JP2008220099A - 電源装置及びこれを有する機器 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力用電源部を最適に設計でき、より省電力化された電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置２は、第１の動作状態にある第１の回路９に供給するための第１の電圧を生成する第１の電源部４と、第１の動作状態よりも低い消費電流で動作する第２の動作状態にある第１の回路に供給するための、第１の電圧と等しい又はそれよりも低い第２の電圧を生成する第２の電源部５と、第１の電源部を動作させる第１の電源状態と第２の電源部を動作させる第２の電源状態との切り換え、及び第２の回路からの特定信号の受信に応じた第１の回路に対する第１の動作状態への切り換えを指示する指示信号の送信とを行う制御部６，３ａとを有する。制御部は、第２の動作状態にある第１の回路からの特定信号の受信に応じて、第２の電源状態から前記第１の電源状態への切り換えを行い、該切り換えが完了した後に第１の回路に対する指示信号の送信を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器に搭載される電源装置に関し、特に複数の電源部から選択的に異なる電圧を出力させる電源装置に関する。

ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の光学機器は、ＣＰＵ等のコントロール素子や多数の電気素子により構成される電気回路系を備えている。コントロール素子は、光学機器（電気回路系）の状態に応じた通常動作状態（アクティブ状態ともいう）と省電力動作状態（低消費電力状態又はスリープ状態ともいう）とを有する。通常動作状態にある光学機器が所定時間の間に何ら操作されない場合には省電力動作状態に切り換わることで、無駄な電力消費が抑えられる。

また、さらなる省電力化を図るためには、電気回路系に対して電圧を供給する電源装置自体の消費電力を抑えることも必要である。このため、特許文献１，２には、出力電圧が異なる複数の電源部を有し、コントロール素子等の状態に応じて最適な電源部を選択する電源装置が開示されている。

電源装置の電源部の切り換えを行う方法には、例えば以下の方法がある。すなわち、上記電気回路系に外部回路又は該電気回路系内部からいわゆるＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力された場合に、最初にコントロール素子に該ＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力される。このＷＡＫＥ−ＵＰ信号によりコントロール素子は省電力動作状態から通常動作状態に切り換わり、電源装置の電源部を省電力用電源部から通常動作用電源部に切り換える。
特開平１１−６５６８３号公報 特開２００６−１８４０９号公報

しかし、上記の方法を用いると、外部回路からＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力された際に、最初にコントロール素子が通常動作状態になる。このため、省電力用電源部のドライブ能力として、最低でもコントロール素子の通常動作状態での動作に必要なドライブ能力を確保しなければならない。

また、最近のコントロール素子はいきなり通常動作モードにならずに、ＷＡＫＥ−ＵＰ状態として通常動作状態よりも消費電力が少ない状態を経由するものもある。しかし、この場合でも、やはり省電力動作状態よりは多くの電力が必要となる。したがって、省電力用電源部の設計を、電気回路系の省電力動作状態での消費電力以上の消費電力状態を考慮して行う必要がある。このため、省電力動作状態に対して最適な回路設計が行えない。

本発明は、通常動作状態と省電力動作状態を有する電気回路系に電圧を供給する電源装置であって、省電力用電源部を電気回路系の省電力動作状態での消費電力に対して最適に設計でき、より省電力化された電源装置を提供する。

本発明の一側面としての電源装置は、第１の動作状態と該第１の動作状態よりも低い消費電流で動作する第２の動作状態とを有する第１の回路に対して電圧を供給する電源装置である。該電源装置は、第１の動作状態にある第１の回路に供給するための第１の電圧を生成する第１の電源部と、第２の動作状態にある第１の回路に供給するための、第１の電圧と等しい又はそれよりも低い第２の電圧を生成する第２の電源部と、第１の電源部を動作させる第１の電源状態と第２の電源部を動作させる第２の電源状態との切り換え、及び第２の回路からの特定信号の受信に応じた第１の回路に対する第１の動作状態への切り換えを指示する指示信号の送信とを行う制御部とを有する。そして、制御部は、第２の動作状態にある第１の回路からの特定信号の受信に応じて、第２の電源状態から第１の電源状態への切り換えを行い、該切り換えが完了した後に第１の回路に対する指示信号の送信を行うことを特徴とする。

なお、上記電源装置と第１の回路とを有する機器、及び上記電源装置と第１の回路とを有し、他の機器に対して着脱可能に接続される機器も本発明の他の側面を構成する。

本発明によれば、第１の回路を第２の動作状態からより消費電流が多い第１の動作状態に切り換える際に、制御部は、電源装置をまず第１の動作状態に対応した第１の電源状態（第１の電源部）に切り換える。その後、第１の回路を第１の動作状態に切り換える。したがって、第２の電源部のドライブ能力を、第１の回路における第１の動作状態に対応した低い消費電力に合わせて設定することができ、従来に比べてさらなる省電力化を実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である電源回路システム（電源装置）を搭載した一眼レフカメラ用交換レンズ（光学機器）と、該交換レンズが着脱可能に装着（接続）される一眼レフカメラ（他の光学機器）の回路構成を示している。

図１において、１は交換レンズであり、不図示の撮像光学系を有する。交換レンズ１には、電源回路システム２と、撮像光学系の動作（オートフォーカス動作や防振動作等）をコントロールする回路系（第１の回路）９とが設けられている。また、回路系９の内部には、交換レンズ１の全体の動作をコントロールするコントロール素子であるＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０からの信号に応じて、交換レンズ１内に設けられたアクチュエータ等の電気素子の動作を制御する周辺回路１１とが設けられている。

電源回路システム２には、電源回路（電源部）３とロジック回路６とが設けられている。電源回路３は、第１の電圧を生成するアクティブ状態（ＡＣＴＩＶＥ）用の第１の電源回路４を有する。また、電源回路３は、第１の電源回路４よりも少ない消費電流（消費電力）で動作して第１の電圧よりも低い第２の電圧を生成する、スリープ状態（ＳＬＥＥＰ）用の第２の電源回路５とを有する。電源回路３は、ロジック回路６からの信号に応じて、第１及び第２の電源回路４，５のうち一方からの電圧を回路系９に対して出力（供給）する。

ＣＰＵ１０を含む回路系９は、通常動作状態であるアクティブ状態と、該アクティブ状態よりも低い消費電流（消費電力）での省電力動作状態であるスリープ状態とに切り換わる。アクディブ状態（第１の動作状態）は、撮像光学系の動作（オートフォーカス動作や防振動作等）を実行する状態である。アクティブ状態において、ある一定の時間の間、レンズ１において何らの操作や動作が行われなかった場合に、回路系９はスリープ状態（第２の動作状態）に切り換わる。また、スリープ状態において、レンズ１において何らかの操作が行われた場合には、回路系９はアクティブ状態に切り換わる。

回路系９は、アクティブ状態では、前述した第１の電圧の供給を受けて動作し、スリープ状態では第２の電圧の供給を受けて動作する。

ここで、第１の電圧は、例えば３Ｖであり、第２の電圧は、例えば１．７Ｖである。さらに、ＣＰＵ１０において、スリープ状態で必要な電流（消費電流）は、例えば１〜１０μＡであるのに対して、アクティブ状態で必要な電流は、例えば５０ｍＡである。これに応じて、第１の電源回路４の最大出力電流は、第２の電源回路５の最大出力電流よりも大きく設定されている。

ロジック回路６は、通信判断部７と、通信信号処理部８とを有する。通信判断部７は、回路系９との通信及び後述する外部回路との通信を通じて回路系９及び外部回路の動作状態を判断する。また、回路系９及び外部回路から受信した信号の種類（例えば、後述する第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号）の判断も行う。

さらに、ロジック回路６は、通信判断部７での判断結果に応じて、電源回路３に対して電源状態の切り換えを指示する切換信号を出力する。電源回路３は、切換動作部３ａを有する。該切換動作部３ａは、該切換信号に応じて、第１の電源回路４を動作させて第１の電圧を回路系９に供給する状態（以下、第１の電源状態という）と第２の電源回路５を動作させて第２の電圧を回路系９に供給する状態（以下、第２の電源状態という）とに切り換える。

なお、ロジック回路６と電源回路３のうち切換動作部３ａにより、電源回路システム２の制御部が構成される。

通信信号処理部８は、外部回路（第２の回路）を有するカメラ１２からの通信信号を処理する。

本実施例の電源回路システムは、混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）に搭載された形態で実施される。ただし、ハイブリッドＩＣ以外のＩＣ構成やＩＣ構成以外の構成を有していてもよい。

カメラ１２は、定電圧回路１５を有する。定電圧回路１５は、リチウム電池や２次電池等の電源１４を搭載し、その電源１４からの出力により定電圧（例えば、５Ｖ）を生成してカメラ１２の内部及び交換レンズ１に電源電圧を供給する。

また、カメラ１２は、カメラ１２の駆動を制御し、さらに交換レンズ１との通信を行うＣＰＵ１３を搭載している。

通信ライン（１）（（１）は図には丸囲み１として示す。他の通信ラインも同様）は、通信クロックラインと、レンズ１からカメラ１２へのデータ送信を行うデータラインと、カメラ１２からレンズ１へのデータ送信を行うデータラインとによって構成される。通信ライン（２）は、通信クロックラインと、回路系９から電源回路システム２へのデータ送信を行うデータラインと、電源回路システム２から回路系９へのデータ送信を行うデータラインとによって構成される。

通信ライン（１）は、カメラ１２からの電源レベルのロジックであり、通信ライン（２）は、電源回路３から出力される電圧レベルのロジックである。この通信レベルの違いに応じて通信信号処理部８にてレベル変換を行う。

さらに、通信ライン（１）と通信ライン（２）の信号は、通常状態の通信では同期している。

以上が、電源回路システム２を搭載した交換レンズ１とこれに接続されるカメラ１２との回路構成の概略である。

次に、回路系９（つまりはレンズ１の回路全体）がスリープ状態で、かつ電源回路３が第２の電源状態にあるときに、カメラ１２からの通信に応じて、回路系９をスリープ状態からアクティブ状態に移行させる場合の電源状態の切り換え方法について説明する。ここでは、図１と図２のタイミングチャートと図６のフローチャートを用いる。

カメラ１２内のＣＰＵ１３は、通信ライン（１）を通じて、回路系９をスリープ状態からアクティブ状態へ切り換えさせるための第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号（特定信号）を電源回路システム２に出力（送信）する（図２中のｔ１，図６中のステップ１０１）。

電源回路システム２（制御部）は、第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力（受信）されたと通信判断部７で判断すると、これに応じて電源回路３の第２の電源状態から第１の電源状態への切り換えを開始する（ｔ１，ステップ１０２）。具体的には、図２に示すように、通信ライン（１）の信号の最初の立ち下がりを第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号として認識し、上記電源状態の切り換えを開始する。

ここで、第２の電源状態から第１の電源状態への切り換え途中において電源回路３から出力される電圧は徐々に上昇する。このため、第１の電源状態への切り換えが完了する、すなわち第１の電源状態に対応した第１の電圧のレベルに安定するまでにはある程度の時間を要する（これについては、後述する実施例２の図５に示す）。

したがって、電源回路システム２は、ステップ１０２において、第２の電源状態から第１の電源状態への切り換えが完了するまでの時間に相当する又はこれに余裕を見込んだ遅延時間（所定時間）の内部タイマーによるカウントを開始する。

次にステップ１０３で該遅延時間が経過したと判別すると、電源回路システム２は、通信信号処理部８にて第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号（指示信号）を生成する。そして、この第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号を、通信ライン（２）を通じて回路系９のＣＰＵ１０に出力（送信）する（ステップ１０４）。

ＣＰＵ１０は、第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力（受信）されることに応じてスリープ状態からアクティブ状態に移行する（ステップ１０５）。具体的には、図２に示すように、通信ライン（２）の信号の最初の立ち下がりを第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号として認識し、スリープ状態からアクティブ状態に移行する。その後、ＣＰＵ１０は、周辺回路１１を駆動して回路系９全体をスリープ状態からアクティブ状態に切り換える。

以上のシーケンスを実行することで、カメラ１２から入力された第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号に応じて回路系９をスリープ状態からアクティブ状態に切り換える前に電源回路３を第２の電源状態から第１の電源状態に切り換えることができる。これにより、第２の電源回路５のドライブ能力は、回路系９のスリープ状態に必要とされる電力のみを考慮して設計することができ、第２の電源回路５をより省電力設計することが可能になる。

上述した実施例１では、タイマーを用いた遅延時間の経過判別に応じて第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号を出力したが、第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号として回路系９との通信を行うためのクロック信号を用いる場合には、以下の方法を採ることもできる。

すなわち、図３に示すように、電源回路３の第２の電源状態から第１の電源状態への切り換えに要する時間ｔ１〜ｔ３に相当するクロック回数（パルス数）分だけクロック信号にマスクをかける。これにより、回路系９のＣＰＵ１０は、マスクが解除されたクロック信号の最初の立ち下がりを第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号として認識する。

したがって、本実施例でも、電源回路３の第２の電源状態から第１の電源状態への切り換えが完了した後に第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号が回路系９のＣＰＵ１０に入力されることになり、実施例１と同様の効果を得ることができる。

上述した実施例１、２において、第２の電源回路５より出力される電圧は第１の電源回路４より出力される第１の電圧より小さい第２の電圧としたが、第２の電源回路５より出力される第２の電圧が第１の電源回路より出力される第１の電圧と等しくてもよい。この場合でも、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図４には、本発明の実施例４である電源回路システム（電源装置）を搭載した一眼レフカメラ用交換レンズ（光学機器）と、該交換レンズが着脱可能に装着される一眼レフカメラ（他の光学機器）の回路構成を示している。図４において、実施例１で説明した回路構成と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付して説明に代える。

本実施例の電源回路システム２には、電源回路３から出力される電圧を検知する出力電圧検知部（電圧検出部）１６が設けられている。

次に、回路系９（つまりはレンズ１の回路全体）がスリープ状態で、かつ電源回路３が第２の電源状態にあるときに、カメラ１２からの通信信号に応じて回路系９をスリープ状態からアクティブ状態に移行させる場合に電源状態の切り換え方法について説明する。ここでは、図４と図５のタイミングチャートと図７のフローチャートを用いる。

カメラ１２内のＣＰＵ１３は、通信ライン（１）を通じて、回路系９をスリープ状態からアクティブ状態へ切り換えさせるための第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号（特定信号）を電源回路システム２に出力（送信）する（図５中のｔ１，図７中のステップ２０１）。

電源回路システム２（制御部）は、第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力（受信）されたと通信判断部７で判断すると、これに応じて電源回路３の第２の電源状態から第１の電源状態への切り換えを開始する（ｔ１，ステップ２０２）。

ここで、図５に示すように、第２の電源状態から第１の電源状態への切り換え途中において電源回路３から出力される電圧は徐々に上昇する。このため、第１の電源状態への切り換えが完了する、すなわち第１の電源状態に対応した第１の電圧のレベルに安定するまでにはある程度の時間を要する。

したがって、電源回路システム２は、ステップ２０３において、出力電圧検知部１６を通じて、電源回路３からの出力電圧が第１の電圧のレベルに安定したか否かを判別する。出力電圧検知部１６は、電源回路３からの出力電圧が第１の電圧に達すると、出力検知信号を出力し、電源回路システム２は、該出力検知信号を受けて電源回路３からの出力電圧が第１の電圧に達したと判別することができる。

電源回路システム２は、電源回路３からの出力電圧が第１の電圧に達したと判別すると、通信信号処理部８にて第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号（指示信号）を生成する。そして、この第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号を、通信ライン（２）を通じて回路系９のＣＰＵ１０に出力（送信）する（ｔ４，ステップ２０４）。

ＣＰＵ１０は、第２のＷＡＫＥ−ＵＰ信号が入力（受信）されることに応じてスリープ状態からアクティブ状態に移行する（ステップ２０５）。その後、ＣＰＵ１０は、周辺回路１１を駆動して回路系９全体をスリープ状態からアクティブ状態に切り換える。

以上のシーケンスを実行することで、回路系９から出力された第１のＷＡＫＥ−ＵＰ信号に応じて回路系９をスリープ状態からアクティブ状態に切り換える前に電源回路３を第２の電源状態から第１の電源状態に切り換えることができる。これにより、第２の電源回路５のドライブ能力は、回路系９のスリープ状態に必要とされる電力のみを考慮して設計することができ、第２の電源回路５をより省電力設計することが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の実施例はそれらに限定されず、種々の変形及び変更が可能である。また、カーナビゲーションシステムやＥＴＣ、ＰＣの周辺機器（ハードディスク）等、自ら電源を持たないが、電源を持った他の機器に接続され、電源電圧の供給を受けて動作する機器にも本発明の適用が可能である。

本発明の実施例１である電源回路システムを搭載した交換レンズ及び該交換レンズが装着されるカメラの回路構成を示すブロック図。 実施例１における電源切換え時のタイミングチャート。 本発明の実施例２における電源切換え時のタイミングチャート。 本発明の実施例４である電源回路システムを搭載した交換レンズ及び該交換レンズが装着されるカメラの回路構成を示すブロック図。 実施例４における電源切換え時のタイミングチャート。 本発明の実施例１における電源切換え時の動作を示すフローチャート。 本発明の実施例４における電源切換え時の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１ 交換レンズ
２ 電源回路システム
３ 電源回路
４ 第１の電源回路（ＡＣＴＩＶＥ用）
５ 第２の電源回路（ＳＬＥＥＰ用）
６ ロジック回路
７ 通信判断部
８ 通信信号処理部
９ 回路系
１０ レンズ内のＣＰＵ
１２ カメラ
１３ カメラ内のＣＰＵ
１４ カメラ内の電源
１５ 定電圧回路
１６ 出力電圧検知部

Claims (8)

1. 第１の動作状態と前記第１の動作状態よりも低い消費電流で動作する第２の動作状態とを有する第１の回路に対して電圧を供給する電源装置であって、
   前記第１の動作状態にある前記第１の回路に供給するための前記第１の電圧を生成する第１の電源部と、
   前記第２の動作状態にある前記第１の回路に供給するための、前記第１の電圧と等しい又はそれよりも低い第２の電圧を生成する第２の電源部と、
   前記第１の電源部を動作させる第１の電源状態と前記第２の電源部を動作させる第２の電源状態との切り換え、及び第２の回路からの特定信号の受信に応じた前記第１の回路に対する前記第１の動作状態への切り換えを指示する指示信号の送信とを行う制御部とを有し、
   前記制御部は、前記第２の動作状態にある前記第１の回路からの前記特定信号の受信に応じて、前記第２の電源状態から前記第１の電源状態への切り換えを行い、該切り換えが完了した後に前記第１の回路に対する前記指示信号の送信を行うことを特徴とする電源装置。
2. 前記制御部は、前記第２の電源状態から前記第１の電源状態への切り換えが完了するまでの時間の経過を判別して前記第１の回路に対する前記指示信号の送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御部は、前記指示信号として、前記第１の回路との通信を行うためのクロック信号を用い、
   前記制御部は、前記第２の電源状態から前記第１の電源状態への切り換えが完了するまでの間、前記クロック信号にマスクをかけて前記第１の回路に対する送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
4. 前記第２の電圧は、前記第１の電圧よりも低く、
   前記第１及び第２の電源部から前記第１の回路に供給される電圧を検出する電圧検出部を有し、
   前記制御部は、前記第２の電源状態から前記第１の電源状態への切り換えによって前記電圧検出部により前記第１の電圧が検出されたことに応じて前記第１の回路に対する前記指示信号の送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
5. 前記第１の電源回路の最大出力電流は、前記第２の電源部の最大出力電流よりも大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電源装置。
6. 前記電源装置は、集積回路に搭載されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電源装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の電源装置と前記第１の回路とを有することを特徴とする機器。
8. 請求項１から６のいずれか１つに記載の電源装置と、
   前記第１の回路とを有し、
   前記第２の回路を有する他の機器が着脱可能に装着されることを特徴とする機器。