JP4545875B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の機器、装置等において、その動作をマイクロコンピュータで制御することは広く知られている。マイクロコンピュータの製造プロセス等の進化により、より高速、低消費電流、低電圧動作化、低価格化が進められている。
【０００３】
例えば従来マイクロコンピュータの動作電圧が５Ｖのシステムでは、周辺回路も同じ５Ｖで動作させればよく、このため電池を電源とするシステムでは、従来リチウム２セルの６Ｖ電池を用い、この電源をもとに５Ｖ電源を供給し、回路を動作させてきた。しかし各種携帯機器の小型化が進むにつれて電池自身も小型化しており、リチウム単一セルの３Ｖ電池を使用するものが増えている。例えばリチウム単一セルの電池（３Ｖ）を使用する機器においては、５Ｖを供給するために公知のＤＣ／ＤＣコンバータ等を用いて５Ｖに昇圧し、この電圧をマイクロコンピュータはじめ、周辺の回路に供給することでその動作を可能にしている。
【０００４】
しかしながら、マイクロコンピュータの製造プロセスの進歩により、微細化が進むにつれ、マイクロコンピュータの耐圧、さらにそれに従い動作電圧も低下する傾向にある。すなわち、従来５Ｖで動作しているマイクロコンピュータは 3.3Ｖ動作に、従来 3.3Ｖ動作のマイクロコンピュータは 2.5Ｖ動作に、という傾向にある。その一方、機器の周辺回路に関しては、マイクロコンピュータと同等に製造プロセスが進むわけではないので、一時的にマイクロコンピュータと周辺回路との間で動作電圧が異なるという事態が生じる。
【０００５】
例えば３Ｖの電池を電源とする機器において、周辺回路は５Ｖで動作するが、マイクロコンピュータは 3.3Ｖで動作するシステムを考えると、電池の出力を直接マイクロコンピュータに印加すると、負荷電流の変動によりマイクロコンピュータの動作電圧が大きく変動してしまい、マイクロコンピュータを安定的に動作させることが難しくなる。そこでＤＣ／ＤＣコンバータを用い、３Ｖ電源を５Ｖ昇圧し、さらに３Ｖを昇圧して 3.3Ｖを作ったり、５Ｖ出力にシリーズレギュレータを用いることで 3.3Ｖを作ったりしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電源回路の構成を有する機器においては、例えば異なる出力電圧を供給するためにＤＣ／ＤＣコンバータを２系統有することは、制御性は非常に優れるものの、その回路規模は非常に大きくなり、それとともにコストも非常に高価なものとなってしまうため、電池を用いて、小型化を目的とする機器においては好ましくない。
【０００７】
一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータにて得られた出力電圧と、この出力電圧をシリーズレギュレータにて必要な別の電源を生成するシステムでは、回路構成はシンプルになるものの、仮に 3.3Ｖのみが必要とされる状況であってもＤＣ／ＤＣコンバータを用いて５Ｖの供給する必要があり、シリーズレギュレータの入力電圧と出力電圧の差が損失となることを考慮すると、電源効率の低いシステムとなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、異なる電圧を供給する電源装置の消費電力の低減を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電源装置は、電池から供給される電池電圧を前記電池電圧よりも高い第１の出力電圧又は前記第１の出力電圧よりも低い第２の出力電圧に変換する第１の電圧変換手段と、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧である場合は、前記第１の出力電圧を前記第２の出力電圧よりも低い第３の出力電圧に変換し、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第２の出力電圧である場合は、前記第２の出力電圧を前記第３の出力電圧に変換する第２の電圧変換手段と、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧であり、前記第２の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧から変換された前記第３の出力電圧であり、被写体の撮影に必要な第１の回路に前記第１の出力電圧を供給しない場合であって、前記第１の回路を制御するための第２の回路に前記第３の出力電圧を供給する場合、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧から前記第２の出力電圧に変更され、前記第２の電圧変換手段の出力電圧が前記第２の出力電圧から変換された前記第３の出力電圧に変更されるように前記第１の電圧変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の一形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００１３】
同図において、１はカメラ全体の制御を行うＡ／Ｄ変換器を内蔵したＣＰＵ、２はカメラの電源である電池を適切にカメラ全体に供給するための電源回路、３はＣＰＵ１の制御に応じてストロボの充電，発光を行うストロボ回路、４は撮影する被写体の輝度を測定する測光回路、５はカメラの周囲温度を測定するための温度検出回路、６は使用するフィルムの感度，撮影枚数等を検出するためのフィルム情報検出回路、７は撮影する被写体までの距離を測定するための測距回路である。８は装填されたフィルムを駆動し、ＡＬ（オートローディング），巻き上げ，巻き戻し等の制御を行うためのフィルム制御回路、９は撮影レンズを駆動し、焦点距離，焦点調節を行うためのレンズ制御回路、１０はシャッタ等を駆動し、フィルムに所定量の露光を与え撮影を行うための露光制御回路である。
【００１４】
上記構成におけるカメラにおいて、通常のシーケンスについて説明する。
【００１５】
不図示のレリーズスイッチの第１ストローク操作がなされたことを検出すると、ＣＰＵ１は、まず電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータを起動させ、電池電圧が以降のカメラの動作を行うに十分な容量があるかどうかを判定する。ここで、電池電圧が十分にあると判定した場合には、測光回路４にて被写体の輝度を測定する。次に、温度検出回路５にて周囲温度を測定し、続いて測距回路７にて被写体までの距離を測定する。
【００１６】
以上の処理を終えたところでレリーズスイッチの第２ストローク操作がなされたことを検出すると、上記の測距回路７で得られた情報をもとに、温度検出結果に応じた補正を加えた被写体までの距離情報に応じて、レンズ制御回路９を用いて焦点調節用レンズを駆動し、更に、測光回路４にて得られた被写体輝度情報と、フィルム情報検出回路６にて得られたフィルム固有の感度情報、温度検出回路５により得られた温度情報に応じて露光制御回路１０を動作させ、適切なシャッタ駆動を行う。つまり、フィルムへの露光動作を行う。そしてこの際に、カメラの設定等に応じてストロボ回路３を動作させる。
【００１７】
フィルムへの露光動作が完了すると、フィルム制御回路８によりフィルムの巻き上げ、あるいはその撮影がフィルムの最終駒であった場合には巻き戻し動作を実行し、所定の動作が終了したところで、ＣＰＵ１は動作クロックを低速クロックに変更し、電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止し、必要に応じて停止モードに入り、次の操作を待つことになる。
【００１８】
次に、前述の状況における電源回路２の動作について詳細に説明する。
【００１９】
図２は、電源回路２の詳細な回路構成を示す図であり、同図において、２１は電源であるところのリチウム単一セルの３Ｖ電池、２２は昇圧用コイル、２３は前記コイル２２をスイッチングするスイッチング素子であるトランジスタであり、前記コイル２２と共にＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、その効率を上げるためにＦＥＴが用いられる場合が多い。２４はコイル２２の出力を整流するためのダイオード、２５は昇圧出力安定用のコンデンサである。２６はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を供給する電源出力端子、２７はＤＣ／ＤＣコバータより供給される第１，第２の出力電圧（詳細は後述する）から第３の出力電圧（詳細は後述する）を生成するシリーズレギュレータ、２８は第３の出力電圧が出力されないときに電池電圧から電源出力端子３０に電圧を供給するためのダイオード、２９はシリーズレギュレータ２７からの第３の出力電圧を平滑するためのコンデンサ、３０は第３の出力電圧を供給する電源出力端子である。
【００２０】
３１はシーケンス制御用のＣＰＵ１からの命令に応じて、前記スイッチングトランジスタ２３を適宜オン／オフする事により電源出力端子２６のアナログ系出力電圧（第１の出力電圧）を設定値になるようにＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御するＤＣ／ＤＣ制御回路、３２は前記ＤＣ／ＤＣ制御回路３１のロジック系電源電圧用の入力端子、３３はＤＣ／ＤＣコンバータの出力である電源出力端子２６の出力電圧を入力し前記ＤＣ／ＤＣ制御回路３１のフィードバック入力端子となるアナログ系電源電圧用の入力端子、３４，３５はＣＰＵ１からの制御端子、３６はスイッチングトランジスタ２３を制御する制御端子である。
【００２１】
前記電源出力端子３０には、シーケンス制御用ＣＰＵ１をはじめとする回路が接続され、前記電源出力端子２６には、周辺のアナログ回路，アナログＩＣ等が接続される。
【００２２】
ここで、ＣＰＵ１はプロセスの微細化が進み、動作電圧として５Ｖを印加することができないものである。従来のプロセスのＣＰＵであれば周辺回路とともに５Ｖの電源のみを用意し、これを供給することでＣＰＵ，周辺回路とも動作可能であった。
【００２３】
一方で周辺回路は、ＣＰＵほど微細化プロセスが進むわけではなく、逆に光信号を扱う半導体素子をはじめとするアナログ機能回路、パワーコントロール回路等ではその信号レベル、あるいは容量等の要因により、意図的に高耐圧プロセスを使用しているものもある。そのため、現在では 3.3Ｖ系のデバイスと、５Ｖを必要とするデバイスが混在する状況にあり、すべての周辺回路をたとえば 3.3Ｖといった低電圧で動作させることはできないでいる。また、将来的にも動作電圧が変わっても、このような電源電圧の異なるデバイスが混在するという状況は継続するものと考えられる。
【００２４】
次に、上記構成におけるシステムの動作について説明する。
【００２５】
電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータが動作していない期間は、ＣＰＵ１には電池２１よりダイオード２８を介して電池電圧が電源出力端子３０を介して印加され、動作している。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータが動作していない場合であっても、常に「電池電圧−Ｖf(28) 」の電圧が印加されている。なお、Ｖf(28) はダイオード２８にて降下する電圧を意味する。この「電池電圧−Ｖf(28) 」の電圧は、シーケンス制御用のＣＰＵ１をはじめとするロジック回路に供給され、これが本システムのシステム電源となる。
【００２６】
この場合に電源出力端子３０に現れる電圧は電池電圧３Ｖあるいはそれ以下であり、所定の 3.3Ｖには達していないので、ＣＰＵ１は最高速度での動作は保証されない。しかしながら、ＣＰＵ１は低速クロックで動作したり、あるいは停止モードに入り、不図示の操作スイッチ等の割り込みを待っていることは可能である。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１に何らかの割り込み等で昇圧動作命令が出力され、該ＣＰＵ１が電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を開始した場合を想定する。
【００２８】
まずＣＰＵ１より制御端子３４へＤＣ／ＤＣの動作開始命令がなされると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１は昇圧動作を開始する。まずスイッチング動作前に、電源出力端子２６には電池２１からコイル２２，ダイオード２４を介して「電池電圧−Ｖf(24) 」なる電圧が現れている。なお、Ｖf(24) はダイオード２４での電圧降下を表す。ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はこの出力電圧を入力端子３３より入力し、この電圧を内部の不図示の誤差アンプと、内部に有する基準電圧との関係から、前記電圧が、設定された出力電圧（ここでは５Ｖ）になるようにスイッチングトランジスタ２３をオン／オフさせる信号を出力する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は次第に上昇する。
【００２９】
上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇して、シリーズレギュレータ２７が動作可能な電圧に達してくると、該シリーズレギュレータ２７はこの電圧を入力とし、設定された出力電圧（ここでは 3.3Ｖであり、これを第３の出力電圧と記す）を出力するようになる。上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し、シリーズレギュレータ２７の出力が、「電池−Ｖｆ（28）」よりも大きくなると、電源出力端子３０にはシリーズレギュレータ２７の出力として前記第３の出力電圧として現れるようになる。
【００３０】
さらにＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し、シリーズレギュレータ２７が完全にその出力電圧 3.3Ｖを供給できるようになると、前記第３の出力電圧は 3.3Ｖに達し安定する。そして、これ以上ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇しても、第３の出力電圧はほぼ 3.3Ｖを示す。
【００３１】
さらにＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し、該ＤＣ／ＤＣコンバータの設定値５Ｖに達すると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はスイッチング動作を適宜制御することで、前記出力電圧が５Ｖを維持するよう安定動作を行うようになる。５Ｖの出力電圧は、周辺の回路、たとえば測光回路４，測距回路７といった光信号を扱う半導体素子、あるいは各種モータの駆動回路等のパワーコントロール素子等に、第１の出力電圧として供給される。
【００３２】
一方、第３の出力電圧はＣＰＵ１に供給されており、この第３の出力電圧が 3.3Ｖに達し安定したことを確認すると、ＣＰＵ１はその最高速度で動作することが可能となる。
【００３３】
当然周辺回路とＣＰＵ１との間で電源電圧が異なるので、インターフェイス部においてはレベル変換回路が必要な部分も生じる。本実施の形態では不図示であるが、異なる電源電圧間で必要なインターフェイス部には適宜この回路を配置する必要がある。
【００３４】
このように、周辺回路を作動させる必要があるときには、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が５Ｖの第１の出力電圧となるように動作し、周辺回路には５Ｖの第１の出力電圧が供給されるので、該周辺回路は安定して動作でき、又ＣＰＵ１には 3.3Ｖの第３の出力電圧が供給されているので、最高速での動作が可能となる。
【００３５】
ここで、シリーズレギュレータ２７について考察する。
【００３６】
シリーズレギュレータ２７の入力電圧は第１の出力電圧である５Ｖであり、その出力電圧は 3.3Ｖであるので、その電圧の差「（ 5.0Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」がこのシリーズレギュレータ２７の消費電力となり、熱として消費されてしまう。シリーズレギュレータ２７としては、入力電圧が、設定された出力電圧に対してある一定以上の電圧が確保されていれば（もちろん消費電流にもよるが）十分安定した出力電圧を供給することが可能である。
【００３７】
そこで、ＣＰＵ１は高速動作する必要があるが、周辺回路に電源を供給する必要が無い時間などには、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧より低い方向に変化させ、シリーズレギュレータ２７の出力電圧を 3.3Ｖに十分確保できるだけの異なる出力電圧（これを、第２の出力電圧と記す）に切り換えることにより、消費電力の更なる低減化を図る。
【００３８】
以降、この動作について説明を行う。
【００３９】
カメラが動作中には、ＣＰＵ１の動作スピードは最高速である必要があるが、周辺回路（例えば、測光回路４，温度検出回路５，測距回路７，各種モータの駆動回路等）には電源を供給する必要が無い状態が生じた場合を考える。
【００４０】
例えば、第３の出力電圧が供給される回路およびロジックデバイスのみ使用する場合、あるいはＣＰＵの処理動作のみの場合には、この状態が望ましい。この場合には、電源出力端子２６に接続された周辺回路に５Ｖを供給する必要はなく、電源出力端子３０に接続されたＣＰＵ１をはじめとするロジック回路に所定の電圧（第３の出力電圧である 3.3Ｖ）を供給するだけでよい。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、シリーズレギュレータ２７の損失が大きくなる第１の出力電圧（５Ｖ）ではなく、該シリーズレギュレータ２７の出力を第３の出力電圧の保持できる最低限の電圧（例えば、 3.8Ｖであり、第２の出力電圧）を供給できるように変更することで、該シリーズレギュレータ２７の損失を最低限に抑えることが可能となり、カメラシステム全体としての省エネルギー化が可能となる。
【００４１】
次に、カメラが動作中で、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧として、５Ｖの第１の出力電圧が出力されている状態から、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を第２の出力電圧（ 3.8Ｖ）に切り換えることを考える。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を入力端子３３より入力し、この電圧を内部の不図示の誤差アンプを介して内部に有する基準電圧と比較し、第１の出力電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧になるようにスイッチングトランジスタ２３をオン／オフさせる信号を出力する。ここで、内部の誤差アンプの特性、あるいは基準電圧のレベルを変更することにより、設定電圧の変更が可能となる。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３５をＣＰＵ１からコントロールすることでその設定電圧を変更可能な構成としている。すなわち、通常制御端子３５がＬレベルであると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１は、その出力電圧が５Ｖとなるようにスイッチングトランジスタ２３の制御を行う。そして、ＣＰＵ１からの指示により制御端子３５がＨレベルに変更されると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１は先に述べたような方法でその設定電圧を変更し、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が５Ｖの第１の出力電圧から 3.8Ｖの第２の出力電圧となるようにスイッチングトランジスタ２３の制御を行う。さらに再度第１の出力電圧として５Ｖが必要とされるときには、制御端子３５を再度Ｌレベルとすることで、設定電圧の変更が可能である。
【００４４】
以上の説明を、図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００４５】
同図において、スイッチが操作された等の何らかの要因によりＣＰＵ１が起動された場合、シーケンスがスタートする。
【００４６】
ステップ＃１０１においては、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作開始前なので、ＣＰＵ１は低速モードで起動する。そして、割り込みの生じた原因を確認し、ＤＣ／ＤＣコンバータを起動して処理する必要があると判定した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動を指示する。そして、次のステップ＃１０２において、ポート出力にてＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３４の状態を変化させ、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の動作を開始させる。このときにＤＣ／ＤＣ制御回路３１の設定電圧を変更するための制御端子３５はＣＰＵ１にてＬレベルに固定され、設定電圧は第１の出力電圧（５Ｖ）となっている。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１はステップ＃１０３において、シリーズレギュレータ２７の出力電圧が、その設定電圧である第３の出力電圧（ 3.3Ｖ）に到達したかどうかを確認する。この検出方法としては、例えばシリーズレギュレータ２７の出力電圧を不図示の抵抗で分割し、この分圧レベルをＣＰＵに内蔵するＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換することでその電圧値を判定することが可能となる。これにより、ＣＰＵ１は該出力電圧より最高速で動作できるかどうかを判定できる。もしこのステップでシリーズレギュレータ２７の出力電圧が所定の値に達しないときにはステップ＃１０４へ進み、経過時間の確認を行う。
【００４８】
ステップ＃１０４において、所定の時間が経過したことを確認すると、ＣＰＵ１はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が所定時間内に所定の値に達しなかったと判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御不良と判定してステップ＃１０５へ進み、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させるとともに、ステップ＃１１５において、ＤＣ／ＤＣ昇圧ＮＧ処理に移行し、ＮＧであることを不図示の表示手段等を用いて警告する。
【００４９】
上記ステップ＃１０３にてシリーズレギュレータ２７の出力電圧がＣＰＵ１の最高速での動作を可能とする電圧を十分満たす（第３の出力電圧が発生している）と判定した場合にはステップ＃１０６へ進み、ＣＰＵ１の動作クロックを最高速に切り換え、処理速度を向上させる。そして、次のステップ＃１０７，＃１０８において、ＣＰＵ１は割り込みの生じた原因に応じて、適切な処理を行う。例えば、レリーズスイッチの第１ストローク操作がなされた場合には、測光回路４にて被写体輝度を測定し、測距回路７にて被写体距離を測定し、さらにレリーズスイッチの第２ストローク操作がなされていることを判定すると、さらにレンズ制御回路９、露光制御回路１０を駆動して適切な制御を行う。これらの制御に際して周辺回路には５Ｖ（第１の出力電圧）を供給する必要があるので、これらの処理が必要と判定した場合には、ステップ＃１０７にて５Ｖが必要であると判定し、次のステップ＃１０８にて上記のような処理を行う。
【００５０】
一方、上記ステップ＃１０７にて周辺回路に５Ｖ（第１の出力電圧）を供給する必要がないとき、あるいは、ステップ＃１０８にて５Ｖを必要とする処理を行った後は、何れもステップ＃１０９へ進み、ここでは５Ｖ（第１の出力電圧）の電源は不要であるが、ＣＰＵ１がその最高速での動作を可能とする 3.3Ｖ（第３の出力電圧）の電源は必要かどうかの判定を行う。この結果、５Ｖ（第１の出力電圧）の電源は必要としないが、 3.3Ｖ（第３の出力電圧）の電源は必要であると判定した場合はステップ＃１１０へ進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧（５Ｖ）の変更を行う。すなわち、ＣＰＵ１はそのポート出力を変更し、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３５をＨレベルに切り換え、５Ｖの設定電圧を 3.8Ｖに変更する命令を出す。これにより、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はその制御特性を切り換え、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が第２の出力電圧（ 3.8Ｖ）となるように、該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。その後、ステップ＃１１１にて、必要な処理を行う。
【００５１】
この期間にシリーズレギュレータ２７では、「（ 3.8Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」の損失となり、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が第１の出力電圧（５Ｖ）の時のそれに比較して、１／３以下となる。したがって、この処理に要する時間が相対的に長くなるような構成であると、ここでの消費電力の低減効果が大きく現れることとなる。
【００５２】
上記ステップ＃１１１での処理動作が終了したところで、あるいは、上記ステップ＃１０９にて、５Ｖの電源は必要とせず、 3.3Ｖの電源も必要ないと判定した場合には、必要な処理はすべて終了したものと判定し、終了状態に移行するステップ＃１１２以降へと進む。
【００５３】
具体的には、ステップ＃１１２においては、ＣＰＵ１の動作クロックを低速モードに切り換える。これにより、ＣＰＵ１への電源が 3.3Ｖよりも低くなっても正常に動作できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止してもその動作が保証される。そして、次のステップ＃１１３において、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させる。すなわち、ＣＰＵ１はそのポート出力を変更し、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３４を変更してＤＣ／ＤＣコンバータの動作を禁止する。このとき同時に制御端子３５も次の起動時に備えて、その端子電圧をＬレベルに切り換えておく。その後はステップ＃１１４へ進み、必要な割り込みの設定を行い、消費電力を低減させるために停止モードに移行し、次の割り込みの発生を待つこととなる。
【００５４】
上記の実施の形態によれば、測光回路４等の周辺回路に第１の出力電圧（５Ｖ）を供給する必要はなく、ＣＰＵ１等に第３の出力電圧（ 3.3Ｖ）を供給するだけでよい場合は、シリーズレギュレータ２７が前記第３の出力電圧（ 3.3Ｖ）を供給可能な電圧を保持できる最低限の電圧（ 3.8Ｖ（第２の出力電圧））にＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を変更する構成にしているので、従来では例えば「（ 5.0Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」であったものが、上記の実施の形態では「（ 3.8Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」の損失となり、前者に比べてその損失は１／３以下となり、回路規模を大きくすることなく（ＤＣ／ＤＣコンバータのみで２種類の電圧を作る場合に比べて）、高効率な電源を供給することが可能となり、より低消費電力のカメラを提供可能となる。
【００５５】
また、前記第１の回路はカメラのセンサ等の周辺デバイス、あるいはアナログ処理回路であることにより、一般的に高い電源電圧を必要とするアナログ回路に最適な電源を供給するとともに、回路規模を大きくすることなく、高効率な電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５６】
また、前記第２の回路は少なくともカメラのシーケンス制御を行うＣＰＵを含む回路であることにより、一般的に低い電源電圧を必要とするＣＰＵに最適な電源を供給するとともに、回路規模を大きくすることなく、高効率な電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５７】
また、前記第１の電圧変換手段は昇圧形スイッチングコンバータであることにより、回路規模を大きくすることなく、高効率な電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５８】
また、前記第２の電圧変換手段はシリーズレギュレータであることにより、回路規模を大きくすることなく、高効率で、より高精度の電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５９】
また、前記第１の回路と前記第２の回路は同一のチップ上に形成されたＩＣであることにより、回路規模を大きくすることなく、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００６０】
また、前記第１の回路と前記第２の回路と、前記第２の電圧変換手段は同一のチップ上に形成されたＩＣであることにより、回路規模を大きくすることなく、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００６１】
（変形例）
本実施の形態の中では、周辺回路（例えば測光回路７、温度検出回路５、測距回路７、各種モータの駆動回路等）には、５Ｖが必要として説明しているが、いずれかの回路に必要な電源が 3.3Ｖで構わないときには、その処理を行う際に3.3Ｖに切り換えて使用しても構わない。
【００６２】
また、カメラシステムの中で異なる電源電圧を必要とする周辺回路が存在するシステムにおいても同様に適用できる。
【００６３】
また、本実施の形態におけるフローチャートの中では、５Ｖの第１の出力電圧を必要とする処理を行った後に、第２の出力電圧のみ必要な処理を行うようなフローとなっている（＃１０７〜＃１１１）が、これは簡略化のためであり、必要なシーケンスの流れに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧を変更しながらシーケンスを進めても一向に構わない。
【００６４】
また、ＣＰＵ１の動作電圧が 3.3Ｖであり、周辺回路が５Ｖといった電圧の構成を示しているが、システムの電源はこの電圧に限られるものではなく、これ以外の異なる種類の電圧を必要とするシステムにおいては同等に適用できる。
【００６５】
また、ＣＰＵ１の動作電圧が 3.3Ｖであり、例えば５Ｖといった電圧を印加できないものとして説明を行っているが、プロセスのコントロールにより、部分的に高耐圧の構成をとることも可能である。すなわち、ＩＣ内部のＣＰＵコア部分には 3.3Ｖを電源として供給するが、同一チップ上に形成したレベル変換回路には独立に５Ｖの電源入力用の端子を設け、ここより５Ｖ電源を供給するといった構成である。このような場合には、例えば周辺回路とのインターフェイス部分のレベル変換回路等を内蔵することが可能となる。
【００６６】
さらに、このようなプロセスコントロール下で、ＣＰＵと周辺回路も含めて同一チップ上に形成可能な構成では、上記手法と同等の構成にて、５Ｖで動作する周辺回路の一部も同一チップに構成できるが、この場合であっても、本実施の形態を適用できることはいうまでもない。
【００６７】
また、第１の出力電圧を５Ｖ、第３の出力電圧を 3.3Ｖとして説明しているが、これらの電圧はこの値に限定されるものではなく、さらにシリーズレギュレータを複数有するシステムにおいても、必要な回路と、そこで要求される動作電圧、さらにＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧レベルを複数有する構成とすることで、同様に制御することにより、本発明を適応できることはいうまでもない。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、カメラに適用した例を述べているが、その他、請求項に記載の構成要件を具備した光学装置へも適用できるものである。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、異なる電圧を供給する電源装置の消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電源回路の内部構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るカメラの主要部分の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 電源回路
４ 測光回路
７ 測距回路
２１ ３Ｖ電池
２２ 昇圧用コイル
２３ スイッチング素子
２４ ダイオード
２５ コンデンサ
２６ 電源出力端子
２７ シリーズレギュレータ
２８ ダイオード
２９ コンデンサ
３０ 電源出力端子
３１ ＤＣ／ＤＣ制御回路
本発明は、電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の機器、装置等において、その動作をマイクロコンピュータで制御することは広く知られている。マイクロコンピュータの製造プロセス等の進化により、より高速、低消費電流、低電圧動作化、低価格化が進められている。
【０００３】
例えば従来マイクロコンピュータの動作電圧が５Ｖのシステムでは、周辺回路も同じ５Ｖで動作させればよく、このため電池を電源とするシステムでは、従来リチウム２セルの６Ｖ電池を用い、この電源をもとに５Ｖ電源を供給し、回路を動作させてきた。しかし各種携帯機器の小型化が進むにつれて電池自身も小型化しており、リチウム単一セルの３Ｖ電池を使用するものが増えている。例えばリチウム単一セルの電池（３Ｖ）を使用する機器においては、５Ｖを供給するために公知のＤＣ／ＤＣコンバータ等を用いて５Ｖに昇圧し、この電圧をマイクロコンピュータはじめ、周辺の回路に供給することでその動作を可能にしている。
【０００４】
しかしながら、マイクロコンピュータの製造プロセスの進歩により、微細化が進むにつれ、マイクロコンピュータの耐圧、さらにそれに従い動作電圧も低下する傾向にある。すなわち、従来５Ｖで動作しているマイクロコンピュータは 3.3Ｖ動作に、従来 3.3Ｖ動作のマイクロコンピュータは 2.5Ｖ動作に、という傾向にある。その一方、機器の周辺回路に関しては、マイクロコンピュータと同等に製造プロセスが進むわけではないので、一時的にマイクロコンピュータと周辺回路との間で動作電圧が異なるという事態が生じる。
【０００５】
例えば３Ｖの電池を電源とする機器において、周辺回路は５Ｖで動作するが、マイクロコンピュータは 3.3Ｖで動作するシステムを考えると、電池の出力を直接マイクロコンピュータに印加すると、負荷電流の変動によりマイクロコンピュータの動作電圧が大きく変動してしまい、マイクロコンピュータを安定的に動作させることが難しくなる。そこでＤＣ／ＤＣコンバータを用い、３Ｖ電源を５Ｖ昇圧し、さらに３Ｖを昇圧して 3.3Ｖを作ったり、５Ｖ出力にシリーズレギュレータを用いることで 3.3Ｖを作ったりしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電源回路の構成を有する機器においては、例えば異なる出力電圧を供給するためにＤＣ／ＤＣコンバータを２系統有することは、制御性は非常に優れるものの、その回路規模は非常に大きくなり、それとともにコストも非常に高価なものとなってしまうため、電池を用いて、小型化を目的とする機器においては好ましくない。
【０００７】
一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータにて得られた出力電圧と、この出力電圧をシリーズレギュレータにて必要な別の電源を生成するシステムでは、回路構成はシンプルになるものの、仮に 3.3Ｖのみが必要とされる状況であってもＤＣ／ＤＣコンバータを用いて５Ｖの供給する必要があり、シリーズレギュレータの入力電圧と出力電圧の差が損失となることを考慮すると、電源効率の低いシステムとなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、異なる電圧を供給する電源装置の消費電力の低減を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電源装置は、電池から供給される電池電圧を前記電池電圧よりも高い第１の出力電圧又は前記第１の出力電圧よりも低い第２の出力電圧に変換する第１の電圧変換手段と、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧である場合は、前記第１の出力電圧を前記第２の出力電圧よりも低い第３の出力電圧に変換し、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第２の出力電圧である場合は、前記第２の出力電圧を前記第３の出力電圧に変換する第２の電圧変換手段と、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧であり、前記第２の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧から変換された前記第３の出力電圧であり、被写体の撮影に必要な第１の回路に前記第１の出力電圧を供給しない場合であって、前記第１の回路を制御するための第２の回路に前記第３の出力電圧を供給する場合、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧から前記第２の出力電圧に変更され、前記第２の電圧変換手段の出力電圧が前記第２の出力電圧から変換された前記第３の出力電圧に変更されるように前記第１の電圧変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の一形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００１３】
同図において、１はカメラ全体の制御を行うＡ／Ｄ変換器を内蔵したＣＰＵ、２はカメラの電源である電池を適切にカメラ全体に供給するための電源回路、３はＣＰＵ１の制御に応じてストロボの充電，発光を行うストロボ回路、４は撮影する被写体の輝度を測定する測光回路、５はカメラの周囲温度を測定するための温度検出回路、６は使用するフィルムの感度，撮影枚数等を検出するためのフィルム情報検出回路、７は撮影する被写体までの距離を測定するための測距回路である。８は装填されたフィルムを駆動し、ＡＬ（オートローディング），巻き上げ，巻き戻し等の制御を行うためのフィルム制御回路、９は撮影レンズを駆動し、焦点距離，焦点調節を行うためのレンズ制御回路、１０はシャッタ等を駆動し、フィルムに所定量の露光を与え撮影を行うための露光制御回路である。
【００１４】
上記構成におけるカメラにおいて、通常のシーケンスについて説明する。
【００１５】
不図示のレリーズスイッチの第１ストローク操作がなされたことを検出すると、ＣＰＵ１は、まず電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータを起動させ、電池電圧が以降のカメラの動作を行うに十分な容量があるかどうかを判定する。ここで、電池電圧が十分にあると判定した場合には、測光回路４にて被写体の輝度を測定する。次に、温度検出回路５にて周囲温度を測定し、続いて測距回路７にて被写体までの距離を測定する。
【００１６】
以上の処理を終えたところでレリーズスイッチの第２ストローク操作がなされたことを検出すると、上記の測距回路７で得られた情報をもとに、温度検出結果に応じた補正を加えた被写体までの距離情報に応じて、レンズ制御回路９を用いて焦点調節用レンズを駆動し、更に、測光回路４にて得られた被写体輝度情報と、フィルム情報検出回路６にて得られたフィルム固有の感度情報、温度検出回路５により得られた温度情報に応じて露光制御回路１０を動作させ、適切なシャッタ駆動を行う。つまり、フィルムへの露光動作を行う。そしてこの際に、カメラの設定等に応じてストロボ回路３を動作させる。
【００１７】
フィルムへの露光動作が完了すると、フィルム制御回路８によりフィルムの巻き上げ、あるいはその撮影がフィルムの最終駒であった場合には巻き戻し動作を実行し、所定の動作が終了したところで、ＣＰＵ１は動作クロックを低速クロックに変更し、電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止し、必要に応じて停止モードに入り、次の操作を待つことになる。
【００１８】
次に、前述の状況における電源回路２の動作について詳細に説明する。
【００１９】
図２は、電源回路２の詳細な回路構成を示す図であり、同図において、２１は電源であるところのリチウム単一セルの３Ｖ電池、２２は昇圧用コイル、２３は前記コイル２２をスイッチングするスイッチング素子であるトランジスタであり、前記コイル２２と共にＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、その効率を上げるためにＦＥＴが用いられる場合が多い。２４はコイル２２の出力を整流するためのダイオード、２５は昇圧出力安定用のコンデンサである。２６はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を供給する電源出力端子、２７はＤＣ／ＤＣコバータより供給される第１，第２の出力電圧（詳細は後述する）から第３の出力電圧（詳細は後述する）を生成するシリーズレギュレータ、２８は第３の出力電圧が出力されないときに電池電圧から電源出力端子３０に電圧を供給するためのダイオード、２９はシリーズレギュレータ２７からの第３の出力電圧を平滑するためのコンデンサ、３０は第３の出力電圧を供給する電源出力端子である。
【００２０】
３１はシーケンス制御用のＣＰＵ１からの命令に応じて、前記スイッチングトランジスタ２３を適宜オン／オフする事により電源出力端子２６のアナログ系出力電圧（第１の出力電圧）を設定値になるようにＤＣ／ＤＣコンバータの動作を制御するＤＣ／ＤＣ制御回路、３２は前記ＤＣ／ＤＣ制御回路３１のロジック系電源電圧用の入力端子、３３はＤＣ／ＤＣコンバータの出力である電源出力端子２６の出力電圧を入力し前記ＤＣ／ＤＣ制御回路３１のフィードバック入力端子となるアナログ系電源電圧用の入力端子、３４，３５はＣＰＵ１からの制御端子、３６はスイッチングトランジスタ２３を制御する制御端子である。
【００２１】
前記電源出力端子３０には、シーケンス制御用ＣＰＵ１をはじめとする回路が接続され、前記電源出力端子２６には、周辺のアナログ回路，アナログＩＣ等が接続される。
【００２２】
ここで、ＣＰＵ１はプロセスの微細化が進み、動作電圧として５Ｖを印加することができないものである。従来のプロセスのＣＰＵであれば周辺回路とともに５Ｖの電源のみを用意し、これを供給することでＣＰＵ，周辺回路とも動作可能であった。
【００２３】
一方で周辺回路は、ＣＰＵほど微細化プロセスが進むわけではなく、逆に光信号を扱う半導体素子をはじめとするアナログ機能回路、パワーコントロール回路等ではその信号レベル、あるいは容量等の要因により、意図的に高耐圧プロセスを使用しているものもある。そのため、現在では 3.3Ｖ系のデバイスと、５Ｖを必要とするデバイスが混在する状況にあり、すべての周辺回路をたとえば 3.3Ｖといった低電圧で動作させることはできないでいる。また、将来的にも動作電圧が変わっても、このような電源電圧の異なるデバイスが混在するという状況は継続するものと考えられる。
【００２４】
次に、上記構成におけるシステムの動作について説明する。
【００２５】
電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータが動作していない期間は、ＣＰＵ１には電池２１よりダイオード２８を介して電池電圧が電源出力端子３０を介して印加され、動作している。つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータが動作していない場合であっても、常に「電池電圧−Ｖf(28) 」の電圧が印加されている。なお、Ｖf(28) はダイオード２８にて降下する電圧を意味する。この「電池電圧−Ｖf(28) 」の電圧は、シーケンス制御用のＣＰＵ１をはじめとするロジック回路に供給され、これが本システムのシステム電源となる。
【００２６】
この場合に電源出力端子３０に現れる電圧は電池電圧３Ｖあるいはそれ以下であり、所定の 3.3Ｖには達していないので、ＣＰＵ１は最高速度での動作は保証されない。しかしながら、ＣＰＵ１は低速クロックで動作したり、あるいは停止モードに入り、不図示の操作スイッチ等の割り込みを待っていることは可能である。
【００２７】
次に、ＣＰＵ１に何らかの割り込み等で昇圧動作命令が出力され、該ＣＰＵ１が電源回路２内のＤＣ／ＤＣコンバータの動作を開始した場合を想定する。
【００２８】
まずＣＰＵ１より制御端子３４へＤＣ／ＤＣの動作開始命令がなされると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１は昇圧動作を開始する。まずスイッチング動作前に、電源出力端子２６には電池２１からコイル２２，ダイオード２４を介して「電池電圧−Ｖf(24) 」なる電圧が現れている。なお、Ｖf(24) はダイオード２４での電圧降下を表す。ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はこの出力電圧を入力端子３３より入力し、この電圧を内部の不図示の誤差アンプと、内部に有する基準電圧との関係から、前記電圧が、設定された出力電圧（ここでは５Ｖ）になるようにスイッチングトランジスタ２３をオン／オフさせる信号を出力する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は次第に上昇する。
【００２９】
上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇して、シリーズレギュレータ２７が動作可能な電圧に達してくると、該シリーズレギュレータ２７はこの電圧を入力とし、設定された出力電圧（ここでは 3.3Ｖであり、これを第３の出力電圧と記す）を出力するようになる。上記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し、シリーズレギュレータ２７の出力が、「電池−Ｖｆ（28）」よりも大きくなると、電源出力端子３０にはシリーズレギュレータ２７の出力として前記第３の出力電圧として現れるようになる。
【００３０】
さらにＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し、シリーズレギュレータ２７が完全にその出力電圧 3.3Ｖを供給できるようになると、前記第３の出力電圧は 3.3Ｖに達し安定する。そして、これ以上ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇しても、第３の出力電圧はほぼ 3.3Ｖを示す。
【００３１】
さらにＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が上昇し、該ＤＣ／ＤＣコンバータの設定値５Ｖに達すると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はスイッチング動作を適宜制御することで、前記出力電圧が５Ｖを維持するよう安定動作を行うようになる。５Ｖの出力電圧は、周辺の回路、たとえば測光回路４，測距回路７といった光信号を扱う半導体素子、あるいは各種モータの駆動回路等のパワーコントロール素子等に、第１の出力電圧として供給される。
【００３２】
一方、第３の出力電圧はＣＰＵ１に供給されており、この第３の出力電圧が 3.3Ｖに達し安定したことを確認すると、ＣＰＵ１はその最高速度で動作することが可能となる。
【００３３】
当然周辺回路とＣＰＵ１との間で電源電圧が異なるので、インターフェイス部においてはレベル変換回路が必要な部分も生じる。本実施の形態では不図示であるが、異なる電源電圧間で必要なインターフェイス部には適宜この回路を配置する必要がある。
【００３４】
このように、周辺回路を作動させる必要があるときには、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が５Ｖの第１の出力電圧となるように動作し、周辺回路には５Ｖの第１の出力電圧が供給されるので、該周辺回路は安定して動作でき、又ＣＰＵ１には 3.3Ｖの第３の出力電圧が供給されているので、最高速での動作が可能となる。
【００３５】
ここで、シリーズレギュレータ２７について考察する。
【００３６】
シリーズレギュレータ２７の入力電圧は第１の出力電圧である５Ｖであり、その出力電圧は 3.3Ｖであるので、その電圧の差「（ 5.0Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」がこのシリーズレギュレータ２７の消費電力となり、熱として消費されてしまう。シリーズレギュレータ２７としては、入力電圧が、設定された出力電圧に対してある一定以上の電圧が確保されていれば（もちろん消費電流にもよるが）十分安定した出力電圧を供給することが可能である。
【００３７】
そこで、ＣＰＵ１は高速動作する必要があるが、周辺回路に電源を供給する必要が無い時間などには、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を第１の出力電圧より低い方向に変化させ、シリーズレギュレータ２７の出力電圧を 3.3Ｖに十分確保できるだけの異なる出力電圧（これを、第２の出力電圧と記す）に切り換えることにより、消費電力の更なる低減化を図る。
【００３８】
以降、この動作について説明を行う。
【００３９】
カメラが動作中には、ＣＰＵ１の動作スピードは最高速である必要があるが、周辺回路（例えば、測光回路４，温度検出回路５，測距回路７，各種モータの駆動回路等）には電源を供給する必要が無い状態が生じた場合を考える。
【００４０】
例えば、第３の出力電圧が供給される回路およびロジックデバイスのみ使用する場合、あるいはＣＰＵの処理動作のみの場合には、この状態が望ましい。この場合には、電源出力端子２６に接続された周辺回路に５Ｖを供給する必要はなく、電源出力端子３０に接続されたＣＰＵ１をはじめとするロジック回路に所定の電圧（第３の出力電圧である 3.3Ｖ）を供給するだけでよい。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を、シリーズレギュレータ２７の損失が大きくなる第１の出力電圧（５Ｖ）ではなく、該シリーズレギュレータ２７の出力を第３の出力電圧の保持できる最低限の電圧（例えば、 3.8Ｖであり、第２の出力電圧）を供給できるように変更することで、該シリーズレギュレータ２７の損失を最低限に抑えることが可能となり、カメラシステム全体としての省エネルギー化が可能となる。
【００４１】
次に、カメラが動作中で、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧として、５Ｖの第１の出力電圧が出力されている状態から、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を第２の出力電圧（ 3.8Ｖ）に切り換えることを考える。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を入力端子３３より入力し、この電圧を内部の不図示の誤差アンプを介して内部に有する基準電圧と比較し、第１の出力電圧が、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧になるようにスイッチングトランジスタ２３をオン／オフさせる信号を出力する。ここで、内部の誤差アンプの特性、あるいは基準電圧のレベルを変更することにより、設定電圧の変更が可能となる。
【００４３】
そこで、本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３５をＣＰＵ１からコントロールすることでその設定電圧を変更可能な構成としている。すなわち、通常制御端子３５がＬレベルであると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１は、その出力電圧が５Ｖとなるようにスイッチングトランジスタ２３の制御を行う。そして、ＣＰＵ１からの指示により制御端子３５がＨレベルに変更されると、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１は先に述べたような方法でその設定電圧を変更し、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が５Ｖの第１の出力電圧から 3.8Ｖの第２の出力電圧となるようにスイッチングトランジスタ２３の制御を行う。さらに再度第１の出力電圧として５Ｖが必要とされるときには、制御端子３５を再度Ｌレベルとすることで、設定電圧の変更が可能である。
【００４４】
以上の説明を、図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００４５】
同図において、スイッチが操作された等の何らかの要因によりＣＰＵ１が起動された場合、シーケンスがスタートする。
【００４６】
ステップ＃１０１においては、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作開始前なので、ＣＰＵ１は低速モードで起動する。そして、割り込みの生じた原因を確認し、ＤＣ／ＤＣコンバータを起動して処理する必要があると判定した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動を指示する。そして、次のステップ＃１０２において、ポート出力にてＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３４の状態を変化させ、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の動作を開始させる。このときにＤＣ／ＤＣ制御回路３１の設定電圧を変更するための制御端子３５はＣＰＵ１にてＬレベルに固定され、設定電圧は第１の出力電圧（５Ｖ）となっている。
【００４７】
次に、ＣＰＵ１はステップ＃１０３において、シリーズレギュレータ２７の出力電圧が、その設定電圧である第３の出力電圧（ 3.3Ｖ）に到達したかどうかを確認する。この検出方法としては、例えばシリーズレギュレータ２７の出力電圧を不図示の抵抗で分割し、この分圧レベルをＣＰＵに内蔵するＡ／ＤコンバータでＡ／Ｄ変換することでその電圧値を判定することが可能となる。これにより、ＣＰＵ１は該出力電圧より最高速で動作できるかどうかを判定できる。もしこのステップでシリーズレギュレータ２７の出力電圧が所定の値に達しないときにはステップ＃１０４へ進み、経過時間の確認を行う。
【００４８】
ステップ＃１０４において、所定の時間が経過したことを確認すると、ＣＰＵ１はＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が所定時間内に所定の値に達しなかったと判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータの制御不良と判定してステップ＃１０５へ進み、ＤＣ／ＤＣコンバータを停止させるとともに、ステップ＃１１５において、ＤＣ／ＤＣ昇圧ＮＧ処理に移行し、ＮＧであることを不図示の表示手段等を用いて警告する。
【００４９】
上記ステップ＃１０３にてシリーズレギュレータ２７の出力電圧がＣＰＵ１の最高速での動作を可能とする電圧を十分満たす（第３の出力電圧が発生している）と判定した場合にはステップ＃１０６へ進み、ＣＰＵ１の動作クロックを最高速に切り換え、処理速度を向上させる。そして、次のステップ＃１０７，＃１０８において、ＣＰＵ１は割り込みの生じた原因に応じて、適切な処理を行う。例えば、レリーズスイッチの第１ストローク操作がなされた場合には、測光回路４にて被写体輝度を測定し、測距回路７にて被写体距離を測定し、さらにレリーズスイッチの第２ストローク操作がなされていることを判定すると、さらにレンズ制御回路９、露光制御回路１０を駆動して適切な制御を行う。これらの制御に際して周辺回路には５Ｖ（第１の出力電圧）を供給する必要があるので、これらの処理が必要と判定した場合には、ステップ＃１０７にて５Ｖが必要であると判定し、次のステップ＃１０８にて上記のような処理を行う。
【００５０】
一方、上記ステップ＃１０７にて周辺回路に５Ｖ（第１の出力電圧）を供給する必要がないとき、あるいは、ステップ＃１０８にて５Ｖを必要とする処理を行った後は、何れもステップ＃１０９へ進み、ここでは５Ｖ（第１の出力電圧）の電源は不要であるが、ＣＰＵ１がその最高速での動作を可能とする 3.3Ｖ（第３の出力電圧）の電源は必要かどうかの判定を行う。この結果、５Ｖ（第１の出力電圧）の電源は必要としないが、 3.3Ｖ（第３の出力電圧）の電源は必要であると判定した場合はステップ＃１１０へ進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧（５Ｖ）の変更を行う。すなわち、ＣＰＵ１はそのポート出力を変更し、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３５をＨレベルに切り換え、５Ｖの設定電圧を 3.8Ｖに変更する命令を出す。これにより、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１はその制御特性を切り換え、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が第２の出力電圧（ 3.8Ｖ）となるように、該ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。その後、ステップ＃１１１にて、必要な処理を行う。
【００５１】
この期間にシリーズレギュレータ２７では、「（ 3.8Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」の損失となり、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が第１の出力電圧（５Ｖ）の時のそれに比較して、１／３以下となる。したがって、この処理に要する時間が相対的に長くなるような構成であると、ここでの消費電力の低減効果が大きく現れることとなる。
【００５２】
上記ステップ＃１１１での処理動作が終了したところで、あるいは、上記ステップ＃１０９にて、５Ｖの電源は必要とせず、 3.3Ｖの電源も必要ないと判定した場合には、必要な処理はすべて終了したものと判定し、終了状態に移行するステップ＃１１２以降へと進む。
【００５３】
具体的には、ステップ＃１１２においては、ＣＰＵ１の動作クロックを低速モードに切り換える。これにより、ＣＰＵ１への電源が 3.3Ｖよりも低くなっても正常に動作できるため、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止してもその動作が保証される。そして、次のステップ＃１１３において、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止させる。すなわち、ＣＰＵ１はそのポート出力を変更し、ＤＣ／ＤＣ制御回路３１の制御端子３４を変更してＤＣ／ＤＣコンバータの動作を禁止する。このとき同時に制御端子３５も次の起動時に備えて、その端子電圧をＬレベルに切り換えておく。その後はステップ＃１１４へ進み、必要な割り込みの設定を行い、消費電力を低減させるために停止モードに移行し、次の割り込みの発生を待つこととなる。
【００５４】
上記の実施の形態によれば、測光回路４等の周辺回路に第１の出力電圧（５Ｖ）を供給する必要はなく、ＣＰＵ１等に第３の出力電圧（ 3.3Ｖ）を供給するだけでよい場合は、シリーズレギュレータ２７が前記第３の出力電圧（ 3.3Ｖ）を供給可能な電圧を保持できる最低限の電圧（ 3.8Ｖ（第２の出力電圧））にＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を変更する構成にしているので、従来では例えば「（ 5.0Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」であったものが、上記の実施の形態では「（ 3.8Ｖ− 3.3Ｖ）×シリーズレギュレータの消費電流」の損失となり、前者に比べてその損失は１／３以下となり、回路規模を大きくすることなく（ＤＣ／ＤＣコンバータのみで２種類の電圧を作る場合に比べて）、高効率な電源を供給することが可能となり、より低消費電力のカメラを提供可能となる。
【００５５】
また、前記第１の回路はカメラのセンサ等の周辺デバイス、あるいはアナログ処理回路であることにより、一般的に高い電源電圧を必要とするアナログ回路に最適な電源を供給するとともに、回路規模を大きくすることなく、高効率な電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５６】
また、前記第２の回路は少なくともカメラのシーケンス制御を行うＣＰＵを含む回路であることにより、一般的に低い電源電圧を必要とするＣＰＵに最適な電源を供給するとともに、回路規模を大きくすることなく、高効率な電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５７】
また、前記第１の電圧変換手段は昇圧形スイッチングコンバータであることにより、回路規模を大きくすることなく、高効率な電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５８】
また、前記第２の電圧変換手段はシリーズレギュレータであることにより、回路規模を大きくすることなく、高効率で、より高精度の電源を提供することを可能とし、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００５９】
また、前記第１の回路と前記第２の回路は同一のチップ上に形成されたＩＣであることにより、回路規模を大きくすることなく、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００６０】
また、前記第１の回路と前記第２の回路と、前記第２の電圧変換手段は同一のチップ上に形成されたＩＣであることにより、回路規模を大きくすることなく、より低消費電力のカメラを供給することが可能となる。
【００６１】
（変形例）
本実施の形態の中では、周辺回路（例えば測光回路７、温度検出回路５、測距回路７、各種モータの駆動回路等）には、５Ｖが必要として説明しているが、いずれかの回路に必要な電源が 3.3Ｖで構わないときには、その処理を行う際に3.3Ｖに切り換えて使用しても構わない。
【００６２】
また、カメラシステムの中で異なる電源電圧を必要とする周辺回路が存在するシステムにおいても同様に適用できる。
【００６３】
また、本実施の形態におけるフローチャートの中では、５Ｖの第１の出力電圧を必要とする処理を行った後に、第２の出力電圧のみ必要な処理を行うようなフローとなっている（＃１０７〜＃１１１）が、これは簡略化のためであり、必要なシーケンスの流れに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧を変更しながらシーケンスを進めても一向に構わない。
【００６４】
また、ＣＰＵ１の動作電圧が 3.3Ｖであり、周辺回路が５Ｖといった電圧の構成を示しているが、システムの電源はこの電圧に限られるものではなく、これ以外の異なる種類の電圧を必要とするシステムにおいては同等に適用できる。
【００６５】
また、ＣＰＵ１の動作電圧が 3.3Ｖであり、例えば５Ｖといった電圧を印加できないものとして説明を行っているが、プロセスのコントロールにより、部分的に高耐圧の構成をとることも可能である。すなわち、ＩＣ内部のＣＰＵコア部分には 3.3Ｖを電源として供給するが、同一チップ上に形成したレベル変換回路には独立に５Ｖの電源入力用の端子を設け、ここより５Ｖ電源を供給するといった構成である。このような場合には、例えば周辺回路とのインターフェイス部分のレベル変換回路等を内蔵することが可能となる。
【００６６】
さらに、このようなプロセスコントロール下で、ＣＰＵと周辺回路も含めて同一チップ上に形成可能な構成では、上記手法と同等の構成にて、５Ｖで動作する周辺回路の一部も同一チップに構成できるが、この場合であっても、本実施の形態を適用できることはいうまでもない。
【００６７】
また、第１の出力電圧を５Ｖ、第３の出力電圧を 3.3Ｖとして説明しているが、これらの電圧はこの値に限定されるものではなく、さらにシリーズレギュレータを複数有するシステムにおいても、必要な回路と、そこで要求される動作電圧、さらにＤＣ／ＤＣコンバータの設定電圧レベルを複数有する構成とすることで、同様に制御することにより、本発明を適応できることはいうまでもない。
【００６８】
また、上記実施の形態においては、カメラに適用した例を述べているが、その他、請求項に記載の構成要件を具備した光学装置へも適用できるものである。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、異なる電圧を供給する電源装置の消費電力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電源回路の内部構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係るカメラの主要部分の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 電源回路
４ 測光回路
７ 測距回路
２１ ３Ｖ電池
２２ 昇圧用コイル
２３ スイッチング素子
２４ ダイオード
２５ コンデンサ
２６ 電源出力端子
２７ シリーズレギュレータ
２８ ダイオード
２９ コンデンサ
３０ 電源出力端子
３１ ＤＣ／ＤＣ制御回路
Claims (6)
- 電池から供給される電池電圧を前記電池電圧よりも高い第１の出力電圧又は前記第１の出力電圧よりも低い第２の出力電圧に変換する第１の電圧変換手段と、
前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧である場合は、前記第１の出力電圧を前記第２の出力電圧よりも低い第３の出力電圧に変換し、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第２の出力電圧である場合は、前記第２の出力電圧を前記第３の出力電圧に変換する第２の電圧変換手段と、
前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧であり、前記第２の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧から変換された前記第３の出力電圧であり、被写体の撮影に必要な第１の回路に前記第１の出力電圧を供給しない場合であって、前記第１の回路を制御するための第２の回路に前記第３の出力電圧を供給する場合、前記第１の電圧変換手段の出力電圧が前記第１の出力電圧から前記第２の出力電圧に変更され、前記第２の電圧変換手段の出力電圧が前記第２の出力電圧から変換された前記第３の出力電圧に変更されるように前記第１の電圧変換手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする電源装置。 - 前記第１の電圧変換手段は、ＤＣ／ＤＣコンバータを有し、
前記第２の電圧変換手段は、シリーズレギュレータを有することを特徴とする請求項１に記載の電源装置。 - 前記第３の出力電圧は、前記第２の出力電圧よりも低く前記電池電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項１または２に記載の電源装置。
- 前記第１の回路は、モータの駆動回路、被写体の輝度を測定するための回路、温度を検出するための回路、被写体までの距離を測定するための回路の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電源装置。
- 前記第２の回路は、ＣＰＵを含む回路であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電源装置。
- 前記電源装置は、カメラの電源装置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電源装置。
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