(57)【要約】【課題】適切なタイミングでバックアップ電源に蓄電することができるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】負荷３１の消費電力Ｐに基づいて、電源１１から供給可能な電力Ｐｍａｘに対する余剰電力Ｐｒを演算する演算手段３２と、電力を蓄電する蓄電手段３４と、前記演算手段により演算された余剰電力に応じて前記蓄電手段に蓄電を行わせる制御手段３２と、備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷の消費電力に基づいて、電源から供給可能な電力に対する余剰電力を演算する演算手段と、
前記電力を蓄電する蓄電手段と、
前記演算手段により演算された余剰電力に応じて前記蓄電手段に蓄電を行わせる制御手段と、備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
前記制御手段は、前記消費電力が前記電源から供給可能な電力より小さい所定電力以下の場合に、前記蓄電手段への蓄電を開始させることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレンズ鏡筒において、
前記制御手段は、前記負荷の消費電力が前記電源から供給可能な電力を越えた場合に、前記蓄電手段に蓄電された電力を前記負荷へ供給することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項２に記載のレンズ鏡筒において、
前記蓄積手段はコンデンサであり、
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧が許容電圧より小さい場合に、前記蓄電を開始させることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項３に記載のレンズ鏡筒において、
前記蓄積手段はコンデンサであり、
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧が所定電圧より大きい場合に、前記蓄積された電力を前記負荷へ供給することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記電源から前記蓄電手段に蓄電される電力を調節する入力調節手段をさらに備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記蓄電手段に蓄電された電力に基づいて、前記負荷へ供給される電力を調節する出力調節手段をさらに備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記電源から前記負荷への電力供給と、前記電源および前記蓄電手段から前記負荷への電力供給とを切り換える切換手段をさらに備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒において、
前記負荷は、レンズを駆動するためのモータであることを特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズ鏡筒がカメラボディに収納されるタイプのコンパクトカメラにおいて、電源電池とは別に、電気二重層コンデンサを設けたものが知られている（特許文献１）。このカメラによれば、電源電池が消耗した場合でも、電気二重層コンデンサをバックアップ電源にして、レンズ鏡筒をカメラボディに収納させる動作を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、電気二重層コンデンサをバックアップ電源として用いるためには、電気二重層コンデンサに蓄電する必要があるが、カメラの各負荷が電源電池から供給される定格負荷で駆動している間に電気二重層コンデンサを蓄電すると、負荷に十分な電力が供給されず、負荷が適切に駆動しないという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９８９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、適切なタイミングでバックアップ電源に蓄電することができるレンズ鏡筒を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
この発明に係るレンズ鏡筒（３０）は、負荷（３１）の消費電力（Ｐ）に基づいて、電源（１１）から供給可能な電力（Ｐｍａｘ）に対する余剰電力（Ｐｒ）を演算する演算手段（３２）と、
電力を蓄電する蓄電手段（３４）と、
前記演算手段により演算された余剰電力に応じて前記蓄電手段に蓄電を行わせる制御手段（３２）と、備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記発明において、前記制御手段（３２）は、前記消費電力（Ｐ）が前記電源から供給可能な電力（Ｐｍａｘ）より小さい所定電力（Ｐｔｈ）以下の場合に、前記余剰電力（Ｐｒ）の前記蓄電手段（３４）への蓄電を開始させるように構成することができる。
【０００９】
また上記発明において、前記制御手段（３２）は、前記負荷の消費電力（Ｐ）が前記電源から供給可能な電力（Ｐｍａｘ）を越えた場合に、前記蓄電手段（３４）に蓄電された電力を前記負荷へ供給するように構成することができる。
【００１０】
また上記発明において、前記蓄積手段（３４）はコンデンサであり、前記制御手段（３２）は、前記コンデンサの電圧が許容電圧より小さい場合に、前記蓄電を開始させるように構成することができる。
【００１１】
また上記発明において、前記蓄積手段（３４）はコンデンサであり、前記制御手段（３２）は、前記コンデンサの電圧が所定電圧より大きい場合に、前記蓄積された電力を前記負荷へ供給するように構成することができる。
【００１２】
また上記発明において、前記電源から前記蓄電手段に蓄電される電力を調節する入力調節手段（３２，３５）をさらに備えるように構成することができる。
【００１３】
また上記発明において、前記蓄電手段に蓄電された電力に基づいて、前記負荷へ供給される電力を調節する出力調節手段（３６）をさらに備えるように構成することができる。
【００１４】
また上記発明において、前記電源（１１）から前記負荷（３１）への電力供給と、前記電源（１１）および前記蓄電手段（３１）から前記負荷（３１）への電力供給とを切り換える切換手段（３７，３８）をさらに備えるように構成することができる。
【００１５】
また上記発明において、前記負荷（３１）は、レンズを駆動するためのモータとして構成することができる。
【００１６】
なお、電源（１１）から供給可能な電力（Ｐｍａｘ）と負荷（３１）の消費電力（Ｐ）との差分の電力を蓄電する動作モードと、
前記負荷の消費電力が前記電源から供給可能な電力を越えた場合に、前記蓄電された電力を前記負荷へ供給する動作モードと、を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒（３０）によっても上記課題を解決することができる。
【００１７】
また、レンズ鏡筒（３０）に設けられるコンデンサ（３４）であって、
電源（１１）から供給可能な電力（Ｐｍａｘ）と負荷（３１）の消費電力（Ｐ）との差分の電力が蓄電されるとともに、
前記負荷の消費電力が前記電源から供給可能な電力を越えた場合に、前記蓄電された電力が前記負荷へ供給されることを特徴とするコンデンサ（３４）によっても上記課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１８】
上記発明によれば、適切なタイミングでバックアップ電源に蓄電することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、上記発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るカメラボディ１０及びレンズ鏡筒３０からなるカメラ１００の電気的構成を示すブロック図であり、上記発明のレンズ鏡筒に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００２１】
本例に係るカメラ１００は、カメラボディ１０とレンズ鏡筒３０とを有し、互いに着脱可能に構成されている。これらカメラボディ１０とレンズ鏡筒３０との間の電源供給及び制御信号の送受信に関する電気的接続は、それぞれに設けられた装着接点２０を接続することにより行われる。
【００２２】
カメラボディ１０には、一次電池、二次電池または太陽電池などの電池１１が設けられ、電池１１の正極端子は、ボディＣＰＵ１３により制御される給電スイッチ１２に接続され、装着接点２０を介してレンズ鏡筒３０のモータ３１の正極端子に接続されている。このモータ３１は、フォーカスレンズを光軸方向に駆動するオートフォーカス用モータ、手振れ補正機構の補正レンズを駆動する手振れ補正用モータ、絞り機構を駆動して絞り開口を調節する絞り駆動モータなどであり、これらを総称する意味でモータ３１と図示する。実際には、これら適宜のモータが電池１１に対して並列に接続される。
【００２３】
電池１１の負極端子は、接続接点２０を介してモータ３１の負極端子に接続され、これら負極側はカメラボディ１０の筐体及びレンズ鏡筒３０の筐体に接続されて接地されている。
【００２４】
カメラボディ１０のボディＣＰＵ１３には、カメラボディ１０に設けられた操作部１４からの信号が入力される。この操作部１４には、シャッターレリーズボタン、モード設定スイッチ、コマンドダイアル、フィルム巻き戻しスイッチなどの各種スイッチが含まれる。また、シャッターレリーズボタンは全押ししたときにシャッターがＯＮされる以外にも、オートフォーカスモードにおいて当該ボタンを半押しするとフォーカスレンズの合焦動作がＯＮとなり、ボタンを離すとＯＦＦになる。
【００２５】
一方、レンズ鏡筒３０にはレンズＣＰＵ３２が設けられ、レンズＣＰＵ３２とボディＣＰＵ１３は、装着接点２０を介して互いの情報を交換する。たとえば、装着接点２０を介して、レンズ鏡筒３０が装着されているか否かをカメラボディ１０側で判断するための情報を送受信したり、カメラボディ１０からの信号に対してレンズ鏡筒３０から待機信号を出力したりする。また、装着接点２０を介して、カメラボディ１０が保有する各種の情報とレンズ鏡筒３０が保有する各種の情報とを互いに送受信する。
【００２６】
なお図示は省略するが、電池１１は、制御用低電圧をボディＣＰＵ１３およびレンズＣＰＵ３２に印加し、これによりボディＣＰＵ１３及びレンズＣＰＵ３２は制御信号を出力する。
【００２７】
たとえば、モータ３１がオートフォーカス用モータである場合は、ボディＣＰＵ１３からレンズＣＰＵ３２を介して制御用低電圧信号が送出され、この信号に基づいてオートフォーカス用モータが駆動する。同様に、モータ３１が手振れ補正用モータである場合は、ボディＣＰＵ１３からレンズＣＰＵ３２を介して制御用低電圧信号が送出され、この信号に基づいて手振れ補正用モータが駆動し、モータ３１が絞り駆動用モータである場合は、ボディＣＰＵ１３からレンズＣＰＵ３２を介して制御用低電圧信号が送出され、この信号に基づいて絞り駆動用モータが駆動する。なお、これらオートフォーカス用モータ、手振れ補正用モータ及び絞り駆動用モータは、レンズＣＰＵ３２からの動作指令信号が入力されると内部スイッチがＯＮするものであり、動作指令信号が入力ない限り動作せず、電力を消費しない。
【００２８】
本例のレンズ鏡筒３０の電源回路には電流センサ３３が設けられ、所定の時間間隔で検出した電流値をレンズＣＰＵ３２に出力する。レンズＣＰＵ３２は、電流センサ３３にて検出された電流値と既知のモータ３１などの抵抗値とから当該モータ３１などにて消費される電力を演算する。なお、電流センサ３３で検出される電力にはレンズＣＰＵ３２で消費される制御用低電圧の電力も含まれる。
【００２９】
また、本例のレンズ鏡筒３０の電源回路にはバックアップ電源となる電気二重層コンデンサ３４が設けられている。電気二重層コンデンサ３４は、大容量の静電容量を有し、内部抵抗が小さく急速充電と大電流放電が可能であり、さらに過充電・過放電を行なっても寿命に影響が少ないコンデンサである。以下、単にコンデンサ３４とも称する。
【００３０】
コンデンサ３４には、スイッチング素子であるトランジスタ３５が直列に接続され、またレギュレータ３６及びショットキーバリアダイオード３８が直列に接続されている。
【００３１】
トランジスタ３５のベースにはレンズＣＰＵ３２からのＯＮ／ＯＦＦ制御信号が入力され、トランジスタ３５がＯＮになると電池１１からの電力がコンデンサ３４にも供給されるとともに、トランジスタ３５がＯＦＦになると電池１１からコンデンサ３４に対する電力が遮断される。このトランジスタ３５のＯＮ／ＯＦＦ制御はたとえばパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により行なわれ、電池１１の電源回路からコンデンサ３４に供給される電力の電流値や電圧値を調節する。これにより、コンデンサ３４への突入電流が大きくなるのを抑制することができる。
【００３２】
レギュレータ３６は、レンズＣＰＵ３２により制御され、コンデンサ３４に蓄電された電力を所定時間だけ電源回路に供給するための出力ストローブ信号を生成するとともに、コンデンサ３４の過放電を抑制するためにコンデンサ３４が所定電圧以下になると電源回路への出力をＯＦＦする機能を有するものである。このレギュレータ３６により、モータ３１に対するコンデンサ３４の電力補強が適切に制御され、モータ３１に対して電池１１による供給電力とほぼ等しい電力供給がなされることになる。
【００３３】
なお、ＣＰＵ３２はファームウェア、ソフトウェアにより動作するものであるが、ハードウェアによる論理回路（演算ロジック回路）であってもよい。
【００３４】
コンデンサ３４の回路に設けられたショットキーバリアダイオード３８は、電池１１から供給される電力がコンデンサ３４に逆流するのを防止するものである。また、電池１１の電源回路に設けられたショットキーバリアダイオード３７は、コンデンサ３４に蓄電された電力が電池１１側に逆流するのを防止するものである。
【００３５】
次に動作を説明する。
【００３６】
本例のカメラ１００において、電池１１からレンズ鏡筒３０に供給可能な電力は、カメラボディ１０側で消費される電力を考慮して所定の電力（以下、定格電力Ｐｍａｘと称する。）に設定されている。したがって、レンズ鏡筒３０で消費される電力がこの定格電力Ｐｍａｘを超えると、モータ３１などの負荷にはその間充分な電力が供給されず、駆動が停止したり遅延したりする。
【００３７】
これに対し、レンズ鏡筒３０の消費電力が電池１１から供給可能な定格電力Ｐｍａｘよりも小さい場合は、モータ３１などの負荷は適切に駆動することができると同時に、レンズ鏡筒３０側に余剰電力があることになる。
【００３８】
このため、本例のカメラ１００では、レンズ鏡筒３０で消費される電力を検出するとともに、電池１１からの定格電力Ｐｍａｘに対する余剰電力Ｐｒを求め、当該余剰電力Ｐｒが所定の閾値Ｐｔｈよりも大きい場合はコンデンサ３４に蓄電する。また、レンズ鏡筒３０で消費される電力を検出するとともに、当該消費電力が電池１１からの定格電力Ｐｍａｘを越えた場合にコンデンサ３４に蓄電された電力をモータ３１に供給する。
【００３９】
図２はカメラ１００の制御手順を示すフローチャート、図３はタイムチャートである。
【００４０】
図２のステップＳ１に示すように、カメラボディ１０の操作部１４のメインスイッチがＯＮになると、ボディＣＰＵ１３は給電スイッチ１２をＯＮにし、これにより電池１１の電力がレンズ鏡筒３０に供給されるのでステップＳ２へ進む。これに対し、操作部１４のメインスイッチがＯＦＦになると、ボディＣＰＵ１３は給電スイッチ１２をＯＦＦにし、これにより電池１１の電源回路が開いてレンズ鏡筒３０には電力が供給されないので、電力が供給されるまでステップＳ１の処理を繰り返す。なお、トランジスタ３５の初期値はＯＦＦである。
【００４１】
給電スイッチ１２がＯＮすると、次のステップＳ２において、レンズＣＰＵ３２は電流センサ３３で検出した電流値を読み込み、モータ３１などのレンズ鏡筒３０の負荷で消費される電力Ｐを演算する。
【００４２】
次のステップＳ３において、レンズＣＰＵ３２は、ステップＳ２で演算した消費電力Ｐが所定の閾値Ｐｔｈより小さく、かつ、コンデンサ３４の電圧が最大許容電圧より小さいかどうかを判定する。コンデンサ３４の電圧のモニタは、レギュレータ３６によって行われ、モニタ電圧を示す信号がレンズＣＰＵ３２に送られる。
【００４３】
所定の閾値Ｐｔｈは、図３に示すように電池１１からの定格電力Ｐｍａｘより小さい値であって、コンデンサ３４へ蓄電してもある程度の余剰電力Ｐｒが残るような値とすることが望ましい。また、コンデンサ３４の電圧が最大許容電圧より小さいかどうかの判定は、コンデンサ３４が損傷することがないようにするために行うものである。すなわち、コンデンサ３４の電圧が大きい場合は、十分に蓄電されている状態なので、それ以上蓄電させる制御をするべきでないからである。
【００４４】
ステップＳ３の判定において、消費電力Ｐが閾値Ｐｔｈより小さく、かつ、コンデンサ３４の電圧が最大許容電圧より小さい場合は、ステップＳ４へ進み、レンズＣＰＵ３２からトランジスタ３５のベースへ信号を出力してトランジスタ３５を所定の時間だけＯＮし、電池１１からの電力をコンデンサ３４に蓄電する。このとき、電池１１の電源回路からコンデンサ３４への突入電流が大きくなりすぎないようにトランジスタ３５を細かくＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００４５】
ステップＳ３の判定において、消費電力Ｐが閾値Ｐｔｈ以上であるか、または、コンデンサ３４の電圧が最大許容電圧以上である場合は、コンデンサ３４へ蓄電するのに充分な余剰電力がない、あるいはコンデンサ３４を損傷させる可能性があるとして、蓄電は行わず、ステップＳ５へ進む。
【００４６】
ステップＳ５では、ステップＳ２で演算された消費電力Ｐが定格電力Ｐｍａｘより大きく、かつ、コンデンサ３４の電圧が所定電圧より大きいか否かを判定する。ここで、所定電圧とは、コンデンサ３４からレギュレータ３６を通して、負荷であるモータ３１に対して電池１１とほぼ等しい定電圧出力を維持するために必要な、コンデンサ３４の最小蓄積電力値に対応する電圧である。
【００４７】
そして、消費電力Ｐが定格電力Ｐｍａｘより大きく、かつ、コンデンサ３４の電圧が所定電圧より大きい場合にはステップＳ６に進み、レンズＣＰＵ３２からレギュレータ３６へ信号を出力し、それに対応してレギュレータ３６は、不足電力Ｐｓ（補強電力Ｐｓともいう。消費電力Ｐに対しての定格電力Ｐｍａｘの不足分を示す。）に相当する電力をコンデンサ３４からモータ３１へ供給する。これにより、定格電力Ｐｍａｘだけでは適切な駆動ができない場合であっても、コンデンサ３４からの補強電力Ｐｓが供給されることにより、モータ３１は停止や遅延することなく適切に駆動することができる。
【００４８】
また、ステップＳ５の判定において、消費電力Ｐが定格電力Ｐｍａｘ以下であるか、または、コンデンサ３４の電圧が所定電圧以下である場合には、電池１１からの電力にてモータ３１が適切に駆動できる、あるいは、コンデンサ３４に電力補強をするのに十分な電力が蓄電されていないとして、ステップＳ６の処理は行わない。
【００４９】
以上のような図２の動作を繰り返して行うが、繰り返す周期を短くするほど、電力の蓄電、電力の補強の制御の応答性、精度を高めることができる。
【００５０】
図３上のタイムチャートは、時刻Ｔ０〜Ｔ８を横軸、レンズ鏡筒３０で消費される電力Ｐを縦軸にしたものであり、同図下のタイムチャートは、時刻Ｔ０〜Ｔ８を横軸、カメラボディ１０からレンズ鏡筒３０に対する電力供給のＯＮ／ＯＦＦ、余剰電力のコンデンサ３４への蓄電のＯＮ／ＯＦＦ、およびコンデンサ３４からモータ３１等への電力補強のＯＮ／ＯＦＦをそれぞれ縦軸にしたものである。
【００５１】
同図に示す駆動例で本例のカメラ１００の動作を説明すると、時刻Ｔ０〜Ｔ１ではたとえば幾つかのモータ３１が駆動することで消費電力Ｐが定格電力Ｐｍａｘに近い値となっており、Ｐ＞Ｐｔｈであって余剰電力Ｐｒが充分にないためコンデンサ３４への蓄電は行なわない。なお、レンズ鏡筒３０における消費電力Ｐは定格電力Ｐｍａｘ未満であるため、コンデンサ３４による電力の補強も行なわない。
【００５２】
次の時刻Ｔ１〜Ｔ２では、それまで駆動していたモータ３１が停止し、レンズＣＰＵ３２によるオートフォーカスなどの制御演算に係る消費電力Ｐのみとなり（スタンバイ状態）、消費電力Ｐが閾値Ｐｔｈ以下であって余剰電力Ｐｒが充分あるため、コンデンサ３４への蓄電を行なう。同様に、時刻Ｔ２においてレリーズスイッチボタンが半押しされることで時刻Ｔ２〜Ｔ３においてフォーカス用モータが駆動し消費電力Ｐが増加するが、消費電力Ｐは閾値Ｐｔｈ以下であって余剰電力Ｐｒが充分あるため、コンデンサ３４への蓄電を継続する。
【００５３】
さらに時刻Ｔ３〜Ｔ４ではフォーカス用モータに加えて手振れ補正用モータが同時に駆動したことで消費電力Ｐが瞬間的に定格電力Ｐｍａｘを越えた場合であり、この場合はコンデンサ３４への蓄電を停止するとともに、コンデンサ３４からこれらのモータ３１へ補強電力を供給する。
【００５４】
時刻Ｔ４〜Ｔ５では、消費電力Ｐが定格電力Ｐｍａｘ未満となるが、閾値Ｐｔｈより大きく余剰電力Ｐｒが充分にないため、コンデンサ３４への蓄電は行なわない。
【００５５】
さらに時刻Ｔ５〜Ｔ６ではレリーズスイッチボタンの全押しに加えて手振れ補正用モータが同時に駆動することで消費電力が再び瞬間的に定格電力Ｐｍａｘを超えたので、コンデンサ３４からこれらのモータ３１へ補強電力を供給する。
【００５６】
時刻Ｔ６〜Ｔ７では再びスタンバイ状態に戻り、また時刻Ｔ７〜Ｔ８ではレンズＣＰＵ３２も停止するスリープ状態になり、何れも消費電力Ｐが閾値Ｐｔｈ以下であって余剰電力Ｐｒが充分あるため、コンデンサ３４への蓄電を行なう。
【００５７】
以上のように、本例のカメラ１００によれば余剰電力Ｐｒが所定値以上の場合にコンデンサ３４へ蓄電するとともに、消費電力Ｐが定格電力Ｐｍａｘを越えた場合にコンデンサ３４に蓄電された電力をモータ３１などの負荷に補強するので、負荷が停止したり遅延したりすることが防止される。特に定格電力Ｐｍａｘを超える駆動モードであっても適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】発明の実施形態に係るカメラを示すブロック図である。
【図２】図１に示すカメラの制御手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すカメラの制御手順を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１００…カメラ
１０…カメラボディ
１１…電池
１２…給電スイッチ
１３…ボディＣＰＵ
２０…装着接点
３０…レンズ鏡筒
３１…モータ
３２…レンズＣＰＵ
３３…電流センサ
３４…電気二重層コンデンサ
３５…スイッチング素子
３６…レギュレータ
３７，３８…ショットキーバリアダイオード
【図１】
2009282301.tif 000003
【図２】
2009282301.tif 000004
【図３】
2009282301.tif 000005