JP2002191132A - 電源補助ユニット及び携帯機器システム - Google Patents
電源補助ユニット及び携帯機器システムInfo
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Abstract
変動を任意に抑制でき、且つ該電池の消費効率を向上可
能な電源補助ユニット及び携帯機器システムを提供す
る。 【解決手段】 蓄電素子24と、携帯機器に設けられ且
つ該携帯機器が備えた電源電池101にも接続される周
辺装置接続用のインターフェースに接続可能なインター
フェースコネクタとを備え、このコネクタを介して携帯
機器に接続されているときは、蓄電素子24が携帯機器
の電源電池101に並列接続され、該電池101の内部
抵抗を低減させる電源補助ユニットまたは該電源補助ユ
ニットを備えた携帯機器システム。
Description
やビデオカメラなどの電池を駆動電源とする携帯機器
と、携帯機器に接続して使用する周辺装置(アクセサ
リ)とで構成される携帯機器システムに関する。
池には、各電池メーカーが推奨する放電終止電圧という
ものがある。この放電終止電圧は電池の安全性を保障す
る電圧であって、電池電圧が放電終止電圧より低くなっ
た電池を使用し続けると、電池は発熱して液漏れを引き
起こし、使用環境によって最悪の場合には発火するおそ
れもある。また電池の液漏れ等によって、機器(駆動対
象)が誤動作、または故障することもあり得る。
機器では、電池電圧を定期的にチェックし、その電池電
圧が所定の放電終止電圧に達すると、バッテリ残量がな
い旨を報知して使用者に電池交換を促したり、機器の動
作停止により電池の使用を禁止したりなどして、電池及
び機器の安全性を確保している。
境や機器の動作状態に応じて変動する。特に、低温環境
中で機器を動作させる場合や機器が突発的に大電流を必
要とする動作を実行している場合には、電池の内部抵抗
が見掛け上大きくなって電圧が低くなり、放電終止電圧
に達したと誤検出されてしまう場合があった。この場合
でも使用者は電池残量なしと判断して電池を交換するた
め、電池内のエネルギーを十分に使い切ることができな
かった。このような不具合を防止するには、特性の優れ
た内蔵電池を用いたり、携帯機器内の電源電圧検出回路
を高精度化したり、電池の内部抵抗変化を少なくする回
路を新たに設けることが考えられるが、何れの場合も携
帯機器の大型化、重量増、コスト増を避けることができ
ず、好ましくない。また、携帯機器の使用状況によって
は、終止電圧レベルの誤検出がほとんど発生しない場合
もあるから、上述した措置がまったく無駄になることも
ある。
えた電池の電圧変動を任意に抑制でき、且つ該電池の消
費効率を向上可能な電源補助ユニット及び携帯機器シス
テムを提供することを目的とする。
と、携帯機器に設けられ且つ該携帯機器が備えた電源電
池にも接続される周辺装置接続用のインターフェースに
接続可能なインターフェースコネクタとを備え、前記イ
ンターフェースコネクタを介して前記携帯機器に接続さ
れると、前記蓄電素子が前記携帯機器の電源電池に並列
接続され、該電源電池の内部抵抗を低減させることに特
徴を有している。また本発明の携帯機器システムは、電
源電池と;周辺装置接続用であって前記電源電池にも接
続されるインターフェースコネクタと;を備えた携帯機
器と、前記インターフェースコネクタを介して前記携帯
機器に接続可能であって、蓄電素子を内蔵した電源補助
ユニットとを備え、該電源補助ユニットが前記携帯機器
に接続されている場合は、前記蓄電素子が該携帯機器の
電源電池に並列接続され、該電源電池の内部抵抗を低減
することに特徴を有している。これらの構成によれば、
携帯機器が備えた電池の電圧変動は電源補助ユニットに
よって吸収されるから、終止電圧の誤検出を防止して電
池内のエネルギーを十分に使い切ることができる。
助ユニットは、携帯機器に接続可能且つ他の周辺装置の
インターフェースコネクタと同一規格のインターフェー
スコネクタを有している。この構成によれば、携帯機器
のインターフェースを他の周辺機器と兼用できるから、
携帯機器側に電力補助ユニット専用のインターフェース
を設ける必要がなく、低コスト化に貢献できる。
明する。先ず、本発明を適用した電子スチルカメラシス
テムの構成について、図1〜図4を参照して説明する。
この電子スチルカメラシステムは、カメラ本体10と、
カメラ本体10に着脱可能な周辺装置とで構成される。
この周辺装置として本実施形態では、電源補助ユニット
20とプリンタユニット30を備えている。図1、図2
には、電源補助ユニット20、プリンタユニット30を
それぞれ択一的に装着した状態のカメラ本体10を示し
てある。
示すように、インターフェースコネクタ(以下、I/F
コネクタ)11と、I/Fコネクタ11に接続される電
源補助ユニット20またはプリンタユニット30を位置
決めおよび固定するための一対の凹溝状のロック部12
が形成されている。ロック部12内にはロック爪12a
が設けられている。このロック爪12aは、ロック部1
2内に突出するロック方向に常時ばね付勢され、不図示
のロック解除操作部材の操作により、ロック部12外の
ロック解除方向に後退可能に形成されている。
に、カメラ本体10の底面10aと同一の長方形状の一
面を有する箱型に形成されていて、カメラ本体10に装
着されたときにカメラ本体10の電源回路の一部として
機能する。電源補助ユニット20の上面には、カメラ本
体10側のI/Fコネクタ11に着脱可能なI/Fコネ
クタ21と、カメラ本体10側のロック部12に挿入さ
れてカメラ本体10に固定される一対の被ロック部22
が設けられている。被ロック部22には、ロック部12
に挿入されたときにカメラ本体10側のロック爪12a
が係合する係合溝23が形成されている。この一対の被
ロック部22をカメラ本体10側のロック部12に差し
込むと、I/Fコネクタ21とカメラ本体10側のI/
Fコネクタ11が接続されるとともに、ロック爪12a
が係合溝23に係合してロックされ、カメラ本体10に
電源補助ユニット20が固定される。この固定された状
態から電源補助ユニット20を取り外す場合は、カメラ
本体10の不図示のロック解除操作部材を操作してロッ
ク爪12aと係合溝23の係合を解除した状態で、電源
補助ユニット20を取り外せばよい。
ト20と同様に、カメラ本体10の底面10aと同一の
長方形状の一面を有する箱型に形成されていて、カメラ
本体10に装着されたときにカメラ本体10と連携して
記録画像の印刷を行う機能を有する。またプリンタユニ
ット30には、印刷物を取り出す取出口30aが設けら
れている。詳細は図示しないが、プリンタユニット30
の上面には、カメラ本体10のI/Fコネクタ11に着
脱可能なI/Fコネクタ31と、ロック部12と係合す
る被ロック部が設けられている。上記I/Fコネクタ2
1と31には同一規格のものを使用する。つまり、カメ
ラ本体10のI/Fコネクタ11は全ての周辺装置兼用
のコネクタであって、本実施形態では、電源補助ユニッ
ト20またはプリンタユニット30のいずれかのI/F
コネクタをI/Fコネクタ11に接続して使用すること
ができる。
系について、図5〜図7を参照して説明する。図5は本
システムの制御系の主要構成を示すブロック図である。
カメラ本体10は、カメラの動作を総括的に制御する制
御手段としてMPU100を備えている。MPU100
は、制御用プログラム等を格納したROM、データを一
時的に記憶するRAMを内蔵している。MPU100に
は、カメラ本体10に装填されたバッテリ101の電圧
が電源回路102を介して定電圧として供給される。M
PU100は、電源回路102から供給された定電圧に
よって作動し、操作部103の各スイッチ状態に応じた
処理を行う。またMPU100は、バッテリ電圧が終止
電圧に達する前に撮影者に警告を与える等の対応がとれ
るように、分圧回路110及びA/D変換回路111を
介してバッテリ電圧をモニタリングする。
ている。DSP104には、撮像素子106から出力さ
れるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して出
力するA/D変換器107と、撮像素子106が撮像し
た画像や撮影に関する情報を表示する表示部108と、
A/D変換器107から出力されたデジタル画像信号を
メモリする画像メモリ109が接続されている。この画
像メモリ109としては、内蔵のキャッシュメモリや着
脱可能な不揮発性のメモリーカード等を使用することが
できる。MPU100は、DSP104を介して表示部
109による表示処理を制御する一方、撮像素子106
による撮像処理をDSP104及びA/D変換器107
を介して制御する。またMPU100は、バスライン1
05を介してI/Fコネクタ11に装着された周辺装置
(電源補助ユニット20、プリンタユニット30)との
間で信号の授受を行い、これら周辺装置の動作を制御す
る。
に、バスライン105に接続されてMPU100との信
号授受を行う制御端子群11aと、バッテリ101の両
端子間に接続されて周辺装置との間で電力授受を行う電
源端子群11bに割り当てられている。このI/Fコネ
クタ11に接続するI/Fコネクタ21または31は、
詳細は図示しないが、I/Fコネクタ11の制御端子群
11a、電源端子群11bのそれぞれに接続される制御
端子群と電源端子群を備えている。MPU100は、カ
メラ本体10に周辺装置が接続されると先ず、接続され
た周辺装置の種類を認識する。即ち、カメラ本体10に
周辺装置が接続されるとMPU100は、制御端子群を
介して種別判定信号を周辺装置へ出力し、各装置の種類
毎に予め設定されている個別認識信号を取得する。そし
て取得した個別認識信号に基づき、カメラ本体10に装
着された周辺装置の種類を特定する。
の接続を介してカメラ本体10にプリンタユニット30
が装着されると、電源回路32がカメラ本体10のバッ
テリ101に接続され、カメラ本体10のバスライン1
05とプリンタユニット30のバスライン33が接続さ
れる(図7(a)参照)。電源回路32は、バッテリ1
01の電圧を一定電圧としてプリンタユニット30の各
回路へ供給する。バスライン33にはCPU34とFI
FO35が接続されている。CPU34は、制御用プロ
グラム等をメモリしたROM及びデータを一時的にメモ
リするRAMを内蔵しており、ROMにはプリンタユニ
ットであることを識別する個別認識信号もメモリされて
いる。CPU34は、バスライン33を介してカメラ本
体10のMPU100との間で通信を行い、MPU10
0から印刷要求を入力したときにバスライン33を介し
て印刷用の画像データを読み込み、FIFO35にメモ
リする。このFIFO35はバッファメモリとして機能
する。そしてFIFO35に所定単位の画像データが蓄
積されたら、入力した順に画像データを読み出してプリ
ンタ36に印刷させる。このプリンタ36による印刷処
理はCPU34によって制御される。即ちCPU34
は、センサ37を介して印刷ヘッド位置を検知しなが
ら、モータコントローラ38やヘッドコントローラ39
を動作させ、印刷処理を行う。なおプリンタユニット3
0は、一般的なプリンタを使用しており、詳細な動作に
ついては説明を省略する。
1においては、図4に示すように、カメラ本体10側の
I/Fコネクタ11の制御端子群11a、電源端子群1
1bにそれぞれ対応する端子群21a、21bが設けら
れている。I/Fコネクタ11とI/Fコネクタ21の
接続を介してカメラ本体10に電源補助ユニット20が
装着されると、電源端子群11bと21bが接続されて
蓄電素子群24がカメラ本体10のバッテリ101に並
列接続され、制御端子群11aと21aが接続されてロ
ジック回路25がバスライン105を介してMPU10
0に接続される(図7(b)参照)。蓄電素子群24は
複数の容量性蓄電素子で構成される。この容量性蓄電素
子としては、大容量を持つ電気二重層コンデンサなどが
適している。ロジック回路25は、MPU100から出
力された種別判定信号を入力したとき、電源補助ユニッ
トであることを識別する個別認識信号を出力する回路で
ある。
ト20を装着した場合を示す概念図である。図示例で
は、4個の電気二重層コンデンサを2個ずつ直列接続
し、その直列接続した2列を並列に接続したものを蓄電
素子群24としている。蓄電素子群24がバッテリ10
1に並列接続している状態では、バッテリ101によっ
て蓄電素子群24が充電されつつ、カメラ本体10の動
作時には蓄電素子群24が放電してカメラ本体10へ電
力を供給する。この蓄電素子群24から放電がなされる
ことにより、大電流消費時におけるバッテリ101の電
圧変動が抑制される。そのため、カメラ本体10を安定
動作できるとともに、バッテリ101の終止電圧を精度
良く検出してバッテリ101のエネルギーをすべて使い
切ることができるようになる。このように電池と蓄電素
子を電源として併用した場合には、図9に示す放電特性
からも分かるように、電池のみを電源として使用した場
合よりも電池の寿命を確実に延ばすことができている。
ど蓄電素子のESR(等価直列抵抗)の温度依存性を示
してある。0℃以下になるとESRは急激に大きくな
り、バッテリ101から電流を取り出しにくくなる。し
たがって、バッテリ101のみを電源とした場合には、
低温環境ではバッテリ101からカメラ本体10に十分
な電力を供給できず、カメラ本体10を動作させること
ができなくなってしまう。しかし、上述した図8のよう
に蓄電素子群24をバッテリ101に並列接続してバッ
テリ101と蓄電素子群24を併用すれば、蓄電素子群
24のESRcがバッテリ101のESRbに比べて極
めて小さな値であるから、電源(バッテリ101と蓄電
素子群24)のESRを見かけ上、小さくすることがで
きる。そのため、低温雰囲気中においてもバッテリ10
1のESRの増加を抑え、カメラ本体10に大電流を供
給することができるようになる。
図11を参照して説明する。カメラ本体10の電源がオ
ンしたら(S1;Y)、MPU100が起動して通常の
カメラ動作が開始される(S2)。このカメラ動作中
に、制御端子群を介して通信を行い、カメラ本体10に
周辺装置が接続されているかどうかを認識する(S
3)。周辺装置が装着されていることを認識したときは
(S4;Y)、MPU100から周辺装置へ種別判定信
号が出力される(S5)。すると周辺装置は、各装置の
種類毎に定められた個別認識信号をMPU100へ出力
する(S6)。そしてMPU100は、入力した個別認
識信号に基づき、装着されている周辺装置の種類を特定
する(S7)。電源補助ユニット20が装着されている
場合は、電源補助ユニット20に対する制御は行われ
ず、カメラ本体10の電源チェック及び周辺装置の接続
・識別チェックが繰り返し実行される(S8;N、S
1)。プリンタユニット30が装着されている場合は、
MPU100とプリンタユニット30内のCPU34と
の間で通信が開始される(S8;Y、S9)。そして、
上記通信により印刷要求がCPU34に出力されると
(S10;Y)、CPU34により演算処理及び印刷動
作が実行される(S11、S12)。そして印刷動作が
完了すると、上記したS1から動作を再スタートする
(S13;Y)。
助ユニット20をカメラ本体10に装着すれば、電源補
助ユニット20の蓄電素子群24がカメラ本体10のバ
ッテリ101に並列接続されるので、バッテリ101の
電圧変動を抑制することができる。これにより、カメラ
本体10を安定に駆動できるとともに、バッテリ101
の放電終止電圧の誤検出を防止することができる。この
放電終止電圧の誤検出が減れば、バッテリ101内のエ
ネルギーを十分に使い切ることができ、バッテリ101
の消費効率も向上する。またバッテリ101の内部抵抗
の増加を抑え、低温環境中でも大電流をカメラ本体10
に供給することができる。
テリ101の内部抵抗を低減させる機能を、カメラ本体
10に任意に着脱できるアクセサリに持たせる構成とし
たので、カメラ本体10の大型化、重量増、コスト増を
招くことなく、撮影頻度や温度環境など使用状況や必要
性に応じて任意に電源補助ユニットを装着し、終止電圧
検出精度を高めることができる。
源補助ユニット20を接続しているときは常時、バッテ
リ101と蓄電素子群24が接続して蓄電素子群24が
充電されるようになっているが、カメラ本体10の電源
がオンしているときのみバッテリ101と蓄電素子群2
4を接続する構成にすることもできる。なお、蓄電素子
群24を構成する蓄電素子の個数は、電源補助ユニット
20を装着する携帯機器の種類やその携帯機器が使用す
る電池の種類等に応じて適宜変更するのが好ましい。
20のI/Fコネクタ21を、従来から装備されている
プリンタユニット30等の周辺装置のI/Fコネクタと
同一規格にしてカメラ本体10のI/Fコネクタ11を
兼用としたので、電源補助ユニット20専用のコネクタ
を設ける必要がなく、低コスト化に貢献できる。またプ
リンタユニット30等の周辺装置を使用しないときに電
源補助ユニット20をカメラ本体10に装着しておけ
ば、電源補助ユニット20はカメラ本体10のI/Fコ
ネクタ11用のカバーとしても機能する。また本実施形
態では、電源補助ユニット20及びプリンタユニット3
0を、カメラ本体10に装着したときにカメラ本体10
形状と一体化するように形成してあるから、これら周辺
装置を装着していても使用者に違和感を与えることがな
く、カメラ操作がしづらくなることもない。なお本実施
形態では、周辺装置として電源補助ユニット、プリンタ
ユニットを備えたが、これらの他に、例えばGPSユニ
ット等を備える構成としてもよい。またプリンタユニッ
トやGPSユニットに、電気二重層コンデンサを電源端
子群に接続する構成を追加して、電源補助ユニットと同
様の機能を加えた構成としても良い。
テムに適用した実施形態について説明したが、本発明は
これに限定されず、各種の携帯機器に適用することがで
きる。特に、電子スチルカメラやビデオカメラ、ノート
パソコンなど、負荷変動(待機時と動作時の電流変化)
が激しい携帯機器に対して効果を発揮する。
器が備えた電源電池の電圧変動を抑制して電源電池の消
費効率を上げることができる電源補助ユニット及び携帯
機器システムを提供することができる。
であって、電源補助ユニットを装着した状態のカメラ本
体を示している。
トを装着した状態のカメラ本体を示す図である。
する図である。
ロック図、(b)電源補助ユニットの主要構成を示すブ
ロック図である。
場合の概念を示す図である。
を併用した場合との放電特性を比較して示す図である。
温度依存性を示す図である。
チャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 蓄電素子と、 携帯機器に設けられ且つ該携帯機器が備えた電源電池に
も接続される周辺装置接続用のインターフェースに接続
可能なインターフェースコネクタとを備え、 前記インターフェースコネクタを介して前記携帯機器に
接続されると、前記蓄電素子が前記携帯機器の電源電池
に並列接続され、該電源電池の内部抵抗を低減させるこ
とを特徴とする電源補助ユニット。 - 【請求項2】 電源電池と;周辺装置接続用であって前
記電源電池にも接続されるインターフェースコネクタ
と;を備えた携帯機器と、 前記インターフェースコネクタを介して前記携帯機器に
接続可能であって、蓄電素子を内蔵した電源補助ユニッ
トとを備え、 該電源補助ユニットが前記携帯機器に接続されている場
合は、前記蓄電素子が該携帯機器の電源電池に並列接続
され、該電源電池の内部抵抗を低減することを特徴とす
る携帯機器システム。 - 【請求項3】 請求項2記載の携帯機器システムにおい
て、前記蓄電素子は、大容量性蓄電素子であって、前記
携帯機器の電源電池に並列接続されているときは該電池
によって充電される一方、前記携帯機器の動作時に放電
して該携帯機器に電力供給する携帯機器システム。 - 【請求項4】 請求項2または3記載の携帯機器システ
ムにおいて、前記電源補助ユニットは、前記携帯機器側
のインターフェースコネクタに接続可能且つ他の周辺装
置が備えたインターフェースコネクタと同一規格のイン
ターフェースコネクタを有している携帯機器システム。 - 【請求項5】 請求項4記載の携帯機器システムにおい
て、前記携帯機器側のインターフェースコネクタは、前
記周辺装置との間で通信を行なう通信端子と、前記電源
電池の両端それぞれに電気的に接続される電源端子とを
備え、 前記電源補助ユニット側のインターフェースコネクタ
は、前記蓄電素子の両端にそれぞれ電気的に接続される
電源端子を備え、 前記携帯機器側のインターフェースコネクタと前記電源
補助ユニット側のインターフェースコネクタが接続され
ると、前記携帯機器側の電源端子と前記ユニット側の電
源端子が接続される携帯機器システム。 - 【請求項6】 請求項2から5のいずれか一項に記載の
携帯機器システムにおいて、前記携帯機器は電子スチル
カメラである携帯機器システム。
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