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JP2004087171A - Portable device - Google Patents

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JP2004087171A
JP2004087171A JP2002243162A JP2002243162A JP2004087171A JP 2004087171 A JP2004087171 A JP 2004087171A JP 2002243162 A JP2002243162 A JP 2002243162A JP 2002243162 A JP2002243162 A JP 2002243162A JP 2004087171 A JP2004087171 A JP 2004087171A
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JP
Japan
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buffer
fuel cell
level
electric energy
charged
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002243162A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoyuki Nishino
西納 直行
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2002243162A priority Critical patent/JP2004087171A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

【課題】長時間安定的に駆動することができる携帯機器を提供する。
【解決手段】デジタルカメラ10の各回路は、燃料電池30により発電された電力で動作する。燃料電池30により発生した電気エネルギーは、変換器70を介してバッファ72に蓄積され、さらに変換器74を介してバッファ76に蓄積される。変換器74は、バッファ72とバッファ76とを遮断する機能を有する。バッファ76の充電レベルが所定レベルV2以下になった場合には、バッファ72に充電された電気エネルギーによりバッファ76を充電する。大きな負荷が発生した場合には、変換器74はバッファ76からの電流がバッファ72へ逆流するのを防止すべく、バッファ72とバッファ76との間を遮断する。
【選択図】   図3
A portable device that can be stably driven for a long time is provided.
Each circuit of a digital camera operates with electric power generated by a fuel cell. The electric energy generated by the fuel cell 30 is accumulated in the buffer 72 via the converter 70 and further accumulated in the buffer 76 via the converter 74. The converter 74 has a function of blocking the buffer 72 and the buffer 76. When the charge level of the buffer 76 becomes equal to or lower than the predetermined level V2, the buffer 76 is charged with the electric energy charged in the buffer 72. When a large load occurs, the converter 74 blocks between the buffer 72 and the buffer 76 in order to prevent the current from the buffer 76 from flowing back to the buffer 72.
[Selection] Figure 3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに係り、特に、燃料電池が発生する電力により動作する携帯機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、太陽電池により発電された電力を二次電池に蓄え、この二次電池に蓄えられた電力によりカメラを駆動する技術が提案されている(例えば特開平6−163965号公報参照)。
【0003】
この発明によれば、カメラに着脱可能に取り付けられた太陽電池ユニットに、増設太陽電池ユニットを取り付け・取り外しできるように、カメラ側の太陽電池ユニットと増設太陽電池ユニットとに連結溝を設けると共に、太陽電池ユニットをカメラに対して回転させることができるようにしている。これにより、太陽電池ユニットを光源方向に容易に向けることができ、太陽電池により発電された電力を二次電池に効率よく充電することができる。
【0004】
しかしながら、上記従来技術では、太陽電池を用いているため夜間は充電できず、長時間安定的に使用することができない、という問題があった。
【0005】
また、装置の電源として燃料電池を用いた技術が提案されている(例えば特開2002−134154号公報、特開2002−49440号公報、特開平10−64567号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
燃料電池は、例えばメタノール水や水素等の燃料を化学反応させて電気エネルギーを発生するものであるが、上記従来技術では、燃料電池の発電制御等については詳細に開示されておらず、例えば装置の負荷レベルが急減に高くなった場合、すなわち瞬間的に大きな電力が必要になった場合等において安定的に駆動することができない場合がある、という問題があった。
【0007】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、長時間安定的に駆動することができる携帯機器を提供することを目的とする。
【0008】
【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記載の発明は、供給された燃料を化学反応させて電気エネルギーを発生する燃料電池と、前記燃料電池により発生された電気エネルギーを充電すると共に、充電された電気エネルギーを装置各部へ供給する充電手段と、前記装置の負荷レベルに応じて前記燃料電池による発電及び前記充電手段による充電を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、供給された燃料を化学反応させて電気エネルギーを発生する燃料電池を備えており、この燃料電池により発電された電気エネルギーによって携帯機器が動作する。なお、本発明が適用される携帯機器の例としては、例えばデジタルカメラや携帯電話等の携帯端末装置等がある。
【0010】
燃料電池により発生された電気エネルギーは、充電手段に一旦充電される。そして、充電手段に充電された電気エネルギーが装置の各部へ供給される。充電手段には、例えばリチウムイオン電池等の二次電池や高容量のコンデンサ等を用いることができる。このように、充電手段に充電された電気エネルギーにより装置各部を動作させることができるため、装置の負荷レベルが急減に高くなった場合、すなわち瞬間的に大きな電力が必要になった場合や燃料電池による発電が不安定な場合でも、燃料電池により発生した電気エネルギーを直接装置各部へ供給する場合と比べて長時間安定的に装置を動作させることができる。
【0011】
制御手段は、装置の負荷レベルに応じて燃料電池による発電及び充電手段による充電を制御する。ここで、負荷レベルとは、装置の動作によって消費する電力に関する物理量(例えば電流量)に相当するものであり、装置の動作の種類によって異なる。従って、制御手段は、例えばユーザによる携帯機器の操作によって選択された動作の種類に応じて燃料電池による発電及び充電手段による充電を制御する。また、充電手段から装置各部へ供給される電流量を検出し、この電流量に基づいて燃料電池による発電及び充電手段による充電を制御するようにしてもよい。
【0012】
ところで、例えば、携帯機器がデジタルカメラの場合においてストロボ撮影が行われる場合のように、瞬間的に大きな負荷がかかる場合には、充電手段からの電流が燃料電池側へ逆流し、燃料電池が損傷する恐れがある場合がある。
【0013】
そこで、請求項2に記載したように、前記充電手段と前記燃料電池との間を遮断する遮断手段をさらに備え、前記制御手段は、前記装置の負荷レベルが予め定めた所定レベル以上になった場合に、前記燃料電池の発電を停止させると共に、前記充電手段と前記燃料電池との間が遮断されるように前記遮断手段を制御するようにすることが好ましい。
【0014】
これにより、瞬間的に大きな負荷がかかるような場合でも、充電手段からの電流が燃料電池側へ逆流するのを防ぐことができ、燃料電池を保護することができる。
【0015】
また、請求項3に記載したように、前記充電手段は、前記燃料電池により発生された電気エネルギーを充電する第1のバッファと、前記第1のバッファに充電された電気エネルギーを充電すると共に、充電された電気エネルギーを装置各部へ供給する第2のバッファと、で構成され、且つ前記第1のバッファと前記第2のバッファとの間を遮断する遮断手段をさらに備えた構成としてもよい。
【0016】
この場合、瞬間的に大きな負荷が発生した場合でも、燃料電池と第1のバッファとの間は影響がないため、燃料電池の発電を停止する必要がない。このため、燃料電池から第1のバッファへの充電を継続することができ、効率よく充電することができる。
【0017】
また、請求項4に記載したように、前記制御手段は、前記第2のバッファに充電された電気エネルギーのレベルが予め定めた所定レベル以下になった場合に、前記第1のバッファに充電された電気エネルギーが予め定めた所定供給レベルで前記第2のバッファに充電されるように制御すると共に、前記前記第2のバッファに充電された電気エネルギーのレベルが前記所定レベルよりも低い急速充電レベルになった場合に、前記第1のバッファに充電された電気エネルギーが前記所定供給レベルよりも高い高供給レベルで前記第2のバッファに充電されるように制御するようにしてもよい。
【0018】
これにより、大きな負荷が発生して第2のバッファに充電された電気エネルギーが低下した場合でも、第1のバッファに充電された電気エネルギーにより第2のバッファが充電されるため、装置を長時間安定的に駆動することができる。
【0019】
また、請求項5に記載したように、前記制御手段は、前記第2のバッファに充電された電気エネルギーが前記急速充電レベルよりも低い予め定めた動作制限レベル以下になった場合には、前記装置の予め定めた動作を制限するようにしてもよい。
【0020】
例えば、第2のバッファに充電された電気エネルギーが動作制限レベル以下になった場合には、動作制限レベルの充電レベルでは動作させることができない動作を禁止するようにする。そして、充電レベルが少なくとも動作制限レベルを越えた場合に禁止を解除する。なお、充電レベル動作制限レベル以下に低下していることを報知する報知手段を設けてもよい。これにより、装置全体を停止することなく、機能を縮小して装置の動作を継続させることができ、利便性を向上させることができる。
【0021】
【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の一例を詳細に説明する。本実施の形態では、デジタルカメラに本発明を適用した場合について説明する。
【0022】
本発明が適用されたデジタルカメラ10は、図1(A)及び図1(B)に示すように、本体12が略箱型であり、正面から見て左側には、本体12の把持を容易とするための把持部13が形成されている。
【0023】
本体12の正面側には、図1(A)に示すように、撮影レンズ14、撮影範囲等を目視で確認するためのファインダ16、低照度での撮影等の場合に照明光を発するためのフラッシュ装置18が取付けられている。
【0024】
また、本体12の正面から見て右側の側面には、スマートメディアなどのメモリーカードとしての画像蓄積メモリ20を装填可能なスロット22が設けられており、本体12の上面には、図1(A)において左側にモードダイヤル24、及び電源スイッチ26が設けられ、モードダイヤル24の中央部がシャッタボタン28となっている。また、本体12の正面から見て左側の底面には、デジタルカメラ10の電源である燃料電池30の収容口が設けられている。また、燃料電池30の図示しない収容ボックスの周囲には、燃料電池30を加温するためのヒータ32が設けられている。これにより、燃料電池30が図示しない収容口から収容ボックス内にセットされると、図2に示すように、燃料電池30の周囲にヒータ32が配置されることとなる。
【0025】
モードダイヤル24は、デジタルカメラの撮影モードを選択するダイヤルであり、例えば、オート撮影モード、マクロ撮影モード、風景撮影モード、スポーツ撮影モード、夜景撮影モード等の中から、撮影者は被写体の撮影状況に適した撮影モードを選択することができる。また、シャッタボタン28は、半押しでAFロック、全押しで撮像処理されるように構成されている。
【0026】
また、図1(B)に示すように、本体12の背面の左下には、反射型LCD又は透過型表LCDから成るカラーの画像表示LCD34が設けられており、画像表示LCD34の上方には、モノクロのステイタスLCD36、フラッシュボタン38、十字ボタン40、メニュー実行ボタン42、及びズームボタン43T、43W等の各種選択ボタンが設けられている。
【0027】
画像表示LCD34は、画面サイズが例えば640×480ピクセルの液晶表示パネルより構成されており、画像表示指示がある場合に、画像蓄積メモリ20に保存された画像データ基づいて画像を画面全体に表示したり、複数の縮小画像を並べて表示(以下、サムネイル表示と称す。)したり、各種機能選択画面を表示する。ステイタスLCD36は、例えば動作モード、画質、バッテリー量、ストロボの発光/非発光、撮影可能枚数等デジタルカメラの現在の状態や設定を表示する。
【0028】
十字ボタン40は、画像表示LCD34が各種項目を選択する画面を表示しているときに表示されたボタンを選択したり、カーソルを動かすためのボタンである。また、フラッシュボタン38はフラッシュ装置18によるストロボ発光を強制発光するときに強制発光指示を出したり、フラッシュ装置18によるストロボ発光を禁止するときに発光禁止指示を出すボタンであり、メニュー実行ボタン42は、画像表示LCD34に表示された画面で十字ボタン40で選択された項目の実行指示を出すボタンである。ズームボタン43Tは、撮影画角を望遠側に変更するためのボタンであり、ズームボタン43Wは、撮影画角を広角側に変更するためのボタンである。
【0029】
図3には、デジタルカメラ10のブロック図を示した。デジタルカメラ10は、撮影レンズ14を備えている。撮影レンズ14は、例えばフォーカスレンズを含む複数枚のレンズで構成され、例えば焦点距離を可変にすることができるズームレンズを用いられるが、単一の焦点距離(固定焦点)のレンズを用いてもよい。
【0030】
撮影レンズ14は、ズーム制御部45によってズーム制御される。ズーム制御部45は、ズームボタン43T、43Wの操作量に応じて撮影画角を望遠側又は広角側に変更すべく撮影レンズ14を駆動する。
【0031】
撮影レンズ14のうちフォーカスレンズは、測距制御部46によって制御される。測距制御部46は、後述するオートフォーカス制御により、ピントが被写体に合うようにフォーカスレンズを駆動する。
【0032】
撮影レンズ14及びシャッタ48を介してCCD等を含んで構成される撮像素子50の受光面に結像された被写体像は、各センサで入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、タイミング信号発生回路(TG)52から加えられる駆動パルスによって読み出され、信号電荷に応じた電圧信号(アナログ画像信号)として順次撮像素子50から出力される。
【0033】
撮像素子50の前には、シャッタ48が設けられている。シャッタ48は、露光制御部54によって制御され、設定されたシャッタスピードで開閉する。
【0034】
なお、撮像素子50に電子シャッタ機能を設けてシャッタ48を省略してもよい。この場合、撮像素子50は、シャッターゲートを介してシャッタードレインが設けられると共に露光制御部54によって制御され、シャッターゲートをシャッターゲートパルスによって駆動することにより、蓄積した信号電荷をシャッタードレインに掃き出すことができる。すなわち、撮像素子50は、シャッターゲートパルスによって各センサに蓄積される電荷の蓄積時間(シャッタースピード)を制御する。
【0035】
撮像素子50から読み出された信号は、信号処理回路56によって所定の処理が施される。信号処理回路56は、例えば図示しないCDS回路やA/D変換器を含んで構成される。CDS回路は、撮像素子50からの画像信号を相関二重サンプリング(CDS)処理するとともに、R,G,Bの各色信号に色分離処理し、各色信号の信号レベルの調整(プリホワイトバランス処理)を行う。これらの所定のアナログ信号処理を経た画像信号は、A/D変換器によりR,G,Bのデジタル信号に変換された後、画像処理プロセッサ58へ出力される。
【0036】
タイミング信号発生回路52は、画像処理プロセッサ58からのコマンドに応じて撮像素子50及び信号処理回路56に対して適宜のタイミング信号を与えており、各回路はタイミング信号発生回路52から加えられるタイミング信号により同期して駆動されるようになっている。
【0037】
画像処理プロセッサ58は、各種画像処理を行う回路等を含んでおり、例えば、積算回路、ゲイン調整回路、ガンマ補正回路、輝度・色差信号処理回路(YC処理回路)、圧縮伸張回路、画像蓄積メモリ20のカードインターフェース、画像表示LCD34を駆動する表示用ドライバー等を含んでいる。
【0038】
また、画像処理プロセッサ58は、画像処理を高速に行うためのワークメモリとしての高速演算用メモリ60、画像蓄積メモリ20、外部通信インターフェース62、画像表示LCD34が接続される。外部通信インターフェースは、パソコン等の外部機器と画像データ等の授受を行うためのインターフェースであり、例えばUSB(Universal Serial Bus)やIEEE1394等のインターフェースを用いることができる。
【0039】
信号処理回路56のA/D変換器から出力されたデータは、高速演算用メモリ60に格納されるとともに、積算回路に加えられる。積算回路は、撮影画面を複数のブロック(例えば、8×8の64個のブロック)に分割し、各ブロック毎に受入したG信号の積算演算を行う。なお、R、G、Bのデータから輝度信号(Y信号)を生成して、輝度信号の積算演算を行ってもよい。
【0040】
画像処理プロセッサ58は、積算回路で得られた積算値の情報(演算結果)に基づき、所定のアルゴリズムに従って撮影画面の評価値Eを算出し、求めた評価値Eを用いてゲイン調整回路におけるゲイン値(増幅率)を決定する。画像処理プロセッサ58は決定したゲイン値に従ってゲイン調整回路におけるゲイン量を制御する。
【0041】
高速演算用メモリ60に記憶されたR、G、Bの画像データはゲイン調整回路で増幅処理される。増幅処理された画像データは、ガンマ補正回路において、ガンマ補正処理が施された後、YC処理回路へ送られ、RGBデータから輝度信号(Y信号)及び色差信号(Cr,Cb信号)に変換される。
【0042】
YC処理回路において生成された輝度・色差信号(YC信号と略記する)は、高速演算用メモリ60に書き戻される。高速演算用メモリ60に記憶されたYC信号は表示用ドライバーに供給され、所定方式の信号(例えば、NTSC方式のカラー複合映像信号)に変換されて画像表示LCD34に出力される。
【0043】
画像表示LCD34に表示された画像は、制御用μコンピュータ64によって点灯制御されるバックライト65が点灯することにより視認可能となる。なお、画像表示LCD34はYC信号入力対応のタイプのものを適用してもよいし、RGB信号入力タイプのものを適用してもよく、表示装置に対応したドライバーが適用される。
【0044】
また、撮像素子50から出力される画像信号によって画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が画像表示LCD34に供給されることにより、撮像素子50が捉える画像がリアルタイムに動画像(ライブ画像)として、又はリアルタイムではないが、ほぼ連続した画像として画像表示LCD34に表示される。
【0045】
画像表示LCD34は電子ビューファインダーとして利用でき、撮影者は画像表示LCD34の表示画像又は光学式のファインダ16によって撮影画角を確認することができる。スイッチ群66に含まれるシャッタボタン28の押下操作など所定の記録指示(撮影開始指示)操作に呼応して、記録用の画像データの取り込みが開始される。
【0046】
各種画像処理が施された画像データは、画像処理プロセッサの圧縮伸張回路により圧縮される。圧縮伸張回路は、高速演算用メモリ60上のYCデータをJPEGその他の所定の形式に従って圧縮する。圧縮された画像データはカードインターフェースによりメモリカードとしての画像蓄積メモリ20に記録される。
【0047】
非圧縮の画像データを記録するモード(非圧縮モード)が選択されている場合には、圧縮伸張回路による圧縮処理を実施せずに、非圧縮のまま画像データが画像蓄積メモリ20に記録される。
【0048】
本実施の形態のデジタルカメラ10は、画像データを保存する手段としてメモリカードとしての画像蓄積メモリ20が用いられている。具体的には、例えばスマートメディア等の記録メディアが適用される。記録メディアの形態は上記のものに限らず、PCカード、マイクロドライブ、マルチメディアカード(MMC)、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなど種々の形態が可能であり、使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。
【0049】
また、再生モード時には画像蓄積メモリ20から読み出された画像データが圧縮伸張回路によって伸張処理され、表示用ドライバーによって画像表示LCD34に出力される。
【0050】
制御用μコンピュータ64はスイッチ群66からの入力信号に基づいて対応する回路ブロックを制御する。例えば、ズーム制御部45、測距制御部46、及び露光制御部54を統括制御して、撮影レンズ14のズーミング動作や自動焦点調節(AF)動作の制御、並びに自動露出調節(AE)の制御等を行う。
【0051】
露光制御部54は、撮像素子50から出力される画像信号に基づいて、焦点評価演算やAE演算などの各種演算を行い、その演算に基づいて、シャッタ48のシャッタスピードを設定すると共に図示しない絞りを適正絞り値に設定する。
【0052】
測距制御部46は撮影レンズ14の図示しない駆動手段(例えば、AFモータやアイリスモータ等)を制御してフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。
【0053】
例えば、AF制御には、G信号の高周波成分が最大になるようにフォーカスレンズを移動させるコントラストAF方式が採用される。また、AE制御には、1フレームのR、G、B信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度(撮影EV)を求め、この撮影EVに基づいて絞り値とシャッタースピードを決定し、絞りを駆動するとともに、決定したシャッタースピードとなるようにシャッタ48の開閉を制御する。従って、デジタルカメラ10の撮影レンズ14を被写体に向けるだけで、最適な露出調整が行われるとともに、ピント合わせが自動的に行われる。
【0054】
撮影記録時においては、シャッタボタン28の「半押し」時に上述した測光動作を複数回繰り返して正確な撮影EVを求め、この撮影EVに基づいて撮影時の絞り値とシャッタースピードを最終的に決定する。そして、シャッタボタン28の「全押し」時に前記最終的に決定した絞り値になるように絞りを駆動し、また、決定したシャッタースピードとなるようにシャッタ48の開閉を制御する。なお、AE、AFは撮像素子50から取得される画像信号に基づいて制御する方法の他、周知の測光センサやAF投光/受光センサからなる測距センサ等を用いてもよい。
【0055】
スイッチ群66には、前述した画像の記録開始の指示を与えるシャッタボタン28、モードダイヤル24、電源スイッチ26、ズームボタン43T,43W、、フラッシュボタン38、十字ボタン40、その他の各種の入力手段が含まれる。これら入力手段は、スイッチボタン、ダイヤル、スライド式ツマミなど種々の形態があり、タッチパネルや液晶モニタ表示部の画面上において設定メニューや選択項目を表示してカーソルで所望の項目を選択する態様もある。スイッチ群60はカメラ本体に配設されていてもよいし、リモコン送信機としてカメラ本体と分離した構成にすることも可能である。
【0056】
また、このデジタルカメラ10はフラッシュ装置18を備えている。フラッシュ装置18は調光用の受光素子を有しており、スイッチ群66に含まれるフラッシュボタン38の操作に応じて、低輝度時にフラッシュ装置18により自動的にストロボ発光させる「低輝度自動発光モード」、被写体輝度にかかわらずフラッシュ装置18によりストロボ発光させる「強制発光モード」、又はフラッシュ装置18によるストロボ発光を禁止させる「発光禁止モード」等に設定される。
【0057】
制御用μコンピュータ64はユーザーが選択したストロボモードに応じて、フラッシュ装置18のメインコンデンサの充電制御や、発光管(例えば、キセノン管)への放電(発光)タイミングを制御するとともに、受光素子からの測定結果に基づいて発光停止の制御を行う。受光素子はストロボの発光によって照らされる被写体からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換する。受光素子の信号は図示せぬ積分回路により積算され、積算受光量が所定の適正受光量に達した時にストロボの発光が停止される。
【0058】
上記の各回路は、燃料電池30によって発電された電力によって動作する。燃料電池30は、例えば固体高分子形の燃料電池であって、メタノール水を電池に直接供給するメタノール直接型燃料電池(DMFC)が用いられる。このような燃料電池30は、図4に示すように、アノード30Aとカソード30Bとの間にプロトン導電膜30Cが挟まれた構成となっている。そして、アノード30Aからメタノール水(CHOH+HO)が供給され、カソード30Bから酸素(O)が供給されることにより、プロトン伝導に伴って化学反応が生じ、メタノールが連続的に酸化されて起電力eが生じると共に、二酸化炭素(CO)と水(HO)が排出される。この起電力eにより負荷68、すなわちデジタルカメラ10の各回路に電力を供給することができる。
【0059】
このようなメタノール直接型燃料電池は、メタノールから水素を作る改質機やCO濃度制御用の反応器等の周辺補機が不要であるため小型化に向いている。しかしながら、燃料電池は、発電に必要な温度、すなわち動作温度下限値が他の電池と比較して高いため、特に極寒地などでは動作が不安定となる恐れがある。このため、本実施の形態では前述したように、燃料電池30の図示しない収容ボックスの周囲に、燃料電池30を加温するためのヒータ32が設けられている。これにより、燃料電池30を加温することができ、安定的に動作させることができる。
【0060】
なお、デジタルカメラ10は、燃料電池30が収容ボックス内にセットされたことを検知する図示しない検知機構も備えており、この検知機構により制御用μコンピュータ64は燃料電池30がセットされたことを検知することができる。
【0061】
図5にも示したように、燃料電池30で発電された電気エネルギーは、変換器70によって所定レベルの電気エネルギー(電圧)に変換されてバッファ72に蓄積され、さらに、バッファ72に蓄積された電気エネルギーは、変換器74によって所定レベルの電気エネルギー(電圧)に変換されてバッファ76に蓄積される。このバッファ76に蓄積された電気エネルギーが各回路へ供給される。バッファ72は、例えば高容量のコンデンサで構成され、バッファ76は、例えば二次電池(例えばリチウムイオン電池等)で構成される。変換器70、74は、制御用μコンピュータ64によって制御される。
【0062】
また、変換器74は、バッファ72に充電された電気エネルギーを所定レベルの電気エネルギーに変換する機能と共に、制御用μコンピュータ64の指示によりバッファ76とバッファ72との間を遮断する機能を備えている。これにより、ストロボ発光等の大きな負荷が発生した場合に、バッファ76からの電流がバッファ72側へ逆流するのを防ぐことができ、燃料電池30を保護することができる。また、燃料電池30による発電を停止する必要が無く、継続的にバッファ72へ充電することができる。
【0063】
ヒータ32は、バッファ76から電力が供給されて燃料電池30を加温するが、ヒータ32とバッファ76との間にはヒータ32への電力供給をオンオフするためのスイッチ78が設けられている。このスイッチ78のオンオフは、制御用μコンピュータ64により制御される。
【0064】
また、燃料電池30の近傍には、燃料電池30の温度を検出する温度計80が設けられている。制御用μコンピュータ64は、温度計80で検出した燃料電池30の温度に基づいてスイッチ78を適宜オンオフすることによりヒータ32をオンオフさせて燃料電池30を加温すると共に、バッファ76に蓄積された電気エネルギーのレベル(例えば電圧レベル)をモニタして、負荷レベルに応じて燃料電池30の発電の開始及び停止を制御する。
【0065】
なお、デジタルカメラ10は本発明の携帯機器に相当し、燃料電池30は本発明の燃料電池に相当し、バッファ72は本発明の第1のバッファに相当し、バッファ76は本発明の第2のバッファ及び遮断手段に相当し、制御用μコンピュータ64は本発明の制御手段に相当する。
【0066】
次に、制御用μコンピュータ64による充電制御について説明する。
【0067】
図6には、図5に示すA部の電力の推移、すなわち燃料電池30からバッファ72側へ供給される電力の推移と、図5に示すB部の電力の推移、すなわちバッファ76から負荷68へ供給される電力の推移と、図5に示すC部の電力の推移、すなわちバッファ72からバッファ76側へ供給される電力の推移と、を示した。
【0068】
図6に示すように、制御用μコンピュータ64は、B部の電力が予め定めた所定レベルroad2以上になった場合、すなわち、負荷レベル(負荷電力)が所定レベルroad2以上になった場合には、バッファ72とバッファ76との間が遮断されるように変換器74を制御する。所定レベルRoad2は、例えば負荷レベルがこれ以上になった場合に、バッファ76からバッファ72側へ電流が逆流する恐れがあるレベルに設定される。例えばフラッシュ装置18によりストロボ発光して撮影する場合には、負荷レベルがRoad2以上となる。
【0069】
このように、負荷レベルが所定レベルroad2以上になった場合には、バッファ72とバッファ76との間が遮断されるように変換器74を制御してバッファ72からバッファ76側への充電を停止するため、バッファ76からの電流がバッファ72側へ逆流するのを防ぐことができ、燃料電池30を保護することができる。なお、図6に示すように、負荷レベルが所定レベルroad2未満の場合には、バッファ72に蓄積された電気エネルギーによりバッファ76が充電される。
【0070】
また、本実施の形態では、図5に示すようにバッファを2つ備えており、バッファ72とバッファ76との間を変換器74によって遮断することができるため、燃料電池30の発電を停止する必要はなく、図6に示すように、継続的に発電し、発電した電気エネルギーによりバッファ72を充電することができる。これにより、長時間安定的に装置を駆動することができる。
【0071】
さらに、制御用μコンピュータ64による充電制御の詳細について説明する。
【0072】
図7に示すように、まず燃料電池30による発電を開始させた場合(t1の時点)、1段目のバッファ72にある程度電気エネルギーを蓄積しておく必要があるため、制御用μコンピュータ64は、バッファ72に充電された電気エネルギーのレベル、すなわち充電レベルが予め定めた所定レベルth1未満の場合には、燃料電池30により発電された電気エネルギーがバッファ72に充電されるように、変換器70を制御する。
【0073】
そして、充電レベルが予め定めた所定レベルth1以上になった場合(t2の時点)には、燃料電池30により発電された電気エネルギーがバッファ76に充電されるように、変換器70、74を制御する。
【0074】
バッファ76の充電レベルが予め定めた所定レベルV1になった場合(t3の時点)には、バッファ76への充電を停止させ、再びバッファ72への充電を開始させる。このとき、バッファ72への充電は、所定レベルth2になるまで行われるが、それまでの間にバッファ76の充電レベルが低下し始め(t4の時点)、所定以上低下した場合(t5の時点)、バッファ72への充電を停止し、バッファ76への充電を開始する。そして、バッファ76の充電レベルが再び所定レベルV1以上になった場合(t6の時点)、バッファ76への充電を停止させ、バッファ72の充電を開始する。
【0075】
そして、比較的小さい負荷82が発生した場合(t7の時点)には、バッファ76の充電レベルが低下し始めるが、引き続きバッファ72への充電を継続する。バッファ76の充電レベルが、再充電が必要な所定レベルV2以下になった場合(t8の時点)には、バッファ72への充電を停止させ、バッファ72に蓄積された電気エネルギーがバッファ76へ充電されるように変換器74を制御する。
【0076】
これにより、バッファ76の充電レベルの低下の傾向が緩やかになると智印、バッファ72の充電レベルが低下するが、負荷82が終了した場合(t9の時点)には、バッファ76の充電レベルが上昇し始める。
【0077】
そして、比較的大きい負荷84が発生した場合(t10の時点)、バッファ76の充電レベルが急激に低下し始める。バッファ76の充電レベルが、急速充電が必要な所定レベルV4以下になった場合(t11の時点)には、バッファ72からバッファ76へ供給される電気エネルギーが最大となるように変換器74を制御する。これにより、バッファ72の充電レベルは急激に低下する。
【0078】
負荷84が終了すると、バッファ76の充電レベルが上昇し、急速充電が必要ない所定レベルV3以上になった場合(t12の時点)で、バッファ72の充電レベルが所定レベルth1未満の場合には、バッファ72からバッファ76への充電を停止させ、バッファ72への充電を開始する。
【0079】
同様に、バッファ72の充電レベルが所定レベルth1以上になった場合(t13の時点)には、バッファ72の充電を停止させて、バッファ76への充電を開始する。バッファ76の充電レベルが所定レベルV1以上になった場合(t14の時点)、バッファ76への充電を停止させ、バッファ72への充電を開始させる。
【0080】
このように、本実施の形態では、バッファを2段設けることにより燃料電池30による発電を継続的に行い、バッファ72の充電レベルが所定レベルth1未満の場合にはバッファ72を優先的に充電し、バッファ76の充電レベルが所定レベルV2以下の場合には、バッファ76を優先的に充電する。そして、バッファ76が再充電が必要な所定レベルV2以下になった場合には、バッファ72からバッファ76へ充電する。これにより、デジタルカメラ10を長時間安定的に動作させることができる。
【0081】
また、バッファ76の充電レベルが、動作制限レベルV5以下になった場合には、バッファ76の充電レベルが動作制限レベルV5を越えないと動作させることができない機能(例えばストロボ撮影など)を禁止する。そして、バッファ76の充電レベルが例えば動作制限レベルV5を超えた場合に禁止を解除する。これにより、装置全体を停止させることなく、機能を縮小した形で動作を継続させることができ、動作を安定化させることができると共に利便性を向上させることができる。
【0082】
なお、本実施の形態であ、バッファを2段設けた場合について説明したが、図8に示すように、バッファ76だけで構成してもよい。この場合、変換器74は、バッファ76と燃料電池との間を遮断する機能を有する。この場合、図9に示すように、負荷レベルが予め定めた所定レベルRoad以上の場合には、変換器74によりバッファ76と燃料電池30との間が遮断されると共に、燃料電池30の発電を停止させる。これにより、ストロボ撮影等の大きな負荷が発生した場合に、バッファ76から燃料電池30側へ電流が逆流するのを防ぐことができ、燃料電池30を保護することができる。
【0083】
また、本実施の形態では、デジタルカメラを例に説明したが、これに限らず、携帯電話やPDA等の携帯端末等にも本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、長時間安定的に駆動することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はデジタルカメラの正面図、(B)はデジタルカメラの背面図である。
【図2】燃料電池及びヒータを示す斜視図である。
【図3】デジタルカメラの回路ブロック図である。
【図4】燃料電池の構成図である。
【図5】デジタルカメラの充電機構のブロック図である。
【図6】燃料電池の電力推移、1段目のバッファの電力推移、2段目のバッファの電力推移について説明するための図である。
【図7】1段目のバッファ及び2段目のバッファの充電制御について説明するための図である。
【図8】デジタルカメラの充電機構の他の例を示すブロック図である。
【図9】燃料電池の電力推移、バッファの電力推移について説明するための図である。
【符号の説明】
10 デジタルカメラ
14 撮影レンズ
16 ファインダ
18 フラッシュ装置
30 燃料電池
32 ヒータ
58 画像処理プロセッサ
64 制御用μコンピュータ
65 バックライト
66 スイッチ群
70、72     変換器
72、76     バッファ
78 スイッチ
80 温度計
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital camera, and more particularly to a portable device that operates with electric power generated by a fuel cell.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a technique has been proposed in which electric power generated by a solar battery is stored in a secondary battery, and a camera is driven by the electric power stored in the secondary battery (see, for example, JP-A-6-163965).
[0003]
According to this invention, the solar cell unit detachably attached to the camera is provided with a connecting groove in the camera-side solar cell unit and the additional solar cell unit so that the additional solar cell unit can be attached and detached, The solar cell unit can be rotated with respect to the camera. Thereby, a solar cell unit can be easily turned to the light source direction, and the electric power generated by the solar cell can be efficiently charged to the secondary battery.
[0004]
However, the above-described conventional technique has a problem that since it uses a solar cell, it cannot be charged at night and cannot be used stably for a long time.
[0005]
In addition, a technique using a fuel cell as a power source of the apparatus has been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2002-134154, 2002-49440, and 10-64567).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The fuel cell, for example, generates electric energy by chemically reacting a fuel such as methanol water or hydrogen. However, in the above-described prior art, the power generation control of the fuel cell is not disclosed in detail. There has been a problem that stable driving may not be possible when the load level suddenly increases, that is, when large electric power is required instantaneously.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a portable device that can be stably driven for a long time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a fuel cell that generates electric energy by chemically reacting the supplied fuel, and the electric energy generated by the fuel cell is charged and charged. And charging means for supplying electric energy to each part of the apparatus, and control means for controlling power generation by the fuel cell and charging by the charging means in accordance with a load level of the apparatus.
[0009]
According to the present invention, the fuel cell is provided that generates electric energy by chemically reacting the supplied fuel, and the portable device is operated by the electric energy generated by the fuel cell. Examples of portable devices to which the present invention is applied include portable terminal devices such as digital cameras and cellular phones.
[0010]
The electric energy generated by the fuel cell is once charged in the charging means. Then, the electric energy charged in the charging means is supplied to each part of the apparatus. As the charging means, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a high-capacity capacitor, or the like can be used. As described above, each part of the apparatus can be operated by the electric energy charged in the charging means, so that when the load level of the apparatus suddenly increases, that is, when a large amount of electric power is required instantaneously or the fuel cell Even when the power generation by is unstable, the apparatus can be operated stably for a long time compared to the case where the electric energy generated by the fuel cell is directly supplied to each part of the apparatus.
[0011]
The control means controls power generation by the fuel cell and charging by the charging means according to the load level of the apparatus. Here, the load level corresponds to a physical quantity (for example, current amount) related to power consumed by the operation of the apparatus, and differs depending on the type of operation of the apparatus. Therefore, the control unit controls the power generation by the fuel cell and the charging by the charging unit according to the type of operation selected by the user operating the portable device, for example. Further, the amount of current supplied from the charging means to each part of the apparatus may be detected, and the power generation by the fuel cell and the charging by the charging means may be controlled based on the amount of current.
[0012]
By the way, for example, when a large load is applied instantaneously, such as when a flash device is taken when the portable device is a digital camera, the current from the charging means flows backward to the fuel cell side, and the fuel cell is damaged. There is a risk of doing.
[0013]
Therefore, as described in claim 2, the apparatus further includes a blocking unit that blocks between the charging unit and the fuel cell, and the control unit has a load level of the device equal to or higher than a predetermined level. In this case, it is preferable to stop the power generation of the fuel cell and to control the shut-off means so that the charging means and the fuel cell are shut off.
[0014]
As a result, even when a large load is instantaneously applied, the current from the charging means can be prevented from flowing back to the fuel cell side, and the fuel cell can be protected.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, the charging means charges the electric energy charged in the first buffer and the first buffer that charges the electric energy generated by the fuel cell, and It is good also as a structure further comprised with the 2nd buffer which supplies the charged electrical energy to each part of an apparatus, and also provided the interruption | blocking means which interrupts | blocks between the said 1st buffer and the said 2nd buffer.
[0016]
In this case, even when a large load is generated instantaneously, there is no influence between the fuel cell and the first buffer, so there is no need to stop the power generation of the fuel cell. Therefore, charging from the fuel cell to the first buffer can be continued and charging can be performed efficiently.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, the control means charges the first buffer when the level of electrical energy charged in the second buffer is equal to or lower than a predetermined level. And controlling the electric energy so that the second buffer is charged at a predetermined supply level determined in advance, and the level of the electric energy charged in the second buffer is lower than the predetermined level. In this case, control may be performed so that the electric energy charged in the first buffer is charged in the second buffer at a high supply level higher than the predetermined supply level.
[0018]
As a result, even when a large load is generated and the electrical energy charged in the second buffer is reduced, the second buffer is charged by the electrical energy charged in the first buffer. It can be driven stably.
[0019]
According to a fifth aspect of the present invention, when the electrical energy charged in the second buffer is equal to or lower than a predetermined operation restriction level lower than the quick charge level, the control means You may make it restrict | limit the predetermined operation | movement of an apparatus.
[0020]
For example, when the electric energy charged in the second buffer becomes equal to or lower than the operation limit level, an operation that cannot be operated at the charge level of the operation limit level is prohibited. Then, the prohibition is canceled when the charge level exceeds at least the operation restriction level. In addition, you may provide the alerting | reporting means to alert | report that it has fallen below the charge level operation | movement restriction | limiting level. Accordingly, the function can be reduced and the operation of the apparatus can be continued without stopping the entire apparatus, and convenience can be improved.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a digital camera will be described.
[0022]
In the digital camera 10 to which the present invention is applied, as shown in FIGS. 1A and 1B, the main body 12 is substantially box-shaped, and the main body 12 can be easily gripped on the left side when viewed from the front. A grip 13 is formed.
[0023]
As shown in FIG. 1A, on the front side of the main body 12, a shooting lens 14, a finder 16 for visually confirming a shooting range, etc., for emitting illumination light in the case of shooting at low illuminance, etc. A flash device 18 is attached.
[0024]
A slot 22 into which an image storage memory 20 as a memory card such as a smart media can be loaded is provided on the right side as viewed from the front of the main body 12. ), A mode dial 24 and a power switch 26 are provided on the left side, and a central portion of the mode dial 24 is a shutter button 28. In addition, a housing opening for a fuel cell 30 that is a power source of the digital camera 10 is provided on the bottom surface on the left side when viewed from the front of the main body 12. A heater 32 for heating the fuel cell 30 is provided around a storage box (not shown) of the fuel cell 30. Thereby, when the fuel cell 30 is set in the storage box from the storage port (not shown), the heater 32 is disposed around the fuel cell 30 as shown in FIG.
[0025]
The mode dial 24 is a dial for selecting the shooting mode of the digital camera. For example, the photographer can select the shooting status of the subject from among the auto shooting mode, macro shooting mode, landscape shooting mode, sports shooting mode, night view shooting mode, and the like. An appropriate shooting mode can be selected. The shutter button 28 is configured to perform AF processing when half-pressed, and to perform imaging processing when fully pressed.
[0026]
Further, as shown in FIG. 1B, a color image display LCD 34 comprising a reflective LCD or a transmissive front LCD is provided at the lower left of the back surface of the main body 12, and above the image display LCD 34, Various selection buttons such as a monochrome status LCD 36, a flash button 38, a cross button 40, a menu execution button 42, and zoom buttons 43T and 43W are provided.
[0027]
The image display LCD 34 is composed of a liquid crystal display panel having a screen size of, for example, 640 × 480 pixels, and displays an image on the entire screen based on the image data stored in the image storage memory 20 when there is an image display instruction. Or display a plurality of reduced images side by side (hereinafter referred to as thumbnail display) or display various function selection screens. The status LCD 36 displays the current state and settings of the digital camera, such as the operation mode, image quality, battery capacity, flash on / off, and the number of images that can be taken.
[0028]
The cross button 40 is a button for selecting a button displayed when the image display LCD 34 is displaying a screen for selecting various items, or for moving the cursor. The flash button 38 is a button for issuing a forced flash instruction when the flash device 18 forcibly emits flash light, or a flash prohibition instruction when prohibiting the flash device 18 from flashing, and the menu execution button 42 is used. The button for issuing an instruction to execute the item selected by the cross button 40 on the screen displayed on the image display LCD 34. The zoom button 43T is a button for changing the shooting angle of view to the telephoto side, and the zoom button 43W is a button for changing the shooting angle of view to the wide angle side.
[0029]
FIG. 3 shows a block diagram of the digital camera 10. The digital camera 10 includes a photographic lens 14. The photographic lens 14 is composed of a plurality of lenses including, for example, a focus lens. For example, a zoom lens capable of changing the focal length is used, but a lens having a single focal length (fixed focus) may be used. Good.
[0030]
The taking lens 14 is zoom-controlled by a zoom control unit 45. The zoom control unit 45 drives the photographing lens 14 to change the photographing field angle to the telephoto side or the wide angle side according to the operation amount of the zoom buttons 43T and 43W.
[0031]
The focus lens of the photographic lens 14 is controlled by the distance measurement control unit 46. The distance measurement control unit 46 drives the focus lens so that the subject is in focus by autofocus control described later.
[0032]
The subject image formed on the light receiving surface of the image sensor 50 including the CCD and the like via the photographing lens 14 and the shutter 48 is converted into signal charges corresponding to the amount of incident light by each sensor. The signal charge accumulated in this way is read out by a drive pulse applied from a timing signal generation circuit (TG) 52, and is sequentially output from the image sensor 50 as a voltage signal (analog image signal) corresponding to the signal charge. .
[0033]
A shutter 48 is provided in front of the image sensor 50. The shutter 48 is controlled by the exposure control unit 54 and opens and closes at a set shutter speed.
[0034]
The image sensor 50 may be provided with an electronic shutter function and the shutter 48 may be omitted. In this case, the image pickup device 50 is provided with a shutter drain via a shutter gate and controlled by the exposure control unit 54, and drives the shutter gate with a shutter gate pulse to sweep out accumulated signal charges to the shutter drain. it can. That is, the image sensor 50 controls the accumulation time (shutter speed) of charges accumulated in each sensor by the shutter gate pulse.
[0035]
The signal read from the image sensor 50 is subjected to predetermined processing by the signal processing circuit 56. The signal processing circuit 56 includes, for example, a CDS circuit and an A / D converter (not shown). The CDS circuit performs correlated double sampling (CDS) processing on the image signal from the image sensor 50, color separation processing for each of the R, G, and B color signals, and adjustment of the signal level of each color signal (pre-white balance processing). I do. The image signal that has undergone these predetermined analog signal processes is converted into R, G, and B digital signals by an A / D converter and then output to the image processor 58.
[0036]
The timing signal generation circuit 52 provides appropriate timing signals to the image sensor 50 and the signal processing circuit 56 in response to a command from the image processor 58, and each circuit receives a timing signal applied from the timing signal generation circuit 52. Are driven in synchronization with each other.
[0037]
The image processor 58 includes circuits for performing various image processing, for example, an integration circuit, a gain adjustment circuit, a gamma correction circuit, a luminance / color difference signal processing circuit (YC processing circuit), a compression / decompression circuit, and an image storage memory. 20 card interfaces, a display driver for driving the image display LCD 34, and the like.
[0038]
The image processor 58 is connected to a high-speed calculation memory 60 as a work memory for performing image processing at high speed, an image storage memory 20, an external communication interface 62, and an image display LCD 34. The external communication interface is an interface for exchanging image data and the like with an external device such as a personal computer. For example, an interface such as USB (Universal Serial Bus) or IEEE1394 can be used.
[0039]
The data output from the A / D converter of the signal processing circuit 56 is stored in the high-speed calculation memory 60 and added to the integrating circuit. The integration circuit divides the photographing screen into a plurality of blocks (for example, 64 blocks of 8 × 8), and performs an integration calculation of the received G signal for each block. Note that the luminance signal (Y signal) may be generated from the R, G, and B data, and the luminance signal may be integrated.
[0040]
The image processor 58 calculates the evaluation value E of the shooting screen according to a predetermined algorithm based on the integrated value information (calculation result) obtained by the integrating circuit, and uses the obtained evaluation value E to obtain the gain in the gain adjustment circuit. Determine the value (amplification factor). The image processor 58 controls the gain amount in the gain adjustment circuit according to the determined gain value.
[0041]
The R, G, B image data stored in the high-speed calculation memory 60 is amplified by a gain adjustment circuit. The amplified image data is subjected to a gamma correction process in a gamma correction circuit and then sent to a YC processing circuit, where the RGB data is converted into a luminance signal (Y signal) and a color difference signal (Cr, Cb signal). The
[0042]
The luminance / color difference signal (abbreviated as YC signal) generated in the YC processing circuit is written back to the high-speed calculation memory 60. The YC signal stored in the high-speed calculation memory 60 is supplied to a display driver, converted into a predetermined signal (for example, an NTSC color composite video signal), and output to the image display LCD 34.
[0043]
The image displayed on the image display LCD 34 becomes visible when the backlight 65 that is controlled to be turned on by the control μ computer 64 is turned on. The image display LCD 34 may be a YC signal input type or an RGB signal input type, and a driver corresponding to the display device is applied.
[0044]
Further, the image data is periodically rewritten by the image signal output from the image sensor 50, and the video signal generated from the image data is supplied to the image display LCD 34, so that the image captured by the image sensor 50 is real-time. It is displayed on the image display LCD 34 as a moving image (live image) or as a substantially continuous image, although not in real time.
[0045]
The image display LCD 34 can be used as an electronic view finder, and the photographer can check the shooting angle of view with the display image on the image display LCD 34 or the optical viewfinder 16. In response to a predetermined recording instruction (shooting start instruction) operation such as an operation of pressing the shutter button 28 included in the switch group 66, the capture of image data for recording is started.
[0046]
The image data that has been subjected to various types of image processing is compressed by a compression / decompression circuit of an image processing processor. The compression / decompression circuit compresses the YC data on the high-speed calculation memory 60 in accordance with JPEG or another predetermined format. The compressed image data is recorded in the image storage memory 20 as a memory card by the card interface.
[0047]
When the mode for recording non-compressed image data (non-compression mode) is selected, the image data is recorded in the image storage memory 20 without being compressed without performing the compression processing by the compression / decompression circuit. .
[0048]
The digital camera 10 according to the present embodiment uses an image storage memory 20 as a memory card as means for storing image data. Specifically, for example, a recording medium such as smart media is applied. The form of the recording medium is not limited to the above, and various forms such as a PC card, a micro drive, a multimedia card (MMC), a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a memory stick are possible. Corresponding signal processing means and interfaces are applied.
[0049]
In the reproduction mode, the image data read from the image storage memory 20 is decompressed by the compression / decompression circuit and output to the image display LCD 34 by the display driver.
[0050]
The control μ computer 64 controls the corresponding circuit block based on the input signal from the switch group 66. For example, the zoom control unit 45, the distance measurement control unit 46, and the exposure control unit 54 are collectively controlled to control the zooming operation and the automatic focus adjustment (AF) operation of the photographing lens 14, and the control of the automatic exposure adjustment (AE). Etc.
[0051]
The exposure control unit 54 performs various calculations such as a focus evaluation calculation and an AE calculation based on the image signal output from the image sensor 50, sets the shutter speed of the shutter 48 based on the calculation, and a diaphragm (not shown). Set to a proper aperture value.
[0052]
The distance measurement control unit 46 controls a driving means (for example, an AF motor or an iris motor) (not shown) of the photographing lens 14 to move the focus lens to the in-focus position.
[0053]
For example, a contrast AF method in which the focus lens is moved so that the high frequency component of the G signal is maximized is employed for the AF control. In the AE control, the subject brightness (shooting EV) is obtained based on the integrated value obtained by integrating the R, G, and B signals of one frame, and the aperture value and the shutter speed are determined based on the taken EV. In addition to driving, the opening and closing of the shutter 48 is controlled so as to achieve the determined shutter speed. Therefore, only by directing the photographing lens 14 of the digital camera 10 toward the subject, optimal exposure adjustment is performed and focusing is automatically performed.
[0054]
At the time of shooting and recording, when the shutter button 28 is “half-pressed”, the above-mentioned photometric operation is repeated a plurality of times to obtain an accurate shooting EV, and the aperture value and shutter speed at the time of shooting are finally determined based on this shooting EV. To do. Then, when the shutter button 28 is “fully pressed”, the aperture is driven so as to achieve the finally determined aperture value, and the opening / closing of the shutter 48 is controlled so as to achieve the determined shutter speed. In addition to a method of controlling AE and AF based on an image signal acquired from the image sensor 50, a well-known photometric sensor, a distance measuring sensor including an AF light projecting / receiving sensor, or the like may be used.
[0055]
The switch group 66 includes the shutter button 28 for giving an instruction to start image recording, the mode dial 24, the power switch 26, the zoom buttons 43T and 43W, the flash button 38, the cross button 40, and other various input means. included. These input means have various forms such as switch buttons, dials, and slide-type knobs. There is also an aspect in which a setting menu or a selection item is displayed on the screen of the touch panel or the liquid crystal monitor display unit, and a desired item is selected with a cursor. . The switch group 60 may be disposed in the camera body, or may be configured as a remote control transmitter separated from the camera body.
[0056]
The digital camera 10 also includes a flash device 18. The flash device 18 has a light-receiving element for dimming, and a “low-brightness automatic light-emitting mode” in which the flash device 18 automatically strobes light when the brightness is low according to the operation of the flash button 38 included in the switch group 66. ”,“ Forced light emission mode ”in which the flash device 18 emits strobe light regardless of subject brightness, or“ light emission inhibition mode ”in which the flash device 18 inhibits strobe light emission.
[0057]
The control μ computer 64 controls charging of the main capacitor of the flash device 18 and discharge (light emission) timing to the light emitting tube (for example, xenon tube) according to the strobe mode selected by the user, and from the light receiving element. The emission stop is controlled based on the measurement result. The light receiving element receives the reflected light from the subject illuminated by the light emitted from the strobe and converts it into an electrical signal corresponding to the amount of light received. The signals of the light receiving elements are integrated by an integration circuit (not shown), and the strobe light emission is stopped when the integrated amount of received light reaches a predetermined appropriate amount of received light.
[0058]
Each of the above circuits operates with electric power generated by the fuel cell 30. The fuel cell 30 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell, and a methanol direct fuel cell (DMFC) that directly supplies methanol water to the cell is used. As shown in FIG. 4, the fuel cell 30 has a configuration in which a proton conductive film 30C is sandwiched between an anode 30A and a cathode 30B. Then, methanol water (CH 3 OH + H 2 O) is supplied, and oxygen (O 2 ) Is supplied, a chemical reaction occurs along with proton conduction, methanol is continuously oxidized to generate an electromotive force e, and carbon dioxide (CO 2 ) And water (H 2 O) is discharged. Electric power can be supplied to the load 68, that is, each circuit of the digital camera 10 by the electromotive force e.
[0059]
Such a methanol direct fuel cell is suitable for miniaturization because it does not require a peripheral auxiliary device such as a reformer for producing hydrogen from methanol or a reactor for controlling CO concentration. However, since the temperature required for power generation, that is, the lower limit value of the operating temperature is higher than that of other batteries, the operation of the fuel cell may be unstable particularly in an extremely cold region. For this reason, in the present embodiment, as described above, the heater 32 for heating the fuel cell 30 is provided around the storage box (not shown) of the fuel cell 30. Thereby, the fuel cell 30 can be heated and can be operated stably.
[0060]
The digital camera 10 also includes a detection mechanism (not shown) that detects that the fuel cell 30 is set in the storage box, and the control μ computer 64 detects that the fuel cell 30 has been set by this detection mechanism. Can be detected.
[0061]
As shown in FIG. 5, the electric energy generated by the fuel cell 30 is converted into a predetermined level of electric energy (voltage) by the converter 70 and accumulated in the buffer 72, and further accumulated in the buffer 72. The electric energy is converted into electric energy (voltage) of a predetermined level by the converter 74 and stored in the buffer 76. The electric energy stored in the buffer 76 is supplied to each circuit. The buffer 72 is composed of, for example, a high-capacity capacitor, and the buffer 76 is composed of, for example, a secondary battery (for example, a lithium ion battery). The converters 70 and 74 are controlled by the control μ computer 64.
[0062]
The converter 74 has a function of converting the electric energy charged in the buffer 72 into a predetermined level of electric energy, and a function of blocking between the buffer 76 and the buffer 72 in accordance with an instruction from the control μ computer 64. Yes. As a result, when a large load such as strobe light emission occurs, the current from the buffer 76 can be prevented from flowing back to the buffer 72 side, and the fuel cell 30 can be protected. Further, it is not necessary to stop the power generation by the fuel cell 30, and the buffer 72 can be continuously charged.
[0063]
The heater 32 is supplied with electric power from the buffer 76 and heats the fuel cell 30. A switch 78 for turning on / off the electric power supply to the heater 32 is provided between the heater 32 and the buffer 76. The on / off state of the switch 78 is controlled by the control μ computer 64.
[0064]
A thermometer 80 that detects the temperature of the fuel cell 30 is provided in the vicinity of the fuel cell 30. The control μ computer 64 turns the heater 78 on and off by appropriately turning on and off the switch 78 based on the temperature of the fuel cell 30 detected by the thermometer 80 to heat the fuel cell 30 and is stored in the buffer 76. The level (for example, voltage level) of electric energy is monitored, and the start and stop of power generation of the fuel cell 30 are controlled according to the load level.
[0065]
The digital camera 10 corresponds to the portable device of the present invention, the fuel cell 30 corresponds to the fuel cell of the present invention, the buffer 72 corresponds to the first buffer of the present invention, and the buffer 76 corresponds to the second of the present invention. The control μ computer 64 corresponds to the control means of the present invention.
[0066]
Next, charging control by the control μ computer 64 will be described.
[0067]
FIG. 6 shows the transition of the power of section A shown in FIG. 5, that is, the transition of the power supplied from the fuel cell 30 to the buffer 72 side, and the transition of power of section B shown in FIG. FIG. 5 shows the transition of the power supplied to the C section and the transition of the power of the section C shown in FIG. 5, that is, the transition of the power supplied from the buffer 72 to the buffer 76 side.
[0068]
As shown in FIG. 6, the control μ computer 64 determines that when the power of the B part becomes equal to or higher than a predetermined level load 2, that is, when the load level (load power) becomes equal to or higher than the predetermined level load 2. The converter 74 is controlled so that the buffer 72 and the buffer 76 are disconnected from each other. The predetermined level Load2 is set to a level at which the current may flow backward from the buffer 76 to the buffer 72, for example, when the load level exceeds this level. For example, when the flash device 18 is used for flash photography, the load level is Load2 or higher.
[0069]
As described above, when the load level is equal to or higher than the predetermined level load2, the converter 74 is controlled so that the buffer 72 and the buffer 76 are disconnected, and charging from the buffer 72 to the buffer 76 is stopped. Therefore, the current from the buffer 76 can be prevented from flowing back to the buffer 72 side, and the fuel cell 30 can be protected. As shown in FIG. 6, when the load level is less than the predetermined level load 2, the buffer 76 is charged with the electric energy accumulated in the buffer 72.
[0070]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, two buffers are provided, and the converter 72 can block between the buffer 72 and the buffer 76, so that the power generation of the fuel cell 30 is stopped. There is no need, and as shown in FIG. 6, power can be continuously generated, and the buffer 72 can be charged with the generated electric energy. Thereby, the apparatus can be driven stably for a long time.
[0071]
Further, details of charge control by the control μ computer 64 will be described.
[0072]
As shown in FIG. 7, when power generation by the fuel cell 30 is first started (at time t1), it is necessary to store electric energy to some extent in the first-stage buffer 72. When the level of the electric energy charged in the buffer 72, that is, the charge level is less than a predetermined level th1, the converter 70 is configured so that the electric energy generated by the fuel cell 30 is charged in the buffer 72. To control.
[0073]
When the charge level is equal to or higher than a predetermined level th1 (at time t2), the converters 70 and 74 are controlled so that the electric energy generated by the fuel cell 30 is charged in the buffer 76. To do.
[0074]
When the charging level of the buffer 76 reaches a predetermined level V1 (at time t3), charging of the buffer 76 is stopped and charging of the buffer 72 is started again. At this time, the buffer 72 is charged until the predetermined level th2 is reached, but until then, the charge level of the buffer 76 begins to decrease (at time t4), and when it decreases more than a predetermined level (at time t5). Then, charging of the buffer 72 is stopped, and charging of the buffer 76 is started. Then, when the charge level of the buffer 76 becomes equal to or higher than the predetermined level V1 again (at time t6), the charging of the buffer 76 is stopped and the charging of the buffer 72 is started.
[0075]
When a relatively small load 82 is generated (time t7), the charge level of the buffer 76 starts to decrease, but the buffer 72 is continuously charged. When the charge level of the buffer 76 becomes equal to or lower than the predetermined level V2 that requires recharging (at time t8), the charging of the buffer 72 is stopped, and the electric energy accumulated in the buffer 72 is charged into the buffer 76. The converter 74 is controlled as follows.
[0076]
As a result, when the tendency of the charge level of the buffer 76 to decrease becomes moderate, the charge level of the buffer 72 decreases. However, when the load 82 ends (at time t9), the charge level of the buffer 76 increases. Begin to.
[0077]
Then, when a relatively large load 84 is generated (at time t10), the charge level of the buffer 76 starts to rapidly decrease. When the charge level of the buffer 76 becomes equal to or lower than a predetermined level V4 that requires quick charge (at time t11), the converter 74 is controlled so that the electric energy supplied from the buffer 72 to the buffer 76 is maximized. To do. Thereby, the charge level of the buffer 72 falls rapidly.
[0078]
When the load 84 ends, the charge level of the buffer 76 rises, and when the charge level of the buffer 72 is less than the predetermined level th1 when the charge level of the buffer 72 is lower than the predetermined level th1 when the charge level becomes equal to or higher than the predetermined level V3 that does not require quick charging. Charging from the buffer 72 to the buffer 76 is stopped, and charging to the buffer 72 is started.
[0079]
Similarly, when the charge level of the buffer 72 becomes equal to or higher than the predetermined level th1 (at time t13), the charge of the buffer 72 is stopped and the charge to the buffer 76 is started. When the charge level of the buffer 76 becomes equal to or higher than the predetermined level V1 (time t14), the charging of the buffer 76 is stopped and the charging of the buffer 72 is started.
[0080]
Thus, in this embodiment, by providing two stages of buffers, power generation by the fuel cell 30 is continuously performed, and when the charge level of the buffer 72 is less than the predetermined level th1, the buffer 72 is preferentially charged. When the charge level of the buffer 76 is equal to or lower than the predetermined level V2, the buffer 76 is preferentially charged. When the buffer 76 becomes equal to or lower than the predetermined level V2 that requires recharging, the buffer 72 is charged to the buffer 76. Thereby, the digital camera 10 can be stably operated for a long time.
[0081]
Further, when the charge level of the buffer 76 becomes equal to or lower than the operation limit level V5, a function that cannot be operated unless the charge level of the buffer 76 exceeds the operation limit level V5 (such as flash photography) is prohibited. . Then, the prohibition is canceled when the charge level of the buffer 76 exceeds, for example, the operation restriction level V5. Accordingly, the operation can be continued in a reduced function without stopping the entire apparatus, the operation can be stabilized and the convenience can be improved.
[0082]
In the present embodiment, the case where two buffers are provided has been described. However, as shown in FIG. In this case, the converter 74 has a function of blocking between the buffer 76 and the fuel cell. In this case, as shown in FIG. 9, when the load level is equal to or higher than a predetermined level Load, the buffer 74 is disconnected from the fuel cell 30 by the converter 74 and the fuel cell 30 generates power. Stop. As a result, when a large load such as flash photography occurs, it is possible to prevent the current from flowing backward from the buffer 76 to the fuel cell 30 side, thereby protecting the fuel cell 30.
[0083]
In this embodiment, the digital camera has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can be applied to a mobile terminal such as a mobile phone or a PDA.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there is an effect that it can be stably driven for a long time.
[Brief description of the drawings]
1A is a front view of a digital camera, and FIG. 1B is a rear view of the digital camera.
FIG. 2 is a perspective view showing a fuel cell and a heater.
FIG. 3 is a circuit block diagram of the digital camera.
FIG. 4 is a configuration diagram of a fuel cell.
FIG. 5 is a block diagram of a charging mechanism of a digital camera.
FIG. 6 is a diagram for explaining a power transition of a fuel cell, a power transition of a first-stage buffer, and a power transition of a second-stage buffer.
FIG. 7 is a diagram for explaining charge control of a first-stage buffer and a second-stage buffer.
FIG. 8 is a block diagram illustrating another example of a charging mechanism of a digital camera.
FIG. 9 is a diagram for explaining the power transition of the fuel cell and the power transition of the buffer.
[Explanation of symbols]
10 Digital camera
14 Shooting lens
16 Finder
18 Flash device
30 Fuel cell
32 Heater
58 Image processor
64 μ computer for control
65 Backlight
66 switches
70, 72 converter
72, 76 buffers
78 switch
80 thermometer

Claims (5)

供給された燃料を化学反応させて電気エネルギーを発生する燃料電池と、
前記燃料電池により発生された電気エネルギーを充電すると共に、充電された電気エネルギーを装置各部へ供給する充電手段と、
前記装置の負荷レベルに応じて前記燃料電池による発電及び前記充電手段による充電を制御する制御手段と、
を備えた携帯機器。
A fuel cell that generates electric energy by chemically reacting the supplied fuel; and
Charging means for charging the electric energy generated by the fuel cell and supplying the charged electric energy to each part of the apparatus;
Control means for controlling power generation by the fuel cell and charging by the charging means according to the load level of the device;
Mobile device equipped with.
前記充電手段と前記燃料電池との間を遮断する遮断手段をさらに備え、前記制御手段は、前記装置の負荷レベルが予め定めた所定レベル以上になった場合に、前記燃料電池の発電を停止させると共に、前記充電手段と前記燃料電池との間が遮断されるように前記遮断手段を制御することを特徴とする請求項1記載の携帯機器。The control unit further includes a blocking unit that blocks between the charging unit and the fuel cell, and the control unit stops power generation of the fuel cell when the load level of the device exceeds a predetermined level. The portable device according to claim 1, wherein the blocking unit is controlled so that the charging unit and the fuel cell are blocked. 前記充電手段は、前記燃料電池により発生された電気エネルギーを充電する第1のバッファと、前記第1のバッファに充電された電気エネルギーを充電すると共に、充電された電気エネルギーを装置各部へ供給する第2のバッファと、で構成され、且つ前記第1のバッファと前記第2のバッファとの間を遮断する遮断手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の携帯機器。The charging means charges a first buffer for charging the electric energy generated by the fuel cell, and charges the electric energy charged in the first buffer, and supplies the charged electric energy to each part of the apparatus. 2. The portable device according to claim 1, further comprising: a blocking unit configured to block between the first buffer and the second buffer. 前記制御手段は、前記第2のバッファに充電された電気エネルギーのレベルが予め定めた所定レベル以下になった場合に、前記第1のバッファに充電された電気エネルギーが予め定めた所定供給レベルで前記第2のバッファに充電されるように制御すると共に、前記前記第2のバッファに充電された電気エネルギーのレベルが前記所定レベルよりも低い急速充電レベルになった場合に、前記第1のバッファに充電された電気エネルギーが前記所定供給レベルよりも高い高供給レベルで前記第2のバッファに充電されるように制御することを特徴とする請求項3記載の携帯機器。When the level of the electric energy charged in the second buffer becomes equal to or lower than a predetermined level, the control means sets the electric energy charged in the first buffer at a predetermined predetermined supply level. The first buffer is controlled so that the second buffer is charged, and when the level of electrical energy charged in the second buffer becomes a quick charge level lower than the predetermined level. 4. The portable device according to claim 3, wherein control is performed so that the electric energy charged in the second buffer is charged in the second buffer at a high supply level higher than the predetermined supply level. 前記制御手段は、前記第2のバッファに充電された電気エネルギーが前記急速充電レベルよりも低い動作制限レベル以下になった場合には、前記装置の予め定めた動作を制限することを特徴とする請求項4記載の携帯機器。The control means restricts a predetermined operation of the device when the electric energy charged in the second buffer falls below an operation restriction level lower than the quick charge level. The portable device according to claim 4.
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JP2006128088A (en) * 2004-09-30 2006-05-18 Hitachi Ltd Power supply device using fuel cell and control method thereof

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