JP4126615B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は電子機器に係り、特に負荷変動の異なる複数の素子を有する撮影装置その他の電子機器に関する。

ストロボを備えた撮影装置がユーザに普及している。このような、ストロボを備えた撮影装置では、一般に、ストロボ充電時の消費電力が一時的に大きくなる。

特許文献１には、垂直同期信号に同期して、メモリにアクセスしない間にストロボ充電を行うことにより、電源部から供給する電源の変動を抑えるようにしたものが記載されている。

一方で、充電可能な２次電池を用いた撮影装置もユーザに普及している。

特許文献２には、機器内の各負荷に対して電力を供給する充電可能な主電池と、機器内の各負荷に対する電力供給には用いられることなく、専ら主電池の充電に用いられる補助電池を収納する補助電池収納部を備えたものが記載されている。
特開２００１−８０７９号公報 特開平９−１１３９５２号公報

ストロボ発光してからシャッターチャンスを逃すことなく撮影できるようにするため、急速にストロボ充電をして即座にストロボ撮影可能にすることが求められている。そのような要求に応えようとすると必然的にストロボ充電時の消費電力は一時的に大きくなる。また、ストロボ充電時の消費電力以外にも、ズームレンズの駆動時の消費電力や、撮影時のＣＣＤ（固体撮像素子）の消費電力も一時的に大きくなる。

このような急激な負荷変動があると、図９に示すように、電池電圧の一時的な電圧降下を引き起こすことにより、撮影装置のシステムダウンに繋がり、また、電池電圧が電池アラーム電圧を下回ると誤って電池のエンプティ警告を出す場合も出てくる。

また、急激な負荷変動を想定して電池のエンド電圧を上げてしまうと、電池にある程度残量がある状態であっても電池を有効に使えないことになる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、急激な負荷変動に対してシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使いきることができる電子機器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の負荷に対して第１の電池を供給元として電源を供給する第１の電源供給部と、前記第１の負荷よりも負荷変動が大きい第２の負荷に対して第２の電池を供給元として電源を供給する第２の電源供給部と、前記第１の電池から前記第２の電池への充電を行う充電部を備え、前記充電部は、前記第１の電池の電圧が前記第１の電池から前記第１の負荷に電源供給可能な許容電圧より低くても、前記第１の電池から前記第２の電池への充電を行う構成になっている。

なお、前記第１の電池は、１次電池又は２次電池を用いる。前記第２の電池は、２次電池又は大容量コンデンサである。前記第１の電源供給部及び第２の電源供給部は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータによって構成する。また、前記第１の電源供給部及び第２の電源供給部は、別個に形成する場合と、一体に形成する場合とがある。

この構成によって、第２の負荷が急激に負荷変動したときであっても、第１の電池は、第２の負荷の急激な負荷変動による電圧降下が発生することがなく、第１の負荷は、第２の負荷の急激な負荷変動の影響を受けない第１の電池を供給元とした電源の供給を受けることができ、第２の電池は、第１の電池から充電を受けることができ、第２の負荷は、第１の電池から充電される第２の電池を供給元とした電源の供給を受けることになり、第２の負荷に急激な負荷変動が発生してもシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使いきることが可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の電池の電圧と前記第１の電池から前記第１の負荷へ電源供給可能な第１の許容電圧とを比較するとともに、前記第２の電池の電圧と前記第２の電池から前記第２の負荷へ電源供給可能な第２の許容電圧とを比較して、比較結果に基づいてアラームを通知する制御を行う制御手段を備えた構成になっている。

この構成によって、第１の電池と第２の電池とは各々別個の電圧チェックが行われて、いわゆる電池エンプティを知らせるアラームが通知されるので、電池に十分残量がある場合に誤ってアラームが通知されることを防止できることになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記充電部は、前記第２の負荷が使用中でないときに前記充電を行う構成になっている。

この構成によって、効率的な充電が可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２の負荷は、ストロボ、光学レンズの駆動部、及び、撮像素子の駆動部のいずれかを含む構成になっている。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記充電部は、前記第２の電池への充電電流、及び、前記第２の電池の電圧のいずれかを監視して前記第２の電池の満充電を検出し、満充電を検出したときに前記充電を停止する構成になっている。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２の電池の充電回数をカウントし、前記充電回数が所定の閾値を超えたときにアラームを通知する制御を行う制御手段を備えた構成になっている。

この構成によって、第２の電池の寿命をユーザは的確に把握することが可能になる。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記充電部は、前記第１の電池から出力される直流の電圧を昇圧して前記第２の電池に対して出力する構成になっている。

この構成によって、第１の電池を最後まで有効に使いきることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第２の電池から前記第２の負荷に対して電源供給するか前記第２の電池から前記第１の負荷に対して電源供給するかを切り替える制御手段を備えた構成になっている。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記制御手段は、前記第１の電池の電圧を監視して、該電圧が前記第１の負荷へ電源供給可能な所定の許容電圧を満たさなくなったとき、前記第２の電池から前記第１の負荷に対して電源供給するように切り替える構成になっている。

この構成によって、第１の電池の残量が少ない場合であっても、第２の電池から第１の負荷に対しての電源供給を継続するので、２個の電池を有効利用できることになる。

本発明によれば、急激な負荷変動に対してシステムダウンすることなく、かつ、電池を有効に使いきることができる。

以下、添付図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した撮影装置１の全体構成を示すブロック図である。

撮影装置１の全体の動作は中央処理装置（ＣＰＵ）１２によって統括制御される。このＣＰＵ１２にはバス２０を介してＲＯＭ（Read Only Memory）１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）１８が接続されている。ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１２が実行するプログラムを格納している。ＲＡＭ１６は、ＣＰＵ１２が行う各種演算用の演算データや画像データを一時記憶する領域として利用される。ＥＥＰＲＯＭ１８には、各種の設定データが格納されている。

アイリス２２は、絞りを行うものであり、第１のモータドライバ２４によって駆動される。レンズユニット２６は、ズームレンズその他の光学レンズを含み、第２のモータドライバ２８によって駆動される。レンズユニット２６を通過した光は、ＣＣＤ３２の受光面に結像される。ＣＣＤ３２は、ＣＣＤドライバ３４によって駆動される。ストロボ３７は被写体に対して閃光を発するものである。

ＣＣＤ３２の受光面に結像された被写体像は、その受光面に２次元配列された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。ＣＣＤ３２から取り出された画像信号は、アナログ処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ回路）３６に送られ、ここで画素ごとに相関二重サンプリング処理され、増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３８に与えられ、アナログからデジタルに変換される。Ａ／Ｄ変換器３８から出力された画像信号は、画像入力コントローラ４２を介してＲＡＭ１６に一時記憶される。画像信号処理回路４４は、ＲＡＭ１６に記憶された画像信号をＣＰＵ１２の指示に従って画像処理する。画像信号処理回４４の処理により得られた画像データはＲＡＭ１６に格納される。

ＬＣＤ（液晶表示装置）５０への画像の出力については、ＲＡＭ１６から画像データが読み出され、ビデオエンコーダ４８によって所定の方式の映像信号に変換されて、ＬＣＤ５０に出力される。記録メディア６０への画像の出力については、ＲＡＭ１６から画像データが読み出され、圧縮伸長処理回路４６によって所定の圧縮方式で圧縮されて、メディアコントローラ５２により記録メディア６０に記録される。

記録メディア６０に記録された画像の再生については、メディアコントローラ５２により記録メディア６０から画像データが読み出され、圧縮伸長処理回路４６によって伸長処理が施され、ビデオエンコーダ４８によって所定の方式の映像信号に変換されて、ＬＣＤ５０に出力される。

操作部５４は、ズームボタン、シャッタスイッチ、モード切替スイッチ、その他の操作スイッチを含む。ここで、モードには、被写体を撮影して記録メディア６０に画像を記録する撮影モード、記録メディア６０に記録された画像をＬＣＤ５０に再生させる再生モードなどがある。撮影モードでは、必要に応じて、ストロボ３７の発光、第１のモータドライバ２４によるアイリス２２の駆動、第２のモータドライバ２８によるレンズユニット２６内の光学レンズの駆動、ＣＣＤドライバ３４によるＣＣＤ３２の駆動などが行われる。一方で、再生モードでは、ストロボ３７の発光や、アイリス２２、光学レンズ及びＣＣＤ３２の駆動は必要なく、ＬＣＤ５０による表示等が行われる。

ブザー５６は、アラームが検出されたときにアラーム音を出力するものである。

電源回路７０は、ＣＰＵ１２の制御に従って、撮影装置１の各部に電源を供給するものである。電源回路７０は、負荷変動の比較的小さな素子（第１の負荷）の電源供給元として用いる第１の電池８１と、負荷変動の比較的大きな素子（第２の負荷）の電源供給元として用いる第２の電池８２とに接続されている。

第１の負荷としては、ＬＣＤ５０、メモリ（ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１６、ＥＥＰＲＯＭ１８）、ＣＰＵ１２などがある。第２の負荷としては、ストロボ３７、モータドライバ２４、２８、ＣＣＤドライバ３４などがある。

図２は、電源回路７０及びその周辺部を示す要部ブロック図である。電源回路７０は、主として、第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７１（第１の電源供給部）、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ７２（第２の電源供給部）、充電回路７３、及び、スイッチ７４、によって構成されている。

第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７１は、第１の電池８１から出力される直流電流を、第１の負荷に応じた所定の電圧の直流電流に変換して、第１の負荷（ＣＰＵ１２、メモリ１４、１６、１８、ＬＣＤ５０など）に出力する。第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７１は、第１の電池８１を供給元として第１の負荷に電源を供給するか否かを示す指示が入力される指示入力端子７１１を有する。この指示入力端子７１１は、ＣＰＵ１２の第１制御端子１２１に接続されている。

第２のＤＣ−ＤＣコンバータ７２は、第２の電池８２から出力される直流電流を、第２の負荷に応じた所定の電圧の直流電流に変換して、第２の負荷（ストロボ３７、モータドライバ２４、２８、ＣＣＤドライバ３４など）に出力する。第２のＤＣ−ＤＣコンバータ７２は、第２の電池８２を供給元として第２の負荷に電源を供給するか否かを示す指示が入力される指示入力端子７２１を有する。この指示入力端子７２１は、ＣＰＵ１２の第２制御端子１２２に接続されている。

充電回路７３は、ＩＣ（Integrated Circuit）からなり、第１の電池８１から第２の電池８２への充電を行う。充電回路７３は、第１の電池８１から第２の電池８２への充電を行うか否かを示す指示が入力される指示入力端子７３１を有する。この指示入力端子７３１は、ＣＰＵ１２の第４制御端子１２４に接続されている。また、充電回路７３は、昇圧回路（図示を省略）を有しており、必要に応じて第１の電池８１から出力される直流の電圧を昇圧して第２の電池８２に対して出力する。

スイッチ７４は、オン状態では、第２の電池８２から出力された直流が第２のＤＣ―ＤＣコンバータ７２および第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７１を介して第１の負荷に対して供給されるように、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ７２及び第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７１の間を接続する一方で、オフ状態では、第２の電池８２から第１の負荷に対する直流の供給を遮断するように、第２のＤＣ−ＤＣコンバータ７２及び第１のＤＣ−ＤＣコンバータ７１の間を切断する。スイッチ７４の切替指示が入力される指示入力端子７４１は、ＣＰＵ１２の第３制御端子１２３に接続されている。

ＣＰＵ１２は、第１のＤＣ―ＤＣコンバータ７１の電源供給を制御する第１制御端子１２１、第２のＤＣ―ＤＣコンバータ７２の電源供給を制御する第２制御端子１２２、スイッチ７４のオン状態及びオフ状態の切替を制御する第３制御端子１２３、充電回路７３による第１の電池８１から第２の電池８２への充電を制御する第４制御端子１２４、第１の電池８１の電圧を検出する第１電圧検出端子１２５、及び、第２の電池８２の電圧を検出する第２電圧検出端子１２６を有している。

ＣＰＵ１２が行うアラーム通知処理について、図３を用いて説明する。

図３において、ＣＰＵ１２は、第１の電池８１の電圧とＥＥＰＲＯＭ１８に予め設定された第１の閾値Ｖ１とを比較するとともに、第２の電池８２の電圧とＥＥＰＲＯＭ１８に予め設定された第２の閾値Ｖ２とを比較して、アラームを検出する。ここで、第１の閾値Ｖ１は、第１の負荷が動作可能な電圧であって第１の電池８１から第１の負荷に電源供給可能な予め決められた許容電圧であり、第２の閾値Ｖ２は、第２の負荷が動作可能な電圧であって第２の電池８２から第２の負荷に電源供給可能な予め決められた許容電圧である。第１の閾値Ｖ１は第２の閾値Ｖ２よりも小さな値に設定してある。すなわち、ＣＰＵ１２は、第１の電池８１の電圧が第２の閾値Ｖ２よりも低くなったとしても第１の閾値Ｖ１以上であればユーザに対するアラーム（電池エンプティ）の通知は行わず、第１の電池８１の電圧が第１の閾値Ｖ１よりも低くなったときにはじめてユーザに対するアラーム（電池エンプティ）の通知を行う。例えば、ブザー５６にアラーム音を鳴動させて、電池エンプティを示す警告メッセージをＬＣＤ５０に表示させる。

次に、ＣＰＵ１２が行う充電制御処理について、図４を用いて説明する。なお、図４に示す処理の各ステップは、ＣＰＵ１２がプログラムに従って実行するようになっている。

図４において、まず、第２の電池８２が満充電の状態であるか否かを判定する（Ｓ２）。ここで、第２の電池８２が満充電の状態でない場合には、第１の電池８１の残量の有無を判定する（Ｓ４）。ここで、第１の電池８１の残量が有る場合には、ストロボ３７が充電中であるか否かの判定（Ｓ１２）、レンズユニット２６内のズームレンズその他の光学レンズが動作中であるか否かの判定（Ｓ１４）、及び、ＣＣＤ３２を用いた撮影中であるか否かの判定（Ｓ１６）を行う。ストロボ３７の充電中でなく、光学レンズの動作中でなく、かつ、撮影中でないとき、すなわち、第２の負荷に対する電源供給が行われていないときには、第１の電池８１から第２の電池８２への充電を行う（Ｓ２２）。一方で、ストロボ３７の充電中、光学レンズの動作中、及び、撮影中のいずれかであるとき、すなわち第２の負荷に対する電源供給が行われているときには、第１の電池８１から第２の電池８２への充電を停止する（Ｓ２４）。

なお、第２の電池８２がニッケル水素電池又はニッケルカドミウム電池である場合には、図５に示すように、第２の電池８２の電圧を、満充電を示す所定の閾値Ｖ０と比較し、第２の電池８２の電圧がＶ０に達したとき、満充電と判断して、充電を停止する。

また、第２の電池８２がリチウム電池である場合には、図６に示すように、第２の電池８２に対して定電圧及び定電流の充電を行い、第２の電池８２に対する充電電流と満充電を示す所定の閾値Ａ０とを比較し、第２の電池８２に対する充電電流がＡ０より小さくなったとき、満充電と判断して、充電を停止する。

充電回路７３は、第１の電池８１の電圧が第１の電池８１から第１の負荷に電源供給可能な許容電圧より低くても、第１の電池８１から第２の電池８２への充電を行うようになっている。具体的には、ＣＰＵ１２は、第１の電池８１の電圧が第１の負荷に電源供給可能な所定の許容電圧Ｖ１より低くても、第１の電池８１の電圧と第２の電池８２に充電可能な所定の許容電圧とを比較して、第２の電池８２に充電可能な許容電圧に達していると判断したとき、第４の制御端子１２４を介して充電回路７３に充電を指示する。充電回路７３は第１の電池８１から出力される直流を昇圧して第２の電池８２を充電する。

次に、ＣＰＵ１２が行う電池劣化のアラーム処理について、図７を用いて説明する。図７に示す処理の各ステップは、ＣＰＵ１２がプログラムに従って実行するようになっている。なお、電池劣化のアラーム処理は、ストロボ３７その他の負荷変動が大きな第２の負荷の電源供給元である第２の電池の劣化（寿命）をユーザに対して通知する処理である。

図７において、第２の電池８２の充電を行うごとに（Ｓ１０２）、充電回数をカウントする（Ｓ１０４）。充電回数はＥＥＰＲＯＭ１８に記憶しておく。充電回数をカウントするごとに充電回数が所定の閾値（例えば６００回）を超えたか否かを判定し（Ｓ１０６）、閾値を超えたときには、第２の電池８２が劣化したと判断してアラーム通知を行う（Ｓ１０８）。例えば、ブザー５６にアラーム音を鳴動させて、第２の電池８２が寿命であることを示す警告メッセージをＬＣＤ５０に表示させる。これによりユーザは電池交換時機を判断することができる。

次に、ＣＰＵ１２が行う電源系統の切替制御処理について、図８を用いて説明する。図８に示す処理の各ステップは、ＣＰＵ１２がプログラムに従って実行する。電源系統の切替制御処理は、負荷変動が小さな第１の負荷の電源供給元である第１の電池８１の電圧が許容電圧未満になったとき、第２の電池８２を第１の電池８１の代替として用いるように電源系統を切り替える処理である。

図８において、第１の電池８１の電圧を検出し（Ｓ２０２）、検出した電圧が第１の閾値Ｖ１未満であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。第１の電池８１の電圧が第１の閾値Ｖ１未満であるときには、第２の電池の電圧８２を検出し（Ｓ２０６）、検出した電圧が第２の閾値Ｖ２を越えるか否かを判定する（Ｓ２０８）。第２の電池８２の電圧が閾値Ｖ２を超えているとき、すなわち第１の電池８１の電圧が閾値Ｖ１より低くなったけれども第２の電池８２の電圧が十分あるときには、第２の電池８２から第２の負荷に対する電源供給は行わないで、第２の電池８２から第１の負荷に対して電源供給するように切り替える（Ｓ２１０）。具体的には、第２制御端子１２２を介して、第２の電池８２から第２の負荷への電源供給が行われないように第２のＤＣ−ＤＣコンバータ７２を制御するとともに、第３制御端子１２３を介してスイッチ７４をオン状態に設定することにより第２の電池８２から第１の負荷への電源供給が行われるように制御する。これにより２個の電池が有効利用される。

なお、以上の説明において、常設の第２の電池８２の充電において、取替用の第１の電池８１から第２の電池８２への充電を行う場合のみについて説明してきたが、第２の電池８２の充電は第１の電池８１からの充電のみに特に限定されず、いわゆるＡＣアダプタ（ＡＣ−ＤＣコンバータ）から第２の電池８２への充電も可能な構成としてよい。この場合、第２の電池８２が満充電でないとＣＰＵ１２が判断したとき、ＡＣアダプタが撮影装置１に接続されている場合には、ＡＣアダプタから第２の電池８２への充電を行う。また、第２の電池８２の充電回数は、ＡＣアダプタから第２の電池８２への充電を行ったときにもカウントする。また、ＡＣアダプタが撮影装置１に接続されている間は、第１の負荷及び第２の負荷への電源供給はＡＣアダプタから行うようにしてよいことは言うまでもない。

また、第２の電池として、２次電池を例に示したが、本発明における第２の電池は、大容量コンデンサを含む。すなわち、本発明における第２の電池は、充放電蓄積型の電気エネルギ蓄積素子である。

また、図１に撮影装置１はデジタルカメラとしての構成を示したが、本発明はデジタルカメラに特に限定されるものではなく、カメラ付き携帯電話やビデオカメラなどの他の撮影装置に適用してもよいことは言うまでもない。また、撮影装置以外の電子機器であっても本発明を適用してよい。

本発明を適用した撮影装置の例を示すブロック図 本発明を適用した撮影装置の例の電源回路及びその周辺部を示すブロック図 電池電圧のアラーム通知処理の説明に用いる説明図 充電制御処理の流れを示すフローチャート 満充電の検出の説明に用いる第１の説明図 満充電の検出の説明に用いる第２の説明図 電池劣化のアラーム通知処理の流れを示すフローチャート 電源系統の切替制御処理の流れを示すフローチャート 急激な負荷変動と電池電圧との関係を示す説明図

符号の説明

１２…ＣＰＵ（制御手段）、１４…ＲＯＭ（メモリ）、１６…ＲＡＭ（メモリ）、１８…ＥＥＰＲＯＭ（メモリ）、２２…アイリス、２６…レンズユニット、２４、２８…モータドライバ、３２…ＣＣＤ（撮像素子）、３４…ＣＣＤドライバ、３７…ストロボ、５０…ＬＣＤ（液晶表示装置）、５６…ブザー、７０…電源回路、７１…第１のＤＣ−ＤＣコンバータ、７２…第２のＤＣ−ＤＣコンバータ、７３…充電回路、７４…スイッチ、８１…第１の電池、８２…第２の電池

Claims (9)

1. 第１の負荷に対して第１の電池を供給元として電源を供給する第１の電源供給部と、
   前記第１の負荷よりも負荷変動が大きい第２の負荷に対して第２の電池を供給元として電源を供給する第２の電源供給部と、
   前記第１の電池から前記第２の電池への充電を行う充電部と、
   を備え、
   前記充電部は、前記第１の電池の電圧が前記第１の電池から前記第１の負荷に電源供給可能な許容電圧より低くても、前記第１の電池から前記第２の電池への充電を行うことを特徴とする電子機器。
2. 前記第１の電池の電圧と前記第１の電池から前記第１の負荷へ電源供給可能な第１の許容電圧とを比較するとともに、前記第２の電池の電圧と前記第２の電池から前記第２の負荷へ電源供給可能な第２の許容電圧とを比較して、比較結果に基づいてアラームを通知する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記充電部は、前記第２の負荷が使用中でないときに前記充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記第２の負荷は、ストロボ、光学レンズの駆動部、及び、撮像素子の駆動部のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記充電部は、前記第２の電池への充電電流、及び、前記第２の電池の電圧のいずれかを監視して前記第２の電池の満充電を検出し、満充電を検出したときに前記充電を停止することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
6. 前記第２の電池の充電回数をカウントし、前記充電回数が所定の閾値を超えたときにアラームを通知する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
7. 前記充電部は、前記第１の電池から出力される直流の電圧を昇圧して前記第２の電池に対して出力することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
8. 前記第２の電池から前記第２の負荷に対して電源供給するか前記第２の電池から前記第１の負荷に対して電源供給するかを切り替える制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
9. 前記制御手段は、前記第１の電池の電圧を監視して、該電圧が前記第１の負荷へ電源供給可能な所定の許容電圧を満たさなくなったとき、前記第２の電池から前記第１の負荷に対して電源供給するように切り替えることを特徴とする請求項８に記載の電子機器。

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