JP2006094382A - Electronic apparatus, cooler, battery charger, cradle, and electronic apparatus system - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器の冷却技術に関する。 The present invention relates to a cooling technique for electronic equipment.
CCDやC−MOS等の固体撮像装置で被写体光を撮像し、これによって得た撮像信号をデジタルの画像データに変換してメモリ等の記憶媒体に記憶するデジタルスチルカメラ(以下、デジタルカメラと略称する)が普及している。デジタルカメラでは、撮像を行なうことによって固体撮像装置や、固体撮像装置の駆動回路等の温度が上昇する。これは、固体撮像装置に設けられた多数の受光素子に蓄積された電荷を転送路を用いて転送する際に起こる発熱が原因であり、撮像時間に比例して温度の上昇が大きくなる。 A digital still camera (hereinafter abbreviated as a digital camera) that captures subject light with a solid-state imaging device such as a CCD or C-MOS, converts the image signal obtained thereby into digital image data, and stores it in a storage medium such as a memory. Is popular. In a digital camera, the temperature of a solid-state imaging device, a drive circuit of the solid-state imaging device, and the like rise when imaging is performed. This is due to heat generated when charges accumulated in a large number of light receiving elements provided in the solid-state imaging device are transferred using a transfer path, and the temperature rises in proportion to the imaging time.
固体撮像装置では、受光していないときにも受光素子に電荷が蓄積される、いわゆる暗電流が発生する。この暗電流は、受光素子によって実際に受光することにより蓄積された電荷に取り込まれてしまうため、スローシャッタ等で夜景を撮影したときには、暗電流の乗った受光素子に相当する画素が光点となり、撮影画像のS/N比を悪化させてしまう。この暗電流は、固体撮像装置の温度上昇にともなって増加することが知られており、例えば、固体撮像装置の温度が10°上昇すると暗電流は2倍以上に増加する。 In the solid-state imaging device, a so-called dark current is generated in which charges are accumulated in the light receiving element even when light is not received. This dark current is taken into the accumulated charge by actually receiving light by the light receiving element, so when shooting a night scene with a slow shutter or the like, the pixel corresponding to the light receiving element on which the dark current rides becomes a light spot. The S / N ratio of the photographed image is deteriorated. This dark current is known to increase as the temperature of the solid-state imaging device increases. For example, when the temperature of the solid-state imaging device increases by 10 °, the dark current increases more than twice.
上記固体撮像装置の温度上昇による暗電流の悪影響を解消するために、本体ケース内の空気を電動ファンによって強制的に排気し、空冷するようにしたビデオカメラが発明されている(例えば、特許文献1参照)。また、冷却ユニットの熱伝導板を挿入して固体撮像装置に接触させ、熱伝導板を介してペルチェ素子により固体撮像装置を冷却するようにしたデジタルカメラが発明されている(例えば、特許文献2参照)。その他、物品を冷却する装置として、ドライアイス等の冷媒を用いた保冷コンテナ(例えば、特許文献3参照)や、ペルチェ素子を用いた保冷装置(例えば、特許文献4参照)等が知られている。
上記特許文献1記載の発明は、カメラ内の空気の循環を良くするために筐体を大型化する必要がある。更に、電動ファンの騒音や、消費電力の増加による電池の消耗等も問題となる。また、特許文献2記載の発明は、冷却ユニットを携行していないときには、固体撮像装置を冷却することができず、デジタルカメラと冷却ユニットとを携行する場合には、携行物の増加により煩雑さが増してしまうという問題があった。 In the invention described in Patent Document 1, it is necessary to increase the size of the housing in order to improve the circulation of air in the camera. Furthermore, noise from the electric fan and battery consumption due to an increase in power consumption are also problems. In the invention described in Patent Document 2, the solid-state imaging device cannot be cooled when the cooling unit is not carried, and when the digital camera and the cooling unit are carried, it is complicated due to an increase in carrying items. There was a problem that would increase.
本発明は、上記各問題点を解決するためのもので、機器の大型化、消費電力の増加、不携行時の使用不能、取り扱いの煩雑さ等の問題を発生させずに、デジタルカメラ等の電子機器内の冷却を行なうことを目的とする。 The present invention is for solving the above-mentioned problems, such as increasing the size of the device, increasing power consumption, unusable when not carried, troublesome handling, etc. The purpose is to cool the inside of electronic equipment.
上記問題点を解決するために、本発明の電子機器は、電子装置が組み込まれた筐体と、この筐体内に組み込まれて電子装置を冷却する蓄熱材料で形成された冷却部と、該筐体に設けられ、冷却部に接触して冷熱を蓄積させる冷却装置が挿入される挿入開口と、この挿入開口を開閉する冷却蓋とから構成した。 In order to solve the above problems, an electronic device according to the present invention includes a housing in which an electronic device is incorporated, a cooling unit that is incorporated in the housing and is formed of a heat storage material that cools the electronic device, and the housing. An insertion opening that is provided on the body and into which a cooling device that contacts the cooling unit and accumulates cold heat is inserted, and a cooling lid that opens and closes the insertion opening.
また、別の電子機器では、冷却部と電子装置とに接触する冷却位置と、挿入開口に挿入された冷却装置に押されて冷却部と電子装置との間から退避する退避位置との間で移動自在とされた熱伝達部材を設けた。 Further, in another electronic device, between the cooling position where the cooling unit and the electronic device are in contact with each other and the retreat position where the cooling unit is pushed into the insertion opening and retracted from between the cooling unit and the electronic device. A heat transfer member that can be moved is provided.
また、電子装置として、固体撮像装置を用いた。電子装置がプリント基板に取り付けられている場合には、このプリント基板ごと電子装置を冷却するようにした。更に、電子装置、または冷却部の温度を測定する温度センサと、この温度センサによって測定された温度が予め設定された設定温度よりも高いか否かを判定する判定部と、測定された温度が設定温度よりも高いときに警告を行なう警告手段とを設けた。 A solid-state imaging device was used as the electronic device. When the electronic device is attached to the printed board, the electronic device is cooled together with the printed board. Furthermore, a temperature sensor that measures the temperature of the electronic device or the cooling unit, a determination unit that determines whether the temperature measured by the temperature sensor is higher than a preset temperature, and the measured temperature Warning means for warning when the temperature is higher than the set temperature is provided.
本発明の冷却装置は、熱伝導性を有する冷却部材と、この冷却部材を介して電子機器の冷却部に冷熱を蓄積する冷却手段とから構成した。また、本発明の充電器は、この充電装置と充電回路とから構成した。更に、本発明のクレイドルには、冷却装置とともに充電回路も設けた。 The cooling device of the present invention is configured by a cooling member having thermal conductivity and a cooling unit that accumulates cold heat in the cooling unit of the electronic device via the cooling member. Moreover, the charger of this invention was comprised from this charging device and the charging circuit. Furthermore, the cradle of the present invention was provided with a charging circuit as well as a cooling device.
また、本発明の電子機器システムは、上記電子機器と、冷却装置、充電器、クレイドルとを適宜組み合わせて構成した。 Moreover, the electronic device system of the present invention is configured by appropriately combining the electronic device with a cooling device, a charger, and a cradle.
本発明の電子機器、冷却装置、充電器、クレイドル、電子機器システムによれば、冷却部として蓄熱材料を用いたので、冷却時の騒音や、消費電力の増加等の問題は発生しない。更に、外付けの冷却ユニットのように使用したいときに携行していなかったり、携行時に煩雑さが増す等の問題も発生しない。また、冷却部を電子機器内に収納した状態で冷やせるようにしたので、電子機器から冷却部を取り外して冷却し、再び電子機器に収納するという面倒な作業は発生しない。 According to the electronic device, the cooling device, the charger, the cradle, and the electronic device system of the present invention, since the heat storage material is used as the cooling unit, problems such as noise during cooling and increase in power consumption do not occur. Furthermore, problems such as not being carried when used as an external cooling unit or increasing complexity during carrying are not generated. Further, since the cooling unit can be cooled in the state of being housed in the electronic device, the troublesome work of removing the cooling unit from the electronic device, cooling it, and storing it in the electronic device again does not occur.
また、電子装置または冷却部の温度を測定し、設定温度よりも高いときには警告を発するようにしたので、冷却部の冷却を忘れてしまうことはない。 Moreover, since the temperature of the electronic device or the cooling unit is measured and a warning is issued when the temperature is higher than the set temperature, the cooling unit is not forgotten.
更に、冷却部を冷却装置を電子機器システムの構成としたり、充電器やクレイドルに組み込むようにしたので、手軽に冷却部の冷却を行なうことができる。 Furthermore, since the cooling unit is configured as an electronic device system or incorporated in a charger or a cradle, the cooling unit can be easily cooled.
図1は、本発明の電子機器システムの一例である、デジタルカメラシステムの構成を示す概略図である。デジタルカメラシステム2は、デジタルカメラ3と、冷却装置4とから構成されている。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a digital camera system which is an example of an electronic apparatus system of the present invention. The digital camera system 2 includes a digital camera 3 and a cooling device 4.
デジタルカメラ3の前面及び上面には、撮影レンズ7が組み込まれた鏡筒部8,光学ファインダ9,ストロボ発光部10と、シャッタボタン11,モード選択ダイヤル12等が設けられている。モード選択ダイヤル12は、デジタルカメラ3の動作モードを静止画撮影モード,動画撮影モード,再生モード等の各種モード間で切り換え、かつデジタルカメラ3の電源をオン/オフする操作に用いられる。
A front surface and an upper surface of the digital camera 3 are provided with a lens barrel portion 8, an
デジタルカメラ3の背面には、撮影した画像や各種操作メニュー等が表示されるLCD15が設けられている。またデジタルカメラ3の側面には、メモリカード16が挿入されるメモリカードスロット17等が設けられている。
On the back surface of the digital camera 3, an
デジタルカメラ3を正面から見て左側面には、蓄熱材料で形成された冷却部20を収納する冷却室21と、この冷却室21を開放する挿入開口22と、この挿入開口22を開閉する冷却蓋23とが設けられている。
On the left side when the digital camera 3 is viewed from the front, a
デジタルカメラ3の断面図である図2(A)に示すように、デジタルカメラ3の外形形状を構成する筐体25内には、撮影レンズ7を組み込んで鏡筒部8内に収納されたレンズ鏡筒26と、固体撮像装置27と、光学ファインダ9と、ストロボ発光部10を含むストロボ装置28と、メイン基板29,電源基板30等が組み込まれている。
As shown in FIG. 2A, which is a cross-sectional view of the digital camera 3, a
固体撮像装置27は、CCDやCMOS等のイメージセンサであり、レンズ鏡筒26の背後に配置されて撮影レンズ7よって結像された被写体光を撮像し、この被写体光の光量に応じた撮像信号を出力する。メイン基板29には、CPUやメモリ等の各種電子部品が取り付けられ、デジタルカメラ3の各部を制御する制御回路や、固体撮像装置を駆動する駆動回路等が設けられている。このメイン基板29は、冷却室21の側方に配置されている。電源基板30には、電池パックから供給された電気を変圧し、デジタルカメラ3の各部に給電する電源回路が設けられている。この電源基板30は、冷却室21の上方に配置されている。冷却室21のデジタルカメラ3の内側を向いている側面には、通気孔33が形成されている。
The solid-
冷却部20は蓄熱材料で形成されており、冷やされることによって冷熱を蓄積する。蓄熱材料としては、蓄熱効果の高い金属や合成樹脂を使用してもよいし、液体状またはゲル状等の蓄熱材料を密閉収納した、いわゆる保冷材を用いてもよい。
The
図3は、デジタルカメラ3の構成の一部を示すブロック図である。デジタルカメラ3は、例えばマイクロコンピュータからなるシステムコントローラ36によって各部が制御されている。システムコントローラ36は、ドライバ37を制御して固体撮像装置27を動作させて撮像を行い、画像処理回路38により、固体撮像装置27から出力されたアナログの撮像信号をデジタルの画像データに変換する。
FIG. 3 is a block diagram showing a part of the configuration of the digital camera 3. Each part of the digital camera 3 is controlled by a
システムコントローラ36は、内部に温度判定部41を備えている。また、温度センサ42と、警告手段を構成するLCD15とが接続されている。図2(A)に示すように、温度センサ42は冷却室21内の冷却部20に取り付けられて、その温度を測定している。温度センサ42から出力された測定信号は、温度判定部41に入力され、冷却部20の温度が予め設定されている設定温度よりも高いか否かが判定される。冷却部20の温度が設定温度よりも高いと判定された場合には、システムコントローラ36はLCD15を制御して、警告メッセージを表示させる。
The
図1に示すように、冷却装置4は、デジタルカメラ3がセットされる凹部45が設けられた保持台46を備えている。保持台46の上面には、凹部45内にデジタルカメラ3がセットされた際に、デジタルカメラ3の挿入開口22内に入り込んで冷却部20を冷却する冷却部材47と、冷却装置4に冷却を開始させる冷却ボタン48とが設けられている。
As shown in FIG. 1, the cooling device 4 includes a holding
図2(B)に示すように、冷却部材47には、冷却素子であるペルチェ素子51が組み込まれている。このペルチェ素子51は、プリント基板52上に設けられたペルチェ素子51を制御する冷却回路53に接続されている。周知のようにペルチェ素子51は、P型素子とN型素子からなる二種類の熱電半導体素子を金属電極でπ型に接合したもので、N型素子からP型素子に向かって電流を流すと、ペルチェ効果により一方の面(吸熱面)から吸熱して他方の面(放熱面)から放熱する素子である。ペルチェ素子51は、冷却部20に接触する面が吸熱面51aであり、その反対側の面が放熱面51bとなっている。
As shown in FIG. 2B, the cooling
次に、上記実施形態の作用について説明する。デジタルカメラ3の冷却蓋23を開放して冷却装置4にセットすると、冷却部材4が挿入開口22内に入り込み、ペルチェ素子51の吸熱面が冷却部20に接触する。この状態で冷却ボタン48を操作すると、冷却回路53がペルチェ素子51を動作させ、冷却部20の熱を奪って冷熱を蓄積させる。
Next, the operation of the above embodiment will be described. When the
冷却部20の冷却終了後、冷却蓋23を閉じると、冷却部20から放出された冷気は通気孔33を通ってデジタルカメラ3内に導入される。通気孔33の近傍には、メイン基板29や電源基板30が配置されているため、冷却部20の冷気によって効果的に冷却することができる。また、デジタルカメラ3内に冷気が充満することによって、通気孔33から離れた位置にある固体撮像装置27やストロボ装置28も冷却することができる。
When the cooling
図4のフローチャートに示すように、デジタルカメラ3の電源オンと同時に、温度センサ42は冷却部20の温度を測定し、その測定信号を温度判定部41に入力する。温度判定部41によって、冷却部20の温度が設定温度よりも高いと判定された場合、システムコントローラ36はLCD15に、冷却部20の冷却を促すメッセージや、撮像時の感度設定の変更を促すメッセージを表示する。これにより、冷却部20の温度が上昇していることに気付かずに撮影を行なうようなことはない。
As shown in the flowchart of FIG. 4, simultaneously with the power-on of the digital camera 3, the
このように、蓄熱材料を用いた冷却部20で冷却を行なうようにしたので、冷却ユニットや電動ファンを組み込む場合のように、デジタルカメラ3のサイズを極端に大型化することはない。また、電気を使用せずに冷却を行なうため、騒音や消費電力の増加も発生しない。更に、固体撮像装置27の温度上昇を防止することができるので、暗電流の増加による画像劣化も発生しない。また、筐体25の外側や内側に断熱材を配したり、筐体25を断熱性を材料で形成すれば、より冷却効率を向上させることができる。
As described above, since the cooling is performed by the cooling
なお、上記実施形態では、冷却部20をデジタルカメラ3の外側に露呈させて冷却するようにしたが、図5のデジタルカメラ60の断面図に示すように、デジタルカメラ60の奥まで冷却装置62の冷却部材63を挿入させて、冷却部64を冷却させてもよい。これによれば、冷却部材63によってデジタルカメラ60内を直接冷却することもできるので、長時間露光などを要する撮影時には、デジタルカメラ60を冷却装置62にセットした状態で撮影を行なうことができる。
In the above embodiment, the cooling
また、冷却部64を固体撮像装置67に接触させて直接冷却してもよい。これによれば、デジタルカメラ3内で最も発熱量の大きな固体撮像装置67の冷却効率をより向上させることができる。本実施形態の冷却部材63には、例えばヒートパイプを使用し、ペルチェ素子68の吸熱面68aに取り付けておく。ペルチェ素子68の放熱面68bは、冷却装置62内にあるため、冷却回路69は放熱面68bに対面しない位置に配置し、放熱面68bの前方を空けておくとよい。
Alternatively, the cooling unit 64 may be directly cooled by contacting the solid-state imaging device 67. According to this, the cooling efficiency of the solid-state imaging device 67 having the largest calorific value in the digital camera 3 can be further improved. As the cooling member 63 of the present embodiment, for example, a heat pipe is used and attached to the
また、固体撮像装置67の背後に冷却部64を取り付け、その背後に冷却部材63を挿入すると、デジタルカメラ60の背面にLCDを配置するスペースが無くなる。そのため、例えばアイ・ビュー・ファインダ(EVF)を使用して、LCDの代わりに使用することもできる。 Further, when the cooling unit 64 is attached to the back of the solid-state imaging device 67 and the cooling member 63 is inserted behind the solid-state imaging device 67, the space for disposing the LCD on the back of the digital camera 60 is eliminated. For this reason, for example, an eye view finder (EVF) can be used instead of the LCD.
また、上記実施形態では、冷却装置62にデジタルカメラ60をセットして撮影を行なう際に、冷却部材63で冷却部64を冷却し、この冷却部64で固体撮像装置67を冷却するようにした。しかし、この構成では、長時間露光において固体撮像装置の冷却を効率よく行なうことができない。そこで、冷却装置によって、固体撮像装置と冷却部とを直接、かつ同時に冷却させてもよい。 In the above embodiment, when the digital camera 60 is set in the cooling device 62 and photographing is performed, the cooling portion 64 is cooled by the cooling member 63, and the solid-state imaging device 67 is cooled by the cooling portion 64. . However, with this configuration, the solid-state imaging device cannot be efficiently cooled during long exposure. Therefore, the solid-state imaging device and the cooling unit may be directly and simultaneously cooled by the cooling device.
図6(A)に示すデジタルカメラ75では、固体撮像装置76と冷却部77との間に、上下方向で移動自在とされ、バネ78によって下方に付勢された熱伝達部材79を配置している。デジタルカメラ75だけで撮影行なう場合には、熱伝達部材79を介して冷却部77により固体撮像装置76が冷却される。また、同図(B)に示すように、長時間露光等を行なうために、冷却部材82がデジタルカメラ75の底面から挿入された場合には、冷却部材82によって熱伝達部材79を下方から押し、バネ78の付勢に抗して上方に移動させる。これにより、固体撮像装置76と冷却部77とに冷却部材82が直接接触するため、両者を同時に冷却することができる。
In the
また、上記各実施形態では、冷却装置を使用してデジタルカメラ内の冷却部を冷却したが、図6(B)に示すように、電池パック85に充電を行なう充電回路86や、デジタルカメラ75のI/O回路87と接続して外部機器との介在を行なう外部機器接続回路88等を組み込んだクレイドル89に、冷却部材82に接続されたペルチェ素子90と、冷却回路91とを組み込んでもよい。これによれば、充電や、外部機器との接続時にも冷却部77の冷却を行なうことができる。
In each of the above embodiments, the cooling unit in the digital camera is cooled using the cooling device. However, as shown in FIG. 6B, the charging
なお、上記各実施形態は、デジタルカメラを例に説明したが、ポータブルDVDプレーヤーや、パーソナルコンピュータ、シリコンオーディオプレーヤー、携帯電話機等の各種電子機器にも適用することができる。 In addition, although each said embodiment demonstrated the digital camera to the example, it can apply also to various electronic devices, such as a portable DVD player, a personal computer, a silicon audio player, and a mobile telephone.
2 デジタルカメラシステム
3,60,75 デジタルカメラ
4,62 冷却装置
15 LCD
20,64,77 冷却部
21 冷却室
22,65 挿入開口
23 冷却蓋
27,67,76 固体撮像装置
36 システムコントローラ
41 温度判定部
42 温度センサ
47,63,82 冷却部材
51,68,90 ペルチェ素子
53,69,91 冷却回路
85 電池パック
86 充電回路
87 I/O回路
88 外部機器接続回路
89 クレイドル
2
20, 64, 77
Claims (12)
この筐体内に組み込まれて電子装置を冷却する蓄熱材料で形成された冷却部と、
該筐体に設けられ、冷却部に接触して冷熱を蓄積させる冷却装置が挿入される挿入開口と、
この挿入開口を開閉する冷却蓋とを設けたことを特徴とする電子機器。 A housing incorporating an electronic device;
A cooling unit formed of a heat storage material incorporated in the housing to cool the electronic device;
An insertion opening provided in the housing, into which a cooling device that contacts the cooling unit and accumulates cold heat is inserted;
An electronic apparatus comprising a cooling lid that opens and closes the insertion opening.
この筐体内に組み込まれ電子装置を冷却する蓄熱材料で形成された冷却部と、
該筐体に設けられ、冷却部に接触して冷熱を蓄積させる冷却装置が挿入される挿入開口と、
この挿入開口を開閉する冷却蓋と、
前記冷却部と電子装置とに接触する冷却位置と、挿入開口に挿入された冷却装置に押されて、該冷却部と電子装置との間から退避する退避位置との間で移動自在とされた熱伝達部材とを設けたことを特徴とする電子機器。 A housing incorporating an electronic device;
A cooling unit formed of a heat storage material that is incorporated in the housing and cools the electronic device;
An insertion opening provided in the housing, into which a cooling device that contacts the cooling unit and accumulates cold heat is inserted;
A cooling lid that opens and closes the insertion opening;
The cooling unit is movable between a cooling position that contacts the cooling unit and the electronic device, and a retreat position that is pushed by the cooling device inserted into the insertion opening and retracts from between the cooling unit and the electronic device. An electronic device comprising a heat transfer member.
手段とからなることを特徴とする冷却装置。 A cooling member that has thermal conductivity and is inserted into the insertion opening of the electronic device according to any one of claims 1 to 5 and contacts the cooling unit, and cooling that accumulates cold heat in the cooling unit via the cooling member And a cooling device.
前記請求項6記載の冷却装置を設けたことを特徴とする充電器。 A charger comprising a charging circuit for charging a secondary battery housed in a casing of the electronic device according to any one of claims 1 to 5,
A charger comprising the cooling device according to claim 6.
前記請求項6記載の冷却装置を設けたことを特徴とするクレイドル。 A cradle comprising: a holding base that holds the electronic device according to any one of claims 1 to 5; and a connection terminal that is connected to an electronic device in the electronic device and interposes between the electronic device and an external device. There,
A cradle comprising the cooling device according to claim 6.
前記請求項6記載の冷却装置と、請求項7記載の充電回路とを設けたことを特徴とするクレイドル。 A cradle comprising: a holding base that holds the electronic device according to any one of claims 1 to 5; and a connection terminal that is connected to an electronic device in the electronic device and interposes between the electronic device and an external device. There,
A cradle comprising the cooling device according to claim 6 and the charging circuit according to claim 7.
An electronic device system comprising the electronic device according to any one of claims 1 to 5 and the cradle according to claim 8 or 9.
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