(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源電池と、
負荷電流が流れる電気負荷と、
該負荷電流を駆動する駆動手段と、
前記電源電池と前記電気負荷との間に設けられた電源スイッチと、
前記駆動手段の制御端子電圧を制御する制御手段および前記制御端子の電圧を検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段により前記制御端子の電圧が所定値以上と検出されたときは、前記制御手段は前記電源スイッチ手段をオフにする異常大電流発生防止装置を有することを特徴とするカメラシステム。
【請求項２】
電源電池を有するカメラ本体と接続し、電源電池からの電圧を供給する交換レンズであって、
負荷電流が流れる電気負荷と、
該負荷電流を駆動する駆動手段と、
前記電源電池と前記電気負荷との間に設けられた電源スイッチと、
前記駆動手段の制御端子電圧を制御する制御手段および前記制御端子の電圧を検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段により前記制御端子の電圧が所定値以上と検出されたときは、前記制御手段は前記電源スイッチ手段をオフにする異常大電流発生防止装置を有することを特徴とする交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気回路基板上での事故対策に関するもので、特に、電気回路基板上に電気素子を実装する際に発生した半田ボール等により、回路基板パターン間での短絡事故が発生したときの異常大電流発生防止装置を有するカメラシステムおよび交換レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の電気装置において、実装時に発生した半田ボール等により基板上のパターンどうしが短絡されると、種々の異常状態が発生する。その例を図３を参照して説明する。
【０００３】
図３は電池で駆動されるＤＣ／ＤＣコンバータの回路図である。図中、１００はリチウム電池、１０１は制御回路、１０２はコイル、１０３はスイッチング用のＦＥＴトランジスタ、１０４はダイオード、１０６および１０７はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を分圧する抵抗で、その分圧電圧は前記制御回路１０１にフィードバックされる。１０５は平滑用のコンデンサである。
【０００４】
このＤＣ／ＤＣコンバータ回路は、前記ＦＥＴトランジスタ１０３の繰り返しスイッチング動作に応じて、前記コイルに貯えられる電気エネルギーを前記コンデンサ１０５に転送することにより昇圧された出力を得ているものである。
【０００５】
通常の動作では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の抵抗１０６と１０７の分圧電圧が制御回路１０１に入力し、この制御回路は前記分圧電圧が所定値になるように前記ＦＥＴトランジスタ１０３のスイッチングのデューティ幅をコントロールして所定のＤＣ／ＤＣ出力電圧を得ることができるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような回路において、例えば、電気素子を実装するときに発生した半田ボール等により、例えば、図３中のＦＥＴドタンジスタ１０３のゲート端子と電池１００の正極が点線ａで示すように短絡した場合を考えてみる。
【０００７】
この場合、ＦＥＴトランジスタ１０３のゲートは電池電圧で深くバアイアスされるので、ＦＥＴトランジスタ１０３は完全にオン状態になる。よって、電池１００からはコイル１０２の抵抗とトランジスタ１０３のオン抵抗で決まる電流が流れることになるが、両抵抗値は１オーム以下の抵抗なので、電池１００からは数アンペアの大電流が流れ出ることになる。この状態が長く続くと、ＦＥＴトランジスタ１０３が発熱し、さらには発煙することもある。特に、ＦＥＴトランジスタとして面実装タイプの熱容量の低いものを使用したときはこの危険性が高いものである。
【０００８】
このような事故を防止するために、電池１００に直列にヒューズを接続し、上記した異常な大電流が流れたときに、このヒューズが切断することにより、このような事故を防止することが考えられる。但し、現実問題として、このヒューズの設定は以下の理由で困難な面がある。
【０００９】
それは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力からは正常な状態でもアクチュエータ等の負荷の場合はかなりの電流が流れ、電池１００からはさらに大きな電流が流れ出る。この場合はヒューズは切断してはならない。一方、事故による異常な状態での大電流では、ヒューズは確実に切断せねばならない。この事故による異常な状態での大電流値は電池１００の残存容量やＦＥＴトランジスタ１０３のオン抵抗値のばらつき等によりかなり変化する。よって、正常な状態でのそれなりの大電流では切断せず、事故による異常な状態での大電流では確実に切断するヒューズの設定は困難な場合が多い。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、ヒューズを用いずに、異常大電流の発生を確実に防止する異常大電流発生防止装置を有するカメラシステムおよび交換レンズを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明のカメラシステムは、電源電池と、負荷電流が流れる電気負荷と、該負荷電流を駆動する駆動手段と、前記電源電池と前記電気負荷との間に設けられた電源スイッチと、前記駆動手段の制御端子電圧を制御する制御手段および前記制御端子の電圧を検出する検出手段と、を有し、前記検出手段により前記制御端子の電圧が所定値以上と検出されたときは、前記制御手段は前記電源スイッチ手段をオフにする異常大電流発生防止装置を有することを特徴とする。
また、本発明の交換レンズは、電源電池を有するカメラ本体と接続し、電源電池からの電圧を供給する交換レンズであって、負荷電流が流れる電気負荷と、該負荷電流を駆動する駆動手段と、前記電源電池と前記電気負荷との間に設けられた電源スイッチと、前記駆動手段の制御端子電圧を制御する制御手段および前記制御端子の電圧を検出する検出手段と、を有し、前記検出手段により前記制御端子の電圧が所定値以上と検出されたときは、前記制御手段は前記電源スイッチ手段をオフにする異常大電流発生防止装置を有することを特徴とする。
【００１２】
つまり、本発明は、半田ボール等により前記ＦＥＴトランジスタのゲート端子と電池の正極の短絡現象を直接検知し、電池に直列に接続されたスイッチ手段をオフにして確実に事故による大電流が流れ続けるのを防止するものである。
【００１３】
【実施例】
以下の実施例に基づき本発明の詳細な説明を行う。
なお、以下の実施例は一眼レフカメラと交換レンズシステムに本発明を適用した場合である。
【００１４】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１の電気回路図である。最初に、カメラ本体側の構成を説明すると、図中、１０はカメラ本体に収納されているリチウム電池、１１は逆流防止用のダイオード、１２はバックアップ用のコンデンサで、マイコン等の制御回路系の電源になっている。１３はカメラ本体側のマイコン、１４はカメラのレリーズボタンの第１ストロークでオンするスイッチ（ＳＷ１）である。１５は電池１０の正極に接続されたスイッチ手段で前記マイコン１３の出力ポートでオンオフ制御される。
【００１５】
ｈ〜ｋ、ｍ、ｎはカメラ本体側に設けられた交換レンズとの電気接点であり、ｈは前記スイッチ手段１５に接続している電源端子、ｉは前記コンデンサ１２に接続している制御系用の電源端子、ｊはマイコン１３の出力ポートに接続した端子であり、通信用のクロックＣＬＫを交換レンズ側に転送する。ｋは同じくマイコンの出力ポートに接続した端子であり、カメラからレンズへのデータＤＣＬを転送する。ｍはマイコン１３の入力ポートに接続した端子であり、レンズからカメラへのデータＤＬＣを転送する。ｎは電池の負極に接続されたグランド端子である。
【００１６】
次に、交換レンズ側の構成を説明する。ｈ’〜ｋ’、ｍ’、ｎ’は交換レンズ側に設けられた電気接点であり、交換レンズをカメラ本体に装着すると、電気接点ｈ’〜ｋ’、ｍ’、ｎ’は各カメラ本体側の電気接点ｈ〜ｋ、ｍ、ｎと接続する。１６は交換レンズ側のマイコン、１７は後述するＤＣ／ＤＣコンバータを制御する種々の制御信号を発生するＩ／Ｏでマイコン１６の入出力ポートと接続している。
【００１７】
１８は電源端子ｈ’に接続したコイル、１９はＮチャンネルのＦＥＴトランジスタであり、そのドレインは前記コイル１８に接続され、またそのゲートは前記Ｉ／Ｏ１７に接続されととともにマイコン１６の入力ポートにも接続されている。２０はダイオード、２１は平滑用のコンデンサ、２２、２３はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧分圧用の分圧抵抗であり、その分圧電圧は前記Ｉ／Ｏ１７にフィードバックしている。
【００１８】
２４は超音波モータ（以下ＵＳＭモータと略称する）駆動用の駆動回路、２５はＵＳＭモータである。ＵＳＭモータ２５は各々Ａ相とＢ相が駆動回路２４で駆動され、Ｓ相信号が前記Ｉ／Ｏにフィードバックしている。
【００１９】
このように構成された本実施例の動作を説明する。
最初に、カメラ本体側のレリーズボタンの第１ストロークが押されると、ＳＷ１のスイッチ１４がオンする。すると、カメラ側のマイコン１３はスイッチ手段１５をオンするので、カメラ側の電池１０から端子ｈ−ｈ’およびｎ−ｎ’を介して交換レンズ側に電力が供給される。
【００２０】
次に、カメラ側のマイコン１３はｋ−ｋ’端子を介してレンズ側のマイコン１６にＤＣ／ＤＣコンバータ動作開始の命令を送り、レンズ側のマイコン１６はその命令に従ってＩ／Ｏ１７を介してＦＥＴトランジスタ１９のゲート端子を制御し、スイッチング動作を開始させる。このスイッチング動作に応答して前述した原理により平滑用コンデンサ２１には昇圧された電圧が発生する。この昇圧電圧の分圧抵抗２２と２３による分圧電圧がＩ／Ｏ１７にフィードバックされ、この分圧電圧が所定値になるようにＦＥＴトランジスタ１９のスイッチングのデューティ比が制御され、所定のＤＣ／ＤＣ出力が得られるようになっている。
【００２１】
次に、カメラ側のマイコン１３はレンズ側のマイコン１６にＵＳＭモータ駆動開始の命令を送り、レンズ側のマイコン１６はその命令に従ってＩ／Ｏ１７を制御してＵＳＭ駆動回路２４に与える連続パルスの周波数を高い周波数から低い周波数側に変化して、ＵＳＭモータ２５の加速動作をスタートさせる。
【００２２】
このときに、カメラ本体側の合焦判定装置（図示せず）が動作しており、逐次交換レンズのフォーカス状態を検知している。この検知されたフォーカス信号に応じてカメラ側のマイコン１３はレンズ側のマイコン１６に命令を送り、レンズ側マイコンはその命令に従ってＩ／Ｏ１７を制御してＵＳＭ駆動回路２４に与える連続パルスの周波数を今度は低い周波数から高い周波数側に変化してＵＳＭモータの減速動作を行わせる。
【００２３】
そして、合焦判定装置が交換レンズの合焦状態を検知すると、命令信号の流れでレンズ側のマイコン１６はＩ／Ｏ１７を制御してＵＳＭ駆動回路に与える連続パルスの周波数をさらに高くしてＵＳＭモータの停止動作を行わせる。
【００２４】
ＵＳＭモータが停止した後、カメラ側のマイコン１３はレンズ側のマイコン１６にＤＣ／ＤＣコンバータ動作停止の命令を送り、レンズ側のマイコン１６はこの命令に従ってＩ／Ｏ１７を制御してＦＥＴトランジスタ１９のスイッチング動作を停止させる。よって、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は消失する。また、このときは、前記ＦＥＴトランジスタ１９のゲート電圧はＬＯＷレベルになっている。以上が通常状態での一連の動作である。
【００２５】
図１には示していないが、交換レンズ側の端子ｈ’の電源ラインはＤＣ／ＤＣコンバータだけではなく絞り駆動用のステッピングモータの電源等としても使われている。即ち、フォーカス駆動用のＵＳＭモータへの通電が終了してＤＣ／ＤＣコンバータの動作を終了した後も、カメラ側の電源スイッチ手段１５をオンのまま保持しておき、カメラのレリーズボタンの第２ストロークでのシャッタ開閉動作開始時の絞り駆動動作ができるようにするものである。
【００２６】
次に、異常状態の動作を説明する。半田ボール等により、ＤＣ／ＤＣコンバータを構成するＦＥＴトランジスタ１９のゲート端子と電源端子ｈ’が短絡している場合を考える。
【００２７】
カメラのレリーズボタンの第１ストロークでＳＷ１スイッチ１４がオンすると、前述したように、カメラ側のマイコン１３が電源スイッチ手段１５をオンするので、カメラ側の電池１０から交換レンズ側への電力が供給される。この結果、ＦＥＴトランジスタ１９のゲート電圧は電池電圧に等しくなり、このＦＥＴトランジスタはオンして電池１０から大電流がレンズ側に流れることになる。
【００２８】
通常、ＳＷ１スイッチ１４がオンしてからカメラ側のマイコン１３がＤＣ／ＤＣコンバータ動作開始命令の信号をレンズ側のマイコン１６に送るまでは、若干のタイムラグがある。
【００２９】
その理由は、ＳＷ１スイッチがオンされてからカメラ側の測光回路や測距回路に通電を開始するので、それらの回路が安定するまで若干待ってＵＳＭモータの駆動を行わせる必要があるからである。
【００３０】
したがって、レンズ側のマイコン１６がカメラ側のマイコン１３からＤＣ／ＤＣコンバータ動作の開始命令がくる前に、ＦＥＴトランジスタ１９のゲート電圧が所定値以上であることを検知した場合は、マイコン１６はＦＥＴトランジスタ１９が異常な状態になっていると判断できるものである。このとき、レンズ側のマイコン１６は端子ｍ−ｍ’を介してカメラ側のマイコン１３に電源オフ要求信号を送る。カメラ側のマイコン１３はこの電源オフ要求信号を受け取ると、電源スイッチ手段１５をオフする。この結果、交換レンズの電力供給が絶たれるので、異常な大電流が流れ続ける事故を未然に防止することになる。
【００３１】
前述の説明では、ＦＥＴトランジスタ１９の異常状態を検知するタイミングとして、カメラのレリーズボタンの第１ストロークが押され、ＳＷ１スイッチがオンし、電源スイッチ手段１５がオンした後で、かつレンズ側のマイコン１６がカメラ側のマイコン１３からＤＣ／ＤＣコンバータ動作の開始命令を受け取る前の場合を取り上げたが、別にこのタイミングに限定されるものではなく、正常な動作では、本来、ＦＥＴトランジスタ１９のゲート電圧がＬＯＷ（ロー）であるべきタイミングならいつでもかまわない。
【００３２】
（実施例２）
次に、実施例２について説明する。図２は実施例２の電気回路図である。この実施例では、交換レンズ側のフォーカス駆動用のモータとしてＵＳＭモータに代えて、通常のＤＣモータを用いており、さらに電源切断用のスイッチ手段がカメラ側ではなく、レンズ側に設けられている点が実施例１と異なっている。なお、図２中、図１で示すものと同じ符号のものは同じ構成部品を示すので、説明は省略する。
【００３３】
１５’はレンズ側の電源端子ｈ’に接続されたスイッチ手段であり、レンズ側のマイコン１６からオンオフ制御される。３０および３１はモータ駆動用のブリッジ回路を構成するＰチャンネルのＦＥＴトランジスタである。３２および３３は同じくブリッジ回路を構成するＮチャンネルのＦＥＴトランジスタであり、そのゲートは各々レンズ側のマイコン１６およびＩ／Ｏ１７と接続している。
【００３４】
ＰチャンネルのＦＥＴトランジスタ３０および３１のゲートは、それぞれ、ＮチャンネルのＦＥＴトランジスタ３３および３２のドレインと接続している。３４はファーカスレンズ駆動のＤＣモータであり、各ＦＥＴトランジスタ３０〜３３のドレインと接続している。
【００３５】
以上のように構成された実施例２の回路の動作を以下に説明する。最初に、正常な状態でのこの回路の動作を説明する。カメラ本体側のレリーズボタンの第１ストロークでＳＷ１スイッチ１４がオンすると、カメラ側のマイコン１３は端子ｋ−ｋ’を介してレンズ側のマイコン１６に電源オン命令信号を送り、レンズ側のマイコン１６はこの信号を受け取ると、電源スイッチ手段１５’をオンする。
【００３６】
ＳＷ１スイッチ１４がオンしてカメラ側の測光回路や測距回路の動作が安定した後、カメラ側のマイコン１３はレンズ側のマイコン１６にレンズのフォーカス動作開始の命令信号を送り、レンズ側のマイコン１６はこの信号を受け取るとＮチャンネルのＦＥＴトランジスタ３２のゲートに接続された出力ポートをＨＩＧＨ（ハイ）レベルに反転させる。この結果、このＦＥＴトランジスタ３２はオンし、そのドレイン電圧はグランドレベルになる。これにより、ＰチャンネルのＦＥＴトランジスタ３１のゲート電圧がＬＯＷ（ロー）レベルになるので、このＦＥＴトランジスタ３１はオンする。このため、ＤＣモータ３４にはこの回路図上で左方向に電流が流れ（即ち、オンしたＦＥＴトランジスタ３１、モータ３４、オンしたＦＥＴトランジスタ３２の順に電流が流れ）、レンズのフォーカス駆動動作が開始される。レンズ側のＩ／Ｏ１７はＦＥＴトランジスタ３２および３３のゲートに連続パルス波形を与えて、いわゆるＰＷＭ制御ができる構成となっている。
【００３７】
ＤＣモータ３４によるフォーカスレンズの駆動開始後、カメラ本体側の合焦判定装置の判定結果に応じた信号をカメラ側のマイコン１３がレンズ側のマイコン１６に送ってくるが、この信号によりレンズ側のマイコン１６はＩ／Ｏ１７をＰＷＭの制御してＤＣモータの速度を調整する。カメラ本体側の合焦判定装置が合焦しているとを判断したら、その情報がレンズ側のマイコン１６に送られてくるので、レンズ側のマイコン１６はＩ／Ｏ１７を制御してＦＥＴトランジスタ３２のゲート電圧をＬＯＷに反転させ、このＦＥＴトランジスタをオフにしてモータ３４への通電を停止し、フォーカスレンズの駆動を停止させるものである。この停止動作のときにＮチャンネルのＦＥＴトランジスタ３３のゲート端子に若干の時間ＨＩＧＨ信号を与えて、モータ３４へ逆電流を流してブレーキ動作を行うと速い停止動作ができる。以上が正常な状態でのフォーカスレンズの合焦駆動動作の説明である。
【００３８】
次に、異常状態での動作を説明する。実施例１と同様に、電気素子実装時に発生した半田ボールによりモータ駆動用のＦＥＴトランジスタ３２のゲート端子と電源ラインが図示の点線ａ’のように短絡している場合を考える。
【００３９】
カメラ本体のレリーズボタンの第１ストロークでＳＷ１スイッチがオンすると、前述したように、カメラ側のマイコン１３はレンズ側のマイコン１６に電源オン命令信号を送り、レンズ側のマイコン１６はこの信号を受け取ると、電源スイッチ手段１５’をオンする。図示の点線ａ’の短絡現象のため、ＦＥＴトランジスタ３２のゲートは電池電圧で深くバイアスされ、このＦＥＴトランジスタ３２はオンし、そのドレイン端子はＬＯＷレベルになる。この結果、ＰチャンネルのＦＥＴトランジスタ３１もオンし、モータ３４へ回路図上左方向に電流が流れる。このため、カメラ側のマイコン１３からのレンズ側のマイコン１６へモータ通電の命令信号がくる前に、モータ３４への通電動作が行われることになってしまい、不都合である。
【００４０】
この実施例２では、この異常状態の発生を未然に防ぐために、カメラ側のマイコンからレンズ側のマイコンへモータ通電の命令信号がくる前に、レンズ側のマイコン１６はＮチャンネルのＦＥＴトランジスタ３２のゲートに接続するポートのレベルを検知して、もしこのポートの電圧がＨＩＧＨレベルにあれば、レンズ側は電源スイッチ手段１５’をオフにする。これにより、モータ３４への通電動作は停止し、異常状態は解消される。この実施例では、レンズ側のマイコン１６がＮチャンネルのＦＥＴトランジスタ３２のゲート電圧を検知するタイミングは、レンズ側のマイコン１６が電源スイッチ手段１５’をオンしてからカメラ側のマイコン１３からモータ３４への通電開始命令信号を受ける間に設定されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、正常なシーケンスでは、ＮチャンネルのＦＥＴトランジスタのゲート電圧がＬＯＷレベルであるべきタイミングであれば、いつでもかまわないものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、例えば、実装時の半田ボール等により基板パターン間の短絡現象が発生したとしても、その現象を駆動手段の制御端子の電圧検知により検出し、電源スイッチ手段をオフにすることにより、異常大電流が流れることを防止する。ヒューズを用いる場合に比較してより確実に電池から異常大電流が流れる現象を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例１の回路図である。
【図２】図２は、本発明の実施例２の回路図である。
【図３】図３は、異常大電流の発生を説明するための回路図である。
【符号の説明】
１０    電池
１３    カメラ側マイコン
１５    スイッチ手段
１６    交換レンズ側のマイコン
１７    Ｉ／Ｏ
１９    ＦＥＴトランジスタ
２４    超音波モータ駆動用回路
２５    超音波モータ
１５’  スイッチ手段
【図１】
0004006091.tif 000002
【図２】
0004006091.tif 000003
【図３】
0004006091.tif 000004