(57)【要約】【課題】発光時間を容易に設定でき、放電ランプの発光立ち上がりや立ち下りが急峻であり、発光光量の変動が小さく、装置サイズやコストを低減でき、設計の自由度が高いフラッシュ装置を実現する。【解決手段】放電ランプと、第１ダイオードと、第１ダイオードのアノード側に直列接続された第１コンデンサと、第１ダイオードのカソード側端にカソードが接続され、第１ダイオード及び第１コンデンサと並列に接続された第２ダイオードと、第１コンデンサの第１ダイオード側に対する他端と、第２ダイオードのアノード側端とに、一端が接続された第２コンデンサと、第１スイッチ素子とによってフラッシュ装置を構成する。放電ランプと第１スイッチ素子とは、第１，２ダイオードの各カソードの接続端と、第２コンデンサと、の間に直列に接続される。また、第１コンデンサは、第２コンデンサよりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサである。【選択図】図１
2008090022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間の放電によって発光する放電ランプと、
第１ダイオードと、
上記第１ダイオードのアノード側に直列接続された充放電用の第１コンデンサと、
上記第１ダイオードのカソード側端にカソードが接続され、上記第１ダイオード及び上記第１コンデンサと並列に接続された第２ダイオードと、
上記第１コンデンサの上記第１ダイオード側に対する他端と、上記第２ダイオードのアノード側端とに、一端が接続された充放電用の第２コンデンサと、
第１スイッチ素子と、を有し、
上記放電ランプと上記第１スイッチ素子とは、
上記第１，２ダイオードの各カソードの接続端と、上記第２コンデンサと、の間に直列に接続され、
上記第１コンデンサは、
上記第２コンデンサよりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサであり、
上記第２コンデンサは、
上記第１コンデンサ及び上記第２ダイオード側端を正極とし、充電後の当該第２コンデンサによって、上記放電ランプに放電維持電圧以上の電圧を加え、上記第１スイッチ素子に上記第１スイッチ素子の定格電流値以下の電流を流すことが可能な電圧で充電され、
上記第１コンデンサは、
上記第１ダイオード側端を正極とし、直列接続された充電後の上記第１コンデンサと上記第２コンデンサとによって上記放電ランプに放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、上記第１コンデンサの定格電圧値以下の電圧で充電される、
ことを特徴とするフラッシュ装置。
【請求項２】
電極間の放電によって発光するＮ（Ｎ≧２）個の放電ランプと、
Ｎ個の第１ダイオードと、
上記Ｎ個の第１ダイオードの各アノード側にそれぞれ直列に接続された充放電用のＮ個の第１コンデンサと、
上記Ｎ個の第１ダイオードの各カソード側端にそれぞれのカソードが接続され、上記第１ダイオードと上記第１コンデンサとにそれぞれ並列に接続されたＮ個の第２ダイオードと、
上記Ｎ個の第１コンデンサの上記第１ダイオード側に対する他端と、上記Ｎ個の第２ダイオードのアノード側端とに、一端が接続された１個の充放電用の第２コンデンサと、
Ｎ個の第１スイッチ素子と、を有し、
上記Ｎ個の放電ランプ及び上記Ｎ個の第１スイッチ素子は、
それぞれ１個ずつ、上記第１，２ダイオードの各カソードの接続端と、上記第２コンデンサと、の間に直列に接続され、
上記Ｎ個の第１コンデンサは、
それぞれ、上記第２コンデンサよりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサであり、
上記第２コンデンサは、
上記第１コンデンサ及び上記第２ダイオード側端を正極とし、充電後の上記第２コンデンサによって、上記放電ランプに放電維持電圧以上の電圧を加え、上記第１スイッチ素子に上記第１スイッチ素子の定格電流値以下の電流を流すことが可能な電圧で充電され、
上記第１コンデンサは、
上記第１ダイオード側端を正極とし、直列接続された充電後の上記各第１コンデンサと上記第２コンデンサとによって上記各放電ランプに放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、上記第１コンデンサの定格電圧値以下の電圧で充電される、
ことを特徴とするフラッシュ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフラッシュ装置であって、
上記放電ランプと上記第２コンデンサと直列、かつ、上記第１スイッチ素子と並列に接続され、並列接続された当該第１スイッチと同一のタイミングでオン・オフされる第２スイッチ素子をさらに有する、
ことを特徴とするフラッシュ装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載のフラッシュ装置であって、
第１コンデンサと上記第１ダイオードとの間に直列接続された第１抵抗をさらに有する、
ことを特徴とするフラッシュ装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載のフラッシュ装置であって、
上記第２コンデンサと上記放電ランプとに直列接続された第２抵抗をさらに有する、
ことを特徴とするフラッシュ装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のフラッシュ装置であって、
上記第１コンデンサは、
フィルムコンデンサ又は単板セラミックコンデンサであり、
上記第２コンデンサは、
電解コンデンサである、
ことを特徴とするフラッシュ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプを点灯させるためのフラッシュ装置に関し、特に、短時間の発光時間でのみ発光するフラッシュ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高感度カメラは１コマ毎の露光時間が非常に短く、撮影光量が不足する為、被写体を照明する補助光源が必要となる。連続発光の補助光源は、被写体に熱的な影響を与えることがあるため、撮影時のみに瞬時に発光するフラッシュ装置が必要となる。このようなフラッシュ装置には、強力な発光を行うキセノン（Ｘｅ）ランプ等の放電ランプを使用することが一般的である。以下、放電ランプとしてキセノンランプを用いたフラッシュ装置の従来例を示す。
【０００３】
＜従来例１＞
図７に、従来の基本的なフラッシュ装置１００の回路図を示す（例えば、特許文献１参照）。
この例のフラッシュ装置１００は、電極Ｅ１，Ｅ２及びトリガ電極ＴＤを具備したキセノンランプＶ１と、トリガトランスＴと、電源Ｐを構成する充放電用のコンデンサＣ及び整流用のダイオードＤ０１とを有する。
キセノンランプＶ１は、１／１０気圧程度のキセノンガス（Ｘｅ）が封入された真空管であり、電極Ｅ１，Ｅ２（アノード→カソード）間に電圧を加えて放電発光させる放電ランプである。キセノンランプＶ１の放電を開始させるためには、トリガ電極ＴＤに２〜１０ＫＶ程度の高圧パルスを加えてキセノンランプＶ１内のキセノンガスをイオン化させ、電極Ｅ１，Ｅ２間に２５０Ｖ〜５００Ｖ程度（キセノンランプの型式によって定まる）の電圧（放電開始電圧）を加えてグロー放電状態からアーク放電状態に移行させることが必要である。アーク放電状態に移行した後は、数１０Ｖ程度の低い電圧（放電維持電圧）で放電を維持することができる。
【０００４】
フラッシュ装置１００の場合、まず、２５０Ｖ〜５００Ｖ程度の電圧でコンデンサＣへの充電を行う。その後、トリガトランスＴを駆動させると、トリガトランスＴの働きにより、トリガ電極ＴＤに２〜１０ＫＶ程度の高圧パルスが加えられる。これにより、キセノンランプＶ１内のキセノンガスがイオン化し、それをトリガとしてキセノンランプＶ１の電極Ｅ１，Ｅ２間で放電発光が開始される。この構成の場合、コンデンサＣには、キセノンランプＶ１の放電を開始させるために必要な２５０Ｖ〜５００Ｖ程度の充電電圧が加えられる。よって、コンデンサＣには、２５０Ｖ〜５００Ｖ程度以上の定格電圧値が要求される。この程度の定格電圧値を有するコンデンサとしては、フィルムコンデンサや単板セラミックコンデンサがある。しかし、それらの静電容量は数μＦ以下と小さく、それらに蓄えられる電荷では、十分な時間だけキセノンランプＶ１を発光させることができない場合がある。
【０００５】
＜従来例２＞
そこで、充放電コンデンサと放電電流制限コイルとからなるＬＣ回路を多段に組み合わせたものを用いる場合もある。図８は、このようなフラッシュ装置２００の構成を例示した回路図である。なお、従来例２の構成は、文献公知発明に係る構成ではなく、出願人が実施した製品に係る構成である。従来例２について出願人が知っている先行技術文献（特許法第３６条第４項第２号）は存在しない。
図８に示すように、このフラッシュ装置２００は、電極Ｅ１，Ｅ２及びトリガ電極ＴＤを具備したキセノンランプＶ１と、トリガトランスＴと、電源Ｐを構成する整流用のダイオードＤ０１、複数の充放電用のコンデンサＣ１〜Ｃｎ及び放電電流制限用のコイルＬ１〜Ｌｎとを有する。
【０００６】
このフラッシュ装置２００の場合でも、各充放電用のコンデンサＣ１〜Ｃｎには、キセノンランプＶ１の放電を開始させるために必要な２５０Ｖ〜５００Ｖ程度以上の定格電圧値が要求される。そのため、この場合も、コンデンサＣ１〜Ｃｎとして利用可能なのは、定格電圧値が高く静電容量が小さいフィルムコンデンサや単板セラミックコンデンサのみである。しかし、フラッシュ装置２００の場合、電極Ｅ１と電極Ｅ２との間に複数の充放電用のコンデンサＣ１〜Ｃｎを並列接続している。そのため、この構成では、各コンデンサＣ１〜Ｃｎにそれぞれ蓄えられた電荷を利用し、キセノンランプＶ１を十分な時間だけ放電維持電圧を加え、キセノンランプＶ１を十分な時間だけ発光させることができる。
【０００７】
このような構成の場合、キセノンランプＶ１の発光時間は、並列接続されたコンデンサの個数と静電容量とによって固定的に定まる。従来例２の構成のフラッシュ装置２００をフィルム感光式高速度カメラの補助光源として用いる場合、その発光時間が撮影時間よりも長くても、被写体に熱的な影響を与えない範囲なのであれば、特に問題はない。そのため、従来例２の構成のフラッシュ装置２００では、被写体に熱的な影響を与えない範囲で長時間の発光が可能なようにコンデンサの個数や静電容量を選択し、様々な撮影時間に対応可能なフラッシュ装置２００を構成していた。
【特許文献１】特開２００２−１６９２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来例２の構成のフラッシュ装置２００を、撮影素子にＣＣＤ（Charge Coupled Devices）撮像素子を使用した高速度カメラの補助光源として用いる場合には問題がある。以下にその理由を示す。
撮影素子にＣＣＤ撮像素子を使用した高速度カメラは撮影した情報を瞬時に画像として見ることができて、非常に簡便なカメラである。このようなカメラに使用されるＣＣＤ撮像素子は、ＭＯＳ構造半導体素子の一種であり、シリコン基盤表面の酸化膜上に多数の電極を設け、各電極に隣同士で異なる電圧を与えることによって電荷（撮影映像を光電変換することにより得られた電荷）を保持し、これらの電圧を制御することにより各素子の電荷を転送する。このＣＣＤ撮像素子が保持・転送可能な電荷量には上限があり、この上限を超えさせるような強力な光がＣＣＤ撮像素子に長時間受光された場合、撮影映像が変化したり揮発したりする可能性がある。このため、撮影素子にＣＣＤ撮像素子を使用した高速度カメラの補助光源には、撮影時間に対応した発光時間を設定できる発光時間可変のフラッシュ装置が必要である。従来例２の構成のフラッシュ装置２００は、このように発光時間を事前設定できるものではなく、その発光輝度の立ち下がりも急峻ではない。
【０００９】
また、従来例２の構成は、複数のコンデンサをキセノンランプＶ１の電極Ｅ１，Ｅ２間に並列接続し、各コンデンサに充電された電荷がそれぞれ放電して必要な発光時間を確保する構成であるため、キセノンランプＶ１に加えられる電圧のリップルが大きく、キセノンランプＶ１の輝度の変動も大きいという問題点もある。
また、従来例２の構成は、形状が大きなフィルムコンデンサ等のコンデンサを複数段設けた構成であるため、装置サイズが大きくなり、コストが高くなってしまうという問題点もある。
【００１０】
また、従来例２の構成では、充放電用の各コンデンサがキセノンランプＶ１の電極Ｅ１，Ｅ２間に並列接続されているため、充放電用の各コンデンサの充電電圧をキセノンランプＶ１の放電開始電圧以上にしなければならない。この場合、これらのコンデンサに要求される定格電圧値もキセノンランプＶ１の放電開始電圧以上でなければならない。このような制約は、設計の自由度を狭めることになる。
なお、以上のような各問題は、コンデンサ等からなる電源回路の構成に起因する問題であり、放電ランプとしてキセノンランプ以外のものを用いた場合にも同様に生じる問題である。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、撮影時間に対応した発光時間を容易に設定でき、放電ランプの発光立ち上がりや立ち下りが急峻であり、発光光量の変動が小さく、装置サイズやコストを低減でき、設計の自由度が高いフラッシュ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の本発明のフラッシュ装置は、電極間の放電によって発光する放電ランプと、第１ダイオードと、第１ダイオードのアノード側に直列接続された第１コンデンサと、第１ダイオードのカソード側端にカソードが接続され、第１ダイオード及び第１コンデンサと並列に接続された第２ダイオードと、第１コンデンサの第１ダイオード側に対する他端と、第２ダイオードのアノード側端とに、一端が接続された第２コンデンサと、第１スイッチ素子とを有する。放電ランプと第１スイッチ素子とは、第１，２ダイオードの各カソードの接続端と、第２コンデンサと、の間に直列に接続される。また、第１コンデンサは、第２コンデンサよりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサである。そして、第２コンデンサは、第１コンデンサ及び第２ダイオード側端を正極とし、充電後の当該第２コンデンサによって、放電ランプに放電維持電圧以上の電圧を加え、第１スイッチ素子に第１スイッチ素子の定格電流値以下の電流を流すことが可能な電圧で充電される。また、第１コンデンサは、第１ダイオード側端を正極とし、直列接続された充電後の第１コンデンサと第２コンデンサとによって放電ランプに放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、第１コンデンサの定格電圧値以下の電圧で充電される。なお、「放電開始電圧」とは、放電ランプの放電開始時にその電極間に加える必要がある電圧（グロー放電状態からアーク放電状態へ移行させるために必要な電圧）を意味する。また、「放電維持電圧」とは、放電ランプの放電開始後にその放電（アーク放電）を維持するために当該放電ランプの電極間に加える必要がある電圧を意味する。また、好ましくは、第１コンデンサは、フィルムコンデンサ又は単板セラミックコンデンサであり、第２コンデンサは、電解コンデンサである。なお、単に「接続」というときには、電気的な接続を意味するものとする。
【００１２】
第１の本発明では、第１コンデンサと第２コンデンサと放電ランプと第１スイッチ素子とは直列に接続されている。そのため、第１コンデンサと第２コンデンサとを上述のような充電電圧で充電した後、第１スイッチ素子をオン状態にすることにより、放電ランプの電極間に、放電ランプの放電開始電圧以上の電圧を加えることができる。この状態で、放電ランプのトリガ電極に高圧パルスが加えられると、放電ランプの電極間でグロー放電が開始され、アーク放電状態へ移行していく。この初期段階では、第２ダイオードのアノード側よりもカソード側の方が高電位である。そのため、第１ダイオードを通じた第１コンデンサの放電のみが行われる。そして、放電ランプがアーク放電状態へ移行し、さらに第１コンデンサの放電が完了した後は、第２ダイオードを通じた第２コンデンサの放電が開始され、放電ランプに放電維持電圧が加えられて放電ランプの放電発光が継続される。そして、必要時間だけ放電発光が継続された後、第１スイッチ素子をオフにすることにより、放電ランプに流れる放電電流も停止し、その放電発光も消滅する。
【００１３】
ここで、通常、グロー放電状態からアーク放電状態へ移行するまでに放電ランプに供給することが必要な電荷量は数μＦ程度で十分であり、第１コンデンサがフィルムコンデンサ等のように静電容量が小さなコンデンサであったとしても、第１コンデンサの放電が完了するまでの間にアーク放電状態への移行は完了する。また、第１の本発明では、放電ランプの放電開始電圧を、直列接続された第１コンデンサと第２コンデンサとによって加えている。そのため、第１コンデンサのみによって放電ランプに放電開始電圧を加える構成に比べ、第１コンデンサの充電電圧を低く抑えることができ、第１コンデンサに要求される定格電圧値を低くすることができる。これは、第１コンデンサとして使用するコンデンサの選択自由度を向上させることを意味し、全体として設計の自由度を向上させることにつながる。また、このような構成により、十分な放電開始電圧を放電ランプに瞬時に印加できるため、放電ランプの発光立ち上がりもよい。
【００１４】
放電ランプがアーク放電状態に移行した後は、第２コンデンサによって放電ランプに放電維持電圧が加えられ、放電ランプの放電発光が維持される。ここで、第２コンデンサに充電すべき電荷は、放電ランプに放電維持電圧を加えられる程度でよいため、第２コンデンサの定格電圧値は低くてもよい。そのため、定格電圧値は低いが静電容量が大きなコンデンサ（例えば、電解コンデンサ）を、第２コンデンサに用いることもできる。その結果、定格電圧値が高く静電容量が小さなコンデンサ（例えば、フィルムコンデンサ）を複数並列接続していた従来例２に比べ、充放電用コンデンサの数（第１コンデンサと第２コンデンサとの合計数）を大幅に削減できる。これにより、第１の本発明では、装置サイズやコストを大幅に低減できる。さらに、第１の本発明では、従来例２に比べ、放電維持電圧を放電ランプに与えるためのコンデンサ（第１の本発明では第２コンデンサ）の数を大幅に削減でき、好ましくは、１個の第２コンデンサのみで放電ランプに十分な時間だけ放電維持電圧を加えることができる。その結果、放電ランプに加えられる放電維持電圧を安定させ、放電ランプの輝度変動を低減できるという作用もある。そして、第１スイッチ素子をオフにすることにより、放電ランプに流れる放電電流を瞬時に停止させることができるため、放電ランプの発光立ち下がりもよい。また、第１スイッチ素子のオン・オフ制御によって放電ランプの放電発光時間を容易に制御できる。
【００１５】
また、第２の本発明のフラッシュ装置は、電極間の放電によって発光するＮ（Ｎ≧２）個の放電ランプと、Ｎ個の第１ダイオードと、Ｎ個の第１ダイオードの各アノード側にそれぞれ直列に接続された充放電用のＮ個の第１コンデンサと、Ｎ個の第１ダイオードの各カソード側端にそれぞれのカソードが接続され、第１ダイオードと第１コンデンサとにそれぞれ並列に接続されたＮ個の第２ダイオードと、Ｎ個の第１コンデンサの第１ダイオード側に対する他端と、Ｎ個の第２ダイオードのアノード側端とに、一端が直列接続された１個の充放電用の第２コンデンサと、Ｎ個の第１スイッチ素子と、を有する。Ｎ個の放電ランプ及びＮ個の第１スイッチ素子は、それぞれ１個ずつ、第１，２ダイオードの各カソードの接続端と、第２コンデンサと、の間に直列に接続される。また、Ｎ個の第１コンデンサは、それぞれ、第２コンデンサよりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサである。第２コンデンサは、第１コンデンサ及び第２ダイオード側端を正極とし、充電後の第２コンデンサによって、放電ランプに放電維持電圧以上の電圧を加え、第１スイッチ素子に第１スイッチ素子の定格電流値以下の電流を流すことが可能な電圧で充電される。また、第１コンデンサは、第１ダイオード側端を正極とし、直列接続された充電後の各第１コンデンサと第２コンデンサとによって各放電ランプに放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、第１コンデンサの定格電圧値以下の電圧で充電される。
【００１６】
これにより、Ｎ個の第１コンデンサと１個の第２コンデンサによって、Ｎ個の放電ランプの点灯が可能となる。特に、第２コンデンサには高い定格電圧値を要求されないため、複数の放電ランプの放電を必要時間維持するのに十分な静電容量を有する電解コンデンサ等を第２コンデンサに用いることができ、Ｎ個の放電ランプの点灯維持を１個の第２コンデンサのみによって行うことができる点に大きな特徴がある。
また、第１，２の本発明のフラッシュ装置において好ましくは、放電ランプと第２コンデンサと直列、かつ、第１スイッチ素子と並列に接続され、並列接続された当該第１スイッチと同一のタイミングでオン・オフされる第２スイッチ素子をさらに有する。
【００１７】
放電ランプの発光光量は、その放電ランプを流れる放電電流にほぼ比例するが、スイッチ素子の定格電流値の関係で放電電流は制限される。第１スイッチ素子と並列に、当該第１スイッチと同一のタイミングでオン・オフされる第２スイッチ素子を接続することにより、より多くの電流を流すことが可能となり、高光量の発光を行うことが可能となる。
また、上記の本発明のフラッシュ装置において好ましくは、第１コンデンサと第１ダイオードとの間に直列接続された第１抵抗をさらに有し、第１コンデンサは、直列接続された第１コンデンサと第２コンデンサとによって放電ランプに放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧で充電される。
この第１抵抗の抵抗値を適宜選択することにより、発光立ち上がり時に第１コンデンサから放電ランプに供給される電流を制御し、発光立ち上がり時に第１コンデンサから放電ランプに電流供給される瞬間の放電ランプの発光光量と、第２コンデンサから放電ランプに電流供給された際の放電ランプの発光光量との差を低減させることができる。これにより、発光光量の変動をより抑えることができる。
また、上記の本発明のフラッシュ装置において好ましくは、第２コンデンサと放電ランプとに直列接続された第２抵抗をさらに有し、第２コンデンサは、第２コンデンサによって放電ランプに放電維持電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧で充電される。
【発明の効果】
【００１８】
上述のように、本発明のフラッシュ装置は、撮影時間に対応した発光時間を容易に設定でき、放電ランプの発光立ち上がりや立ち下りが急峻であり、発光光量の変動が小さく、装置サイズやコストを低減でき、設計の自由度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
〔第１の実施の形態〕
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。本形態は、第１の本発明の実施形態である。なお、以下では、放電ランプとしてキセノンランプを用いる場合を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００２０】
＜構成要素＞
図１は、本形態のフラッシュ装置１０の回路図である。
図１に例示するように、本形態のフラッシュ装置１０は、電極Ｅ１，Ｅ２を具備するキセノンランプＶ１（「放電ランプ」に相当）と、トリガ電極ＴＤと、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、整流用のダイオードＤ０１，Ｄ０２と、充放電用の第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１（「第１スイッチ素子」に相当）と、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１（「第１抵抗」に相当）と、放電電流制限抵抗Ｒ２（「第２抵抗」に相当）と、トリガトランスＴ１と、発光時間幅制御回路Ｕ１と、微小時間遅れ回路Ｕ２１と、トリガトランス駆動回路Ｕ２２とを具備する。なお、第１コンデンサＣ１とダイオードＤ０１は高圧電源Ｐ１を構成し、第２コンデンサＣ２とダイオードＤ０２は低圧電源Ｐ２を構成する。なお、図では省略するが、高圧電源Ｐ１及び低圧電源Ｐ２には、それぞれ、端子ＰＴ１１，ＰＴ１２及び端子ＰＴ２１，ＰＴ２２に高電圧で充電電流を供給するための回路（例えば、ＡＣ−ＡＣコンバータ等）も設けられる。また、第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２は放電電流切り替え回路Ｓを構成し、微小時間遅れ回路Ｕ２１及びトリガトランス駆動回路Ｕ２２は、トリガ回路Ｕ２を構成する。
【００２１】
また、キセノンランプＶ１が具備する電極Ｅ１がアノードであり、電極Ｅ２がカソードである。また、キセノンランプＶ１は、内部トリガキセノンランプでも外部トリガキセノンランプでもよいが、図１では内部トリガキセノンランプを例示している。この例の場合、トリガ電極ＴＤの先端部は、コンデンサを介して複数に分離され、それぞれの先端部がキセノンランプＶ１内に配置されている。
また、第１コンデンサＣ１は、第２コンデンサＣ２よりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサである。より具体的には、直列接続された充電後の第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とによってキセノンランプＶ１に放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能でなければならないため、第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とには、それを満たす定格電圧値が要求される（要求１）。また、第２コンデンサＣ２には、キセノンランプＶ１を必要時間以上、放電維持状態（アーク放電状態）で発光させることが可能な電荷を蓄えられる静電容量が必要である（要求２）。第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とは、これらの要求１，２を満たすものを用いる。そのような要求を持つ第１コンデンサＣ１としては、フィルムコンデンサや単板セラミックコンデンサを例示でき、そのような特性を持つ第２コンデンサＣ２としては、電解コンデンサを例示できる。また、第１コンデンサＣ１の静電容量は、例えば１μＦ程度であり、第２コンデンサＣ２の静電容量は４５０００μＦ程度である。
【００２２】
また、この例の発光時間制御スイッチ素子Ｑ１は半導体スイッチ素子であり、図１の例ではＩＧＢＴを用いている。
発光時間幅制御回路Ｕ１は、発光開始入力信号の入力をトリガとして、予め定められた時間長のパルス信号を出力する回路であり、よく知られた単安定マルチバイブレータ等を用いて構成することができる（例えば、実用新案公平５−３６９３１）。発光時間幅制御回路Ｕ１が出力するパルス信号の時間長は、キセノンランプＶ１の発光時間とほぼ同一に設定される。
【００２３】
また、微小時間遅れ回路Ｕ２１も、発光開始入力信号の入力をトリガとして、予め定められた時間長のパルス信号を出力する回路であり、よく知られた単安定マルチバイブレータ等を用いて構成することができる。なお、微小時間遅れ回路Ｕ２１が出力するパルス信号の時間長は、キセノン管Ｅ１，Ｅ２間に電圧が加えられた後にトリガ電極ＴＤに高圧パルスが加えられる（詳細は後述）よう制御するためのものであり、数μｓ程度でよい。
また、トリガトランス駆動回路Ｕ２２は、微小時間遅れ回路Ｕ２１が出力したパルス信号の立下りをトリガとしてトリガ信号をトリガトランスＴ１に与える回路であり、フラッシュ装置のトリガ回路としてよく知られたものを適宜用いればよい（例えば、特許第２００２−１６９２０１号公報）。
【００２４】
＜接続関係＞
第１ダイオードＤ１のアノードには、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１の一端が接続され、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１の他端には、第１コンデンサＣ１の一端とダイオードＤ０１のカソードとがそれぞれ接続される。また、ダイオードＤ０１のカノードは端子ＰＴ１１に接続され、第１コンデンサＣ１の他端は端子ＰＴ１２に接続され、端子ＰＴ１１，ＰＴ１２は、図示していないＡＣ−ＡＣコンバータ等に接続される。
また、第２ダイオードＤ２は、そのカソードが第１ダイオードＤ１のカソード側端に接続され、そのアノードが第１コンデンサＣ１の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１側端の他端）及び端子ＰＴ１２と接続される。これにより、第２ダイオードＤ２と、上述のように直列接続された第１ダイオードＤ１、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１及び第１コンデンサＣ１とが並列に接続される。また、第１，２ダイオードＤ１，Ｄ２の各カソードは、それぞれ、キセノンランプＶ１の電極Ｅ１に接続される。
【００２５】
また、第１コンデンサＣ１の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１側端の他端）、第２ダイオードＤ２のアノードは、それぞれ、ダイオードＤ０２のカソードに接続され、ダイオードＤ０２のアノードは、端子ＰＴ２１に接続される。また、第１コンデンサＣ１の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１側端の他端）と、第２ダイオードＤ２のアノードと、ダイオードＤ０２のカソードとには、第２コンデンサＣ２の一端が接続される。これにより、第１コンデンサＣ１に第２コンデンサＣ２が直列接続される。また、第２コンデンサＣ２の他端（第１コンデンサＣ１側端の他端）には、端子ＰＴ２２と発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の出力端（ＩＧＢＴの場合はエミッタ）とがそれぞれ接続され、端子ＰＴ２１，ＰＴ２２は、図示していないＡＣ−ＡＣコンバータ等に接続される。
【００２６】
また、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の入力端（ＩＧＢＴの場合はコレクタ）には、放電電流制限抵抗Ｒ２の一端が接続され、放電電流制限抵抗Ｒ２の他端には、キセノンランプＶ１の電極Ｅ２が接続される。これにより、キセノンランプＶ１と放電電流制限抵抗Ｒ２と第１スイッチ素子Ｑ１とは、第１，２ダイオードＤ１，Ｄ２の各カソードの接続端と、第２コンデンサＣ２との間に直列に接続されることになる。
また、電極Ｅ２はトリガトランスＴ１の出力巻線の一端に接続され、その出力巻線の他端はトリガ電極ＴＤに接続される。なお、トリガトランスＴ１の入力巻線には、トリガコンデンサが接続される（図示せず）。
発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の制御端（ＩＧＢＴの場合はゲート）には、発光時間幅制御回路Ｕ１の出力端が接続される。また、発光時間幅制御回路Ｕ１及び微小時間遅れ回路Ｕ２１には、発光開始入力信号の入力端子が接続され、微小時間遅れ回路Ｕ２１はトリガトランス駆動回路Ｕ２２にパルス信号を供給可能に構成され、トリガトランス駆動回路Ｕ２２は、トリガトランスＴ１にトリガ信号を供給可能に構成される。
【００２７】
＜動作＞
まず、端子ＰＴ１１，ＰＴ１２から供給された電流によって第１コンデンサＣ１が充電され、端子ＰＴ２１，ＰＴ２２から供給された電流によって第２コンデンサＣ２が充電される。
なお、第２コンデンサＣ２は、第１コンデンサＣ１及び第２ダイオードＤ２側端を正極とし、キセノンランプＶ１の放電維持電圧以上、第２コンデンサＣ２の定格電圧値以下の電圧で充電される。具体的には、第２コンデンサＣ２は、充電後の当該第２コンデンサＣ２によって、キセノンランプＶ１に放電維持電圧以上の電圧を加え、第１スイッチ素子Ｑ１に第１スイッチ素子Ｑ１の定格電圧値以下の電圧を加えることが可能な電圧で充電される。この充電電圧は、放電電流制限抵抗Ｒ２の抵抗値やキセノンランプＶ１や第１スイッチ素子Ｑ１の性能等によって相違するが、キセノンランプＶ１の放電維持電圧が５０Ｖ、放電電流制限抵抗Ｒ２の抵抗値が１Ω、第１スイッチ素子Ｑ１の定格電流値が１００〜１５０Ａ程度であった場合、第２コンデンサＣ２の充電電圧は、例えば、１４０Ｖ程度とする。
【００２８】
また、第１コンデンサＣ１は、第１ダイオードＤ１側端を正極とし、キセノンランプＶ１の放電開始電圧と第２コンデンサＣ２の充電電圧との差以上、第１コンデンサＣ１の定格電圧値以下の電圧で充電される。具体的には、第１コンデンサＣ１は、第１ダイオードＤ１側端を正極とし、直列接続された充電後の第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とによってキセノンランプＶ１に放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、第１コンデンサＣ１の定格電圧値以下の電圧で充電される。この充電電圧は、キセノンランプＶ１の性能や第１コンデンサＣ１の定格電圧値や発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１の抵抗値等によって相違するが、キセノンランプＶ１の放電開始電圧が２００〜３５０Ｖ程度であり、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１の抵抗値が２．２Ωであり、第１コンデンサＣ１の定格電圧値が５００Ｖ程度であった場合、第１コンデンサＣ１の充電電圧は、例えば、４１０Ｖ程度とする。
【００２９】
第１，２コンデンサＣ１，Ｃ２の充電後、発光開始入力信号が発光時間幅制御回路Ｕ１と微小時間遅れ回路Ｕ２１とに入力される。これにより、発光時間幅制御回路Ｕ１は、予め定められた時間長（例えば、数１０μｓ〜数ｍｓ）のパルス信号の出力を開始し、出力されたパルス信号は、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の制御端（ＩＧＢＴの場合はゲート）に入力される。発光時間制御スイッチ素子Ｑ１は、制御端にパルス信号が入力されている間だけオン状態となり、直列接続された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とにより、キセノンランプＶ１の電極Ｅ１，Ｅ２間に電圧が加えられる。
【００３０】
一方、発光開始入力信号が入力された微小時間遅れ回路Ｕ２１は、数μｓのパルス信号の出力を開始し、出力されたパルス信号は、トリガトランス駆動回路Ｕ２２に入力される。トリガトランス駆動回路Ｕ２２は、入力されたパルス信号の立下りをトリガとしてトリガ信号をトリガトランスＴ１に与える。トリガ信号が与えられたトリガトランスＴ１は駆動を行い、図示していないトリガコンデンサを放電し、その放電電流をトリガトランスＴ１の入力巻線に導入する。これにより、トリガトランスＴ１の出力巻線には高圧パルスが発生し、発生した高圧パルスがトリガ電極ＴＤに導入される。これにより、キセノンランプＶ１内のキセノンガスがイオン化され、さらに、直列接続された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とによって電極Ｅ１，Ｅ２間に加えられた放電開始電圧により、キセノンランプＶ１は、グロー放電状態からアーク放電状態に移行する。なお、この移行段階では、第２ダイオードＤ２のアノード側よりもカソード側の方が高電位である。そのため、第１ダイオードＤ１を通じた第１コンデンサＣ１の放電のみが行われる。この第１コンデンサＣ１からの放電電流は、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１によって制限される。これにより、この移行段階におけるキセノンランプＶ１の発光輝度レベルと、その後のアーク放電状態でのキセノンランプＶ１の発光輝度レベルとを合わせる。
【００３１】
キセノンランプＶ１がアーク放電状態へ移行し、さらに第１コンデンサＣ１の放電が完了した後は、第２ダイオードＤ２を通じた第２コンデンサＣ２の放電が開始され、キセノンランプＶ１に放電維持電圧が加えられてキセノンランプＶ１の放電発光が継続される。なお、この第２コンデンサＣ２の放電電流は、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の定格電流値を超えないよう、放電電流制限抵抗Ｒ２によって制限される。
発光時間幅制御回路Ｕ１で設定されていた時間が経過し、発光時間幅制御回路Ｕ１からのパルス信号の出力が終了すると、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１はオフ状態となり、キセノンランプＶ１に流れる放電電流も停止し、その放電発光も消滅する。
【００３２】
＜本形態の特徴＞
以上のように、本形態では、発光時間制御回路Ｕ１で発生させるパルス信号の時間長の設定により、撮影時間に対応した発光時間を容易に設定できる。また、直列接続された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とによってキセノンランプＶ１に発光開始電圧を加える構成であるため、発光開始電圧を高くすることができ、キセノンランプＶ１の発光立ち上がりが急峻となる。また、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１のオフによりキセノンランプＶ１の消灯させるため、キセノンランプＶ１の発光立ち下げを急峻にできる。このように、本形態のフラッシュ装置１０は、必要な時間だけキセノンランプＶ１を発光させることができるため、本形態のフラッシュ装置１０を撮影用補助光源として使用すると、ＣＣＤ方式の高速度カメラによる高速現象の撮影の成功確率を飛躍的に向上させることができる。また、本形態のフラッシュ装置１０を用いた場合、何時発生するのか判らない破壊現象等を検出し、それをトリガにフラッシュを発光させ、撮影を行う用途にも好適に適用できる。この場合、破壊現象等を検出した際の検出信号を発光開始入力信号として用いればよい。
【００３３】
また、高い電圧が必要であるが電荷量は少なくてもよい発光開始時（グロー放電からアーク放電移行時）には、第１コンデンサＣ１によってキセノンランプＶ１に放電電流を供給し、低い電圧でよいが多くの電荷量が必要となる放電維持時（アーク放電時）には、第１コンデンサＣ１によってキセノンランプＶ１に放電電流を供給することとしたため、第１コンデンサＣ１として定格電圧値が高いが静電容量が小さくてもよいコンデンサ（例えばフィルムコンデンサや単板セラミックコンデンサ）を用いることができ、第２コンデンサＣ２として静電容量は大きいが定格電圧値は低くてもよいコンデンサ（例えば、電解コンデンサ）を用いることができる。その結果、放電維持電流を１個の第２コンデンサＣ２で補うことが可能となり、キセノンランプＶ１に供給する発光維持電流も安定し、発光光量の変動も小さくできる。さらに、第１，２コンデンサＣ１，Ｃ２の２個の充放電用のコンデンサのみでよいため、装置サイズやコストを低減できる。さらには、直列接続された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とによってキセノンランプＶ１に発光開始電圧を加える構成であるため、第１コンデンサＣ１の定格電圧値を低く抑えることができ、第１コンデンサＣ１として用いるコンデンサの選択の自由度が向上し、その結果、設計の自由度も向上する。
【００３４】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本形態は、第２の本発明の実施形態である。前述のように第２の本発明のフラッシュ装置は、電極間の放電によって発光するＮ（Ｎ≧２）個の放電ランプと、Ｎ個の第１ダイオードと、Ｎ個の第１ダイオードの各アノード側にそれぞれ直列に接続された充放電用のＮ個の第１コンデンサと、Ｎ個の第１ダイオードの各カソード側端にそれぞれのカソードが接続され、第１ダイオードと第１コンデンサとにそれぞれ並列に接続されたＮ個の第２ダイオードと、Ｎ個の第１コンデンサの第１ダイオード側に対する他端と、Ｎ個の第２ダイオードのアノード側端とに、一端が直列接続された１個の充放電用の第２コンデンサと、Ｎ個の第１スイッチ素子と、を有し、Ｎ個の放電ランプ及びＮ個の第１スイッチ素子は、それぞれ１個ずつ、第１，２ダイオードの各カソードの接続端と、第２コンデンサと、の間に直列に接続され、Ｎ個の第１コンデンサは、それぞれ、第２コンデンサよりも定格電圧値が高く、静電容量が小さいコンデンサであり、第２コンデンサは、第１コンデンサ及び第２ダイオード側端を正極とし、充電後の第２コンデンサによって、放電ランプに放電維持電圧以上の電圧を加え、第１スイッチ素子に第１スイッチ素子の定格電流値以下の電流を流すことが可能な電圧で充電され、第１コンデンサは、第１ダイオード側端を正極とし、直列接続された充電後の各第１コンデンサと第２コンデンサとによって各放電ランプに放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、第１コンデンサの定格電圧値以下の電圧で充電されるものである。
しかし説明の簡略化のため、以下では、放電ランプとしてキセノンランプを用い、Ｎ＝２とした場合について説明する。なお、以下に述べる実施形態をＮ≧３の場合に一般化することは容易である。また、以下の説明において、第１の実施形態と共通する事項については説明を省略する。
【００３５】
＜構成要素＞
図２は、本形態のフラッシュ装置２０の回路図である。
図２に例示するように、本形態のフラッシュ装置２０は、電極Ｅ１１，Ｅ１２を具備するキセノンランプＶ１（「放電ランプ」に相当）と、電極Ｅ２１，Ｅ２２を具備するキセノンランプＶ２（「放電ランプ」に相当）と、トリガ電極ＴＤ１と、トリガ電極ＴＤ２と、２つの第１ダイオードＤ１１，Ｄ１２と、２つの第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２と、整流用のダイオードＤ０１１，Ｄ０１２，Ｄ０２と、充放電用の２つの第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２と、１つの第２コンデンサＣ２と、２つの発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２（「第１スイッチ素子」に相当）と、２つの発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１，Ｒ１２（「第１抵抗」に相当）と、２つの放電電流制限抵抗Ｒ２１，Ｒ２２（「第２抵抗」に相当）と、２つのトリガトランスＴ１，Ｔ２と、発光時間幅制御回路Ｕ１と、微小時間遅れ回路Ｕ２１と、トリガトランス駆動回路Ｕ２２とを具備する。なお、第１コンデンサＣ１１とダイオードＤ０１１は高圧電源Ｐ１１を構成し、第１コンデンサＣ１２とダイオードＤ０１２は高圧電源Ｐ１２を構成し、第２コンデンサＣ２とダイオードＤ０２は低圧電源Ｐ２を構成する。なお、図では省略するが、高圧電源Ｐ１１、高圧電源Ｐ１２及び低圧電源Ｐ２には、それぞれ、端子ＰＴ１１，ＰＴ１２、端子ＰＴ１３，ＰＴ１４及び端子ＰＴ２１，ＰＴ２２に高電圧で充電電流を供給するための回路（例えば、ＡＣ−ＡＣコンバータ等）も設けられる。
【００３６】
また、第１ダイオードＤ１１，Ｄ１２及び第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２は放電電流切り替え回路Ｓを構成し、微小時間遅れ回路Ｕ２１及びトリガトランス駆動回路Ｕ２２は、トリガ回路Ｕ２を構成する。
また、キセノンランプＶ１，Ｖ２がそれぞれ具備する電極Ｅ１１，Ｅ２１がアノードであり、電極Ｅ１２，２２がカソードである。また、キセノンランプＶ１，Ｖ２は、内部トリガキセノンランプでも外部トリガキセノンランプでもよい。なお、第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２は、第１の実施形態の第１コンデンサＣ１と同様に選択され、第２コンデンサＣ２は、第１の実施形態の第２コンデンサＣ２と同様に選択される。また、この例の発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２は半導体スイッチ素子であり、図２の例ではＩＧＢＴを用いている。
【００３７】
＜接続関係＞
第１ダイオードＤ１１のアノードには、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１の一端が接続され、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１の他端には、第１コンデンサＣ１１の一端とダイオードＤ０１１のカソードとがそれぞれ接続される。また、第１ダイオードＤ１２のアノードには、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１２の一端が接続され、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１２の他端には、第１コンデンサＣ１２の一端とダイオードＤ０１２のカソードとがそれぞれ接続される。
【００３８】
ダイオードＤ０１１のカノードは端子ＰＴ１１に接続され、第１コンデンサＣ１１の他端は端子ＰＴ１２に接続され、端子ＰＴ１１，ＰＴ１２は、図示していないＡＣ−ＡＣコンバータ等に接続される。また、ダイオードＤ０１２のカノードは端子ＰＴ１３に接続され、第１コンデンサＣ１２の他端は端子ＰＴ１４に接続され、端子ＰＴ１３，ＰＴ１４は、図示していないＡＣ−ＡＣコンバータ等に接続される。
第２ダイオードＤ２１は、そのカソードが第１ダイオードＤ１１のカソード側端に接続され、そのアノードが第１コンデンサＣ１１の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１側端の他端）及び端子ＰＴ１２と接続される。これにより、第２ダイオードＤ２１と、上述のように直列接続された第１ダイオードＤ１１、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１及び第１コンデンサＣ１１とが並列に接続される。また、第１，２ダイオードＤ１１，Ｄ２１の各カソードは、それぞれ、キセノンランプＶ１の電極Ｅ１１に接続される。
【００３９】
また、第２ダイオードＤ２２は、そのカソードが第１ダイオードＤ１２のカソード側端に接続され、そのアノードが第１コンデンサＣ１２の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１２側端の他端）及び端子ＰＴ１４と接続される。これにより、第２ダイオードＤ２２と、上述のように直列接続された第１ダイオードＤ１２、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１２及び第１コンデンサＣ１２とが並列に接続される。また、第１，２ダイオードＤ１２，Ｄ２２の各カソードは、それぞれ、キセノンランプＶ２の電極Ｅ２１に接続される。
また、第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１，Ｒ１２側端の他端）、第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２のアノードは、それぞれ、ダイオードＤ０２のカソードに接続され、ダイオードＤ０２のアノードは、端子ＰＴ２１が接続される。
【００４０】
また、第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２の他端（発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１，Ｒ１２側端の他端）と、第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２のアノードと、ダイオードＤ０２のカソードとには、第２コンデンサＣ２の一端が接続される。これにより、第１コンデンサＣ１１に第２コンデンサＣ２が直列接続され、第１コンデンサＣ１２に第２コンデンサＣ２が直列接続される。
また、第２コンデンサＣ２の他端（第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２側端の他端）には、端子ＰＴ２２と、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２の出力端（ＩＧＢＴの場合はエミッタ）とがそれぞれ接続され、端子ＰＴ２１，ＰＴ２２は、図示していないＡＣ−ＡＣコンバータ等に接続される。
【００４１】
また、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１の入力端（ＩＧＢＴの場合はエミッタ）には、放電電流制限抵抗Ｒ２１の一端が接続され、放電電流制限抵抗Ｒ２１の他端には、キセノンランプＶ１の電極Ｅ１２が接続される。これにより、キセノンランプＶ１と放電電流制限抵抗Ｒ２１と第１スイッチ素子Ｑ１１とは、第１，２ダイオードＤ１１，Ｄ２１の各カソードの接続端と、第２コンデンサＣ２との間に直列に接続されることになる。
また、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１２の入力端（ＩＧＢＴの場合はコレクタ）には、放電電流制限抵抗Ｒ２２の一端が接続され、放電電流制限抵抗Ｒ２２の他端には、キセノンランプＶ２の電極Ｅ２２が接続される。これにより、キセノンランプＶ２と放電電流制限抵抗Ｒ２２と第１スイッチ素子Ｑ１２とは、第１，２ダイオードＤ１２，Ｄ２２の各カソードの接続端と、第２コンデンサＣ２との間に直列に接続されることになる。
【００４２】
また、電極Ｅ１２，Ｅ２２は、それぞれトリガトランスＴ１，Ｔ２の出力巻線の一端に接続され、その出力巻線の他端は、それぞれトリガ電極ＴＤ１，ＴＤ２に接続される。なお、トリガトランスＴ１，Ｔ２の入力巻線には、それぞれトリガコンデンサが接続される（図示せず）。
発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２の各制御端（ＩＧＢＴの場合はゲート）には、発光時間幅制御回路Ｕ１の出力端が接続される。また、発光時間幅制御回路Ｕ１及び微小時間遅れ回路Ｕ２１には、発光開始入力信号の入力端子が接続され、微小時間遅れ回路Ｕ２１はトリガトランス駆動回路Ｕ２２にパルス信号を供給可能に構成され、トリガトランス駆動回路Ｕ２２は、トリガトランスＴ１，Ｔ２にトリガ信号を供給可能に構成される。
【００４３】
＜動作＞
まず、端子ＰＴ１１，ＰＴ１２から供給された電流によって第１コンデンサＣ１１が充電され、端子ＰＴ１３，ＰＴ１４から供給された電流によって第１コンデンサＣ１２が充電され、端子ＰＴ２１，ＰＴ２２から供給された電流によって第２コンデンサＣ２が充電される。
なお、第２コンデンサＣ２は、第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２及び第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２側端を正極とし、キセノンランプＶ１，Ｖ２の放電維持電圧以上、第２コンデンサＣ２の定格電圧値以下の電圧で充電される。具体的には、第２コンデンサＣ２は、充電後の当該第２コンデンサＣ２によって、キセノンランプＶ１，Ｖ２に放電維持電圧以上の電圧を加え、第１スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２に第１スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２の定格電圧値以下の電圧を加えることが可能な電圧で充電される。
【００４４】
また、第１コンデンサＣ１１，１２は、それぞれ第１ダイオードＤ１１，Ｄ１２側端を正極とし、キセノンランプＶ１，Ｖ２の放電開始電圧と第２コンデンサＣ２の充電電圧との差以上、第１コンデンサＣ１１，１２の定格電圧値以下の電圧で充電される。具体的には、第１コンデンサＣ１１は、第１ダイオードＤ１１側端を正極とし、直列接続された充電後の第１コンデンサＣ１１と第２コンデンサＣ２とによってキセノンランプＶ１に放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、第１コンデンサＣ１１の定格電圧値以下の電圧で充電される。また、第１コンデンサＣ１２は、第１ダイオードＤ１２側端を正極とし、直列接続された充電後の第１コンデンサＣ１２と第２コンデンサＣ２とによってキセノンランプＶ２に放電開始電圧以上の電圧を加えることが可能な電圧であって、第１コンデンサＣ１２の定格電圧値以下の電圧で充電される。
【００４５】
第１，２コンデンサＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２の充電後、発光開始入力信号が、発光時間幅制御回路Ｕ１と微小時間遅れ回路Ｕ２１とに入力される。
これにより、発光時間幅制御回路Ｕ１は、予め定められた時間長（例えば、５０μｓ〜２ｍｓ）のパルス信号の出力を開始し、出力されたパルス信号は、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２の各制御端に入力される。発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２は、制御端にパルス信号が入力されている間だけオン状態となり、直列接続された第１コンデンサＣ１１と第２コンデンサＣ２とにより、キセノンランプＶ１の電極Ｅ１１，Ｅ１２間に電圧が加えられ、直列接続された第１コンデンサＣ１２と第２コンデンサＣ２とにより、キセノンランプＶ２の電極Ｅ２１，Ｅ２２間に電圧が加えられる。
【００４６】
一方、発光開始入力信号が入力された微小時間遅れ回路Ｕ２１は、数μｓのパルス信号の出力を開始し、出力されたパルス信号は、トリガトランス駆動回路Ｕ２２に入力される。トリガトランス駆動回路Ｕ２２は、入力されたパルス信号の立下りをトリガとしてトリガ信号をトリガトランスＴ１，Ｔ２に与える。トリガ信号が与えられた各トリガトランスＴ１，Ｔ２は駆動を行い、図示していないトリガコンデンサを放電し、それらの放電電流をトリガトランスＴ１，Ｔ２の入力巻線に導入する。これにより、トリガトランスＴ１，Ｔ２の出力巻線にはそれぞれ高圧パルスが発生し、発生した各高圧パルスがトリガ電極ＴＤ１，ＴＤ２にそれぞれ導入される。これにより、キセノンランプＶ１，Ｖ２内のキセノンガスがイオン化され、さらに、直列接続された第１コンデンサＣ１１と第２コンデンサＣ２とによって電極Ｅ１１，Ｅ１２間に加えられた放電開始電圧により、キセノンランプＶ１は、グロー放電状態からアーク放電状態に移行し、直列接続された第１コンデンサＣ１２と第２コンデンサＣ２とによって電極Ｅ２１，Ｅ２２間に加えられた放電開始電圧により、キセノンランプＶ２は、グロー放電状態からアーク放電状態に移行する。
【００４７】
なお、この移行段階では、第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２のアノード側よりもカソード側の方が高電位である。そのため、第１ダイオードＤ１１，Ｄ１２を通じた第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２の放電のみが行われる。この第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２からの放電電流は、それぞれ、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１１，Ｒ１２によって制限される。これにより、この移行段階におけるキセノンランプＶ１，Ｖ２の発光輝度レベルと、その後のアーク放電状態でのキセノンランプＶ１，Ｖ２の発光輝度レベルとを合わせる。
キセノンランプＶ１，Ｖ２がアーク放電状態へ移行し、さらに第１コンデンサＣ１１，Ｃ１２の放電が完了した後は、第２ダイオードＤ２１，Ｄ２２を通じた第２コンデンサＣ２の放電が開始され、キセノンランプＶ１，Ｖ２に放電維持電圧が加えられてキセノンランプＶ１，Ｖ２の放電発光が継続される。なお、この第２コンデンサＣ２の放電電流は、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２の定格電流値を超えないよう、放電電流制限抵抗Ｒ２１，Ｒ２２によって制限される。
【００４８】
発光時間幅制御回路Ｕ１で設定されていた時間が経過し、発光時間幅制御回路Ｕ１からのパルス信号の出力が終了すると、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１１，Ｑ１２はオフ状態となり、キセノンランプＶ１，Ｖ２に流れる放電電流も停止し、その放電発光も消滅する。
この一連の動作により、２本のキセノンランプＶ１，Ｖ２を同時に発光させることができる。なお、Ｎ≧３とした場合には、３本以上のキセノンランプを同時に発光させることができる。
【００４９】
＜本形態の特徴＞
本形態でも、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。また、キセノンランプの発光光量は、そのキセノンランプを流れる放電電流にほぼ比例する。そのため、第１の実施形態の構成でキセノンランプの発光光量を増やすためには、放電維持電流値（アーク電流値）を高くしなければならない。しかし、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の定格電流値以上の電流は流せない。これに対し、本形態では、複数のキセノンランプとそれらの電源回路を設けたため、それらを同時に発光させることで必要な光量を得ることが可能である。また、単一光源による場合は、不要な影が出る可能性があるが、多数光源はその影を防ぐことができる。また、本形態の構成では、第２コンデンサＣ２を複数のキセノンランプに共用できるためサイズやコストも低減できる。
【００５０】
〔第３の実施形態〕
本形態は、第１の実施形態の変形例であり、キセノンランプＶ１と第２コンデンサＣ２と直列、かつ、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１と並列に接続され、並列接続された発光時間制御スイッチ素子Ｑ１と同一のタイミングでオン・オフされる発光時間制御スイッチ素子Ｑ２をさらに有する。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、以下では、１個の発光時間制御スイッチ素子Ｑ１に対し、１個の発光時間制御スイッチ素子Ｑ２を並列接続する例を示すが、１個の発光時間制御スイッチ素子Ｑ１に対し、２個以上の発光時間制御スイッチ素子Ｑ２を並列接続する構成であってもよい。
【００５１】
＜構成要素＞
図３は、本形態のフラッシュ装置３０の回路図である。
図３に例示するように、本形態のフラッシュ装置３０は、電極Ｅ１，Ｅ２を具備するキセノンランプＶ１（「放電ランプ」に相当）と、トリガ電極ＴＤと、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、整流用のダイオードＤ０１，Ｄ０２と、充放電用の第１コンデンサＣ１と、第２コンデンサＣ２と、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１（「第１スイッチ素子」に相当）と、発光時間制御スイッチ素子Ｑ２（「第２スイッチ素子」に相当）と、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１（「第１抵抗」に相当）と、放電電流制限抵抗Ｒ２１，Ｒ２２（「第２抵抗」に相当）と、トリガトランスＴ１と、発光時間幅制御回路Ｕ１と、微小時間遅れ回路Ｕ２１と、トリガトランス駆動回路Ｕ２２とを具備する。なお、第１コンデンサＣ１とダイオードＤ０１は高圧電源Ｐ１を構成し、第２コンデンサＣ２とダイオードＤ０２は低圧電源Ｐ２を構成する。また、第１ダイオードＤ１及び第２ダイオードＤ２は放電電流切り替え回路Ｓを構成し、微小時間遅れ回路Ｕ２１及びトリガトランス駆動回路Ｕ２２は、トリガ回路Ｕ２を構成する。
【００５２】
＜接続関係＞
本形態のフラッシュ装置３０（図３）と、第１の実施形態（図１）のフラッシュ装置１０との相違点は、放電電流制限抵抗Ｒ２の代わりに放電電流制限抵抗Ｒ２１が設けられる点、キセノンランプＶ１と第２コンデンサＣ２と直列、かつ、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１及び放電電流制限抵抗Ｒ２１と並列に接続される、発光時間制御スイッチ素子Ｑ２及び放電電流制限抵抗Ｒ２２をさらに有する点、発光時間幅制御回路Ｕ１から出力されるパルス信号が発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各制御端（ＩＧＢＴの場合はゲート）に入力され、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２が同一のタイミングでオン・オフされる点である。なお、発光時間制御スイッチ素子Ｑ２の出力端（ＩＧＢＴの場合はエミッタ）には、第２コンデンサＣ２が接続され、発光時間制御スイッチ素子Ｑ２の入力端（ＩＧＢＴの場合はコレクタ）には、放電電流制限抵抗Ｒ２２の一端が接続され、放電電流制限抵抗Ｒ２２の他端には、キセノンランプＶ１の電極Ｅ２が接続される。
【００５３】
＜動作＞
第１の実施形態と同様に、第１，２コンデンサＣ１，Ｃ２の充電を行った後、発光開始入力信号が発光時間幅制御回路Ｕ１と微小時間遅れ回路Ｕ２１とに入力され、発光時間幅制御回路Ｕ１は、予め定められた時間長（例えば、数１０μｓ〜数ｍｓ）のパルス信号の出力を開始し、出力されたパルス信号は、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の各制御端に入力される。これにより、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２は、同時にオン状態となり、直列接続された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とにより、キセノンランプＶ１の電極Ｅ１，Ｅ２間に電圧が加えられる。それから数μｓ遅れて、第１の実施形態と同様に、トリガトランスＴ１から高圧パルスがトリガ電極ＴＤに導入される。これにより、第１の実施形態と同様に、キセノンランプＶ１は、直列接続された第１コンデンサＣ１と第２コンデンサＣ２とによって電極Ｅ１，Ｅ２間に加えられた放電開始電圧により、グロー放電状態からアーク放電状態に移行する。この際、第１コンデンサＣ１からの放電電流は、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１によって制限される。これにより、この移行段階におけるキセノンランプＶ１の発光輝度レベルと、その後のアーク放電状態でのキセノンランプＶ１の発光輝度レベルとを合わせる。
【００５４】
キセノンランプＶ１がアーク放電状態へ移行し、さらに第１コンデンサＣ１の放電が完了した後は、第２ダイオードＤ２を通じた第２コンデンサＣ２の放電が開始され、キセノンランプＶ１に放電維持電圧が加えられてキセノンランプＶ１の放電発光が継続される。なお、この第２コンデンサＣ２の放電電流は、並列接続された発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２に分散されて流れるため、第１の実施形態に比べ、発光時間制御スイッチ素子へ流れる電流量を抑制することができる。その結果、定格電流値の低い発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を用いることも可能となり、部品選択の幅が広がる。また、第１の実施形態の場合と同等の定格電流値の発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を用いた場合でも、第１の実施形態に比べて第２コンデンサＣ２の放電電流を高くできるため、キセノンランプＶ１の選択の幅が広がる。すなわち、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２を並列に用いる本形態では、第１の実施形態に比べて部品選択の幅が広がり、設計の自由度が向上する。また、第１の実施形態と同様、第２コンデンサＣ２の放電電流は、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２の定格電流値を超えないよう、放電電流制限抵抗Ｒ２１，Ｒ２２によって制限される。
発光時間幅制御回路Ｕ１で設定されていた時間が経過し、発光時間幅制御回路Ｕ１からのパルス信号の出力が終了すると、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１，Ｑ２はオフ状態となり、キセノンランプＶ１に流れる放電電流も停止し、その放電発光も消滅する。
【００５５】
＜本形態の特徴＞
本形態でも、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。また、キセノンランプの発光光量は、そのキセノンランプを流れる放電電流にほぼ比例する。そのため、第１の実施形態の構成でキセノンランプの発光光量を増やすためには、放電維持電流値（アーク電流値）を高くしなければならない。しかし、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１の定格電流値以上の電流は流せない。これに対し、本形態では、発光時間制御スイッチ素子Ｑ１と並列に発光時間制御スイッチ素子Ｑ２を設けたため、放電維持電流値を高くすることができ、キセノンランプの発光光量を増やすことができる。
【００５６】
〔使用例〕
次に、本発明の使用例を示す。図４（ａ）（ｂ）は、第１の実施形態で説明したフラッシュ装置１０の使用例を示した図である。
この例では、フラッシュ装置電源部４１に、高圧電源Ｐ１、低圧電源Ｐ２、発光立ち上がり制限抵抗Ｒ１、放電電流制限抵抗Ｒ２、第１，２ダイオードＤ１，Ｄ２、発光時間幅制御回路Ｕ２及びトリガ回路Ｕ２を構成し、ランプハウス４２にキセノンランプＶ１及びトリガ電極ＴＤを設け、フラッシュ装置電源部４１とランプハウス４２とをランプケーブル４３で接続する。そして、フラッシュ装置電源部４１にＡＣ電源と発光開始入力信号とが与えられ、前述した一連の動作が行われる。このようにフラッシュ装置電源部４１とランプハウス４２とをランプケーブル４３で接続する構成により、被写体に対する照射位置の調整が容易になる。
また、図４（ｂ）に示すように、ランプハウス４２の先端部には、反射鏡４４や、レンズ４５や、ライトガイド４６ｂを接続するためのライトガイド取付金具４６ａが接続可能である。反射鏡４４は、比較的広い範囲を効率よく照明する場合に使用する。レンズ４５は、小さい範囲に集光して明るく照明する場合に使用する。なお、内部トリガキセノンランプを使用した場合は、発光アークが点光源に近いことからレンズの集光効率がよい。ライトガイド４６ｂは、奥まった所を照明したり、途中が狭くなった先を照明したりする場合に使用する。
【００５７】
また、以下にフラッシュ装置の性能使用を例示する。なお、これは本発明を限定しない。
(1)発光時間可変範囲：５０μｍ〜２ｍｓ
(2)発光繰り返し時間：最短４．５ｓ
(3)キセノンランプ出力（※(3-1)と(3-2)の何れかを使用可能）：
(3-1)ランプ１〜ランプ４：１灯当り最大２．２Ｗ（発光時間２ｍｓ），放電発光時電圧５０Ｖ，放電発光時ランプ電流１００Ａ
(3-2)ランプ５：最大１３.３Ｗ（発光時間２ｍｓ），放電発光時電圧５０Ｖ，放電発光時ランプ電流６００Ａ
(4)発光開始入力信号：５〜１０Ｖｐ  正パルス波，パルス幅１０μｍ以上，入力インピーダンス１０ｋΩ
(5)使用電源：単相交流１００Ｖ，５０〜６０Ｈｚ，２００ＶＡ以下
(6)外形寸法：４３０ｍｍ（Ｗ）×２００ｍｍ（Ｈ）×４００ｍｍ（Ｄ）
(7)質量：２３ｋｇ
【００５８】
〔データ〕
次に、従来例２のフラッシュ装置２００と、第１の実施形態のフラッシュ装置１０との閃光波形を示す。
図５は、第１の実施形態のフラッシュ装置１０における閃光波形であり、図６は、従来例２のフラッシュ装置２００における閃光波形である。なお、これらの図の横軸は時間［μｓ］を示し、縦軸はキセノンランプの輝度を示す。
図６に示すように、従来例２のフラッシュ装置２００では、発光の立ち上がりと立下りが急峻でなく、また、発光中の輝度の変動も大きい。これに対し、図５に示すように、第１の実施形態のフラッシュ装置１０では、発光の立ち上がりと立下りが急峻であり、発光中の輝度の変動が小さい。
【００５９】
〔変形例〕
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、第２の実施形態に第３の実施形態を組合せ、第２の実施形態の各発光時間制御スイッチ（第１スイッチ）と並列に、それぞれ１個以上ずつの発光時間制御スイッチ（第２スイッチ）を接続してもよい。その他、各実施形態の構成を組み合わせてもよい。また、発光立ち上がり制限抵抗や放電電流制限抵抗を設けない構成としてもよい。また、各実施形態では、放電ランプとしてキセノンランプを用いる場合を例にとって説明したが、放電ランプとしてクリプトンランプ等の他のランプを用いてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の産業上の利用分野としては、例えば、撮像素子にＣＣＤを使用した高速度カメラの補助光源等を例示できる。ただし、これは、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、第１の実施形態のフラッシュ装置の回路図である。
【図２】図２は、第２の実施形態のフラッシュ装置の回路図である。
【図３】図３は、第３の実施形態のフラッシュ装置の回路図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、第１の実施形態で説明したフラッシュ装置１０の使用例を示した図である。
【図５】図５は、第１の実施形態のフラッシュ装置における閃光波形である。
【図６】図６は、従来例２のフラッシュ装置における閃光波形である。
【図７】図７は、従来の基本的なフラッシュ装置の回路図である。
【図８】図８は、従来のフラッシュ装置の回路図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０〜３０，１００，２００  フラッシュ装置
【図１】
2008090022.tif 000003
【図２】
2008090022.tif 000004
【図３】
2008090022.tif 000005
【図４】
2008090022.tif 000006
【図５】
2008090022.tif 000007
【図６】
2008090022.tif 000008
【図７】
2008090022.tif 000009
【図８】
2008090022.tif 000010