JPH02158098A - 電子閃光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、閃光放電管の発光と発光停止とを制御するス
イッチング素子として電圧制御型スイッチング素子例え
ば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉ　Ｇ　Ｂ　
Ｔ　：　Ｉｎ５ｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａ
ｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた電子閃光装置に関す
る。

Ｂ、従来の技術 従来の電子閃光装置においては、閃光放電管と直列にサ
イリスタを接続するのが一般的である。

しかし、サイリスタを用いる場合は、閃光放電管の発光
を途中で停止させるために周知の転流回路が必要であり
、コストおよび電気回路を収納するスペースの点で問題
があった。

このような問題を解決するためサイリスタに代えてゲー
トターンオフスイッチング素子を用いた特公昭４９−３
９４１６号公報の装置や、大電流用バイポーラトランジ
スタを用いた特開昭５８−１９７６９４号あるいは特開
昭５８−１９７６９５号公報の装置などが提案されてい
る。しかし、これらの装置はそれぞれ問題があり実用に
至ってない。

また、近年開発された絶縁ゲート型バイポーラトランジ
スタ（以下、ＩＧＢＴと呼ぶ）を電子閃光装置の発光制
御用スイッチング素子（以下、発光制御素子と呼ぶ）と
して用いることも実施されはじめた。このＩＧＢＴは、
ゲート、コレクタ。

エミッタの３端子を有し、コレクタとエミッタ間の導通
、非導通がゲート・エミッタ間に印加する電圧によって
制御可能な電圧制御型のスイッチング素子である。

ＩＧＢＴを導通するには、通常、エミッタが接地電位と
すればゲート（制御端子）に２０〜４０ボルトの中電圧
を印加し、非導通にするにはゲートとエミッタを同電位
にする。したがってＩＧＢＴをオン・オフするため制御
端子に印加する駆動電圧は、電源電圧（通常のストロボ
では３〜］−２ボルト程度）では低すぎ、閃光放電管の
放電電荷を蓄える主コンデンサの電圧（通常２００〜５
００ボルト）では高すぎる。そのため、ＩＧＢＴを制御
する電源を別途設けなくてはならず、コストおよびその
設置スペースの点で難があった。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 そこで、バイポーラトランジスタを発光制御素子として
使用した特開昭５８−１９７６９５号公報の装置のよう
に、主コンデンサを充電するＤＣ−ＤＣコンバータのト
ランスの２次巻線に中間タップを設けて必要な電圧源を
確保することも考えられる。しかし、発光直後にＤＣ−
ＤＣコンバータの負荷としての主コンデンサの電圧が降
下すると中間タップから取り出す電圧も変動してしまい
。

次の発光に際して必要な電圧が得られないおそれがある
。また、主コンデンサを所定の電圧まで充電完了した後
はＤＣ−ＤＣコンバータを停止させ、これによりＤＣ−
ＤＣコンバータのアイドリング電流を無くシ、エネルギ
ーの浪費を防ぐようにした電子閃光装置においては、ト
ランスの２次巻線に中間タップを設けても必要な電圧が
得られないという問題が生ずる。このような問題は、特
開昭６３−１２９３２７号公報の第４図のようにＤＣ−
ＤＣコンバータの発振トランスに巻線を追加する方式で
も同様である。

そこで、発光開始指令に応答してＤＣ−ＤＣコンバータ
を動作させることも考えられるが、ＤＣ−ＯＣコンバー
タの発振開始時は発振周波数が比較的低く十分な電圧が
得られるまで時間がかかり、発光開始が遅れる。従って
、フォーカルプレーンシャッタとのシンクロ同調におい
て、１／２５０秒といったような高速シャッター秒時に
はその遅れにより発光停止以前に後蟇が走行を始めてし
まい露光ムラとなる問題もある。

本発明の技術的課題は、ＩＧＢＴのような電圧制御型の
発光制御用スイッチング素子の駆動電圧を特別の駆動回
路を設けることなく簡単な回路構成で取り出すことにあ
る。

０６課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると１本発明は、電
源ラインＱ２と接地ラインＱ１との間に介装された閃光
放電管Ｘｅと、高圧電源に２により充電されて閃光放電
管Ｘｅを発光させる電荷を蓄積する主コンデンサＣ１と
、発光開始を指令する第１のスイッチング素子ＳＣＲと
、閃光放電管Ｘｅを流れる放電電流を流通・遮断する第
２のスイッチング素子Ｑ１とを具備する電子閃光装置に
適用される。

そして１次の構成により上述の技術的課題が解決される
。

第２のスイッチング素子Ｑ１を、制御端子に印加される
電圧によりオン・オフする電圧制御型のスイッチング素
子（例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）とす
る。また、低圧電源Ｂａｔにより充電され第１のスイッ
チング素子ＳＣＲがオンすると放電するコンデンサＣ２
と、コンデンサＣ２の放電ループ中に直列接続された１
次巻線りを有するトランスＴ１と、このトランスＴ１の
２次側の出力電圧に基づいて第２のスイッチング素子Ｑ
１の制御電圧を生成してその制御端子に印加する制御電
圧生成回路ＣＣとを設ける。

Ｅ０作用 第１のスイッチング素子ＳＣＲがオンするとコンデンサ
Ｃ２の充電電荷が放電しトランスＴ１の２次巻線に電圧
が発生する。この出力電圧は制御電圧生成回路ＣＣによ
り第２のスイッチング素子Ｑ１の制御電圧に適した制御
電圧とされる。

この制御電圧は、電圧制御型のスイッチング素子、例え
ば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタＩＧＢＴ　（Ｑ
ｌ）の制御端子に印加され、このスイッチング素子Ｑ１
が作動状態になる。その結果、閃光放電管Ｘｓが発光を
開始する。第２のスイッチング素子Ｑ１の制御電圧を零
ボルトにして非導通とすることにより閃光放電管Ｘｅの
発光が停止する。

以上のＤ項およびＥ項では発明を判りやすくするために
実施例の図面と符号を用いたが、これにより本発明が実
施例に限定されるものではない。

Ｆ、実施例 第１図により本発明の電子閃光装置の実施例を説明する
。

第１図において、Ｂａｔは低圧電源であるバッテリ、Ｋ
２は高圧電源であるＤＣ−ＤＣコンバータであり、不図
示の＄源スイッチを開閉するとＤＣ−ＤＣコンバータに
２は昇圧動作を開始し、電源ラインＱ２と接地ラインＱ
１との間に２００〜４００ボルトの高電圧を出力する。

電源ラインＱ２と接地ラインＱ１との間には主コンデン
サＣ１が設けられ、このコンデンサＣ１には、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータに２の高電圧出力により閃光発光のための
エネルギーとして高電圧が充電される。

また、電源ラインＱ２と接地ラインＱ１との間には閃光
放電管Ｘｅと電圧制御型スイッチング素子として絶縁ゲ
ート型バイポーラトランジスタ（Ｉ　ＧＢＴ　：第２の
スイッチング素子）Ｑｌが直列接続されている。主コン
デンサＣ１の正側と閃光放電管Ｘｓのアノードとの間の
電源ラインｆ１２には、発光電流の立上りを緩やかにし
、小光量調光時に測光系その他の遅れがあっても露光オ
ーバをできるだけ小さくするためのインダクタＬ１と、
その逆起電力吸収用のダイオードＤ１が挿入されている
。そして、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲートは。

発光停止用トランジスタＱ２を介して接地ラインＱ１に
接続され、トランジスタＱ２のベースは調光回路に１の
出力端子５ＴＯＰに接続される。

電源Ｂａｔの正側と接地ラインＱ１との間には抵抗Ｒ１
とサイリスタ（第１のスイッチング素子）ＳＣＲとが直
列に接続されるとともに、互いに直列接続されたコンデ
ンサＣ２とトランスＴ１の１次巻線りとがこのサイリス
タＳＣＲと並列に接続される。サイリスタＳＣＲのゲー
トは、後述する調光回路に１の出力端子ＴＧに接続され
る。コンデンサＣ２は電源Ｂａｔ→抵抗Ｒ１→コンデン
サＣ２→トランスＴ１の１次巻線Ｌ→接地うインＱ１の
経路で予め電源Ｂａｔの電源電圧まで充電される。

トリガ回路ＴＣは、抵抗Ｒ３，トリガコンデンサＣ４お
よびトリガトランスＴ２で構成され、トリガトランスＴ
２の２次巻線の両端は、閃光放電管Ｘｅの１へリガ電極
と接地ラインＱ１にそれぞれ接続されている。トリガコ
ンデンサＣ４は電源ラインＱ２→抵抗Ｒ３→トリガコン
デンサＣ４→トリガトランスＴ２の１次巻線→接地うイ
ンＱ１の経路で予め主コンデンサＣ１の充電電圧まで充
電される。

制御電圧生成回路ＣＣは、ダイオードＤ２、コンデンサ
Ｃ３、抵抗Ｒ２，ツェナダイオードＤ３から構成され、
トランスＴ１の出力電圧のピーク値をコンデンサＣ３で
ホールドし、ツェナダイオードＤ３で所定値、例えば４
０Ｖにクランプする。

このクランプ電圧はＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲートに印加
される。なお、ｌ０ＢＴ　（Ｑｌ）のゲート駆動電圧は
最大定格付近まで上げて使用することが好ましく、この
クランプ電圧は最大定格より僅かに低い値としてＩＧＢ
Ｔ　（Ｑｌ）を保護する。

さらに第１図において、調光回路’ｋｌは、閃光撮影時
にカメラがレリーズされると不図示のシンクロスイッチ
が閉成してハイレベルな発光開始信号を出力端子ＴＧに
出力する。これにより、サイリスタＳＣＲのゲートをハ
イレベルにしサイリスタＳＣＲを導通する。また、電子
閃光装置の照射光による被写体からの反射光を不図示の
受光素子で測光し、所定の光量に至るとハイレベルな発
光停止信号を出力端子５ＴＯＰに出力する。これにより
、発光停止用トランジスタＱ２のベースに電流を注入し
てトランジスタＱ２を導通させ、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）の
ゲートをローレベルにしてＩＧＢＴ　（Ｑｌ）をオフし
て発光を停止させる。

以上のように構成された電子閃光装置の発光動作を説明
する。なお、コンデンサＣ１，コンデンサＣ２，Ｃ４は
予め充電されているとする。

ハイレベルな発光開始信号が立ち上がるとサイリスタＳ
ＣＲが導通し、コンデンサＣ２が急放電を開始する。コ
ンデンサＣ２の放電電流はサイリスタＳＣＲを介してト
ランスＴ１の１次巻線りからコンデンサＣ２の閉ループ
を流れる。このとき、トランスＴ１の２次巻線に２次電
流が流れダイオードＤ２で整流されてコンデンサＣ３が
充電される。

このコンデンサＣ３に充電された電荷は抵抗Ｒ２を介し
てツェナダイオードＤ３を流れ、ツェナダイオードＤ３
のカソード端子にツェナ電圧が発生する。このツェナ電
圧がＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲートに印加されてＩＧＢＴ
　（Ｑｌ）が導通する。

ここで、−旦ｒａＢｒ　（Ｑｌ）が導通を開始して閃光
放電管Ｘｅの放電電流がＩＧＢＴ　（Ｑｌ）を流れ出す
までにＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のオン抵抗を十分低くしなく
てはならない。ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲートには通常数
千ピコファラッドのゲート容量が存在するため、このゲ
ート容量を急速に充電してＩＧＢＴ　（Ｑｌ）を短時間
に導通させる必要があり、抵抗Ｒ２は比較的低い抵抗値
（数百オーム−数キロオーム）に設定する。

本発明者の実験によれば、Ｃ２＝１０μＦ、Ｃ３＝０．
０１μＦ、Ｒ２＝１００’Ω程度に設定すると、サイリ
スタＳＣＲがオンしてから１０μｓ以内にＩＧＢＴ　（
Ｑｌ）ｆ７）ゲート電圧を３０Ｖ以上にすることができ
た。

ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）が導通すると、トリガコンデンサＣ
４の電荷は、トリガコンデンサＣ４→ＩＧＢＴ　（Ｑｌ
）→接地ラインＱ２→トリガトランスＴ２の１次巻線→
トリガコンデンサＣ４のループで放電する。この放電に
よりトリガトランスＴ２の２次巻線にトリガ電圧が発生
し、閃光放電管Ｘｓのトリガ電極に印加される。このと
き、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲート電圧が十分に上昇して
いるとオン抵抗は低くなっているから、閃光放電管Ｘｅ
は放電発光を開始する。

調光回路に１の出力端子５ＴＯＰがハイレベルとなり発
光停止信号が出力されると、トランジスタＱ２が導通し
てツェナ電圧、すなわちＩＧＢＴ（Ｑｌ）のゲート電圧
が零ボルトにされ、ＩＧＢＴ（Ｑｌ）は瞬時に非導通と
なって閃光放電管Ｘｓはその放電ループが遮断されて発
光を停止する。また、コンデンサＣ３の電荷も抵抗Ｒ２
→トランジスタＱ２を介して放電する。

その後、次の発光開始信号が出力されるまで発光停止信
号がハイレベルに保持されるから、トランジスタＱ２が
オン状態を維持してＩＧＢＴ（Ｑｌ）のゲート電位は零
ボルトにプルダウンされて、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）が不用
意に作動することが防止される。

以上は調光回路に１から発光停止信号が出力された場合
の動作であるが、発光停止信号が出力されず閃光放電管
Ｘｅがフル発光する場合には、トランジスタＱ２がオン
せず、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲートに制御電圧生成回路
ＣＣからの電圧が印加されたまま主コンデンサＣ１の充
電電荷の全てが放電されフル発光する。この場合、コン
デンサＣ３の充電電荷は、抵抗Ｒ２，トランジスタＱ２
を介して放電されるが、閃光放電管Ｘｓが発光を終了し
た後、あるいは発光電流がほぼ零になった頃に、ＩＧＢ
Ｔ　（Ｑｌ）のゲート電圧がローレベルになりＩＧＢＴ
　（Ｑｌ）が非作動状態になるように、コンデンサＣ３
の容量、抵抗Ｒ２の抵抗値で決まる時定数が設定される
。

第２図は本発明の第２の実施例を示す。第１図と同様な
箇所には同一の符号を付して説明する。

抵抗Ｒ２とＩＧＢＴ　（Ｑｌ）のゲートとの間にＰＮＰ
　トランジスタＱ３を挿入し、そのＰＮＰトランジスタ
Ｑ３のゲートにツェナダイオードＤ３のカソードを接続
する。さらに、ＰＮＰトランジスタＱ３のエミッタとゲ
ート間にコンデンサＣ５を接続する。なお、このコンデ
ンサＣ５は、ＰＮＰ　トランジスタＱ３が誤ってオンし
ないようにノイズを吸収するために設けられる。

第３図のタイムチャートを参照して第２の実施例の動作
を説明する。

今、時刻ｔ。で発光開始信号の立上りにともなって発光
開始信号が立ち下がると（第３図のＣ）トランジスタＱ
２がオフする。この場合、発光開始信号の立上りにより
第１図に示したサイリスタＳＣＲが導通してコンデンサ
Ｃ２が第３図のｄのように放電するからトランスＴ１の
２次巻線側に２次電流が流れる。その結果、コンデンサ
Ｃ３の充電が開始され（第３図のａ）、時刻ｔ□で抵抗
Ｒ２，ＰＮＰトランジスタＱ３のエミッタ・ベース、ツ
ェナダイオードＤ４に電流が流れ始めると、ＰＮＰトラ
ンジスタＱ３がオンする。このとき、コンデンサＣ３は
既に充電されているから。

コンデンサＣ３の充ｆＢ、電圧がＩＧＢＴ　（Ｑｌ）の
ゲートに第３図のｂに示すとおり急峻に印加される。時
刻ｔｏとｔ４間はおよそ１０μｓであり、発光開始信号
からこの程度遅れても問題はなく、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）
のゲート電圧が急峻に立ち上がることにより、ＩＧＩ３
Ｔ　（Ｑｌ）が能動領域で発光電流を制御することはな
く、許容損失オーバによる破壊には至らない。また、コ
ンデンサＣ３の電圧が十分に上昇しなかったときには、
ＩＧＢＴ（Ｑｌ）のゲートに電圧が印加されず、同様な
効果がある。

第３図のＣのように時刻ｔ２で発光停止信号が再び立ち
上がると、１−ランジスタＱ２がオンしＩＧＢＴ　（Ｑ
ｌ）のゲートが接地ラインＱ１に接続されてＩＧＢＴ　
（Ｑｌ）がオフし１発光が停止する。

以上のように構成された第２の実施例によれば、ツェナ
ダイオードＤ３がＩＧＢＴ　（Ｑｌ）の上限リミッタと
して働き、トランジスタＱ３が下限リミッタとして働く
から、ＩＧＢＴ　（Ｑｌ）を安全に駆動することができ
る。

なお以上ではＩＧＢＴについて説明したが、制御端子に
電圧を印加して導通、非導通が制御される、例えばパワ
ーＭ　ＯＳ　Ｆ　Ｅ　Ｔ　（Ｍｅｔａｌ　ＯｘｉｄｅＳ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ
　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）あるいはＳ　Ｉ　Ｔ　（Ｓｔ
ａｔｉｃ　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ
）を用いてもよい。

Ｇ０発明の効果 本発明では、予め充電されたコンデンサの電荷が発光開
始指令に連動して放電する際にその放電電流をトランス
の１次巻線に流して２次電圧を発生せしめ、この２次電
圧に基づいて制御電圧生成回路で制御電圧を生成してＩ
ＧＢＴなどの電圧制御型のスイッチング素子の制御端子
に印加するようにしたので、特別の駆動電源を設ける必
要がなく、コスト、および回路スペースが節約できる。

発光待機時には消費電流が零であり、主コンデンサの電
荷を無駄に消費しないばかりか電源の消費４もない。そ
の上、主コンデンサが充電完了すると昇圧回路からの充
電動作が停止するような構成でも、瞬時に発光制御用ス
イッチング素子に駆動電圧を印加でき発光遅れを伴うこ
ともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、第２図は
第２の実施例を示す回路図、第３図はそのタイミングチ
ャー１−である。 Ｂａｔ：電源　　　　　　Ｋ１：調光回路に２　：　Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ Ｃ１：主コンデンサ　　Ｃ２：コンデンサＣ３：ピーク
ホールド用コンデンサ Ｃ４：トリガコンデンサ Ｔ１ニドランス Ｔ２：トリガコンデンサ ＳＣＲ：サイリスタ　　　ｘｅ：閃光放電管Ｑ１：絶縁
ゲート型バイポーラトランジスタＱ２：トランジスタ　
　ＴＣ：トリガ回路ＣＣ：制御電圧生成回路 Ｄ４　： ツェナダイオード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電源ラインと接地ラインとの間に介装された閃光放
   電管と、 高圧電源により充電されて前記閃光放電管を発光させる
   電荷を蓄積する主コンデンサと、 発光開始を指令する第１のスイッチング素子と、 前記閃光放電管を流れる放電電流を流通・遮断する第２
   のスイッチング素子とを具備する電子閃光装置において
   、 前記第２のスイッチング素子を、制御端子に印加される
   電圧によりオン・オフする電圧制御型のスイッチング素
   子となし、 低圧電源により充電され前記第１のスイッチング素子が
   オンすると放電するコンデンサと、前記コンデンサの放
   電ループ中に直列接続された１次巻線を有するトランス
   と、 このトランスの出力電圧に基づいて前記第２のスイッチ
   ング素子の制御電圧を生成して前記制御端子に印加する
   制御電圧生成回路とを具備することを特徴とする電子閃
   光装置。