JP2015230423A - Ｄｃｄｃコンバータを備えた電源回路およびデジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】ダブルコンバート方式で構成される電源回路において、電源起動および切断の際に後段のＤＣＤＣコンバーターに接続されるデバイスの電源シーケンス仕様を満たせなくなる可能性があった。【解決手段】ＲＴＣ用の電源およびＲＴＣの計時機能を使った遅延回路を構成し、電源起動時には後段のＤＣＤＣコンバータへの制御信号遅らせ、電源切断時には前段のＤＣＤＣコンバータへの制御信号を遅らせることにより、電源シーケンス仕様を満足することを可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラの電源回路に関し、特にダブルコンバートの電源構成において、ＲＴＣ用電源およびＲＴＣ計時機能を用いて電源回路の起動および切断シーケンスを制御するものである。

従来より、リチウム１セル電池仕様のＤＣＤＣコンバータを電圧の高いリチウム２セル電池を採用する回路で使用するためには、初段にリチウム２セル電池に対応した高耐圧の降圧用ＤＣＤＣコンバータを使用する必要がある。その場合、電源起動時には初段の降圧用ＤＣＤＣコンバータを先に立ち上げ、その出力電圧が確定後に後段のＤＣＤＣコンバータの起動を開始する必要がある。また、電源切断時には後段のＤＣＤＣコンバータを先に切断し、その出力電圧が充分に落ちてから初段のＤＣＤＣコンバータを切断する必要がある。

図８および図９を用いて説明する。ｔ２２０１においてメイン電池２００１が装着されｔ２２０２でメインスイッチ２０１がオンされると初段の降圧用ＤＣＤＣコンバータ２００６は起動を開始する。ＤＣＤＣコンバータ２００６の出力電圧がコンパレータ２００４の基準電圧２００５より高くなったｔ２２０３において論理回路２００３の出力であるＥＮ２がＨＩになる。すると後段のＤＣＤＣコンバータ２００７は起動シーケンスに従って、ｔ２２０３においてＶＤＤ２−Ｖ１、ｔ２２０４においてＶＤＤ２−Ｖ２、ｔ２２０５においてＶＤＤ２−Ｖ３の出力を開始する。そしてｔ２２０６において起動シーケンスが終了する。

その後、ｔ２２０７においてメインスイッチ２０１が押されるとカメラは切断処理を開始する。ｔ２２０８においてＥＮ１およびＥＮ２がＨＩからＬＯＷに制御されることにより、ＤＣＤＣコンバータ２００６とＤＣＤＣコンバータ２００７は電源の切断を開始する。ＤＣＤＣコンバータ２００６の出力電圧ＶＤＤ１−Ｖ１とＤＣＤＣコンバータ２００７の出力電圧ＶＤＤ２−Ｖ１は同時に電圧がさがり、ｔ２２０９においてＶＤＤ１−Ｖ１の電圧がＤＣＤＣコンバータ２００７の仕様可能な入力電圧を下回るので、ＶＤＤ２−Ｖ２およびＶＤＤ２−Ｖ３も電圧が下がり始める。

しかしながら、このような構成の場合起動時には初段のＤＣＤＣコンバータ２００６の出力電圧が充分に立ち上がる前に後段のＤＣＤＣコンバータ２００７が起動を始めることがあった。ＤＣＤＣコンバータ２００６の出力電圧ＶＤＤ1-Ｖ1の誤差やコンパレータ２００４の基準電圧２００５の誤差を考慮すると、ＶＤＤ1-Ｖ1電圧が１００％に達した後にＥＮ２をＨＩにすることは困難である。

また、切断時には初段のＤＣＤＣコンバータ２００６の制御信号であるＥＮ１を十分な時間ＨＩに保持できないため、ＤＣＤＣコンバータ２００６とＤＣＤＣコンバータ２００７が同時に切断を開始してしまう。そのため、後段のＤＣＤＣコンバータ２００７に接続される各種デバイスの電源切断シーケンス仕様を十分に満足することできない場合があった。

特許文献１においても、電源起動時には初段のＤＣＤＣコンバータの起動完了信号を受けて後段のＤＣＤＣコンバータの起動を制御しているが、電源切断時において切断順序を制御する概念がない。そのため接続される各種デバイスの電源切断シーケンス仕様を十分に満足できない可能性が残る。

特開２００７−１０２６８７号公報

本発明は、上記のような問題を解決するために成されたもので、メイン電池が挿入されると常時出力しているリアルタイムクロックの電源と、リアルタイムクロックのカウント機能を利用する構成をとり、ダブルコンバート構成をとる電源回路においてもカメラの電源仕様、特に電源起動シーケンスおよび切断シーケンスを満たすことが可能な電源回路を有したデジタルカメラを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、電源回路を駆動するために必要な電圧を供給する電源供給手段、前記電源供給手段に接続される電源投入手段、電圧を生成することが可能な第１の電源生成手段、前期第１の電源生成手段を制御するための第１の電源生成制御手段、前期第１の電源生成手段の出力電圧を入力とし複数の電圧を生成することが可能な第２の電源生成手段、前期第２の電源生成手段を制御するための第２の電源生成制御手段、時間を計時することが可能な計時手段、前記電源供給手段を入力電圧とし前記計時手段への電圧を供給するための第３の電源生成制御手段、前記第２の電源生成制御手段の出力電圧を入力電圧としシステム全体を制御するためのシステム制御手段、前記電源投入手段および前記システム制御手段からの制御信号、前記第１の電源生成手段で生成される電圧および前記第３の電源生成制御手段で生成される電圧から生成される制御信号を入力とし、前記第１の電源生成制御手段および第２の電源生成制御手段への制御信号を出力する制御信号遅延手段とを備えるデジタルカメラにおいて、前記制御信号遅延手段により電源起動時には前記第２の電源生成制御手段への制御信号を遅延させ、電源切断時には第１の電源生成制御手段への制御信号を遅らせることを特徴とする電源回路を備えたデジタルカメラである。

また、請求項２の発明は、請求項１の構成における電源回路およびデジタルカメラであって、前記制御信号遅延手段の電源は前記第３の電源生成制御手段から供給されることを特徴としている。

また、請求項３の発明は、請求項１の構成における電源回路およびデジタルカメラであって、前記制御信号遅延手段で制御信号を遅延するための遅延時間は前記計時手段の計時時間を使用することを特徴としている。

また、請求項４の発明は、請求項１の構成における電源回路およびデジタルカメラであって、前記制御信号遅延手段から出力する複数の制御信号のうち、どちらを遅延するかを前記システム制御手段からの制御信号の状態によって判断することを特徴としている。

また、請求項５の発明は、請求項１の構成における電源回路およびデジタルカメラであって、前記制御信号遅延手段において構成する遅延回路を前記第１の電源生成制御手段へのものと前記第２の電源生成制御手段へのものと複数備えることを特徴としている。

また、請求項７の発明は、請求項６の構成における電源回路およびデジタルカメラであって、前記制御信号遅延手段を構成する遅延回路による遅延時間は、前記第１の電源生成制御手段への遅延時間と前記第２の電源生成制御手段への遅延時間が異なることを特徴としている。

本発明によれば、リアルタイムクロックの電源およびカウント機能を使用する構成にすることにより、ダブルコンバート構成を取る電源回路においても、カメラの電源仕様、特に電源起動シーケンスおよび切断シーケンスを満たすことが可能となる効果を有する。

本発明の第１の実施形態の電源部のブロック図である。 本発明の実施形態のデジタルカメラのブロック図である。 本発明の実施形態のデジタルカメラのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の電源切断および起動を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の電源起動を説明するタイミング図である。 本発明の第１の実施形態の電源切断を説明するタイミング図である。 本発明の第２の実施形態の電源部のブロック図である。 従来の実施形態の電源部のブロック図である。 従来の実施形態の電源起動時および切断時のタイミング図である。

＜第１の実施形態＞
本発明の実施の第１の形態について、図１から図６に基づいて説明すると以下のとおりである。本実施形態におけるデジタルカメラの構成を図２に示す。１は被写体の光学像を固体撮像素子３に結像させるレンズ、２はシャッター機能を有しレンズ１を通った光量を制御するための絞りを兼ねた絞り・シャッター、３はレンズ１で結像された被写体光を電気信号として取り込むための固体撮像素子、４は固体撮像素子３や後述するＣＤＳ回路・クランプ回路・Ａ／Ｄ変換回路へ必要なパルスを発生するタイミングパルス発生回路である。

固体撮像素子３より出力される電気信号のクロックの除去やノイズの軽減するための相関二重サンプリングを行うＣＤＳ回路、所定の基準電圧にクランプするクランプ回路、アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を有するアナログフロントエンド＆タイミングパルス発生部、５は表示や記録などをするために所望の形式となるように種々の信号処理や変換を行う信号処理部、６はレンズ１や絞り・シャッター２を駆動するための光学系駆動部、７は撮像装置全体の制御及び各種演算を行うシステム制御部である。

８は信号処理部５からの信号を受けＬＣＤ等に表示する表示部、９は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリー等の記録媒体、１０はデジタルカメラのすべてのブロックに電源を供給する電源部、１１はデジタルカメラの電源をオン、オフするためのメインスイッチを有するスイッチ部、１２はストロボ等の発光部、である。

次に、本発明のデジタルカメラの基本動作を図３のフローチャートを用いて簡単に説明する。

撮像装置は、スイッチ部１１のメインスイッチがオンされると（Ｓ３０１）電源部１０は動作を開始し、メイン電源およびコントロール系の電源を供給する。次にモードが撮影または再生かを判断し（Ｓ３０２）撮影モードであれば撮影シーケンスに入る。再生モードであった場合は再生シーケンスに行き、記録媒体９からデータを一旦信号処理部５に取り込み（Ｓ３３１）表示のための信号処理を行い、ＬＣＤ等に画像を表示する（Ｓ３３２）。その後、スイッチ部１１のメインスイッチがオフされるまで画像を表示し、スイッチ部１１のメインスイッチがオフされたら（Ｓ３３３）画像の表示を中止し電源をオフする。

Ｓ３０２の判断において撮影シーケンスに入った場合は、ＡＦレンズのレンズ位置をリセット位置まで駆動し（Ｓ３０３）、固体撮像素子３やアナログフロントエンド＆タイミングパルス発生部４など撮像系回路の電源をオンする。システム制御部７の制御により光学系駆動部６からの信号で絞り・シャッター２をまず開放にした後（Ｓ３０４）測光シーケンスに入り、固体撮像素子３を通った信号をアナログフロントエンド＆タイミングパルス発生部４のＣＤＳ回路で相関二重サンプリング、クランプ回路でＯＢ部をクランプ、Ａ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換を行い、その変換された画像データを信号処理部５で処理し、更にシステム制御部７に入力しここで測光値から露出制御値を演算する（Ｓ３０５）。この演算結果に応じてシステム制御部７はプログラム線図により、絞り、シャッタースピード決定し制御する（Ｓ３０６）。

その後、ストロボのモードを確認し（Ｓ３０７）ストロボのモードがオフでなければメインコンデンサに充電を行う（Ｓ３０８）。更に表示モードを確認し（Ｓ３０９）、表示ＯＮのモードであればＬＣＤ等の表示を行い（Ｓ３１０）、そうでない場合はレリーズスイッチの第１のスイッチがオンされるまで待機する。

第１のスイッチがオンされると（Ｓ３１１）、再び測光シーケンスに入り測光および演算を行い（Ｓ３１２）、その結果に応じてシステム制御部７は再度プログラム線図により、絞り、シャッタースピード決定し再度制御する（Ｓ３１５）。このときＳ３１２の測光の結果、ストロボ等の補助光が必要なくらい暗いと判断した場合やストロボ発光モードがオンとなっていた場合（Ｓ３１３）には、ストロボ発光のための発光フラグをセットしメインコンデンサに補充電を行なう（Ｓ３１４）。

次に、固体撮像素子３、アナログフロントエンド＆タイミングパルス発生部４を通った信号から信号処理部５で高周波成分を取り出し被写体までの距離の演算をシステム制御部７で行う（Ｓ３１６）。その後レンズを駆動して合焦か否かを判断し（Ｓ３１７）、合焦していないと判断したときは再びレンズを駆動し測距を行う。

合焦後、レリーズスイッチの第２のスイッチがオンされるまで待機し、第２のスイッチがオンされ（Ｓ３１８）、ストロボの発光を行わない場合には静止画の本露光を行う（Ｓ３２１）。Ｓ３１９で発光フラグがセットされているか否かを確認し、ストロボを発光する場合にはストロボシーケンスに入り、ストロボの発光および本露光を行う（Ｓ３２０）。

本露光が終了すると、固体撮像素子３、アナログフロントエンド＆タイミングパルス発生部４を通った画像データは信号処理部５で所望の信号処理を行い、システム制御部７の制御により半導体メモリー等の記録媒体９に記録される。この時第２のスイッチが押され続けていた場合は（Ｓ３２２）、ＬＣＤ等に画像を表示し（Ｓ３２３）第２のスイッチがオフされるまで表示し続け、オフされた時には表示を止めて撮影を終了する。

Ｓ３１８ではじめから第２のスイッチがオフだった場合は、表示は行わずに撮影を終了する。スイッチ部１１のメインスイッチがオフされていなければ（Ｓ３２４）、レリーズスイッチの第１のスイッチが押されるまでのシーケンスを再度行い、レリーズスイッチの第１のスイッチがオンされるまで待機する。スイッチ部１１のメインスイッチがオフされれば光学ブロックの各メカは所定の位置に戻りメインの電源を切る。

以下、本発明の第１の実施形態における電源制御について、図１の電源部のブロック構成図、図４のフローチャート、図５および図６のタイミング図を用いて説明する。なお図１に示すブロック構成図は、本発明の説明に必要な一部分だけを記載している。

図１において１０１はデジタルカメラを駆動するためのメイン電池、１０２は初段スイッチングレギュレータコントローラ、１０３は後段スイッチングレギュレータコントローラ、１０４はメインスイッチ１１（ａ）とシステム制御部７からの制御信号を入力する論理回路、１０５は論理回路１０４とコンパレータ１０６からの制御信号を入力する論理回路、１０６は初段スイッチングレギュレータコントローラ１０２の出力電圧ＶＤＤ1-Ｖ1と基準電位との比較を行うコンパレータ、１０７はコンパレータ１０６基準電位を生成するための抵抗、１０８は初段スイッチングレギュレータコントローラ１０２と後段スイッチングレギュレータコントローラ１０３への制御信号ＥＮ１およびＥＮ２の遅延時間を切り替える遅延回路部である。

１０９は逆流防止のためのダイオード、１１０はリアルタイムクロック１１１への電源を供給するためのレギュレータ、１１１は時間の計時およびスイッチ１０６、１０７を制御するためのリアルタイムクロック、１１２はバックアップ用２次電池１１３への充電電流を制限する制限抵抗、１１３はメイン電池１０１が装着されていないときまたは電圧が充分低い時にリアルタイムクロック１１１に電源を供給するバックアップ用２次電池である。

また、１０２（ａ）は初段のスイッチングレギュレータコントローラ制御部、１０２（ｂ）は電圧ＶＤＤ１−Ｖ１を生成するＤＣＤＣコンバータ部、１０３（ａ）は後段のスイッチングレギュレータコントローラ制御部、１０３（ｂ）は電圧ＶＤＤ２−Ｖ１を生成する第１のＤＣＤＣコンバータ部、１０３（ｃ）は電圧ＶＤＤ２−Ｖ２を生成する第２のＤＣＤＣコンバータ部、１０３（ｄ）は電圧ＶＤＤ２−Ｖ３を生成する第３のＤＣＤＣコンバータ部、１０８（ａ）は切替スイッチ、１０８（ｂ）は切替スイッチ、１０８（ｃ）は遅延回路１、１０８（ｄ）は切替スイッチ、１０８（ｅ）は切替スイッチ、１０８（ｆ）は遅延回路２、である。

＜第２の実施形態＞
図７は本発明の第２の実施例を示す電源部のブロック図である。
デジタルカメラの構成を示す図２のブロック図、デジタルカメラの基本動作を示す図３のフローチャートは本発明実施の第２の形態をも示し説明は省略する。また、図４のフローチャート、図５の起動シーケンス、図６の切断シーケンスも本発明実施の第２の形態と同じであり説明は省略する。

第２の実施例を示す図７と図１と異なるところは、図１の構成にある切替スイッチ１０８（ｄ）、１０８（ｅ）および遅延回路１０８（ｆ）を廃止し、入力信号Ｅ１Ｐ１、Ｅ１Ｐ２および出力信号ＥＮ１、ＥＮ２の切り替えを、切替スイッチ１０８（ａ）、１０８（ｂ）で共用にし、遅延回路も共用にしている点である。

この構成は、起動時と切断時に遅延が必要な信号が異なり、排他的な関係があるために可能な構成である。また、遅延回路においても起動時と切断時の遅延時間が異なる場合にも対応できる構成となっている。

この構成においても、図５および図６に示す電源の起動および切断シーケンスを満足することは明白である。

７：システム制御部、１０：電源部、１０１：メイン電池、
１０２：初段スイッチングレギュレータコントローラ、
１０２（ａ）：スイッチングレギュレータコントローラ制御部、
１０２（ｂ）：ＤＣＤＣコンバータ部、
１０３：後段スイッチングレギュレータコントローラ、
１０３（ａ）：スイッチングレギュレータコントローラ制御部、
１０３（ｂ）：第１のＤＣＤＣコンバータ部、
１０３（ｃ）：第２のＤＣＤＣコンバータ部、
１０３（ｄ）：第３のＤＣＤＣコンバータ部、
１０４：論理回路、１０５：論理回路、１０６：コンパレータ、１０７：抵抗、
１０８：遅延回路部、１０９：ダイオード、１１０：レギュレータ、１１１：制限抵抗、
１１３：バックアップ用２次電池、１１：操作部、１１（ａ）：メインスイッチ

Claims (7)

1. 電源回路を駆動するために必要な電圧を供給する電源供給手段、前記電源供給手段に接続される電源投入手段、電圧を生成することが可能な第１の電源生成手段、前期第１の電源生成手段を制御するための第１の電源生成制御手段、前期第１の電源生成手段の出力電圧を入力とし複数の電圧を生成することが可能な第２の電源生成手段、前期第２の電源生成手段を制御するための第２の電源生成制御手段、時間を計時することが可能な計時手段、前記電源供給手段を入力電圧とし前記計時手段への電圧を供給するための第３の電源生成制御手段、前記第２の電源生成制御手段の出力電圧を入力電圧としシステム全体を制御するためのシステム制御手段、前記電源投入手段および前記システム制御手段からの制御信号、前記第１の電源生成手段で生成される電圧および前記第３の電源生成制御手段で生成される電圧から生成される制御信号を入力とし、前記第１の電源生成制御手段および第２の電源生成制御手段への制御信号を出力する制御信号遅延手段とを備えるデジタルカメラにおいて、前記制御信号遅延手段により電源起動時には前記第２の電源生成制御手段への制御信号を遅延させ、電源切断時には第１の電源生成制御手段への制御信号を遅らせることを特徴とする電源回路を備えたデジタルカメラ。
2. 前記制御信号遅延手段の電源は前記第３の電源生成制御手段から供給されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記制御信号遅延手段で制御信号を遅延するための遅延時間は前記計時手段の計時時間を使用することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
4. 前記制御信号遅延手段から出力する複数の制御信号のうち、どちらを遅延するかを前記システム制御手段からの制御信号の状態によって判断することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
5. 前記制御信号遅延手段において構成する遅延回路を前記第１の電源生成制御手段へのものと前記第２の電源生成制御手段へのものと複数備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
6. 電源回路を駆動するために必要な電圧を供給する電源供給手段、前記電源供給手段に接続される電源投入手段、電圧を生成することが可能な第１の電源生成手段、前期第１の電源生成手段を制御するための第１の電源生成制御手段、前期第１の電源生成手段の出力電圧を入力とし複数の電圧を生成することが可能な第２の電源生成手段、前期第２の電源生成手段を制御するための第２の電源生成制御手段、時間を計時することが可能な計時手段、前記電源供給手段を入力電圧とし前記計時手段への電圧を供給するための第３の電源生成制御手段、前記第２の電源生成制御手段の出力電圧を入力電圧としシステム全体を制御するためのシステム制御手段、前記電源投入手段および前記システム制御手段からの制御信号、前記第１の電源生成手段で生成される電圧および前記第３の電源生成制御手段で生成される電圧から生成される制御信号を入力とし、前記第１の電源生成制御手段および第２の電源生成制御手段への制御信号を出力する制御信号遅延手段とを備えるデジタルカメラにおいて、前記制御信号遅延手段により電源起動時には前記第２の電源生成制御手段への制御信号を遅延させ、電源切断時には前記第１の電源生成制御手段への制御信号を遅延させる際に、前記制御信号遅延手段を構成する遅延回路が同じであることを特徴とする電源回路を備えたデジタルカメラ。
7. 前記制御信号遅延手段を構成する遅延回路による遅延時間は、前記第１の電源生成制御手段への遅延時間と前記第２の電源生成制御手段への遅延時間が異なることを特徴とする請求項６に記載のデジタルカメラ。