JP2004119247A - 電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料電池を搭載しても機器を小型に構成することができる電子機器の燃料電池格納構造。
【解決手段】デジタルカメラ１０の筐体１２内に収容される回路基板１４のプリント配線板１８に、メタノール直接型燃料電池２４のセル２６を搭載するとともに、プリント配線板１８の周縁部１８Ａは筐体１２の内壁面１２Ｂに固着して、筐体１２内に、燃料を貯蔵する燃料室３８と廃液を回収する廃液室４０とを区画して設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】デジタルカメラ１０の筐体１２内に収容される回路基板１４のプリント配線板１８に、メタノール直接型燃料電池２４のセル２６を搭載するとともに、プリント配線板１８の周縁部１８Ａは筐体１２の内壁面１２Ｂに固着して、筐体１２内に、燃料を貯蔵する燃料室３８と廃液を回収する廃液室４０とを区画して設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタノール等の水素燃料を燃料電池本体に供給して発電する（メタノール直接型）燃料電池を携帯型電子機器に搭載する場合の電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器に用いる大容量の電源として、高い発電効率が得られる燃料電池が注目されている。中でも、燃料となる液体のメタノールと気体の酸素とを、電池本体を構成するセルに直接供給して発電するメタノール直接型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＤＭＦＣ）は、メタノールを水素に改質する触媒改質器やＣＯ濃度制御用の反応器等が不要であり、小型・軽量化に適していることから、携帯型電子機器への利用が期待されている。
【０００３】
この燃料電池を携帯型電子機器に用いるため小型化させる技術としては、水素燃料を貯蔵する燃料タンクを直方体形状とするもの（例えば、特許文献１参照）や、水素燃料を水及び水と反応して水素を発生する物質とに分け燃料自体の容量を小さくしてタンク内の隔離された各室に貯蔵するもの（例えば、特許文献２参照）、あるいは、ノート型ＰＣ等の携帯型情報機器において、燃料電池本体をディスプレイに内蔵し燃料タンクはディスプレイの上端部に取り付けるものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６４５６７号公報（第３‐４頁、第１図、第２図）
【特許文献２】
特開平１０−６４５７２号公報（第３頁、第１図、第２図）
【特許文献３】
特開２００２−４９４４０公報（第４‐６頁、第１図、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した何れの従来例においても、機器とは別体の燃料タンクを用いている。また、燃料電池を携帯型電子機器へ利用する場合、発電に伴い生成される水を回収するための廃液タンクも考慮する必要がある。そのため、それらのタンクを含んで構成される燃料電池を携帯型電子機器に搭載すると、タンクが嵩張り機器全体が大型化して、携帯性が損なわれる問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮して、燃料電池を搭載しても機器を小型に構成することができる電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、電気部品を収容する電子機器の筐体と、この筐体内に配置され、一部が筐体内壁で形成される燃料室と廃液室とを区画して設ける隔壁と、前記筐体内に設けられ、前記燃料室からの燃料を発電に用いて前記電気部品へ給電し、発電に伴う廃液を前記廃液室へ排出する燃料電池本体と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、電子機器の外郭を構成して電気部品を収容する筐体内に隔壁を配置し、この隔壁により、一部が筐体内壁により形成される燃料室と廃液室とを筐体内に区画して設ける。燃料室には、例えば、メタノール等の燃料を貯蔵し、燃料電池本体はその燃料を用いて発電し電気部品へ給電する。また、発電に伴い生成される水等の廃液は、廃液室へ排出されて回収される。なお、燃料電池による発電には、上記燃料の他に酸素が必要であるが、その酸素は、燃料室とは別に設けた空気室から取り入れたり、燃料電池本体と機器外部とを連通させる吸気用の連通部を設けその連通部を介して大気を取り入れるなどにより、燃料電池本体へ供給することができる。また、発電に伴い発生する二酸化炭素等についても、燃料電池本体と機器外部とを連通させる排気用の連通部を設けることで機器外部へ排出することができる。
【０００９】
このように、電子機器の筐体内に、筐体内壁を一部用いて形成される燃料室と廃液室とを設けて、筐体に燃料貯蔵タンク及び廃液回収タンクとしての機能を持たせることにより、電子機器に燃料電池を搭載しても機器全体を小型に構成することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記隔壁が前記電気部品の取付基板であることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、電気部品が搭載されるプリント配線板等の取付基板を上記の隔壁として用いることにより、専用の隔壁を設ける場合に比べて、機器全体をより小型に構成することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記燃料電池本体は前記取付基板に搭載され、前記電気部品とは取付基板に形成された導電パターンで電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、燃料電池本体を取付基板に搭載することで実装密度が向上するとともに、取付基板に形成された導電パターンにより電気部品と電気的に接続することで、給電経路が短縮されて抵抗を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記燃料電池本体のプロトン導電膜は前記取付基板に取り付けられて前記燃料室と前記廃液室との境界部に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、取付基板に搭載された燃料電池本体は、プロトン導電膜を取付基板に取り付けて燃料室と廃液室との境界部に配置し、プラス電極（アノード）は取付基板の燃料室面側に、マイナス電極（カソード）は取付基板の廃液室面側にそれぞれ配設することにより、取付基板の廃液室面側を電源＋、燃料室面側を電源ＧＮＤとした、取付基板を挟むような電源部を配することができる。これにより、電源＋とＧＮＤ間を低インピーダンス化することができて、ノイズ除去作用を高めるなど電気特性の良好な回路構成とすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記電気部品が前記燃料室又は前記廃液室に面しており、電気部品の室内側表面は防液膜で覆われていることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、燃料室又は前記廃液室に面する電気部品の室内側表面を、液漏れを防ぐ防液膜で覆うことにより、燃料や廃液から電気部品を保護することができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の携帯型電子機器では、駆動電源に用いる燃料電池を、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電子機器の燃料電池格納構造により格納することにより、機器を小型に構成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明を、メタノール直接型燃料電池を駆動電源とするデジタル電子スチルカメラ（以下、単に「デジタルカメラ」という）に適用した場合について説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１〜図３には、本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの外観が示されており、図４及び図５には、そのデジタルカメラの平面視断面が示されている。また図６には、デジタルカメラの構成がブロック図で示されている。
【００２１】
（デジタルカメラの全体構造）
図１〜図３に示されるように、本実施形態のデジタルカメラ１０は箱型のコンパクトタイプとされ、カメラ本体の外郭を構成する筐体１２を備えている。筐体１２上面の一側端部にはシャッタボタン２００が設けられており、前面の他側部上隅近傍にはフラッシュライト９０が配置されている。また、筐体１２前面の略中央部には、撮影レンズ１６を組み込んだ円筒状のレンズ鏡胴１７が設けられており、この撮影レンズ１６は、ステッピングモータ等の駆動源により駆動されて焦点位置を変更するオートフォーカス（ＡＦ）機構を備えたズームレンズとなっている。
【００２２】
図２に示されるように、筐体１２の背面には、一側部上隅近傍にファインダ２０２が設けられており、他側部寄りに、画像や各種情報等をカラー表示するＬＣＤ７４が配置されている。ファインダ２０２の下方には、近距離撮影時に設定するマクロボタン２０４、強制的にフラッシュライト９０を発光させる強制フラッシュボタン２０６、及び、ＬＣＤ７４に表示され各種設定画面内のカーソルを移動させる十字カーソルボタン２０８が設けられ、ＬＣＤ７４の周囲には、ＬＣＤ７４に表示する画像の切り替え等の各種設定を行う設定ボタン２１０、２１２、２１４、及び、撮影条件等に関する各種設定を行う設定ボタン２１６、２１８、２２０が配置されている。
【００２３】
（筐体及びその内部構造）
筐体１２は、薄肉の金属板又は樹脂材料等で製作された薄型矩形箱状の液密構造とされており、図４に示されるように、内部に、デジタルカメラ１０を動作させる回路基板１４が収容されている。
【００２４】
回路基板１４は、銅箔からなる導電パターンが配線されたプリント配線板１８と、プリント配線板１８上に実装された多数の電気部品２０とを備えており、それら電気部品２０が導電パターンに電気的に接続されて電気回路を構成している。また、プリント配線板１８の所定位置には貫通孔２２が形成されており、この貫通孔２２に、メタノール直接型燃料電池２４の電池本体となるセル２６が取り付けられている。
【００２５】
図５に示されるように、セル２６は、電子導電体であるアノード２８、カソード３０の２つの電極の間に、イオン導電体であるプロトン導電膜（電解質膜）３２が挟まれた構造とされている。プロトン導電膜３２は、貫通孔２２の内周面に、プリント配線板１８の板面と略平行な向きに固着されて、貫通孔２２を塞いでいる。アノード２８は、プリント配線板１８の後面１８Ｂ側に配設されて、プロトン導電膜３２の後面と接しており、カソード３０は、プリント配線板１８の前面１８Ｃ側に配設されてプロトン導電膜３２の前面と接している。また、カソード３０は、端部にプリント配線板１８の前面１８Ｃ上に配線された導電パターン３４が接続されて、回路基板１４に設けられた、電圧調整器（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ＩＣ）等を含んで構成される電源回路３６と電気的に接続されている。アノード２８も同様に、端部にプリント配線板１８の後面１８Ｂ上に配線された導電パターン３５が接続されて、回路基板１４に設けられた電気回路を構成する電気部品２０と電気的に接続されている。
【００２６】
このように、メタノール直接型燃料電池２４のセル２６を搭載したプリント配線板１８は、図４に示されるように、筐体１２内の前後方向略中間部に前後方向と垂直な向きに配置されて、板端の周縁部１８Ａが筐体１２の内壁面１２Ｂに固着されている。これにより、筐体１２内がプリント配線板１８に仕切られて、筐体１２内の前側と後側とにそれぞれ密閉空間が形成されている。
【００２７】
筐体１２の内壁面１２Ｂとプリント配線板１８の後面１８Ｂとによって形成される後側の密閉空間は、セル２６による発電に用いる燃料（メタノール水溶液）を貯蔵する燃料室３８とされている。また、筐体１２の内壁面１２Ｂとプリント配線板１８の前面１８Ｃとによって形成される前側の密閉空間は、燃料電池による発電に伴い生成される廃液（水）を回収するための廃液室４０とされている。したがって、セル２６のプロトン導電膜３２は燃料室３８と廃液室４０との境界部に配置されており、アノード２８は燃料室３８内に臨んで燃料極とされ、カソード３０は廃液室４０内に臨んで後述する大気が供給される空気極とされる。
【００２８】
また、筐体１２の内壁面１２Ｂ、プリント配線板１８の後面１８Ｂと前面１８Ｃ、各電気部品２０の表面、及び、アノード２８とカソード３０のそれぞれの表面には、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気絶縁性に優れたシリコーン樹脂等からなるコート剤４２がコーティングされて被覆されている。このコーティングが施されることにより、プリント配線板１８の周縁部１８Ａと筐体１２の内壁面１２Ｂとの固着部に間隙や亀裂が生じている場合でも、その間隙等はコート剤４２にコーキングされて、燃料室３８及び廃液室４０の気密性（液密性）が保たれる。したがって、コーティングと相俟ってプリント配線板１８が液密隔壁としての役割を果たしている。
【００２９】
ただし、アノード２８は、コート剤４２に形成された開口部４４により、一部が燃料室３８と連通されている。さらに、筐体１２の外壁面（背面）１２Ａに形成された貫通孔４６とコート剤４２とにより排気管４８が構成されて、その排気管４８を介して機器外部５０とも一部連通されている。またカソード３０についても、コート剤４２に形成された開口部５２により、一部が廃液室４０と連通されている。さらに、筐体１２の外壁面（前面）１２Ａに形成された貫通孔５４とコート剤４２とにより吸気管５６が構成されて、その吸気管５６を介して機器外部５０とも一部連通されている。
【００３０】
（デジタルカメラの主要構成）
図６に示されるように、本実施形態のデジタルカメラ１０は、被写体像を結像させるための撮影レンズ１６の光軸後方に配設され絞り機能を備えるシャッタ６０と、光学像を電気信号（アナログ信号）に変換する撮像素子（ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））６２と、Ａ／Ｄコンバータ等の信号処理回路部を有して撮像素子６２からの出力信号に基づき被写体像を示すデジタル画像データを生成するアナログフロントエンド６４と、撮像素子６２及びアナログフロントエンド６４を駆動するためのタイミング信号や制御信号を生成するタイミング発生器６６と、マイクロプロセッサを有してデジタル画像データに所定の画素補間処理や色変換処理等を行う画像処理部６８と、デジタル画像データを一時的に記憶する高速アクセス可能なＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ）等の高速演算用メモリ７０と、デジタル画像データを蓄積する、電気的に記録・消去可能なフラッシュＰＲＯＭ等の画像蓄積用メモリ７２と、撮影した画像を表示するＬＣＤ７４と、外部機器と情報を通信する通信部７６と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を有してデジタルカメラ１０の全体的な動作を司る主制御部７８と、各種パラメータやプログラム等を記憶したＲＯＭ８０と、機器のステイタスを表示するステイタスＬＣＤ８２、ステイタスＬＣＤ８２を照明するバックライト８３と、撮影レンズ１６のズームモータ（図示省略）を駆動制御するズーム制御部８４と、撮影レンズ１６の焦点調整モータ（図示省略）を駆動制御する測距制御部８６と、シャッタ６０及びシャッタ６０に含まれる絞り（図示省略）を駆動制御する露光制御部８８と、フラッシュライト９０と、シャッタボタン２００及び各種設定ボタン２０４〜２２０からなる操作スイッチ群９２とを備えている。
【００３１】
また、メタノール直接型燃料電池２４のセル２６が接続された電源回路３６は、主制御部５８に接続されている。なお、ＬＣＤ７４は、撮像素子６２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができる。
【００３２】
これにより、撮像素子６２は、撮影レンズ１６により結像された光学像（被写体像）を電気信号に変換してアナログフロントエンド６４に出力する。アナログフロントエンド６４は、入力された信号をＡ／Ｄコンバータによりデジタル画像データに変換すると共に、微弱なＣＣＤ出力信号を最適なレベルに合わせ込む信号の増幅、及び信号処理の過程で発生するノイズ成分の除去等を行って画像処理部６８に出力する。
【００３３】
画像処理部６８は、内蔵しているラインバッファにアナログフロントエンド６４から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して、一旦、高速演算用メモリ（ＳＤＲＡＭ）７０に格納する。高速演算用メモリ７０に格納されたデジタル画像データは、主制御部７８によって読み出され、これらに光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行なうと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行なって８ビットのデジタル画像データを生成し、更にＹＣ信号処理して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という）を生成し、ＹＣ信号を再び高速演算用メモリ７０に格納する。また、ＬＣＤ７４をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号をＬＣＤ７４に順次出力することで、ＬＣＤ７４にスルー画像がモニタ表示される。
【００３４】
撮影においては、撮影者は、光学ファインダ２０２を通し、又はＬＣＤ７４に表示されるスルー画像を視認してフレームを決め、シャッタボタン２００を押圧操作する。シャッタボタン２００が押されると、主制御部７８は、高速演算用メモリ７０に格納されたＹＣ信号を、画像処理部６８を介して画像蓄積用メモリ（Ｆｌａｓｈ）７２に記憶するとともに、撮影した静止画像をＬＣＤ７４に表示する。
【００３５】
一方、主制御部７８に制御される露光制御部８８は、シャッタ６０及びシャッタ６０に含まれる絞りを駆動させるためのタイミング信号をシャッタ６０に出力し、タイミング発生器６６は、撮像素子６２を駆動させるためのタイミング信号を撮像素子６２に、アナログフロントエンド６４を駆動させるためのタイミング信号をアナログフロントエンド６４に、各々出力する。
【００３６】
また、本実施形態の撮影レンズ１６は、複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。レンズ駆動機構には、ズームモータ及び焦点調整モータが含まれており、ズームモータは、主制御部７８の制御下でズーム制御部８４から供給された駆動信号によって駆動され、焦点調整モータは、主制御部７８の制御下で測距制御部８６から供給された駆動信号によって駆動される。
【００３７】
主制御部７８は、光学ズーム倍率を変更する際にはズームモータを駆動制御して撮影レンズ１６の焦点距離を変化させる。また、主制御部７８は、撮像素子６２による撮像によって得られた画像のコントラストが最大となるように上記焦点調整モータを駆動制御することによって合焦制御を行う。すなわち、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、合焦制御として、読み取られた画像のコントラストが最大となるようにレンズの位置を設定する、所謂ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）方式を採用しており、オートフォーカス・フレームによって示される撮影位置に被写体が位置した状態でシャッタボタン２００を半押しすることによって、自動的に合焦制御が為されるように構成されている。
【００３８】
（実施形態の作用）
次に、図４及び図５を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の作用を説明する。
【００３９】
デジタルカメラ１０の初期状態では、燃料室３８内に燃料としてのメタノール水溶液が充填されており、廃液室４０内は空の状態とされている。ここで、セル２６のアノード２８に、開口部４４を介してメタノール水溶液が供給され、カソード３０に、吸気管５６を介して大気（酸素）が供給されると、電気化学的な反応により発電される。詳細には、燃料極となるアノード２８において、燃料として供給されたメタノール水溶液（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ）の水素が水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とに解離し、電子は導電パターン３４から電気回路を通って、また水素イオンはプロトン導電膜３２を通って空気極となるカソード３０にそれぞれ到達し、電気回路に電流が流れる。また電子と水素とがカソード３０に供給された酸素（Ｏ２）と反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。さらにアノード２８では、水素イオンが電離したメタノール水溶液から二酸化炭素（ＣＯ２）が排出される。したがって、アノード２８での二酸化炭素は排気管４８から機器外部５０へ排出され、カソード３０で生成された廃液としての水は、開口部５２を通り廃液室４０へ排出されて回収される。
【００４０】
燃料極 ： ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ → ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−
空気極 ： ３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ− → ３Ｈ２Ｏ
また、このメタノール直接型燃料電池２４による発電では、カソード３０に接続された導電パターン３４側が電池電圧電位となり、アノード２８に接続された導電パターン３５側がＧＮＤ電位となって、生成された電気は電源回路３６により適正電圧に調整されて主制御部７８等の電気回路に送られる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１０では、筐体１２内に、筐体１２の内壁面１２Ｂを一部用いて形成した燃料室３８と廃液室４０とを設けて、筐体１２に燃料貯蔵タンク及び廃液回収タンクとしての機能を持たせたことにより、デジタルカメラ１０にメタノール直接型燃料電池２４を搭載しても機器全体を小型に構成することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、電気部品２０が搭載されたプリント配線板１８を隔壁として用いたことにより、専用の隔壁を設ける場合に比べて、機器全体をより小型に構成することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、セル２６をプリント配線板１８に搭載したことで実装密度が向上するとともに、プリント配線板１８に形成された導電パターン３４、３５により電源回路３６や電気部品２０と直接接続したことで、給電経路が短縮されて抵抗を抑えることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、プリント配線板１８に搭載したセル２６は、プロトン導電膜３２をプリント配線板１８に取り付けて燃料室３８と廃液室４０との境界部に配置し、アノード２８はプリント配線板１８の燃料室３８面側に、カソード３０はプリント配線板１８の廃液室４０面側にそれぞれ配設したことにより、プリント配線板１８の廃液室４０面側（後面前面１８Ｃ側）を電源＋、燃料室３８面側（前面１８Ｃ）を電源ＧＮＤとした、プリント配線板１８を挟むような電源部を配することができる。これにより、電源＋とＧＮＤ間を低インピーダンス化することができて、ノイズ除去作用を高めるなど電気特性の良好な回路構成とすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、燃料室３８及び廃液室４０に面する電気部品２０の室内側表面をコート剤４２で被覆したことにより、燃料や廃液から電気部品２０を保護することができる。
【００４６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態は、筐体内を複数の回路基板で仕切ることにより、筐体内に区画して設ける室数を増やしたものであるが、上記第１の実施形態と同一構成については同じ符合を付してその説明を省略する。
【００４７】
図７及び図８に示されるように、第２の実施形態に係るデジタルカメラ１００は、第１の実施形態と同じシャッタボタン２００や各種設定ボタン、ＬＣＤ等が設けられたカメラ本体１０１と、撮影レンズ１６を備えてカメラ本体１０１の一側面に着脱可能とされたレンズユニット１２８とにより構成されている。なお、このレンズユニット１２８は、カメラ本体１０１に装着されると、不図示のコネクターが接続されてカメラ本体１０１と電気的に接続されるようになっている。
【００４８】
カメラ本体１０１の筐体１０２は、第１の実施形態と同様の液密構造とされており、内部に、前後方向に所定の間隔で配列された２枚の回路基板１０４、１０６が収納されている。各回路基板１０４、１０６のプリント配線板１０８、１１０には、第１の実施形態と同様に、貫通孔２２にセル２６がそれぞれ取り付けられており、そのプリント配線板１０８、１１０は、筐体１０２の内壁面１０２Ａにそれぞれ固着されて、筐体１０２内に、区画された３つの密閉空間を形成している。
【００４９】
それら密閉空間のうち、筐体１０２内の前側に位置するプリント配線板１０８の前面１０８Ａと筐体１０２の内壁面１０２Ａとにより形成される前側空間、及び、筐体１０２内の後側に位置するプリント配線板１１０の後面１１０Ｂと筐体１０２の内壁面１０２Ａとにより形成される後側空間は、それぞれ廃液室１１２、１１４とされている。また、廃液室１１２、１１４との間に位置して、プリント配線板１０８の後面１０８Ｂ及びプリント配線板１１０の前面１１０Ａと、筐体１０２の内壁面１０２Ａとにより形成される中央部空間は、燃料室１１６とされている。なお、この燃料室１１６の容積は、廃液室１１２、１１４の合計容積とほぼ等しくなるようにされている。
【００５０】
各セル２６の燃料室１１６内に配置されたそれぞれのアノード２８を被覆するコート剤４２には、対向する開口部１１８、１２０が形成されている。各アノード２８は、それぞれの開口部１１８、１２０に各基端部が接続されるとともに、筐体１０２の一方の側面に形成された貫通孔１２２に先端部が接続されたＴ字型の排気管１２４によって、機器外部５０と連通されている。
【００５１】
これにより、本実施形態のデジタルカメラ１００は、筐体１２内に分離・収容された各回路基板１０４、１０６がそれぞれメタノール直接型燃料電池を備えた構成となり、その各燃料電池から給電されるようになる。また、回路基板１０４、１０６を中継基板や配線等により電気的に接続すれば、２つの燃料電池からなる高電圧電源や大電流電源を構成することができる。
【００５２】
例えば、プリント配線板１０８の前面１０８Ａ側にあるカソード３０に接続された導電パターン３４と、プリント配線板１１０の前面１１０Ａ側にあるアノード２８に接続された導電パターン３５とを不図示の中継基板又は配線等で接続すると、上記カソード３０とアノード２８との間には、第１の実施形態で説明した１層のメタノール直接型燃料電池２４に比べて２倍の電圧が発生する。これは、第１実施形態の１層電池を直列に繋げたことに他ならず、この電圧を取り出すことにより、上記１層電池に比べて２倍の電圧が得られる高電圧電源を構成することができる。
【００５３】
一方、プリント配線板１０８の後面１０８Ｂ側にあるアノード２８に接続された導電パターン３５と、プリント配線板１１０の前面１１０Ａ側にあるアノード２８に接続された導電パターン３５とを不図示の中継基板又は配線等で接続し、プリント配線板１０８の前面１０８Ａ側にあるカソード３０に接続された導電パターン３４と、プリント配線板１１０の後面１１０Ｂ側にあるカソード３０に接続された導電パターン３４とを不図示の中継基板又は配線等で接続して、各セル２６のアノード２８、カソード３０間から電源をとる構成にすると、これは、第１実施形態の１層電池を並列に繋げたことになるので、その１層電池に比べて２倍の電流が得られる大電流電源を構成することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、燃料室を１室、廃液室を２室として説明したが、逆に、燃料室を２室、廃液室を１室としてもよい。さらには、本実施形態のような２枚のプリント配線板を用いての３室・２層電池構成に限らず、４室の２層電池構成、あるいは、３層以上の電池構成としてもよい。その場合は、燃料室と廃液室とを交互に配列することで構成可能である。
【００５５】
以上、本発明を上述した特定の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
【００５６】
例えば、第１及び第２の実施形態では、筐体内のほぼ全スペースを燃料室又は廃液室とした構成であるが、それら燃料室及び廃液室は、筐体内の一部を区画して設けることもできる。その場合、回路基板に搭載される電気部品は、燃料や廃液に触れないよう配置することも可能である。
【００５７】
筐体内に燃料室と廃液室とを区画して設ける隔壁については、回路基板を構成するプリント配線板に限らず、例えば、単に部品を固定するために設けた部品固定用基板や、筐体を補強するために筐体に一体的に、あるいは別体として設けたリブや補強板等を用いることもできる。またその場合も、燃料電池のセルを隔壁に同一平面状に取り付けることで、セルの各電極面と対応して配設する燃料室及び廃液室を無駄のないレイアウトにすることができる。また、燃料の補給や廃液の排出・回収については、筐体の外壁面に燃料室又は廃液室と連通するドレン口をそれぞれ設け、それらのドレン口から行うようにしてもよい。
【００５８】
また、電気部品を保護するとともに燃料室及び廃液室のシール機能を果たすコート剤については、第１及び第２実施形態のような全面コーティングに限らず、必要部のみコーティングを施すこともできる。例えば、通常、基板表面にはレジスト層が形成され基板表面上に配線された導電パターンはそのレジスト層に被覆されているため、レジスト層を耐水性、耐薬品性を有する材料で形成することにより、プリント配線板上で部品が搭載されていない部分のコーティングを省き、部品搭載部のみに部分的にコーティングするようなこともできる。また、コーティング以外に、通常のＩＣやＬＳＩを樹脂封止する場合と同様、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気絶縁性を有する、例えばエポキシ系半導体封止材料等を用いて、全体又は部分的に樹脂封止してもよい。
【００５９】
また、プリント配線板と筐体内壁面との固着部については、室内の圧力変化や温度変化等の条件により、必要に応じて、Ｏリング等のシール部材を用いシール性を高めることができる。さらに、筐体は分割構造としてもよく、その場合も、筐体の接合部にシール部材等を設けることで、簡単且つ確実に液密構造を得ることができる。
【００６０】
また、画像等を表示するＬＣＤについては、カメラの小型化・薄型化等を考慮した場合、バックライトの不要な有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等の他の表示手段に置き換えるようにしてもよい。
【００６１】
また本発明は、上述したデジタルカメラ以外に、ＰＤＡや携帯電話機等の携帯型電子機器、あるいはレンズ付きフィルム等にも適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器は上記構成としたので、燃料電池を搭載しても機器を小型に構成することができる。
【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を正面側から見た外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラを背面側から見た外観図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの正面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図４における燃料電池付近を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラを正面側から見た外観図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラを示す平面視断面図である。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ（携帯型電子機器）
１２ 筐体
１４ 回路基板
１８ プリント配線板（取付基板／隔壁）
２０ 電気部品
２２ 貫通孔（境界部）
２４ メタノール直接型燃料電池（燃料電池）
２６ セル（燃料電池本体）
３２ プロトン導電膜
３４、３５ 導電パターン
３６ 電源回路（電気部品）
３８ 燃料室
４０ 廃液室
４２ コート剤（防液膜）
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタノール等の水素燃料を燃料電池本体に供給して発電する（メタノール直接型）燃料電池を携帯型電子機器に搭載する場合の電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器に用いる大容量の電源として、高い発電効率が得られる燃料電池が注目されている。中でも、燃料となる液体のメタノールと気体の酸素とを、電池本体を構成するセルに直接供給して発電するメタノール直接型燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＤＭＦＣ）は、メタノールを水素に改質する触媒改質器やＣＯ濃度制御用の反応器等が不要であり、小型・軽量化に適していることから、携帯型電子機器への利用が期待されている。
【０００３】
この燃料電池を携帯型電子機器に用いるため小型化させる技術としては、水素燃料を貯蔵する燃料タンクを直方体形状とするもの（例えば、特許文献１参照）や、水素燃料を水及び水と反応して水素を発生する物質とに分け燃料自体の容量を小さくしてタンク内の隔離された各室に貯蔵するもの（例えば、特許文献２参照）、あるいは、ノート型ＰＣ等の携帯型情報機器において、燃料電池本体をディスプレイに内蔵し燃料タンクはディスプレイの上端部に取り付けるものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６４５６７号公報（第３‐４頁、第１図、第２図）
【特許文献２】
特開平１０−６４５７２号公報（第３頁、第１図、第２図）
【特許文献３】
特開２００２−４９４４０公報（第４‐６頁、第１図、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した何れの従来例においても、機器とは別体の燃料タンクを用いている。また、燃料電池を携帯型電子機器へ利用する場合、発電に伴い生成される水を回収するための廃液タンクも考慮する必要がある。そのため、それらのタンクを含んで構成される燃料電池を携帯型電子機器に搭載すると、タンクが嵩張り機器全体が大型化して、携帯性が損なわれる問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮して、燃料電池を搭載しても機器を小型に構成することができる電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、電気部品を収容する電子機器の筐体と、この筐体内に配置され、一部が筐体内壁で形成される燃料室と廃液室とを区画して設ける隔壁と、前記筐体内に設けられ、前記燃料室からの燃料を発電に用いて前記電気部品へ給電し、発電に伴う廃液を前記廃液室へ排出する燃料電池本体と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明では、電子機器の外郭を構成して電気部品を収容する筐体内に隔壁を配置し、この隔壁により、一部が筐体内壁により形成される燃料室と廃液室とを筐体内に区画して設ける。燃料室には、例えば、メタノール等の燃料を貯蔵し、燃料電池本体はその燃料を用いて発電し電気部品へ給電する。また、発電に伴い生成される水等の廃液は、廃液室へ排出されて回収される。なお、燃料電池による発電には、上記燃料の他に酸素が必要であるが、その酸素は、燃料室とは別に設けた空気室から取り入れたり、燃料電池本体と機器外部とを連通させる吸気用の連通部を設けその連通部を介して大気を取り入れるなどにより、燃料電池本体へ供給することができる。また、発電に伴い発生する二酸化炭素等についても、燃料電池本体と機器外部とを連通させる排気用の連通部を設けることで機器外部へ排出することができる。
【０００９】
このように、電子機器の筐体内に、筐体内壁を一部用いて形成される燃料室と廃液室とを設けて、筐体に燃料貯蔵タンク及び廃液回収タンクとしての機能を持たせることにより、電子機器に燃料電池を搭載しても機器全体を小型に構成することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記隔壁が前記電気部品の取付基板であることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、電気部品が搭載されるプリント配線板等の取付基板を上記の隔壁として用いることにより、専用の隔壁を設ける場合に比べて、機器全体をより小型に構成することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記燃料電池本体は前記取付基板に搭載され、前記電気部品とは取付基板に形成された導電パターンで電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、燃料電池本体を取付基板に搭載することで実装密度が向上するとともに、取付基板に形成された導電パターンにより電気部品と電気的に接続することで、給電経路が短縮されて抵抗を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記燃料電池本体のプロトン導電膜は前記取付基板に取り付けられて前記燃料室と前記廃液室との境界部に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、取付基板に搭載された燃料電池本体は、プロトン導電膜を取付基板に取り付けて燃料室と廃液室との境界部に配置し、プラス電極（アノード）は取付基板の燃料室面側に、マイナス電極（カソード）は取付基板の廃液室面側にそれぞれ配設することにより、取付基板の廃液室面側を電源＋、燃料室面側を電源ＧＮＤとした、取付基板を挟むような電源部を配することができる。これにより、電源＋とＧＮＤ間を低インピーダンス化することができて、ノイズ除去作用を高めるなど電気特性の良好な回路構成とすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の電子機器の燃料電池格納構造において、前記電気部品が前記燃料室又は前記廃液室に面しており、電気部品の室内側表面は防液膜で覆われていることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、燃料室又は前記廃液室に面する電気部品の室内側表面を、液漏れを防ぐ防液膜で覆うことにより、燃料や廃液から電気部品を保護することができる。
【００１８】
また、請求項６に記載の携帯型電子機器では、駆動電源に用いる燃料電池を、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電子機器の燃料電池格納構造により格納することにより、機器を小型に構成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、本発明を、メタノール直接型燃料電池を駆動電源とするデジタル電子スチルカメラ（以下、単に「デジタルカメラ」という）に適用した場合について説明する。
【００２０】
［第１の実施形態］
図１〜図３には、本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの外観が示されており、図４及び図５には、そのデジタルカメラの平面視断面が示されている。また図６には、デジタルカメラの構成がブロック図で示されている。
【００２１】
（デジタルカメラの全体構造）
図１〜図３に示されるように、本実施形態のデジタルカメラ１０は箱型のコンパクトタイプとされ、カメラ本体の外郭を構成する筐体１２を備えている。筐体１２上面の一側端部にはシャッタボタン２００が設けられており、前面の他側部上隅近傍にはフラッシュライト９０が配置されている。また、筐体１２前面の略中央部には、撮影レンズ１６を組み込んだ円筒状のレンズ鏡胴１７が設けられており、この撮影レンズ１６は、ステッピングモータ等の駆動源により駆動されて焦点位置を変更するオートフォーカス（ＡＦ）機構を備えたズームレンズとなっている。
【００２２】
図２に示されるように、筐体１２の背面には、一側部上隅近傍にファインダ２０２が設けられており、他側部寄りに、画像や各種情報等をカラー表示するＬＣＤ７４が配置されている。ファインダ２０２の下方には、近距離撮影時に設定するマクロボタン２０４、強制的にフラッシュライト９０を発光させる強制フラッシュボタン２０６、及び、ＬＣＤ７４に表示され各種設定画面内のカーソルを移動させる十字カーソルボタン２０８が設けられ、ＬＣＤ７４の周囲には、ＬＣＤ７４に表示する画像の切り替え等の各種設定を行う設定ボタン２１０、２１２、２１４、及び、撮影条件等に関する各種設定を行う設定ボタン２１６、２１８、２２０が配置されている。
【００２３】
（筐体及びその内部構造）
筐体１２は、薄肉の金属板又は樹脂材料等で製作された薄型矩形箱状の液密構造とされており、図４に示されるように、内部に、デジタルカメラ１０を動作させる回路基板１４が収容されている。
【００２４】
回路基板１４は、銅箔からなる導電パターンが配線されたプリント配線板１８と、プリント配線板１８上に実装された多数の電気部品２０とを備えており、それら電気部品２０が導電パターンに電気的に接続されて電気回路を構成している。また、プリント配線板１８の所定位置には貫通孔２２が形成されており、この貫通孔２２に、メタノール直接型燃料電池２４の電池本体となるセル２６が取り付けられている。
【００２５】
図５に示されるように、セル２６は、電子導電体であるアノード２８、カソード３０の２つの電極の間に、イオン導電体であるプロトン導電膜（電解質膜）３２が挟まれた構造とされている。プロトン導電膜３２は、貫通孔２２の内周面に、プリント配線板１８の板面と略平行な向きに固着されて、貫通孔２２を塞いでいる。アノード２８は、プリント配線板１８の後面１８Ｂ側に配設されて、プロトン導電膜３２の後面と接しており、カソード３０は、プリント配線板１８の前面１８Ｃ側に配設されてプロトン導電膜３２の前面と接している。また、カソード３０は、端部にプリント配線板１８の前面１８Ｃ上に配線された導電パターン３４が接続されて、回路基板１４に設けられた、電圧調整器（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ＩＣ）等を含んで構成される電源回路３６と電気的に接続されている。アノード２８も同様に、端部にプリント配線板１８の後面１８Ｂ上に配線された導電パターン３５が接続されて、回路基板１４に設けられた電気回路を構成する電気部品２０と電気的に接続されている。
【００２６】
このように、メタノール直接型燃料電池２４のセル２６を搭載したプリント配線板１８は、図４に示されるように、筐体１２内の前後方向略中間部に前後方向と垂直な向きに配置されて、板端の周縁部１８Ａが筐体１２の内壁面１２Ｂに固着されている。これにより、筐体１２内がプリント配線板１８に仕切られて、筐体１２内の前側と後側とにそれぞれ密閉空間が形成されている。
【００２７】
筐体１２の内壁面１２Ｂとプリント配線板１８の後面１８Ｂとによって形成される後側の密閉空間は、セル２６による発電に用いる燃料（メタノール水溶液）を貯蔵する燃料室３８とされている。また、筐体１２の内壁面１２Ｂとプリント配線板１８の前面１８Ｃとによって形成される前側の密閉空間は、燃料電池による発電に伴い生成される廃液（水）を回収するための廃液室４０とされている。したがって、セル２６のプロトン導電膜３２は燃料室３８と廃液室４０との境界部に配置されており、アノード２８は燃料室３８内に臨んで燃料極とされ、カソード３０は廃液室４０内に臨んで後述する大気が供給される空気極とされる。
【００２８】
また、筐体１２の内壁面１２Ｂ、プリント配線板１８の後面１８Ｂと前面１８Ｃ、各電気部品２０の表面、及び、アノード２８とカソード３０のそれぞれの表面には、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気絶縁性に優れたシリコーン樹脂等からなるコート剤４２がコーティングされて被覆されている。このコーティングが施されることにより、プリント配線板１８の周縁部１８Ａと筐体１２の内壁面１２Ｂとの固着部に間隙や亀裂が生じている場合でも、その間隙等はコート剤４２にコーキングされて、燃料室３８及び廃液室４０の気密性（液密性）が保たれる。したがって、コーティングと相俟ってプリント配線板１８が液密隔壁としての役割を果たしている。
【００２９】
ただし、アノード２８は、コート剤４２に形成された開口部４４により、一部が燃料室３８と連通されている。さらに、筐体１２の外壁面（背面）１２Ａに形成された貫通孔４６とコート剤４２とにより排気管４８が構成されて、その排気管４８を介して機器外部５０とも一部連通されている。またカソード３０についても、コート剤４２に形成された開口部５２により、一部が廃液室４０と連通されている。さらに、筐体１２の外壁面（前面）１２Ａに形成された貫通孔５４とコート剤４２とにより吸気管５６が構成されて、その吸気管５６を介して機器外部５０とも一部連通されている。
【００３０】
（デジタルカメラの主要構成）
図６に示されるように、本実施形態のデジタルカメラ１０は、被写体像を結像させるための撮影レンズ１６の光軸後方に配設され絞り機能を備えるシャッタ６０と、光学像を電気信号（アナログ信号）に変換する撮像素子（ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））６２と、Ａ／Ｄコンバータ等の信号処理回路部を有して撮像素子６２からの出力信号に基づき被写体像を示すデジタル画像データを生成するアナログフロントエンド６４と、撮像素子６２及びアナログフロントエンド６４を駆動するためのタイミング信号や制御信号を生成するタイミング発生器６６と、マイクロプロセッサを有してデジタル画像データに所定の画素補間処理や色変換処理等を行う画像処理部６８と、デジタル画像データを一時的に記憶する高速アクセス可能なＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ）等の高速演算用メモリ７０と、デジタル画像データを蓄積する、電気的に記録・消去可能なフラッシュＰＲＯＭ等の画像蓄積用メモリ７２と、撮影した画像を表示するＬＣＤ７４と、外部機器と情報を通信する通信部７６と、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を有してデジタルカメラ１０の全体的な動作を司る主制御部７８と、各種パラメータやプログラム等を記憶したＲＯＭ８０と、機器のステイタスを表示するステイタスＬＣＤ８２、ステイタスＬＣＤ８２を照明するバックライト８３と、撮影レンズ１６のズームモータ（図示省略）を駆動制御するズーム制御部８４と、撮影レンズ１６の焦点調整モータ（図示省略）を駆動制御する測距制御部８６と、シャッタ６０及びシャッタ６０に含まれる絞り（図示省略）を駆動制御する露光制御部８８と、フラッシュライト９０と、シャッタボタン２００及び各種設定ボタン２０４〜２２０からなる操作スイッチ群９２とを備えている。
【００３１】
また、メタノール直接型燃料電池２４のセル２６が接続された電源回路３６は、主制御部５８に接続されている。なお、ＬＣＤ７４は、撮像素子６２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができる。
【００３２】
これにより、撮像素子６２は、撮影レンズ１６により結像された光学像（被写体像）を電気信号に変換してアナログフロントエンド６４に出力する。アナログフロントエンド６４は、入力された信号をＡ／Ｄコンバータによりデジタル画像データに変換すると共に、微弱なＣＣＤ出力信号を最適なレベルに合わせ込む信号の増幅、及び信号処理の過程で発生するノイズ成分の除去等を行って画像処理部６８に出力する。
【００３３】
画像処理部６８は、内蔵しているラインバッファにアナログフロントエンド６４から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して、一旦、高速演算用メモリ（ＳＤＲＡＭ）７０に格納する。高速演算用メモリ７０に格納されたデジタル画像データは、主制御部７８によって読み出され、これらに光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行なうと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行なって８ビットのデジタル画像データを生成し、更にＹＣ信号処理して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という）を生成し、ＹＣ信号を再び高速演算用メモリ７０に格納する。また、ＬＣＤ７４をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号をＬＣＤ７４に順次出力することで、ＬＣＤ７４にスルー画像がモニタ表示される。
【００３４】
撮影においては、撮影者は、光学ファインダ２０２を通し、又はＬＣＤ７４に表示されるスルー画像を視認してフレームを決め、シャッタボタン２００を押圧操作する。シャッタボタン２００が押されると、主制御部７８は、高速演算用メモリ７０に格納されたＹＣ信号を、画像処理部６８を介して画像蓄積用メモリ（Ｆｌａｓｈ）７２に記憶するとともに、撮影した静止画像をＬＣＤ７４に表示する。
【００３５】
一方、主制御部７８に制御される露光制御部８８は、シャッタ６０及びシャッタ６０に含まれる絞りを駆動させるためのタイミング信号をシャッタ６０に出力し、タイミング発生器６６は、撮像素子６２を駆動させるためのタイミング信号を撮像素子６２に、アナログフロントエンド６４を駆動させるためのタイミング信号をアナログフロントエンド６４に、各々出力する。
【００３６】
また、本実施形態の撮影レンズ１６は、複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。レンズ駆動機構には、ズームモータ及び焦点調整モータが含まれており、ズームモータは、主制御部７８の制御下でズーム制御部８４から供給された駆動信号によって駆動され、焦点調整モータは、主制御部７８の制御下で測距制御部８６から供給された駆動信号によって駆動される。
【００３７】
主制御部７８は、光学ズーム倍率を変更する際にはズームモータを駆動制御して撮影レンズ１６の焦点距離を変化させる。また、主制御部７８は、撮像素子６２による撮像によって得られた画像のコントラストが最大となるように上記焦点調整モータを駆動制御することによって合焦制御を行う。すなわち、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０では、合焦制御として、読み取られた画像のコントラストが最大となるようにレンズの位置を設定する、所謂ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）方式を採用しており、オートフォーカス・フレームによって示される撮影位置に被写体が位置した状態でシャッタボタン２００を半押しすることによって、自動的に合焦制御が為されるように構成されている。
【００３８】
（実施形態の作用）
次に、図４及び図５を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の作用を説明する。
【００３９】
デジタルカメラ１０の初期状態では、燃料室３８内に燃料としてのメタノール水溶液が充填されており、廃液室４０内は空の状態とされている。ここで、セル２６のアノード２８に、開口部４４を介してメタノール水溶液が供給され、カソード３０に、吸気管５６を介して大気（酸素）が供給されると、電気化学的な反応により発電される。詳細には、燃料極となるアノード２８において、燃料として供給されたメタノール水溶液（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ）の水素が水素イオン（Ｈ＋）と電子（ｅ−）とに解離し、電子は導電パターン３４から電気回路を通って、また水素イオンはプロトン導電膜３２を通って空気極となるカソード３０にそれぞれ到達し、電気回路に電流が流れる。また電子と水素とがカソード３０に供給された酸素（Ｏ２）と反応して水（Ｈ２Ｏ）が生成される。さらにアノード２８では、水素イオンが電離したメタノール水溶液から二酸化炭素（ＣＯ２）が排出される。したがって、アノード２８での二酸化炭素は排気管４８から機器外部５０へ排出され、カソード３０で生成された廃液としての水は、開口部５２を通り廃液室４０へ排出されて回収される。
【００４０】
燃料極 ： ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ → ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−
空気極 ： ３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ− → ３Ｈ２Ｏ
また、このメタノール直接型燃料電池２４による発電では、カソード３０に接続された導電パターン３４側が電池電圧電位となり、アノード２８に接続された導電パターン３５側がＧＮＤ電位となって、生成された電気は電源回路３６により適正電圧に調整されて主制御部７８等の電気回路に送られる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１０では、筐体１２内に、筐体１２の内壁面１２Ｂを一部用いて形成した燃料室３８と廃液室４０とを設けて、筐体１２に燃料貯蔵タンク及び廃液回収タンクとしての機能を持たせたことにより、デジタルカメラ１０にメタノール直接型燃料電池２４を搭載しても機器全体を小型に構成することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、電気部品２０が搭載されたプリント配線板１８を隔壁として用いたことにより、専用の隔壁を設ける場合に比べて、機器全体をより小型に構成することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、セル２６をプリント配線板１８に搭載したことで実装密度が向上するとともに、プリント配線板１８に形成された導電パターン３４、３５により電源回路３６や電気部品２０と直接接続したことで、給電経路が短縮されて抵抗を抑えることができる。
【００４４】
また、本実施の形態では、プリント配線板１８に搭載したセル２６は、プロトン導電膜３２をプリント配線板１８に取り付けて燃料室３８と廃液室４０との境界部に配置し、アノード２８はプリント配線板１８の燃料室３８面側に、カソード３０はプリント配線板１８の廃液室４０面側にそれぞれ配設したことにより、プリント配線板１８の廃液室４０面側（後面前面１８Ｃ側）を電源＋、燃料室３８面側（前面１８Ｃ）を電源ＧＮＤとした、プリント配線板１８を挟むような電源部を配することができる。これにより、電源＋とＧＮＤ間を低インピーダンス化することができて、ノイズ除去作用を高めるなど電気特性の良好な回路構成とすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、燃料室３８及び廃液室４０に面する電気部品２０の室内側表面をコート剤４２で被覆したことにより、燃料や廃液から電気部品２０を保護することができる。
【００４６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態は、筐体内を複数の回路基板で仕切ることにより、筐体内に区画して設ける室数を増やしたものであるが、上記第１の実施形態と同一構成については同じ符合を付してその説明を省略する。
【００４７】
図７及び図８に示されるように、第２の実施形態に係るデジタルカメラ１００は、第１の実施形態と同じシャッタボタン２００や各種設定ボタン、ＬＣＤ等が設けられたカメラ本体１０１と、撮影レンズ１６を備えてカメラ本体１０１の一側面に着脱可能とされたレンズユニット１２８とにより構成されている。なお、このレンズユニット１２８は、カメラ本体１０１に装着されると、不図示のコネクターが接続されてカメラ本体１０１と電気的に接続されるようになっている。
【００４８】
カメラ本体１０１の筐体１０２は、第１の実施形態と同様の液密構造とされており、内部に、前後方向に所定の間隔で配列された２枚の回路基板１０４、１０６が収納されている。各回路基板１０４、１０６のプリント配線板１０８、１１０には、第１の実施形態と同様に、貫通孔２２にセル２６がそれぞれ取り付けられており、そのプリント配線板１０８、１１０は、筐体１０２の内壁面１０２Ａにそれぞれ固着されて、筐体１０２内に、区画された３つの密閉空間を形成している。
【００４９】
それら密閉空間のうち、筐体１０２内の前側に位置するプリント配線板１０８の前面１０８Ａと筐体１０２の内壁面１０２Ａとにより形成される前側空間、及び、筐体１０２内の後側に位置するプリント配線板１１０の後面１１０Ｂと筐体１０２の内壁面１０２Ａとにより形成される後側空間は、それぞれ廃液室１１２、１１４とされている。また、廃液室１１２、１１４との間に位置して、プリント配線板１０８の後面１０８Ｂ及びプリント配線板１１０の前面１１０Ａと、筐体１０２の内壁面１０２Ａとにより形成される中央部空間は、燃料室１１６とされている。なお、この燃料室１１６の容積は、廃液室１１２、１１４の合計容積とほぼ等しくなるようにされている。
【００５０】
各セル２６の燃料室１１６内に配置されたそれぞれのアノード２８を被覆するコート剤４２には、対向する開口部１１８、１２０が形成されている。各アノード２８は、それぞれの開口部１１８、１２０に各基端部が接続されるとともに、筐体１０２の一方の側面に形成された貫通孔１２２に先端部が接続されたＴ字型の排気管１２４によって、機器外部５０と連通されている。
【００５１】
これにより、本実施形態のデジタルカメラ１００は、筐体１２内に分離・収容された各回路基板１０４、１０６がそれぞれメタノール直接型燃料電池を備えた構成となり、その各燃料電池から給電されるようになる。また、回路基板１０４、１０６を中継基板や配線等により電気的に接続すれば、２つの燃料電池からなる高電圧電源や大電流電源を構成することができる。
【００５２】
例えば、プリント配線板１０８の前面１０８Ａ側にあるカソード３０に接続された導電パターン３４と、プリント配線板１１０の前面１１０Ａ側にあるアノード２８に接続された導電パターン３５とを不図示の中継基板又は配線等で接続すると、上記カソード３０とアノード２８との間には、第１の実施形態で説明した１層のメタノール直接型燃料電池２４に比べて２倍の電圧が発生する。これは、第１実施形態の１層電池を直列に繋げたことに他ならず、この電圧を取り出すことにより、上記１層電池に比べて２倍の電圧が得られる高電圧電源を構成することができる。
【００５３】
一方、プリント配線板１０８の後面１０８Ｂ側にあるアノード２８に接続された導電パターン３５と、プリント配線板１１０の前面１１０Ａ側にあるアノード２８に接続された導電パターン３５とを不図示の中継基板又は配線等で接続し、プリント配線板１０８の前面１０８Ａ側にあるカソード３０に接続された導電パターン３４と、プリント配線板１１０の後面１１０Ｂ側にあるカソード３０に接続された導電パターン３４とを不図示の中継基板又は配線等で接続して、各セル２６のアノード２８、カソード３０間から電源をとる構成にすると、これは、第１実施形態の１層電池を並列に繋げたことになるので、その１層電池に比べて２倍の電流が得られる大電流電源を構成することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では、燃料室を１室、廃液室を２室として説明したが、逆に、燃料室を２室、廃液室を１室としてもよい。さらには、本実施形態のような２枚のプリント配線板を用いての３室・２層電池構成に限らず、４室の２層電池構成、あるいは、３層以上の電池構成としてもよい。その場合は、燃料室と廃液室とを交互に配列することで構成可能である。
【００５５】
以上、本発明を上述した特定の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
【００５６】
例えば、第１及び第２の実施形態では、筐体内のほぼ全スペースを燃料室又は廃液室とした構成であるが、それら燃料室及び廃液室は、筐体内の一部を区画して設けることもできる。その場合、回路基板に搭載される電気部品は、燃料や廃液に触れないよう配置することも可能である。
【００５７】
筐体内に燃料室と廃液室とを区画して設ける隔壁については、回路基板を構成するプリント配線板に限らず、例えば、単に部品を固定するために設けた部品固定用基板や、筐体を補強するために筐体に一体的に、あるいは別体として設けたリブや補強板等を用いることもできる。またその場合も、燃料電池のセルを隔壁に同一平面状に取り付けることで、セルの各電極面と対応して配設する燃料室及び廃液室を無駄のないレイアウトにすることができる。また、燃料の補給や廃液の排出・回収については、筐体の外壁面に燃料室又は廃液室と連通するドレン口をそれぞれ設け、それらのドレン口から行うようにしてもよい。
【００５８】
また、電気部品を保護するとともに燃料室及び廃液室のシール機能を果たすコート剤については、第１及び第２実施形態のような全面コーティングに限らず、必要部のみコーティングを施すこともできる。例えば、通常、基板表面にはレジスト層が形成され基板表面上に配線された導電パターンはそのレジスト層に被覆されているため、レジスト層を耐水性、耐薬品性を有する材料で形成することにより、プリント配線板上で部品が搭載されていない部分のコーティングを省き、部品搭載部のみに部分的にコーティングするようなこともできる。また、コーティング以外に、通常のＩＣやＬＳＩを樹脂封止する場合と同様、耐水性、耐薬品性、耐熱性、電気絶縁性を有する、例えばエポキシ系半導体封止材料等を用いて、全体又は部分的に樹脂封止してもよい。
【００５９】
また、プリント配線板と筐体内壁面との固着部については、室内の圧力変化や温度変化等の条件により、必要に応じて、Ｏリング等のシール部材を用いシール性を高めることができる。さらに、筐体は分割構造としてもよく、その場合も、筐体の接合部にシール部材等を設けることで、簡単且つ確実に液密構造を得ることができる。
【００６０】
また、画像等を表示するＬＣＤについては、カメラの小型化・薄型化等を考慮した場合、バックライトの不要な有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等の他の表示手段に置き換えるようにしてもよい。
【００６１】
また本発明は、上述したデジタルカメラ以外に、ＰＤＡや携帯電話機等の携帯型電子機器、あるいはレンズ付きフィルム等にも適用することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器は上記構成としたので、燃料電池を搭載しても機器を小型に構成することができる。
【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を正面側から見た外観図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラを背面側から見た外観図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの正面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図４における燃料電池付近を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラを正面側から見た外観図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラを示す平面視断面図である。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ（携帯型電子機器）
１２ 筐体
１４ 回路基板
１８ プリント配線板（取付基板／隔壁）
２０ 電気部品
２２ 貫通孔（境界部）
２４ メタノール直接型燃料電池（燃料電池）
２６ セル（燃料電池本体）
３２ プロトン導電膜
３４、３５ 導電パターン
３６ 電源回路（電気部品）
３８ 燃料室
４０ 廃液室
４２ コート剤（防液膜）
Claims (6)
- 電気部品を収容する電子機器の筐体と、
この筐体内に配置され、一部が筐体内壁で形成される燃料室と廃液室とを区画して設ける隔壁と、
前記筐体内に設けられ、前記燃料室からの燃料を発電に用いて前記電気部品へ給電し、発電に伴う廃液を前記廃液室へ排出する燃料電池本体と、
を有することを特徴とする電子機器の燃料電池格納構造。 - 前記隔壁が前記電気部品の取付基板であることを特徴とする請求項１記載の電子機器の燃料電池格納構造。
- 前記燃料電池本体は前記取付基板に搭載され、前記電気部品とは取付基板に形成された導電パターンで電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載の電子機器の燃料電池格納構造。
- 前記燃料電池本体のプロトン導電膜は、前記取付基板に取り付けられて前記燃料室と前記廃液室との境界部に配置されていることを特徴とする請求項３記載の電子機器の燃料電池格納構造。
- 前記電気部品が前記燃料室又は前記廃液室に面しており、電気部品の室内側表面は防液膜で覆われていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項記載の電子機器の燃料電池格納構造。
- 請求項１〜請求項５の何れか１項記載の電子機器の燃料電池格納構造により格納された燃料電池を駆動電源に用いていることを特徴とする携帯型電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002282579A JP2004119247A (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002282579A JP2004119247A (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004119247A true JP2004119247A (ja) | 2004-04-15 |
Family
ID=32276690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002282579A Pending JP2004119247A (ja) | 2002-09-27 | 2002-09-27 | 電子機器の燃料電池格納構造及び携帯型電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004119247A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2871333A1 (fr) * | 2004-06-02 | 2005-12-09 | Antig Tech Co Ltd | Carte a circuit electronique integrant une pile a combustible |
| JP2006332025A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-12-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池ユニットおよび電子機器 |
| JP2011000586A (ja) * | 2010-07-28 | 2011-01-06 | Casio Computer Co Ltd | 反応装置 |
-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002282579A patent/JP2004119247A/ja active Pending
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| JP2006332025A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-12-07 | Hitachi Ltd | 燃料電池ユニットおよび電子機器 |
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