図面 (/)

技術 電子機器

出願人 株式会社ニコン
発明者 加納吾郎
出願日 2012年3月27日 (7年6ヶ月経過) 出願番号 2012-071883
公開日 2013年10月7日 (6年0ヶ月経過) 公開番号 2013-207848
状態 未査定
技術分野 DC‐DCコンバータ スタジオ装置
主要キーワード 携帯音楽プレイヤ オシュレータ 電源切り替え回路 初期値情報 立下り期間 電力供給要求 ドライブ制御信号 PFM
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年10月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

ホスト装置との通信確立する。

解決手段

電子機器(1)は、インターフェースを介してホスト装置(2)より供給された電力から電子機器(1)の駆動電力を生成する直流直流変換器(20)であって、直流・直流変換器(20)の消費電力が小さい第1のモードと第1のモードより直流・直流変換器(20)の消費電力が大きい第2のモードとを有する直流・直流変換器(20)と、インターフェースの接続開始からホスト装置(2)の供給可能電力が判明するまでの期間、直流・直流変換器(20)を第1のモードにさせ、供給可能電力が判明し、供給可能電力が予め定められた電力量以上である場合に、直流・直流変換器(20)を第2のモードに変更させる制御部(17)とを備える。

概要

背景

USB(Universal Serial Bus)インターフェースを介して、パーソナルコンピュータなどのホスト装置から電力供給を受けて動作する電子機器が知られている。このような電子機器では、ホスト装置から供給される電力における電圧と、電子機器の内部回路が使用する電圧とが異なる場合がある。このような場合に、電子機器は、ホスト装置から供給される電力を直流直流変換器(以下、DC−DCコンバータという)によって所定の電圧に変換し、変換された電圧によって内部回路を駆動する。
なお、このような電子機器に搭載されるDC−DCコンバータでは、例えば、特許文献1に記載されている技術が用いられている。この特許文献1には、DC−DCコンバータの出力電圧基準電圧との差に基づいて、DC−DCコンバータが駆動する負荷を検出し、負荷に応じてスイッチング周波数を変更することにより、DC−DCコンバータの効率を向上する技術が記載されている。

概要

ホスト装置との通信確立する。電子機器(1)は、インターフェースを介してホスト装置(2)より供給された電力から電子機器(1)の駆動電力を生成する直流・直流変換器(20)であって、直流・直流変換器(20)の消費電力が小さい第1のモードと第1のモードより直流・直流変換器(20)の消費電力が大きい第2のモードとを有する直流・直流変換器(20)と、インターフェースの接続開始からホスト装置(2)の供給可能電力が判明するまでの期間、直流・直流変換器(20)を第1のモードにさせ、供給可能電力が判明し、供給可能電力が予め定められた電力量以上である場合に、直流・直流変換器(20)を第2のモードに変更させる制御部(17)とを備える。

目的

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、ホスト装置との通信を確立することができる電子機器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

インターフェースを介してホスト装置より供給された電力から電子機器駆動電力を生成する直流直流変換器であって、該直流・直流変換器の消費電力が小さい第1のモードと前記第1のモードより前記直流・直流変換器の消費電力が大きい第2のモードとを有する直流・直流変換器と、前記インターフェースの接続開始から前記ホスト装置の供給可能電力が判明するまでの期間、前記直流・直流変換器を前記第1のモードにさせ、前記供給可能電力が判明し、前記供給可能電力が予め定められた電力量以上である場合に、前記直流・直流変換器を前記第2のモードに変更させる制御部とを備えることを特徴とする電子機器。

請求項2

前記第1のモードは、前記電子機器において、前記インターフェースを介して前記ホスト装置と通信を行うために必要な負荷を前記直流・直流変換器に駆動させる場合に、前記直流・直流変換器の消費電力が前記第2のモードより小さいモードであることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。

請求項3

前記第2のモードは、前記電子機器において、前記必要な負荷より大きい負荷を前記直流・直流変換器に駆動させる場合に、前記第1のモードより駆動効率よく駆動電力を前記電子機器に供給するモードであることを特徴とする請求項2に記載の電子機器。

請求項4

前記制御部は、前記直流・直流変換器を前記第1のモードにさせる場合に、前記直流・直流変換器のスイッチング周波数を前記第2のモードより低め、前記直流・直流変換器を前記第2のモードに変更させる場合に、前記直流・直流変換器のスイッチング周波数を前記第1のモードより高めることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子機器。

請求項5

前記直流・直流変換器は、パルス幅変調によって、前記電子機器に供給する前記駆動電力を生成する制御を行うことを特徴とする請求項4に記載の電子機器。

請求項6

前記制御部は、前記直流・直流変換器を前記第1のモードにさせる場合に、前記直流・直流変換器をパルス周波数変調によって制御させ、前記直流・直流変換器を前記第2のモードに変更させる場合に、前記直流・直流変換器をパルス幅変調によって制御させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子機器。

請求項7

前記予め定められた電力量は、500ミリアンペアであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電子機器。

請求項8

前記電子機器は、撮像装置であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電子機器。

技術分野

0001

本発明は、電子機器に関する。

背景技術

0002

USB(Universal Serial Bus)インターフェースを介して、パーソナルコンピュータなどのホスト装置から電力供給を受けて動作する電子機器が知られている。このような電子機器では、ホスト装置から供給される電力における電圧と、電子機器の内部回路が使用する電圧とが異なる場合がある。このような場合に、電子機器は、ホスト装置から供給される電力を直流直流変換器(以下、DC−DCコンバータという)によって所定の電圧に変換し、変換された電圧によって内部回路を駆動する。
なお、このような電子機器に搭載されるDC−DCコンバータでは、例えば、特許文献1に記載されている技術が用いられている。この特許文献1には、DC−DCコンバータの出力電圧基準電圧との差に基づいて、DC−DCコンバータが駆動する負荷を検出し、負荷に応じてスイッチング周波数を変更することにより、DC−DCコンバータの効率を向上する技術が記載されている。

先行技術

0003

特開平11−155281号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、USBインターフェースを介してこのような電子機器とホスト装置とを接続する場合、接続開始の際に、ホスト装置から供給される電流は、100mA(ミリアンペア)までの電流である。そして、電子機器とホスト装置との間にUSBインターフェースによる通信確立された後、ホスト装置は、500mAなどの大きい電流を供給することが可能になる。そのため、電子機器は、100mA以下の消費電流において、USBインターフェースによる通信を確立する必要がある。そのため、例えば、撮像装置などの電子機器では、USBインターフェースによる通信を行う際に、動作する必要のない回路部を停止して消費電流の低減を行っている。
しかしながら、電子機器の高機能化に伴い、電子機器の消費電流が増大して、100mAを上回ってしまうことがある。そのため、このような電子機器では、ホスト装置との通信を確立することができないことがある。また、特許文献1に記載の技術では、この場合のように、DC−DCコンバータに供給される電力に制限がある場合、100mAの軽負荷であるにもかかわらず、出力電圧が低下するため、重負荷と判定されることがある。そのため、特許文献1に記載の技術では、このような場合には、電子機器の消費電流を低減することができなかった。

0005

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、ホスト装置との通信を確立することができる電子機器を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記問題を解決するために、本発明は、インターフェースを介してホスト装置より供給された電力から電子機器の駆動電力を生成する直流・直流変換器であって、該直流・直流変換器の消費電力が小さい第1のモードと前記第1のモードより前記直流・直流変換器の消費電力が大きい第2のモードとを有する直流・直流変換器と、前記インターフェースの接続開始から前記ホスト装置の供給可能電力が判明するまでの期間、前記直流・直流変換器を前記第1のモードにさせ、前記供給可能電力が判明し、前記供給可能電力が予め定められた電力量以上である場合に、前記直流・直流変換器を前記第2のモードに変更させる制御部とを備えることを特徴とする電子機器である。

発明の効果

0007

本発明によれば、ホスト装置との通信を確立することができる。

図面の簡単な説明

0008

第1の実施形態による撮像装置を示す概略ブロック図である。
第1の実施形態におけるDC−DCコンバータを示す概略ブロック図である。
第1の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。
第2の実施形態におけるDC−DCコンバータを示す概略ブロック図である。
第2の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。

実施例

0009

以下、本発明の一実施形態による電子機器について図面を参照して説明する。
本実施形態では、電子機器の一例として、撮像装置である場合の例を説明する。

0010

<第1の実施形態>
図1は、本実施形態による撮像装置1を示す概略ブロック図である。
この図において、撮像装置1は、USB(Universal Serial Bus)インターフェースを介して、ホスト装置であるパーソナルコンピュータ2(以下、パソコンという)に接続されている。撮像装置1は、USBインターフェースを介して、パソコン2から電力を供給される。
なお、パソコン2からUSBインターフェースを介して撮像装置1に電力を供給する場合、次のような手順によって行われる。まず、パソコン2と撮像装置1とが接続されると、パソコン2は、USBインターフェースの規定により、100mAまでの電流(100mAを保証する電力)を撮像装置1に供給する。次に、この状態において、パソコン2と撮像装置1との間で通信が確立され、撮像装置1が、例えば、500mAまでの電流(500mAを保証する電力)を要求する。これに対して、パソコン2が、500mAの電力を供給可能な場合に、500mAを保証する電力を撮像装置1に供給する。

0011

ところで、撮像装置1は、システム部10、DC−DCコンバータ20、電源切り替え回路30、及び電池40を備えている。

0012

電池40は、例えば、二次電池であり、撮像装置1を駆動する電力を供給する。
電源切り替え回路30は、撮像装置1がUSBインターフェースを介してパソコン2と接続される場合に、制御部17からの制御信号に基づいて、DC−DCコンバータ20に対して出力する電力を、電池40から供給される電力と、パソコン2から供給される電力とのいずれかに切り替える。また、電源切り替え回路30は、撮像装置1がUSBインターフェースを介してパソコン2と接続される場合に、パソコン2から供給される電力によって、電池40を充電するか否かを、制御部17からの制御信号に基づいて切り替える。なお、電源切り替え回路30は、電池40の出力電圧を検出する検出部を備えており、検出部によって検出された電池40の出力電圧を制御部17に出力する。

0013

システム部10は、撮像装置1における撮像処理撮像画像表示処理、USBインターフェースによる撮像画像の転送処理などの各種処理を実行する。システム部10は、撮像部11、画像処理部12、表示部13、USBI/F(USBインターフェース)部14、操作部15、記憶部16、制御部17、カードI/F部18、及び記憶媒体19を備えている。

0014

撮像部11は、設定された撮像条件(例えば、絞り値、露出値など)に基づいて制御部17によって制御される。撮像部11は、光学系を介した光学像撮像素子結像させ、A/D(アナログデジタル)変換部によって変換された当該光学像に基づく画像データを生成する。

0015

画像処理部12は、記憶部16に記憶されている画像処理条件に基づいて、画像データに対して画像処理を実行する。ここでいう画像データとは、画像処理部12に入力される画像データ(入力画像)のことであり、例えば、撮像部11によって撮像された撮像画像データ、又は記憶媒体19から読み出された画像データのことである。

0016

表示部13は、例えば、液晶ディスプレイであり、撮像部11によって得られた画像データや、操作画面等を表示する。なお、表示部13は、ファインダ内の表示部でもよい。
USBI/F部14は、パソコン2とのデータ通信を行う。なお、ここで、USBI/F部14は、USBインターフェースにおいて、通信を制御されるデバイスとして機能する。

0017

操作部15は、例えば、電源スイッチ、シャッタータン十字キー確定ボタン、削除ボタン、及び、その他の操作キーを含み、使用者によって操作されることで、使用者の操作入力受け付けて、制御部17に供給する。
記憶部16は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などであり、制御部17の処理に使用する各種情報、撮像部11による撮像条件、などを記憶する。

0018

カードI/F部18は、カードメモリ等の取り外しが可能な記憶媒体19と接続され、この記憶媒体19への画像データの書込み、読み出し、又は消去を行う。
記憶媒体19は、撮像装置1に対して着脱可能に接続される記憶部であり、例えば、撮像部11によって得られた画像データ(ファイル)などを記憶する。
バス50は、撮像部11と、画像処理部12と、表示部13と、USBI/F部14と、操作部15と、記憶部16と、制御部17と、カードI/F部18とに接続され、各部から出力された画像データや制御信号等を転送する。

0019

制御部17は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などを含み、撮像装置1が備える各部を制御する。制御部17は、例えば、操作部15を介して撮像指示を受け付けた際に、撮像部11を介して得られる画像データを、記憶媒体19に記憶させる。また、制御部17は、例えば、操作部15を介して画像表示指示を受け付けた際に、記憶媒体19に記憶されている画像データを読み出して、表示部13に表示させる。
また、制御部17は、例えば、USBI/F部14、記憶部16及びカードI/F部18を制御して、パソコン2との間におけるUSBインターフェースを介した画像データ(ファイル)の転送を行う。この際に、制御部17は、画像データ(ファイル)の転送する処理に必要のない撮像部11、画像処理部12、表示部13、及び操作部15などの動作を停止させて、消費電力を低減させる。

0020

また、制御部17は、撮像装置1とパソコン2との間において、USBインターフェースを介して画像データ(ファイル)の転送を行う場合に、電源切り替え回路30及びDC−DCコンバータ20の制御を行う。
制御部17は、電源切り替え回路30に対して、次のような制御を行う。
制御部17は、上述のファイル転送を行う際に、電池40の出力電圧に基づいて、電源切り替え回路30に電源を切り替える制御信号を出力する。つまり、制御部17は、DC−DCコンバータ20に供給する電力に、電池40の出力電力を用いるか、パソコン2から供給される電力を用いるかを切り替える。制御部17は、例えば、電池40の出力電圧が3.0V(ボルト)以上である場合に、電源切り替え回路30に対して、電池40の出力電力をDC−DCコンバータ20に供給させる。そして、制御部17は、例えば、電池40の出力電圧が3.0V(ボルト)より低い場合に、電源切り替え回路30に対して、パソコン2から供給される電力をDC−DCコンバータ20に供給させる。

0021

また、制御部17は、電源切り替え回路30に対して、パソコン2から供給される電力を電池40に供給するか否かの制御を行う。つまり、制御部17は、パソコン2が例えば、100mAを保証する電力を撮像装置1に供給している場合に、パソコン2から供給される電力を電池40に供給させない制御信号を出力する。また。制御部17は、パソコン2が例えば、500mAを保証する電力を撮像装置1に供給している場合に、電源切り替え回路30に対して、パソコン2から供給される電力を電池40にも供給させる制御信号を出力する。これにより、電池40は、パソコン2から供給される電力によって充電される。

0022

また、制御部17は、DC−DCコンバータ20に対して、次のような制御を行う。
制御部17は、上述のファイル転送を行う際に、撮像装置1とパソコン2との間にUSBインターフェースの接続が開始された場合に、DC−DCコンバータ20に後述するスイッチング周波数を1MHzに変更させる。つまり、制御部17は、パソコン2から100mAを保証する電力が供給される場合に、スイッチング周波数が低いモード(第1のモード)である1MHzに変更させる。すなわち、制御部17は、USBインターフェースの接続開始からパソコン2の供給可能電力が判明するまでの期間、DC−DCコンバータ20をスイッチング周波数が低いモード(第1のモード)にさせる。

0023

また、制御部17は、撮像装置1とパソコン2との間の通信が確立されて、パソコン2から500mAを保証する電力が供給される場合に、DC−DCコンバータ20にスイッチング周波数を2MHzに変更させる。制御部17は、パソコン2から500mAを保証する電力が供給される場合に、スイッチング周波数が高いモード(第2のモード)である2MHzに変更させる。すなわち、制御部17は、パソコン2の供給可能電力が判明し、供給可能電力が予め定められた電力量を満たす場合(この場合、500mA以上である場合)に、DC−DCコンバータ20をスイッチング周波数が高いモード(第2のモード)に変更させる。

0024

DC−DCコンバータ20(直流・直流変換器)は、例えば、降圧型のDC−DCコンバータであり、パソコン2よりUSBインターフェースを介して供給された電圧を降圧して、撮像装置1の各部に供給する。すなわち、DC−DCコンバータ20は、インターフェースを介してパソコン2より供給された電力から撮像装置1の駆動電力を生成する。なお、DC−DCコンバータ20は、パルス幅変調(以下、PWMという)によるスイッチング制御により、出力電圧を生成する。
また、DC−DCコンバータ20は、DC−DCコンバータ20の消費電力が小さい第1のモードと、この第1のモードよりDC−DCコンバータ20の消費電力が大きい第2のモードとを有している。

0025

第1のモードは、撮像装置1において、USBインターフェースを介してパソコン2と通信を行うために必要な負荷(例えば、100mA以下の負荷)をDC−DCコンバータ20に駆動させる場合に、DC−DCコンバータ20の消費電力が第2のモードより小さいモードである。ここでは、第1のモードは、PWM変調に使用するスイッチング周波数が1MHz(メガヘルツ)の状態を示す。第1のモードにおけるスイッチング周波数1MHzは、後述する第2のモードにおけるスイッチング周波数(2MHz)より周波数が低い状態である。ここで、DC−DCコンバータ20の消費電力とは、DC−DCコンバータ20自身が消費する電力のことである。
スイッチング周波数が低い場合、PWM変調のパルス幅における立上り立下り期間の占める割合が低くなるため、DC−DCコンバータ20が消費する消費電力を低減することができる。

0026

第2のモードは、撮像装置1において、撮像処理、画像表示処理、画像データの転送処理などを行う場合に、DC−DCコンバータ20が最適な電力を供給することができるように、設定されたモードである。つまり、第2のモードは、撮像装置1において、上述の通信を行うために必要な負荷(例えば、100mA以下の負荷)より大きい負荷をDC−DCコンバータ20に駆動させる場合に、第1のモードより駆動効率よく駆動電力を撮像装置1に供給するモードである。具体的に、ここでは、第2のモードは、PWM変調に使用するスイッチング周波数が2MHzの状態を示す。第2のモードにおけるスイッチング周波数2MHzは、第1のモードにおけるスイッチング周波数(1MHz)より周波数が高い状態である。

0027

次に、本実施形態におけるDC−DCコンバータ20の構成を詳細に説明する。
図2は、本実施形態におけるDC−DCコンバータ20を示す概略ブロック図である。
この図において、DC−DCコンバータ20は、ドライブ部21、インダクタ22、及びコンデンサ23を備えている。DC−DCコンバータ20は、チョッパー式の降圧型のDC−DCコンバータである。

0028

インダクタ22は、電源切り替え回路30から供給される電圧を降圧するチョッパーコイルとして機能する。
コンデンサ23は、インダクタ22によって降圧された電圧を平滑化する平滑コンデンサとして機能する。
なお、インダクタ22とコンデンサ23とは、上述の第2のモードである場合(スイッチング周波数に2MHzを使用する場合)に、撮像装置1を駆動するために最適な電力が、DC−DCコンバータ20から得られえるように設定されている。ここで、撮像装置1を駆動するために最適な電力とは、撮像装置1を駆動する上で必要な電圧範囲供給電流、及びリップルノイズの周波数成分などを満たす出力電力である。また、1MHzより周波数の高い2MHzにおいて最適な出力電力が得られるように設定されているため、インダクタ22のインダクタンス値と、コンデンサ23の静電容量値とを低減することができる。そのため、インダクタ22及びコンデンサ23とは、小型の部品を使用することができる。

0029

ドライブ部21は、PWM制御により、出力負荷に応じたパルス幅の信号をインダクタ22に供給する。ドライブ部21は、初期設定端子部211、レジスタ部212、OSC(オシュレータ回路)部213、ドライブ制御部214、及び、ドライブトランジスタ(215、216)を備えている。

0030

初期設定端子部211は、OSC部213の発振周波数(スイッチング周波数)の初期値を設定する。ここでは、初期設定端子部211は、1MHzに設定されている。初期設定端子部211は、設定されたスイッチング周波数の初期値情報をレジスタ部212に供給する。
レジスタ部212は、周波数情報(スイッチング周波数情報)を記憶する。レジスタ部212は、DC−DCコンバータ20の立ち上げの際(例えば、電源電力が供給された際)に、初期設定端子部211から供給されるスイッチング周波数の初期値情報を記憶する。また、レジスタ部212は、制御部17から周波数情報が供給された場合に、この周波数情報を記憶する。レジスタ部212は、記憶している周波数情報をOSC部213に供給する。
なお、レジスタ部212には、上述の第1のモードである場合に、スイッチング周波数が1MHzに対応する周波数情報が記憶され、上述の第2のモードである場合に、スイッチング周波数が2MHzに対応する周波数情報が記憶される。

0031

OSC部213は、PWM制御に使用するスイッチング周波数に対応するクロック信号を生成する発振回路である。OSC部213は、レジスタ部212から供給される周波数情報に応じて定められた周波数のクロック信号を生成して、生成したクロック信号をドライブ制御部214に供給する。なお、OSC部213は、上述の第1のモードである場合に、スイッチング周波数が1MHzに対応するクロック信号を生成し、上述の第2のモードである場合に、スイッチング周波数が2MHzに対応するクロック信号を生成する。

0032

ドライブ制御部214は、DC−DCコンバータ20の出力に基づいて、フィードバック制御を行い、出力負荷に応じたPWM制御を行う。ドライブ制御部214は、PWM制御に基づいて、ドライブ制御信号をドライブトランジスタ215及び216に供給する。

0033

ドライブトランジスタ215は、ドライブ制御部214から供給されるドライブ制御信号に基づいて、電源切り替え回路30から供給される電圧をドライブ信号としてインダクタ22に供給する。また、ドライブトランジスタ216は、ドライブ制御部214から供給されるドライブ制御信号に基づいて、接地電圧をドライブ信号としてインダクタ22に供給する。このドライブトランジスタ215及び216によって、出力負荷に応じたパルス幅のドライブ信号が、インダクタ22に供給される。なお、このドライブ信号の周波数であるスイッチング周波数は、OSC部213によって生成されたクロック信号の周波数に基づいて定められている。
つまり、ドライブトランジスタ215及び216は、第1のモードである場合に、スイッチング周波数1MHzのドライブ信号をインダクタ22に供給し、第2のモードである場合に、スイッチング周波数2MHzのドライブ信号をインダクタ22に供給する。

0034

次に、本実施形態における撮像装置1の動作について説明する。
図3は、撮像装置1がUSBインターフェースを介してパソコン2と接続された場合の動作を示すフローチャートである。
なお、本実施形態において、制御部17は、DC−DCコンバータ20を第1のモードにさせる場合に、スイッチング周波数を第2のモードより低め、DC−DCコンバータ20を第2のモードに変更させる場合に、スイッチング周波数を第1のモードより高める例を説明する。

0035

この図において、まず、撮像装置1とパソコン2とが接続されると、USBインターフェースによる接続が開始される(ステップS101)。つまり、パソコン2から100mAを保証する電力が撮像装置1に供給される。なお、撮像装置1とパソコン2とが接続される初期状態において、撮像装置1の制御部17は、電源切り替え回路30に対して、パソコン2から供給される電力を電池40に供給させない制御信号を出力する。つまり、この初期状態において、電池40は、パソコン2から供給される電力によって充電されない状態にある。また、この初期状態において、制御部17は、電源切り替え回路30に対して、DC−DCコンバータ20に供給する電力にパソコン2から供給される電力を用いる制御信号を出力している。

0036

次に、撮像装置1は、スイッチング周波数を1MHzに変更する(ステップS102)。つまり、撮像装置1の制御部17は、USBI/F部14がパソコン2との接続を検出した場合に、DC−DCコンバータ20のレジスタ部212にスイッチング周波数が1MHzに対応する周波数情報を記憶させる。これにより、OSC部213は、レジスタ部212が記憶している変更された周波数情報に基づいて、スイッチング周波数が1MHzに対応するクロック信号を生成して、ドライブ制御部214に供給する。そして、ドライブ制御部214は、スイッチング周波数1MHzによってPWM制御を行う。つまり、DC−DCコンバータ20が第1のモードに変更される。

0037

次に、撮像装置1は、電池40の出力電圧が3.0V以上であるか否かを判定する(ステップS103)。つまり、制御部17が、電源切り替え回路30の検出部によって検出された電池40の出力電圧に基づいて、電池40の出力電圧が3.0V以上であるか否かを判定する。制御部17は、電池40の出力電圧が3.0V以上であると判定した場合に、処理をステップS109に進める。また、制御部17は、電池40の出力電圧が3.0Vより低いと判定した場合に、処理をステップS104に進める。

0038

次に、ステップS104の処理において、撮像装置1は、USBインターフェースを介してパソコン2から供給された電力(100mAを保証する電力)を使用して、パソコン2と通信を行う。つまり、制御部17は、USBI/F部14を介して、パソコン2との間のUSBインターフェースによる通信を確立して、500mAを保証する電力を供給させる要求をパソコン2に対して行う。パソコン2は、500mAを保証する電力供給要求に対して、供給可能である場合に、500mAを保証する電力の供給を許可する情報を撮像装置1に出力する。

0039

なお、ステップS104の処理において、撮像装置1は、自装置の消費電流を100mA以内に抑える必要がある。そのため、制御部17は、USBインターフェースによる通信に最低限必要な部分のみ動作させ、その他の部分の動作を停止させるとともに、DC−DCコンバータ20を第1のモードにさせる。第1のモードでは、スイッチング周波数を第2のモードより低いため、DC−DCコンバータ20の消費電力を第2のモードより低減することができる。ここで、USBインターフェースによる通信に最低限必要な部分とは、DC−DCコンバータ20、USBI/F部14、記憶部16、及び制御部17である。

0040

次に、撮像装置1は、500mAを保証する電力供給の許可が得られたか否かを判定する(ステップS105)。つまり、制御部17は、USBI/F部14を介して、500mAを保証する電力の供給を許可する情報を、パソコン2から取得する。そして、制御部17は、500mAを保証する電力の供給を許可する情報をパソコン2から取得した場合に、処理をステップS107に進める。また、制御部17は、この500mAを保証する電力の供給を許可する情報を取得できなかった場合に、処理をステップS106に進める。

0041

ステップS106の処理において、撮像装置1は、USBインターフェースによる接続を解除し処理を終了させる。つまり、制御部17は、パソコン2より500mAを保証する電力供給が供給されないため、USBインターフェースによる接続を解除し処理を終了させる。

0042

また、ステップS107の処理において、撮像装置1は、スイッチング周波数を1MHzから2MHzに変更する。つまり、制御部17は、DC−DCコンバータ20のレジスタ部212にスイッチング周波数が2MHzに対応する周波数情報を記憶させる。これにより、OSC部213は、レジスタ部212が記憶している変更された周波数情報に基づいて、スイッチング周波数が2MHzに対応するクロック信号を生成して、ドライブ制御部214に供給する。そして、ドライブ制御部214は、スイッチング周波数2MHzによってPWM制御を行う。つまり、DC−DCコンバータ20が第2のモードに変更される。

0043

次に、撮像装置1は、ファイル転送処理、電池40の充電処理などを実行する(ステップS108)。つまり、ファイル転送処理を行う場合は、制御部17が、USBI/F部14、及びカードI/F部18を制御して、記憶媒体19とパソコン2との間におけるファイル(画像データなど)の転送を行う。また、電池40に充電する場合に、制御部17は、電源切り替え回路30に対して、パソコン2から供給される電力を電池40に供給する制御を行う。すなわち、制御部17は、電源切り替え回路30に対して、パソコン2から供給される電力を電池40にも供給させる制御信号を出力する。これにより、電池40は、パソコン2から供給される電力によって充電される。
また、ステップS108の処理が完了した場合に、制御部17は、処理を終了させる。

0044

ところで、ステップS103において、制御部17は、電池40の出力電圧が3.0Vより低い場合にステップS109の処理に進めるが、ステップS109では、撮像装置1は、電池40から供給される電力によってパソコン2と通信を行う。つまり、制御部17は、電源切り替え回路30に対して、電池40の出力電力をDC−DCコンバータ20に供給させる。そして、制御部17は、USBI/F部14を介して、パソコン2との間のUSBインターフェースによる通信を確立して、500mAを保証する電力を供給させる要求をパソコン2に対して行う。パソコン2は、500mAを保証する電力供給要求に対して、供給可能である場合に、500mAを保証する電力の供給を許可する情報を撮像装置1に出力する。

0045

次に、撮像装置1は、500mAを保証する電力供給の許可が得られたか否かを判定する(ステップS110)。つまり、制御部17は、USBI/F部14を介して、500mAを保証する電力の供給を許可する情報を、パソコン2から取得する。そして、制御部17は、500mAを保証する電力の供給を許可する情報をパソコン2から取得した場合に、処理をステップS111に進める。また、制御部17は、この500mAを保証する電力の供給を許可する情報を取得できなかった場合に、処理をステップS106に進める。

0046

次に、ステップS111の処理において、撮像装置1は、スイッチング周波数を1MHzから2MHzに変更する。つまり、制御部17は、DC−DCコンバータ20のレジスタ部212にスイッチング周波数が2MHzに対応する周波数情報を記憶させる。これにより、OSC部213は、レジスタ部212が記憶している変更された周波数情報に基づいて、スイッチング周波数が2MHzに対応するクロック信号を生成して、ドライブ制御部214に供給する。そして、ドライブ制御部214は、スイッチング周波数2MHzによってPWM制御を行う。つまり、DC−DCコンバータ20が第2のモードに変更される。

0047

次に、撮像装置1は、USBインターフェースを介してパソコン2から供給される電力(500mAを保証する電力)をDC−DCコンバータ20に供給させる(ステップS112)。つまり、制御部17は、電源切り替え回路30に対して、DC−DCコンバータ20に供給する電力にパソコン2から供給される電力を用いる制御信号を出力する。これにより、パソコン2から供給される電力(500mAを保証する電力)が、DC−DCコンバータ20に供給される。
次に、制御部17は、上述したステップS108に処理を進める。

0048

なお、ステップS102の処理において、撮像装置1は、スイッチング周波数を1MHzに変更しているが、既に、スイッチング周波数が1MHzに変更されている場合がある。例えば、電池40の出力電圧が低く、撮像装置1を駆動できない場合には、パソコン2から供給される電力によって、DC−DCコンバータ20が立ち上げられる。この場合、DC−DCコンバータ20のレジスタ部212は、初期設定端子部211から供給されるスイッチング周波数の初期値情報を記憶するため、スイッチング周波数は、1MHzに変更されている。

0049

以上のように、本実施形態においける撮像装置1は、DC−DCコンバータ20が、DC−DCコンバータ20の消費電力が小さい第1のモード(1MHzのモード)と第1のモードよりDC−DCコンバータ20の消費電力が大きい第2のモード(2MHzのモード)とを有する。なお、DC−DCコンバータ20は、インターフェースを介してパソコン2より供給された電力から撮像装置1の駆動電力を生成する。そして、制御部17が、USBインターフェースの接続開始からパソコン2の供給可能電力が判明するまでの期間(ステップS101からステップS105までの期間)、DC−DCコンバータ20を第1のモードにさせる。つまり、この期間、制御部17が、強制的にDC−DCコンバータ20を第1のモードにさせる。
これにより、100mAを保証する電力がパソコン2から供給されるこの期間において、撮像装置1は、DC−DCコンバータ20の消費電力を低減することができる。よって、撮像装置1は、パソコン2(ホスト装置)との通信を確立するまでの期間、消費電流を低減することができる。したがって、撮像装置1は、パソコン2(ホスト装置)との通信を確立することができる。

0050

なお、本実施形態においける撮像装置1は、DC−DCコンバータ20の消費電力を低減させることにより、撮像装置1の消費電力を簡易に低減することができる。つまり、撮像装置1が高機能化によって、回路規模が増大したとしても、撮像装置1の消費電流を低減するために、撮像装置1の開発のたびに、動作する必要のない回路部を停止する検討をするなどの複雑な設計を行う必要がない。そのため、撮像装置1の設計期間を短縮することができ、さらに、撮像装置1の高機能化が進みさらに大規模回路構成になった場合にも対応することができる。

0051

さらに、本実施形態において、パソコン2からの供給可能電力が判明し、この供給可能電力が予め定められた電力量(例えば、500mAを保証する電力)以上である場合に、制御部17は、DC−DCコンバータ20を第2のモード(2MHzのモード)に変更させる。
これにより、第2のモードは、第1のモードより周波数が高いため、DC−DCコンバータ20の出力に発生するリップルを低減することができる。さらに、DC−DCコンバータ20に使用するインダクタ22のインダクタンス値と、コンデンサ23の静電容量値とを低減することができる。そのため、インダクタ22及びコンデンサ23の部品サイズを小さくすることが可能である。

0052

なお、第2のモードは、撮像処理、画像表示処理、画像データの転送処理などを行う場合に、DC−DCコンバータ20が最適な電力を供給することができるように、設定されたモードである。すなわち、第2のモードは、撮像装置1において、上述の通信を行うために必要な負荷(例えば、100mA以下の負荷)より大きい負荷をDC−DCコンバータ20に駆動させる場合に、第1のモードより駆動効率よく駆動電力を撮像装置1に供給するモードである。
そのため、撮像装置1は、上述の処理を実行する上で、リップルの少ない安定した電源電力を得ることができる。つまり、撮像装置1は、上述の処理を安定して実行することができる。

0053

また、本実施形態において、制御部17は、DC−DCコンバータ20を第1のモードにさせる場合に、DC−DCコンバータ20のスイッチング周波数を第2のモードより低める(1MHzに低める)。また、制御部17は、DC−DCコンバータ20を第2のモードに変更させる場合に、DC−DCコンバータ20のスイッチング周波数を第1のモードより高める(2MHzに高める)。
これにより、DC−DCコンバータ20のOSC部213の周波数を変更するだけで、第1のモードと第2のモードとの切り替えができるため、撮像装置1では、簡易な方法により、第1のモードと第2のモードとを切り替えることができる。

0054

また、本実施形態において、DC−DCコンバータ20は、PWM(パルス幅変調)によって、撮像装置1の負荷に応じて撮像装置1に供給する電力を制御する。すなわち、DC−DCコンバータ20は、PWMによって、DC−DCコンバータ20は、駆動電力を生成する制御を行う。
これにより、OSC部213が生成するクロック信号の周波数を変更することで、第1のモードと第2のモードとを切り替えることができる。すなわち、撮像装置1では、簡易な方法により、第1のモードと第2のモードとを切り替えることができる。また、PWM制御では、負荷に応じてパルス幅は変更されるが、スイッチング周波数は、第1のモードと第2のモードとを切り替える場合を除いて変更されない。そのため、ノイズ源となる周波数を予め知ることができる。よって、第2のモードを撮像装置1のアナログ部に影響を与えない周波数に設定することによって、DC−DCコンバータ20は、撮像装置1が動作する上で最適な電源電力を供給することができる。

0055

また、本実施形態において、上述の予め定められた電力量は、500mAである。これにより、撮像装置1は、画像データ(ファイル)の転送処理や電池40の充電処理を行うために十分な電力を確保できる場合に、制御部17が、DC−DCコンバータ20を第2のモードのモードに変更させる。そのため、撮像装置1は、画像データ(ファイル)の転送処理や電池40の充電処理を安定して行うことができる。

0056

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態による電子機器(例えば、撮像装置)について図面を参照して説明する。
なお、第2の実施形態による撮像装置1の構成は、DC−DCコンバータの制御が異なる点を除いて、第1の実施形態と同様である。そのため、第2の実施形態による撮像装置1の構成は、図示は省略するが、図1において、DC−DCコンバータ20がDC−DCコンバータ20aに置き換わる点を除き、第1の実施形態と同様である。

0057

また、図4は、本実施形態におけるDC−DCコンバータ20aを示す概略ブロック図である。
この図において、DC−DCコンバータ20aは、ドライブ部21a、インダクタ22、及びコンデンサ23を備えている。この図において、図2と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、DC−DCコンバータ20aは、チョッパー式の降圧型のDC−DCコンバータである。
また、DC−DCコンバータ20aは、DC−DCコンバータ20aの消費電力が小さい第1のモードと、この第1のモードよりDC−DCコンバータ20aの消費電力が大きい第2のモードとを有している。

0058

第1のモードは、撮像装置1において、USBインターフェースを介してパソコン2と通信を行うために必要な負荷(例えば、100mA以下の負荷)をDC−DCコンバータ20aに駆動させる場合に、DC−DCコンバータ20aの消費電力が第2のモードより小さいモードである。ここでは、第1のモードは、PFM変調によりDC−DCコンバータ20aが制御される状態を示す。ここで、DC−DCコンバータ20aの消費電力とは、DC−DCコンバータ20a自身が消費する電力のことである。

0059

第2のモードは、撮像装置1において、撮像処理、画像表示処理、画像データの転送処理などを行う場合に、DC−DCコンバータ20aが最適な電力を供給することができるように、設定されたモードである。つまり、第2のモードは、撮像装置1において、上述の通信を行うために必要な負荷(例えば、100mA以下の負荷)より大きい負荷をDC−DCコンバータ20aに駆動させる場合に、第1のモードより駆動効率よく駆動電力を撮像装置1に供給するモードである。具体的に、ここでは、第2のモードは、PWM変調によりDC−DCコンバータ20aが制御される状態を示す。

0060

ドライブ部21aは、PWM制御又はPFM制御パルス周波数変調)により、出力負荷に応じたパルス幅及び周波数の信号をインダクタ22に供給する。ドライブ部21aは、制御部17から供給される制御切り替え信号に基づいて、PWM制御とPFM制御とを切り替える。なお、PFM制御では、PWM制御よりスイッチング周波数を低める制御を行う。そのため、一般にPFM制御は、PWM制御よりDC−DCコンバータ20aの消費電力を低減することができる。ここでは、第2のモード(PWM制御のモード)におけるスイッチング周波数は、第1のモード(PFM制御のモード)におけるスイッチング周波数より高い。

0061

ドライブ部21aは、OSC部213a、ドライブ制御部214a、及び、ドライブトランジスタ(215、216)を備えている。
OSC部213aは、PWM制御及びPFM制御に使用するスイッチング周波数を生成するためのクロック信号を生成する発振回路である。OSC部213aは、予め定められた周波数のクロック信号を生成して、生成したクロック信号をドライブ制御部214aに供給する。なお、OSC部213aは、第1の実施形態におけるOSC部213と異なり、予め定められた周波数のクロック信号を生成する。

0062

ドライブ制御部214aは、DC−DCコンバータ20aの出力に基づいて、フィードバック制御を行い、出力負荷に応じたPWM制御又はPFM制御を行う。ドライブ制御部214aは、PWM制御又はPFM制御に基づいて、ドライブ制御信号をドライブトランジスタ215及び216に供給する。
なお、ドライブ制御部214aは、制御部17から供給される制御切り替え信号に基づいて、PWM制御とPFM制御とを切り替える。

0063

次に、第2の実施形態における撮像装置1の動作について説明する。
図5は、第2の実施形態における撮像装置1がUSBインターフェースを介してパソコン2と接続された場合の動作を示すフローチャートである。
なお、本実施形態において、制御部17は、DC−DCコンバータ20aを第1のモードにさせる場合に、PFM制御に変更させ、DC−DCコンバータ20aを第2のモードに変更させる場合に、PWM制御に変更させる例を説明する。

0064

図5において、ステップS102a、S107a、及びS111aを除く処理(ステップS101、S103〜S106、S108〜S110、及びS112)は、図3における第1の実施形態と同様である。ここでは、ステップS102a、S107a、及びS111aの処理について説明する。

0065

ステップS102aの処理において、撮像装置1は、DC−DCコンバータ20aの制御方法をPFM制御に変更する。つまり、撮像装置1の制御部17は、USBI/F部14がパソコン2との接続を検出した場合に、DC−DCコンバータ20aにPFM制御に対応する制御切り替え信号をDC−DCコンバータ20aのドライブ制御部214aに出力する。これにより、ドライブ制御部214aは、PWM制御からPFM制御(第1のモード)に変更する。つまり、DC−DCコンバータ20aが第1のモードに変更される。

0066

また、ステップS107aの処理において、撮像装置1は、DC−DCコンバータ20aの制御方法をPFM制御からPWM制御に変更する。つまり、制御部17は、DC−DCコンバータ20aにPWM制御に対応する制御切り替え信号をDC−DCコンバータ20aのドライブ制御部214aに出力する。これにより、ドライブ制御部214aは、PFM制御からPWM制御(第2のモード)に変更する。つまり、DC−DCコンバータ20aが第2のモードに変更される。
また、ステップS111aの処理もステップS107aの処理と同様である。

0067

以上のように、第2の実施形態においける撮像装置1は、DC−DCコンバータ20aが、DC−DCコンバータ20aの消費電力が小さい第1のモード(PFM制御のモード)と第1のモードよりDC−DCコンバータ20aの消費電力が大きい第2のモード(PWM制御)とを有する。なお、DC−DCコンバータ20aは、パソコン2より供給された電力から撮像装置1の駆動電力を生成する。そして、制御部17が、USBインターフェースの接続開始からパソコン2の供給可能電力が判明するまでの期間(ステップS101、S102a、S103からステップS105までの期間)、DC−DCコンバータ20aを第1のモードにさせる。つまり、この期間、制御部17が、強制的にDC−DCコンバータ20aを第1のモードにさせる。
これにより、100mAを保証する電力がパソコン2から供給されるこの期間において、撮像装置1は、DC−DCコンバータ20aの消費電力を低減することができる。よって、撮像装置1は、パソコン2(ホスト装置)との通信を確立するまでの期間、消費電流を低減することができる。したがって、撮像装置1は、パソコン2(ホスト装置)との通信を確立することができる。

0068

なお、本実施形態においける撮像装置1は、DC−DCコンバータ20aの消費電力を低減させることにより、撮像装置1の消費電力を簡易に低減することができる。つまり、撮像装置1が高機能化によって、回路規模が増大したとしても、撮像装置1の消費電流を低減するために、撮像装置1の開発のたびに、動作する必要のない回路部を停止する検討をするなどの複雑な設計を行う必要がない。そのため、撮像装置1の設計期間を短縮することができ、さらに、撮像装置1の高機能化が進みさらに大規模な回路構成になった場合にも対応することができる。

0069

さらに、第2の実施形態において、パソコン2からの供給可能電力が判明し、この供給可能電力が予め定められた電力量(例えば、500mAを保証する電力)以上である場合に、制御部17は、DC−DCコンバータ20aを第2のモード(PWM制御のモード)に変更させる。
これにより、第2のモードは、第1のモードより周波数が高いため、DC−DCコンバータ20aの出力に発生するリップルを低減することができる。さらに、DC−DCコンバータ20aに使用するインダクタ22のインダクタンス値と、コンデンサ23の静電容量値とを低減することができる。そのため、インダクタ22及びコンデンサ23の部品サイズを小さくすることが可能である。また、第2のモードは、PWM制御であるため、スイッチング周波数が一定である。このため、第2のモードでは、ノイズ源となる周波数を予め知ることができる。よって、第2のモードを撮像装置1のアナログ部に影響を与えない周波数に設定することによって、DC−DCコンバータ20aは、撮像装置1が動作する上で最適な電源電力を供給することができる。

0070

また、第2の実施形態において、制御部17は、DC−DCコンバータ20aを第1のモードにさせる場合に、DC−DCコンバータ20aをPFM(パルス周波数変調)によって制御させる。また、制御部17は、DC−DCコンバータ20aを第2のモードに変更させる場合に、DC−DCコンバータ20aをPWM(パルス幅変調)によって制御させる。
これにより、DC−DCコンバータ20aの制御切り替え信号を変更するだけで、第1のモードと第2のモードとの切り替えができるため、撮像装置1では、第1の実施形態と同様に、簡易な方法により、第1のモードと第2のモードとを切り替えることができる。

0071

なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態において、撮像装置1は、電池40を備える形態を説明したが、電池40を備えない形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、USBインターフェースを用いる形態を説明したが、ホスト装置から電力を供給できるインターフェースであれば、他のインターフェースを用いる形態でもよい。

0072

また、上記の各実施形態において、制御部17は、システム部10全体の制御も行う形態を説明したが、DC−DCコンバータ20(又は20a)を制御する制御部を別途備える形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、制御部17は、パソコン2との間の通信を確立する際に、必要のない部分の動作を停止させる形態を説明したが、第1のモードにすることによって100mA以下の消費電流が達成できる場合には、動作を停止させない形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、制御部17は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びCPUを備えて、プログラムによって実現されてもよい。

0073

また、上記の各実施形態において、撮像装置1は、DC−DCコンバータ20(又は20a)を1つ備える形態を説明したが、複数のDC−DCコンバータ20(又は20a)を備える形態でもよい。
また、上記の各実施形態において、電子機器として撮像装置1に適用する形態を説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、携帯電話携帯音楽プレイヤに適用する形態でもよいし、他の電子機器に適用する形態でもよい。

0074

また、上記の第1の実施形態において、PWM制御において第1のモードと第2のモードとで周波数を切り替える形態を説明したが、PFM制御において第1のモードと第2のモードとで周波数を切り替える形態でもよい。例えば、制御部17が、第1のモードにおいて、PFM制御に使用する周波数範囲低周波数の範囲にさせ、第2のモードにおいて、PFM制御に使用する周波数の範囲を高周波数の範囲にさせてもよい。

0075

1…撮像装置、2…パソコン、17…制御部、20,20a…DC−DCコンバータ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ