JP2006246077A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 処理内容の切り換え時にクロック周波数を変更する場合に、急激な消費電力の変化を抑制できる電子機器を提供する。
【解決手段】 ＥＥＰＲＯＭ１６には、処理内容の切り換え前後のシステムクロック周波数の情報に応じたＤＣ／ＤＣコンバータ７６のスイッチング周波数のテーブルが記録されている。メインＣＰＵ１２は、電子機器（カメラ１０）の処理内容の切り換え時にシステムクロック周波数の切り換えられる際に、ＥＥＰＲＯＭ１６を参照して三角波発生回路８２から出力されるパルス信号の周波数を制御して電源電圧のオン／オフの切り換え周期（スイッチング周波数）を切り換える。これにより、電子機器の処理内容の変更時における電源電圧のオーバーシュートやアンダーシュートを防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子機器に係り、特に処理内容に応じてクロック周波数が変更可能な電子機器に関する。

一般に、電子機器においては、その処理内容に応じて必要な処理速度が異なる。例えば、デジタルカメラは、撮影モードや再生モード等の操作モードごとに処理に必要な処理速度が異なる。このため、従来のデジタルカメラにおいては、操作モードや各操作モードにおける処理内容に応じてシステムクロックの周波数（クロック周波数）を変更して、省電力化を図っている（例えば、特許文献１）。
特開２００３−６０９６４号公報

しかしながら、クロック周波数の変更の前後の消費電力の差が大きい場合には、急激な消費電力の変化による電源電圧のオーバーシュートやアンダーシュートが発生して、誤動作や画像のノイズ、不要輻射の原因となるおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理内容の切り換え時にクロック周波数を変更する場合に、急激な消費電力の変化を抑制できる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る電子機器は、システムクロックを生成するシステムクロック生成手段と、前記システムクロックに応じて処理を行う電子機器回路と、前記電子機器回路に電源を供給する電源供給手段と、前記電子機器回路の処理内容を切り換える処理内容切換手段と、前記処理内容切換手段によって前記電子機器回路の処理内容が切り換えられた場合に、切り換え後の処理内容に応じて前記システムクロックのクロック周波数を変更するクロック周波数変更手段と、前記電子機器回路に供給される電源の電圧を制御するためのスイッチング素子を含み、前記クロック周波数変更手段によって前記クロック周波数が変更される際に、前記スイッチング素子を制御して前記電源の電圧を制御する電源電圧制御手段と、前記処理内容の切り換えの前後のクロック周波数に応じて、前記電源電圧制御手段によって電源電圧が切り換えられる際の過渡期に前記スイッチング素子のスイッチング周波数を制御するスイッチング周波数制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項１に係る電子機器によれば、処理内容の変更に伴ってシステムのクロック周波数を切り換える際に、電源電圧のスイッチング周波数を切り換えることにより、消費電力の急激な時間変動による電圧のオーバーシュートやアンダーシュートを防止できる。これにより、電源の効率、応答性が向上し、リプルノイズが低減される。

請求項２に係る電子機器は、請求項１において、前記処理内容の切り換え前後のクロック周波数の情報を記録するクロック周波数記録手段を更に備え、前記電源電圧制御手段は、前記クロック周波数記録手段に記録された変更後のクロック周波数に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする。

請求項２に係る電子機器においては、処理内容が変更された際に、変更後の処理内容のクロック周波数に基づいて、電源電圧のスイッチング周波数を変更することにより、電源の効率、応答性を向上できる。

請求項３に係る電子機器は、請求項１において、前記変更後のクロック周波数を検出するクロック周波数検出手段を更に備え、前記電源電圧制御手段は、前記クロック周波数検出手段によって検出された変更後のクロック周波数に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする。

請求項３に係る電子機器においては、処理内容が変更された際に、変更後に検出されたクロック周波数に基づいて、電源電圧のスイッチング周波数を変更することにより、電源の効率、応答性を向上できる。

請求項４に係る電子機器は、請求項１から３において、前記クロック周波数変更手段は、前記クロック周波数を段階的に変更し、前記電源電圧制御手段は、前記クロック周波数の変更の段階ごとに、変更の前後のクロック周波数に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする。

請求項４に係る電子機器によれば、処理内容が変更された際に、クロック周波数が段階的に切り換えられる場合に、切り換え途中におけるクロック周波数の各段階に応じてスイッチング周波数が変更されるため、安定した電圧供給が可能になる。

請求項５に係る電子機器は、請求項１から４において、前記電子機器回路に流れる電流を検知する電流検知手段を更に備え、前記電源電圧制御手段は、前記電流検知手段によって検知された電流の大きさの時間変動に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする。

請求項５に係る電子機器によれば、電流値の時間変動に応じてスイッチング周波数が制御されるため、上記した効果に加え、処理内容の変更時に発生するラッシュ電流を抑えることができる。

本発明によれば、処理内容の変更に伴ってシステムのクロック周波数を切り換える際に、電源電圧のスイッチング周波数を切り換えることにより、消費電力の急激な時間変動による電圧のオーバーシュートやアンダーシュートを防止できる。これにより、電源の効率、応答性が向上し、リプルノイズが低減される。

以下、添付図面に従って本発明に係る電子機器の好ましい実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明を撮像装置（デジタルカメラ）に適用した例について説明するが、本発明は処理内容に応じてシステムのクロック周波数を切り換える電子機器一般に適用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の内部構成を示したブロック図である。撮像装置（以下の説明では、カメラと記載する）１０に内蔵されているメインＣＰＵ１２は、バス１４を介してカメラ１０内の各ブロックに接続されており、所定のプログラムに従って本カメラシステムを統括制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算など各種の演算を実施する演算手段として機能する。

メインＣＰＵ１２は、制御用のプログラムや制御上必要な各種データ等が格納されている図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）と、各種の演算処理を行う作業用領域として使用する図示せぬＲＡＭ（Random Access Memory）とを備えている。また、メインＣＰＵ１２には不揮発性記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ１６が接続されている。

メインＣＰＵ１２は、レリーズボタンを含む操作部１８から入力する信号（操作信号）や各種センサからの検出信号に基づいてカメラ１０内の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、ＣＣＤ駆動制御、画像処理制御、画像データの記録制御、ファイル管理、ストロボ発光制御、メモリカード６０の読み書き制御、電源制御、液晶モニタ４４の表示制御などを行う。

なお、操作部１８には、モードダイヤル、十字キー、電源スイッチ、モード選択レバー、メニュー／ＯＫボタン、ＢＡＣＫボタンなど各種の操作手段が含まれる。

ユーザによって電源スイッチがオン操作されると、メインＣＰＵ１２はこれを検知し、電源回路２０に対して起動指令の信号を与え、電源回路２０を起動させる。電源回路２０はＤＣ／ＤＣコンバータを有している。カメラ１０に装填されている電池又は電源入力端子に接続された外部電源から供給される電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータによって所要の電圧に変換された後、電源回路２０よりカメラ１０内の各回路ブロックに供給される。こうして、カメラ１０が動作可能になる。

また、電源回路２０は電源入力端子に外部電源が接続されたか否かを検出する接続検出回路を有しており、外部電源の接続情報はメインＣＰＵ１２に通知される。電源入力端子に外部電源が接続されると、電池よりも優先して外部電源を利用するように電源入力経路が自動的に切り換えられる。

モード選択レバーによって撮影モードが選択されると、ＣＣＤ２２を含む撮像部に電源が供給され、撮影可能な状態になる。

撮影レンズ２４及び絞り２６を通過した光は、ＣＣＤ２２の受光面に結像される。ＣＣＤ２２の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配置されている。また、ＣＣＤ２２は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。なお、ＣＣＤ２２に代えてＭＯＳ型など他の方式の撮像素子を用いてもよい。

ＣＣＤ２２の受光面に結像された被写体像は、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。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、クロック発生回路（ＣＧ）２８から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。

ＣＣＤ２２から出力された信号はアナログ処理部３０に送られ、アナログ処理部３０において相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理、色分離、ホワイトバランス調整やガンマ処理などの所要の処理が行われる。アナログ処理部３０で生成された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号に変換された後、一旦バッファメモリ３４に格納される。

クロック発生回路２８は、測光・測距ＣＰＵ３６の指令に従ってＣＣＤ２２、アナログ処理部３０及びＡ／Ｄ変換器３２に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。

測光・測距ＣＰＵ３６は、メインＣＰＵ１２と連携して撮像系を制御する制御部である。なお、図１では、２つのＣＰＵ（１２、３６）を搭載した構成を例示したが、本発明の実施に際しては１つのＣＰＵで実現する態様も可能である。

バッファメモリ３４に記憶された画像データは、バス１４を介して信号処理部３８に送られる。信号処理部３８は、同時化回路、輝度・色差信号生成回路、輪郭強調回路、拡大／縮小処理回路（電子ズーム回路）等を含む画像処理手段であり、メインＣＰＵ１２からのコマンドに従って画像信号を処理する。信号処理部３８に入力された画像データは、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、バッファメモリ３４に書き戻される。

撮像中の映像をモニタ出力する場合、バッファメモリ３４内の画像データは、バス１４を介してＹＣ→ＲＧＢ変換回路４０に提供され、ここで表示用のＲＧＢ信号に変換される。こうして生成されたＲＧＢ信号はＬＣＤドライバ４２を介して液晶モニタ４４に出力される。ＣＣＤ２２から出力される画像信号によって画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ４４に供給されることにより、撮像中の映像がリアルタイムに動画として表示される。撮影者は液晶モニタ４４に表示される動画映像（スルームービー）によって撮影画角を確認できる。

撮影者がズームスイッチを操作すると、その指令信号はメインＣＰＵ１２から測光・測距ＣＰＵ３６に送られる。測光・測距ＣＰＵ３６は、ズーム指令に従ってレンズ駆動部４６を作動させ、レンズ鏡胴の繰り出し量を制御する。これにより、撮影レンズ２４の焦点距離（撮影倍率）が変更される。

レンズ駆動部４６は、ズームモータ及びＡＦモータを含む電動駆動手段を示すブロックである。撮影レンズ２４の詳細な構成は図示しないが、撮影レンズ２４は変倍用の可動レンズ（変倍レンズ）と、フォーカス調整用の可動レンズ（フォーカスレンズ）とを含む複数のレンズ群から構成されている。撮影レンズ２４の変倍動作はズームモータによって行われ、撮影レンズ２４の焦点調節動作（フォーカス調整動作）はＡＦモータによって行われる。

撮影レンズ２４のズーム位置及びフォーカス位置はレンズ位置センサ４８によって検出される。レンズ位置センサ４８はズーム位置センサとフォーカス位置センサとを含むブロックである。レンズ位置センサ４８によって取得されるズーム位置及びフォーカス位置の情報は測光・測距ＣＰＵ３６を経由してメインＣＰＵ１２に送られ、ＥＥＰＲＯＭ１６に書き込まれる。

また、上記の光学ズームに代えて、又はこれと併用して、電子ズーム（デジタルズーム）機能によるズーム操作も可能である。電子ズーム機能は、画像処理技術によって画像信号を電子的に処理することにより拡大画像を得る機能である。本実施形態のカメラ１０は、選択される記録画素数モードに応じて、画質劣化が生じない範囲で電子ズームによる倍率変更が可能となっている。

記録済みの画像を再生表示する場合においても、電子ズーム機能を活用することができる。再生時の電子ズーム操作では、ズーム倍率の変更のみならず、拡大表示させる表示位置を変更できる。電子ズーム機能によるズーム倍率や表示位置の情報などもＥＥＰＲＯＭ１６に記録される。

静止画の撮影モードにおいて、撮影者によってレリーズボタンが押下されるとレリーズ信号が発せられ、このレリーズ信号がメインＣＰＵ１２に入力される。メインＣＰＵ１２は、レリーズ信号の入力に応動してＡＥ演算及びＡＦ演算を行うとともに、測光・測距ＣＰＵ３６にコマンドを送り、記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光及び読み出し制御を実施する。例えば、レリーズボタンの半押し（Ｓ１オン）でＡＥ及びＡＦ処理を行い、レリーズボタンの全押し（Ｓ２オン）で記録用の撮影を実施する。

すなわち、メインＣＰＵ１２は、ＣＣＤ２２から得られる画像信号から被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定される。ＡＦ制御については、ＣＣＤ２２から得られる画像信号の高周波成分を利用して焦点評価値を算出し、評価値が最大（又は極大）となるレンズ位置を合焦位置として決定するコントラストＡＦ方式が採用されている。

測光・測距ＣＰＵ３６は、ＡＦ演算の結果に基づいて撮影レンズ２４を合焦位置に移動させるようにレンズ駆動部４６を制御する一方、ＡＥ演算の結果に基づいて絞り２６を適正な絞り値とするように絞り駆動部５０を制御する。また、測光・測距ＣＰＵ３６は、ＡＥ演算の結果に基づいてクロック発生回路２８を制御し、ＣＣＤ２２の電子シャッターを制御する。

更に、測光・測距ＣＰＵ３６は、必要に応じてストロボ制御回路５２にコマンドを送り、ストロボ制御回路５２を動作させる。ストロボ制御回路５２は、図示しないメインコンデンサの充電制御や、キセノン管５４への放電（発光）タイミングの制御等を行う。なお、ＡＦ処理後にＳ２オンとなる前に、レリーズボタンの押下が解除されると、ＡＦ処理後のフォーカス位置が維持される。

こうして、レリーズボタンの押下に応動して取り込まれた画像データは、バッファメモリ３４を介して信号処理部３８に送られ、信号処理部３８において輝度・色差信号変換（ＹＣ変換）処理その他の所定の信号処理を経た後、圧縮伸長部５６に送られる。

圧縮伸長部５６に入力された画像データは、所定の圧縮フォーマット（例えば、JPEG方式）に従って圧縮され、カードインターフェース部（Ｉ／Ｆ）５８を介してメモリカード６０に記録される。記録形式はJPEG方式に限定されず、MPEGその他の記録方式を採用してもよい。画像データを保存するための手段は、メモリカード６０で代表される半導体メモリに限定されず、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。また、リムーバブルメディアに代えて、又はこれと併用して、カメラ１０に内蔵された記録メディア（内部メモリ）に画像データを保存する態様も可能である。

モード選択レバーによって撮影モードが選択され、かつモードダイヤルによって動画モードが選択されると、音声付き動画の記録が可能となる。レリーズボタンの押下によって録画動作がスタートし、もう一度レリーズボタンを押下すると録画動作が停止する。なお、レリーズボタンの押下継続期間に録画動作を行い、押下解除により録画を停止するようにしてもよい。

モード選択レバーによって再生モードが選択されると、メモリカード６０に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録されたファイル）が読み出される。最後の記録に係るファイルが静止画ファイルの場合、この読み出された画像ファイルの圧縮データは、圧縮伸長部５６を介して非圧縮のＹＣ信号に伸長され、ＹＣ→ＲＧＢ変換回路４０及びＬＣＤドライバ４２を介して液晶モニタ４４に出力される。これにより、当該ファイルの画像内容が液晶モニタ４４に表示される。

静止画の一コマ再生中（動画の先頭フレーム再生中も含む）に、十字キーの左右キー（図示されず）を操作することによって、再生対象のファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。コマ送りされたコマ位置の画像ファイルがメモリカード６０から読み出され、上記と同様にして静止画像や動画が液晶モニタ４４に再生される。

次に、電源回路２０及びクロック発生回路２８の構成について、図２を参照して説明する。図２は、電源回路及びクロック発生回路の構成を示すブロック図である。図２に示すように、メインＣＰＵ１２は、クロック信号生成回路７０を備えており、このクロック信号生成回路７０には、基本クロック発生器７２が接続されている。基本クロック発生器７２は、水晶発振器を含む回路などからなり、基本クロック信号のパルスを発生する。クロック信号生成回路７０は、演算処理装置としてのメインＣＰＵ１２を駆動させるべくシステムクロック信号を生成する回路であり、基本クロック発生器７２で生成された基本クロック信号の周波数をＸ倍に変換する逓倍器、及び１／Ｘ倍に変換する分周器を複数備えている。これによって、メインＣＰＵ１２はシステムクロック周波数を複数段階に切り換えることができるので、カメラ１０内の各ブロックを制御する各動作モード、及び電源電流に合わせてシステムクロック周波数を切り換えて各種処理を行うことができる。

さらに、メインＣＰＵ１２には、電流検出回路７４が接続されている。電流検出回路７４は、電源電圧Ｖｉｎ、及び電源電圧Ｖｉｎと直列に接続された抵抗負荷Ｒの間から分岐して接続されており、電源電圧Ｖｉｎに流れる電流を検出し、メインＣＰＵ１２に出力する。

本実施形態のカメラ１０においては、各種処理を行う際に、メインＣＰＵ１２のシステムクロック周波数を可変させて処理速度を切り換えるとともに、電源回路２０による出力電圧Ｖｏｕｔの値を切り換えてカメラ１０内の各ブロックに供給する電圧を切り換える。図２に示すように、この電源回路２０は、電源電池Ｖｉｎと、ＤＣ／ＤＣコンバータ７６とを備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ７６は、周知の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータで、電源電池Ｖｉｎから得られる入力電圧Ｖｉｎを昇圧して出力電圧Ｖｏｕｔに変換するものであり、メインＣＰＵ１２から送られるパルス信号のオン・オフ時間の比率に応じて出力電圧Ｖｏｕｔの値が制御される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ７６によって昇圧された出力電圧Ｖｏｕｔはカメラ１０内の各ブロックに供給される。

次に、ＤＣ／ＤＣコンバータ７６について説明する。図３は、ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ７６は、コントローラ８０、コイルＬ、スイッチング素子Ｔｒ、ダイオードＤ、コンデンサＣを含んでいる。この図３に示すＤＣ／ＤＣコンバータ７６はチョッパー型と呼ばれ、入力電圧（電源電池Ｖｉｎから直接供給される電圧）ＶｉｎをコイルＬに直列に付加する構成となっている。このＤＣ／ＤＣコンバータ７６では、先ずコントローラ８０内の三角波発生回路８２からパルス信号が送られるとスイッチング素子ＴｒがＯＮ状態となり、コイルＬに充電電流Ｉｏｎが流れてコイルＬにエネルギーが蓄積される。そして、三角波発生回路８２からのパルス信号が停止されると、スイッチング素子ＴｒがＯＦＦ状態となってコイルＬに蓄積されたエネルギーから起電力が発生し、放電電流Ｉｏｆｆが流れて出力電圧Ｖｏｕｔを上昇させる。これにより、電源回路２０は、電源電池Ｖｉｎの定格電圧Ｖｉｎよりも高い出力電圧Ｖｏｕｔをカメラ１０内の各ブロックに供給できる。

本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７６で昇圧される出力電圧Ｖｏｕｔの値を可変するために、三角波発生回路８２からスイッチング素子Ｔｒへ送られるパルス信号をコントローラ８０のパルス幅変調回路８４によって制御する。パルス幅変調回路８４は、参照電圧Ｖｒｅｆと、コンデンサＣの充電電圧に基づいて出力されるアンプ８６からの制御信号に基づいて制御される。三角波発生回路８２の制御方式としては、例えば、周知のＰＦＭ（周波数変調）制御が用いられる。このＰＦＭ制御の場合、スイッチング素子ＴｒのＯＮ状態の時間Ｔｏｎを一定とし、周期ｔｃを制御する（周期ｔｃに連動してＯＦＦ状態の時間Ｔｏｆｆも変動させる）ことによってコイルＬに蓄積させるエネルギーを調節し、昇圧される出力電圧Ｖｏｕｔの値を可変することができる。すなわち、このＰＦＭ制御の場合、周期ｔｃの時間を短くする（連動してＴｏｆｆも短くなる）と、スイッチング素子Ｔｒのオフ時間に対するオン時間の比率が上昇するので、ＤＣ／ＤＣコンバータ７６による出力電圧Ｖｏｕｔが上昇する。一方、このＰＦＭ制御で、周期ｔｃの時間を長くする（連動してＴｏｎも短くなる）と、スイッチング素子Ｔｒのオフ時間に対するオン時間の比率が低下するため、出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。

本実施形態の場合、三角波発生回路８２を制御する周期ｔｃは、メインＣＰＵ１２のシステムクロック周波数に応じた値、もしくはシステムクロック周波数のパルス信号をそのまま三角波発生回路８２に送信して、システムクロック周波数の値に応じた出力電圧Ｖｏｕｔをカメラ１０内の各ブロックに供給するようにすればよい。このような制御をすることによって、システムクロック周波数が大きく高速な処理速度のときは、出力電圧Ｖｏｕｔの値も大きくなり、システムクロック周波数が小さく、低速な処理速度のときには、出力電圧Ｖｏｕｔの値を小さくすることができる。これにより、カメラ１０は無駄な電力消費を防いで省電力化を図ることが可能となる。

本実施形態においては、処理内容の切り換え前後のシステムクロック周波数の情報に応じたＤＣ／ＤＣコンバータ７６のスイッチング周波数のテーブルがＥＥＰＲＯＭ１６に記録されている。メインＣＰＵ１２は、ＥＥＰＲＯＭ１６を参照して三角波発生回路８２から出力されるパルス信号の周波数を制御してスイッチング素子Ｔｒのオン／オフの切り換え周期（以下の説明では、スイッチング周波数と記載する）を制御する。これにより、処理内容の変更時において、急激な消費電力の時間変化が発生して、電源電圧のオーバーシュートやアンダーシュートが発生するのを防止できる。

次に、図４以降のタイミングチャートを用いて、カメラ１０の各種処理及び電源電流に応じてシステムクロック周波数を切り換えるタイミングについて説明する。なお、上記のタイミングチャートにおいては、上方にはシステムクロック周波数、下方にはＣＣＤ２２のクロック周波数を示している。図４は、電源起動から撮影準備までのシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャートである。また、図５は、処理内容の変更時における電圧と電流の変化を模式的に示す図である。

先ず電源オフ状態から電源スイッチをオン位置に操作すると、電源オン処埋が開始される。電源オン処理では、システムクロック周波数が０ＭＨｚから２４、４８、９６ＭＨｚと上昇し、処理速度が段階的に上昇していく。なお、システムクロック周波数が上昇していくときのステップｔｓは所定の周期Ｖのｎ倍（ｎは整数）である。本実施形態では、上述した垂直駆動信号ＶがＣＣＤ２２に送信される垂直転送周期をｖ（１ｖ＝６０Ｈｚ（約１６．６７ミリ秒）としており、すなわち、ステップｔｓは垂直転送周期ｖのｎ倍（ｎは整数）としている。また、電源オン処理の途中でＣＣＤ２２も起動し、以後撮影準備中はＣＣＤ２２のクロック周波数が１２ＭＨｚで駆動される。ｎは電源電池Ｖｉｎからの電流値に応じて可変するものであり、メインＣＰＵ１２は、電流検出回路７４によって検出される電源電池Ｖｉｎからの電流値に比例してｎが大きくなるようにステップｔｓを制御している。

本実施形態で設定されているシステムクロック周波数と、このシステムクロック周波数で駆動されているときのメインＣＰＵ１２の消費電流の値を表１に示す。表１に示すように、電源オン処理では、消費電流値が０ｍＡから４００ｍＡへ上昇する。本実施形態においては、この電源オン処理時に、メインＣＰＵ１２により三角波発生回路８２を制御してスイッチング周波数を２倍にする。すると、図５（ａ）に示すように、電源オン処理時に電圧が低下し、電源電池Ｖｉｎからの電流値の急激な時間変動が抑えられ、電源電圧のアンダーシュート／オーバーシュートが抑えられる。

そして、電源が起動すると、その次は液晶モニタ４４がオン状態となり、スルー画が表示され、ビューファインダとして使用される。このスルー画表示時には、システムクロック周波数は４８ＭＨｚに低下する。この際には、表１に示すように、消費電流値が４００ｍＡから２００ｍＡに低下する。本実施形態においては、このスルー画表示の開始時に、メインＣＰＵ１２により三角波発生回路８２を制御してスイッチング周波数を２倍にする。すると、図５（ｂ）に示すように、電源オン処理時に電圧が上昇し、電源電池Ｖｉｎからの電流値の急激な時間変動が抑えられ、電源電圧のアンダーシュート／オーバーシュートが抑えられる。

そして、撮影者は液晶モニタ４４を見ながらフレーミングを行い、画面に対する被写体の大きさを変えたいときなど、必要に応じてズーム操作ボタンを操作し、光学ズーム処理を行う。この光学ズーム処理を行うときは、システムクロック周波数が再び９６ＭＨｚに上昇する。その後、スルー画表示や電子ズーム処理を行ってフレーミングを継続するときには、システムクロック周波数は４８ＭＨｚに低下する。これらのシステムクロック周波数の切り換え時にも、上記と同様にスイッチング周波数が制御される。

次に、撮影処理時のシーケンスについて、図６を参照して説明する。図６は、撮影処理時のシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャートである。撮影処理のときには、自動露出（ＡＥ）及び焦点調節（ＡＦ）を行う。この際、撮影者は、必要に応じてメニューボタンを操作し、自動露出及び焦点調節の設定を行うためのメニュー画面を液晶モニタ４４に表示させる。このメニュー画面の表示のときには、システムクロック周波数は４８ＭＨｚから９６ＭＨｚに上昇する。設定が終了すると再びスルー画表示に戻り、撮影者は先ずレリーズボタンを半押し（Ｓ１オン）、すなわち、２段押しボタンの１段回まで押し込むと、自動露出及び焦点調節処理が開始され、システムクロック周波数は９６ＭＨｚに上昇する。そして、自動露出及び焦点調節が行われた状態でレリーズボタンを半押し位置で保持するとＳ１ロック状態となり、露出値及び焦点位置が固定される。このＳ１ロック状態のときには、システムクロック周波数は再び４８ＭＨｚに低下する。なお、Ｓ１オン時にはＣＣＤクロック周波数は１２ＭＨｚから２４ＭＨｚに上昇し、Ｓ１ロック時には２４ＭＨｚから１２ＭＨｚに低下する。

そして、フレーミング、露出値及び焦点位置が全て撮影者の所望の状態になると、撮影者はレリーズボタンを全押し（Ｓ２オン）し、すなわち、２段目まで押し込んで撮像が行われる。このとき、システムクロック周波数は９６ＭＨｚに再び上昇するとともに、ＣＣＤ２２のクロック周波数も１２ＭＨｚから２４ＭＨｚに上昇する。そして、高速な処理速度でＣＣＤ２２に受光された信号電荷を転送して画像データとし、ＹＣ処理、圧縮、メモリカードへの記録処理が行われ、一回の撮像が終了する。なお、ＣＣＤ２２のクロック周波数は、ＹＣ処理、圧縮及び記録のときは１２ＭＨｚに再び低下している。

次に、１回目の撮影後、２回目以降の撮影処理時のシーケンスについて、図７を参照して説明する。図７は、２回目以降の撮影処理時のシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャートである。ストロボ撮影時に２回目以降の撮影を継続するときには、消費電力の高い２つの処理を同時に行うことを避けて電源回路２０の負担を減少させるために、液晶モニタ４４によるスルー画表示を一旦オフ状態にしてから、ストロボ制御回路５２の図示せぬメインコンデンサの充電を行う。液晶モニタ４４のオフ処理を行うときには、システムクロック周波数を９６から４８、２４ＭＨｚと徐々に下げていく。なお、このときシステムクロック周波数を切り換えるステップｔｓは、上述の電源起動の際と同様に、垂直転送周期ｖのｎ倍（ｎは整数）である。また、ｎも同様に、電源電池Ｖｉｎの電流値に比例して大きくなるよう制御している。そして、メインコンデンサの充電が完了すると、再度液晶モニタ４４をオン状態としてスルー画表示を行い、２回目以降の撮影準備を開始する。この液晶モニタ４４を再度オン状態にするときには、システムクロック周波数を２４から４８、９６ＭＨｚと徐々に上昇させていく。そして、このときのシステムクロック周波数を切り換えるステップｔｓも垂直転送周期ｖのｎ倍（ｎは整数）である。また、ストロボ充電中はＣＣＤ２２をオフ状態（クロック周波数を０ＭＨｚ）とし、液晶モニタ４４のオン状態と同時にＣＣＤ２２もオン状態（クロック周波数を１２ＭＨｚ）とする。その後、スルー画表示中はシステムクロック周波数を４８ＭＨｚに低下させる。以降は、１回目と同様のシーケンスでＳ１オン、Ｓ２オン、撮像、ＹＣ処理、圧縮及び記録の各処理を行う。なお、このときのシステムクロック周波数、ＣＣＤ２２のクロック周波数のタイミングチャートも１回目と同様である。また、システムクロック周波数の切り換えに伴う、スイッチング周波数の制御も上記と同様である。

図８は、動画記録処理時のシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャートである。動画記録では、Ｓ１オン、Ｓ２オン、撮像、ＹＣ処理、圧縮及び記録の処理はシステムクロック周波数が９６ＭＨｚで行われ、モニタオフ処理で２４ＭＨｚに低下する。そして、スルー画表示の復帰で再び９６ＭＨｚとなり、スルー画表示で４８ＭＨｚに低下する。再び、Ｓ１オンとなると、システムクロック周波数は再び９６ＭＨｚに上昇する。一方、ＣＣＤクロック周波数は、Ｓ１オン、Ｓ２オンで２４ＭＨｚ、ＹＣ処理、圧縮及び記録、モニタオフ処理で０ＭＨｚ、スルー画表示の復帰、スルー画表示では１２ＭＨｚ、Ｓ１オン時は２４ＭＨｚで処理を行う。これらのシステムクロック周波数の切り換え時にも図５で示した例と同様にスイッチング周波数が制御される。

図９は、動画記録処理から電源オフまでのシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャートである。図９では、Ｓ１オン、Ｓ２オン、撮像、ＹＣ処理、圧縮及び記録、スルー画表示の復帰の処理はシステムクロック周波数が９６ＭＨｚで行われ、スルー画表示で４８ＭＨｚに低下する。そして、電源オフ時には、システムクロック周波数は０ＭＨｚとなる。一方、ＣＣＤクロック周波数は、Ｓ１オン、Ｓ２オンで２４ＭＨｚ、ＹＣ処理で１２ＭＨｚ、圧縮及び記録処理で２４ＭＨｚ、スルー画表示の復帰、スルー画表示では１２ＭＨｚで処理を行い、電源オフ時に０ＭＨｚとなる。これらのシステムクロック周波数の切り換え時にも図５で示した例と同様にスイッチング周波数が制御される。

なお、以上で例に上げた図４及び図６〜図９のタイミングチャートにおいては、０、２４、４８、９６ＭＨｚのシステムクロック周波数を使用しているが本発明はこれに限るものではなく、特にシステムクロック周波数を段階的に可変させるときには、さらに細かな段階で可変するように、周波数の設定数をさらに多くしてもよい。

また、本実施形態においては、システムクロック周波数の切り換え時にスイッチング周波数を２倍にするようにしたが、スイッチング周波数の切り換えのタイミングや倍率はこれに限定されるものではない。例えば、切り換え後に検出されたシステムクロック周波数に基づいてスイッチング周波数を所定の倍率に制御してもよい。また、システムクロック周波数の切り換え時（前後、途中）に電流検出回路７４によって検出された電流値に基づいて、スイッチング周波数を制御できるようにしてもよい。

上記構成の作用について説明する。上述したように、撮影時の各処理の動作モードを切り換えるとき、これに合わせてシステムクロック周波数を切り換える。特に電源オン処理や撮影後のストロボ充電処理のときなど、各動作モード間のシステムクロック周波数の差が大きいときには、周波数速度を段階的（２４、４８、９６、…ＭＨｚ、または９６、４８、２４ＭＨｚ）に可変させており、且つこの周波数速度が一段階切り換えられるときのステップ（切り換え周期）ｔｓを、電源電池Ｖｉｎの電流の大きさに比例させているので、周波数速度の切り換え前後における消費電力差に起因するオーバーシュートやアンダーシュートが発生することがなく、誤動作や画像ノイズを防ぐことができる。さらに、この切り換え周期ｔｓは、上述したように垂直転送周期ｖのｎ倍（ｎは整数）に設定されているので、システムクロック周波数の切り換え時と、ＣＣＤ２２の垂直駆動信号Ｖの送信時とが同期することになる。よって、垂直駆動信号Ｖが送信されるときには、システムクロック周波数の切り換え前後における消費電力差の影響を受けることがないので、ノイズの混入を避けることができる。なお、本実施形態はこれに限らず、例えば、システムクロック周波数の切り換え周期ｔｓを、垂直転送周期ｖではなく、水平転送周期（水平駆動信号Ｈが送信される周期）のｎ倍（ｎは整数）にしても、同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の内部構成を示したブロック図 電源回路及びクロック発生回路の構成を示すブロック図 ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示すブロック図 電源起動から撮影準備までのシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャート 処理内容の変更時における電圧と電流の変化を模式的に示す図 撮影処理時のシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャート ２回目以降の撮影処理時のシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャート 動画記録処理時のシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャート 動画記録処理から電源オフまでのシステムクロック周波数及びＣＣＤクロック周波数の変化を示すタイミングチャート

符号の説明

１０…撮像装置（カメラ）、１２…メインＣＰＵ、１４…バス、１６…ＥＥＰＲＯＭ、１８…操作部、２０…電源回路、２２…ＣＣＤ、２４…撮影レンズ、２６…絞り、２８…クロック発生回路（ＣＧ）、３０…アナログ処理部、３２…Ａ／Ｄ変換器、３４…バッファメモリ、３６…測光・測距ＣＰＵ、３８…信号処理部、４０…ＹＣ→ＲＧＢ変換回路、４２…ＬＣＤドライバ、４４…液晶モニタ、４６…レンズ駆動部、４８…レンズ位置センサ、５０…絞り駆動部、５２…ストロボ制御回路、５４…キセノン管、５６…圧縮伸長部、５８…カードインターフェース部（Ｉ／Ｆ）、６０…メモリカード、７０…クロック信号生成回路、７２…基本クロック発生器、７４…電流検出回路、７６…ＤＣ／ＤＣコンバータ、８０…コントローラ、８２…三角波発生回路、８４…パルス幅変調回路、８６…アンプ

Claims (5)

1. システムクロックを生成するシステムクロック生成手段と、
   前記システムクロックに応じて処理を行う電子機器回路と、
   前記電子機器回路に電源を供給する電源供給手段と、
   前記電子機器回路の処理内容を切り換える処理内容切換手段と、
   前記処理内容切換手段によって前記電子機器回路の処理内容が切り換えられた場合に、切り換え後の処理内容に応じて前記システムクロックのクロック周波数を変更するクロック周波数変更手段と、
   前記電子機器回路に供給される電源の電圧を制御するためのスイッチング素子を含み、前記クロック周波数変更手段によって前記クロック周波数が変更される際に、前記スイッチング素子を制御して前記電源の電圧を制御する電源電圧制御手段と、
   前記処理内容の切り換えの前後のクロック周波数に応じて、前記電源電圧制御手段によって電源電圧が切り換えられる際の過渡期に前記スイッチング素子のスイッチング周波数を制御するスイッチング周波数制御手段と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記処理内容の切り換え前後のクロック周波数の情報を記録するクロック周波数記録手段を更に備え、
   前記電源電圧制御手段は、前記クロック周波数記録手段に記録された変更後のクロック周波数に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記変更後のクロック周波数を検出するクロック周波数検出手段を更に備え、
   前記電源電圧制御手段は、前記クロック周波数検出手段によって検出された変更後のクロック周波数に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
4. 前記クロック周波数変更手段は、前記クロック周波数を段階的に変更し、
   前記電源電圧制御手段は、前記クロック周波数の変更の段階ごとに、変更の前後のクロック周波数に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電子機器。
5. 前記電子機器回路に流れる電流を検知する電流検知手段を更に備え、
   前記電源電圧制御手段は、前記電流検知手段によって検知された電流の大きさの時間変動に応じて前記スイッチング周波数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電子機器。

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