(57)【要約】【課題】回路構成を簡単にするとともに小型化を図った電源装置およびカメラを提供する。【解決手段】電源回路１２は、第１の電界効果トランジスタＱ１をオン、オフすることで昇圧チョッパとして機能してモータ制御回路１３に電力を供給し、駆動モータを駆動する。ストロボ回路１４は第２のトランジスタＱ３をオン、オフさせて電源の電圧を昇圧し、第２のコンデンサＣ２を充電する。電源回路１２の第１の電界効果トランジスタＱ１をオフさせた状態にするとともに第３の電界効果トランジスタＱ２をオンさせた状態にする。第１のインダクタＬ１および第１のコンデンサＣ１によりＬＣのフィルタ回路として機能させ、第２のトランジスタＱ３のオン、オフにより発生する高調波などのリプルのノイズを除去するとともに、電源の電圧変動を抑制する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される第１のインダクタおよび第１のスイッチング素子の直列回路、この第１のスイッチング素子に並列に接続される整流素子および第１のコンデンサの直列回路を有し、この第１のコンデンサに第１の負荷が接続される第１の電源回路と、
第１のコンデンサに接続され、第２のスイッチング素子を有しこの第２のスイッチング素子のスイッチングにより電力が供給される第２の負荷への出力電圧を変換する第２の電源回路と
を具備したことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
第１の電源回路および第２の電源回路は、排他制御によりいずれか一方のみが切り換えにより動作する
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
第１の電源回路は、整流素子に対して並列に接続され第１のスイッチング素子の動作に従い同期整流動作する第３のスイッチング素子を有する
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】
第２の電源回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータである
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の電源装置。
【請求項５】
第２の電源回路は、充電用の第２のコンデンサを有する
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の電源装置。
【請求項６】
電源を構成する電池と、
請求項１ないし５いずれか記載の電源装置と、
第１の負荷である駆動用モータと、
第２の負荷であるストロボと
を具備したことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の負荷が接続される電源装置およびカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カメラは、ストロボ、および、ズームレンズ、オートフォーカスあるいは絞りなどを駆動する駆動モータを有し、これらストロボおよび駆動モータの駆動電源として一次電池あるいは二次電池などの電池を用いている。
【０００３】
そして、従来、二次電池などの駆動電源に、駆動モータを駆動するモータ用の電源回路を接続するとともに、スイッチング回路を介してストロボを駆動するストロボ用の電源回路を接続し、モータ用の電源回路により駆動モータが駆動していることを検知するとスイッチング回路をオフして駆動電源からはストロボ用の電源回路には電力を供給せず、駆動モータのみを駆動させて駆動モータに十分な電力を供給する構成のカメラが記載されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公昭６２−３２２７６号公報　（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のように、モータ用の電源回路とストロボ用の電源回路とをそれぞれ別個に設けた場合、モータ用の電源回路とストロボ用の電源回路とは同時には動作せずにいずれか一方のみしか動作しないにもかかわらず、一般的にはモータ用の電源回路もストロボ用の電源回路もそれぞれ共通の回路構成を有し、コストが増加するとともに部品点数が増加して装置が大型化する問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、回路構成を簡単にするとともに小型化を図った電源装置およびカメラを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電源装置は、電源に接続される第１のインダクタおよび第１のスイッチング素子の直列回路、この第１のスイッチング素子に並列に接続される整流素子および第１のコンデンサの直列回路を有し、この第１のコンデンサに第１の負荷が接続される第１の電源回路と、第１のコンデンサに接続され、第２のスイッチング素子を有しこの第２のスイッチング素子のスイッチングにより電力が供給される第２の負荷への出力電圧を変換する第２の電源回路とを具備したもので、第１の負荷に電力を供給する場合には、第１のスイッチング素子のみを動作させて電源の電圧を変換して第１の負荷に電力を供給し、第２のスイッチング素子は動作させずに第２の負荷には電力を供給せず、第２の負荷に電力を供給する場合には、第２のスイッチング素子を動作させて電源の電圧を変換して第２の負荷に電力を供給し、第１のスイッチング素子はオフさせて第２の電源回路で発生するノイズを第１の電源回路の第１のインダクタおよび第１のコンデンサで除去することにより、回路構成が簡素化し、小型化を図れる。
【０００８】
請求項２記載の電源装置は、請求項１記載の電源装置において、第１の電源回路および第２の電源回路は、排他制御によりいずれか一方のみが切り換えにより動作するもので、第１の電源回路および第２の電源回路のいずれか一方のみが排他制御により動作することにより、電源に大きな負担を掛けることを防止する。
【０００９】
請求項３記載の電源装置は、請求項１記載の電源装置において、第１の電源回路は、整流素子に対して並列に接続され第１のスイッチング素子の動作に従い同期整流動作する第３のスイッチング素子を有するもので、第３のスイッチング素子を第１のスイッチング素子に同期させて、オン、オフを反対の状態にすることにより、第１のスイッチング素子のオフ時には第３のスイッチング素子をオンすることにより整流素子に対して並列に第３のスイッチング素子を接続し整流素子の順方向電圧降下による電力損失を小さくし、効率を良くする。
【００１０】
請求項４記載の電源装置は、請求項１ないし３いずれか記載の電源装置において、第２の電源回路は、ＤＣ／ＤＣコンバータであるもので、第２のスイッチング素子の動作により電圧を変換しても、第１の電源回路によりノイズを確実に除去する。
【００１１】
請求項５記載の電源装置は、請求項１ないし４いずれか記載の電源装置において、第２の電源回路は、充電用の第２のコンデンサを有するもので、第２のコンデンサに充電するものである。
【００１２】
請求項６記載のカメラは、電源を構成する電池と、請求項１ないし５いずれか記載の電源装置と、第１の負荷である駆動用モータと、第２の負荷であるストロボとを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のカメラの一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図２に示すように、カメラ１は、被写体を撮像するための撮像用のレンズ２、このレンズ２から入射された光量を光学的に制御する絞り・シャッタ３、および、この絞り・シャッタ３を介して入射されるレンズ２からの光を撮像するＣＣＤあるいはＣ−ＭＯＳセンサなどの撮像素子４を有している。また、合焦あるいは画角を調整するズーム・フォーカス５も有している。そして、絞り・シャッタ３は第１の負荷として絞りを制御したりシャッタを動作させる図示しない駆動モータを有するとともに、ズーム・フォーカス５は第１の負荷として合焦および画角を調整する図示しない駆動モータを有している。
【００１５】
さらに、撮像素子４には撮像素子４で撮像した像をたとえば電子的に記録して保存するメモリなどの撮影記録手段６が接続され、この撮影記録手段６には画像処理および再生して表示する表示モニタ７が接続されている。
【００１６】
また、カメラ１内には、たとえば一次電池あるいは二次電池などのいわゆる携帯電池といわれる電源１１が収容されている。そして、電源１１には、第１の電源回路としての電源回路１２が接続され、この電源回路１２には絞り・シャッタ３あるいはズーム・フォーカス５の図示しない駆動モータを制御するモータ駆動制御ＩＣを有するモータ制御回路１３が接続されている。
【００１７】
さらに、電源回路１２は、撮影記録手段６および表示モニタ７に接続されている。
【００１８】
また、電源回路１２には、第２の負荷として図示しないストロボを発光させる第２の電源回路としてのストロボ回路１４および全体を制御するシステム制御部１５が接続されている。そして、このシステム制御部１５は、図示しない電源コントロールＩＣを有し、撮影記録手段６、表示モニタ７、電源回路１２、モータ制御回路１３およびストロボ回路１４が接続され、電源コントロールＩＣによりそれぞれ電源を制御する。
【００１９】
次に、電源回路１２およびストロボ回路１４の具体的な回路について図１を参照して説明する。
【００２０】
まず、電源回路１２は、電源１１に第１のインダクタＬ１および第１のスイッチング素子としての第１の電界効果トランジスタＱ１の直列回路が接続され、この第１の電界効果トランジスタＱ１に対して並列に整流素子としてのダイオードＤ１およびこのダイオードＤ１と同じ極性を順極性とする第３のスイッチング素子としての第３の電界効果トランジスタＱ２の並列回路および第１のコンデンサＣ１の直列回路が接続されている。また、第１の電界効果トランジスタＱ１は、システム制御部１５により駆動制御される。そして、この電源回路１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータとしての昇圧チョッパ回路として機能するとともに、第１のインダクタＬ１および第１のコンデンサＣ１でフィルタ回路を構成する。また、第１のコンデンサＣ１にモータ制御回路１３が接続されている。さらに、第３の電界効果トランジスタＱ２は第１の電界効果トランジスタＱ１に対して同期整流動作して効率を良くするもので、たとえばシステム制御部１５により制御され、高効率化を考慮しない場合には、第３の電界効果トランジスタＱ２は不要である。
【００２１】
また、ストロボ回路１４は、電源回路１２の第１の電界効果トランジスタＱ１以外の第１のインダクタＬ１、ダイオードＤ１、第３の電界効果トランジスタＱ２および第１のコンデンサＣ１をそのまま用い、第１のコンデンサＣ１に対して並列にトランスＴｒ１の一次巻線Ｔｒ１ａおよび第２のスイッチング素子としての第２のトランジスタＱ３が直列に接続されている。なお、第２のトランジスタＱ３は、システム制御部１５による他励あるいはトランスＴｒ１による自励で駆動制御される。さらに、トランスＴｒ１の二次巻線Ｔｒ１ｂにはダイオードＤ２およびストロボ発光のための充電用の第２のコンデンサＣ２の直列回路が接続され、この第２のコンデンサＣ２に図示しないストロボ発光回路が接続される。そして、このストロボ回路１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータとして機能する。また、第２のコンデンサＣ２が、第２の負荷の一部を構成してもよい。
【００２２】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。
【００２３】
まず、絞り・シャッタ３の駆動モータおよびズーム・フォーカス５の駆動モータを駆動する場合について説明する。
【００２４】
電源１１の電圧をシステム制御部１５により第１の電界効果トランジスタＱ１をオン、オフ制御することにより、昇圧チョッパ回路として機能し、電源１１より高い電圧で第１のコンデンサＣ１を充電する。すなわち、第１の電界効果トランジスタＱ１をオンすることにより第１のインダクタＬ１にエネルギを蓄え、第１の電界効果トランジスタＱ１をオフすることによりダイオードＤ１を介して第１のコンデンサＣ１を充電することで、電源１１より高い電圧に昇圧する。なお、この第１の電界効果トランジスタＱ１は、システム制御部１５により電源回路１２の出力電圧をフィードバックしてＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御もしくはＰＦＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御され、電源回路１２の出力を一定に保持する。
【００２５】
また、第１の電界効果トランジスタＱ１のオン、オフと逆の状態に第３の電界効果トランジスタＱ２を同期させた状態でオフ、オンし、第１の電界効果トランジスタＱ１がオンしている状態では、第３の電界効果トランジスタＱ２をオフさせて、ダイオードＤ１に第３の電界効果トランジスタＱ２を電気的に並列にさせない状態で第３の電界効果トランジスタＱ２の寄生ダイオードにより逆方向に電流が流れることを防止する。反対に、第１の電界効果トランジスタＱ１がオフしている状態では、第３の電界効果トランジスタＱ２をオンさせて、ダイオードＤ１に第３の電界効果トランジスタＱ２を電気的に並列に接続し、ダイオードＤ１に対して並列に第３の電界効果トランジスタＱ２が接続されることにより順方向降下電圧を小さくして、電力損失を小さくし、効率良く第１のコンデンサＣ１を充電し、モータ制御回路１３に電力を供給する。
【００２６】
なお、第１の電界効果トランジスタＱ１をオン、オフ制御して、昇圧チョッパとして電源回路１２を動作させ、モータ制御回路１３に電力を供給している間は、排他制御によりストロボ回路１４の第２のトランジスタＱ３をオフ状態に保持し、モータ制御回路１３に供給される電力が不足することを防止する。
【００２７】
また、絞り・シャッタ３の駆動モータおよびズーム・フォーカス５の駆動モータを駆動させ、画角を合わせるとともに合焦した状態で撮像素子４で撮像し、撮影記録手段６に記録して保存し、表示モニタ７で画像処理および再生して表示する。
【００２８】
さらに、ストロボ回路１４の第２のコンデンサＣ２を充電する場合には、システム制御部１５により第２のトランジスタＱ３をオン、オフさせて電源回路１２の場合と同様に昇圧し第２のコンデンサＣ２を昇圧充電する。また、この場合、システム制御部１５は排他制御により第１の電界効果トランジスタＱ１をオフさせた状態にするとともに第３の電界効果トランジスタＱ２をオンさせた状態にする。第１の電界効果トランジスタＱ１をオフさせた状態にすることにより排他制御により昇圧制御はせず、第１のインダクタＬ１および第１のコンデンサＣ１をＬＣのフィルタ回路として機能させ、第２のトランジスタＱ３のオン、オフにより発生する高調波などのリプルのノイズを除去するとともに、電源１１の電圧変動を抑制する。また、第３の電界効果トランジスタＱ２をオンさせることにより、ダイオードＤ１に対して電気的に並列に第３の電界効果トランジスタＱ２を接続することにより、順方向降下電圧を小さくし、電源回路１２をフィルタ回路として用いた場合の損失を低下させて効率を向上する。
【００２９】
また、この状態で絞り・シャッタ３の駆動モータまたはズーム・フォーカス５の駆動モータを動作させる場合には、システム制御部１５は排他制御により第２のトランジスタＱ３をオフ状態にして、第２のコンデンサＣ２の充電を一時停止させ、モータ制御回路１３に供給する電力が不足することを防止する。
【００３０】
そして、絞り・シャッタ３の駆動モータまたはズーム・フォーカス５の駆動モータの動作が終了すると、システム制御部１５は再び第２のトランジスタＱ３を動作させてストロボ回路１４を動作させ、第２のコンデンサＣ２を充電させる。
【００３１】
なお、上記実施の形態によれば、電源回路１２の第１のインダクタＬ１および第１のコンデンサＣ１をモータ制御回路１３に用いるＤＣ／ＤＣコンバータとしての機能を持たせるのみならず、ストロボ回路１４のフィルタとしての機能を持たせており、これら第１のインダクタＬ１は大きな許容電流と第１のコンデンサＣ１の大きな静電容量とを有して大型なため、共有にして数を減らすことにより装置の小形化およびコストの低下が図れる。
【００３２】
また、ストロボ回路１４の第２のトランジスタＱ３の動作時には、第３の電界効果トランジスタＱ２をオン状態にすることにより、ダイオードＤ１に対して並列に第３の電界効果トランジスタＱ２をオン状態にすることにより、ダイオードＤ１に第３の電界効果トランジスタＱ２が並列に接続されて順方向降下電圧を小さくできるため効率が向上する。さらに、この第３の電界効果トランジスタＱ２は、電源回路１２の昇圧チョッパ動作の際に、第１の電界効果トランジスタＱ１と同期整流させることにより、効率を向上させるために用いるものであるため、部品が追加されることもない。
【００３３】
さらに、電源回路１２に接続されるモータ制御回路１３あるいはストロボ回路１４などに関する負荷の値がほぼ等しければ、ヒューズなどの保安部品も共通化できるため、より高効率化するとともに小型化を図ることができる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、ストロボ回路１４を動作させている際には、電源回路１２の第１の電界効果トランジスタＱ１をオフして、昇圧チョッパとしての動作をさせていないが、ストロボ回路１４を動作させる際にも、電源回路１２の第１の電界効果トランジスタＱ１を動作させることにより、より短時間に第２のコンデンサＣ２を充電できる。なお、この場合にも、第３の電界効果トランジスタＱ２を第１の電界効果トランジスタＱ１とともに同期整流させることにより効率が向上する。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の電源装置によれば、第１の負荷に電力を供給する場合には、第１のスイッチング素子のみを動作させて電源の電圧を変換して第１の負荷に電力を供給し、第２のスイッチング素子は動作させずに第２の負荷には電力を供給せず、第２の負荷に電力を供給する場合には、第２のスイッチング素子を動作させて電源の電圧を変換して第２の負荷に電力を供給し、第１のスイッチング素子はオフさせて第２の電源回路で発生するノイズを第１の電源回路の第１のインダクタおよび第１のコンデンサで除去することにより、回路構成が簡素化して小型化を図ることができる。
【００３６】
請求項２記載の電源装置によれば、請求項１記載の電源装置に加え、第１の電源回路および第２の電源回路は、排他制御によりいずれか一方のみが切り換えにより動作するもので、第１の電源回路および第２の電源回路のいずれか一方のみが排他制御により動作することにより、電源に大きな負担を掛けることを防止できる。
【００３７】
請求項３記載の電源装置によれば、請求項１記載の電源装置に加え、第３のスイッチング素子を第１のスイッチング素子に同期させて、オン、オフを反対の状態にすることにより、第１のスイッチング素子のオフ時には第３のスイッチング素子をオンすることにより整流素子に対して並列に第３のスイッチング素子を接続し整流素子の順方向電圧降下による電力損失を小さくし、効率を良くできる。
【００３８】
請求項４記載の電源装置によれば、請求項１ないし３いずれか記載の電源装置に加え、第２の電源回路はＤＣ／ＤＣコンバータであるので、第２のスイッチング素子の動作により電圧を変換しても、第１の電源回路によりノイズを確実に除去できる。
【００３９】
請求項５記載の電源装置によれば、請求項１ないし４いずれか記載の電源装置に加え、第２の電源回路は、充電用の第２のコンデンサを有するもので、第２のコンデンサに充電できる。
【００４０】
請求項６記載のカメラによれば、電源を構成する電池と、請求項１ないし５いずれか記載の電源装置と、第１の負荷である駆動用モータと、第２の負荷であるストロボとを具備したので、それぞれの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカメラの一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　カメラ
１１　　電源
１２　　第１の電源回路としての電源回路
１４　　第２の電源回路としてのストロボ回路
Ｃ１　　第１のコンデンサ
Ｃ２　　第２のコンデンサ
Ｄ１　　整流素子としてのダイオード
Ｌ１　　第１のインダクタ
Ｑ１　　第１のスイッチング素子としての第１の電界効果トランジスタ
Ｑ２　　第３のスイッチング素子としての第３の電界効果トランジスタ
Ｑ３　　第２のスイッチング素子としての第２のトランジスタ
【図１】
2004096921.tif 000003
【図２】
2004096921.tif 000004