JPH04286896A - 閃光発光装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、閃光発光装置、詳し
くは写真撮影等に使用される調光式閃光発光装置におけ
る閃光放電管の放電電流を制御し、ゲート絶縁型バイポ
ーラトランジスタの耐電流以下で発光を行う閃光発光装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、調光式閃光発光装置、い
わゆる調光式ストロボ装置を用いる閃光発光撮影は、同
ストロボ装置を被写体に向け、その閃光放電管を発光さ
せ、被写体からの反射光を受光して、その受光量が最適
露光値に達した時点で自動的に上記発光が停止されるよ
うになっている。従って、この場合、ストロボ装置にお
ける閃光放電管の発光および発光停止動作が速やかに行
われないと適正露光が得られないことになる。この閃光
放電管の発光を制御するには、従来、閃光放電管に半導
体スイッチング素子としてサイリスタを直列に接続し、
同サイリスタの導通をオン，オフ制御することによって
行うのが一般的であった。

【０００３】ところが、最近ではサイリスタに替えてゲ
ート絶縁型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅ
ｄ　　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　　Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｏｒ）（以下、ＩＧＢＴという）等のゲート制御型スイ
ッチング素子を用いたストロボ用制御回路（特開昭６４
−１７０３３号公報参照）が提案されている。このゲー
ト制御型スイッチング素子を用いたストロボ用制御回路
は、従来のサイリスタを用いたストロボ用制御回路に比
べると、素子そのものの機能である自己消弧型素子を用
いているため、転流回路が不要であるという特徴を有し
ている。

【０００４】そして、また本出願人も先に特願平２−２
００００号によって図７に示すようなＩＧＢＴにより制
御される閃光発光回路を提案している。この閃光発光回
路は、ＣＰＵからの充電開始制御信号ＣＨＧを受けて電
源昇圧回路が作動し、メインコンデンサＣに所定の充電
電圧で給電しメインコンデンサＣが充電される。このメ
インコンデンサＣには並列に抵抗ＲとダイオードＤの直
列回路が接続されており、この回路によってＩＧＢＴの
ゲ−トにバイアスをかけてＩＧＢＴをオンさせておく。 そして、ＣＰＵからの発光開始信号ＳＴＯＮをトリガ用
ＳＣＲに印加し、同ＳＣＲをオンさせ、トリガコンデン
サＣｏ　，トリガトランスＴｏ　を動作させて閃光放電
管Ｘｅをトリガして発光を開始させる。また、発光停止
は、ＣＰＵから発光停止信号ＳＴＯＦＦがスイッチング
トランジスタＱのベ−スに印加され、同トランジスタＱ
をオンすることによってＩＧＢＴをオフさせて行う。放
電管Ｘｅの発光停止後は、トランジスタＱをオフさせて
ＩＧＢＴをオンすることで、次の発光に備える。

【０００５】また、この閃光発光回路によれば、閃光撮
影時に動物などの被写体の眼が赤く写る、周知の赤目現
象を軽減させるための赤目防止用のプリ発光を閃光同調
撮影時の本発光前に行わせることができる。この赤目防
止手段は周知のように、ストロボ撮影時の本発光前に複
数回の小発光を被写体に向けて行うことにより被写体の
眼の瞳孔を絞り、これによって赤目現象を軽減させるも
のであり、上記閃光発光回路では、このプリ発光動作を
、そのタイムチャ−トが図８に示されるようにして行う
。即ち、充電開始制御信号ＣＨＧを電源昇圧回路に印加
し、メインコンデンサＣおよびトリガコンデンサＣｏ　
を充電した後、本発光前に、パルス状の発光開始信号Ｓ
ＴＯＮをトリガ用ＳＣＲに複数回連続して印加すると、
その都度、放電管Ｘｅは小発光を繰り返すので、これに
より被写体の瞳孔が絞られて赤目現象が防止される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＧＢＴを
用いる上記従来の閃光発光装置においては、次のような
問題がある。即ち、前記特開昭６４−１７０３３号公報
に示された閃光発光回路では、閃光放電管のＸｅ管の放
電電流を制限するためのインダクタンスＬがＸｅ管と直
列に挿入されている。もし、このインダクタンスＬが入
っていないと、Ｘｅ管の放電電流がＩＧＢＴの耐電流量
を上回ってしまいＩＧＢＴを破壊してしまう。従って、
これを防止するために電流制限用インダクタンスＬを挿
入している。しかし、このインダクタンスＬを入れると
いうことは、コスト高を招き、かつ大きな実装スペ−ス
を要すると言った問題がある。

【０００７】また、図７に示した閃光発光回路には、イ
ンダクタンスは入っていないが、Ｘｅ管の管電流を小さ
くするためにＸｅ管のインピ−ダンスを高める必要があ
り、具体的には、Ｘｅ管内部のガス圧を高めることが必
要となる。しかし、そうするとＸｅ管の最低発光電圧が
上昇し、メインコンデンサが低い電圧の時にストロボが
発光できないという問題がある。これを解決するのに、
Ｘｅ管のア−ク長を長くすることも考えられるが、そう
すると、コスト高を招き、かつ、大きな実装スペ−スを
要するといった問題が発生する。

【０００８】一方、近年においては、閃光用放電管とし
てア−ク長が非常に短いショ−トア−クＸｅ管が出現し
ている。このショ−トア−クＸｅ管について、今少し詳
しく説明すると、従来はア−ク長を短くし過ぎると、前
述の管電流が大きくなることに加えて耐久性が著しく悪
くなり、ある一定のア−ク長以下のＸｅ管は実使用には
耐えることができなかった。

【０００９】ところが、近年、この耐久性の問題を見事
に解決したア−ク長１０ｍｍ以下のショ−トア−クＸｅ
管が出現してきた。このＸｅ管は、ＩＧＢＴ使用を前提
とした今までのＸｅ管の管電流が１００Ａ程度であるの
に対して、管電流が３００Ａ以上もある。よって、前記
特開昭６４−１７０３３号公報に開示されている閃光発
光回路のようにインダクタンスＬを入れて管電流を制限
するのは困難であり、もし制限することができたとして
も、非常に大きなインダクタンスを必要とし、それに比
例し、インダクタンスで消費されるエネルギも大きくな
り、Ｘｅ管の発光効率が著しく悪くなってしまう。また
、前記図７の回路に適用した場合には、矢張りＸｅ管の
ガス圧を上げる必要があるが、現在のＸｅ管製造技術で
はＩＧＢＴの耐電流以下になるまでガス圧を上げること
は不可能であり、また、仮にガス圧を上げられたとして
もＸｅ管の最低発光電圧が著しく上昇し、メインコンデ
ンサの電圧が常用電圧であっても発光しない恐れがある
。

【００１０】ここで、Ｘｅ管の管電流とＩＧＢＴのコレ
クタ電圧との関係について着目すると、図５は、あるＸ
ｅ管を発光させたときの管電流ＩｘとＩＧＢＴのコレク
タ電圧Ｖｃの波形を示したものであり、図６は、立上が
りの部分を拡大して示したものである。これらの波形か
ら見ても判るように、Ｘｅ管の管電流Ｉｘとコレクタ電
圧Ｖｃは比例して上昇している。ＩＧＢＴの種類によっ
ても若干異なるが、ＩＧＢＴのオン抵抗は約０．０４Ω
であり、１００Ａの管電流が流れると、コレクタ電圧Ｖ
ｃは約４Ｖ発生する。これは充分検出可能な電圧である
。

【００１１】本発明の目的は、Ｘｅ管の管電流とＩＧＢ
Ｔのコレクタ電圧との関係を巧みに利用し、ト−タル的
な発光量を制御できてショ−トア−クＸｅ管が使用でき
る閃光発光装置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による閃光発光装
置は、電源電圧を昇圧する電源昇圧回路と、この電源昇
圧回路の昇圧電圧で充電されるメインコンデンサと、こ
のメインコンデンサの放電ル−プ中に接続された閃光放
電管とＩＧＢＴの直列回路と、上記閃光放電管を励起す
るトリガ回路と、上記ＩＧＢＴのコレクタ端子に接続さ
れ、上記閃光放電管の閃光発光時にコレクタ電圧を検出
する検出回路と、上記コレクタ電圧が所定値を越えると
上記ＩＧＢＴを非導通に制御する制御手段とを具備する
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】発光開始信号をトリガ回路に印加し、同トリガ
回路を動作させて閃光放電管にトリガをかける。これと
同時に、制御手段に信号を送り、同手段を作動させてＩ
ＧＢＴをオンにする。すると、これにより放電管の発光
が開始される。そして、管電流が流れ始め、ＩＧＢＴの
オン抵抗×管電流の電圧がＩＧＢＴのコレクタに発生す
る。この電圧をコレクタ電圧検出回路で検出し、ＩＧＢ
Ｔの耐電流を越える前に、この検出回路から上記制御手
段に信号を送り、ＩＧＢＴをオフさせる。その後、放電
管の内部が、まだイオン化している間に再度、ＩＧＢＴ
をオンさせ、発光を再開させる。これを繰り返して最適
光量が得られたとき、発光を停止させる。

【００１４】

【実施例】以下、図示の実施例によって本発明を説明す
る。図１は、本発明の第１実施例を示す閃光発光装置の
構成ブロック図である。

【００１５】充電制御回路１０によって動作が制御され
る電源昇圧回路１２の出力端には、メインコンデンサ１
３、およびショ−トア−クＸｅ管からなる閃光放電管１
１，ＩＧＢＴ１８の直列回路がそれぞれ接続されている
。上記閃光放電管１１はＣＰＵ６０からのトリガ信号に
よって動作するトリガ回路２５により励起されるように
なっている。また、上記ＩＧＢＴ１８はゲ−ト制御回路
１９により、そのオン，オフが制御されるようになって
いる。そして、そのコレクタ１８ｃには同ＩＧＢＴのコ
レクタ電圧を検出するコレクタ電圧検出回路２０が接続
されている。

【００１６】このように構成された第１実施例において
は、ＣＰＵ６０から発光開始信号をトリガ回路２５に印
加し、同トリガ回路を動作させて閃光放電管１１にトリ
ガをかけると同時に、ＣＰＵ６０より制御手段を構成す
るゲ−ト制御回路１９に信号を送り、同回路を作動させ
てＩＧＢＴ１８をオンにする。すると、これにより放電
管１１の発光が開始される。そして、管電流が流れ始め
ると、（ＩＧＢＴのオン抵抗×管電流）の電圧がＩＧＢ
Ｔ１８のコレクタ１８ｃに発生する。この電圧をコレク
タ電圧検出回路２０で検出し、ＩＧＢＴ１８の耐電流を
越える前にコレクタ電圧検出回路２０から上記制御回路
１９に信号を送り、ＩＧＢＴ１８をオフさせる。その後
、放電管１１の内部が、まだイオン化している間に再度
、ＩＧＢＴ１８をオンさせ、発光を再開させる。これを
繰り返して最適光量が得られた時点で発光を停止させる
。発光を途中で止めたい場合は、ＣＰＵ６０より上記制
御回路１９に信号を送り、ＩＧＢＴ１８をオフ状態にす
る。

【００１７】図２は、本発明の第２実施例を示す閃光発
光装置の具体的な電気回路図である。コレクタ電圧検出
回路２０は、ＩＧＢＴ１８のコレクタ電極１８ｃに接続
されていて、コレクタ電圧を検出すると共に、ＩＧＢＴ
１８がオフしたとき高電圧がコレクタ電圧検出回路２０
に加わらないようにするＦＥＴ６１と、このＦＥＴ６１
の出力電圧と基準電圧Ｖｒｅｆ　を比較するコンパレ−
タ１と、このコンパレ−タ１の出力が入力される第１ワ
ンショットマルチバイブレ−タ２と、この第１ワンショ
ットマルチ２の出力が入力される第２ワンショットマル
チバイブレ−タ３および第３ワンショットマルチバイブ
レ−タ６と、上記第２ワンショットマルチ３の出力を反
転して上記ＦＥＴ６１を制御する第１インバ−タ５と、
上記第３ワンショットマルチ６の出力が入力される第４
ワンショットマルチバイブレ−タ７と、この第４ワンシ
ョットマルチ７の出力を反転してアンド回路４の一方の
入力端に加える第２インバ−タ８と、前記ゲ−ト制御回
路１９の入力端３０にコレクタ電圧検出回路２０の出力
を印加する上記アンド回路４とで構成されている。

【００１８】また、上記アンド回路４の他方の入力端に
は第５ワンショットマルチバイブレ−タ９の出力が入力
されるようになっており、この第５ワンショットマルチ
９は、例えばＸ接点に連動するスイッチ２４の動作によ
り出力を発する。また、この出力はトリガ回路２５の入
力端２９に対してトリガ信号ＳＴＲＧとして印加される
。

【００１９】一方、上記ゲ−ト制御回路１９は、トラン
ジスタ３１，３２，３３，３４と、抵抗５３，５４，５
５，５６，５７，５８と、ツエナ−ダイオ−ド５９と、
コンデンサ６２とが図示のように接続されて構成されて
いて、上記トランジスタ３２のエミッタがＩＧＢＴ１８
のゲ−ト１８ｇに接続されている。また、このゲ−ト制
御回路１９は、前記電源昇圧回路１２の昇圧トランス５
０の２次側コイルからダイオ−ド２２，抵抗２３を介し
て引出された電圧が印加されるようになっている。また
、上記電源昇圧回路１２は、トランジスタ３５〜３８と
、抵抗３９〜４４と、コンデンサ４５，４６と、ダイオ
−ド４７，４９と、昇圧トランス５０とが図示のように
接続されて構成されており、入力端５１に図示されない
ＣＰＵから充電開始信号ＣＨＧが印加されるようになっ
ている。

【００２０】そして、この電源昇圧回路１２の出力端に
は、整流用ダイオ−ド４８および逆流防止用ダイオ−ド
２１を介してメインコンデンサ１３、トリガ回路２５、
ショ−トア−クＸｅ管からなる閃光放電管１１とＩＧＢ
Ｔ１８の直列回路がそれぞれ接続されている。上記トリ
ガ回路２５は、抵抗１４とＳＣＲ１５の直列回路，およ
びトリガコンデンサ１６、トリガトランス１７などで構
成されていて、トリガ電極１１ｔにパルス状高電圧を印
加するようになっている。また、上記ダイオ−ド４８を
介して接続された抵抗２６，２７の直列回路からなる分
圧回路は端子２８を通じてＣＰＵのＡ／Ｄポ−トに信号
を送るようになっている。

【００２１】次に、このように構成された閃光発光装置
の動作を図３のタイミングチャ−トと共に説明する。図
３に示す各部の波形は、放電管１１を流れる管電流によ
る発光電流Ｉｘの波形、ＩＧＢＴ１８のコレクタ１８ｃ
点の電圧波形、スイッチ２４の動作タイミングを示す波
形、ａ〜ｊはコレクタ電圧検出回路２０内の各部の出力
波形をそれぞれ示している。

【００２２】まずＴ１　の期間において、Ｘ接点に連動
する上記スイッチ２４が押されると、第５ワンショット
マルチ９から“Ｈ”レベルのワンショット出力（ＳＴＲ
Ｇ）が発生し、トリガ回路２５を作動させてトリガ電極
１１ｔを通じて放電管１１にトリガをかけると同時に、
ゲ−ト制御回路１９のアンド回路４の出力（ｊ点）が“
Ｈ”レベルになり、ゲ−ト制御回路１９によりＩＧＢＴ
１８のゲ−ト１８ｇに電圧が印加され、ＩＧＢＴ１８は
オンして発光を開始する。このとき、第１インバ−タ５
の出力（ｅ点）は既に“Ｈ”レベルになっており、ＦＥ
Ｔ６１はオンしている。放電管１１が発光を開始し、そ
の管電流が流れ始め、Ｉｘが増加し、ＩＧＢＴ１８のコ
レクタ１８ｃの電圧が上昇していく。これと共にコンパ
レ−タ１の入力電圧ａ点の電圧も上昇する。この電圧は
管電流と比例しているので、この電圧を検出することで
管電流が判る。コレクタ１８ｃの電圧が上昇し、ＩＧＢ
Ｔ１８の耐電流に対応した電圧になる少し前に、コレク
タ電圧検出回路２０の保護のためにＦＥＴ６１をオフに
し、その直後にＩＧＢＴ１８のオフ信号をゲ−ト制御回
路１９に送り、ＩＧＢＴ１８をオフにする。

【００２３】即ち、上記ａ点の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ
　を越えると、コンパレ−タ１の出力（ｂ点）は“Ｌ”
レベルから“Ｈ”レベルに反転する。このレベルの立上
がりを受けて第１ワンショットマルチ２の出力（ｃ点）
も“Ｈ”レベルになる。そして、この出力の立ち下りを
受けて第２ワンショットマルチ３の出力（ｄ点）のレベ
ルが“Ｈ”になり、この“Ｈ”レベルの信号は第１イン
バ−タ５で反転されて、その出力（ｅ点）は“Ｌ”レベ
ルとなってＦＥＴ６１に加えられて同ＦＥＴ６１をオフ
させる。また、上記第１ワンショットマルチ２の出力（
ｃ点）の立ち下りを受けて第３ワンショットマルチ６の
出力（ｆ点）が“Ｈ”レベルになり、この出力の立ち下
りを受けて第４ワンショットマルチ７の出力（ｇ点）も
“Ｈ”レベルとなり、この出力が第２インバ−タ８で反
転されて“Ｌ”レベルの信号（ｈ点）となってアンド回
路４に加えられる。アンド回路４は、この信号の印加に
よって“Ｌ”の出力信号を出力（ｊ点）し、これをゲ−
ト制御回路１９に加え、同回路１９を作動させてＩＧＢ
Ｔ１８をオフさせる。

【００２４】ＩＧＢＴ１８がオフになると、放電管１１
の電流は減少し始める。その後、放電管内部がまだイオ
ン化している間にＩＧＢＴ１８のオン信号をゲ−ト制御
回路１９に送り、ＩＧＢＴ１８をオンする。すると、放
電管１１は発光を再開する。これを繰り返すことで、図
４（Ｂ）に示すように、連続的に小発光が行われる。即
ち、図３に示すように、Ｔ２　の期間において上記第４
ワンショットマルチ７の出力（ｇ点）が“Ｌ”レベルに
なると、第２インバ−タ８の出力（ｈ点）は“Ｈ”レベ
ルになる。そして、アンド回路４の出力（ｊ点）が“Ｈ
”レベルになって、これがゲ−ト制御回路１９に入力さ
れ、ＩＧＢＴ１８をオンさせる。よって発光が再開する
。また、この直後に第２ワンショットマルチ３の出力（
ｄ点）が“Ｌ”レベルになり、第１インバ−タ５の出力
（ｅ点）が“Ｈ”レベルになってＦＥＴ６１をオンさせ
る。このＦＥＴ６１がオンすると、ＦＥＴ６１の出力（
ａ点）がコンパレ−タ１に入力される。この後の動作は
上記Ｔ１　期間の動作と同じである。つまり、アンド回
路４の出力（ｊ点）が“Ｈ”レベルの間は閃光放電管１
１が発光しており、“Ｌ”レベルの間は消灯している。

【００２５】この“Ｌ”レベルから次の“Ｈ”レベルの
信号を出力するタイミングは、放電管内部がイオン化し
ている間に行う必要があり、この時間は放電管によって
変ってくるが、通常は数１０ｍｓ〜数１００ｍｓである
。この時間内であれば、新ためてトリガをかけなくとも
、放電管は次の発光を開始する。この程度の周期で発光
させた時には、人間の目には１つの連続発光としか見え
ない。そして、写真の露光にも何等問題はない。また、
放電管のピ−ク電流値は上記コンパレ−タの基準電圧Ｖ
ｒｅｆ　を変えることで自由に設定することができる。

【００２６】そして、発光を途中で止めるときはリセッ
ト信号を入力すると、ＩＧＢＴ１８はオフし、発光が停
止する。

【００２７】また、本実施例による一連の発光状態を見
ると、発光開始から終了まで略フラットな光量が得られ
ることが判る。図４（Ａ）は、ショ−トア−クＸｅ管の
閃光放電管を用いて通常の１回だけの発光をせさた場合
のＸｅ管電流の波形を示したものであって、図４（Ｂ）
は、本実施例の連続小発光をさせた場合の管電流波形を
示したものである。この両波形をみると、Ｘｅ管電流は
発光量と比例しているため、発光波形も（Ａ）と（Ｂ）
とは相似形をしている。（Ａ）と（Ｂ）の波形の発光方
式でそれぞれ同じＧＮｏ（ガイドナンバ）の制御をしよ
うとした場合は、（Ａ）の波形では秒時ｔ１　で、（Ｂ
）の波形では秒時ｔ２　で発光を止める必要がある。し
かし、上記秒時ｔ１　は上記秒時ｔ２　に比べて非常に
短いため、秒時ｔ１　の誤差が大きく光量に効いてしま
う。現実にはショ−トア−クＸｅ管に３００Ａの電流が
流れるとＩＧＢＴの保護はできないため、上記（Ｂ）の
波形を得る本実施例の発光方式が採られる。秒時ｔ２　
は、その点秒時ｔ１　に比べて非常に長く設定できるた
め、秒時ｔ２　の誤差の影響は光量には大きく効かない
。このことは、特に高ＩＳＯ（フイルム感度）、至近距
離での写真撮影の場合に最も顕著に現れる。よって、本
実施例によれば、正確かつ、微少な光量も制御すること
ができるという効果も得られる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、閃
光放電管の管電流をＩＧＢＴのコレクタ電圧として検出
し、管電流を制御しながら発光させることができるので
、従来のもののようにＸｅ放電管に直列に接続するイン
ダクタンスが不要となり、また、Ｘｅ管のピ−ク管電流
の制限が不要なため、ガス圧を低くして発光をしやすく
したりすることなく、ショ−トア−クＸｅ管を使用する
ことができる。このため、ストロボ装置の製作のコスト
ダウン、スペ−スの減少、発光効率のアップなどの効果
が得られ、カメラのコンパクト化へ貢献することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す閃光発光装置のブロ
ック構成図。

【図２】本発明の第２実施例を示す閃光発光装置の具体
的な電気回路図。

【図３】上記図２の電気回路の動作を説明するためのタ
イミングチャ−ト。

【図４】一回だけの発光と連続小発光とを比較して示し
た発光波形図。

【図５】閃光放電管の管電流ＩｘとＩＧＢＴのコレクタ
電圧Ｖｃの波形図。

【図６】上記図５の波形の要部を拡大して示した波形線
図。

【図７】従来の閃光発光回路の一例を示す電気回路図。

【図８】赤目防止用のプリ発光を説明するためのタイミ
ングチャ−ト。

【符号の説明】

１１……閃光放電管 １２……電源昇圧回路 １３……メインコンデンサ １８……絶縁型バイポ−ラトランジスタ（ＩＧＢＴ）１
９……制御手段（ゲ−ト制御回路） ２０……電圧検出回路（コレクタ電圧検出回路）２５…
…トリガ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　電源電圧を昇圧する電源昇圧回路
   と、この電源昇圧回路の昇圧電圧で充電されるメインコ
   ンデンサと、このメインコンデンサの放電ル−プ中に接
   続された閃光放電管とゲ−ト絶縁型バイポ−ラトランジ
   スタの直列回路と、上記閃光放電管を励起するトリガ回
   路と、上記ゲート絶縁型バイポーラトランジスタのコレ
   クタ端子に接続され、上記閃光放電管の閃光発光時にコ
   レクタ電圧を検出する検出回路と、上記コレクタ電圧が
   所定値を越えると上記ゲート絶縁型バイポーラトランジ
   スタを非導通に制御する制御手段と、具備したことを特
   徴とする閃光発光装置。