(57)【要約】【課題】常にバッテリの温度を検出して、所定の温度以下のみにバッテリを暖めるように働き、バッテリの化学変化効率の低下を抑制した撮像装置を提供する。【解決手段】このデジタルカメラはカメラを駆動するバッテリ１と、バッテリ１と密着して設けられバッテリ１の温度を測定する温度センサ２と、同じくバッテリ１に密着してバッテリ１を暖める発熱体３と、カメラ制御回路４とを備えて構成される。尚、カメラ制御回路４はバッテリ１から供給された電圧を所定の電圧に変換するパワーユニット５と、温度センサ２の信号を検出して発熱体３を制御する温度制御部６と、パワーユニット５から供給された電力を発熱体３に供給したり、切断したりするスイッチ７から構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ駆動の撮像装置において、前記バッテリの表面温度を検出する温度センサと、前記バッテリの内部温度を上昇させる発熱体と、前記温度センサの信号を検出して前記発熱体に対して通電制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記撮像装置を起動する際、保温モードが設定され、且つ前記温度センサの信号を検出した結果、所定の温度以下の場合、前記発熱体を所定時間通電することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
バッテリ駆動の撮像装置において、前記バッテリの表面温度を検出する温度センサと、前記バッテリの内部温度を上昇させる発熱体と、前記温度センサの信号を検出して前記発熱体に対して通電制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、予めプログラミングされた制御手順により、前記温度センサの信号に基づいて前記発熱体の温度を自動的に一定温度に制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記温度センサは、該温度センサからのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して前記制御部に入力することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記発熱体は、前記バッテリの外形形状に沿うようにシート状の形状にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記発熱体は、前記バッテリに可能な限り密着させ、且つ前記センサの位置から可能な限り離して設置することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記発熱体の温度を制御する場合、前記温度センサにより検出された２つの異なる温度により前記発熱体をＯＮ／ＯＦＦすることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、さらに詳しくは、撮像装置のバッテリの温度を一定値に保持するバッテリ温度保持手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、バッテリ駆動のデジタルカメラやビデオカメラが多く出回り、従来のフイルムによるカメラに取って代わる勢いで普及している。しかし、駆動源の電源としてバッテリを使用しているため、低温環境下でバッテリの温度が低下した場合、バッテリ内部での化学変化効率が低下（内部抵抗の増加）してバッテリの動作可能電圧を低下させてしまい、その結果、カメラの動作時間が極端に短くなるといった現象が発生する。
そこで、この課題を解決するために特開平５−１４７８８号公報には、低温状態の環境下でも、バッテリの温度低下を防止し、バッテリ電圧の低下を防いで長寿命化させる技術について開示されている。つまり、半導体から発生する熱量が熱伝導材を介して放熱プレートに伝わり、この放熱プレートに隣接するバッテリを暖めて、バッテリの温度低下を防止するものである。
【特許文献１】特開平５−１４７８８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の従来技術の発明は、動作することにより発熱する半導体からの熱を利用してバッテリを暖めるものであり、低温下においてはそれなりの効果は期待できるが、夏場の高温時においては、バッテリの温度が上昇し過ぎて、バッテリの寿命に悪影響を与えるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、常にバッテリの温度を検出して、所定の温度以下のみにバッテリを暖めるように働き、バッテリの化学変化効率の低下を抑制した撮像装置を提供することを目的する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、バッテリ駆動の撮像装置において、前記バッテリの表面温度を検出する温度センサと、前記バッテリの内部温度を上昇させる発熱体と、前記温度センサの信号を検出して前記発熱体に対して通電制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記撮像装置を起動する際、保温モードが設定され、且つ前記温度センサの信号を検出した結果、所定の温度以下の場合、前記発熱体を所定時間通電することを特徴とする。
バッテリの内部温度を直接測定することは不可能である。そこで、バッテリの表面温度を測定することにより、内部温度の代替データとして利用する。それには、バッテリの表面に密着する温度センサ（例えば、温度により抵抗値が変化するサーミスタ等）を備え、そのデータからバッテリを暖める発熱体（例えば、セラミックヒータ等）を設置する。そしてこの発熱体は、制御部により温度が管理される。例えば、最も簡単な制御方法として、起動時に保温モードが設定され、且つ温度センサが所定の温度以下であることを検出すると、制御部は、一定の時間発熱体に通電してバッテリを暖める。
かかる発明によれば、保温モードが設定され、且つ温度センサの信号を検出した結果、所定の温度以下の場合、前記発熱体を所定時間通電するので、簡単な制御方法によりバッテリの化学変化効率の低下を抑えることができる。
請求項２は、バッテリ駆動の撮像装置において、前記バッテリの表面温度を検出する温度センサと、前記バッテリの内部温度を上昇させる発熱体と、前記温度センサの信号を検出して前記発熱体に対して通電制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、予めプログラミングされた制御手順により、前記温度センサの信号に基づいて前記発熱体の温度を自動的に一定温度に制御することを特徴とする。撮像装置を工場から出荷する時点で、予め内部のＲＯＭ等にプログラムを組み込んでおくことにより、操作者を煩わせることなく自動的にバッテリの温度管理を行うことができる。その方法として、バッテリが最適な温度となるように上限と下限の温度を設定しておき、温度センサがその温度を検出することにより、発熱体をＯＮ／ＯＦＦして一定温度になるように制御する。
かかる発明によれば、予めプログラミングされた制御手順により、温度センサの信号に基づいて発熱体の温度を自動的に一定温度に制御するので、操作者を煩わせることなく、自動的にバッテリの温度管理を行うことができる。
【０００５】
請求項３は、前記温度センサは、該温度センサからのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して前記制御部に入力することを特徴とする。
温度センサは基本的にアナログ的にパラメータが変化する素子である。従って、その変化を電圧に変換した場合、当然その電圧変化もアナログ値となる。しかし、ＣＰＵ等の素子はデジタル値で動作するため、アナログ電圧をそのまま入力することはできない。そこで、アナログ値に対応したデジタルコードを発生するＡ／Ｄ変換器を使用して、デジタル信号に変換する必要がある。
かかる発明によれば、温度センサからのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して制御部に入力するので、アナログ的な変化をＣＰＵにより演算処理することができる。
請求項４は、前記発熱体は、前記バッテリの外形形状に沿うようにシート状の形状にしたことを特徴とする。
バッテリの形状は円柱、直方体と様々であり、用途に応じて使用される。そしてこれらの形状をしたバッテリを効率的に暖めるには、可能な限りバッテリの表面に密着するシート状が好ましい。
かかる発明によれば、発熱体をバッテリの外形形状に沿ったシート状にしたので、バッテリを効率的に暖めることができる。
【０００６】
請求項５は、前記発熱体は、前記バッテリに可能な限り密着させ、且つ前記センサの位置から可能な限り離して設置することを特徴とする。
バッテリ全体を暖めるためにはある程度の時間が必要である。従って、温度センサと発熱体が余りにも近いと、発熱体からの温度を直接温度センサが検出してしまい、正確な温度検出ができない虞がある。そこで本発明では、温度センサと発熱体を可能な限り離すことにより、バッテリの真の温度を計測するようにする。
かかる発明によれば、発熱体と温度センサの距離を可能な限り離して設置するので、バッテリの正確な温度を計測することができる。
請求項６は、前記制御部は、前記発熱体の温度を制御する場合、前記温度センサにより検出された２つの異なる温度により前記発熱体をＯＮ／ＯＦＦすることを特徴とする。
所定の温度に一定に保つためには、上限温度を設定してその温度に到達したら発熱体の通電をＯＦＦする制御方法が一般的である。このとき問題となるのは、温度は発熱体の通電をＯＦＦしてもその温度からさらに上昇してから徐々に下降する性質を持っている。つまり、通電タイミングと温度との間にはタイムラグがあることである。そして上限温度以下になると再び通電を開始し、同じような動作を繰り返すうちに発振現象があらわれ、制御不能に陥ってしまう。そこで本発明では、上限値と下限値を異なる温度に設定する、所謂、ヒステリシスを持たせることによりこの現象を解決するものである。
かかる発明によれば、発熱体の温度に２種類の上限値と下限値を設定するので、温度制御を発振させることなく正確に安定的に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラのバッテリ部分の構成を示す図である。このデジタルカメラはカメラを駆動するバッテリ１と、バッテリ１と密着して設けられバッテリ１の温度を測定する温度センサ２と、同じくバッテリ１に密着してバッテリ１を暖める発熱体３と、カメラ制御回路４とを備えて構成される。尚、カメラ制御回路４はバッテリ１から供給された電圧を所定の電圧に変換するパワーユニット５と、温度センサ２の信号を検出して発熱体３を制御する温度制御部６と、パワーユニット５から供給された電力を発熱体３に供給したり、切断したりするスイッチ７から構成されている。
図から明らかなように、バッテリ１の内部温度を直接測定することは不可能である。そこで、バッテリ１の表面温度を温度センサ２により測定して、内部温度の代替データとして利用するものである。そして、温度センサ２をバッテリ１の表面に密着させて可能な限り温度の感度を高めるようにしている。この温度センサ２は、例えば、温度により抵抗値が変化するサーミスタ等が一般に使用される。センサ２の信号は温度制御部６に入力され、温度変化を電圧の変化として入力される。そしてそのデータからバッテリ１を暖める発熱体３を制御するために、スイッチ７をＯＮ／ＯＦＦして一定温度に保持される。尚、発熱体３としては例えば、セラミックヒータ等を備える。
【０００８】
図２は本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラのバッテリ部分の構成を示す図である。同じ構成要素には同じ参照番号が付されている。このデジタルカメラはカメラを駆動するバッテリ１と、バッテリ１と密着して設けられバッテリ１の温度を測定する温度センサ２と、同じくバッテリ１に密着してバッテリ１を暖める発熱体３と、カメラ制御回路４とを備えて構成される。尚、カメラ制御回路４はバッテリ１から供給された電圧を所定の電圧に変換するパワーユニット５と、温度センサ２の信号をＡ／Ｄ変換して発熱体３を制御するサブＣＰＵ８と、パワーユニット５から供給された電力を発熱体３に供給したり、切断したりするスイッチ７から構成されている。
温度センサ２は例えば、サーミスタを使用した場合、サーミスタは基本的にアナログ的にパラメータが変化する素子である。従って、その変化を電圧に変換した場合、当然その電圧変化もアナログ値となる。しかし、ＣＰＵ等の素子はデジタル値で動作するため、アナログ電圧をそのまま入力することはできない。そこで、アナログ値に対応したデジタルコードを発生するＡ／Ｄ変換器を備えたサブＣＰＵ８を使用して、デジタル信号に変換するものである。
【０００９】
図３は本発明の第３の実施形態に係るデジタルカメラのバッテリ部分の構成を示す図である。このデジタルカメラはカメラを駆動するバッテリ１と、バッテリ１と密着して設けられバッテリ１の温度を測定する温度センサ２と、同じくバッテリ１に密着して覆うようにバッテリ１を暖めるシート状の発熱体９と、カメラ制御回路４とを備えて構成される。尚、カメラ制御回路４はバッテリ１から供給された電圧を所定の電圧に変換するパワーユニット５と、温度センサ２の信号を検出して発熱体９を制御する温度制御部６と、パワーユニット５から供給された電力を発熱体９に供給したり、切断したりするスイッチ７から構成されている。
このように、バッテリ１の形状は用途に応じて円柱、直方体と様々である。そのような形状をしたバッテリ１を効率的に暖めるには、図のようなシート状の発熱体９を可能な限りバッテリ１の表面に密着するようにして覆うことにより、少ない電力でバッテリ１を効率的に暖めることができる。
【００１０】
図４は発熱体の温度制御を説明する図であり、縦軸に発熱体の温度を表し、横軸に時間（ｔ）を表す。また、他の縦軸に発熱体に通電するタイミングを同時に表示する。例えば、発熱体の制御温度の上限を（ｔ２）、下限を（ｔ１）とし、スイッチ７の通電波形１１をハイレベルがＯＮ，ローレベルがＯＦＦとした場合、スイッチ７がＯＮになると（通電波形１１がハイレベル）温度曲線１０は徐々に上昇し、上限温度（ｔ２）に達する。その情報はセンサ２の信号を監視することにより判断することができる。上限温度（ｔ２：Ｐ１点）に達すると温度制御部６はスイッチ７をＯＦＦとして発熱体の通電を遮断する。しかし、温度はすぐには下降せず、ある程度まで上昇してから下降を開始し、Ｐ２点を通過して下限温度（ｔ１：Ｑ１点）に達する。その温度を温度センサ２により検出すると、温度制御部６はスイッチ７を再びＯＮとして発熱体の通電を開始して、前記と同じ動作を繰り返す。
一般的には、発熱体を所定の温度に一定に保つためには、上限温度ｔ２を設定してその温度に到達したら発熱体の通電をＯＦＦする制御方法がとられる。このとき問題となるのは、温度は発熱体の通電をＯＦＦしてもその温度からさらに上昇してから徐々に下降する性質を持っている。つまり、通電タイミングと温度との間にはタイムラグがあることである。そして上限温度以下になると再び通電を開始し、同じような動作を繰り返すうちに発振現象があらわれ、制御不能に陥ってしまう。そこで本実施形態では、上限値ｔ２と下限値ｔ１を異なる温度に設定する、所謂、ヒステリシスを持たせることによりこの現象を解決している。
また、バッテリ全体を暖めるためにはある程度の時間が必要である。従って、温度センサと発熱体が余りにも近いと、発熱体からの温度を直接温度センサが検出してしまい、正確な温度検出ができない虞がある。そのため、温度センサと発熱体を可能な限り離すことにより、バッテリの真の温度を計測することができる。
【００１１】
図５は、本発明の発熱体の第１の温度制御方法を説明するフローチャートである。まず、カメラを起動するとバッテリを暖める保温モードに設定されているか否かを判断し（Ｓ１）、保温モードが設定されていなければ（Ｓ１でＮＯのルート）ステップＳ４に進んで通常撮影モードを実行する。ステップＳ１で保温モードが設定されていれば（Ｓ１でＹＥＳのルート）、センサによりバッテリが規定の温度以下であるか否かをチエックし（Ｓ２）、規定の温度以上の場合（Ｓ２でＮＯのルート）ステップＳ４に進んで通常撮影モードを実行する。ステップＳ２でバッテリが規定の温度以下である場合（Ｓ２でＹＥＳのルート）、スイッチをＯＮして発熱体を所定時間通電して（Ｓ３）、通常撮影モードを実行する（Ｓ４）。
このように、この制御方法は最も簡単な制御方法であり、起動時に保温モードが設定され、且つ温度センサが所定の温度以下であることを検出すると、制御部は、一定の時間発熱体に通電してバッテリを暖めるものである。これにより、簡単な制御方法によりバッテリの化学変化効率の低下を抑えることができる。
【００１２】
図６は、本発明の発熱体の第２の温度制御方法を説明するフローチャートである。このフローチャートは図４を参照しながら説明する。まず、カメラが起動された場合（Ｓ１１でＹＥＳのルート）、バッテリが下限温度（ｔ１）以下か否かをチエックし（Ｓ１２）、下限温度（ｔ１）以上の場合（Ｓ１２でＮＯのルート）、何もしないでステップＳ１１に戻る。ステップＳ１２で下限温度（ｔ１）以下の場合（Ｓ１２でＹＥＳのルート）、発熱体通電して温度を上昇させる（Ｓ１３）。そしてバッテリが上限温度（ｔ２）以上かをチエックし（Ｓ１４）、上限温度（ｔ２）でない場合は（Ｓ１４でＮＯのルート）、ステップＳ１３に戻って発熱体に通電を継続し、ステップＳ１４で上限温度（ｔ２）に達した場合（Ｓ１４でＹＥＳのルート）、発熱体をＯＦＦして（Ｓ１５）ステップＳ１１に戻って繰り返す。
このように、カメラを工場から出荷する時点で、予め内部のＲＯＭ等に図６のプログラムを組み込んでおくことにより、操作者を煩わせることなく自動的にバッテリの温度管理を行うことができる。
以上、本実施形態では、主としてデジタルカメラについて説明したが、バッテリを使用したビデオカメラや他の撮像装置一般に本発明を適用できることは言うまでもない。
【００１３】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、保温モードが設定され、且つ温度センサの信号を検出した結果、所定の温度以下の場合、前記発熱体を所定時間通電するので、簡単な制御方法によりバッテリの化学変化効率の低下を抑えることができる。
また請求項２では、予めプログラミングされた制御手順により、温度センサの信号に基づいて発熱体の温度を自動的に一定温度に制御するので、操作者を煩わせることなく、自動的にバッテリの温度管理を行うことができる。
また請求項３では、温度センサからのアナログ信号をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して制御部に入力するので、アナログ的な変化をＣＰＵにより演算処理することができる。
また請求項４では、発熱体をバッテリの外形形状に沿ったシート状にしたので、バッテリを効率的に暖めることができる。
また請求項５では、発熱体と温度センサの距離を可能な限り離して設置するので、バッテリの正確な温度を計測することができる。
また請求項６では、発熱体の温度に２種類の上限値と下限値を設定するので、温度制御を発振させることなく正確に安定的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラのバッテリ部分の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラのバッテリ部分の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るデジタルカメラのバッテリ部分の構成を示す図である。
【図４】本発明の発熱体の温度制御を説明する図である。
【図５】本発明の発熱体の第１の温度制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の発熱体の第２の温度制御方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  バッテリ、２  温度センサ、３  発熱体、４  カメラ制御回路、５  パワーユニット、６  温度制御部、７  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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