JP2005077698A - デジタルカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 このデジタルカメラ100は、電源として単三電池30と、専用のリチウム電池31と、ACアダプタ32と、電源電圧を変換してカメラに必要な各種の電圧を発生するDC/DCコンバータ33と、各種のモータとそれを制御するモータ部34と、DC/DCコンバータ33からカメラ内に流れる電流を検出する電流検出部35と、DC/DCコンバータ33から発生された各電圧を検出する電圧検出部36と、カメラの周囲温度を検出する温度センサ37と、LCDモニタ等から構成されるディスプレイ(DSP)38と、レンズからの光信号を電気信号に変換するCCD(電荷結合素子)39と、画像を記憶するメモリ40と、全ての制御を司る制御手段(CPU)41を備えて構成される。
【選択図】 図1
Description
このような電源の負荷を減少するための従来技術として特開2001−208956公報には、使用中の電源の強さに合わせて立ち上げ時間を調整できるデジタルカメラについて開示されている。それによると、バスを介して入力された電源の電圧値に基づいて、電源の強さ及び種類の判断を行い、判断された電源の強さ及び種類に応じてズーム用モータであるDCモータ及びフォーカス用モータであるステッピングモータの駆動を制御する技術が開示されている。
また特許第2794631号公報のように、負荷電力を増大させないため、複数のモータを同時駆動する場合は各々の負荷電流を減少させるといった対策をとることも考えられたが、これではモータの動作期間が長くなってしまう。
本発明は、かかる課題に鑑み、カメラの動作を妨げたり、電池寿命を短くさせたり、或いは省電力の妨げとなることをなくし、ユーザの利便性を高めることが可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。
カメラには複数のモータが一般に使用される。そしてモータが駆動すると各モータには負荷に応じた駆動電流が流れる。そして、電源が共通な場合は、同時にモータが駆動するとその合計の駆動電流が電源から流れ出す。これは電源側から見ると、負荷が増加したことと等価となり、電源の負担が大きくなることになる。この減少を防ぐために、本発明では複数のモータが同時に動作することを避けて、動作時間をずらす操作を行うものである。
かかる発明によれば、複数のモータ駆動のタイミングをずらして駆動するので、電源の負荷が極端に増加することを防ぎ、電源の負担を軽減することができる。
請求項2は、前記複数のモータが、駆動開始時の負荷電流が大きくその後負荷電流が漸減する特性を有する直流モータと、ほぼ一定の負荷電流の特性を有するパルスモータで構成された場合、前記直流モータの駆動開始時から所定の時間経過後、前記パルスモータを駆動することを特徴とする。
カメラに使用されるモータには、一般に直流モータとパルスモータがある。特に直流モータは駆動の初期の立ち上がりに最も大きな電流が流れ、徐々に減少していく。従って、予め直流モータの電流特性を把握しておき、駆動の開始から所定の時間経過後にパルスモータを駆動するようにする。これにより、直流モータの立ち上がり時に流れる大きな電流とパルスモータの駆動電流が重複することを防ぎ、電源に大電流が流れないようにする。
かかる発明によれば、直流モータの駆動開始時から所定の時間経過後にパルスモータを駆動するので、直流モータの立ち上がり時に流れる大きな電流とパルスモータの駆動電流が重複することを防ぎ、電源の負荷を軽減することができる。
またモータに電流が流れると、電源の内部インピーダンスにより電圧降下が生じる。即ち、電流が大きいと電圧降下が大きく、電流が小さいと電圧降下が少ない。この現象は電源の電圧を検出することにより検知することができる。そこで本発明では、電源の電圧降下を検知する電圧検出手段を更に備え、この検出結果に基づいてパルスモータの駆動タイミングを決定するものである。
かかる発明によれば、電圧検出手段の検出結果に基づいてパルスモータの駆動タイミングを決定するので、負荷の変動に対して確実に追従することができる。
請求項4は、前記複数のモータの少なくとも2つのモータが、ほぼ一定の負荷電流の特性を有するパルスモータで構成された場合、前記パルスモータを駆動するタイミングが重複しないように駆動をすることを特徴とする。
直流モータとパルスモータが混在している場合は、負荷電流の様子がモータにより異なるが、パルスモータが2つ以上使用されている場合は、同じタイミングで駆動すると、駆動電流が2倍となってしまう。そこで本発明では、パルスモータを間欠動作させて、それぞれの間欠動作する位相をずらすことにより、電流値が2倍になるのを防ぐことができる。
かかる発明によれば、パルスモータを間欠動作させて、それぞれの間欠動作する位相をずらして駆動するので、一定の駆動電流でパルスモータを駆動でき、電源側からみた不可変動を最小にすることができる。
電源の消費電力は、電流と時間の積により決定する。従って、電池を長く使用するためには、できるだけ電流値を少なくして動作時間を短くすることが必要である。またカメラに使用されるモータは同時に動作する場合があるので、長い方の動作時間内に短い方の動作が完了すれば合計の動作時間を短くすることができる。これにより操作時間の短い利便性の高いカメラを実現することができる。
かかる発明によれば、複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように制御するので、操作時間の短い利便性の高いカメラを実現することができる。
請求項6は、前記複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように、且つ前記複数のモータの負荷電流の合計が最も少なくなるように制御することを特徴とする。
電源の消費電力は、電流と時間の積により決定することは前述したが、合計動作時間を最短にしても負荷電流が大きければ全体の消費電力は高くなる。そこで本発明では、動作時間と共に負荷電流の合計も最少にするものである。
かかる発明によれば、複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように、且つ複数のモータの負荷電流の合計が最も少なくなるように制御するので、操作時間の短い利便性の高いカメラを実現すると共に、電源に与える負担を最少にすることができる。
カメラの電源としては、電池とACアダプタがある。そして電池には1次電池と2次電池があり、それぞれに種類が存在する。また、これらの電源の種類には独自の特徴がある。例えば、ACアダプタは電源の寿命を心配する必要がないが、携帯することができない。また1次電池は安価ではあるが、充電できないので再使用が不可能である。また2次電池は多少高価であるが充電できるので再使用が可能である。即ち、カメラに装填されている電源の種類が判別できれば、それに応じた動作を選択することが可能である。そこで本発明では、電源の種類を判別する電源種類判別手段を備えたものである。
かかる発明によれば、電源種類判別手段により判別した電源の種類に応じて各モータの駆動タイミングを制御するので、電源の種類に応じたモータ駆動方法を実現してカメラの最適な動作状態を引き出すことができる。
請求項8は、前記デジタルカメラの全負荷状態を検出する負荷状態検出手段を更に備え、該負荷状態検出手段により検出した負荷状態に応じて前記デジタルカメラの動作タイミングを制御することを特徴とする。
カメラの負荷にはモータのほかに、表示部や回路の負荷がある。電源側から見た場合はこれらの合計がカメラの全負荷となる。また、カメラのモードにより全負荷が必ずしも常に消費されるとは限らない。即ち、カメラ起動時は画像系や表示系は動作していないので負荷としては軽くなる。
かかる発明によれば、負荷状態検出手段により検出した負荷状態に応じてデジタルカメラの動作タイミングを制御するので、電源の負荷変動がほぼ一定となり、電源の電圧変動を少なくすることができ、カメラ内の回路が安定して動作することができる。
電源の電池は周囲温度により電池内の容積が変化して駆動電流の特性が変化する。即ち、周囲温度が低くなると電池の内容積が減少して大きな電流を瞬時に取り出すことができなくなる。従って、このような場合は、大電流が瞬時に流れないような動作タイミングを作る必要がある。そこで本発明では、カメラの周囲温度を検出する温度検出手段を更に備えて、その結果に応じて各モータの駆動タイミングを制御するものである。
かかる発明によれば、温度検出手段により検出した温度に応じて各モータの駆動タイミングを制御するので、周囲の環境が変化してもカメラを確実に動作させることができる。
請求項10は、前記デジタルカメラのモードを設定するモード設定手段を更に備え、該モード設定手段により設定されたモードに応じて前記各モータの駆動タイミングを制御することを特徴とする。
カメラには通常モード、節電モード、高速モードなどの各種のモードがある。そしてこれらのモードにより内部の動作が異なってくる。例えば、高速モードの場合は、複数のモータを同時に動作させる必要があるため、電源に大きな負担がかかり、最大電流が重複しないようにする必要がある。そこで本発明では、これらのモードを設定するモード設定手段を備え、各モードに応じてモータの駆動タイミングを制御するものである。
かかる発明によれば、モード設定手段により設定されたモードに応じて各モータの駆動タイミングを制御するので、各モード毎に電源に負担を掛けない動作を選択することができる。
また請求項2では、直流モータの駆動開始時から所定の時間経過後にパルスモータを駆動するので、直流モータの立ち上がり時に流れる大きな電流とパルスモータの駆動電流が重複することを防ぎ、電源の負荷を軽減することができる。
また請求項3では、電圧検出手段の検出結果に基づいてパルスモータの駆動タイミングを決定するので、負荷の変動に対して確実に追従することができる。
また請求項4では、パルスモータを間欠動作させて、それぞれの間欠動作する位相をずらして駆動するので、一定の駆動電流でパルスモータを駆動でき、電源側からみた不可変動を最小にすることができる。
また請求項5では、複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように制御するので、操作時間の短い利便性の高いカメラを実現することができる。
また請求項6では、複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように、且つ複数のモータの負荷電流の合計が最も少なくなるように制御するので、操作時間の短い利便性の高いカメラを実現すると共に、電源に与える負担を最少にすることができる。
また請求項7では、電源種類判別手段により判別した電源の種類に応じて各モータの駆動タイミングを制御するので、電源の種類に応じたモータ駆動方法を実現してカメラの最適な動作状態を引き出すことができる。
また請求項8では、負荷状態検出手段により検出した負荷状態に応じてデジタルカメラの動作タイミングを制御するので、電源の負荷変動がほぼ一定となり、電源の電圧変動を少なくすることができ、カメラ内の回路が安定して動作することができる。
また請求項9では、温度検出手段により検出した温度に応じて各モータの駆動タイミングを制御するので、周囲の環境が変化してもカメラを確実に動作させることができる。
また請求項10では、モード設定手段により設定されたモードに応じて各モータの駆動タイミングを制御するので、各モード毎に電源に負担を掛けない動作を選択することができる。
図1は本発明の実施形態に係るデジタルカメラのブロック図である。このデジタルカメラ100は、電源として単三電池30と、専用のリチウム電池31と、ACアダプタ32と、電源電圧を変換してカメラに必要な各種の電圧を発生するDC/DCコンバータ33と、各種のモータとそれを制御するモータ部34と、DC/DCコンバータ33からカメラ内に流れる電流を検出する電流検出部35と、DC/DCコンバータ33から発生された各電圧を検出する電圧検出部36と、カメラの周囲温度を検出する温度センサ37と、LCDモニタ等から構成されるディスプレイ(DSP)38と、レンズからの光信号を電気信号に変換するCCD(電荷結合素子)39と、画像を記憶するメモリ40と、全ての制御を司る制御手段(CPU)41を備えて構成される。尚、モータ部34は、ズームモータ34a、フォーカスモータ34b、シャッタモータ34c、絞りモータ34d、レンズバリアモータ34e及び各モータを制御するモータドライバ34fにより構成される。
このデジタルカメラ100には5種類のモータが使用されている。そしてモータが駆動すると各モータには負荷に応じた駆動電流が流れる。その電流は電流検出部35により検出される。そして、電源が共通な場合は、同時にモータが駆動するとその合計の駆動電流が電源から流れ出す。これは電源側から見ると、負荷が増加したことと等価となり、電源の負担が大きくなることになる。この減少を防ぐために、本発明では複数のモータが同時に動作することを避けて、動作時間をずらす操作を制御手段(CPU)41により行うものである。
また電源の消費電力は、回路に流れる電流とその時間の積により決定する。従って、単三電池30と、専用のリチウム電池31を長く使用するためには、できるだけ電流値を少なくして動作時間を短くすることが必要である。またカメラに使用されるモータは同時に動作する場合があるので、長い方の動作時間内に短い方の動作が完了すれば合計の動作時間を短くすることができる。これにより操作時間の短い利便性の高いカメラを実現することができる。
またカメラの電源としては、単三電池30と、専用のリチウム電池31とACアダプタ32がある。そして電池には1次電池と2次電池があり、単三電池30は1次電池、専用のリチウム電池31は2次電池である。また、これらの電源の種類には独自の特徴があり、例えば、ACアダプタ32は電源の寿命を心配する必要がないが、携帯することができない。また1次電池は安価ではあるが、充電できないので再使用が不可能である。また2次電池は多少高価であるが充電できるので再使用が可能である。即ち、カメラに装填されている電源の種類が判別できれば、それに応じた動作を選択することが可能である。そこで本発明では、制御手段(CPU)41により電源の種類を判別する。その方法として例えば、図示しないメカ的な機構により検出したり、セットされたときの電圧の違いを検出することにより可能となる。
更に、電源の電池は周囲温度により電池内の容積が変化して駆動電流の特性が変化する。即ち、周囲温度が低くなると電池の内容積が減少して大きな電流を瞬時に取り出すことができなくなる。従って、このような場合は、大電流が瞬時に流れないような動作タイミングを作る必要がある。そこで本発明では、カメラの周囲温度を検出する温度センサ37を備えて、その結果に応じて各モータの駆動タイミングを制御するものである。
またカメラには通常モード、節電モード、高速モードなどの各種のモードがある。そしてこれらのモードにより内部の動作が異なってくる。例えば、高速モードの場合は、複数のモータを同時に動作させる必要があるため、電源に大きな負担がかかり、最大電流が重複しないようにする必要がある。そこで本発明では、これらのモードをDSP38により設定することにより、各モードに応じてモータの駆動タイミングを制御するものである。
まず図2(A)では直流モータ(a)は駆動の初期においては大きな電流が流れ、暫時減少する特性を有している。またパルスモータ(b)は略電流値が一定のパルス状の電流が流れる。そしてそれらを同時に駆動すると(c)のように直流モータとパルスモータの電流値が合計された電流が電源から流れ出し、電源に大きな負荷がかかることが分る。
図2(B)はこれを改善するために、パルスモータ(b)の駆動タイミングをほぼ中央にずらして、直流モータ(a)の電流が減少してから駆動するようにしている。それにより、(c)のように直流モータとパルスモータの電流値が合計された電流が電源から流れ出すが、図2(A)と比較してそのピーク値は減少していることが分る。
図2(D)は多少時間を犠牲にして更に改善するために、パルスモータ(b)の駆動タイミングを直流モータ(a)の終了からさらにずらして、直流モータ(a)の電流が最も減少してモータOFFする直前から駆動するようにしている。それにより、(c)のように直流モータとパルスモータの電流値が合計された電流が電源から流れ出すが、図2(C)と比較して更にピーク値が減少していることが分る。
図2(E)は2つのパルスモータ(a)と(b)の移動時の駆動タイミングの位相が同じ場合であり、そしてそれらを同時に駆動すると(c)のように2つのパルスモータの電流値が合計された2倍の電流が電源から流れ出し、電源に大きな負荷がかかることが分る。
図2(F)はこれを改善するために、2つのパルスモータ(a)と(b)の移動時の駆動タイミングの位相を180°ずらした場合であり、そしてそれらを同時に駆動すると(c)のように2つのパルスモータの電流値が合計されるが、位相がずれているので同じ電流が電源から流れ出し、図2(E)と比較してピーク値が減少していることが分る。
図2(G)は、パルスモータ(a)移動時のタイミングOFF時にパルスモータ(b)を所定の動作をさせた場合であり、そしてそれらを同時に駆動すると(c)のように2つのパルスモータの電流値が合計されるが、位相がずれているので図のように移動電流と動作電流が交互に電源から流れ出し、図2(E)と比較してピーク値が減少していることが分る。
まず図3(a)を説明すると、ズームモータ(例えば直流モータ)が起動を開始すると(S1)、タイマーを起動して時間をカウントする(S2)。そしてタイマーが所定の時間カウントしたか否かを監視し(S3)、所定の時間が経過すると次にフォーカスモータ(例えばパルスモータ)を起動する(S4)。このフローチャートでは所定の時間がどのくらい必要かを予め調べて設定しておく必要がある。
次に図3(b)を説明すると、ズームモータ(例えば直流モータ)が起動を開始すると(S11)、電源の電圧監視を開始する(S12)。そして監視した電圧が所定の電圧以上であるか否かを監視し(S13)、所定の電圧以上であることを検出すると次にフォーカスモータ(例えばパルスモータ)を起動する(S14)。このローチャートでは負荷電流により電圧降下した場合に、電源の電圧がどのくらい降下するか予め調べて設定しておく必要がある。
Claims (10)
- 共通の電源から給電される電力により駆動する複数のモータを備えたデジタルカメラであって、
前記複数のモータに供給する負荷電流を検出する電流検出手段を備え、
前記複数のモータの何れか1つが動作した場合、前記電流検出手段により検出された負荷電流の最大値と重複しないように他のモータを駆動することを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記複数のモータが、駆動開始時の負荷電流が大きくその後負荷電流が漸減する特性を有する直流モータと、ほぼ一定の負荷電流の特性を有するパルスモータで構成された場合、前記直流モータの駆動開始時から所定の時間経過後、前記パルスモータを駆動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。
- 前記複数のモータに供給する電源電圧を検出する電圧検出手段を更に備え、前記複数のモータが、駆動開始時の負荷電流が大きくその後負荷電流が漸減する特性を有する直流モータと、ほぼ一定の負荷電流の特性を有するパルスモータで構成された場合、前記直流モータの駆動開始時から前記電圧検出手段により電圧を監視した結果、所定の電圧以上であることを検出した場合、前記パルスモータを駆動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。
- 前記複数のモータの少なくとも2つのモータが、ほぼ一定の負荷電流の特性を有するパルスモータで構成された場合、前記パルスモータを駆動するタイミングが重複しないように駆動を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。
- 前記複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように制御することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
- 前記複数のモータを駆動する合計動作時間が最も短くなるように、且つ前記複数のモータの負荷電流の合計が最も少なくなるように制御することを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
- 前記共通の電源の種類を判別する電源種類判別手段を更に備え、該電源種類判別手段により判別した電源の種類に応じて前記各モータの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
- 前記デジタルカメラの全負荷状態を検出する負荷状態検出手段を更に備え、該負荷状態検出手段により検出した負荷状態に応じて前記デジタルカメラの動作タイミングを制御することを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
- 前記デジタルカメラの周囲温度を検出する温度検出手段を更に備え、該温度検出手段により検出した温度に応じて前記各モータの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
- 前記デジタルカメラのモードを設定するモード設定手段を更に備え、該モード設定手段により設定されたモードに応じて前記各モータの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載のデジタルカメラ。
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