(57)【要約】  コンデンサ充電回路を充電する方法は、デジタルパルス列を生成する段階と、デジタルパルス列をＡＣ信号に変換する段階と、ＡＣ信号を増幅して高電圧のＡＣ信号を生成する段階と、高電圧のＡＣ信号を整流してコンデンサ充電信号を生成する段階と、コンデンサ充電回路から特性データをサンプリングする段階と、特性データに基づいてデジタルパルス列を最適化する段階と、コンデンサ充電信号を使用してコンデンサを充電する段階と、を有している。デジタルパルス列は、特性データに基づいて継続的に最適化可能である。
2008529471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ充電回路を充電する方法において、
デジタルパルス列を生成する段階と、
前記デジタルパルス列をＡＣ信号に変換する段階と、
前記ＡＣ信号を増幅して高電圧のＡＣ信号を生成する段階と、
前記高電圧のＡＣ信号を整流してコンデンサ充電信号を供給する段階と、
前記コンデンサ充電回路から特性データをサンプリングする段階と、
前記特性データに基づいて前記デジタルパルス列を最適化する段階と、
前記コンデンサ充電信号を使用して前記コンデンサを充電する段階と、
を有する方法。
【請求項２】
前記デジタルパルス列は、前記特性データに基づいて継続的に最適化される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記特性データは、前記コンデンサを充電可能な最大速度を有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記特性データは、前記コンデンサに影響を及ぼす突入電流の発生を有する請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記デジタルパルス列は、プログラム可能なマイクロコントローラを使用して生成される請求項１記載の方法。
【請求項６】
可変であり且つ非周期的であるパルス幅を具備したデジタルパルス列を生成する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項７】
可変であり且つ非周期的であるデューティサイクルを具備したデジタルパルス列を生成する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記マイクロコントローラは、前記コンデンサ充電回路とカメラモジュールを同期化させる請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記デジタルパルス列は、デジタル信号プロセッサを使用して生成される請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記デジタルパルス列は、特定用途向け集積回路を使用して生成される請求項１記載の方法。
【請求項１１】
携帯電話機と
前記携帯電話機に接続された一次電源と、
前記一次電源から供給される電圧を昇圧するべく前記一次電源に接続された変圧器と、
前記変圧器から供給される変動電流を整流するべく前記変圧器に接続されたダイオードと、
電荷を保存するべく前記ダイオードに接続されたコンデンサと、
記憶されたプログラムに従って出力を供給するマイクロコントローラと、
前記変圧器を通じて電力を引き出すべく前記マイクロコントローラに結合された電子スイッチと、
を有する携帯型電子装置。
【請求項１２】
前記ダイオードの出力を前記マイクロコントローラに結合しているフィードバックループを更に有しており、前記保存されたプログラムは、前記フィードバックループ上の信号の変化に応答して、前記マイクロコントローラから供給される前記出力を変化させる請求項１１記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１３】
前記ダイオードの出力を前記マイクロコントローラに結合しているフィードバックループを更に有しており、前記記憶されたプログラムは、受信した信号に従って、前記マイクロコントローラから供給される前記出力を動的に変化させて前記フラッシュコンバータ回路の性能特性を最適化させるべく機能する請求項１１記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１４】
前記フラッシュコンバータ回路の充電速度は、前記フラッシュコンバータ回路の性能特性である請求項１３記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１５】
前記フラッシュコンバータ回路内における突入電流の発生は、前記フラッシュコンバータ回路の性能特性である請求項１３記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１６】
前記マイクロコントローラは、デジタルパルス列を生成して前記電子スイッチに印加する請求項１１記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１７】
前記マイクロコントローラは、可変であり且つ非周期的であるパルス幅を具備したデジタルパルス列を生成する請求項１６記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１８】
前記マイクロコントローラは、可変であり且つ非周期的であるデューティサイクルを具備したデジタルパルス列を生成する請求項１６記載のフラッシュコンバータ回路。
【請求項１９】
カメラモジュールを更に有しており、前記マイクロコントローラは、前記フラッシュコンバータ回路と前記カメラモジュールを同期化させる請求項１８記載のフラッシュコンバータ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラのフラッシュと共に使用する高電圧の充電及び保存のための回路及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機及びその他の携帯型電子装置の複雑性の増大に伴って、製造者は、これらの装置に益々多くの機能を内蔵し、顧客を引き付けようと努めている。最近では、小さなデジタルカメラが携帯電話機に内蔵されるようになっている。しかしながら、これらのカメラは、十分に露光された写真の撮影を保証するべく十分な自然光が存在する状況において常に使用されるわけではない。電気フラッシュは、自然光の量が限られている写真アプリケーションに適切な照明を提供するための簡単且つ安価な方法である。しかしながら、携帯型電子装置内への電気フラッシュの内蔵は、これらのフラッシュの容積と複雑さによって妨げられている。従って、携帯型装置と共に使用するための更に小さく更にコンパクトなフラッシュシステムに対するニーズが存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
当業者には周知のように、従来のフラッシュ回路は、例えば、複数の抵抗器、コンデンサ、及び誘導子を含む多数の個別のコンポーネントを使用して製造されている。これらのアナログコンポーネントは、ストレージコンデンサの充電のために使用可能である。これらのコンポーネントに加えて、フライバック変圧器に対する一次電流の一連のパルスを使用することにより、フライバック変圧器回路を使用してフラッシュ回路のストレージコンデンサを充電可能である。しかしながら、放電の際のフライバック変圧器の二次巻線の不完全なエネルギーの減損と、起動の際に回路内の空の個別コンポーネントを充電するのに必要な過渡的な電流量に起因し、突入電流と呼ばれる現象が発生する。当業者であれば、この現象に精通しており、性能の観点から、これが望ましいものではないことを知っていよう。従って、更に小さく更にコンパクトなフラッシュシステムに対するニーズに加えて、最小限の突入電流を経験しつつ、迅速且つ効果的に充電可能であるシステムに対する更なるニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施例においては、コンデンサ充電回路を充電する方法は、デジタルパルス列を生成する段階と、デジタルパルス列をＡＣ信号に変換する段階と、ＡＣ信号を増幅して高電圧のＡＣ信号を生成する段階と、高電圧のＡＣ信号を整流してコンデンサ充電信号を生成する段階と、コンデンサ充電回路から特性データをサンプリングする段階と、特性データに基づいてデジタルパルス列を最適化する段階と、コンデンサ充電信号を使用してコンデンサを充電する段階と、を有している。デジタルパルス列は、特性データに基づいて継続的に最適化可能である。
【０００５】
別の実施例においては、携帯型電子装置は、携帯電話機と、携帯電話機に接続された一次電源と、一次電源から供給される電圧を昇圧するべく一次電源に接続された変圧器と、変圧器から供給される変動電流を整流するべく変圧器に接続されたダイオードと、電荷を保存するべくダイオードに接続されたコンデンサと、記憶されたプログラムに従って出力を供給するマイクロコントローラと、変圧器を通じて電力を引き出すべくマイクロコントローラに結合された電子スイッチと、を有している。
【０００６】
代替実施例においては、フラッシュコンバータ回路は、ダイオードの出力をマイクロコントローラに結合するフードバックループを更に有している。記憶されたプログラムは、フィードバックループ上の信号の変化に応答して、マイクロコントローラから供給される出力を変化させている。
【０００７】
別の代替実施例においては、フラッシュコンバータ回路は、ダイオードの出力をマイクロコントローラに結合しているフィードバックループを更に有している。記憶されたプログラムは、受信した信号に従って、マイクロコントローラから供給される出力の充電周波数及びディユーティサイクルの中の少なくとも１つを動的に変化させることにより、フラッシュコンバータ回路の性能特性を最適化するべく機能している。フラッシュコンバータ回路の充電速度と、フラッシュコンバータ回路内の突入電流の発生は、いずれも、本発明の様々な実施例において最適化可能である性能特性である。
【０００８】
本発明の更に別の実施例においては、消費者装置のプロセッサとして包含されているマイクロコントローラを使用し、変圧器を駆動するための一連のデジタルパルスを生成可能であり、この一連のデジタルパルスを使用し、コンデンサ上に高電圧の電荷を保存している。マイクロコントローラを使用することにより、基本的な方形波から更に複雑な適応型パルス成形法に至るあらゆる種類の動的な信号を生成可能である。当業者には、対象のアプリケーションの要件に基づいて最適な波形が選択されることが明らかとなろう。
【０００９】
従って、本発明の一実施例においては、一連のデジタルパルスを生成するために、個別のコンポーネントを使用するのではなく、携帯電話機に固有のマイクロコントローラ又はこれに類似したものなどの装置内に既に存在しているマイクロコントローラを使用することにより、迅速な充電時間を維持しつつ、プリント回路基板を含むコンデンサを充電する回路のサイズと、それらに使用されているコンポーネントの数が低減されることになる。
【００１０】
本発明の模範的な実施例は、その性能（例えば、充電速度）を維持しつつ、従来のフラッシュモジュールコンバータ回路と比べて、少なくとも１０％だけ、サイズが小さくなり、且つ、これに伴って安価になると推定される。これは、小型のフラッシュモジュールが小型の装置内に詰め込まれている携帯電話機のカメラやその他の同様の携帯型装置において特に望ましいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施例について詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記述されている又は添付の図面に例示されているコンポーネントの構造及び構成の詳細に限定されるものではないことを理解されたい。本発明は、代替実施例が可能であり、様々な方法によって実施及び実現可能である。又、本明細書に使用されている用語は、例示用の説明を目的としたものであり、限定を意図したものと見なしてはならない。
【００１２】
基本的なカメラフラッシュシステムは、電源として機能する小さな電池と、実際にフラッシュを生成するガス放電管と、通常はいくつかの個別のコンポーネントから構成されている回路と、という３つの主要な部分を具備している。放電管は、通常、キセノンガスが充填されたチューブから構成され、両端の電極と、トリガ電極を有しており、これらの電極は、チューブの本体における金属性又は導電性のレイヤ（layer）であってよい。放電管のガスをイオン化してフラッシュを生成するのに必要な高電圧に起因し、フラッシュ回路は、放電管に正常に印加する前に、電池からの電圧を大幅に昇圧する必要がある。
【００１３】
従来の電子フラッシュ装置のブースタ回路には、フォワードタイプのコンバータが使用されており、この理由は、これらの構造が単純であり、且つ、これらが、振動する変圧器の変動による影響をほとんど受けないためある。しかしながら、カメラが更に小型化するに伴って、益々、小容量の電池を使用してカメラのフラッシュに対して電力を供給するようになっている。対照的に、カメラのフラッシュには、高いガイドナンバーが必要とされており、画像を適切に露光するために高強度のフラッシュを必要としている。従って、フォワードタイプのコンバータよりも高効率であるフライバックタイプのコンバータが、従来のフォワードタイプのコンバータよりも人気を得るようになっている。フライバックコンバータを使用することにより、低電流によるコンデンサの効率的な充電を実現可能である。
【００１４】
当業者には周知のように、フライバックコンバータを使用して電圧を昇圧するには、変動電流が必要であり、これは、ＤＣ電流を継続的に中断させることによってフラッシュ回路内に提供可能である。ＤＣ電流の迅速で短いパルスを単純な発振器からフライバック変圧器に通過させることにより、その磁場を継続的に変動させている。この発振器の主要な要素は、変圧器の一次及び二次コイル、別の誘導子（フィードバックコイル）、及び電気制御スイッチとして機能するトランジスタである。スイッチングされたＤＣ電力を変圧器においてＡＣ信号に変換し、これにより、変圧器によって電圧を昇圧又は降圧可能である。
【００１５】
従って、図１は、コンデンサ１９０を充電するべくスイッチモード電源を使用している既知のカメラフラッシュ充電回路を示している。保存されたコンデンサ１９０上の電荷を後から使用することにより、フォトフラッシュチューブ（図示されてはいない）を起動可能である。一般的に、スイッチモード電源は、低ＤＣ入力を高ＤＣ電圧出力に変換してコンデンサを充電することを要するアプリケーションにおいて使用されている。これには変圧器が必要であり、且つ、変圧器は、動作のために変動電源を必要としているため、スイッチモード電源においては、変圧器に対する一次電流を一連のオン及びオフスイッチングされたパルスによって制御しており、このために、この名前が付与されている。様々な手段を利用し、変圧器に供給する一次電流の一連のパルスを制御可能である。
【００１６】
変圧器が、変圧器の一次コイル１６０と二次コイル１７０の間において電圧を昇圧又は降圧する程度は、それぞれのコイル内のループの数及び／又はループの間のスペース及び材料に依存している（例えば、１つのコイルを他方のものの周りに巻回可能であり、或いは、両方を鉄心の周りに巻回可能であろう）。図１に示されているものなどの昇圧変圧器においては、二次コイル１７０は、一次コイル１６０よりも多くのループを具備することになる。この結果、二次コイル１７０上に生成される電圧は、一次コイル１６０上に存在するものよりも格段に大きなものとなる。
【００１７】
図１の充電回路は、充電スイッチ１５５を閉路することによって起動され、この結果、電源１００からフィードバックコイル１６５を通じてトランジスタ１５０のベースに短い電流のバーストが送出されることになる。この電流をトランジスタ１５０のベースに印加することにより、トランジスタ１５０のコレクタからエミッタに電流を流すことができる。このようにトランジスタが「スイッチオン」されると、第２の電流バーストが電源１００から変圧器の一次コイル１６０に流れることができる。このバーストは、二次コイル１７０の電圧の変化を引き起こし、これにより、フィードバックコイル１６５の電圧が変化することになる。このフィードバックコイル１６５の電圧により、電流がトランジスタのベースに伝達され、再度、トランジスタ１５０が導電状態となり、このプロセスが反復される。このように、回路が継続的に中断及び反復するのに伴い、変圧器の二次コイル１７０上において電圧が徐々に昇圧されることになる。
【００１８】
変圧器からの高電圧出力は、整流器ダイオード１８０による整流により、変動電流から安定した直流に戻されている。次いで、この高電圧の電荷を使用し、フラッシュ電解コンデンサ１９０を充電している。この電圧を放電管（図示されてはいない）に印加してフラッシュを生成する前に、第２変圧器（図示されてはいない）を使用してコンデンサ１９０からの電圧を更に昇圧可能である。
【００１９】
新しい代替例として、本発明による模範的な実施例が図２に示されている。この実施例の心臓部には、マイクロプロセッサ２１０が存在しており、これは、図２の実施例においては、動的であってプログラム可能なデジタル制御信号をフライバックコンバータに対して出力するべく備えられている。従来技術において使用されている充電方法とは異なり、この本発明の実施例は、制御信号としての動的なパルス充電を特徴としており、この場合に、これらのパルスは、デューティサイクル又はパルス幅を固定する必要はない。これらの事象のいずれかを独立的に変化させることにより、回路の充電特性を最適化可能である。図２に示されている実施例においては、動的なパルス充電がマイクロコントローラ２１０によって提供されている。
【００２０】
マイクロコントローラ２１０は、一実施例においては、そのコンデンサ充電回路が含まれている装置内においてその他の機能をサービスしているマイクロプロセッサであってよい。例えば、本回路が、オンボードのデジタルカメラを具備している携帯電話機内に含まれている場合には、電話及びその他のアプリケーションを処理するべく電話機内に通常含まれているマイクロプロセッサを、図２に示されているマイクロコントローラ２１０として機能させることができる。
【００２１】
既に存在しているコンポーネントの機能をマイクロコントローラ２１０の形態において借用することは、さもなければ回路内に必要となるであろう個別のコンポーネントのいくつかを低減することにより、本デジタルフラッシュコンバータに必要な合計スペースを低減するのに有用である。従来技術による充電回路は、嵩張る個別の又はアナログのコンポーネントを特徴としている。
【００２２】
一方、本コンデンサ充電回路においては、従来のフラッシュ回路と比べて、相対的に少ない数の個別コンポーネントを使用しており、代わりに、デジタルコンポーネントの使用に集中してパルス列を生成することにより、全体として必要なコンポーネントの合計数を低減している。具体的には、マイクロコントローラ２１０のパワーを利用することにより、ＬＣ発振器回路に対するニーズを除去し、この結果、コンデンサ充電回路のサイズと、特にコストを低減可能であり、これは、全体としての装置のサイズ及びコストが非常に重要な制約となっている携帯型電子回路にとって、特に重要なファクタである。
【００２３】
更には、相対的に大きな柔軟性がコンデンサ充電回路に対して提供されている。生成のために使用されている（図１のフィードバックコイル１６５及びコンデンサ１６６によって示されているＬＣ発振器などの）個別コンポーネントの固有の容量及びインダクタンス値に基づいてその周波数及びプロファイルが固定されている制御信号を具備する代わりに、広範囲の制御信号をマイクロコントローラ２１０内にプログラムし、任意に起動可能である。
【００２４】
これらの制御信号は、フィードバックループ内のマイクロコントローラ２１０によって受信されたデータに基づいて、充電回路の動作の際に動的に変更可能である。この回路から受信したフィードバックに基づいてパルス列を変更することにより、充電速度及び突入電流の発生などの充電回路の性能特性を最適化しなければならない。
【００２５】
一実施例においては、マイクロコントローラ２１０は、Ｐａｒａｌｌａｘ  Ｉｎｃ．社のＢＡＳＩＣ  Ｓｔａｍｐ  ＩＩマイクロプロセッサによって提供されている。ＢＡＳＩＣ  Ｓｔａｍｐ  ＩＩマイクロプロセッサは、オンボードの電力調節、プログラムの記憶、及びＢＡＳＩＣインタープリタを具備した組み込み型のプロセッサである。ＢＡＳＩＣ  Ｓｔａｍｐ  ＩＩマイクロプロセッサは、様々なコンポーネントに直接的にインターフェイスするのに使用可能である完全にプログラム可能なＩ／Ｏピンを具備している。マイクロプロセッサ２１０は、電源２２０に接続されている。一実施例においては、この電源２２０は、マイクロコントローラ２１０に対して５Ｖの電源を供給している。
【００２６】
電子スイッチ２５０は、マイクロコントローラ２１０から制御信号を受信し、一次コイル２６０に対する電源２００からの電流の流れをオン／オフしている。一実施例においては、この電子スイッチ２５０は、Ｚｅｔｅｘ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社によって製造された部品番号ＺＸＭ６１Ｎ０２ＦのＦＥＴを有することができる。
【００２７】
一次コイル２６０及び二次コイル２７０は、協働して、図２に示されている回路に使用されるフライバック変圧器を構成している。一実施例においては、このフライバック変圧器は、Ｔｏｋｙｏ  Ｃｏｉｌ社のＴ−１５−０６３型変圧器であってよい。電源２００は、フライバック変圧器にエネルギーを供給するべく備えられており、この変圧器がコンデンサを充電している。一実施例においては、この電源２００は、３．６Ｖの電圧を供給している。
【００２８】
整流器ダイオード２８０（これは、図２に示されている構成において使用される場合に、フライバックダイオードとも呼ばれている）が、変圧器の出力を整流するべく、変圧器の二次コイル２７０に装着された状態において備えられている。一実施例においては、この整流器ダイオード２８０は、ＥＩＣ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社によって製造された部品番号ＳＲＡ９の表面実装型の高速回復整流器を有することができる。
【００２９】
整流器ダイオード２８０を通過した後に、フライバックコンバータの出力は、コンデンサ２９０によって収集されている。このコンデンサ２９０は、最終的に、カメラのユーザーによる写真撮影の際にカメラのフラッシュチューブに対して大きな電圧を放電するべく使用されることになる。一実施例においては、コンデンサ２９０は、１５μＦの値を具備している。
【００３０】
図２は、抵抗器２３０及び２３５から形成された抵抗器ブリッジを示しており、これらは、図２に示されている方式によってコンデンサ２９０の入力に接続されている。これらの抵抗器は、コンデンサ２９０の電荷レベルを変換及び検出する電圧分割器を形成するべく使用されており、コンデンサ２９０の電圧が２９０Ｖに到達した際にマイクロコントローラ２１０の入力ピンＰ０に識別可能な信号を供給している。一実施例においては、抵抗器２３０は、１ＭΩの値を具備しており、抵抗器２３５は、４．７ｋΩの値を具備している。
【００３１】
一実施例においては、マイクロコントローラ２１０は、ピンＰ１によって供給される出力と、ピンＰ０によって供給される入力を使用するべく構成されている。ピンＰ１は、起動及び停止可能な特定周波数のパルス列を供給するべくプログラムされている。起動は、コンデンサ２９０の電荷レベルを検出する抵抗器２３０及び２３５から形成された電圧分割器から供給されるピンＰ０の入力に依存している。抵抗器２５１は、ＦＥＴ２５０のゲート入力と接続されており、マイクロコントローラ２１０のピンＰ１からの信号が存在していない場合にゲートの接地電圧がフロート（float）しないようにするべく使用されている。一実施例においては、抵抗器２５１は、１ｋΩの値を具備している。
【００３２】
まず、充電されていないコンデンサ２９０を有する状態において、コンデンサ充電回路の電源が投入される。マイクロコントローラ２１０は、ピンＰ０の入力から、コンデンサ２９０の電荷レベルが不十分であると判定し、ピンＰ１を介してそのパルス列を起動して、交互に変化するパルスシーケンスをＦＥＴ２５０に供給し、このＦＥＴが、フライバック変圧器に対して周期的にエネルギーを供給し、フライバック変圧器の二次コイル２７０を介してコンデンサ２９０を充電する。
【００３３】
コンデンサが、ピンＰ０に存在している信号に基づいて、所望のレベルに充電されている場合には、マイクロコントローラ２１０は、ＦＥＴ２５０に対するパルス列を停止する。回路に電力が供給されている限り、マイクロコントローラ２１０は、コンデンサの電荷レベルの監視を継続し、必要に応じてパルス列を起動する。
【００３４】
当業者であれば、前述のコンポーネント及び値の代わりに、様々な代替肢を使用可能であることを理解するであろう。例えば、コンデンサ回路の充電に使用するパルス列を生成するべく、多数の供給源を利用可能であることを理解されたい。例示を目的として、ファンクションジェネレータ（function generator）、パルス形成回路、マイクロプロセッサ、及びデジタル信号プロセサのいずれかをマイクロプロセッサ２１０の代わりに使用可能であろう。マイクロコントローラによって実行されるプログラムの代わりに特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）を使用することも可能であろう。但し、図２に示されているマイクロコントローラ２１０のように、マイクロコントローラを使用してパルス列を生成している場合には、マイクロコントローラを使用することにより、フラッシュモジュールとカメラモジュールの同期化などのコンデンサ充電システムのその他の個別の機能を制御し、この結果、相対的に少ない数の個別コンポーネントしか必要としない更にコンパクトな回路を実現することができよう。
【００３５】
更には、本発明の原理は、模範的な実施例として先程列挙した個別のコンポーネントの値を具備した発明に限定されるものでもない。例えば、Ｚｅｔｅｘ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｓ社の前述のＦＥＴ２５０の代わりに、いくつかの電子回路スイッチを使用可能であろう。例えば、トランジスタ及びＩＧＢＴを同様の目的に使用することも可能である。同様に、コンデンサを２９０Ｖ以外のレベルに充電することが望ましい場合には、ブリッジ回路を形成している抵抗器２３０及び２３５の抵抗値を変更可能である。
【００３６】
更には、本発明は、前述のタイプのコンバータに限定されてはいないことを理解されたい。交互に変化する信号によってエネルギー供給される変圧器によって充電されるコンデンサを具備した任意のフラッシュ回路により、装置内のその他のタスクを同様に実行しているマイクロコントローラを使用し、交互に変化する信号を供給可能である。この交互に変化する信号は、マイクロコントローラと変圧器の間において増幅してもよく、増幅しなくてもよい。要するに、本コンデンサ充電回路の原理は、スイッチモード電源を使用するあらゆるフラッシュ充電回路に対して適用可能である。当業者であれば、本明細書に記述されているコンデンサ充電回路の固有の原理を逸脱することなしに前述の実施例に対して実施可能である置換又は変更について理解するであろう。
【００３７】
図３は、本発明の一実施例においてデジタルパルス信号がマイクロプロセッサ２１０から供給されるフローチャート３００を示している。段階３１０は、コンデンサ充電回路の電源投入を表すプロセスを開始している。段階３２０において、コンデンサ２９０が２９０Ｖのレベルに到達しているかどうかの判定を実行している。この特定の値は、この場合には、先程列挙した個別コンポーネントの値を有する模範的な実施例の環境において説明されているが、当業者であれば、２９０Ｖは、模範的な実施例に過ぎず、その他の実施例も可能であることを理解するであろう。この判定は、図２に示されている抵抗器２３０及び２３５から形成された電圧分割器から取得されたピンＰ０上の入力を受信するマイクロコントローラ２１０によって実行されている。
【００３８】
段階３２０において、コンデンサ２９０が２９０Ｖのレベルに到達しているという判定が下された場合には、本プロセスは、段階３３０に進み、短期間にわたって休止した後に、段階３１０に戻って初めからやり直すことになる。一方、コンデンサ２９０がこのレベルに到達していないと判定された場合には、本プロセスは、段階３４０に進み、ここで、マイクロプロセッサ２１０は、ＦＥＴ２５０を短期間にわたって発振させ、コンデンサ２９０を充電することになる。
【００３９】
このプロセスは、マイクロコントローラ２１０上に記憶されているコードを使用して実現可能である。前述のように、一実施例においては、マイクロプロセッサ２１０は、ＢＡＳＩＣ言語において作成されたプログラムを稼動させる能力を有するＳｔａｍｐ  ＩＩマイクロプロセッサである。このような図３に図示されているプロセスを実行するべく設計された１つのプログラムを、次に示しておく。
【００４０】
’｛＄ＳＴＡＭＰ  ＢＳ２｝
ｂｔｎＷｋ  ＶＡＲ  Ｂｙｔｅ
ｂｔｎＷｋ＝０  ’Ｂｕｔｔｏｎ  Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ  Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ’
ＤＩＲ０＝０  ’ｐｉｎ  ０  ｉｓ  ｉｎｐｕｔ
ＤＩＲ１＝１  ’ｐｉｎ  １  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲ２＝１  ’ｐｉｎ  ２  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲ３＝１  ’ｐｉｎ  ３  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲ４＝１  ’ｐｉｎ  ４  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲ５＝１  ’ｐｉｎ  ５  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲ６＝１  ’ｐｉｎ  ６  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲ７＝１  ’ｐｉｎ  ７  ｉｓ  ＯＵＴＰＵＴ
ＤＩＲＨ＝％１１１１１１１１  ’ｓｅｔ  ｐｉｎ  ８−１５  ａｓ  ｏｕｔｐｕｔｓ
Ｌｏｏｐ：
ＢＵＴＴＯＮ  ０，１，０，０，ｂｔｎＷｋ，  １，  Ｃｈａｒｇｅｄ
ＦＲＥＱＯＵＴ  １，  １０００，  ３２７６７
ＧＯＴＯ  ｌｏｏｐ
Ｃｈａｒｇｅｄ：
ＰＡＵＳＥ  １  ’ｐａｕｓｅ  １  ｍｉｌｌｉ  ｓｅｃ
ＧＯＴＯ  ｌｏｏｐ
【００４１】
図４〜図７は、本コンデンサ充電回路の様々な実施例の性能を取得したオシロスコープの読取値を示している。図４〜図７のそれぞれは、読取値Ａ及びＢのペアを含んでいる。読取値Ａは、図２に示されているコンデンサ２９０の電圧レベルを表している。この電圧レベルは、図のチャネル２に表された状態において示されている。一方、これらの図のペアのそれぞれの読取値Ｂは、図２に示されている電源２００の電流流出特性を表している。これらの電流流出特性は、図のチャネル１に表された状態において示されている。電流特性を監視するべく、小さな直列の「検知」抵抗器を使用している。この抵抗器の値は、０．１Ωであった。従って、一例として、１００ｍＶの電圧が観察された場合には、１Ａを意味することになろう。
【００４２】
ＦＥＴ２５０に対する変動信号の周波数及びデューティサイクルの両方を本回路用の入力パラメータの初期セットとして使用可能である。同様に、コンデンサ２９０の充電の際のピーク電流の大きさ、持続時間、及びＲＭＳ値を充電回路の性能を定義する主要な特性として使用可能である。本発明の模範的な実施例によれば、マイクロコントローラ２１０によって生成される出力の充電周波数及びデューティサイクルを変化させることにより、回路の充電速度及び突入電流を最適化可能である。
【００４３】
好適な実施例においては、この最適化は、第１チャネルに表されている電流流出特性に示されたスパイクの最大の高さとして図４〜図７に示されている突入電流の発生を極小化させつつ、第２チャネルに示されている電圧レベルのスロープとして図４〜図７に示された充電速度を極大化させることに関係している。高速の充電速度と突入電流現象の大きさの間には、なんらかの固有のトレードオフが存在しているが、マイクロコントローラ２１０を使用して本コンデンサ充電回路を駆動するパルス波形を生成することにより、これらの性能特性を実現する入力パラメータを容易且つ効果的に変更し、本回路の最適な性能特性を生成可能である。更には、この最適化は、充電動作の際に、回路から受信したフィードバックに基づいてマイクロコントローラ２１０によって動的に実行可能である。
【００４４】
図４〜図７は、協働し、本コンデンサ充電回路の様々な実施例におけるコンデンサ充電回路の入力パラメータと、この結果得られる回路の特性に対する影響の間の関係を実証している。例えば、図４は、マイクロコントローラ２１０を有する先程列挙された本回路及びプログラムの個別コンポーネントの先程列挙された値を有する模範的な実施例を使用して得られた結果を示している。図５、図６、及び図７は、これらの値を変更することによって（即ち、マイクロコントローラ２１０から供給される出力の充電周波数及びデューティサイクルを変更することによって）取得可能な範囲の結果を示している。
【００４５】
最後に、残りの図面に関連し、図８、図９、及び図１０は、それぞれ、図２のカメラフラッシュ充電回路の平面図、底面図、及び斜視図を示している。図１１は、試験中の図２のカメラフラッシュ充電回路の側面図を示している。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】既知のカメラフラッシュ充電回路を示している。
【図２】本発明の模範的な実施例によるカメラフラッシュ充電回路を示している。
【図３】本発明の一実施例においてデジタルパルス信号がマイクロコントローラから供給されるフローチャートを示している。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例の電圧レベル及び電流流出特性のオシロスコープの読取値のペアを示している。
【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の別の実施例の電圧レベル及び電流流出特性のオシロスコープの読取値のペアを示している。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の別の実施例の電圧レベル及び電流流出特性のオシロスコープの読取値のペアを示している。
【図７】図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明のまた別の実施例の電圧レベル及び電流流出特性のオシロスコープの読取値のペアを示している。
【図８】図２のカメラフラッシュ充電回路の平面図を示している。
【図９】図２のカメラフラッシュ充電回路の底面図を示している。
【図１０】図２のカメラフラッシュ充電回路の斜視図を示している。
【図１１】試験中の図２のカメラフラッシュ充電回路の側面図を示している。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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