JP2004180226A - デジタルカメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2種類以上の1次側直流電源2、3を接続可能であるデジタルカメラにおいて、前記1次側直流電源が電池電源2、3であり、この電池電源2、3が同一スペース内に収容可能であり、前記電池電源2、3は異なる形状であり、前記異なる形状の電池の一方が2次電池3のみであり、他方が1次あるいは2次電池で使用可能であり、前記1次2あるいは2次3電池において少なくとも1種類の定常動作電圧領域と前記2次電池3のみの定常動作電圧領域を略略同一電圧とした。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電池スペースを利用した各種電源接続方法を利用し得るデジタルカメラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来技術として、電池側にDC/DCコンバータを装着して動作電圧を同一にする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、DC/DCコンバータによる効率低下回路追加によりスペースが拡大する不具合がある。
【特許文献1】特開平5−184136号公報
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
電池で駆動する機器、とくにデジタルカメラにおいては、携帯性からくる必要形状の制約からそれ自体の消費電流と比較すると一般に電池寿命を犠牲にせざるを得ない状況にある。
そのために、緊急時に入手し易い単三、単四電池等の乾電池を使用し、通常使用はリチウムイオン電池を用いて異種電池の装着により通常使用時は電池寿命を延ばす方法がある。しかしながら、乾電池の定常動作電圧とリチウムイオン電池の定常動作電圧が違うため、電源の作動範囲が極端に違い電源回路の効率の低下、大型化等、電源として問題が生じている。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、乾電池の本数を選択することによって、リチウムイオン電池の通常動作電圧領域を一致させることにより電池寿命を延ばすようにしたデジタルカメラを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明では、2種類以上の1次側直流電源を接続可能であるデジタルカメラにおいて、前記1次側直流電源が電池電源であり、該電池電源が同一スペース内に収容可能で、且つ異なる形状を有し、該異なる形状の電池の一方が2次電池のみで構成され、他方の電池が1次あるいは2次電池として使用可能とし、前記1次あるいは2次電池において少なくとも1種類の定常動作電圧領域及び前記2次電池のみの定常動作電圧領域を略同一電圧としたことを特徴とする。
請求項2記載の発明では、前記2次電池のみの電池がリチウムイオン1セル電池であり、前記1次あるいは2次電池においては単三或いは単四ニッケル水素電池3本を使用する請求項1記載のデジタルカメラを主要な特徴とする。
請求項3記載の発明では、前記2次電池のみの電池の接続端子と前記1次あるいは2次電池の接続端子が夫々別に用意され、前記各接続端子によって端子の電圧検出を行う電池判別手段を兼用することを特徴とする。
請求項4記載の発明では、前記1次側直流電源に接続可能なACアダプタ電源を更に備え、前記電池電源と同一スペース内に収容可能であり、前記ACアダプタ電源接続端子は単独あるいは前記電池電源接続端子と兼用としたことを特徴とする。
請求項5記載の発明では、前記1次側直流電源に接続可能なACアダプタ電源を更に備え、前記電池電源と同一スペース内に収容可能であり、前記ACアダプタ電源接続端子は単独あるいは前記電池電源接続端子の内の高出力電圧側と兼用としたことを特徴とする。
請求項6記載の発明では、前記リチウムイオン電池の接続時には同一スペース内に隣接してリチウムイオン電池充電手段を接続し得る端子を備えたことを特徴とする。
請求項7記載の発明では、異なる電池にそれぞれ対応するバッテリチェック用のテーブルを有することを特徴とする。
請求項8記載の発明では、前記ACアダプタ電源接続端子を前記スペース以外に用意することを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明のデジタルカメラに使用する電源入力部の第1の実施の形態を示す構成図である。図1はACアダプタをカメラ側に内蔵した例として示してある。1次側電源はACアダプタ入力端子1あるいは3本の単三電池2あるいはリチウムイオン電池3からなる。
単三電池2は3本のニッケル水素電池により通常放電領域電圧で1.2V×3=3.6Vでリチウムイオン電池3の通常放電領域電圧3.6Vあるいは3.7Vと略一致する。
ACアダプタの電圧を3.6V近傍に合わせることにより、それぞれ3種類の電源の動作範囲を±0.1V程度に一致させて、この範囲が狭くなることによってDC−DCコンバータ4を最適効率に追いこむことができて電池の本数等を本実施の形態と変えて広い動作範囲にしたDC−DCコンバータ4よりも効率を上げることが可能になる。
また、終始電圧も単三電池2では0.9V×3=2.7Vでリチウムイオン電池3が一般に2.6V程度なので、±0.1V程度に一致させることができる。それによって通常放電領域電圧のみならず終始電圧もほぼ同一なのでDC−DCコンバータ4の動作電圧範囲を最適効率に追いこむことができる。
さらに、動作範囲が一致したのでバッテリの終止電圧の判断を行う後述のシステム図のコントローラのバッテリ電圧の判断のメモリ領域を節約できるので、ほかの機能のためにメモリ領域の転用が可能になる。
1次電源のどれからの電力は、それぞれ、溶断ヒューズ、温度ヒューズ等の入力保護手段5、6、7を経由して入力切り替え手段8、9、10を介してDC−DCコンバータ4に入力される。
入力切り替え手段8、9、10は3系統全て接続すると、ACアダプタから異常充電されて、保安上問題が発生するために途中に入れている。また、電源検出手段11、12、13でどの電源が接続されているかを確認する。この確認はコントローラ14で行われる。
なお、ACアダプタ側の入力保護手段5は上記ヒューズのほかに、異常に高い電圧のACアダプタが接続されたときの保護のための過電圧保護手段や正負逆のACアダプタが接続されたときの保護のための逆接防止回路、EMCノイズがカメラからACアダプタのケーブルを介して放射されないように防止するEMCフィルタも必要に応じて構成されることは言うまでもない。
【0006】
図2は本発明のデジタルカメラに使用する電源入力部の第2の実施の形態を示す構成図である。図2は上記ACアダプタ側の入力保護手段5とACアダプタ入力端子1を電池と略同じ形状にして電池室に入れることによりカメラスペースを小さくしたものである。その他の構成は図1の第1の実施の形態と同一であるので、同一部分に同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図1および図2に示すように、基本的には単三電池2とリチウムイオン電池3はどちらかの使用を前提にしていて同時使用はできない。2次電池のみの電池の接続端子と1次あるいは2次電池の接続端子が別に用意され、これらの別の接続端子(図示せず)によって端子の電圧検出による電池判別手段を兼用する。
さらに接続可能な1次側直流電源にACアダプタ電源があり、電池電源と同一スペース内に収容可能であり、ACアダプタ電源接続端子1は単独あるいは電池電源接続端子と兼用としている。
さらに接続可能な1次側直流電源にACアダプタ電源があり、電池電源と同一スペース内に収容可能であり、ACアダプタ電源接続端子は単独あるいは前記電池電源接続端子の内の高出力電圧側と兼用としている。
リチウムイオン電池3の接続時には同一スペース内に隣接してリチウムイオン電池充電手段(図示せず)を接続し得る端子が存在する。異なる電池にそれぞれ対応するバッテリチェック用のテーブル(図示せず)を有している。ACアダプタ電源接続端子をスペース以外に用意する。
【0007】
図3は図1および図2の電源入力部の電源検出回路と入力切り替え手段を示す回路図である。図3において、1次側電源の接続の検出は、後述するシステム図のコントローラからNPNトランジスタ15をオンさせてPNPトランジスタ16をオンさせてこのPNPトランジスタ16のコレクタ側の抵抗17の発生電圧の有り無しで検出する。
この2つのトランジスタ15、16でレベルシフト回路を構成しており低いコントローラの出力電圧でもコントローラの入力端子のオン・オフが可能になる。入力切り替え手段8、9、10はPchパワーMOS18とNPNトランジスタ19から構成されていてNPNトランジスタ19がコントローラの出力端子オンでDC−DCコンバータ4へ電源を供給する。
動作としては電源検出回路11、12、13で接続が確認されたら入力切り替え手段8、9、10をオンして動作させる。なお、NPNトランジスタ19はFETのごとき別の代替手段を使用しても良い。
【0008】
図4は本発明のデジタルカメラの電池室の構成を示す分解斜視図である。図のように3本の単三電池2あるいはリチウムイオン電池3のどちらかの接続としている。単三電池2のときはそのままカメラ電池室20の電池室蓋21を開けて単三電池2を装着する。
リチウムイオン電池3の使用時はカメラ電池室20のリチウムイオン電池端子収納蓋23を下に倒すとリチウムイオン電池用端子24が見えるので、そのままリチウムイオン電池を装着する。なお、電池によっては長さの関係で単三用端子とリチウムイオン電池端子の関係を変えても良い。
以上に関してACアダプタ端子は図示しない位置に設置されている。また、ACアダプタ入力端子を含むユニットは略単三3本形状あるいはリチウムイオン電池形状にあわせて構成する。場合によっては別端子を用意して、通常リチウム電池より薄い電池と前記ユニットを両方接続可能にしても良い。
【0009】
図5は本発明のデジタルカメラのシステム図である。図において、レンズ系3は、フォーカスレンズ系31、ズームレンズ系32、絞り等を含むメカ機構33、フォーカスモータ34、ズームモータ35、絞りモータ36、フォーカスモータドライバ37、ズームモータドライバ38、およびモータドライバ39を含んでいる。
TG部(タイミング発生器)40には、CCD(電荷結合素子)41、CDS(相関2重サンプリング)回路42、可変利得増幅器(AGCアンプ)43、およびA/D変換器44が接続されている。
A/D変換器44には、IPP(イメージプリプロセッサ)45、DCT(離散型コサイン変換)46、コーダ(ハフマンインコーダ/デコーダ)47、MCC(メモリカードコントローラ)48、RAM(内部メモリ)49、カードインターフェース50、PCカード(メモリーカード等含む)が続いている。
コントローラ(CPU)52には、フラッシュメモリ(EEPROM)53、コントローラ用A/D変換器54、コントローラ用D/A変換器55、補助光ランプ59、補助光ランプ駆動回路60が、また、システムバスライン56を介してLCD表示部58、LCDドライバ回路57が接続されている。
さらに、このシステム図には、ストロボ61、DC−DCコンバータ62、バッテリ63、ACアダプタ64、操作部65、レリーズスイッチ66、モード入力手段67、音声アンプ部68、マイク69、スピーカ70、イヤホン71、振動モータドライバ72、振動モータ73が示されている。
【0010】
レンズユニットはレンズ系3、絞り・フィルタ部等を含むメカ機構33からなり、このメカ機構33のメカニカルシャッタは2つのフィールドの露光を行う。レンズ系3は例えばバリフォーカルレンズからなり、フォーカスレンズ系34とズームレンズ系35とで構成されている。
フォーカスモータドライバ37はコントローラ52から供給される制御信号にしたがって、フォーカスモータドライバ37を駆動してフォーカスレンズ系31を光軸方向に移動させる。ズームモータドライバ38はコントロ−ラ52から供給される制御信号にしたがってズームモータ35を駆動して、ズームレンズ系32を光軸方向に移動させる。また、絞りモータドライバ39はコントローラ52から供給される制御信号にしたがってメカ機構33を駆動し、例えば絞りの絞り値を設定する。
CCD(電荷結合素子)41はレンズユニットを介して入力した映像を電気信号(アナログ画像データ)に変換する。CDS(相関2重サンプリング)回路42はCCD型撮像素子にたいする低雑音化のための回路である。また、AGCアンプ43はCDS回路42で相関2重サンプリングされた信号のレベルを補正する。
【0011】
なお、AGCアンプ43が内蔵するD/A変換器を介して設定データ(コントロール電圧)がAGCアンプ43に設定されることにより設定される。さらにA/D変換器44はAGCアンプ43を介して入力したCCD41からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。
すなわち、CCD41の出力信号は、CDS回路42およびAGCアンプ43を介し、また、A/D変換器44により、最適なサンプリング周波数(例えばNTSC信号のサブキャリア周波数の整数倍)にてデジタル信号に変換される。
また、デジタル信号処理部であるIPP(イメージプリプロセッサ)45、DCT(離散型コサイン変換)46およびコーダ(ハフマンインコーダ/デコーダ)47は、A/D変換器44から入力したデジタル画像データについて色差(Cb、Cr)と輝度(Y)に分けて各種処理、補正及び画像圧縮/伸長のためのデータ処理を施す。
DCT46およびコーダ47は、例えばJPEG準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換・逆直交変換、ならびにJPEG準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるホフマン符号化・復号化等を行う。
また、IPP45はG画像データの輝度データ(Y)を検出し、検出した輝度データ(Y)に応じたAE評価値をコントローラ52に出力する。このAE評価値は被写体の輝度(明るさ)を示すものである。また、IPP45は設定された色温度範囲内で、R、G、B画像データの各輝度データ(Y)に応じたAWB(自動白色バランス)評価値を各々コントローラ52に出力する。このAWB評価値は被写体の色成分を示すものである。
さらに、MCC(メモリカードコントローラ)48は、圧縮処理された画像をいったん蓄えてPCカードインターフェース50を介してPCカード51への記録、或いはPCカード51からの読み出しを行う。
【0012】
LCD表示部58は透過型LCDからなり、画像データや操作メニュー等が表示される。補助光ランプ59はLCD表示部58を照明するためのバックライトであり、例えば蛍光管、あるいは白色LEDからなる。補助光ランプ駆動回路60は、コントローラ52の制御に基づき、補助光ランプ59に駆動電力を出力して補助光ランプ59を点灯させる。
LCDドライバ回路57は、IPP45から入力される画像データをLCD表示部58に表示させるための回路である。操作部65は、撮影の指示を行うためのレリーズスイッチ66、モード入力手段67、電源スイッチ、LCDスイッチ、補助光ランプスイッチ、機能選択およびその他の各種設定を外部から行うためのボタン等を備えている。なお、図中74は音声記録モード、75は静止画記録、76は動画記録を示す。
ストロボ回路61は、コントローラ52の制御によりストロボ光を発する。バッテリ63は例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、ニッカド(NiCd)電池、アルカリ電池等からなり、場合によりACアダプタ64の電源電圧が供給されることもある。
DC−DCコンバータ62を介してデジタルカメラAの内部に供給される。DC−DCコンバータ62はコントローラ52の制御により、デジタルカメラA内部に出力する各種電源をオン/オフするスイッチ回路を内蔵する。
ここで、コントローラ52、DC−DCコンバータ62、バッテリ63は、システム全体から符号付けしたが、これらは、図1および図2に示したコントローラ14、DC−DCコンバータ4、バッテリ(単三電池2またはリチウムイオン電池3)に同じである。
コントローラ52は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器、D/A変換器等からなり、CPUは操作部65からの指示または図示しないリモコン等の外部動作指示に従い、ROMに格納された制御プログラムにしたがってRAMをワークエリアとして使用して、デジタルカメラAの装置全体の制御を行う。
【0013】
なお、A/D変換器、D/A変換器は外部に用意する場合にはA/D変換器54、D/A変換器55として用意される。
具体的には、コントローラ52は、撮影動作、自動露出(AE)動作、自動白色バランス(AWB)調整動作やAF動作、表示等の制御を行う。また、各種制御のための情報入力手段の一つとして内蔵のA/D変換器を用いてアナログ情報の把握を行う。内蔵のA/D変換器は基準電圧との比較で行われる。
一方、アナログ出力のためにD/A変換器を用いる。例えばIPP45とコントローラ52との制御、データのやりとりは図の下方に56aとしてその記号を示すシステムバス56を介して行われる。また、コントローラ52は、被写体を撮像して得られる画像データをPCカード51に記録する記録モードと、PCカード51に記録された画像データをLCD表示部58に再生して表示する再生モードと、撮像したモニタリング画像をLCD表示部58に直接表示するモニタリングモード等を備えている。
また、再生モードやモニアリングモードでLCD表示部58に画像を表示する場合の表示モードとしては、固定モード、外光適応モードを備えており、これらのモードの選択は操作部65で行われる。
フラッシュメモリ53には、デジタルカメラAの各種パラメータやデータが記録されている。タイミングジェネレータ(TG)40は、IPP45から入力される水平同期信号および垂直同期信号に基づいて、各種タイミング信号を生成する。
音声アンプ部68はコントローラ52のA/D変換機54あるいはD/A変換機55を介してマイク69、スピーカ70、イヤホン71のアナログ信号の増幅を行う。なお、音声出力手段としてはスピーカ70のかわりにコントローラ52の図示しない出力によってブザーを使用する方法も可能であることは言うまでもない。
振動モータ73は警告表示手段の一手段であり、コントローラ52からの制御信号により振動モータドライバ72を動作させて、この振動モータドライバ72は振動モータ73を駆動することにより振動によって警告表示を行う。
【0014】
図6は本発明によるデジタルカメラの電源入力部の切り換えを説明するシステムフロー図である。電源スイッチ等でカメラシステムが起動すると、コントローラ52がまずACアダプタ側の電源検出回路11を動作してACアダプタ64が接続されているかどうか判断する(S1)。YESの場合はACアダプタ用のバッテリレベルを設定して(S2)各シーケンスでそれぞれのバッテリレベルを確認しながらカメラ動作を進める(S3)。
ACアダプタでない場合はバッテリ63(リチウムイオン電池3)側の電源検出回路13を動作してリチウムイオン電池3が接続されているかどうかを判断する(S4)。YESの場合はリチウムイオン電池3のバッテリレベルを設定して(S5)各シーケンスでそれぞれのバッテリレベルを確認しながらカメラ動作を進める。リチウムイオン電池判別がNOの場合はバッテリ63(単三または単四電池2)側の電源検出回路12を動作して単三または単四電池2が接続されているかどうか判断する(S6)。YESの場合は単三または単四電池のバッテリレベルを設定してS77)各シーケンスでそれぞれのバッテリレベルを確認しながらカメラ動作を進める。
以上ですべてNOの場合は電源検出回路等が異常と判断してカメラ動作を止める(S8)。以上のシーケンスで次のシーケンスに進める。
同時に単三あるいは単四乾電池系を採用したことにより、若干動作電圧が高くなり効率が低下するが入手可能なアルカリ電池も使用が可能になるので、緊急避難的な使用の利便性も期待できる。一方、リチウムイオン電池は大容量が期待できるので、電池寿命が必要な環境での使用に適している。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1によれば、効率を上げて電池寿命を延ばすあるいは利便性を備えた電源を構成できるとともに、同様に異種形状電池の通常動作電圧を略一致させて、違う構成でも上記の効果が期待できる。
請求項2によれば、とくに一般的な単三あるいは単四乾電池系、とくにニッケル水素電池3本とリチウムイオン電池1セルどちらかの使用により利便性を上げる効果がある。
請求項3によれば、端子を別にしてその電圧検出により使用の電池判別が簡易な方法で可能なためにスペースや消費電力を削減できる効果がある。
請求項4によれば、ACアダプタ入力端子を含むユニットを電池スペースにいれてACアダプタ使用時にはそのユニットを使用することにより、スペースメリットの効果がある。
請求項5によれば、ACアダプタはAC電源からの供給により高出力が可能であり、高出力側の電池系と兼用して低出力側でないのでシーケンスを変える等さらに細かい制御が可能になる効果がある。
請求項6によれば、ACアダプタ入力端子を含むユニットと薄形の電池の兼用により電池使用とACアダプタ使用あるいは電池寿命優先の厚形電池のそれぞれの使用が可能で使用範囲が拡大できる効果がある。
請求項7によれば、各電池を判別してバッテリチェック用テーブルをそれぞれの電源に使い分けできるので、それぞれの電池に合わせて容量を使いきる等の効果がある。
請求項8によれば、電池室以外に用意して電池を入れたままでのACアダプタの使用を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデジタルカメラに使用する電源入力部の第1の実施の形態を示す構成図である。
【図2】本発明のデジタルカメラに使用する電源入力部の第2の実施の形態を示す構成図である。
【図3】図1および図2の電源入力部の電源検出回路と入力切り替え手段を示す回路図である。
【図4】本発明のデジタルカメラの電池室の構成を示す分解斜視図である。
【図5】本発明のデジタルカメラのシステム図である。
【図6】本発明によるデジタルカメラの電源入力部の切り換えを説明するシステムフロー図である。
【符号の説明】
A デジタルカメラ
2 電池電源(単三電池)
3 電池電源(リチウムイオン電池)
24 別の接続端子(リチウムイオン電池用端子)
64 ACアダプタ
Claims (8)
- 2種類以上の1次側直流電源を接続可能であるデジタルカメラにおいて、前記1次側直流電源が電池電源であり、該電池電源が同一スペース内に収容可能で、且つ異なる形状を有し、該異なる形状の電池の一方が2次電池のみで構成され、他方の電池が1次あるいは2次電池として使用可能とし、前記1次あるいは2次電池において少なくとも1種類の定常動作電圧領域及び前記2次電池のみの定常動作電圧領域を略同一電圧としたことを特徴とするデジタルカメラ。
- 前記2次電池のみの電池がリチウムイオン1セル電池であり、前記1次あるいは2次電池においては単三或いは単四ニッケル水素電池3本を使用することを特徴とする請求項1記載のデジタルカメラ。
- 前記2次電池のみの電池の接続端子と前記1次あるいは2次電池の接続端子が夫々別に用意され、前記各接続端子によって端子の電圧検出を行う電池判別手段を兼用することを特徴とする請求項1または2記載のデジタルカメラ。
- 前記1次側直流電源に接続可能なACアダプタ電源を更に備え、前記電池電源と同一スペース内に収容可能であり、前記ACアダプタ電源接続端子は単独あるいは前記電池電源接続端子と兼用としたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のデジタルカメラ。
- 前記1次側直流電源に接続可能なACアダプタ電源を更に備え、前記電池電源と同一スペース内に収容可能であり、前記ACアダプタ電源接続端子は単独あるいは前記電池電源接続端子の内の高出力電圧側と兼用としたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載のデジタルカメラ。
- 前記リチウムイオン電池の接続時には同一スペース内に隣接してリチウムイオン電池充電手段を接続し得る端子を備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載のデジタルカメラ。
- 異なる電池にそれぞれ対応するバッテリチェック用のテーブルを有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載のデジタルカメラ。
- 前記ACアダプタ電源接続端子を前記スペース以外に用意することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載のデジタルカメラ。
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