(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを充電し、該コンデンサに充電された電力を、途中に発光管が配置された放電ループを経由して放電することにより、該発光管から閃光を発する閃光発光回路において、
前記放電ループ内に配置され制御に応じて該放電ループを開閉するスイッチ素子と、
前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
前記スイッチ素子による放電ループの開閉を制御する制御部とを備え、
前記スイッチ素子は、前記コンデンサへの充電が完了した状態から前記放電ループを形成したまま該コンデンサの電力を放電した場合に該放電ループに流れる放電電流のピーク値と比べ該ピーク値よりも低い許容電流を有するものであって、
前記制御部は、前記電圧検出部による前記電圧の検出結果を参照して、前記スイッチ素子を流れる放電電流が常に該スイッチ素子の許容電流以下となるように該スイッチ素子をパルス駆動するものであって、前記スイッチ素子をパルス駆動するための、パルス列のシーケンスが相互に異なる、先に実行される前段シーケンスと該前段シーケンスよりも後から実行される最終シーケンスとがプログラムされ、さらに、前記前段シーケンスとして、パルス列のシーケンスが相互に異なる、先に実行される初期シーケンスと該初期シーケンスの後で実行される中間シーケンスとがプログラムされたものであり、
前記電圧検出部は、前記制御部による前段シーケンスの実行開始後に少なくとも１回前記コンデンサの電圧を検出するものであって、
前記制御部は、さらに、前記前段シーケンスの実行を開始した後、前記電圧検出部により検出された前記コンデンサの電圧が所定電圧を下回ったタイミングで前記最終シーケンスに移行するものであって、
前記中間シーケンスは、各ブロック内で同一幅および同一周期のパルスからなる複数のブロックで構成されていることを特徴とする閃光発光回路。
【請求項２】
前記電圧検出部は、前記制御部による前記中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後に前記コンデンサの電圧を検出するものであって、
前記制御部は、前記中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後のタイミングで検出された前記電圧に基づいて次のブロックを選択して、選択したブロックを次に実行するものであることを特徴とする請求項１記載の閃光発光回路。
【請求項３】
前記電圧検出部は、前記制御部による初期シーケンスの実行後に前記コンデンサの電圧を検出するものであって、
前記制御部は、前記初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された前記電圧に基づいて、前記中間シーケンスを構成するいずれかのブロックあるいは前記最終シーケンスを選択して、選択したブロックもしくは最終シーケンスを次に実行するものであることを特徴とする請求項１記載の閃光発光回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閃光を発光させる閃光発光回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、被写体輝度が不足している場合、シャッタ動作に同期してフラッシュ光を発光して写真撮影を行なうカメラが知られている。このようなカメラには、フラッシュ光を発光させるための閃光発光回路が備えられている。閃光発光回路は、昇圧回路と、その昇圧回路によって昇圧された電力を蓄積するメインコンデンサと、そのメインコンデンサから放出される電力により閃光を発光する発光管と、その発光管のトリガー電極に印加するトリガー電圧を発生させるトリガーコイルと、その発光管に流れる電流を制御するためのスイッチ素子とを有する。スイッチ素子としては、一般に、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子が用いられる。ここで、発光管には、比較的大きなピーク電流（例えばコンパクトカメラ用の発光管では２５０Ａ程度）が流れるため、その大きなピーク電流を制御するためには比較的サイズの大きい高価なＩＧＢＴ素子が必要であり、従ってコストアップするという問題がある。
【０００３】
そこで、メインコンデンサからの電力を放出する放電ループ内に抵抗素子を挿入して電流検出を行ない、これによりピーク電流を小さく抑える技術が提案されている。この技術によれば、安価なＩＧＢＴ素子を採用することができるため、コストの低減化が図られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した技術は、放電ループ内に抵抗素子を挿入して電流検出を行なうものであるため、電力の損失が大きいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、電力の損失が小さく抑えられ、かつコストの低減化が図られた閃光発光回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の閃光発光回路は、コンデンサを充電し、そのコンデンサに充電された電力を、途中に発光管が配置された放電ループを経由して放電することにより、その発光管から閃光を発する閃光発光回路において、
上記放電ループ内に配置され制御に応じてその放電ループを開閉するスイッチ素子と、
上記コンデンサの電圧を検出する電圧検出部と、
上記スイッチ素子による放電ループの開閉を制御する制御部とを備え、
上記スイッチ素子は、上記コンデンサへの充電が完了した状態から上記放電ループを形成したままそのコンデンサの電力を放電した場合にその放電ループに流れる放電電流のピーク値と比べそのピーク値よりも低い許容電流を有するものであって、
上記制御部は、上記電圧検出部による上記電圧の検出結果を参照して、上記スイッチ素子を流れる放電電流が常にそのスイッチ素子の許容電流以下となるようにそのスイッチ素子をパルス駆動するものであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の閃光発光回路は、コンデンサの電圧の検出結果を参照して、スイッチ素子を流れる放電電流が常にそのスイッチ素子の許容電流以下となるようにそのスイッチ素子をパルス駆動するものであるため、発光管から閃光を発するにあたり、比較的小さな許容電流を有する安価なスイッチ素子を採用することができる。従って、従来の、放電ループ内に抵抗素子を挿入してピーク電流を小さく抑える技術と比較し、放電ループ内の電力の損失が小さく抑えられ、かつコストの低減化化が図られる。
【０００８】
ここで、上記制御部は、上記スイッチ素子をパルス駆動するための、パルス列のシーケンスが相互に異なる、先に実行される前段シーケンスとその前段シーケンスよりも後から実行される最終シーケンスとがプログラムされたものであり、
上記電圧検出部は、上記制御部による前段シーケンスの実行開始後に少なくとも１回上記コンデンサの電圧を検出するものであって、
上記制御部は、上記前段シーケンスの実行を開始した後、上記電圧検出部により検出された上記コンデンサの電圧により、もしくはその電圧に基づく推定により、判定された、その電圧が所定電圧を下回ったタイミングで上記最終シーケンスに移行するものであることが好ましい。
【０００９】
パルスのオン時間を比較的短くすれば、スイッチ素子の許容電流を越えないようにすることが可能であるが、これではトータル発光時間がカメラの露光時間を超える場合があり、フラッシュ発光のためにコンデンサに充電された電荷が無駄になる。そこで、前段シーケンスの実行開始後に少なくとも１回コンデンサの電圧を検出し、その電圧が所定電圧を下回ったタイミングで最終シーケンスに移行して、その最終シーケンスにおいてＤＣ発光（通常の単発発光）させる。このようにすることにより、スイッチ素子の許容電流を越えることもなく、そのコンデンサに充電された電荷をフラッシュ発光のために全て使い切ることができる。従って、撮影にあたり、発光管から十分な露光量および十分な到達距離で閃光を被写体に向けて発光させることができる。
【００１０】
また、上記制御部は、上記前段シーケンスとして、パルス列のシーケンスが相互に異なる、先に実行される初期シーケンスとその初期シーケンスの後で実行される中間シーケンスとがプログラムされたものであることも好ましい。
【００１１】
発光管は、例えばおよそ４ＫＶのトリガー電圧を受けて励起され、アーク放電に移行していくが、発光管個々のバラツキや回路素子のバラツキで、アーク放電に移行する時間（例えば５μＳ）にバラツキが生じる。また、明室／暗室等の環境条件下でも移行時間にバラツキが生じる。そこで、前段シーケンスを初期シーケンスと中間シーケンスとに区分し、初期シーケンスにおいてパルス発光の安定化を図り、中間シーケンスにおいて光量制御を行なうためのパルス発光とすることにより、上記バラツキに起因する不安定な発光を解消することができる。
【００１２】
さらに、上記電圧検出部は、上記スイッチ素子が上記放電ループを開放した状態にあるときに、上記コンデンサの電圧を検出するものであることも好ましい態様である。
【００１３】
スイッチ素子がオンして放電ループが閉じた状態にあるときは、その放電ループ内には放電電流が例えば１００Ａ前後流れる。このように大きな放電電流が流れると、電圧検出用の測定点における電圧が、電圧測定中に低下してしまい、コンデンサの電圧を正確に測定することが困難である。そこで、スイッチ素子が放電ループを開放した状態にあるときに、即ちスイッチ素子がオフ状態にあるときにコンデンサの電圧を検出すると、上記電圧の低下はなく、従ってコンデンサの電圧を正確に測定することができる。
【００１４】
また、上記初期シーケンスは、１パルスもしくは複数パルスで構成されているものであることも好ましい。
【００１５】
スイッチ素子の許容電流に余裕がある場合は、初期シーケンスにおいてオン時間の長い１パルスで安定発光に移行することができる。しかし、スイッチ素子の許容電流に余裕がない場合は、細かいオン，オフ時間を繰り返す必要がある。そこで、初期シーケンスを複数パルスで構成し、クロックの速度が比較的速いマイクロコンピュータを用いてコンデンサの電圧を検出して判定を行なうことにより、初期シーケンスにおいて発光管を早い時点で確実に安定状態にすることができる。これにより、コンデンサの、安定発光用の電力は小さくて済み、またその後行なわれる光量制御用の連続発光を安定して行なうことができる。
【００１６】
さらに、上記中間シーケンスは、各ブロック内で同一幅および同一周期のパルスからなる複数のブロックで構成されていることが好ましい。
【００１７】
仮に、中間シーケンスにおいて同一のオン／オフパルスで発光させると、１パルスの発光量毎にコンデンサの電圧が徐々に低下し、また電圧が低下するほど電流も下がっていくので、電流を一定に近づけるためにオン時間を徐々に長く又はオフ時間を徐々に短くしていくことが望まれるが、これでは制御の負担、例えばマイクロコンピュータを使って制御する場合のソフトウェアの負担が重たくなるという欠点がある。そこで、中間シーケンスを、各ブロック内で同一幅および同一周期のパルスからなる複数のブロックで構成し、各ブロック毎にオン時間を長くする等の処理を行なうと、上記のように細かく制御した場合と同様の効果が、制御の負担を抑えたまま得られる。例えば、中間シーケンスを３ブロックに分け、最初のブロックは４μＳ／１０μＳのオン／オフパルスとし１０回繰り返し、次のブロックは５μＳ／９μＳのオン／オフパルスとし１０回繰り返し、最後のブロックは７μＳ／７μＳのオン／オフパルスとし１０回繰り返して発光管を発光させるようにしてもよい。
【００１８】
また、上記最終シーケンスは、１パルスもしくは複数パルスで構成されているものであることも好ましい。
【００１９】
基本的に、最終シーケンスにおいては１パルス発光（単発のＤＣ発光）が採用されるが、励起状態にある発光管は、コンデンサの電圧が低くても、励起状態にない最初の発光時よりも電流は流れ易くなっている。このため、最終シーケンスを複数パルスで構成し、例えば最初に１パルス発光させてから次に１パルス発光させた方がスイッチング素子に流れる電流をより抑える方向としては安全である。
【００２０】
さらに、上記電圧検出部は、上記制御部による上記中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後に上記コンデンサの電圧を検出するものであって、
上記制御部は、上記中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後のタイミングで検出された上記電圧に基づいて次のブロックを選択して、選択したブロックを次に実行するものであることも好ましい。
【００２１】
パルス発光によるコンデンサの電圧の低下の程度は、環境条件等により変化する。そこで、中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後のタイミングで検出されたコンデンサの電圧に基づいて選択されたブロックを実行すると、そのコンデンサの、環境条件等により変化する電圧に応じたブロックを選択することができる。従って、高い放電電流で発光させることができ、トータル発光時間を短縮することができる。
【００２２】
また、上記電圧検出部は、上記制御部による初期シーケンスの実行後に上記コンデンサの電圧を検出するものであって、
上記制御部は、上記初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された上記電圧に基づいて、上記中間シーケンスを構成するいずれかのブロックあるいは上記最終シーケンスを選択して、選択したブロックもしくは最終シーケンスを次に実行するものであることが好ましい。
【００２３】
環境温度が高いとコンデンサの等価抵抗は小さくなり、放電電流は大きくなる傾向にある。その場合、初期シーケンスの実行後におけるコンデンサの電圧は、最終ブロックに移行すると判定される電圧にまで到達する。そこで、中間シーケンスを飛び越えて最終シーケンスへ移行すると、トータル発光時間を短縮することができる。一方、低温時等では放電電流が小さいため、初期シーケンスの実行後におけるコンデンサの電荷は十分に放電されない。そこで、放電電流がより大きくなる中間シーケンスを構成するいずれかのブロックに移行すると、コンデンサの電圧を早く下げることができ、従ってトータル発光時間を短縮することができる。
【００２４】
さらに、上記制御部は、上記中間シーケンスとして相互に異なる複数の中間シーケンスがプログラムされたものであり、
上記電圧検出部は、上記制御部による初期シーケンスの実行後に上記コンデンサの電圧を検出するものであって、
上記制御部は、上記初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された上記電圧に基づいて、上記複数の中間シーケンスのうちのいずれかの中間シーケンスを選択し、選択した中間シーケンスを次に実行するものであることも好ましい。
【００２５】
中間シーケンスとして相互に異なる複数の中間シーケンスにおいて、パルス列を構成するオン／オフのパルスは、ある一定の相関を持つことが多い。例えば、中間シーケンスが、周波数が３３ＫＨｚと同一で、デューティが１０％，２０％，３０％と変化している３つのブロックで構成されているものとする（これを中間ブロックＡ群とする）。また、初期シーケンスは固定パルスであるとすると、環境条件等でコンデンサの電圧低下量（ΔＶ）は、例えば５Ｖ（Δ５Ｖ）になったり１０Ｖ（Δ１０Ｖ）になったりする。光量的には、Δ５Ｖの場合の方がΔ１０Ｖの場合よりも小さく、従って当然放電電流も小さい。そこで、Δ１０Ｖの状況下で中間ブロック群Ａを選択していた場合、Δ５Ｖの状況下では放電電流が大き過ぎることとなる。そこで、デューティが１０，２０，３０％で周波数が６０ＫＨｚの中間ブロック群Ｂを選択する。このようにすることにより、簡単な制御で放電電流を一定にすることができる。
【００２６】
また、上記制御部は、上記中間シーケンスとして相互に異なる複数の中間シーケンスであって、最初に実行される、これら複数の中間シーケンスに共通の共通初期ブロックと、その共通初期ブロックに続く、各中間シーケンスごとの、１つ以上の中間シーケンス別ブロックとからなる複数の中間シーケンスがプログラムされたものであり、
上記電圧検出部は、上記コンデンサの、上記初期シーケンスの実行後と、上記中間シーケンスの共通初期ブロックの実行後との双方の電圧を検出するものであって、
上記制御部は、上記初期シーケンスを実行しさらに上記共通初期ブロックを実行した後に、上記電圧検出部による上記双方の電圧に基づいて、上記複数の中間シーケンスのうちのいずれかの中間シーケンスを選択し、選択した中間シーケンスの、中間シーケンス別ブロックを次に実行するものであることが好ましい。
【００２７】
初期シーケンス実行後、中間シーケンスへ移行するが、最初のパルス列ではどの程度の電流が流れているのか予想できないことが多いため、最初のパルス列（中間シーケンスの第１ブロック）を実行した後にコンデンサの電圧を検出することで、第１ブロックで使用したコンデンサの電荷分で放電電流のレベルを推測することができる。尚、予想外に電圧降下が小さい場合は、全く別の種類の中間ブロックに移行すると、トータル発光時間を短縮することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。ここでは、カメラに搭載された閃光発光回路について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態の閃光発光回路を示す図である。
【００３０】
図１に示す閃光発光回路１０には、カメラ全体の制御を行なうための内蔵電池１に接続された昇圧回路１１が備えられている。この昇圧回路１１は、内蔵電池１からの電圧を所定の電圧にまで昇圧する。
【００３１】
また、閃光発光回路１０には、昇圧回路１１によって昇圧された電力を、ダイオード１２＿１を経由して蓄積するメインコンデンサ１３＿１が備えられている。メインコンデンサ１３＿１の両端には、抵抗素子１４＿１とトリガー用コンデンサ１３＿２が直列に接続されている。また、メインコンデンサ１３＿１の両端には、抵抗素子１４＿２と抵抗素子１４＿３が直列に接続されている。
【００３２】
さらに、閃光発光回路１０には、発光管１５と、トリガーコイル１６と、ＩＧＢＴ素子１７（本発明にいうスイッチ素子の一例）と、ダイオード１２＿２と、抵抗素子１４＿４，１４＿５とが備えられている。
【００３３】
発光管１５は、陽極１５ａと、陰極１５ｂと、側面電極１５ｃとを有し、内部にはキセノン（ＸＥ）ガスが封入されている。この発光管１５は、メインコンデンサ１３＿１から放出される電力により発光する。また、トリガーコイル１６は、所定の巻数の一次側巻線１６ａと、その巻数よりも大きい巻数の二次側巻線１６ｂを有する。一次側巻線１６ａの一端は、発光管１５の陰極１５ｂおよび抵抗素子１４＿１とトリガー用コンデンサ１３＿２の接続点に接続されている。一方、二次側巻線１６ｂの一端は、発光管１５の側面電極１５ｃに接続されている。これら一次側巻線１６ａ，二次側巻線１６ｂの各他端は、ＩＧＢＴ素子１７のコレクタおよびバイパス用ダイオード１２＿２のアノードに接続されている。ＩＧＢＴ素子１７のベースは、抵抗素子１４＿４を介してグラウンドＧＮＤ（内蔵電池１の−端子）に接続されるとともに、抵抗素子１４＿５を介して後述する制御回路１９に接続されている。また、ＩＧＢＴ素子１７のエミッタは、グラウンドＧＮＤに接続されている。さらに、バイパス用ダイオード１２＿２のカソードは、発光管１５の陽極１５ａに接続されている。発光管１５の陽極１５ａは、メインコンデンサ１３＿１の＋側に接続されている。
【００３４】
トリガーコイル１６は、トリガー用コンデンサ１３＿２に流れる電力を二次側巻線１６ｂに伝えて発光管１５にトリガー電圧を与えるものであり、このトリガーコイル１６の一次側巻線１６ａは、発光管１５およびＩＧＢＴ素子１７とともに、メインコンデンサ１３＿１から放出される電力が流れる放電ループ内に配置されている。また、バイパス用ダイオード１２＿２は、ＩＧＢＴ素子１７がオフすると、その直前まで一次側巻線１６ａに流れていた電流が急激に遮断されることによりその一次側巻線１６ａに発生する大きな逆起電力に起因する電流を流すためのものであり、これによりＩＧＢＴ素子１７にその逆起電力による大きな電圧が印加されることが防止され、そのＩＧＢＴ素子１７の破壊の発生が防止される。
【００３５】
ＩＧＢＴ素子１７は、メインコンデンサ１３＿１に充電された電力が放電される放電ループ内に配置され制御に応じてその放電ループを開閉するスイッチ素子であり、メインコンデンサ１３＿１への充電が完了した状態において上記放電ループを形成したままメインコンデンサ１３＿１の電力を放電した場合にその放電ループに流れる放電電流のピーク値と比べそのピーク値よりも低い許容電流を有する。
【００３６】
また、閃光発光回路１０には、電圧検出回路１８と制御回路１９が備えられている。電圧検出回路１８は、メインコンデンサ１３＿１の電圧を、そのメインコンデンサ１３＿１の両端に接続された抵抗素子１４＿２，１４＿３の接続点における電圧に基づいて検出する。制御回路１９は、電圧検出回路１８で検出された電圧に基づいて、ＩＧＢＴ素子１７による放電ループの開閉を制御するものであり、詳細には、電圧検出回路１８による上記電圧の検出結果を参照して、ＩＧＢＴ素子１７を流れる放電電流が常にそのＩＧＢＴ素子１７の許容電流以下となるようにそのＩＧＢＴ素子１７をパルス駆動する。
【００３７】
図２は、図１に示す制御回路の一部を、メインコンデンサ，発光管，トリガーコイル，ＩＧＢＴ素子等とともに示す図である。
【００３８】
制御回路１９には、図２に示すように、抵抗素子１９ａ1，１９ａ2が接続されたＰチャネルトランジスタ１９ａと、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９ｂと、それらＰチャネルトランジスタ１９ａ，ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９ｂ間に配置された抵抗素子１９ｃとが備えられている。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９ｂのゲートは，抵抗素子１９ａ2を介してＰチャネルトランジスタ１９ａのベースに接続されており、パルスバー信号ＦＴ＿が入力される。また、Ｐチャネルトランジスタ１９ａのエミッタには、図示しないレギュレータで内蔵電池１の電圧が安定化された電圧ＶＣＣが入力される。さらに、メインコンデンサ１３＿１には、昇圧回路１１（図１参照）で昇圧された電圧ＨＶが印加される。
【００３９】
図３は、図１に示す閃光発光回路における波形を示す図である。
【００４０】
本実施形態では、ピーク値が１３０Ａ程度の許容電流を有する比較的安価なＩＧＢＴ素子１７が用いられている。制御回路１９は、この許容電流を越えないように、そのＩＧＢＴ素子１７をパルス駆動するための、パルス列のシーケンスが相互に異なる、先に実行される前段シーケンスとその前段シーケンスよりも後から実行される最終シーケンスとがプログラムされたパルス信号ＦＴを出力する。また、電圧検出回路１８は、制御回路１９による前段シーケンスの実行開始後に少なくとも１回メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出する。さらに、制御回路１９は、前段シーケンスの実行を開始した後、電圧検出回路１８により検出されたメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣに基づいて判定された、その電圧ＭＣが所定電圧を下回ったタイミングで最終シーケンスに移行するように制御するものである。
【００４１】
パルス信号ＦＴを構成するパルスのオン時間を比較的短くすれば、ＩＧＢＴ素子１７の許容電流を越えないようにすることが可能であるが、これではトータル発光時間がカメラの露光時間を超える場合があり、フラッシュ発光のためにメインコンデンサ１３＿１に充電された電荷が無駄になる。そこで、前段シーケンスの実行開始後に少なくとも１回メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出し、その電圧ＭＣが所定電圧を下回ったタイミングで最終シーケンスに移行して、その最終シーケンスにおいてＤＣ発光（通常の単発発光）させる。このようにすることにより、ＩＧＢＴ素子１７の許容電流を越えることもなく、そのメインコンデンサ１３＿１に充電された電荷をフラッシュ発光のために全て使い切ることができる。従って、撮影にあたり、発光管１５から十分な露光量および十分な到達距離を有する閃光を被写体に向けて発光させることができる。
【００４２】
また、制御回路１９は、前段シーケンスとして、パルス列のシーケンスが相互に異なる、先に実行される初期シーケンスとその初期シーケンスの後で実行される中間シーケンスとがプログラムされたパルス信号ＦＴを出力するものである。発光管１５は、およそ４ＫＶのトリガー電圧を受けて励起され、アーク放電に移行していくが、発光管１５個々のバラツキや回路素子のバラツキで、アーク放電に移行する時間（例えば５μＳ）にバラツキが生じる。また、明室／暗室等の環境条件下でも移行時間にバラツキが生じる。そこで、前段シーケンスを初期シーケンスと中間シーケンスとに区分し、初期シーケンスにおいてパルス発光の安定化を図り、中間シーケンスにおいて光量制御を行なうためのパルス発光とすることにより、上記バラツキに起因する不安定な発光を解消することができる。
【００４３】
さらに、電圧検出回路１８は、ＩＧＢＴ素子１７が放電ループを開放した状態にあるときに、図３に示す電圧判定用のパルスでメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出する。ＩＧＢＴ素子１７がオンして放電ループが閉じた状態にあるときは、その放電ループ内には放電電流ＩＣが例えば１００Ａ前後流れる。このように大きな放電電流ＩＣが流れると、電圧検出用の測定点（図２に示す抵抗素子１４＿２，１４＿３の接続点）における電圧が低下してしまい、メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを正確に測定することが困難である。そこで、ＩＧＢＴ素子１７が放電ループを開放した状態にあるときに、即ちＩＧＢＴ素子１７がオフ状態にあるときにメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出する。これにより、上記接続点における電圧の低下は小さくて済み、従ってメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを正確に測定することができる。
【００４４】
次に、図１、図２、図３を参照して閃光発光回路１０の動作について説明する。最初の初期シーケンスでは、内蔵電池１からの電力が昇圧回路１１で昇圧され、メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣは３２０Ｖにある。また、図２に示すパルスバー信号ＦＴ＿は‘Ｈ’レベルにある。このため、Ｐチャネルトランジスタ１９ａ，ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９ｂは、それぞれ、オフ状態，オン状態にある。従って、ＩＧＢＴ素子１７のベースには、抵抗素子１４＿５を介してパルス信号ＦＴとして‘Ｌ’レベルが入力されており、ＩＧＢＴ素子１７はオフ状態にある。また、抵抗素子１４＿１を介してトリガー用コンデンサ１３＿２には電力が蓄積されている。
【００４５】
次に、パルスバー信号ＦＴ＿として、１５μＳのパルス（‘Ｌ’レベルのパルス）が入力される。すると、Ｐチャネルトランジスタ１９ａ，ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１９ｂが、オン状態，オフ状態になり、これによりパルス信号ＦＴとして、１５μＳのパルス（‘Ｈ’レベルのパルス）が抵抗素子１４＿５を経由してＩＧＢＴ素子１７のベースに入力される。すると、ＩＧＢＴ素子１７がオン状態になり、トリガー用コンデンサ１３＿２に蓄積された電荷が、トリガーコイル１６の一次側巻線１６ａ→ＩＧＢＴ素子１７→グラウンドＧＮＤの経路で放出される。これにより、一次側巻線１６ａに電流が流れ、二次側巻線１６ｂに起電力が誘起される。ここで、二次側巻線１６ｂの巻数は、一次側巻線１６ａの巻数よりも大きいため、二次側巻線１６ｂに誘起される起電力は増幅されて大きくなる。このように大きな起電力がトリガー電圧として発光管１５の側面電極１５ｃに与えられるため、発光管１５に封入されているキセノンガスが励起されて、メインコンデンサ１３＿１の（＋）側→発光管１５の陽極１５ａ→発光管１５の陰極１５ｂ→トリガーコイル１６の一次側巻線１６ａ→ＩＧＢＴ素子１７→グラウンドＧＮＤの経路で電流ＩＣが流れて発光管１５から閃光が発生する。このようにして、初期シーケンスにおいてフラッシュ光の発光が行なわれる。この初期シーケンスでは、発光管１５の励起状態を安定させてフラッシュ光の発光を確実に行なわせるために、パルス信号ＦＴとして比較的大きな１５μＳのパルスが出力される。尚、ＩＧＢＴ素子１７が最初にオンされた時点ではノイズが発生する。これに伴い、図３に示すようなノイズ電流ＩＣが表われる。
【００４６】
次に、中間シーケンスにおいて、パルス信号ＦＴとして、比較的パルス幅の小さい第１，第２のパルスが入力されて、上述したようにして、発光管１５に、第１，第２のパルスに対応する２つのパルス電流ＩＣ（およそ６０Ａ）が流れて、それら２つのパルス電流ＩＣに応じて発光管１５から閃光が発生する。この時点で電圧ＭＣはおよそ３００Ｖに低下する。さらに、第３のパルスが入力されて発光管１５にパルス電流ＩＣが流れて発光管１５から閃光が発生する。この時点では電圧ＭＣはおよそ２８０Ｖ、即ちＩＧＢＴ素子１７の許容電流に収まる電圧ＶＳに下がる。尚、第１，第２，第３のパルスの幅はいずれも同じであるが、励起状態が異なるため、図３に示すように、発光の大きさは異なる。
【００４７】
第３のパルス終了後、電圧検出回路１８で、電圧ＭＣが、メインコンデンサ１３＿１の両端に接続された抵抗素子１４＿２，１４＿３の接続点における電圧に基づいて検出される。本実施形態では、電圧ＭＣの検出は、上述したように、ＩＧＢＴ素子１７がオフ時に行なわれるため、正確に電圧ＭＣを測定することができる。
【００４８】
検出された結果、予め設定された閾値（ここでは２８０Ｖ）よりも高いと判定された場合は中間シーケンスを繰り返し実行し、一方予め設定された閾値よりも低いと判定された場合は最終シーケンスに移行する。ここでは、電圧ＭＣは２８０Ｖ以下であるため、最終シーケンスに移行する。
【００４９】
最終シーケンスでは、パルス信号ＦＴとして、比較的パルス幅の大きいパルスが入力され、これによりメインコンデンサ１３＿１に蓄積されている電荷が全て放出されて、いわゆるＤＣ発光（通常の単発発光）が行なわれる。ここで、電圧ＭＣは２８０Ｖ以下であるため、ＩＧＢＴ素子１７の許容電流を越えることはない。従って、従来の、放電ループ内に抵抗素子を挿入してＩＧＢＴ素子のピーク電流を抑える技術と比較し、電力の損失が抑えられ、かつコストの低減化化が図られた閃光発光回路１０が実現される。
【００５０】
図４は、パルス信号ＦＴの各例を示す図である。
【００５１】
図４に示す例１は、前述した図３に示すパルス信号ＦＴである。本実施形態では、図１に示す制御回路１９からこの例１に示すパルス信号ＦＴが出力されて発光管１５から閃光が発光する例で説明したが、以下に説明する例２，例３，例４に示すパルス信号ＦＴにより発光管１５から閃光を発光させてもよい。
【００５２】
例２に示すパルス信号ＦＴにおける初期シーケンスは、複数パルス（２パルス）で構成されている。ＩＧＢＴ素子１７の許容電流に余裕がある場合は、初期シーケンスにおいてオン時間の長い１パルスで安定発光に移行することができる。しかし、ＩＧＢＴ素子１７の許容電流に余裕がない場合は、細かいオン，オフ時間を繰り返す必要がある。そこで、初期シーケンスを複数パルスで構成して初期シーケンスにおいて安定発光を図ることとする。
【００５３】
さらに、例２に示すパルス信号ＦＴにおいて、中間シーケンスは、各ブロック内で同一幅および同一周期のパルスからなる複数のブロックで構成されている。仮に、中間シーケンスにおいて同一のオン／オフパルスで発光させると、１パルスの発光量毎にメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣが徐々に低下し、また電圧ＭＣが低下するほど電流も下がっていくので、電流を一定に近づけるためにオン時間を徐々に長く又はオフ時間を徐々に短くしていくことが望まれるが、これでは制御の負担が重たくなるという欠点がある。そこで、図４に示す例２のように、中間シーケンスを、各ブロック内で同一幅および同一周期のパルスからなる複数のブロックで構成し、各ブロック毎にオン時間を長くする等の処理を行なうと、上記のように細かく制御した場合と同様の効果が、制御の負担を抑えたまま得られる。例えば、中間シーケンスを３ブロックに分け、最初のブロックは４μＳ／１０μＳのオン／オフパルスとし３回繰り返し、次のブロックは５μＳ／９μＳのオン／オフパルスとし４回繰り返し、最後のブロックは７μＳ／７μＳのオン／オフパルスの１回として発光管１５を発光させてもよい。
【００５４】
例３に示すパルス信号ＦＴにおける初期シーケンスは、例１と同様に１パルスで構成され、中間シーケンスは例２と同様に複数のブロックで構成されている。このようにして発光管１５を発光させてもよい。
【００５５】
例４に示すパルス信号ＦＴにおける最終シーケンスは、複数パルス（２パルス）で構成されている。基本的に、最終シーケンスにおいては１パルス発光（単発のＤＣ発光）が採用されるが、励起状態にある発光管１５は、メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣが低くても、励起状態にない最初の発光時よりも電流は流れ易くなっている。このため、最終シーケンスを複数パルスで構成し、例えば最初に１パルス発光させてから次に１パルス発光させた方がＩＧＢＴ素子１７に流れる電流をより抑える方向としては安全である。
【００５６】
図５は、図４に示す各パルス信号ＦＴにおいて、電圧検出回路でメインコンデンサの電圧を検出する各形態を示す図である。
【００５７】
電圧検出回路１８および制御回路１９は、以下のように動作してもよい。即ち、例１，例２に示すように、電圧検出回路１８は、制御回路１９による初期シーケンスの実行後にメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出するものであって、制御回路１９は、初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された上記電圧ＭＣに基づいて、中間シーケンスを構成するブロックを次に実行する。
【００５８】
また、例２，例３，例４に示すように、電圧検出回路１８は、制御回路１９による中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後にメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出するものであって、制御回路１９は、中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後のタイミングで検出された電圧ＭＣに基づいて次のブロックを選択して、選択したブロックを次に実行する。パルス発光によるメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣの低下の程度は、環境条件等により変化する。そこで、中間シーケンスを構成する１つのブロックの実行後のタイミングで検出されたメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣに基づいて選択されたブロックを実行すると、そのメインコンデンサ１３＿１の、環境条件等により変化する電圧ＭＣに応じたブロックを選択することができる。従って、高い放電電流で発光させることができ、トータル発光時間を短縮することができる。
【００５９】
図６は、電圧検出回路でメインコンデンサの電圧を検出する、図５に示す形態とは異なる形態を示す図である。
【００６０】
電圧検出回路１８は、制御回路１９による初期シーケンスの実行後にメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出するものであって、制御回路１９は、初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された上記電圧ＭＣに基づいて、中間シーケンスを構成するいずれかのブロック（例１）あるいは上記最終シーケンス（例２，例３）を選択して、選択したブロックもしくは最終シーケンスを次に実行する。環境温度が高いとメインコンデンサ１３＿１の等価抵抗は小さくなり、放電電流は大きくなる傾向にある。その場合、初期シーケンスの実行後におけるメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣは、最終ブロックに移行すると判定される電圧にまで到達する。そこで、例２，例３に示すように、中間シーケンスを飛び越えて最終シーケンスへ移行すると、トータル発光時間を短縮することができる。一方、低温時などは放電電流が小さいため、初期シーケンスの実行後におけるメインコンデンサ１３＿１の電荷は十分に放電されない。そこで、例１に示すように、放電電流がより大きくなる中間シーケンスを構成するいずれかのブロックに移行すると、メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを早く下げることができ、従ってトータル発光時間を短縮することができる。
【００６１】
また、制御回路１９は、中間シーケンスとして相互に異なる複数の中間シーケンスがプログラムされたものであり、電圧検出回路１８は、制御回路１９による初期シーケンスの実行後にメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを検出するものであって、制御回路１９は、初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された上記電圧ＭＣに基づいて、複数の中間シーケンスのうちのいずれかの中間シーケンスを選択し、選択した中間シーケンスを次に実行するものであってもよい。中間シーケンスとして相互に異なる複数の中間シーケンスにおいて、パルス列を構成するオン／オフのパルスは、ある一定の相関を持つことが多い。例えば、中間シーケンスが、周波数が３３ＫＨｚと同一で、デューティが１０％，２０％，３０％と変化している３つのブロックで構成されているものとする（これを中間ブロックＡ群とする）。また、初期シーケンスは固定パルスであるとすると、環境条件等でコンデンサの電圧低下量（ΔＶ）は、例えば５Ｖ（Δ５Ｖ）になったり１０Ｖ（Δ１０Ｖ）になったりする。光量的には、Δ５Ｖの場合の方がΔ１０Ｖの場合よりも小さく、従って当然放電電流も小さい。そこで、Δ１０Ｖの状況下で中間ブロック群Ａを選択していた場合、Δ５Ｖの状況下では放電電流が大き過ぎることとなる。そこで、デューティが１０，２０，３０％で周波数が６０ＫＨｚの中間ブロック群Ｂを選択する。このようにすることにより、簡単な制御で放電電流を一定にすることができる。以下、図７を参照して説明する。
【００６２】
図７は、初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された電圧ＭＣに基づいて、複数の中間シーケンスのうちのいずれかの中間シーケンスを選択し、選択した中間シーケンスを実行するルーチンのフローチャートである。
【００６３】
初期シーケンスの実行後にこのルーチンが起動され、ステップＳ１１において、中間シーケンスに移行する。次に、ステップＳ１２に進み、ここでは、上述した中間ブロックＡ群（ブロックＡと記述する）を実行してステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを電圧検出回路１８で検出する。検出された電圧ＭＣの低下量（ΔＶ）が所定の値より小さい場合はステップＳ１２に戻る。一方、検出された電圧ＭＣの低下量（ΔＶ）が所定の値より大きい場合はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では上述した中間ブロックＢ群（ブロックＢと記述する）を実行してステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、メインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを電圧検出回路１８で再び検出し、検出された電圧ＭＣの低下量（ΔＶ）が所定の値より小さい場合はステップＳ１４に戻り、検出された電圧ＭＣの低下量（ΔＶ）が所定の値より大きい場合はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、ブロックＢよりも高い周波数を有するブロックＣを選択し実行して放電電流を高くして、このルーチンを終了する。
【００６４】
尚、制御回路１９，電圧検出回路１８，制御回路１９は、それぞれ、以下のように構成されたものであってもよい。即ち、制御回路１９は、中間シーケンスとして相互に異なる複数の中間シーケンスであって、最初に実行される、これら複数の中間シーケンスに共通の共通初期ブロック（中間シーケンスの第１ブロック）と、その共通初期ブロックに続く、各中間シーケンスごとの、１つ以上の中間シーケンス別ブロックとからなる複数の中間シーケンスがプログラムされたものであり、電圧検出回路１８は、メインコンデンサ１３＿１の、初期シーケンスの実行後と、中間シーケンスの共通初期ブロックの実行後との双方の電圧を検出する。さらに、制御回路１９は、初期シーケンスを実行しさらに上記共通初期ブロックを実行した後に、電圧検出回路１８による上記双方の電圧に基づいて、複数の中間シーケンスのうちのいずれかの中間シーケンスを選択し、選択した中間シーケンスの、中間シーケンス別ブロックを次に実行する。初期シーケンス実行後、中間シーケンスへ移行するが、その中間シーケンスにおける最初のパルス列ではどの程度の電流が流れているのか予想できないことが多いため、最初のパルス列（中間シーケンスの第１ブロック）を実行した後にメインコンデンサ１３＿１の電圧ＭＣを電圧検出回路１８で検出することで、第１ブロックで使用したメインコンデンサ１３＿１の電荷分で放電電流のレベルを推測することができる。尚、予想外に電圧降下が小さい場合は、制御回路１９により全く別の種類の中間ブロックに移行すると、トータル発光時間を短縮することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電力の損失が抑えられ、かつコストの低減化化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の閃光発光回路を示す図である。
【図２】図１に示す制御回路の一部を、メインコンデンサ，発光管，トリガーコイル，ＩＧＢＴ素子等とともに示す図である。
【図３】図１に示す閃光発光回路における波形を示す図である。
【図４】パルス信号ＦＴの各例を示す図である。
【図５】図４に示す各パルス信号ＦＴにおいて、電圧検出回路でメインコンデンサの電圧を検出する各形態を示す図である。
【図６】電圧検出回路でメインコンデンサの電圧を検出する、図５に示す形態とは異なる形態を示す図である。
【図７】初期シーケンスの実行後のタイミングで検出された電圧ＭＣに基づいて、複数の中間シーケンスのうちのいずれかの中間シーケンスを選択し、選択した中間シーケンスを実行するルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１    内蔵電池
１０    閃光発光回路
１１    昇圧回路
１２＿１，１２＿２    ダイオード
１３＿１    メインコンデンサ
１３＿２    トリガー用コンデンサ
１４＿１，１４＿２，１４＿３，１４＿４，１４＿５，１９ａ1，１９ａ2，１９ｃ    抵抗素子
１５    発光管
１５ａ    陽極
１５ｂ    陰極
１５ｃ    側面電極
１６    トリガーコイル
１６ａ    一次側巻線
１６ｂ    二次側巻線
１７    ＩＧＢＴ素子
１８    電圧検出回路
１９    制御回路
１９ａ    Ｐチャネルトランジスタ
１９ｂ    ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ
【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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