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技術 電子機器

出願人 キヤノン株式会社
発明者 大塚元太
出願日 2016年11月25日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-228450
公開日 2018年5月31日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2018-085868
状態 未査定
技術分野 DC‐DCコンバータ LED素子(パッケージ以外) スタジオ装置
主要キーワード 予測電圧 反射発光 相関表 SW素子 走行検知 電流波高値 抵抗分割比 昇圧制御信号
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

発光ダイオードなどの発光素子の駆動を制御する駆動回路応答性を向上させる。

解決手段

電子機器は、発光ダイオード部(9)と、前記発光ダイオード部のアノード側が出力端子に接続されるDCDCコンバータ(4〜7)と、前記発光ダイオード部に所定の電流が流れるように電流を制御する電流制御部から帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第1の帰還ループと、前記DCDCコンバータの出力電圧値が所定の電圧値となるように電圧検出部の電圧を帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第2の帰還ループと、前記第1の帰還ループか、前記第2の帰還ループかの切り替えを行う帰還切り替え部とを有する。

概要

背景

特許文献1には、発光ダイオードの駆動に必要な順方向電圧分の電圧のみを昇圧して所定の電流駆動を行う構成が記載されている。特許文献2には、発光ダイオードの駆動に必要な順方向電圧のみを昇圧して所定の電流駆動を行う構成であって、発光ダイオードの電流制御ループトランジスタを挿入し、このトランジスタの制御で発光回路のON又はOFFを行うこと構成が記載されている。

概要

発光ダイオードなどの発光素子の駆動を制御する駆動回路応答性を向上させる。電子機器は、発光ダイオード部(9)と、前記発光ダイオード部のアノード側が出力端子に接続されるDCDCコンバータ(4〜7)と、前記発光ダイオード部に所定の電流が流れるように電流を制御する電流制御部から帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第1の帰還ループと、前記DCDCコンバータの出力電圧値が所定の電圧値となるように電圧検出部の電圧を帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第2の帰還ループと、前記第1の帰還ループか、前記第2の帰還ループかの切り替えを行う帰還切り替え部とを有する。

目的

本発明は、発光ダイオードなどの発光素子の駆動を制御する駆動回路の応答性を向上させることを目的とする

効果

実績

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請求項1

発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のアノード側が出力端子に接続されるDCDCコンバータと、前記発光ダイオード部に所定の電流が流れるように電流を制御する電流制御部から帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第1の帰還ループと、前記DCDCコンバータの出力電圧値が所定の電圧値となるように電圧検出部の電圧を帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第2の帰還ループと、前記第1の帰還ループか、前記第2の帰還ループかの切り替えを行う帰還切り替え部とを有することを特徴とする電子機器

請求項2

前記電流制御部は、トランジスタ電流検出抵抗とを有し、前記トランジスタの一端は前記発光ダイオード部のカソード側に接続され、前記トランジスタの他の一端は前記電流検出抵抗に接続され、前記電流検出抵抗の一端は前記トランジスタと接続されると共に、前記帰還切り替え部に接続され、前記電流検出抵抗の他の一端はGNDに接続され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

前記電圧検出部は、少なくとも2つ以上の分割抵抗を有し、前記DCDCコンバータの出力端に接続される抵抗の他の一端は、前記帰還切り替え部とGND側に接続される抵抗とに接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子機器。

請求項4

前記帰還切り替え部は、前記電流制御部からの帰還の接続を制御する第1のスイッチング素子と、前記電圧検出部からの帰還の接続を制御する第2のスイッチング素子とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子機器。

請求項5

発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のアノード側が出力端子に接続されるDCDCコンバータと、トランジスタと電流検出用抵抗とを有する電流制御部であって、前記電流制御部の一端が前記発光ダイオード部のカソード側に接続され、前記電流制御部の他の一端がGNDに接続される前記電流制御部と、前記発光ダイオード部の駆動電流が所定の電流となるように前記DCDCコンバータを動作させるために、前記電流制御部の一端よって検出された電流を電圧変換した信号を、第1のスイッチング素子を介して前記DCDCコンバータの帰還制御部に接続させる第1の帰還回路と、前記DCDCコンバータの出力電圧が所定の電圧となるように動作させるために、前記DCDCコンバータの出力を所定の分割比で出力する電圧検出部であって、前記電圧検出部の一端が前記DCDCコンバータの出力に接続され、前記電圧検出部の他の一端がGNDに接続される前記電圧検出部と、前記電圧検出部から出力される分割電圧が前記DCDCコンバータの帰還制御部に接続させる第2の帰還回路と、前記第1のスイッチング素子と前記電流制御部のスイッチング素子とを制御する駆動制御部とを有することを特徴とする電子機器。

請求項6

発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のカソード側がGNDに接続され、前記発光ダイオード部のアノード側がトランジスタと電流検出用抵抗と有する電流制御部に接続され、前記電流制御部の他の一端が出力端子に接続されるDCDCコンバータと、前記発光ダイオード部の駆動電流が所定の電流となるように前記DCDCコンバータを動作させるために、前記電流制御部の電流検出抵抗の両端によって検出された電流を電圧変換した信号を、前記DCDCコンバータの帰還制御部の一端に接続させる第1の帰還回路と、前記DCDCコンバータの出力電圧が所定の電圧となるように動作させるために、前記DCDCコンバータの出力を所定の分割比で出力する一端が前記DCDCコンバータの出力に接続され、他の一端がGNDに接続される電圧検出部と、前記電圧検出部から出力される分割電圧が前記DCDCコンバータの帰還制御部の一端に接続させる第2の帰還回路と、前記DCDCコンバータの帰還制御部内の第1のスイッチング素子と第2のスイッチング素子とを制御する駆動制御部とを有することを特徴とする電子機器。

請求項7

発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のアノード側が出力端子に接続されるDCDCコンバータと、一端が前記発光ダイオード部のカソード側に接続され、他の一端がGNDに接続される電流制御部と、前記発光ダイオード部の駆動電流が所定の電流となるように前記DCDCコンバータを動作させるために、前記電流制御部の他の一端によって検出された電流を電圧変換した信号を、第1のスイッチング素子を介して前記DCDCコンバータの帰還制御部に接続させる第1の帰還回路と、前記DCDCコンバータの出力電圧が所定の電圧となるように動作させるために、前記DCDCコンバータの出力を所定の分割比で出力する電圧検出部と、前記電圧検出部から出力される検出電圧を、第2のスイッチング素子を介して前記DCDCコンバータの帰還制御部に接続させる第2の帰還回路と、前記第1の帰還回路と前記第2の帰還回路とを制御する駆動制御部とを有し、前記駆動制御部は、被写体に照射された所定の予備発光反射光量に基づき、予備発光の発光時間と本発光量の光量とを制御することを特徴とする電子機器。

請求項8

発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のアノード側に出力端子が接続されたDCDCコンバータと、前記発光ダイオード部に所定の電流が流れるように電流を制御する電流制御部から帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第1の帰還ループと、前記DCDCコンバータの出力電圧値が所定の電圧値となるように電圧検出部の出力を前記DCDCコンバータに帰還させる第2の帰還ループと、前記第1の帰還ループおよび前記第2の帰還ループのいずれかが動作している場合であっても、前記電圧検出部の出力に基づき、前記発光ダイオード部のアノード電位モニタする制御部15と、前記第1の帰還ループか、前記第2の帰還ループかの切り替えを行う帰還切り替え部とを有し、本発光時においては、予備発光時の前記発光ダイオード部のアノード電位にもとづいた電圧で、前記第2の帰還ループであらかじめ、前記発光ダイオード部のアノード電位を昇圧させておき、発光時には前記第1の帰還ループで発光させることを特徴とする電子機器。

請求項9

予備発光と本発光の波高値が同じ場合は、予備発光時の前記発光ダイオード部のアノード電位と同等の電圧へ、前記第2の帰還ループであらかじめ昇圧させ、前記第1の帰還ループに切り替えて本発光することを特徴とする請求項8に記載の電子機器。

請求項10

予備発光と本発光の波高値が異なる場合は、予備発光時の前記発光ダイオード部9のアノード電位と、あらかじめ決められた、発光ダイオード部9の明るさと電流の相関関係から、本発光時のアノード電位を予測して、前記第2の帰還ループであらかじめ該予測電圧へ昇圧させ、前記第1の帰還ループに切り替えて本発光することを特徴とする請求項8に記載の電子機器。

請求項11

予備発光を行わない発光動作の場合は、最近の予備発光時の前記発光ダイオード部9のアノード電位から、本発光時のアノード電位を予測して、前記第2の帰還ループであらかじめ該予測電圧へ昇圧させ、前記第1の帰還ループに切り替えて本発光することを特徴とする請求項8に記載の電子機器。

請求項12

予備発光時には、前記第1の帰還ループのみで発光を行い、本発光時には、前記第2の帰還ループで所定の電圧に昇圧させた後、前記第1の帰還ループに切り替えて本発光することを特徴とする請求項8に記載の電子機器。

技術分野

0001

本発明は、発光ダイオードLED:Light Emitting Diode)素子などの発光素子の駆動を制御する駆動回路を有する電子機器デジタルカメラ等)に関するものである。

背景技術

0002

特許文献1には、発光ダイオードの駆動に必要な順方向電圧分の電圧のみを昇圧して所定の電流駆動を行う構成が記載されている。特許文献2には、発光ダイオードの駆動に必要な順方向電圧のみを昇圧して所定の電流駆動を行う構成であって、発光ダイオードの電流制御ループトランジスタを挿入し、このトランジスタの制御で発光回路のON又はOFFを行うこと構成が記載されている。

先行技術

0003

特開2003−152224号公報
特開2012−49179号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1及び2に記載された構成をストロボ撮影が可能な電子機器に採用する場合を想定する。特許文献1に記載された構成では、発光ダイオードの発光開始時に、DCDCコンバータ起動応答性が影響するため、瞬時に大電流を流すことが困難である。そのため、ストロボ撮影を行う場合に、微小時間のパルス微小発光の制御を行うことは困難である。さらに、DCDCコンバータの起動の応答性を改善しようとしても、ErrAmpの周波数特性及びゲインに技術的な限界があるため、応答性の良い発光制御を行うことは困難である。

0005

特許文献2に記載された構成では、DCDCコンバータの起動タイミングと、トランジスタをOFFからONにするタイミングとの間に、所定のWait時間が必要となる。所定のWait時間は、短すぎると発光が不十分な状態で波高値が一定にならず、長すぎると発光ダイオードのアノード電位が必要以上に大きくなり、異常電流が流れてしまう。そのため、所定のWait時間は、固定であり任意に設定することができない。

0006

したがって、特許文献2に記載された構成では、発光ダイオードの発光開始トリガー信号(X信号)が発生してから所定のWait時間が経過した後でなければ、発光ダイオードを発光させることができず、応答性が良くないということがある。

0007

そこで、本発明は、発光ダイオードなどの発光素子の駆動を制御する駆動回路の応答性を向上させることを目的とする。また、本発明は、本発光前に予備発光をおこなう発光システムにおいて、発光開始時の応答性を改善できるようにすることを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器の一つは、発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のアノード側が出力端子に接続されるDCDCコンバータと、前記発光ダイオード部に所定の電流が流れるように電流を制御する電流制御部から帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第1の帰還ループと、前記DCDCコンバータの出力電圧値が所定の電圧値となるように電圧検出部の電圧を帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第2の帰還ループと、前記第1の帰還ループか、前記第2の帰還ループかの切り替えを行う帰還切り替え部とを有することを特徴とする。

0009

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器の一つは、発光ダイオード部と、前記発光ダイオード部のアノード側に出力端子が接続されたDCDCコンバータと、前記発光ダイオード部に所定の電流が流れるように電流を制御する電流制御部から帰還させて前記DCDCコンバータの動作を行う第1の帰還ループと、前記DCDCコンバータの出力電圧値が所定の電圧値となるように電圧検出部の出力を前記DCDCコンバータに帰還させる第2の帰還ループと、前記第1の帰還ループおよび前記第2の帰還ループのいずれかが動作している場合であっても、前記電圧検出部の出力に基づき、前記発光ダイオード部のアノード電位をモニタする制御部15と、前記第1の帰還ループか、前記第2の帰還ループかの切り替えを行う帰還切り替え部とを有し、本発光時においては、予備発光時の前記発光ダイオード部のアノード電位にもとづいた電圧で、前記第2の帰還ループであらかじめ、前記発光ダイオード部のアノード電位を昇圧させておき、発光時には前記第1の帰還ループで発光させることを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、発光ダイオードなどの発光素子の駆動を制御する駆動回路の応答性を向上させることができる。また、本発明によれば、本発光前に予備発光をおこなう発光システムにおいて、発光開始時の応答性を改善させることができる。

図面の簡単な説明

0011

実施形態1における電子機器Aが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。
実施形態1における電子機器Aが有する複数の構成要素の一部を詳細に説明するためのブロック図である。
実施形態2における電子機器Bが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。
実施形態3における電子機器Cが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。
実施形態4における電子機器Dが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。
実施形態1における電子機器A及び実施形態3における電子機器Cの動作を説明するためのタイミングチャートである。
実施形態2における電子機器Bの動作を説明するためのタイミングチャートである。
実施形態4における電子機器Dの動作を説明するためのタイミングチャートである。
実施形態5における電子機器Eが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。
実施形態5における電子機器Eの動作を説明するためのタイミングチャートである。

実施例

0012

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

0013

[実施形態1]
図1図2及び図6を参照して実施形態1を説明する。図1及び図2は、実施形態1における電子機器Aが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態1では、電子機器Aが例えばデジタルカメラとして動作する場合を説明する。

0014

1は電源である電池であり、ここでは2セルの電池(約6〜8.5v程度)を想定している。3は電池1から、充電回路2を介して充電されるキャパシタ3であり、1の補助電源である。ここでは電気二重層コンデンサを想定している。

0015

4〜7は昇圧用のDCDCコンバータを構成しており、4はDCDCコンバータ(4〜7)の制御ICであり、6は制御IC4より駆動制御されるトランジスタ、5はコイルであり、7はショットキーダイオードである。8は出力コンデンサであり、DCDCコンバータ(4〜7)の出力の安定化、リプル電圧の低減として接続されている。制御IC4は、帰還制御部20、帰還制御部の基準電圧生成部21、三角波生成部22、コンバータ動作のON/OFF制御部23、駆動トランジスタ6のドライバ部24で構成され、駆動トランジスタ6を駆動させることで一定の昇圧コンバータ動作を行う。

0016

DCDCコンバータ(4〜7)の出力端は、発光ダイオード部9のアノード側に接続される。ここで発光ダイオード部9はVf電圧が約3.5V程度(at2A)の白色発光ダイオードを想定しており、4つの白色発光ダイオードの直列接続で構成される。例えば、発光ダイオード部9に2Aの電流で制御を行う場合には、アノード電圧は約14v程度が想定される。さらに、発光ダイオード部9のカソード側は、電流制御部10に接続され、電流制御部10の他の一端はGNDに接続される。電流制御部10は、例えば、電流センス抵抗SW素子スイッチング素子)とで構成される(図2参照)。

0017

電流制御部10のSW素子がON状態においては、電流センス抵抗により電流電圧変換された信号を第1のSW素子(第1のスイッチング素子)12を介して制御IC4内部の帰還制御部20に接続され帰還される。これにより、DCDCコンバータ(4〜7)は、キャパシタ3を入力電源とし、電流制御部10内の電流センス抵抗により電流電圧変換された信号レベルが一定となるように、発光ダイオード部9のアノード端の電圧を制御する。すなわち、電流制御部10のSW素子がON状態であり、且つ第1のSW素子12がONの状態においては、発光ダイオード部9に所定の電流が流れるような第1の帰還回路で制御を行うことが可能である。

0018

11は電圧検出部であり、一端がDCDCコンバータ(4〜7)の出力端に接続され、他の一端がGNDに接続される。電圧検出部11は、例えば、少なくとも2つ以上の抵抗で構成される(図2参照)。DCDCコンバータ(4〜7)の出力電圧が11により抵抗分割された信号が第2のSW素子(第2のスイッチング素子)13を介して帰還制御部20に接続され帰還される。これにより、DCDCコンバータ(4〜7)は、キャパシタ3を入力電源とし、電圧検出部11により設定された抵抗分割比に基づいた一定の電圧となるよう第2の帰還回路により昇圧動作される。

0019

すなわち、第2のSW素子13がONの状態においては、抵抗分割比に基づいた電圧へ第2の帰還回路により昇圧動作を行うことが可能となる。

0020

15は、DCDCコンバータ(4〜7)の動作制御を行うことで、発光ダイオード部9の発光制御を行うLED駆動制御部である。14はインバータ回路であり、DCDCコンバータ(4〜7)の第1の帰還ループを選択する第1のSW素子12と第2の帰還ループを選択する第2のSW素子13を排他的に制御する回路である。すなわち、DCDCコンバータ(4〜7)は第1の帰還ループで制御する場合と第2の帰還ループで制御する動作をLED駆動制御部15が選択して制御を行うことで制御する。

0021

実施形態1では、電池の出力電源範囲と、発光ダイオード部9に含まれる複数の発光ダイオードの直列数とにより、制御IC4は、昇圧駆動の制御ICであるが、電池の条件、発光ダイオード部9の接続状態により、降圧駆動または昇降圧駆動の制御ICを採用することで対応することができる。

0022

次に、図6のタイミングチャートを参照し、実施形態1における電子機器Aの動作を説明する。

0023

まず、LED駆動制御部15は、制御IC4の帰還制御部の基準電圧生成部21に対してCTL4の通信制御により、基準電圧を設定することにより、発光ダイオード部9に電流を流した場合の電流波高値ベルを決定する(図4のCTL4制御)。

0024

次に、LED駆動制御部15からCTL2信号をHiにセットすることにより、第1のSW素子12をOFF,第2のSW素子13をONさせることで、第2の帰還ループをアクティブ状態にする。

0025

次に、LED駆動制御部15からCTL1信号をHiにセットし、制御IC4のコンバータ動作の駆動を開始させる。これによりDCDCコンバータ(4〜7)が動作し、電圧検出部11で設定された分割抵抗比にもとづいた昇圧レベルへ、発光ダイオード部9のアノード端子の電圧を昇圧させる。

0026

この場合、アノード端子の昇圧レベルは、発光ダイオード部9に所定の電流を流した場合にアノード端に想定される電圧(ダイオードのVf電圧+センス抵抗で生じる電圧)以上の電圧になるように、基準電圧生成部21での電圧レベルは決定される。次に、LED駆動制御部15からCTL2信号をLowにセットし、第2の帰還ループから第1の帰還ループに切り替えると同時に、CTL3信号をHiにセットすることで、第1の帰還ループにより、電流制御部10のセンス抵抗と帰還制御部の基準電圧生成部21で設定した電圧レベルにもとづいた、電流値で発光ダイオード部9に対して電流制御を行う。

0027

この場合、発光ダイオード部9のアノード電位は、前記、電流を流すために必要な電圧のみをアノード電位に対して昇圧するような制御となる。アノード電位は予め所定のレベルに昇圧されているため、応答性良く発光動作に入る。

0028

次に、LED駆動制御部15で予め決定した時間で、所定時間の電流制御を行い、所定時間経過後、CTL3をLowに切り替え電流を遮断する。さらに、それと同時にCTL1をLowに切り替え電流をDCDCコンバータ(4〜7)の昇圧動作を停止する。

0029

以上のような動作により、事前にCLT2でDCDCコンバータ(4〜7)を起動させた状態であれば、任意のタイミングで、CTL2をLowに切り替えを行うと同時に、CTL3をHiに切り替えた区間のみ、応答性良く発光ダイオード部9に対して、電流を流すことが可能である。

0030

[実施形態2]
図3及び図7を参照して実施形態2を説明を行う。図3は、実施形態2における電子機器Bが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態2では、電子機器Bが例えばデジタルカメラとして動作する場合を説明する。

0031

実施形態2においては、DCDCコンバータ(4〜7)に対して、電流制御部10の第1の帰還ループと、電圧検出部11による第2の帰還ループを有し、電圧検出部11からの抵抗分割された信号は、SW素子(スイッチング素子)を介すことなく、制御IC4の帰還制御部20に接続され、電流制御部10の電流センス抵抗からの信号は、第1のSW素子12を介して制御IC4の帰還制御部20に接続される構成となる。

0032

さらに、電流制御部10を制御するトランジスタの制御信号と第1の帰還ループを接続、遮断させる第1のSW素子12の制御信号を同一のCTL信号で制御する。その他の箇所は、図2に示す構成と重複するため、それらの説明を省略する。

0033

次に、図7タイムチャートを参照し、実施形態2における電子機器Bの動作を説明する。まず、LED駆動制御部15は、制御IC4の帰還制御部の基準電圧生成部21に対してCTL4の通信制御により、基準電圧を設定することにより、発光ダイオード部9に電流を流した場合の電流波高値レベルを決定する(図7のCTL4制御)。

0034

次に、LED駆動制御部15からCTL1信号をHiにセットし、制御IC4のコンバータ動作の駆動を開始させる。これによりDCDCコンバータ(4〜7)が動作し、電圧検出部11で設定された分割抵抗比にもとづいた昇圧レベルへ、発光ダイオード部9のアノード端子の電圧を昇圧させる。

0035

この場合、アノード端子の昇圧レベルは、帰還制御部の基準電圧生成部21で設定した電圧レベルと電流制御部10内のセンス抵抗で決定される、発光ダイオード部9に対して流す電流値において、発光ダイオード部9を流した場合にアノード端に想定される電圧(ダイオードのVf電圧+センス抵抗で生じる電圧)以上の電圧である。CTL3信号をHiにセットすることで、第1の帰還ループにより、電流制御部10のセンス抵抗と、電圧検出部11のGND側抵抗値並列和の値と、帰還制御部の基準電圧生成部21で設定した電圧レベルにもとづいた、電流値で発光ダイオード部9に対して電流制御を行う。

0036

ここで、電流制御部10の電流センス抵抗10は、電圧検出部11のGND側の抵抗値より十分小さな抵抗値であるため、(約一万分の1以下)電流値は、センス抵抗10により略決定される。

0037

発光ダイオード部9のアノード電位は、前記、電流を流すために必要な電圧のみをアノード電位に対して昇圧するような制御となる。アノード電位は予め所定のレベルに昇圧されているため、応答性良く発光動作に入る。

0038

次に、LED駆動制御部15で予め決定した時間で、所定時間の電流制御を行い、所定時間経過後、CTL3をLowに切り替え電流を遮断する。さらに、それと同時にCTL1をLowに切り替え電流をDCDCコンバータ(4〜7)の昇圧動作を停止する。

0039

以上のような動作により、実施形態1に対して、帰還ループ2は常に接続させた状態で、その状態に対して、帰還ループ1の接続のON又はOFFをさせることになり、帰還ループのON/OFF用SW素子12、13の応答性や、電流制御部10のSW素子の応答性に差が生じた場合においても、デットタイムなしにシームレスに切り替えることが可能である。さらに、抵抗分割11の抵抗値をDCDCコンバータ(4〜7)が制御可能なレベルで、より大きな値に設定することと、CTL1の立ち上げタイミングを、必要なタイミグでのみコントロールすることで、不要な電力を最小限に抑えることが可能である。

0040

[実施形態3]
図4及び図6を参照して実施形態3を説明する。図4は、実施形態3における電子機器Cが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態3では、電子機器Cが例えばデジタルカメラとして動作する場合を説明する。

0041

実施形態3においては、実施形態1に対して、電流制御部10が、発光ダイオード部9のアノード側に接続される構成となる。これにより、DCDCコンバータ(4〜7)に対して、電流制御部54の第1の帰還ループと、電圧検出部11による第2の帰還ループを有し、電圧検出部11からの抵抗分割された信号は、電源IC4内部のSW素子(スイッチング素子)51を介して、制御IC4の帰還制御部20内部のErrAmp52に接続され、電流制御部54の電流センス抵抗の両端の信号は、電源IC4内部の帰還制御部20内部のAmp53に接続され、帰還制御部20内部のSW素子(スイッチング素子)50を介して、制御IC4の帰還制御部20内部のErrAmp52に接続される構成となる。

0042

その他の箇所は、図2に示す構成と重複するため、それらの説明を省略する。動作タイミングにおいても、図6のタイムチャートと同様の制御が行われるため、それらの説明を省略する。

0043

[実施形態4]
図5及び図8を参照して実施形態4を説明する。図5は、実施形態4における電子機器Dが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態4では、電子機器Dが例えばデジタルカメラとして動作する場合を説明する。

0044

60はレンズユニットであり、61は絞り駆動機構であり、75は光軸に対して45度配置した反射ミラーであり、撮像時は稼働して、撮像光軸に影響をしない位置に収納される。62はフォーカルプレーンシャッター先幕であり、63はフォーカルプレーンシャッターの後幕である。74は、62の先幕が走行完了したことを検知する検知部材である。64は撮像素子であり、ここではCMOSセンサを想定している。被写体光は、レンズユニット60、絞り61、62はフォーカルプレーンシャッターの先幕であり、63はフォーカルプレーンシャッターの後幕を介して撮像素子に結像される。

0045

撮像光学系とは別に、一方で、反射ミラー75で反射させ、ペンタプリズム71を介して、測光レンズ72を介して、測光センサ73に対して結像させる測光光学系がある。撮像素子64で撮像された画像は、ADコンバータ65を介してDSPで処理を施した後にメモリ68に取り込まれる。67はタイミングジェネレータでDSP66が67を制御することで、DSP66と撮像素子64とADコンバータ65が同期制御する。69は外部液晶であり、撮像素子64で撮像した画像を外部に表示させる部材である。

0046

1は電源である電池であり、ここでは2セルの電池(約6〜8.5v程度)を想定している。3は電池1から、充電回路2を介して充電されるキャパシタ3であり、1の補助電源である。ここでは電気二重層コンデンサを想定している。

0047

4〜7は昇圧用のDCDCコンバータを構成しており、4はDCDCコンバータ(4〜7)の制御ICであり、6は制御IC4より駆動制御されるトランジスタ、5はコイルであり、7はショットキーダイオードである。8は出力コンデンサであり、DCDCコンバータ(4〜7)の出力の安定化、リプル電圧の低減として接続されている。制御IC4は、帰還制御部20、帰還制御部の基準電圧生成部21、三角波生成部22、コンバータ動作のON/OFF制御部23、駆動トランジスタ6のドライバ部24で構成され、駆動トランジスタ6を駆動させることで一定の昇圧コンバータ動作を行う。

0048

DCDCコンバータ(4〜7)の出力端は、発光ダイオード部9のアノード側に接続される。ここで発光ダイオード部9はVf電圧が約3.5V程度(at2A)の白色発光ダイオードを想定しており、4つの白色発光ダイオードの直列接続で構成される。例えば、発光ダイオード部9に2Aの電流で制御を行う場合には、アノード電圧は約14v程度が想定される。

0049

さらに、発光ダイオード部9のカソード側は、電流制御部10に接続され、電流制御部10の他の一端はGNDに接続される。電流制御部10は、例えば、電流センス抵抗とSW素子(スイッチング素子)とで構成される(図2参照)。電流制御部10のSW素子がON状態においては、電流センス抵抗により電流電圧変換された信号を第1のSW素子(第1のスイッチング素子)12を介して制御IC4内部の帰還制御部20に接続され帰還される。これにより、DCDCコンバータ(4〜7)は、キャパシタ3を入力電源とし、電流制御部10内の電流センス抵抗により電流電圧変換された信号レベルが一定となるように、発光ダイオード部9のアノード端の電圧を制御する。

0050

すなわち、電流制御部10のSW素子がON状態であり、且つ第1のSW素子12がONの状態においては、発光ダイオード部9に所定の電流が流れるような第1の帰還回路で制御を行うことが可能である。

0051

11は電圧検出部であり、一端がDCDCコンバータ(4〜7)の出力端に接続され、他の一端がGNDに接続される。電圧検出部11は、例えば、少なくとも2つ以上の抵抗で構成される(図2参照)。DCDCコンバータ(4〜7)の出力電圧が11により抵抗分割された信号が第2のSW素子(第2のスイッチング素子)13を介して帰還制御部20に接続され帰還される。

0052

これにより、DCDCコンバータ(4〜7)は、キャパシタ3を入力電源とし、電圧検出部11により設定された抵抗分割比に基づいた一定の電圧となるよう第2の帰還回路により昇圧動作される。すなわち、第2のSW素子13がONの状態においては、抵抗分割比に基づいた電圧へ第2の帰還回路により昇圧動作を行うことが可能となる。

0053

15は、前記、DCDCコンバータ(4〜7)の動作制御を行うことで、発光ダイオード部9の発光制御を行うLED駆動制御部である。14はインバータ回路であり、DCDCコンバータ(4〜7)の第1の帰還ループを選択する第1のSW素子12と第2の帰還ループを選択する第2のSW素子13を排他的に制御する回路である。すなわち、DCDCコンバータ(4〜7)は第1の帰還ループで制御する場合と第2の帰還ループで制御する場合をLED駆動制御部15により制御を行うことで制御する。

0054

LED駆動制御部15は、DSP66、SW部材70、フォーカルプレーンシャッターの先幕62、フォーカルプレーンシャッターの後幕63、62の先幕が走行完了したことを検知する検知部材74と接続される。これにより、LED駆動制御部15では、SW部材70より入力された信号をもとに、DSP66に対して、撮像動作命令を行うとともに、フォーカルプレーンシャッターの先幕62、フォーカルプレーンシャッターの後幕63の制御をおこない、先幕の走行検知信号74のタイミングに応じて、電子機器DをCTL1〜4によって制御を行う。

0055

次に、図8のタイミングチャートを参照し、実施形態4における電子機器Dの動作を説明する。

0056

まず、事前にCTL信号4により、制御IC4の帰還制御部の基準電圧生成部21に対して基準電圧を設定すると同時に、CTL信号2をHiにセットすることにより11の電圧検出レベルによる第2の帰還ループとなるように第2のSW素子13をセットする。ここで発光時の電流波高値は決定される。

0057

次に、制御IC4の起動をかける。ことにより、発光ダイオード部9に電流を流した場合の電流波高値レベルを決定する。

0058

SW部材70より撮像要求の信号をうけると、この信号をもとにシャッターの先幕62、シャッターの後幕63に通電を開始し(CTL5,CTL6)シャッターをセット状態保持動作させる。さらに、そのタイミングでCTL1をHiに切り替え、DCDCコンバータ(4〜7)を第2の帰還ループで起動させる。DCDCコンバータ(4〜7)の起動が完了した後に、予めきめられた時間でCTL3をHiにきりかえると同時に、CTL2をLowに切り替えることで、予めきめられた所定時間の所定の電流波高値での予備発光動作を行う。

0059

この状態では、反射ミラー75を45度位置に配置されている状態で、71、72を経由した測光光学系で予備発光による被写体の反射発光を測光センサ73で予備測光を行う。LED駆動制御部15ではこの予備測光値に基づき、本発光時に適正露光となるための本発光量を計算する。さらに、その本発光量を電流波高値を予備発光と同等にした場合の発光時間を計算しておく。

0060

次に、予備発光が完了した後に、絞り部材61に対して、絞り駆動を開始させる、絞り動作が完了した後に、フォーカルプレーンシャッターの先幕62の保持を解除し、SHの先幕を走行させる。SHの先幕が走行するころで、SH先幕走行完了信号を74の検出部より、LED駆動制御部15が検出することで、LED駆動制御部15はCTL3信号をHiに切り替えることと同時に、CTL信号2信号をLowに切り替えることで、発光ダイオード部9に対して発光を開始させる。

0061

次に、前記、LED駆動制御部15により、予め計算された、本発光時間に基づいた時間の発光制御を行い、その後、フォーカルプレーンシャッターの後幕62の保持を解除し、後幕を走行させる。ここで、本発光時間は、シャッター61、62の全開の時間内であることが前提である。

0062

以上のように、電子機器Dが例えばデジタルカメラとして動作する場合に、発光トリガー信号に対して、Wait時間なしで応答性の良い発光制御が可能な動作例を示した。

0063

[実施形態5]
図9及び図10を参照して実施形態5を説明する。図9は、実施形態5における電子機器Eが有する複数の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態5では、電子機器Eが例えばデジタルカメラとして動作する場合を説明する。

0064

まず、図9を参照して、実施形態5における電子機器Eの構成を説明する。実施形態5では、実施形態4における電子機器D(図5参照)と異なる部分を説明し、それ以外の部分の説明を省略する。

0065

電圧検出部11の出力は、帰還切替部12に接続される一方で、LED駆動制御部15に接続させる。

0066

これにより、電流制御部10をつかった、第1の帰還ループで発光ダイオード部9を発光制御させている場合においても、発光ダイオード部9のアノード電位をLED駆動制御部15でモニタすることができる。さらに、その電圧をもとにDCDCコンバータ4のDAC21をLED駆動制御部15から制御し、電圧検出部11を用いた第2の帰還ループでアノード電位を任意の電圧にすることが可能である。

0067

以上の構成をとることで、第1の帰還ループで発光ダイオード部9を発光させる場合に、発光開始から発光ダイオード部9のアノード電位を、あらかじめ発光時に予想されるアノード電位となるように、LED駆動制御部15により制御することが可能となる。

0068

次に、図10を参照して、実施形態5における電子機器Eの動作を説明する。予備発光が開始される際の電流波高値の設定を、あらかじめ、LED駆動制御部15からCTL4信号によって、DCDCコンバータ制御IC4のDAC21にセットしておく(#201)。

0069

ユーザからの撮影要求信号がSW部70によりアクションされると、CTL5信号としてLED駆動制御部15によって受け付ける(#202)。次に、DCDCコンバータ制御IC4のCTL1(昇圧制御)をONさせ(#203)、同時にCTL3により、第1の帰還ループとなる電流制御部10をONさせる(#204)。これにより、DCDCコンバータの昇圧動作が開始され、発光ダイオード部9に電流が流れはじめる(#205)。発光ダイオード部9の電流が一定となったところで、測光センサ73は、被写体光の明るさを、撮像レンズ60、メインミラー75、ペンタプリズム71、測光レンズ72を介して取得し、LED駆動制御部15に記憶しておく。

0070

さらに、発光ダイオード部9の電流が一定となったところで、予備発光中の発光ダイオード部9のアノード電位を、電圧検出部11を介して、LED駆動制御部15が記憶しておく(#206)。

0071

予備発光の停止が完了すると、帰還切替部12をLED駆動制御部15によって、電流制御部10を用いた第1の帰還ループから、電圧検出部11を用いた第2の帰還ループに切り替え(#207)を行う。帰還切替部12を第2の帰還ループに切り替えると、あらかじめDAC21に設定された電圧に発光ダイオード部9のアノード電位は昇圧される(#208)。カメラ側としては、予備発光が停止すると、撮像光学系が撮像素子に直接光があたるように、75のメインミラーをUp方向へ退避させる(#209)。

0072

次に、前述したLED駆動制御部15に記憶された、予備発光時の発光ダイオード部9のアノード電位を、DCDCコンバータ制御IC4のDAC21にセットする(#210)。これにより、本発光時の波高値が、予備発光と同じ場合には、本発光中に予測される発光ダイオード部9のアノード電位にあらかじめ、第2の帰還ループでアノード電位を設定しておくことが可能である。

0073

次に、シャッター先幕62が動作し、シャッターの先幕が開ききったタイミングにおいて、帰還切替制御部を第1の帰還ループへ切り替えるとともに(#211)、発光信号CTL3により電流制御部10を動作させ(#212)、発光ダイオード部9に電流を流し発光させる。この場合、アノード電位は発光時に想定される波高値の電圧にあらかじめ設定されている為、発光開始から、応答よく狙った波高値で発光制御される。最後に、発光動作が終了するタイミングでは、昇圧制御信号CTL1、発光信号CTL3を停止させる。

0074

実施形態5においては、予備発光と本発光の波高値が同じ場合を例とした。又、それ以外の想定例として、予備発光と本発光の波高値が異なる場合は、あらかじめ決められた、発光ダイオード部9の駆動電流と明るさの相関関係を示す近似式、テーブル等を記憶しておく。そして、予備発光時の発光ダイオード部9のアノード電位と、前記、相関表にもとづいて、本発光時のアノード電位を予測した制御を行う。

0075

以上のように、予備発光と本発光時で波高値が異なる場合でも、本発光開始前には、あらかじめ予測した本発光時のアノード電位となるように、DCDCコンバータ4のDAC21を制御することで、応答性の良い発光が可能となる。予備発光がない発光制御シーケンスにおいては、過去の最も近いタイミングの発光時の発光ダイオード部9のアノード電位から、本発光時に想定されるアノード電位を予測し、あらかじめDCDCコンバータ4のDAC21を制御し設定することで、応答性の良い発光が可能となる。

0076

以上のように、電子機器Eが例えばデジタルカメラとして動作する場合で、予備発光と本発光とを有するシステムにおいては、より応答性の良い発光制御が可能となる。

0077

1電池
充電制御
3キャパシタ
4 制御IC
インダクタ
6駆動トランジスタ
7ショットキーダイオード
8出力コンデンサ
9発光ダイオード部
10電流制御部
11電圧検出部
12帰還切り替え部
15LED駆動制御部

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