(57)【要約】【課題】より簡単な機構で起電を行うことのできる電子機器及び上記起電により生じた電圧を蓄電する蓄電制御方法を提供すること。【解決手段】第１の筐体に設けられた熱源と第２の筐体とに生じることが不可避である温度差を利用して起電力を発生させることが可能となる。すなわち、温度差を発生させるためにヒートパイプ等の冷却部材や熱拡散部材等を設ける必要がないので、部品点数を削減することが可能となる。また、熱電変換機構は電力回生システムであるため、熱電変換機構の駆動のために電圧印加等の制御を行う必要がなく、電子機器自体の省電力化も実現される。【選択図】図４
2010093983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を有する第１の筐体と、
第２の筐体と、
前記第１の筐体に前記第２の筐体を回動自在に連結する連結部と、
前記第２の筐体と前記熱源との温度差により起電を行う熱電変換機構と
を具備する電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器であって、
バッテリと、
前記バッテリの電力を用いて動作する前記熱源を含む電力消費部と、
前記熱電変換機構の出力を用いて前記バッテリの充電を行う充電部と
をさらに具備する電子機器。
【請求項３】
請求項２記載の電子機器であって、
前記熱電変換機構の出力をもとに前記第２の筐体と前記熱源との前記温度差を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された温度差が閾値未満のとき、前記熱電変換機構の出力が前記電力消費部に補助電力として供給され、前記温度差が前記閾値以上であるとき、前記充電部により前記バッテリが充電されるように、前記熱電変換機構の出力先を設定する制御手段と
をさらに具備する電子機器。
【請求項４】
請求項３に記載の電子機器であって、
前記制御手段は、前記バッテリのフル充電を検出したとき、前記熱電変換機構の出力が前記電力消費部に補助電力として供給されるように前記熱電変換機構の出力先を設定する
電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器であって、
前記熱電変換機構は、
前記熱源に取り付けられた絶縁性の第１の集熱端子部と、
前記第２の筐体に取り付けられた絶縁性の第２の集熱端子部と、
前記第１の集熱端子部と前記第２の集熱端子部とを接続し、熱電対を構成する配線部とを有する
電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器であって、
前記連結部は、複数の回転軸を有し、各々の前記回転軸を支点に、前記第１の筐体に対して前記第２の筐体を回動自在に連結する
電子機器。
【請求項７】
熱源を有する第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体に前記第２の筐体を回動自在に連結する連結部と、バッテリとを有する電子機器のバッテリ充電方法であって、
前記第２の筐体と前記熱源との間に接続された熱電変換機構により電力を生成し、
この電力により前記バッテリの充電を行う
バッテリ充電方法。
【請求項８】
請求項７に記載のバッテリ充電方法であって、さらに、
前記熱電変換機構の出力をもとに前記第２の筐体と前記熱源との前記温度差を検出し、
前記検出された温度差が閾値未満のとき、前記熱電変換機構の出力が電力消費部に補助電力として供給され、前記温度差が前記閾値以上であるとき、前記バッテリが充電されるように、前記熱電変換機構の出力先を設定する
バッテリ充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回動自在に連結された複数の筐体を有する電子機器及びこの電子機器によるバッテリ充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本体部と表示部とを有するビデオカメラやノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器において、本体部には、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）等が設けられる。ＣＰＵは、電子機器内の他の発熱部材に対して発熱量が大きい。そこで、ＣＰＵの発熱量を利用して、熱電変換機構により起電力を発生させる電子機器が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載された電子機器によれば、本体部のＣＰＵに熱伝達手段としての熱拡散板が設けられる。熱拡散板には、冷却・発電素子が設けられる。冷却・発電素子には、熱拡散板と接する面と対向する面に、ヒートパイプが設けられる。この構成によれば、熱拡散板がＣＰＵの熱を冷却・発電素子の一面へと伝達する。冷却・発電素子の上記対向する面は、ヒートパイプによって熱を奪われて冷却される。これにより、冷却・発電素子において、熱拡散板と接する一面とヒートパイプに接する一面との間に温度差が生じ、ゼーベック効果による起電力が生じる。
【０００４】
【特許文献１】特許３６８８５８２号公報（段落[００２１]、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された電子機器は、ＣＰＵの熱を伝達するための熱拡散板や、冷却・発電素子を冷却するためのヒートパイプ等の複数の部品を本体部に設け、この組み合わせにより起電機構を実現しているため、部品点数が多い。これにより、電子機器の大型化、組立工程の複雑化及びコストの上昇といった問題が生じる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、より簡単な機構で起電を行うことのできる電子機器を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、上記起電により生じた電圧の充電を行うバッテリ充電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、熱源を有する第１の筐体と、第２の筐体と、連結部と、熱電変換機構とを具備する。連結部は、前記第１の筐体に前記第２の筐体を回動自在に連結する。熱電変換機構は、前記第２の筐体と前記熱源との温度差により起電を行う。
【０００９】
本発明によれば、第１の筐体に設けられた熱源と第２の筐体とに生じることが不可避である温度差を利用して起電力を発生させることが可能となる。すなわち、温度差を発生させるためにヒートパイプ等の冷却部材や熱拡散部材等を設ける必要がない。従って、本発明に係る電子機器によれば、特許文献１に記載の、ＣＰＵに熱拡散部材を設け、この熱拡散部材に冷却・発電素子を設け、さらにこの冷却・発電素子にヒートパイプを設けた本体部を有する電子機器と比較して、部品点数を削減することが可能となる。また、熱電変換機構は電力回生システムであるため、熱電変換機構の駆動のために電圧印加等の制御を行う必要がない。このため、電子機器自体の省電力化も実現される。
【００１０】
本発明において、電子機器は、バッテリと、電力消費部と、充電部とをさらに具備する。電力消費部は、前記バッテリの電力を用いて動作する前記熱源を含む。充電部は、前記熱電変換機構の出力を用いて前記バッテリの充電を行う。
【００１１】
本発明によれば、起電された電圧でバッテリを充電することで、この電圧を補助電源として使用することができる。これにより、電子機器への主電源投入量を削減し、バッテリの消耗を遅くすることができる。
【００１２】
本発明において、電子機器は、検出手段と、制御手段とをさらに具備する。検出手段は、前記熱電変換機構の出力をもとに前記第２の筐体と前記熱源との前記温度差を検出する。制御手段は、前記検出手段によって検出された温度差が閾値未満のとき、前記熱電変換機構の出力が前記電力消費部に補助電力として供給され、前記温度差が前記閾値以上であるとき、前記充電部により前記バッテリが充電されるように、前記熱電変換機構の出力先を設定する。
【００１３】
本発明によれば、検出された温度差が閾値以上であるすなわち電圧が所望の電圧より高い場合に、バッテリの充電を行う。これにより、熱電変換機構が起電した電圧を補助電源として使用することができる。一方、検出された温度差が閾値以上でないすなわち電圧が所望の電圧より低い場合には、バッテリへの充電が行われない。一般に、バッテリは定格の電圧より低い電圧で充電を行うと、バッテリの充放電特性が劣化するという問題がある。上記設定の切り替えによれば、バッテリの充放電特性が劣化しにくくなり、メンテナンスを頻繁に行う必要がなくなるとともに、バッテリを長期使用することが可能となる。
【００１４】
本発明において、前記制御手段は、前記バッテリのフル充電を検出したとき、前記熱電変換機構の出力が前記電力消費部に補助電力として供給されるように前記熱電変換機構の出力先を設定する。
【００１５】
本発明によれば、バッテリがフル充電となったとき、バッテリへの充電電圧の供給が停止する。この制御により、バッテリへの過充電が防止される。その結果、バッテリを長寿命化させることができる。さらに、前記熱電変換機構の出力が補助電力として供給されることにより、バッテリの消耗を遅くすることができる。
【００１６】
本発明において、前記熱電変換機構は、絶縁性の第１の集熱端子部と、絶縁性の第２の集熱端子部と、配線部とを有する。第１の集熱端子部は、前記熱源に取り付けられる。第２の集熱端子部は、前記第２の筐体に取り付けられる。配線部は、前記第１の集熱端子部と前記第２の集熱端子部とを接続し、熱電対を構成する。
【００１７】
本発明によれば、熱電変換機構は電力回生システムとしての熱電対であるため、熱電変換機構の駆動のために電圧印加等の制御を行う必要がない。このため、電子機器自体の省電力化も実現される。
【００１８】
本発明において、前記連結部は、複数の回転軸を有し、各々の前記回転軸を支点に、前記第１の筐体に対して前記第２の筐体を回動自在に連結する。
【００１９】
本体部と表示部とが複数の回転軸を有する連結部で連結された構成を有する電子機器は、１つの回転軸を有する連結部を用いた電子機器に比べて、本体部と表示部との間での熱伝達量が小さい。これは、複数の回転軸を有する連結部の場合、１つの回転軸を有する連結部に比べ、部品の点数が多く、本体部と表示部との間での熱の伝達路の断面を大きくすることができないことに起因する。このため、表示部が本体部から離間されて位置する状態においては、本体部で発生した熱が表示部へ伝達されにくく、その結果、本体部と表示部との温度差が増大する。本発明によれば、この温度差を利用して熱電変換を行うことができる。
【００２０】
本発明の他の観点に係るバッテリ充電方法は、熱源を有する第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体に前記第２の筐体を回動自在に連結する連結部と、バッテリとを有する電子機器のバッテリ充電方法であって、前記第２の筐体と前記熱源との間に接続された熱電変換機構により電力を生成し、この電力により前記バッテリの充電を行う。
【００２１】
本発明によれば、第１の筐体に設けられた熱源と第２の筐体とに生じることが不可避である温度差を利用して起電力を発生させることが可能な電力回生システムが提供されるため、熱電変換機構の駆動のために電圧印加等の制御を行う必要がない。このため、電子機器自体の省電力化も実現される。
【００２２】
本発明において、さらに、前記熱電変換機構の出力をもとに前記第２の筐体と前記熱源との前記温度差を検出し、前記検出された温度差が閾値未満のとき、前記熱電変換機構の出力が電力消費部に補助電力として供給され、前記温度差が前記閾値以上であるとき、前記バッテリが充電されるように、前記熱電変換機構の出力先を設定する。
【００２３】
本発明によれば、検出された温度差が閾値以上であるすなわち電圧が所望の電圧より高い場合に、バッテリの充電を行う。これにより、起電電圧を補助電源として使用することができる。一方、検出された温度差が閾値以上でないすなわち電圧が所望の電圧より低い場合には、バッテリへの充電が行われない。一般に、バッテリは定格の電圧より低い電圧で充電を行うと、バッテリの充放電特性が劣化するという問題がある。上記設定の切り替えによれば、バッテリの充放電特性が劣化しにくくなり、バッテリを長期使用することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、簡単な機構で起電を行うことのできる電子機器を提供可能であるとともに、上記起電により生じた電圧の充電を行うバッテリ充電方法を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［電子機器の構成］
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。本実施形態では、電子機器としてビデオカメラを一例に挙げて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に係るビデオカメラ１００の表示部３００を本体部２００から開いた状態を示す斜視図である。図２は、図１に示すビデオカメラ１００を別の角度から見た斜視図である。図３は、図１に示すビデオカメラ１００の表示部３００を閉じた様子を示す斜視図である。図４は、図１に示すビデオカメラ１００の構成を示すブロック図である。
【００２７】
図１〜図４に示すように、ビデオカメラ１００は、本体部２００と、表示部３００と、本体部２００に表示部３００を２軸方向に回動自在に連結するヒンジ部４００とを有する。表示部３００は一方の主面に表示画面を有する。ヒンジ部４００により表示部３００は本体部２００に対して開閉自在とされ、表示画面を本体部２００に対向させて表示部３００を伏せた状態を以後「閉状態」と呼び、この「画面閉状態」から表示部３００を回動させて表示画面をユーザが見られるようにした状態を以後「開状態」と呼ぶこととする。
【００２８】
表示部３００は、表示画面を有する表示器３０１と、表示器駆動回路３０２と、これらを収容する筐体３０３とを有する。表示器３０１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display；液晶表示装置）である。表示器駆動回路３０２は、表示部２００の制御処理部から受け取ったデータを基に描画処理を行い、生成した映像信号を表示器３０１へ表示させるように制御を行う。筐体３０３は、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂及びポリカーボネート等のプラスチック材料よりも熱伝導率が大きい高分子材料又はアルミニウム等の金属材料等からなる。
【００２９】
ヒンジ部４００は、内部に２軸ヒンジ４０１を有する。この２軸ヒンジ４０１については後で詳細を説明する。ヒンジ部４００には、熱電変換機構５００がさらに設けられる。熱電変換機構５００は、温度差のある部位に接続され、その温度差により起電を行うゼーベック効果を利用した機構である。熱電変換機構５００は、本体部２００の高温部と表示部３００とを接続するように設けられる。熱電変換機構５００の構成及び機能等については後に詳述する。
【００３０】
本体部２００は、制御処理部２０１と、バッテリ２０５と、操作部２０６と、操作検出部２０７と、開閉スイッチ２０８と、開閉検出部２０９と、第１のスイッチ２１０と、Ａ／Ｄ変換回路２１１と、昇圧部２１２と、第２のスイッチ２１３とを有する。本体部２００は、データ格納部２１４と、撮像素子２１５と、駆動ドライバ２１６と、レンズ及びレンズアクチュエータ２１７と、圧電冷却部２１８と、これら各部材を収容する筐体２１９とをさらに有する。さらに、本体部２００には、図４には示されないが、撮像素子２１５の出力を処理する映像処理回路、音声を入力するマイク、マイクからの入力を処理する音声処理回路などが設けられている。
【００３１】
制御処理部２０１は、ＣＰＵ、エンコーダ回路、メモリなどで構成され、ビデオカメラ１００の全体的な制御、映像処理回路及び音声処理回路から出力された映像信号及び音声信号をデジタルデータに符号化し、データ格納部に保存するように処理制御を行う。また、制御処理部２０１は、映像処理回路から出力された映像信号をヒンジ部４００内に保持された配線を通じて表示器駆動回路３０２に伝送することで、表示器３０１に撮影像を表示させるように制御を行う。制御処理部２０１は、具体的には、プリント基板２０２の面にＣＰＵ２０３及びＬＳＩ（Large Integration Circuit）２０４等の発熱量の高い複数のチップを実装した部材である（図８等参照。）。中でも、ＣＰＵ２０３の発熱量は大きい。
【００３２】
バッテリ２０５は、例えばリチウムイオン等のバッテリ素子を用いた二次電池である。バッテリ２０５の出力は、図示しない電源供給回路を通じて、電力を消費する各部へ供給される。
【００３３】
操作部２０６は、ユーザにより操作される。操作部２０６は、例えば、電源スイッチ、モード切替スイッチ、録画開始／終了スイッチ、写真撮影スイッチ、ズームスイッチ、フラッシュ切替スイッチ等の各種スイッチや各種ボタンなどの操作手段を備える。操作検出部２０７は、操作部２０６に対するユーザからの操作入力を検出して、制御処理部２０１にこれを通知する。なお、図４において、実線の矢印は電気信号の入力経路を、破線の矢印は電圧の供給経路を示す。
【００３４】
開閉スイッチ２０８は、表示部３００が本体部２００に対して閉状態にあるか、開状態にあるかを検出して制御処理部２０１に検出結果を通知する。この開閉スイッチ２０８は、例えば、押しボタン式のスイッチなどで構成される。より具体的には、本体部２００に、表示部３００によって押圧される押しボタン式のスイッチを設けておき、本体部２００に対して表示部３００が閉状態になるときに、そのスイッチが表示部３００の所定の部位によって押圧されて開閉スイッチ２０８がオンになるように構成されたものである。
【００３５】
第１のスイッチ２１０は、制御処理部２０１により、熱電変換機構５００の出力のオンオフが切り替えられるように制御される。第１のスイッチ２１０の制御により熱電変換機構５００の出力がオン状態になると、熱電変換機構５００により起電された電圧が、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路２１１及び昇圧部２１２に入力される。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換回路２１１は熱電変換機構５００の出力を、Ａ／Ｄ変換することでデジタルの温度差データを生成して制御処理部２０１に供給する。
【００３７】
昇圧部２１２は、例えばチャージポンプ又はレギュレータなどにより構成される。昇圧部２１２は、熱電変換機構５００により起電された電圧を、バッテリ２０５の充電用の定格の電圧に昇圧する。
【００３８】
第２のスイッチ２１３は、昇圧部２１２の出力をバッテリ２０５の充電用の端子か、電力消費部品の電源端子のいずれか一方に接続するように切り替えられる。ここで、電力消費部品とは、バッテリ２０５からの電力の供給を受けて動作することが可能なモジュールである。
【００３９】
データ格納部２１４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置であり、例えば、撮影された映像のデジタルデータおよび集音した音声のデジタルデータを蓄積するために用いられる。駆動ドライバ２１６は、撮影時の光学的な調整のためレンズアクチュエータ２１７を駆動する。圧電冷却部２１８は、圧電素子の振動を利用して冷却用の気流を発生し、発熱素子である例えば撮像素子２１５などの冷却をする。
【００４０】
［２軸ヒンジの構成］
図５は、ビデオカメラ１００に用いられる２軸ヒンジ４０１を示す斜視図である。図６は、２軸ヒンジ４０１を示す分解斜視図である。
【００４１】
図５及び図６に示すように、２軸ヒンジ４０１は、表示部側固定部材４１０と、本体部側固定部材４２０と、チルト軸４３０と、回転軸４４０とを有する。２軸ヒンジ４０１は、本体部２００と表示部３００との連結強度を高く保つため、例えばステンレス等の強度の高い金属材料からなる。
【００４２】
本体部側固定部材４２０は、本体部２００に固定される一対の部材である。一対の本体部側固定部材４２０は、所定の距離を隔てて配置されるように本体部２００に固定される。本体部側固定部材４２０は、より詳細には、本体部２００と連結される部位と、チルト軸４３０と連結される部位とで構成される。本体部２００と連結される部位には、本体部２００に螺子を使って固定するための螺子穴４２１が設けられる。一方、チルト軸４３０と連結される部位には、チルト軸４３０を支持するための開口４２２が設けられ、この開口４２２にチルト軸４３０の端部が回転自在に連結されている。すなわち、チルト軸４３０は、一対の本体部側固定部材４２０の間に回転自在な状態で支持されている。
【００４３】
チルト軸４３０は、両端に突出部４３１を有する円筒部材である。突出部４３１は、本体部側固定部材４２０の開口４２２にワッシャー４３５を介して挿入される。この挿入された突出部４３１の先端にはストッパ４３３が設けられ、チルト軸４３０は、本体部側固定部材４２０に対して回転自在に支持される。チルト軸４３０には、円筒周面を軸方向に垂直な方向に貫通するようにして設けられた２つの開口４３２が設けられる。この２つの開口４３２には、チルト軸４３０を貫通するようにして回転軸４４０が回転自在な状態で挿入される。
【００４４】
回転軸４４０は、両端に突出部４４５を有する中空円筒形状部材である。突出部４４５の先端には開口４４１が設けられる。この開口４４１を介して回転軸４４０の内部空間が外部と連通する。すなわち、回転軸４４０は、軸方向に貫通されている。回転軸４５０の一方の突出部４４５は、チルト軸４３０を貫通するように、２つの開口４３２にワッシャー４４３を介して挿入され、先端が環状のストッパ４４４により支持される。もう一方の突出部４４５は、表示部側固定部材４１０に支持される。
【００４５】
表示部側固定部材４１０は、表示部３００に固定される部材である。表示部側固定部材４１０には、回転軸４４０を支持するための開口４１１と、表示部側固定部材４１０を表示部３００に螺子を使って固定するための複数の螺子穴４１２とが設けられる。開口４１１には、回転軸４４０のもう一方の突出部４４５が回転自在な状態で挿入される。
【００４６】
以上のように構成された２軸ヒンジ４０１により、表示部３００は本体部２００に対して、矢印Ａに示すようにチルト軸４３０を介して回転自在（開閉自在）であるとともに、矢印Ｂに示すように回転軸４４０を介して回転自在となる。
【００４７】
上述のように本体部と表示部とが２軸ヒンジで連結された構成を有する電子機器には、以下のような問題が生じうる。ビデオカメラ１００と同様のビデオカメラにおいて、例えば約２５℃の常温環境下では、本体部に実装されたＣＰＵは起動時に約７０℃まで上昇する一方、表示部に実装されたＬＣＤ回路は起動時に約３０℃までしか上昇しない。この温度上昇の差は、ビデオカメラに用いられるＣＰＵの動作周波数がＬＣＤ回路に比べ格段に高く、消費電力が大きいことに拠る。一般に、本体部と表示部とが２軸ヒンジにより連結されたビデオカメラにおいては、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の１軸ヒンジを用いた電子機器に比べて、本体部と表示部との間での熱伝達量が小さい。これは、２軸ヒンジの場合、１軸ヒンジに比べ、部品の点数が多く、本体部と表示部との間での熱の伝達路の断面を大きくすることができないことに起因する。このため、表示部が本体部から離間されて位置する使用状態（開状態）においては、本体部で発生した熱が表示部へ伝達されにくく、その結果、本体部と表示部との温度差が増大する。
【００４８】
［熱電変換機構の構成］
図７は、熱電変換機構５００を示す概略図である。図８は、熱電変換機構５００の高温部側の第１の集熱端子５１０の実装例を示す概略図である。図９は、第１の集熱端子５１０の別の実装例を示す概略図である。図１０は、熱電変換機構５００の低温部側の第２の集熱端子５２０の実装例を示す概略図である。図１１は、熱電変換機構５００の実装例を示す概略図である。
【００４９】
図７に示すように、熱電変換機構５００は、高温部側の第１の集熱端子５１０と、低温部側の第２の集熱端子５２０と、第１の集熱端子５１０と第２の集熱端子５２０とを接続する配線部５３０とを有する。熱電変換機構５００は、１対の電圧検出用端子５３５、５３６とをさらに有する。
【００５０】
高温部側第１の集熱端子５１０は、例えばガスエポキシ基板、ポリイミド等の絶縁材料からなるシート状の部品である。図８に示すように、第１の集熱端子５１０は、本体部２００の主な熱源である制御処理部２０１の特にＣＰＵパッケージ２０３の面に密着して取り付けられる。第１の集熱端子５１０を本体部において主要な熱源であるＣＰＵパッケージ２０３に取り付けたことで、第２の集熱端子５２０との温度差を大きくとることができ、熱電変換機構５００から、より大きな起電力を生じさせることができる。
【００５１】
変形例としては、本体部に主要な熱源素子が複数存在する場合に、それぞれの熱源素子に第１の集熱端子５１０を取り付けることが考えられる。図９は、制御処理部２０１が、複数のＬＳＩパッケージで構成される場合の第１の集熱端子５１０の取り付け例である。例えば、制御処理部２０１のＣＰＵパッケージ２０３と、例えばエンコーダ回路などの高速な演算処理を行うパッケージ２０４とに第１の集熱端子５１０をそれぞれ取り付けることは、より大きな熱量を集めるために有効である。
【００５２】
第１の集熱端子５１０のＬＳＩパッケージへの取り付けには、高熱伝導性を有する接着剤等が使用される。第２の集熱端子５２０の取り付けも同様である。
【００５３】
低温部側第２の集熱端子５２０は、例えばガスエポキシ基板又はポリイミド等の絶縁材料からなるシート状の部品である。図１０に示すように、第２の集熱端子５２０は、第１の集熱端子５１０との温度差を大きくとるため、表示部３００において外気に曝されて冷却されやすい筐体３０３の面に密着して取り付けられる
配線部５３０は、図７に示すように、金属板５３１、５３２と、銅線５３３と、コンスタンタン線５３４とを有し、熱電対を構成する。
【００５４】
金属板５３１、５３２は、例えば銅等の熱伝導性の高い金属からなる。金属板５３１は第１の集熱端子５１０上に密着して配置され、金属板５３２は第２の集熱端子５２０上に密着して配置される。第１の集熱端子５１０上の各金属板５３１と第２の集熱端子５２０上の各金属板５３２との間には熱電対を構成するように銅線５３３とコンスタンタン線５３４とが接続される。すなわち、第１の集熱端子５１０および第２の集熱端子５２０上の各々の金属板５３１、５３２は、銅線５３３とコンスタンタン線５３４との接合点とされている。より詳細には、以下のような接続となっている。
【００５５】
ここで、第１の集熱端子５１０上の金属板５３１の数は２とし、図中左側より「第２金属板５３１ａ」「第４金属板５３１ｂ」と記述する。一方、第２の集熱端子５２００上の金属板５３２の数は３とし、図中左側より「第１金属板５３２ａ」「第３金属板５３２ｂ」「第５金属板５３２ｃ」と記述する。
【００５６】
電圧検出端子５３５は、銅線５３３により第１金属板５３２ａと接続される。第１の金属板５３２ａは、コンスタンタン線５３４により第２金属板５３１ａと接続される。第２金属板５３１ａは、銅線５３３により第３金属板５３２ｂと接続される。第３金属板５３２ｂは、コンスタンタン線５３４により第４金属板５３１ｂと接続される。第４金属板５３１ｂは、銅線５３３により第５金属板５３２ｃと接続される。第５金属板５３２ｃは、コンスタンタン線５３４により電圧検出端子５３６と接続される。
【００５７】
このような構成を有する熱電変換機構５００では、第１の集熱端子５１０上の接合点と第２の集熱端子５２０上の接合点との間に発生した温度差により、各接合点間に電流が流れ、電圧検出端子５３５、５３６間に電圧が発生する。
【００５８】
電圧検出用端子５３５、５３６は、本体部２００に設けられ、それぞれＡ／Ｄ変換回路２１１のアナログ入力端子と接続される。これにより、電圧検出用端子５３５、５３６間の電圧はＡ／Ｄ変換回路２１１にてデジタル情報に変換され、温度差データとして制御処理部２０１へ送られる。
【００５９】
なお、起電力Ｖｓと温度差ΔＴとの間には、一般的に以下の式（１）に示す関係がある。
【００６０】
Ｖｓ＝α×ｎ×ΔＴ  ・・・（１）
ここで、αは係数を示し、ｎは対数を示す。起電力Ｖｓを大きくするためには、α値の大きい材料を使用すればよく、或いは対数ｎを増加すればよい。
【００６１】
図１１に示すように、銅線５３３及びコンスタンタン線５３４は、回転軸４３０、４４０の中空を連通して表示部３００と本体部２００との間で接続すればよい。銅線５３３及びコンスタンタン線５３４を２軸ヒンジ４０１の中空に設けることで、断線等に対する安全性を向上させることができる。また、この構成によれば、例えばノート型パーソナルコンピュータその他のヒンジが露出する構成を有する電子機器においても、配線が外部に露出しないので、電子機器の外観性が損なわれない。
【００６２】
なお、図７及び図１１においては、図を分かりやすくするために金属板５３１、５３２、銅線５３３及びコンスタンタン線５３４を実際の数よりも少なく描いている。
【００６３】
このように構成された熱電変換機構５００によれば、本体部２００と表示部３００との間で生じることが不可避な温度差を利用して起電力を発生させることが可能となる。すなわち、温度差を発生させるためにヒートパイプ等の冷却部材や熱拡散部材等を設ける必要がない。従って、本実施形態によれば、特許文献１に記載の、ＣＰＵに熱拡散部材を設け、この熱拡散部材に冷却・発電素子を設け、さらにこの冷却・発電素子にヒートパイプを設けた本体部を有する電子機器と比較して、部品点数を削減することが可能となる。
【００６４】
また、熱電変換機構５００は電力回生システムであるため、熱電変換機構５００の駆動のために電圧印加等の制御を行う必要がない。このため、ビデオカメラ１００自体の省電力化も実現される。
【００６５】
［電子機器の動作］
次に、以上のように構成されたビデオカメラ１００の動作について説明する。
【００６６】
図１２は、ビデオカメラ１００の動作を示すフローチャートである。
【００６７】
表示部３００が本体部２００に対して閉状態（収納状態）にあり、開閉スイッチ２０８が接続されている状態が想定されている。
【００６８】
操作部２０６の電源スイッチがユーザ操作されると、操作検出部２０７は、これを検出して、制御処理部２０１に電源がオンにされたことを通知する。ビデオカメラ１００の電源がオン状態になると、制御処理部２０１が起動するとともに、表示部３００の表示器駆動回路３０２も駆動状態となって両者は発熱する。その結果、制御処理部２０１と表示部３００の筐体３０３との間に温度差が発生し、熱電変換機構５００から、その温度差に対応した電圧が発生する。
【００６９】
まず、制御処理部２０１は、操作検出部２０７からの電源オン通知を受けると、初期化動作を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、制御処理部２０１は、昇圧部２１２の出力が各部に供給されるように、第２のスイッチ２１３を設定（端子ａを接続）する。制御処理部２０１はまた、熱電変換機構５００の出力のオンオフを切り替える第１のスイッチ２１０を非接続状態（開状態）に設定する。
【００７０】
次に、表示部３００がユーザ操作により本体部２００に対して開かれると、開閉スイッチ２０８の回路接続が解除される。開閉検出部２０９は、これを検出して、制御処理部２０１に表示部３００が本体部２００に対して開かれたことを通知する（ステップＳ１０２でＹｅｓ）。表示部３００が本体部２００に対して開かれると、筐体２１９と筐体３０３との収納状態が解除されるため、制御処理部２０１の熱が筐体３０３へと伝達されにくくなる。その結果、制御処理部２０１と筐体３０３との温度差が増大し、熱電変換機構５００から、この増大した温度差に対応した電圧が発生する。
【００７１】
なお、開閉検出部２０９が、表示部３００が本体部２００に対して開かれて開閉スイッチ２０８の回路接続が解除されたことを検出しないときは、フローを終了する（ステップＳ１０２でＮｏ）。
【００７２】
制御処理部２０１は、開閉検出部２０９からの開通知を受けると、熱電変換機構５００の出力のオンオフを切り替える第１のスイッチ２１０を接続状態（閉状態）に設定する（ステップＳ１０３）。第１のスイッチ２１０が接続されることで、熱電変換機構５００から温度差に対応して発生した電圧が、Ａ／Ｄ変換回路２１１と昇圧部２１２とに出力される。
【００７３】
昇圧部２１２は、熱電変換機構５００からの出力を受けると、上記電圧の高周波成分を除去し、熱電変換機構５００により起電された電圧をバッテリ２０５の充電用の定格の電圧に昇圧する。昇圧部２１２は、この定格の電圧を第２のスイッチ２１３に供給する。
【００７４】
一方、Ａ／Ｄ変換回路２１１は、熱電変換機構５００からの出力を受けると、熱電変換機構５００の出力を、Ａ／Ｄ変換することでデジタルの温度差データとして検出して、制御処理部２０１に通知する。
【００７５】
制御処理部２０１は、Ａ／Ｄ変換回路２１１からの温度差データ通知を受けると、この温度差データと閾値とを比較する。ここで、温度差データが大きいほど、熱電変換機構５００による起電力もまた大きい。温度差データが閾値以上である場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）、制御処理部２０１は、昇圧部２１２の出力によりバッテリ２０５が充電されるように、第２のスイッチ２１３を設定（端子ａの接続を解除し、端子ｂを接続）する（ステップＳ１０５）。昇圧部２１２の出力によりバッテリ２０５が充電されることで、昇圧された電圧が補助電源として使用される。
【００７６】
一方、制御処理部２０１が温度差データと閾値とを比較して温度差データが閾値未満である場合は、フローを終了する（ステップＳ１０４でＮｏ）。第２のスイッチ２１３は昇圧部２１２の出力が各部に供給されるように設定（端子ａを接続）されているので、昇圧部２１２からの電圧は、バッテリ２０５へ供給されることなくビデオカメラ１００の各部へ供給される。一般に、バッテリは定格の電圧より低い電圧で充電を行うと、バッテリの充放電特性が劣化するという問題がある。上記制御によれば、電圧が定格の電圧より低い場合に、バッテリ２０５への充電が行われない。その結果、バッテリ２０５の特性が低下しにくく、バッテリ２０５を長期使用することが可能となる。
【００７７】
バッテリ２０５の充電が完了すると、制御処理部２０１は、これを検出して（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、昇圧部２１２の出力が各部に供給されるように、第２のスイッチ２１３を設定（端子ｂの接続を解除し、端子ａを接続）する（ステップＳ１０７）。
【００７８】
上記第２のスイッチ２１３の設定によれば、端子ｂの接続が解除されることにより、昇圧部２１２のバッテリ２０５への接続が解除され、昇圧部２１２からバッテリ２０５への電圧の供給が停止し、バッテリ２０５の充電が終了する。この制御により、バッテリ２０５への過充電が防止され、バッテリ２０５は充放電を繰り返して行うことができる。その結果、バッテリ２０５の消耗を遅くし、長寿命化させることができる。
【００７９】
さらに、端子ａが接続されることにより、昇圧部２１２は、第２のスイッチ２１３を介してビデオカメラ１００の各部に電圧を供給する。具体的には、この電圧は、例えば圧電冷却部２１８その他の電圧消費が比較的少ない部材に供給すればよい。あるいは、この電圧は、表示器３０１などの各部に供給すればよい。これにより、ビデオカメラ１００への主電源投入量を削減し、バッテリ２０５の消耗を遅くすることができる。
【００８０】
一方、制御処理部２０１が満充電を検出しなければ、ステップＳ１０３に戻り、上記フローにおけるステップＳ１０４〜ステップＳ１０６を繰り返し実行する（ステップＳ１０６でＮｏ）。
【００８１】
［変形例］
本発明の実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。本発明の実施形態の変形例を以下に示す。
【００８２】
図１３は、図８及び図９に示した第１の集熱端子５１０の実装の変形例を示す概略図である。図１４は、筐体３０３の変形例を示す概略図である。図１５は、熱電変換機構５００の変形例を示す概略図である。図１６は、２軸ヒンジ４０１の筐体２１９への装着の変形例を示す概略図である。
【００８３】
図８及び図９に示した例では、第１の集熱端子５１０は高熱伝導性を有する接着剤等を使用してＣＰＵ２０３及びＬＳＩ２０４に接着した。しかしながら、これに限定されない。例えば、図１３に示すように、放熱シート５１１及び例えば銅からなる金属製の放熱板５１２を介してＣＰＵ２０３及びＬＳＩ２０４に第１の集熱端子５１０を設けてもよい。このとき、放熱シート５１１と放熱板５１２との両方を設けてもよく、何れか一方でも構わない。第１の集熱端子５１０は、ＣＰＵ２０３及びＬＳＩ２０４に設けるのではなく、図８に示した例のようにＣＰＵ２０３だけに設けてもよい。放熱シート５１１と放熱板５１２を設けることで、ＣＰＵ２０３及びＬＳＩ２０４の発熱を抑制し、本体部２００の温度の上昇を抑制することが可能となる。これにより、本体部２００の温度が上昇しユーザが不快感を覚えることを抑制することができる。また、ＬＳＩ２０４がベアチップである場合、ヒートスプレッダ等を実装すれば、より確実に接着を行うことができる。
【００８４】
図１０等に示す筐体３０３は、第２の集熱端子５２０が設けられる面を平面とした。しかしながら、これに限定されない。例えば、図１４に示すように、筐体３０３の例えば一面３１０を凹凸加工を施した面としてもよい。これにより、筐体３０３の表面積が大きくなるため、表示部３００の放熱性を向上させることができる。表示部３００の放熱性を向上させることで、表示部３００の温度を低下させることできる。表示部３００の温度が低下すると、表示部３００と本体部２００との温度差をさらに大きくすることができる。これにより、熱電変換機構５００による起電力をさらに大きくすることができる。
【００８５】
図１１に示す熱電変換機構５００は、銅線５３３及びコンスタンタン線５３４を金属線で構成し、２軸ヒンジ４０１の中空に配線した。しかしながら、これに限定されない。例えば、図１５に示すように、銅線５３３及びコンスタンタン線５３４をフレキシブル基板で構成してもよい。これは、フレキシブル基板に金属膜を蒸着することで構成することができる。銅線５３３及びコンスタンタン線５３４をフレキシブル基板で構成する場合、剥き出しの金属線で構成する場合に比べて安全性が向上する。そこで、フレキシブル基板を２軸ヒンジ４０１の中空に設けず、回転軸４４０に例えば一周半ほど巻きつけることで本体部２００側と表示部３００との間で接続してもよい。また、この場合も、図１１に示す例と同様にフレキシブル基板を２軸ヒンジ４０１の中空に設けてもよい。これにより、フレキシブル基板を２軸ヒンジ４０１の中空に設けない場合に比較して、安全性をさらに向上させることができる。
【００８６】
図１１等に示す２軸ヒンジ４０１は、直接本体部２００の筐体２１９（シャーシ）に固定された。しかしながら、これに限定されない。例えば、図１６に示すように、２軸ヒンジ４０１と筐体２１９（シャーシ）との間に小型の熱電変換素子４５０を介在させてもよい。２軸ヒンジ４０１と筐体２１９（シャーシ）との間には熱抵抗が生じ、温度差が発生する。ここに熱電変換素子４５０を設けることで、ゼーベック効果により起電力を生じさせることも可能である。
【００８７】
図７に示す配線部５３０は、銅線５３３とコンスタンタン線５３４とを有するＴ熱電対である。しかしながら、これに限定されない。例えば、クロメル線とアルメル線とを有するＫ熱電対、鉄線とクロメル線とを有するＪ熱電対、クロメル線とコンスタンタン線とを有するＥ熱電対その他の熱電対を使用してもよい。
【００８８】
本実施形態の電子機器として、ビデオカメラを例に挙げた。しかし、これに限定されず、電子機器としては、折りたたみ式携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器及び電子辞書等、２軸ヒンジのみならず１軸ヒンジを有する電子機器としてもよい。さらに、電子機器として、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、カーナビゲーション機器、ロボット危機、レーザ発生装置等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態に係るビデオカメラの開いた状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すビデオカメラを別の角度から見た斜視図である。
【図３】図１に示すビデオカメラの閉じた様子を示す斜視図である。
【図４】図１に示すビデオカメラの構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示すビデオカメラに用いられる２軸ヒンジを示す斜視図である。
【図６】図５に示す２軸ヒンジを示す分解斜視図である。
【図７】熱電変換機構を示す概略図である。
【図８】熱電変換機構の高温部側端子の実装例を示す概略図である。
【図９】高温部側端子の別の実装例を示す概略図である。
【図１０】熱電変換機構の低温部側端子の実装例を示す概略図である。
【図１１】熱電変換機構の実装例を示す概略図である。
【図１２】ビデオカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１３】図８及び図９に示した高温部側端子の実装の変形例を示す概略図である。
【図１４】本体部の筐体の変形例を示す概略図である。
【図１５】熱電変換機構の変形例を示す概略図である。
【図１６】２軸ヒンジの表示部の筐体への装着の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１００…ビデオカメラ
２００…本体部
２０１…制御処理部
２０５…バッテリ
２０６…操作部
２０７…操作検出部
２０８…開閉スイッチ
２０９…開閉検出部
２１０…第１のスイッチ
２１１…Ａ／Ｄ変換回路
２１２…昇圧部
２１３…第２のスイッチ
２１９、３０３…筐体
３００…表示部
３０１…表示器
３０２…表示器駆動回路
４０１…２軸ヒンジ
５００…熱電変換機構
５１０…第１の集熱端子
５２０…第２の集熱端子
５３３…銅線
５３４…コンスタンタン線
５３５、５３６…電圧検出用端子
【図１】
2010093983.tif 000003
【図２】
2010093983.tif 000004
【図３】
2010093983.tif 000005
【図４】
2010093983.tif 000006
【図５】
2010093983.tif 000007
【図６】
2010093983.tif 000008
【図７】
2010093983.tif 000009
【図８】
2010093983.tif 000010
【図９】
2010093983.tif 000011
【図１０】
2010093983.tif 000012
【図１１】
2010093983.tif 000013
【図１２】
2010093983.tif 000014
【図１３】
2010093983.tif 000015
【図１４】
2010093983.tif 000016
【図１５】
2010093983.tif 000017
【図１６】
2010093983.tif 000018