電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置
【課題】モバイル電子機器の駆動時間をより長くする。
【解決手段】電源供給装置は、電池と並列に接続されるキャパシタと、キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、少なくとも１のモータに対するキャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子とを備える。
【解決手段】電源供給装置は、電池と並列に接続されるキャパシタと、キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、少なくとも１のモータに対するキャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置に関する。本開示は、特に、負荷回路にモータを含む撮像装置などの電子機器の稼働時間をより向上させる電源供給装置および電源供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、デジタル一眼カメラ、携帯電話、ポータブルオーディオプレーヤなどに代表されるモバイル電子機器の高機能化がめざましい。また、モバイル電子機器の需要の飛躍的な高まりとともに、モバイル電子機器のユーザからのモバイル電子機器に対する高機能化の要求が高まっている。さらに、モバイル電子機器のユーザからのモバイル電子機器に対する小型化の要求も非常に高い。
【０００３】
モバイル電子機器を小型化するには、モバイル電子機器の電源として使用される電池の小型化も必要となる。そのため、モバイル電子機器の開発者は、モバイル電子機器の高機能化に伴う電力消費量が増大する一方で、モバイル電子機器に搭載される電池の電池容量の増大を見込みにくいという状況におかれている。
【０００４】
例えば、デジタルスチルカメラの場合、電池の小型化により電池容量が減ってしまうと、デジタルスチルカメラにおける撮影可能な写真の枚数が減少してしまう。そこで、あらかじめ定められた容量の電池を使用するとの前提においての、デジタルスチルカメラにおける撮影可能な写真の枚数の増大が試みられている。
【０００５】
モバイル電子機器の稼働時間をより長くするための方法としては、いくつかの方法が挙げられる。
【０００６】
例えば、第１の方法は、モバイル電子機器自体の消費電力を削減する方法である。しかしながら、モバイル電子機器自体の消費電力の削減と、モバイル電子機器の高機能化とはトレードオフの関係にあるので、第１の方法を採用することは、一般的に現実的ではない。
【０００７】
第２の方法は、電池の放電終止電圧付近の端子電圧の変化（放電曲線における下降カーブ）をできるだけなだらかにする方法である。第２の方法によれば、電池の容量を可能な限り多く使用できるが、電池の放電終止電圧付近の端子電圧の変化は電池固有の特性であり、電池の電極材料などの開発が必要となる。したがって、第２の方法を採用するには、電池の新規開発が必要となり、電池の開発のためのコストがかかってしまう。
【０００８】
第３の方法は、モバイル電子機器の動作が終了とされる電圧（以下、「停止電圧」と適宜称する。）をできるだけ下げる方法である。モバイル電子機器の停止電圧を下げて電池の放電終止電圧になるべく近づけることにより、電池を使用可能な電池の容量の範囲が拡大され、結果として、モバイル電子機器の駆動時間が増加する。第３の方法は、あらかじめ容量の定められた電池を効率よく使用するための方法であり、第３の方法は、デジタルスチルカメラなどのモバイル電子機器の開発における費用対効果が高い。
【０００９】
モバイル電子機器の停止電圧は、モバイル電子機器の負荷回路に含まれるＩＣ（integrated circuit）の入力電圧範囲の下限をもとにして決められる。モバイル電子機器を正常に動作させるには、電池からの負荷回路に対する入力電圧が、モバイル電子機器の停止電圧を下回らないことが必要である。
【００１０】
ここで、電池は、内部抵抗などを有しており、モバイル電子機器の動作時における電池の端子電圧は、モバイル電子機器の負荷回路に流れる電流量に応じて変化する。そのため、モバイル電子機器の負荷回路に流れる電流量が瞬間的に増大すると、電池の端子電圧が瞬間的に大きく低下する。
【００１１】
すなわち、モバイル電子機器を正常に動作させるには、負荷回路に流れる電流量が瞬間的に増大し、電池の端子電圧が瞬間的に大きく低下したときであっても、ＩＣに印加される電圧が、ＩＣの入力電圧範囲の下限を下回らないことが必要である。このことを言い換えると、負荷回路に流れる電流量の瞬間的な増大に伴う、電池の端子電圧の瞬間的な低下を抑制することができれば、モバイル電子機器の停止電圧を下げることが可能となる。
【００１２】
負荷回路に流れる電流量の瞬間的な増大に伴う、電池の端子電圧の瞬間的な低下を抑制する方法としては、例えば、等価直列抵抗の低いキャパシタを電池と並列に接続する方法が知られている。
【００１３】
下記の特許文献１には、電池およびコンデンサの接続点にスイッチを設け、コンデンサの電圧が電池の電圧より高い場合に該スイッチをオフとすることにより、コンデンサと並列に接続される電池への過電圧の印加を防止する電源供給装置が開示されている。また、下記の特許文献２には、負荷回路に流れる電流量およびキャパシタの電圧をそれぞれ設定値と比較し、これらの間の大小関係に応じて、電池またはキャパシタのいずれから電力を供給するかが決められる電源回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−２０６３５７号公報
【特許文献２】特許第３５２６０２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
モバイル電子機器の駆動時間をより長くすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本開示の第１の好ましい実施態様は、
電源供給装置が、キャパシタと、電圧制御装置と、電流制限回路と、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備える。
キャパシタは、電池と並列に接続される。
電圧制御装置は、キャパシタに対する充電電圧を制御する。
電流制限回路は、キャパシタに供給される電流量を制御する。
第１のスイッチング素子は、キャパシタに対する充電電流の供給を制御する。
第２のスイッチング素子は、少なくとも１のモータに対するキャパシタからの電流の供給を制御する。
【００１７】
本開示の第２の好ましい実施態様は、
キャパシタの非放電時に、第１のスイッチング素子をオンとして、電圧制御装置および電流制限回路を介して、並列に接続された電池によりキャパシタを充電させ、
少なくとも１のモータを含む負荷回路における、いずれかのモータの動作開始時に、第２のスイッチング素子をオンとして、キャパシタから、動作が開始されたモータに対して電力を供給させる電源供給方法である。
【００１８】
本開示の第３の好ましい実施態様は、
撮像装置が、１以上のモータと、キャパシタと、電圧制御装置と、電流制限回路と、第１のスイッチング素子と、第２のスイッチング素子と、制御部とを備える。
１以上のモータは、少なくとも、レンズ、絞り、ミラーおよびシャッタのうちのいずれかを駆動させる。
キャパシタは、電池と並列に接続される。
電圧制御装置は、キャパシタに対する充電電圧を制御する。
電流制限回路は、キャパシタに供給される電流量を制御する。
第１のスイッチング素子は、キャパシタに対する充電電流の供給を制御する。
第２のスイッチング素子は、１以上のモータに対する、キャパシタからの電流の供給を制御する。
制御部は、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオンまたはオフを制御する。
【００１９】
本開示では、例えば、負荷回路に含まれるモータを駆動させるときなど、負荷電流の瞬間的な増大に対して、電池に並列に接続されたキャパシタが、負荷回路に含まれるモータに電力を供給する。したがって、電池から流れ出す電流の瞬間的な増大が回避され、電池の端子電圧の瞬間的な低下が抑制される。電池の端子電圧の瞬間的な低下が抑制されるため、電子機器の停止電圧を下げることが可能となり、電子機器の駆動時間が向上する。
【００２０】
本開示では、電圧制御装置を介して、並列に接続される電池からキャパシタに充電が行われる。そのため、充電後のキャパシタの電圧が、電池の端子電圧に依存せず、満充電状態におけるキャパシタの電圧に変動がない。満充電時のキャパシタの電圧に変動がないため、負荷回路に含まれるモータの動作が安定する。
【００２１】
本開示では、電流制限回路を介して、並列に接続される電池からキャパシタに充電が行われる。そのため、キャパシタに蓄えられた電荷が少ない時にキャパシタの充電を行っても、電池からキャパシタに突入電流が流れることがない。すなわち、キャパシタに蓄えられた電荷が少ない時にキャパシタの充電を行っても、電池の端子電圧の急激な低下が防止される。
【発明の効果】
【００２２】
少なくとも１つの実施例によれば、負荷回路にモータを含む撮像装置などの電子機器の駆動時間をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、一実施の形態にかかる撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、一実施の形態にかかる電源供給装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図３Ａは、定電流回路の一例を示す回路図である。図３Ｂは、双方向スイッチの一例を示す回路図である。
【図４】図４は、一実施の形態にかかる電源供給装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５Ａは、キャパシタの放電曲線の一例を示す図である。図５Ｂは、制御部による電源供給装置の制御の一例を説明するためのブロック図である。
【図６】図６は、制御部による処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７Ａは、モータに電圧を印加したときにおける、モータに流れる電流量の変化を説明するための図である。図７Ｂは、モータの等価回路を示す図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、電池の放電曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置の実施形態について説明する。説明は、以下の順序で行う。
＜０．電池の放電曲線と、電子機器の停止電圧との関係＞
＜１．一実施の形態＞
［撮像装置の一構成例］
（電源部）
（制御部）
（モータ）
［撮像装置の動作］
［電源供給装置の一構成例］
（キャパシタ）
（電圧制御装置）
（電流制限回路）
（スイッチング素子）
［電源供給装置の他の構成例］
［制御の一例］
＜２．変形例＞
【００２５】
なお、以下に説明する実施形態は、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置の好適な具体例である。以下の説明においては、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置の例は、以下に示す実施形態に限定されないものとする。
【００２６】
＜０．電池の放電曲線と、電子機器の停止電圧との関係＞
本開示の実施形態の理解を容易とするため、まず、電池の放電曲線と、電子機器の停止電圧との関係について説明を行う。以下では、負荷回路にモータを含むとともに、電池を電源として駆動する電子機器を例にとることとする。
【００２７】
図７Ａは、モータに電圧を印加したときにおける、モータに流れる電流量の変化を説明するための図である。図７Ｂは、モータの等価回路を示す図である。図７Ａにおいて、縦軸は、モータに電圧を印加したときの消費電流Ｃｃ［Ａ］を表し、横軸は、モータに電圧を印加しはじめてからのモータの駆動時間Ｔ［ｈ］を表している。
【００２８】
図７Ａに示すように、モータに電圧が印加されたとき、モータに流れ込む電流量は、電圧印加後に急激に増加し、その後は次第に減少して、ある一定のところで飽和する。
【００２９】
これは、図７Ｂに示すように、モータの等価回路Ｍｅが、インダクタＬ７に対応する成分および抵抗Ｒ７に対応する成分を有しているからである。すなわち、モータへの電圧印加の初期においてはモータを抵抗とみなすことができ、抵抗Ｒ７の配線抵抗により決まる初期電流がモータに流れ込む。モータが回転をはじめると、インダクタＬ７による逆起電力の影響により、モータへは電流が流れ込みにくくなる。したがって、モータに電圧を印加したときの消費電流量は、モータへの電圧印加の初期にピークを有するものとなる。
【００３０】
モータに電圧を印加したときの消費電流量は、モータへの電圧印加の初期にピークを有するため、例えば、電池を電源としてモータを駆動させようとすると、モータへの電圧印加の初期において、電池からは大きな電流が初期電流として流れ出すことになる。すると、電池が内部抵抗を有するため、初期電流に比例した電圧△Ｖｄ分だけ、電池の端子電圧が急激に下がる。
【００３１】
図８Ａおよび図８Ｂは、電池の放電曲線の一例を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、縦軸は、電池の端子電圧Ｖｔ［Ｖ］を表し、横軸は、電池から電流を取り出した時間Ｔｄ［ｈ］を表している。
【００３２】
図８Ａおよび図８Ｂにおいて、実線Ｃ１は、電池の放電曲線を示す曲線である。実線Ｃ１により示すように、電池は、放電が進むにつれて端子電圧が定格電圧Ｖｒから徐々に低下する。図８Ａにおいて、Ｖｄｃは電池の放電終止電圧を示し、規格上、電池の動作は定格電圧Ｖｒから電池の放電終止電圧Ｖｄｃまでの間（図８Ａおよび図８Ｂにおいて網掛けにより示された領域）で保証される。
【００３３】
図８Ａにおいて、Ｖｓは、電子機器の停止電圧を示している。電子機器は、一般に、ＤＣ−ＤＣ(Direct Current)コンバータやＣＰＵ（central processing unit）などにＩＣを有している。ＩＣは、入力電圧範囲に下限を有しており、ＩＣに印加される電圧が下限を下回ると、ＩＣはシャットダウンされる。すなわち、ＩＣに印加される電圧が下限を下回ると、電子機器の動作が急に停止してしまうことになる。
【００３４】
そのため、ＩＣに印加される電圧として、ＩＣの入力電圧範囲の下限よりも高い電圧を確保できるように停止電圧Ｖｓが設定される。通常、図８Ａに示すようにＶｓ＞Ｖｄｃとされ、電池の規格上は放電終止電圧Ｖｄｃまで電池を使えるとしても、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓに至ったところで電子機器は電池を容量なしとして扱い、電子機器のユーザに電池の交換や充電を促す。
【００３５】
図８Ａに示す実線Ｃ１は、電池から一定の電流を流し続けたときの電圧の変化を示す曲線であるが、電池の放電曲線と、停止電圧を表す直線との交点から、電子機器の駆動時間を見積もることができる。例えば、電池の端子電圧が曲線Ｃ１に従って変化するとした場合、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓに至るまでの時間Ｔ０が、電子機器の駆動時間に対応する。
【００３６】
上述したように、電子機器は、電子機器の動作時においてＩＣに印加される電圧がＩＣの入力電圧範囲の下限より高い電圧となるように設計される。言い換えれば、負荷回路に流れる電流量の瞬間的な増大に伴う、電池の端子電圧の瞬間的な低下があったときにも、ＩＣに印加される電圧として、ＩＣの入力電圧範囲の下限より高い電圧が確保されなければならない。
【００３７】
ここで、電子機器が負荷回路にモータを含むとともに、電池を電源として駆動する場合、負荷電流が最大となるのは、モータへの電圧印加の初期であると考えられる。したがって、電子機器の急な動作停止を防止するためには、モータへの電圧印加の初期における、電池の端子電圧の低下が起こった時であっても、ＩＣに印加される電圧として、ＩＣの入力電圧範囲の下限より高い電圧が確保される必要がある。
【００３８】
いま、ＩＣの入力電圧範囲の下限がＶｍ、モータの駆動開始により電池から初期電流が流れだしたことに伴う、電池の端子電圧の低下分が△Ｖｄ１であったとする。
【００３９】
このときの電子機器の停止電圧は、おおよそ、Ｖｓ１＝Ｖｍ＋△Ｖｄ１＋Ａと考えることができる（Ａは定数）。なお、ここでは、電子機器に含まれるＩＣが１つであると仮定している。
【００４０】
図８Ｂを参照して、曲線Ｃ１と、停止電圧Ｖｓ１を表す直線との交点から電子機器の駆動時間を見積もると、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓ１に至るまでの時間は、図８Ｂに示すＴ１となる。
【００４１】
次に、電池の端子電圧の低下分が△Ｖｄ２（△Ｖｄ２＜△Ｖｄ１）である場合を考えると、このときの電子機器の停止電圧は、おおよそ、Ｖｓ２＝Ｖｍ＋△Ｖｄ２＋Ａとなり、Ｖｓ２＜Ｖｓ１が成り立つ。
【００４２】
上述の手順と同様にして、曲線Ｃ１と、停止電圧Ｖｓ２を表す直線との交点から電子機器の駆動時間を見積もると、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓ２に至るまでの時間は、図８Ｂに示すＴ２となる。図８Ｂからも明らかなように、Ｔ２＞Ｔ１となる。
【００４３】
すなわち、モータの駆動開始に伴う電池の端子電圧の低下がある場合、電子の端子電圧の低下分を小さくすることができれば、電池の端子電圧が電子機器の停止電圧に至るまでの時間を拡大することができる。このことを言い換えれば、モータの駆動開始に伴う電池の端子電圧の低下分を小さくすることができれば、電池により、電子機器をより長い時間駆動させることができる。
【００４４】
モータへの電圧印加の初期における電流が一定の電流に飽和するまでの時間は、モータに印加された電圧、モータの配線抵抗およびモータの巻き線数に依存するが、一般に数十［ｍｓ］程度と非常に短い時間である。すなわち、初期電流がモータに流れ込む非常に短い時間において、電池からモータへ電力を供給しないようにすれば、電池から流れ出す電流の最大値を低減でき、電子機器の駆動時間が向上することとなる。
【００４５】
＜１．一実施の形態＞
［撮像装置の一構成例］
図１は、一実施の形態にかかる撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【００４６】
図１に示すように、撮像装置２１は、電源供給装置１を含む電源部１０と、制御部２３と、１以上のモータとを備える。図１では、撮像装置２１が、レンズ３１を駆動させるためのモータＭ１と、絞り３２を駆動させるためのモータＭ２と、ミラー３３を駆動させるためのモータＭ３と、シャッタ３４を駆動させるためのモータＭ４とを含む構成例を示している。なお、電源部１０は、撮像装置２１に対して交換自在とされたアタッチメントとして構成されていてもよい。
【００４７】
図１に示す構成例は、撮像装置２１をデジタル一眼レフカメラとして構成した例であるが、撮像装置の例は、デジタル一眼レフカメラに限定されない。電池を電源とし、１以上のモータを含む撮像装置であれば、本開示の技術を適用することができる。本開示の技術は、アナログ方式のカメラに対してももちろん適用が可能である。
【００４８】
以下、図１を参照しながら、電源部１０、制御部２３ならびにモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４について順に説明を行う。
【００４９】
（電源部）
電源部１０は、電子機器の各部において必要とされる電力を供給する。電源部１０は、例えば、後述するモータや、後述する制御部２３などに対して電力を供給する。
【００５０】
電源部１０は、例えば、電池と、電源供給装置１とを含む。
【００５１】
電源供給装置１は、キャパシタと、電圧制御装置と、電流制限回路と、第１および第２のスイッチング素子とを備えている。電源供給装置１は、例えば、電源部１０に配置された電池と、モータを含む負荷回路との間に接続される。電源供給装置１の詳細については、後述する。
【００５２】
（制御部）
制御部２３は、プロセッサを含む処理装置であり、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor（ＤＳＰ））やＣＰＵとして構成され、撮像装置２１の各部を制御する。
【００５３】
制御部２３は、例えば、電源部１０に配置された電池の容量の監視、後述する１以上のモータへの駆動信号の送出、撮像素子３７からの入力信号の演算処理、露出量やフォーカス量の算出などを行う。また、電源供給装置１における第１および第２のスイッチング素子のオンおよびオフの制御を行う。
【００５４】
（モータ）
撮像装置２１には、オートフォーカスや絞り動作、ミラー３３の退避動作および復帰動作、シャッタ動作などを実行させるためのアクチュエータが搭載されている。これらのアクチュエータを駆動には、例えば、モータが使用される。
【００５５】
図１に示すモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４は、それぞれ、レンズ駆動機構の一部、絞り駆動機構の一部、ミラー駆動機構の一部およびシャッタ駆動機構（シャッタチャージ機構）の一部をなしている。もちろん、モータの数に限定はなく、例えば、撮像装置２１が、手ぶれ補正のためのアクチュエータを駆動させるモータなどをさらに備えていてもよい。
【００５６】
［撮像装置の動作］
ここで、撮像装置２１の動作について簡単に説明する。
【００５７】
まず、撮像装置２１のユーザにより電源ボタンＰｗが入れられることで、電源部１０に配置された電池からの電力供給が開始され、制御部２３をはじめとする、撮像装置２１の各部に電力が供給される。
【００５８】
レンズ３１および絞り３２を介して撮像装置２１の内部に入射した光は、ミラー３３により反射された後にペンタプリズム３９に導かれる。ペンタプリズム３９に導かれた光は、ペンタプリズム３９の内部で反射を繰り返した後、接眼レンズ４１に向けて出射される。撮像装置２１のユーザは、ファインダに配置された接眼レンズ４１を通して、撮影対象を確認することができる。
【００５９】
ペンタプリズム３９に導かれた光の一部は、測光センサ４３に導かれる。測光センサ４３からの出力は、制御部２３による露出量算出のための入力となる。
【００６０】
ミラー３３がハーフミラーとされる場合、ミラー３３を透過した光は、サブミラー３５によって反射され、オートフォーカスセンサ４５に導かれる。オートフォーカスセンサ４５からの出力は、制御部２３によるフォーカス量算出のための入力となる。
【００６１】
次に、ユーザによりシャッタボタンＳｈが押されると、制御部２３からミラー駆動機構に対して制御信号が送出され、モータＭ３が駆動される。モータＭ３が駆動することによりミラー３３が跳ね上げられ、撮像装置２１の内部に入射した光が、撮像素子３７に導かれる。
【００６２】
また、制御部２３からシャッタ制御回路４７に対して制御信号が送出され、モータＭ４が駆動される。モータＭ４が駆動することにより、例えば、シャッタ幕が巻かれ、撮像装置２１の内部に入射する光が、光学フィルタ４９を介してＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）などの撮像素子３７に到達するようになる。
【００６３】
シャッタボタンＳｈの押下にかえ、タッチパネルＴｐからの入力によりモータＭ３やモータＭ４などが駆動するようにされてもよい。
【００６４】
撮像素子３７による光電変換により得られた電気信号は、アンプ５１、アナログ−デジタル変換回路５３、画像データコントローラ５５などを介して制御部２３に入力される。なお、図１に示すタイミングパルス発生回路５７、画像メモリ５９および温度センサ６１は、本開示に必須とはされないので、説明を省略する。
【００６５】
制御部２３による処理がなされた画像信号は、例えば、ドライバ６３を介して、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display（ＬＣＤ））や有機ＥＬ(Electroluminescence:電界発光効果)ディスプレイなどのディスプレイ６５に送出される。また、画像信号は、ユーザの指示に応じ、例えば、画像記録回路６７を介して画像データ記録媒体６９に送出され、画像データとして保存される。
【００６６】
なお、撮影に際しては、算出された露出量およびフォーカス量に基づいて、制御部２３から、レンズ駆動機構および絞り駆動機構に対する制御信号が送出される。レンズ駆動機構のモータＭ１および絞り駆動機構のモータＭ２が駆動されることにより、レンズ３１の位置（フォーカス）および絞りが調整される。フォーカスおよび絞りの調整は、制御部２３の制御により自動で実行されてもよいし、ユーザの指示に応じて実行されてもよい。
【００６７】
後述するように、本開示では、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３またはＭ４の駆動の初期に必要とされる電力は、電源供給装置１のキャパシタから供給される。したがって、モータへの電圧印加の初期において、電池からは大きな電流が初期電流として流れ出すことがない。
【００６８】
［電源供給装置の一構成例］
図２は、一実施の形態にかかる電源供給装置の一構成例を示すブロック図である。
【００６９】
図２に示すように、電源供給装置１は、キャパシタ３と、電圧制御装置５と、電流制限回路７と、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２とを備えている。
【００７０】
電源供給装置１は、例えば、電源部１０に配置された電池２と、１以上のモータを含む負荷回路１００との間に接続される。図１および図２では、負荷回路１００に含まれるモータの数が４つの例を示したが、モータの数はこれに限られず、４つより多くてももちろんかまわない。電源供給装置１は、負荷回路に少なくとも１のモータを含む電子機器に用いて好適な電源供給装置である。
【００７１】
以下、図２ならびに図３Ａおよび図３Ｂを参照しながら、キャパシタ３と、電圧制御装置５と、電流制限回路７と、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２とについて順に説明を行う。
【００７２】
（キャパシタ）
キャパシタ３は、負荷回路１００に含まれる１以上のモータの少なくともいずれかを駆動させる場合において、駆動させるべきモータの動作開始時に、駆動させるべきモータに電力を供給するためのキャパシタである。
【００７３】
キャパシタ３としては、具体的には、例えば、電気二重層キャパシタ、セラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ、アルミ電解コンデンサ、タンタルコンデンサ、ナノゲートキャパシタ（「ナノゲート」は、ナノゲート・アクチエンゲゼルシャフトの登録商標）、リチウムイオンキャパシタ、ポリアセン系有機半導体（Polyacenic Semiconductor（ＰＡＳ））キャパシタなどが挙げられる。
【００７４】
内部抵抗の低さおよび静電容量の大きさの観点から、キャパシタ３として、電気二重層キャパシタが選択されることが好ましい。キャパシタ３の内部抵抗が非常に小さいものとされることにより、急速な充電または急速な放電が可能となるからである。また、キャパシタ３の容量を十分大きいものとすることにより、１つのキャパシタで複数のモータを駆動させることが可能となるからである。
【００７５】
図２に示すように、キャパシタ３は、電源部１０に配置された電池２と並列に接続される。電池２の高電位側と、キャパシタ３の高電位側とは、後述する電圧制御装置５および後述する電流制限回路７を介して接続される。すなわち、電圧制御装置５および電流制限回路７を介して、電池２からキャパシタ３への充電が行われる。
【００７６】
電池２の高電位側と、キャパシタ３の高電位側とが、電圧制御装置５および電流制限回路７を介して接続されるため、電池２の種類は特に限定されず、電池２として、例えばリチウムイオン電池などの二次電池または一次電池を使用することができる。
【００７７】
（電圧制御装置）
電圧制御装置５は、キャパシタ３に対する充電電圧を一定の電圧に制御するための制御装置である。図２に示すように、電圧制御装置５は、例えば、電池２と、後述する電流制限回路７との間に直列に接続される。電圧制御装置５を接続する場所としては、電池２と、キャパシタ３との間であれば、他の場所でももちろんかまわない。
【００７８】
電圧制御装置５としては、具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用することができる。ＤＣ−ＤＣコンバータとしては、昇圧型、昇降圧型または降圧型のいずれのＤＣ−ＤＣコンバータも使用することができる。
【００７９】
キャパシタ３に対する充電電圧を電池の端子電圧よりも高い電圧とする観点からは、電圧制御装置５として、昇圧型または昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータが選択されることが好ましい。例えば、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを介して電池２からキャパシタ３への充電を行うことにより、キャパシタ３に対する充電電圧を電池２の端子電圧よりも高い電圧とすることができる。また、例えば、昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを介して電池２からキャパシタ３への充電を行うことにより、電池２の端子電圧が何らかの原因で低下した場合であっても、キャパシタ３への充電を一定の電圧で安定して行うことができる。
【００８０】
電圧制御装置５を介してキャパシタ３への充電を行うことにより、充電後のキャパシタ３の出力電圧が、充電時における電池２の端子電圧に依存することがない。したがって、駆動させるべきモータの動作開始時において、駆動させるべきモータの動作が安定する。また、キャパシタ３への充電を、充電時における電池２の端子電圧よりも高い電圧で安定して行うこともできるため、駆動させるべきモータの動作開始時に、駆動させるべきモータの動作が高速かつ安定したものとなる。
【００８１】
モータに印加される電圧を電池の端子電圧より高い電圧とすることにより、電池の出力電圧を直接印加した場合と比較して、モータの回転数を上げることができ、したがって、駆動するモータのトルクを向上させることができる。すなわち、オートフォーカスや絞り調整、連写、手ブレ補正などをより高速に実行させることが可能となる。
【００８２】
（電流制限回路）
電流制限回路７は、キャパシタ３に供給される電流量を制御するための回路である。図２に示すように、電流制限回路７は、例えば、電圧制御装置５と、後述するスイッチング素子Ｓ１との間に直列に接続される。電流制限回路７を接続する場所としては、電池２と、キャパシタ３との間であれば、他の場所でももちろんかまわない。
【００８３】
電流制限回路７としては、特に限定されるものではなく、各種の構成を適用することができる。例えば、電流制限回路７として、電流を制限するための抵抗を直列に接続したものや、トランジスタおよび抵抗を組み合わせた定電流回路、トランジスタ、抵抗およびオペアンプを組み合わせた定電流回路などを使用することができる。
【００８４】
図３Ａは、定電流回路の一例を示す回路図である。
【００８５】
図３Ａに示す回路において、トランジスタ７１のベースが接地されている場合、図３Ａ中のＤ点の電位は、図３Ａ中のＥ点の電位よりも、トランジスタ７１のベース−エミッタ間電圧ＶBEだけ高い。したがって、図３Ａ中のＢ点から取り出される電流の大きさは、図３Ａ中のＡ点における電圧値からＶBEを引いた電圧値（図３Ａ中のＣ点における電圧値）を、抵抗Ｒ１の抵抗値で割った大きさとなり、抵抗Ｒ１の抵抗値を調整することにより、図３Ａ中のＢ点から所望の大きさの電流を取り出すことができる。
【００８６】
本開示では、電流制限回路７を介してキャパシタ３への充電が行われる。これは、キャパシタ３に蓄えられた電荷が少ないときに電流制限回路７を介さずにキャパシタ３への充電を行うと、電池２からキャパシタ３に突入電流が流れてしまい、電池から流れ出す電流の瞬間的な増大を回避するという所期の目的が達成されなくなるからである。
【００８７】
例えば、キャパシタ３として電気二重層キャパシタを使用した場合、電気二重層キャパシタの内部抵抗が非常に小さいため、電気二重層キャパシタに蓄えられた電荷を各デバイスに供給する際の応答速度は非常に速い。ところが、内部抵抗が非常に小さいと、充電時の電流量が制限されない場合、充電初期に突入電流が流れてしまい、電池から流れ出す電流量がかえって増加してしまう。
【００８８】
本開示の構成によれば、電流制限回路７を介してキャパシタ３への充電が行われるため、充電初期における突入電流の発生を防止することができる。
【００８９】
（スイッチング素子）
図２に示すように、電源制御装置１は、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２を備えている。以下、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２について、順に説明する。
【００９０】
スイッチング素子Ｓ１は、キャパシタ３に対する充電の開始および停止を制御するためのスイッチである。
【００９１】
スイッチング素子Ｓ１は、具体的には、例えば、トランジスタであるが、これに限定されるものではない。トランジスタとしては、例えば、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、静電誘導トランジスタなどが挙げられる。
【００９２】
図２に示すように、スイッチング素子Ｓ１は、例えば、電流制限回路７と、キャパシタ３との間に直列に接続される。スイッチング素子Ｓ１を接続する場所としては、キャパシタ３に対する充電の開始および停止を制御することができれば、他の場所でももちろんかまわない。
【００９３】
例えば、電流制限回路７として図３Ａに示した回路を適用する場合、スイッチング素子Ｓ１として、例えば、図３Ａ中のＦ点などに、トランジスタ７１のベースの接地または非接地を切り替えるスイッチング素子Ｓ３を配置してもよい。
【００９４】
なお、キャパシタ３に対する充電の開始および停止は、制御部２３の制御により行われる。すなわち、スイッチング素子Ｓ１やスイッチング素子Ｓ３のスイッチングは、制御部２３の制御により行われる。
【００９５】
スイッチング素子Ｓ２は、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給の開始および停止を制御するためのスイッチである。
【００９６】
図２に示すように、スイッチング素子Ｓ２は、例えば、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００との間に直列に接続される。
【００９７】
スイッチング素子Ｓ２は、具体的には、例えば、トランジスタであるが、これに限定されるものではない。トランジスタとしては、例えば、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、静電誘導トランジスタなどが挙げられる。なお、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２とが同種のスイッチング素子とされなくてももちろんかまわない。
【００９８】
スイッチング素子Ｓ２として、例えば、ｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合、ｐチャンネルの電界効果トランジスタの寄生ダイオードの順方向が、電池２からキャパシタ３の高電位側の端子に向かう方向と一致する。そのため、スイッチング素子Ｓ２として、例えば、ｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合、キャパシタ３に蓄えられている電荷が少ないと、電池２からの電流がキャパシタ３に直接流れ込んでしまうおそれがある。例えば、負荷回路１００に含まれるモータに対して電池２から電力を供給しようとして、電池２と、モータとの間を接続すると、キャパシタ３に蓄えられている電荷が少ない場合に、電池２からの電流がキャパシタ３に直接流れ込んでしまう。
【００９９】
したがって、スイッチング素子Ｓ２として、例えば、ｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合には、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００に含まれるモータとの間に、整流素子Ｄ２が直列に接続されることが好ましい。整流素子Ｄ２としては、例えば、ＰＮ接合ダイオードや、電圧降下の比較的小さいショットキー障壁ダイオードを使用することができる。このときのダイオードの順方向は、キャパシタ３の高電位側の端子から、負荷回路１００に含まれるモータに向かう方向とされる。
【０１００】
または、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００に含まれるモータとの間にｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合には、スイッチング素子Ｓ２が、双方向スイッチとされることが好ましい。図３Ｂに示す双方向スイッチＳｄは、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００に含まれるモータとの間に接続されるｐチャンネルの電界効果トランジスタに、ｎチャンネルの電界効果トランジスタが直列に接続されたスイッチング素子である。このとき、ｎチャンネルの電界効果トランジスタＳｎおよびｐチャンネルの電界効果トランジスタＳｐのドレイン同士またはソース同士が接続される。本開示では、ドレイン同士またはソース同士が接続されるようにして、直列に接続されたｐチャンネルおよびｎチャンネルの電界効果トランジスタの組を「双方向スイッチ」と呼ぶこととする。
【０１０１】
なお、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給の開始および停止は、制御部２３の制御により行われる。すなわち、スイッチング素子Ｓ２のスイッチングは、スイッチング素子Ｓ１のスイッチングと同様に、制御部２３の制御により行われる。
【０１０２】
図２では、整流素子Ｄ１を介して、電池２と、負荷回路１００に含まれるモータとの間がさらに接続される構成例が示されている。整流素子Ｄ１としては、整流素子Ｄ２と同様に、例えば、ＰＮ接合ダイオードや、電圧降下の比較的小さいショットキー障壁ダイオードを使用することができる。このときのダイオードの順方向は、電池２から、負荷回路１００に含まれるモータに向かう方向とされる。
【０１０３】
整流素子Ｄ１を介して、電池２と、負荷回路１００に含まれるモータとの間を接続することにより、キャパシタ３に蓄えられた電荷が少なくなり、キャパシタ３の出力電圧が低下した場合でも、負荷回路１００中のモータに電池２から電力を供給させることが可能となる。
【０１０４】
例えば、ユーザが数分間連続して連写を行い、シャッタ駆動用モータＭ４を駆動させ続けたり、ユーザがズームインまたはズームアウトを数分間繰り返し、レンズ駆動用モータＭ１を駆動させ続けたりすると、キャパシタ３に蓄えられた電荷が急激に減少してしまう。キャパシタ３への充電と、キャパシタ３からの放電との間のバランスが崩れてしまうと、負荷回路１００に含まれるモータをキャパシタ３により駆動できなくなるおそれがある。
【０１０５】
キャパシタ３の高電位側の端子と、モータとの間に整流素子Ｄ２が配置され、電池２と、モータとの間に整流素子Ｄ１が配置されると、負荷回路１００中のモータに対して、電池２またはキャパシタ３のうち、出力電圧の高い側から電力が供給されることとなる。したがって、ユーザが撮像装置２１の特殊な使い方をしてキャパシタ３の出力電圧が低下した場合であっても、負荷回路１００に含まれるモータに対して電池２から電力を供給することができ、モータが駆動できなくなる現象を回避することができる。
【０１０６】
さらに、負荷回路１００中のモータに対しては、電池２またはキャパシタ３のうち、出力電圧の高い側から自動的に電力が供給されるので、キャパシタ３の出力電圧の監視も不要である。したがって、電源供給装置１の回路規模を小とできる。
【０１０７】
なお、上述のケースでは、電池２からモータに電力が供給されることとなるため、電池２から流れ出す電流が大きくなるが、このような特殊なケースは極めて稀であり、撮像装置２１の停止電圧を一時的に引き上げるなどすればよい。
【０１０８】
［電源供給装置の他の構成例］
図４は、一実施の形態にかかる電源供給装置の他の構成例を示すブロック図である。
【０１０９】
図４に示す電源供給装置１１では、キャパシタ３の低電位側の端子が、低電圧降下（Low Drop Out（ＬＤＯ））レギュレータ９の出力端子と接続されている。すなわち、キャパシタ３の基準電位が、低電圧降下レギュレータ９の出力の電位と等しい電位とされている。
【０１１０】
キャパシタ３の基準電位がグラウンド電位とされることにかえ、キャパシタ３の基準電位が電流制限回路７の出力側の電位から一定電圧だけ低い電位とされることが好ましい。その理由は２つあり、以下に順に説明する。
【０１１１】
第１の理由は、放電終了時におけるキャパシタの出力電圧が、キャパシタの基準電位に依存することである。
【０１１２】
図５Ａは、キャパシタの放電曲線の一例を示す図である。図５Ａにおいて、縦軸は、キャパシタの端子電圧Ｖｔ［Ｖ］を表し、横軸は、キャパシタから電流を取り出した時間Ｔｄ［ｓ］を表している。図５Ａにおける曲線Ｃ２は、充電電圧を８［Ｖ］とし、キャパシタの基準電位をグラウンド電位としたときの放電曲線を示している。図５Ａにおける曲線Ｃ３は、充電電圧を８［Ｖ］とし、キャパシタの基準電位をある一定の電位Ｖｇ（Ｖｇ＞０［Ｖ］）としたときの放電曲線を示している。曲線Ｃ３は、キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続した場合の放電曲線に相当する。
【０１１３】
図５Ａに示すように、キャパシタは、放電による、蓄えられている電荷量の減少に伴い、端子電圧が低下する。キャパシタの基準電位をグラウンド電位とすると、キャパシタが完全に放電したときの端子電圧は０［Ｖ］である。一方、キャパシタの基準電位をＶｇとすると、キャパシタが完全に放電したときの端子電圧はＶｇ［Ｖ］となる。すなわち、キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続することにより、キャパシタに蓄えられている電荷量が減少した場合でも、端子電圧として、より高い電位を維持することができる。
【０１１４】
ここで、モータの駆動可能な最低電圧がＶｄ（Ｖｄ＜８［Ｖ］）であるとすると、キャパシタによりモータを駆動できる端子電圧の範囲は、Ｖｄ［Ｖ］〜８［Ｖ］の範囲となる。
【０１１５】
曲線Ｃ２と、曲線Ｃ３とを比較すると、キャパシタの基準電位をグラウンド電位とした場合には、キャパシタに蓄えられている電荷の減少量が小さくても、端子電圧がＶｄにまで低下してしまい、キャパシタによりモータを駆動できなくなってしまうことがわかる。一方、キャパシタの基準電位をＶｇとすると、キャパシタに蓄えられている電荷量が減少しても、より長い時間、キャパシタによりモータを駆動できることがわかる。
【０１１６】
第２の理由は、キャパシタの両端の端子に印加される電圧がキャパシタの耐圧を上回らないようにする必要があることである。
【０１１７】
特に、キャパシタとして電気二重層キャパシタを使用する場合、電気二重層キャパシタの両端の端子に印加される電圧が、電解液の電気分解が始まる電圧を超えないようにしなければならない。
【０１１８】
リチウムイオン電池の公称電圧は、４．０［Ｖ］の程度である。いま、キャパシタの耐圧が５［Ｖ］であったとすると、１セルのリチウムイオン電池により、キャパシタを充電することに問題はない。ところが、リチウムイオン電池を直列に接続して、２セルのリチウムイオン電池により、キャパシタを充電しようとすると、キャパシタの両端の端子に印加される電圧が８．０［Ｖ］となり、キャパシタの耐圧である５［Ｖ］を上回ってしまう。
【０１１９】
キャパシタの両端の端子に印加される電圧がキャパシタの耐圧を上回らないようにするためには、例えば、複数個のキャパシタを直列に接続しなければならない。
【０１２０】
しかしながら、複数個のキャパシタを直列に接続する場合、個々のキャパシタにばらつきがあると、一部のキャパシタの両端の端子に印加される電圧が、そのキャパシタの耐圧を超えるおそれがある。また、複数個のキャパシタを直列に接続しようとすると、部品点数が増加するとともに、複数個のキャパシタの占める容積も大きくなってしまう。すなわち、モバイル電子機器の小型化も困難となってしまううえ、製造コストも増加してしまう。
【０１２１】
そこで、キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続することにより、キャパシタの基準電位を、例えば、Ｖｇ＝４［ｖ］としたとする。すると、キャパシタの両端の端子に印加される電圧の範囲が、８［Ｖ］−４［Ｖ］＝４［Ｖ］の範囲に抑えられ、キャパシタの両端の端子に印加される電圧の範囲が、キャパシタの耐圧である５［Ｖ］を上回ることがない。
【０１２２】
したがって、キャパシタ３の低電位側の端子を低電圧降下レギュレータ９の出力端子と接続することにより、キャパシタ３に蓄えられている電荷量の減少に伴う、キャパシタ３の出力電圧の低下を抑制することできる。キャパシタ３に蓄えられている電荷量の減少に伴う、キャパシタ３の出力電圧の低下が抑制されることにより、キャパシタ３に蓄えられた電荷を有効に使用することができる。
【０１２３】
また、キャパシタ３の低電位側の端子を低電圧降下レギュレータ９の出力端子と接続することにより、キャパシタ３の負電極と正電極にかかる電位差を小さくすることができる。キャパシタ３の負電極と正電極にかかる電位差が小さくされることにより、比較的耐圧の小さいキャパシタであっても、高い出力電圧を有する２セルのリチウムイオン電池などによりキャパシタ３を充電することが可能となる。
【０１２４】
キャパシタ３の負電極と正電極にかかる電位差が小さくされることにより、キャパシタ３として電気二重層キャパシタを適用することも容易となり、キャパシタ３のサイズを小型としながら、電源供給装置を小型のものとすることができる。
【０１２５】
［制御の一例］
次に、図５Ｂ〜図６を参照しながら、本開示の電源供給装置を備える撮像装置における制御の一例について説明を行う。
【０１２６】
図５Ｂは、制御部による電源供給装置の制御の一例を説明するためのブロック図である。
【０１２７】
上述したように、電源供給装置１は、例えば、電源部１０に配置された電池２と、１以上のモータを含む負荷回路１００との間に接続される。また、電源供給装置１の電圧制御装置５、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２、ならびに負荷回路１００に含まれる個々のモータは、制御部２３により制御される。
【０１２８】
制御部２３から電圧制御装置５に対して制御信号が送出されることにより、電圧制御装置５の起動または停止が制御される。制御部２３からスイッチング素子Ｓ１に対してスイッチ制御信号が送出されることにより、キャパシタ３への充電の開始または停止が制御される。制御部２３からスイッチング素子Ｓ２に対してスイッチ制御信号が送出されることにより、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給の開始および停止が制御される。また、制御部２３から負荷回路１００に含まれるモータに対してモータ制御信号が送出されることにより、負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動開始または停止が制御される。
【０１２９】
図６は、制御部による処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３０】
まず、ステップＳｔ１において、撮像装置２１のユーザにより電源ボタンＰｗが入れられることで、例えば電源部１０に配置された電池２から、制御部２３のＩＣに電力が供給され、制御部２３のＩＣが起動する。制御部２３のＩＣが起動すると、制御部２３のＩＣが電圧制御装置５に対して制御信号を送出することにより、電圧制御装置５が起動する。
【０１３１】
なお、この段階では、スイッチング素子Ｓ１がオフとされており、キャパシタ３に対する充電は行われない。
【０１３２】
次に、ステップＳｔ２において、制御部２３は、撮像装置２１のモードを「撮影準備モード」に移行させる。ここで、「撮影準備モード」とは、シャッタボタンＳｈが押下されることにより、すぐに静止画や動画が撮影できる状態をいうものとする。
【０１３３】
制御部２３は、例えば、ユーザにより電源ボタンＰｗが入れられた後、一定時間の経過後に、撮影準備モードへの移行を実行する。または、例えば、ユーザにより電源ボタンＰｗが入れられた後、ユーザの操作に応じて制御部２３が撮像装置２１を撮影準備モードに移行させるようにしてもよい。
【０１３４】
次に、ステップＳｔ３において、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ１に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ１をオンとする。
【０１３５】
スイッチング素子Ｓ１がオンとされることにより、キャパシタ３と並列に接続された電池２により、キャパシタ３の充電が行われる。キャパシタ３に対する充電は、キャパシタ３の非放電時に、電圧制御装置５および電流制限回路７を介して行われる。
【０１３６】
なお、キャパシタ３として電気二重層キャパシタが使用される場合、キャパシタ３に対する電圧の印加時間が短く設定されていることが好ましい。電気二重層キャパシタは、一定電圧が印加された状態が続くと、内部の電解液が蒸発し、性能が劣化するからである。
【０１３７】
そのため、制御部２３が、例えば、撮像装置２１が撮影準備モードであるときはスイッチング素子Ｓ１をオンとし、ユーザが画像データを撮像装置２１上で再生させるための入力信号を受けとったときにはスイッチング素子Ｓ１をオフとするようにしてもよい。
【０１３８】
次に、ステップＳｔ４において、ユーザにより、例えばズームボタンＺｍが押下されたとする。制御部２３は、ユーザによるズームインまたはズームアウトの指示を入力信号として受けとる。
【０１３９】
次に、ステップＳｔ５において、制御部２３は、レンズ３１を駆動させるためのモータＭ１に対して、モータ制御信号を送出する。
【０１４０】
次に、ステップＳｔ６において、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ１に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ１をオフとする。また、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ２に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ２をオンとする。
【０１４１】
これにより、キャパシタ３の充電が終了されるとともに、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給が開始される。
【０１４２】
このように、負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動を開始させるためのモータ制御信号の送出と、キャパシタ３への充電を停止させるためのスイッチ制御信号およびキャパシタ３からの放電を開始させるためのスイッチ制御信号の送出とは、連動されている。言い換えれば、負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動開始と、キャパシタ３への充電の停止およびキャパシタ３からの放電の開始とが連動されている。
【０１４３】
負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動開始と、キャパシタ３の充電の停止および放電の開始とが連動されることにより、モータへの電圧印加の初期において、負荷回路１００に含まれるモータに対して、キャパシタ３から電流を供給させることができる。したがって、モータの駆動開始時において電池から大電流が流れることがなく、電池から流れ出す電流の最大値を低減することができる。
【０１４４】
なお、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングは、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者が任意に設定可能である。キャパシタ３からの放電は、例えば、キャパシタ３からの放電の開始から、あらかじめ定められた時間の経過後に停止される。
【０１４５】
例えば、制御部２３は、ステップＳｔ７において、キャパシタ３からの放電の開始から、モータの駆動に大電流を必要とする時間Ｔｔが経過したかどうかの判定を行う。なお、モータの駆動に大電流を必要とする時間Ｔｔとは、図７に示す０［ｈ］〜Ｔｈ［ｈ］に相当する時間である。
【０１４６】
キャパシタ３からの放電の開始から、モータの駆動に大電流を必要とする時間Ｔｔが経過すると、処理がステップＳｔ８へと進められ、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ２に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ２をオフとする。
【０１４７】
上述したように、モータの駆動に大電流を必要とする時間は、モータに印加された電圧、モータの配線抵抗およびモータの巻き線数に依存するが、一般的に数十［ｍｓ］程度と非常に短い。したがって、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者は、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングを、モータの駆動開始から、モータの駆動に大電流を必要とする数十［ｍｓ］程度の時間が経過した時とすることができる。
【０１４８】
負荷回路１００に含まれるモータに対してキャパシタ３から電力を供給する時間を、モータの駆動に大電流を必要とする数十［ｍｓ］程度の時間とすることにより、キャパシタ３からの電力の供給を必要最低限に抑えることができる。キャパシタ３からの電力の供給が必要最低限に抑えられることにより、キャパシタ３として、電気容量が数百［ｍＦ］程度と比較的小さいキャパシタを使用することも可能となる。
【０１４９】
撮像装置２１は、例えば、絞り３２を駆動させるためのモータＭ２と、ミラー３３を駆動させるためのモータＭ３と、シャッタ３４を駆動させるためのモータＭ４などをも含んでいる。個々のモータの特性は、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者があらかじめ把握することが可能である。
【０１５０】
したがって、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者は、個々のモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、・・・に対する放電の停止までの時間を、それぞれｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・などと個別に設定することが可能である。すなわち、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングは、負荷回路１００に含まれる１以上のモータのうち、いずれのモータを駆動させるかに応じて設定可能である。なお、撮像装置２１の各部は制御部２３により制御されるので、いずれのモータを駆動させるかは、制御部２３に対するユーザからの入力信号などにより、制御部２３が判断することが可能である。
【０１５１】
個々のモータに対する放電の停止までの時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・は、キャパシタ３の電気容量や経時変化などを考慮して設定される。
【０１５２】
ここで、個々のモータに対する放電の開始から停止までの管理を時間により行うことが可能となるのは、キャパシタ３に対する充電が電圧制御装置５を介して行われ、負荷回路１００に含まれるモータを駆動させるための電圧が一定であることによる。
【０１５３】
モータの駆動に伴う電流量の変化は、モータに印加される電圧に依存する。そのため、モータを駆動させるためにキャパシタ３から供給される電圧が一定であれば、モータを駆動させる際のおおよそのピーク電流量や、モータの駆動に大電流が必要とされるおおよその時間をあらかじめ把握することが可能となる。
【０１５４】
個々のモータに対する放電の開始から停止までが時間で管理されることにより、個々のモータに対する電流量を測定する必要がなくなり、したがって、複数個のモータの数だけ電流測定回路を配置する必要もなく、回路の小型化が容易となる。
【０１５５】
負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給が停止されてから、該モータの駆動が停止されるまでの時間においては、キャパシタ３に対する充電が行われるようにしてもよいし、行われないようにしてもよい。
【０１５６】
例えば、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングで、スイッチング素子Ｓ１がオンとされるように設定し、キャパシタ３への充電が開始されるようにしてもよい。この場合におけるキャパシタ３への充電の停止のタイミングは、例えば、モータの駆動が停止される時とすることができる。
【０１５７】
キャパシタ３からの放電の停止と、キャパシタ３への充電の開始とを連動させることにより、次の放電までにキャパシタ３に電荷を蓄えさせることができる。次の放電までにキャパシタ３に電荷を蓄えさせることにより、モータに対するキャパシタ３からの電力の供給を確実に行わせることができ、例えば、連写の際など、短い時間間隔でモータの駆動と停止を繰り返す場合に有利となる。
【０１５８】
一方、キャパシタ３からの電流の供給が停止されてから、該モータの駆動が停止されるまでの期間においてもキャパシタ３に対する充電が行われないようにしておくと、モータおよびキャパシタ３の両方に対して、電池２から同時に電流の供給がされずにすむ。
【０１５９】
上述した一連の処理の後、例えば、ユーザがシャッタボタンＳｈを押下したとする。すると、制御部２３は、レンズ駆動機構および絞り駆動機構などに対して制御信号を送出し、モータＭ１やモータＭ２などを駆動させることにより、フォーカスや絞りなどの調整を行う。制御部２３が、負荷回路に含まれるモータＭ１やモータＭ２などを駆動させる際の制御は、上述した一連の処理と同様にして実行される。
【０１６０】
制御部２３によるフォーカスや絞りなどの調整後、ミラー３３の退避、シャッタ３４の巻き取りおよび撮像素子による撮像が行われ、一連の撮影動作が完了する。なお、制御部２３がミラー駆動機構のモータＭ３やシャッタ駆動機構のモータＭ４などを駆動させる際の制御は、上述した一連の処理と同様であることはいうまでもない。また、図２や図４などでは、キャパシタ３と複数個のモータとの間に配置されるスイッチング素子が１つの例を示したが、複数個のモータのそれぞれに対応させて、複数個のスイッチング素子を配置しておいてもよい。
【０１６１】
一連の撮影動作の完了後は、例えば、処理がステップＳｔ２に戻され、撮像装置２１は再び撮影準備モードとされる。
【０１６２】
以上に説明したように、本開示によれば、負荷回路に含まれるモータの駆動の初期に必要とされる電力が、電源供給装置のキャパシタから供給される。したがって、モータへの電圧印加の初期において、電池からは大きな電流が初期電流として流れ出すことがなく、電池の端子電圧の瞬間的な低下を防止することができる。本開示によれば、モータへの電圧印加の初期における、電池の端子電圧の瞬間的な低下が防止されるので、撮像装置の停止電圧を低く設定でき、電池の容量の無駄を削減できる。すなわち、撮像装置の駆動時間が向上することとなり、撮像装置における撮影可能な写真の枚数が増大する。
【０１６３】
また、本開示によれば、電圧制御装置を介してキャパシタへの充電が行われる。そのため、キャパシタの出力電圧は充電時における電池の端子電圧に依存せず、キャパシタの出力電圧の変動が防止される。したがって、負荷回路に含まれるモータに対してキャパシタから一定の電圧を供給でき、撮像装置のフォーカス速度や絞りの調整速度、連写速度の変動を防止することができる。
【０１６４】
さらに、本開示によれば、電流制限回路を介してキャパシタへの充電が行われる。そのため、キャパシタへの充電開始時に、キャパシタに突入電流が流れ込むことがなく、電池の端子電圧の急激な低下が回避される。キャパシタへの充電開始時においても電池の端子電圧の急激な低下がないので、撮像装置の停止電圧を低く設定することができる。
【０１６５】
キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続した場合には、キャパシタに蓄えられている電荷量の減少に伴う、キャパシタの出力電圧の低下を抑制することできる。したがって、キャパシタに蓄えられた電荷を有効に使用することができる。
【０１６６】
＜２．変形例＞
以上、好適な実施形態について説明してきたが、好適な具体例は、上述した例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【０１６７】
本開示の技術を適用することにより、モバイル電子機器に設けられたアクチュエータの駆動速度を一定に保つことが可能な電源供給装置を提供することができる。例えば、本開示の技術は、負荷回路に少なくとも１のモータを含む電子機器全般について、適用することが可能である。負荷回路に少なくとも１のモータを含む電子機器としては、例えば、冷却用のファンやディスクドライブなどを備えるコンピュータやサーバ装置、オーディオ機器、電動自転車、携帯型の掃除機、電動工具などが挙げられる。
【０１６８】
上述した実施形態では、撮像装置がデジタル一眼レフカメラとされた構成例について説明したが、撮像装置の例は、もちろんデジタル一眼レフカメラに限られない。例えば、撮像装置として、携帯電話やスマートフォン、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（personal digital assistance（ＰＤＡ））などに搭載されたカメラに対しても、本開示の技術を適用することがもちろん可能である。
【０１６９】
また、上述した実施形態では、キャパシタから供給された電力が、負荷回路に含まれる１以上のモータに対してのみ供給される構成例を示したが、キャパシタから供給された電力が、制御部など、電子機器の各部に供給されてもかまわない。
【０１７０】
なお、上述の実施形態において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。上述の実施形態の構成、方法、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１７１】
例えば、本開示は以下のような構成もとることができる。
（１）
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と
を備える電源供給装置。
（２）
前記キャパシタが、電気二重層キャパシタである（１）に記載の電源供給装置。
（３）
前記電圧制御装置が、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータまたは昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータである（１）または（２）に記載の電源供給装置。
（４）
低電圧降下レギュレータをさらに備え、
前記キャパシタの基準電位が、前記低電圧降下レギュレータの出力の電位と等しい電位とされる（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の電源供給装置。
（５）
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子と、
前記少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流を整流する第２の整流素子と
をさらに備え、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の電源供給装置。
（６）
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子をさらに備え、
前記第２のスイッチング素子が、双方向スイッチとされ、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の電源供給装置。
（７）
キャパシタの非放電時に、第１のスイッチング素子をオンとして、電圧制御装置および電流制限回路を介して、並列に接続された電池によりキャパシタを充電させ、
少なくとも１のモータを含む負荷回路における、いずれかのモータの動作開始時に、第２のスイッチング素子をオンとして、前記キャパシタから、動作が開始されたモータに対して電力を供給させる電源供給方法。
（８）
前記第２のスイッチング素子がオンされてからオフされるまでの時間が、前記少なくとも１のモータのうちのいずれのモータが動作されるかに応じて定められる（７）に記載の電源供給方法。
（９）
少なくとも、レンズ、絞り、ミラーおよびシャッタのうちのいずれかを駆動させるための１以上のモータと、
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
前記１以上のモータに対する、前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオンまたはオフを制御する制御部と
を備える撮像装置。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１１・・・電源供給装置
３・・・キャパシタ
５・・・電圧制御装置
７・・・電流制限回路
９・・・低電圧降下レギュレータ
１０・・・電源部
２１・・・撮像装置
２３・・・制御部
Ｄ１，Ｄ２・・・整流素子
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４・・・モータ
Ｓ１，Ｓ２・・・スイッチング素子
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置に関する。本開示は、特に、負荷回路にモータを含む撮像装置などの電子機器の稼働時間をより向上させる電源供給装置および電源供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、デジタル一眼カメラ、携帯電話、ポータブルオーディオプレーヤなどに代表されるモバイル電子機器の高機能化がめざましい。また、モバイル電子機器の需要の飛躍的な高まりとともに、モバイル電子機器のユーザからのモバイル電子機器に対する高機能化の要求が高まっている。さらに、モバイル電子機器のユーザからのモバイル電子機器に対する小型化の要求も非常に高い。
【０００３】
モバイル電子機器を小型化するには、モバイル電子機器の電源として使用される電池の小型化も必要となる。そのため、モバイル電子機器の開発者は、モバイル電子機器の高機能化に伴う電力消費量が増大する一方で、モバイル電子機器に搭載される電池の電池容量の増大を見込みにくいという状況におかれている。
【０００４】
例えば、デジタルスチルカメラの場合、電池の小型化により電池容量が減ってしまうと、デジタルスチルカメラにおける撮影可能な写真の枚数が減少してしまう。そこで、あらかじめ定められた容量の電池を使用するとの前提においての、デジタルスチルカメラにおける撮影可能な写真の枚数の増大が試みられている。
【０００５】
モバイル電子機器の稼働時間をより長くするための方法としては、いくつかの方法が挙げられる。
【０００６】
例えば、第１の方法は、モバイル電子機器自体の消費電力を削減する方法である。しかしながら、モバイル電子機器自体の消費電力の削減と、モバイル電子機器の高機能化とはトレードオフの関係にあるので、第１の方法を採用することは、一般的に現実的ではない。
【０００７】
第２の方法は、電池の放電終止電圧付近の端子電圧の変化（放電曲線における下降カーブ）をできるだけなだらかにする方法である。第２の方法によれば、電池の容量を可能な限り多く使用できるが、電池の放電終止電圧付近の端子電圧の変化は電池固有の特性であり、電池の電極材料などの開発が必要となる。したがって、第２の方法を採用するには、電池の新規開発が必要となり、電池の開発のためのコストがかかってしまう。
【０００８】
第３の方法は、モバイル電子機器の動作が終了とされる電圧（以下、「停止電圧」と適宜称する。）をできるだけ下げる方法である。モバイル電子機器の停止電圧を下げて電池の放電終止電圧になるべく近づけることにより、電池を使用可能な電池の容量の範囲が拡大され、結果として、モバイル電子機器の駆動時間が増加する。第３の方法は、あらかじめ容量の定められた電池を効率よく使用するための方法であり、第３の方法は、デジタルスチルカメラなどのモバイル電子機器の開発における費用対効果が高い。
【０００９】
モバイル電子機器の停止電圧は、モバイル電子機器の負荷回路に含まれるＩＣ（integrated circuit）の入力電圧範囲の下限をもとにして決められる。モバイル電子機器を正常に動作させるには、電池からの負荷回路に対する入力電圧が、モバイル電子機器の停止電圧を下回らないことが必要である。
【００１０】
ここで、電池は、内部抵抗などを有しており、モバイル電子機器の動作時における電池の端子電圧は、モバイル電子機器の負荷回路に流れる電流量に応じて変化する。そのため、モバイル電子機器の負荷回路に流れる電流量が瞬間的に増大すると、電池の端子電圧が瞬間的に大きく低下する。
【００１１】
すなわち、モバイル電子機器を正常に動作させるには、負荷回路に流れる電流量が瞬間的に増大し、電池の端子電圧が瞬間的に大きく低下したときであっても、ＩＣに印加される電圧が、ＩＣの入力電圧範囲の下限を下回らないことが必要である。このことを言い換えると、負荷回路に流れる電流量の瞬間的な増大に伴う、電池の端子電圧の瞬間的な低下を抑制することができれば、モバイル電子機器の停止電圧を下げることが可能となる。
【００１２】
負荷回路に流れる電流量の瞬間的な増大に伴う、電池の端子電圧の瞬間的な低下を抑制する方法としては、例えば、等価直列抵抗の低いキャパシタを電池と並列に接続する方法が知られている。
【００１３】
下記の特許文献１には、電池およびコンデンサの接続点にスイッチを設け、コンデンサの電圧が電池の電圧より高い場合に該スイッチをオフとすることにより、コンデンサと並列に接続される電池への過電圧の印加を防止する電源供給装置が開示されている。また、下記の特許文献２には、負荷回路に流れる電流量およびキャパシタの電圧をそれぞれ設定値と比較し、これらの間の大小関係に応じて、電池またはキャパシタのいずれから電力を供給するかが決められる電源回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−２０６３５７号公報
【特許文献２】特許第３５２６０２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
モバイル電子機器の駆動時間をより長くすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本開示の第１の好ましい実施態様は、
電源供給装置が、キャパシタと、電圧制御装置と、電流制限回路と、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備える。
キャパシタは、電池と並列に接続される。
電圧制御装置は、キャパシタに対する充電電圧を制御する。
電流制限回路は、キャパシタに供給される電流量を制御する。
第１のスイッチング素子は、キャパシタに対する充電電流の供給を制御する。
第２のスイッチング素子は、少なくとも１のモータに対するキャパシタからの電流の供給を制御する。
【００１７】
本開示の第２の好ましい実施態様は、
キャパシタの非放電時に、第１のスイッチング素子をオンとして、電圧制御装置および電流制限回路を介して、並列に接続された電池によりキャパシタを充電させ、
少なくとも１のモータを含む負荷回路における、いずれかのモータの動作開始時に、第２のスイッチング素子をオンとして、キャパシタから、動作が開始されたモータに対して電力を供給させる電源供給方法である。
【００１８】
本開示の第３の好ましい実施態様は、
撮像装置が、１以上のモータと、キャパシタと、電圧制御装置と、電流制限回路と、第１のスイッチング素子と、第２のスイッチング素子と、制御部とを備える。
１以上のモータは、少なくとも、レンズ、絞り、ミラーおよびシャッタのうちのいずれかを駆動させる。
キャパシタは、電池と並列に接続される。
電圧制御装置は、キャパシタに対する充電電圧を制御する。
電流制限回路は、キャパシタに供給される電流量を制御する。
第１のスイッチング素子は、キャパシタに対する充電電流の供給を制御する。
第２のスイッチング素子は、１以上のモータに対する、キャパシタからの電流の供給を制御する。
制御部は、第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオンまたはオフを制御する。
【００１９】
本開示では、例えば、負荷回路に含まれるモータを駆動させるときなど、負荷電流の瞬間的な増大に対して、電池に並列に接続されたキャパシタが、負荷回路に含まれるモータに電力を供給する。したがって、電池から流れ出す電流の瞬間的な増大が回避され、電池の端子電圧の瞬間的な低下が抑制される。電池の端子電圧の瞬間的な低下が抑制されるため、電子機器の停止電圧を下げることが可能となり、電子機器の駆動時間が向上する。
【００２０】
本開示では、電圧制御装置を介して、並列に接続される電池からキャパシタに充電が行われる。そのため、充電後のキャパシタの電圧が、電池の端子電圧に依存せず、満充電状態におけるキャパシタの電圧に変動がない。満充電時のキャパシタの電圧に変動がないため、負荷回路に含まれるモータの動作が安定する。
【００２１】
本開示では、電流制限回路を介して、並列に接続される電池からキャパシタに充電が行われる。そのため、キャパシタに蓄えられた電荷が少ない時にキャパシタの充電を行っても、電池からキャパシタに突入電流が流れることがない。すなわち、キャパシタに蓄えられた電荷が少ない時にキャパシタの充電を行っても、電池の端子電圧の急激な低下が防止される。
【発明の効果】
【００２２】
少なくとも１つの実施例によれば、負荷回路にモータを含む撮像装置などの電子機器の駆動時間をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、一実施の形態にかかる撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、一実施の形態にかかる電源供給装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図３Ａは、定電流回路の一例を示す回路図である。図３Ｂは、双方向スイッチの一例を示す回路図である。
【図４】図４は、一実施の形態にかかる電源供給装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５Ａは、キャパシタの放電曲線の一例を示す図である。図５Ｂは、制御部による電源供給装置の制御の一例を説明するためのブロック図である。
【図６】図６は、制御部による処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７Ａは、モータに電圧を印加したときにおける、モータに流れる電流量の変化を説明するための図である。図７Ｂは、モータの等価回路を示す図である。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、電池の放電曲線の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置の実施形態について説明する。説明は、以下の順序で行う。
＜０．電池の放電曲線と、電子機器の停止電圧との関係＞
＜１．一実施の形態＞
［撮像装置の一構成例］
（電源部）
（制御部）
（モータ）
［撮像装置の動作］
［電源供給装置の一構成例］
（キャパシタ）
（電圧制御装置）
（電流制限回路）
（スイッチング素子）
［電源供給装置の他の構成例］
［制御の一例］
＜２．変形例＞
【００２５】
なお、以下に説明する実施形態は、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置の好適な具体例である。以下の説明においては、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、特に本開示を限定する旨の記載がない限り、電源供給装置および電源供給方法ならびに撮像装置の例は、以下に示す実施形態に限定されないものとする。
【００２６】
＜０．電池の放電曲線と、電子機器の停止電圧との関係＞
本開示の実施形態の理解を容易とするため、まず、電池の放電曲線と、電子機器の停止電圧との関係について説明を行う。以下では、負荷回路にモータを含むとともに、電池を電源として駆動する電子機器を例にとることとする。
【００２７】
図７Ａは、モータに電圧を印加したときにおける、モータに流れる電流量の変化を説明するための図である。図７Ｂは、モータの等価回路を示す図である。図７Ａにおいて、縦軸は、モータに電圧を印加したときの消費電流Ｃｃ［Ａ］を表し、横軸は、モータに電圧を印加しはじめてからのモータの駆動時間Ｔ［ｈ］を表している。
【００２８】
図７Ａに示すように、モータに電圧が印加されたとき、モータに流れ込む電流量は、電圧印加後に急激に増加し、その後は次第に減少して、ある一定のところで飽和する。
【００２９】
これは、図７Ｂに示すように、モータの等価回路Ｍｅが、インダクタＬ７に対応する成分および抵抗Ｒ７に対応する成分を有しているからである。すなわち、モータへの電圧印加の初期においてはモータを抵抗とみなすことができ、抵抗Ｒ７の配線抵抗により決まる初期電流がモータに流れ込む。モータが回転をはじめると、インダクタＬ７による逆起電力の影響により、モータへは電流が流れ込みにくくなる。したがって、モータに電圧を印加したときの消費電流量は、モータへの電圧印加の初期にピークを有するものとなる。
【００３０】
モータに電圧を印加したときの消費電流量は、モータへの電圧印加の初期にピークを有するため、例えば、電池を電源としてモータを駆動させようとすると、モータへの電圧印加の初期において、電池からは大きな電流が初期電流として流れ出すことになる。すると、電池が内部抵抗を有するため、初期電流に比例した電圧△Ｖｄ分だけ、電池の端子電圧が急激に下がる。
【００３１】
図８Ａおよび図８Ｂは、電池の放電曲線の一例を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、縦軸は、電池の端子電圧Ｖｔ［Ｖ］を表し、横軸は、電池から電流を取り出した時間Ｔｄ［ｈ］を表している。
【００３２】
図８Ａおよび図８Ｂにおいて、実線Ｃ１は、電池の放電曲線を示す曲線である。実線Ｃ１により示すように、電池は、放電が進むにつれて端子電圧が定格電圧Ｖｒから徐々に低下する。図８Ａにおいて、Ｖｄｃは電池の放電終止電圧を示し、規格上、電池の動作は定格電圧Ｖｒから電池の放電終止電圧Ｖｄｃまでの間（図８Ａおよび図８Ｂにおいて網掛けにより示された領域）で保証される。
【００３３】
図８Ａにおいて、Ｖｓは、電子機器の停止電圧を示している。電子機器は、一般に、ＤＣ−ＤＣ(Direct Current)コンバータやＣＰＵ（central processing unit）などにＩＣを有している。ＩＣは、入力電圧範囲に下限を有しており、ＩＣに印加される電圧が下限を下回ると、ＩＣはシャットダウンされる。すなわち、ＩＣに印加される電圧が下限を下回ると、電子機器の動作が急に停止してしまうことになる。
【００３４】
そのため、ＩＣに印加される電圧として、ＩＣの入力電圧範囲の下限よりも高い電圧を確保できるように停止電圧Ｖｓが設定される。通常、図８Ａに示すようにＶｓ＞Ｖｄｃとされ、電池の規格上は放電終止電圧Ｖｄｃまで電池を使えるとしても、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓに至ったところで電子機器は電池を容量なしとして扱い、電子機器のユーザに電池の交換や充電を促す。
【００３５】
図８Ａに示す実線Ｃ１は、電池から一定の電流を流し続けたときの電圧の変化を示す曲線であるが、電池の放電曲線と、停止電圧を表す直線との交点から、電子機器の駆動時間を見積もることができる。例えば、電池の端子電圧が曲線Ｃ１に従って変化するとした場合、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓに至るまでの時間Ｔ０が、電子機器の駆動時間に対応する。
【００３６】
上述したように、電子機器は、電子機器の動作時においてＩＣに印加される電圧がＩＣの入力電圧範囲の下限より高い電圧となるように設計される。言い換えれば、負荷回路に流れる電流量の瞬間的な増大に伴う、電池の端子電圧の瞬間的な低下があったときにも、ＩＣに印加される電圧として、ＩＣの入力電圧範囲の下限より高い電圧が確保されなければならない。
【００３７】
ここで、電子機器が負荷回路にモータを含むとともに、電池を電源として駆動する場合、負荷電流が最大となるのは、モータへの電圧印加の初期であると考えられる。したがって、電子機器の急な動作停止を防止するためには、モータへの電圧印加の初期における、電池の端子電圧の低下が起こった時であっても、ＩＣに印加される電圧として、ＩＣの入力電圧範囲の下限より高い電圧が確保される必要がある。
【００３８】
いま、ＩＣの入力電圧範囲の下限がＶｍ、モータの駆動開始により電池から初期電流が流れだしたことに伴う、電池の端子電圧の低下分が△Ｖｄ１であったとする。
【００３９】
このときの電子機器の停止電圧は、おおよそ、Ｖｓ１＝Ｖｍ＋△Ｖｄ１＋Ａと考えることができる（Ａは定数）。なお、ここでは、電子機器に含まれるＩＣが１つであると仮定している。
【００４０】
図８Ｂを参照して、曲線Ｃ１と、停止電圧Ｖｓ１を表す直線との交点から電子機器の駆動時間を見積もると、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓ１に至るまでの時間は、図８Ｂに示すＴ１となる。
【００４１】
次に、電池の端子電圧の低下分が△Ｖｄ２（△Ｖｄ２＜△Ｖｄ１）である場合を考えると、このときの電子機器の停止電圧は、おおよそ、Ｖｓ２＝Ｖｍ＋△Ｖｄ２＋Ａとなり、Ｖｓ２＜Ｖｓ１が成り立つ。
【００４２】
上述の手順と同様にして、曲線Ｃ１と、停止電圧Ｖｓ２を表す直線との交点から電子機器の駆動時間を見積もると、電池の端子電圧が停止電圧Ｖｓ２に至るまでの時間は、図８Ｂに示すＴ２となる。図８Ｂからも明らかなように、Ｔ２＞Ｔ１となる。
【００４３】
すなわち、モータの駆動開始に伴う電池の端子電圧の低下がある場合、電子の端子電圧の低下分を小さくすることができれば、電池の端子電圧が電子機器の停止電圧に至るまでの時間を拡大することができる。このことを言い換えれば、モータの駆動開始に伴う電池の端子電圧の低下分を小さくすることができれば、電池により、電子機器をより長い時間駆動させることができる。
【００４４】
モータへの電圧印加の初期における電流が一定の電流に飽和するまでの時間は、モータに印加された電圧、モータの配線抵抗およびモータの巻き線数に依存するが、一般に数十［ｍｓ］程度と非常に短い時間である。すなわち、初期電流がモータに流れ込む非常に短い時間において、電池からモータへ電力を供給しないようにすれば、電池から流れ出す電流の最大値を低減でき、電子機器の駆動時間が向上することとなる。
【００４５】
＜１．一実施の形態＞
［撮像装置の一構成例］
図１は、一実施の形態にかかる撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【００４６】
図１に示すように、撮像装置２１は、電源供給装置１を含む電源部１０と、制御部２３と、１以上のモータとを備える。図１では、撮像装置２１が、レンズ３１を駆動させるためのモータＭ１と、絞り３２を駆動させるためのモータＭ２と、ミラー３３を駆動させるためのモータＭ３と、シャッタ３４を駆動させるためのモータＭ４とを含む構成例を示している。なお、電源部１０は、撮像装置２１に対して交換自在とされたアタッチメントとして構成されていてもよい。
【００４７】
図１に示す構成例は、撮像装置２１をデジタル一眼レフカメラとして構成した例であるが、撮像装置の例は、デジタル一眼レフカメラに限定されない。電池を電源とし、１以上のモータを含む撮像装置であれば、本開示の技術を適用することができる。本開示の技術は、アナログ方式のカメラに対してももちろん適用が可能である。
【００４８】
以下、図１を参照しながら、電源部１０、制御部２３ならびにモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４について順に説明を行う。
【００４９】
（電源部）
電源部１０は、電子機器の各部において必要とされる電力を供給する。電源部１０は、例えば、後述するモータや、後述する制御部２３などに対して電力を供給する。
【００５０】
電源部１０は、例えば、電池と、電源供給装置１とを含む。
【００５１】
電源供給装置１は、キャパシタと、電圧制御装置と、電流制限回路と、第１および第２のスイッチング素子とを備えている。電源供給装置１は、例えば、電源部１０に配置された電池と、モータを含む負荷回路との間に接続される。電源供給装置１の詳細については、後述する。
【００５２】
（制御部）
制御部２３は、プロセッサを含む処理装置であり、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（Digital Signal Processor（ＤＳＰ））やＣＰＵとして構成され、撮像装置２１の各部を制御する。
【００５３】
制御部２３は、例えば、電源部１０に配置された電池の容量の監視、後述する１以上のモータへの駆動信号の送出、撮像素子３７からの入力信号の演算処理、露出量やフォーカス量の算出などを行う。また、電源供給装置１における第１および第２のスイッチング素子のオンおよびオフの制御を行う。
【００５４】
（モータ）
撮像装置２１には、オートフォーカスや絞り動作、ミラー３３の退避動作および復帰動作、シャッタ動作などを実行させるためのアクチュエータが搭載されている。これらのアクチュエータを駆動には、例えば、モータが使用される。
【００５５】
図１に示すモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３およびＭ４は、それぞれ、レンズ駆動機構の一部、絞り駆動機構の一部、ミラー駆動機構の一部およびシャッタ駆動機構（シャッタチャージ機構）の一部をなしている。もちろん、モータの数に限定はなく、例えば、撮像装置２１が、手ぶれ補正のためのアクチュエータを駆動させるモータなどをさらに備えていてもよい。
【００５６】
［撮像装置の動作］
ここで、撮像装置２１の動作について簡単に説明する。
【００５７】
まず、撮像装置２１のユーザにより電源ボタンＰｗが入れられることで、電源部１０に配置された電池からの電力供給が開始され、制御部２３をはじめとする、撮像装置２１の各部に電力が供給される。
【００５８】
レンズ３１および絞り３２を介して撮像装置２１の内部に入射した光は、ミラー３３により反射された後にペンタプリズム３９に導かれる。ペンタプリズム３９に導かれた光は、ペンタプリズム３９の内部で反射を繰り返した後、接眼レンズ４１に向けて出射される。撮像装置２１のユーザは、ファインダに配置された接眼レンズ４１を通して、撮影対象を確認することができる。
【００５９】
ペンタプリズム３９に導かれた光の一部は、測光センサ４３に導かれる。測光センサ４３からの出力は、制御部２３による露出量算出のための入力となる。
【００６０】
ミラー３３がハーフミラーとされる場合、ミラー３３を透過した光は、サブミラー３５によって反射され、オートフォーカスセンサ４５に導かれる。オートフォーカスセンサ４５からの出力は、制御部２３によるフォーカス量算出のための入力となる。
【００６１】
次に、ユーザによりシャッタボタンＳｈが押されると、制御部２３からミラー駆動機構に対して制御信号が送出され、モータＭ３が駆動される。モータＭ３が駆動することによりミラー３３が跳ね上げられ、撮像装置２１の内部に入射した光が、撮像素子３７に導かれる。
【００６２】
また、制御部２３からシャッタ制御回路４７に対して制御信号が送出され、モータＭ４が駆動される。モータＭ４が駆動することにより、例えば、シャッタ幕が巻かれ、撮像装置２１の内部に入射する光が、光学フィルタ４９を介してＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（complementary metal-oxide semiconductor）などの撮像素子３７に到達するようになる。
【００６３】
シャッタボタンＳｈの押下にかえ、タッチパネルＴｐからの入力によりモータＭ３やモータＭ４などが駆動するようにされてもよい。
【００６４】
撮像素子３７による光電変換により得られた電気信号は、アンプ５１、アナログ−デジタル変換回路５３、画像データコントローラ５５などを介して制御部２３に入力される。なお、図１に示すタイミングパルス発生回路５７、画像メモリ５９および温度センサ６１は、本開示に必須とはされないので、説明を省略する。
【００６５】
制御部２３による処理がなされた画像信号は、例えば、ドライバ６３を介して、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display（ＬＣＤ））や有機ＥＬ(Electroluminescence:電界発光効果)ディスプレイなどのディスプレイ６５に送出される。また、画像信号は、ユーザの指示に応じ、例えば、画像記録回路６７を介して画像データ記録媒体６９に送出され、画像データとして保存される。
【００６６】
なお、撮影に際しては、算出された露出量およびフォーカス量に基づいて、制御部２３から、レンズ駆動機構および絞り駆動機構に対する制御信号が送出される。レンズ駆動機構のモータＭ１および絞り駆動機構のモータＭ２が駆動されることにより、レンズ３１の位置（フォーカス）および絞りが調整される。フォーカスおよび絞りの調整は、制御部２３の制御により自動で実行されてもよいし、ユーザの指示に応じて実行されてもよい。
【００６７】
後述するように、本開示では、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３またはＭ４の駆動の初期に必要とされる電力は、電源供給装置１のキャパシタから供給される。したがって、モータへの電圧印加の初期において、電池からは大きな電流が初期電流として流れ出すことがない。
【００６８】
［電源供給装置の一構成例］
図２は、一実施の形態にかかる電源供給装置の一構成例を示すブロック図である。
【００６９】
図２に示すように、電源供給装置１は、キャパシタ３と、電圧制御装置５と、電流制限回路７と、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２とを備えている。
【００７０】
電源供給装置１は、例えば、電源部１０に配置された電池２と、１以上のモータを含む負荷回路１００との間に接続される。図１および図２では、負荷回路１００に含まれるモータの数が４つの例を示したが、モータの数はこれに限られず、４つより多くてももちろんかまわない。電源供給装置１は、負荷回路に少なくとも１のモータを含む電子機器に用いて好適な電源供給装置である。
【００７１】
以下、図２ならびに図３Ａおよび図３Ｂを参照しながら、キャパシタ３と、電圧制御装置５と、電流制限回路７と、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２とについて順に説明を行う。
【００７２】
（キャパシタ）
キャパシタ３は、負荷回路１００に含まれる１以上のモータの少なくともいずれかを駆動させる場合において、駆動させるべきモータの動作開始時に、駆動させるべきモータに電力を供給するためのキャパシタである。
【００７３】
キャパシタ３としては、具体的には、例えば、電気二重層キャパシタ、セラミックコンデンサ、フィルムコンデンサ、アルミ電解コンデンサ、タンタルコンデンサ、ナノゲートキャパシタ（「ナノゲート」は、ナノゲート・アクチエンゲゼルシャフトの登録商標）、リチウムイオンキャパシタ、ポリアセン系有機半導体（Polyacenic Semiconductor（ＰＡＳ））キャパシタなどが挙げられる。
【００７４】
内部抵抗の低さおよび静電容量の大きさの観点から、キャパシタ３として、電気二重層キャパシタが選択されることが好ましい。キャパシタ３の内部抵抗が非常に小さいものとされることにより、急速な充電または急速な放電が可能となるからである。また、キャパシタ３の容量を十分大きいものとすることにより、１つのキャパシタで複数のモータを駆動させることが可能となるからである。
【００７５】
図２に示すように、キャパシタ３は、電源部１０に配置された電池２と並列に接続される。電池２の高電位側と、キャパシタ３の高電位側とは、後述する電圧制御装置５および後述する電流制限回路７を介して接続される。すなわち、電圧制御装置５および電流制限回路７を介して、電池２からキャパシタ３への充電が行われる。
【００７６】
電池２の高電位側と、キャパシタ３の高電位側とが、電圧制御装置５および電流制限回路７を介して接続されるため、電池２の種類は特に限定されず、電池２として、例えばリチウムイオン電池などの二次電池または一次電池を使用することができる。
【００７７】
（電圧制御装置）
電圧制御装置５は、キャパシタ３に対する充電電圧を一定の電圧に制御するための制御装置である。図２に示すように、電圧制御装置５は、例えば、電池２と、後述する電流制限回路７との間に直列に接続される。電圧制御装置５を接続する場所としては、電池２と、キャパシタ３との間であれば、他の場所でももちろんかまわない。
【００７８】
電圧制御装置５としては、具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータを使用することができる。ＤＣ−ＤＣコンバータとしては、昇圧型、昇降圧型または降圧型のいずれのＤＣ−ＤＣコンバータも使用することができる。
【００７９】
キャパシタ３に対する充電電圧を電池の端子電圧よりも高い電圧とする観点からは、電圧制御装置５として、昇圧型または昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータが選択されることが好ましい。例えば、昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを介して電池２からキャパシタ３への充電を行うことにより、キャパシタ３に対する充電電圧を電池２の端子電圧よりも高い電圧とすることができる。また、例えば、昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータを介して電池２からキャパシタ３への充電を行うことにより、電池２の端子電圧が何らかの原因で低下した場合であっても、キャパシタ３への充電を一定の電圧で安定して行うことができる。
【００８０】
電圧制御装置５を介してキャパシタ３への充電を行うことにより、充電後のキャパシタ３の出力電圧が、充電時における電池２の端子電圧に依存することがない。したがって、駆動させるべきモータの動作開始時において、駆動させるべきモータの動作が安定する。また、キャパシタ３への充電を、充電時における電池２の端子電圧よりも高い電圧で安定して行うこともできるため、駆動させるべきモータの動作開始時に、駆動させるべきモータの動作が高速かつ安定したものとなる。
【００８１】
モータに印加される電圧を電池の端子電圧より高い電圧とすることにより、電池の出力電圧を直接印加した場合と比較して、モータの回転数を上げることができ、したがって、駆動するモータのトルクを向上させることができる。すなわち、オートフォーカスや絞り調整、連写、手ブレ補正などをより高速に実行させることが可能となる。
【００８２】
（電流制限回路）
電流制限回路７は、キャパシタ３に供給される電流量を制御するための回路である。図２に示すように、電流制限回路７は、例えば、電圧制御装置５と、後述するスイッチング素子Ｓ１との間に直列に接続される。電流制限回路７を接続する場所としては、電池２と、キャパシタ３との間であれば、他の場所でももちろんかまわない。
【００８３】
電流制限回路７としては、特に限定されるものではなく、各種の構成を適用することができる。例えば、電流制限回路７として、電流を制限するための抵抗を直列に接続したものや、トランジスタおよび抵抗を組み合わせた定電流回路、トランジスタ、抵抗およびオペアンプを組み合わせた定電流回路などを使用することができる。
【００８４】
図３Ａは、定電流回路の一例を示す回路図である。
【００８５】
図３Ａに示す回路において、トランジスタ７１のベースが接地されている場合、図３Ａ中のＤ点の電位は、図３Ａ中のＥ点の電位よりも、トランジスタ７１のベース−エミッタ間電圧ＶBEだけ高い。したがって、図３Ａ中のＢ点から取り出される電流の大きさは、図３Ａ中のＡ点における電圧値からＶBEを引いた電圧値（図３Ａ中のＣ点における電圧値）を、抵抗Ｒ１の抵抗値で割った大きさとなり、抵抗Ｒ１の抵抗値を調整することにより、図３Ａ中のＢ点から所望の大きさの電流を取り出すことができる。
【００８６】
本開示では、電流制限回路７を介してキャパシタ３への充電が行われる。これは、キャパシタ３に蓄えられた電荷が少ないときに電流制限回路７を介さずにキャパシタ３への充電を行うと、電池２からキャパシタ３に突入電流が流れてしまい、電池から流れ出す電流の瞬間的な増大を回避するという所期の目的が達成されなくなるからである。
【００８７】
例えば、キャパシタ３として電気二重層キャパシタを使用した場合、電気二重層キャパシタの内部抵抗が非常に小さいため、電気二重層キャパシタに蓄えられた電荷を各デバイスに供給する際の応答速度は非常に速い。ところが、内部抵抗が非常に小さいと、充電時の電流量が制限されない場合、充電初期に突入電流が流れてしまい、電池から流れ出す電流量がかえって増加してしまう。
【００８８】
本開示の構成によれば、電流制限回路７を介してキャパシタ３への充電が行われるため、充電初期における突入電流の発生を防止することができる。
【００８９】
（スイッチング素子）
図２に示すように、電源制御装置１は、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２を備えている。以下、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２について、順に説明する。
【００９０】
スイッチング素子Ｓ１は、キャパシタ３に対する充電の開始および停止を制御するためのスイッチである。
【００９１】
スイッチング素子Ｓ１は、具体的には、例えば、トランジスタであるが、これに限定されるものではない。トランジスタとしては、例えば、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、静電誘導トランジスタなどが挙げられる。
【００９２】
図２に示すように、スイッチング素子Ｓ１は、例えば、電流制限回路７と、キャパシタ３との間に直列に接続される。スイッチング素子Ｓ１を接続する場所としては、キャパシタ３に対する充電の開始および停止を制御することができれば、他の場所でももちろんかまわない。
【００９３】
例えば、電流制限回路７として図３Ａに示した回路を適用する場合、スイッチング素子Ｓ１として、例えば、図３Ａ中のＦ点などに、トランジスタ７１のベースの接地または非接地を切り替えるスイッチング素子Ｓ３を配置してもよい。
【００９４】
なお、キャパシタ３に対する充電の開始および停止は、制御部２３の制御により行われる。すなわち、スイッチング素子Ｓ１やスイッチング素子Ｓ３のスイッチングは、制御部２３の制御により行われる。
【００９５】
スイッチング素子Ｓ２は、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給の開始および停止を制御するためのスイッチである。
【００９６】
図２に示すように、スイッチング素子Ｓ２は、例えば、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００との間に直列に接続される。
【００９７】
スイッチング素子Ｓ２は、具体的には、例えば、トランジスタであるが、これに限定されるものではない。トランジスタとしては、例えば、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、静電誘導トランジスタなどが挙げられる。なお、スイッチング素子Ｓ１とスイッチング素子Ｓ２とが同種のスイッチング素子とされなくてももちろんかまわない。
【００９８】
スイッチング素子Ｓ２として、例えば、ｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合、ｐチャンネルの電界効果トランジスタの寄生ダイオードの順方向が、電池２からキャパシタ３の高電位側の端子に向かう方向と一致する。そのため、スイッチング素子Ｓ２として、例えば、ｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合、キャパシタ３に蓄えられている電荷が少ないと、電池２からの電流がキャパシタ３に直接流れ込んでしまうおそれがある。例えば、負荷回路１００に含まれるモータに対して電池２から電力を供給しようとして、電池２と、モータとの間を接続すると、キャパシタ３に蓄えられている電荷が少ない場合に、電池２からの電流がキャパシタ３に直接流れ込んでしまう。
【００９９】
したがって、スイッチング素子Ｓ２として、例えば、ｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合には、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００に含まれるモータとの間に、整流素子Ｄ２が直列に接続されることが好ましい。整流素子Ｄ２としては、例えば、ＰＮ接合ダイオードや、電圧降下の比較的小さいショットキー障壁ダイオードを使用することができる。このときのダイオードの順方向は、キャパシタ３の高電位側の端子から、負荷回路１００に含まれるモータに向かう方向とされる。
【０１００】
または、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００に含まれるモータとの間にｐチャンネルの電界効果トランジスタが配置される場合には、スイッチング素子Ｓ２が、双方向スイッチとされることが好ましい。図３Ｂに示す双方向スイッチＳｄは、キャパシタ３の高電位側の端子と、負荷回路１００に含まれるモータとの間に接続されるｐチャンネルの電界効果トランジスタに、ｎチャンネルの電界効果トランジスタが直列に接続されたスイッチング素子である。このとき、ｎチャンネルの電界効果トランジスタＳｎおよびｐチャンネルの電界効果トランジスタＳｐのドレイン同士またはソース同士が接続される。本開示では、ドレイン同士またはソース同士が接続されるようにして、直列に接続されたｐチャンネルおよびｎチャンネルの電界効果トランジスタの組を「双方向スイッチ」と呼ぶこととする。
【０１０１】
なお、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給の開始および停止は、制御部２３の制御により行われる。すなわち、スイッチング素子Ｓ２のスイッチングは、スイッチング素子Ｓ１のスイッチングと同様に、制御部２３の制御により行われる。
【０１０２】
図２では、整流素子Ｄ１を介して、電池２と、負荷回路１００に含まれるモータとの間がさらに接続される構成例が示されている。整流素子Ｄ１としては、整流素子Ｄ２と同様に、例えば、ＰＮ接合ダイオードや、電圧降下の比較的小さいショットキー障壁ダイオードを使用することができる。このときのダイオードの順方向は、電池２から、負荷回路１００に含まれるモータに向かう方向とされる。
【０１０３】
整流素子Ｄ１を介して、電池２と、負荷回路１００に含まれるモータとの間を接続することにより、キャパシタ３に蓄えられた電荷が少なくなり、キャパシタ３の出力電圧が低下した場合でも、負荷回路１００中のモータに電池２から電力を供給させることが可能となる。
【０１０４】
例えば、ユーザが数分間連続して連写を行い、シャッタ駆動用モータＭ４を駆動させ続けたり、ユーザがズームインまたはズームアウトを数分間繰り返し、レンズ駆動用モータＭ１を駆動させ続けたりすると、キャパシタ３に蓄えられた電荷が急激に減少してしまう。キャパシタ３への充電と、キャパシタ３からの放電との間のバランスが崩れてしまうと、負荷回路１００に含まれるモータをキャパシタ３により駆動できなくなるおそれがある。
【０１０５】
キャパシタ３の高電位側の端子と、モータとの間に整流素子Ｄ２が配置され、電池２と、モータとの間に整流素子Ｄ１が配置されると、負荷回路１００中のモータに対して、電池２またはキャパシタ３のうち、出力電圧の高い側から電力が供給されることとなる。したがって、ユーザが撮像装置２１の特殊な使い方をしてキャパシタ３の出力電圧が低下した場合であっても、負荷回路１００に含まれるモータに対して電池２から電力を供給することができ、モータが駆動できなくなる現象を回避することができる。
【０１０６】
さらに、負荷回路１００中のモータに対しては、電池２またはキャパシタ３のうち、出力電圧の高い側から自動的に電力が供給されるので、キャパシタ３の出力電圧の監視も不要である。したがって、電源供給装置１の回路規模を小とできる。
【０１０７】
なお、上述のケースでは、電池２からモータに電力が供給されることとなるため、電池２から流れ出す電流が大きくなるが、このような特殊なケースは極めて稀であり、撮像装置２１の停止電圧を一時的に引き上げるなどすればよい。
【０１０８】
［電源供給装置の他の構成例］
図４は、一実施の形態にかかる電源供給装置の他の構成例を示すブロック図である。
【０１０９】
図４に示す電源供給装置１１では、キャパシタ３の低電位側の端子が、低電圧降下（Low Drop Out（ＬＤＯ））レギュレータ９の出力端子と接続されている。すなわち、キャパシタ３の基準電位が、低電圧降下レギュレータ９の出力の電位と等しい電位とされている。
【０１１０】
キャパシタ３の基準電位がグラウンド電位とされることにかえ、キャパシタ３の基準電位が電流制限回路７の出力側の電位から一定電圧だけ低い電位とされることが好ましい。その理由は２つあり、以下に順に説明する。
【０１１１】
第１の理由は、放電終了時におけるキャパシタの出力電圧が、キャパシタの基準電位に依存することである。
【０１１２】
図５Ａは、キャパシタの放電曲線の一例を示す図である。図５Ａにおいて、縦軸は、キャパシタの端子電圧Ｖｔ［Ｖ］を表し、横軸は、キャパシタから電流を取り出した時間Ｔｄ［ｓ］を表している。図５Ａにおける曲線Ｃ２は、充電電圧を８［Ｖ］とし、キャパシタの基準電位をグラウンド電位としたときの放電曲線を示している。図５Ａにおける曲線Ｃ３は、充電電圧を８［Ｖ］とし、キャパシタの基準電位をある一定の電位Ｖｇ（Ｖｇ＞０［Ｖ］）としたときの放電曲線を示している。曲線Ｃ３は、キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続した場合の放電曲線に相当する。
【０１１３】
図５Ａに示すように、キャパシタは、放電による、蓄えられている電荷量の減少に伴い、端子電圧が低下する。キャパシタの基準電位をグラウンド電位とすると、キャパシタが完全に放電したときの端子電圧は０［Ｖ］である。一方、キャパシタの基準電位をＶｇとすると、キャパシタが完全に放電したときの端子電圧はＶｇ［Ｖ］となる。すなわち、キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続することにより、キャパシタに蓄えられている電荷量が減少した場合でも、端子電圧として、より高い電位を維持することができる。
【０１１４】
ここで、モータの駆動可能な最低電圧がＶｄ（Ｖｄ＜８［Ｖ］）であるとすると、キャパシタによりモータを駆動できる端子電圧の範囲は、Ｖｄ［Ｖ］〜８［Ｖ］の範囲となる。
【０１１５】
曲線Ｃ２と、曲線Ｃ３とを比較すると、キャパシタの基準電位をグラウンド電位とした場合には、キャパシタに蓄えられている電荷の減少量が小さくても、端子電圧がＶｄにまで低下してしまい、キャパシタによりモータを駆動できなくなってしまうことがわかる。一方、キャパシタの基準電位をＶｇとすると、キャパシタに蓄えられている電荷量が減少しても、より長い時間、キャパシタによりモータを駆動できることがわかる。
【０１１６】
第２の理由は、キャパシタの両端の端子に印加される電圧がキャパシタの耐圧を上回らないようにする必要があることである。
【０１１７】
特に、キャパシタとして電気二重層キャパシタを使用する場合、電気二重層キャパシタの両端の端子に印加される電圧が、電解液の電気分解が始まる電圧を超えないようにしなければならない。
【０１１８】
リチウムイオン電池の公称電圧は、４．０［Ｖ］の程度である。いま、キャパシタの耐圧が５［Ｖ］であったとすると、１セルのリチウムイオン電池により、キャパシタを充電することに問題はない。ところが、リチウムイオン電池を直列に接続して、２セルのリチウムイオン電池により、キャパシタを充電しようとすると、キャパシタの両端の端子に印加される電圧が８．０［Ｖ］となり、キャパシタの耐圧である５［Ｖ］を上回ってしまう。
【０１１９】
キャパシタの両端の端子に印加される電圧がキャパシタの耐圧を上回らないようにするためには、例えば、複数個のキャパシタを直列に接続しなければならない。
【０１２０】
しかしながら、複数個のキャパシタを直列に接続する場合、個々のキャパシタにばらつきがあると、一部のキャパシタの両端の端子に印加される電圧が、そのキャパシタの耐圧を超えるおそれがある。また、複数個のキャパシタを直列に接続しようとすると、部品点数が増加するとともに、複数個のキャパシタの占める容積も大きくなってしまう。すなわち、モバイル電子機器の小型化も困難となってしまううえ、製造コストも増加してしまう。
【０１２１】
そこで、キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続することにより、キャパシタの基準電位を、例えば、Ｖｇ＝４［ｖ］としたとする。すると、キャパシタの両端の端子に印加される電圧の範囲が、８［Ｖ］−４［Ｖ］＝４［Ｖ］の範囲に抑えられ、キャパシタの両端の端子に印加される電圧の範囲が、キャパシタの耐圧である５［Ｖ］を上回ることがない。
【０１２２】
したがって、キャパシタ３の低電位側の端子を低電圧降下レギュレータ９の出力端子と接続することにより、キャパシタ３に蓄えられている電荷量の減少に伴う、キャパシタ３の出力電圧の低下を抑制することできる。キャパシタ３に蓄えられている電荷量の減少に伴う、キャパシタ３の出力電圧の低下が抑制されることにより、キャパシタ３に蓄えられた電荷を有効に使用することができる。
【０１２３】
また、キャパシタ３の低電位側の端子を低電圧降下レギュレータ９の出力端子と接続することにより、キャパシタ３の負電極と正電極にかかる電位差を小さくすることができる。キャパシタ３の負電極と正電極にかかる電位差が小さくされることにより、比較的耐圧の小さいキャパシタであっても、高い出力電圧を有する２セルのリチウムイオン電池などによりキャパシタ３を充電することが可能となる。
【０１２４】
キャパシタ３の負電極と正電極にかかる電位差が小さくされることにより、キャパシタ３として電気二重層キャパシタを適用することも容易となり、キャパシタ３のサイズを小型としながら、電源供給装置を小型のものとすることができる。
【０１２５】
［制御の一例］
次に、図５Ｂ〜図６を参照しながら、本開示の電源供給装置を備える撮像装置における制御の一例について説明を行う。
【０１２６】
図５Ｂは、制御部による電源供給装置の制御の一例を説明するためのブロック図である。
【０１２７】
上述したように、電源供給装置１は、例えば、電源部１０に配置された電池２と、１以上のモータを含む負荷回路１００との間に接続される。また、電源供給装置１の電圧制御装置５、スイッチング素子Ｓ１およびスイッチング素子Ｓ２、ならびに負荷回路１００に含まれる個々のモータは、制御部２３により制御される。
【０１２８】
制御部２３から電圧制御装置５に対して制御信号が送出されることにより、電圧制御装置５の起動または停止が制御される。制御部２３からスイッチング素子Ｓ１に対してスイッチ制御信号が送出されることにより、キャパシタ３への充電の開始または停止が制御される。制御部２３からスイッチング素子Ｓ２に対してスイッチ制御信号が送出されることにより、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給の開始および停止が制御される。また、制御部２３から負荷回路１００に含まれるモータに対してモータ制御信号が送出されることにより、負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動開始または停止が制御される。
【０１２９】
図６は、制御部による処理の流れを示すフローチャートである。
【０１３０】
まず、ステップＳｔ１において、撮像装置２１のユーザにより電源ボタンＰｗが入れられることで、例えば電源部１０に配置された電池２から、制御部２３のＩＣに電力が供給され、制御部２３のＩＣが起動する。制御部２３のＩＣが起動すると、制御部２３のＩＣが電圧制御装置５に対して制御信号を送出することにより、電圧制御装置５が起動する。
【０１３１】
なお、この段階では、スイッチング素子Ｓ１がオフとされており、キャパシタ３に対する充電は行われない。
【０１３２】
次に、ステップＳｔ２において、制御部２３は、撮像装置２１のモードを「撮影準備モード」に移行させる。ここで、「撮影準備モード」とは、シャッタボタンＳｈが押下されることにより、すぐに静止画や動画が撮影できる状態をいうものとする。
【０１３３】
制御部２３は、例えば、ユーザにより電源ボタンＰｗが入れられた後、一定時間の経過後に、撮影準備モードへの移行を実行する。または、例えば、ユーザにより電源ボタンＰｗが入れられた後、ユーザの操作に応じて制御部２３が撮像装置２１を撮影準備モードに移行させるようにしてもよい。
【０１３４】
次に、ステップＳｔ３において、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ１に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ１をオンとする。
【０１３５】
スイッチング素子Ｓ１がオンとされることにより、キャパシタ３と並列に接続された電池２により、キャパシタ３の充電が行われる。キャパシタ３に対する充電は、キャパシタ３の非放電時に、電圧制御装置５および電流制限回路７を介して行われる。
【０１３６】
なお、キャパシタ３として電気二重層キャパシタが使用される場合、キャパシタ３に対する電圧の印加時間が短く設定されていることが好ましい。電気二重層キャパシタは、一定電圧が印加された状態が続くと、内部の電解液が蒸発し、性能が劣化するからである。
【０１３７】
そのため、制御部２３が、例えば、撮像装置２１が撮影準備モードであるときはスイッチング素子Ｓ１をオンとし、ユーザが画像データを撮像装置２１上で再生させるための入力信号を受けとったときにはスイッチング素子Ｓ１をオフとするようにしてもよい。
【０１３８】
次に、ステップＳｔ４において、ユーザにより、例えばズームボタンＺｍが押下されたとする。制御部２３は、ユーザによるズームインまたはズームアウトの指示を入力信号として受けとる。
【０１３９】
次に、ステップＳｔ５において、制御部２３は、レンズ３１を駆動させるためのモータＭ１に対して、モータ制御信号を送出する。
【０１４０】
次に、ステップＳｔ６において、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ１に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ１をオフとする。また、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ２に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ２をオンとする。
【０１４１】
これにより、キャパシタ３の充電が終了されるとともに、負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給が開始される。
【０１４２】
このように、負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動を開始させるためのモータ制御信号の送出と、キャパシタ３への充電を停止させるためのスイッチ制御信号およびキャパシタ３からの放電を開始させるためのスイッチ制御信号の送出とは、連動されている。言い換えれば、負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動開始と、キャパシタ３への充電の停止およびキャパシタ３からの放電の開始とが連動されている。
【０１４３】
負荷回路１００に含まれる個々のモータの駆動開始と、キャパシタ３の充電の停止および放電の開始とが連動されることにより、モータへの電圧印加の初期において、負荷回路１００に含まれるモータに対して、キャパシタ３から電流を供給させることができる。したがって、モータの駆動開始時において電池から大電流が流れることがなく、電池から流れ出す電流の最大値を低減することができる。
【０１４４】
なお、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングは、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者が任意に設定可能である。キャパシタ３からの放電は、例えば、キャパシタ３からの放電の開始から、あらかじめ定められた時間の経過後に停止される。
【０１４５】
例えば、制御部２３は、ステップＳｔ７において、キャパシタ３からの放電の開始から、モータの駆動に大電流を必要とする時間Ｔｔが経過したかどうかの判定を行う。なお、モータの駆動に大電流を必要とする時間Ｔｔとは、図７に示す０［ｈ］〜Ｔｈ［ｈ］に相当する時間である。
【０１４６】
キャパシタ３からの放電の開始から、モータの駆動に大電流を必要とする時間Ｔｔが経過すると、処理がステップＳｔ８へと進められ、制御部２３は、スイッチング素子Ｓ２に対してスイッチ制御信号を送出し、スイッチング素子Ｓ２をオフとする。
【０１４７】
上述したように、モータの駆動に大電流を必要とする時間は、モータに印加された電圧、モータの配線抵抗およびモータの巻き線数に依存するが、一般的に数十［ｍｓ］程度と非常に短い。したがって、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者は、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングを、モータの駆動開始から、モータの駆動に大電流を必要とする数十［ｍｓ］程度の時間が経過した時とすることができる。
【０１４８】
負荷回路１００に含まれるモータに対してキャパシタ３から電力を供給する時間を、モータの駆動に大電流を必要とする数十［ｍｓ］程度の時間とすることにより、キャパシタ３からの電力の供給を必要最低限に抑えることができる。キャパシタ３からの電力の供給が必要最低限に抑えられることにより、キャパシタ３として、電気容量が数百［ｍＦ］程度と比較的小さいキャパシタを使用することも可能となる。
【０１４９】
撮像装置２１は、例えば、絞り３２を駆動させるためのモータＭ２と、ミラー３３を駆動させるためのモータＭ３と、シャッタ３４を駆動させるためのモータＭ４などをも含んでいる。個々のモータの特性は、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者があらかじめ把握することが可能である。
【０１５０】
したがって、電源供給装置の製造者または撮像装置の製造者は、個々のモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、・・・に対する放電の停止までの時間を、それぞれｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・などと個別に設定することが可能である。すなわち、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングは、負荷回路１００に含まれる１以上のモータのうち、いずれのモータを駆動させるかに応じて設定可能である。なお、撮像装置２１の各部は制御部２３により制御されるので、いずれのモータを駆動させるかは、制御部２３に対するユーザからの入力信号などにより、制御部２３が判断することが可能である。
【０１５１】
個々のモータに対する放電の停止までの時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・は、キャパシタ３の電気容量や経時変化などを考慮して設定される。
【０１５２】
ここで、個々のモータに対する放電の開始から停止までの管理を時間により行うことが可能となるのは、キャパシタ３に対する充電が電圧制御装置５を介して行われ、負荷回路１００に含まれるモータを駆動させるための電圧が一定であることによる。
【０１５３】
モータの駆動に伴う電流量の変化は、モータに印加される電圧に依存する。そのため、モータを駆動させるためにキャパシタ３から供給される電圧が一定であれば、モータを駆動させる際のおおよそのピーク電流量や、モータの駆動に大電流が必要とされるおおよその時間をあらかじめ把握することが可能となる。
【０１５４】
個々のモータに対する放電の開始から停止までが時間で管理されることにより、個々のモータに対する電流量を測定する必要がなくなり、したがって、複数個のモータの数だけ電流測定回路を配置する必要もなく、回路の小型化が容易となる。
【０１５５】
負荷回路１００に含まれるモータに対する、キャパシタ３からの電流の供給が停止されてから、該モータの駆動が停止されるまでの時間においては、キャパシタ３に対する充電が行われるようにしてもよいし、行われないようにしてもよい。
【０１５６】
例えば、キャパシタ３からの放電を停止するタイミングで、スイッチング素子Ｓ１がオンとされるように設定し、キャパシタ３への充電が開始されるようにしてもよい。この場合におけるキャパシタ３への充電の停止のタイミングは、例えば、モータの駆動が停止される時とすることができる。
【０１５７】
キャパシタ３からの放電の停止と、キャパシタ３への充電の開始とを連動させることにより、次の放電までにキャパシタ３に電荷を蓄えさせることができる。次の放電までにキャパシタ３に電荷を蓄えさせることにより、モータに対するキャパシタ３からの電力の供給を確実に行わせることができ、例えば、連写の際など、短い時間間隔でモータの駆動と停止を繰り返す場合に有利となる。
【０１５８】
一方、キャパシタ３からの電流の供給が停止されてから、該モータの駆動が停止されるまでの期間においてもキャパシタ３に対する充電が行われないようにしておくと、モータおよびキャパシタ３の両方に対して、電池２から同時に電流の供給がされずにすむ。
【０１５９】
上述した一連の処理の後、例えば、ユーザがシャッタボタンＳｈを押下したとする。すると、制御部２３は、レンズ駆動機構および絞り駆動機構などに対して制御信号を送出し、モータＭ１やモータＭ２などを駆動させることにより、フォーカスや絞りなどの調整を行う。制御部２３が、負荷回路に含まれるモータＭ１やモータＭ２などを駆動させる際の制御は、上述した一連の処理と同様にして実行される。
【０１６０】
制御部２３によるフォーカスや絞りなどの調整後、ミラー３３の退避、シャッタ３４の巻き取りおよび撮像素子による撮像が行われ、一連の撮影動作が完了する。なお、制御部２３がミラー駆動機構のモータＭ３やシャッタ駆動機構のモータＭ４などを駆動させる際の制御は、上述した一連の処理と同様であることはいうまでもない。また、図２や図４などでは、キャパシタ３と複数個のモータとの間に配置されるスイッチング素子が１つの例を示したが、複数個のモータのそれぞれに対応させて、複数個のスイッチング素子を配置しておいてもよい。
【０１６１】
一連の撮影動作の完了後は、例えば、処理がステップＳｔ２に戻され、撮像装置２１は再び撮影準備モードとされる。
【０１６２】
以上に説明したように、本開示によれば、負荷回路に含まれるモータの駆動の初期に必要とされる電力が、電源供給装置のキャパシタから供給される。したがって、モータへの電圧印加の初期において、電池からは大きな電流が初期電流として流れ出すことがなく、電池の端子電圧の瞬間的な低下を防止することができる。本開示によれば、モータへの電圧印加の初期における、電池の端子電圧の瞬間的な低下が防止されるので、撮像装置の停止電圧を低く設定でき、電池の容量の無駄を削減できる。すなわち、撮像装置の駆動時間が向上することとなり、撮像装置における撮影可能な写真の枚数が増大する。
【０１６３】
また、本開示によれば、電圧制御装置を介してキャパシタへの充電が行われる。そのため、キャパシタの出力電圧は充電時における電池の端子電圧に依存せず、キャパシタの出力電圧の変動が防止される。したがって、負荷回路に含まれるモータに対してキャパシタから一定の電圧を供給でき、撮像装置のフォーカス速度や絞りの調整速度、連写速度の変動を防止することができる。
【０１６４】
さらに、本開示によれば、電流制限回路を介してキャパシタへの充電が行われる。そのため、キャパシタへの充電開始時に、キャパシタに突入電流が流れ込むことがなく、電池の端子電圧の急激な低下が回避される。キャパシタへの充電開始時においても電池の端子電圧の急激な低下がないので、撮像装置の停止電圧を低く設定することができる。
【０１６５】
キャパシタの低電位側の端子を低電圧降下レギュレータの出力端子と接続した場合には、キャパシタに蓄えられている電荷量の減少に伴う、キャパシタの出力電圧の低下を抑制することできる。したがって、キャパシタに蓄えられた電荷を有効に使用することができる。
【０１６６】
＜２．変形例＞
以上、好適な実施形態について説明してきたが、好適な具体例は、上述した例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【０１６７】
本開示の技術を適用することにより、モバイル電子機器に設けられたアクチュエータの駆動速度を一定に保つことが可能な電源供給装置を提供することができる。例えば、本開示の技術は、負荷回路に少なくとも１のモータを含む電子機器全般について、適用することが可能である。負荷回路に少なくとも１のモータを含む電子機器としては、例えば、冷却用のファンやディスクドライブなどを備えるコンピュータやサーバ装置、オーディオ機器、電動自転車、携帯型の掃除機、電動工具などが挙げられる。
【０１６８】
上述した実施形態では、撮像装置がデジタル一眼レフカメラとされた構成例について説明したが、撮像装置の例は、もちろんデジタル一眼レフカメラに限られない。例えば、撮像装置として、携帯電話やスマートフォン、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、タブレット型パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（personal digital assistance（ＰＤＡ））などに搭載されたカメラに対しても、本開示の技術を適用することがもちろん可能である。
【０１６９】
また、上述した実施形態では、キャパシタから供給された電力が、負荷回路に含まれる１以上のモータに対してのみ供給される構成例を示したが、キャパシタから供給された電力が、制御部など、電子機器の各部に供給されてもかまわない。
【０１７０】
なお、上述の実施形態において挙げた構成、方法、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、形状、材料および数値などを用いてもよい。上述の実施形態の構成、方法、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１７１】
例えば、本開示は以下のような構成もとることができる。
（１）
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と
を備える電源供給装置。
（２）
前記キャパシタが、電気二重層キャパシタである（１）に記載の電源供給装置。
（３）
前記電圧制御装置が、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータまたは昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータである（１）または（２）に記載の電源供給装置。
（４）
低電圧降下レギュレータをさらに備え、
前記キャパシタの基準電位が、前記低電圧降下レギュレータの出力の電位と等しい電位とされる（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の電源供給装置。
（５）
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子と、
前記少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流を整流する第２の整流素子と
をさらに備え、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の電源供給装置。
（６）
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子をさらに備え、
前記第２のスイッチング素子が、双方向スイッチとされ、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の電源供給装置。
（７）
キャパシタの非放電時に、第１のスイッチング素子をオンとして、電圧制御装置および電流制限回路を介して、並列に接続された電池によりキャパシタを充電させ、
少なくとも１のモータを含む負荷回路における、いずれかのモータの動作開始時に、第２のスイッチング素子をオンとして、前記キャパシタから、動作が開始されたモータに対して電力を供給させる電源供給方法。
（８）
前記第２のスイッチング素子がオンされてからオフされるまでの時間が、前記少なくとも１のモータのうちのいずれのモータが動作されるかに応じて定められる（７）に記載の電源供給方法。
（９）
少なくとも、レンズ、絞り、ミラーおよびシャッタのうちのいずれかを駆動させるための１以上のモータと、
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
前記１以上のモータに対する、前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオンまたはオフを制御する制御部と
を備える撮像装置。
【符号の説明】
【０１７２】
１，１１・・・電源供給装置
３・・・キャパシタ
５・・・電圧制御装置
７・・・電流制限回路
９・・・低電圧降下レギュレータ
１０・・・電源部
２１・・・撮像装置
２３・・・制御部
Ｄ１，Ｄ２・・・整流素子
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４・・・モータ
Ｓ１，Ｓ２・・・スイッチング素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と
を備える電源供給装置。
【請求項２】
前記キャパシタが、電気二重層キャパシタである請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項３】
前記電圧制御装置が、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータまたは昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータである請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項４】
低電圧降下レギュレータをさらに備え、
前記キャパシタの基準電位が、前記低電圧降下レギュレータの出力の電位と等しい電位とされる請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項５】
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子と、
前記少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流を整流する第２の整流素子と
をさらに備え、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項６】
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子をさらに備え、
前記第２のスイッチング素子が、双方向スイッチとされ、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項７】
キャパシタの非放電時に、第１のスイッチング素子をオンとして、電圧制御装置および電流制限回路を介して、並列に接続された電池によりキャパシタを充電させ、
少なくとも１のモータを含む負荷回路における、いずれかのモータの動作開始時に、第２のスイッチング素子をオンとして、前記キャパシタから、動作が開始されたモータに対して電力を供給させる電源供給方法。
【請求項８】
前記第２のスイッチング素子がオンされてからオフされるまでの時間が、前記少なくとも１のモータのうちのいずれのモータが動作されるかに応じて定められる請求項７に記載の電源供給方法。
【請求項９】
少なくとも、レンズ、絞り、ミラーおよびシャッタのうちのいずれかを駆動させるための１以上のモータと、
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
前記１以上のモータに対する、前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオンまたはオフを制御する制御部と
を備える撮像装置。
【請求項１】
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と
を備える電源供給装置。
【請求項２】
前記キャパシタが、電気二重層キャパシタである請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項３】
前記電圧制御装置が、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータまたは昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータである請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項４】
低電圧降下レギュレータをさらに備え、
前記キャパシタの基準電位が、前記低電圧降下レギュレータの出力の電位と等しい電位とされる請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項５】
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子と、
前記少なくとも１のモータに対する前記キャパシタからの電流を整流する第２の整流素子と
をさらに備え、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項６】
前記電池からの電流を整流する第１の整流素子をさらに備え、
前記第２のスイッチング素子が、双方向スイッチとされ、
前記電池と、前記少なくとも１のモータとが、前記第１の整流素子を介してさらに接続される請求項１に記載の電源供給装置。
【請求項７】
キャパシタの非放電時に、第１のスイッチング素子をオンとして、電圧制御装置および電流制限回路を介して、並列に接続された電池によりキャパシタを充電させ、
少なくとも１のモータを含む負荷回路における、いずれかのモータの動作開始時に、第２のスイッチング素子をオンとして、前記キャパシタから、動作が開始されたモータに対して電力を供給させる電源供給方法。
【請求項８】
前記第２のスイッチング素子がオンされてからオフされるまでの時間が、前記少なくとも１のモータのうちのいずれのモータが動作されるかに応じて定められる請求項７に記載の電源供給方法。
【請求項９】
少なくとも、レンズ、絞り、ミラーおよびシャッタのうちのいずれかを駆動させるための１以上のモータと、
電池と並列に接続されるキャパシタと、
前記キャパシタに対する充電電圧を制御する電圧制御装置と、
前記キャパシタに供給される電流量を制御する電流制限回路と、
前記キャパシタに対する充電電流の供給を制御する第１のスイッチング素子と、
前記１以上のモータに対する、前記キャパシタからの電流の供給を制御する第２のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子のオンまたはオフを制御する制御部と
を備える撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８１３２９（Ｐ２０１３−８１３２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０８１７（Ｐ２０１１−２２０８１７）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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