JP2006092894A - Battery pack, electronic apparatus, charger and battery-driven electronic apparatus system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池を電力源として用いる電子機器の冷却技術に関する。 The present invention relates to a cooling technique for an electronic device using a battery as a power source.
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
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、本発明の電池パックは、バッテリーセルと、蓄熱材料で形成された冷却部と、バッテリーセルを収納し、冷却部の一部が外部に露呈されるように保持するケースとから構成した。冷却部の冷却は、電池パックごと冷蔵庫等で冷やしてもよいし、冷却部がケースから着脱できるように構成して、冷却部だけを冷蔵庫で冷やしてからケースに取り付けてもよい。更に、バッテリーセルと冷却部との間に断熱材を配することにより、バッテリーセルの温度が低下しないようにした。 In order to solve the above-described problems, the battery pack of the present invention stores a battery cell, a cooling unit formed of a heat storage material, and the battery cell, and holds the cooling unit so that a part of the cooling unit is exposed to the outside. Made up of cases. The cooling unit may be cooled by the refrigerator or the like together with the battery pack, or the cooling unit may be detachable from the case, and only the cooling unit may be cooled by the refrigerator and then attached to the case. Furthermore, by arranging a heat insulating material between the battery cell and the cooling part, the temperature of the battery cell is not lowered.
また、電池パックのケースの少なくとも一部を蓄熱材料で形成して、冷却ケースとした。この場合にも、バッテリーセルと冷却ケースとの間に断熱材を配した。 In addition, at least a part of the battery pack case was formed of a heat storage material to form a cooling case. Also in this case, a heat insulating material was disposed between the battery cell and the cooling case.
更に、冷却部または冷却ケースの蓄熱量を、バッテリーセルの電力から発生する熱量と相殺し得る程度とした。 Furthermore, the amount of heat stored in the cooling part or the cooling case is set to such an extent that it can cancel out the amount of heat generated from the power of the battery cell.
次に、本発明の電子機器は、冷却部または冷却ケースが冷却された電池パックが収納される電池室を設け、この電池室の壁面に、電池パックの冷却部または冷却ケースから放出された冷気を電子機器内に送り込む通気孔を設けた。また、電池パックが電池室に収納された際に、冷却部、または冷却ケースの蓄熱材料で形成された部分が電子機器の内側を向くように、該電池パックの収納方向を規定する手段を設けた。更に、通気孔は、電池パックの冷却部または冷却ケースの蓄熱材料で形成された部分に対面する位置に設けた。また、通気孔は、発熱する部品や、発熱する部品を取り付けた基板の近傍に配置した。 Next, the electronic device of the present invention is provided with a battery chamber in which the battery pack in which the cooling unit or the cooling case is cooled is stored, and cold air discharged from the cooling unit or the cooling case of the battery pack is provided on the wall surface of the battery chamber. Was provided with a vent hole for feeding the air into the electronic device. In addition, when the battery pack is stored in the battery chamber, means for defining the storage direction of the battery pack is provided so that the cooling part or the portion formed of the heat storage material of the cooling case faces the inside of the electronic device. It was. Furthermore, the air vent was provided at a position facing the cooling portion of the battery pack or the portion formed of the heat storage material of the cooling case. In addition, the air holes were arranged in the vicinity of a component that generates heat or a substrate to which the component that generates heat was attached.
また、本発明の別の電子機器では、冷却部または冷却ケースが冷却された電池パックが収納される電池室を設け、この電池室の壁面に、冷却部または冷却ケースの蓄熱材料で形成された部分と、電子機器内に組み込まれた発熱する部品とに接触する熱伝達部材を設けた。熱伝達部材に接触される発熱する部品としては、固体撮像装置や、多数の電子部品が取り付けられたプリント基板を用いた。 Further, in another electronic device of the present invention, a battery chamber is provided in which a battery pack in which a cooling unit or a cooling case is cooled is provided, and the wall of the battery chamber is formed of a heat storage material of the cooling unit or the cooling case. A heat transfer member is provided in contact with the portion and a heat-generating component incorporated in the electronic device. As a component that generates heat that comes into contact with the heat transfer member, a solid-state imaging device or a printed circuit board on which a large number of electronic components are attached was used.
更に、電子機器の外形形状を形成する外装部品に断熱性を付与した。 Furthermore, heat insulation was given to the exterior components that form the outer shape of the electronic device.
更に、本発明の充電器は、冷却部または冷却ケースを備えた電池パックが収納される電池収納部と、電池パック内のバッテリーセルに充電を行なう充電回路と、冷却部または冷却ケースの冷却を行なう冷却手段と、充電回路と冷却手段とを制御する制御部とを設けた。 Furthermore, the charger according to the present invention includes a battery storage unit in which a battery pack including a cooling unit or a cooling case is stored, a charging circuit for charging the battery cells in the battery pack, and cooling of the cooling unit or the cooling case. The cooling means to perform and the control part which controls a charging circuit and a cooling means were provided.
上記制御部により、電池パックのバッテリーセルへの充電と同時にまたは順次に冷却手段を作動させ、冷却部または冷却ケースの冷却を行なうようにした。また、バッテリーセルへの充電完了後に充電回路を停止、または補助充電状態に切り換え、冷却手段による冷却部または冷却ケースの冷却を継続するようにした。更に、冷却部または冷却ケースの蓄熱材料で形成された部分の温度を測定する温度センサを設け、温度センサの測定結果に基づいて冷却手段を制御し、冷却部または冷却ケースの蓄熱材料で形成された部分を予め設定された温度に保つようにした。 The control unit operates the cooling means simultaneously or sequentially with the charging of the battery cells of the battery pack to cool the cooling unit or the cooling case. In addition, the charging circuit is stopped or switched to the auxiliary charging state after the charging of the battery cell is completed, and cooling of the cooling part or the cooling case by the cooling means is continued. Furthermore, a temperature sensor is provided to measure the temperature of the portion formed of the heat storage material of the cooling section or cooling case, and the cooling means is controlled based on the measurement result of the temperature sensor, and is formed of the heat storage material of the cooling section or cooling case. The part was kept at a preset temperature.
また、冷却手段としてペルチェ素子を用い、冷却部または冷却ケースの蓄熱材料で形成された部分に接触させて冷却を行なうようにした。また、別の冷却手段としては、熱交換機を用い、電池パックの周囲の温度下げて冷却部または冷却ケースの冷却を行なうようにした。 In addition, a Peltier element is used as a cooling means, and cooling is performed by contacting a portion formed of a heat storage material of a cooling part or a cooling case. As another cooling means, a heat exchanger is used to cool the cooling part or the cooling case by lowering the temperature around the battery pack.
以上で説明した電池パック、電子機器、充電器を組み合わせ、電池駆動式電子機器システムを構成した。 The battery pack, electronic device, and charger described above were combined to constitute a battery-driven electronic device system.
以上で説明した電池パック、電子機器、充電器、電池駆動式電子機器システムによれば、電子機器に電池パックをセットするだけで電子機器内を冷却することができるので、電子機器のサイズが大型化することはない。また、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。 According to the battery pack, electronic device, charger, and battery-driven electronic device system described above, the inside of the electronic device can be cooled simply by setting the battery pack in the electronic device, so the size of the electronic device is large. It will not become. In addition, there are no problems such as not being carried when used as an external cooling unit, and increasing complexity during carrying.
更に、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も発生しない。また、冷却部を取り外せるようにしたので、冷却部だけを冷蔵庫等で冷やして使用することができる。更には、バッテリーセルと冷却部との間に断熱材を配した。これらにより、バッテリーセルの温度が必要以上に低くなるのを防止することができるので、電池パックの出力電圧が低下するようなことはない。なお、電池パックのケースを蓄熱材料で形成すれば、冷却部を設けることによる電池パックの大型化を防ぐことができる。 Furthermore, since a heat storage material is used as the cooling unit, problems such as noise during cooling and increase in power consumption do not occur. In addition, since the cooling unit can be removed, only the cooling unit can be cooled in a refrigerator or the like. Furthermore, a heat insulating material was disposed between the battery cell and the cooling unit. As a result, it is possible to prevent the temperature of the battery cell from becoming unnecessarily low, so that the output voltage of the battery pack does not decrease. In addition, if the case of a battery pack is formed with a heat storage material, the enlargement of the battery pack due to the provision of the cooling unit can be prevented.
また、電池パックを交換する際に、冷却部も十分に冷えたものと交換されるため、バッテリーセルの電力から発生する熱量を相殺し得る蓄熱量を備えた冷却部や冷却ケースを使用すれば、電池パックを交換しながら長時間使用しても、電子機器内の温度上昇を防止することができる。 Also, when replacing the battery pack, the cooling unit is also replaced with a sufficiently cooled one, so if you use a cooling unit or cooling case with a heat storage amount that can offset the amount of heat generated from the power of the battery cell, Even if the battery pack is used for a long time while replacing the battery pack, the temperature rise in the electronic device can be prevented.
更に、電子機器の電池室内に通気孔を設ける、冷却部または冷却カバーの蓄熱材料で形成された部分を電子機器の内側に向ける、通気孔を冷却部または冷却カバーの蓄熱材料で形成された部分に対面させる、通気孔を発熱する部品または発熱する部品を取り付けた基板の近傍に設ける等の工夫を施したので、冷却部または冷却ケースから放出された冷気を電子機器内に適切に供給することができる。 Further, a vent hole is provided in the battery chamber of the electronic device, a portion formed of the heat storage material of the cooling unit or the cooling cover is directed to the inside of the electronic device, and a vent hole is formed of the heat storage material of the cooling unit or the cooling cover. Providing cool air released from the cooling unit or cooling case appropriately into the electronic equipment, such as providing a ventilation hole near the circuit board, or in the vicinity of the board to which the heat generating component is attached. Can do.
また、電池パックの冷却部と、固体撮像装置やプリント基板等の発熱する部品との間に熱伝達部材を配置し、この熱伝達部材を介して直接冷却することもできるので、発熱量の大きな部品であっても効果的に冷却することができる。 In addition, a heat transfer member can be arranged between the cooling part of the battery pack and a heat generating component such as a solid-state imaging device or a printed circuit board, and the heat can be directly cooled via this heat transfer member. Even parts can be effectively cooled.
また、電池パックの充電器に、冷却部または冷却ケースを冷却する冷却手段を設けたので、電池パックの充電と同時に冷却部の冷却も行なうことができる。これにより、充電済みの電池パックを電子機器にセットすることにより、必ず電子機器内の冷却を行なうことができる。更に、充電器では、バッテリーセルへの充電が完了した後も冷却部または冷却ケースの冷却は継続して行なわれるため、常に適正に冷却された冷却部または冷却ケースを有する電池パックを使用することができる。なお、温度センサで冷却部または冷却ケースの温度を測定し、所定の温度に保つようにしたので、冷却不足や過冷却は発生しない。 Further, since the battery pack charger is provided with cooling means for cooling the cooling part or the cooling case, the cooling part can be cooled simultaneously with the charging of the battery pack. Thereby, the inside of an electronic device can be always cooled by setting a charged battery pack in the electronic device. Furthermore, since the charger continuously cools the cooling part or cooling case even after the charging of the battery cell is completed, always use a battery pack having a properly cooled cooling part or cooling case. Can do. In addition, since the temperature of the cooling part or the cooling case is measured by the temperature sensor and kept at a predetermined temperature, there is no insufficient cooling or overcooling.
更に、電池パックの冷却部の冷却には、ペルチェ素子や熱交換機等の一般に普及している冷却手段を用いたので、比較的低コストに採用することができる。特に、熱交換機を使用した場合には、電池パック全体を冷却することができるので、充電効率を向上させることができる。 Furthermore, since the cooling means generally spread, such as a Peltier device or a heat exchanger, is used for cooling the cooling part of the battery pack, it can be employed at a relatively low cost. In particular, when a heat exchanger is used, the entire battery pack can be cooled, so that charging efficiency can be improved.
図１は、本発明の電池駆動式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、このデジタルカメラ３の電源として用いられる電池パック４と、この電池パック４を充電する充電器５とから構成されている。電池パック４は、冷却部４８を備えており、充電器５によって充電を行なう際に同時に冷却部４８が冷却される。この電池パック４をデジタルカメラの電池室７に収納すると、電源の供給と同時に内部の冷却を行なうことができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a digital camera system which is an example of a battery-driven electronic device system of the present invention. The
図２（Ａ），（Ｂ）は、デジタルカメラ３の外観形状を示す斜視図である。デジタルカメラ３の前面及び上面には、撮影レンズ１０が組み込まれた鏡筒部１１，対物側ファインダ窓１２，ストロボ発光部１３と、シャッタボタン１４，モード選択ダイヤル１５等が設けられている。モード選択ダイヤル１５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。
2A and 2B are perspective views showing the external shape of the
デジタルカメラ３の背面及び側面には、接眼側ファインダ窓１８，画像表示部１９，各種操作ボタン２０と、メモリカードスロット２１等が設けられている。画像表示部１９は、例えば、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤパネル）からなり、撮影中または撮影済みの画像や各種設定メニュー等を表示する。各種操作ボタン２０は、デジタルカメラ３による撮影時または再生時の各種操作に用いられる。メモリカードスロット２１の奥には、挿入されたメモリカード２２と電気的に接続するメモリカードコネクタが組み込まれている。
On the back and side surfaces of the
デジタルカメラ３を正面から見て左方側には、デジタルカメラ３の電源となる電池パック４が収納されている。図３に示すように、デジタルカメラ３の底面には、電池パック４が収納される電池室７にアクセスするための開口２５が設けられている。この開口２５は、回動自在に軸支された電池蓋２６によって開閉される。
A
デジタルカメラ３の断面図である図４に示すように、デジタルカメラ３内には、撮影レンズ１０を組み込んで鏡筒部１１内に収納されたレンズ鏡筒３０と、固体撮像装置３１と、対物側ファインダ窓１２と接眼側ファインダ窓１８との間に配置された光学ファインダ３２と、ストロボ発光部１３を含むストロボ装置３３と、メイン基板３４，電源基板３５等が組み込まれている。
As shown in FIG. 4, which is a cross-sectional view of the
固体撮像装置３１は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサであり、レンズ鏡筒３０の背後に配置されて撮影レンズ１０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３４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３４は、電池室７の側方に配置されている。電源基板３５には、電池パック４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３５は、電池室７の上方に配置されている。
The solid-state image pickup device 31 is an image sensor such as a CCD or a CMOS, picks up subject light that is arranged behind the lens barrel 30 and is imaged by the photographing
電池室７の上面には穴７ａが形成され、電源基板３５に接続された金属接片３６が挿入されている。電池室７のデジタルカメラ２の内側を向いている側面には、図５（Ａ）に示すように、矩形状の開口からなる通気孔３９が形成されている。
A
デジタルカメラ２の外形形状を構成する外装部材４２は、金属やプラスチック等で形成された外殻部４３と、この外殻部の外側に配された断熱部４４とから構成されている。断熱部４４は、断熱性を有する金属や合成樹脂等の断熱材料によって形成されている。なお、外殻部４３の内側に断熱部４４を配してもよいし、外装部材自体を断熱材料で形成してもよい。
The exterior member 42 constituting the outer shape of the
電池パック４の断面図である図６に示すように、電池パック４は、二次電池であるバッテリーセル４７と、略板状に形成された冷却部４８と、この冷却部４８とバッテリーセル４７との間を断熱する断熱材４９と、バッテリーセル４７に電気的に接続された金属製の接点５０と、これらを収納する例えばプラスチックで形成されたケース５１とから構成されている。ケース５１には、冷却部４８の一方の面４８ａを外部に露呈させる開口５１ａが形成されている。また、電池パック４のデジタルカメラ３への誤装填を防止するため、ケース５１の側面で厚み方向の中心からずれた位置には一対の突起５１ｂが、電池室７の端部には突起５１ｂが嵌合する凹部７ｂが形成されている。
As shown in FIG. 6, which is a cross-sectional view of the
冷却部４８は、蓄熱材料で形成されており、電池パック４ごと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。この冷却部４８には、フル充電時のバッテリーセル４７の電力から発生する熱量と相殺し得る程度の蓄熱量が与えられている。
The cooling
充電及び冷却された電池パック４をデジタルカメラ３の電池室７に収納すると、ケース５１の突起５１ｂと電池室７の凹部７ｂとの嵌合により、冷却部４８が必ずデジタルカメラ３の内側を向く。電池室７の側面で、冷却部４８に対面する位置には通気孔３９が設けられているため、冷却部４８から放出された冷気は通気孔３９を通ってデジタルカメラ３内に導入される。通気孔３９の近傍には、メイン基板３４や電源基板３５が配置されているため、冷却部４８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の外装部材４２に断熱性が付与されているため、デジタルカメラ３内に放出された冷気の温度が下がりにくくなる。そのため、通気孔３９から離れた位置にある固体撮像装置３１やストロボ装置３３も冷却することができる。
When the charged and cooled
また、電池パック４に冷却部４８を組み込むことによって電池パック４のサイズは僅かに大きくなるが、デジタルカメラ３内に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のサイズが極端に大型化することはなく、騒音や消費電力の増加も発生しない。
In addition, the size of the
また、冷却部４８は、バッテリーセル４７の電力から発生する熱量を相殺し得る蓄熱量を備えているため、電池パック４を交換しながら長時間の撮影を行なっても、内部の温度上昇を防止することができ、暗電流の増加による画像劣化も発生しない。更に、バッテリーセル４７と冷却部４８との間には断熱材４９が配されているため、冷却部４８によってバッテリーセル４７が冷やされて出力電圧が低下するようなことはない。
In addition, the cooling
更に、電池室７の通気孔の形状としては、前述した大きな矩形のもの以外に、図５（Ｂ）に示すように、多数の小さな開口からなる通気孔４０を用いてもよいし、同図（Ｃ）に示すように、多数のスリット状の開口からなる通気孔４１を用いてもよい。 Further, as the shape of the vent hole of the battery chamber 7, in addition to the large rectangular shape described above, as shown in FIG. 5B, a vent hole 40 consisting of a large number of small openings may be used. As shown to (C), you may use the vent hole 41 which consists of many slit-shaped opening.
図７に示すように、充電器５は、略矩形形状をした外装部材の上面に電池パック４が収納される凹状の電池収納部５５と、充電ボタン５６及び冷却ボタン５７と、充電状況及び冷却状態を表すインジケータ５８等が設けられている。電池収納部５５内の側面には、電池パック４の接点５０に接触する複数の金属接片５９が設けられている。また、電池収納部５５の底面には、冷却部４８に接触して冷却を行なう冷却手段であるペルチェ素子６０とが配置されている。
As shown in FIG. 7, the charger 5 includes a concave battery storage portion 55 in which the
充電器５の断面図である図８に示すように、ペルチェ素子６０は電池収納部５５の底面に形成された凹部６３内に組み込まれている。周知のようにペルチェ素子６０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。充電器５に組み込まれているペルチェ素子６０は、電池パック４の冷却部４８に接触する上面に吸熱面６０ａが配置されている。そのため、反対側の放熱面６０ｂに対面する部分には、放熱用の開口６４が形成されている。
As shown in FIG. 8, which is a cross-sectional view of the charger 5, the
ペルチェ素子６０の近傍には、電池収納部５５に収納された電池パック４の冷却部４８の温度を測定する温度センサ６７が設けられている。また、充電器５内には、バッテリーセル４７に充電を行なう充電回路６８と、ペルチェ素子６０を駆動するペルチェ駆動回路６９と、これらの回路を制御する制御回路７０とが設けられたプリント基板７１が設置されている。
A
図８は、充電器５の構成を示すブロック図である。制御回路７０は、例えばＣＰＵやプログラムＲＯＭ，データＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータからなる。この制御回路７０には、前述の充電回路，ペルチェ駆動回路６９とともに、充電ボタン５６及び冷却ボタン５７の操作を検出する各スイッチ７４、インジケータ５８を構成するＬＥＤ７６、温度センサ６７等が接続されている。充電回路６８及びペルチェ駆動回路６９には、それぞれ金属接片５９、及びペルチェ素子６０が接続されている。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the charger 5. The
充電器５、例えば、図９のフローチャートに示す手順にしたがって電池パック４の充電及び冷却を行なう。充電器５の電池収納部５５に電池パック４が収納され、接点５０が金属接片５９に接触すると、制御回路７０は、例えば金属接片５９の抵抗変化等によって電池パック４がセットされたことを検出する。制御回路７０は、充電回路６８を制御してバッテリーセル４７への充電を開始させる。この充電は、バッテリーセル４７の充電状態を監視しながら行なわれ、充電完了後には充電回路６８による充電が停止される。なお、充電を停止させずに、バッテリーセル４７からの自然放電分を常時充電する補助充電に切り換えてもよい。
The
制御回路７０は、充電と同時にペルチェ駆動回路６９を制御して、ペルチェ素子６０に冷却動作を開始させる。図１１のフローチャートに示すように、ペルチェ駆動回路６９の冷却動作は、温度センサ６７で冷却部４８の温度を測定し、この測定温度が予め設定されている温度になるようにペルチェ素子６０の駆動をオン／オフする能動的な制御である。冷却部４８の冷却は、バッテリーセル４７への充電が完了した後も継続して行なわれるが、温度が一定になるように制御するので、冷却部４８の温度が低下したり、過冷却されることもない。
The
このように、充電と冷却とを自動的に行なうようにしたので、冷却するのを忘れてしまうことはなく、電池パック４の収納によりデジタルカメラ３内を確実に冷却することができる。また、断熱材４９によって冷却部４８が断熱されているため、充電及び冷却中にバッテリーセル４７の温度が低下することもない。
As described above, since charging and cooling are automatically performed, the user does not forget to cool, and the inside of the
なお、電池パック４のセットを検知して自動的に充電と冷却とを行なう動作について説明したが、上記充電器５は、充電停止中や冷却停止中に充電ボタン５６や冷却ボタン５７が操作されると、強制的に充電や冷却が行なわれる。
The operation of detecting the set of the
本実施形態のデジタルカメラシステム２において、予備の電池パック４を携行する際には、予備の電池パック４をクーラーボックスや保冷袋等に収納するとよい。クーラーボックス内で冷却部４８により電池パック４全体の温度が低下するが、バッテリーセル４７は断熱材４９によって保温されるため、電圧が極端に低下することはない。また、バッテリーセル４７と冷却部４８との間に断熱材４９を配したが、バッテリーセル４７全体を断熱材で包んでもよい。
In the
上記実施形態では、メイン基板や電源基板を効果的に冷却するようにしたが、デジタルカメラにおいて発熱量が大きく、画像に影響を及ぼす部品は固体撮像装置である。そのため、図１２の断面図に示すように、デジタルカメラ８０のレンズ鏡筒８１に取り付けられた固体撮像装置８２の背後に、冷却部８３が対面するように電池パック８４を装填し、電池室８５の側壁に、固体撮像装置８２と冷却部８３とを対面させる通気孔８６を設けてもよい。この実施形態の場合、デジタルカメラ８０の背後にＬＣＤパネルを組み込むスペースがなくなるため、アイビューファインダ（ＥＶＦ）８７を組み込むとよい。
In the above embodiment, the main substrate and the power supply substrate are effectively cooled. However, in the digital camera, the heat generation amount is large, and the component that affects the image is a solid-state imaging device. Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 12, a battery pack 84 is loaded behind the solid-
また、上記各実施形態では、冷却部から放出される冷気によって冷却を行なうようにしたが、図１３に断面図を示すデジタルカメラ９０のように、固体撮像装置９１と電池パック９２の冷却部９３とを熱伝導率の高い材質で形成された熱伝達部材９４に接触させ、この熱伝達部材９４を介して固体撮像装置９１を直接冷却してもよい。これによれば、より効率よく固体撮像装置９１を冷却することができる。 Further, in each of the above embodiments, the cooling is performed by the cool air discharged from the cooling unit. However, like the digital camera 90 whose sectional view is shown in FIG. May be brought into contact with a heat transfer member 94 made of a material having high thermal conductivity, and the solid-state imaging device 91 may be directly cooled via the heat transfer member 94. According to this, the solid-state imaging device 91 can be cooled more efficiently.
また、上記実施形態では、熱伝達部材を介して固体撮像装置を冷却したが、例えば、図１４（Ａ），（Ｂ）に示すパーソナルコンピュータ１００のように、キーボード１０１が取り付けられたプリント基板１０２の裏面にシリコン等の薄いシート状の熱伝達シート１０３を貼り付け、この熱伝達シート１０３に電池パック１０４の冷却部１０５を接触させて、プリント基板１０２を冷却することもできる。この場合に、熱伝達シート１０３の面積を大きくしてハードディスク１０６等に接触させれば、ＣＰＵ等とともに発熱量の大きなハードディスク１０６も冷却することができる。
In the above-described embodiment, the solid-state imaging device is cooled via the heat transfer member. For example, as in the personal computer 100 shown in FIGS. 14A and 14B, the printed circuit board 102 to which the keyboard 101 is attached. The printed circuit board 102 can also be cooled by attaching a thin sheet-like
更に、上記実施形態では、電池パック内に冷却部を組み込んだが、電池パックと冷却部とを別々に構成し、電池パックに冷却部を着脱自在にしてもよい。例えば、図１５（Ａ）に示すように、冷却部の設けられていない電池パック１１０の上面に、端部に面ファスナー１１１が設けられた保持ベルト１１２が取り付けられている。この電池パック１１０は、同図（Ｄ）に示すように、充電器１１３にセットされて充電される。同図（Ｂ）には、電池パック１１０とともに使用される冷却材１１４が描かれている。この冷却材１１４は、柔軟なプラスチック製のパック内に蓄熱剤が密封されたもので、同図（Ｅ）に示すように、冷蔵庫１１５内に収納されて冷却される。
Furthermore, in the said embodiment, although the cooling part was incorporated in the battery pack, you may comprise a battery pack and a cooling part separately, and can make a cooling part detachable to a battery pack. For example, as shown in FIG. 15A, a holding
図１５（Ｃ）に示すように、冷却が完了した冷却材１１４は、充電が完了した電池パック１１０の上に載置され、保持ベルト１１２によって電池パック１１０上に取り付けられる。電池パック１１０及び冷却材１１４は、前述の実施形態と同様に、同図（Ｆ）に示すデジタルカメラ１１７の電池室内に収納されて給電及び冷却を行なう。本実施形態によれば、充電器１１３に冷却手段を設ける必要がないため、デジタルカメラシステムのコストを下げることができる。また、冷却材１１４だけを冷却することができるため、電池パック１１０の電圧低下は発生しない。なお、デジタルカメラ１１７内において電池パック１１０と冷却材１１４とが近接することにより、電池パック１１０の温度が低下するので、電池パック１１０内に断熱材を組み込んでおくとよい。
As shown in FIG. 15C, the cooling
電池パックへの冷却材の取り付け方法としては、前述の保持ベルトを使った方法以外に、電池パック内に組み込めるようにしてもよい。図１６に示す電池パック１２０は、上面に板状の冷却材１２１を収納するための凹部１２２が形成されている。この凹部１２２の側面には、一対の係止爪１２３が形成されており、図中２点鎖線で示すように、凹部１２２内に収納された冷却剤１２１を係止することができる。本実施形態によれば、電池パック１２０と冷却材１２１とを組み合わせたときの一体感が増すため、デジタルカメラへの収納が容易になる。
As a method for attaching the coolant to the battery pack, other than the method using the holding belt described above, the coolant may be incorporated into the battery pack. The battery pack 120 shown in FIG. 16 has a
更に、上記実施形態では、電池パックに冷却部を別途設けたが、図１７に示す電池パック１３０のように、蓄熱材料で形成された冷却ケース１３１内に断熱材１３２で包まれたバッテリーセル１３３を収納して、電池パック１３０を構成してもよい。この電池パック１３０によれば、冷却部を別に設ける必要がないため、電池パックのサイズが大きくなることはない。また、電池パック１３０全体から冷気を放射することができるため、冷却効率を向上させることができる。 Furthermore, in the above embodiment, a cooling unit is separately provided in the battery pack. However, as in the battery pack 130 shown in FIG. 17, the battery cell 133 is wrapped with a heat insulating material 132 in a cooling case 131 formed of a heat storage material. May be stored to constitute the battery pack 130. According to this battery pack 130, since it is not necessary to provide a separate cooling unit, the size of the battery pack does not increase. Moreover, since cool air can be radiated | emitted from the battery pack 130 whole, cooling efficiency can be improved.
電池パック１３０の冷却ケース１３１を効率よく冷却するには、ペルチェ素子で部分的に冷却するよりも全体を冷却するのがよい。図１８は、電池パック１３０の冷却に適した冷却手段を有する充電器１４０である。この充電器１４０は、開閉ドア１４５によって開閉自在とされた充電室１４１内に電池パック１３０を垂直方向に向けて収納し、下方に配置された充電回路１４２によってバッテリーセル１３３に充電を行なっている。充電室１４１の上方には、充電室１４１の上面に設けられた複数個の通気孔１４３から冷気を送り込む熱交換機１４４が組み込まれている。充電室１４１内は、送り込まれた冷気によって温度が下がるため、電池パック１３０の冷却ケース１３１を全体的に冷却することができる。
In order to efficiently cool the cooling case 131 of the battery pack 130, it is preferable to cool the entire case rather than partially cooling with a Peltier element. FIG. 18 shows a charger 140 having a cooling means suitable for cooling the battery pack 130. The charger 140 stores the battery pack 130 in a vertical direction in a charging chamber 141 that can be freely opened and closed by an opening /
なお、上記各実施形態は、デジタルカメラやパーソナルコンピュータを例に説明したが、ポータブルＤＶＤプレーヤーや、シリコンオーディオプレーヤー、携帯電話機等の各種電池駆動式電子機器にも適用することができる。また、冷却部を一体に設ける装置は、電池パックに限定されるものではなく、電池パックに代表される電子機器の付属装置や拡張装置、例えばメモリカード等に冷却部を設けてもよい。 In addition, although each said embodiment demonstrated the digital camera and the personal computer to the example, it can apply also to various battery drive electronic devices, such as a portable DVD player, a silicon audio player, a mobile telephone. In addition, the apparatus in which the cooling unit is integrally provided is not limited to the battery pack, and the cooling unit may be provided in an attachment device or an expansion device of an electronic device typified by the battery pack, such as a memory card.
２ デジタルカメラシステム
３，１１７ デジタルカメラ
４，８４，９２，１０４，１１０，１２０，１３０ 電池パック
５，１１３，１４０ 充電器
７，８５ 電池室
３１，８２，９１ 固体撮像装置
３９〜４２ 通気孔
４２ 外装部材
４７，１３３ バッテリーセル
４８，８３，９３，１０５ 冷却部
４９，１３２ 断熱材
５１ ケース
５５ 電池収納部
６０ ペルチェ素子
６７ 温度センサ
７０ 制御回路
９４ 熱伝達部材
１０３ 熱伝達シート
１１４，１２１ 冷却材
１３１ 冷却ケース
１４４ 熱交換機
2 Digital camera system 3,117
Claims (21)
A battery drive type comprising the battery pack according to any one of claims 1 to 6, the electronic device according to any one of claims 7 to 14, and the charger according to any one of claims 15 to 20. Electronic equipment system.
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