(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閃光用の放電管と、該放電管を発光させる電気エネルギを蓄えるコンデンサと、該コンデンサに電気エネルギを充電する充電回路と、該放電管の放電を促す高電圧信号を発生させるトリガ回路とを備えるストロボ装置であって、
前記充電回路及び前記トリガ回路の昇圧手段として共用されるところの、１つの圧電トランスを含む昇圧回路と、
前記圧電トランスの出力電圧を、前記コンデンサまたは前記放電管に印加すべく、前記昇圧回路を、前記充電回路用または前記トリガ回路用に切り替える切り替え手段と、
を備えることを特徴とするストロボ装置。
【請求項２】
前記切り替え手段は、
前記圧電トランスの出力と、前記コンデンサとを接続するラインに、少なくとも１つ直列に設けられたスイッチまたはスイッチング素子である
ことを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
【請求項３】
前記切り替え手段は、
前記圧電トランスの出力を、前記コンデンサに接続する第１ラインまたは前記放電管のトリガラインに接続する第２ラインに切り替える少なくとも１つのスイッチまたはスイッチング素子である
ことを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
【請求項４】
前記スイッチまたはスイッチング素子が切り替え動作を行うに際して、前記圧電トランスの出力が完全な開放状態になることを防止すべく、前記圧電トランスの出力と並列に、高インピーダンスの負荷が接続されている
ことを特徴とする請求項３記載のストロボ装置。
【請求項５】
前記充電回路及び前記トリガ回路において、前記圧電トランスの発振回路は、周波数の異なる複数種類の発振信号を出力可能であって、前記切り替え手段による切り替え動作に応じて、それら発振信号のうち何れかを出力する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のストロボ装置。
【請求項６】
更に、前記コンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出回路を備え、
前記充電回路及び前記トリガ回路において、前記圧電トランスの発振回路は、周波数の異なる複数種類の発振信号を出力可能であって、前記充電電圧検出回路の出力信号に応じて、それら発振信号のうち何れかを出力する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のストロボ装置。
【請求項７】
前記ストロボ装置は、カメラに内蔵または外付けされるカメラ用のストロボ装置であって、前記切り替え手段は、該カメラのシャッター操作に応じて動作する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のストロボ装置。
【請求項８】
前記コンデンサは、直列接続された２つのコンデンサが、前記閃光用放電管及び前記充電回路内の整流回路と並列に接続されたものであり、かつ、前記２つのコンデンサの接点が電気的に接地されていることを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストロボ装置に関し、例えば各種カメラに内蔵または外付けして好適なストロボ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、銀塩写真を撮影するカメラ、或いは撮像素子を用いて画像を撮像するデジタルカメラには、撮影時に被写体を瞬間的に照明する所謂ストロボ装置が普及している。
【０００３】
上記従来のストロボ装置には、一般に、電源電圧を昇圧すると共に放電管の発光用のエネルギを充電する充電回路と、発光を促す（開始させる）トリガ回路とを備えており、例えば特開２０００−２４１８６０号等にも開示されているように、充電回路とトリガ回路とにそれぞれ巻線トランスが採用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、巻線トランスは一般に外形形状が大きく、重量も重いため、ユーザが携帯して持ち歩くカメラのストロボ装置には好ましくない。
【０００５】
そこで、本願出願人は、先行する特願２０００−３１１３８４号（尚、本願出願時には未公開である）において、図７に示すように、巻線トランスと比較して軽量且つ省スペースで、素子形状の自由度にも優れる圧電トランスを、充電回路とトリガ回路とにそれぞれ採用したストロボ装置を提案している。
【０００６】
即ち、図７に示すストロボ装置は、大別して、充電回路２１、トリガ回路２２、放電コンデンサ２３、並びに放電管２４によって構成されている。
【０００７】
この回路において、スイッチ５２が閉でスイッチ５８が開の状態において、駆動回路５３は、発振回路５１より出力される発振信号に応じて、圧電トランス５４を駆動する。圧電トランス５４の出力電圧は、ダイオード５５及び５６からなる整流回路で整流された後、放電管２４を発光させる電気エネルギとして、放電コンデンサ２３に充電される。そして、スイッチ５２が開でスイッチ５８が閉の状態において、駆動回路５９が発振回路５７より出力される発振信号に応じて圧電トランス６０が駆動され、当該圧電トランスから出力される高電圧がトリガとなって、放電コンデンサ２３に充電されたエネルギによって放電管２４が閃光を発する。
【０００８】
しかしながら、ストロボ装置の更なる小型化の要求に応えるためには、図７に示す如く充電回路２１とトリガ回路２３とにそれぞれ圧電トランスを採用するだけでは十分とは言えない。
【０００９】
そこで本発明は、シンプルな回路構成で、省スペース性に優れるストロボ装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るストロボ装置は、以下の構成を特徴とする。
【００１１】
即ち、閃光用の放電管（４）と、該放電管を発光させる電気エネルギを蓄えるコンデンサ（３）と、該コンデンサに電気エネルギを充電する充電回路（１）と、該放電管の放電を促す高電圧信号を発生させるトリガ回路（２）とを備えるストロボ装置であって、前記充電回路及び前記トリガ回路の昇圧手段として共用されるところの、１つの圧電トランスを含む昇圧回路（１１，１２，１３）と、前記圧電トランスの出力電圧を、前記コンデンサまたは前記放電管に印加すべく、前記昇圧回路を、前記充電回路用または前記トリガ回路用に切り替える切り替え手段（１４，１４Ａ〜１４Ｄ）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
好適な実施形態において、前記切り替え手段は、前記圧電トランスの出力と、前記コンデンサとを接続するラインに、少なくとも１つ直列に設けられたスイッチまたはスイッチング素子（１４）であることを特徴とする（図１参照）。
【００１３】
また、好適な他の実施形態において、前記切り替え手段は、前記圧電トランスの出力を、前記コンデンサに接続する第１ラインまたは前記放電管のトリガラインに接続する第２ラインに切り替える少なくとも１つのスイッチまたはスイッチング素子（１４Ａ〜１４Ｄ）であることを特徴とし（図２及び図３参照）、この場合、前記スイッチまたはスイッチング素子が切り替え動作を行うに際して、前記圧電トランスの出力が完全な開放状態になることを防止すべく、前記圧電トランスの出力と並列に、高インピーダンスの負荷（１７）が接続すると良い。
【００１４】
上記の何れの構成においても、前記充電回路及び前記トリガ回路においても、前記圧電トランスの発振回路（１１Ａ）は、周波数の異なる複数種類の発振信号を出力可能であって、前記切り替え手段による切り替え動作に応じて、それら発振信号のうち何れかを出力すると良い（図４参照）。具体的には、図５（ｃ）に示すように、発振信号の周波数を、充電用の低い周波数からトリガ用の高い周波数に切り替えると良い。
【００１５】
または、前記コンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出回路（１８）を更に備え、前記充電回路及び前記トリガ回路において、前記圧電トランスの発振回路（１１Ａ）は、周波数の異なる複数種類の発振信号を出力可能であって、前記充電電圧検出回路の出力信号に応じて、それら発振信号のうち何れかを出力すると良い（図６参照）。具体的には、図５（ｃ）に示すように、発振信号の周波数を、充電用の低い周波数からトリガ用の高い周波数に切り替えると良い。
【００１６】
尚、上記の何れの構成を備えるストロボ装置であっても、各種カメラに内蔵または外付けされるカメラ用に用いて好適であり、その場合、前記切り替え手段は、該カメラのシャッター操作に応じて動作すると良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るストロボ装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、第１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である。
【００１９】
同図に示すストロボ装置は、大別して、閃光用の放電管（例えばキセノン放電管）４、放電管４を発光させる電気エネルギを蓄える放電コンデンサ３、放電コンデンサ３に電気エネルギを充電する充電回路１、並びに放電管４の放電を促す高電圧信号を発生させるトリガ回路２により構成されている。
【００２０】
充電回路１とトリガ回路２とは、発振回路１１、駆動回路１２、並びに圧電トランス１３からなる１組の昇圧回路を共通の昇圧手段として備えており、駆動回路１２は、発振回路１１より出力される所定周波数の発振信号に応じて、圧電トランス１３を駆動する。
【００２１】
そして、スイッチ（またはスイッチング素子）１４は、圧電トランス１３の出力と、コンデンサ３とを接続するラインに直列に設けられており、このスイッチ４が閉の状態において、圧電トランス１３の出力電圧は、２つのダイオード１５及び１６からなる一般的な整流回路にて整流された後、放電管４の放電用の電気エネルギとして放電コンデンサ３に充電される。一方、スイッチ４が開の状態となって圧電トランス１３の出力電圧が放電管４に印加されるのに応じて、その印加電圧をトリガとして、放電コンデンサ３に充電されていた電気エネルギにより、放電管４が閃光を発する。
【００２２】
このような構成を備える本実施形態のストロボ装置において、圧電トランス１３の出力側（出力端子）では、スイッチ１４が閉の状態であって放電コンデンサ３に充電を行っているときには、出力負荷が重い（大きい）ために高い電圧は現れない。これに対して、スイッチ１４が開の状態に切り替わると、圧電トランス１３の出力側では、スイッチ１４が閉状態のときとは異なり出力負荷が軽くなるため、放電管４の発光のトリガ信号となり得る高電圧を、自動的に発生できるようになる。
【００２３】
このように、本実施形態では、負荷の大きさに応じて昇圧比（出力電圧）が変化するという圧電トランス素子の特性に着目することにより、単一の圧電トランス１３を上述した如く２つの目的（放電コンデンサ３の充電及び放電管４の放電トリガ）に共用したが、この使用方法は、昇圧比が予め固定している従来の巻線トランスでは実現できない特有のものである。更に、図１に示すストロボ装置は、１組の昇圧回路を上記２つの目的に共用する回路構成を採用したことにより、図７に示したストロボ装置の回路構成と比較して、発振回路、駆動回路、並びに圧電トランスを１つずつ省略することができ、必要な電子デバイスの数量を削減すると共に、回路構成を簡素化することができ、部材費及び製造工程の全体的なコスト低減と、装置のコンパクト化を図ることができる。
【００２４】
従って、本実施形態によれば、シンプルな回路構成で、省スペース性に優れるストロボ装置を実現することができ、各種カメラに内蔵または外付けされるカメラ用のストロボ装置として採用して好適である。この場合、スイッチ１４の動作は、当該カメラのシャッター操作に応じて動作させると良い。
【００２５】
＜第１の実施形態の変形例１＞
次に、上述した第１の実施形態に係るストロボ装置を基本とする変形例１について説明する。以下の説明においては、第１の実施形態と同様な構成については重複する説明を省略し、本変形例における特徴的な部分を中心に説明する。
【００２６】
図２は、第１の実施形態の変形例１に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図であり、図１に示す回路構成とは、スイッチ１４の代わりにスイッチ１４Ａを備える点と、負荷（Ｚｏ）１７を更に備える点とが異なる。
【００２７】
図２に示すストロボ装置において、スイッチ１４Ａは、スイッチ１４と同じタイミングで動作するスイッチまたはスイッチング素子であるが、同図に示すように、当該スイッチは、圧電トランス１３の出力を、放電コンデンサ３に接続する第１ライン、或いは放電管４のトリガラインに接続する第２ラインの何れかに切り替えることができる。
【００２８】
また、圧電トランス１３の出力側に並列に設けられた負荷１７は、高インピーダンスの負荷抵抗であり、本変形例において、スイッチ１４Ａが第１及び第２ラインの間で切り替えられるに際して、圧電トランス１３の出力が完全な開放状態となることによって当該圧電トランス１３に過剰な高電圧が発生し、その結果として圧電トランスが破損することを防止するために接続されている。
【００２９】
このような構成の変形例１によっても、図１に示すストロボ装置と同様な効果を得ることができる。
【００３０】
＜第１の実施形態の変形例２＞
次に、上述した第１の実施形態に係るストロボ装置を基本とする変形例２について説明する。以下の説明においては、第１の実施形態と同様な構成については重複する説明を省略し、本変形例における特徴的な部分を中心に説明する。
【００３１】
図３は、第１の実施形態の変形例２に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図であり、図１に示す回路構成とは、スイッチ１４の代わりにスイッチ１４Ｂ及びスイッチ１４Ｃを備える点と、負荷（Ｚｏ）１７を更に備える点とが異なる。
【００３２】
図３に示すストロボ装置において、スイッチ１４Ｂは、圧電トランス１３の出力を放電コンデンサ３に接続する第１ラインに直列に設けられており、スイッチ１４Ｃは、圧電トランス１３の出力を放電管４のトリガラインに接続する第２ラインに直列に設けられたスイッチまたはスイッチング素子である。
【００３３】
スイッチ１４Ｂ及びスイッチ１４Ｃは、図１に示すスイッチ１４と同じタイミングで、一方が開の状態のときには他方が閉の状態を採るように動作することにより、圧電トランス１３の出力を、第１または第２ラインの何れかに切り替えることができる。
【００３４】
また、圧電トランス１３の出力側に並列に設けられた負荷１７は、上述した変形例１（図２）と同じ理由から設けられた高インピーダンスの負荷抵抗である。
【００３５】
このような構成の変形例２によっても、図１に示すストロボ装置と同様な効果を得ることができる。
【００３６】
尚、以下の各実施形態では、説明の便宜上、スイッチ１４Ａと同様な切り替え動作を行う１つのスイッチを例に説明するが、本変形例にて説明した２つのスイッチ１４Ｂ及びスイッチ１４Ｃを使用する回路構成を採用しても良い。
【００３７】
［第２の実施形態］
次に、上述した第１の実施形態及びその変形例に係るストロボ装置を基本とする第２の実施形態を説明する。以下の説明においては、第１の実施形態と同様な構成については重複する説明を省略し、本実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。
【００３８】
図４は、第２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である。
【００３９】
同図に示すストロボ装置において、発振回路１１Ａは、周波数の異なる複数種類の発振信号を出力可能であって、スイッチ１４の代わりに設けられたスイッチ１４Ｄの動作に応じて（連動して）、駆動回路１２に対して出力すべき発振信号の周波数を変更する。
【００４０】
本実施形態において、圧電トランス素子１３の出力側におけるスイッチ１４Ｄの接続及び動作自体は、変形例１（図２）にて上述したスイッチ１４Ａの動作と同様であり、且つ同変形例と同様な理由から、スイッチ１４Ｄが設けられることによる開放状態の発生を考慮すべく、高インピーダンスの負荷１７が圧電トランス１３の出力側に並列に設けられている。
【００４１】
また、外部から入力信号に応じて、出力すべく発振信号の周波数を変更する発振回路１１Ａの回路構成は、例えば、発振回路１１Ａに電圧制御発振回路（ＶＣＯ）を採用する場合には、その回路に入力する制御電圧の大きさを切り替える回路を付加すれば良い。或いは、発振回路１１ＡにＣＲ発振回路を採用する場合には、その回路を構成するＣ（コンデンサ）の容量及び／またはＲ（抵抗）の値を切り替える回路を付加することによって実現すれば良い。
【００４２】
ここで、発振回路１１Ａから出力する発振信号の周波数を、スイッチ１４Ｄの動作に応じて変更する理由について、図２の回路を参照して説明する。
【００４３】
図５は、負荷の大きさによって変化する圧電トランス１３の出力電圧と、発振信号の周波数との関係を説明する図である。
【００４４】
圧電トランス１３を駆動回路１２によって駆動する場合において、スイッチ１４Ａが第１ラインに接続された状態で、放電コンデンサ３の充電を行う際には、負荷が大きく（重く）、一方、スイッチ１４Ａが第２ラインに接続された状態で、放電管４のトリガ用として使用する際には、負荷が小さい（軽い）ので、一般に、圧電トランス１３の共振点は異なったものとなる。
【００４５】
このような動作特性において、放電コンデンサ３の充電電圧と比較して駆動回路１２の電源電圧が十分に高いときには、発振回路１１から出力する発振信号の周波数は、図５（ａ）に示すように、その電源電圧において、トリガ用としての高電圧が圧電トランス１３の出力側に得られる所定の周波数に予めセットしておけば良い。
【００４６】
これに対して、駆動回路１２の電源電圧が低い場合には、発振回路１１から上記の所定の周波数と同じ発振信号を出力すると、圧電トランス１３の出力側には、放電コンデンサ３の充電電圧には不十分な電圧しか得ることができない。この場合、当該充電電圧として十分な電圧を圧電トランス１３に発生させるためには、図５（ｂ）に示すように、充電時の共振点付近に周波数を設定すれば良いが、その共振点付近の周波数のままで、スイッチ１４Ａの接続をトリガ用に第２ラインに切り換えても、トリガ用として必要十分な高電圧を得ることができない。
【００４７】
そこで、本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、スイッチ１４Ｄの切り替え動作に応じて（連動して）、発振回路１１Ａから出力する発振信号の周波数を、充電用の低い周波数からトリガ用の高い周波数に切り換えることにより、圧電トランス１３に常に最適な出力電圧を発生させる。
【００４８】
このような回路構成の第２の実施形態によれば、図１に示すストロボ装置と同様な効果を得ることができると共に、更に、充電を行う場合であってもトリガをかける場合であっても、圧電トランス１３に最適な出力電圧を発生させることができる。
【００４９】
［第３の実施形態］
次に、上述した第１の実施形態及びその変形例、並びに第２の実施形態に係るストロボ装置を基本とする第３の実施形態を説明する。以下の説明においては、当該実施形態及び変形例と同様な構成については重複する説明を省略し、本実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。
【００５０】
図６は、第３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である。
【００５１】
同図に示すストロボ装置は、上述した第１の実施形態の変形例１（図２）の回路構成を基本として、発振回路１１の代わりに第２の実施形態にて上述した発振回路１１Ａを備えると共に、新たに充電電圧検出回路１８を備える。
【００５２】
充電電圧検出回路１８は、ダイオード１５及び１６からなる整流回路の後段に設けられ、放電コンデンサ３の充電電圧を検知すると共に、検出した充電電圧が所定レベルに達したときには、その旨を表わす信号を発振回路１１Ａに伝達する。そして、この信号を取得した発振回路１１Ａは、それまで出力していた充電用の周波数を、トリガ用の所定周波数に切り替える。この時点においては、スイッチ１４Ａが第１ライン（放電コンデンサ３の充電側）に接続された状態が継続するが、放電コンデンサ３に充電された電荷は、整流回路をなすダイオード１５及び１６が存在するため、当該スイッチによってトリガがかけられるまで放電されることはない。
【００５３】
このような回路構成の第３の実施形態によれば、図１に示すストロボ装置と同様な効果を得ることができると共に、更に、充電を行う場合であってもトリガをかける場合であっても、圧電トランス１３に最適な出力電圧を発生させることができる。
【００５４】
［第４の実施形態］
次に、上述した第１の実施形態に係るストロボ装置を基本とする第４の実施形態を説明する。以下の説明においては、当該実施形態及び変形例と同様な構成については重複する説明を省略し、本実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。
【００５５】
図８は、第４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である。
【００５６】
同図に示すストロボ装置は、上述した第１の実施形態（図１）の回路構成を基本として、２つの放電コンデンサを直列接続し、整流ダイオードを接地せず、直列コンデンサのマイナス側に接続した上で、コンデンサ同士の接続点を電気的に接地した構成となっている。
【００５７】
この構成を取ることにより、第１の実施形態では半波整流しかできなかったところ、本実施形態では全波整流が可能となるので、閃光放電管８０７にかかる電位差は第１の実施例における電位差の２倍となる。
【００５８】
一般に、閃光放電管の両端には３００Ｖ程度の電圧を印加しなければならないところ、第１の実施形態に対応した装置では、充電コンデンサの充電電圧が＋３００Ｖ程度になるようにＡＣ３００Ｖ以上の出力が可能な圧電トランスを使用しなければならない。これに対し本実施形態では、閃光放電管の両端に±１５０Ｖ程度の電圧を印加するように回路を構成でき、圧電トランスに必要とされる能力が低くなりサイズの小規模化を実現できる。また、充電コンデンサについても耐電圧の小さいものが使用できるため、小型で安価な回路を実現できる。
【００５９】
【発明の効果】
上述した本発明によれば、シンプルな回路構成で、省スペース性に優れるストロボ装置の提供が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１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である。
【図２】第１の実施形態の変形例１に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の変形例２に係るストロボ装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】第２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である。
【図５】負荷の大きさによって変化する圧電トランス１３の出力電圧と、発振信号の周波数との関係を説明する図である。
【図６】第３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である。
【図７】本願出願人が先に提案している圧電トランスインバータ回路を２組備えるストロボ装置の回路構成を示す図である。
【図８】第４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である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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