(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインコンデンサと、閃光管と、これらメインコンデンサと閃光管との間に設けられ、高電位側電極が前記メインコンデンサに接続されるとともに低電位側電極が前記閃光管に接続された自己保持型スイッチ素子を有する第１放電路と、この第１放電路に並列に設けられて前記第１放電路とは異なるインピーダンス値を有する第２放電路と、閃光発光に際して前記自己保持型スイッチ素子をオン又はオフにして前記第１又は第２放電路を選択し、選択した放電路を介して前記メインコンデンサに蓄積された充電電荷を放電させる制御回路とを有する閃光装置において、
前記第１放電路が選択される際に前記自己保持型スイッチ素子の制御電極に前記制御回路からの制御信号を印加させて前記自己保持型スイッチ素子をオンさせ、前記第２放電路が選択される際に前記自己保持型スイッチ素子の制御電極を逆バイアスするバイアス回路を設け、
前記バイアス回路が、前記自己保持型スイッチ素子の制御電極と低電位側電極との間に接続された第１抵抗と、この第１抵抗に直列接続されて前記自己保持型スイッチ素子の制御電極と前記メインコンデンサの低電位側端子との間に接続された第２抵抗とから構成されることを特徴とする閃光装置。
【請求項２】
前記第１抵抗に並列にコンデンサを接続したことを特徴とする請求項１に記載の閃光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真撮影の際の人工光源として用いられる閃光装置に関し、特に高速の繰返し発光動作を行うことができる閃光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
写真撮影の際に被写体を照明する人工光源として閃光装置は多用されている。このような閃光装置には、発光動作を高速で繰返す動作モード、いわゆるフラット発光動作モードを選択できるものがある。
【０００３】
図３は、フラット発光動作モードを選択できる閃光装置の要部電気回路図である。
【０００４】
図３の閃光装置は、例えば電池である直流低圧電源とＤＣ／ＤＣコンバータ回路とから構成される直流高圧電源１０１と、この直流高圧電源１０１の両端に接続されたメインコンデンサ１０２と、メインコンデンサ１０２の両端に接続された複数の電流制限素子であるコイル１０３、１０４と閃光管１０５とこの閃光管１０５のメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費した発光動作を制御する制御素子である、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと記す）１０６との直列体とを備えて構成されている。
【０００５】
また、上記閃光装置は、コイル１０４の両端に順方向に接続された自己保持型スイッチ素子である、例えばサイリスタ１０７と、このサイリスタ１０７のオンオフ動作を制御するトランジスタ１０８、１０９と、トランジスタ１０９のオンオフを制御する制御回路１１３と、抵抗１１０、１１１と、抵抗１１１に並列接続されたコンデンサ１１２と、閃光管１０５を励起するトリガ回路１１４と、ＩＧＢＴ１０６の動作を制御する発光制御回路１１５と、コイル１０３、１０４と閃光管１０５との直列体に逆方向に接続されるダイオード１１６とを備えて構成されている。
【０００６】
なお、コイル１０３、１０４およびサイリスタ１０７は、メインコンデンサ１０２の充電電荷の閃光管１０５を介しての放電時に流れる放電電流の立上がり特性を制御して、閃光管１０５から発せられる光の立上がり特性を制御するために設けられている。
【０００７】
具体的には、サイリスタ１０７のオンオフ動作により、メインコンデンサ１０２の充電電荷の閃光管１０５を介しての放電路が、コイル１０３のみが挿入された第１放電路およびコイル１０３、１０４の両者が挿入された、上記第１放電路とはインピーダンス値が異なる第２放電路のいずれかに選択される。
【０００８】
これにより、閃光管１０５の発光動作モードを、例えば発光波形が急峻な立上がり特性を有する通常発光動作モードや、緩やかな立上がり特性を有する発光動作の高速繰り返しによる連続発光動作モード、いわゆるフラット発光動作モードに選択制御することができる。
【０００９】
このように構成された閃光装置において、通常発光動作モード設定時には、まず制御回路１１３からの出力信号（制御信号）によりトランジスタ１０９をオンさせる。これにより、トランジスタ１０８、抵抗１１０等を介してサイリスタ１０７の制御電極であるゲートにオン電圧を供給し、このサイリスタ１０７をオンさせる。
【００１０】
この状態でトリガ回路１１４の動作により閃光管１０５が励起され、かつ発光制御回路１１５により制御素子であるＩＧＢＴ１０６がオン状態にされると、メインコンデンサ１０２の充電電荷はコイル１０３、サイリスタ１０７およびＩＧＢＴ１０６を介して閃光管１０５に放電される。すなわち、メインコンデンサ１０２の放電路としてコイル１０４を介さない第１放電路が選択され、閃光管１０５はこの第１放電路を介して放電されるメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費して発光し、この結果、閃光管１０５の発光波形は急峻な立上がり特性を有することになる。
【００１１】
一方、フラット発光動作モード設定時には、制御回路１１３からの出力信号供給を停止してトランジスタ１０９をオフさせ、サイリスタ１０７の制御電極であるゲートにオン電圧を供給できなくしてサイリスタ１０７をオフ状態に維持する。
【００１２】
この状態で閃光管１０５が励起され、かつ制御素子であるＩＧＢＴ１０６がオン状態にされると、メインコンデンサ１０２の充電電荷は、上記通常発光動作時とは異なり、サイリスタ１０７を介することなくコイル１０３、１０４およびＩＧＢＴ１０６を介して閃光管１０５に放電されることになる。すなわち、メインコンデンサ１０２の放電路としてコイル１０３、１０４の両者を介した第２放電路が選択され、閃光管１０５はこの第２放電路を介して放電されるメインコンデンサ１０２の充電電荷を消費して発光し、この結果、閃光管１０５の発光波形は緩やかな立上がり特性を有することになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図３に示した閃光装置では、閃光管１０５の設定発光動作モードに応じて自己保持型スイッチ素子であるサイリスタ１０７のオンオフ動作を制御し、メインコンデンサ１０２の放電路を選択して閃光管１０５の発光波形を制御している。
【００１４】
しかしながら、サイリスタ１０７をオフ状態に維持してメインコンデンサ１０２の充電電荷を第２放電路を介して閃光管１０５に放電するフラット発光動作モード設定時においては、フラット発光動作の周期が、閃光管１０５が前回発光動作の終了過程であって、光は発しないが内部封入ガスが依然として電離状態である時に次回の発光動作が開始されるような周期の場合、２回目以降の発光動作時における制御素子であるＩＧＢＴ１０６のオン時にコイル１０３、１０４に誘起される電圧によりサイリスタ１０７が誤動作してオン状態となる不都合を生じるおそれがある。
【００１５】
すなわち、上記周期でのフラット発光動作において、まず初回発光動作は、それまでにコイル１０３、１０４にエネルギーが蓄積されていないことから、ＩＧＢＴ１０６のオンオフ動作に伴うサイリスタ１０７のカソード〜アノード間およびカソード〜ゲート間に生じる電位変動は大きな電位変動とはならず、所望の正常な発光動作となる。
【００１６】
次いで、２回目の発光動作のためにＩＧＢＴ１０６がオンされると、このＩＧＢＴ１０６のオンによるサイリスタ１０７のカソード電位のグランドレベルへの急激な低下によって、サイリスタ１０７のカソード〜アノード間およびカソード〜ゲート間に、初回発光動作を終了するためのＩＧＢＴ１０６のオフ時にコイル１０３に誘起されていた逆起電力およびメインコンデンサ１０２からの急激なエネルギー供給に伴ってコイル１０４に発生する逆起電力が印加されることになる。
【００１７】
これによりサイリスタ１０７のカソード〜アノード間およびカソード〜ゲート間の電位は上昇し、カソード〜ゲート間の電位変動がサイリスタ１０７のオン電圧Ｖｇ以上に達すると、サイリスタ１０７は、制御回路１１３によるトランジスタ１０９のオン動作に基づく正常なオン制御がなされていないにもかかわらず誤動作してオンすることになる。
【００１８】
そして、誤動作によりオンしたサイリスタ１０７は、発光動作周期が、閃光管１０５が光は発しないが内部封入ガスが依然として電離状態にある時に次回の発光動作が開始されるような周期の場合、電離状態の閃光管１０５を介して電流が流れることから、以降、そのオン状態を維持する。
【００１９】
したがって、サイリスタ１０７が誤動作してオンすると、メインコンデンサ１０２の充電電荷がコイル１０４を介さない第１放電路を介して閃光管１０５に放電されることになり、閃光管１０５の発光波形を、フラット発光動作モード時において設定したい所望特性、すなわち上記充電電荷の第２放電路を介しての放電による緩やかな立上がり特性を有する発光波形の安定したフラット発光動作を実現できなくなる。
【００２０】
また、フラット発光動作モード時にサイリスタ１０７が誤動作によりオンすると、制御素子であるＩＧＢＴ１０６に急峻な立上がり特性で放電電流が繰返し流れることになり、場合によってはこのＩＧＢＴ１０６が破損してしまうおそれもある。
【００２１】
そこで、本発明は、通常発光動作モード時とフラット発光動作モード時においてインピーダンス値の異なるメインコンデンサの充電電荷の放電路を選択する閃光装置において、上記放電路を選択するための自己保持型スイッチ素子の誤動作を防止し、安定した発光動作を行える閃光装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本願発明では、メインコンデンサと、閃光管と、これらメインコンデンサと閃光管との間に設けられ、高電位側電極がメインコンデンサに接続されるとともに低電位側電極が閃光管に接続された自己保持型スイッチ素子を有する第１放電路と、この第１放電路に並列に設けられて第１放電路とは異なるインピーダンス値を有する第２放電路と、閃光発光に際して自己保持型スイッチ素子をオン又はオフにして第１又は第２放電路を選択し、選択した放電路を介してメインコンデンサに蓄積された充電電荷を放電させる制御回路とを有する閃光装置において、制御回路により第１放電路が選択される際に自己保持型スイッチ素子の制御電極に制御回路からの制御信号を印加させて自己保持型スイッチ素子をオンさせ、第２放電路が選択される際に自己保持型スイッチ素子の制御電極を逆バイアスするバイアス回路を設けている。
【００２３】
そして、上記バイアス回路を、自己保持型スイッチ素子の制御電極と低電位側電極との間に接続された第１抵抗と、この第１抵抗に直列接続されて自己保持型スイッチ素子の制御電極とメインコンデンサの低電位側端子との間に接続された第２抵抗とで構成している。
【００２４】
また、上記第１抵抗に並列にコンデンサを接続するのが望ましい。これにより、コンデンサは自己保持型スイッチ素子の制御電極（ゲート）とカソード間に接続されることになり、２回目以降の発光を行わせるＩＧＢＴ等の制御素子のオン時において自己保持型スイッチ素子のカソードから見たゲートの電位上昇を抑制し、自己保持型スイッチ素子が誤作動するのをより効果的に防止することが可能となる。
【００２８】
そして、本発明によれば、第２放電路を介した放電ループにより放電させるフラット発光動作モード時において、第１放電路側の自己保持型スイッチ素子の誤動作によるオン動作を防止して、安定したフラット発光動作を得ることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態である閃光装置について図１を参照して説明する。なお、図１は上記閃光装置の要部電気回路図である。
【００３０】
この閃光装置は、例えば電池である直流低圧電源とＤＣ／ＤＣコンバータ回路とから構成される直流高圧電源１と、この直流高圧電源１の両端に接続されたメインコンデンサ２と、メインコンデンサ２の両端に接続された複数の電流制限素子であるコイル３、４と閃光管５とこの閃光管５のメインコンデンサ２の充電電荷を消費した発光動作を制御する制御素子である、例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと記す）６との直列体とを備えて構成されている。
【００３１】
また、上記閃光装置は、コイル４の両端に順方向に接続された自己保持型スイッチ素子であるサイリスタ７と、このサイリスタ７のオンオフ動作を制御するトランジスタ８、９と、トランジスタ９のオンオフを制御する制御回路１３と、抵抗１０、１１と、抵抗（第１抵抗）１１に並列接続されたコンデンサ１２と、閃光管５を励起するトリガ回路１４と、ＩＧＢＴ６の動作を制御する発光制御回路１５と、コイル３、４と閃光管５との直列体に逆方向に接続されるダイオード１６とを備えて構成されている。
【００３２】
なお、コイル３、４およびサイリスタ７は、メインコンデンサ２の充電電荷の閃光管５を介しての放電時に流れる放電電流の立上がり特性を制御して、閃光管５から発せられる光の立上がり特性を制御するために設けられている。
【００３３】
具体的には、サイリスタ７のオンオフ動作により、メインコンデンサ２の充電電荷の閃光管５を介しての放電路が、コイル３のみが挿入された第１放電路およびコイル３、４の両者が挿入された、上記第１放電路とはインピーダンス値が異なる第２放電路のいずれかに選択される。
【００３４】
これにより、閃光管５の発光動作モードを、例えば発光波形が急峻な立上がり特性を有する通常発光動作モードや、緩やかな立上がり特性を有する発光動作の高速繰り返しによる連続発光動作モード、いわゆるフラット発光動作モードに選択制御することができる。
【００３５】
また、本実施形態の閃光装置には、抵抗１１に直列接続されると共にサイリスタ７の制御電極とメインコンデンサ２の低電位側（グランド側）端子の間に接続された抵抗（第２抵抗）１８が設けられている。
【００３６】
なお、抵抗１１と抵抗１８によりバイアス回路１７が構成され、これが請求の範囲にいうバイアス回路に相当する。また、抵抗１８が請求の範囲にいう逆バイアス手段に相当する。
【００３７】
したがって、サイリスタ７のカソード〜ゲート間には、メインコンデンサ２の図示極性の充電電圧をコイル３、４およびバイアス回路１７で分割した電圧のうち、抵抗１１の両端に生じる電圧が常に印加されることになる。
【００３８】
抵抗１１の両端に生じている電圧の印加方向は、ゲート電位に対してカソード電位を持ち上げる方向である。このため、サイリスタ７のゲートは逆バイアスされている。
【００３９】
このように構成された閃光装置の動作を、まず通常発光動作モード設定時について説明する。
【００４０】
制御回路１３からの出力信号（制御信号）によりトランジスタ９をオンさせる。これにより、トランジスタ８、抵抗１０等を介してサイリスタ７の制御電極であるゲートにオン電圧を供給し、このサイリスタ７をオンさせる。
【００４１】
この状態でトリガ回路１４の動作により閃光管５が励起され、かつ発光制御回路１５により制御素子であるＩＧＢＴ６がオン状態にされると、メインコンデンサ２の充電電荷はコイル３、サイリスタ７およびＩＧＢＴ６を介して閃光管５に放電される。すなわち、メインコンデンサ２の放電路としてコイル４を介さない第１放電路が選択され、閃光管５はこの第１放電路を介して放電されるメインコンデンサ２の充電電荷を消費して発光し、この結果、閃光管５の発光波形は急峻な立上がり特性を有することになる。
【００４２】
次に、閃光管５の内部封入ガスが電離状態にある時に次回の発光動作が開始されるような周期でのフラット発光動作モード設定時の動作について説明する。
【００４３】
本実施形態におけるサイリスタ７のカソード〜ゲート間の電位は、バイアス回路１７を設けたことによる前述の作用により、図３に示した従来の閃光装置におけるサイリスタ１０７のカソード〜ゲート間の電位状態とは異なり、ゲートを逆バイアスする電位状態に制御されている。
【００４４】
こうしてサイリスタ７のゲートが逆バイアスされ、サイリスタ７がオフになった状態で、閃光管５が励起され、かつ制御素子であるＩＧＢＴ６がオン状態にされると、メインコンデンサ２の充電電荷は、上記通常発光動作時とは異なり、サイリスタ７を介することなくコイル３、４およびＩＧＢＴ６を介して閃光管５に放電されることになる。すなわち、メインコンデンサ２の放電路としてコイル３、４の両者を介した第２放電路が選択され、閃光管５はこの第２放電路を介して放電されるメインコンデンサ２の充電電荷を消費して発光し、この結果、閃光管５の発光波形は緩やかな立上がり特性を有する。こうして、まず初回の発光が行われる。
【００４５】
２回目以降の発光動作のためにＩＧＢＴ６がオンすると、サイリスタ７のカソード電位のグランドレベルへの急激な低下によって初回発光動作あるいは前回発光動作終了時のＩＧＢＴ６のオフ時にコイル３に誘起されていた逆起電力およびコイル４に発生する逆起電力等がサイリスタ７に印加され、サイリスタ７のカソード〜アノード間、カソード〜ゲート間の電位がそれぞれ上昇変動する。
【００４６】
しかしながら、本実施形態では、サイリスタ７のカソード〜ゲート間の電位の上昇変動は、バイアス回路１７によりサイリスタ７のゲートを逆バイアスした状態からの変動となることから、その上昇変動値がサイリスタ７のオン電圧Ｖｇまで到達することはない。
【００４７】
しかも、コンデンサ１２がサイリスタ７のゲートとカソード間に抵抗１１に並列になるように接続されているので、ＩＧＢＴ６の２回目以降のオン時においてサイリスタ７のカソードから見たゲートの電位上昇が抑制される。
したがって、サイリスタ７は、ＩＧＢＴ６のオン時に印加されることになるコイル３、４の誘起電圧によりオンする誤動作を生じることはない。
【００４８】
このようにサイリスタ７が誤動作にてオンしないことから、サイリスタ７のカソード〜アノード間の電位変動は、上昇変動以降、ＩＧＢＴ６がオフするまで徐々に下降して行き、さらにＩＧＢＴ６のオフ時にコイル４に誘起される逆起電力の印加により大きく逆方向に変動する特性を示す。
【００４９】
なお、サイリスタ７のカソード〜ゲート間の電位も、サイリスタ７が誤動作によりオンしないことから、サイリスタ７のカソード〜アノード間の下降電位変動に伴い上昇変動が停止し、以降、徐々に下降する。
【００５０】
この結果、本実施形態の閃光装置では、サイリスタ７をオフ状態に維持してのフラット発光動作時には、メインコンデンサ２の充電電荷は必ずコイル３、４の両者が挿入された第２放電路を介して閃光管５に放電されることになる。したがって、安定したフラット発光動作を得ることができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、通常発光動作時にコイル３のみを介してメインコンデンサ２の充電電荷を放電させ、フラット発光動作時に複数のコイル３、４を介してメインコンデンサ２の充電電荷を放電させる場合について説明したが、本発明は、図２に示すように、通常発光動作時にコイルを介さずにメインコンデンサ２の充電電荷を放電させ、フラット発光動作時にコイル４のみを介してメインコンデンサ２の充電電荷を放電させる場合にも適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、メインコンデンサの放電路を選択するための自己保持型スイッチ素子をオフ状態に制御してのフラット発光動作時に自己保持型スイッチ素子が誤動作してオン状態になることを防止できるので、各回発光時の立上がり特性が緩やかな発光波形となる安定したフラット発光動作を行える閃光装置を実現することができる。
【００５３】
また、各回発光時の立上がり特性を緩やかな発光波形に制御でき、フラット発光動作時に急峻な立上がり特性の放電電流が繰返し流れることを防止できるので、閃光管の発光動作を制御する制御素子が破損してしまうことも回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である閃光装置の要部電気回路図である。
【図２】上記実施形態の変形例の要部電気回路図である。
【図３】従来の閃光装置の要部電気回路図である。
【符号の説明】
１  直流高圧電源
２  メインコンデンサ
３，４  コイル
５  閃光管
６  絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）
７  サイリスタ（自己保持型スイッチ素子）
８，９  トランジスタ
１０，１１，１８  抵抗
１２  コンデンサ
１３  制御回路
１４  トリガ回路
１５  発光制御回路
１６  ダイオード
１７  バイアス回路
【図１】
0003889145.tif 000002
【図２】
0003889145.tif 000003
【図３】
0003889145.tif 000004