专利名称：预估数字相机电池寿命的方法
技术领域：
本发明涉及一种预估数字相机电池寿命的方法，特别涉及一种可在尚未真正制造出数字相机之前，便能以计算公式来估算出所述数字相机的电池寿命的一种方法。
背景技术：
目前，对于数字相机的电池寿命的评估方式，一般都是以所述数字相机的电池在充饱电的状态下可重复拍照多少张像的方式来进行评估。例如，相机及影像产品协会(Camera & Imaging Products Association；简称CIPA)便曾经制订数字相机的标准测试流程。所述标准测试流程是规范有执行数字相机测试操作的循环流程及步骤，其中至少包括有下列若干操作模式开机、变焦、实时显像、对焦、非闪光拍照、闪光拍照、闪光灯充电、以及关机等等。一台数字相机在充饱电的状态下，经由依循其规定的循环流程来进行操作，直到其电池的电能耗尽之前所能完成的拍照次数，便是目前业界用来评估数字相机的电池寿命的方式。
然而，此种现有用来评估数字相机的电池寿命的现有方式，一定都需要业者先制造出一台数字相机的原型机后，才能使用所述原型机来执行CIPA的标准测试流程并评估其电池寿命。而当数字相机还在设计阶段，且尚未做出实体相机前，业者根本无法预估其设计的相机可以拍照的张数。倘若所设计的相机在完成原型机的制造并实际量测后，才发觉因为电池寿命过低而无法量产时，所述业者所损失的，绝对不仅是那台数字相机本身的价值而已。其因产品需重新设计，所导致的量产时间的延误、稍纵即逝的商机无法掌握、以及对于客户的商誉形象降低等等的可能损害，绝对是千倍或万倍于数字相机本身的价值。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种预估数字相机电池寿命的方法，其可在实际生产出相机之前，即可预估其可拍照张数。
本发明的另一目的是提供一种预估数字相机电池寿命的方法，其是通过依据CIPA的标准测试流程来设计出一计算公式，以便在数字相机的设计阶段且尚未开始制造实机之前，便可将数字相机的若干组件的消耗功率代入所述计算公式中，以计算出预估的可拍照次数(也就是电池寿命)。
为达上述目的，本发明提供一种预估数字相机电池寿命的方法，包括有下列步骤(A)在数字相机的设计阶段，选用数字相机的若干组件，并列举所述组件的消耗功率；(B)依据所述组件的消耗功率，来计算出所述数字相机在执行若干不同操作模式时，其个别操作模式下的消耗功率合计；(C)根据一标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，来计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量；(D)将一电池的电池能量除以所述总耗电量，得到预估的电池寿命。
所述若干组件于个别操作模式下的消耗功率合计，是占所述数字相机的整体总消耗功率的95％以上。
所述的若干组件是包括有数字讯号处理器、模拟前端组件、频率产生器、电荷耦合组件、动态随机存取内存、闪存、液晶显示器、电源集成电路、闪光灯驱动集成电路、以及镜头快门驱动集成电路；并且，所述的若干操作模式是包括有开机、变焦、实时显像、对焦、非闪光拍照、闪光拍照、闪光灯充电、以及关机。
于步骤(B)与步骤(C)之间更包括有下列步骤(B1)通过将步骤(B)中所得到的所述个别操作模式下的消耗功率合计值除以一电源集成电路的效率值，来计算出个别操作模式下的电池端消耗功率；(B2)将电池端消耗功率除以电池电压以求得个别操作模式下的电池端消耗电流；(B3)根据各操作模式所需时间，乘上电池端的电压与电流，计算出电池端的消耗能量。
所述的标准测试流程为由相机及影像产品协会所制订的数字相机标准测试流程，是包括有下列测试步骤(a)重新开机，重新启动数字相机的电源；
(b)变焦，将数字相机的一镜头放大倍率放到最大；(c)实时显像，使数字相机的一液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；(d)对焦，等待一短时间使影像清晰；(e)无闪光拍照，在不开启数字相机的一闪光灯的状态下按下一快门以拍摄影像；(f)变焦，将数字相机的镜头放大倍率缩到最小；(g)实时显像，使液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；(h)对焦，等待一短时间使影像清晰；(i)有闪光拍照，在有开启闪光灯的状态下按下快门以拍摄影像；(j)闪光灯充电，等待闪光灯充电至可闪光状态；(k)重复执行步骤(b)至(j)五次；(l)关机，关闭数字相机的电源；以及(m)等待10分钟，然后重新执行步骤(a)，直到数字相机的一电池的能量耗尽为止，然后再计算其所拍照的次数。
所述标准测试流程每进行一循环的流程所需的总耗电量由下列公式计算而得Wout＝Vin[AX1+AX2+5(B*Y1+(30-Y1-S-F1)C+F1*E+Z*D+Y2*B+(30-Y2-F2)C+F2*E+Z*D+S*E)]其中，Wout为总耗电量，Vin为电池电压，X1为开机时间，X2为关机时间，Y1为变焦放大时间，Y2为变焦缩小时间，F1为变焦放大后对焦时间，F2为变焦缩小后对焦时间，Z为快门时间，S为闪光灯充电时间，A为开、关机平均电流，B为变焦电流，C为实时显像电流，E1为对焦电流，D为快门电流，E为闪光灯充电时的电流；其中，Win为电池总能量，将Win除以Wout乘上10便可求得预估的可拍照次数。
本发明还提供一种预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于，包括有下列步骤在数字相机的设计阶段时，选用数字相机所需的若干组件，并列举所述组件的消耗功率值；
根据一标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，来设计出至少一计算公式，以供计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量；将所述组件的消耗功率值代入所述计算公式，以求出具有所述组件的数字相机每进行一循环的流程所需的所述总耗电量；将数字相机所选用的一电池的电池能量除以所述总耗电量，即可求出预估的电池寿命。
图1为相机及影像产品协会(CIPA)所制订的数字相机标准测试流程的一例；图2为本发明的预估数字相机电池寿命的方法的一较佳实施例流程图。
图号说明1～24流程步骤；31～37流程步骤。
具体实施例方式
请参阅图1，其为相机及影像产品协会(CIPA)所制订的数字相机标准测试流程的一例，所述标准测试流程是包括有下列操作模式与操作步骤步骤11重新开机(Power On)，重新启动数字相机的电源；步骤12变焦(Zoom In)，将数字相机的一镜头放大倍率放到最大；步骤13实时显像(Live View，Flash Off)，使数字相机的一液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；步骤14对焦(Focus)，等待一短时间使影像清晰，其中，于步骤13中的实际显像时间，是以使得步骤12～步骤14的总花费时间合计共30秒再另扣除步骤20的闪光灯充电时间的方式来调整；步骤15无闪光拍照(Capture，W/O Flash)，在不开启数字相机的一闪光灯的状态下按下一快门以拍摄影像；步骤16变焦(Zoom Out)，将数字相机的镜头放大倍率缩到最小；步骤17实时显像(Live View，Flash On)，使液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；步骤18对焦(Focus)，等待一短时间使影像清晰，其中，于步骤17中的实际显像时间，是以使得步骤16～步骤18的总花费时间合计共30秒的方式来调整；
步骤19有闪光拍照(Capture，With Flash)，在有开启闪光灯的状态下按下快门以拍摄影像；步骤20闪光灯充电(Recharge)，等待闪光灯充电至可闪光状态；步骤21重复执行步骤12至20五次；步骤22关机(Power Off)，关闭数字相机的电源；以及步骤23休息等待10分钟，然后重新执行步骤11，直到数字相机的电池的能量耗尽为止，然后，再计算其所拍照的次数(步骤24)，所述可拍照次数即可表示数字相机的电池寿命。
请参阅图2，并请搭配参考图一中的X1、Y1、A、B、...等等的参数符号。图2是其揭露有本发明的预估数字相机电池寿命的方法的一较佳实施例流程图。如图2所示，本发明的预估数字相机电池寿命的方法大体上是包括有下列步骤步骤31选用数字相机的若干组件，并画好电子线路图，之后列举所述组件的消耗功率(步骤32)。这些消耗功率的数值可由各组件的供货商所提供的组件规格书中获得。于本发明的一较佳实施例中，所述若干组件于个别操作模式下的消耗功率合计，是占所述数字相机的整体总消耗功率的95％以上为较佳。例如，所述的组件的实施例可包括有数字讯号处理器(DSP)、模拟前端组件(AnalogFront End；AFE)、频率产生器(Time Generator；TG)、电荷耦合组件(CCD)、动态随机存取内存(SDRAM)、闪存(NAND FLASH)、液晶显示器(LCD)、电源集成电路(Power IC)、闪光灯驱动集成电路(Strobe Charger IC)、以及镜头快门驱动集成电路(Lens Shutter Driver IC)。
步骤33依据所述组件的消耗功率，来计算出所述数字相机在执行若干不同操作模式时，其个别操作模式下的消耗功率合计。如图1所示的CIPA标准测试流程中，所述的个别操作模式是包括有开机、变焦、实时显像、对焦、非闪光拍照、闪光拍照、闪光灯充电、以及关机等操作模式。
步骤34通过将步骤33中所得到的所述个别操作模式下的消耗功率合计值除以一电源集成电路的效率值，来求得个别操作模式下的电池端消耗功率。并且，将电池端消耗功率除以电池电压以求得个别操作模式下的电池端消耗电流(例如图1所示的A、B、C、D、E等参数值即为数字相机在执行各操作模式的电池端消耗电流值)。
步骤35根据各操作模式所需时间(例如图1所示的X1、Y1、30-Y1-S-F1、F1、Z、Y2、30-Y2-F2、F2、Z、S、X2等参数值即为数字相机在执行各操作模式的所需时间值)，乘上电池端的电压与电流，以计算出电池端的消耗能量。
步骤36根据一标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，来计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量Wout。
步骤37将一电池的电池总能量Win除以所述总耗电量Wout，其值乘以10后即可求得预估的可拍照次数，也就是预估的电池寿命。
于本发明的预估数字相机电池寿命方法的一较佳实施例，如步骤36中所述的所述标准测试流程每进行一循环的流程所需的总耗电量，可由下列计算公式计算而得Wout＝Vin[AX1+AX2+5(B*Y1+(30-Y1-S-F1)C+F1*E+Z*D+Y2*B+(30-Y2-F2)C+F2*E+Z*D+S*E)]其中，Wout为总耗电量，Vin为电池电压，X1为开机时间，X2为关机时间，Y1为变焦放大时间，Y2为变焦缩小时间，F1为变焦放大后对焦时间，F2为变焦缩小后对焦时间，Z为快门时间，S为闪光灯充电时间，A为开、关机平均电流，B为变焦电流，C为实时显像电流，E1为对焦电流，D为快门电流，E为闪光灯充电时的电流。
当计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量Wout值后，我们只要将Win除以Wout乘上10，便可求得预估的可拍照次数。其中，Win为电池总能量，其值可由电池供货商所提供的规格书上所获得。
以下将列举一具体实施例来说明本发明的预估数字相机电池寿命方法及其中的计算公式的用法。
(一)首先，在一数字相机的设计阶段时，便把所欲选用的电子组件中，占整体消耗功率95％以上的组件加以列举如下DSP(Atmel 113)1.8V消耗135mA；3.3V消耗80mAAFE(LZ9KA14)3.3V消耗50mATG(IR3Y50)3.3V消耗40mACCD(RJ23s3AA0DT)15.5V消耗20mA；-8V消耗10mASDRAM(HY57V561620B)3.3V消耗80mANAND FLASH(HY27US28081M)3.3V消耗10mALCD(TC015THEBE)3.3V消耗20mA；5V消耗10mA；8V消耗2mA
Power IC(APW7095A)5V消耗5mAStrobe Charger IC 3.3V消耗550mALens Shutter Driver IC 3.3V消耗220mA其中，因为本实施例中的数字相机并不具有变焦(Zoom)与对焦(Focus)的功能，故可不计与变焦和对焦相关组件的消耗功率。
(二)当在「实时显像」操作模式时，其电池端负载消耗功率为(不计闪光灯充电及快门驱动的消耗电流)1.8V消耗135mA--->243mW3.3V消耗80+50+40+80+10+20＝280mA--->924mW5V消耗15mA--->75mW-8V消耗10mA--->80mW15.5V消耗20mA--->310mW(三)当在「闪光灯充电」操作模式时，其电池端负载消耗功率为(需加上闪光灯充电的消耗电流但不计快门驱动的消耗电流)1.8V消耗135mA--->243mW3.3V消耗80+50+40+80+10+20+550＝830mA-->2739mA5V消耗15mA--->75mW-8V消耗10mA--->80mW15.5V消耗20mA--->310mW(四)当在「拍照瞬间」操作模式时，其电池端负载消耗功率为(需加上快门驱动的消耗电流但不计闪光灯充电的消耗电流)1.8V消耗--->243mW3.3V消耗80+50+40+80+10+20+220＝500mA-->1650mA5V消耗15mA--->75mW-8V消耗10mA--->80mW15.5V消耗20mA--->310mW(五)由于本实施例中的数字相机并不具有变焦(Zoom)与对焦(Focus)的功能，所以有变焦(Zoom)与对焦(Focus)操作模式的电流值均为0。而开机与关机的平均电流则假设为「实时显像」操作模式时的一半。
(六)电池端消耗的功率计算
电源集成电路(Power IC)对于每一组输出电压的转换效率的预估值可以从其规格书中查到。于本实施例中，电源集成电路Power IC(APW7095A)每一组输出电压的转换效率，换算后即为每一组电压对应于电池端，电池所消耗的功率，再将其加总后则为电池的总消耗功率。
当在「实时显像」操作模式时电池端消耗的功率为每一组电压的加总1.8V的效率为90％-->243mW/0.9＝270mW；3.3V的效率为90％-->924/0.9＝1026mW；5V的效率为85％-->88mW；-8V的效率为70％-->114mW；15V的效率为80％-->387mW；电池的总消耗功率为270+1026+88+114+387＝1885mW；以3V的电池电压计算，电池端消耗电流即为1885mW/3V＝628mA。
当在「闪光灯充电」时，其消耗功率有所不同1.8V的效率为90％-->243mW/0.9＝270mW；3.3V的效率为90％-->2739/0.9＝3043mW；5V的效率为85％-->88mW；-8V的效率为70％-->114mW；15V的效率为80％-->387mW；电池的总消耗功率为270+3043+88+114+387＝3902mW；以3V的电池电压计算，电池端消耗电流即为3902mW/3V＝1300mA。
当在「拍照瞬间」时，只有3.3V的消耗功率有所不同1.8V的效率为90％-->243mW/0.9＝270mW；3.3V的效率为90％-->1650/0.9＝1833mW；5V的效率为85％-->88mW；-8V的效率为70％-->114mW；15V的效率为80％-->387mW；电池的总消耗功率为270+1833+88+114+387＝2692mW；
以3V的电池电压计算，电池端消耗电流即为2692mW/3V＝897mA。
(七)将以上各个操作模式中电流乘电压乘时间即为电池消耗的能量WoutVin＝3V (电池电压)X1＝2s (开机时间)X2＝2s (关机时间)Y1＝0(ZOOM OUT时间)Y2＝0(ZOOM IN时间)F1＝0(ZOOM OUT后FOCUS时间)F2＝0(ZOOM IN后FOCUS时间)Z＝0.001s(快门时间)S＝6s(Flash充电时间)A＝319mA (开，关机平均电流)B＝0 (ZOOM电流)C＝628mA (Live View电流)E1＝0(FOCUS电流)D＝897mA (快门电流)E＝1300mA(Flash充电时的电流)Win＝7020JWin为电池总能量，以Duracell Ultra MAX1500 AA LR6 AA(ALKALINE)为例且假设关机电压为2.2V。
(八)依CIPA标准，将各个操作模式的能量相加再与电池能量相除乘以10即可预估可拍张数Wout＝Vin[AX1+AX2+5(B*Y1+(30-Y1-S-F1)C+F1*E+Z*D+Y2*B+(30-Y2-F2)C+F2*E+Z*D+S*E)]将各个操作模式中电流、电压、时间代入以上计算公式可得到Wout＝629J因此，所述数字相机的预估可拍张数为Win/Wout＝(7020/629)×10＝111也就是一共可拍111张照片，其值是大于一般消费者对于一台数字相机在电池已充饱电的情况下，应至少可拍照100张以上的要求。因此，便可在实际生产出相机之前，即可预估其可拍照张数(也就是电池寿命)。
以上所述的实施例不应用于限制本发明的可应用范围，本发明的保护范围应以本发明的权利要求内容所界定技术精神及其均等变化所包括的范围为主。即大凡依本发明权利要求所做的均等变化及修饰，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围，故都应视为本发明的进一步实施状况。
权利要求
1.一种预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于，包括有下列步骤(A)在数字相机的设计阶段，选用数字相机的若干组件，并列举所述组件的消耗功率；(B)依据所述组件的消耗功率，来计算出所述数字相机在执行若干不同操作模式时，其个别操作模式下的消耗功率合计；(C)根据一标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，来计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量；(D)将一电池的电池能量除以所述总耗电量，得到预估的电池寿命。
2.如权利要求1所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述若干组件于个别操作模式下的消耗功率合计，是占所述数字相机的整体总消耗功率的95％以上。
3.如权利要求1所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述的若干组件是包括有数字讯号处理器、模拟前端组件、频率产生器、电荷耦合组件、动态随机存取内存、闪存、液晶显示器、电源集成电路、闪光灯驱动集成电路、以及镜头快门驱动集成电路；并且，所述的若干操作模式是包括有开机、变焦、实时显像、对焦、非闪光拍照、闪光拍照、闪光灯充电、以及关机。
4.如权利要求1所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于于步骤(B)与步骤(C)之间更包括有下列步骤(B1)通过将步骤(B)中所得到的所述个别操作模式下的消耗功率合计值除以一电源集成电路的效率值，来计算出个别操作模式下的电池端消耗功率；(B2)将电池端消耗功率除以电池电压以求得个别操作模式下的电池端消耗电流；(B3)根据各操作模式所需时间，乘上电池端的电压与电流，计算出电池端的消耗能量。
5.如权利要求1所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述的标准测试流程为由相机及影像产品协会所制订的数字相机标准测试流程，是包括有下列测试步骤(a)重新开机，重新启动数字相机的电源；(b)变焦，将数字相机的一镜头放大倍率放到最大；(c)实时显像，使数字相机的一液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；(d)对焦，等待一短时间使影像清晰；(e)无闪光拍照，在不开启数字相机的一闪光灯的状态下按下一快门以拍摄影像；(f)变焦，将数字相机的镜头放大倍率缩到最小；(g)实时显像，使液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；(h)对焦，等待一短时间使影像清晰；(i)有闪光拍照，在有开启闪光灯的状态下按下快门以拍摄影像；(j)闪光灯充电，等待闪光灯充电至可闪光状态；(k)重复执行步骤(b)至(j)五次；(l)关机，关闭数字相机的电源；以及(m)等待10分钟，然后重新执行步骤(a)，直到数字相机的一电池的能量耗尽为止，然后再计算其所拍照的次数。
6.如权利要求5所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述标准测试流程每进行一循环的流程所需的总耗电量由下列公式计算而得Wout＝Vin[AX1+AX2+5(B*Y1+(30-Y1-S-F1)C+F1*E+Z*D+Y2*B+(30-Y2-F2)C+F2*E+Z*D+S*E)]其中，Wout为总耗电量，Vin为电池电压，X1为开机时间，X2为关机时间，Y1为变焦放大时间，Y2为变焦缩小时间，F1为变焦放大后对焦时间，F2为变焦缩小后对焦时间，Z为快门时间，S为闪光灯充电时间，A为开、关机平均电流，B为变焦电流，C为实时显像电流，E1为对焦电流，D为快门电流，E为闪光灯充电时的电流；其中，Win为电池总能量，将Win除以Wout乘上10便可求得预估的可拍照次数。
7.一种预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于，包括有下列步骤在数字相机的设计阶段时，选用数字相机所需的若干组件，并列举所述组件的消耗功率值；根据一标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，来设计出至少一计算公式，以供计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量；将所述组件的消耗功率值代入所述计算公式，以求出具有所述组件的数字相机每进行一循环的流程所需的所述总耗电量；将数字相机所选用的一电池的电池能量除以所述总耗电量，即可求出预估的电池寿命。
8.如权利要求7所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述的若干组件是至少包括有数字讯号处理器、模拟前端组件、频率产生器、电荷耦合组件、动态随机存取内存、闪存、液晶显示器、电源集成电路、闪光灯驱动集成电路、以及镜头快门驱动集成电路；并且，所述的标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，是至少包括有下列若干操作模式开机、变焦、实时显像、对焦、非闪光拍照、闪光拍照、闪光灯充电、以及关机。
9.如权利要求7所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述的标准测试流程为由相机及影像产品协会所制订的数字相机标准测试流程，是包括有下列测试步骤(a)重新开机，重新启动数字相机的电源；(b)变焦，将数字相机的一镜头放大倍率放到最大；(c)实时显像，使数字相机的一液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；(d)对焦，等待一短时间使影像清晰；(e)无闪光拍照，在不开启数字相机的一闪光灯的状态下按下一快门以拍摄影像；(f)变焦，将数字相机的镜头放大倍率缩到最小；(g)实时显像，使液晶显示器显示镜头所撷取的影像，其显像时间是少于30秒；(h)对焦，等待一短时间使影像清晰；(i)有闪光拍照，在有开启闪光灯的状态下按下快门以拍摄影像；(j)闪光灯充电，等待闪光灯充电至可闪光状态；(k)重复执行步骤(b)至(j)五次；(l)关机，关闭数字相机的电源；以及(m)等待10分钟，然后重新执行步骤(a)，直到数字相机的一电池的能量耗尽为止，然后再计算其所拍照的次数。
10.如权利要求7所述的预估数字相机电池寿命的方法，其特征在于所述计算公式为Wout＝Vin[AX1+AX2+5(B*Y1+(30-Y1-S-F1)C+F1*E+Z*D+Y2*B+(30-Y2-F2)C+F2*E+Z*D+S*E)]其中，Wout为总耗电量，Vin为电池电压，X1为开机时间，X2为关机时间，Y1为变焦放大时间，Y2为变焦缩小时间，F1为变焦放大后对焦时间，F2为变焦缩小后对焦时间，Z为快门时间，S为闪光灯充电时间，A为开、关机平均电流，B为变焦电流，C为实时显像电流，E1为对焦电流，D为快门电流，E为闪光灯充电时的电流；其中，Win为电池总能量，将Win除以Wout乘上10便可求得预估的可拍照次数。
全文摘要
一种预估数字相机电池寿命的方法，包括有下列步骤在数字相机的设计阶段时，选用数字相机的若干组件，并列举所述组件的消耗功率；依据所述组件的消耗功率，来计算出所述数字相机在执行若干不同操作模式时，其个别操作模式下的消耗功率合计；根据一标准测试流程所规范的执行数字相机测试操作的循环流程，来计算出每进行一循环的流程所需的总耗电量；以及，将一电池的电池能量除以所述总耗电量，以求得预估的电池寿命。
文档编号G01R31/36GK101046504SQ20061006631
公开日2007年10月3日 申请日期2006年3月28日 优先权日2006年3月28日
发明者李一平 申请人:普立尔科技股份有限公司