(57)【要約】【課題】  もともと他の目的で必要不可欠な複数の水晶振動子が備えられた撮像装置において、異なる水晶振動子の温度偏差特性を利用して温度を検出することにより、温度検出に必要な専用部材を除いて、コスト・実装面積を削減する。【解決手段】  異なる温度偏差特性を持つ複数の水晶振動子を備えた撮像装置において、それぞれの水晶振動子のクロックをカウントする手段と、異なる水晶振動子間のクロックカウント数の差分を演算する手段と、前記クロックカウント数の差分と温度との関係をあらかじめ記憶する手段とを備え、前記クロックカウント数の差分を読み取ることにより温度を特定することを特徴としている。【選択図】  図１
2011075520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる温度偏差特性を持つ複数の水晶振動子を備えた撮像装置において、
それぞれの水晶振動子のクロックをカウントする手段と、
異なる水晶振動子間のクロックカウント数の差分を演算する手段と、
前記クロックカウント数の差分と温度との関係をあらかじめ記憶する手段とを備え、
前記クロックカウント数の差分を読み取ることにより温度を特定することを特徴とする撮像装置の温度検出方法。
【請求項２】
前記複数の水晶振動子のうち、少なくとも一つは音叉型水晶振動子であることを特徴とする請求項１に記載の温度検出方法。
【請求項３】
前記複数の水晶振動子のうち、少なくとも一つはＡＴカット型水晶振動子であることを特徴とする請求項１に記載の温度検出方法。
【請求項４】
前記複数の水晶振動子のうち、少なくとも一つは時計用に用いられる水晶振動子であることを特徴とする請求項１に記載の温度検出方法。
【請求項５】
前記複数の水晶振動子のうち、少なくとも一つはＣＰＵ用に用いられる水晶振動子であることを特徴とする請求項１に記載の温度検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置における内部温度検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くのデジタルカメラでは、その性能および品質向上のためにカメラ内部の温度を検出して、それに対応した制御を行っている。
【０００３】
例えば、デジタルカメラにとって必要不可欠な固体撮像素子は、光を電気信号に変換するデバイスであり、理想的には光が無ければ固体撮像素子から出力される電気信号はゼロとなる。しかしながら実際には微少ではあるものの暗電流と呼ばれる不要なノイズが発生するため出力される電気信号はゼロにはならない。この暗電流は温度が８℃上昇すると２倍になるとも言われており、カメラの内部温度が高温になるほど暗電流は無視出来ないものになってしまう。そのため、高温時には暗電流をキャンセルするような対策が取られることが多い。この対策は暗電流の少ない低温時には不要であり、カメラ内部の温度を検出し、温度によって対策を行うかどうかを判断する。
【０００４】
また、デジタルカメラの光学系に多く使われているプラスチックレンズは、温度変化によって形状や屈折率が変わるためレンズの焦点距離変化を招き、結果として温度変化時のピントずれを起こす原因となる。そのため、温度変化による焦点距離変化をテーブルデータとしてカメラのメモリ内にあらかじめ記憶させておいた上で、カメラ内部の温度を検出し、温度によってピント位置の補正を行う、といった対策が取られることもある。
【０００５】
前述のとおり、デジタルカメラの性能および品質向上のためにはカメラ内部の温度検出を行うことが必要不可欠であり、温度検出用素子としてサーミスタがよく用いられている。
【０００６】
他に温度検出の目的で用いられるものとして、水晶温度センサがある。水晶温度センサは、水晶振動子が持つ発振周波数の温度偏差特性を逆手にとって利用したものである。この考え方を応用して水晶発振回路の温度補償を行う技術がいろいろと報告されている。
【０００７】
例えば特許文献１では、温度特性および振動モードの異なる２種の水晶振動子を並列接続してデュアル発振させる技術が紹介されている。一方の水晶振動子は温度センサー用であり、もう一方の水晶振動子は外部回路で使われる基準発信源である。温度センサー用の水晶振動子の発振周波数により温度検出が行われ、基準発信源の発振周波数は温度補償を受け、温度変化に対して高安定な発振周波数が得られる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２６８４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
昨今のデジタルカメラ市場は一段と価格競争が激しくなり、またさらなる小型化の要求も大きい。そういう中で、ほんの些細な部品ひとつであっても削減できることは非常にありがたいことである。
【００１０】
前述のとおり、現在のデジタルカメラでは温度検出用にサーミスタが用いられているが、サーミスタにも当然コストがかかり、配置するための空間も必要である。
【００１１】
特許文献１に示される従来例のように、温度検出用に水晶振動子を用いることも可能であるが、温度検出用に専用の部材を準備するということは、サーミスタを用いるのと何ら変わりない。
【００１２】
本発明は、前述の問題点にかんがみ、もともと他の目的で必要不可欠な複数の水晶振動子が備えられた撮像装置において、異なる水晶振動子の温度偏差特性を利用して温度を検出することにより、温度検出に必要な専用部材を除いて、コスト・実装面積を削減することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の温度検出方法は、異なる温度偏差特性を持つ複数の水晶振動子を備えた撮像装置において、それぞれの水晶振動子のクロックをカウントする手段と、異なる水晶振動子間のクロックカウント数の差分を演算する手段と、前記クロックカウント数の差分と温度との関係をあらかじめ記憶する手段とを備え、前記クロックカウント数の差分を読み取ることにより温度を特定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、もともと他の目的で必要不可欠な複数の水晶振動子が備えられた撮像装置において、異なる水晶振動子の温度偏差特性を利用して温度を検出することにより、温度検出に必要な専用部材を除いて、コスト・実装面積を削減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の撮像装置の実施形態を示し、概略構成を説明するブロック図である。
【図２】ＡＴカット型水晶振動子の周波数温度特性カーブを示す図である。
【図３】音叉型水晶振動子の周波数温度特性カーブを示す図である。
【図４】本発明を適用し得る撮像装置のシステム制御部周辺のブロック図である。
【図５】ＡＴカット型水晶振動子の周波数温度特性の一例を示す図である。
【図６】音叉型水晶振動子の周波数温度特性の一例を示す図である。
【図７】２５℃におけるＡＴカット型水晶振動子と音叉型水晶振動子とのクロック数の違いを示す図である。
【図８】０℃〜５０℃における水晶振動子(Ａ)と水晶振動子(Ｂ)とのクロック数の違いを示す図である。
【図９】２つの水晶振動子のクロック数と温度との関係を表したテーブルデータの一例を示す。
【図１０】２つの水晶振動子のクロック数と温度との関係を表したテーブルデータの別の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明を適用し得る撮像装置の実施形態を示す構成ブロック図である。図１を参照して被写体撮影時の一般的な動作について説明する。
【００１８】
本実施形態の撮像装置は、レンズ及び絞りからなる光学系１、メカニカルシャッタ（メカシャッタと図示する）２、撮像素子３、アナログ信号処理を行うＣＤＳ回路４、Ａ／Ｄ変換器５、タイミング信号発生回路６、駆動回路７を有している。タイミング信号発生回路６は、ＣＤＳ回路４、Ａ／Ｄ変換器５、及び駆動回路７で必要となるタイミングを供給するためのものである。
【００１９】
また、撮影した画像データに必要な信号処理を行う信号処理回路８、信号処理された画像データを記憶する画像メモリ９、撮像装置から取り外し可能な画像記録媒体１０、信号処理された画像データを画像記録媒体１０に記録する記録回路１１、信号処理された画像データを表示する画像表示装置１２、画像表示装置１２に画像を表示する表示回路１３等を有している。システム制御部１４は、前記の各ユニットを含む撮像装置全体を制御している。
【００２０】
システム制御部１４は明るさに応じて光学系１の絞りを制御することにより撮像素子３に入射する被写体光量を調整する。さらに、タイミング信号発生回路６、駆動回路７を介して撮像素子３の電荷蓄積時間を変化させて露光量を制御する。
【００２１】
撮像素子３は、受像面に結像された被写体像をその光量に応じた量の信号電荷に変換して蓄積する。蓄積された信号電荷は駆動回路７から入力される転送パルスによって転送され、出力回路で信号電圧に変換された後、順次読み出されＣＤＳ回路４へ出力される。ＣＤＳ回路４の出力は、Ａ／Ｄ変換器５へ入力され、デジタル信号に変換される。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器５においてデジタル化された信号は信号処理回路８に入力される。信号処理回路８では、デジタル画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。画像メモリ９は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。
【００２３】
信号処理回路８で信号処理された画像データや画像メモリ９に記憶されている画像データは、記録回路１１において画像記録媒体１０に適したデータ（例えば階層構造を持つファイルシステムデータ）に変換されて画像記録媒体１０に記録されたり、信号処理回路８で解像度変換処理を実施された後、表示回路１３において画像表示装置１２に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号やＬＣＤ表示用のＲＧＢ信号等）に変換されて画像表示装置１２に表示されたりする。
【００２４】
システム制御部１４はタイミング信号発生回路６、駆動回路７、信号処理回路８、画像メモリ９、記録回路１１、表示回路１３に対して必要な制御を行う。
【００２５】
デジタルスチルカメラなど小型の撮像装置では、少なくとも２つの水晶振動子を備えている。一つはシステム制御用すなわちＣＰＵ用で、もう一つは時計用である。
【００２６】
ＣＰＵではその動作のために当然のことながら基準クロックが必要であり、そのために水晶振動子を用いる。ＣＰＵの基準クロック用としては、一般に数十ＭＨｚの発振周波数で動作する水晶振動子が用いられる。
【００２７】
また、撮影された画像データに日付や時間情報を添付するために、内部に時計を備えている撮像装置も多く、時計用途としては３２．７６８ｋＨｚの水晶振動子が用いられる。このクロックを２の１５乗回、すなわち３２７６８回カウントすると１秒になる。
【００２８】
一般に水晶振動子には発振周波数の温度偏差があり、その温度特性は水晶の切断方位によって異なる。ＣＰＵ用に用いられる水晶振動子は数十ＭＨｚ帯であり、ＡＴカット型が主に用いられる。図２にＡＴカット型水晶振動子の周波数温度特性カーブを示す。ＡＴカット型では図のように２５℃を中心に３次曲線のような温度特性をもつ。一方、時計用に用いられる水晶振動子は数十ｋＨｚ帯であり、音叉型水晶振動子が用いられる。図３に音叉型水晶振動子の周波数温度特性カーブを示す。音叉型では図のように２５℃を中心に２次曲線のような温度特性をもつ。
【００２９】
本発明では、前述のような水晶振動子の温度特性の違いを利用して、温度を検出するものである。
【００３０】
以下に具体的な例を挙げて、温度検出のやり方を説明する。
【００３１】
図４は本発明を適用し得る撮像装置のシステム制御部周辺のブロック図を示したものである。水晶振動子（Ａ）２０はＣＰＵ２２の基準クロック用で発振周波数は３２．７６８ＭＨｚである。この水晶振動子（Ａ）２０はＡＴカット型水晶振動子であり、図５に具体的な周波数温度特性の一例を示す。図を見て分かるとおり、２５℃を中心にして低温側では周波数が下がり、高温側では周波数が上がる特性を持っている。水晶振動子（Ｂ）２１はＲＴＣ２３用で発振周波数は３２．７６８ｋＨｚである。この水晶振動子（Ｂ）２１は音叉型水晶振動子であり、図６に具体的な周波数温度特性の一例を示す。図を見て分かるとおり、２５℃を中心にして低温側でも高温側でも周波数が下がる特性を持っている。ここでは、説明を簡単にするため２つの水晶振動子の発振周波数比を１０００：１としている。
【００３２】
図７に、２５℃における水晶振動子（Ａ）と水晶振動子（Ｂ）とで、１００秒に達するまでのクロック数の違いを示す。２５℃ではどちらの水晶振動子も温度偏差はゼロである。水晶振動子（Ａ）は発振周波数が３２．７６８ＭＨｚであり、１００秒に達するまでのクロック数は２１５×１０００００である。すなわち、水晶振動子（Ａ）のクロックを２１５×１０００００回カウントすると、１００秒経過したということになる。一方、水晶振動子（Ｂ）は発振周波数が３２．７６８ｋＨｚであり、１００秒に達するまでのクロック数は２１５×１００である。すなわち、水晶振動子（Ｂ）のクロックを２１５×１００回カウントすると、１００秒経過したということになる。２つの水晶振動子の発振周波数比が１０００：１であるため、当然のことながらクロック数の比も１０００：１となっている。
【００３３】
図８に０℃〜５０℃における水晶振動子（Ａ）と水晶振動子（Ｂ）とのクロック数の違いを示す。水晶振動子（Ｂ）を基準にして、水晶振動子（Ｂ）のクロックを２１５×１００回カウントするのに相当する水晶振動子（Ａ）のクロック数を、温度別に表している。０℃では、水晶振動子（Ｂ）のクロックを２１５×１００回カウントするのに相当する水晶振動子（Ａ）のクロック数は２１５×９９９９５である。５０℃では、水晶振動子（Ｂ）のクロックを２１５×１００回カウントするのに相当する水晶振動子（Ａ）のクロック数は２１５×１０００１５である。このように水晶振動子（Ｂ）の基準カウント数に相当する水晶振動子（Ａ）のカウント数が温度によって変化することが分かる。
【００３４】
逆に、２つの水晶振動子の周波数温度特性があらかじめ分かっていれば、２つの水晶振動子のクロックをカウントして、その差分を求めることによって温度を特定することが出来る。図９に、２つの水晶振動子のクロック数と温度との関係を表したテーブルデータの一例を示す。水晶振動子（Ｂ）の基準カウント数に対して、水晶振動子（Ａ）のカウント数がいくつであったかをテーブルデータと比較すれば、現在の温度が検出出来る。図１０に、２つの水晶振動子のクロック数と温度との関係を表したテーブルデータの別の一例を示す。温度変化に対して特定の温度範囲ではリニアな関係になることが分かっていれば、テーブルデータは簡略化して、途中の温度は補間演算によって求めることも出来る。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、もともと他の目的で必要不可欠な複数の水晶振動子が備えられた撮像装置において、異なる水晶振動子の温度偏差特性を利用して温度を検出することにより、温度検出に必要な専用部材を除いて、コスト・実装面積を削減することが出来る。
【符号の説明】
【００３６】
１  光学系
２  メカニカルシャッタ
３  撮像素子
４  ＣＤＳ回路
５  Ａ／Ｄ変換器
６  タイミング信号発生回路
７  駆動回路
８  信号処理回路
９  画像メモリ
１０  記録媒体
１１  記録回路
１２  表示装置
１３  表示回路
１４  システム制御部
２０  水晶振動子（Ａ）
２１  水晶振動子（Ｂ）
２２  ＣＰＵ
２３  ＲＴＣ
【図１】
2011075520.tif 000003
【図２】
2011075520.tif 000004
【図３】
2011075520.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011075520.tif 000008
【図７】
2011075520.tif 000009
【図８】
2011075520.tif 000010
【図９】
2011075520.tif 000011
【図１０】
2011075520.tif 000012