JP2013240267A - 電源切換装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電源供給の切換制御を行う制御部が異常状態にある場合においても、電源供給が正常に行われる電源切換装置を提供する。
【解決手段】電源切換装置は、第１電源および負荷部との間に設けられた第１スイッチ回路と、第２電源および負荷部との間に設けられた第２スイッチ回路と、第１電源および負荷部との間に第１スイッチ回路と直列に設けられた第３スイッチ回路と、第２電源および負荷部との間に第２スイッチ回路と直列に設けられた第４スイッチ回路と、第３スイッチ回路と並列に設けられ、第１電源への電流の流入を阻止する第１ダイオードと、第４スイッチ回路と並列に設けられ、第２電源への電流の流入を阻止する第２ダイオードと、第１スイッチ回路および第２スイッチ回路が共にオンであり、かつ、第３スイッチ回路および第４スイッチ回路のうち少なくともいずれか一方がオンである状態となることを阻止する論理回路と、を備える。
【選択図】図２

Description

本開示は、複数の電池を切り換えて使用するための切換制御を行う電源切換装置、および電源切換装置を備えた電子機器に関する。

従来のデジタルカメラのような電子機器において、複数の電池を備え、これらを切り換えていずれかの電池を使用することが可能なものがある。

例えば、特許文献１は、主電源および副電源を備え、主電源の電源供給状態の異常が検出された場合、主電源からの電源供給を所定時間継続した後に、主電源からの電源供給を遮断するとともに、副電源からの電源供給を開始する構成を開示している。

特開２００７−８９３５０号公報

このような従来の電子機器では、電源供給の切換制御を行う制御部（コントローラー、マイコン）がなんらかの理由により正常な動作を行えない状況となってしまった（暴走してしまった）ときに、複数の電池同士が直接接続されてしまう異常状態となるおそれがある。このため、一方の電池から他方の電池への充電動作が行われ、電池や電子機器本体に悪影響をおよぼす可能性があった。

本開示は、電源供給の切換制御を行う制御部が異常状態にある場合においても、電源供給が正常に行われる電源切換装置を提供することを目的とする。

本開示の電源切換装置は、負荷部へ駆動電圧を供給する電源を第１電源および第２電源のいずれに切り換える電源切換装置である。電源切換装置は、
第１電源および負荷部との間に設けられた第１スイッチ回路と、
第２電源および負荷部との間に設けられた第２スイッチ回路と、
第１電源および負荷部との間に前記第１スイッチ回路と直列に設けられた第３スイッチ回路と、
第２電源および負荷部との間に第２スイッチ回路と直列に設けられた第４スイッチ回路と、
第３スイッチ回路と並列に設けられ、第１電源から負荷部への電流を通過させるとともに、第１電源への電流の流入を阻止する第１ダイオードと、
第４スイッチ回路と並列に設けられ、第２電源から負荷部への電流を通過させるとともに、第２電源への電流の流入を阻止する第２ダイオードと、
第３および第４スイッチ回路を制御して、第１スイッチ回路および第２スイッチ回路が共にオンであり、かつ、第３スイッチ回路および第４スイッチ回路のうち少なくとも一方がオンとなる状態となることを阻止する論理回路と、
第１スイッチ回路、第２スイッチ回路および論理回路を制御する制御回路とを備える。
本開示にかかる電子機器は、上記の電源切換装置を備える。

本開示によれば、電源供給の切換制御を行う制御部が異常状態にあり、設計上使用しない組み合わせの制御信号が制御部から送られた場合であっても、電池同士を接続することをハードウェアレベルで防止できるため、電源供給が正常に行われる電源切換装置を提供することができる。

実施の形態１のデジタルカメラの構成図 デジタルカメラの切換回路の構成図 カメラコントローラから出力される制御信号のタイミングチャート（カメラ本体内の電池から電力が供給される場合） カメラコントローラから出力される制御信号のタイミングチャート（バッテリーグリップ内の電池から電力が供給される場合） カメラコントローラから出力される制御信号のタイミングチャート（カメラ本体内の電池からバッテリーグリップ内の電池への切換時） カメラコントローラから出力される制御信号のタイミングチャート（バッテリーグリップ内の電池からカメラ本体内の電池への切換時）

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

以下、図面を用いて実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
以下図面を用いて、一実施の形態であるデジタルカメラについて説明する。

１．構成
以下、図面を用いてデジタルカメラの構成を説明する。

図１は、実施の形態１に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１００は、カメラボディ１０２と、カメラボディ１０２に装着可能な交換レンズ１０１と、カメラボディ１０２に装着可能なバッテリグリップ１０３とから構成される。交換レンズ１０１は、ズームレンズ駆動部１１３により駆動されるズームレンズ１１２を有している。カメラボディ１０２は、レンズコントローラ１２０を介してズームレンズ１１２を電気的に駆動することができる。すなわち、交換レンズ１０１は、電動ズームレンズである。カメラボディ１０２は、電源切換回路３００ａを有している。バッテリグリップ１０３は、電池２０２を装着可能であり、電源切換回路３００ｂを有している。電源切換回路３００ａおよび電源切換回路３００ｂは、電源切換回路３００を構成する。カメラボディ１０２は、カメラコントローラ１５３により、電源切換回路３００を制御できる。すなわち、カメラボディ１０２は、電池２０１と電池２０２のどちらを使用するかを選択することができる。

１−１．カメラ本体の構成
カメラボディ１０２は、ＣＭＯＳイメージセンサ１５０と、液晶モニタ１６３と、画像処理部１７２と、タイミング発生器（ＴＧ）１５１と、カメラコントローラ１５３と、ボディマウント１４０と、レリーズ釦１６０と、操作部１７０と、電池２０１と、電源切換回路３００ａと、ＤＲＡＭ１５５と、フラッシュメモリ１５６と、カードスロット１６５とを備える。

カメラコントローラ１５３は、レリーズ釦１６０や操作部１７０等の操作部材からの指示に応じて、ＣＭＯＳイメージセンサ１５０等の各部を制御することにより、デジタルカメラ１００全体の動作を制御する。カメラコントローラ１５３は垂直同期信号をタイミング発生器１５１に送信する。これと並行して、カメラコントローラ１５３は、垂直同期信号に基づいて露光同期信号を生成する。カメラコントローラ１５３は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１４０及びレンズマウント１３０を介して、レンズコントローラ１２０に周期的に繰り返して送信する。これにより、カメラコントローラ１５３は、露光のタイミングに同期するように、交換レンズ１０１内のフォーカスレンズ１１０等のレンズを制御することが可能となる。カメラコントローラ１５３は、制御動作や画像処理動作の際に、ＤＲＡＭ１５５をワークメモリとして使用する。カメラコントローラ１５３は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部１７２やＤＲＡＭ１５５とは同一の半導体チップで構成しても別個でもよい。

ＣＭＯＳイメージセンサ１５０は、受光素子と、ＡＧＣ（ゲイン・コントロール・アンプ）と、ＡＤコンバータとを含んで構成される。受光素子は、交換レンズ１０１によって集光された光学的信号を電気信号に変換し、画像情報を生成する。またＡＧＣは、受光素子から出力された電気信号を増幅する。ＡＤコンバータは、ＡＧＣから出力された電気信号をデジタル信号に変換する。ＣＭＯＳイメージセンサ１５０は、タイミング発生器１５１により制御されるタイミングで動作する。タイミング発生器１５１により制御されるＣＭＯＳイメージセンサ１５０の動作には、静止画像の撮像動作、スルー画像の撮像動作、データ転送動作、電子シャッタ動作等がある。スルー画像は主に動画像であり、静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１６３に表示されるものである。ＣＭＯＳイメージセンサ１５０が生成した画像情報は、画像処理部１７２に供給される。なお、ＣＭＯＳイメージセンサ１５０に代えて、ＮＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の他の撮像素子を用いてもよい。

画像処理部１７２は、ＣＭＯＳイメージセンサ１５０内のＡＤコンバータによってデジタル信号に変換された画像データに、所定の画像処理を施す。所定の画像処理は、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、デジタルズーム処理、圧縮処理、伸張処理等を含むが、これに限られるものではない。

液晶モニタ１６３は、カメラボディ１０２の背面に配置される表示部である。液晶モニタ１６３は、画像処理部１７２で処理された表示用の画像情報が示す画像を表示する。液晶モニタ１６３は、動画像も静止画も選択的に表示可能である。また、画像の他、デジタルカメラ１００の設定条件等の情報を表示可能である。本実施の形態では、表示部の一例として液晶モニタ１６３を示すが、表示部はこれに限らない。例えば、表示部として有機ＥＬディスプレイを用いてもよい。

フラッシュメモリ１５６は、画像情報等を記憶するための内部メモリとして機能する。またカメラコントローラ１５３が制御を行う際に使用するプログラムやパラメータを保存する。

カードスロット１６５は、メモリカード１６４をカメラボディ１０２に装着可能な接続手段である。カードスロット１６５は、メモリカード１６４を電気的及び機械的に接続可能である。カードスロット１６５はメモリカード１６４を制御する機能を備えてもよい。

メモリカード１６４は、内部にフラッシュメモリ等の記憶素子を備えた外部メモリである。メモリカード１６４は、カメラコントローラ１５３で処理された画像情報等のデータを記憶可能である。また、メモリカード１６４は、内部に記憶する画像情報等のデータを出力可能である。メモリカード１６４から読み出された画像データは、カメラコントローラ１５３や画像処理部１７２で処理され、例えば液晶モニタ１６３で表示される。本実施形態では、外部メモリの一例としてメモリカード１６４を示すが、外部メモリはこれには限らない。例えば、光ディスクのような記録媒体を外部メモリとして使用することもできる。

ボディマウント１４０は、交換レンズ１０１のレンズマウント１３０（後述）と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１４０は、レンズマウント１３０を介して、カメラボディ１０２と交換レンズ１０１との間でデータを送受信可能である。ボディマウント１４０は、カメラコントローラ１５３から受信した露光同期信号やその他制御信号を、レンズマウント１３０を介してレンズコントローラ１２０に送信する。また、ボディマウント１４０は、レンズマウント１３０を介してレンズコントローラ１２０から受信した信号をカメラコントローラ１５３に送信する。

電池２０１は、デジタルカメラ１００を駆動するための電力を供給する。電池２０１は、例えば乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電池２０１の代わりとして、電源コードにより外部から供給される電力をデジタルカメラ１００に供給されるものであってもよい。デジタルカメラ１００の電源は電源スイッチ１５２によりオン／オフされる。電源がオンされると、カメラコントローラ１５３は、カメラボディ１０２内の各部に電力を供給する。また、カメラコントローラ１５３は、ボディマウント１４０およびレンズマウント１３０を介して交換レンズ１０１にも電力を供給する。そして、交換レンズ１０１内では、レンズコントローラ１２０により交換レンズ１０１の各部に電力が供給される。

電源切換回路３００ａは、電源切換回路３００の一部を構成する。電源切換回路３００は、カメラボディ１０２が有する電池２０１と、バッテリグリップ１０３が有する電池２０２とのうちのいずれからデジタルカメラ１００に電源を供給するかを切り替える（後述）。電源切換回路３００は、選択した電池からの電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１５４に出力する。電源切換回路３００は、カメラコントローラ１５３により制御される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４は、電源切換回路３００からの電力を、デジタルカメラ１００の各部（負荷部）へ供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４は、各部への電力供給にあたり、電池から供給される電圧を各部に適した電圧に変換する。

レリーズ釦１６０は、ユーザによる撮像指示またはオートフォーカス指示の操作を受け付ける。レリーズ釦１６０は半押しと全押しの二段階操作可能になっている。ユーザによるレリーズ釦１６０の半押し操作により、カメラコントローラ１５３はオートフォーカス動作を実行する。また、ユーザによるレリーズ釦１６０の全押し操作により、カメラコントローラ１５３は全押し操作のタイミングに応じて生成された画像データをメモリカード１６４に記録する。

操作部１７０は、上下左右方向の操作指示が可能な十字釦を含む。カメラボディ１０２に電動ズーム機能を有する交換レンズ１０１が装着されると、カメラコントローラ１５３は、操作部１７０の左右釦のそれぞれにズーム操作釦としての機能を割り当てる。例えば、カメラコントローラ１５３は、左釦にワイド端側方向のズーム操作釦としての機能を割り当て、右釦にテレ端側方向のズーム操作釦としての機能を割り当てる。なお、カメラボディ１０２に装着される電動ズーム機能を有する交換レンズ１０１が、ユーザがズーム操作を行うためのズームレバーを有するときは、必ずしも操作部１７０にズーム操作釦としての機能を割り当てる必要はない。

１−２．交換レンズの構成
交換レンズ１０１は、フォーカスレンズ１１０と、フォーカスレンズ駆動部１１１と、フォーカスリング１１４と、ズームレンズ１１２と、ズームレンズ駆動部１１３と、ズームリング１１５と、レンズコントローラ１２０と、ＤＲＡＭ１２１と、フラッシュメモリ１２２と、レンズマウント１３０とを備える。交換レンズ１０１は、図１に示すレンズに加えて手振れ補正用レンズをさらに備えてもよい。

レンズコントローラ１２０は交換レンズ１０１全体の動作を制御する。レンズコントローラ１２０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。

ＤＲＡＭ１２１は、レンズコントローラ１２０が制御の際に用いるワークメモリとして機能する。フラッシュメモリ１２２は、レンズコントローラ１２０の制御の際に使用するプログラムやパラメータ、レンズデータを保存する。ここで、レンズデータは、レンズ名称、レンズＩＤ、シリアル番号、Ｆナンバー、焦点距離、など、交換レンズ１０１特有の特性値を含む。後述するように、レンズコントローラ１２０は、レンズデータをカメラコントローラ１５３に通知し、カメラコントローラ１５３はレンズデータに従って各種制御動作を実行することが可能となる。

ズームレンズ１１２は、交換レンズ１０１の光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ１１２のレンズ構成は何枚でも何群でもよい。

ズームレンズ駆動部１１３は、ユーザによるズームリング１１５の操作に基づいて、ズームレンズ１１２を光学系の光軸に沿って移動させる機械的な機構である。ズームレンズ１１２の位置は随時ズームレンズ位置検出部１１３ｂにより検出され、レンズコントローラ１２０に通知される。

フォーカスレンズ１１０は、光学系から入射されＣＭＯＳイメージセンサ１５０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ１１０のレンズ構成は何枚でも何群でもよい。

フォーカスリング１１４は交換レンズ１０１の外装に設けられている。フォーカスリング１１４がユーザによって操作されると、フォーカスリング１１４の操作量に関する情報がレンズコントローラ１２０に通知される。レンズコントローラ１２０は、通知されたフォーカスリング１１４の操作量に関する情報に基づいて、フォーカスレンズ駆動部１１１にフォーカスレンズ１１０を駆動させる。このため、レンズコントローラ１２０はフォーカスレンズ１１０の位置を認識している。

フォーカスレンズ駆動部１１１は、レンズコントローラ１２０の制御に基づいてフォーカスレンズ１１０を光学系の光軸に沿って進退するように駆動する。フォーカスレンズ駆動部１１１は、例えばステッピングモータ、ＤＣモータ、超音波モータ等により実現できる。

１−３．バッテリグリップの構成
バッテリグリップ１０３は、電池２０２と、電源切換回路３００ｂと、レリーズ釦２０３と、操作部２０４とを備える。

電池２０２は、デジタルカメラ１００を駆動するための電力を供給する。電地２０２は、例えば乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電池２０２の代わりとして、電源コードにより外部から供給される電力をデジタルカメラ１００に供給されるものであってもよい。デジタルカメラ１００の電源は電源スイッチ１５２によりオン／オフされる。電源がオンされると、カメラコントローラ１５３は、カメラボディ１０２内の各部に電力を供給する。また、カメラコントローラ１５３は、ボディマウント１４０およびレンズマウント１３０を介して交換レンズ１０１にも電力を供給する。そして、交換レンズ１０１内では、レンズコントローラ１２０により交換レンズ１０１の各部に電力が供給される。

電源切換回路３００ｂは、電源切換回路３００の一部を構成する。電源切換回路３００は、カメラボディ１０２が有する電池２０１とバッテリグリップ１０３が有する電池２０２とのうち、いずれからデジタルカメラ１００による電源を供給するかを切り替える（後述）。また、電源切換回路３００ｂは、カメラコントローラ１５３により制御される。

レリーズ釦２０３は、ユーザによる撮像指示またはオートフォーカス指示の操作を受け付ける。レリーズ釦２０３は半押しと全押しの二段階操作可能になっている。ユーザによるレリーズ釦２０３の半押し操作により、カメラコントローラ１５３はオートフォーカス動作を実行する。また、ユーザによるレリーズ釦２０３の全押し操作により、カメラコントローラ１５３は全押し操作のタイミングに応じて生成された画像データをメモリカード１６４に記録する。

操作部２０４は、上下左右方向の操作指示が可能な十字釦を含む。カメラボディ１０２に電動ズーム機能を有する交換レンズ１０１が装着されると、カメラコントローラ１５３は、操作部２０４の左右釦のそれぞれにズーム操作釦としての機能を割り当てる。例えば、カメラコントローラ１５３は、左釦に、ワイド端側方向のズーム操作釦としての機能を割り当て、右釦に、テレ端側方向のズーム操作釦としての機能を割り当てる。なお、カメラボディ１０２に装着される電動ズーム機能を有する交換レンズ１０１が、ユーザがズーム操作を行うためのズームレバーを有するときは、必ずしも操作部２０４にズーム操作釦としての機能を割り当てる必要はない。

電池２０１は、第１電源の一例である。電池２０２は、第２電源の一例である。電源切換回路３００は、電源切換装置の一例である。デジタルカメラ１００は、電子機器の一例である。

１−４．電源切換回路の構成
図２を用いて電源切換回路３００の詳細な構成を説明する。電源切換回路３００は、カメラボディ１０２側に設けられた電源切換回路３００ａと、バッテリグリップ１０３側に設けられた電源切換回路３００ｂとで構成される。

電源切換回路３００は、電池２０１の接続及び遮断用のＰチャンネルＭＯＳ ＦＥＴ３０１と、電池２０２の接続及び遮断用のＰチャンネルＭＯＳ ＦＥＴ３０２とを含む。電源切換回路３００はさらに、電池２０２から電池２０１への電流流入の遮断用のＰチャンネルＭＯＳ ＦＥＴ３０３と、電池２０１から電池２０２への電流流入の遮断用のＰチャンネルＭＯＳ ＦＥＴ３０４と、を含む。さらに、電源切換回路３００は、ＦＥＴ３０１駆動用のＮＰＮ型トランジスタ３０５およびＮＰＮ型トランジスタ３０６と、ＦＥＴ３０２駆動用のＮＰＮ型トランジスタ３０７およびＮＰＮ型トランジスタ３０８と、を含む。さらに、電源切換回路３００は、遮断用ＦＥＴ３０３を駆動するためのＮＰＮ型トランジスタ３０９と、遮断用ＦＥＴ３０４を駆動するためのＮＰＮ型トランジスタ３１０と、を含む。

ＦＥＴ３０１のソースは、電池２０１の正極と接続されている。ＦＥＴ３０１のドレインは、ＦＥＴ３０３のドレインと接続されている。ＦＥＴ３０１のゲートは、トランジスタ３０５のコレクタと接続されている。

ＦＥＴ３０２のソースは、電池２０２の正極と接続されている。ＦＥＴ３０２のドレインは、ＦＥＴ３０４のドレインと接続されている。ＦＥＴ３０２のゲートは、トランジスタ３０７のコレクタと接続されている。

ＦＥＴ３０３のソースは、ＦＥＴ３０４のソースおよびＤＣ／ＤＣコンバータ１５４と接続されている。ＦＥＴ３０３のゲートは、トランジスタ３０９のコレクタと接続されている。ＦＥＴ３０４のゲートは、トランジスタ３１０のコレクタと接続されている。

トランジスタ３０５のベースは、トランジスタ３０６のコレクタと接続されている。トランジスタ３０５のエミッタは、接地されている。

トランジスタ３０６のベースは、カメラコントローラ１５３の制御信号１の端子と接続されている。トランジスタ３０６のエミッタは、接地されている。

トランジスタ３０７のベースは、トランジスタ３０８のコレクタと接続されている。トランジスタ３０７のエミッタは、接地されている。

トランジスタ３０８のベースは、カメラコントローラ１５３の制御信号２の端子と接続されている。トランジスタ３０８のエミッタは、接地されている。

トランジスタ３０９のベースは、ＡＮＤ回路３１３の出力と接続されている。トランジスタ３０９のエミッタは、接地されている。

トランジスタ３１０のベースは、ＡＮＤ回路３１４の出力と接続されている。トランジスタ３１０のエミッタは、接地されている。

ここで、ＦＥＴ３０１、ＦＥＴ３０２、ＦＥＴ３０３、およびＦＥＴ３０４は各々寄生ダイオードを含んでいる。図２においては、便宜的に寄生ダイオードを記載している。寄生ダイオードは、各ＦＥＴのドレインからソースへの電流を通過させる。

なお、ＦＥＴ３０１のうち概念的に寄生ダイオードを除いたスイッチング動作を行う部分は、第１スイッチ回路の一例である。ＦＥＴ３０２のうち概念的に寄生ダイオードを除いたスイッチング動作を行う部分は、第２スイッチ回路の一例である。ＦＥＴ３０３のうち概念的に寄生ダイオードを除いたスイッチング動作を行う部分は、第３スイッチ回路の一例である。ＦＥＴ３０４のうち概念的に寄生ダイオードを除いたスイッチング動作を行う部分は、第４スイッチ回路の一例である。ＦＥＴ３０３の寄生ダイオードは、第１ダイオードの一例である。ＦＥＴ３０４の寄生ダイオードは、第２ダイオードの一例である。

また、電源切換回路３００は、ＦＥＴ３０９の制御信号生成用のＡＮＤ回路３１３と、ＦＥＴ３１０の制御信号生成用のＡＮＤ回路３１４と、を有する。ＡＮＤ回路３１３は、カメラコントローラ１５３の制御信号３および制御信号２を入力とし、出力がトランジスタ３０９のベースに接続されている。ＡＮＤ回路３１４は、カメラコントローラ１５３の制御信号４および制御信号１を入力とし、出力がトランジスタ３１０のベースに接続されている。ＡＮＤ回路３１３及び３１４は、トランジスタ等により構成してもよい。

制御信号１は、ＦＥＴ３０１のオン（導通）／オフ（遮断オフ）を制御するための信号である。制御信号１は、Ｌｏｗ（Ｌｏ）のときにＦＥＴ３０１をオンして導通状態にさせ、Ｈｉｇｈ（Ｈｉ）のときにＦＥＴ３０１をオフして遮断状態にさせる。制御信号２は、ＦＥＴ３０２のオン（導通）／オフ（遮断オフ）を制御するための信号である。制御信号２は、ＬｏｗのときにＦＥＴ３０２をオンして導通状態にさせ、ＨｉｇｈのときにＦＥＴ３０２をオフして遮断状態にさせる。

制御信号３は、遮断用ＦＥＴ３０３を強制的に遮断状態（一方向導通状態）にさせるための信号であり、Ｌｏｗのときに遮断用ＦＥＴ３０３をオフして遮断状態にさせる。制御信号４は、遮断用ＦＥＴ３０４を強制的に遮断状態（一方向導通状態）にさせるための信号であり、Ｌｏｗのときに遮断用ＦＥＴ３０４をオフして遮断状態にさせる。

ＦＥＴ３０１は、カメラボディ１０２のカメラコントローラ１５３から出力される制御信号１がＬｏ出力なら導通に、Ｈｉ出力なら遮断に制御される（表１参照）。詳細には、制御信号１がＬｏ出力のとき、まずトランジスタ３０６が遮断となり、トランジスタ３０５のベースにＨｉが入力される。するとトランジスタ３０５が導通となり、ＦＥＴ３０１のゲートにＬｏが入力される。この結果、ＦＥＴ３０１は導通となる。一方、制御信号１がＨｉ出力のとき、まずトランジスタ３０６が導通となり、トランジスタ３０５のベースにＬｏが入力される。するとトランジスタ３０５が遮断となり、ＦＥＴ３０１のゲートにＨｉが入力される。この結果、ＦＥＴ３０１は遮断となる。

ＦＥＴ３０２は、カメラボディ１０２のカメラコントローラ１５３から出力される制御信号２がＬｏ出力なら導通に、Ｈｉ出力なら遮断に制御される（表１参照）。詳細には、制御信号２がＬｏ出力のとき、まずトランジスタ３０８が遮断となり、トランジスタ３０７のベースにＨｉが入力される。するとトランジスタ３０７が導通となり、ＦＥＴ３０２のゲートにＬｏが入力される。この結果、ＦＥＴ３０２は導通となる。一方、制御信号２がＨｉ出力のとき、まずトランジスタ３０８が導通となり、トランジスタ３０７のベースにＬｏが入力される。するとトランジスタ３０７が遮断となり、ＦＥＴ３０２のゲートにＨｉが入力される。この結果、ＦＥＴ３０２は遮断となる。

ＦＥＴ３０３は、カメラボディ１０２のカメラコントローラ１５３から出力される制御信号３がＨｉ出力かつ制御信号２がＨｉ出力で導通、制御信号３及び制御信号２の少なくともどちらか一方がＬｏ出力であれば寄生ダイオードによる一方向導通（ダイオード状態）と制御される。詳細には、制御信号３および制御信号２が共にＨｉのとき、まずＡＮＤ回路３１３の出力がＨｉとなり、トランジスタ３０９にＨｉが入力される。すると、トランジスタ３０９が導通となり、ＦＥＴ３０３のゲートにＬｏが入力される。この結果、ＦＥＴ３０３は導通となる。一方、制御信号３および制御信号２の少なくともどちらか一方がＬｏのとき、まずＡＮＤ回路３１３の出力がＬｏとなり、トランジスタ３０９にＬｏが入力される。すると、トランジスタ３０９が遮断となり、ＦＥＴ３０３のゲートにＨｉが入力される。この結果、ＦＥＴ３０３は遮断となる。

ＦＥＴ３０４は、カメラボディ１０２のカメラコントローラ１５３から出力される制御信号４がＨｉ出力かつ制御信号１がＨｉ出力で導通に、制御信号４及び制御信号１の少なくともどちらか一方がＬｏ出力であれば遮断に制御される。ＦＥＴ３０４は、遮断状態の場合、ＦＥＴ３０４の寄生ダイオードによる一方向導通〈ダイオード状態〉状態となる。詳細には、制御信号４および制御信号１が共にＨｉのとき、まずＡＮＤ回路３１４の出力がＨｉとなり、トランジスタ３１０にＨｉが入力される。すると、トランジスタ３１０が導通となり、ＦＥＴ３０４のゲートにＬｏが入力される。この結果、ＦＥＴ３０４は導通となる。一方、制御信号４および制御信号１の少なくともどちらか一方がＬｏのとき、まずＡＮＤ回路３１４の出力がＬｏとなり、トランジスタ３１０にＬｏが入力される。すると、トランジスタ３１０が遮断となり、ＦＥＴ３０４のゲートにＨｉが入力される。この結果、ＦＥＴ３０４は遮断となる。

カメラボディ１０２のカメラコントローラ１５３から出力される制御信号１、制御信号２、制御信号３および制御信号４はいずれも、デジタルカメラ１００の電源スイッチ１５２がオフの時にＬｏ出力であるものとする。よって、デジタルカメラ１００に電池２０１及び電池２０２が装着されており、電源スイッチ１５２がオフの時、ＦＥＴ３０１及び３０２は導通し、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０４は一方向導通である。この時、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４には電池２０１と電池２０２からの電力供給がされている。ただし、電源スイッチ１５２がオフである時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５４から各部への電力供給は行われない。また、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０４の一方向導通により、電池２０１と電池２０２が短絡することはない。

２．電源切換回路の動作
以下、図２を用いて、デジタルカメラ１００の電源切換回路３００全体の動作を説明する。

２−１．正常時の動作
デジタルカメラ１００における正常時の動作として、まず電源オン時の動作を説明する。

ユーザによりデジタルカメラ１００の電源スイッチ１５２がオンされると、電池２０１と電池２０２からの電源供給によりカメラコントローラ１５３が起動を開始し、デジタルカメラ１００は起動する。カメラコントローラ１５３が起動した後、カメラコントローラ１５３は電圧モニタ１端子にて電池２０１の残電圧を確認する。同様に、カメラコントローラ１５３は電圧モニタ２端子にて電池２０２の残電圧を確認する。カメラコントローラ１５３は、電池２０１の残電圧を電池２０２の残電圧と比較し、より残電圧の高い電池から使用するように電源制御を行う。

電池２０１の残電圧の方が電池２０２の残電圧より高い場合、カメラコントローラ１５３は、電池２０１からの電力供給を行い、電池２０２からの電力供給は行わないように電源制御を行う。具体的には、図３示すように、カメラコントローラ１５３は、制御信号２をＨｉ出力し、その後、ＦＥＴ３０２が導通状態から遮断状態となるのに十分な所定の待ち時間（Ｔｈ）をおいて制御信号３をＨｉ出力する。この時、制御信号１および制御信号４はＬｏ出力のままである。よって、ＦＥＴ３０１とＦＥＴ３０３は導通状態であり、ＦＥＴ３０２は遮断状態でＦＥＴ３０４は一方向導通状態である。

一方、電池２０２の残電圧の方が電池２０１の残電圧より高い場合、カメラコントローラ１５３は、電池２０２からの電力供給を行い、電池２０１からの電力供給は行わないように電源制御を行う。具体的には、図４に示すように、カメラコントローラ１５３は、制御信号１をＨｉ出力し、その後、ＦＥＴ３０１が導通状態から遮断状態となるのに十分な所定の待ち時間（Ｔｈ）をおいて制御信号４をＨｉ出力する。この時、制御信号２および制御信号３はＬｏ出力のままである。よって、ＦＥＴ３０２とＦＥＴ３０４は導通状態であり、ＦＥＴ３０１は遮断状態でＦＥＴ３０３は一方向導通状態である。

デジタルカメラ１００の起動後、ユーザは、電池２０１と電池２０２の使用の切り替えをデジタルカメラ１００のメニュー画面などから任意に設定することができる。例えば、デジタルカメラ１００の起動時に電池２０１の残電圧が電池２０２の残電圧より高い場合、前述の制御により電池２０１の使用が決定される。その後、ユーザにより、使用する電池の設定がなされた場合、電源切換回路３００により適宜使用する電池が電池２０１と電池２０２のいずれかに切換えられる。

例えば、デジタルカメラ１００の起動時に電池２０１が使用する電池として設定され、その後、ユーザにより電池２０２の使用が設定された場合、カメラコントローラ１５３は電池２０２への切換制御を行う。具体的には、カメラコントローラ１５３は、図５に示すように、制御信号３をＬｏ出力し、所定の待ち時間（Ｔｈ）を置いて制御信号２をＬｏ出力する。この時点で、ＦＥＴ３０１及び３０２は導通状態で、ＦＥＴ３０３とＦＥＴ３０４は一方向導通である。これにより、電池２０１及び電池２０２の双方から電力供給がなされる。よって電池切り替え中にデジタルカメラ１００の電源がオフすることはない。また、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０４が一方向導通のため、電池２０１と電池２０２とが短絡されることもない。その後、カメラコントローラ１５３は制御信号１をＨｉ出力し、所定の待ち時間（Ｔｈ）を置いて制御信号４をＨｉ出力する。この時、ＦＥＴ３０１は遮断され、ＦＥＴ３０３は一方向導通である。また、ＦＥＴ３０２及びＦＥＴ３０４は導通状態となる。これにより、電池２０２からの電力供給が行われ、電池２０１からは電力供給は行われなくなる。このようにして、電池２０１から電池２０２に切換えられる。また、電池２０１から電池２０２への切換の途中において、電池２０１及び電池２０２の双方から電力供給がなされる期間Ｔｐ（時刻ｔ11〜ｔ12）を設けている。よって、電池の切換え中にデジタルカメラ１００の電源がオフすることがない。また、その期間Ｔｐ中、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０４が一方向導通のため、電池２０１と電池２０２間で短絡されることもない。

また、電池２０２が使用する電池として設定されているときにユーザにより電池２０１の使用が設定された場合、図６に示すように、カメラコントローラ１５３は制御信号４をＬｏ出力し、所定の待ち時間（Ｔｈ）を置いて制御信号１をＬｏ出力する。この時点で、ＦＥＴ３０１及び３０２は導通状態で、ＦＥＴ３０３とＦＥＴ３０４は一方向導通であるため、電池２０１及び電池２０２の双方から電力が供給される。その後、カメラコントローラ１５３は制御信号２をＨｉ出力し、所定の待ち時間（Ｔｈ）を置いて制御信号３をＨｉ出力する。この時、ＦＥＴ３０２は遮断され、ＦＥＴ３０４は一方向導通である。また、ＦＥＴ３０１及びＦＥＴ３０３は導通状態となる。このため電池２０１からの電力供給がされ、電池２０２からは電力供給が行われなくなる。このようにして、電池２０２から電池２０１に切換えられる。また、電池２０２から電池２０１への切換の途中において、電池２０１及び電池２０２の双方から電力供給がなされる期間Ｔｐ（時刻ｔ11〜ｔ12）を設けている。よって、電池の切換え中にデジタルカメラ１００の電源がオフすることはない。また、その期間Ｔｐ中、ＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０４が一方向導通のため、電池２０１と電池２０２とが短絡されることもない。

２−２．異常時の動作
デジタルカメラ１００における異常時の動作として、カメラコントローラ１５３が暴走し、正常な制御信号を出力できない場合の動作を説明する。

最初に、従来の電源切換回路の問題点を説明する。一般的な電源切換回路を使用した場合、電池２０１と電池２０２との短絡が懸念される。例えば、図２の回路構成において、ＡＮＤ回路３１３及びＡＮＤ回路３１４がなく、制御信号３がＨｉのときにＦＥＴ３０３が導通し、制御信号４がＨｉのときにＦＥＴ３０４が導通するような電源切換回路を想定する。このような電源切換回路の場合、カメラコントローラ１５３が暴走し、正常な制御信号が出力できない場合、電池２０１と電池２０２が短絡する状態が発生する。以下、これを詳細に説明する。

例えば、カメラコントローラ１５３が暴走しており、制御信号１、制御信号２、および制御信号３をＬｏ出力し、制御信号４をＨｉ出力した場合、ＦＥＴ３０１、ＦＥＴ３０２およびＦＥＴ３０４は導通状態、ＦＥＴ３０３は一方向導通となる。このため、電池２０１と電池２０２が短絡し、電池２０１から電池２０２への充電経路が発生する。

また、カメラコントローラ１５３が、制御信号１、制御信号２および制御信号４をＬｏ出力し、制御信号３をＨｉ出力した場合、ＦＥＴ３０１、ＦＥＴ３０２およびＦＥＴ３０３は導通状態、ＦＥＴ３０４は一方向導通となる。このため、電池２０１と電池２０２が短絡し、電池２０２から電池２０１への充電経路が形成される。

また、カメラコントローラ１５３が、制御信号１及び制御信号２をＬｏ出力し、制御信号３及び制御信号４をＨｉ出力した場合、ＦＥＴ３０１、ＦＥＴ３０２，ＦＥＴ３０３、およびＦＥＴ３０４は導通状態となり、電池２０１と電池２０２が短絡する。このため、電池２０１から電池２０２への充電経路、または電池２０２から電池２０１への充電経路が形成される。

これに対して、本実施の形態の電源切換回路３００では、ＡＮＤ回路３１３及びＡＮＤ回路３１４により、前述した状態になることはない。ＦＥＴ３０３は、カメラコントローラ１５３から出力される制御信号３がＨｉかつ制御信号２がＨｉであれば、導通に制御され、制御信号３及び制御信号２のどちらかがＬｏ出力であれば、一方向導通に制御される。また、制御信号２は、ＦＥＴ３０２の制御信号であり、Ｈｉ出力であれば、ＦＥＴ３０２を遮断状態にする。よって、本実施形態の電源切換回路３００は、ＡＮＤ回路３１３により、ＦＥＴ３０２を遮断してからでないとＦＥＴ３０３が導通しない構成となっており、電池２０２から電池２０１への充電経路は形成されない。同様に、ＦＥＴ３０４は、カメラコントローラ１５３から出力される制御信号４がＨｉかつ制御信号１がＨｉであれば、導通に制御され、制御信号４及び制御信号１のどちらかがＬｏ出力であれば一方向導通に制御される。また、制御信号１は、ＦＥＴ３０１の制御信号であり、Ｈｉであれば、ＦＥＴ３０１を遮断状態に制御する。つまり、本実施形態の電源切換回路３００は、ＡＮＤ回路３１４により、ＦＥＴ３０１を遮断してからでないとＦＥＴ３０４が導通しない構成となっており、電池２０１から電池２０２への充電経路は形成されない。

このように、本実施の形態によれば、電池２０１及び電池２０２どちらかの使用時において、カメラコントローラ１５３の暴走等による正常な制御信号が出力できない場合であっても、電源切換回路３００によって、電池２０１と電池２０２間で短絡することを防止でき、デジタルカメラ１００の安全性が向上する。

３．まとめ
本実施の形態のデジタルカメラ１００は、電源切換回路３００を備えている。電源切換回路３００は、デジタルカメラ１００の各部（負荷部）へ駆動電圧を供給する電源を、電池２０１および電池２０２のうちのいずれに切り換える電源切換装置である。電源切換回路３００は、電池２０１および負荷部との間に設けられたＦＥＴ３０１（第１スイッチ回路）と、電池２０２および負荷部との間に設けられたＦＥＴ３０２（第２スイッチ回路）と、電池２０１および負荷部との間にＦＥＴ３０１と直列に設けられたＦＥＴ３０３（第３スイッチ回路）と、電池２０２および負荷部との間にＦＥＴ３０２と直列に設けられたＦＥＴ３０４（第４スイッチ回路）と、ＦＥＴ３０３に並列に設けられ、電池２０１から負荷部への電流を通過させるとともに電池２０１への電流の流入を阻止するダイオード（ＦＥＴ３０３の寄生ダイオード）と、ＦＥＴ３０４に並列に設けられ、電池２０２から負荷部への電流を通過させるとともに電池２０２への電流の流入を阻止するダイオード（ＦＥＴ３０４の寄生ダイオード）と、ＦＥＴ３０３および３０４（第３および第４スイッチ回路）を制御して、ＦＥＴ３０１（第１スイッチ回路）およびＦＥＴ３０２（第２スイッチ回路）が共にオンであり、かつ、ＦＥＴ３０３（第３スイッチ回路）およびＦＥＴ３０４（第４スイッチ回路）のうち少なくとも一つがオンである状態となることを阻止するＡＮＤ回路３１３および３１４と、を備える。

上記の構成により、カメラコントローラ１５３の暴走等による正常な制御信号が出力できない場合に、電池２０１と電池２０２間で短絡することを電源切換回路３００によって防ぐことができ、デジタルカメラ１００の安全性が向上する。

（他の実施形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記の実施の形態では、電源切換回路３００ａをカメラボディ１０２に含み、電源切換回路３００ｂをバッテリグリップ１０３に含んでおり、カメラボディ１０２にバッテリグリップ１０３を装着した時に、電源切換回路３００として構成される。しかし、電源切換回路３００を分割せずに、カメラボディ１０２またはバッテリグリップ１０３のどちらか片方に構成してもよい。また、カメラボディ１０２またはバッテリグリップ１０３の一方に（すなわち、１つの電子機器に）、電池２０１と電池２０２と電源回路３００とを含めるようにしてもよい。

上記の実施形態では、ＦＥＴ３０３、３０４の寄生ダイオードを逆流防止用ダイオードとして用いたが、寄生ダイオードを用いなくてもよい。例えば、ＦＥＴ３０３、３０４とは別のダイオード素子を、ＦＥＴ３０３、３０４それぞれに並列に接続してもよい。

上記の実施の形態では、スイッチ回路と、スイッチ回路と並列に接続されたダイオードとをＦＥＴ３０３及びＦＥＴ３０４として構成しているが、それぞれリレーと、リレーと並列に接続されたダイオードとしても良い。

上記の実施の形態において、論理回路の一例として図２に示すようにＡＮＤ回路を用いた例を示したが、論理回路の具体的な回路構成は図２に示す構成に限定されない。すなわち、論理回路は、ＦＥＴ３０１およびＦＥＴ３０２が共にオンであり、かつ、ＦＥＴ３０３およびＦＥＴ３０４のうち少なくとも一方がオンとなる状態となることを阻止するような回路であれば、任意の回路構成をとることができる。

上記の実施の形態において、所定の待ち時間（Ｔｈ）は図４から図６の例において全て同じ値に設定したが、これに限定されない。それぞれの所定の待ち時間は適宜決定することができる。

本開示の思想は、デジタルカメラのみならず、ムービーカメラ、カメラ付き携帯電話、パーソナルコンピュータのような、複数の電池を接続可能な種々の電子機器に適用可能である。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、デジタルカメラ、ムービーカメラ、カメラ付き携帯電話等の、複数の電池を接続可能な電子機器に適用可能である。

１００ デジタルカメラ
１０１ 交換レンズ
１０２ カメラボディ
１０３ バッテリグリップ
１１０ フォーカスレンズ
１１１ フォーカスレンズ駆動部
１１２ ズームレンズ
１１３ ズームレンズ駆動部
１１４ フォーカスリング
１１５ ズームリング
１２０ レンズコントローラ
１２１ ＤＲＡＭ（レンズ側）
１２２ フラッシュメモリ（レンズ側）
１３０ レンズマウント
１４０ ボディマウント
１５０ ＣＭＯＳイメージセンサ
１５１ ＴＧ
１５２ 電源スイッチ
１５３ カメラコントローラ
１５５ ＤＲＡＭ（ボディ側）
１５６ フラッシュメモリ（ボディ側）
１６０ レリーズ釦（ボディ側）
１６３ 液晶モニタ
１６４ メモリカード
１６５ カードスロット
１７０ 操作部（ボディ側）
１７２ 画像処理部
２０１ 電池（ボディ側）
２０２ 電池（バッテリグリップ側）
２０３ レリーズ釦（バッテリグリップ側）
２０４ 操作部（バッテリグリップ側）
３００ 電源切換回路

Claims (10)

1. 負荷部へ駆動電圧を供給する電源を第１電源および第２電源のいずれに切り換える電源切換装置であって、
   前記第１電源および前記負荷部との間に設けられた第１スイッチ回路と、
   前記第２電源および前記負荷部との間に設けられた第２スイッチ回路と、
   前記第１電源および前記負荷部との間に前記第１スイッチ回路と直列に設けられた第３スイッチ回路と、
   前記第２電源および前記負荷部との間に前記第２スイッチ回路と直列に設けられた第４スイッチ回路と、
   前記第３スイッチ回路と並列に設けられ、前記第１電源から前記負荷部への電流を通過させるとともに、前記第２電源から前記第１電源への電流の流入を阻止する第１ダイオードと、
   前記第４スイッチ回路と並列に設けられ、前記第２電源から前記負荷部への電流を通過させるとともに、前記第１電源から前記第２電源への電流の流入を阻止する第２ダイオードと、
   前記第３および第４スイッチ回路を制御して、前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路が共にオンであり、かつ、前記第３スイッチ回路および前記第４スイッチ回路のうち少なくとも一方がオンとなる状態となることを阻止する論理回路と、
   前記第１スイッチ回路、前記第２スイッチ回路および前記論理回路を制御する制御回路と、
   を備えた電源切換装置。
2. 前記論理回路は、前記制御回路から前記第１および第２スイッチ回路を共にオンさせる信号が出力されたときに、前記第３および第４スイッチ回路を共にオフさせるように信号を出力する、請求項１記載の電源切換装置。
3. 前記論理回路は、前記第１スイッチ回路をオフからオンにするときには前記第１スイッチ回路をオンにするのに先立って前記第４スイッチ回路をオフにし、前記第２スイッチ回路をオフからオンにするときには前記第２スイッチ回路をオンにするのに先立って前記第３スイッチ回路をオフにする、
   請求項１または２記載の電源切換装置。
4. 前記第３スイッチ回路が第１ＦＥＴによって構成され、前記第１ダイオードが前記第１ＦＥＴの寄生ダイオードによって構成され、前記第４スイッチ回路が第２ＦＥＴによって構成され、前記第２ダイオードが前記第２ＦＥＴの寄生ダイオードによって構成される、
   請求項１または２記載の電源切換装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の電源切換装置を備えた電子機器。
6. 交換レンズが装着可能なカメラ本体であって、第１電源および第２電源のすくなくともいずれかから電源が供給されるカメラ本体であって、
   前記第１電源および前記負荷部との間に設けられた第１スイッチ回路と、
   前記第２電源および前記負荷部との間に設けられた第２スイッチ回路と、
   前記第１電源および前記負荷部との間に前記第１スイッチ回路と直列に設けられた第３スイッチ回路と、
   前記第２電源および前記負荷部との間に前記第２スイッチ回路と直列に設けられた第４スイッチ回路と、
   前記第３スイッチ回路と並列に設けられ、前記第１電源から前記負荷部への電流を通過させるとともに前記第１電源への電流の流入を阻止する第１ダイオードと、
   前記第４スイッチ回路と並列に設けられ、前記第２電源から前記負荷部への電流を通過させるとともに前記第２電源への電流の流入を阻止する第２ダイオードと、
   前記第３および第４スイッチ回路を制御して、前記第１スイッチ回路および前記第２スイッチ回路が共にオンであり、かつ、前記第３スイッチ回路および前記第４スイッチ回路のうち少なくとも一方がオンとなる状態となることを阻止する論理回路と、
   前記第１スイッチ回路、前記第２スイッチ回路および前記論理回路を制御する制御回路と、
   を備えたカメラ本体。
7. 前記論理回路は、前記制御回路から前記第１および第２スイッチ回路を共にオンさせる信号が出力されたときに、前記第３および第４スイッチ回路を共にオフさせるように信号を出力する、請求項６記載のカメラ本体。
8. 前記第１電源はカメラ本体内部に収納され、前記第２電源はカメラ本体外部に設けられる、請求項６または７記載のカメラ本体。
9. 前記第２電源は、前記カメラ本体に装着されるバッテリグリップ内に設けられた、請求項８記載のカメラ本体。
10. 前記第２電源は、前記カメラ本体に接続された電源ケーブルを介して負荷部へ電源を供給する、請求項８記載のカメラ本体。

Images