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JP3889145B2 - Flash device - Google Patents

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JP3889145B2
JP3889145B2 JP4359898A JP4359898A JP3889145B2 JP 3889145 B2 JP3889145 B2 JP 3889145B2 JP 4359898 A JP4359898 A JP 4359898A JP 4359898 A JP4359898 A JP 4359898A JP 3889145 B2 JP3889145 B2 JP 3889145B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emission
discharge path
thyristor
main capacitor
flash tube
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP4359898A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH11242268A5 (en
JPH11242268A (en
Inventor
伸二 平田
秀昭 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US09/251,195 priority patent/US6150770A/en
Priority to DE19907942A priority patent/DE19907942B4/en
Publication of JPH11242268A publication Critical patent/JPH11242268A/en
Publication of JPH11242268A5 publication Critical patent/JPH11242268A5/ja
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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Stroboscope Apparatuses (AREA)

Description

【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、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、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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flash device used as an artificial light source at the time of taking a photograph, and more particularly to a flash device capable of performing a high-speed repeated light emission operation.
[0002]
[Prior art]
Flash devices are often used as artificial light sources for illuminating a subject when taking a picture. Some flash devices can select an operation mode in which a light emission operation is repeated at high speed, that is, a so-called flat light emission operation mode.
[0003]
FIG. 3 is an electric circuit diagram of a main part of the flash device capable of selecting the flat light emission operation mode.
[0004]
The flash device of FIG. 3 includes a DC high-voltage power supply 101 composed of, for example, a DC low-voltage power supply that is a battery and a DC / DC converter circuit, a main capacitor 102 connected to both ends of the DC high-voltage power supply 101, and a main capacitor 102. A control element that controls the light emission operation that consumes the charge of the coils 103, 104, the flash tube 105, and the main capacitor 102 of the flash tube 105 connected to both ends of the flash tube 105, for example, an insulated gate type A bipolar transistor (hereinafter referred to as IGBT) 106 is provided in series.
[0005]
The flash device is a self-holding switch element connected in the forward direction to both ends of the coil 104, for example, a thyristor 107, transistors 108 and 109 for controlling the on / off operation of the thyristor 107, and on / off of the transistor 109. , A resistor 112, a capacitor 112 connected in parallel to the resistor 111, a trigger circuit 114 for exciting the flash tube 105, a light emission control circuit 115 for controlling the operation of the IGBT 106, and a coil 103. , 104 and the flash tube 105, and a diode 116 connected in the reverse direction.
[0006]
The coils 103 and 104 and the thyristor 107 control the rising characteristics of the discharge current that flows when the charge of the main capacitor 102 is discharged through the flash tube 105, thereby controlling the rising characteristics of the light emitted from the flash tube 105. Is provided to do.
[0007]
Specifically, due to the on / off operation of the thyristor 107, the discharge path of the charged charge of the main capacitor 102 through the flash tube 105 is inserted into both the first discharge path in which only the coil 103 is inserted and the coils 103 and 104. The second discharge path having a different impedance value from the first discharge path is selected.
[0008]
As a result, the light emission operation mode of the flash tube 105 is changed to, for example, a normal light emission operation mode having a rising characteristic with a steep light emission waveform, a continuous light emission operation mode by a high-speed repetition of a light emission operation having a gentle rise characteristic, a so-called flat light emission operation mode. Can be selectively controlled.
[0009]
In the flash device configured as described above, when the normal light emission operation mode is set, first, the transistor 109 is turned on by an output signal (control signal) from the control circuit 113. As a result, an on-voltage is supplied to the gate which is the control electrode of the thyristor 107 via the transistor 108, the resistor 110, etc., and the thyristor 107 is turned on.
[0010]
In this state, when the flash tube 105 is excited by the operation of the trigger circuit 114 and the IGBT 106 which is the control element is turned on by the light emission control circuit 115, the charged charge of the main capacitor 102 causes the coil 103, the thyristor 107 and the IGBT 106 to be charged. To the flash tube 105. That is, the first discharge path not through the coil 104 is selected as the discharge path of the main capacitor 102, and the flash tube 105 consumes the charge of the main capacitor 102 discharged through the first discharge path, and emits light. As a result, the light emission waveform of the flash tube 105 has a steep rise characteristic.
[0011]
On the other hand, when the flat light emission operation mode is set, the supply of the output signal from the control circuit 113 is stopped and the transistor 109 is turned off, so that the ON voltage cannot be supplied to the gate which is the control electrode of the thyristor 107 and the thyristor 107 is kept off. To do.
[0012]
In this state, when the flash tube 105 is excited and the IGBT 106 which is a control element is turned on, the charged charge of the main capacitor 102 is different from that in the normal light emission operation, without passing through the thyristor 107, the coil 103, The flash tube 105 is discharged through 104 and the IGBT 106. That is, the second discharge path through both the coils 103 and 104 is selected as the discharge path of the main capacitor 102, and the flash tube 105 consumes the charge of the main capacitor 102 discharged through the second discharge path. As a result, the light emission waveform of the flash tube 105 has a gradual rise characteristic.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the flash device shown in FIG. 3, the on / off operation of the thyristor 107, which is a self-holding switch element, is controlled according to the set light emission operation mode of the flash tube 105, and the discharge path of the main capacitor 102 is selected. Thus, the light emission waveform of the flash tube 105 is controlled.
[0014]
However, in the flat light emission operation mode setting in which the thyristor 107 is maintained in the OFF state and the charge of the main capacitor 102 is discharged to the flash tube 105 through the second discharge path, the flat light emission operation cycle is the flash tube 105. Is the end process of the previous light emission operation, and in the period when the next light emission operation is started when the internal sealing gas is still in an ionized state while no light is emitted, the control element in the second and subsequent light emission operations There is a risk that the thyristor 107 malfunctions due to the voltage induced in the coils 103 and 104 when the IGBT 106 is turned on, and is turned on.
[0015]
That is, in the flat light emission operation in the above cycle, first, since the energy has not been accumulated in the coils 103 and 104 until the first light emission operation, the cathode to anode of the thyristor 107 and the cathode to anode of the thyristor 107 associated with the on / off operation of the IGBT 106 are obtained. The potential fluctuation generated between the gates does not become a large potential fluctuation but a desired normal light emission operation.
[0016]
Next, when the IGBT 106 is turned on for the second light emission operation, the cathode potential of the thyristor 107 is suddenly lowered to the ground level due to the IGBT 106 being turned on. The back electromotive force induced in the coil 103 when the IGBT 106 for turning off the initial light emission operation is applied, and the back electromotive force generated in the coil 104 due to the rapid energy supply from the main capacitor 102 are applied. Become.
[0017]
As a result, the potential between the cathode and the anode of the thyristor 107 and the potential between the cathode and the gate rise. When the potential fluctuation between the cathode and the gate reaches or exceeds the ON voltage Vg of the thyristor 107, the thyristor 107 is controlled by the control circuit 113. Even though the normal on control based on the on operation is not performed, the device malfunctions and turns on.
[0018]
The thyristor 107 that is turned on due to malfunctioning is in an ionization state when the light emission operation cycle is such that the next light emission operation is started when the flash tube 105 does not emit light but the internal gas is still ionized. Since the current flows through the flash tube 105, the ON state is maintained thereafter.
[0019]
Therefore, when the thyristor 107 malfunctions and is turned on, the charge of the main capacitor 102 is discharged to the flash tube 105 through the first discharge path not passing through the coil 104, and the emission waveform of the flash tube 105 is flattened. It becomes impossible to realize a stable flat light emission operation of a light emission waveform having desired characteristics to be set in the light emission operation mode, that is, a gradual rise characteristic due to the discharge of the charged charge through the second discharge path.
[0020]
In addition, when the thyristor 107 is turned on due to a malfunction in the flat light emission operation mode, a discharge current repeatedly flows to the IGBT 106 serving as a control element with a steep rise characteristic, and in some cases, the IGBT 106 may be damaged.
[0021]
Accordingly, the present invention provides a self-holding switch element for selecting a discharge path in a flash device that selects a discharge path for charge of a main capacitor having different impedance values in a normal light emission operation mode and a flat light emission operation mode. It is an object of the present invention to provide a flash device capable of preventing a malfunction of the light source and performing a stable light emitting operation.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a main capacitor, a flash tube, and a high potential side electrode connected to the main capacitor and a low potential side electrode are provided between the main capacitor and the flash tube. A first discharge path having a self-holding switch element connected to the flash tube; a second discharge path provided in parallel with the first discharge path and having an impedance value different from that of the first discharge path; In a flash device having a control circuit for turning on or off a self-holding switch element to select a first or second discharge path and discharging a charge stored in a main capacitor via the selected discharge path. When the circuit selects the first discharge path, the control signal from the control circuit is applied to the control electrode of the self-holding switch element to turn on the self-holding switch element. It is provided with a bias circuit for reverse biasing the control electrodes of the self-holding switching element when the second discharge path is selected.
[0023]
Then, the bias circuit, a first resistor connected between the control electrode and the low-potential-side electrode of the self-holding switching element, a control electrode of the self-holding switching element connected in series to the first resistor the main capacitor is constituted by a second resistor connected between the low potential side terminal.
[0024]
Further, it is desirable to connect a capacitor in parallel with the first resistor. As a result, the capacitor is connected between the control electrode (gate) and the cathode of the self-holding switch element, and the self-holding switch element of the self-holding switch element is turned on when a control element such as an IGBT that emits light for the second and subsequent times. It is possible to suppress a rise in the potential of the gate as viewed from the cathode, and to more effectively prevent the self-holding switch element from malfunctioning.
[0028]
According to the present invention, in the flat light emission operation mode in which the discharge is performed by the discharge loop through the second discharge path, the ON operation due to the malfunction of the self-holding switch element on the first discharge path side is prevented, and the stable flat A light emitting operation can be obtained.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A flash device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is an electric circuit diagram of the main part of the flash device.
[0030]
This flash device includes, for example, a DC high-voltage power supply 1 composed of a DC low-voltage power supply that is a battery and a DC / DC converter circuit, a main capacitor 2 connected to both ends of the DC high-voltage power supply 1, and both ends of the main capacitor 2. For example, an insulated gate bipolar transistor that is a control element for controlling the light emission operation that consumes the charge of the coils 3 and 4 and the flash tube 5 and the main capacitor 2 of the flash tube 5 that are connected to the (Hereinafter referred to as IGBT) 6 and a serial body.
[0031]
In addition, the flash device controls a thyristor 7 which is a self-holding switch element connected in the forward direction to both ends of the coil 4, transistors 8 and 9 for controlling the on / off operation of the thyristor 7, and on / off of the transistor 9. A control circuit 13, a resistor 10, 11, a capacitor 12 connected in parallel to the resistor (first resistor) 11, a trigger circuit 14 for exciting the flash tube 5, and a light emission control circuit 15 for controlling the operation of the IGBT 6. And a diode 16 connected in a reverse direction to a series body of the coils 3 and 4 and the flash tube 5.
[0032]
The coils 3 and 4 and the thyristor 7 control the rising characteristics of the discharge current that flows during the discharge of the charge of the main capacitor 2 through the flash tube 5 to control the rising characteristics of the light emitted from the flash tube 5. Is provided to do.
[0033]
Specifically, due to the on / off operation of the thyristor 7, the discharge path of the charge of the main capacitor 2 through the flash tube 5 is inserted into both the first discharge path in which only the coil 3 is inserted and the coils 3 and 4. The second discharge path having a different impedance value from the first discharge path is selected.
[0034]
As a result, the light emission operation mode of the flash tube 5 is changed to, for example, a normal light emission operation mode having a rising characteristic with a steep emission waveform, a continuous light emission operation mode by a high-speed repetition of a light emission operation having a gentle rise characteristic, a so-called flat light emission operation mode. Can be selectively controlled.
[0035]
In the flash device of this embodiment, a resistor (second resistor) 18 connected in series to the resistor 11 and connected between the control electrode of the thyristor 7 and the low potential side (ground side) terminal of the main capacitor 2. Is provided.
[0036]
The resistor 11 and the resistor 18 constitute a bias circuit 17, which corresponds to the bias circuit referred to in the claims. The resistor 18 corresponds to the reverse bias means described in the claims.
[0037]
Therefore, between the cathode and gate of the thyristor 7, the voltage generated at both ends of the resistor 11 among the voltages obtained by dividing the charging voltage of the main capacitor 2 shown in the figure by the coils 3, 4 and the bias circuit 17 is always applied. become.
[0038]
The application direction of the voltage generated at both ends of the resistor 11 is a direction in which the cathode potential is raised with respect to the gate potential. For this reason, the gate of the thyristor 7 is reverse-biased.
[0039]
The operation of the flash device configured as described above will be described first when the normal light emission operation mode is set.
[0040]
The transistor 9 is turned on by an output signal (control signal) from the control circuit 13. As a result, an on-voltage is supplied to the gate which is the control electrode of the thyristor 7 via the transistor 8, the resistor 10, etc., and the thyristor 7 is turned on.
[0041]
In this state, when the flash tube 5 is excited by the operation of the trigger circuit 14 and the IGBT 6 as the control element is turned on by the light emission control circuit 15, the charge of the main capacitor 2 is charged to the coil 3, the thyristor 7 and the IGBT 6. To the flash tube 5. That is, the first discharge path not through the coil 4 is selected as the discharge path of the main capacitor 2, and the flash tube 5 consumes the charge of the main capacitor 2 discharged through the first discharge path to emit light, As a result, the light emission waveform of the flash tube 5 has a steep rise characteristic.
[0042]
Next, the operation at the time of setting the flat light emission operation mode in such a cycle that the next light emission operation is started when the gas enclosed in the flash tube 5 is in an ionized state will be described.
[0043]
The potential between the cathode and gate of the thyristor 7 in this embodiment is the potential state between the cathode and gate of the thyristor 107 in the conventional flash device shown in FIG. In contrast, the potential is controlled to reverse bias the gate.
[0044]
Thus, when the gate of the thyristor 7 is reverse-biased and the thyristor 7 is turned off, the flash tube 5 is excited and the IGBT 6 as the control element is turned on, the charge of the main capacitor 2 is Unlike the normal light emitting operation, the light is discharged to the flash tube 5 through the coils 3 and 4 and the IGBT 6 without passing through the thyristor 7. That is, the second discharge path through both the coils 3 and 4 is selected as the discharge path of the main capacitor 2, and the flash tube 5 consumes the charge of the main capacitor 2 discharged through the second discharge path. As a result, the light emission waveform of the flash tube 5 has a gradual rise characteristic. Thus, the first light emission is performed first.
[0045]
When the IGBT 6 is turned on for the second and subsequent light emission operations, the reverse is induced in the coil 3 when the IGBT 6 is turned off at the end of the first light emission operation or the previous light emission operation due to a rapid decrease in the cathode potential of the thyristor 7 to the ground level. The electromotive force and the counter electromotive force generated in the coil 4 are applied to the thyristor 7, and the potential of the thyristor 7 between the cathode and the anode and between the cathode and the gate rises and varies.
[0046]
However, in this embodiment, the rising fluctuation of the potential between the cathode and the gate of the thyristor 7 is a fluctuation from a state in which the gate of the thyristor 7 is reverse-biased by the bias circuit 17, and thus the rising fluctuation value is the value of the thyristor 7. It does not reach the on-voltage Vg.
[0047]
In addition, since the capacitor 12 is connected between the gate and the cathode of the thyristor 7 so as to be in parallel with the resistor 11, an increase in the potential of the gate seen from the cathode of the thyristor 7 is suppressed when the IGBT 6 is turned on for the second time and thereafter. that.
Therefore, the thyristor 7 does not cause a malfunction that is turned on by the induced voltage of the coils 3 and 4 to be applied when the IGBT 6 is turned on.
[0048]
Since the thyristor 7 does not turn on due to a malfunction as described above, the potential fluctuation between the cathode and the anode of the thyristor 7 gradually decreases until the IGBT 6 is turned off after the rising fluctuation, and further to the coil 4 when the IGBT 6 is turned off. It shows a characteristic that fluctuates in the reverse direction greatly by application of the induced back electromotive force.
[0049]
The potential between the cathode and the gate of the thyristor 7 also stops rising due to the falling potential variation between the cathode and the anode of the thyristor 7 because the thyristor 7 does not turn on due to a malfunction, and then gradually decreases.
[0050]
As a result, in the flash device of this embodiment, during the flat light emission operation with the thyristor 7 kept in the off state, the charge of the main capacitor 2 is always transmitted through the second discharge path in which both the coils 3 and 4 are inserted. As a result, the flash tube 5 is discharged. Therefore, a stable flat light emission operation can be obtained.
[0051]
In the above embodiment, the charge of the main capacitor 2 is discharged through only the coil 3 during the normal light emission operation, and the charge of the main capacitor 2 is discharged through the plurality of coils 3 and 4 during the flat light emission operation. In the present invention, as shown in FIG. 2, in the normal light emission operation, the charge of the main capacitor 2 is discharged without passing through the coil, and in the flat light emission operation, the main capacitor 2 is charged only through the coil 4. The present invention can also be applied when discharging electric charges.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the self-holding switch element malfunctions during the flat light emission operation when the self-holding switch element for selecting the discharge path of the main capacitor is controlled to be in the off state. Therefore, it is possible to realize a flash device capable of performing a stable flat light emission operation in which the rising characteristic at each light emission has a gentle light emission waveform.
[0053]
In addition, the rise characteristic at each light emission can be controlled to a gentle light emission waveform, and the discharge current with the steep rise characteristic can be prevented from flowing repeatedly during flat light emission operation, so that the control element that controls the light emission operation of the flash tube is damaged. Can also be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a main part electric circuit diagram of a flash device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a main part electric circuit diagram of a modification of the embodiment.
FIG. 3 is a main part electric circuit diagram of a conventional flash device;
[Explanation of symbols]
1 DC high voltage power supply 2 Main capacitor 3, 4 Coil 5 Flash tube 6 Insulated gate bipolar transistor (IGBT)
7 Thyristor (self-holding switch element)
8, 9 Transistors 10, 11, 18 Resistor 12 Capacitor 13 Control circuit 14 Trigger circuit 15 Light emission control circuit 16 Diode 17 Bias circuit

Claims (2)

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。
A main capacitor, a flash tube, and a self-holding switch provided between the main capacitor and the flash tube, the high potential side electrode being connected to the main capacitor and the low potential side electrode being connected to the flash tube A first discharge path having an element; a second discharge path provided in parallel with the first discharge path and having an impedance value different from the first discharge path; and A flash device having a control circuit for turning off and selecting the first or second discharge path and discharging the charge accumulated in the main capacitor through the selected discharge path;
When the first discharge path is selected, a control signal from the control circuit is applied to the control electrode of the self-holding switch element to turn on the self-holding switch element, and the second discharge path is selected. Providing a bias circuit for reverse-biasing the control electrode of the self-holding switch element when
A first resistor connected between a control electrode of the self-holding switch element and a low potential side electrode; and a control electrode of the self-holding switch element connected in series to the first resistor; A flash device comprising: a second resistor connected between a low potential side terminal of the main capacitor.
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。  The flash device according to claim 1, wherein a capacitor is connected in parallel to the first resistor.
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