(57)【要約】【課題】閃光放電管の製造時の個体差に拘らず安定して複数の閃光放電管から閃光を発生させることができる。【解決手段】高電位側において、逆流防止用トランジスタとコイルと閃光放電管の陽極とをこの順に直列に接続した複数の入力ラインと、複数の入力ラインを並列に接続した状態で逆流防止用トランジスタとコイルとの間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、閃光放電管の陽極と陰極とを接続したトリガラインを有し、所定のトリガ波形の入力により前記閃光放電管から閃光を発するトリガ回路と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位側において、逆流防止用トランジスタとコイルと閃光放電管の陽極とをこの順に直列に接続した複数の入力ラインと、
前記複数の入力ラインを並列に接続した状態で前記逆流防止用トランジスタと前記コイルとの間において前記高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、
前記閃光放電管の前記陽極と陰極とを接続したトリガラインを有し、所定のトリガ波形の入力により前記閃光放電管から閃光を発するトリガ回路と、
を備える閃光放電管点灯回路。
【請求項２】
前記トリガ回路は、
前記コイルと前記陽極との間の前記入力ラインに上流側を接続し、かつ、前記陰極にアノード接続したダイオードに下流側をカソード接続した前記トリガラインと、
前記トリガラインと前記閃光放電管のトリガ用外面電極とを接続したトリガコイルと、
前記トリガラインよりも下流側で前記ダイオードとカソード接続した絶縁ゲートバイポーラトランジスタと、
を備えるパワースイッチ型である、請求項１に記載の閃光放電管点灯回路。
【請求項３】
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、
エミッタが前記ダイオードとカソード接続され、
コレクタが前記低電位側と接続され、
ゲートからトリガ波形が入力される、請求項２に記載の閃光放電管点灯回路。
【請求項４】
前記トリガ波形が黒色検出用の光電センサからの検出信号である、
請求項３に記載の閃光放電管点灯回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閃光放電管点灯回路に関するものであって、特に、複数の閃光放電管を配置した閃光放電管点灯回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、写真撮影機等に用いられる人工光源として閃光放電管を用いたものが知られている。
【０００３】
閃光放電管としては、例えば、ガラス管の両端にビードガラスを介して陰極と陽極とを設けるとともにガラス管の内部にキセノンガス等の希ガスを封止し、ガラス管の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガ電極を設けたものが周知である。
【０００４】
一方、このような閃光放電管を点灯させる点灯回路にあっては、例えば、写真撮影機のシャッターボタン等のように、スイッチ等のトリガ信号に連動して静電容量（キャパシタンス）に応じて電解コンデンサに蓄えた電荷（電気エネルギー）を閃光放電管に供給することで閃光を放射するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、閃光放電管の点灯回路におけるトリガ回路は、第１世代と称されるクエンチチューブを用いたものから、第２世代と称される逆阻止３端子サイリスタ（ＳＣＲ）を用いた大電流化を経て、近年（第３世代）では、より大電流のＯＮ／ＯＦＦを単独で高速に行えるパワースイッチ（ＩＧＢＴ）が普及し、トリガ回路の簡素化が図られるとともに精密な制御が可能となっている。
【０００７】
これに伴い、複数の閃光放電管を用い、発光面積の拡大化を図りたいという要望がある。しかしながら、複数の閃光放電管を単純に配置したのでは、例えば、閃光放電管にキセノン管を用いた場合、キセノン管の特性に固有のバラツキがあることから、例えば、２つのキセノン管を並列に接続した場合、特性の高い一方のキセノン管が先に発光し、特性の低い他方のキセノン管が後から発光してしまうという不具合が生じていた。
【０００８】
このような発光のバラツキは、単に発光タイミングのズレということだけでなく、例えば、電解コンデンサに蓄電した電力が均等に配分されないということでもあり、一方のキセノン管の寿命が他方のキセノンランプの寿命よりも短いということでもある。
【０００９】
なお、このようなキセノン管の個体差は、陰極と陽極との間のアーク長のバラツキや希ガスの充填量のバラツキに起因することが知られている。例えば、アーク長は、製造設備で最大交差±１．０ｍｍ以内での対応が可能であるものの、１．０ｍｍの差は希ガスの量が同じと仮定した場合、約１０Ｖ程度の電圧差で発光し難くなることが知られている。また、希ガスの充填量は、希ガスの注入量をアナログ計の目安によって行っているため、予想数値に対する注入量の正確さを確保することが難しい。したがって、製品としての個体差が最大交差±２０Ｖ程度の許容範囲となってしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、閃光放電管の製造時の個体差に拘らず安定して複数の閃光放電管から閃光を発生させることができる閃光放電管用発光回路と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】
上記目的を達成するために、本発明に係る閃光放電管点灯回路は、高電位側において、逆流防止用トランジスタとコイルと閃光放電管の陽極とをこの順に直列に接続した複数の入力ラインと、複数の入力ラインを並列に接続した状態で逆流防止用トランジスタとコイルとの間において高電位側と低電位側とを接続した電解コンデンサと、閃光放電管の陽極と陰極とを接続したトリガラインを有し、所定のトリガ波形の入力により閃光放電管から閃光を発するトリガ回路と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る閃光放電管点灯回路は、閃光放電管の製造時の個体差に拘らず安定して複数の閃光放電管から閃光を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る閃光放電管点灯回路を示し、（Ａ）は閃光放電管の一例を示す断面図、（Ｂ）は閃光放電管点灯回路の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る閃光放電管点灯回路を示し、（Ａ）はコイルを配置しない場合のトリガ波形と管電流波形との関係を示すグラフ図、（Ｂ）はコイルを配置した場合のトリガ波形と管電流波形との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の一実施形態に係る閃光放電管点灯回路について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の閃光放電管点灯回路における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組み合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００１５】
図１（Ａ）に示すように、閃光放電管１は、ガラス管等の封体２と、封体２の両端にビードガラス３，４を介して設けられた陰極５及び陽極６と、を備える。
【００１６】
閃光放電管１は、例えば、各種カメラのシャッタに連動して閃光を発生するフラッシュ用の他、殺菌・消毒等の機能を有する医療機器用光源、消臭機能を有するオゾン発生器用光源にも用いることができる。
【００１７】
封体２は、一例として、無色透明なガラス管によって形成されている。封体２の内部にはキセノン等の希ガス７が封入されている。封体２の外周面には透明な導電性被膜からなるトリガ用外面電極としてのネサコート８が設けられている。
【００１８】
ビードガラス３，４は、封体２の両端に嵌め込まれており、陰極５及び陽極６が封体２の内外に貫通した状態で封体２との間の隙間を満たし、封体２を封止するものである。ビードガラス３，４によって、封体２の両端は、封体２の内部にキセノン等の希ガス７を封止する。
【００１９】
陰極５と陽極６とは、同軸上に位置するように封体２の内部密閉状態を維持しつつ、ビードガラス３，４を貫通する軸状部材である。なお、陰極５及び陽極６には、封体２の両端（ビードガラス３，４の外端）に封体２の密閉性を確保するためのシール材９を設けてもよい。陰極５の内端と陽極６の内端とは、離間状態で対応しており、この離間距離Ｗがアーク長となる。
【００２０】
陰極５は、封体２の内部側である内端近傍に閃光放電管用焼結体１０を備える。本実施の形態において、陰極５は、例えば、ビードガラス３の外端面を境界として、その外端側と内端側とで材質を異ならせてもよい。具体的には、陰極５は、内端側は高融点金属であるタングステンを主材料として棒状に形成したタングステン導入線部とし、外端側はニッケルを主材料として棒状に形成したニッケル線部とすることができる。なお、タングステン導入線部とニッケル線部とは、溶接（上記シール材９を兼用してもよい）等によって棒状に結合している。タングステン導入線部は、閃光放電管用焼結体１０を貫通している。また、タングステン導入線部とニッケル線部とは、同一の径で構成するのが好ましい。
【００２１】
閃光放電管用焼結体１０は、例えば、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン、ニッケル等の高融点金属を焼結して生成した焼結体に、炭酸セシウム、硫酸セシウム、酸化セシウム、ニオブ酸セシウム等のセシウム化合物を主成分とする電子放射性材料（エミッタ）を保持したものである。
【００２２】
なお、閃光放電管用焼結体１０は、図１（Ａ）では、単なる矩形（円柱体）で図示しているが、例えば、その先端側を半球状や截頭円錐形状としてもよい。これにより、イオン衝撃により閃光放電管用焼結体１０から放出した飛散物の飛散方向を一点に集中せずに分散させることにより、封体２の内壁に加わる衝突エネルギーを分散させてクラックを発生し難くすることができる。
【００２３】
陽極６は、例えば、ビードガラス４の外端面を境界として、その外端側と内端側とで材質を異ならせてもよい。具体的には、陽極６は、内端側は高融点金属であるタングステンを主材料として棒状に形成したタングステン導入線部とし、外端側はニッケルを主材料として棒状に形成したニッケル線部とすることができる。なお、タングステン導入線部とニッケル線部とは、溶接（上記シール材９を兼用してもよい）等によって棒状に結合している。また、陽極６のタングステン導入線部には、陰極５のように閃光放電管用焼結体１０は設けていない。また、タングステン導入線部とニッケル線部とは、同一の径で構成するのが好ましい。
【００２４】
次に、閃光放電管要点灯回路を説明する。なお、図１（Ｂ）において、電源及びこの電源からの電力を昇圧する昇圧回路等の図示は省略する。
【００２５】
図１（Ｂ）において、閃光放電管点灯回路１１は、高電位側において、逆流防止用トランジスタ１２（１２Ａ，１２Ｂ）、コイル１３（１３Ａ，１３Ｂ）、閃光放電管１の陽極６を直列に接続した入力ライン１４（１４Ａ，１４Ｂ）を複数並列に接続している。また、閃光放電管点灯回路１１は、各入力ライン１４の逆流防止用トランジスタ１２とコイル１３との間において、高電位側と低電位側との間に電解コンデンサ１５（１５Ａ，１５Ｂ）を接続している。さらに、閃光放電管点灯回路１１は、閃光放電管１の陽極６と陰極５との間にトリガ回路２０を配置している。陰極５と低電位側との間にはダイオード１６がアノード接続されている。
【００２６】
トリガ回路２０は、一方の入力ライン１４Ａのコイル１３と陽極６との間に上流側を接続し、かつ、陰極５にアノード接続したダイオード１６に下流側がカソード接続したトリガライン２１を有する。
【００２７】
トリガライン２１には、ハイパスフィルタとしての抵抗２２及びコンデンサ２３が直列に接続されている。なお、コンデンサ２３は、トリガライン２１から分岐しており、陰極５とダイオード１６との間に接続している。トリガライン２１には、抵抗２２とコンデンサ２３との間にトリガコイル２４の上流側を接続している。トリガコイル２４の二次側は各閃光放電管１（１Ａ，１Ｂ）のネサコート８と接続し、トリガコイル２４の一次側はコンデンサ２５を介して低電位側に接続している。コンデンサ２３と各閃光放電管１（１Ａ，１Ｂ）の陰極５との間にはコンデンサ２５と並列に抵抗２６の入力側を接続している。抵抗２６の出力側は低電位側と接続しており、コンデンサ２５とでローパスフィルタとして機能する。トリガライン２１の下流端は、ダイオード１６と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）２７との間に接続している。
【００２８】
各閃光放電管１（１Ａ，１Ｂ）の陰極５よりもコンデンサ２３の下流側にアノード接続したダイオード１６と、ダイオード１６のカソードと低電位との間に接続した抵抗２８及び絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）２７と、を備えるパワースイッチ型のトリガ回路構成となっている。
【００２９】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２７は、ＭＯＳＦＥＴをゲートに組み込んだバイポーラトランジスタであり、コレクタがダイオード１６とカソード接続され、エミッタが低電位側と接続され、ゲートには抵抗２８を介して図示しないセンサ（例えば、光電センサなど）やスイッチ（例えば、カメラシャッターなど）が接続されている。このセンサやスイッチがＯＮするとトリガ波形が絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２７に入力される。
【００３０】
すなわち、閃光放電管１は、単に電圧を印加しただけでは放電（閃光を発生）しないので、外部から放電を開始させるトリガが必要である。そこで、本実施の形態では、トリガ回路２０に絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）２７を備えるパワースイッチ型のトリガ回路構成とすることにより、大電流のＯＮ／ＯＦＦを単独で高速に行えるようになっている。
【００３１】
上記の構成において、図示しないメイン電源スイッチを入れると、図示しないＤＣ−ＤＣコンバータが動作して電解コンデンサ１５を充電させる。同時に、トリガ回路２０のコンデンサ２３にも抵抗２２を通して充電される。
【００３２】
一方、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ２７にトリガ波形が入力されると電解コンデンサ１５の電荷がトリガコイル２４の一次側を通して放電し、二次側には高電圧パルスが発生する。
【００３３】
このパルス電圧はネサコート８に伝わり、その高圧パルスは管壁（＝ネサコート８）を通して封体２の管内に伝わり管内の希ガス７をイオン化する。これにより、電子雪崩現象が起きてアーク放電を開始し、封体２の管内は低インピーダンスになり電解コンデンサ１５の電荷が瞬時に放電され、閃光を発生する。また、この放電により電解コンデンサ１５の電圧が下がると放電は自然に止まり、再び電解コンデンサ１５が充電される。
【００３４】
本実施の形態においては、複数の閃光放電管１（１Ａ，１Ｂ）に対して入力ライン１４を並列に配置するとともに、各入力ライン１４に対して電解コンデンサ１５（１５Ａ，１５Ｂ）を並列に配置したことにより、個々の入力ライン１４（１４Ａ，１４Ｂ）に設けた閃光放電管１（１Ａ，１Ｂ）に掛かる電流が一定となり、閃光放電管１の個体差に起因する不具合を解消し得て、安定して複数の閃光放電管１から閃光を発生させることができる。
【００３５】
ここで、本実施の形態では、電解コンデンサ１５と陽極６との間にコイル１３を配置している。コイル１３は、図２（Ａ）に示すように、コイル１３を配置しない場合のトリガ波形（最大値３．２８ｋＶ）入力時の管電流波形（ピーク値３３６Ａ）に対して、図２（Ｂ）に示すように、トリガ波形最大値３．２８ｋＶ）入力時の管電流波形（ピーク値３３６Ａ）に対して、図２（Ｂ）に示すように、コイル１３を配置した場合には、トリガ波形最大値（２．８０ｋＶ）入力時の管電流波形（ピーク値１８８Ａ）を下げることができるばかりでなく安定した波形を得ることができる。このように、コイル１３は、閃光放電管１に放出する電流を低減する機能を有しており、閃光放電管１の寿命を延ばすことができ、しかも、安全性を向上することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  閃光放電管
５  陰極
６  陽極
８  ネサコート（トリガ用外面電極）
１１  閃光放電管点灯回路
１２  逆流防止用ダイオード
１３  コイル
１４  入力ライン
１５  電解コンデンサ
１６  ダイオード
２０  トリガ回路
２４  トリガコイル
２７  絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）
【図１】
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【図２】
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