JP2005275109A - フラッシュを備えた機器 - Google Patents

Abstract

【課題】
バックライトを点灯させたまま、フラッシュにより閃光を発し、その後でメインコデンサへの充電を開始したとしてもバックライトの輝度が変動しないフラッシュを備えた機器を提供すること。
【解決手段】バッテリ電圧が第１の閾値電圧よりも小さく、メインコンデンサの充電電圧が第２の閾値電圧よりも小さかったら、充電回路にパルス列信号のデューティ比を調節したパルス列信号を供給し、メインコンデンサのピーク電流Ｉｐｅａｋを下げる制御を行なう。バックライトの輝度変化をなくし、充電も確実に行なう。
【選択図】 図５

Description

本発明は、バッテリが装備されそのバッテリから電力の供給を受けて動作するフラッシュを備えた機器に関する。

バッテリが装備されそのバッテリから電力の供給を受けて動作する機器の中には、閃光を発光するフラッシュを備えているものがある。このフラッシュには、メインコンデンサが備えられており、そのメインコンデンサに蓄積された電力が放電され、閃光が発光される。このように閃光が発光されると、メインコンデンサの電力が放電されてしまうので、バッテリーからの電力の供給を受けて充電装置によりメインコンデンサの充電が行なわれる。しかし、バッテリの電圧が低下しているときに、あまり大きな充電電流を流すと、バッテリに多大なる負荷が加わり、機器が誤動作する可能性がある。

そこで、バッテリ電圧の低下による機器の誤動作を防ぐため、バッテリ電圧に応じて充電電流の大きさを制御する技術が開示されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

ところで、最近、こういったフラッシュを備えた機器の中には操作説明や選択された撮影モードをユーザに知らせるため、表示画面として液晶パネルを備えたものが多い。この液晶パネルの表示画面を見易くするため、液晶パネルの背面側にはバックライトが設けられているものも多く、このバックライトにもバッテリからの電力が供給されている。

このような機器においては、フラッシュにより閃光を発した後でバックライトを点灯させたまま充電を行なうことがある。このときには上記技術によって充電電流を制御したとしても、充電開始時にバッテリの電圧が変動してバックライトの輝度が変動し、パネル面が暗くなったり明るくなったりしてしまうことがある。また、バッテリを長時間使用していると、バッテリ電圧自体が低下してしまい、明るくなったり暗くなったりに留まらず、電源からの電力の供給が断たれ、表示画面が真っ黒になったりしてしまうことさえある。
特開２０００−３４７２５５号公報 特開平２−９３４４２号公報

本発明は、上記事情に鑑み、フラッシュにより閃光を発した後でバックライトを点灯させたまま、メインコデンサへの充電を開始したとしてもバックライトの輝度が変動しないフラッシュを備えた機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のフラッシュを備えた機器は、バッテリが装備されそのバッテリから電力の供給を受けて動作するフラッシュを備えた機器において、
メインコンデンサと、上記バッテリからの電力を昇圧してそのメインコンデンサを充電する充電回路と、そのメインコンデンサに蓄積された電力の供給を受けて閃光を発光する発光部とを有するフラッシュ、
表示画面と、その表示画面を背面から照明するバックライトとを有し、その表示画面上に表示を行なう表示部、
上記バッテリの電圧をモニタするバッテリ電圧モニタ部、
上記メインコンデンサの電圧をモニタする充電電圧モニタ部、および
上記バックライト点灯中に上記充電回路にメインコンデンサの充電を行なわせるにあたり、上記バッテリの電圧が所定の第１の閾値電圧以下であり、上記メインコデンサの電圧が所定の第２の閾値電圧以下である場合に、上記充電回路に、その場合以外の場合と比べ充電のピーク電流を下げた充電を行なわさせる充電制御部を備えたことを特徴とする。

上記本発明のフラッシュを備えた機器によれば、上記充電制御部が、バックライト点灯中に、バッテリの電圧が所定の第１の閾値電圧以下であって、かつ上記メインコンデンサの電圧が所定の第２の閾値以下である場合に、充電のピーク電流を下げることで、バッテリの負荷を緩和し、バッテリの電圧の低下を抑制する。そうするとバックライトにも電力を供給しているバッテリの電圧の変動が抑制され、バックライトの輝度変化が防止される。

なお、このフラッシュを備えた機器は、バッテリが装填自在に機器内の装填室に装備されるものであっても良く、またその装備される電池は１次電池であっても２次電池であってもいずれであっても良い。また、電池が２次電池であって、固定的に機器内に装備され、外部の充電回路により充電が行なわれるものであっても良い。

ここで、上記充電回路は、上記充電制御部からパルス列信号の供給を受けて上記メインコンデンサの充電を行なうものであって、上記充電制御部は、上記充電回路に供給するパルス列信号のデューティ比を制御することによって上記メインコンデンサの充電電流を制御するものであることが好ましい。

このようにデューティ比を制御するものであると、例えばマイクロコンピュータを用いて簡単に制御を行なうことができる。

このようなフラッシュを備えた機器として代表的なものの中には、撮影操作に応じて被写体を撮影するカメラがある。上記本発明の機器をカメラとすると、そのカメラの表示画面を背面から照明するバックライトを点灯させたまま充電回路に充電を行なわさせたとしても、充電中にバックライトの輝度が変化することなく、表示画面の明るさが一定になる。

ここで、上記本発明の機器は温度を検出する温度センサを備え、前記電圧制御部は、温度に応じて、上記充電回路における充電電流を変化させるものであることが望ましい。

機器内部の温度は、環境温度や内部の回路からの発熱などにより変化する。バッテリや機器内部の回路部品などにおいては温度が変化すると、電気特性が変化するものもある。そこで、温度センサで検出された温度に応じてそれらの動作を適応的に制御すると、さらに優れた効果が得られる。

本発明のフラッシュを備えた機器によれば、バックライトを点灯させたまま、メインコデンサへの充電を開始したとしてもバックライトの輝度が変動しない機器を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施形態であるカメラの構成を示す図である。

カメラボディ１ａの中央には鏡胴１１が備えられており、その鏡胴１１の上方にはファインダ用の対物窓１３ａが備えられている。さらにそのファインダ用の対物窓１３ａの横にはフラッシュの発光窓１２が設けられている。この発光窓１２からカメラ１内部に配備されたフラッシュにより閃光が発光される。さらにカメラボディ１ａ上部にはレリーズ釦１５があり、このレリーズ釦１５の操作により撮影が行なわれる。

図２は、カメラの背面を示す図である。

図２に示すようにこのカメラの背面にはファインダ１３の接眼窓１３ｂ、ＬＣＤ１４が備えられている。このＬＣＤ１４が本発明にいう表示画面に当たる。その表示画面を背面から照明するバックライトがカメラ内部に配備されており、このＬＣＤとバックライトとで表示部が構成される。

図３は内部の制御構成を示す制御ブロック図である。

図３に示すようにこのカメラにはバッテリＢＴがカメラ内に装填され、そのバッテリＢＴからカメラ動作に必要な電力が供給されている。このバッテリＢＴから電力の供給を受け、図３に示すＣＰＵ１００、バッテリ電圧モニタ部１０１、測温部１０２、シャッタ部１０３、鏡胴部１０４、ＬＣＤ１０６、ＥＥＲＰＯＭ１０７、充電電圧モニタ部１０８、ＡＦ部１０９、フラッシュ１１０といった各部に電力が供給され、その各部がＣＰＵ１００によって統括的に制御され動作する。バックライト１３０には安定した明るさで照明するためにバッテリＢＴの出力電圧よりも高い電圧を供給しなければならないので、昇圧回路１２０により昇圧が行なわれてから電力が供給されている。このバックライト１３０でＬＣＤ１０６の表示画面が明るくなる。

カメラ１においては、このカメラ１の操作信号をこのＣＰＵ１００に検知させなければならないので、多数のスイッチが設けられている。これらのスイッチ類１０５からの操作信号を受けて、ＣＰＵ１００は適宜各部にその操作信号に応じた動作を行なわせている。

また、図１に示したレリーズ釦１５が操作されたときに、ＣＰＵ１００ではＡＦ部１０９に合焦点検出を行なわせ、その合焦点の検出結果に基づいて、鏡胴１０４を前後させ、合焦点位置に撮影レンズの配置を行なわせた後、シャッタを駆動してシャッタを所定のシャッタスピードで開放させている。

また、図示しない測光回路によって被写界輝度が検出され、被写界輝度が所定の値以下であった場合、もしくは強制閃光発光モードになっている場合には、フラッシュ１１０から閃光が発光される。このフラッシュ１１０にはメインコンデンサが配備されており、そのメインコンデンサの充電電圧が充電電圧モニタ１０８によりモニターされている。その充電電圧モニタ１０８によりモニタされた電圧がＣＰＵ１００により検知され、ＣＰＵ１００によって後述する充電電流の制御が行なわれる。

ここで、ＣＰＵ１００とフラッシュ１１０と昇圧回路１２０とバックライト１３０の係わりを示し、それらの動作を説明する。

図４は、充電電圧モニタ１０８と昇圧回路１２０とバックライト１３０とフラッシュ１１０とバッテリ電圧モニタ部１０１の構成を示す図である。

図４に示すようにバッテリＢＴからの電圧が入力され、昇圧回路１２０によって５Ｖに昇圧された電圧がバックライト１３０に供給されている。ここではバックライト１３０をダイオード記号によって示してある。この昇圧回路１２０の入力下限電圧は昇圧を保持できる電圧（仮にＭｉｎ２Ｖとする）であり、その電圧（２Ｖ）以上の電圧がこの昇圧回路１２０に入力されれば、５Ｖの電圧が出力されて電流を変動させることなくバックライト１３０に安定した電流が供給される。このバッテリの出力信号は、ＣＰＵに供給されており、ＣＰＵによりバッテリの電圧がモニタされている。このＣＰＵが本発明にいうバッテリ電圧モニタ部に当たる。

またバックライト１３０には抵抗Ｒ１が直列に接続されており、そのバックライト１３０の他端はＣＰＵ１００に接続されている。このＣＰＵによってその接続点がグランドレベルに接続されるとバックライト１３０に電流が流れてバックライト１３０が点灯し、ＣＰＵ１００がその接続点を切り離すようにたとえばその接続点をオープンとするような制御を行なうと、バックライト１３０が消灯する。

さらに図４の下方には、フラッシュ１１０の構成が示されている。

フラッシュ１１０は、メインコンデンサＭｃと、バッテリＢＴからの電力を昇圧してメインコンデンサＭｃを充電する充電回路と１１００、メインコンデンサＭｃに蓄積された電力の供給を受けて閃光を発光する発光部とを有する。その発光部は、発光回路とキセノン管とＩＧＢＴとからなり、ＣＰＵからの指示に応じて閃光を発光する。

図４に示すようにＣＰＵ１００から発光回路１１０１に閃光発光指示が与えられると、ＩＧＢＴがオンし、メインコンデンサに蓄積された電力がキセノン管Ｘｅに放電され、キセノン管Ｘｅから閃光が発光される。発光回路１１０１はキセノン管Ｘｅのトリガ電極にトリガ信号も供給しており、このトリガ信号によってキセノン管Ｘｅを励起させ、さらにＩＧＢＴをオンさせることによってメインコンデンサＭｃ、キセノン管Ｘｅ、ＩＧＢＴの経路でメインコンデンサＭｃに蓄えられた電力が放電される。このように閃光発光指示が与えられ、メインコンデンサＭｃからキセノン管Ｘｅに電力が放電されると、メインコンデンサＭｃの充電電圧が低下する。そこで、このメインコンデンサＭｃの充電電圧を充電電圧モニタによりモニタしてメインコンデンサＭｃの充電電圧が低下していたら、充電回路１１００にＣＰＵ１００から充電の指示が与えられ、メインコンデンサＭｃの充電が行なわれる。

ここでは、ＣＰＵ１００から充電回路１１００に供給されるスイッチング信号のデューティ比を調節することによって充電回路１１００の充電電流の大きさが制御される。

図５は充電回路１１００の内部構成を示す図である。

図５に示すようにバッテリＢＴからチョッパ回路１１００ａに電力が供給され、スイッチング信号によってその電力が断続的にトランスＴ１側に伝えられる。このように断続的に電力が供給されると、トランスＴの一次巻き線Ｗ１に流れる電流によりトランスＴ１に磁束が発生する。この磁束によって２次側の巻き線Ｗ２にも電流が流れ、電流Ｉｃがメインコンデンサに充電電流として供給される。

このときには、メインコンデンサＭｃに発生した充電電圧が抵抗分割回路からなる充電電圧モニタ部１０８によってモニタされ、ＣＰＵ１００に検知される。

ここで、メインコンデンサＭｃのピーク電流Ｉｐｅａｋと、ＣＰＵ１００からチョッパ回路１１００ａに供給されるスイッチング信号の関係を説明する。

図５符合Ａのようなパルス列からなる信号がチョッパに供給されると、２次側に充電電流Ｉｃが流れて充電が行なわれる。このとき、メインコンデンサの電圧が本発明にいう第２の閾値以下に低下している状態において符合Ａのようなオン時間の長いパルス列の信号をチョッパ回路に供給すると、大きな電流が流れる込む。また、このピーク電流Ｉｐｅａｋが大きくなる場合にはバッテリＢＴからも大きな電流を供給しなければならないためバッテリの出力電圧も低下する。そうすると昇圧回路に入力される入力電圧が入力を保持する電圧以下にまで低下して、図４に示す昇圧回路１２０から５Ｖの出力電圧が出力されなくなるといった事態が引き起こされる。そこで、バックライト点灯中にメインコンデンサＭｃの充電を行なわせるにあたり、ＣＰＵ１００はバッテリの電圧が所定の第１の閾値電圧以下であり、かつメインコデンサの電圧が所定の第２の閾値である場合に、充電回路に、その場合以外の場合と比べ充電のピーク電流を下げた充電を行なわさせている。ここでは、符合Ｂに示すようなオン時間の短いパルス列になるようにデューティ比を制御してオン時間を低減した信号をチョッパ回路に供給するようにして、実線で示す如くピーク電流を下げて、バッテリの電圧が２Ｖを下回らないようにしている。

バッテリＢＴの出力電圧をモニタしているのは、バッテリＢＴの出力電圧が定格電圧にあれば良いがこのカメラを長時間使用しているとバッテリＢＴの出力電圧が低下してしまうことがあるからであり、その場合には、符合Ｂのようにデューティ比を調整した信号をチョッパ回路に供給しても図５の左側の一点鎖線で示すようにバッテリ電圧の変化全体が、バッテリの出力電圧が低下した分さらに下降してしまう。そうするとバッテリの出力電圧が２Ｖを下回ってしまうので、バッテリ電圧もバッテリ電圧モニタ部によりモニタして充電を行なわせるようにしている。

なお、第１の閾値電圧はバッテリＢＴの出力電圧の定格よりも小さな値であり、この第１の閾値電圧および第２の閾値電圧は、バッテリＢＴからメインコンデンサに供給する充電電流が大きくなりバッテリＢＴの出力電圧が２Ｖを下回ることが分かる値である。

図６は図３，図４のＣＰＵ１００が行なう充電制御の処理手順を示すフローチャートである。

ステップＳ６０１でバックライトが点灯中であるかを判定する。このステップＳ６０１でバックライトが点灯していればＹ側に進み、点灯しなければＮ側に進む。

ステップＳ６０１でＹ側に進んだら次のステップＳ６０２でバッテリ電圧モニタによりバッテリ電圧を検出する。そうしたら次のステップＳ６０３でバッテリ電圧が第１の閾値以下であるかどうかを判定する。このステップＳ６０３で、バッテリ電圧が第１の閾値以下であったらＹ側に進み、第１の閾値以下でなかったらＮ側に進む。

ステップＳ６０３で第１の閾値以下であったらＹ側に進んで次のステップＳ６０４へ移行してメインコンデンサＭｃの充電電圧を検出する。その検出した充電電圧が第２の閾値電圧以下であったらＹ側に進み次のステップＳ６０５へ移行する。次のステップＳ６０５でピーク電流を減少させるようにデューティ比を下げた制御を行なって充電電流の制御を行なう。図６には、通常の場合には、デューティ比を５０％のものを１０％にした場合の例が示されている。なお、図６には、デューティ比が一周期Ｔに対するパルスの長さＰｗであることを明示するため、Ｐｗ／Ｔという計算式も示してある。

ステップＳ６０１、ステップＳ６０３、ステップＳ６０５でＮ側に進んだ場合には、ステップＳ６０７でデューティ比５０％のパルス列によりチョッパ回路を制御して、好適な充電制御を行なう。

以上が充電制御の処理手順である。

このようにデューティ比を下げることによってピーク電流を下げる制御を行なうことで、バッテリＢＴから昇圧回路に入力される電圧が２Ｖ以下にまで低下することを防止し、バックライト１３０の輝度変化を防止している。

図６のフローチャートの充電処理を行なっても良いが、この仕方では少々、充電に時間を要する。

そこで、充電時間を短縮させるため、図７の処理手順で充電制御を行なうことも考えられる。

図７は別の実施形態を示すフローチャートである。

図６の処理とほぼ同じであるが、ステップＳ６０６でデューティ比を下げ、ピーク電流を下げる制御を行なった後、ステップＳ６０４に戻して再度充電電圧を検出し、充電によりメインコンデンサの充電電圧が上昇して第２の閾値電圧よりも大きくなったら、通常の充電制御に戻している。

このようにしておくと、充電電流を制御してバックライトの輝度変化を防止するだけでなく、充電時間をも短縮させることができる。

以上説明したように充電開始時のピーク電流を制御することで、昇圧回路に入力される電圧が２Ｖ以下になることがなくなり、昇圧回路の出力が５Ｖに保たれ、バックライトの輝度変化がなくなる。

また、充電開始時にピーク電流が流れ、後は通常の電流に落ち着くので、ピーク電流を抑制した後、通常の充電制御に戻すことを行なえば、充電時間がさほど長引くこともない。

なお、本実施形態においては、測温部を備えているので、この測温部により温度を検出して、充電制御部であるＣＰＵにデューティ比を制御させると、バッテリの温度特性、さらに回路部品の温度特性に応じた制御を行なえる。

また、本実施形態ではカメラを例に挙げ説明したが、電池とフラッシュが配備された機器であれば、どのようなものにおいても適用可能である。

本発明の実施形態であるカメラの構成を示す図である。 カメラの背面を示す図である。 カメラ内部の制御構成を示す制御ブロック図である。 充電電圧モニタ１０８と昇圧回路１２０とバックライト１３０とフラッシュ１１０とバッテリ電圧モニタ部１０１の構成を示す図である。 図５は充電回路１１００の内部構成を示す図である。 図５のＣＰＵ１００が行なう充電制御の処理手順を示すフローチャートである。 別の実施形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ
１ａ カメラボディ
１１ 鏡胴
１１ａ 撮影レンズ
１２ 閃光発光窓
１３ ファインダ
１３ａ ファインダ用対物窓
１３ｂ ファインダ用接眼窓
１４ ＬＣＤ
１５ レリーズ釦
１００ ＣＰＵ
１０１ バッテリ電圧モニタ部
１０２ 測温部
１０３ シャッタ駆動部
１０４ 鏡胴駆動部
１０５ スイッチ類
１０６ ＬＣＤ
１０７ ＥＥＰＲＯＭ
１０８ 充電電圧モニタ部
１０９ ＡＦ部
１１０ フラッシュ
１１００ 充電回路
１１００ａ チョッパ回路
１１０１ 発光回路
１２０ 昇圧回路
１３０ バックライト
ＢＴ バッテリ
Ｍｃ メインコンデンサ
ＩＧＢＴ ＩＧＢＴ

Claims (4)

1. バッテリが装備され該バッテリから電力の供給を受けて動作するフラッシュを備えた機器において、
   メインコンデンサと、前記バッテリからの電圧を昇圧して該メインコンデンサを充電する充電回路と、該メインコンデンサに蓄積された電力の供給を受けて閃光を発光する発光部とを有するフラッシュ、
   表示画面と、該表示画面を背面から照明するバックライトとを有し、該表示画面上に表示を行なう表示部、
   前記バッテリの電圧をモニタするバッテリ電圧モニタ部、
   前記メインコンデンサの電圧をモニタする充電電圧モニタ部、および
   前記バックライト点灯中に前記充電回路に前記メインコンデンサの充電を行なわせるにあたり、前記バッテリの電圧が所定の第１の閾値電圧以下であり、かつ該メインコデンサの電圧が所定の第２の閾値電圧以下である場合に、前記充電回路に、該場合以外の場合と比べ充電のピーク電流を下げた充電を行なわさせる充電制御部を備えたことを特徴とするフラッシュを備えた機器。
2. 前記充電回路は、前記充電制御部からパルス列信号の供給を受けて前記メインコンデンサの充電を行なうものであって、
   前記充電制御部は、前記充電回路に供給するパルス列信号のデューティ比を制御することによって前記メインコンデンサの充電電流を制御するものであることを特徴とする請求項１記載のフラッシュを備えた機器。
3. このフラッシュを備えた機器は、撮影操作に応じて被写体を撮影するカメラであることを特徴とする請求項１記載又は２記載のフラッシュを備えた機器。
4. 温度を検出する温度センサを備え、前記電圧制御部は、温度に応じて、前記充電回路における充電電流を変化させるものであることを特徴とする請求項１記載のフラッシュを備えた機器。

Images