JP2007252189A - 電荷をコンデンサからバッテリに回収するための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ寿命を延ばすこと
【解決手段】コンデンサ(4)から電荷を回収するための装置(100)が提供される。装置(100)は、コンデンサ(4)から電荷が回収されるべき時を示す信号(108)を生成するように構成された電荷回収コントローラ(120)と、信号(108)の受信時に、電荷をコンデンサ(4)からバッテリ(2)に移すように構成された電荷回収回路(110)とを含む。
【選択図】図１

Description

何年にもわたって改善及び改良され続けてきた結果として、現在では、デジタルカメラは、主に価格が手頃であること、使いやすいこと、解像度が高いこと、画像記憶容量が大きいこと、及び他の要因に起因して、写真用フィルムカメラに代わる、魅力的な手段を提供する。それにもかかわらず、デジタルカメラの製造業者間の競争が激化しているために、現在のデジタルカメラ製品を改善しようとする流れは、一向に衰えていない。競争が続けられている中で、デジタルカメラによってもたらされる任意の潜在的な利点が顧客のためになるなら、結果として売上が伸びていき、それ故に、製造業者がさらなる収益を上げることができる。

デジタルカメラにおいて、多くの場合に改善目標に挙げられる１つの具体的な一面として、バッテリ寿命がある。デジタルカメラに電力を供給するために設けられるバッテリは、多くの場合に充電式バッテリからなるので、大抵の顧客にとって、充電サイクル間の時間を延ばすことが望ましい。例えば、充電式バッテリは、外部電源を利用することが制限される、船旅、登山等の多くの環境において実用的ではない。

バッテリ寿命を延ばすことに対する多くの努力が、バッテリの充電容量を高めること、及び特に画像取り込み、光学ズーム等の種々の機能を実行する際に、カメラ自体の電力効率を高めることに向けられてきた。そのような努力は、現時点までバッテリ寿命の大幅な増大をもたらしたが、これらの同じ、又は類似の方法を用いて、さらに係る改善をしようとしても、劇的な改善はあまり見込めない。

従って、本発明の課題は、上述した技術的な問題を克服、又は少なくとも緩和することにある。

本発明の一態様によれば、コンデンサから電荷を回収するための装置が提供される。その装置は、コンデンサから電荷が回収されるべき時を示す信号を生成するように構成された電荷回収コントローラと、前記信号の受信時に、電荷をコンデンサからバッテリに移すように構成された電荷回収回路とを含む。

また、本発明の一態様によれば、コンデンサから電荷を回収するための方法が提供される。その方法は、電荷が回収されるべき時を示す信号を生成し、その信号の生成時に、電荷をコンデンサからバッテリに移すことを含む。

本発明によれば、デジタルカメラ等において、起動手順の一部としてバッテリを介してフラッシュコンデンサが付勢された後に、フラッシュを使用しない状況が生じた際に、不要になったコンデンサの電荷をバッテリに戻すことが可能になり、結果としてバッテリ寿命を延ばすことが可能になる。

バッテリ寿命をさらに延ばすことができる１つの特定の方法は、コンデンサの機能が直ぐには必要とされない場合に、コンデンサ内に蓄積された電荷をバッテリ内に戻すように回収することによる。本発明の一実施形態では、この役割を果たすための装置１００が、図１の簡単なブロック図に示される。装置１００には、電荷回収回路１１０及び電荷回収コントローラ１２０が含まれており、それぞれさらに詳細に後述される。

図１の具体的な実施形態では、回収されるべき電荷を蓄積しているコンデンサ４は、閃光電球６に電気エネルギーを供給するために、デジタルカメラ等のカメラ内で用いられるストロボ（又はフラッシュ）コンデンサである。付勢される場合、閃光電球６は、画像として取り込まれるべき被写体を照明するためのフラッシュを生成する。具体的には、制御電極８が励起される際に、フラッシュコンデンサ４に蓄積された電荷が閃光電球６に急速に放電され、それによりフラッシュが生じる。他の実施形態では、コンデンサ４は、他の目的のために後に回収されることができる大量の電荷を蓄積することができる任意のコンデンサとすることができる。

また、図１には、コンデンサ４から回収される電荷を受け取るためのバッテリ２も示される。一実施形態では、バッテリ２は、デジタルカメラにおいて一般的に利用される充電式バッテリであるが、他の実施形態では、他のタイプの充電式バッテリを用いることもできる。一例では、コンデンサ４に蓄積される電荷は、図１に示されないコンデンサ充電回路を介してバッテリ２から来る。

装置１００を参照すると、電荷回収コントローラ１２０は、コンデンサ４から電荷が回収されるべきである時を示す信号１０８を生成するように構成される。一実施形態では、信号１０８は、デジタルカメラのような、装置１００を備えるデバイスが、オフに切り替えられる際に生成される。一般に、起動手順の一部として、デジタルカメラによって、バッテリ２を介してフラッシュコンデンサ４が付勢されるであろう。カメラがオフに切り替えられたなら、コンデンサ４は充電された状態のままである必要がなくなり、漏れ電流が長時間にわたってコンデンサ４から電荷を徐々に枯渇させる傾向があるので、電荷が浪費される。従って、カメラがオフに切り替えられた際に、コンデンサ４からの電荷の少なくとも一部をバッテリ２に戻すように移すことが望ましい。

別の実施形態では、信号１０８は、カメラが、「非フラッシュ」モードに入った際に生成される。そのようなモードは、例えば、カメラが暗い部屋から、屋外のような明るく照らされた場所に持ち出され、フラッシュの必要性が減るか、又はなくなる際に生じる可能性がある。別の例では、非フラッシュモードは、長い露出時間、低速度撮影及び他の撮影用途に使用され得る。

電荷回収コントローラ１２０は、多くの形態のうちのいずれかをとることができる。１つの具現化形態では、電荷回収コントローラ１２０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又は類似のアルゴリズム処理ユニットのような、プロセッサで実行可能なソフトウエア命令とすることができる。別の例では、電荷回収コントローラ１２０は、信号１０８を生成するための、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内に見られるような電子ハードウェアである。さらに別の実施形態では、電荷回収コントローラ１２０を設けるために、ソフトウエア及びハードウエアの組み合わせを用いることができる。

図１の電荷回収回路１１０は、電荷回収コントローラ１２０から信号１０８を受信した際に、電荷をコンデンサ４からバッテリ２に移すように構成される。その電荷は、電荷回収回路１１０を通って、コンデンサ４からバッテリ２まで進む。

電荷回収回路１１０の一実施形態が、図２に示される電荷回収回路２１０である。電荷回収回路２１０の端子２０２、２０４、２０６はそれぞれ、図１の電荷回収回路１１０の同じように列挙された端子１０２、１０４、１０６に対応する。電荷回収回路２１０は、端子２０６におけるコンデンサ４（図１に示す）の両端にかかる第１の電圧を、第２の電圧に変換するように構成された電圧コンバータ２１２を含む。この例では、電圧コンバータ２１２は、直流／直流（ＤＣ／ＤＣ）コンバータであり、コンデンサ４の高い電圧を、バッテリ２に関連付けられる相対的に低い電圧に変換する。例えば、高い電圧は、閃光電球６がフラッシュを生成する際に使用するために、コンデンサ４によって達成できる約３００ボルト（Ｖ）とすることができる。低い電圧は、フル充電された場合のバッテリ２の電圧に対応する、約４Ｖとすることができる。別の例では、低い電圧は、フル充電されたバッテリ２によって示される電圧より小さいが、少なくともカメラの十分な動作をサポートするだけの大きさの電圧とすることができる。

電圧コンバータ２１２とバッテリ２（図１に示す）との間に配置されるスイッチ２１４は、信号１０８が受信される際に、電圧コンバータ２１２をバッテリ２に電気的に結合するように構成され、それにより、コンデンサ４の電荷が電圧コンバータ２１２を通ってバッテリ２に移され、結果として、バッテリ２に少なくとも部分的に電荷が補給される。図２の特定の例では、スイッチ２１４は、ｎ−ｐ−ｎバイポーラトランジスタであり、そのコレクタが電圧コンバータ２１２の出力に結合され、そのエミッタがバッテリ２に結合され、そのベースが信号１０８によって駆動される。他の実現可能なスイッチ２１２は、他のバイポーラトランジスタ及び電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む。

図３は、図２の電荷回収回路２１０を利用する際の、図１の装置１００の動作の概要を示す簡単なタイミング図を表す。図３には、電荷回収動作の時間中の電荷回収回路２１０の各端子２０２、２０４、２０６の電圧が示される。時刻ｔ_ｓでは、信号１０８が電荷回収コントローラ１２０によって生成され、この場合には、その信号は、コンデンサ４内に蓄積された電荷のうちのできる限り多くの電荷をバッテリ２に移すために、少なくとも必要とされる時間長にわたってスイッチ２１４を閉じた状態に維持することができるほど十分な持続時間を有するパルスである。そのパルスの前で、スイッチ２１４が開いている間に、コンデンサ４は相対的に高い電圧Ｖ_Ｃまで充電される。その充電時間中に、バッテリ２の両端にかかる電圧Ｖ_Ｂは通常の動作電圧であり、それは一般に、高いコンデンサ電圧Ｖ_Ｃよりもはるかに低い。

信号１０８のパルスがｔ_ｓにおいて開始する場合、スイッチ２１４が閉じて、コンデンサ４からの電荷が電圧コンバータ２１２及びスイッチ２１４を横切ってバッテリ２に移され、それにより、バッテリ２（端子２０４）の両端にかかる電圧が、
最初に通常の動作電圧Ｖ_Ｂよりも高く上昇し、それにより、バッテリ２に電荷が蓄積される。電荷がコンデンサ４からバッテリ２まで移されるにつれて、コンデンサ４からそれ以上の電荷がもたらされなくなるまで、関連する端子２０６、２０４の電圧が減少する。それ以降の或る時点において、信号１０８のパルスを終了して、それにより再びスイッチ２１４を開くことができる。

特定の構成の電荷回収回路１１０、２１０が与えられた場合、そうでなければコンデンサ４の漏れ電流を通じて浪費されていた電荷の少なくとも一部が、コンデンサ４の電荷が不要であるときに、バッテリ４に移されて戻される。カメラの特定の例では、カメラがオフに切り替えられるとき、又は非フラッシュモードに入るときのように、取り付けられた閃光電球が動作されなくなる際に、コンデンサ内の電荷が不要になる。カメラが長い一連の画像にわたって各画像を取り込む間でオフに切り替えられるときのような、カメラの使用に応じて、回収される電荷の総量がかなり多くなることもある。

本発明の別の実施形態では、コンデンサから電荷を回収するための方法４００が、図４の流れ図において示される。方法４００は装置１００によって実行されてもよいが、本明細書において具体的に説明されない他の装置を用いて、代替的な実施形態において方法４００を実行してもよい。方法４００では、電荷がコンデンサから回収されるべき時を示す信号が生成される（動作４０２）。その信号が生成されると、電荷がコンデンサからバッテリに移される（動作４０４）。

方法４００の１つの特定の実施形態では、電荷を移すことは、信号の生成に応答して、電荷の結果としてのコンデンサからの第１の電圧を、バッテリに適合する第２の電圧に変換すること、及び電圧コンバータをバッテリに電気的に結合することによって達成される。１つの特定の具現化形態では、上述のように、第２の電圧は、フル充電された状態のバッテリの電圧よりも高い。

信号を生成することは、カメラのような、コンデンサを組み込むデバイスがオフに切り替えられる際に行うことができる。別の具現化形態では、その信号は、カメラが非フラッシュモードに入る際に生成される。

本明細書において、本発明のいくつかの実施形態が説明されてきたが、本発明の範囲によって包含される他の実施形態も実現可能である。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、これまでデジタルカメラに関連して説明されてきたが、通常の写真用フィルムカメラのような他のタイプのカメラ、及び充電式バッテリから電力を取り出す他のタイプの携帯機器も、先に提示されたような、種々の実施形態の応用形態又は適用形態から利益を享受することもできる。さらに、１つの実施形態の複数の態様を、代替的な実施形態の複数の態様と組み合わせて、本発明のさらに別の具現化形態を生み出すこともできる。従って、本発明は特定の実施形態に関連して説明されてきたが、そのような説明は、例示のために与えられており、限定するものではない。従って、本発明の適切な範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ定められる。

コンデンサから電荷を回収するためにデジタルカメラ内で用いることができる、本発明の一実施形態による回路の簡単な略図である。 本発明の一実施形態による、図１の回路内で用いることができる電荷回収回路の略図である。 本発明の一実施形態による、図２の電荷回収回路の動作を概略的に示す簡単なタイミング図である。 本発明の別の実施形態による、コンデンサから電荷を回収するための方法の流れ図である。

符号の説明

２ バッテリ
４ コンデンサ
６ 閃光電球
８ 制御電極
100 装置
110 電荷回収回路
120 電荷回収コントローラ
212 電圧コンバータ
214 スイッチ

Claims (10)

1. コンデンサ（４）から電荷を回収するための装置（100）であって、
   前記コンデンサ（４）から前記電荷が回収されるべき時を示す信号（108）を生成するように構成された電荷回収コントローラ（120）と、
   前記信号（108）の受信時に、前記電荷を前記コンデンサ（４）からバッテリ（２）に移すように構成された電荷回収回路（110、210）とを含む、コンデンサから電荷を回収するための装置（100）。
2. 前記電荷回収回路（110、210）が、
   前記コンデンサ（４）の両端にかかる第１の電圧を、前記バッテリ（２）に適合する第２の電圧に変換するように構成された電圧コンバータ（212）と、
   前記信号（108）が受信される際に、前記電圧コンバータ（212）を前記バッテリ（２）に電気的に結合するように構成されたスイッチ（214）とを含む、請求項１に記載の装置（100）。
3. 前記第２の電圧が、フル充電状態の前記バッテリ（２）の電圧よりも高い、請求項２に記載の装置（100）。
4. 前記スイッチ（214）がトランジスタからなる、請求項２に記載の装置（100）。
5. 前記電荷回収コントローラ（120）が、プロセッサ及び電子回路上で実行可能なソフトウエア命令のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置（100）。
6. カメラであって、
   請求項１に記載の装置（100）と、
   コンデンサ（４）と、
   前記コンデンサ（４）から前記電荷を受け取り、フラッシュを生成するように構成された閃光電球（６）とを含む、カメラ。
7. コンデンサから電荷を回収するための方法（400）であって、
   前記電荷が回収されるべき時を示す信号を生成（402）し、及び
   前記信号の生成時に、前記電荷を前記コンデンサからバッテリに移す（404）ことを含む、コンデンサから電荷を回収するための方法（400）。
8. 前記電荷を移すことが、
   前記電荷の結果としての前記コンデンサからの第１の電圧を、前記バッテリに適合する第２の電圧に変換し、及び
   前記信号の生成に応答して、前記電圧コンバータを前記バッテリに電気的に結合することを含む、請求項７に記載の方法（400）。
9. 前記信号を生成することは、カメラがオフにされる際に行われる、請求項７に記載の方法（400）。
10. 前記信号を生成することは、カメラが非フラッシュモードに入る際に行われる、請求項７に記載の方法（400）。

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