JP4999780B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子カメラ（デジタルカメラ）等の撮像装置に関し、特に、使用される電池の温度に対して適切な動作及び表示を行う、つまり、電力抑制制御を行う撮像装置に関するものである。

昨今の電子カメラは、撮像素子や液晶モニタ等の電気部品を搭載しており、撮影中及び撮影後の画像確認において高精細な画像を得ようとすると、処理能力に応じて各電気部品が消費する電力は増加する傾向となっている。併せて、機構部分の制御では、連続撮影での処理速度の向上が消費電力を増加させる要因になっている。

一般的にカメラの電源は電池であるが、高精細な画像を連続撮影していると、継続する放電電流により電池自体が発熱してしまう。電池の温度が上昇した状態で継続した電池放電を行うと、電池内部のセルに異常を来たし、劣化進行を早め、かつ、電池内部の機構部等に影響を及ぼし危険な状態になる。

そこで、電池側の異常発熱対策として、電池内部の温度を監視し、特定温度に達したら放電を止めるように制御する技術が提案されている。

また、機器側の電池発熱対策として、電池温度が所定の閾値に達したら負荷抑制制御を行うデータ記録装置が提案されている（特許文献１）。
特開平１１−１０９４３９号公報

上述の如く、電池発熱等の異常を検出した場合に、電池側で放電を遮断することは電池を安全に使用する上で有効である。

しかしながら、使用している機器にとっては、突然の電源遮断により適切な処理を行うことができないという問題があった。機器側としては、電源の遮断が予想できること、または、制御できることが望ましい。

また、上記特許文献１に記載の技術では、所定の閾値での負荷抑制制御を行うので、機器側における電池の発熱対策として有効である。

しかしながら、電池の温度情報のみでの一点の閾値判定であり、継続する連続動作の対応とはなっていない。

本発明の目的は、電池の発熱に対応した機器動作を可能とし、使用環境に応じた適切な連続動作を行うことができる撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、通常動作時に、連続する撮影シーケンスを所定の時間間隔で実行する撮像装置において、装置本体の内部の温度を取得する第１の取得手段と、前記装置本体に装着される電池の温度を取得する第２の取得手段と、前記第１の取得手段によって取得した前記装置本体の内部温度と、前記第２の取得手段によって取得した前記電池温度とを比較し、前記装置本体の内部温度に対して前記電池温度が所定値以上高温である場合に、連続する撮影シーケンスの時間間隔を通常動作時よりも長くするように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置は、通常動作時に、所定のフレームレートでライブビュー表示を行う撮像装置において、装置本体の内部の温度を取得する第１の取得手段と、前記装置本体に装着される電池の温度を取得する第２の取得手段と、前記第１の取得手段によって取得した前記装置本体の内部温度と、前記第２の取得手段によって取得した前記電池温度とを比較し、前記装置本体の内部温度に対して前記電池温度が所定値以上高温である場合に、前記ライブビュー表示のフレームレートを通常動作時よりも低くするように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置によれば、電池の発熱に対応した機器動作を可能とし、使用環境に応じた適切な連続動作を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラのブロック構成図である。

図１において、カメラ本体（装置本体）１００は、デジタル一眼レフカメラの形態をしており、絞り機能を備える交換可能な撮影レンズ９が装着可能となっている。

カメラ本体１００全体を制御するシステム制御回路１は、内部にＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、時計機能を有するマイクロコンピュータである。このシステム制御回路１の内部プログラムによって、本発明に関わる電池（電池ユニット）３の温度監視と各動作モードの実行を処理及び制御する。

電源制御部２は、ＤＣ−ＤＣコンバータにより構成されており、システム制御回路１の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な各部へ供給する。

電池３の電源端子はこの電源制御部２に供給され、カメラの電源に問題が発生すれば直ちに、電源制御部２を制御してカメラへの電源供給をオフするようにしている。

カメラ本体１００に装着される電池３は、内部にマイクロコンピュータを搭載し、カメラ本体１００と通信可能となっている。

通信内容は、電池容量、電池電圧、放電電流、電池温度、電池劣化情報等の電池情報であり、電池情報をカメラ本体１００に送信し、メモリにその電池情報のデータを記録する。電池の温度情報は、電池３内部の温度検出部４８にて検出される。

本実施の形態では、通信可能な電池３として図示しているが、マイクロコンピュータを搭載しない通信不可能な電池でも、電池内にサーミスタ等の温度計測用素子を設置して、その情報を、直接カメラが認知するようにしてもよい。

装着する電池３とカメラ本体１００の接続部となるコネクタ４と５は、電池３の電源ラインと通信ラインを接続する。通信ラインは、システム制御回路１に直接繋がり、システム制御回路１で電池装着の判断が行われる。

測距制御部６は、撮影レンズ９のフォーカシングを制御する。測距制御部６は、測距センサを含んで構成され、複数の測距点から選択された測距を行い、システム制御回路１にて演算された絞り値（Ａｖ値）に合わせて撮影レンズ９に対して、絞りを開閉する制御を、レンズ接続端子７と８を介して行う。

シャッター１１を制御する露光制御部１０は、測光センサを含んで構成され、システム制御回路１にて演算されたシャッター秒時（Ｔｖ値）に合わせてシャッター１１の先幕１２と後幕１３を開閉する制御を行う。

例えば、ＣＣＤ等の撮像素子２０は、光学像を電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２１は、撮像素子２０のアナログ信号出力をデジタル信号に変換する。

タイミング発生部２２は、撮像素子２０、 Ａ／Ｄ変換器２１、 Ｄ／Ａ変換器２４にクロック信号や制御信号を供給するものであり、メモリ制御部２３及びシステム制御回路１により制御される。

画像処理部２５は、 Ａ／Ｄ変換器２１からのデータ或いはメモリ制御部２３からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。

画像表示メモリ２６に書き込まれた表示用の画像データは、Ｄ／Ａ変換器２４を介してＴＦＴ型カラーＬＣＤ等からなる情報表示部２７により表示される。

情報表示部２７は、カメラ背面に設置され、撮影後の画像確認やシステム制御回路１との通信によりさまざまな情報告知を表示する。

本発明に関わる画像プレビュー中の表示は、この情報表示部２７がモニタとなり確認を行うことができる。

画像データメモリ２８は、撮影した静止画像や付帯する撮影情報のコード化されたものを格納するためのものであり、所定枚数の静止画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。

画像ファイル生成部２９は、画像データを圧縮伸長しファイル化する。画像ファイル生成部２９は、画像データメモリ２８に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ接続端子のコネクタ３１と３２を介して外部メモリ３０に書き込む。

外部メモリ３０は、ＰＣＭＣＩＡカードやフラッシュメモリカード等の規格に準拠したものを用いて構成される、例えば、カード型の取り外し可能なメモリであり、撮影した画像の保存先となる。

シャッタースイッチ４０は、撮影開始を発動させるシャッタースイッチＳＷ１（４１）と、一連の撮影処理の動作開始を指示するシャッタースイッチＳＷ２（４２）にて構成される。

操作スイッチ４３は、カメラ外装に設置されており、さまざまな撮影条件を決定するスイッチや撮影された画像の編集・閲覧を行うスイッチ等で構成される。モードダイアル４３は、カメラのさまざまな撮影モードを選択する。

撮影情報表示部４５は、システム制御回路１でのプログラムの実行に応じて文字やアイコン等でカメラの動作状態の表示を行うものであり、操作スイッチ４３近辺の視認し易い位置に設置される。

ＥＥＰＲＯＭ等の電源供給が断たれても記憶を継続する不揮発性メモリ４６は、撮影条件等の設定を記憶する。

カメラ内の温度監視部（監視手段）４７は、カメラ本体の内部温度を測定し、測定した温度を電気的に変換する素子、例えば、サーミスタ等で構成され、システム制御回路１に温度情報を送る機能を持つ。この温度監視部４７は、カメラ内の温度変化の少ない個所に設置され、且つ、カメラの電力消費による温度の影響を受けない個所に設置されることを条件とする。

電池内３の温度検出部４８は、温度情報を電気的に変換する素子、例えば、サーミスタ等で構成され、システム制御回路１に温度情報を送るデータ元となる。この温度検出部４８は、電池３内部のセル近辺に設置され、電池３の放電によるセル温度の変化を把握できる温度情報を得ることを条件とする。

次に、図２を用いて、一般的なカメラの動作と電池の温度との関係を説明する。

図２は、本発明との比較の上で示す、カメラの温度変化と電池の温度変化との関係を示すグラフであり、縦軸に温度、横軸に経過時間を表している。

図中、Ａ時刻まではカメラの電力使用量が少ないときであり、電池温度とカメラ本体の内部温度にはさほど差がなく、どちらも一定温度Ｔｃを示す。この一定温度Ｔｃは、カメラ本体の内部温度と近似した温度である。

Ａ時刻を起点にカメラを継続的に動作した場合、図中、特性２０１のように、電力消費の経過時間と比例して電池温度が急激に上昇していく。

電池温度が規定の温度Ｔｍａｘに達したら（Ｂ時刻）、電池３内部の安全手段により放電を遮断する。

一方、カメラの温度は、電力消費に対して変化することなく、特性２０３のように、Ｂ時刻まで一定温度を保つ。電池３の放電が断たれたことによりカメラ動作は終了となり、その後の電力消費が無くなる。

Ｂ時刻後の電池３は、自然放熱により特性２０２のように、徐々に温度が下がる。

Ｂ時刻後のカメラ温度は、動作を終了しているので計測不能となるが、カメラが再起動すればそのまま一定温度（カメラの周囲温度）を示す。

次に図３を用いて、本発明のカメラの動作と電池の温度との関係を説明する。

図３は、図１におけるデジタルカメラの温度変化と電池の温度変化との関係を示すグラフであり、縦軸に温度、横軸に経過時間を表している。

図中、Ａ時刻まではカメラの電力使用量が少ないときであり、電池温度とカメラ本体の内部温度にはさほど差がなく、どちらも一定温度Ｔｃを示す。この一定温度Ｔｃは、カメラ本体の内部温度と近似した温度である。

Ａ時刻を起点にカメラを継続的に動作した場合、図中、特性３０１のように電力消費の経過時間と比例して電池温度が急激に上昇していく。

カメラは、電池温度とカメラ本体の内部温度を検出しており、電池温度がカメラ本体の内部温度に対して規定の温度差であるＴｄ１以上高温な状態に達したら（Ｂ時刻）、電力抑制制御を行う（電力抑制動作モードを実行する）。即ち、カメラ本体の内部温度に対して電池温度が所定値以上高温である場合に、電力抑制動作モードを実行する。

電力抑制動作モード中は、通常電力動作時よりも緩やかに電池温度が上昇し、所定の電池の温度検出ポイント（Ｔｄ２、Ｔｄ３、・・、Ｔｄｎ）に応じたカメラの動作制御を行う。

電力抑制動作モードの詳細及び具体例については後述する。

電力抑制動作モードを継続していても電池温度が規定の温度Ｔｍａｘに達したら（Ｃ時刻）、電池内部の安全手段により放電を遮断する。

電力抑制動作モード中の温度検出ポイントを複数設けるほど、電池３の放電停止までの動作を細かく制御できる。さらに、カメラが電池３の温度上昇を制御することにより、急激な電源遮断を未然に防ぐことができる。

続いて、電力抑制動作モードの基本動作を、図４のフローチャートを用いて説明する。

図４は、図１のデジタルカメラによって実行される電力抑制動作モード時の処理の手順を示すフローチャートである。

本フローは、デジタルカメラが継続して動作している最中に行われる処理であり、図３でのＡ時刻の後にシステム制御回路１が所定間隔で実行する。

図４において、まず、ステップＳ４０１では、システム制御回路１は、電池通信（電池３との間の通信）を行い、電池３の温度情報を取得する。ここでは仮に取得した電池温度データ（第２の温度情報）をＴｂｔとし、このＴｂｔは、システム制御回路１内部に記憶される。

ステップＳ４０１は電池３の第２の温度情報を取得する第２の取得手段として機能する。

ステップＳ４０２では、システム制御回路１は、取得した電池温度データＴｂｔと、予め設定している規定温度Ｔｄ１との数値比較を行い、電池温度データＴｂｔが規定温度Ｔｄ１未満であれば、ステップＳ４０３の通常動作を継続する。

これは、図３におけるＡ時刻からＢ時刻の間の温度判定処理となり、電池温度が規定温度に到達するまでは通常動作を継続するように実行する処理となる。

ステップＳ４０２において、電池温度データＴｂｔが規定温度Ｔｄ１以上になると、ステップＳ４０４へ進み、システム制御回路１は、電力抑制動作モードの処理を行う。

ステップＳ４０５では、システム制御回路１は、電力抑制動作中である旨、情報表示部２７または撮影情報表示部４５で告知表示を行う。

この場合の告知表示は、通常動作とは違う抑制動作中であることを使用者に判り易く表示することを目的とし、例えば、電池３と温度計のアイコンを同時に表示したようなものでよい。

ステップＳ４０５は、電力抑制制御中は特定の表示を行う表示手段として機能する。

ステップＳ４０６では、システム制御回路１は、温度監視部４７から現在のカメラ温度情報を取得する。ここでは、仮に、取得したカメラ温度データ（第１の温度情報）をＴｃとし、このＴｃは、システム制御回路１内部に記憶される。

ステップＳ４０６は、監視手段の第１の温度情報を取得する第１の取得手段として機能する。

ステップＳ４０７では、システム制御回路１は、取得したカメラ温度データＴｃと、電池温度データＴｂｔの差を演算し、得られた結果をＴｄｘとする。演算結果のＴｄｘは、図３のＴｄ２、Ｔｄ３、・・、Ｔｄｎに相当する。

ステップＳ４０８では、システム制御回路１は、システム制御回路１に予め設定されたデータテーブルと演算結果Ｔｄｘを照合し、所定の電力抑制となる動作制御を選択する。

ステップＳ４０９では、システム制御回路１は、ステップＳ４０８で選択された所定動作を行うように各それぞれのルーチン動作を実行する。そして、本処理を終了する。

ステップＳ４０９は、第１の温度情報と第２の温度情報から複数の電力抑制制御を行う制御手段として機能する。

以上説明したように、システム制御回路１は、電池３の温度上昇に合わせて電力抑制となる動作を段階的に制御する。また、システム制御回路１は、電池温度を所定間隔で継続して計測し、その結果を抑制動作へ反映するので、電池温度の上昇または下降に合わせた抑制動作が可能になる。

次に、図５、図６を用いて本実施の形態のカメラ動作の具体例を説明する。

図５は、図１のデジタルカメラによって実行される所定間隔での電力抑制動作（電力抑制モード時の動作）の一例を示す図である。

カメラ動作の例として、連続撮影でのシーケンス間隔等がある。本実施の形態では、連続撮影でのシーケンスの時間間隔を可変する制御を行う。

図５において、通常動作では所定間隔での連続撮影を行っており、このカメラの最大限の連続撮影枚数となる駆動シーケンスにて動作している。

図中、Ｐｔは、次回シーケンスまでの画像処理時間やカメラのスタンバイ時間等を含み、実際の撮像処理は含まれない。よって、Ｐｔの期間は、撮影シーケンスの中で電力消費の少ない時間である。

電力抑制動作では、図３、図４で説明したように電池温度の上昇とともに、それぞれＴｄｎが設定される。

電池温度がＴｄ１の場合、撮影シーケンスのＰｔの時間が延長された所定の時間となる（Ｐｔ×２）。

電池温度がＴｄ２の場合、Ｐｔの時間がＴｄ１よりも延長された所定の時間となる（Ｐｔ×３）。

電池温度がＴｄ３の場合、Ｐｔの時間がＴｄ２よりも延長された所定の時間となる（Ｐｔ×４）。

電池温度がＴｄ２に戻った場合、対応した所定の時間となる（Ｐｔ×２）。

同様に、電池温度がＴｄｎの場合、Ｐｔの時間が関連した所定の時間となる（Ｐｔ×ｎ）。

以上説明したように、電池３の温度上昇に合わせて、所定間隔で実行される動作中のオフ期間の時間を調節することで、連続的な電力消費を抑制でき、電池３の発熱を抑制できる。

図５では、連続撮影について説明したが、これに限らず、電力消費を目的とした連続的に行われるシーケンス駆動でのオフ期間の調節として対応できる。

図６は、図１のデジタルカメラによって実行される連続動作での電力抑制動作（電力抑制モード時の動作）の一例を示す図である。

カメラ動作の例として、背面モニタ（情報表示部２７）にスルー画像を表示するライブビュー表示動作がある。本実施の形態では、ライブビュー表示動作におけるフレームレート、即ち画像読み出し時のフレーム数を可変する制御を行う。

図６において、通常動作では、連続的に背面モニタにライブビュー表示を行っており、このカメラの最大限のフレーム数（フレームレート）となる撮像読み出しシーケンスにて動作している（毎秒３０フレーム）。

撮像の読み出しの間隔と電力消費は比例し、フレーム数（フレームレート）を落とすと電力消費は少なくてよい。よって、電力抑制を行う場合は、ライブビュー画像が認識できる範囲で調節する。

電力抑制動作では、図３、図４で説明したように電池温度の上昇とともにそれぞれＴｄｎが設定される。

電池温度がＴｄ１の場合、ライブビュー表示の読み出しフレーム数（フレームレート）が２６ｆ（２６ｆ／ｓｅｃ）となる。

電池温度がＴｄ２の場合、ライブビュー表示の読み出しフレーム数（フレームレート）が２２ｆとなる（２２ｆ／ｓｅｃ）。

電池温度がＴｄ３の場合、ライブビュー表示の読み出しフレーム数（フレームレート）が１８ｆとなる（１８ｆ／ｓｅｃ）。

電池温度がＴｄ２に戻った場合、対応した所定のフレーム数（フレームレート）となる（２２ｆ／ｓｅｃ）。

同様に、電池温度がＴｄｎの場合、関連した読み出しフレーム数（フレームレート）となる（１４ｆ／ｓｅｃ）。

以上説明したように、電池３の温度上昇に合わせて、連続的に実行される動作時に対応した電力抑制を行う設定とすることで、連続的な電力消費を抑制でき、電池３の発熱を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラのブロック構成図である。 本発明との比較の上で示す、カメラの温度変化と電池の温度変化との関係を示すグラフである。 図１におけるデジタルカメラの温度変化と電池の温度変化との関係を示すグラフである。 図１のデジタルカメラによって実行される電力抑制動作モード時の処理の手順を示すフローチャートである。 図１のデジタルカメラによって実行される所定間隔での電力抑制動作（電力抑制モード時の動作）の一例を示す図である。 図１のデジタルカメラによって実行される連続動作での電力抑制動作（電力抑制モード時の動作）の一例を示す図である。

符号の説明

１ システム制御回路
３ 電池
２７ 情報表示部
４７ 温度監視部

Claims (2)

1. 通常動作時に、連続する撮影シーケンスを所定の時間間隔で実行する撮像装置において、
   装置本体の内部の温度を取得する第１の取得手段と、
   前記装置本体に装着される電池の温度を取得する第２の取得手段と、
   前記第１の取得手段によって取得した前記装置本体の内部温度と、前記第２の取得手段によって取得した前記電池温度とを比較し、前記装置本体の内部温度に対して前記電池温度が所定値以上高温である場合に、連続する撮影シーケンスの時間間隔を通常動作時よりも長くするように制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 通常動作時に、所定のフレームレートでライブビュー表示を行う撮像装置において、
   装置本体の内部の温度を取得する第１の取得手段と、
   前記装置本体に装着される電池の温度を取得する第２の取得手段と、
   前記第１の取得手段によって取得した前記装置本体の内部温度と、前記第２の取得手段によって取得した前記電池温度とを比較し、前記装置本体の内部温度に対して前記電池温度が所定値以上高温である場合に、前記ライブビュー表示のフレームレートを通常動作時よりも低くするように制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。

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