JP2014089390A - ストロボ装置およびその電力供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストロボ装置に外部電源が接続された場合に、ユーザによる電源の切替操作や外部電源の入力を検出するための特別な回路を必要とすることなく、内部電源および外部電源から発光用の電力を適切に供給可能とする。
【解決手段】外部電源装置３に接続されるストロボ装置１は、メインコンデンサ１３に電力を供給する内部バッテリ１１と、メインコンデンサ１３に対する電力供給を制御するマイクロコンピュータ１７とを備え、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３への充電状態の変化に基づきメインコンデンサ１３に対する外部バッテリ６からの電源供給の有無を判定し、外部バッテリ６からの電力供給があると判定した場合、内部バッテリ１１による電力供給を禁止し、メインコンデンサ１３に対して外部バッテリ６から優先的に電力を供給する構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ストロボ装置に関し、特に、発光用の電力を外部から供給可能なストロボ装置およびその電力供給方法に関する。

従来、カメラ撮影等に用いられるストロボ装置では、内部電源（内蔵バッテリ等）によって発光用の電力（すなわち、メインコンデンサ充電用の電力）を供給する一方、より大容量の外部電源装置（外部バッテリパック等）との接続により、必要に応じて外部からも電力供給を可能としたものが普及している。

この種のストロボ装置として、例えば、使用する電源（内部電源または外部電源）を選択する電源切替用のスイッチを備え、外部電源の入力が検出されると、内部電源の電圧を昇圧させる電圧昇圧回路の動作を停止すると共に、内部電源からの電力供給を停止するものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−２９５２６８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来のストロボ装置では、ユーザは、内部電源および外部電源のバッテリ残量等を確認しながら電源切替用のスイッチを適宜切り替えるという面倒な操作が必要となる。これに対し、スイッチ操作を省略して内部電源および外部電源の双方から電力を供給することも考えられるが、その場合、比較的小容量の内部電源が先に消費されて頻繁な充電（またはバッテリの交換）作業が必要となるという問題が生じ得る。

また、上記従来のストロボ装置では、電圧昇圧回路の動作を停止するために、外部電源の入力を検出するための検出回路を新たに設ける必要があるという問題もある。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、外部電源装置が接続された場合に、ユーザによる電源の切替操作や外部電源の入力を検出するための特別な回路を必要とすることなく、内部電源および外部電源から発光用の電力を適切に供給可能としたストロボ装置およびその電力供給方法を提供することを主目的とする。

本発明のストロボ装置は、外部電源装置と接続されることにより、発光用の電力を外部から供給可能なストロボ装置であって、発光用の電荷を蓄積するメインコンデンサと、前記メインコンデンサに電力を供給する内部電源と、前記メインコンデンサに対する電力供給を制御する電源制御部とを備え、前記電源制御部は、前記メインコンデンサの充電状態の変化に基づき当該メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定し、外部からの電力供給があると判定した場合、前記内部電源による電力供給を禁止することを特徴とする。

このように本発明によれば、外部電源装置が接続された場合に、ユーザによる電源の切替操作や外部電源の入力を検出するための特別な回路を必要とすることなく、内部電源および外部電源から発光用の電力を適切に供給することができるという優れた効果を奏する。

実施形態に係るストロボ装置および外部電源装置の外観を示す斜視図 実施形態に係るストロボ装置および外部電源装置の概略回路図 実施形態に係るストロボ装置における電力供給方法を示すフロー図 実施形態に係るメインコンデンサの充電時における電圧推移の第１の例を示す図 実施形態に係るメインコンデンサの充電時における電圧推移の第２の例を示す図

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、外部電源装置と接続されることにより、発光用の電力を外部から供給可能なストロボ装置であって、発光用の電荷を蓄積するメインコンデンサと、前記メインコンデンサに電力を供給する内部電源と、前記メインコンデンサに対する電力供給を制御する電源制御部とを備え、前記電源制御部は、前記メインコンデンサへの充電状態の変化に基づき当該メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定し、外部からの電力供給があると判定した場合、前記内部電源による電力供給を禁止することを特徴とする。

この第１の発明に係るストロボ装置によれば、外部電源装置が接続された場合に、メインコンデンサの充電状態の変化に基づき外部からの電源供給があると判定した場合には、内部電源による電力供給を禁止する（すなわち、比較的大容量の外部電源装置からのみ電力供給する）ため、ユーザによる電源の切替操作や外部電源の入力を検出するための特別な回路を必要とすることなく、内部電源および外部電源から発光用の電力を適切に供給することが可能となる。この場合、内部電源からの電力供給を停止させた状態でメインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定することにより、その判定精度を向上させることができるという利点がある。

また、第２の発明は、上記第１発明において、前記電源制御部は、前記メインコンデンサの充電電圧の経時変化に基づき、当該メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定することを特徴とする。

この第２の発明に係るストロボ装置によれば、メインコンデンサへの充電電圧に基づき外部からの電源供給の有無を容易に判定することが可能となり、簡易な構成により、発光用の電力を適切に供給することが可能となる。

また、第３の発明は、上記第２の発明において、前記電源制御部は、外部からの電力供給があると判定した場合、前記メインコンデンサへの充電電圧が所定時間内において基準電圧以上に上昇しないときは、前記電力供給の禁止を解除して前記内部電源による電源供給を開始することを特徴とする。

この第３の発明に係るストロボ装置によれば、入力電圧仕様（耐電圧）が異なる（例えば、３００〜３４０Ｖ）複数種類のストロボ装置に対応可能な外部電源装置（すなわち、出力電圧が比較的低い安全側に設定された外部電源装置）を用いる場合でも、外部からの電力供給により充電電圧が基準電圧に満たないときには、内部電源による電力供給を追加することにより、発光用の電力を適切に供給することが可能となる。

また、第４の発明は、上記第１から第３の発明に係るストロボ装置における電力供給方法であって、前記メインコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出ステップと、前記充電電圧検出ステップでの検出結果に基づき、前記メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定する外部電源判定ステップと、前記外部電源判定ステップにおいて外部からの電力供給があると判定された場合、前記内部電源による電力供給を禁止する内部電源禁止ステップとを有することを特徴とする。

この第４の発明に係るストロボ装置の電力供給方法によれば、外部電源装置が接続された場合に、メインコンデンサの充電電圧に基づき外部からの電源供給があると判定した場合には、内部電源による電力供給を禁止するため、ユーザによる電源の切替操作や外部電源の入力を検出するための特別な回路を必要とすることなく、内部電源および外部電源から発光用の電力を適切に供給することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係るストロボ装置およびこれに接続されたストロボ用の外部電源装置の外観を示す斜視図である。ストロボ装置１は、図示しないデジタルスチルカメラに取り付けられて撮影に用いられる閃光装置であり、接続ケーブル２を介して外部電源装置３と電気的に接続されることにより、発光等に用いられる電力を外部から供給可能となっている。外部電源装置３は、ケーシング５内に収められた電源としての外部バッテリ６と、ストロボ装置１に対する電力供給を制御するための制御回路等を含む制御基板７と、ケーシング５の側面に設けられたストロボ接続用端子８とを備えている。

図２はストロボ装置および外部電源装置の概略回路図である。ストロボ装置１は、発光用の電力を供給するバッテリ（内部電源）１１と、バッテリ電圧を昇圧して高圧電圧を発生させるための昇圧回路を構成する昇圧トランス１２と、昇圧された高圧電圧により充電される（発光用の電荷を蓄積する）メインコンデンサ１３と、メインコンデンサ１３の蓄積電荷の放電により発光するキセノン管からなる放電管１４と、放電管１４を発光させるべく、そのトリガ電極１５にトリガ電圧を印加するトリガ回路１６と、メインコンデンサ１３に対する内部バッテリ１１および外部バッテリ６からの電力供給動作その他のストロボ装置１の各種動作を制御するマイクロコンピュータ（電源制御部）１７とを主として備える。

内部バッテリ１１は、ストロボ装置１の本体に対して着脱可能な二次電池からなる。昇圧トランス１２は、１次コイル２１にスイッチング電流を流すことにより、内部バッテリ１１の電圧（例えば、３Ｖまたは６Ｖ）を昇圧して２次コイル２２側から高電圧（例えば、３００〜３４０Ｖ）の交番電圧を発生させる。この交番電圧は、整流ダイオード２３により整流され、メインコンデンサ１３の充電に供される。

昇圧トランス１２では、１次コイル２１の一方の端子が内部バッテリ１１の＋極に接続される一方、１次コイル２１の他方の端子が発振トランジスタ２４のコレクタに接続されている。発振トランジスタ２４では、エミッタがグランド端子に接続され、また、ベースは、抵抗２５を介してトランジスタ２６のコレクタに接続されている。トランジスタ２６では、エミッタが内部バッテリ１１の＋極に接続され、また、ベースはマイクロコンピュータ１７における所定の出力ポートに接続されている。これにより、マイクロコンピュータ１７は、所定の出力ポートからトランジスタ２６に対して出力する制御信号によって発振トランジスタ２４をオン・オフすることにより、メインコンデンサ１３への電力供給を制御することが可能である。

メインコンデンサ１３には、昇圧トランス１２の２次側への出力電圧を分圧するための抵抗３１，３２が並列に接続されている。抵抗３１，３２の中間点から出力される電圧Ｖａはマイクロコンピュータ１７に入力される。マイクロコンピュータ１７は、分圧された電圧Ｖａに基づきメインコンデンサ１３の充電電圧の情報を取得することができ、また、周知のコンパレータ（電圧比較）機能によって電圧Ｖａを所定の基準電圧と比較することにより、メインコンデンサ１３の充電が完了したか否かを判定することができる。

トリガ回路１６は、図示しないトリガコンデンサ、トリガトランス、及びサイリスタ等を含む周知の回路である。マイクロコンピュータ１７は、ストロボ装置に接続されたカメラ（図示せず）からの制御信号（シャッタボタン押下信号、ＴＴＬ信号、シャッタの開閉に関する信号等）に基づき、所定の出力ポートから出力する発光指令信号Ｓａによってトリガ回路１６（サイリスタ）を所定のタイミングでオンすることが可能である。トリガ回路１６がオンすると、トリガコンデンサに蓄積された電荷がトリガトランスにより昇圧されてトリガ電極１５に印加され、放電管１４の中に封入されたキセノン等のガスがイオン化されて放電管１４が励起される。これにより、メインコンデンサ１３に蓄積された電荷が放出されて放電管１４が発光する。

ストロボ装置１では、外部電源装置３のストロボ接続用端子８と接続される外部電源接続用端子３５が設けられている。これにより、外部電源側への電流の逆流を防止するダイオード３６を介して外部電源装置３からメインコンデンサ１３を充電することが可能である。

また、外部電源装置３は、発光用の電力を供給するバッテリ（外部電源）６と、ストロボ装置１の場合と同様にバッテリ電圧を昇圧して高圧電圧を発生させる昇圧回路４２と、昇圧回路４２により昇圧された電圧によって充電される昇圧コンデンサ４３と、昇圧回路４２から出力される高圧電圧を整流する整流ダイオード４４と、昇圧コンデンサ４３の充電電圧を制御することにより、ストロボ装置１に対する電力供給を制御する制御回路４５とを主として備える。

昇圧コンデンサ４３には、昇圧回路４２の出力電圧を分圧するための抵抗５１，５２が並列に接続されている。抵抗５１，５２の中間点から出力される電圧Ｖｂは制御回路４５に入力される。制御回路４５は、分圧された電圧Ｖｂに基づき昇圧コンデンサ４３の充電電圧を取得することができ、また、電圧Ｖｂを所定の基準電圧と比較することにより、昇圧コンデンサ４３の充電電圧が適正な電圧となっているか否かを判定することができる。制御回路４５は、昇圧コンデンサ４３の充電電圧が基準電圧に達している場合には、昇圧回路４２をオフする一方、昇圧コンデンサ４３の放電（すなわち、ストロボ装置１のメインコンデンサ１３の充電）により、昇圧コンデンサ４３の充電電圧が基準電圧以下になった場合には、昇圧回路４２をオンする。ここで、昇圧コンデンサ４３の充電電圧の基準電圧は３００Ｖであり、この３００Ｖの電圧により接続ケーブル２を介してストロボ装置１のメインコンデンサ１３が充電される。

外部電源装置３は、ストロボ接続用端子８への接続ケーブル２の接続により起動してストロボ装置１への電力供給（メインコンデンサ１３の充電）を開始する。或いは、外部電源装置３を起動させるためのユーザが操作するスイッチを別途設けてもよい。

上記ストロボ装置１においては、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３の充電に際し、外部電源装置３が接続されていない場合には、従来のストロボ装置と同様に内部バッテリ１１を使用して電力供給を行う。一方、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３への充電状態の変化に基づき、メインコンデンサ１３に対する外部電源装置３からの電源供給の有無を判定し、外部電源装置３からの電源供給がある（すなわち、外部電源装置３が接続されている）と判定した場合には、内部バッテリ１１からの電力供給を禁止して、外部バッテリ６から優先的に電力供給を行う。以下、そのようなストロボ装置１における電力供給動作の詳細について説明する。

図３はストロボ装置における電力供給方法（メインコンデンサの充電方法）を示すフロー図であり、図４および図５はメインコンデンサの充電時における電圧推移の第１および第２の例を示す図である。ここで、図４は、外部電源装置３における充電電圧の基準電圧（３００Ｖ）とメインコンデンサ１３における充電電圧の基準電圧とが同じ場合の例を示しており、図５は、外部電源装置３の基準電圧（３００Ｖ）よりもメインコンデンサ１３の基準電圧が高い値（３３０Ｖ）である場合の例を示している。なお、カメラの撮影でストロボ装置１を発光させる際には、予めメインコンデンサ１３やトリガ用コンデンサ等に充電が行われるが、ここでは、メインコンデンサの充電のみに注目して説明を行う。

ストロボ装置１では、ストロボ発光が実施されると（ＳＴ１０１）と、メインコンデンサ１３に蓄積された電荷が放電される。なお、ストロボ装置１の起動時には、メインコンデンサ１３は略放電状態にあり、ステップＳＴ１０１は省略されて次のステップＳＴ１０２から実行される。

図４，図５において、時間Ｔ１はステップＳＴ１０１におけるストロボ発光のタイミングを示しており、このとき、メインコンデンサ１３の充電電圧は、充電完了時の基準電圧（ここでは、３００Ｖまたは３３０Ｖ）から所定の値（ここでは、８０Ｖ）まで低下する。

次に、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３の充電電圧に関する情報を取得し（充電電圧検出ステップ）、所定時間内において、メインコンデンサ１３の充電電圧が上昇しているか否か（すなわち、充電状態の経時的な変化）を判定する（ＳＴ１０２）。このステップＳＴ１０２は、外部電源装置３が接続されているか否かを判定するステップ（外部電源判定ステップ）であり、電圧Ｖａの経時変化に基づき行うことができる。なお、ステップＳＴ１０２の判定は、内部バッテリ１１からも同時に電力供給しながら行うことができるが、内部バッテリ１１からの電力供給を停止（発振トランジスタ２４をオフ）させた状態で行うことにより、判定精度を向上させることができる。

図４，図５において、時間Ｔ２はステップＳＴ１０２における充電電圧の上昇を判定するタイミングを示している。この充電電圧の上昇の判定は、電圧Ｖａの時間微分値（図４，図５中のΔＶ（＝Ｖ１−８０）の単位時間あたりの変化率）が所定の閾値を超えたか否かによって行われる。或いは、時間Ｔ２における充電電圧（Ｖ１）と時間Ｔ１における充電電圧（８０Ｖ）との差分ΔＶが所定の閾値を超えたか否かによって充電電圧の上昇を判定してもよい。また、時間Ｔ２のみならず、複数のタイミングで充電電圧の上昇の判定を実施することにより、判定精度をより高めることができる。

ステップＳＴ１０２において、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３の充電電圧が上昇していると判定した場合（Ｙｅｓ）、内部バッテリ１１からの電力供給を禁止する（ＳＴ１０３）。このステップＳＴ１０３（内部電源禁止ステップ）では、マイクロコンピュータ１７は、発振トランジスタ２４をオフ状態のまま保持する。その結果、メインコンデンサ１３には外部電源装置３のみから電力が供給される。

続いて、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３の充電電圧に関する情報を取得し、充電電圧が基準電圧以上となっているか否か（すなわち、充電が正常に完了したか否か）を判定する（ＳＴ１０４）。このステップＳＴ１０４の充電電圧に関する判定は、ステップＳＴ１０２の場合と同様に電圧Ｖａに基づき行われる。

図４，図５において、時間Ｔ３は、ステップＳＴ１０４において充電電圧が所定の基準電圧以上となっているか否かを判定するタイミングを示している。ここで、図４では、時間Ｔ３において（すなわち、時間Ｔ２から所定時間経過後に）充電電圧がメインコンデンサ１３の基準電圧（３００Ｖ）に到達した場合を示している。一方、図５では、時間Ｔ３において充電電圧はメインコンデンサ１３の基準電圧（３３０Ｖ）に到達していない場合を示している。

図４の場合のように、ステップＳＴ１０４において、メインコンデンサ１３の充電電圧が時間Ｔ３において所定の基準電圧以上となったと判定されると（Ｙｅｓ）、ストロボ装置における電力供給動作が終了し、ストロボ発光の準備が完了する。

一方、図５の場合のように、ステップＳＴ１０４において、メインコンデンサ１３の充電電圧が時間Ｔ３において所定の基準電圧に到達しない場合（ＳＴ１０５：Ｙｅｓ）、マイクロコンピュータ１７は、内部バッテリ１１からの電力供給を開始（発振トランジスタ２４をオン）する（ＳＴ１０６）。このように、メインコンデンサ１３の充電電圧が基準電圧に到達しない要因としては、図５に示すように、外部電源装置３の充電電圧（３００Ｖ）よりもメインコンデンサ１３の基準電圧が高い値（３３０Ｖ）である場合や、外部電源装置３の外部バッテリ６が消耗している場合などが挙げられる。

続いて、マイクロコンピュータ１７は、ステップＳＴ１０４と同様に、メインコンデンサ１３の充電電圧に関する情報を取得し、充電電圧が基準電圧以上となっているか否かを再度判定する（ＳＴ１０８）。図５において、時間Ｔ４は、ステップＳＴ１０８において充電電圧が所定の基準電圧以上となっているか否かを判定するタイミングを示している。ステップＳＴ１０８において、メインコンデンサ１３の充電電圧が時間Ｔ４において（すなわち、時間Ｔ３から所定時間経過後に）所定の基準電圧以上となったと判定されると（Ｙｅｓ）、ストロボ装置における電力供給動作が終了し、ストロボ発光の準備が完了する。一方、時間Ｔ４において、充電電圧が所定の基準電圧未満である場合には、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３を正常に充電できないと判定し、表示ランプの点滅等により、ユーザに対してエラー表示を行う（ＳＴ１０９）。なお、時間Ｔ３，Ｔ４のみならず、複数のタイミングでステップＳＴ１０４およびＳＴ１０８の判定をそれぞれ実施することにより、判定精度をより高めることができる。

また、上記ステップＳＴ１０２において、マイクロコンピュータ１７は、メインコンデンサ１３の充電電圧が上昇していないと判定した場合（Ｎｏ）、ステップＳＴ１０６と同様に、内部バッテリ１１からの電力供給を開始し（ＳＴ１０７）、その後、ステップＳＴ１０８に進み、上記と同様のステップが実行される。

なお、上記一連のステップは、ストロボ発光が実施される（或いは、ストロボ装置１が起動される）度に繰り返し実行される。図４，図５では、次回のストロボ発光時における時間Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７は、上述（前回）のストロボ発光時における時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に相当し、また、次回のストロボ発光時におけるメインコンデンサ１３の充電電圧の推移は、前回のストロボ発光時のカーブと同様に表されている。しかしながら、ストロボ発光によるメインコンデンサ１３における充電電圧の低下の度合いは発光量によって変動し、また、メインコンデンサ１３の充電電圧の推移もストロボ発光毎に必ずしも同一とはならない場合がある。

このように、ストロボ装置１では、メインコンデンサ１３への充電状態の変化に基づきメインコンデンサ１３に対する外部電源装置３からの電源供給の有無を自動判定し、外部からの電力供給があると判定した場合、内部バッテリ１１による電力供給を禁止する（比較的大容量の外部バッテリ６からのみ電力供給する）ようにした。これにより、ユーザによる電源の切替操作や外部電源装置３の入力を検出するための特別な回路を必要とすることなく、内部バッテリ１１および外部バッテリ６から発光用の電力を適切に供給することが可能となる。したがって、比較的小容量の内部バッテリ１１が先に消費されて頻繁な充電（またはバッテリの交換）作業が必要となるという問題を回避することができる。

以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記ストロボ装置では、メインコンデンサへの充電状態の変化は、メインコンデンサへの充電電圧の経時変化に基づき判定する構成としたが、メインコンデンサに流れる充電電流を検出するための周知の手段を別途設けて、その充電電流の経時変化に基づき外部電源装置が接続されているか否かを判定する構成としてもよい。なお、上記実施形態に示した本発明に係るストロボ装置およびその電力供給方法の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１ ストロボ装置
３ 外部電源装置
６ 外部バッテリ
１１ 内部バッテリ（内部電源）
１３ メインコンデンサ
１７ マイクロコンピュータ（電源制御部）

Claims (4)

1. 外部電源装置と接続されることにより、発光用の電力を外部から供給可能なストロボ装置であって、
   発光用の電荷を蓄積するメインコンデンサと、
   前記メインコンデンサに電力を供給する内部電源と、
   前記メインコンデンサに対する電力供給を制御する電源制御部と
   を備え、
   前記電源制御部は、前記メインコンデンサの充電状態の変化に基づき、当該メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定し、外部からの電力供給があると判定した場合、前記内部電源による電力供給を禁止することを特徴とするストロボ装置。
2. 前記電源制御部は、前記メインコンデンサの充電電圧の経時変化に基づき、当該メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のストロボ装置。
3. 前記電源制御部は、外部からの電力供給があると判定した場合、前記メインコンデンサへの充電電圧が所定時間内において基準電圧以上に上昇しないときは、前記電力供給の禁止を解除して前記内部電源による電源供給を開始することを特徴とする請求項２に記載のストロボ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載されたストロボ装置における電力供給方法であって、
   前記メインコンデンサの充電電圧を検出する充電電圧検出ステップと、
   前記充電電圧検出ステップでの検出結果に基づき、前記メインコンデンサに対する外部からの電源供給の有無を判定する外部電源判定ステップと、
   前記外部電源判定ステップにおいて外部からの電力供給があると判定された場合、前記内部電源による電力供給を禁止する内部電源禁止ステップと
   を有することを特徴とする電力供給方法。

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