JP2006230069A - Portable electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はカメラ等の携帯電子機器に関し、電池電圧が低下したときに発生し得る不都合を解消するものである。 The present invention relates to a portable electronic device such as a camera, and solves inconvenience that may occur when a battery voltage decreases.
特許文献1に記載のカメラでは、メインスイッチのオンに伴って電源制御用のマイコン(電源制御回路)がDC/DCコンバータ(電源回路)を起動し、電池電圧を所定の電圧レベルに変換してカメラ動作用のマイコンや他の回路(動作回路)に電源供給する。これにて全てのカメラ動作が可能となる。電源制御用のマイコンは、メインスイッチのオン・オフに拘わらず常時給電され、メインスイッチや他のスイッチの状態を常に監視している。 In the camera described in Patent Document 1, when the main switch is turned on, a power supply control microcomputer (power supply control circuit) starts a DC / DC converter (power supply circuit) and converts the battery voltage to a predetermined voltage level. Supplies power to microcomputers and other circuits (operation circuits) for camera operation. All camera operations are now possible. The power supply control microcomputer is constantly supplied with power regardless of whether the main switch is on or off, and constantly monitors the state of the main switch and other switches.
ところで、電源電池としてアルカリ電池やリチウム電池のような容量の少ない一次電池を使用するカメラでは、電池電圧が低レベルまで落ち込んでもカメラが動作するように、マイコンやDC/DCコンバータの最低起動電圧を低下させる必要がある。半導体技術の進歩により、マイコンについては最低起動電圧を下げることが可能となったが、DC/DCコンバータは、パワーMOSやインダクタといったパワー部品を用いているため、マイコンほど最低起動電圧を下げることができない。特にカメラ全体の回路を駆動するために必要な電力が大きいほど、DC/DCコンバータの最低起動電圧を高くする必要がある。ここで、DC/DCコンバータの最低起動電圧とは、DC/DCコンバータが電池電圧を機器の動作に必要な電圧に変換するに足りる最低限の入力電圧(電池電圧)レベルを指す。 By the way, in cameras that use primary batteries with low capacity, such as alkaline batteries and lithium batteries, as the power battery, the minimum starting voltage of the microcomputer and DC / DC converter is set so that the camera can operate even when the battery voltage drops to a low level. It needs to be lowered. Advances in semiconductor technology have made it possible to lower the minimum start-up voltage for microcomputers. However, since DC / DC converters use power components such as power MOSs and inductors, the minimum start-up voltage can be lowered for microcomputers. Can not. In particular, the higher the power required to drive the entire camera circuit, the higher the minimum starting voltage of the DC / DC converter. Here, the minimum starting voltage of the DC / DC converter refers to a minimum input voltage (battery voltage) level sufficient for the DC / DC converter to convert the battery voltage into a voltage necessary for the operation of the device.
上述したように最低起動電圧が電源制御用のマイコンとDC/DCコンバータとで異なるため、カメラの使用によって電池電圧が低下し、これがDC/DCコンバータの最低起動電圧は下回っているが、電源制御用のマイコンの最低起動電圧よりは高いという状況が発生し得る。かかる状況でメインスイッチがオンすると、動作可能な電源制御用のマイコンはDC/DCコンバータに起動を指示する信号を出力するため、DC/DCコンバータは電圧変換のための起動動作を開始する。しかし、必要な電圧レベルへの電圧変換ができないため、起動動作が繰り返し行われることになり、その結果、幾つかのパワー部品に大電流(突入電流)が流れ続け、最悪の場合は部品が破損するおそれがある。 As described above, since the minimum starting voltage differs between the power control microcomputer and the DC / DC converter, the battery voltage decreases due to use of the camera, which is lower than the minimum starting voltage of the DC / DC converter. A situation may occur where the starting voltage is higher than the minimum starting voltage of the microcomputer. When the main switch is turned on in such a situation, the operable power supply control microcomputer outputs a signal instructing activation to the DC / DC converter, so that the DC / DC converter starts an activation operation for voltage conversion. However, since the voltage cannot be converted to the required voltage level, the start-up operation is repeated. As a result, a large current (inrush current) continues to flow through some power components, and in the worst case, the components are damaged. There is a risk.
本発明は、電源電池の電圧を所定の電圧レベルに電圧変換して出力する電源回路と、電源回路が出力する正常なレベルの電圧によって動作し、それを下回る電圧レベルでは動作不能な動作回路と、電源電池から常に給電を受けて動作し、電源オンの指示がなされると前記電源回路を起動せしめ、電源オフの指示がなされると電源回路を停止させる電源制御回路とを備えた携帯電子機器に適用される。動作回路は、自身が正常に起動するのに伴って正常起動信号を電源制御回路に出力し、電源制御回路は、電源回路を起動した後、正常起動信号の非入力をもって電源回路を停止する。
請求項2の発明は、正常起動信号を出力する動作回路として、機器の主要シーケンスを制御するシーケンス制御回路を用いたものである。
請求項3の発明は、電源制御回路の最低起動電圧が、シーケンス制御回路の最低起動電圧よりも低いものである。
The present invention relates to a power supply circuit that converts the voltage of a power supply battery to a predetermined voltage level and outputs the voltage, and an operation circuit that operates by a normal level voltage output from the power supply circuit and cannot operate at a voltage level lower than that. A portable electronic device comprising: a power supply control circuit that operates by being always supplied with power from a power supply battery, activates the power supply circuit when a power-on instruction is given, and stops the power supply circuit when a power-off instruction is given Applies to The operation circuit outputs a normal start signal to the power supply control circuit as it itself starts up normally, and the power supply control circuit stops the power supply circuit when the normal start signal is not input after starting the power supply circuit.
The invention of claim 2 uses a sequence control circuit for controlling the main sequence of the device as an operation circuit for outputting a normal activation signal.
According to a third aspect of the present invention, the minimum starting voltage of the power supply control circuit is lower than the minimum starting voltage of the sequence control circuit.
本発明によれば、電源回路の出力電圧によって動作する動作回路が正常に起動するのに伴って正常起動信号を電源制御回路に出力し、電源制御回路は、電源回路を起動した後、上記正常起動信号の非入力をもって電源回路を停止するようにしたので、電源回路は、動作回路の動作に必要な電圧変換が行えない場合にその電圧変換動作を継続することがなくなり、部品の破損を未然に防止できる。 According to the present invention, a normal activation signal is output to the power supply control circuit as the operation circuit that operates according to the output voltage of the power supply circuit is normally activated, and the power supply control circuit activates the power supply circuit and then performs the normal operation. Since the power supply circuit is stopped when the start signal is not input, the power supply circuit will not continue the voltage conversion operation when the voltage conversion necessary for the operation of the operation circuit cannot be performed. Can be prevented.
図1〜図6により本発明をデジタルカメラに適用した場合の一実施の形態を説明する。
図1は本実施形態におけるカメラの上面図である。カメラ本体1の上面には、カメラへの電源をオン・オフするためのメインスイッチ30と、半押しおよび全押し操作が可能なレリーズボタン100と、その他の複数の操作ボタン200と、液晶パネル32とが設けられている。液晶パネル32には、絞り値、シャッタ秒時、駒カウンタ、電池残量などが表示される。33が電池残量表示を示している。
An embodiment in which the present invention is applied to a digital camera will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a top view of a camera according to the present embodiment. On the upper surface of the camera body 1, a
図2はカメラの電気回路を示し、太線のラインは電源の供給ルートを、矢印付きの細線はスイッチや制御信号、通信用の配線をそれぞれ示している。
カメラは、電源制御用のA_MCU11と、通常のカメラシーケンスを制御するB_MCU12という2つのマイコンを有している。A_MCU11には、上述したメインスイッチ30と、レリーズボタン100の半押し操作でオンする半押しスイッチ55と、レリーズボタン100の全押し操作でオンするレリーズスイッチ56と、他の操作部材300の操作でオン・オフする複数のスイッチ31と、液晶モニタ32とが接続される。
FIG. 2 shows an electric circuit of the camera, where a bold line indicates a power supply route, and a thin line with an arrow indicates a switch, a control signal, and a communication line.
The camera has two microcomputers, A_MCU11 for power control and B_MCU12 for controlling a normal camera sequence. The A_MCU 11 includes the above-described
一方、B_MCU12には、測距回路15と、測光回路16と、ミラー駆動用のマグネット17と、AFモータやシャッタ,絞り駆動用マグネットなどのアクチュエータ18とが接続されている。またB_MCU12は、通信ライン53を介してA_MCU11との通信が可能とされ、例えばスイッチ類の操作状況等がA_MCU11からB_MCU12に伝達される。
On the other hand, to the
次に、カメラの電源制御について説明する。
2はカメラの電池室に装填された電源電池を示し、上述したミラーマグネット17や他のアクチュエータ18は、大電流を必要とするため電源電池2から直接給電を受けて動作する。DC/DCコンバータ13は、電源電池2からの入力電圧(例えば、4〜12V程度)を電圧変換してカメラの通常動作に必要な安定化した電圧Vcc(例えば、5V)を得る。そして、このVccにてB_MCU12,測距回路15および測光回路16が動作する。A_MCU11は、ライン54を介してDC/DCコンバータ13にコントロール信号CTLを送出し、DC/DCコンバータ13の作動/停止を制御する。
Next, camera power control will be described.
Reference numeral 2 denotes a power supply battery loaded in the battery compartment of the camera, and the above-described
三端子レギュレータ14は、電源電池2からの入力電圧を降圧して安定化した電圧Vreg(例えば、3V)を得る。このVregおよび上記Vccはそれぞれダイオード21,22を介して出力され、そのうち高い方の電圧がA_MCU11の駆動電圧VDDとなる。
The three-
メインスイッチ30がオフしているときには、DC/DCコンバータ13は動作を停止しているため所定のVccが得られず、このためB_MCU12,測距回路15および測光回路16は動作不能である。一方、A_MCU11は、DC/DCコンバータ13が停止していても、三端子レギュレータ14からのVregによって動作可能である。このようにA_MCU11は、B_MCU12などと比べて低い電圧で動作可能であり、電池2さえ装填されていればメインスイッチ30のオン・オフに拘わらず常に動作状態にある。そして、メインスイッチオフ時には、A_MCU11はメインスイッチ30のみを監視し、他のスイッチの入力は受け付けない。
When the
メインスイッチ30がオンされると、A_MCU11はライン54を介してDC/DCコンバータ13にハイレベルのコントロール信号CTLを送り、DC/DCコンバータ13を作動せしめる。これにより通常は所定のVccが得られるので、B_MCU12が起動し、また測距回路15や測光回路16も動作可能となる。つまり通常のカメラシーケンスが実行可能となる。メインスイッチ30がオフされると、A_MCU11はライン54にローレベルのコントロール信号CTLを出力し、DC/DCコンバータ13を停止する。これによりB_MCU12が動作を停止し、カメラシーケンスが実行不能となる。
When the
またA_MCU11は、メインスイッチ30がオンの状態で何らの操作も行われない状態が所定時間継続すると、省電力のためにローレベルのコントロール信号CTLを出力し、DC/DCコンバータ13を停止する。これにより、メインスイッチオフ時と同様にB_MCU12が動作を停止する。一般にこの状態を休止状態あるいはスリープ状態などと呼ぶ。このスリープ状態において、A_MCU11はメインスイッチ以外の幾つかのスイッチ(例えば、半押しスイッチ55やスイッチ31)をも監視し、いずれかがオンすると、DC/DCコンバータ13を起動して通常のカメラシーケンスが可能な状態に復帰させる。
Further, when a state in which no operation is performed while the
ところで、背景技術でも述べたように、A_MCU11の方がDC/DCコンバータ13よりも最低起動電圧が低いため、電池容量が低下してくると、電池電圧がDC/DCコンバータ13の最低起動電圧は下回っているが、A_MCU11の最低起動電圧よりは高いという状況が発生し得る。かかる条件がメインスイッチ30のオン時に成立し、その際に動作可能なA_MCU11が通常どおりにDC/DCコンバータ13に起動信号(ハイレベルのコントロール信号CTL)を出力し続けると、正常な電圧変換が行えないDC/DCコンバータ13は起動動作を繰り返し、突入電流が流れ続けることで部品が破損に至るおそれがある。
By the way, as described in the background art, since the
そこで本実施形態では、DC/DCコンバータ13が正常な動作を行えない場合に、その旨をA_MCU11に知らしめ、これを受けたA_MCU11がDC/DCコンバータ13を強制的に停止するようにした。A_MCU11に上記の旨を知らせる役目は、B_MCU12が担う。B_MCU12は、DC/DCコンバータ13が正常な電圧Vcc、つまりB_MCU12の最低起動電圧以上の電圧を出力して初めて起動される。したがって、メインスイッチ30のオンあるいはスリープ状態からの復帰によって起動されたB_MCU12がA_MCU11に正常起動信号を送ることで、A_MCU11は正常であることを認識でき、この場合は通常動作を続行しても何ら差し支えない。一方、DC/DCコンバータ13から正常なVccが出力されないときには、B_MCU12は起動しないから、上記正常起動信号はいつまでたっても出力されない。A_MCU11は、所定時間が経過しても正常起動信号が入力されないことをもって異常発生と判断し、DC/DCコンバータ13を強制的に停止させる。
Therefore, in the present embodiment, when the DC /
これを実現するために、図2の如くB_MCU12からA_MCU11に正常起動信号を出力するためのライン52を追加する。さらに、図3,図4のフローチャートに示すように、A_MCU11およびB_MCU12の制御に正常起動信号に関する処理を加える。
In order to realize this, a
図3はメインスイッチオン時のA_MCU11の制御内容を示している。
メインスイッチ30がオフからオンに切換わると、A_MCU11のポートP01がハイレベルからローレベルに変わり、これに伴ってA_MCU11は、図3のプログラムを起動する(ステップS101)。ステップS102では、ポートRSToutをハイレベルにすることで、ライン57を介してB_MCU12のポートRSTinにリセット信号を送り、初期化を指示する。ステップS103では、ポートP07をハイレベルとすることで、DC/DCコンバータ13を起動させるためのコントロール信号CTLをライン54に発生させる。DC/DCコンバータ13は、このコントロール信号CTLを受けて起動動作を開始する。
FIG. 3 shows the control content of the
When the
ステップS104では、DC/DCコンバータ13の起動に要する時間、つまりDC/DCコンバータ13の出力電圧Vccがカメラ動作に必要なレベルに達するのに要する時間Trstが経過するまで待機する。Trstは例えば10msであり、これが経過するとステップS105に進み、ポートRSToutをローレベルにして上記リセット信号を解除する。次いでステップS106で監視タイマをスタートし、ステップS107,S108のループを回りながら、監視タイマがタイムアウトするか、あるいはB_MCU12から上記正常起動信号が入力されるのを待つ。正常起動信号の入力の有無は、ポートP03がハイレベルか否かで判断する。
In step S104, the process waits until a time required for starting the DC /
監視タイマがタイムアウトする前に正常起動信号が入力されると、B_MCU12が正常に起動したと判断し、ステップS109で監視タイマを停止し、通常のシーケンスに移行する。一方、正常起動信号が入力される前に監視タイマがタイムアウトすると、B_MCU12が起動していない、つまり電池電圧が低いためにDC/DCコンバータ13が正常なVccを作り出せないと判断し、ステップS101で監視タイマを停止するとともに、ステップS111でローレベルのコントロール信号CLTをライン54に出力し、DC/DCコンバータ13の動作を停止する。監視タイマがタイムアウトするまでの時間Twは、例えば0.5〜1ms程度でよい。ステップS112では、電源電池2の交換を促すための表示を例えば液晶モニタ32上の電池残量表示33にて行い、電池交換がなされるまで他のカメラ動作を全て禁止する。
If a normal activation signal is input before the monitoring timer times out, it is determined that the
なお、図3はメインスイッチオン時の制御を示しているが、上述したスリープ状態で半押しスイッチ55やスイッチ31がオンしたときも同様の制御が行われる。
3 shows the control when the main switch is turned on, the same control is performed when the half-press switch 55 and the
図4はB_MCU12の起動時の動作を示している。
DC/DCコンバータ13の起動によりVccが徐々に増加し、これがB_MCU12の最低起動電圧に達した時点でB_MCU12が起動され、図4のプログラムがスタートする。ステップS202では、A_MCU11からのリセット信号を受けてB_MCU12の内部回路や各ポートを予め決められた初期状態に設定する。ステップS203では、A_MCU11によってリセット信号が解除されるのを待ち、解除されるとリセット動作を停止し、ステップS204でポートP21をハイレベルとすることで、ライン52に正常起動信号を出力する。その後、ステップS205で通常のシーケンス動作を実行する。
FIG. 4 shows an operation when the
When the DC /
一方、VccがB_MCU12の最低起動電圧に達しない場合には、B_MCU12が起動しないため図4の制御は実行されない。このとき、B_MCU12のポートP21は不定状態となるが、図2に示すようにライン52に設けたプルダウン抵抗19によってA_MCU11のポートP03はローレベルを保持し、A_MCU11は正常起動信号の非出力を認識できる。
On the other hand, if Vcc does not reach the minimum activation voltage of
図5,図6はメインスイッチオン時の各信号の変化を示すタイムチャートであり、図5は正常動作時を示す。この場合は、DC/DCコンバータ13の出力であるVccが所定レベルに安定する時間Trstが経過した後、時間Twが経過するまでに正常起動信号が出力されているので、ハイレベルのコントロール信号CTLが継続して出力され、DC/DCコンバータ13は動作を継続する。
5 and 6 are time charts showing changes in each signal when the main switch is turned on, and FIG. 5 shows a normal operation. In this case, since the normal activation signal is output until the time Tw elapses after the time Trst when the Vcc output from the DC /
図6は異常時を示し、電源電圧が低下しているために、Vccが所定レベルに達せず、DC/DCコンバータ13は起動動作を繰り返す。この場合、時間Twが経過するまでに正常起動信号は出力されないので、A_MCU11はコントロール信号をローレベルとし、DC/DCコンバータ13を停止する。
FIG. 6 shows an abnormal state. Since the power supply voltage is lowered, Vcc does not reach a predetermined level, and the DC /
なお、正常起動信号は、B_MCU12が起動したときにのみ1回出力すればよいので、それ以降はB_MCU12が動作を停止するまでライン52を別の用途で使用することが可能である。またライン52を設けず、通信ライン53を利用して正常起動信号の授受を行うようにしてもよい。さらに、正常起動信号を出力する動作回路はB_MCU12に限定されず、Vccにて動作する他の回路であってもよい。したがって、電源制御とシーケンス制御とを1つのマイコンで行うものにも本発明を適用できる。
またデジタルカメラにて説明したが、銀塩カメラや、携帯オーディオ機器といった他の携帯電子機器にも本発明を同様に適用できる。
Since the normal activation signal only needs to be output once when the
Moreover, although demonstrated with the digital camera, this invention is applicable similarly to other portable electronic devices, such as a silver salt camera and a portable audio apparatus.
1 カメラ本体
2 電源電池
11 A_MCU
12 B_MCU
13 DC/DCコンバータ
14 三端子レギュレータ
15 測距回路
16 測光回路
19 プルダウン抵抗
30 メインスイッチ
31 スイッチ
32 液晶モニタ
33 電池残量表示
52 正常起動信号送出ライン
53 通信ライン
54 コントロール信号送出ライン
55 半押しスイッチ
56 レリーズスイッチ
100 レリーズボタン
1 Camera body 2
12 B_MCU
13 DC /
100 release button
Claims (3)
前記動作回路は、自身が正常に起動するのに伴って正常起動信号を前記電源制御回路に出力し、前記電源制御回路は、前記電源回路を起動した後、前記正常起動信号の非入力をもって該電源回路を停止することを特徴とする携帯電子機器。 A power supply circuit that converts the voltage of the power supply battery to a predetermined voltage level and outputs the voltage; an operation circuit that operates by a normal level voltage output from the power supply circuit; In a portable electronic device provided with a power supply control circuit that always operates with power supply, starts the power supply circuit when a power-on instruction is given, and stops the power supply circuit when a power-off instruction is given,
The operation circuit outputs a normal start signal to the power supply control circuit as it normally starts, and the power supply control circuit starts up the power supply circuit and then does not input the normal start signal. A portable electronic device characterized by stopping a power supply circuit.
Priority Applications (1)
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