状態からオン状態に切り替わる際のスイッチングに伴い、このＩＧＢＴ５のオン状態の間に発生することになる。その間、オン動作保持用トランジスタ３５をスイッチング動作させ、オン制御用スイッチング素子１１のスイッチング動作を保持する。すなわち、このオン動作保持用スイッチング素子１１の動作時間は、ノイズによるＩＧＢＴ５の誤動作を防止できる。

また、上記実施形態に係るストロボ装置は、オフ動作遮断制御回路１３の替わりに、オン制御用スイッチング素子１１のＩＧＢＴ５のオン動作を所定時間保持するオン動作保持制御回路を備えてもよい。該オン動作保持制御回路は、図４に示すストロボ装置の同様に、オン動作保持用トランジスタ（オン動作保持用スイッチング素子）３５と、微分回路２７とを有する。

上記実施形態に係るストロボ装置は、微分コンデンサ２８及び微分抵抗２９が固定値のものについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、微分コンデンサ２８及び微分抵抗２９が可変のものを用いて、時定数が適宜変更できるようにしてもよい。

上記実施形態に係るスロトボ装置は、オフ制御用スイッチング素子１２として、前段オフ制御用トランジスタ２３、後段オフ制御用トランジスタ２４の２個のトランジスタをダーリントン接続して使用する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、オフ制御用スイッチング素子１２として、１個のＭＯＳ−ＦＥＴに置き換えて使用してもよい。

上記実施形態に係るストロボ装置は、カメラに搭載されるものであってもよいし、携帯電話、携帯用情報端末などに内蔵されるものであってもよい。

本発明にかかるストロボ装置は、発光制御用スイッチング素子のスイッチングに伴うノイズにより、発光制御用スイッチング素子の誤動作を防止する回路を簡単に構成することが必要なデジタルカメラやカメラ機能付携帯電話機などの撮像装置と共に用いられ、被写体を照射するためのストロボ装置等の用途としても適用できる。

２昇圧回路
３メインコンデンサ
４閃光放電管
５ＩＧＢＴ（発光制御用スイッチング素子）
１１オン制御用スイッチング素子
１２オフ制御用スイッチング素子
１３オフ動作遮断制御回路
２６オフ動作遮断用トランジスタ（オフ動作遮断用スイッチング素子）
２７微分回路
２８微分コンデンサ（コンデンサ要素）
２９微分抵抗（抵抗要素）
３４スイッチング動作制御回路
３５オン動作保持用トランジスタ（オン動作保持用スイッチング素子）

Claims

電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、
該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、
該閃光放電管の発光強度に応じてスイッチング動作を行う発光制御用スイッチング素子と、
発光制御信号入力端子を有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオンにより前記発光制御用スイッチング素子のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子と、
前記発光制御信号入力端子を前記オン制御用スイッチング素子と共有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオフにより前記発光制御用スイッチング素子のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子と、
該オフ制御用スイッチング素子による前記発光制御用スイッチング素子のオフ動作を所定時間遮断するオフ動作遮断制御回路とを備え、
該オフ動作遮断制御回路は、
前記オフ制御用スイッチング素子が前記発光制御用スイッチング素子のオフ動作を遮断するオフ動作遮断用スイッチング素子と、
該オフ動作遮断用スイッチング素子の動作時間を設定可能な微分回路とを有し、
前記発光制御信号がオン状態になることで、前記オン制御用スイッチング素子がオン動作となり、
該オン制御用スイッチング素子のオン動作によって前記発光制御用スイッチング素子がオン動作となって，前期閃光放電管の発光を開始させ、
前記発光制御信号がオフ状態になることで、前記オフ制御用スイッチング素子がオン動作となり、該オフ制御用スイッチング素子のオン動作によって，前記発光制御用スイッチング素子がオフ動作となって発光を停止させるストロボ装置であって、
前記オフ動作遮断回路は、前記オフ制御用スイッチング素子を駆動させる回路から分岐して、前記発光制御信号を前記微分回路で微分した信号で，前記オフ動作遮断用スイッチング素子を動作させる構成を有し、
前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作に伴い発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態にあるにもかかわらず、前記オフ制御スイッチング素子がオン動作に遷移しないように、
前記発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は前記オフ制御用スイッチング素子がオフ状態を維持するように構成されることを特徴とするストロボ装置。
電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、
該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、
該閃光放電管の発光強度に応じてスイッチング動作を行う発光制御用スイッチング素子と、
発光制御信号入力端子を有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオンにより前記発光制御用スイッチング素子のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子と、
前記発光制御信号入力端子を前記オン制御用スイッチング素子と共有し、該信号入力端子に入力する発光制御信号のオフにより前記発光制御用スイッチング素子のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子と、
該オン制御用スイッチング素子による前記発光制御用スイッチング素子のオン動作を所定時間遮断するオン動作遮断制御回路とを備え、
該オン動作遮断制御回路は、
前記オン制御用スイッチング素子が前記発光制御用スイッチング素子のオン動作を遮断するオン動作保持用スイッチング素子と、
該オン動作保持用スイッチング素子の動作時間を設定可能な微分回路とを有し、
前記発光制御信号がオン状態になることで、前記オン制御用スイッチング素子がオン動作となり、
該オン制御用スイッチング素子のオン動作によって前記発光制御用スイッチング素子がオン動作となって，前期閃光放電管の発光を開始させ、
前記発光制御信号がオフ状態になることで、前記オフ制御用スイッチング素子がオン動作となり、該オフ制御用スイッチング素子のオン動作によって，前記発光制御用スイッチング素子がオフ動作となって発光を停止させるストロボ装置であって、
前記オン動作保持回路は、
前記オン制御用スイッチング素子を駆動させる回路から分岐して、前記発光制御信号を前記微分回路で微分した信号で，前記オン動作保持用スイッチング素子を動作させる構成を有し、
前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作に伴い発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態であるにも関わらず，前記オン制御用スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移しないように、
該発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は、前記オン制御用スイッチング素子がオン状態を維持するように構成されることを特徴とするストロボ装置。
電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
該昇圧回路によって昇圧された電圧により電荷を蓄積するメインコンデンサと、
該メインコンデンサの蓄積電荷を消費することで発光する閃光放電管と、
該閃光放電管の発光強度に応じてスイッチング動作を行う発光制御用スイッチング素子と、
発光制御信号入力端子を有し、該信号端子に入力する発光制御信号のオンにより前記発光制御用スイッチング素子のオン制御を行うオン制御用スイッチング素子と、
前記発光制御信号入力端子を前記オン制御用スイッチング素子と共有し、該信号端子に入力する発光制御信号のオフにより前記発光制御用スイッチング素子のオフ制御を行うオフ制御用スイッチング素子と、
該オフ制御用スイッチング素子の発光制御用スイッチング素子のオフ動作を所定時間遮断するとともに、オン制御用スイッチング素子の発光制御用スイッチング素子のオン動作を所定時間保持するスイッチング動作制御回路とを備え、
前記発光制御信号がオン状態になることで、前記オン制御用スイッチング素子がオン動作となって、前記発光制御用スイッチング素子がオン動作となって，前期閃光放電管が発光し、
前記発光制御信号がオフ状態になることで、前記オフ制御用スイッチング素子がオン動作となり、前記発光制御用スイッチング素子がオフ動作となって発光を停止させるストロボ装置であって、
前記スイッチング動作制御回路は、
前記オン制御用スイッチング素子および前記オフ制御用スイッチング素子を駆動させる回路から分岐して、前記発光制御信号を前記微分回路で微分した信号で，前記オン動作保持用スイッチング素子または前記オフ動作遮断用スイッチング素子動作を動作させる構成を有し、
前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作によって発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態にあるにもかかわらず、前記オフ制御スイッチング素子がオフ動作からオン動作に遷移しないように、
前記発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は前記オフ制御用スイッチング素子がオフ状態を維持するように構成を有するとともに、
前記発光制御用スイッチング素子のスイッチング動作に伴い発生するノイズにより、前記発光制御信号がオン状態であるにも関わらず，前記オン制御用スイッチング素子がオン状態からオフ状態に遷移しないように、
該発光制御信号がオン状態になってから、前記微分回路の時定数で決まる所定の一定時間内は、前記オン制御用スイッチング素子がオン状態を維持するような構成をさらに有することを特徴とするストロボ装置。
前記微分回路は、前記発光制御用スイッチング素子をスイッチング動作させる回路から分岐して直列に接続するコンデンサ要素と抵抗要素とからなり、前記オフ動作遮断用スイッチング素子は、前記抵抗要素間の微分電圧でスイッチング動作することによりオフ制御用スイッチング素子の動作を遮断する請求項１又は請求項３に記載のストロボ装置。
前記微分回路は、発光制御用スイッチング素子をスイッチング動作させる回路から分岐して直列に接続するコンデンサ要素と抵抗要素とからなり、オン動作保持用スイッチング素子は、前記抵抗要素間の微分電圧でスイッチング動作することによりオン制御用スイッチング素子の動作を保持する請求項２又は請求項３に記載のストロボ装置。