JP4656465B2 - 光情報送信装置および光情報通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストロボ光を用いて情報を送信する光情報送信装置およびこれを用いた光情報通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、光情報を伝達する光情報送信装置の代表的なものとして、テレビやビデオテープレコーダ等のリモートコントローラがあり、発光デバイスとして赤外発光ダイオード(IRED)が用いられている。赤外発光ダイオードは応答性が早く、情報の伝送が高速かつ正確に行える反面、光出力が小さいために数メートル程度の到達距離しか得られないという欠点がある。
【0003】
光の到達距離を延ばすには、強力な光出力が得られる発光デバイスを用いればよく、例えば発光デバイスとして光出力の大きい放電発光管を用いた装置が提案されている(実開昭55−99529号公報参照)。
【0004】
この装置は、送信側から2発の閃光パルスを所定間隔で発し、この閃光をカメラ等の撮影装置側で受光し、シャッターのレリーズ制御を行うものである。
【0005】
また、特開平4−343336号公報にて提案されているカメラシステムにおいても、発光デバイスとして放電発光管を用いている。このシステムでは、カメラに内蔵されたストロボ装置の放電発光管から、発光準備のために2発の閃光パルスを所定間隔で発光させ、ついで所定時間後にシャッターの全開に同期させてスレーブストロボ(ワイヤレスフラッシュ)を発光させるための単発の閃光パルスを発光させる構成となっている。
【0006】
これら実開昭55−99529号公報および特開平4−343336号公報にて提案された装置では、発光デバイスとして放電発光管を用いることにより、発光ダイオードを用いた従来のリモートコントローラに比べて、光信号の1パルス当たりの発光エネルギーは数百倍から数千倍以上であり、非常に遠距離まで光信号を到達させることができる。
【0007】
しかし、発光デバイスとして放電発光管を用いる場合に、従来のように放電発光管から発せられるパルス間隔が数ミリ秒程度で情報通信速度が遅いときには問題は生じないが、情報通信速度を早くすると、以下のような問題が生じる。
【0008】
つまり、放電発光管が冷えている状態、すなわち前回の発光からの経過時間が長い場合には、放電発光管における放電発光を開始させるためのトリガ信号を放電発光管に印加しても、実際の放電発光管の放電が開始されるまでに数十マイクロ秒の遅れが生じる。
【0009】
一方、百マイクロ秒程度の間隔で連続して発光させた場合、放電発光管の中には封入されたXe(クセノン)等のガスのイオンが十分残っており、トリガ信号を印加すると、即座に発光が開始される。従って、送信の最初の発光や、送信中で前の発光との間隔が長い場合には、トリガ信号を印加してから実際に放電発光管が発光するまでの遅れが長く、連続して発光している間は遅れが少ないことになり、発光パルスの間隔が一定にならず、正確な情報送信が行えなくなる。
【0010】
図7は放電発光管の発光遅れにより正確な情報の送信が行えなくなる例を説明するタイミングチャートである。
【0011】
この図において、(A)は光通信を行うための基準信号となる同期クロックを示し、カメラ本体等から受信したデータに対応する情報信号(B)は、この同期クロックに同期したタイミングで、例えば「START 10001111」と生成される。なお、(B)における最初の信号「START」は受信装置に対して送信開始を示す信号である。(C)は放電発光管を励起して放電発光させるために、トリガ電極に印加されるトリガ信号である。(D)は上記(B)の情報信号に同期して上記(C)のトリガ信号を印加した際に放電発光管から発せられる実際の光パルスである。
【0012】
ここで、(D)において、前回の発光からの経過時間が長い最初の光パルス(STARTパルス)P1や途中の光パルスP3では、(B)の情報信号の生成タイミングに対する発光遅れが大きい。一方、前回の発光の後に引き続いて発光する光パルスP2,P4〜P6はその遅れが少ない。このため、情報信号の生成タイミングに対する光パルスの発光タイミングが一定にならない。
【0013】
従って、送信装置側では「10001111」の信号を送ったにもかかわらず、最初のSTARTパルスを基準とした上記同期クロックと同じ周期で光信号の受信を行う受信装置側では、光パルスP2,P4〜P6を受信することができず、「00001000」のような誤ったデータを受信してしまう。
【0014】
この問題を解決するために、本出願人は、特開平2000−78089号公報にて、放電発光管の発光遅れが前回の発光からの経過時間に応じて変化することに着目し、その発光遅れを補正するために、放電発光管へのトリガ印加タイミングを前回の発光からの経過時間に応じて調整することにより、情報信号のうち発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発生タイミングをほぼ一定にできるようにした情報送信装置を提案している。
【0015】
図8はその動作を説明するタイミングチャートである。同図において、各信号は図7と同じである。同図において、トリガ印加に対して実際の光パルスが大幅に遅れるP1はディレイをかけず、光パルスがほとんど遅れないP2およびP4〜P6は、トリガ印加に大きなディレイを与え、P3では中程度のディレイを与える。これにより、情報信号のうち発光を指示する発光指示信号の生成タイミングに対する実際の発パルス(E)の発光タイミングをほぼ一定にすることができ、前述したような通信エラーを防止することができる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平2000−78089号公報にて提案した装置では、放電発光管の発光エネルギーを蓄積する主コンデンサの電圧がほぼ一定の場合は、前回の発光からの経過時間に応じてトリガ印加タイミングを調整することで実際の発光遅れを補正し、情報信号のうち発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発生タイミングをほぼ一定にできるが、装置を小型化するために主コンデンサの容量を小さくした場合や、より遠くまで送信可能とするために送信光量を大きくした場合や、送信データ量が多い場合などでは、発光に伴って主コンデンサ電圧の低下が非常に大きくなり、これに伴い放電発光管の発光遅れも大きくなるため、発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発生タイミングを一定にすることができず、正確な情報通信が行えなくなる。
【0017】
この問題を図9を用いて説明する。同図において、(A)〜(E)は図7および図8と同じものであり、(F)は放電発光管に発光エネルギーを供給する主コンデンサの充電電圧を示す。
【0018】
同図において、トリガ印加に対して前回の発光からの経過時間に応じて、トリガ印加タイミングを調整する動作は図8と同じであるが、(F)に示すように、発光とともに主コンデンサの電圧が低下し、特にP4〜P6では連続して発光するために主コンデンサの電圧低下が大きく、電圧が低下するにつれて、P5、P6に示すようにトリガ印加から実際の発光までの遅れが大きくなり、結果として(E)に示す受信装置側ではP5およびP6の発光パルスを認識することができなず、通信が正常に行われなくなってしまう。
【0019】
また、他の問題として、長期間の使用により放電発光管の電極が劣化すると、発光遅延特性が変動し、特に実験的には最初発光の遅れが大きく、正確な情報通信が行えなくなる。
【0020】
この問題を、図10を用いて説明する。同図において、(A)〜(E)は図9の(A)〜(E)と同じものである。(F)〜(H)は同図の(C)〜(E)と同じ信号であるが、放電発光管の長期間の使用により発光遅延特性が変わってしまった場合のタイミングチャートである。
【0021】
同図において、長期間使用後の放電発光管に対して、(C)と同じ条件で、トリガ信号(F)を与えると、特に最初のSTARTパルスP1の遅れが大きくなり、送信側で「10001111」を送信したにも関わらず、受信側(H)では「00001000」のように認識されてしまう問題が生じる。
【0022】
そこで、本発明は、放電発光管を発光させる電気エネルギーを蓄える主コンデンサの充電状態の変動や放電発光管の特性劣化にかかわらず、正確な情報送信が行えるようにした光情報送信装置およびこれを用いた光情報通信システムを提供することを目的としている。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明にかかる光情報送信装置は、電気エネルギーを蓄積する主コンデンサと、前記主コンデンサに蓄積された電気エネルギーの放電により発光する放電発光管と、を備え、前記放電発光管をパルス発光させて外部機器に情報を送信する光情報送信装置であって、前記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電発光管の発光を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、前記パルス発光により送信する情報に対応した前記放電発光管の発光タイミングを示す発光タイミング信号を生成する生成手段と、前記発光タイミング信号に基づいて、前記放電発光管の発光を開始させるトリガ信号を前記放電発光管へ印加させる制御手段と、を有する。前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された充電電圧が低いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くし、かつ、前記計時手段により計測された経過時間が長いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くすることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本願発明にかかる光情報送信装置は、電気エネルギーを蓄積する主コンデンサと、前記主コンデンサに蓄積された電気エネルギーの放電により発光する放電発光管と、を備え、前記放電発光管をパルス発光させて外部機器に情報を送信する光情報送信装置であって、前記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、前記放電発光管の発光を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、前記パルス発光により送信する情報に対応した前記放電発光管の発光タイミングを示す発光タイミング信号を生成する生成手段と、前記発光タイミング信号に基づいて、前記放電発光管の発光を開始させるトリガ信号を前記放電発光管へ印加させる制御手段と、を有する。前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された充電電圧に基づいて設定される、充電電圧によって生じる前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングに対する発光遅れを補正するための時間と、前記計時手段により計測された経過時間に基づいて設定される、発光を行ってからの経過時間によって生じる前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングに対する発光遅れを補正するための時間との和の分だけ、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングを遅らせることを特徴とする。
【0031】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1には、本発明の第1実施形態である光情報送信装置の構成を示している。
本実施形態の光情報送信装置は、不図示のカメラ本体に接続されて被写体の照明装置としても用いられるストロボ装置である。そして、この光情報送信装置は、不図示の受信装置(受光部を有するスレーブストロボ装置や他のカメラ本体のレリーズ動作制御を行うレリーズ制御装置等)とともに光情報通信システムを構成する。
【0032】
なお、本実施形態は、メインコンデンサの充電電圧による放電発光管の発光遅れを補正する実施形態である。
【0033】
1は電源回路を構成するDC−DCコンバータであり、その出力端子間にはメインコンデンサ(主コンデンサ)2が接続されている。また、このメインコンデンサ2と並列にコンバータ出力電圧検出用の抵抗3,4による直列回路が接続されている。
【0034】
DC−DCコンバータ1の正端子には、トランジスタ5のエミッタが接続され、このトランジスタ5のベース〜エミッタ間には抵抗6が接続され、さらにベースには抵抗7の一端が接続されている。
【0035】
トランジスタ5のコレクタと接地間には、抵抗8,9の直列回路が接続されている。この抵抗8,9の接続点と接地間にはトランジスタ10のコレクタおよびエミッタが接続されている。
【0036】
トランジスタ10のベースと接地間には抵抗11が接続され、さらにベースには抵抗12の一端が接続されている。また、トランジスタ5のコレクタには倍圧コンデンサ13の一端が接続されている。
【0037】
DC−DCコンバータ1の正端子と接地間には、抵抗14、コンデンサ15およびトリガトランス16の一次巻線を直列に接続した回路が接続されている。また、DC−DCコンバータ1の正端子には発光電流を制御するコイル17が接続され、このコイル17にはダイオード18が並列接続(DC−DCコンバータ1の出力極性に対し逆向きに接続)されている。
【0038】
コイル17の出力端には、ダイオード19が順方向になるように接続され、その出力端はXe管(放電発光管)20の一端に接続されている。このXe管20のトリガ電極には、トリガトランス16の二次巻線が接続されている。Xe管20の他端には、抵抗7,14の他端およびIGBT21のコレクタが接続されている。
【0039】
このIGBT21のエミッタは接地され、ゲートと接地間には抵抗22が接続されている。また、ゲートには抵抗23の一端が接続されている。
【0040】
24は基準電圧発生回路であり、その出力端子と接地間には、フォトダイオード25と抵抗26の直列回路、および抵抗27と抵抗28の直列回路がそれぞれ並列に接続されている。そして、これら並列接続された各々の直列回路の中間接続点間にはコンパレータ29の各入力端子が接続されている。
【0041】
コンパレータ29の出力端子、DC−DCコンバータ1のCNT端子、抵抗3,4の接続点、抵抗12の他端および抵抗23の他端には、光情報送信装置の全体を制御するマイクロコンピュータ30が接続されている。そして、基準電圧発生回路24、フォトダイオード25およびコンパレータ29とこれらの周辺回路により発光量制御回路が形成される。
【0042】
マイクロコンピュータ30は、CNT、HV、QC、GATE、STOP等の各種の端子のほか、不図示のカメラの端子と接続される接続コネクタ31に接続される端子X、DI、CHG等を備えている。
【0043】
マイクロコンピュータ30は、CNT端子およびDC−DCコンバータ1を通じてメインコンデンサ2の充電を制御することができる。具体的には、マイクロコンピュータ30は、DC−DCコンバータ1に電源電圧を数百ボルトの電圧に昇圧させてメインコンデンサ2を充電させ、発光に適したメインコンデンサ2の充電電圧が得られるように充電を制御する。
【0044】
メインコンデンサ2の充電電圧は、このメインコンデンサ2と並列に接続された抵抗3,4で分割され、その電圧がマイクロコンピュータ30で検出される。
【0045】
トランジスタ5、抵抗6〜9、トランジスタ10、抵抗11,12および倍圧コンデンサ13は、メインコンデンサ2の充電電圧を倍電圧化する倍電圧回路を形成し、Xe管20には、メインコンデンサ2の充電電圧+倍圧コンデンサ13の電圧が印加される。
【0046】
ダイオード18は発光停止時にコイル17に発生する電圧を吸収するフライホィールダイオードであり、ダイオード19はXe管20での発光時に倍圧コンデンサ13により印加される倍電圧が、Xe管20の陽極にのみ印加されるべく電圧を保持するためのダイオードである。接続コネクタ31はカメラとの間でシリアル通信を行うために用いられる。
【0047】
次に、マイクロコンピュータ30の各端子の機能について説明する。CNT端子はDC−DCコンバータ1の充電動作の制御出力端子であり、HV端子はメインコンデンサ2の電圧をモニタするためのアナログ/デジタル(A/D)変換入力端子である。また、QC端子は倍圧コンデンサ13を急速充電するための制御出力端子、GATE端子はIGBT21のゲート制御出力端子、STOP端子は発光停止信号の入力端子である。また、X端子はカメラ本体からの光情報送信の実行を指令する信号の入力端子であり、CLK端子はカメラ本体側とのシリアル通信を行うためのシリアルクロック入力端子、DI端子はシリアルデータ入力端子、DO端子はシリアルデータ出力端子、CHG端子はXe管20の発光可否をカメラ本体に伝達するための電流出力端子である。
【0048】
次に、図1の回路の動作について説明する。電源スイッチ(不図示)がオンされると、マイクロコンピュータ30はHV端子を介して常時メインコンデンサ2の端子電圧(充電電圧)をモニタし、その端子電圧がXe管20の発光が可能となる所定電圧(充電完了電圧)となるように、端子電圧が低い時にはCNT端子を介してDC−DCコンバータ1を動作させ、端子電圧が高い時にはCNT端子を介してDC−DCコンバータ1の動作を停止させる。
【0049】
一方、メインコンデンサ2の端子電圧がXe管20の発光が可能な所定電圧に到達すると、CHG端子から所定量の電流を通して、カメラ本体に対して光情報通信が可能になったことを伝達する。
【0050】
これに対し、カメラ本体側では、光情報送信装置を介して図示しないデータ受信装置に光情報を送信するために、この光情報送信装置のシリアルクロック入力端子CLK、シリアルデータ入力端子DIおよびシリアルデータ出力端子DOを介してシリアル通信によりマイクロコンピュータ30に送信すべき情報を伝達する。
【0051】
この情報はいかなる情報でもよいが、例えばデータ受信装置が受光部を有するスレーブストロボ装置であった場合、その発光量や発光形態(例えば、閃光発光であるか、フォーカルプレン(FP)発光と称される長時間発光であるか否か等)や発光時間等の情報である。また、受信装置が他のカメラ本体に接続されているレリーズ制御装置の場合、シャッター秒時情報や絞り情報、レリーズ開始タイミング等の情報である。
【0052】
これらの情報を光情報送信装置がカメラ本体側から受信した際の動作について以下に説明する。
【0053】
図2には、情報受信時の動作を示すタイミングチャートである。図2において、(A)のCLK、(B)のDI、(C)のDOはカメラとマイクロコンピュータ30の間で行われるシリアル通信を示し、同期クロックであるCLKに同期してDI端子を介してカメラ本体からマイクロコンピュータ30にデータが送られ、マイクロコンピュータ30からDO端子を通してデータが返送される。
【0054】
(D)は光情報送信装置と受信装置との間で光通信を行う所定の情報通信速度を示すタイミング信号であり、この信号はマイクロコンピュータ30の内部で一定周期のクロック信号として形成される。
【0055】
(E)は光情報送信装置が送信すべきシリアル通信データであり、カメラからDI通信端子を通して受信した8ビットのデータ(同図では、11111111)の最初に、情報通信の開始を示すSTARTビット「1」を付加した合計9ビットの信号である。
【0056】
(F)はXe管20の発光遅れを補正するためのデータであり、抵抗3,4の接続点を通じて検出したメインコンデンサ2の端子電圧に応じてXe管20にトリガ信号を印加するタイミングをクロック信号(D)に対して遅らせるディレイ時間を示す。
【0057】
なお、実際には、このディレイ時間にはXe管20の前回の発光からの経過時間(以下、発光間隔という)に応じたディレイ時間が加算されるが、図2のタイミングチャートでは、説明を簡単にするために、STARTビット以降は発光間隔が等しいもの(送信データの各ビットが全て1)としている。
【0058】
(G)はIGBT21をオンさせるGATE信号を示す。(H)はトリガコンデンサ15に蓄積された電荷が、IGBT21のONによりトリガトランス16の一次側を流れることによって、電磁誘導によりトリガトランス16の二次側に発生してXe管20のトリガ電極に印加されるトリガ信号を示す。
【0059】
(I)はトリガ信号の印加によりXe管20が放電発光することにより発生する光パルスを示し、(J)はメインコンデンサ2の端子電圧を示し、(K)は受信装置が受信するタイミングと受信したデータを示す。
【0060】
以下、図2における動作を説明する。まず、時間t0においてシリアル通信が開始され、カメラから光情報送信装置のDI端子に送信すべきデータ(B)の所定のクロック数の通信が行われた後、時間t1において光情報送信装置が発光処理中であることを示すようDO端子を“Lo”レベルにする。
【0061】
次に、マイクロコンピュータ30は、クロック信号(D)に同期して送信信号(E)を生成する。この送信信号は、送信データに光情報通信の開始を示すSTARTビットが付加されたものである。このSTARTビットに続くデータ信号D7〜D0は、本例ではMSBファーストルールに従い、1の時にXe管20の発光を指示する信号である。
【0062】
単純にクロック信号(D)ないし送信信号(E)のうちの発光指令信号(1)に同期してXe管20にトリガ信号を印加すると、メインコンデンサ2の端子電圧(J)の低下に伴うトリガ信号の印加からXe管20の放電発光開始までの遅れのばらつきにより、発光パルス(I)の間隔が乱れるので、本実施形態では、図3および図4のフローチャートにて説明する制御により、メインコンデンサ2の端子電圧(J)に応じてトリガ信号の印加タイミングを補正し、Xe管20の発光間隔、つまりは発光指令信号(1)に対するXe管20の発光タイミングをほぼ一定にしている。
【0063】
まず、前述したように、時刻t0においてシリアル通信が開始され、カメラ本体から光情報送信装置のDI端子に送信すべきデータ(B)が出力され、所定のクロック数の通信が行われると、通信割込が発生し、図3に示す処理が開始される。
【0064】
[ステップ101]
通信割込が発生すると、発光処理中BUSYであることを示すために、マイクロコンピュータ30はそのDO端子を”Lo”レベルに設定する。また、次のトリガ印加タイミングを生成するために、マイクロコンピュータ30は、内部タイマを起動すると共に、通信開始時のメインコンデンサ2の端子電圧をHV端子から読み出してVSとする。なお、内部タイマの1カウントは、例えばクロック信号の1周期の1/250程度に相当するものである。
【0065】
また同時に、GATE端子を”Hi”レベルに設定して、図2に示すようにGATE信号(G)を生成し、Xe管20にトリガ信号を印加してSTARTパルスP1を発光させる(この発光処理については、図4のフローチャートを用いて説明する)。
【0066】
さらに、これと同時に、マイクロコンピュータ30は、内蔵するRAM(図示せず)に設定している発光間隔カウンタKに0を設定するとともに、発光回数カウンタCに0を設定する。
【0067】
[ステップ102]
内部タイマのカウント値が、送信信号のうちSTARTビットが生成された時点からクロック信号の1周期分に相当する値となるまで本ステップをループし、そのカウント値に達すると、ステップ103に進む。
【0068】
[ステップ103]
内部タイマを再起動する。
【0069】
[ステップ104]
カメラ本体から受信したデータに対応してクロック信号に同期して生成した送信信号における今回のビットが”1(発光指令信号)”である場合は、ステップ106に進み、”0”である場合はステップ105に進む。
【0070】
[ステップ105]
今回は発光しないので、発光間隔カウンタKに”1”を加算した後でステップ113に進む。
【0071】
[ステップ106]
今回発光するので、前回の発光から今回の発光までの経過時間を示す発光間隔カウンタKの値から表1を参照し、発光間隔対応ディレイ時間PDを読み出す。
【0072】
【表1】
【0073】
すなわち、発光間隔対応ディレイ時間PDは、前回の発光から今回の発光までの経過時間が長いほど短くなるように設定され、上記経過時間が短いほど長くなるように設定される。
【0074】
[ステップ107]
現在のメインコンデンサ2の端子電圧をHV端子より読み出してMCVとする。
【0075】
[ステップ108]
ステップ101で求めた送信開始時のメインコンデンサ2の端子電圧VSとステップ107で読み出した現在のメインコンデンサ2の端子電圧MCVとの差分に基づいて表2を参照し、電圧対応ディレイ時間VDを読み出す。
【0076】
【表2】
【0077】
すなわち、電圧対応ディレイ時間VDは、メインコンデンサ2の端子電圧が低いほど短くなるように設定され、メインコンデンサ2の端子電圧が高いほど長くなるように設定される。
【0078】
[ステップ109]
ステップ106で算出した発光間隔対応ディレイ時間PDにステップ108で算出した電圧対応ディレイ時間VDを加算し、最終的なディレイ時間DLを求める。すなわち、ステップ106で算出した発光間隔対応ディレイ時間PDを、電圧対応ディレイ時間VDにより補正する。
【0079】
[ステップ110]
ステップ109で決定されたディレイ時間DLが「0または負」の場合はステップ112に進み、「正」の場合はステップ111に進む。
【0080】
[ステップ111]
ステップ103で再起動した内部タイマのカウント値が、ステップ109で決定されたディレイ時間DLの分に達するまで待つ。
【0081】
[ステップ112]
GATE端子を”Hi”レベルに設定してGATE信号(G)を生成し、Xe管20にトリガ信号を印加してデータパルスP2を発光させる(この発光処理については、図4のフローチャートを用いて説明する)。
【0082】
さらに、これと同時に、マイクロコンピュータ30は、発光間隔カウンタKに0を設定する。
【0083】
[ステップ113]
発光回数カウンタCに1を加算する。
【0084】
[ステップ114]
9ビットの光情報の送信が終了したか否か判別するために、発光回数カウンタCの値を判別し、C=9の場合はステップ115に進んで発光処理を終了する。また、C<9の場合はステップ102に戻り、最終ビットD0まで発光処理を繰り返す。
【0085】
[ステップ115]
内部タイマを停止させ、マイクロコンピュータ30はそのDO端子を”Hi”レベルに設定することによりBUSYを解除して発光処理を終了する。
【0086】
次にステップ101やステップ113で説明したデータパルス発光処理の詳細を図4のフローチャートを用いて説明する。
【0087】
[ステップ201]
まず、マイクロコンピュータ30のGATE端子をHiレベルに設定する。これにより、IGBT21が導通状態となり、トリガコンデンサ15に充電されている電荷はIGBT21のコレクタ、エミッタ、トリガトランス16を通って流れ、トリガトランス16の二次側に千数百ボルトの電圧が発生し、Xe管20が励起される。Xe管20の放電電流はIGBT21を介して流れ、発光を開始する。
【0088】
[ステップ202]
Xe管20が発光を開始すると、その光をフォトダイオード25が受光する。
フォトダイオード25からは受光光量に応じた電流が流れるので、抵抗26に受光光量に応じた電圧が発生し、抵抗27,28で分圧された所定のコンパレート電圧よりも高くなると、コンパレータ29の出力電圧はLoレベルからHiレベルに反転する。マイクロコンピュータ30はSTOP端子を通じてコンパレータ29の出力電圧をモニタし、HiレベルであればXe管20の発光を停止させるためにステップ204に進み、まだLoレベルの場合はステップ203に進む。
【0089】
[ステップ203]
STOP端子がLoレベルの場合でも、所定時間が経過している場合はステップ204に進んで強制的に発光終了処理を行い、所定時間未満の場合はステップ202に戻る。
【0090】
[ステップ204]
Xe管20の発光を停止させめために、マイクロコンピュータ30はGATE端子をLoレベルに設定する。これにより、IGBT21はオフ状態となり、Xe管20の発光電流が遮断され、発光が停止する。
【0091】
[ステップ205]
次の発光のため倍圧印加コンデンサ13を急速に充電するために、マイクロコンピュータ30はQV端子をHiレベルに設定する。これにより、トランジスタ10が導通状態となり、倍圧印加コンデンサ13は抵抗8のみで急速に充電が行われる。
【0092】
[ステップ206]
倍圧コンデンサ13の充電が終了するまでの所定時間待つ。
【0093】
[ステップ207]
倍圧コンデンサ13の急速充電が終了すると、マイクロコンピュータ30はQV端子をLoレベルに設定し、トランジスタ10をオフしてパルス発光処理を終了する。
【0094】
なお、IGBT21のオフによる発光終了時には、Xe管20内にはXeのイオンが残っておりインピーダンスは数オーム程度と低く、カソード側がアノード側とがほぼ同電位に持ち上がるので、トリガコンデンサ15はその電圧により自動的に急速に充電され、次回の発光の準備が完了する。
【0095】
このように本実施形態によれば、前回発光からの経過時間およびメインコンデンサ2の充電電圧に応じて発光指示信号の生成タイミング(同期クロック)に対するトリガ印加タイミングを補正するので、前回発光からの経過時間およびメインコンデンサ2の充電電圧にかかわらず発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発光タイミングをほぼ一定とすることができる。特に、本実施形態にて説明したように、Xe管20を連続(シリーズ)発光させることによりメインコンデンサ2の充電電圧が大きく低下するように場合でも、発光間隔のばらつきを防止することができる。したがって、受信装置側における受信エラーを回避して正確な情報の送信を行うことができる。
【0096】
なお、本実施形態では、STARTパルスを基準にして、メインコンデンサ2の端子電圧が低い場合および前回の発光からの経過時間が長い場合はトリガ印加タイミングの正の遅れ補正量(発光間隔対応ディレイ時間PD)を短くし、上記端子電圧が高い場合および上記経過時間が短い場合はトリガ印加タイミングの正の遅れ補正量を長くする場合について説明したが、上記端子電圧が低い場合および上記経過時間が長い場合はトリガ印加タイミングの負の遅れ補正量を長くして基準タイミングよりも早くトリガ印加を行い、上記端子電圧が高い場合および上記経過時間が短い場合はトリガ印加タイミングの負の遅れ補正量を短くして基準タイミングの直前にトリガ印加を行うようにしてもよい。
【0097】
(第2実施形態)
図5には、Xe管20のトリガ信号印加から発光開始までの遅延時間を測定したグラフを示している。このグラフにおいて、縦軸はトリガ信号印加から発光開始までの遅延時間であり、横軸は発光パルス間隔である。◆のマーカーは新品のXe管での測定結果であり、■のマーカーは5000回発光させたXe管での測定結果であり、▲のマーカーは10000回発光させたXe管での測定結果である。このグラフから分かるように、発光回数が増えるほど特に初回の発光が遅れてしまう。
【0098】
そこで、第2実施形態では、第1実施形態でのトリガ印加タイミングの補正に加えて、Xe管の特性劣化につながる総発光回数に基づいてトリガ印加タイミングに補正を加えることで、より一層正確な情報送信を行うことができるようにしている。
【0099】
なお、本実施形態のハードウェア構成は第1実施形態と同じであるが、ソフトウェア構成は図6のフローチャートに示すようになっている。
【0100】
第1実施形態と同様に、不図示のカメラ本体から所定のクロック数の通信が行われると、通信割込が発生し、図6に示す処理が開始される。
【0101】
[ステップ301]
通信割込が発生すると、発光処理中BUSYであることを示すために、マイクロコンピュータ30はそのDO端子を”Lo”レベルに設定する。また、次のトリガ印加タイミングを生成するために、マイクロコンピュータ30は、内部タイマを起動すると共に、通信開始時のメインコンデンサ2の端子電圧をHV端子から読み出してVSとする。なお、内部タイマの1カウントは、例えばクロック信号の1周期の1/10に相当するものである。
【0102】
また同時に、GATE端子を”Hi”レベルに設定して、図2に示すようにGATE信号(G)を生成し、Xe管20にトリガ信号を印加してSTARTパルスP1を発光させる(この発光処理については、第1実施形態にて図4のフローチャートを用いて説明したものと同じである)。
【0103】
さらに、これと同時に、マイクロコンピュータ30は、内蔵するRAM(図示せず)に設定している発光間隔カウンタKに0を設定するとともに、発光回数カウンタCに0を設定する。
【0104】
また、マイクロコンピュータ30内の不図示のEEPROM等の不揮発性メモリに記憶されているこれまでの総発光回数XALLを読み出す。
【0105】
[ステップ302]
内部タイマのカウント値が、送信信号のうちSTARTビットが生成された時点からクロック信号の1周期分に相当する値となるまで本ステップをループし、そのカウント値に達すると、内部タイマを停止させてステップ303に進む。
【0106】
[ステップ303]
内部タイマを再起動する。
【0107】
[ステップ304]
カメラ本体から受信したデータに対応してクロック信号に同期して生成した送信信号における今回のビットが”1(発光指令信号)”である場合は、ステップ306に進み、”0”である場合はステップ305に進む。
【0108】
[ステップ305]
今回は発光しないので、発光間隔カウンタKに”1”を加算した後でステップ313に進む。
【0109】
[ステップ306]
今回発光するので、総発光回数XALLと前回の発光から今回の発光までの経過時間を示す発光間隔カウンタKの値から表3を参照し、総発光回数・発光間隔対応ディレイ時間PDを読み出す。なお、この表3は、図5のグラフを2次元のデータテーブルとしてマイクロコンピュータ30内に記憶されているものである。
【0110】
【表3】
【0111】
すなわち、総発光回数・発光間隔対応ディレイ時間PDは、総発光回数XALLが多いほど短くなるように設定され、総発光回数XALLが少ないほど長くなるように設定される。また、前回の発光から今回の発光までの経過時間が長いほど短くなるように設定され、上記経過時間が短いほど長くなるように設定される。
【0112】
[ステップ307]
現在のメインコンデンサ2の端子電圧をHV端子より読み出してMCVとする。
【0113】
[ステップ308]
ステップ301で求めた送信開始時のメインコンデンサ2の端子電圧VSとステップ307で読み出した現在のメインコンデンサ2の端子電圧MCVとの差分に基づいて表4を参照し、電圧対応ディレイ時間VDを読み出す。
【0114】
【表4】
【0115】
すなわち、電圧対応ディレイ時間VDは、メインコンデンサ2の端子電圧が低いほど短くなるように設定され、メインコンデンサ2の端子電圧が高いほど長くなるように設定される。
【0116】
[ステップ309]
ステップ306で算出した総発光回数・発光間隔対応ディレイ時間PDにステップ308で算出した電圧対応ディレイ時間VDを加算し、最終的なディレイ時間DLを求める。すなわち、ステップ306で算出した発光間隔対応ディレイ時間PDを、電圧対応ディレイ時間VDにより補正する。
【0117】
[ステップ310]
ステップ309で決定されたディレイ時間DLが「0または負」の場合はステップ312に進み、「正」の場合はステップ311に進む。
【0118】
[ステップ311]
ステップ303で再起動した内部タイマのカウント値が、ステップ309で決定されたディレイ時間DLの分に達するまで待つ。
【0119】
[ステップ312]
GATE端子を”Hi”レベルに設定してGATE信号(G)を生成し、Xe管20にトリガ信号を印加してデータパルスP2を発光させる(この発光処理については、第1実施形態の図4のフローチャートを用いて説明したものと同じである)。
【0120】
さらに、これと同時に、マイクロコンピュータ30は、発光間隔カウンタKに0を設定する。
【0121】
[ステップ313]
発光回数カウンタCに1を加算する。
【0122】
[ステップ314]
9ビットの光情報の送信が終了したか否か判別するために、発光回数カウンタCの値を判別し、C=9の場合はステップ315に進んで発光処理を終了する。
また、C<9の場合はステップ302に戻り、最終ビットD0まで発光処理を繰り返す。
【0123】
[ステップ315]
内部タイマを停止させ、マイクロコンピュータ30はそのDO端子を”Hi”レベルに設定することによりBUSYを解除して発光処理を終了する。
【0124】
このように本実施形態によれば、Xe管20の総発光回数、前回発光からの経過時間およびメインコンデンサ2の充電電圧に応じて発光指示信号の生成タイミング(同期クロック)に対するトリガ印加タイミングを補正するので、Xe管20の総発光回数、前回発光からの経過時間およびメインコンデンサ2の充電電圧にかかわらず発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発光タイミングがほぼ一定となり、受信装置側における受信エラーを回避して正確な情報の送信を行うことができる。
【0125】
なお、本実施形態では、総発光回数・発光間隔対応ディレイ時間をデータテーブルを参照して設定する場合について説明したが、総発光回数と発光間隔とを変数とする関数演算により求めるようにしてもよい。
【0126】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、主コンデンサの充電電圧の変動に応じて発光指示信号の生成タイミング(同期クロック)に対するトリガ印加タイミングを補正等して設定するので、主コンデンサの充電電圧が変動しても発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発光タイミングをほぼ一定とすることができる。特に、放電発光管の連続(シリーズ)発光により主コンデンサの充電電圧が大きく低下するような場合でも、放電発光管の発光間隔のばらつきをなくすることができる。このため、、受信側における受信エラーを回避して正確な情報の送信を行うことができる。
【0127】
また、本願発明によれば、放電発光管の総発光回数に応じて発光指示信号の生成タイミング(同期クロック)に対するトリガ印加タイミングを補正等して設定するので、多回数使用による放電発光管の特性劣化が生じても発光指示信号の生成タイミングに対する放電発光管の発光タイミングをほぼ一定とすることができ、受信側における受信エラーを回避して正確な情報の送信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態である光情報送信装置の構成を示す回路図である。
【図2】上記光情報送信装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図3】上記光情報送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】図3におけるパルス発光処理を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2実施形態であるXe管の総発光回数による発光遅延時間を示すグラフである。
【図6】上記第2実施形態の光情報送信装置の動作を示すフローチャートである。
【図7】放電発光管の発光遅れによって正確な情報の伝達が行えなくなる例を示すタイミングチャートである。
【図8】前回発光からの経過時間に応じて発光タイミングを補正した例を示すタイミングチャートである。
【図9】メインコンデンサ電圧の低下による放電発光管の発光遅れによって正確な情報の伝達が行えなくなる例を示すタイミングチャートである。
【図10】放電発光管の総発光回数による発光遅れによって正確な情報の伝達が行えなくなる例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 DC−DCコンバータ
2 メインコンデンサ
3,4,8,9,14 抵抗
5,10 トランジスタ
13 倍圧コンデンサ
15 コンデンサ
16 トリガトランス
20 Xe管(放電発光管)
21 IGBT
25 フォトダイオード
24 基準電圧発生回路
29 コンパレータ
30 マイクロコンピュータ
Claims (6)
- 電気エネルギーを蓄積する主コンデンサと、前記主コンデンサに蓄積された電気エネルギーの放電により発光する放電発光管と、を備え、前記放電発光管をパルス発光させて外部機器に情報を送信する光情報送信装置であって、
前記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電発光管の発光を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記パルス発光により送信する情報に対応した前記放電発光管の発光タイミングを示す発光タイミング信号を生成する生成手段と、
前記発光タイミング信号に基づいて、前記放電発光管の発光を開始させるトリガ信号を前記放電発光管へ印加させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された充電電圧が低いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くし、かつ、前記計時手段により計測された経過時間が長いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くすることを特徴とする光情報送信装置。 - 電気エネルギーを蓄積する主コンデンサと、前記主コンデンサに蓄積された電気エネルギーの放電により発光する放電発光管と、を備え、前記放電発光管をパルス発光させて外部機器に情報を送信する光情報送信装置であって、
前記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電発光管の発光を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記パルス発光により送信する情報に対応した前記放電発光管の発光タイミングを示す発光タイミング信号を生成する生成手段と、
前記発光タイミング信号に基づいて、前記放電発光管の発光を開始させるトリガ信号を前記放電発光管へ印加させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された充電電圧に基づいて設定される、充電電圧によって生じる前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングに対する発光遅れを補正するための時間と、前記計時手段により計測された経過時間に基づいて設定される、発光を行ってからの経過時間によって生じる前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングに対する発光遅れを補正するための時間との和の分だけ、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングを遅らせることを特徴とする光情報送信装置。 - 前記放電発光管の総発光回数をカウントするカウント手段を更に有し、
前記制御手段は、前記カウント手段によりカウントされた総発光回数が多いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くすることを特徴とする請求項1または2に記載の光情報送信装置。 - 前記光情報送信装置は、カメラ本体に通信可能に接続され、該カメラ本体から受信した前記外部機器への情報として前記放電発光管をパルス発光させて当該外部機器へ送信することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光情報送信装置。
- カメラ本体と、当該カメラ本体に通信可能に接続され、当該カメラ本体から受信した外部機器への情報として放電発光管をパルス発光させて当該外部機器へ送信する光情報送信装置と、を含む光情報送信システムであって、
前記放電発光管を発光させるための電気エネルギーを蓄積する主コンデンサと、
前記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電発光管の発光を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記パルス発光により送信する情報に対応した前記放電発光管の発光タイミングを示す発光タイミング信号を生成する生成手段と、
前記発光タイミング信号に基づいて、前記放電発光管の発光を開始させるトリガ信号を前記放電発光管へ印加させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された充電電圧が低いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くし、かつ、前記計時手段により計測された経過時間が長いほど、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングの遅れ時間を短くすることを特徴とする光情報送信システム。 - カメラ本体と、当該カメラ本体に通信可能に接続され、当該カメラ本体から受信した外部機器への情報として放電発光管をパルス発光させて当該外部機器へ送信する光情報送信装置と、を含む光情報送信システムであって、
前記放電発光管を発光させるための電気エネルギーを蓄積する主コンデンサと、
前記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、
前記放電発光管の発光を行ってからの経過時間を計測する計時手段と、
前記パルス発光により送信する情報に対応した前記放電発光管の発光タイミングを示す発光タイミング信号を生成する生成手段と、
前記発光タイミング信号に基づいて、前記放電発光管の発光を開始させるトリガ信号を前記放電発光管へ印加させる制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された充電電圧に基づいて設定される、充電電圧によって生じる前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングに対する発光遅れを補正するための時間と、前記計時手段により計測された経過時間に基づいて設定される、発光を行ってからの経過時間によって生じる前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングに対する発光遅れを補正するための時間との和の分だけ、前記発光タイミング信号に対する前記トリガ信号の前記放電発光管への印加タイミングを遅らせることを特徴とする光情報送信システム。
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