JP4564691B2 - コンデンサ充電装置及びストロボ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主コンデンサに充電を行うフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータを有するコンデンサ充電装置及びストロボ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−８５９８８号においては、電池電圧と主コンデンサの夫々の電圧を検出して、電池電圧と主コンデンサの検出結果から、一次巻線への駆動を行うＰＷＭのパルス幅及びデューティー比を推論より求め、段階的或いは、連続的に切換えながら主コンデンサに充電をする技術が開示されている。
【０００３】
また、特開２０００−６６２７４号においては、一次巻線への電流駆動するスイッチ素子のオフ時間を、二次巻線に発生する二次電流の発生から消滅までの期間と略等しくなるように、制御信号を発生させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特開平１０−１１５８５１号においては、昇圧トランスの二次巻線に発生した電流を発振用のスイッチング素子の制御極に帰還する帰還手段と、発振停止信号にしたがってスイッチング素子の非導通動作を保持する電圧制御のスイッチング手段とを設けたフライバック式コンバータが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の特開平７−８５９８８号や特開２０００−６６２７４号のような推論或いは略一定で設定されたＰＷＭ駆動による充電では、図９に示すように主コンデンサの充電電圧によって二次電流の放出時間は変化するが、それに対して、ＰＷＭのオフ時間を電流がゼロクロスするように設定することは困難であり、図１０に示すようにロスタイムが必ず生じてしまい、その為に充電時間が延びていた。
【０００６】
また、特開平１０−１１５８５１号に開示の回路構成では、一次巻線の駆動時間がタイマー手段を有していないため、部品のばらつきによって一次電流のばらつきが生じてしまう構成であった。また、一次電流を駆動するスイッチ素子のトランジスタを能動領域での駆動状態があるため、Ｖｃｅの上昇から充電効率の低下及び、充電時間が延びる要因を持っている。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の目的は、充電のロスタイムを極めて少なくし、高速で充電を行うことのできるコンデンサ充電装置及びストロボ装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、主コンデンサと、該主コンデンサに充電を行うフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータとを有するコンデンサ充電装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのトランスの一次巻線に供給する電源をオン、オフするスイッチ素子と、該スイッチ素子の駆動を制御する一次駆動制御手段と、前記トランスの二次巻線に流れる二次電流を検出するためのダイオードと、高圧整流ダイオードとを有し、前記トランスに前記高圧整流ダイオードのカソードが接続され、前記高圧整流ダイオードのアノードに前記ダイオードのカソードが接続され、前記ダイオードのアノードに前記主コンデンサの負極が接続され、前記高圧整流ダイオードと前記ダイオードの接続部から前記二次電流が検出され、前記一次駆動制御手段が、前記二次電流の消失が検出されることにより、前記スイッチ素子に所定時間の駆動を再開させるコンデンサ充電装置とするものである。
【０００９】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、上記本発明のコンデンサ充電装置を具備したストロボ装置とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（実施の第１の形態）
図１は本発明の実施の第１の形態に係るフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータを含むカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００１２】
同図において、１０１は電源であるところの電池、１０１ａは電池内部抵抗、１２４は電池１０１と並列に接続されているコンデンサ、１０２はシャッターコイル、１０３はシャッターコイル１０２を駆動するトランジスタである。１０４は抵抗であり、シャッターコイル１０２を定電流駆動する際に電流検出を行う。１０５は制御ＩＣであり、カメラの測光、測距、レンズ駆動、フィルム給送等のカメラシーケンス及び本発明に付随するストロボ装置の制御を行う。１０５ａはマイコンであり、制御ＩＣ内の記憶部であるＲＡＭを有し、カメラシーケンスの制御を行う。１０５ｂは定電流回路であり、シャッターコイル１０２をトランジスタ１０３により定電流駆動の制御を行う。１０５ｃはＡ／Ｄコンバータであり、入力された電圧をデジタル化する。
【００１３】
１０６はトランスであり、電池正極、一次巻線、電池負極のループで電流を流すことにより、エネルギーをコアに蓄積しそのエネルギーで逆起電力を発生させる。１０７はＦＥＴ（電解効果トランジスタ）であり、トランス１０６の一次巻線の電流を駆動する。１０９は主コンデンサであり、電荷を蓄積する。１０８は高圧整流ダイオードであり、そのカソードはトランス１０６の二次巻線の巻き始めに接続され、アノードは後述のダイオード１２０のカソードに接続されている。１２０はダイオードであり、そのアノードを主コンデンサ１０９の陰極、カソードを高圧整流ダイオード１０８のアノードに接続されていて、トランス１０６の二次巻線より発生した逆起電力を主コンデンサ１０９に蓄積する電荷の電流ループを、主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８で形成する。
【００１４】
１２１は抵抗であり、一方をダイオード１２０のカソード、他方を制御ＩＣ１０５に接続されている。１２２は抵抗であり、抵抗１２１が接続される制御ＩＣ１０５の入力を不図示ＤＣ／ＤＣコンバータにより電池電圧より昇圧された補助電源Ｖｃｃにプルアップしている。ここでの抵抗１２１と抵抗１２２の抵抗比は、抵抗１２１が１に対して、抵抗１２２は１０〜５０程度である。１２５はダイオードであり、アノードが電池正極に接続されている。１２６は抵抗であり、該抵抗１２６とダイオード１２５の直列回路が主コンデンサ１０９の陽極と電池１０１の正極間に接続されている。このダイオード１２５と抵抗１２６により、主コンデンサ１０９の電圧を電池電圧にすることにより０Ｖ付近での回路誤動作（後述の二次電流検出の誤動作）の発生を防いでいる。
【００１５】
１１０はトリガー回路である。１１１は放電管であり、トリガー回路１１０よりトリガー電圧を受け、主コンデンサ１０９に蓄積された電荷により発光する。１１２は充電電圧検出回路であり、制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃに接続され、主コンデンサ１０９に蓄積された電圧を検出する。１１３は測光回路であり、被写体輝度を検出する。１１４は測距回路であり、被写体までの距離を検出する。１１５はレンズ駆動回路であり、測距回路１１４からの検出結果をもとに撮影レンズの駆動を行い、フィルム面に被写体ピントを合わせる。１１６はフィルム給送回路であり、フィルムのオートローディング、巻き上げ、巻戻しを行う。１１７はカメラを撮影準備状態にするＭＡＩＮＳＷ（メインスイッチ）、１１８（ＳＷ１）はシャッタ釦の第１ストロークでオンするスイッチであり、カメラ内の電気回路を起動させ測光、及び測距等の検出を行わせる。１１９（ＳＷ２）はシャッタ釦の第２ストロークでオンするスイッチであり、前記スイッチＳＷ１のＯＮ以後の撮影シーケンスの起動信号となる。
【００１６】
次に、図２のタイミングチャートをもとに、上記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００１７】
まず、図２のタイミングチャートにおける各信号について説明をする。図中、一次電流はトランス１０６の一次巻線に流れる電流を、二次電流はトランス１０６の二次巻線に流れる電流を、ＦＥＴＧＡＴＥは回路上のＦＥＴ１０７のゲート入力信号を、ぞれぞれ示す。また、二次電流ＩＣ入力信号は回路上の抵抗１２１と抵抗１２２が接続され、且つ、制御ＩＣ１０５へ接続されている二次電流検出信号を示す。
【００１８】
また、図２（Ａ）は充電電圧の低い時点での各信号を、図２（Ｂ）は充電中期での各信号を、図２（Ｃ）は充電電圧の高い時点での各信号を、それぞれ表している。
【００１９】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。
【００２０】
制御ＩＣ１０５から接続端子を介してＦＥＴ１０７のゲートに所定の発振信号（図２のＦＥＴＧＡＴＥの▲１▼のタイミング）を与える。この為、ＦＥＴ１０７の制御電極にハイレベルの信号が与えられることで電池正極、トランス１０６の一次巻線、ＦＥＴ１０７のドレイン＝ソース、電池負極のループで電流（図２の一次電流）が流れることになる。この為、トランス１０６の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード１０８によりブロックされる極性となるため、トランス１０６からは励起電流が流れず、エネルギーがトランス１０６内コアに蓄積される。このエネルギー蓄積（電流駆動）は、駆動開始からタイマーが計時した所定時間（図２のＦＥＴＧＡＴＥの▲２▼のタイミング）で行われる。
【００２１】
ここで所定時間まで電流駆動を行ったら、ＦＥＴ１０７のゲートをローレベルとしてＦＥＴ１０７をオフ（図２のＦＥＴＧＡＴＥ▲２▼のタイミング）にして電流を遮断して非導通とする。
【００２２】
これにより、トランス１０６の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は二次電流（図２の二次電流の▲２▼〜▲３▼のタイミング）として、トランス１０６より主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８のループで流れ、主コンデンサ１０９に電荷が蓄積される。そして、二次電流ＩＣ入力信号は、Ｖｃｃからの抵抗１２２と抵抗１２１を介した二次電流の分流電流により、二次電流の放出開始と同時にローレベル（図２の二次電流ＩＣ入力信号の▲２▼のタイミング）となる。
【００２３】
ここで、トランス１０６の二次巻線からの主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８の順で電流ループを構成することにより、ダイオード１２０のカソードと高圧整流ダイオード１０８のアノードの接続部から抵抗１２１を介して制御ＩＣ１０５に入力される信号は、ノイズの少ない信号となる。
【００２４】
次に、トランス１０６内の蓄積されたエネルギーが放出され、二次の電流が分流されてローレベルを維持していた二次電流ＩＣ入力信号が、二次電流が消失した時点（図２の二次電流▲３▼のタイミング）で、ローレベルからハイレベルに反転する（図２の二次電流ＩＣ入力信号▲３▼のタイミング）。この二次電流ＩＣ入力信号がローレベルからハイレベルに反転したことを受けて、制御ＩＣ１０５はＦＥＴ１０７のゲートに再びハイレベル信号が発生させ、制御ＩＣ１０５はＦＥＴ１０７のゲートに再びハイレベル信号を発生させ、前述した一次電流駆動と同様に再びＦＥＴ１０７を導通（図２のＦＥＴＧＡＴＥ▲１▼のタイミング）してトランス１０６に所定時間エネルギー蓄積を行う。そして、所定時間経過後、ローレベル信号によりＦＥＴ１０７を非導通として、トランス１０６から蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ１０９に充電される。
【００２５】
上記説明した、
（１）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
（２）所定時間後、一次電流駆動停止（タイミングチャート▲２▼）
（３）二次電流消失検出（タイミングチャート▲３▼）
（４）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
＊タイミングチャート▲１▼と▲３▼はほぼ同時
の動作（（１）〜（４）の動作）を繰り返すことで、主コンデンサ１０９の充電電圧は上昇する。
【００２６】
以上が本発明の実施の第１の形態における充電動作である。
【００２７】
以下、前記図１の回路構成において、図３、図４及び図５のフローチャートをもとに、上記のコンバータを含むカメラの動作について説明する。
【００２８】
まず、図３のフローチャートにより、ＭＡＩＮＳＷ１１７のオン時のシーケンスについて述べる。
【００２９】
ステップ＃４０１において、ＭＡＩＮＳＷ１１７がオンしたか否かの検出を行い、ここでＭＡＩＮＳＷ１１７のオンを検出したらステップ＃４０２へ進み、カメラの電池電圧にてカメラ動作が可能で有るか否かを検出するためにバッテリーチェック（以下、ＢＣと記す）を行い、その結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次にステップ＃４０３において、上記ステップ＃４０２にてＲＡＭに記憶しているＢＣ結果からカメラが動作可能な電圧であるか否かの判定を行い、動作可能電圧であったらステップ＃４０４へ進むが、動作が不可能な電圧であったらステップ＃４０１へ戻り、同様の動作を繰り返す。
【００３０】
動作可能電圧であるとしてステップ＃４０４へ進むと、ここでは測光回路１１３を駆動して測光動作（被写体輝度の検出）を行い、マイコン１０５ａ内のＲＡＭに測光結果を記憶する。続くステップ＃４０５においては、上記の測光結果が撮影に際してストロボ発光を必要とする測光結果であるか否かを被写体輝度情報から判定する。ここで、ストロボ発光を必要としない輝度で、ストロボ予備充電を必要としない場合には、このＭＡＩＮＳＷオンのシーケンスを終了する。一方、ステップ＃４０５にてストロボが必要な輝度で、ストロボ予備充電が必要あったらステップ＃４０６へ進み、後述するフラッシュモードに入ってストロボ充電を行い、このＭＡＩＮＳＷオンのシーケンスを終了する。
【００３１】
次に、上記ステップ＃４０６のフラッシュモードにて行われる処理について、図４に示すフローチャートにより説明する。
【００３２】
まず、ステップ＃２０１において、主コンデンサ１０９の充電電圧の検出を充電電圧検出回路１１２を介した電圧により制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃにて行い、検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃２０２において、上記ステップ＃２０１にて行った検出結果から充電完了電圧に達しているか否かの判定を行い、充電完了電圧に達していればステップ＃２０８へ進み、充電ＯＫのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００３３】
一方、上記ステップ＃２０２にて充電完了電圧に達していなければステップ＃２０３へ進み、充電時間タイマーをスタートさせる。そして、次のステップ＃２０４において、前述した
（１）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
（２）所定時間後、一次電流駆動停止（タイミングチャート▲２▼）
（３）二次電流消失検出（タイミングチャート▲３▼）
（４）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
＊タイミングチャート▲１▼と▲３▼はほぼ同時
の（１）〜（４）の充電動作を行う。
【００３４】
次にステップ＃２０５へ進み、制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃにて充電電圧の検出を充電電圧検出回路１１２を介した電圧により行い、その検出結果をＣＰＵ１０５内のＲＡＭに記憶する、そして、次のステップ＃２０６において、検出した充電電圧が充電完了の電圧であるか否かの判定を行い、そうでなければ充電を開始するためにステップ＃２０９へ進む。そして、このステップ＃２０９では、上記ステップ＃２０３にてスタートさせた充電タイマーが所定時間経過（カウントアップ）したか否かの判定を行い、充電タイマーが所定時間経過していたらステップ＃２１０へ進み、上記ステップ＃２０４にて開始した充電動作を停止し、続くステップ＃２１１にて充電ＮＧのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００３５】
また、上記ステップ＃２０９にて充電タイマーが所定時間経過していないと判定した場合はステップ＃２０５に戻り、ステップ＃２０４にて開始した二次電流検出パルス駆動を行いながら充電電圧の検出を繰り返し行い（＃２０５→＃２０６→＃２０９→＃２０５……）、その後ステップ＃２０６にて充電完了電圧に達したことを検出するとステップ＃２０７へ進み、充電を停止して、次のステップ＃２０８にて充電ＯＫフラグを立てて、充電シーケンスを終了するとともに、図３のＭＡＩＮＳＷオン時のシーケンスを終了する。
【００３６】
次に、図５のフローチャートにより、カメラのレリーズシーケンスについて説明をする。
【００３７】
ステップ＃１０１においては、制御ＩＣ１０５内のマイコン１０５ａの初期設定を行う。そして、次のステップ＃１０２において、各種のスイッチの状態を検出し、続くステップ＃１０３にて、上記スイッチ状態の検出結果からスイッチＳＷ１（１１８）がオンしているかの判定を行い、オンしてればステップ＃１０４へ進み、上記ステップ＃４０２と同様のＢＣ動作を行い、その電池電圧のＡ／Ｄ変換後の検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃１０５にて、上記ＲＡＭに記憶しているＢＣ結果からカメラが動作可能な電圧であるか否かの判定を行い、動作可能電圧であったらステップ＃１０６へ進み、動作が不可能な電圧（バッテリーＮＧ）であったらステップ＃１０２へ戻る。
【００３８】
動作可能電圧であるとしてステップ＃１０６へ進むと、ここでは測距回路１１４により被写体までの距離を検出し、マイコン１０５ａ内のＲＡＭにその測距結果を記憶する。続くステップ＃１０７においては、測光回路１１３を駆動して測光動作（被写体輝度の検出）を行い、その結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭ１０５ａに記憶する。そして、次のステップ＃１０８において、上記ステップ＃１０７で検出した測光結果よりストロボ充電が必要で有るか否かの判定を行う。このストロボ発光が必要な場合としては、撮影状況が暗い、 或いは逆光等が有る。ここで、ストロボ発光が必要でなければスイッチＳＷ２のオン待機状態のステップ＃１１１へ進む。一方、ストロボ発光が必要であると判定するとステップ＃１０９へ進み、フラッシュモードに入り、前述した図４の充電シーケンスを行う。この充電シーケンスが終了したら、次のステップ＃１１０において、充電が完了がしたか否かの判定をする。この判定は、上記ステップ＃１０９の充電シーケンスにて充電がＯＫになったか否かのフラグの結果であり、充電がＯＫで完了していたらステップ＃１１１へ進み、充電がＮＧで完了していなかったらステップ＃１０２へ戻る。
【００３９】
ステップ＃１１１へ進むと、ここではスイッチＳＷ２がオンするのを待機し、該スイッチＳＷ２がオンするとステップ＃１１２へ進み、上記ステップ＃１０６にて得られた測距結果に基づいてレンズ駆動回路１１５等により撮影レンズの駆動制御（ピント合わせ）を行う。そして、次のステップ＃１１３において、上記ステップ＃１０７にて得られた測光結果に基づいてストロボ発光が必要であったら制御ＩＣ１０５からトリガー信号をトリガー回路１１０へ出力してストロボ発光を行うとともに、シャッターコイル１０２、トランジスタ１０３、電流検出を行う抵抗１０４で構成されるシャッター駆動装置によるシャッター駆動制御（露光制御）を行う。続くステップ＃１１４においては、焦点位置にあるレンズをレンズの初期位置に戻すレンズリセットを行い、続くステップ＃１１５において、フィルム駆動回路１１６により次の撮影駒へのフィルム給送制御を行う。
【００４０】
そして、次のステップ＃１１６において、ストロボ予備充電を行うか否かの判定を行う。ストロボ予備充電を行わない場合は、上記ステップ＃１１３にてストロボ発光を行わなかった場合である。ここで、ストロボ予備充電を行わない場合は直ちにステップ＃１０２へ戻るが、ストロボ予備充電を行う場合はステップ＃１１７へ進み、フラッシュモードに入り、前述した図４の充電シーケンスを行う。そして、充電が終了したら次に撮影に備えてステップ＃１０２へ戻る。
【００４１】
なお、上記トランス１０６の一次電流駆動時間のタイマーは、具体的にはソフト的時間を計時するソフトタイマー或いは、ハードロジックで構成されたタイマーの所謂デジタルタイマーであり、制御ＩＣの構成に応じてどちらかを選択すれば良い。
【００４２】
また、一次電流の駆動を行う駆動手段は、一次電流駆動信号の電圧或いは、回路構成に応じてトランジスタを用いても良い。
【００４３】
（実施の第２の形態）
図６は本発明の実施の第２の形態に係るフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータを含むカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００４４】
図６において、１０１〜１２０、１２４〜１２６の各素子は、前述の実施の第１の形態にて示した図１のものと同様であるので、その説明は省略する。また、図１に示した、１２１〜１２３は本発明の実施の第２の形態と異なる構成なので省いている。
【００４５】
ここで、図１に構成に対して、図６において追加される各素子について説明する。
【００４６】
図６において、１０５ｄはＤ／Ａコンバータであり、制御ＩＣ１０５内に有している。１２７はトランジスタであり、そのエミッタはＧＮＤ、コレクタはＦＥＴ１０７のゲート、前述のダイオード１０８のアノード、ダイオード１２０のカソード、後述のダイオード１２８のカソード、抵抗１３２及び抵抗１３３に接続されている。又、ベースは後述の抵抗１２９、コンデンサ１３０、抵抗１３１及び抵抗１３４に接続されていて、コンデンサ１３０の充電電圧がＶｂｅに達したことによりオンして、ＦＥＴ１０７のゲートをローレベルにして駆動を停止させる。１２８はダイオードであり、そのカソードがＦＥＴ１０７のゲート及び後述の抵抗１３３に接続され、アノードは後述の抵抗１２９に接続されている。１２９は抵抗であり、一方をダイオードのアノードに接続されている。この抵抗１２９とダイオード１２８により、トランス１０６の二次電流の流れている時に後述のコンデンサ１３０の放電させている。
【００４７】
１３０はコンデンサであり、一方が抵抗１２９に、他方がＧＮＤに、それぞれ接続されている、１３１は抵抗であり、コンデンサ１３０に並列に接続されている。１３２は抵抗であり、一方がＦＥＴ１０７のゲートに、他方がＧＮＤに、それぞれ接続されている。１３３は抵抗であり、一方が制御ＩＣ１０５に、他方がＦＥＴ１０７のゲートに、それぞれ接続されている。１３４は抵抗であり、一方が制御ＩＣ１０５に、他方がトランジスタ１２７のベースに、それぞれ接続されている。
【００４８】
上記Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄ、抵抗１３１、抵抗１３４及びコンデンサ１３０により、一次電流の駆動時間（ＦＥＴ１０７の駆動時間）となるタイマーを構成している。但し、抵抗１３１は抵抗１３４に対して大きい抵抗値であり、タイマーには大きく影響しない。
【００４９】
次に、図７のタイミングチャートを用いて上記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００５０】
まず、図７のタイミングチャートにおける各信号について説明をする。図中、ＧＡＴＥＯＮは制御ＩＣ１０５から抵抗１３２に接続される信号を示す。Ｄ／ＡＯＵＴは制御ＩＣ１０５内のＤ／Ａコンバータ１０５ｄより設定された電圧であり、抵抗１３１に印加する電圧を示す。また、一次電流はトランス１０６の一次巻線に流れる電流を、二次電流はトランス１０６の二次巻線に流れる電流を、ＦＥＴＧＡＴＥは昇圧回路上のＦＥＴ１０７のゲート入力信号を、トランジスタベース電位はトランジスタ１２７のベースの電位を、それぞれ示す。
【００５１】
また、図７（Ａ）は充電電圧の低い時点での各信号を、図７（Ｂ）は充電中期での各信号を、図７（Ｃ）は充電電圧の高い時点での各信号を、それぞれ表している。
【００５２】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００５３】
まず、制御ＩＣ１０５内のＤ／Ａコンバータ１０５ｄから所定電圧に設定された電圧を出力する（図７のＤ／ＡＯＵＴの（１）のタイミング）。また、Ｄ／Ａコンバータの１０５ｄの出力とほぼ同時に、制御ＩＣ１０５から接続端子を介してＦＥＴ１０７のゲートへ向けて発振開始信号（図７のＧＡＴＥＯＮの（１）のタイミング）を出力する。この信号が抵抗１３３を介してＦＥＴ１０７の制御電極にハイレベルの信号として与えられる。この信号を受けてＦＥＴ１０７はオンし、電池正極、トランス１０６の一次巻線、ＦＥＴ１０７のドレイン＝ソース、電池負極のループで電流（図７の一次電流）が流れる。この為、トランス１０６の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード１０８によりブロックされる極性となるため、トランス１０６からは励起電流が流れず、エネルギーがトランス１０６内のコアに蓄積される。
【００５４】
そして、上記Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄの出力にともない、抵抗１３１、抵抗１３４、コンデンサ１３０で構成される時定数回路が接続されているトランジスタ１２７のベース電位が上昇を開始する。この時定数は、Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄの出力電圧によって任意に設定可能である。そして、コンデンサ１３０の電圧がトランジスタ１２７のベース電位がＶｂｅに達した（図７のトランジスタベース電位の（２）のタイミング）のを受けて、トランジスタ１２７がオンする。これにより、ＦＥＴ１０７のゲート信号はローレベルとなり、該ＦＥＴ１０７は非導通となる。
【００５５】
これにより、トランス１０６の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は二次電流（図７の二次電流の（２）〜（３）のタイミング）としてトランス１０６から、主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８のループで流れ、主コンデンサ１０９に電荷が蓄積される。このような二次巻線からの電流ループを構成することにより、ダイオード１２０のカソードと高圧整流ダイオード１０８のアノードの接続部から接続されているＦＥＴ１０７のゲートに入力される信号は、上記実施の第１の形態と同様に、ノイズの少ない信号となる。
【００５６】
また、主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８のループで二次電流が流れている時、高圧整流ダイオード１０８のアノードとダイオード１２０のカソードに接続されたダイオード１２８と抵抗１２９を介してコンデンサ１３０に蓄積されていた電荷が放出される。ここで、コンデンサ１３０の電位はＶｂｅ電圧より低下するが、制御ＩＣ１０５からの制御信号（図７のＧＡＴＥＯＮ）で抵抗１３３を介しプルアップされているＦＥＴ１０７のゲートは、高圧整流ダイオード１０８のアノードとダイオード１２０のカソードに接続されているため、二次電流の放出中は、ローレベルを維持しＦＥＴ１０７は非導通を維持している。そして、トランス内に蓄積されていたエネルギーが放出され、二次電流の停止を受けてＦＥＴ１０７のゲートはローレベルからハイレベルに反転し（図７のＦＥＴＧＡＴＥ（３）のタイミング）、一次巻線への電流駆動を再度開始（図７の一次電流（３）のタイミング）し、上述の通り、トランス１０６にエネルギーが蓄積開始される。
【００５７】
また、二次電流の放出で放電されたリセット状態にあるコンデンサ１３０の電荷の蓄積も二次電流の停止とともに開始される。そして、上述の通り、トランジスタ１２７のベースに接続されているコンデンサ１３０の電圧がＶｂｅに達するまでの所定時間一次巻線への電流駆動が行われ、コンデンサ１３０の電圧がＶｂｅに達したらＦＥＴ１０７が非導通となり、トランス１０６の蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ１０９に充電される。この動作を繰り返すことで主コンデンサ１０９の電圧は上昇する。
【００５８】
以上が本発明の実施の第２の形態における充電動作である。
【００５９】
以下、上記構成のコンバータの動作について、図８のフローチャートにより説明する。この動作は、図３のステップ＃４０６と、図５のステップ＃１０９，＃１１７のフラッシュモードに相当するものであり、図３及び図５のその他は実施の第２の形態でも同様であるので、その説明は省略する。
【００６０】
まず、ステップ＃３０１において、主コンデンサ１０９の充電電圧の検出を充電検出回路１１２にて分圧された電圧を制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃにて行い、その検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃３０２において、上記ステップ＃３０１にて行った検出結果から充電完了電圧に達しているかの判定を行い、充電が完了していればステップ＃３０９へ進み、充電ＯＫのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００６１】
一方、上記ステップ＃３０２にて充電完了電圧に達していないことを判定するとステップ＃３０３へ進み、一次巻線への駆動時間の設定となる、Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄの電圧設定を行う。そして、次のステップ＃３０４において、充電時間タイマーをスタートさせ、続くステップ＃３０５において、上記のＧＡＴＥＯＮ信号を発生させて上述の充電動作を開始する。
【００６２】
次にステップ＃３０６へ進み、制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄ１０５ｃで充電電圧検出回路１１２を介した電圧により充電電圧の検出を行い、その検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃３０７において、上記ステップ＃３０６にて検出した充電電圧が充電完了電圧に達しているかの判定を行い、達していなければステップ＃３１０へ進み、上記ステップ＃３０４にて開始させた充電タイマーが所定時間経過（カウントアップ）したか否かの判定を行い、充電タイマーが所定時間経過していたらステップ＃３１１へ進み、上記ステップ＃３０５にて開始した充電動作を停止して、続くステップ＃３１２にて充電ＮＧのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００６３】
また、上記ステップ＃３１０にて充電タイマーが所定時間経過していない場合はステップ＃３０６に戻り、ステップ＃３０６→＃３０７→＃３１０→＃３０６……の動作を繰り返す。そして、その後ステップ＃３０７にて充電完了電圧に達したことを検出するとステップ＃３０８へ進み、充電を停止して、続くステップ＃３０９にて充電ＯＫフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００６４】
なお、この実施の第２の形態では、前述した一次電流の駆動時間のタイマーの設定として、Ｄ／Ａコンバータを用いた構成を説明したが、Ｄ／Ａコンバータの出力を例えば、有る所定電圧としてタイマーの設定手段として、抵抗１３４を可変抵抗としてタイマー時間を設定しても良い。
【００６５】
また、一次電流の駆動を行う駆動手段は、一次電流駆動信号の電圧或いは、回路構成に応じてトランジスタを用いても良い。
【００６６】
上記実施の各形態によれば、一次側の駆動停止後に二次電流の消失を検出したら、次の所定時間、一次側の駆動を開始するようにしている（図２，図７の（３）のタイミング）。このように制御しているので、充電のロスタイムを極めて少なくすることができる。すなわち、高速に充電することが可能になる。
【００６７】
また、二次電流を検出するための手段を、ダイオード１２０と高圧整流ダイオード１０８により構成し、前記ダイオード１２０のカソードと前記高圧整流ダイオード１０８のアノードを接続すると共に、前記ダイオード１２０のアノードは主コンデンサ１０９の負極に、前記高圧整流ダイオード１０８のカソードはトランス１０６に、それぞれ接続した構成にしているので、二次電流の消失をノイズの少ない信号で検出でき、安定した回路動作が可能となる。
【００６８】
また、ＦＥＴ１０７を駆動する所定時間の設定を、任意に可変なカウンタで行うことにより、トランス１０６の一次巻線への駆動電流を制御可能となる。
【００６９】
また、ＦＥＴ１０７を駆動する所定時間を、抵抗１３４，１３１とコンデンサ１３０で構成されるＣＲタイマーで計時することにより、カウンターを持たない制御ＩＣとすることができる。又、前記所定時間の設定をＤ／Ａコンバータ１０５ｄの出力で行うようにすることにより、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧でトランス１０６の一次側の駆動時間を可変設定可能となる。或は、前記抵抗１３４を可変抵抗とし、この可変抵抗を調整することによっても、トランス１０６の一次側の駆動時間を設定可能にすることができる。
【００７０】
また、トランス１０６のオン、オフをＦＥＴで行うようにしているので、一次電流駆動で発生する切り換えロスによる充電効率の及び充電時間を向上させることができる。
【００７１】
また、トランス１０６のオン、オフをトランジスタで行う構成にすることにより、駆動信号の電圧が低い回路構成において有効となる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充電のロスタイムを極めて少なくし、高速で充電を行うことができるコンデンサ充電装置又はストロボ装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのメインスイッチのオン時の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのストロボ充電動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのスイッチＳＷ１のオン以降の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の第２の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータのタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の第２の形態に係るカメラのストロボ充電動作を示すフローチャートである。
【図９】従来のフライバックＤＣ／ＤＣコンバータの二次電流放出時間の特性を示す図である。
【図１０】従来のフライバックＤＣ／ＤＣコンバータのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０１ 電池
１０５ 制御ＩＣ
１０５ｄ Ｄ／Ａコンバータ
１０６ トランス
１０７ ＦＥＴ
１０８ 高圧整流ダイオード
１０９ 主コンデンサ
１１２ 充電電圧検出回路
１２０ ダイオード
１２７ トランジスタ
１２８ ダイオード
１３０ コンデンサ
１３１，１３４ 抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、主コンデンサに充電を行うフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータを有するコンデンサ充電装置及びストロボ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−８５９８８号においては、電池電圧と主コンデンサの夫々の電圧を検出して、電池電圧と主コンデンサの検出結果から、一次巻線への駆動を行うＰＷＭのパルス幅及びデューティー比を推論より求め、段階的或いは、連続的に切換えながら主コンデンサに充電をする技術が開示されている。
【０００３】
また、特開２０００−６６２７４号においては、一次巻線への電流駆動するスイッチ素子のオフ時間を、二次巻線に発生する二次電流の発生から消滅までの期間と略等しくなるように、制御信号を発生させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特開平１０−１１５８５１号においては、昇圧トランスの二次巻線に発生した電流を発振用のスイッチング素子の制御極に帰還する帰還手段と、発振停止信号にしたがってスイッチング素子の非導通動作を保持する電圧制御のスイッチング手段とを設けたフライバック式コンバータが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の特開平７−８５９８８号や特開２０００−６６２７４号のような推論或いは略一定で設定されたＰＷＭ駆動による充電では、図９に示すように主コンデンサの充電電圧によって二次電流の放出時間は変化するが、それに対して、ＰＷＭのオフ時間を電流がゼロクロスするように設定することは困難であり、図１０に示すようにロスタイムが必ず生じてしまい、その為に充電時間が延びていた。
【０００６】
また、特開平１０−１１５８５１号に開示の回路構成では、一次巻線の駆動時間がタイマー手段を有していないため、部品のばらつきによって一次電流のばらつきが生じてしまう構成であった。また、一次電流を駆動するスイッチ素子のトランジスタを能動領域での駆動状態があるため、Ｖｃｅの上昇から充電効率の低下及び、充電時間が延びる要因を持っている。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の目的は、充電のロスタイムを極めて少なくし、高速で充電を行うことのできるコンデンサ充電装置及びストロボ装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、主コンデンサと、該主コンデンサに充電を行うフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータとを有するコンデンサ充電装置において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのトランスの一次巻線に供給する電源をオン、オフするスイッチ素子と、該スイッチ素子の駆動を制御する一次駆動制御手段と、前記トランスの二次巻線に流れる二次電流を検出するためのダイオードと、高圧整流ダイオードとを有し、前記トランスに前記高圧整流ダイオードのカソードが接続され、前記高圧整流ダイオードのアノードに前記ダイオードのカソードが接続され、前記ダイオードのアノードに前記主コンデンサの負極が接続され、前記高圧整流ダイオードと前記ダイオードの接続部から前記二次電流が検出され、前記一次駆動制御手段が、前記二次電流の消失が検出されることにより、前記スイッチ素子に所定時間の駆動を再開させるコンデンサ充電装置とするものである。
【０００９】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、上記本発明のコンデンサ充電装置を具備したストロボ装置とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（実施の第１の形態）
図１は本発明の実施の第１の形態に係るフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータを含むカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００１２】
同図において、１０１は電源であるところの電池、１０１ａは電池内部抵抗、１２４は電池１０１と並列に接続されているコンデンサ、１０２はシャッターコイル、１０３はシャッターコイル１０２を駆動するトランジスタである。１０４は抵抗であり、シャッターコイル１０２を定電流駆動する際に電流検出を行う。１０５は制御ＩＣであり、カメラの測光、測距、レンズ駆動、フィルム給送等のカメラシーケンス及び本発明に付随するストロボ装置の制御を行う。１０５ａはマイコンであり、制御ＩＣ内の記憶部であるＲＡＭを有し、カメラシーケンスの制御を行う。１０５ｂは定電流回路であり、シャッターコイル１０２をトランジスタ１０３により定電流駆動の制御を行う。１０５ｃはＡ／Ｄコンバータであり、入力された電圧をデジタル化する。
【００１３】
１０６はトランスであり、電池正極、一次巻線、電池負極のループで電流を流すことにより、エネルギーをコアに蓄積しそのエネルギーで逆起電力を発生させる。１０７はＦＥＴ（電解効果トランジスタ）であり、トランス１０６の一次巻線の電流を駆動する。１０９は主コンデンサであり、電荷を蓄積する。１０８は高圧整流ダイオードであり、そのカソードはトランス１０６の二次巻線の巻き始めに接続され、アノードは後述のダイオード１２０のカソードに接続されている。１２０はダイオードであり、そのアノードを主コンデンサ１０９の陰極、カソードを高圧整流ダイオード１０８のアノードに接続されていて、トランス１０６の二次巻線より発生した逆起電力を主コンデンサ１０９に蓄積する電荷の電流ループを、主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８で形成する。
【００１４】
１２１は抵抗であり、一方をダイオード１２０のカソード、他方を制御ＩＣ１０５に接続されている。１２２は抵抗であり、抵抗１２１が接続される制御ＩＣ１０５の入力を不図示ＤＣ／ＤＣコンバータにより電池電圧より昇圧された補助電源Ｖｃｃにプルアップしている。ここでの抵抗１２１と抵抗１２２の抵抗比は、抵抗１２１が１に対して、抵抗１２２は１０〜５０程度である。１２５はダイオードであり、アノードが電池正極に接続されている。１２６は抵抗であり、該抵抗１２６とダイオード１２５の直列回路が主コンデンサ１０９の陽極と電池１０１の正極間に接続されている。このダイオード１２５と抵抗１２６により、主コンデンサ１０９の電圧を電池電圧にすることにより０Ｖ付近での回路誤動作（後述の二次電流検出の誤動作）の発生を防いでいる。
【００１５】
１１０はトリガー回路である。１１１は放電管であり、トリガー回路１１０よりトリガー電圧を受け、主コンデンサ１０９に蓄積された電荷により発光する。１１２は充電電圧検出回路であり、制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃに接続され、主コンデンサ１０９に蓄積された電圧を検出する。１１３は測光回路であり、被写体輝度を検出する。１１４は測距回路であり、被写体までの距離を検出する。１１５はレンズ駆動回路であり、測距回路１１４からの検出結果をもとに撮影レンズの駆動を行い、フィルム面に被写体ピントを合わせる。１１６はフィルム給送回路であり、フィルムのオートローディング、巻き上げ、巻戻しを行う。１１７はカメラを撮影準備状態にするＭＡＩＮＳＷ（メインスイッチ）、１１８（ＳＷ１）はシャッタ釦の第１ストロークでオンするスイッチであり、カメラ内の電気回路を起動させ測光、及び測距等の検出を行わせる。１１９（ＳＷ２）はシャッタ釦の第２ストロークでオンするスイッチであり、前記スイッチＳＷ１のＯＮ以後の撮影シーケンスの起動信号となる。
【００１６】
次に、図２のタイミングチャートをもとに、上記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００１７】
まず、図２のタイミングチャートにおける各信号について説明をする。図中、一次電流はトランス１０６の一次巻線に流れる電流を、二次電流はトランス１０６の二次巻線に流れる電流を、ＦＥＴＧＡＴＥは回路上のＦＥＴ１０７のゲート入力信号を、ぞれぞれ示す。また、二次電流ＩＣ入力信号は回路上の抵抗１２１と抵抗１２２が接続され、且つ、制御ＩＣ１０５へ接続されている二次電流検出信号を示す。
【００１８】
また、図２（Ａ）は充電電圧の低い時点での各信号を、図２（Ｂ）は充電中期での各信号を、図２（Ｃ）は充電電圧の高い時点での各信号を、それぞれ表している。
【００１９】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。
【００２０】
制御ＩＣ１０５から接続端子を介してＦＥＴ１０７のゲートに所定の発振信号（図２のＦＥＴＧＡＴＥの▲１▼のタイミング）を与える。この為、ＦＥＴ１０７の制御電極にハイレベルの信号が与えられることで電池正極、トランス１０６の一次巻線、ＦＥＴ１０７のドレイン＝ソース、電池負極のループで電流（図２の一次電流）が流れることになる。この為、トランス１０６の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード１０８によりブロックされる極性となるため、トランス１０６からは励起電流が流れず、エネルギーがトランス１０６内コアに蓄積される。このエネルギー蓄積（電流駆動）は、駆動開始からタイマーが計時した所定時間（図２のＦＥＴＧＡＴＥの▲２▼のタイミング）で行われる。
【００２１】
ここで所定時間まで電流駆動を行ったら、ＦＥＴ１０７のゲートをローレベルとしてＦＥＴ１０７をオフ（図２のＦＥＴＧＡＴＥ▲２▼のタイミング）にして電流を遮断して非導通とする。
【００２２】
これにより、トランス１０６の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は二次電流（図２の二次電流の▲２▼〜▲３▼のタイミング）として、トランス１０６より主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８のループで流れ、主コンデンサ１０９に電荷が蓄積される。そして、二次電流ＩＣ入力信号は、Ｖｃｃからの抵抗１２２と抵抗１２１を介した二次電流の分流電流により、二次電流の放出開始と同時にローレベル（図２の二次電流ＩＣ入力信号の▲２▼のタイミング）となる。
【００２３】
ここで、トランス１０６の二次巻線からの主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８の順で電流ループを構成することにより、ダイオード１２０のカソードと高圧整流ダイオード１０８のアノードの接続部から抵抗１２１を介して制御ＩＣ１０５に入力される信号は、ノイズの少ない信号となる。
【００２４】
次に、トランス１０６内の蓄積されたエネルギーが放出され、二次の電流が分流されてローレベルを維持していた二次電流ＩＣ入力信号が、二次電流が消失した時点（図２の二次電流▲３▼のタイミング）で、ローレベルからハイレベルに反転する（図２の二次電流ＩＣ入力信号▲３▼のタイミング）。この二次電流ＩＣ入力信号がローレベルからハイレベルに反転したことを受けて、制御ＩＣ１０５はＦＥＴ１０７のゲートに再びハイレベル信号が発生させ、制御ＩＣ１０５はＦＥＴ１０７のゲートに再びハイレベル信号を発生させ、前述した一次電流駆動と同様に再びＦＥＴ１０７を導通（図２のＦＥＴＧＡＴＥ▲１▼のタイミング）してトランス１０６に所定時間エネルギー蓄積を行う。そして、所定時間経過後、ローレベル信号によりＦＥＴ１０７を非導通として、トランス１０６から蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ１０９に充電される。
【００２５】
上記説明した、
（１）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
（２）所定時間後、一次電流駆動停止（タイミングチャート▲２▼）
（３）二次電流消失検出（タイミングチャート▲３▼）
（４）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
＊タイミングチャート▲１▼と▲３▼はほぼ同時
の動作（（１）〜（４）の動作）を繰り返すことで、主コンデンサ１０９の充電電圧は上昇する。
【００２６】
以上が本発明の実施の第１の形態における充電動作である。
【００２７】
以下、前記図１の回路構成において、図３、図４及び図５のフローチャートをもとに、上記のコンバータを含むカメラの動作について説明する。
【００２８】
まず、図３のフローチャートにより、ＭＡＩＮＳＷ１１７のオン時のシーケンスについて述べる。
【００２９】
ステップ＃４０１において、ＭＡＩＮＳＷ１１７がオンしたか否かの検出を行い、ここでＭＡＩＮＳＷ１１７のオンを検出したらステップ＃４０２へ進み、カメラの電池電圧にてカメラ動作が可能で有るか否かを検出するためにバッテリーチェック（以下、ＢＣと記す）を行い、その結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次にステップ＃４０３において、上記ステップ＃４０２にてＲＡＭに記憶しているＢＣ結果からカメラが動作可能な電圧であるか否かの判定を行い、動作可能電圧であったらステップ＃４０４へ進むが、動作が不可能な電圧であったらステップ＃４０１へ戻り、同様の動作を繰り返す。
【００３０】
動作可能電圧であるとしてステップ＃４０４へ進むと、ここでは測光回路１１３を駆動して測光動作（被写体輝度の検出）を行い、マイコン１０５ａ内のＲＡＭに測光結果を記憶する。続くステップ＃４０５においては、上記の測光結果が撮影に際してストロボ発光を必要とする測光結果であるか否かを被写体輝度情報から判定する。ここで、ストロボ発光を必要としない輝度で、ストロボ予備充電を必要としない場合には、このＭＡＩＮＳＷオンのシーケンスを終了する。一方、ステップ＃４０５にてストロボが必要な輝度で、ストロボ予備充電が必要あったらステップ＃４０６へ進み、後述するフラッシュモードに入ってストロボ充電を行い、このＭＡＩＮＳＷオンのシーケンスを終了する。
【００３１】
次に、上記ステップ＃４０６のフラッシュモードにて行われる処理について、図４に示すフローチャートにより説明する。
【００３２】
まず、ステップ＃２０１において、主コンデンサ１０９の充電電圧の検出を充電電圧検出回路１１２を介した電圧により制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃにて行い、検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃２０２において、上記ステップ＃２０１にて行った検出結果から充電完了電圧に達しているか否かの判定を行い、充電完了電圧に達していればステップ＃２０８へ進み、充電ＯＫのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００３３】
一方、上記ステップ＃２０２にて充電完了電圧に達していなければステップ＃２０３へ進み、充電時間タイマーをスタートさせる。そして、次のステップ＃２０４において、前述した
（１）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
（２）所定時間後、一次電流駆動停止（タイミングチャート▲２▼）
（３）二次電流消失検出（タイミングチャート▲３▼）
（４）一次電流駆動開始（タイミングチャート▲１▼）
＊タイミングチャート▲１▼と▲３▼はほぼ同時
の（１）〜（４）の充電動作を行う。
【００３４】
次にステップ＃２０５へ進み、制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃにて充電電圧の検出を充電電圧検出回路１１２を介した電圧により行い、その検出結果をＣＰＵ１０５内のＲＡＭに記憶する、そして、次のステップ＃２０６において、検出した充電電圧が充電完了の電圧であるか否かの判定を行い、そうでなければ充電を開始するためにステップ＃２０９へ進む。そして、このステップ＃２０９では、上記ステップ＃２０３にてスタートさせた充電タイマーが所定時間経過（カウントアップ）したか否かの判定を行い、充電タイマーが所定時間経過していたらステップ＃２１０へ進み、上記ステップ＃２０４にて開始した充電動作を停止し、続くステップ＃２１１にて充電ＮＧのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００３５】
また、上記ステップ＃２０９にて充電タイマーが所定時間経過していないと判定した場合はステップ＃２０５に戻り、ステップ＃２０４にて開始した二次電流検出パルス駆動を行いながら充電電圧の検出を繰り返し行い（＃２０５→＃２０６→＃２０９→＃２０５……）、その後ステップ＃２０６にて充電完了電圧に達したことを検出するとステップ＃２０７へ進み、充電を停止して、次のステップ＃２０８にて充電ＯＫフラグを立てて、充電シーケンスを終了するとともに、図３のＭＡＩＮＳＷオン時のシーケンスを終了する。
【００３６】
次に、図５のフローチャートにより、カメラのレリーズシーケンスについて説明をする。
【００３７】
ステップ＃１０１においては、制御ＩＣ１０５内のマイコン１０５ａの初期設定を行う。そして、次のステップ＃１０２において、各種のスイッチの状態を検出し、続くステップ＃１０３にて、上記スイッチ状態の検出結果からスイッチＳＷ１（１１８）がオンしているかの判定を行い、オンしてればステップ＃１０４へ進み、上記ステップ＃４０２と同様のＢＣ動作を行い、その電池電圧のＡ／Ｄ変換後の検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃１０５にて、上記ＲＡＭに記憶しているＢＣ結果からカメラが動作可能な電圧であるか否かの判定を行い、動作可能電圧であったらステップ＃１０６へ進み、動作が不可能な電圧（バッテリーＮＧ）であったらステップ＃１０２へ戻る。
【００３８】
動作可能電圧であるとしてステップ＃１０６へ進むと、ここでは測距回路１１４により被写体までの距離を検出し、マイコン１０５ａ内のＲＡＭにその測距結果を記憶する。続くステップ＃１０７においては、測光回路１１３を駆動して測光動作（被写体輝度の検出）を行い、その結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭ１０５ａに記憶する。そして、次のステップ＃１０８において、上記ステップ＃１０７で検出した測光結果よりストロボ充電が必要で有るか否かの判定を行う。このストロボ発光が必要な場合としては、撮影状況が暗い、 或いは逆光等が有る。ここで、ストロボ発光が必要でなければスイッチＳＷ２のオン待機状態のステップ＃１１１へ進む。一方、ストロボ発光が必要であると判定するとステップ＃１０９へ進み、フラッシュモードに入り、前述した図４の充電シーケンスを行う。この充電シーケンスが終了したら、次のステップ＃１１０において、充電が完了がしたか否かの判定をする。この判定は、上記ステップ＃１０９の充電シーケンスにて充電がＯＫになったか否かのフラグの結果であり、充電がＯＫで完了していたらステップ＃１１１へ進み、充電がＮＧで完了していなかったらステップ＃１０２へ戻る。
【００３９】
ステップ＃１１１へ進むと、ここではスイッチＳＷ２がオンするのを待機し、該スイッチＳＷ２がオンするとステップ＃１１２へ進み、上記ステップ＃１０６にて得られた測距結果に基づいてレンズ駆動回路１１５等により撮影レンズの駆動制御（ピント合わせ）を行う。そして、次のステップ＃１１３において、上記ステップ＃１０７にて得られた測光結果に基づいてストロボ発光が必要であったら制御ＩＣ１０５からトリガー信号をトリガー回路１１０へ出力してストロボ発光を行うとともに、シャッターコイル１０２、トランジスタ１０３、電流検出を行う抵抗１０４で構成されるシャッター駆動装置によるシャッター駆動制御（露光制御）を行う。続くステップ＃１１４においては、焦点位置にあるレンズをレンズの初期位置に戻すレンズリセットを行い、続くステップ＃１１５において、フィルム駆動回路１１６により次の撮影駒へのフィルム給送制御を行う。
【００４０】
そして、次のステップ＃１１６において、ストロボ予備充電を行うか否かの判定を行う。ストロボ予備充電を行わない場合は、上記ステップ＃１１３にてストロボ発光を行わなかった場合である。ここで、ストロボ予備充電を行わない場合は直ちにステップ＃１０２へ戻るが、ストロボ予備充電を行う場合はステップ＃１１７へ進み、フラッシュモードに入り、前述した図４の充電シーケンスを行う。そして、充電が終了したら次に撮影に備えてステップ＃１０２へ戻る。
【００４１】
なお、上記トランス１０６の一次電流駆動時間のタイマーは、具体的にはソフト的時間を計時するソフトタイマー或いは、ハードロジックで構成されたタイマーの所謂デジタルタイマーであり、制御ＩＣの構成に応じてどちらかを選択すれば良い。
【００４２】
また、一次電流の駆動を行う駆動手段は、一次電流駆動信号の電圧或いは、回路構成に応じてトランジスタを用いても良い。
【００４３】
（実施の第２の形態）
図６は本発明の実施の第２の形態に係るフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータを含むカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００４４】
図６において、１０１〜１２０、１２４〜１２６の各素子は、前述の実施の第１の形態にて示した図１のものと同様であるので、その説明は省略する。また、図１に示した、１２１〜１２３は本発明の実施の第２の形態と異なる構成なので省いている。
【００４５】
ここで、図１に構成に対して、図６において追加される各素子について説明する。
【００４６】
図６において、１０５ｄはＤ／Ａコンバータであり、制御ＩＣ１０５内に有している。１２７はトランジスタであり、そのエミッタはＧＮＤ、コレクタはＦＥＴ１０７のゲート、前述のダイオード１０８のアノード、ダイオード１２０のカソード、後述のダイオード１２８のカソード、抵抗１３２及び抵抗１３３に接続されている。又、ベースは後述の抵抗１２９、コンデンサ１３０、抵抗１３１及び抵抗１３４に接続されていて、コンデンサ１３０の充電電圧がＶｂｅに達したことによりオンして、ＦＥＴ１０７のゲートをローレベルにして駆動を停止させる。１２８はダイオードであり、そのカソードがＦＥＴ１０７のゲート及び後述の抵抗１３３に接続され、アノードは後述の抵抗１２９に接続されている。１２９は抵抗であり、一方をダイオードのアノードに接続されている。この抵抗１２９とダイオード１２８により、トランス１０６の二次電流の流れている時に後述のコンデンサ１３０の放電させている。
【００４７】
１３０はコンデンサであり、一方が抵抗１２９に、他方がＧＮＤに、それぞれ接続されている、１３１は抵抗であり、コンデンサ１３０に並列に接続されている。１３２は抵抗であり、一方がＦＥＴ１０７のゲートに、他方がＧＮＤに、それぞれ接続されている。１３３は抵抗であり、一方が制御ＩＣ１０５に、他方がＦＥＴ１０７のゲートに、それぞれ接続されている。１３４は抵抗であり、一方が制御ＩＣ１０５に、他方がトランジスタ１２７のベースに、それぞれ接続されている。
【００４８】
上記Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄ、抵抗１３１、抵抗１３４及びコンデンサ１３０により、一次電流の駆動時間（ＦＥＴ１０７の駆動時間）となるタイマーを構成している。但し、抵抗１３１は抵抗１３４に対して大きい抵抗値であり、タイマーには大きく影響しない。
【００４９】
次に、図７のタイミングチャートを用いて上記ＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００５０】
まず、図７のタイミングチャートにおける各信号について説明をする。図中、ＧＡＴＥＯＮは制御ＩＣ１０５から抵抗１３２に接続される信号を示す。Ｄ／ＡＯＵＴは制御ＩＣ１０５内のＤ／Ａコンバータ１０５ｄより設定された電圧であり、抵抗１３１に印加する電圧を示す。また、一次電流はトランス１０６の一次巻線に流れる電流を、二次電流はトランス１０６の二次巻線に流れる電流を、ＦＥＴＧＡＴＥは昇圧回路上のＦＥＴ１０７のゲート入力信号を、トランジスタベース電位はトランジスタ１２７のベースの電位を、それぞれ示す。
【００５１】
また、図７（Ａ）は充電電圧の低い時点での各信号を、図７（Ｂ）は充電中期での各信号を、図７（Ｃ）は充電電圧の高い時点での各信号を、それぞれ表している。
【００５２】
次に、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作について説明する。
【００５３】
まず、制御ＩＣ１０５内のＤ／Ａコンバータ１０５ｄから所定電圧に設定された電圧を出力する（図７のＤ／ＡＯＵＴの（１）のタイミング）。また、Ｄ／Ａコンバータの１０５ｄの出力とほぼ同時に、制御ＩＣ１０５から接続端子を介してＦＥＴ１０７のゲートへ向けて発振開始信号（図７のＧＡＴＥＯＮの（１）のタイミング）を出力する。この信号が抵抗１３３を介してＦＥＴ１０７の制御電極にハイレベルの信号として与えられる。この信号を受けてＦＥＴ１０７はオンし、電池正極、トランス１０６の一次巻線、ＦＥＴ１０７のドレイン＝ソース、電池負極のループで電流（図７の一次電流）が流れる。この為、トランス１０６の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード１０８によりブロックされる極性となるため、トランス１０６からは励起電流が流れず、エネルギーがトランス１０６内のコアに蓄積される。
【００５４】
そして、上記Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄの出力にともない、抵抗１３１、抵抗１３４、コンデンサ１３０で構成される時定数回路が接続されているトランジスタ１２７のベース電位が上昇を開始する。この時定数は、Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄの出力電圧によって任意に設定可能である。そして、コンデンサ１３０の電圧がトランジスタ１２７のベース電位がＶｂｅに達した（図７のトランジスタベース電位の（２）のタイミング）のを受けて、トランジスタ１２７がオンする。これにより、ＦＥＴ１０７のゲート信号はローレベルとなり、該ＦＥＴ１０７は非導通となる。
【００５５】
これにより、トランス１０６の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は二次電流（図７の二次電流の（２）〜（３）のタイミング）としてトランス１０６から、主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８のループで流れ、主コンデンサ１０９に電荷が蓄積される。このような二次巻線からの電流ループを構成することにより、ダイオード１２０のカソードと高圧整流ダイオード１０８のアノードの接続部から接続されているＦＥＴ１０７のゲートに入力される信号は、上記実施の第１の形態と同様に、ノイズの少ない信号となる。
【００５６】
また、主コンデンサ１０９、ダイオード１２０、高圧整流ダイオード１０８のループで二次電流が流れている時、高圧整流ダイオード１０８のアノードとダイオード１２０のカソードに接続されたダイオード１２８と抵抗１２９を介してコンデンサ１３０に蓄積されていた電荷が放出される。ここで、コンデンサ１３０の電位はＶｂｅ電圧より低下するが、制御ＩＣ１０５からの制御信号（図７のＧＡＴＥＯＮ）で抵抗１３３を介しプルアップされているＦＥＴ１０７のゲートは、高圧整流ダイオード１０８のアノードとダイオード１２０のカソードに接続されているため、二次電流の放出中は、ローレベルを維持しＦＥＴ１０７は非導通を維持している。そして、トランス内に蓄積されていたエネルギーが放出され、二次電流の停止を受けてＦＥＴ１０７のゲートはローレベルからハイレベルに反転し（図７のＦＥＴＧＡＴＥ（３）のタイミング）、一次巻線への電流駆動を再度開始（図７の一次電流（３）のタイミング）し、上述の通り、トランス１０６にエネルギーが蓄積開始される。
【００５７】
また、二次電流の放出で放電されたリセット状態にあるコンデンサ１３０の電荷の蓄積も二次電流の停止とともに開始される。そして、上述の通り、トランジスタ１２７のベースに接続されているコンデンサ１３０の電圧がＶｂｅに達するまでの所定時間一次巻線への電流駆動が行われ、コンデンサ１３０の電圧がＶｂｅに達したらＦＥＴ１０７が非導通となり、トランス１０６の蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ１０９に充電される。この動作を繰り返すことで主コンデンサ１０９の電圧は上昇する。
【００５８】
以上が本発明の実施の第２の形態における充電動作である。
【００５９】
以下、上記構成のコンバータの動作について、図８のフローチャートにより説明する。この動作は、図３のステップ＃４０６と、図５のステップ＃１０９，＃１１７のフラッシュモードに相当するものであり、図３及び図５のその他は実施の第２の形態でも同様であるので、その説明は省略する。
【００６０】
まず、ステップ＃３０１において、主コンデンサ１０９の充電電圧の検出を充電検出回路１１２にて分圧された電圧を制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄコンバータ１０５ｃにて行い、その検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃３０２において、上記ステップ＃３０１にて行った検出結果から充電完了電圧に達しているかの判定を行い、充電が完了していればステップ＃３０９へ進み、充電ＯＫのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００６１】
一方、上記ステップ＃３０２にて充電完了電圧に達していないことを判定するとステップ＃３０３へ進み、一次巻線への駆動時間の設定となる、Ｄ／Ａコンバータ１０５ｄの電圧設定を行う。そして、次のステップ＃３０４において、充電時間タイマーをスタートさせ、続くステップ＃３０５において、上記のＧＡＴＥＯＮ信号を発生させて上述の充電動作を開始する。
【００６２】
次にステップ＃３０６へ進み、制御ＩＣ１０５内のＡ／Ｄ１０５ｃで充電電圧検出回路１１２を介した電圧により充電電圧の検出を行い、その検出結果をマイコン１０５ａ内のＲＡＭに記憶する。そして、次のステップ＃３０７において、上記ステップ＃３０６にて検出した充電電圧が充電完了電圧に達しているかの判定を行い、達していなければステップ＃３１０へ進み、上記ステップ＃３０４にて開始させた充電タイマーが所定時間経過（カウントアップ）したか否かの判定を行い、充電タイマーが所定時間経過していたらステップ＃３１１へ進み、上記ステップ＃３０５にて開始した充電動作を停止して、続くステップ＃３１２にて充電ＮＧのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００６３】
また、上記ステップ＃３１０にて充電タイマーが所定時間経過していない場合はステップ＃３０６に戻り、ステップ＃３０６→＃３０７→＃３１０→＃３０６……の動作を繰り返す。そして、その後ステップ＃３０７にて充電完了電圧に達したことを検出するとステップ＃３０８へ進み、充電を停止して、続くステップ＃３０９にて充電ＯＫフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【００６４】
なお、この実施の第２の形態では、前述した一次電流の駆動時間のタイマーの設定として、Ｄ／Ａコンバータを用いた構成を説明したが、Ｄ／Ａコンバータの出力を例えば、有る所定電圧としてタイマーの設定手段として、抵抗１３４を可変抵抗としてタイマー時間を設定しても良い。
【００６５】
また、一次電流の駆動を行う駆動手段は、一次電流駆動信号の電圧或いは、回路構成に応じてトランジスタを用いても良い。
【００６６】
上記実施の各形態によれば、一次側の駆動停止後に二次電流の消失を検出したら、次の所定時間、一次側の駆動を開始するようにしている（図２，図７の（３）のタイミング）。このように制御しているので、充電のロスタイムを極めて少なくすることができる。すなわち、高速に充電することが可能になる。
【００６７】
また、二次電流を検出するための手段を、ダイオード１２０と高圧整流ダイオード１０８により構成し、前記ダイオード１２０のカソードと前記高圧整流ダイオード１０８のアノードを接続すると共に、前記ダイオード１２０のアノードは主コンデンサ１０９の負極に、前記高圧整流ダイオード１０８のカソードはトランス１０６に、それぞれ接続した構成にしているので、二次電流の消失をノイズの少ない信号で検出でき、安定した回路動作が可能となる。
【００６８】
また、ＦＥＴ１０７を駆動する所定時間の設定を、任意に可変なカウンタで行うことにより、トランス１０６の一次巻線への駆動電流を制御可能となる。
【００６９】
また、ＦＥＴ１０７を駆動する所定時間を、抵抗１３４，１３１とコンデンサ１３０で構成されるＣＲタイマーで計時することにより、カウンターを持たない制御ＩＣとすることができる。又、前記所定時間の設定をＤ／Ａコンバータ１０５ｄの出力で行うようにすることにより、Ｄ／Ａコンバータの出力電圧でトランス１０６の一次側の駆動時間を可変設定可能となる。或は、前記抵抗１３４を可変抵抗とし、この可変抵抗を調整することによっても、トランス１０６の一次側の駆動時間を設定可能にすることができる。
【００７０】
また、トランス１０６のオン、オフをＦＥＴで行うようにしているので、一次電流駆動で発生する切り換えロスによる充電効率の及び充電時間を向上させることができる。
【００７１】
また、トランス１０６のオン、オフをトランジスタで行う構成にすることにより、駆動信号の電圧が低い回路構成において有効となる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充電のロスタイムを極めて少なくし、高速で充電を行うことができるコンデンサ充電装置又はストロボ装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのメインスイッチのオン時の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのストロボ充電動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の第１の形態に係るカメラのスイッチＳＷ１のオン以降の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の第２の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータのタイミングチャートである。
【図８】本発明の実施の第２の形態に係るカメラのストロボ充電動作を示すフローチャートである。
【図９】従来のフライバックＤＣ／ＤＣコンバータの二次電流放出時間の特性を示す図である。
【図１０】従来のフライバックＤＣ／ＤＣコンバータのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０１ 電池
１０５ 制御ＩＣ
１０５ｄ Ｄ／Ａコンバータ
１０６ トランス
１０７ ＦＥＴ
１０８ 高圧整流ダイオード
１０９ 主コンデンサ
１１２ 充電電圧検出回路
１２０ ダイオード
１２７ トランジスタ
１２８ ダイオード
１３０ コンデンサ
１３１，１３４ 抵抗
Claims (8)
- 主コンデンサと、該主コンデンサに充電を行うフライバック式ＤＣ／ＤＣコンバータとを有するコンデンサ充電装置において、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータのトランスの一次巻線に供給する電源をオン、オフするスイッチ素子と、該スイッチ素子の駆動を制御する一次駆動制御手段と、前記トランスの二次巻線に流れる二次電流を検出するためのダイオードと、高圧整流ダイオードとを有し、
前記トランスに前記高圧整流ダイオードのカソードが接続され、前記高圧整流ダイオードのアノードに前記ダイオードのカソードが接続され、前記ダイオードのアノードに前記主コンデンサの負極が接続され、前記高圧整流ダイオードと前記ダイオードの接続部から前記二次電流が検出され、
前記一次駆動制御手段は、前記二次電流の消失が検出されることにより、前記スイッチ素子に所定時間の駆動を再開させることを特徴とするコンデンサ充電装置。 - 前記所定時間は、任意に変更可能なカウンタによって設定されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記所定時間は、抵抗とコンデンサで構成されるＣＲタイマーによって計時されることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記ＣＲタイマーによって計時される前記所定時間は、Ｄ／Ａコンバータの出力により可変であることを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記ＣＲタイマーによって計時される前記所定時間は、該ＣＲタイマーの構成要素である可変抵抗によって可変であることを特徴とする請求項３に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記スイッチ素子は、電解効果トランジスタであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記スイッチ素子は、トランジスタであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のコンデンサ充電装置。
- 請求項１乃至７の何れか１項のコンデンサ充電装置を具備したことを特徴とするストロボ装置。
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