JP2006034048A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 急激な負荷変動に対してシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使い切ること。
【解決手段】 第1の負荷(メモリ、LCDなどの負荷変動の少ない素子である)に対して第1の電池81を供給元として電源を供給する第1のDC−DCコンバータ71と、第1の負荷よりも負荷変動が大きい第2の負荷(ストロボ、光学レンズのモータドライバ、CCDドライバなどの素子である)に対して第2の電池82を供給元として電源を供給する第2のDC−DCコンバータ72と、第1の電池81から第2の電池82への充電を行う充電回路73を備える構成にした。
【選択図】 図2

Description

本発明は電子機器に係り、特に負荷変動の異なる複数の素子を有する撮影装置その他の電子機器に関する。
ストロボを備えた撮影装置がユーザに普及している。このような、ストロボを備えた撮影装置では、一般に、ストロボ充電時の消費電力が一時的に大きくなる。
特許文献1には、垂直同期信号に同期して、メモリにアクセスしない間にストロボ充電を行うことにより、電源部から供給する電源の変動を抑えるようにしたものが記載されている。
一方で、充電可能な2次電池を用いた撮影装置もユーザに普及している。
特許文献2には、機器内の各負荷に対して電力を供給する充電可能な主電池と、機器内の各負荷に対する電力供給には用いられることなく、専ら主電池の充電に用いられる補助電池を収納する補助電池収納部を備えたものが記載されている。
特開2001−8079号公報 特開平9−113952号公報
ストロボ発光してからシャッターチャンスを逃すことなく撮影できるようにするため、急速にストロボ充電をして即座にストロボ撮影可能にすることが求められている。そのような要求に応えようとすると必然的にストロボ充電時の消費電力は一時的に大きくなる。また、ストロボ充電時の消費電力以外にも、ズームレンズの駆動時の消費電力や、撮影時のCCD(固体撮像素子)の消費電力も一時的に大きくなる。
このような急激な負荷変動があると、図9に示すように、電池電圧の一時的な電圧降下を引き起こすことにより、撮影装置のシステムダウンに繋がり、また、電池電圧が電池アラーム電圧を下回ると誤って電池のエンプティ警告を出す場合も出てくる。
また、急激な負荷変動を想定して電池のエンド電圧を上げてしまうと、電池にある程度残量がある状態であっても電池を有効に使えないことになる。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、急激な負荷変動に対してシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使いきることができる電子機器を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、第1の負荷に対して第1の電池を供給元として電源を供給する第1の電源供給部と、前記第1の負荷よりも負荷変動が大きい第2の負荷に対して第2の電池を供給元として電源を供給する第2の電源供給部と、前記第1の電池から前記第2の電池への充電を行う充電部を備えた構成になっている。
なお、前記第1の電池は、1次電池又は2次電池を用いる。前記第2の電池は、2次電池又は大容量コンデンサである。前記第1の電源供給部及び第2の電源供給部は、例えば、DC−DCコンバータによって構成する。また、前記第1の電源供給部及び第2の電源供給部は、別個に形成する場合と、一体に形成する場合とがある。
この構成によって、第2の負荷が急激に負荷変動したときであっても、第1の電池は、第2の負荷の急激な負荷変動による電圧降下が発生することがなく、第1の負荷は、第2の負荷の急激な負荷変動の影響を受けない第1の電池を供給元とした電源の供給を受けることができ、第2の電池は、第1の電池から充電を受けることができ、第2の負荷は、第1の電池から充電される第2の電池を供給元とした電源の供給を受けることになり、第2の負荷に急激な負荷変動が発生してもシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使いきることが可能になる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第1の電池の電圧と前記第1の電池から前記第1の負荷へ電源供給可能な第1の許容電圧とを比較するとともに、前記第2の電池の電圧と前記第2の電池から前記第2の負荷へ電源供給可能な第2の許容電圧とを比較して、比較結果に基づいてアラームを通知する制御を行う制御手段を備えた構成になっている。
この構成によって、第1の電池と第2の電池とは各々別個の電圧チェックが行われて、いわゆる電池エンプティを知らせるアラームが通知されるので、電池に十分残量がある場合に誤ってアラームが通知されることを防止できることになる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記充電部は、前記第2の負荷が使用中でないときに前記充電を行う構成になっている。
この構成によって、効率的な充電が可能になる。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記第2の負荷は、ストロボ、光学レンズの駆動部、及び、撮像素子の駆動部のいずれかを含む構成になっている。
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記充電部は、前記第2の電池への充電電流、及び、前記第2の電池の電圧のいずれかを監視して前記第2の電池の満充電を検出し、満充電を検出したときに前記充電を停止する構成になっている。
請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第2の電池の充電回数をカウントし、前記充電回数が所定の閾値を超えたときにアラームを通知する制御を行う制御手段を備えた構成になっている。
この構成によって、第2の電池の寿命をユーザは的確に把握することが可能になる。
請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記充電部は、前記第1の電池の電圧が前記第1の電池から前記第1の負荷に電源供給可能な許容電圧より低くても前記第1の電池から前記第2の電池への充電を行う構成になっている。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の発明において、前記充電部は、前記第1の電池から出力される直流の電圧を昇圧して前記第2の電池に対して出力する構成になっている。
この構成によって、第1の電池を最後まで有効に使いきることができる。
請求項9に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記第2の電池から前記第2の負荷に対して電源供給するか前記第2の電池から前記第1の負荷に対して電源供給するかを切り替える制御手段を備えた構成になっている。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、前記制御手段は、前記第1の電池の電圧を監視して、該電圧が前記第1の負荷へ電源供給可能な所定の許容電圧を満たさなくなったとき、前記第2の電池から前記第1の負荷に対して電源供給するように切り替える構成になっている。
この構成によって、第1の電池の残量が少ない場合であっても、第2の電池から第1の負荷に対しての電源供給を継続するので、2個の電池を有効利用できることになる。
本発明によれば、急激な負荷変動に対してシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使いきることができる。
以下、添付図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明を適用した撮影装置1の全体構成を示すブロック図である。
撮影装置1の全体の動作は中央処理装置(CPU)12によって統括制御される。このCPU12にはバス20を介してROM(Read Only Memory)14、RAM(Random Access Memory)16及びEEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)18が接続されている。ROM14は、CPU12が実行するプログラムを格納している。RAM16は、CPU12が行う各種演算用の演算データや画像データを一時記憶する領域として利用される。EEPROM18には、各種の設定データが格納されている。
アイリス22は、絞りを行うものであり、第1のモータドライバ24によって駆動される。レンズユニット26は、ズームレンズその他の光学レンズを含み、第2のモータドライバ28によって駆動される。レンズユニット26を通過した光は、CCD32の受光面に結像される。CCD32は、CCDドライバ34によって駆動される。ストロボ37は被写体に対して閃光を発するものである。
CCD32の受光面に結像された被写体像は、その受光面に2次元配列された各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。CCD32から取り出された画像信号は、アナログ処理部(CDS/AMP回路)36に送られ、ここで画素ごとに相関二重サンプリング処理され、増幅された後、A/D変換器38に与えられ、アナログからデジタルに変換される。A/D変換器38から出力された画像信号は、画像入力コントローラ42を介してRAM16に一時記憶される。画像信号処理回路44は、RAM16に記憶された画像信号をCPU12の指示に従って画像処理する。画像信号処理回44の処理により得られた画像データはRAM16に格納される。
LCD(液晶表示装置)50への画像の出力については、RAM16から画像データが読み出され、ビデオエンコーダ48によって所定の方式の映像信号に変換されて、LCD50に出力される。記録メディア60への画像の出力については、RAM16から画像データが読み出され、圧縮伸長処理回路46によって所定の圧縮方式で圧縮されて、メディアコントローラ52により記録メディア60に記録される。
記録メディア60に記録された画像の再生については、メディアコントローラ52により記録メディア60から画像データが読み出され、圧縮伸長処理回路46によって伸長処理が施され、ビデオエンコーダ48によって所定の方式の映像信号に変換されて、LCD50に出力される。
操作部54は、ズームボタン、シャッタスイッチ、モード切替スイッチ、その他の操作スイッチを含む。ここで、モードには、被写体を撮影して記録メディア60に画像を記録する撮影モード、記録メディア60に記録された画像をLCD50に再生させる再生モードなどがある。撮影モードでは、必要に応じて、ストロボ37の発光、第1のモータドライバ24によるアイリス22の駆動、第2のモータドライバ28によるレンズユニット26内の光学レンズの駆動、CCDドライバ34によるCCD32の駆動などが行われる。一方で、再生モードでは、ストロボ37の発光や、アイリス22、光学レンズ及びCCD32の駆動は必要なく、LCD50による表示等が行われる。
ブザー56は、アラームが検出されたときにアラーム音を出力するものである。
電源回路70は、CPU12の制御に従って、撮影装置1の各部に電源を供給するものである。電源回路70は、負荷変動の比較的小さな素子(第1の負荷)の電源供給元として用いる第1の電池81と、負荷変動の比較的大きな素子(第2の負荷)の電源供給元として用いる第2の電池82とに接続されている。
第1の負荷としては、LCD50、メモリ(ROM14、RAM16、EEPROM18)、CPU12などがある。第2の負荷としては、ストロボ37、モータドライバ24、28、CCDドライバ34などがある。
図2は、電源回路70及びその周辺部を示す要部ブロック図である。電源回路70は、主として、第1のDC−DCコンバータ71(第1の電源供給部)、第2のDC−DCコンバータ72(第2の電源供給部)、充電回路73、及び、スイッチ74、によって構成されている。
第1のDC−DCコンバータ71は、第1の電池81から出力される直流電流を、第1の負荷に応じた所定の電圧の直流電流に変換して、第1の負荷(CPU12、メモリ14、16、18、LCD50など)に出力する。第1のDC−DCコンバータ71は、第1の電池81を供給元として第1の負荷に電源を供給するか否かを示す指示が入力される指示入力端子711を有する。この指示入力端子711は、CPU12の第1制御端子121に接続されている。
第2のDC−DCコンバータ72は、第2の電池82から出力される直流電流を、第2の負荷に応じた所定の電圧の直流電流に変換して、第2の負荷(ストロボ37、モータドライバ24、28、CCDドライバ34など)に出力する。第2のDC−DCコンバータ72は、第2の電池82を供給元として第2の負荷に電源を供給するか否かを示す指示が入力される指示入力端子721を有する。この指示入力端子721は、CPU12の第2制御端子122に接続されている。
充電回路73は、IC(Integrated Circuit)からなり、第1の電池81から第2の電池82への充電を行う。充電回路73は、第1の電池81から第2の電池82への充電を行うか否かを示す指示が入力される指示入力端子731を有する。この指示入力端子731は、CPU12の第4制御端子124に接続されている。また、充電回路73は、昇圧回路(図示を省略)を有しており、必要に応じて第1の電池81から出力される直流の電圧を昇圧して第2の電池82に対して出力する。
スイッチ74は、オン状態では、第2の電池82から出力された直流が第2のDC―DCコンバータ72および第1のDC−DCコンバータ71を介して第1の負荷に対して供給されるように、第2のDC−DCコンバータ72及び第1のDC−DCコンバータ71の間を接続する一方で、オフ状態では、第2の電池82から第1の負荷に対する直流の供給を遮断するように、第2のDC−DCコンバータ72及び第1のDC−DCコンバータ71の間を切断する。スイッチ74の切替指示が入力される指示入力端子741は、CPU12の第3制御端子123に接続されている。
CPU12は、第1のDC―DCコンバータ71の電源供給を制御する第1制御端子121、第2のDC―DCコンバータ72の電源供給を制御する第2制御端子122、スイッチ74のオン状態及びオフ状態の切替を制御する第3制御端子123、充電回路73による第1の電池81から第2の電池82への充電を制御する第4制御端子124、第1の電池81の電圧を検出する第1電圧検出端子125、及び、第2の電池82の電圧を検出する第2電圧検出端子126を有している。
CPU12が行うアラーム通知処理について、図3を用いて説明する。
図3において、CPU12は、第1の電池81の電圧とEEPROM18に予め設定された第1の閾値V1とを比較するとともに、第2の電池82の電圧とEEPROM18に予め設定された第2の閾値V2とを比較して、アラームを検出する。ここで、第1の閾値V1は、第1の負荷が動作可能な電圧であって第1の電池81から第1の負荷に電源供給可能な予め決められた許容電圧であり、第2の閾値V2は、第2の負荷が動作可能な電圧であって第2の電池82から第2の負荷に電源供給可能な予め決められた許容電圧である。第1の閾値V1は第2の閾値V2よりも小さな値に設定してある。すなわち、CPU12は、第1の電池81の電圧が第2の閾値V2よりも低くなったとしても第1の閾値V1以上であればユーザに対するアラーム(電池エンプティ)の通知は行わず、第1の電池81の電圧が第1の閾値V1よりも低くなったときにはじめてユーザに対するアラーム(電池エンプティ)の通知を行う。例えば、ブザー56にアラーム音を鳴動させて、電池エンプティを示す警告メッセージをLCD50に表示させる。
次に、CPU12が行う充電制御処理について、図4を用いて説明する。なお、図4に示す処理の各ステップは、CPU12がプログラムに従って実行するようになっている。
図4において、まず、第2の電池82が満充電の状態であるか否かを判定する(S2)。ここで、第2の電池82が満充電の状態でない場合には、第1の電池81の残量の有無を判定する(S4)。ここで、第1の電池81の残量が有る場合には、ストロボ37が充電中であるか否かの判定(S12)、レンズユニット26内のズームレンズその他の光学レンズが動作中であるか否かの判定(S14)、及び、CCD32を用いた撮影中であるか否かの判定(S16)を行う。ストロボ37の充電中でなく、光学レンズの動作中でなく、かつ、撮影中でないとき、すなわち、第2の負荷に対する電源供給が行われていないときには、第1の電池81から第2の電池82への充電を行う(S22)。一方で、ストロボ37の充電中、光学レンズの動作中、及び、撮影中のいずれかであるとき、すなわち第2の負荷に対する電源供給が行われているときには、第1の電池81から第2の電池82への充電を停止する(S24)。
なお、第2の電池82がニッケル水素電池又はニッケルカドミウム電池である場合には、図5に示すように、第2の電池82の電圧を、満充電を示す所定の閾値V0と比較し、第2の電池82の電圧がV0に達したとき、満充電と判断して、充電を停止する。
また、第2の電池82がリチウム電池である場合には、図6に示すように、第2の電池82に対して定電圧及び定電流の充電を行い、第2の電池82に対する充電電流と満充電を示す所定の閾値A0とを比較し、第2の電池82に対する充電電流がA0より小さくなったとき、満充電と判断して、充電を停止する。
充電回路73は、第1の電池81の電圧が第1の電池81から第1の負荷に電源供給可能な許容電圧より低くても、第1の電池81から第2の電池82への充電を行うようになっている。具体的には、CPU12は、第1の電池81の電圧が第1の負荷に電源供給可能な所定の許容電圧V1より低くても、第1の電池81の電圧と第2の電池82に充電可能な所定の許容電圧とを比較して、第2の電池82に充電可能な許容電圧に達していると判断したとき、第4の制御端子124を介して充電回路73に充電を指示する。充電回路73は第1の電池81から出力される直流を昇圧して第2の電池82を充電する。
次に、CPU12が行う電池劣化のアラーム処理について、図7を用いて説明する。図7に示す処理の各ステップは、CPU12がプログラムに従って実行するようになっている。なお、電池劣化のアラーム処理は、ストロボ37その他の負荷変動が大きな第2の負荷の電源供給元である第2の電池の劣化(寿命)をユーザに対して通知する処理である。
図7において、第2の電池82の充電を行うごとに(S102)、充電回数をカウントする(S104)。充電回数はEEPROM18に記憶しておく。充電回数をカウントするごとに充電回数が所定の閾値(例えば600回)を超えたか否かを判定し(S106)、閾値を超えたときには、第2の電池82が劣化したと判断してアラーム通知を行う(S108)。例えば、ブザー56にアラーム音を鳴動させて、第2の電池82が寿命であることを示す警告メッセージをLCD50に表示させる。これによりユーザは電池交換時機を判断することができる。
次に、CPU12が行う電源系統の切替制御処理について、図8を用いて説明する。図8に示す処理の各ステップは、CPU12がプログラムに従って実行する。電源系統の切替制御処理は、負荷変動が小さな第1の負荷の電源供給元である第1の電池81の電圧が許容電圧未満になったとき、第2の電池82を第1の電池81の代替として用いるように電源系統を切り替える処理である。
図8において、第1の電池81の電圧を検出し(S202)、検出した電圧が第1の閾値V1未満であるか否かを判定する(S204)。第1の電池81の電圧が第1の閾値V1未満であるときには、第2の電池の電圧82を検出し(S206)、検出した電圧が第2の閾値V2を越えるか否かを判定する(S208)。第2の電池82の電圧が閾値V2を超えているとき、すなわち第1の電池81の電圧が閾値V1より低くなったけれども第2の電池82の電圧が十分あるときには、第2の電池82から第2の負荷に対する電源供給は行わないで、第2の電池82から第1の負荷に対して電源供給するように切り替える(S210)。具体的には、第2制御端子122を介して、第2の電池82から第2の負荷への電源供給が行われないように第2のDC−DCコンバータ72を制御するとともに、第3制御端子123を介してスイッチ74をオン状態に設定することにより第2の電池82から第1の負荷への電源供給が行われるように制御する。これにより2個の電池が有効利用される。
なお、以上の説明において、常設の第2の電池82の充電において、取替用の第1の電池81から第2の電池82への充電を行う場合のみについて説明してきたが、第2の電池82の充電は第1の電池81からの充電のみに特に限定されず、いわゆるACアダプタ(AC−DCコンバータ)から第2の電池82への充電も可能な構成としてよい。この場合、第2の電池82が満充電でないとCPU12が判断したとき、ACアダプタが撮影装置1に接続されている場合には、ACアダプタから第2の電池82への充電を行う。また、第2の電池82の充電回数は、ACアダプタから第2の電池82への充電を行ったときにもカウントする。また、ACアダプタが撮影装置1に接続されている間は、第1の負荷及び第2の負荷への電源供給はACアダプタから行うようにしてよいことは言うまでもない。
また、第2の電池として、2次電池を例に示したが、本発明における第2の電池は、大容量コンデンサを含む。すなわち、本発明における第2の電池は、充放電蓄積型の電気エネルギ蓄積素子である。
また、図1に撮影装置1はデジタルカメラとしての構成を示したが、本発明はデジタルカメラに特に限定されるものではなく、カメラ付き携帯電話やビデオカメラなどの他の撮影装置に適用してもよいことは言うまでもない。また、撮影装置以外の電子機器であっても本発明を適用してよい。
本発明を適用した撮影装置の例を示すブロック図 本発明を適用した撮影装置の例の電源回路及びその周辺部を示すブロック図 電池電圧のアラーム通知処理の説明に用いる説明図 充電制御処理の流れを示すフローチャート 満充電の検出の説明に用いる第1の説明図 満充電の検出の説明に用いる第2の説明図 電池劣化のアラーム通知処理の流れを示すフローチャート 電源系統の切替制御処理の流れを示すフローチャート 急激な負荷変動と電池電圧との関係を示す説明図
符号の説明
12…CPU(制御手段)、14…ROM(メモリ)、16…RAM(メモリ)、18…EEPROM(メモリ)、22…アイリス、26…レンズユニット、24、28…モータドライバ、32…CCD(撮像素子)、34…CCDドライバ、37…ストロボ、50…LCD(液晶表示装置)、56…ブザー、70…電源回路、71…第1のDC−DCコンバータ、72…第2のDC−DCコンバータ、73…充電回路、74…スイッチ、81…第1の電池、82…第2の電池

Claims (10)

  1. 第1の負荷に対して第1の電池を供給元として電源を供給する第1の電源供給部と、
    前記第1の負荷よりも負荷変動が大きい第2の負荷に対して第2の電池を供給元として電源を供給する第2の電源供給部と、
    前記第1の電池から前記第2の電池への充電を行う充電部と、
    を備えたことを特徴とする電子機器。
  2. 前記第1の電池の電圧と前記第1の電池から前記第1の負荷へ電源供給可能な第1の許容電圧とを比較するとともに、前記第2の電池の電圧と前記第2の電池から前記第2の負荷へ電源供給可能な第2の許容電圧とを比較して、比較結果に基づいてアラームを通知する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記充電部は、前記第2の負荷が使用中でないときに前記充電を行うことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  4. 前記第2の負荷は、ストロボ、光学レンズの駆動部、及び、撮像素子の駆動部のいずれかを含むことを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
  5. 前記充電部は、前記第2の電池への充電電流、及び、前記第2の電池の電圧のいずれかを監視して前記第2の電池の満充電を検出し、満充電を検出したときに前記充電を停止することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  6. 前記第2の電池の充電回数をカウントし、前記充電回数が所定の閾値を超えたときにアラームを通知する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  7. 前記充電部は、前記第1の電池の電圧が前記第1の電池から前記第1の負荷に電源供給可能な許容電圧より低くても、前記第1の電池から前記第2の電池への充電を行うことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  8. 前記充電部は、前記第1の電池から出力される直流の電圧を昇圧して前記第2の電池に対して出力することを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
  9. 前記第2の電池から前記第2の負荷に対して電源供給するか前記第2の電池から前記第1の負荷に対して電源供給するかを切り替える制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  10. 前記制御手段は、前記第1の電池の電圧を監視して、該電圧が前記第1の負荷へ電源供給可能な所定の許容電圧を満たさなくなったとき、前記第2の電池から前記第1の負荷に対して電源供給するように切り替えることを特徴とする請求項9に記載の電子機器。
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