(57)【要約】  フラッシュトリガー回路内で圧電型変圧器を利用するカメラフラッシュ回路であって、圧電型変圧器は、主フラッシュ電圧蓄積キャパシターと結合された入力端子、及びフラッシュ管のフラッシュトリガー端子と結合された出力端子を有する。カメラフラッシュトリガースイッチが閉じられると、圧電型変圧器の入力端子は、フラッシュ蓄積キャパシターに蓄積された充電電圧から直接駆動され、フラッシュ管のトリガー端子においてフラッシュ管の点火を開始するために必要な高電圧パルスを生成する。
2008507732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズシャッターを有するカメラの電子フラッシュ回路であって、
フラッシュキャパシター、
前記フラッシュキャパシターにフラッシュ放電電圧を生成するフラッシュキャパシター充電回路、
ガス分子を封入する外囲容器内に入力電極の対を有するフラッシュ管、
前記フラッシュ管外囲容器に隣接するトリガー端子、
所望のフラッシュ照射時に閉じられるフラッシュトリガースイッチ、及び
前記フラッシュキャパシター及び前記フラッシュトリガースイッチと結合された入力並びにフラッシュ管端子と結合された出力を有する圧電変圧器、を有し、
前記変圧器は、前記フラッシュキャパシターの充電電圧に応答し、前記フラッシュトリガースイッチが閉じられると、前記フラッシュ管トリガー端子に、前記フラッシュ管内のガスをイオン化するために十分な高電圧を生成し、それにより前記フラッシュキャパシター電圧を前記フラッシュ管の前記入力端子を通じて放電することからフラッシュ照射を生じる、電子フラッシュ回路。
【請求項２】
前記圧電変圧器は、単一層の圧電材料を有する、請求項１記載の回路。
【請求項３】
前記圧電変圧器は、１つ以上の層の圧電材料を有する、請求項１記載の回路。
【請求項４】
前記フラッシュトリガースイッチは、機械的カメラシャッターブレードの動きの経路に位置付けられ、且つ完全な開状態に達する前記レンズシャッターに応答して閉じるよう適応されたスイッチを有する、請求項１記載の回路。
【請求項５】
前記フラッシュトリガースイッチは、カメラ制御回路から電子信号を受信し、且つ前記信号に応じて閉じるよう適応されたカプラーを有する、請求項１記載の回路。
【請求項６】
カメラの改良されたフラッシュ回路であって、
前記フラッシュ回路は、フラッシュキャパシター、前記フラッシュキャパシターにフラッシュ放電電圧を生成するフラッシュキャパシター充電回路、ガス分子を封入する外囲容器内に入力電極の対を有するフラッシュ管、前記フラッシュ管外囲容器に隣接するトリガー端子、及び所望のフラッシュ照射時に閉じられるフラッシュトリガースイッチ、を有する種類であり、
前記改良されたフラッシュ回路は、
前記フラッシュキャパシター及び前記フラッシュトリガースイッチと結合された入力並びにフラッシュ管端子と結合された出力を有する圧電変圧器、を有し、
前記変圧器は、前記フラッシュキャパシターの充電電圧に応答し、前記フラッシュトリガースイッチが閉じられると、前記フラッシュ管トリガー端子に、前記フラッシュ管内のガスをイオン化するために十分な高電圧を生成し、それにより前記フラッシュキャパシター電圧を前記フラッシュ管の前記入力端子を通じて放電することからフラッシュ照射を生じる、改良されたフラッシュ回路。
【請求項７】
前記圧電変圧器は、単一層の圧電材料を有する、請求項５記載の回路。
【請求項８】
前記圧電変圧器は、１つ以上の層の圧電材料を有する、請求項５記載の回路。
【請求項９】
前記フラッシュトリガースイッチは、機械的カメラシャッターブレードの動きの経路に位置付けられ、且つ完全な開状態に達する前記レンズシャッターに応答して閉じるよう適応されたスイッチを有する、請求項５記載の回路。
【請求項１０】
前記フラッシュトリガースイッチは、カメラ制御回路から電子信号を受信し、且つ前記信号に応じて閉じるよう適応されたカプラーを有する、請求項５記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラフラッシュ回路に関連し、より詳細には圧電型変圧器素子を用い、フラッシュ管内のガス分子をイオン化し、それによりフラッシュ管の点火を開始するカメラフラッシュ回路に関連する。
【背景技術】
【０００２】
フラッシュ機能付きのカメラは、フィルム及びデジタル電子機器に基づくものの両方とも、標準的に、キセノンのようなイオン化ガスを封入しているフラッシュ管を利用し、微光レベルの場面で撮像するために必要な光の明るいフラッシュを生成する。管を点火するために用いられるフラッシュ回路の基本的要素は、標準的に、バッテリー、電圧変換器フラッシュ充電回路、フラッシュ電圧蓄積キャパシター、及びフラッシュ管と関連付けられたトリガー端子と接続されたトリガー回路を有する。フラッシュ充電回路は、約１．５Ｖ又は３．０Ｖの低いバッテリー電圧を、３３０Ｖ程度の高いフラッシュ充電電圧へ変換する。この電圧は、フラッシュ管の入力電極と結合されたフラッシュ蓄積キャパシターに印加される。管内のガスは、通常状態で、フラッシュキャパシターが管を通じて放電し如何なるフラッシュ光放射の生成も防ぐ、極めて高いインピーダンスを示す。写真を撮りたい場合、トリガー回路は、シャッターの開きに応じ、管内のガス分子をイオン化するために十分な４５００Ｖ程度の中間の高電圧を生成しトリガー端子に印加する。これは、管のインピーダンスを非常に低いレベルに低下させ、フラッシュキャパシターに蓄積されたフラッシュ電圧を、フラッシュ管の低インピーダンスを通じて放電させ、それにより所望の強度のフラッシュ光を生成させる。
【０００３】
一般に用いられているトリガー回路の形式は、高インピーダンスを通じてフラッシュ充電回路と接続されたトリガーキャパシター、及びフラッシュ蓄積キャパシターと同電位に充電されるべきフラッシュ蓄積キャパシターを利用する。トリガーキャパシターはまた、トリガー電圧増大変圧器の１次巻線及び通常開いているトリガースイッチを通じて配線される回路と結合される。スイッチは、シャッターが開いている場合に閉じられるカメラシャッター機構により作動される。変圧器の２次巻線は、フラッシュ管のトリガー端子と結合される。ユーザーがシャッターボタンを押すことにより撮像手順を開始すると、トリガースイッチは閉じられ、トリガーキャパシターにトリガー変圧器の１次巻線を通じて放電させる。次にトリガー変圧器は、トリガー端子に上述のようなフラッシュ管を点火するために必要な高電圧パルスを生成する。
【０００４】
開示されているフラッシュトリガー回路の他の形式は、圧電素子を用い、フラッシュ管内のガスをイオン化するために高電圧パルスを生成する。本発明と同一代理人で１９７７年５月２４日に発表された特許文献１では、機械的に作動された圧電素子は、トリガー回路内でトリガーキャパシター及びトリガー増大変換器の代わりに用いられる。記載された構成は、機械的に圧電結晶を変形させるハンマーとアンビルを有し、フラッシュ管のトリガー端子に印加される出力パルスを生成する。効率的な反面、この構成は、圧電結晶を作動するために、追加の比較的複雑且つ高価な機械構造を必要とする。更に、フラッシュ管のトリガーの信頼性を保証するために、追加の回路構成要素を必要とする。
【０００５】
２００３年５月１３日に特許された特許文献２には、電子的に駆動される圧電変圧器素子を利用し、フラッシュ蓄積キャパシターを充電し且つフラッシュ管をトリガーするフラッシュ回路が記載されている。機械的に作動される素子と異なり、圧電変圧器は、電圧パルスの電圧又は入力端子に印加された振動電圧に応じて動作し、増大された出力電圧パルス又は振動電圧を生成する。特許文献２の従来技術である図７では、対である圧電変圧器は、それぞれ振動性回路及び駆動回路により駆動され、所望の出力電圧を別個に生成する。開示された他の回路では、単一の圧電変圧器素子は、振動性回路及び駆動回路により駆動される。電圧出力は、交互に切り替えられ、フラッシュ充電キャパシターを充電し、フラッシュ管の点火をトリガーし、それにより、単一の圧電素子で両方の機能を達成する。しかしながら、特許文献２の複数の実施例に示されたように、変圧器素子の制限は、必要な２つの機能を達成するために、追加回路構成要素の利用及び／又は変圧器出力電極の変圧器結晶との接続を余儀なくし、それにより価格及び複雑性を増す。
【特許文献１】米国特許第４，０２５，８１７号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５６４，０１５B２号明細書
【特許文献３】米国特許第２，８３０，２７４号明細書
【特許文献４】米国特許第２，９７４，２９６号明細書
【特許文献５】米国特許第２，９７５，３５４号明細書
【特許文献６】国際公開第０３／０３０２１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明によると、従って、圧電変圧器を有効に利用しフラッシュ管の点火をトリガーするが、追加回路コスト及び上述の従来の構成の不利点を有さない、カメラフラッシュ回路が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため、レンズシャッターを有するカメラにフラッシュ回路が設けられる。フラッシュ回路は、フラッシュキャパシター及びフラッシュキャパシターにフラッシュ放電電圧を生成するフラッシュキャパシター充電回路を有する。フラッシュ回路はまた、ガス分子を封入する外囲容器内の入力電極の対を有するフラッシュ管、フラッシュ管外囲容器に隣接するトリガー端子、及び所望のフラッシュ発光時に閉じられるフラッシュトリガースイッチを有する。フラッシュ回路は、フラッシュキャパシター及びフラッシュトリガースイッチと結合された入力並びにフラッシュ管トリガー端子と結合された出力を有する圧電変圧器を更に有する。変圧器は、フラッシュキャパシターの充電電圧に応答し、フラッシュトリガースイッチが閉じられると、フラッシュ管トリガー端子に、フラッシュ管内のガスをイオン化するために十分な高電圧を生成し、それによりフラッシュキャパシター電圧をフラッシュ管の入力電極を通じて放電することからフラッシュ照射を生じる。
【０００８】
本発明の利点は、圧電変圧器が、現在一般的に用いられるフラッシュ回路内のフラッシュトリガーキャパシター及びトリガー増大変圧器の代わりに利用されて良いことである。これは、追加回路構成要素を必要とせず、且つ変圧器の出力端子の特別な適合を必要としないので、回路全体の価格を低減し及び新しい構成への切り替えを容易にする。
【０００９】
本発明の別の利点は、圧電変圧器の入力をフラッシュキャパシターと結合することにより、上述の特許文献２で必要とされるような別個の駆動回路を必要としないことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１を参照する。図１に示されたカメラフラッシュ回路１０は、フラッシュ充電蓄積キャパシター１２及びフラッシュキャパシター充電回路１４を有する。フラッシュキャパシター充電回路１４は、バッテリー１６、及び電力スイッチ１８、電力増大変圧器２０、ＮＰＮ発振パワートランジスター２２、及び抵抗２４を有する。ダイオード整流器２６は、負の電圧パルスを蓄積キャパシター１２と結合し、知られている方法でキャパシターを約３３０Ｖの負のフラッシュ充電電圧に充電する。留意すべき点は、示された充電回路が事実上基礎であり、この基礎回路の多くの良く知られた変形が利用されて良いことである。フラッシュ準備指示回路３８は、通常、フラッシュ回路内に設けられ、抵抗２８及びネオンランプ３０を有する。フラッシュ回路はまた、キセノンのような挿入ガスの分子を封入する外囲容器３４内に入力電極３２ａ、３２ｂの対を有するフラッシュ管３２を有する。フラッシュトリガー端子３６は、知られた方法で管外囲容器に隣接して取り付けられる。
【００１１】
本発明によると、フラッシュ充電蓄積キャパシター１２と結合された入力端子４２ａ、４２ｂを有する圧電変圧器４２を有するフラッシュトリガー回路４０が提供される。
【００１２】
圧電変圧器４２は、多くの可能な形式の１つを取り得る。例えば、ある実施例では、圧電変圧器４２は、ローゼンの名で１９５４年６月２９日に出願された特許文献３、特許文献４、及び特許文献５の開示に従い製造された所謂「ローゼン型」圧電変圧器を有し得る。このような変圧器の他の変形が、従来知られている。
【００１３】
標準的にこのような「ローゼン型」変圧器は、例えば、コバルト組成物、ニッケル組成物、チタン酸カルシウム及びチタン酸鉛又は主にジルコン酸鉛又は主にケイ酸鉛の組成物などに少量追加されたチタン酸バリウムを含むがこれらに限定されない強誘電体セラミックスの多結晶集合体を用い形成された圧電材料の一般的な単一体を設ける。単一体は、入力部及び出力部を有し、入力部は入力電極を有し、出力部は出力電極を有する。特許文献５では、共通電極は、入力及び出力電極の両方の帰還として用いられる。入力電極へ電位を印加すると、入力部で本体の１つの軸の方向に機械的な厚さの変化が生じる。これらの変化は、出力部の電極間の異なる軸に沿った軸方向振動の原因である。出力部の電極間の圧電材料は、入力部で生じた振動を出力電極における電位に変換する。出力電極は、標準的に、入力部の入力電極の範囲より大きい出力部に沿った方向の範囲である。このため、出力電極間の圧電材料が経験した振動の振幅は、入力電極間で生成された振動の振幅より大きい。及び従って、出力電極間に生成される電位は、入力電極間に生じる電位より何倍も大きくなり得る。
【００１４】
別の実施例では、圧電変圧器４２は、多層変圧器を有し得る。このような多層圧電変圧器では、個々の「ローゼン型」変圧器は、積層構造に構成される。これを実施する種々の方法がある。これらの構成は、より大きい電力転送が可能であるという種々の利益を提供する。このような多層圧電変圧器の例は、２００３年１月２１日にバスケスにより出願された特許文献６に従い形成される圧電変圧器を含むがこれに限定されない。別の実施例では、中国西安のジアン・コン・ホン・インフォメーション・テクノロジー社（Ｘｉ‘ａｎ  Ｋｏｎｇ  Ｈｏｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ）により販売されているＭＰＴ３６０８Ｂ９０変圧器が用いられ得る。ＭＰＴ３６０８Ｂ９０は、５ボルトの入力電圧を４２５０ボルトの出力電圧レベルに変換するよう適応された形式で販売される。しかしながら、この実施例では、入力は変更され、３３０ボルトの入力を受信するよう適応される。このような変更は、ＭＰＴ３６０８Ｂ９０の入力電極に適切なパラメータのスケーリング変化を行うことにより達成され得る。
【００１５】
図示された実施例では、このような変圧器の入力端子の１つ４２ｂは、フラッシュトリガースイッチ４４の節点４４ａ、４４ｂを通じてキャパシター１２と結合される。図２では、カメラシャッター４６は、カメラレンズ４８をブロックする「休止」位置に示される。カメラのユーザーがカメラのシャッターボタンを押すと、知られている機械的連携（示されない）は、図中で左回りにシャッター４６を動かし、レンズへの光路のブロックを解除し、そしてトリガースイッチ４４の節点４４ａ、４４ｂを閉じる。この動作は、圧電変圧器４２の両方の入力端子４２ａ、４２ｂをフラッシュ蓄積キャパシター１２と直接接続し、蓄積キャパシターの３３０Ｖの充電電圧を変圧器入力端子へ瞬時に印加する。この結果、変圧器の圧電結晶に電気的変形が生じ、フラッシュ管３２のトリガー端子３６に高電圧パルスを生じ、結果として管外囲容器内のガスの分子の一部をイオン化する。これは、代わって、ガスの電極間抵抗を急激に低下させ、その結果、キャパシター１２の充電電圧を、フラッシュ管を通じて瞬時に放電させ、フラッシュ管から瞬間的な、例えば１ミリ秒の強烈な発光のフラッシュを生成する。以上の記載から理解されるように、上述の従来技術と異なり、本発明では、圧電回路がフラッシュ電圧蓄積キャパシターから直接駆動されるので、本発明の回路は、変圧器を作動するために別個の振動性及び／又は駆動回路を必要としない。
【００１６】
更に以上から理解されるように、本発明は、電子カメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のような、機械的シャッターによりトリガーされるシャッタースイッチ４６を用いない種類のカメラで実施され得る。ここで、シャッタースイッチ４６はカメラのマイクロプロセッサー（示されない）又はこのようなカメラの同様の制御回路からの電子信号により動作するカプラーを有し得る。このようなカプラーの例は、トランジスター、光カプラー、電気的に制御される機械スイッチ、リレー等のような、電圧制御又は電流制御スイッチを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるフラッシュカメラ回路の回路図である。
【図２】図１のフラッシュ回路を利用するカメラシャッター機構の説明図である。
【図３】図１のフラッシュ回路を利用するカメラシャッター機構の説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  カメラフラッシュ回路
１２  フラッシュ充電蓄積キャパシター
１４  フラッシュキャパシター充電回路
１６  バッテリー
１８  電力スイッチ
２０  電力変圧器
２２  パワートランジスター
２４  抵抗
２６  ダイオード整流器
２８  抵抗
３０  ネオンランプ
３２  フラッシュ管
３２ａ、３２ｂ  フラッシュ管電極
３４  管外囲容器
３６  フラッシュトリガー端子
３８  フラッシュ準備指示回路
４０  フラッシュトリガー回路
４２  圧電変圧器
４２ａ、４２ｂ  入力端子
４４  フラッシュトリガースイッチ
４４ａ、４４ｂ  スイッチ節点
４６  カメラシャッター
４８  カメラレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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