JP2017120947A - 電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】電源OFF後も必要十分なマージンを確保しつつ、ユーザーの使い勝手のよい携帯機器を提供すること。【解決手段】機器のグリップ温度を測定するグリップ温度検出手段と、前記グリップ温度検出手段で検出されたグリップ温度から機器が動作可能な残り時間をカウントダウンし、前記カウントがあらかじめ定められたしきい値以下になった場合に使用者に警告を促し機器の動作を停止する温度制御カウンタ部を備えた携帯機器において、外部環境温度を測定する外部温度検出手段と、機器の熱容量値を保管する熱容量保管部と、前記カウンタを補正するカウンタ補正部をさらに備え、カウンタ補正部は、前記グリップ温度と前記外部環境温度と前記熱容量値からその時点で機器の動作停止した場合のグリップ温度の下降曲線を予測し、その予測下降曲線に応じたカウンタ補正値を算出し、前記カウンタを補正する。【選択図】図1
Description
本発明は、電子機器に関するものであり、特に動作にともなって発熱する電子部品を有する携帯可能な電子機器に関する。
近年、デジタルカメラや携帯電話など、小型でありながら高機能な携帯機器の普及が進んでいる。例えばデジタルカメラは同じ動画撮影機能であっても、より高画素の画像データに対し、より高度なフィルタ処理や画像補正などの画像処理を施し、より高いフレームレートで記録できるようになっている。加えて撮影した静止画や動画ファイルを無線転送できるようになるなど、撮影以外の機能の採用も進んでいる。
これらの機能を実現するために、撮像センサや無線モジュール、画僧処理CPUなどの発熱源を小さな筐体内に搭載することになるため、動作中はこれらのデバイスの発熱を受けて筐体も発熱する。一例として筐体温度が44℃の状態で180分など長時間保持し続けると熱傷を負うおそれがあり、筐体温度1℃上がるごとにその時間は1/2ずつ減っていくと言われているが、通常使用ではそこまで温度が上がらないように放熱設計を行っており問題にならない。
しかし、外気温度が40℃になるような過酷な自然環境における動作では、わずかな温度上昇で筐体温度が44℃以上になるため、そのような環境でも熱傷にならないよう使用者に警告を発したり、動作を強制的に停止したりする技術が開示されている。
特許文献1には、筐体の表面温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検出手段によって検出された表面温度が人体に有害な温度以上であると判定された際に警告を行うことを特徴とする携帯機器に関する技術が開示されている。さらに本文献では、検出された表面温度を時系列で記憶し、時系列的な温度推移をグラフ表示するグラフ生成手段や、前記人体に有害な温度に達するまでの到達時間を予測する予測手段を有する携帯機器に関する技術も開示されている。
また、特許文献2には、予め記録してある基準の温度上昇カーブと、温度センサで取得した温度の上昇カーブを比較して密閉環境下にあるか否かを判定し、低温火傷のおそれがあると判断されたらバイブレータで警告することを特徴とする携帯電子機器に関する技術が開示されている。
一方で、携帯機器は小型ながらも熱容量を持つため、電源をOFFしても外装温度はすぐに下がらない。そのため、電源OFF後もユーザーに保持し続けられた場合のダメージも考慮すると、外装温度が人体に有害となる温度の判定にマージンを持たせる必要がある。しかも、温度下降曲線は外部環境温度に依存して変化するため、厳しい温度条件下を想定してマージンを設定すると、通常の条件下では過剰なマージンとなる。これにより、本来なら使用可能な状態であっても、このような過剰なマージンによって、例えば動画記録可能時間が短くなるなど、ユーザーの使い勝手を犠牲にしてしまうという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、電源OFF後も必要十分なマージンを確保しつつ、ユーザーの使い勝手のよい電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、
機器の人体に当接する部分の温度を測定する当接温度検出手段と、前記当接温度検出手段で検出された当接温度から機器が動作可能な残り時間をカウントダウンし、前記カウントがあらかじめ定められたしきい値以下になった場合に使用者に警告を促し機器の動作を停止する温度制御カウンタ部を備えた電子機器において、外部環境温度を測定する外部温度検出手段と、機器の熱容量値を保管する熱容量保管部と、前記カウンタを補正するカウンタ補正部をさらに備え、カウンタ補正部は、前記当接温度と、前記外部環境温度と、前記熱容量値から、その時点で機器の動作を停止した場合の当接温度の下降曲線を予測し、その予測下降曲線に応じたカウンタ補正値を算出し、前記カウンタを補正することを特徴とする。
機器の人体に当接する部分の温度を測定する当接温度検出手段と、前記当接温度検出手段で検出された当接温度から機器が動作可能な残り時間をカウントダウンし、前記カウントがあらかじめ定められたしきい値以下になった場合に使用者に警告を促し機器の動作を停止する温度制御カウンタ部を備えた電子機器において、外部環境温度を測定する外部温度検出手段と、機器の熱容量値を保管する熱容量保管部と、前記カウンタを補正するカウンタ補正部をさらに備え、カウンタ補正部は、前記当接温度と、前記外部環境温度と、前記熱容量値から、その時点で機器の動作を停止した場合の当接温度の下降曲線を予測し、その予測下降曲線に応じたカウンタ補正値を算出し、前記カウンタを補正することを特徴とする。
本発明によれば、電源OFF後も必要十分なマージンを確保しつつ、ユーザーの使い勝手のよい電子機器を提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、撮像装置に適用した場合について添付の図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図1を参照して本発明の実施例における撮像装置の構成について説明する。
撮像装置は、CPU1、記録部5、撮像部7、操作部8、表示部9、グリップ部温度センサ21、外部温度センサ22、熱容量保管部25によって構成される。CPU1は、撮像装置全体の制御を司る役割を果たす。記録部5は撮影した静止画や動画を記録し、撮像部7は、被写体からの光をデジタルデータに変換する。操作部8はレリーズSWやモードSWなどの操作部材全般を指し、表示部9はスルー画や撮影情報、記録済み画像や警告画面などの表示を行う。グリップ部温度センサ21は、撮像装置のグリップ部の温度を検出し、外部温度センサ22は撮像装置の外部環境の温度を検出する。熱容量保管部25は撮像装置の熱容量係数を保管する。
なお、前記の構成要素以外にも、各デバイスに電源を供給する電源部、ズームやフォーカスを行う光学レンズ群、およびこれらのレンズ群を駆動するレンズ駆動部なども撮像装置の構成要素であるが、本実施例に直接関係がないため図示していない。
CPU1は、操作検出部20を介してさまざまユーザー操作を検出し、それに応じて撮像部7、表示部9に対して処理を行う。例えば、操作検出部20にてモード変更操作を受け付けた場合は、表示制御部19を介してUI(User Interface)表示データの変更を行うとともに、必要に応じて撮像駆動部17を介して選択された撮影モードに適した撮像駆動モードに変更する。得られた画像は画像処理部18にて各種補正や表示用縮小処理を含む画像処理を行って表示制御部19に伝達され、UI表示データとともにスルー画として表示部9に表示される。
また、操作検出部20にてレリーズ操作を受け付けた場合は、非図示のフォーカスレンズ、絞り、シャッタなどの光学系を駆動するとともに、撮像駆動部17を介して撮像部7に対し本画像取得用の撮像駆動に変更して本画像を取得する。得られた本画像に対し画像処理部18にて各種補正や画像処理を行った後、記録制御部11を介して記録部5に対して画像の記録処理を行う。グリップ部温度センサ21および外部温度センサ22はそれぞれデジタル式の温度センサであり、センサ内部のA/Dによってグリップ部および外部のデジタルの摂氏温度値TG、Teに変換される。シリアル通信によってCPU1内の通信I/F23に取り込まれたTGは、割込コントローラ28に伝達される。処理の簡単化のため、CPU1内では、TG、Teは整数として扱う。
割込コントローラ28は、温度による動作制御を行うかどうかのしきい値である温度制御しきい値TthをTGが超えた場合は、温度動作制御開始割込信号を温度制御カウンタ24とカウンタ補正部26に電源ON後最初の1回のみ伝達する。また、TGが前回値に比べて1℃上昇した場合は温度上昇割込信号を温度制御カウンタ24にそれぞれ伝達する。また、割込コントローラ28は、タイマー27からのタイマーカウント値も受信しており、1分経過ごとに1分タイマー割込信号を温度制御カウンタ24に伝達する。温度制御カウンタ24は、これらの割込信号を受信すると温度カウント値の算出や所定の処理を行う。
また、カウンタ補正部26は、割込コントローラ28からの温度しきい値割込信号を受信すると、通信I/F23に取り込まれたTGに対し、一定周期で継続的にカウンタ補正値ΔCの算出および更新を行う。
次に、本撮像装置の温度制御カウンタ24およびカウンタ補正部26における動作の詳細について図2および図3のフロー図を用いて説明する。
図2(a)は温度制御カウンタ24が温度動作制御開始割込信号を受信した場合の制御フローである。
前述のように、温度動作制御開始割込信号は電源ON後最初の1回のみ発生する。そのため、この割込信号を受信した場合は温度制御カウンタ値Cを初期の値C0に、カウンタ補正値ΔC、定数n、jを0にそれぞれ初期化を行い、あわせて熱容量係数保管部25から自機の熱容量係数kを取り込む(S201)。ここではCの初期値C0は180とする。
次に、現在のグリップ温度TGが温度動作制御しきい値Tthをどの程度超えているかの指標nを算出し、nが1以上かどうかを判定する(S202)。nが1以上の場合は、起動時から自機がTthを1℃以上超える環境に置かれていたことになるため、即座に温度制御カウンタ値Cを2n−1で除算して短くし(S203)、割込待ち状態に遷移する。TGが1℃高くごとにCを1/2にする必要があるため、n℃高い場合は2n−1で除算することになる。
図2(b)は温度制御カウンタ24が1分タイマー割込信号を受信した場合の制御フローである。
1分タイマー割込信号は前回処理から1分経過したことを示すため、Cを1減らして更新し(S211)、割込待ち状態に遷移する。
図2(c)は温度制御カウンタ24が温度上昇割込信号を受信した場合の制御フローである。
温度上昇割込信号は前回処理からTGが1℃上昇したことを示すため、Cを1/2にして更新し(S221)、割込待ち状態に遷移する。
図3はカウンタ補正部26が継続的にカウンタ補正値ΔCの算出および更新を行う制御フローである。
カウンタ補正部26が温度動作制御開始割込信号を受信すると、まず最新のグリップ温度TGと外部温度Teを取得する(S301)。次に、TGが温度動作制御しきい値Tthをどの程度超えているかの指標nを再計算し(S302)、TG予測下降曲線における各領域の遷移時間(t1_0、t2_1、t3_2・・・tn_nー1)を算出する(S303)。ここで、(t1_0、t2_1、t3_2・・・tn_nー1)は予測値であるが、外部温度センサ21から得られた外部温度Teと、熱容量係数保管部25に保管された自機の熱容量係数kからすべて計算することができる。空気対流がない状態の自然放熱によって現在のグリップ温度TGがある温度TG’まで温度が下がるまでの時間t(分)は、下記の式1で表される。
式1から、TG=Tth+aからTG’=Tth+bまで下降するのに要する時間ta_bは式2で表わされる(ただしa>b)。
式2から、TG=Tth+nからOFFされた場合の各領域の遷移時間の算出式に変形すると、下記式3〜式5のようになる。
jを任意の整数として上記算出式を一般化すると、式6のようになる(ただしn−j≧1)。
式6と式2を用いることで、各領域の遷移時間(t1_0、t2_1、t3_2・・・tn_nー1)を算出することができる。次に、S303で求めたこれらの遷移時間(t1_0、t2_1、t3_2・・・tn_nー1)を用いてΔCを算出する(S304)。このカウンタ補正値ΔCは、その時点で電源がOFFされたと仮定した場合の温度下降過程において、Tthを下回るまでの予測カウントダウン分である。したがって、各温度領域におけるΔCは、温度制御カウンタ24においてTGが1℃上がるごとにCを1/2ずつ減らしたのと同様に、温度1℃につきΔCを2倍にする。すなわち、Tth≦TG<Tth+1の領域1では1分経過につきΔCを1増やし、1℃温度が高いTth+1≦TG<Tth+2の領域2では2倍の1分経過につきΔCを2増やし、Tth+2≦TG<Tth+3の領域3ではさらに2倍の1分経過につきΔCを4増やす。これを式で表すと式7のようになる。
ΔC=t1_0+21・t2_1+22・t3_2+・・・2n・tn_nー1 式7
ここで、t1_0はTGがTth+1からTthに下がるまでの時間、t2_1はTGがTth+2からTth+1に下がるまでの時間、t3_2はTGがTth+3からTth+2まで下がるまでの時間、tn_nー1はTGがTth+nからTth+n−1に下がるまでの時間である。
ΔC=t1_0+21・t2_1+22・t3_2+・・・2n・tn_nー1 式7
ここで、t1_0はTGがTth+1からTthに下がるまでの時間、t2_1はTGがTth+2からTth+1に下がるまでの時間、t3_2はTGがTth+3からTth+2まで下がるまでの時間、tn_nー1はTGがTth+nからTth+n−1に下がるまでの時間である。
次に、温度制御カウンタCをカウンタ補正値ΔCで補正した補正カウンタ値Cc=C−ΔCを算出し、Ccが1より小さくなったかどうかを判定する(S305)。Cc≧1の場合は動作継続可能であるためS301に戻って継続的にCcの計算を行う。Cc<1の場合は動作継続不可能であるため、表示制御部19を介して表示部9に警告メッセージやアイコンを表示し(S306)、ユーザーへの通知のためのウエイト時間を設けた上で(S307)、シャットダウン処理を行う(S308)。
ここで、ΔCの算出方法の具体例として、図4を用いて詳細に説明する。
例えば、Tth=44℃、Te=40℃、k=0.05、TG=47℃(n=3)からOFFされた場合のΔCの様子を図4に示す。TG=Tth+3=47℃からTG’=Tth+2=46℃まで下がるまでの時間t3_2は、式3からt3_2=−20・ln(6/7)≒3.1分である。さらにTG=Tth+2=46℃からTG’=Tth+1=45℃に下がるまでの時間t2_1は、TG=Tth+3=47℃からTG’=Tth+1=45℃まで下がる時間t3_1から上記のt3_2を引いた値である。すなわち、t2_1=t3_1−t3_2=−20・ln(5/7)−t3_2≒6.7−3.1=3.6分である。
さらにTG=Tth+1=45℃からTG’=Tth=44℃に下がるまでの時間t1_0は、TG=Tth+3=47℃からTG’=Tth=44℃まで下がる時間t3_0から上記のt2_1+t3_2を引いた値である。すなわちt1_0=t3_0−(t2_1+t3_2)=−20・ln(4/7)−(3.6+3.1)≒11.2−6.7=4.5分である。これらの値から式1にしたがってカウンタ補正値ΔCを計算すると、ΔC=4.5+21・3.6+22・3.1=26.1となる。したがって、この時点で電源をOFFしたとしても26.1分はカウントCを短くする必要があるということである。
次に、図5を用いて温度制御カウンタCの更新を具体的な数字で説明する。ΔCの算出は図4で詳細に説明したため、ここでは結果のみで計算過程は省略する。
図5の実線は撮像装置のグリップ温度TGの時間ごとの変化を示しており、上部の数字はその温度変化に応じたCとΔCのカウンタ値の変移を示している。Cの初期値は前述の通り180としており、TG≧Tthの領域では、温度制御カウンタ24はCを1分経過につき1ずつ減らしていく。
このTG曲線では、10.5分経過後にTth≦TG<Tth+1の領域1からTth+1≦TG<Tth+2の領域2に入っている。この直前まででCは180−10.5=169.5になっている。領域2に入ったところでCの値を1/2に減らすため、C=84.75となる。ここで電源OFFしたと仮定すると、点線のように下降すると予測され、図4で算出したのと同様に領域1の遷移時間t1_0を求めるとt1_0=5.5分なのでΔC=5.5となる。したがってCc=C−ΔC=84.75−5.5=79.25となる。TGはさらにここから20分かけて1℃上昇してTth+2≦TG<Tth+3の領域3に入っているため、その直前まででC=64.75になっている。領域3に入るとCの値を1/2に減らすため、C=32.375となる。
先ほどと同様にここで電源OFFしたとすると領域2の遷移時間t2_1は4分、領域1の遷移時間t1_0=7.5分なので、ΔC=2×4+7.5=15.5となる。これらの値からCc=16.875である。ここから約17分後にはカウントが0になり、警告表示の後にシャットダウンとなる。
このように、その時の状況ごとの必要最小限の補正カウンタ値Ccを算出することで、従来技術でどのような状況でも対応できるように大きめのマージンを持っていてユーザーの使い勝手を損なっていた部分を改善することができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
例えば、本実施例では撮像装置に適用した例を記載したが、携帯電話や多機能携帯端末、PCなどに適用してもよい。
また、本実施例ではグリップ部に温度センサを設け直接グリップ部の温度を検出する構成としたが、機器内部に設置した温度センサの検出温度値からグリップ部の温度を算出してもよい。
また、本実施例ではデジタル式の温度センサからのデジタル出力を通信にてCPU1に取り込む構成としたが、アナログ式の温度センサ出力をA/Dでデジタル値に変換する方式にしてもよい。この場合、A/Dにおけるアナログ−デジタル変換式および温度−アナログ電圧変換式を用いて摂氏温度を算出する。また、本実施例ではタイマー割込周期を1分としたが、1分より短くても長くてもよい。より短い周期で実施すると、温度制限動作の温度制御精度は高くなるがCPU1の処理負荷が増大する。逆に長い周期で実施すると、CPU1の処理負荷は軽くなるが温度制限動作の温度制御精度は低くなる。また、温度上昇割込信号も1℃に限定する必要はなく、同様に処理負荷と制御精度の兼ね合いで任意に設定してもよい。
また、本実施例では処理の簡単化のためCPU1内で扱うTG、Teを整数としたが、より高い分解能で処理を行ってもよい。ただしその場合は、温度上昇時の温度制御カウントCの係数やカウンタ補正値ΔCの係数はその分解能に見合った係数に見直す必要がある。
また、本実施例では自機の熱容量係数値はあらかじめ熱容量係数保管部に保管されている固定値を使用する構成としたが、予め記録しておいた動作時の消費電力値と検出した外部温度値と検出したグリップ温度の遷移から熱容量係数値を算出または補正する構成としてもよい。
また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線/無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
1 CPU、5 記録部、7 撮像部、8 操作部、9 表示部、11 記録制御部、
17 撮像駆動部、18 画像処理部、19 表示制御部、20 操作検出部、
21 グリップ部温度センサ、22 外部温度センサ、23 通信I/F、
24 温度制御カウンタ、25 熱容量係数保管部、26 カウンタ補正部、
27 タイマー、28 割込コントローラ
17 撮像駆動部、18 画像処理部、19 表示制御部、20 操作検出部、
21 グリップ部温度センサ、22 外部温度センサ、23 通信I/F、
24 温度制御カウンタ、25 熱容量係数保管部、26 カウンタ補正部、
27 タイマー、28 割込コントローラ
Claims (4)
- 機器の人体に当接する部分の温度を測定する当接温度検出手段と、
前記当接温度検出手段で検出された当接温度から機器が動作可能な残り時間をカウントダウンし、前記カウントがあらかじめ定められたしきい値以下になった場合に使用者に警告を促し機器の動作を停止する温度制御カウンタ部を備えた携帯機器において、
外部環境温度を測定する外部温度検出手段と、
機器の熱容量値を保管する熱容量保管部と、
前記カウンタを補正するカウンタ補正部をさらに備え、
カウンタ補正部は、前記当接温度と、前記外部環境温度と、前記熱容量値から、その時点で機器の動作を停止した場合の当接温度の下降曲線を予測し、その予測下降曲線に応じたカウンタ補正値を算出し、前記カウンタを補正することを特徴とする電子機器。 - 前記温度制御カウンタ部は、一定周期ごとに経過時間と同じだけカウントを減算する第一のカウント処理と、前記当接温度を一定の温度幅で領域分割し、前記当接温度がより高い領域に遷移した場合に予め定められた割合でカウントを除算する第二のカウント処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
- 前記カウンタ補正部は、前記当接温度の予測下降曲線における温度を一定の温度幅で領域分割し、前記当接温度の予測下降曲線が各領域を遷移するのに要する予測時間と、前記温度領域ごとに定められた重み係数との積算値の総和によってカウンタ補正値を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子機器。
- 前記当接温度検出手段は、機器の把持部分の温度を検出することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の電子機器。
Priority Applications (1)
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JP2015255575A Pending JP2017120947A (ja) | 2015-12-28 | 2015-12-28 | 電子機器 |
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