(57)【要約】【課題】負荷回路及びその制御回路に対し、低負荷時には消費電力を抑え、高負荷時には大電流を供給できる電源システムを提供できるようにする。【解決手段】撮像装置（１００）は、１つ又は複数の負荷へ常時電圧を供給する電源システムを有する撮像装置であって、電池投入後、常時発振可能な発振回路と、前記発振回路の出力信号により駆動される第一の電圧昇圧手段と、起動信号による起動が可能であり、停止信号により停止が可能な第二の電圧昇圧手段と、前記１つ又は複数の負荷からの負荷要求信号を受信する制御手段とを有し、負荷要求信号を前記制御部が受信した場合、前記制御部から前記第二の電圧昇圧手段の出力を負荷へ供給するか否かを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数の負荷へ常時電圧を供給する電源システムを有する撮像装置であって、
電池投入後、常時発振可能な発振回路と、
前記発振回路の出力信号により駆動される第一の電圧昇圧手段と、
起動信号による起動が可能であり、停止信号により停止が可能な第二の電圧昇圧手段と、
前記１つ又は複数の負荷からの負荷要求信号を受信する制御手段と
を有し、
負荷要求信号を前記制御部が受信した場合、前記制御部から前記第二の電圧昇圧手段の出力を負荷へ供給するか否かを制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第一の電圧昇圧手段は、チャージポンプであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第二の電圧昇圧手段は、ブースト型ＤＣＤＣコンバータであることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記発振回路は、リアルタイムクロック（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記１つ又は複数の負荷は、レンズユニットを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記１つ又は複数の負荷は、ストロボユニットを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記１つ又は複数の負荷は、衛星測位システムモジュールを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記レンズユニットが起動した際に前記レンズユニットが出力する負荷要求信号受信時に前記第二の電圧昇圧手段の出力を負荷へ供給することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記ストロボユニットが起動した際に前記ストロボユニットが出力する負荷要求信号受信時に前記第二の電圧昇圧手段の出力を負荷へ供給することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記停止信号は、前記１つ又は複数の負荷がスタンバイに入る場合に前記制御部から前記第二の電圧昇圧手段へ出力されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第一の電圧昇圧手段は、前記第二の電圧昇圧手段の起動時も駆動していることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部の電源は、前記第一の電圧昇圧手段又は前記第二の電圧昇圧手段から供給されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記レンズユニットは、前記レンズユニットに搭載されているボタンの操作によってスタンバイ状態から稼働状態になることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記ストロボユニットは、前記ストロボユニットに搭載されているボタンの操作によってスタンバイ状態から稼働状態になることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記制御部は、負荷要求信号から前記第二の電圧昇圧手段へ停止信号を送るか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置は、一瞬のシャッターチャンスを逃さないためにユーザのカメラの撮影設定切替操作やカメラに搭載のボタン操作によるスタンバイからの起動などに対して高速に応答する必要がある。カメラのシステムの応答性を向上させるためには、例えばレンズ等の駆動系の負荷及びその制御回路へ常時給電する方法が考えられる。ここで、デジタルカメラ等のモバイル機器は電池を主電源としており、負荷の駆動電圧が電池電圧以上であった場合には昇圧回路が必要となる。
【０００３】
昇圧回路にはインダクタ型とチャージポンプ型の主に２つの方式がある。インダクタ型の昇圧回路では低負荷時に効率が低く、負荷電流が低いスタンバイ時には消費電力が多くなる傾向がある。チャージポンプ型の昇圧回路では、低消費電力であるが大電流を流すことが困難である。
【０００４】
一般的に駆動系の負荷が必要とする電流量は、チャージポンプ型の昇圧回路では供給できず、インダクタ型の昇圧回路を使用する必要がある。一方で、デジタルカメラのような電池駆動式のモバイル機器では、搭載する電池の容量が限られているため、低消費電力を実現するシステムが求められる。
【０００５】
上記課題に対し、特許文献１では、チャージポンプ回路とインダクタを用いた昇圧回路を備え、負荷モード切替回路とＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御回路から構成される回路が示されている。特許文献１では、前記回路に関して通常負荷時にはインダクタでの昇圧を行い、軽負荷時にはチャージポンプによる昇圧を行い、低負荷時の電力損失を抑える電源制御回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、負荷回路からの電力供給要求によって負荷モードを切り替えることを目的としておらず、負荷回路からの要求に関しては触れられていない。
【０００８】
そこで、本発明は、負荷回路及びその制御回路に対し、低負荷時には消費電力を抑え、高負荷時には大電流を供給できる電源システムを提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、１つ又は複数の負荷へ常時電圧を供給する電源システムを有する撮像装置であって、電池投入後、常時発振可能な発振回路と、前記発振回路の出力信号により駆動される第一の電圧昇圧手段と、起動信号による起動が可能であり、停止信号により停止が可能な第二の電圧昇圧手段と、前記１つ又は複数の負荷からの負荷要求信号を受信する制御手段とを有し、負荷要求信号を前記制御部が受信した場合、前記制御部から前記第二の電圧昇圧手段の出力を負荷へ供給するか否かを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負荷回路及びその制御回路に対し、低負荷時には消費電力を抑え、高負荷時には大電流を供給できる電源システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１における撮像装置１００の構成の一例を説明するためのブロック図である。
【図２】実施形態１における電源部７００の構成の一例を説明するための図である。
【図３】チャージポンプ４００の構成の一例を説明するための図である。
【図４】ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１の構成の一例を説明する。
【図５】実施形態１におけるにおける撮像装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】実施形態１におけるにおける撮像装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
［実施形態１］
図１は、実施形態１における撮像装置１００の構成の一例を説明するためのブロック図である。撮像装置１００は、例えば、レンズユニット交換式の撮像装置である。１０２及び２０２はレンズマウントであり、撮像装置１００をレンズユニット２００と接続するためのインターフェースである。１０１及び２０１は撮像装置１００をレンズユニット２００と電気的に接続するコネクタである。
【００１４】
２００は交換レンズタイプのレンズユニットであり、不図示の被写体の光学像をレンズ２１０から、絞り２１１、レンズマウント２０２及び１０２、シャッター１４４を介して導き、撮像素子１２１上に結像することができる。２０５はレンズスイッチ類であり、ＡＦ／ＭＦ切り替えボタンや手振れ防止ボタンなどから構成される。レンズユニット２００は、レンズユニット２００に搭載のスイッチ類２０５を操作したとき、スタンバイ状態から稼働状態に移行する。
【００１５】
２０３はレンズユニット２００全体を制御するレンズ制御部である。レンズ制御部２０３は、動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリやレンズユニット２００固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値等を保持する不揮発メモリの機能も備える。レンズ制御部２０３は絞り２１１の制御や、レンズ２１０のズーミングを制御する機能も兼ね備える。また、レンズ制御部２０３はレンズユニット２００の稼働を控え電力が必要になる際に、コネクタ１０１及び２０１を介してカメラ制御部１４０に負荷要求信号を発信する。
【００１６】
３００はアクセサリシュー１１１に接続するストロボユニットである。３０１はアクセサリシュー１１１内において、ストロボユニット３００と撮像装置１００と電気的に接続するインターフェースである。３０２はストロボユニット３００全体を制御するストロボ発光制御部であり、不図示のキセノン管等の発光部に対し、発光量や発光タイミングを制御する。３０３はストロボスイッチ類であり、電源ボタンや発光モード選択ボタンなどのボタンから構成されている。
【００１７】
また、ストロボ発光制御部３０２はストロボユニット３００の稼働を控え電力が必要になる際に、アクセサリシュー１１１を介してカメラ制御部１４０に負荷要求信号を発信する。ストロボユニット３００に搭載されているストロボスイッチ類３０３を操作したとき、ストロボユニット３００はスタンバイ状態から稼働状態に移行する。
【００１８】
１２１は撮像素子であり、レンズユニット２００を介して結像された不図示の光学像を電気信号に変換する。１２２は画像処理部であり、撮像素子１２１の電気信号を処理し、画像データに変換する。１４１はシャッター制御部であり、絞り２１１を制御するレンズ制御部２０３と連携しながら、シャッター１４４を制御する。１２０は撮像装置１００全体を制御するシステム制御部である。各種の演算は、システム制御部１２０により実行される。
【００１９】
７００は電源部であり、電池接点部７０１により電池８００と接続される。電源部７００はチャージポンプ４００、ブースト型ＤＣ−ＤＣコンバータ４０１等により構成されている。また、カメラ制御部１４０の指示に基づいてブースト型ＤＣ−ＤＣコンバータ４０１を制御し、必要な電圧を必要な期間、電源供給部７０２を介して、各ブロック部へ供給する。８００は電池であり、リチウムイオン電池などが使用される。
【００２０】
１４０はカメラ制御部であり、シャッター制御部１４１等との送受通信によりカメラとしての一連の動作を制御する。また、カメラ制御部１４０は、レンズユニット２００、ストロボユニット３００を制御することも可能である。さらに、カメラ制御部１４０は電源部７００も制御する。さらに、カメラ制御部１４０はレンズユニット２００やストロボユニット３００などから負荷要求信号が発信されている場合、電源部７００のブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１を起動させるなど電源部７００を負荷に対応できるように制御する。
【００２１】
１３９はリアルタイムクロック（ＲＴＣ：Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）であり、時計機能、カレンダー機能、タイマーカウンター機能、アラーム機能があり、スリープモードへの移行時間や、アラーム通知等のシステム管理に用いられる。
【００２２】
１７０は衛星測位システムモジュールであり、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星などの衛星測位システムからの信号を受信し、測位データを出力する受信モジュールである。衛星測位システムモジュール１７０は一定間隔で測位を実施するように設定される。また、衛星測位システムモジュール１７０は測位を控え電力が必要になる際に、カメラ制御部１４０に負荷要求信号を発信する。
【００２３】
次に、図２を参照し、実施形態１における電源部７００の構成の一例を説明する。８００は電池であり、１セルのリチウムイオン電池が用いられる出力電圧は２．５〜４．２Ｖ程度である。カメラ制御部１４０の電源は、電池８００の電圧を電源部７００で昇圧した後、電源部７００から供給される。１３９は電池８００による電源供給で稼働する発振回路を内蔵しているＲＴＣである。ＲＴＣ１３９は、電池８００が接続され電源が投入されると発振出力であるクロック出力をチャージポンプ部４００へ発信する。
【００２４】
４００はＲＴＣ１３９のクロック出力によって駆動されるチャージポンプである。図３を参照し、チャージポンプ４００の構成の一例を説明する。チャージポンプ４００は、ダイオード５００とダイオード５０１、コンデンサ５０２とコンデンサ５０３で構成され、ＲＴＣ１３９からのクロック出力を発振入力として昇圧動作を行う。
【００２５】
４０１はインダクタを用いたブースト型ＤＣＤＣコンバータである。図４を参照し、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１の構成の一例を説明する。ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１は、インダクタ６００とダイオード６０１、コンデンサ６０２、ＦＥＴ６０６で構成される。６１０はブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１の制御部である。ブースト型コンバータ４０１の出力電圧は分圧抵抗６０７と分圧抵抗６０８で分圧される。分圧された電圧は、リファレンス電源との電圧差を測るエラーアンプ６０３により計測される。
【００２６】
そして、エラーアンプ６０３の出力とコンパレータ６０５と発振器６０４によりＦＥＴ６０６のスイッチングタイミング決定し、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１をフィードバック制御する。ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１はカメラ制御部１４０からの起動信号及び停止信号により起動停止が可能である。チャージポンプ部４００とブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１から電圧供給される１７０は衛星測位システムモジュール、２００はレンズユニット、３００はストロボユニットである。１４０はブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１を制御するカメラ制御部である。
【００２７】
次に、図２、図５及び図６を参照し、実施形態１における撮像装置１００の動作を説明する。図５は、実施形態１におけるにおける撮像装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１００では、電池８００投入後ＲＴＣ１３９がクロック出力を開始する。ステップＳ１０１では、チャージポンプ４００が駆動し、各部の負荷回路に電力を供給する。
【００２８】
ステップＳ１０２では、負荷回路であるレンズユニット２００またはストロボユニット３００、衛星測位システムモジュール１７０の負荷要求信号の電圧レベルによって負荷回路の負荷要求検知を行う。負荷回路であるレンズユニット２００またはストロボユニット３００、衛星測位システムモジュール１７０が負荷供給信号を発信していればステップＳ１０３に移行する。負荷回路であるレンズユニット２００またはストロボユニット３００、衛星測位システムモジュール１７０が負荷供給信号を発信していなければステップＳ１０１に移行する。
【００２９】
ステップＳ１０３では、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１へカメラ制御部１４０から起動信号を送り、ステップＳ１０４へ移行する。ステップＳ１０４では、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１を起動させ、電源部７００から負荷回路へ大電流を供給できるようにし、ステップＳ１０５へ移行する。
【００３０】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２と同様の処理を行う。負荷回路であるレンズユニット２００またはストロボユニット３００、衛星測位システムモジュール１７０がカメラ制御部１４０に負荷要求信号を発信していればステップＳ１０４に移行する。負荷回路であるレンズユニット２００またはストロボユニット３００、衛星測位システムモジュール１７０がカメラ制御部１４０に負荷要求信号を発信していなければステップＳ１０６に移行する。
【００３１】
ステップＳ１０６では、全ての負荷回路の負荷要求信号によりカメラ制御部１４０で全ての負荷回路が停止しているか判定する。全ての負荷が停止していなければＳ１０４に移行する。全ての負荷が停止していればＳ１０７へ移行する。ステップＳ１０７では、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１へカメラ制御部１４０から停止信号を送り、ステップＳ１０９へ移行する。ステップＳ１０８では、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１を停止させ、ステップＳ１０１へ移行する。
【００３２】
図６は、実施形態１におけるにおける撮像装置１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６は、負荷回路がレンズユニット２００と衛星測位システムモジュール１７０の場合のタイミングチャートを示す。
【００３３】
最初に電池８００が投入された後、チャージポンプ４００の昇圧動作が開始され負荷へ昇圧電圧が供給される。時間ｔ１で負荷側回路であるレンズユニット２００が起動し負荷要求信号が発信された場合、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１へカメラ制御部１４０から発信される起動信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切り替わる。ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１はブースト型ＤＣＤＣコンバータ起動信号を受信した後、昇圧動作を行い負荷回路であるレンズユニット２００へ昇圧電圧を供給する。
【００３４】
時間ｔ２で負荷回路であるレンズユニット２００が停止した場合、レンズユニット２００以外の負荷である衛星測位システムモジュール１７０から負荷要求信号が発信されていればブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１は昇圧動作を続ける。時刻ｔ３でレンズユニット２００と衛星測位システムモジュール１７０からの負荷要求信号の発信が停止した場合、カメラ制御部１４０からブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１へ発信される停止信号がＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切り替わる。ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１はＬｏｗレベルの停止信号を受信した後に停止し、チャージポンプ４００のみでの電圧供給に移行する。
【００３５】
以上、実施形態１について説明した。実施形態１では負荷回路からの負荷要求信号発信時にのみブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１を起動することで、負荷回路が停止している時のブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１のスイッチング損失を低減し、電源効率を向上させることができる。そして、負荷要求信号からブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１の起動停止を決定するため、カメラシーケンスに対応した負荷要求に対応できる。
【００３６】
また、実施形態１の構成とすれば、チャージポンプ４００の駆動信号にＲＴＣ１３９の出力信号を利用することでレンズユニット交換式撮像装置１００における既存の回路を利用することができ、新規に発振回路を追加する必要がない。さらに、実施形態１の構成とすれば、カメラ制御部１４０の電源を電池８００の電圧を昇圧した後の電源部７００から供給することで、電池劣化で電池出力電圧が低下した場合や低電圧出力の電池を使用した場合にもカメラ制御部１４０を稼働させることができる。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
【００３８】
実施形態１では、ブースト型ＤＣＤＣコンバータ４０１をインダクタ６００、ダイオード６０１、コンデンサ６０２、エラーアンプ６０３、発振器６０４、コンパレータ６０５、ＦＥＴ６０６、分圧抵抗６０７、分圧抵抗６０８の構成としたが、その他の構成でも構わない。
【００３９】
実施形態１では、チャージポンプ４００をダイオード５００とダイオード５０１、コンデンサ５０２、コンデンサ５０３の構成としたが、その他の構成でも構わない。実施形態１では、常時発振出力可能なＲＴＣ１３９を使用する構成としたが電池投入後に常時発振可能であれば、その他の発振器を使用した構成でも構わない。実施形態１では、負荷回路をレンズユニット２００、ストロボユニット３００、衛星測位システムモジュール１７０としたがその他のデバイスでも構わない。
【００４０】
実施形態１では、起動信号をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切り替わる信号としたが、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ切り替わる信号でも構わない。実施形態１では、停止信号をＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切り替わる信号としたが、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ切り替わる信号でも構わない。実施形態１では、１セルの電池としたが多セルの電池でも構わない。実施形態１では、リチウムイオン電池としたが、リチウムポリマー電池やニッケル水素電池、アルカリ電池、マンガン電池、その他の電池でも構わない。
【符号の説明】
【００４１】
１００  撮像装置
１０２及び２０２  レンズマウント
２００  レンズユニット
１０１及び２０１  コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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